NO333222B1 - Rorhandteringsanordning og sikkerhetsmekanisme - Google Patents

Rorhandteringsanordning og sikkerhetsmekanisme Download PDF

Info

Publication number
NO333222B1
NO333222B1 NO20076318A NO20076318A NO333222B1 NO 333222 B1 NO333222 B1 NO 333222B1 NO 20076318 A NO20076318 A NO 20076318A NO 20076318 A NO20076318 A NO 20076318A NO 333222 B1 NO333222 B1 NO 333222B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
pipe
connection
engagement device
pipe handling
articulated
Prior art date
Application number
NO20076318A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20076318L (no
Inventor
William Carr
Matthew Brown
Per G Angman
Original Assignee
Tesco Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tesco Corp filed Critical Tesco Corp
Publication of NO20076318L publication Critical patent/NO20076318L/no
Publication of NO333222B1 publication Critical patent/NO333222B1/no

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/16Connecting or disconnecting pipe couplings or joints
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/02Rod or cable suspensions
    • E21B19/06Elevators, i.e. rod- or tube-gripping devices
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/08Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods
    • E21B19/086Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods with a fluid-actuated cylinder

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Load-Engaging Elements For Cranes (AREA)
  • Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)
  • Automatic Assembly (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

En rørhåndteringssammenstilling som omfatter: en rørinngrepsanordning med en rørgripemekanisme forbindbar med et toppdrevet rotasjonssystem, slik at det toppdrevne rotasjonssystem vil overføre rotasjonsbevegelse og aksial bevegelse til rørgripemekanismen; en rørhåndteringsanordning for montering til rørinngrepsanordningen, der rørhåndteringsanordningen omfatter en leddhenger montert til rørinngrepsanordningen, en leddarm med en første ende svingbart forbindbar med leddhengeren, og en ytre ende valgt slik at den vil kunne anbringe et rør i en posisjon der det kan gripes av rørinngrepsanordningen; et lager for å isolere rotasjonsbevegelsen til rørgripemekanismen fra leddhengeren; og en forbindelse for stivt å kunne forbinde leddhengeren med rørinngrepsanordningen under betjening av rørhåndteringssammenstillingen, der forbindelsen velges slik at den i det vesentlige vil forhindre leddhengeren fra å rotere sammen med rørgripemekanismen dersom lageret skulle bli blokkert.

Description

Oppfinnelsen angår en rørhåndteringsanordning for bruk sammen med en rørinngrepsanordning som angitt i krav 1, og en rørhåndteringssammenstilling som angitt i krav 2, omfattende rørinngrepsanordningen. Rørhåndteringsanordningen omfatter en sikkerhetsmekanisme, og spesielt en sikkerhetsmekanisme for en rørleddhåndteringsanordning ved boring eller foring av en brønnboring.
Et toppdrevet rotasjonssystem kan anvendes i en borerigg for håndtering av en rørstreng under boring eller foring av en brønnboring. Ved noen brønnoperasjoner kan en inngrepsanordning omfattende en intern eller ekstern rørgripemekanisme koples inn under det toppdrevne rotasjonssystem for å gripe et rørledd, slik som et foringsrør, slik at inngrepsanordningen og rørleddet kan drives aksialt og/eller rotasjonsmessig av det toppdrevne rotasjonssystem. Inngrepsanordninger for foringsrør er beskrevet i US patent nr. 6 311 792, og i internasjonal patentsøknad WO00/05483.
I en borerigg kan det toppdrevne rotasjonssystem henges opp i masten, og med inngrepsanordningen innrettet i drivforbindelse og hovedsakelig aksialt på linje med dette. Det toppdrevne rotasjonssystem og inngrepsanordningen henges opp i masten over brønnsenteret, slik at det toppdrevne rotasjonssystem og inngrepsanordningen definerer en hovedakse for boreriggen som vil være på linje med brønnsenteret. Rør-ledd for innkopling i bore- eller foringsrørstrengen kan for eksempel være båret i en V-dør tilliggende hovedsaksen for boreriggen. For innkopling i bore- eller foringsrør-strengen kan rørleddene gripes av en løfteinnretning og bringes under drivsystemet for inngrep med og håndtering av dette. Løfteinnretningen vil generelt være båret av leddarmene.
For å plukke opp et rørledd senkes det toppdrevne rotasjonssystem for å tillate løfteinnretningen, enten på konvensjonelle leddarmer eller med kablene forbundet med leddarmene, å bli manuelt forflyttet over til inngrep rundt et rørledd i V-døren. Det toppdrevne rotasjonssystem løftes så for å trekke rørleddet ut av V-døren. Så snart det har kommet klar av V-døren kan rørleddet svinges under inngrepsanordningen, slik at gripemekanismen kan kontakte rørleddet.
Slik som beskrevet i søkerens US patentsøknad 2005009835, er det nylig blitt introdusert en rørhåndteringsanordning der leddarmene er montert for bevegelse sammen med det toppdrevne rotasjonssystem, men montert under spindelen i det toppdrevne rotasjonssystem slik at leddarmene kan ha redusert lengde og være innrettet nærmere implementeringspunktet i forhold til tidligere systemer. I slike sammenstillinger av en rørhåndteringsanordning og en rørinngrepsanordning vil rørhåndteringsanordningen omfatte en rørgripemekanisme som velges slik at det vil kunne gripe et rør for rotasjon av dette ved hjelp av et toppdrevet rotasjonssystem, og en rørhåndteringsanordning vil omfatte i det minste én leddarm som ved normal betjening vil være isolert fra denne rotasjon, slik at den vil kunne holde og posisjonere et rør for griping av rørgripemekanismen, samtidig som den selv ikke roteres. Selv om leddarmene i rørhåndteringsanordningen er koplet til rørinngrepsanordningen vil et lager være plassert mellom leddarmene og rørgripemekanismen, for å tillate rotasjonsmessig isolasjon av leddarmene i forhold til rotasjonen av rørgripemekanismen. Lageret kan innrettes på forskjellige punkter mellom rørgripemekanismen og den i det minste ene leddarm, avhengig av komponentene i rørinngrepsanordningen innrettet for rotasjon sammen med rørgripemekanismen og det toppdrevne rotasjonssystem.
Slik som i henhold til den kjente teknikk vist i fig. 1 kan for eksempel en rør-håndteringsanordning 10 være tilveiebrakt for montering til en rørinngrepsanordning 12. Rørinngrepsanordningen kan omfatte et hovedhus 14, en dor 16 og en rørgripe-mekanisme 17 valgt for å kunne gripe et rør, for eksempel røret 22 vist på figuren. Anordningen kan koples til et toppdrevet rotasjonssystem 20, for eksempel via en øvre ende 18 av doren 16, og det toppdrevne rotasjonssystem vil tilveiebringe en aksial og rotasjonsmessig drift av rørgripemekanismen og doren i anordningen som i sin tur vil overføre denne rotasjonsmessige og aksiale bevegelse til et rør som gripes. I den illustrerte innretning vil rørgripemekanismen 17 og doren 16 rotere i hovedhuset 14, tilrettelagt ved et rørinngrepsanordningslager 32. Hovedhuset 14 i denne innretning holdes generelt stasjonært i forhold til rotasjonsmekanismen 17 og doren 16, ved anvendelse av en antirotasjonsbrakett 21 installert mellom det toppdrevne rotasjonssystem 20 og huset 14.
Rørhåndteringsanordningen 10 omfatter i det minste én leddarm 24 med en første ende 24 understøttet av rørinngrepsanordningen og i stand til å svinge om denne, og en ytre ende 27 svingbart forbundet med en rørløfteinnretningsdel 30, og leddarmen vil være dimensjonert for å kunne anbringe røret 22 i en posisjon der det kan gripes av rørinngrepsanordningen. I den illustrerte innretning er leddarmen 24 montert til hovedhuset 14 i anordningen 2 gjennom en leddhenger 29 dannet på en leddbærebrakett 31. Leddhengeren 29 danner en aksling om hvilken leddarmen 24 kan svinge. På denne måte beveges leddbærebraketten, og derfor også leddarmen, sammen med hovedhuset, og de vil gjennom lageret 32 og antirotasjonsbraketten 21 være forhindret fra å rotere sammen med rørgripemekanismen.
Selv om den ved lageret 32 er isolert fra denne vil rørhåndteringsanordningen være lokalisert i rotasjonsdrivlinjen til det toppdrevne rotasjonssystem. Dersom inn-grepsanordningslageret 32 skulle svikte eller bli blokkert vil således leddbærebraketten 31 og leddarmen 24 kunne roteres av det toppdrevne rotasjonssystem. Selv om det er meningen av antirotasjonsbraketten 21 skal kunne hindre rotasjon av huset 14, leddbærebraketten 31 og leddarmen kan et blokkert lager 32 medføre at braketten 21 svikter, ved at den brytes eller rives ut av dens installerte posisjon, slik at leddarmen kan roteres av det toppdrevne rotasjonssystem. Selv om det toppdrevne rotasjons system i en slik situasjon vil bli stoppet kan en slik situasjon med en ukontrollert rotasjon av leddarmene gjennom det toppdrevne rotasjonssystem medføre en betydelig sikkerhetsrisiko.
I samsvar med et aspekt tilveiebringer foreliggende oppfinnelse en rørhånd-teringssammenstilling omfattende en rørinngrepsanordning med en rørgripemekanisme forbindbar med et toppdrevet rotasjonssystem på en slik måte at det toppdrevne rotasjonssystem vil overføre rotasjonsbevegelse og aksial bevegelse til rørgripemeka-nismen; en rørhåndteringsanordning for montering til rørinngrepsanordningen, der rør-håndteringsanordningen omfatter en leddhenger montert til rørinngrepsanordningen, en leddarm med en første ende svingbart forbindbar med leddhengeren og en ytre ende valgt slik at den vil kunne bære et rør til en posisjon der dette kan gripes av rørinn-grepsanordningen; et lager for å isolere rotasjonsbevegelse av rørgripemekanismen fra leddhengeren; og en forbindelse for stivt å kunne forbinde leddhengeren med rørinn-grepsanordningen under betjening av rørhåndteringssammenstillingen, der forbindelsen velges slik at den i det vesentlige vil kunne forhindre leddhengeren fra å rotere sammen med rørgripemekanismen dersom lageret skulle bli blokkert.
I samsvar med et annet aspekt ved foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en rørhåndteringsanordning for bruk sammen med en rørinngrepsanordning for griping av et rør, der rørinngrepsanordningen omfatter et hovedhus, en rørgripemekanisme, en øvre ende for drivforbindelse med et rotasjonssystem og et lager mellom rørgripe-mekanismen og hovedhuset, for å kunne tillate rotasjon av rørgripemekanismen i forhold til huset, der rørhåndteringsanordningen omfatter en leddhenger montert på hovedhuset av rørinngrepsanordningen; en leddarm omfattende en svingeforbindelse med leddhengeren og en ytre ende; og en leddhengerforbindelse for stiv forbindelse av leddhengeren med hovedhuset under betjening av rørinngrepsanordningen, der leddhengerforbindelsen velges slik at den i det vesentlige vil forhindre leddhengeren fra å rotere sammen med hovedhuset dersom lageret mellom rørgripemekanismen og hovedhuset skulle bli blokkert.
Det vil forstås at fra følgende detaljerte beskrivelse vil andre aspekter ved foreliggende oppfinnelse raskt bli åpenbare for fagmenn på området, der forskjellige utførelsesformer av oppfinnelsen i denne beskrivelse er vist og beskrevet gjennom illustrasjoner.
Det vil innses at oppfinnelsen kan anta andre og forskjellige utførelsesformer, og dens forskjellige detaljer kan modifiseres på forskjellige andre måter, uten at ånden og omfanget av foreliggende oppfinnelse forlates. Følgelig skal tegningene og den detaljerte beskrivelse anses som illustrative og ikke begrensende.
En ytterligere, detaljert beskrivelse av oppfinnelsen i korthet utlagt ovenfor følger nå med referanse til de vedlagte tegninger av spesifikke utførelsesformer av opp finnelsen. Disse tegningene angir bare typiske utførelsesformer av oppfinnelsen og de skal derfor ikke anses å være begrensende for dens omfang. I tegningene vil like hen-visningstall angi like deler i de forskjellige riss, der: Fig. 1 er et skjematisk sideriss av én utførelsesform av en kjent rørhåndterings-anordning som bærer en rørløfteinnretning og som er montert til en rørinngrepsanord-ning;
fig. 2 er et skjematisk sideriss av én utførelsesform av en rørhåndteringssam-menstilling som bærer en rørløfteinnretning og som er montert til en rørinngreps-anordning;
fig. 3 er et perspektivriss i deler av en rørhåndteringssammenstilling;
fig. 4A og 4B er et toppriss henholdsvis et seksjonsriss langs linjen A-A av en leddbærebrakett og en topphette for bruk i en rørhåndteringssammenstilling;
fig. 5A og 5B viser sideriss og toppriss av en rørhåndteringsanordning.
Den detaljerte beskrivelse som utlegges nedenfor i forbindelse med de vedlagte tegninger er ment som en beskrivelse av forskjellige utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse og den er ikke ment å representere de eneste utførelsesformene som opp-finnerne har tenkt seg. Den detaljerte beskrivelse inkluderer spesifikke detaljer for det formål å tilveiebringe en omfattende forståelse av foreliggende oppfinnelse. Det vil imidlertid være åpenbart for fagmenn på området at foreliggende oppfinnelse kan utøves uten disse spesifikke detaljer.
Det refereres nå til fig. 2 der én utførelsesform av en rørhåndteringssammen-stilling, slik som den beskrevet i forbindelse med fig. 1, omfattende en rørhåndterings-anordning 10 og en rørinngrepsanordning 12 kan være utstyrt med en forbindelse 40 mellom leddarmen 24 og lageret 32, der denne forbindelse velges slik at den i det vesentlige vil kunne forhindre leddarmhengeren 29 fra å rotere sammen med rørgripemekanismen 17 dersom lageret 32 mellom disse skulle bli blokkert. Forbindelsen 40 kan være dannet slik at den vil tilveiebringe en momentbegrensende løsrivningsinnretning, idet at den kan være smeltbar, skjærbar, sviktbar, etc. i respons på påføring av et moment som overgriper et valgt maksimum, på leddarmen fra det toppdrevne rotasjonssystem 20 gjennom rørinngrepsanordningen. I denne utførelses-form er forbindelsen 40 angitt som et smeltbart ledd plassert mellom leddhenger-bæreren 31 og hovedhuset 14.
I utførelsesformen illustrert i fig. 3 er det vist en annen rørhåndteringsanord-ning 110 for montering til en rørinngrepsanordning 112. rørinngrepsanordningen 112 ifølge fig. 3 er et internt gripeverktøy omfattende et hovedhus 114, en dor 116 som vil være roterbar i forhold til hovedhuset gjennom et lager 132, og en rørgripemekanisme 117 for bevegelse sammen med doren og for aktivering med en aktuator som for eksempel kan være inneholdt i hovedhuset 114. Rørinngrepsanordningen vil være for bindbar, for eksempel ved hjelp av den øvre ende 118 av doren, med spindelen i et toppdrevet rotasjonssystem (ikke vist, se fig. 1), slik at det toppdrevne rotasjonssystem vil overføre rotasjonsmessig og aksial bevegelse til doren. Rørhåndteringsanordningen omfatter et par leddarmer 124, hver med en første ende 125 svingbart forbindbar med en leddhenger 129, og en ytre ende 127 gjennom ledd 138 svingbart forbindbar med en rørløfteinnretning. Leddarmene er dimensjonert slik at de vil kunne anbringe et rør i en posisjon der det kan gripes av rørinngrepsanordningen, mer spesifikt av rørgripemeka-nismen 117 i denne.
Rørhåndteringsanordningen omfatter også i det minste én forbindelse 140 for løsbar forbindelse av leddhengerene 129 til hovedhuset 114, slik at leddhengerene under normal betjening av rørinngrepsanordningen vil være stivt forbundet med hovedhuset, samtidig som forbindelse 140 velges slik at den vil kunne forhindre leddhengerene fra å rotere sammen med huset dersom lageret 132 mellom doren og hovedhuset skulle svikte eller bli blokkert.
Rørhåndteringsanordningen kan selvsagt inkorporeres i en rørhåndterings-sammenstilling for gjennom forbindelsen 140 å tilveiebringe en sikkerhetsmekanisme, for å forhindre en ukontrollert svinging av leddarmene i det toppdrevne rotasjonssystem dersom lageret mellom doren og hovedhuset i rørinngrepsanordningen skulle bli blokkert. I én utførelsesform kan det som et ytterligere sikkerhetstiltak være ønskelig å anvende løsrivningsslangearmaturer 145 i rørhåndteringssammenstillingen, for å redusere faren for piskende hydraulikk/kraft-ledninger 135, i tilfelle av en lagerblok-kering.
Rørinngrepsanordningen og rørhåndteringsanordningen kan anta forskjellige former, der noen av disse er utlagt i patentsøknadene til Tesco Corporation avgitt ovenfor. I én utførelsesform vil som vist leddhengerene 129 for eksempel være montert til, eller dannet som en del av en leddbærebrakett 131 monterbar til hovedhuset 114 i rør-inngrepsanordningen. Braketten 131 kan omfatte en kile 121a eller andre midler for å kunne forbindes med antirotasjonsbraketten (ikke vist, fig. 1) som strekker seg fra det toppdrevne rotasjonssystem.
Rørhåndteringsanordningen 110 kan benyttes for å bringe en foringsrørseksjon fra et rørlager til en posisjon der den vil kunne gripes av rørinngrepsanordningen 112. For en rask gjennomgang av komponentene og strukturen til en rørhåndteringsinn-retning skal det bare bemerkes at den illustrerte rørhåndteringsanordningsbrakett 131 er montert til rørinngrepsanordningen ved hjelp av spennskruer 119a.
Braketten 131 vil danne leddhengerene på hvilken den første og den andre leddarm 124 er montert for svingebevegelse. De første og andre leddarmer kan hver omfatte et leddendeøye 125 monterbart til leddhengerene. Pakninger 129a kan være montert på leddhengerene 129 på hver side av leddarmsendeøyene 125, for å holde armene på linje på leddhengeren, og for å holde armene i en lateralt stabil posisjon, slik at de vil være stabilisert for rotasjon hovedsakelig bare i et plan i det vesentlige orto-gonalt på leddhengerene 129. I den illustrerte utførelsesform vil leddhengerene være koaksiale, slik at armene 124 roterer i plan parallelle med hverandre. Bruk av laterale stabiliserere, slik som pakningene 129a, vil kunne holde leddarmene i lik avstand fra hovedaksen av boreriggen, med hvilken for eksempel doren 116 er på linje. En begrenser er sikret til braketten ved hver ande av hver av leddhengerene, for å sikre armene til disse og tett mellom pakningen 129a.
Hver leddarm omfatter en ytre ende 127 som kan ha en blokk 136 forbundet til seg ved hjelp av bolter. Hver blokk omfatter et forlengelsesøye 137 for en krok 138 for forbindelse til en løfteinnretning.
Rørhåndteringsanordningen 110 kan videre omfatte et drivsystem for drift av leddarmene 124, 126, for å rotere disse om leddhengerene 129. Drivsystemet kan omfatte hydrauliske sylindere 128 hver montert mellom en brakett dannet av delene 131a, 131b på deres tilordnede leddarmer og en opplagring 133 dannet i braketten 131. Opplagringene 133 kan være forskjøvet horisontalt i forhold til den vertikale akse til leddhengerene 129, for å legge til rette for styring av leddarmene ved hjelp av sylindrene. Sylindrene 128 drives av fluid gjennom ledningene 135. Sylindrene 128 kan være dobbeltvirkende for å tilveiebringe drivkraft for bevegelse av leddarmene om deres akslinger, både med klokken og mot klokken. Dobbelvirkende sylindere og forskyv-ningen av opplagringene 133 vil bidra til å drive leddarmene til deres tilpassede posisjoner, for eksempel for å anbringe en rørseksjon på linje med, eller gjennom i begge retninger, riggens hovedakse, med hvilken innskruingsledeinnretningen for rørinn-grepsanordningen er på linje. Sylindrene kan låses i en hvilken som helst ønsket posisjon, noe som igjen vil være nyttig når rør skal stilles opp på linjen, og de kan være fristilt for å tillate en i det vesentlige ubegrenset bevegelse av armene.
Puter 141 kan for eksempel gjennom braketter 142a, 142b og avstandsstykket 143 være løsbart forbundet med leddarmene 124, 126, for å oppnå et ønsket mellom-rom mellom leddarmene og rørinngrepsanordningen, og for å stabilisere armene når disse befinner seg i sine nederste posisjoner, der de da vil strekke seg nedover med sine lengdeakser i det vesentlige parallelt med lengdeaksen til doren 116. Putene 141 kan være dannet av et materiale som er mykere enn hovedlegemet 112, slik at de ikke vil skade hovedlegemet når de kommer i kontakt med dette. I én utførelsesform kan for eksempel putene være dannet av et polymer som vil være mykere enn materialet i rør-inngrepsanordningen mot hvilket putene vil være i anlegg. For å opprettholde mellom-rommet og å stabilisere armene i deres nederste posisjon kan putene erstattes dersom de blir mye slitt.
Under betjening vil rørhåndteringssystemet bli sammenstilt og forbundet med et toppdrevet rotasjonssystem i en rigg, og en løfteinnretning forbindes med sjaklene 138. Dersom løfteinnretningen er mekanisert kan den innrettes i forbindelse med en kopling til en løfteinnretnings styremekanisme som for eksempel kan være en kopling til en elektrisk og/eller hydraulisk ledning. Et rør kan plukkes opp fra en V-dør ved å aktivere sylindrene 128 til å drive leddarmene 124, og dermed løfteinnretningen båret av disse, til en posisjon under røret, slik at løfteinnretningen kan koples rundt røret. Røret roteres til den vertikale posisjon ved å heise det toppdrevne rotasjonssystem med sylindrene fristilt. Røret settes så i muffen i rotasjonsboret, eller plasseres i rotasjonsboret dersom det ennå ikke er noen streng i dette, og sylindrene aktiveres for å innrette rørseksjonen på linje, og opprettholde denne stilling, mens det toppdrevne rotasjonssystem senkes inntil toppen av røret kommer i kontakt med klørne i rørinngrepsanord-ningen. Når det toppdrevne rotasjonssystem senkes vil løfteinnretningen, som griper en forskyvning på den utvendige diameter av røret, gli ned langs utsiden av røret samtidig som røret holdes oppreist. Samtidig vil doren 116 og rørgripemekanismen 117 båret av denne bli innsatt i røret, og de kan drives til kontakt med innsiden av røret. Rotasjonsbevegelse kan så påføres fra det toppdrevne rotasjonssystem gjennom doren til rør-gripemekanismen 117. Lageret 132 vil isolere rotasjonen av doren fra huset 114, bort-sett fra dersom lagrene skulle bli blokkert. For å i en slik situasjon å forhindre at leddarmene svinger sammen med huset, noe som ville medføre en alvorlig sikkerhetsrisiko, vil forbindelse 140 løsrives for å frigjøre leddarmbærebraketten 131 fra forbindelse med huset 114.
Forbindelsene 40, 140 kan anta slike former for å forhindre at leddhengerene roterer sammen med komponentene i rørinngrepsanordningen, slik som rørgripemeka-nismen, doren og hovedhuset, når disse drives av det toppdrevne rotasjonssystem, dersom lagrene 32, 132 mellom leddhengerene og de roterende komponentene i rørinn-grepsanordningen skulle svikte. Siden det under normale forhold vil være ønskelig at forbindelsene 40, 140 fungerer til å holde leddhengerene sikret til rørinngrepsanord-ningen, samtidig som de vil kunne forhindre en ukontrollert rotasjon sammen med de roterende komponenter, for eksempel i tilfelle av en lagersvikt kan forbindelsene 40, 140 fungere som en momentbegrensende løsrivningsforbindelse, slik som for eksempel en mekanisk smeltesikring. Slike forbindelser kan for eksempel omfatte hvilke som helst av sveiser, skruer, mekaniske sperreinnretninger, skjærtapper, skjærbolter, braketter, etc. med egenskaper eller komponenter valgt slik at de vil svikte ved et bestemt moment.
Momentgrensen ved hvilken forbindelsen skal svikte kan velges over det moment som genereres under normale betjeningsforhold, men det bør velges mindre enn et moment som vil medføre svikt av rørinngrepsanordningens antirotasjonsbrakett, hvilket vil være det punkt da armene vil begynne å rotere sammen med rørinngreps-anordningens hovedhus.
Drivmomentkapasiteten for en standard antirotasjonsbrakett benyttet i en rørinngrepsanordning antas å være 25000 tommer-pund og muligvis 30000 tommer-pund eller mer, eller til og med 40000 tommer-pund eller mer. Således kan momentgrensen for forbindelsen velges mindre enn 25000 tommer-pund eller muligvis 30000 tommer-pund eller muligvis 40000 tommer-pund. I én utførelsesform velges forbindelsen slik at den vil svikte mellom om lag 10000 og 25000 tommer-pund.
Det kan være påkrevet med en forbindelse mellom hver leddarm og dens kopling til rørinngrepsanordningen. Dersom en leddbærebrakett 131 benyttes for eksempel for å sikre en eller flere leddarmer til huset, slik som vist i de illustrerte utførelsesformene ifølge figurene 2 og 3, kan det imidlertid være tilstrekkelig å benytte bare én forbindelse selv om flere forbindelser kan anvendes dersom dette er ønskelig.
Det refereres nå til figurene 4 og 5 der en leddbærebrakett 131a og en topphette 142a er vist med en forbindelse 140a mellom seg. Topphetten 142a kan være stivt montert til en rørinngrepsanordning, slik som til hovedhuset 114 ifølge fig. 3, for å tilveiebringe en bæreflate for montering av leddbærebraketten til denne.
Forbindelsen 140a velges slik at den stivt men frigjørbart vil kunne forbinde leddbærebraketten til topphetten, slik at rørhåndteringsanordningen 110a kan monteres til en rørinngrepsanordning gjennom topphetten.
Forbindelsen 140a omfatter en brakett 150 sikkert festet, i dette tilfelle ved hjelp av skruer 152a til braketten 131a og en skjærtapp 154 sikret mellom braketten 150 og en kjerv 156 i topphetten 142a. Skjærtappen 154 plasseres slik at den vil bli påvirket av momentet mellom topphetten, som vil bevege seg sammen med rørinngreps-anordningens hovedhus, og leddbærebraketten 131.
Skjærtappen kunne selvsagt bli anvendt i andre konfigurasjoner for å tilveiebringe løsrivningsforbindelsen mellom leddhengerene og rørinngrepsanordningen, for eksempel uten bruk av braketten 150 og direkte mellom delene. Alternativt kan om ønskelig braketten reverseres, slik at skjærtappen er innrettet i en kjerv i leddbærebraketten.
I en test blir benyttet en sammenstilling som vist i fig. 5 der leddarmene 124 befant seg i en maksimalt utstrakt vippeposisjon forover (i forhold til en vertikal akse x ved normal betjening) med en simulert 400 punds løfteinnretningsbelastning ved de ytre ender 127 for dannelse av en momentarm på 113% tommer. Grenseflaten mellom leddbærearmen og topphetten var usmurt. Sammenstillingen ble testet med skjærtapp, slik som skjærtappen 154 i forbindelsen 140a, og uten skjærtapp.
Uten skjærtapp oppstod det glidning mellom topphetten og leddbærebraketten ved 80 pund, hvilket korresponderer til en momentgrense på 9060 tommer-pund. Med skjærtapp krevdes det 120 pund for å bryte skjærtappen. Dette gir en momentgrense på 13590 tommer-pund. Differansen mellom disse to verdiene (4530 tommer-pund) er den faktiske momentverdi som kreves for å bryte skjærtappen.
Dersom en slik forbindelse blir benyttet med en antirotasjonsbrakett som kunne håndtere et moment på 39820 tommer-pund ville dette tilveiebringe en sikkerhetsfaktor for sikkerhetsforbindelsen på 2,9:1. Dermed vil en momentgrense på 13590 tommer-pund for forbindelsen klart være aksepterbar.
Foregående beskrivelse av de utlagte utførelsesformer er tilveiebrakt for å gjøre en hvilken som helst fagperson på området i stand til å utøve eller benytte seg av foreliggende oppfinnelse. Forskjellige modifikasjoner av disse utførelsesformene vil være åpenbare for fagpersoner på området, og de generiske prinsipper som her defi-neres kan anvendes på andre utførelsesformer uten at omfanget av oppfinnelsen forlates. Således er foreliggende oppfinnelse ikke ment å være begrenset til utførelsesformene som her er vist, og den skal gis et omfang som vil være konsistent med patentkravene. Der referanse til et element i entall, slik som ved bruk av artikkelen "en" eller "et" ikke er ment å bety "én og bare én", dersom dette ikke er spesifikt nevnt, men snarere "en eller flere". Alle strukturelle og funksjonelle ekvivalenter for elemen-tene i de forskjellige utførelsesformer som er beskrevet i denne utlegning som er kjent, eller som senere vil bli kjent, for fagpersoner på området er ment å være omfattet av beskyttelsesomfanget.

Claims (32)

1. Rørhåndteringsanordning (10) for bruk sammen med en rørinngrepsanordning (12) for griping av et rør, der rørinngrepsanordningen omfatter et hovedhus, en rørgripemekanisme, en øvre ende for drivforbindelse med et toppdrevet rotasjonssystem og et lager mellom rørgripemekanismen og hovedhuset, for å tillate rotasjon av rørgripemekanismen i forhold til huset, hvor rørhåndteringsanordningen omfatter: en leddhenger (29) monterbar til et hovedhus i rørinngrepsanordningen; en leddarm (24) med en svingeforbindelse med leddhengeren og en ytre ende; og en leddhengerforbindelse (40) for stiv forbindelse av leddhengeren med hovedhuset under betjening av rørinngrepsanordningen,karakterisert vedat leddhengerforbindelsen velges slik at den i det vesentlige vil kunne forhindre leddhengeren fra å rotere sammen med hovedhuset dersom lageret rørgripemekanismen og hovedhuset skulle bli blokkert.
2. Rørhåndteringssammenstilling, omfattende: en rørinngrepsanordning (112) med en rørgripemekanisme forbindbar med et toppdrevet rotasjonssystem, slik at det toppdrevne rotasjonssystem vil overføre rotasjonsbevegelse og aksial bevegelse til rør-gripemekanismen; en rørhåndteringsanordning (110) for montering til rørinngreps-anordningen, der rørhåndteringsanordningen omfatter en leddhenger (129) montert til rørinngrepsanordningen, en leddarm (124) med en første ende (125) svingbart forbindbar med leddhengeren, og en ytre ende (127) som velges slik at den vil kunne anbringe et rør i en posisjon der dette kan gripes av rørinngrepsanordningen (112); et lager (132) for å isolere rotasjonsbevegelse av rørgripemekanismen fra leddhengeren; og en forbindelse (140) for stivt å kunne forbinde leddhengeren med rørinngreps-anordningen under betjening av rørhåndteringssammenstillingen,karakterisert vedat forbindelsen velges slik at den i det vesentlige vil forhindre leddhengeren fra å rotere sammen med rørgripemekanismen dersom lageret skulle bli blokkert.
3. Rørhåndteringssammenstilling ifølge krav 2,karakterisert vedat forbindelsen tilveiebringer en momentbegrensende løsrivningsinnretning.
4. Rørhåndteringssammenstilling ifølge krav 2,karakterisert vedat forbindelsen er et smeltbart ledd.
5. Rørhåndteringssammenstilling ifølge krav 2,karakterisert vedat forbindelsen er skj ærbar.
6. Rørhåndteringssammenstilling ifølge krav 2,karakterisert vedat forbindelsen omfatter i det minste en av en skjærtapp, en sveis, en skrue, en mekanisk sperreinnretning, en skjærbolt og en brakett valgt for å svikte ved et valgt moment.
7. Rørhåndteringssammenstilling ifølge krav 2,karakterisert vedat forbindelsen velges slik at den vil svikte i respons på påføring av et moment utover et valgt maksimum, på den armen fra rørinngrepsanordningen.
8. Rørhåndteringssammenstilling ifølge krav 2,karakterisert vedat forbindelsen har en momentgrense som er mindre enn 40000 tommer-pund.
9. Rørhåndteringssammenstilling ifølge krav 2,karakterisert vedat forbindelsen har en momentgrense som er mindre enn 25000 tommer-pund.
10. Rørhåndteringssammenstilling ifølge krav 2,karakterisert vedat forbindelsen har en momentgrense mellom om lag 10000 og 25000 tommer-pund.
11. Rørhåndteringssammenstilling ifølge krav 2,karakterisert vedat den videre omfatter løsrivningsslangearmaturer.
12. Rørhåndteringssammenstilling ifølge krav 2,karakterisert vedat den videre omfatter en antirotasjonsbrakett som virker mellom leddarmen og det toppdrevne rotasjonssystem for å begrense rotasjon av leddarmen sammen med rørgripe-mekanismen.
13. Rørhåndteringssammenstilling ifølge krav 12,karakterisert vedat forbindelsen har en momentgrense slik at den vil svikte i respons på påføring av et moment utover et valgt maksimum, på leddarmen fra rørinngrepsanordningen, der momentgrensen ved hvilken forbindelsen velges til å svikte er større enn det moment som genereres under normale betjeningsforhold og mindre enn et moment som vil medføre svikt av antirotasjonsbraketten, ved hvilket punkt leddarmene vil begynne å rotere sammen med rørinngrepsanordningen.
14. Rørhåndteringssammenstilling ifølge krav 2,karakterisert vedat rørinn-grepsanordningen omfatter en leddhengerbærebrakett montert til rørinngrepsanord-ningen, og forbindelsen plasseres mellom leddhengerbærebraketten og en ikke-roterende komponent i rørinngrepsanordningen.
15. Rørhåndteringssammenstilling ifølge krav 14,karakterisert vedat den ikke-roterende komponent i rørinngrepsanordningen er et hus.
16. Rørhåndteringssammenstilling ifølge krav 14,karakterisert vedat den ikke-roterende komponent i rørinngrepsanordningen er en topphette stivt montert til et hus i rørinngrepsanordningen.
17. Rørhåndteringssammenstilling ifølge krav 2,karakterisert vedat forbindelsen omfatter en brakett fastgjort til et av rørhåndteringsanordningen og rørinngreps-anordningen, og en skjærtapp sikret mellom braketten og den andre av rørhåndterings-anordningen og rørinngrepsanordningen, og der skjærtappen er plassert slik at den vil bli påvirket av momentet mellom en normalt ikke-roterende komponent i rørinngreps-anordningen og leddarmen i rørhåndteringsanordningen.
18. Rørhåndteringsanordning ifølge krav 1,karakterisert vedat forbindelsen tilveiebringer en momentbegrensende løsrivningsinnretning.
19. Rørhåndteringsanordning ifølge krav 1,karakterisert vedat forbindelsen er et smeltbart ledd.
20. Rørhåndteringsanordning ifølge krav 1,karakterisert vedat forbindelsen er skjærbar.
21. Rørhåndteringsanordning ifølge krav 1,karakterisert vedat forbindelsen omfatter i det minste en av en skjærtapp, en sveis, en skrue, en mekanisk sperreinnretning, en skjærbolt og en brakett valgt for å svikte ved et valgt moment.
22. Rørhåndteringsanordning ifølge krav 1,karakterisert vedat forbindelsen velges slik at den vil svikte i respons på påføring av et moment utover et valgt maksimum, på den armen fra rørinngrepsanordningen.
23. Rørhåndteringsanordning ifølge krav 1,karakterisert vedat forbindelsen har en momentgrense som er mindre enn 40000 tommer-pund.
24. Rørhåndteringsanordning ifølge krav 1,karakterisert vedat forbindelsen har en momentgrense som er mindre enn 25000 tommer-pund.
25. Rørhåndteringsanordning ifølge krav 1,karakterisert vedat forbindelsen har en momentgrense mellom om lag 10000 og 25000 tommer-pund.
26. Rørhåndteringsanordning ifølge krav 1,karakterisert vedat rørinngreps-anordningen omfatter en leddhengerbærebrakett montert til rørinngrepsanordningen, og forbindelsen plasseres mellom leddhengerbærebraketten og en ikke-roterende komponent i rørinngrepsanordningen.
27. Rørhåndteringsanordning ifølge krav 26,karakterisert vedat den ikke-roterende komponent i rørinngrepsanordningen er et hus.
28. Rørhåndteringsanordning ifølge krav 26,karakterisert vedat den ikke-roterende komponent i rørinngrepsanordningen er en topphette stivt montert til et hus i rørinngrepsanordningen.
29. Rørhåndteringsanordning ifølge krav 26,karakterisert vedat leddhenge-bærebraketten er innrettet for kontakt med en anti-rotasjonsbrakett som strekker seg fra det toppdrevne rotasjonssystem.
30. Rørhåndteringsanordning ifølge krav 29,karakterisert vedat leddhenge-bærebraketten omfatter en kile for forbindelse med anti-rotasjonsbraketten.
31. Rørhåndteringsanordning ifølge krav 29,karakterisert vedat forbindelse velges med en momentgrense slik at den vil svikte i respons på påføring av et moment som er større enn et valgt maksimum, på leddarmen fra rørinngrepsanordningen, der den valgte momentgrense som vil få forbindelsen til å svikte vil være over momentet generert under normale betjeningsforhold og mindre enn et moment som vil medføre svikt av anti-rotasjonsbraketten, hvilket vil være det punkt der leddarmene vil begynne å rotere sammen med rørinngrepsanordningen.
32. Rørhåndteringsanordning ifølge krav 1,karakterisert vedat forbindelsen omfatter en brakett fastgjort til et av rørhåndteringsanordningen og rørinngrepsanord-ningen, og en skjærtapp sikret mellom braketten og den andre av rørhåndteringsanord-ningen og rørinngrepsanordningen, og der skjærtappen er plassert slik at den vil bli påvirket av momentet mellom en normalt ikke-roterende komponent i rørinngrepsanord-ningen og leddarmen i rørhåndteringsanordningen.
NO20076318A 2005-05-09 2007-12-07 Rorhandteringsanordning og sikkerhetsmekanisme NO333222B1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US59480805P 2005-05-09 2005-05-09
PCT/CA2006/000759 WO2006119633A1 (en) 2005-05-09 2006-05-09 Pipe handling device and safety mechanism

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20076318L NO20076318L (no) 2008-02-06
NO333222B1 true NO333222B1 (no) 2013-04-15

Family

ID=37396153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20076318A NO333222B1 (no) 2005-05-09 2007-12-07 Rorhandteringsanordning og sikkerhetsmekanisme

Country Status (7)

Country Link
US (2) US7673675B2 (no)
EP (1) EP1880076B1 (no)
AT (1) ATE489531T1 (no)
CA (1) CA2607837C (no)
DE (1) DE602006018444D1 (no)
NO (1) NO333222B1 (no)
WO (1) WO2006119633A1 (no)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE602006018444D1 (de) * 2005-05-09 2011-01-05 Tesco Corp Rohrhandhabungsvorrichtung und sicherheitsmechanismus
RU2418936C2 (ru) 2005-12-20 2011-05-20 Канриг Дриллинг Текнолоджи, Лтд. Верхний привод и способ бурения с использованием его
US7921918B2 (en) * 2008-06-26 2011-04-12 Bryant Jr Charles Larue Support apparatus for a well bore tool
EP2310728A1 (en) * 2008-07-11 2011-04-20 Aktiebolaget SKF A safety device for a linear actuator, and a linear actuator
WO2010127233A2 (en) * 2009-05-01 2010-11-04 Baker Hughes Incorporated Casing bits, drilling assemblies, and methods for use in forming wellbores with expandable casing
WO2011031528A2 (en) 2009-08-27 2011-03-17 Baker Hughes Incorporated Methods and apparatus for manipulating and driving casing
US20110297445A1 (en) * 2010-05-03 2011-12-08 Tsc Offshore Group Limited Top drive
US8919452B2 (en) 2010-11-08 2014-12-30 Baker Hughes Incorporated Casing spears and related systems and methods
US8757277B2 (en) * 2011-09-22 2014-06-24 National Oilwell Varco, L.P. Torque reaction device for pipe running tool
US9982490B2 (en) 2013-03-01 2018-05-29 Baker Hughes Incorporated Methods of attaching cutting elements to casing bits and related structures
US9890591B2 (en) 2013-07-15 2018-02-13 Nabors Drilling Technologies Usa, Inc. Top drive module connector and methods
US10323473B2 (en) 2014-12-10 2019-06-18 Nabors Industries, Inc. Modular racker system for a drilling rig
US9739071B2 (en) 2015-02-27 2017-08-22 Nabors Industries, Inc. Methods and apparatuses for elevating drilling rig components with a strand jack
US10801276B2 (en) 2017-01-24 2020-10-13 Nabors Drilling Technologies Usa, Inc. Elevator link compensator systems and methods
CN111287678B (zh) * 2020-03-18 2021-03-16 中煤科工集团西安研究院有限公司 一种限位范围可调的顶部开放式钻杆限位器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4793422A (en) * 1988-03-16 1988-12-27 Hughes Tool Company - Usa Articulated elevator links for top drive drill rig
CA2340994A1 (en) * 1998-08-24 2000-03-02 Weatherford/Lamb, Inc. Method and apparatus for connecting tubulars using a top drive
CA2306714A1 (en) * 1999-05-02 2000-11-02 Varco International, Inc. Apparatus and method for rapid replacement of upper blowout preventers
CA2503692A1 (en) * 2001-10-26 2003-05-08 Canrig Drilling Technology, Ltd. Top drive well casing system and method
CA2448841A1 (en) * 2003-11-10 2005-05-10 Tesco Corporation Pipe handling device, method and system

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE6932118U (de) * 1969-08-12 1970-04-16 Bosch Gmbh Robert Fahrzeug-akkumulatoren-batterie mit automatischer wassernachfuelleinrichtung
US3780883A (en) 1971-03-18 1973-12-25 Brown Oil Tools Pipe handling system for use in well drilling
US3706347A (en) 1971-03-18 1972-12-19 Cicero C Brown Pipe handling system for use in well drilling
US3766991A (en) 1971-04-02 1973-10-23 Brown Oil Tools Electric power swivel and system for use in rotary well drilling
US3915244A (en) 1974-06-06 1975-10-28 Cicero C Brown Break out elevators for rotary drive assemblies
US4274778A (en) 1979-06-05 1981-06-23 Putnam Paul S Mechanized stand handling apparatus for drilling rigs
NO154578C (no) * 1984-01-25 1986-10-29 Maritime Hydraulics As Broennboreinnretning.
US4625796A (en) 1985-04-01 1986-12-02 Varco International, Inc. Well pipe stabbing and back-up apparatus
US5107940A (en) 1990-12-14 1992-04-28 Hydratech Top drive torque restraint system
US5515804A (en) * 1995-08-21 1996-05-14 Imodco, Inc. Bearing support for single point terminal
NO302774B1 (no) 1996-09-13 1998-04-20 Hitec Asa Anordning til bruk ved skjöting av fôringsrör
DE69716141T2 (de) 1997-12-05 2003-06-05 Deutsche Tiefbohr Ag Handhaben von rohren in einer bohreinrichtung
GB9815809D0 (en) * 1998-07-22 1998-09-16 Appleton Robert P Casing running tool
US6311792B1 (en) * 1999-10-08 2001-11-06 Tesco Corporation Casing clamp
US7270189B2 (en) * 2004-11-09 2007-09-18 Tesco Corporation Top drive assembly
DE602006018444D1 (de) * 2005-05-09 2011-01-05 Tesco Corp Rohrhandhabungsvorrichtung und sicherheitsmechanismus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4793422A (en) * 1988-03-16 1988-12-27 Hughes Tool Company - Usa Articulated elevator links for top drive drill rig
CA2340994A1 (en) * 1998-08-24 2000-03-02 Weatherford/Lamb, Inc. Method and apparatus for connecting tubulars using a top drive
CA2306714A1 (en) * 1999-05-02 2000-11-02 Varco International, Inc. Apparatus and method for rapid replacement of upper blowout preventers
CA2503692A1 (en) * 2001-10-26 2003-05-08 Canrig Drilling Technology, Ltd. Top drive well casing system and method
CA2448841A1 (en) * 2003-11-10 2005-05-10 Tesco Corporation Pipe handling device, method and system

Also Published As

Publication number Publication date
EP1880076A4 (en) 2009-12-30
CA2607837A1 (en) 2006-11-16
US8037932B2 (en) 2011-10-18
DE602006018444D1 (de) 2011-01-05
US20080190598A1 (en) 2008-08-14
CA2607837C (en) 2014-02-18
NO20076318L (no) 2008-02-06
EP1880076A1 (en) 2008-01-23
EP1880076B1 (en) 2010-11-24
WO2006119633A1 (en) 2006-11-16
US7673675B2 (en) 2010-03-09
ATE489531T1 (de) 2010-12-15
US20100132936A1 (en) 2010-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO333222B1 (no) Rorhandteringsanordning og sikkerhetsmekanisme
EP1808568B1 (en) Stand compensator
CA2678206C (en) Top drive well casing system and method
NO336391B1 (no) Rørsetteverktøy
EP1979572B1 (en) Method and apparatus for connecting and disconnecting threaded tubulars
US7770654B2 (en) Pipe handling device, method and system
NO317789B1 (no) Fremgangsmate og apparat for a sammenkople ror ved a anvende et toppdrevet rotasjonssystem
NO342756B1 (no) Apparat og fremgangsmåte for å gripe et rør på en borerigg
NO320327B1 (no) System for paforing av dreiemoment pa lederor
NO326845B1 (no) Tanganordning for snubbingenhet
NO801245L (no) Anordning for aa sikre et roerelement mot aksiell rotasjon

Legal Events

Date Code Title Description
CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: NABORS DRILLING TECHNOLOGIES USA, US