NO333414B1 - Anordning og framgangsmate for oppspenning av et rorstrengmellomstykke pa en toppdrevet boremaskin - Google Patents

Abstract

Verktøy (1) for oppspenning av en mellomstykkesammenstilling (32) på en toppdrevet boremaskins (3) drivaksel (31), hvor ei tang (11) som er innrettet til ved løsgjørbart anlegg mot et parti (321) av mellomstykkesammenstillingen (32) å kunne fastholde mellomstykkesammenstillingen (32), er anordnet på et øvre parti (12a) av ei ramme (12) som i en bruksstilling er dreiestivt fastgjort til og rager opp fra et underlag (2), idet ramma (12) er forsynt med en gjennomgående senteråpning (211) innrettet til å kunne motta en vesentlig andel av mellomstykkesammenstillingen (32). Det beskrives også en framgangsmåte for utskifting av en mellomstykkesammenstilling (32) på en toppdrevet boremaskins (3) drivaksel (31).

Description

ANORDNING OG FRAMGANGSMÅTE FOR OPPSPENNING AV ET RØRSTRENGMEL-LOMSTYKKE PÅ EN TOPPDREVET BOREMASKIN

Det beskrives et verktøy for oppspenning av en mellomstykkesammenstilling på en toppdrevet boremaskins drivaksel, nærmere bestemt ved at ei tang som er innrettet til ved løsgjørbart anlegg mot et parti av mellomstykkesammenstillingen å kunne fastholde mellomstykkesammenstillingen, er anordnet på et øvre parti av ei ramme som i en bruksstilling er dreiestivt fastgjort til og rager opp fra et underlag, idet ramma er forsynt med en gjennomgående senteråpning innrettet til å kunne motta en vesentlig andel av mellomstykkesammenstillingen. Det beskrives også en framgangsmåte for utskifting av en mellomstykkesammenstilling på en toppdrevet boremaskins drivaksel.

Når en toppdrevet boremaskin anvendes, for eksempel ved lete- og produksjonsboring etter olje og gass, er det mellom drivakselen og borestrengen anordnet ett eller flere mellomstykker (subs) med varierende funksjoner. Et mellomstykke kan ene og alene fungere som en utskiftbar slitedel for at gjengene på drivakselen ikke skal bli ødelagt av stadig til- og fråkopling. Et slikt mellomstykke kan forbli sammenkoplet med drivakselen til det må skiftes på grunn av slitasje. En annen type mellomstykke kan omfatte sikkerhetsventiler for kontroll med fluidtrykket i borestrengen, typisk én eller flere såkalte IBOP'er (Internal Blow Out Preventer = intern utblåsingssikring). Et slikt mellomstykke må demonteres regelmessig for påkrevd ventilkontroll. Ordinære rør-tenger som anvendes ved til- og fråkopling av rørseksjoner, har på grunn av tilstøten-de elementer, for eksempel rammedetaljer, en rekkevidde som gjør det umulig å an-vende dem for demontering og montering av nevnte mellomstykker, idet boremaskinen vil støte an mot tanga før tangkjeften omkranser mellomstykket. Til demontering og montering av mellomstykker av denne art er det derfor vanlig på pro-visorisk vis, for eksempel ved hjelp av løftetalje og en pallestabel, å posisjonere ei separat riggtang omkring mellomstykket. Dette arbeidet innebærer en stor risiko for personellskade, og operasjonen er tidkrevende og dermed kostbar, idet boringen må opphøre i denne perioden.

US 7367402 Bl beskriver et verktøy for sammenstilling og demontering av rør, hvor et hus tildannet av en rørformet fundamentseksjon som kan fastgjøres i for eksempel et rotasjonsbord, en dreiemomentgenererende seksjon anordnet over fundamentsek-sjonen, og en gripeseksjon festet til den dreiemomentgenererende seksjonen. Verk-tøyet har en gjennomgående senteråpning.

US 6276450 Bl beskriver et apparat for rask utskifting av en IBOP i et toppdrevet rotasjonssystem ved hjelp av ei rørtang, et rotasjonsbordelement og en momentover-føringsring innrettet til å kunne overføre dreiemoment fra en toppdrevet boremaskin til rotasjonsbordet.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste å skaffe til veie et nyttig alternativ til kjent teknikk.

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i etterfølgende patentkrav.

Det er tilveiebrakt et apparat innrettet til fastgjøring ved et boredekk, fortrinnsvis på et låsbart rotasjonsbord, idet ei rørtang er fastgjort til et øvre parti av ei dreiestiv ramme som rager opp fra et fundament forsynt med midler innrettet til å fastgjøre apparatet i boredekket. Ramma omfatter en gjennomgående senteråpning som er innrettet til mottak av en mellomstykkesammenstilling og som i et nedre parti er forsynt med et anlegg innrettet til å kunne understøtte mellomstykkesammenstillingen. Ramma er fortrinnsvis rørformet. Ramma strekker seg fordelaktig gjennom fundamentet, idet et nedoverragende parti er innrettet til å kunne strekke seg ned gjennom en åpning i boredekket, for eksempel ned gjennom en senteråpning i rotasjonsbordet.

Rørtanga, som fortrinnsvis er hydraulisk operert, er forsynt med utskiftbare kjefter for tilpasning til ulike typer mellomstykke.

Anlegget som er anordnet i senteråpningens nedre parti, er fortrinnsvis justerbart, slik at avstanden opp til rørtanga kan justeres for optimal tilpasning til lengden på mellomstykkesammenstillingen som skal demonteres/monteres. Anlegget er fordelaktig dempende innfestet i ramma slik at det er ettergivende når mellomstykkesammenstillingen slår an mot anlegget.

Oppfinnelsen vedrører i et første aspekt mer spesifikt et verktøy for oppspenning av en mellomstykkesammenstilling på en toppdrevet boremaskins drivaksel, hvor ei tang som er innrettet til ved løsgjørbart anlegg mot et parti av mellomstykkesammenstillingen å kunne fastholde mellomstykkesammenstillingen, er anordnet på et øvre parti av ei ramme som i en bruksstilling er dreiestivt fastgjort til og rager opp fra et underlag, idet ramma er forsynt med en gjennomgående senteråpning innrettet til å kunne motta en vesentlig andel av mellomstykkesammenstillingen, kjennetegnet ved at senteråpningen i rammas bruksstilling strekker seg gjennom en åpning i underlaget.

Tanga kan være innrettet til løsgjørbart anlegg mot et første mellomstykke som i en bruksstilling tildanner et øvre endeparti av mellomstykkesammenstillingen og er innrettet til direkte sammenkopling med boremaskinens drivaksel. Dermed kan alle ele-mentene som tildanner mellomstykkesammenstillingen, fjernes, og verktøyet kan legges an mot et parti som er mest mulig egnet til formålet, uten utragende eller sårbare partier, slik som for eksempel finnes på en IBOP.

Senteråpningen kan i sin lengderetning og fjernt fra tanga være avgrenset av et bunnanlegg. Bunnanlegget er fordelaktig justerbart i senteråpningens lengderetning. Verktøyet kan dermed anvendes uten at det er risiko for at mellomstykkesammenstillingen faller ut av verktøyet når den frigjøres fra tanga.

Bunnanlegget kan være dempende tilkoplet ramma ved hjelp av én eller flere støt-dempere. Dermed reduseres påkjenningene på verktøyet ved innføring av mellomstykkesammenstillingen i senteråpningen og ved frigjøring av mellomstykkesammenstillingen fra tanga.

Ramma kan omfatte et fundament innrettet til løsgjørbart å kunne fastgjøres til et rotasjonsbord anordnet i et boredekk. Dermed kan verktøyet anvendes uten modifise-ring av underlaget.

Tanga kan være forsynt med flere hydraulisk forskyvbare, utskiftbare klembakker som omkranser en senteråpning. Verktøyet kan dermed enkelt tilpasses til ulike typer mel-lomstykkesammenstillinger.

I et andre aspekt vedrører oppfinnelsen mer spesifikt en framgangsmåte for utskifting av en mellomstykkesammenstilling på en toppdrevet boremaskins drivaksel, hvor framgangsmåten omfatter følgende trinn: a) å fastgjøre et verktøy i henhold til beskrivelsen ovenfor i et underlag, idet verk-tøyets vertikalt anordnede senterakse befinner seg innenfor boremaskinens arbeidsområde; b) å senke boremaskinen til en vesentlig andel av mellomstykkesammenstillingen er ført inn i en senteråpning i verktøyet; c) å føre ei tang til fastholdende anlegg mot et parti av mellomstykkesammenstillingen; d) å rotere boremaskinens drivaksel til forbindelsen mellom mellomstykkesammenstillingen og drivakselen har opphørt;

e) å trekke boremaskinen bort fra verktøyet; og

f) å løsgjøre tanga fra mellomstykkesammenstillingen og å fjerne mellomstykkesammenstillingen fra verktøyet, kjennetegnet ved at framgangsmåten omfatter det

ytterligere trinnet:

al) før innføringen av mellomstykkesammenstillingen i verktøyets senteråpning å justere et bunnanlegg i henhold til mellomstykkesammenstillingens aksiale lengde.

Tanga kan føres til fastholdende anlegg mot et første mellomstykke som i en bruksstilling tildanner et øvre endeparti av mellomstykkesammenstillingen og er innrettet til direkte sammenkopling med boremaskinens drivaksel. Dermed vil hele mellomstykkesammenstillingen kunne brekkes løs, og tanga kan legges an mot et dertil egnet parti av mellomstykkesammenstillingen.

Framgangsmåten kan ytterligere omfatte:

g) å klargjøre en andre mellomstykkesammenstilling;

h) å reversere operasjonene spesifisert under pkt. a)-f) ovenfor.

Dermed kan boremaskinen klargjøres igjen uten bytte av verktøy.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser i perspektiv et verktøy ifølge oppfinnelsen anordnet på et boredekks

rotasjonsbord; og

Fig. 2 viser i sideriss en prinsippskisse av verktøyet og en toppdrevet boremaskin.

På figurene angir henvisningstallet 1 et verktøy ifølge oppfinnelsen. Et underlag for verktøyet 1 i en operativ stilling er tildannet av et boredekk 2, og en toppdrevet boremaskin 3 er anordnet forskyvbar i en rigg (ikke vist) som strekker seg opp fra boredekket 2.

Boredekket 2 er forsynt med et i og for seg kjent rotasjonsbord 21 med en senteråpning 211.

Boremaskinen 3 er forsynt med en drivaksel 31 med et nedoverragende endeparti innrettet til løsgjørbar sammenkopling med en mellomstykkesammenstilling 32. Mellomstykkesammenstillingen 32 omfatter i det viste eksempelet et første mellomstykke (intermediate sub) 321, en første og en andre intern utblåsingssikring (internal blow-out preventer (IBOP)) 322, 323, og et slitestykke (wear sub) 324, men mellomstykkesammenstillingen 32, som under gjentatt sammenkopling av rørseksjoner (ikke vist) med en borestreng (ikke vist), eventuelt gjentatt demontering av rørseksjoner (ikke vist) fra en borestreng (ikke vist), forblir sammenkoplet med boremaskinen 3, kan oppvise ei lang rekke former. Nevnte første mellomstykke 321 og slitestykke 324 har som hovedformål å tilveiebringe rimelige, lett utskiftbare komponenter som sparer gjengepartier på drivakselen 31 og på IBOP'ene 322, 323 for sterk slitasje på grunn av hyppige sammenskruinger og oppbrekkinger.

Verktøyet 1 er forsynt med ei hydraulisk operert tang 11 forsynt med flere klembakker 111 anordnet omkring en senteråpning 112. Tanga 11 er i en operativ tilstand tilkoplet et hydraulisk anlegg (ikke vist). Tanga 11 er fastgjort til et øvre parti 12a av ei lang-strakt ramme 12 med en gjennomgående senteråpning 123, hvor en senterakse i en operativ tilstand er anordnet perpendikulært på underlaget 2. I det viste utførelsesek-sempelet er ramma 12 formet som et rør, men ei lang rekke utførelser som tilveie-bringer en form som gir tilstrekkelig understøttelse til tanga 11 og holder den løsgjorte mellomstykkesammenstillingen 32 i posisjon, kan benyttes.

Ramma 12 er forsynt med et fundament 121 som omfatter festemidler 122 innrettet til å kunne stå i dreiestivt inngrep med et parti ved en åpning i underlaget 2, typisk omkring rotasjonsbordets 21 senteråpning 211.

Ramma 12 rager med et nedre endeparti 12b gjennom fundamentet 121, idet det nedre endepartiet 12b i en operativ tilstand strekker seg nedover i åpningen 211 i underlaget 21. På den måten vil verktøyet under bruk ha en moderat byggehøyde over underlaget 2, tatt i betraktning at verktøyet 1 i en normalutførelse vil ha en høyde på ca. 800 mm til underkant av tanga 11 samt at ramma 12 strekker seg ca. 700 mm nedover fra fundamentet 121.

I senteråpningen 123 er det i det nedre rammepartiet 12b anordnet et anlegg 124 innrettet til å kunne understøtte mellomstykkesammenstillingen 32 når denne er løs-gjort fra drivakselen 31 og tanga 11. Anlegget 124 er justerbart i senteråpningens 123 lengderetning, og anlegget 124 er dempende tilkoplet ramma 12.

Nar en mellomstykkesammenstilling 32 skal koples fra boremaskinen 3, koples først boremaskinen 3 med mellomstykkesammenstillingen 32 fra borestrengen (ikke vist), eventuelt sammen med andre enheter (ikke vist) som løsgjøres på ordinært, i og for

seg kjent vis.

Verktøyets 1 bunnanlegg 124 justeres i samsvar med lengden på mellomstykkesammenstillingen 32. Verktøyet 1 koples til rotasjonsbordet 21, og rotasjonsbordets 21 dreiebevegelse låses. Boremaskinen 3 forskyves slik at mellomstykkesammenstillingen 32 føres ned gjennom senteråpningen 112 i tanga 11 og inn i senteråpningen 123 i ramma inntil et egnet parti av mellomstykkesammenstillingen 32, typisk det første mellomstykket 321, er omsluttet av tanga 11. Klembakkene 111 forskyves til anlegg mot mellomstykkesammenstillingen 32, og boremaskinen 3 settes i rotasjon med tilstrekkelig høyt moment til at koplingen mellom drivakselen 31 og mellomstykkesammenstillingen 32 brekkes opp. Boremaskinen 3 forskyves bort fra verktøyet 1, og klembakkene 111 trekkes bort fra mellomstykkesammenstillingen 32 slik at denne frigjøres og hviler på bunnanlegget 124 inntil den fjernes fra verktøyet 1.

En kontrollert mellomstykkesammenstilling 32 settes inn i verktøyet 1 og spennes opp i tanga 11. Operasjonsrekka beskrevet ovenfor reverseres slik at boremaskinen 1 klargjøres for nye boreoperasjoner med mellomstykkesammenstillingen 32 montert på drivakselen 31. Etter at boremaskinen 3 og mellomstykkesammenstillingen 32 er trukket bort fra verktøyet 1, fjernes verktøyet 1 fra underlaget 2 og boreoperasjonen gjenopptas idet boremaskinen 3 koples til borestrengen (ikke vist).

Claims (10)

1. Verktøy (1) for oppspenning av en mellomstykkesammenstilling (32) på en toppdrevet boremaskins (3) drivaksel (31), hvor ei tang (11) som er innrettet til ved løsgjørbart anlegg mot et parti (321) av mellomstykkesammenstillingen (32) å kunne fastholde mellomstykkesammenstillingen (32), er anordnet på et øvre parti (12a) av ei ramme (12) som i en bruksstilling er dreiestivt fastgjort til og rager opp fra et underlag (2), idet ramma (12) er forsynt med en gjennomgående senteråpning (211) innrettet til å kunne motta en vesentlig andel av mellomstykkesammenstillingen (32), karakterisert ved at senteråpningen (123) i rammas (12) bruksstilling strekker seg gjennom en åpning i underlaget (2).

2. Verktøy (1) i henhold til krav 1, karakterisert ved at tanga (11) er innrettet til løsgjørbart anlegg mot et første mellomstykke (321) som i en bruksstilling tildanner et øvre endeparti av mellomstykkesammenstillingen (32) og er innrettet til direkte sammenkopling med boremaskinens (3) drivaksel (31).

3. Verktøy (1) i henhold til krav 1, karakterisert ved at senteråpningen (123) i sin lengderetning og fjernt fra tanga (11) er avgrenset av et bunnanlegg (124).

4. Verktøy (1) i henhold til krav 3, karakterisert ved at bunnanlegget (124) er justerbart i senteråpningens (123) lengderetning.

5. Verktøy (1) i henhold til krav 3, karakterisert ved at bunnanlegget (124) er dempende tilkoplet ramma (12) ved hjelp av én eller flere støtdempere (126).

6. Verktøy (1) i henhold til krav 1, karakterisert ved at ramma (12) omfatter et fundament (121) innrettet til løsgjørbart å kunne fastgjøres til et rotasjonsbord (21) anordnet i et boredekk (2).

7. Verktøy (1) i henhold til krav 1, karakterisert ved at tanga (11) er forsynt med flere hydraulisk forskyvbare, utskiftbare klembakker (111) som omkranser en senteråpning (112).

8. Framgangsmåte for utskifting av en mellomstykkesammenstilling (32) på en toppdrevet boremaskins (3) drivaksel (31), hvor framgangsmåten omfatter følgende trinn: a) å fastgjøre et verktøy (1) i henhold til et hvilket som helst av de fore-gående krav, i et underlag (2), idet verktøyets (1) vertikalt anordnede senterakse befinner seg innenfor boremaskinens (3) arbeidsområde; b) å senke boremaskinen (3) til en vesentlig andel av mellomstykkesammenstillingen (32) er ført inn i en senteråpning (123) i verktøyet (1); c) å føre ei tang (11) til fastholdende anlegg mot et parti (321) av mellomstykkesammenstillingen (32); d) å rotere boremaskinens (3) drivaksel (31) til forbindelsen mellom mellomstykkesammenstillingen (32) og drivakselen (31) har opphørt; e) å trekke boremaskinen (3) bort fra verktøyet (1); og f) å løsgjøre tanga (11) fra mellomstykkesammenstillingen (32) og å fjerne mellomstykkesammenstillingen (32) fra verktøyet (1), karakterisert ved at framgangsmåten omfatter det ytterligere trinnet: al) før innføringen av mellomstykkesammenstillingen (32) i verktøyets (1) senteråpning (12) å justere et bunnanlegg (124) i henhold til mellomstykkesammenstillingens (32) aksiale lengde.

9. Framgangsmåte i henhold til krav 8, karakterisert ved at tanga (11) føres til fastholdende anlegg mot et første mellomstykke (321) som i en bruksstilling tildanner et øvre endeparti av mellomstykkesammenstillingen (32) og er innrettet til direkte sammenkopling med boremaskinens (3) drivaksel (31).

10. Framgangsmåte i henhold til krav 8, karakterisert ved at framgangsmåten omfatter ytterligere: g) å klargjøre en andre mellomstykkesammenstilling (32); h) å reversere operasjonene spesifisert under pkt. a)-f) ovenfor.