NO334990B1

NO334990B1 - Krafttangramme og fremgangsmåte ved bruk av samme

Info

Publication number: NO334990B1
Application number: NO20032075A
Authority: NO
Inventors: Bernd-Georg Pietras
Original assignee: Weatherford Lamb
Priority date: 2000-11-21
Filing date: 2003-05-09
Publication date: 2014-08-18
Also published as: GB0028313D0; EP1336026B1; AU2002223080A1; US20040035573A1; NO20032075L; EP1336026A1; WO2002042600A1; US7921750B2; GB2370246B; CA2428554C; NO20032075D0; GB2370246A; CA2428554A1

Abstract

Apparat for å sikre en sammenføyning mellom to rørlengder. Apparatet omfatter et tangarrangement (23) som omfatter en dreietang (1) og en oppbakkingstang (11). En ramme (20) har et sete (21) som understøtter tangarrangementet (23) fra undersiden, hvor tangarrangementet (23) hviler på setet (21), slik at tangarrangementet (23) under bruk kan orienteres i en vinkel med rammens (20) lengdeakse. Et middel (32) er frembrakt for å fastgjøre tangarrangementet (23) til rammen (20) i en valgt orientering.

Description

KRAFTTANGRAMME OG FREMGANGSMÅTE VED BRUK AV SAMME

Denne oppfinnelsen angår krafttangrammer.

Ved konstruksjon av olje- eller gassbrønner er det vanligvis nødvendig å klargjøre ekstremt lange borerør eller -strenger. Pa grunn av den rørlengde som kreves, føyes rørseksjoner eller såkalte rørstand progressivt til røret ettersom det senkes ned i brønnen fra en boreplattform. Spesielt når det er ønskelig å tilføye en seksjon, forhindres vanligvis røret fra å falle ned i brønnen ved å anvende kilebelter i en gripe-anordning ("spider" eller "edderkopp") i gulvet på boreplattformen. Den nye rørsek-sjon flyttes deretter fra et stativ og over til brønnens midtpunkt over gripeanordningen. Hanngjengepartiet av den rørseksjon som skal tilkoples, anbringes deretter over hunngjengepartiet av røret i brønnen, og forbindelsen ferdigstilles ved at delene skrus sammen (dreies). En rørklave koples til toppen av den nye rørseksjon, og hele røret løftes litt for å kunne frigjøre kilebeltene i gripeanordningen. Hele røret senkes deretter helt til toppen av den nye rørseksjon er nær gripeanordningen, hvorpå kilebeltene i gripeanordningen settes på igjen, rørklaven frakoples, og hele prosessen gjentas.

Det er vanlig praksis å bruke en krafttang for å skru forbindelsen til forhåndsbestemt kraftmoment. Krafttangen er plassert på plattformen, enten på skinner eller hengende fra en kran i en kjetting. For å skru til eller skru fra en gjengeforbindelse, kan et arrangement med to tenger brukes. En aktiv tang (eller dreietang) tilfører et dreie-moment til rørseksjonen over gjengeforbindelsen, mens en passiv tang (eller oppbakkingstang) tilfører et reaksjonsmoment nedenfor gjengeforbindelsen. Oppbakkingstangen spenner fast røret nedenfor gjengeforbindelsen og forhindrer dette i å dreie. Denne fastspenning kan utføres mekanisk, hydraulisk eller pneumatisk. Dreietangen spenner fast den øvre del av forbindelsen og drives slik at den tilfører moment i en begrenset vinkel. Dette krafttangarrangement brukes også til å momenttiltrekke for-bindelser mellom andre rør, for eksempel seksjoner av foringsrør eller produksjonsrør.

Krafttenger, innbefattende to-tang-arrangementet beskrevet ovenfor samt andre kommersielt tilgjengelige tenger, henges vanligvis opp i kjettinger fra en heisekran eller annen understøttelse. Slike kjettinger kan imidlertid komme i veien for annet utstyr, for eksempel borerør-spinnere som brukes til å sammenstille en gjenget for-bindelse mellom seksjoner av rør forut for den endelige tilstramming av forbindelsen ved hjelp av dreietangen og oppbakkingstangen.

Fra publikasjonen US3448920 vedrører et arrangement hvor en tangsammenstilling bæres av en struktur som er dreibart avstøttet ved toppen av en støtteramme slik at en dreiemomentsammenstilling kan tiltes. Imidlertid kreves en betydelig kraft for å frembringe tiltingen av den samlede struktur som har vekten av tangsammenstillingen og dreiemomentsammenstillingen, og et slikt arrangement er ufordelaktig med tanke på energiforbruk og styrbarhet.

Fra publikasjonene US 2668689 og US 5297874 er det kjent et apparat for å sikre en sammenføyning mellom to rørlengder.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelse å fremskaffe en understøttelse for et krafttangarrangement som reduserer forstyrrelser ovenfor arrangementet.

Ifølge et første aspekt av den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en ramme for å understøtte et tangarrangement som omfatter en dreietang og en oppbakkingstang, hvor rammen omfatter et rigid understøttelsesmiddel som er koplet til rammen, og som omfatter et sete for å understøtte tangarrangementet fra en underside, og et middel for å fastgjøre tangarrangementet til rammen i en valgt orientering, hvor middelet for å fastgjøre tangarrangementet til rammen er innrettet til å skråstille tangarrangementet i forhold til setet for derigjennom å endre tangarrangementets orientering i forhold til rammen.

En slik ramme er fordelaktig idet tangarrangementet kan skråstilles for å muliggjøre dets bruk med ikke-vertikale rørstrenger på en måte som tillater god styrbarhet. Fortrinnsvis er tangarrangementet understøttet på setet, slik at tangarrangementet kan beveges i forhold til setet i det vesentlige i et tversgående plan relativt til rørenes ak-se.

Nevnte sete kan omfatte et middel som får tangarrangementet til å returnere til en sentral posisjon etter avbøyning av tangarrangementet fra den sentrale posisjon.

Tangarrangementet kan hvile på to eller flere understøtningspunkter på setet. Hvert understøtningspunkt, og/eller hvert av tangarrangementets respektive kontaktdeler som kommer i kontakt med understøtningspunktene, omfatter en fjærende del som fremskaffer en mekanisme som sørger for at tangarrangementet returnerer til en midtpunktposisjon etter avbøyning av tangen. De fjærende deler kan være laget av gummi eller syntetisk gummi, eller de kan bestå av spiralformede eller viklede fjærer.

Nevnte sete er i det vesentlige "V"-formet og ligger i det vesentlige i et horisontalt plan. Respektive understøtningspunkter er anbrakt ved enden av hvert bein til setet, hvorav hvert punkt omfatter en del av en kule eller en kuleformet utsparing i en sokkeldel. Komplementært utformede deler eller utsparinger er anordnet på tangarrangementets sokkel for inngrep med understøtningspunktene på setet. Radiene til den delvise kule og utsparing er ulike for å muliggjøre tversgående forskyvning av tangarrangementet og setet. De delvise kuledeler, eller de sokkeldeler hvori de kuleformede utsparinger er utformet, er mer fortrinnsvis understøttet på fjærende deler for å be-sørge opphengning for tangarrangementet.

Tangarrangementet kan koples til rammen, ovenfor nevnte sete, ved hjelp av en langstrakt innrettingsdel med regulerbar lengde. Tangarrangementets orientering kan endres ved at man endrer lengden på nevnte langstrakte del. Mer fortrinnsvis omfatter delen en hydraulisk eller pneumatisk drevet teleskopstang. Imidlertid, og som et al-ternativ, kan delen bestå av en kjetting.

Nevnte sete er fortrinnsvis bevegelig opp og ned i nevnte ramme for at tangarrangementet skal kunne beveges opp og ned.

Ifølge et andre aspekt av den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes et apparat for å sikre en sammenføyning mellom to rørlengder ved å stramme til en skruforbindelse mellom rørlengdene, hvor apparatet omfatter en ramme ifølge oppfinnelsens første aspekt og et tangarrangement, som omfatter en dreiestang og en oppbakkingstang, koplet til rammen.

Ifølge et tredje aspekt av den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en fremgangsmåte for å sikre en sammenføyning mellom to rørlengder, hvor fremgangsmåten omfatter å føre rørlengdene i inngrep med et tangarrangment som omfatter en dreiestang og en oppbakkingstang, hvor tangarrangementet er understøttet fra en underside ved hjelp av et sete koplet til en ramme i en valgt orientering, og aktivere tangarrangementet for å stramme til en skruforbindelse mellom rørlengdene, idet tangarrangementet skråstilles i forhold til setet for derigjennom å endre tangarrangementets orientering i forhold til rammen (20) før aktivering.

Noen foretrukne utførelser av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet kun gjennom eksemp-ler og med referanse til de vedlagte tegninger, hvor: Figur 1 er et riss av et arrangement med en dreietang og en oppbakkingstang; Figur 2 er et sideriss av en ramme for å understøtte tangarrangementet ifølge

figur 1;

Figur 3 er et oppriss av rammen ifølge figur 2, hvor en dreietang er anbrakt i

posisjon;

Figur 4 viser mer detaljert et understøttelsespunkt i rammen ifølge figur 2 og 3;

og

Figur 5 viser et sideriss av rammen ifølge figur 2, hvor en dreietang er anbrakt i

posisjon og er skrådd i en vinkel med vertikalen.

Figur 1 viser et krafttangarrangement som omfatter en dreietang 1 og en oppbakkingstang 11. Dette arrangement er søknadsgjenstand i samtidig pågående Britisk patent-søknad nummer 9927825.1 som ble innlevert den 26. november 1999. Dreietangen 1 er generelt utformet som en sylinder med en åpning 2 gjennom dens midtpunkt for å motta en borerørseksjon (ikke vist) og en utsparing 3 som strekker seg fra kanten til åpningen 2 ved midtpunktet.

Oppbakkingstangen 11 er anbrakt under dreietangen 1. Oppbakkingstangen er generelt utformet som en skive med liknende dimensjoner som for dreietangen 1. Oppbakkingstangen er også forsynt med en åpning 12 gjennom midtpunktet og en utsparing 13 fra kanten til åpningen ved midtpunktet. Åpningen 12 og utsparingen 13 samsvarer med åpningen 2 og utsparingen 3 i dreietangen når oppbakkingstangen 11 og dreietangen 1 er korrekt sammenstilt. Flere styreruller 10 eller andre styreelementer er for-delt omkring kanten til dreietangen 1 for å opprettholde sammenstillingen mellom dreietangen 1 og oppbakkingstangen 11.

Oppbakkingstangen 11 er forsynt med to pinjongdrev 4 anordnet midt imot hverandre ved skivens periferi, hvor de er jevnfordelt til hver side av åpningen 12. Hvert pinjongdrev omfatter en drivmotor 5, en drivaksel (ikke vist) og en pinjong (skjult i figur 1, men generelt indikert med tallet 7) som er tilkoplet drivakselen. Et gir 14 er anordnet omkring periferien av dreietangen 1, men avbrutt av utsparingen 3. Giret 14 gri-per inn i pinjongene som er festet til motorene 5 på oppbakkingstangen, slik at når drivmotorene 5 driver drivakslene og pinjongene 7, dreier dreietangen 1 i forhold til oppbakkingstangen 11. Dreievinkelen begrenses av utsparingen 3 på dreietangen 1. Tre spennbakker (ikke vist) er anbrakt på innsiden av dreietang 1 og oppbakkingstang 11, slik som illustrert i figur 1. Disse er hydraulisk drevne for å spenne fast borerør-seksjonen i dreietangens midtpunkt. Den hydrauliske krafttilførsel kan fremskaffes via slanger (ikke vist).

Figur 2 illustrerer en ramme 20 for å understøtte et tangarrangement. Rammen 20 omfatter et "V"-formet sete 21 som ligger i et horisontalt plan, og som kan heves og senkes i forhold til rammens opprettstående seksjon 22. Figur 3 illustrerer et tangarrangement 23, slik som det som ble beskrevet med referanse til figur 1, anbrakt i rammen 20 og understøttet på setet 21 slik at stort sett hele vekten av tangarrangementet 23 bæres av rammen 20 via setet 21.

Ved enden av hvert bein til setet 21 er det anordnet en støtteenhet 24. Én slik støtte-enhet er mer detaljert illustrert i figur 4. Hver støtteenhet 24 omfatter et lager 25 som har et delvis kuleformet øvre parti 26. En sokkeldel 27 med en kuleformet utsparing 28 tildannet deri er i kontakt med det delvis kuleformede parti 26. En flens 29 er festet til sokkeldelen 27 og hviler på en ringformet gummidel 30 som omgir lageret 25. Sokkeldelene 27 er festet til basis av tangarrangementet 23.

Det vil forstås at sokkeldelen 27 til enhver tid er i kontakt med toppen av lageret 25. Når tangarrangementet avbøyes fra det horisontale plan hvori setet 21 er anbrakt, komprimeres gummidelen 30 på én side på grunn av tangarrangementets vekt. Reaksjonskraften som er fremskaffet av gummidel 30 på tangarrangementet, tjener til å skyve tangarrangementet tilbake til sin sentrale posisjon. Understøttelsesmekanismen som omfatter setet 21 og støtteenhetene 24 bidrar med å sikre tangarrangementet mot vibrasjonseffekter når dreietangen dreies.

Som illustrert i figur 4, er radiusen til den kuleformede utsparing 28 større enn radiusen til det kuleformede parti 26 hvorpå den understøttes. Derved kan tangarrangementet 23 i det alt vesentlige beveges (eller flytes) i et horisontalt plan i forhold til setet 21 og rammen 20. Dimensjonene av de forskjellige komponenter er typisk slik at de muliggjør flere centimeter med relativ bevegelse, som påkrevd ved griping av et borerør, for å unngå problemer som vil oppstå når rammen ikke er korrekt rettet inn i forhold til borerøret. Tangarrangementets evne til å "flyte" over setet forhindrer også skade som følge av bevegelse av oppbakkingstangen under bruk av tangarrangementet.

Figur 5 illustrerer rammen 20 ifølge figurene 2 til 4, hvor tangarrangementet 23 er koplet til en opprettstående del 31 som er koplet vinkelrett på setet 21. Den opprett stående del 31 beveger seg opp og ned i rammen 20 med setet 21. Nærmere bestemt er tangarrangementet 23 koplet til den opprettstående del 31 ved hjelp av en hydraulisk eller pneumatisk drevet stang 32. Ved sine ender er stangen 32 koplet til tangarrangementet 23 og den opprettstående del 31 via respektive dreieledd. Ved å strekke ut og trekke sammen stangen 31 er det mulig å forandre innstillingen av tangarrangementet 23 i forhold til den vertikale akse og å holde tangarrangementet i den ønske-de posisjon mot reaksjonskraften til gummidelen 30. Når kraften som aktiverer stangen 31 skrus av, vil tangarrangementet returnere til sin sentrale posisjon.

Rammen ifølge figurene 2 til 5 passer til bruk i situasjoner hvor brønnen som bores, er anordnet i en vinkel med vertikalen. Ved å unngå behovet for kjettinger til å under-støtte tangarrangementet ovenfra, reduseres den samlede rammehøyde sammenliknet med konvensjonelle rammer. I tillegg er det enklere å introdusere verktøy over tang-arrangementet, for eksempel en borerør-spinner, fordi kjettinger ikke lenger foreligger i dette område.

Claims

1. En ramme (20) for å understøtte et tangarrangement (1, 11; 23) som omfatter en dreietang (1) og en oppbakkingstang (11), hvor rammen omfatter et rigid understøttelsesmiddel som er koplet til rammen (20), og som omfatter et sete (21) for å understøtte tangarrangementet (1, 11; 23) fra en underside, og et middel (32) for å fastgjøre tangarrangementet (1, 11; 23) til rammen (20) i en valgt orientering,karakterisert vedat middelet (32) for å fastgjøre tangarrangementet (1, 11; 23) til rammen (20) er innrettet til å skråstille tangarrangementet (1, 11;23) i forhold til setet (21) for derigjennom å endre tangarrangementets (1, 11;23) orientering i forhold til rammen (20).

2. Ramme ifølge krav 1, hvor tangarrangementet (1, 11; 23) er understøttet på setet (21), slik at arrangementet (1, 11; 23) kan beveges i forhold til setet (21) i det vesentlige i et tversgående plan relativt rammen (20).

3. Ramme ifølge krav 1 eller 2, hvor tangarrangementet (1, 11; 23) hviler på to eller flere understøtningspunkter (26) på setet (21).

4. Ramme ifølge krav 3, hvor understøtningspunktene (26), og/eller respektive kontaktdeler (25) på tangarrangementet (1, 11; 23) som kommer i kontakt med understøtningspunktene (26), hver omfatter en fjærende del (30) som reagerer mot avbøyning av tangarrangementet (1, 11; 23) fra en midtpunktposisjon.

5. Ramme ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor setet (21) i det vesentlige er "V"-formet og i bruk ligger i det vesentlige i et horisontalt plan.

6. Ramme ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor respektive un-derstøtningspunkter (26) er anbrakt ved enden av hvert bein til setet (21), og hvor hvert understøtningspunkt omfatter en del av en kule (26) eller en kuleformet utsparing (28) tildannet i en sokkeldel (27), hvor komplementært utformede deler eller utsparinger er anordnet på tangarrangementet (1, 11; 23) for inngrep med understøtningspunktene (26) på setet (21).

7. Ramme ifølge krav 6, hvor radiene til de delvise kulene (26) og utsparinger (28) er ulike for å muliggjøre en relativ tversgående forskyvning av tangarrangementet (1, 11; 23) og setet (21).

8. Ramme ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor de delvis kuleformede deler (26) eller sokkeldelene (27) hvori de kuleformede utsparinger (28) er utformet, er understøttet på fjærende deler (30).

9. Ramme ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor nevnte sete (21) omfatter et middel (30) som tjener til å returnere tangarrangementet (1, 11; 23) til en midtpunktposisjon etter avbøyning av tangarrangementet (1, 11; 23) fra midtpunktposisjonen.

10. Ramme ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor tangarrangementet (1, 11; 23) er koplet til rammen (20), ovenfor nevnte sete (21), ved hjelp av en langstrakt innrettingsdel (32) med regulerbar lengde, slik at tangarrangementets (1, 11; 23) orientering kan endres ved å endre lengden på nevnte langstrakte del (32).

11. Ramme ifølge krav 10, hvor den langstrakte innrettingsdel omfatter en hydraulisk eller pneumatisk drevet teleskopstang (32).

12. Ramme ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor nevnte rigide understøttelsesmiddel er bevegelig opp og ned i nevnte ramme (20) for at tang-arrangementet (1, 11; 23) skal kunne beveges opp og ned.

13. Apparat for å sikre en sammenføyning mellom to rørlengder ved å stramme til en skruforbindelse mellom rørlengdene, hvor apparatet omfatter en ramme (20) ifølge et hvilket som helst av de foregående krav og et tangarrangement (1, 11; 23), som omfatter en dreiestang (1) og en oppbakkingstang (11), koplet til rammen (20).

14. Fremgangsmåte for å sikre en sammenføyning mellom to rørlengder, hvor fremgangsmåten omfatter å føre rørlengdene i inngrep med et tangarrangment (1, 11; 23) som omfatteren dreiestang (1) og en oppbakkingstang (11), hvor tang-arrangementet er understøttet fra en underside ved hjelp av et sete (21) koplet til en ramme (20) i en valgt orientering, og aktivere tangarrangementet for å stramme til en skruforbindelse mellom rørlengdene,karakterisert vedat tangarrangementet (1, 11; 23) skråstilles i forhold til setet (21) for derigjennom å endre tangarrangementets (1, 11;23) orientering i forhold til rammen (20) før aktivering.