NO335645B1

NO335645B1 - Rørhåndteringssystem, skjøtkompensasjonssystem for et borehullsrør, belastningsabsorberende bord for et rørholderelement og fremgangsmåte for håndtering av et rør.

Info

Publication number: NO335645B1
Application number: NO20054463A
Authority: NO
Inventors: Gary Mcdaniel; Jr Allen Keith Thomas; Pat Cummins; Troy Hill; Tracy Cummins; Doyle Boutwell; Michael Hayes
Original assignee: Weatherford Lamb
Priority date: 2003-04-04
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2015-01-12
Also published as: US7370707B2; WO2004090279A1; CA2520072C; NO20054463D0; GB2414759B; GB2414759A; CA2520072A1; GB0519517D0; US20050000696A1; NO20054463L

Abstract

Aspekter av den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et rørhåndteringssystem for håndtering av borehullrør. I et aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse et rørhåndteringssystem innrettet til å holde et rør uten å skade den ytre overflate av røret. I et ytterligere aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for å forbinde rør ved å fjernkontrollere forbindelsesprosessen, inklusive skjøtkompensasjon, innretting på linje, kobling og forrigling. I en utførelsesform omfatter rørhåndteringssystemet en rørklave (50) innrettet til å understøtte et rør under anvendelse av en første del av en fortykkelse av røret og en spider (70) innrettet til å understøtte røret under anvendelse av en andre del av fortykkelsen. I en ytterligere utførelsesform kan i det minste en av rørklavene og spideren fjernstyres. I enda en ytterligere utførelsesform omfatter rørhåndteringssystemet et skjøtkompensatorsystem (200) innrettet til å tilveiebringe fluidkommunikasjon til rørklaven under rotasjon av røret.

Description

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

Oppfinnelsesområdet

Den foreliggende oppfinnelse vedrører metoder og apparatur for håndtering av rør i og omkring et borehull. Mer spesielt vedrører oppfinnelsen metoder og apparatur for å lette dannelsen av rørstrenger. Ennå mer spesielt vedrører oppfinnelsen apparatur og metoder for fjernkontroll av rørkoblingsprosessen. Ennå mer spesielt vedrører oppfinnelsen metoder og apparatur for å understøtte en sti-gerørstreng for bruk mellom en offshore olje- og gassplattform og havbunnen.

Beskrivelse av beslektet teknikk

Brønner bores og produseres ved bruk av rørstrenger som er gjengeforbundet med hverandre. For eksempel dannes borehull ved å anbringe en borekrone ved enden av en borestreng. På grunn av de torsjonskrefter som er tilstede under rotasjon av en borekrone ved enden av strengen som kan være flere tusen meter lang, inkluderer koplingen i borestrengen en skulder som kan torsjonspå-kjennes til en bestemt verdi. Andre rør som forer et borehull eller tjener som en fluidbane for produksjonsfluider har en enklere gjengeforbindelse som bare behø-ver å være fluidtett.

Med fremkosten av offshoreboring anvendes et stigerør vanlig for å isolere borestrengen og produksjonsrøret fra havvannet. Stigerøret er et rør med forholdsvis stor diameter som strekker seg mellom et offshore riggulv og et brønnho-de ved havbunnen. På grunn av at brønnen enkelte ganger ligger på flere hundre meters vanndyp kan stigerør være flere hundre meter lange og må bøye seg og svaie med havstrømmene og i enkelte tilfeller med bevegelse og drift av en platt-form på overflaten. I tillegg til sin forholdsvis store diameter har stigerør typisk en stor fortykkelsesdel ved en ende hvor det er gjengeforbundet til en annen stigerør-lengde for å danne en streng.

På grunn av sin funksjon med å tilveiebringe isolasjon mellom mulig risiko-fylt materiale og havet er det ønskelig at man ikke skader, skraper opp eller be-skadiger den ytre overflate av stigerøret med tenger eller andre gripe-anordninger som typisk hittil har vært anvendt på et riggulv for å forbinde sekvens-messige lengder av rør. For eksempel dannes rørstrenger i dag på et brønnsete med bruk av en rørklave som kan gripe en rørlengde, løfte den over brønnsenteret og senke den inn i en gjenget del av et annet rør som strekker seg opp fra brønnen. Når rørene først er forbundet senker så rørklaven hele strengen til en posisjon hvor den kan gripes av et ytterligere gripeapparat kjent som en rørelevator eller "spider".

Til enhver tid må enten spideren eller rørklaven eller begge være i stand til å holde strengen. Tidligere kjente rørklaver og spidere griper nødvendigvis den ytre diameter av rørene i den hensikt å holde dem aksielt. Spiderne og rørklavene anvender ofte en bakke for å forbedre deres evne til å gripe rørene. Bakken vil imidlertid ha tendens til å skade, skrape eller beskadige den ytre overflate av rør-legemet. Mens sideflateskaden på utsiden av rørene er til lite bekymring med for-lengningsrør eller foringsrør er den ofte uakseptabel med stigerør.

US 2,570,080, US 6,237,684 og US 6,056,060 beskriver ulike rørhåndte-ringsapparaturer og fremgangsmåter.

Det foreligger derfor behov for en metode og apparatur for håndtering av rør ved en brønn og som ikke resulterer i skade på den ytre overflate av rørene. Det foreligger også et behov for fjernkontroll av rørhåndterings- eller koblingsprosessen. Der er videre et behov for en metode og apparatur som tillater dan-nelse av rørstrenger uten å utnytte den ytre overflate av rørene for aksiell holding.

Oppsummering av oppfinnelsen

Foreliggende oppfinnelse vedrører et rørhåndterings-system for håndtering av borehullrør. I et aspekt vedrører foreliggende oppfinnelse et rørhåndterings-system innrettet til å holde et rør uten å skade den ytre overflate av røret. I et ytterligere aspekt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for å forbinde rør ved fjernkontroll avforbindelsesprosessen, inklusive skjøtkompensasjon, innretting på linje, kopling og forrigling.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et rørhåndteringssystem omfattende et første holderelement innrettet til å understøtte et rør under utnyttelse av en første del av en fortykkelse av røret, et andre holderelement innrettet til å under-støtte røret under utnyttelse av en andre del av fortykkelsen, og en roterende tetning innrettet til å tilveiebringe kommunikasjon mellom det første holderelement og en kontroller, mens det første holderelementet tillates rotasjon. I en utførelses-form er i det minste en av første holderelement og det andre holderelement fjern- kontrollerbart. I ennå en ytterligere utførelsesform er første og andre holderelementer innrettet til å holde røret samtidig. Foretrukket omfatter røret et stigerør.

I en utførelsesform omfatter rørhåndteringssystemet videre en skjøt-kompensator.

I ennå en utførelsesform omfatter rørhåndteringssystemet videre et rotasjonsbord for å understøtte det andre holderelement. Foretrukket er rotasjonsbordet innrettet til å absorbere en kraft som utøves på det andre holder-element. I en utførelsesform omfatter rotasjonsbordet et polyuretanlag. I en ytterligere utfø-relsesform omfatter rotasjonsbordet en eller flere stempel- og sylindersammenstillinger. I en ytterligere utførelsesform kan rotasjonsbordet fjernstyres mellom en åpen posisjon og en lukket posisjon.

I ennå en ytterligere utførelsesform omfatter rørhåndteringssystemet videre et forriglingssystem for å sikre at røret holdes av i det minste en av det første holderelement og det andre holderelement.

I ennå en ytterligere utførelsesform omfatter rørhåndteringssystemet videre et rørstyringselement for å posisjonere røret. I en utførelsesform omfatter rør-styringselementet et plasseringselement og et gripeelement, hvori plasseringselementet beveger gripeelementet til inngrep med røret.

I ennå en ytterligere utførelsesform omfatter rørhåndteringssystemet videre en tangsammenstilling for å forbinde røret med et andre rør.

I ennå en ytterligere utførelsesform omfatter rørhåndteringssystemet videre en tangposisjoneringsanordning. I en utførelsesform omfatter tangposisjoneringsanordningen en enkel forlengbar arm med en variabel lengde. I en ytterligere ut-førelsesform omfatter tangposisjoneringsanordningen en bevegelig ramme. I ennå en ytterligere utførelsesform omfatter tangposisjoneringsanordningen en fleksibel kjede forsynt med kompresjonselementer og en fleksibel låsekjede.

I et ytterligere aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for håndtering av et rør omfattende å understøtte røret langs en første nedoverrettet del av en fortykkelse under anvendelse av et første holderelement, og å understøtte røret langs en andre nedoverrettet del av fortykkelsen ved bruk av et andre holderelement.

I en utførelsesform omfatter fremgangsmåten videre fjernstyring av i det minste et av det første holderelement og det andre holderelement. I en ytterligere utførel- sesform inkluderer fremgangsmåten å tilføre et fluid til det første holderelement under rotasjon av røret.

I en ytterligere utførelsesform anvendes fremgangsmåten for å forbinde

røret til et andre rør. For å forbinde rørene kan fremgangsmåten ytterligere omfatte kompensasjon for bevegelsen av røret under sammenkoplingen. I en ytterligere utførelsesform omfatter fremgangsmåten videre tilveiebringelse av en roterende tetning for å tilveiebringe kommunikasjon mellom det første holderelement og en kontroller. Fremgangsmåten kan også omfatte at røret innrettes på linje med et andre rør under anvendelse av et rørstyringselement. Rørene kan innrettes på linje ved å huske en memorert posisjon av et tidligere innrettet rør.

I en ytterligere utførelsesform forbindes rørene ved å rotere røret i forhold til det andre rør ved bruk av en tangsammenstilling. Tangen for å rotere røret kan translateres til posisjon for å forbinde rørene. Fremgangsmåten inkluderer også fjernbetjening av tangsammenstillingen.

I en ytterligere utførelsesform inkluderer fremgangsmåten absorpsjon av en belastning som utøves på det andre holderelement. I en utførelsesform absorberes belastningen av rotasjonsbordet. Fremgangsmåten inkluderer også å anbringe det andre holderelement på et rotasjonsbord. I en ytterligere utførelses-form inkluderer fremgangsmåten fjernbetjent åpning eller lukking av rotasjonsbordet.

I ennå en ytterligere utførelsesform inkluderer fremgangsmåten for håndtering av røret sikring av at i det minste en av det første holderelement og det andre holder-element holder røret.

I ennå et ytterligere aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse et skjøtkompensasjonssystem for et borehullrør. Skjøtkompensasjonssystemet inkluderer en skjøtkompensator; en rørklave for å holde røret, hvor rørklaven er koblet til skjøtkompensatoren; og en roterende tetning operativt koblet til rørklaven for å tilveiebringe kommunikasjon mellom rørklaven og en kontroller. I en utførelses-form omfatter kommunikasjon mellom rørklaven og kontrolleren at det sendes et fluidsignal eller et elektrisk signal. I en ytterligere utførelsesform opprettholder en roterende tetning kommunikasjon mellom rørklaven og kontrolleren under rotasjon av rørklaven. I ennå en ytterligere utførelsesform er rørklaven en sidedørrørklave. I ennå en ytterligere utførelsesform omfatter rørklaven en fluidoperert stempel- og sylindersammenstilling.

I ennå et ytterligere aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse et belastningsabsorberende bord for et rørholderelement omfattende et belastningsabsorberende element anbragt på et plant understøttende element tilpasset til å absorbere en aksiell last av rørholderelementet, hvori det belastningsabsorberende element omfatter en eller flere stempel- og sylindersammenstillinger. I en utfø-relsesform omfatter det belastningsabsorberende element et polyuretanlag. I en utførelsesform er bordet bevegelig mellom en åpen posisjon og en lukket posisjon. Foretrukket er nevnte en eller flere stempel- og sylindersammenstillinger fluidoperert. I en ytterligere utførelsesform er bordet montert fluktende. I ennå en ytterligere utførelsesform er bordet fjernbetjent. I ennå en ytterligere utførelses-form er bordet innrettet til å kompensere for riggbevegelse, slik at det plane understøt-tende element opprettholdes i en hovedsakelig horisontal posisjon.

Kort beskrivelse av tegningene

For at den måte hvorpå de ovenforangitte trekk ved den foreliggende oppfinnelse oppnås og kan forstås detaljert skal det anføres en mer spesiell beskrivelse av oppfinnelsen, kort oppsummert i det foregående, med henvisning til de utførelsesformer derav som er illustrert i de vedføyde tegninger.

Det skal imidlertid bemerkes at de vedføyde tegninger bare illustrerer typis-ke utførelsesformer av denne oppfinnelse og de skal derfor ikke betraktes som begrensende for oppfinnelsens omfang idet oppfinnelsen kan tilpasses andre like effektive utførelsesformer. Figur 1 er et delriss av en rigg med et rørhåndteringssystem ifølge aspekter av den foreliggende oppfinnelse. Figur 2 er et riss av et skjøtkompensatorsystem som henger ned fra en lø-peblokk. Figur 3 er en partiell tverrsnittstegning av en roterende tetning egnet for bruk med skjøtkompensatorsystemet i figur 2. Figur 4 er en tverrsnittstegning av et stigerør som bæres av en rørklave ifølge aspekter av den foreliggende oppfinnelse. Figur 5 er et isometrisk riss av et stigerør understøttet av et rørhåndterings-system ifølge aspekter av den foreliggende oppfinnelse. Figur 6 er en tverrsnittstegning av et stigerør understøttet av et rørhåndte-ringssystem ifølge aspekter av den foreliggende oppfinnelse. Figur 7 er en tverrsnittstegning av et stigerør understøttet av en spider iføl-ge aspekter av den foreliggende oppfinnelse. Figur 8 viser et rotasjonsbord for å understøtte en spider ifølge aspekter av den foreliggende oppfinnelse.

Figur 9 er et delriss av rotasjonsbordet i figur 8.

Figur 10 er en ytterligere utførelsesform av et rotasjonsbord ifølge aspekter av den foreliggende oppfinnelse. Figur 11 er en ytterligere utførelsesform av et rotasjonsbord ifølge aspekter av den foreliggende oppfinnelse. Figur 12 er et flytskjema som illustrerer et eksempelvist forriglingssystem ifølge aspekter av den foreliggende oppfinnelse.

Figur 13 er et toppriss av et rørstyringselement vist i figur 1.

Figur 14 er en tverrsnittstegning av rørstyringselementet i figur 13 langs linjen A-A. Figur 15 er et riss av en utførelsesform av en tangsammenstilling i operasjon med en rørstreng posisjonert deri. Figur 16 er et sideriss av tangsammenstillingen og illustrerer en rotor med kjever ifølge aspekter av oppfinnelsen. Figur 17 er et delriss av den motordrevne tang som viser en rotor med kjever ifølge aspekter av oppfinnelsen.

Figur 18 er et toppriss av den motordrevne tang.

Figur 19 er et sideriss av en motor anordnet på et hus av den motordrevne tang og som opererer en pumpe på rotoren for å aktivere kjevene. Figur 19A er et riss av en ende av motoren langs linjen 19A-19A i figur 19. Figur 19B er et riss av en ende av pumpen langs linjen 19B-19B i figur 19. Figur 20 er en skjematisk fremstilling av en hydraulisk krets for en støtte-tang anvendt for å aktivere kjevene av støttetangen. Figur 21 er et skjema som illustrerer inngrep av motoren og pumpen anvendt i en rotorhydraulisk krets som aktiverer kjevene av den motordrevne tang. Figur 22 er en skjematisk fremstilling av en del av den hydrauliske krets for tangsammenstillingen som tilveiebringer en sikker forrigling mellom rotorlåsen og fluid tilført for å operere drivmotorer.

Detaljert beskrivelse av den foretrukne utførelsesform

Aspekter av den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et rørhåndterings-system 100 for å kople eller løsne rør. I et aspekt er rørhåndteringssystemet 100 innrettet til å holde et rør uten å skade den ytre overflate av rørlegemet. I et ytterligere aspekt er i det minste en del av rørhåndteringsprosessen fjernbetjent.

Av hensyn til tydeligheten skal rørhåndteringssystemet beskrives med henvisning til koblingsprosessen. Det skal imidlertid forstås at systemet også kan anvendes for å løsne rørforbindelsene. I tillegg, selv om koblingsprosessen er beskrevet for et stigerør, er prosessen like anvendbar til andre typer av borehull-rør som for eksempel foringsrør, borerør og produksjonsrør.

Rørhåndteringssystemet inkluderer en rekke forskjellige apparater for å koble eller løsne rørforbindelsen. Figur 1 viser en rigg utstyrt med rørhåndterings-systemet for å gjennomføre borehulloperasjoner som innebærer opphen-ting/nedlegging av rør. Generelt inkluderer riggen en løpeblokk som henger ned i vaiere over riggulvet. En rørklave for å holde en stigeseksjon er anordnet under løpeblokken og er aksielt bevegelig dermed. En skjøtkompensator sammenstilling kan anordnet mellom løpeblokken og stigerøret for å kompensere for den aksielle bevegelse av stigerørseksjonen under etablering av gjengeforbindelsen.

Stigerørstrengen for forbindelser med stigerørseksjonen holdes i riggulvet ved hjelp av en spider. I en utførelsesform er rørklaven og spideren innrettet til å holde stigerørene uten å utøve en radiell gripekraft. Riggen kan også inkludere en tangsammenstilling for å rotere stigerørseksjonen i forhold til stigerørstrengen for å fullstendiggjøre koblingen. En sentreringsstyring kan også anvendes for å bringe stigerørseksjonen på linje for å lette koblingsprosessen.

A. Skjøtkompensatorsammenstilling

Figur 2 viser en eksempelvis skjøtkompensatorsammenstilling 200 ifølge aspekter av den foreliggende oppfinnelse. Andre egnede skjøtkompensatorer er vist i U.S. Patent 6,056,060, (Abrahamsen et al.) og U.S. Patent 6,000,472,

(Albright et al.), idet disse patenter har samme assignatar (Weatherford) som det foreliggende og er innlemmet i deres helhet heri som referanse. I en utførelses-form inkluderer skjøtkompensatorsammenstillingen 200 et par hovedbøyler 205, eller ledd, som henger ned fra løfteøynene 207 i løpeblokken 210. De nedre en-der av hovedbøylene 205 er koblet til løfteøynene 222 av en øvre rørklave 220. En vaier 225 strekker seg fra den nedre ende av løpeblokken 210 og forbindes til en sjakkel 232 på skjøtkompensatoren 230. Skjøtkompensatoren 230 kan være en hvilken som helst egnet skjøtkompensator kjent for en vanlig fagkyndig. Eksempler på skjøtkompensatoren inkluderer luftsylinderkompensator, hydraulisk kompensator, og luftfjærkompensator. En svivel 235 forbinder skjøt-kompensatoren 230 til et løfteelement eller feste 240. Den øvre ende av løfte-elementet 240 strekker seg gjennom den øvre rørklave 220 og den nedre ende av løfteelementet 240 definerer en krok og denne er løsbart forbundet til to bæreledd 245 innrettet til å bære den nedre rørklave 250. Den ytre diameter av den øvre ende av løfteelementet 240 over den øvre rørklave 220 er tilstrekkelig dimensjonert slik at den ikke vil passere gjennom den øvre rørklave 220. I denne forbindelse kan den øvre rørklave 220 løftes til å komme i kontakt med bunndelen av den øvre ende av løfteelementet 240 slik at belastningen av stigerøret overføres fra løfteelementet 240 til den øvre rørklave 220.

I et aspekt inkluderer skjøtkompensatorsammenstillingen 200 en roterende tetning 260 anordnet mellom den øvre rørklave 220 og krokenden av løfte-elementet 240. En hvilken som helst roterende tetning kjent for en vanlig fagkyndig kan anvendes. Figur 3 viser en eksempelvis roterende tetning 260 ifølge aspekter av den foreliggende oppfinnelse. Den roterende tetning 260 inkluderer et indre rørlegeme 262 konsentrisk anbragt inne i et ytre rørlegeme 265. Det ytre legemet 265 er dannet ved å forbinde to ytre legemsdeler. To flenser 266 er festet til den øvre del av det ytre rørlegemet 265 for å tillate at det ytre rørlegemet 265 forbindes til den øvre rørklave 220 ved bruk av et eller flere ledd 268. På grunn av at det er forbundet til den øvre rørklave 220 er det ytre rørlegemet 265 ikke roterende under sammenkobling. På den annen side er det indre rørlegemet 262 festet til løftesammenstillingen 240 og dette bringer det indre rørlegemet 262 til å rotere sammen med den nedre rørklave 250 under sammen-kobling.

Den roterende tetning 260 tilveiebringer en metode for kommunikasjon med den nedre rørklave 250. For eksempel kan kontrolledninger festes til åpninger 267 tildannet i det ytre rørlegemet 265 av den roterende tetning. Hver av de ytre åpninger 267 kan kommunisere med en samsvarende åpning 268 i det indre rør-legemet 262. Åpningen 267, 268 er spesielt tilpasset til å tillate fluidkommunikasjon mellom det ytre rørlegemet 265 og det indre rørlegemet 262 selv om det indre rørlegemet 262 roterer i forhold til det ytre rørlegemet 265. Ytterligere kontrolledninger er anordnet for å bringe de samsvarende åpninger 268 som kommer ut fra det indre rørlegemet 262 til den nedre rørklave 250. På denne måte tillater tilføyelsen av den roterende tetning 260 til skjøtkompensator-sammenstillingen 200 signaltransmisjon til og fra den nedre rørklave 250.

Kontrolledninger festet til den nedre rørklave 250 kan anvendes for å operere den nedre rørklave 250. Som vist er den nedre rørklave 250 en sidedør-rørklave. Den nedre rørklave 250 inkluderer to sidedører 251, 252 hengslet festet til hoveddelen av rørklaven 250. En lås 253 anvendes for å holde sidedørene

251, 252 lukket. Sidedørene 251, 252 og låsen 253 kan opereres av en eller flere sylindersammenstillinger (ikke vist). Sylindersammenstillingene styres av signaler overført gjennom kontrolledningene. Sylindersammenstillingene kan aktiveres ved bruk av hvilke som helst kjente midler, inklusive elektriske, mekaniske, eller fluider som for eksempel hydrauliske midler og foretrukket pneumatiske midler. Pneumatisk fluid som sendes gjennom den roterende tetning 260 og kontrolledningene

kan sekvensmessig frigi låsen 253 og åpne sidedørene 251, 252 for å motta en stigerørseksjon. Spesifikt svinger sylindersammenstillingene sidedørene 251, 252 utover for å muliggjøre at stigerøret passerer mellom sidedørene 251, 252. På denne måte tillater den roterende tetning 260 at den nedre rørklave 250 kan fjernstyres eller fjernbetjenes.

B. Rørklave og spidersammenstilling

I et ytterligere aspekt anvendes den nedre rørklave i kombinasjon med en spider for å håndtere et stigerør 10. Som vist i figur 4 inkluderer stigerøret 10 et stigerørlegeme 15 og et fortykkelseselement 20. Fortykkelseselementet 20 inne-holder konnektoren 25 for forbindelse med et ytterligere stigerør. Som sådant har fortykkelseselementet 20 en større ytre diameter enn den ytre diameter av stige- rørlegemet 15. Det skal forstås at fortykkelseselementet 20 kan være festet til rørlegemet 15 eller tildannet integrert dertil.

I en utførelsesform er kombinasjonen av rørklave 50 og spider 70 innrettet til å utnytte det store fortykkelseselement 20 på stigerøret 10 som illustrert i figur 5. Rørklaven 50 definerer to halvdeler 50A, 50B operativt hengslet sammen og som har en boring 55 derigjennom. Egnede rørklaver inkluderer en rørklave 50 hengslet på en side og som har en lås 58 på en annen side. Alternativt kan det anvendes en rørklave 50 konstruert til å åpnes på to forskjellige sider, som for eksempel at den har en hengsel på to sider. Foretrukket er rørklaven 50 en fluidoperert sidedør rørklave 250 som vist i figur 2. Rørklaven 50 inkluderer to løfte-øyne 60 for fastsettelse til et plasseringselement, som for eksempel en bøyle 245, hvorved rørklaven 50 kan translateres aksielt.

Med henvisning til figur 4 inkluderer rørklaven 50 en bæreskulder 62 for å holde en rørklavebushing 65. Rørklavebushingen 65 er delvis anordnet mellom fortykkelseselementet 20 og rørklaven 60 for å sentrere fortykkelseselementet 20 i rørklaven 50. Rørklavebushingen 65 inkluderer også en stigerørbærer 67 innrettet til å gå til inngrep med en nedre ende 30 av fortykkelseselmentet 20. Stigerør-bæreren 67 er innrettet til bare å komme i kontakt med en ytre del av den nedre ende 30 av fortykkelseselementet 20. I denne forbindelse er rørklaven 50 i inngrep med den ytre del for å bære vekten av stigerøret 10 mens en indre del av den nedre ende 30 av fortykkelseselementet 20 er i ikke-inngrepsposisjon. På denne måte kan rørklaven 50 bære og aksielt translatere stigerøret 10. Foretrukket er enden av bæreskulderen 62 av rørklaven 50 avskrånet for å lette posisjone-ringen av spideren 70 til kontakt med den indre del av fortykkelseselementet 20. Det skal bemerkes at aspekter av den foreliggende oppfinnelse er like anvendbare for en rørklave som ikke er forsynt med rørklavebushingen 65. For eksempel kan bære-skulderen 62 på rørklaven 50 tilpasset for direkte å være i inngrep med fortykkelseselementet 20 slik at stigerøret 10 bæres uten rørklavebushingen 65.

Med henvisning til figur 5 er spideren 70 innrettet til å komme i inngrep med den indre del av den nedre ende 30 for å bære vekten av stigerøret 10. Spideren 70 er lokalisert på riggulvet og definerer to halvdeler 70A, 70B operativt koblet sammen og som har en boring 75 derigjennom, som illustrert i figur 5. I en utfø-relsesform er en dobbelt hengselforbindelse 80 anbragt på motsatte sider av spi deren 70. Den dobbelte hengselforbindelse 80 inkluderer en plate 85 som kobler de to deler 70A, 70B av spideren 70 sammen. En hengselpinne 87 anvendes for bevegbart å forbinde hver del 70A, 70B til platen 85 slik at hver del 70A, 70B kan svinge relativt til platen 85. Hengselpinnen 87 fjernes for å åpne spideren 70. Ved å ha en dobbelt hengselforbindelse 80 på hver side tillater spideren 70 å åpne på to forskjellige sider. Det skal forstås at en enkel hengsel-forbindelse også kan anvendes, såvel som en spider 70 som åpnes bare fra en side, uten å gå utenfor aspektene for den foreliggende oppfinnelse.

Som vist i figur 6 har en øvre del 77 av spideren 70 en ytre diameter som er omtrent den samme eller mindre enn den ytre diameter av den indre del av fortykkelseselementet 20 som ikke er i inngrepsposisjon. I tillegg er den øvre del 77 av spideren 70 dimensjonert til å passe mellom stigerørbæreren 67 av rørklaven 50 og stigerørlegemet 15 slik at rørklaven 50 og spideren 70 samtidig kommer i inngrep med fortykkelseselementet 20.

I en ytterligere utførelsesform kan spideren 70 anvende en spiderbushing 90 for å sentrere stigerøret 10 inne i boringen 75 av spideren 70, som illustrert i

figur 7. Som vist er en del av spiderbushingen 90 anbragt mellom stigerøret 10 og det indre av spideren 70. Spiderbushingen 90 kan ha en avsats på en ende for å plasseres over den øvre del av spideren 70. Avsatsen på spiderbushingen 90 har en ytre diameter som er omtrent den samme eller mindre enn den ytre diameter av den indre del av fortykkelseselementet 20 som ikke er i inngrepsposisjon. I denne forbindelse tillater spiderbushingen 90 også at sideren 70 og rørklaven 50 samtidig kommer i inngrep med stigerøret 10.

I operasjon henger rørklaven 50 ned i bøyler over spideren 70 anbragt på riggulvet. Som vist i figur 5 bæres stigerøret 10 av rørklaven 50 og en del av sti-gerørlegemet 15 er anordnet gjennom boringen 50 av spideren 70. Spesielt lukkes rørbøylen 50 omkring fortykkelseselementet 20 av stigerøret 10 og rørklave-bushingen 65 anvendes for å sentrere stigerøret 10 i rørklaven 50 som illustrert i figur 4. I tillegg er stigerørbæreren 67 på rørklavebushingen 65 i inngrep med den ytre del av den nedre nede 30 av fortykkelseselementet 20. I denne posisjon kan rørklaven 50 bringes til aksielt å translatere stigerøret 10 i forhold til spideren 70.

Med henvisning til figur 6 senkes stigerøret 10 mot spideren 70 inntil den indre del av fortykkelseselementet 20 kommer i inngrep med spiderbushingen 90. Den skrå bæreskulder 62 letter innføringen av spideren 70 hvis spideren 70 og rørklaven 50 er litt ute av innretting på linje. Som illustrert er rørklaven 50 og spideren 70 innrettet til å la rørklaven 50 delvis omslutte spideren 70 slik at rørklaven 50 og spideren 70 tillates samtidig å komme i inngrep med fortykkelses-elementet 20. I denne posisjon kan enten rørklaven 50 eller spideren 70 eller begge bære stigerøret 10 i borehullet. Deretter åpnes rørklaven 50 for frakobling fra stigerøret 10 slik at belastningen av stigerøret 10 overføres fullstendig til spideren 70.

Rørklaven 50 kan nå hente opp og posisjonere et andre stigerør for forbindelse med stigerøret 10 i spideren 70. Etter at stigerørene er blitt forbundet til hverandre kan rørklaven 50 løfte stigerørene i forhold til spideren 70 for å overføre belastningen tilbake til rørklaven 50. Deretter åpnes spideren 70 tilstrekkelig til å tillate at stigerøret 10 kan senkes inn i borehullet. Med en gang fortykkelseselementet 20 har passert gjennom spideren 70 lukkes spideren 70 omkring stigerør-legemet av det andre stigerør. Deretter senkes fortykkelseselementet av det andre stigerør til inngrep med spideren 70. Denne operasjonssyklus for stigerørene kan gjentas for å tilføye ytterligere stigerør. På grunn av at rørklaven 50 og spideren 70 ikke holder stigerøret 10 ved å gripe stigerørlegemet 15 tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse metoder og apparatur for håndtering av stigerør uten å skade den ytre overflate av stigerør-legemet.

C. Støtdemperbord

I et ytterligere aspekt tilveiebringer rørhåndteringssystemet 100 et rotasjonsbord 300 for å understøtte spideren 370 på riggulvet. Foretrukket er rotasjonsbordet 300 innrettet til å absorbere støt som spideren 370 opptar. Figur 8 viser et eksempelvist rotasjonsbord 300 som kan anvendes for stigerør under plassering. Som vist er spideren 370 festet til en bæreplate 310 anbragt over et flertall kompenserende sylindersammenstillinger 315. Sylindersammenstillingene 315 er anordnet på et underlag 320 som dannes av to selektivt forbundne underlagsdeler 321, 322. Figur 9 illustrerer en av underlagsdelene 321. De to underlagsdeler 321, 322 er selektivt forbundet ved bruk av en fjernbetjent bolt 325 inn-ført gjennom de to underlagsdeler 321, 322. Sylindersammenstillingene 315 er innrettet til å kompensere for støt og for eventuell riggbevegelse. I en utførelses-form er sylindersammenstillingene 315 gjensidig forbundet og forbundet til en ak- kumulator. Trykket i akkumulatoren reguleres i forhold til strengvekten for å fremme optimal kompensasjon. For eksempel, ettersom riggen beveger seg eller svaier, kan hver av sylindrene 315 forlenges eller trekkes tilbake for å kompensere for riggbevegelsen, slik at bæreplaten 310 holdes i horisontalt plan. For å lette kompensasjon er den øvre ende 316 av sylindersammenstillingen 315 avrundet og er i samsvar med en bueformet indre overflate av en kapsel 317 anordnet mellom sylindersammenstillingen 315 og bæreplaten 310. Relativ svingebevegelse tillates av den bueformede indre overflate når den respektive sylinder 315 kompenserer for støt eller riggbevegelse.

Underlaget 320 er bevegbart anordnet på et støtdemperbord 330. Hver side av underlaget 320 kan inkludere en underlagsforlengelse 335 som er forbundet til ankeret 340 anbragt ved hver ende av støtdemperbordet 330. Foretrukket anvendes en sylindersammensetning 345 for å forbinde underlagsforlengelsen 335 til ankerne 340. Aktivering av sylindersammenstillingene 345 beveger de respektive underlagsdeler 321, 322 til og fra brønnsenteret slik at stigerøret tillates å beveges aksielt i borehullet. Støtdemperbordet 330 inkluderer et hull som er tilstrekkelig dimensjonert til å akkomodere aksiell bevegelse av stigerøret uten å åpnes eller lukkes. I denne forbindelse beveger underlagsdelene 321, 322 seg langs støtdemperbordet 330 under operasjon. Fastgjort under støtdemperbordet 330 er en dempningsplate 350 og et støtabsorberende lag 355 anordnet derimel-lom. I en utførelsesform definerer det støtabsorberende lag 355 et polyuretanlag. Det støtabsorberende lag 355 tilveiebringer ytterligere støt-absorberende evne til støtdemperbordet 330.

I et ytterligere aspekt kan støtdemperbordet 330 monteres fluktende. For eksempel kan bæreplaten 310 være anbragt direkte på støtdemperbordet 330 og de kompenserende sylindersammenstillinger 350 kan være anbragt under støt-demperbordet 330. I denne forbindelse reduseres den operative høyde av spideren 370 slik at det tillates lettere adgang til spideren 370.

I et ytterligere aspekt kan spideren 370 være plassert direkte på polyuretan-laget 355 og demperplaten 350. Figur 10 viser et delriss av et forenklet rotasjonsbord 300. Demperplaten 350 omfatter to legemsdeler festet sammen ved bruk av en fjernbetjent bolt som er stukket inn gjennom bolthullene 351 på hver side av rotasjonsbordet 300. Hver halvdel av spideren 370 hviler på en respektiv legems- del av rotasjonsbordet 300. Støtteelementer 360 som for eksempel bolter er anbragt ved hver ende av demperplaten 350 for å tilveiebringe underlag for spideren 370 eller forlengelser av denne. Et rørhull 358 er tildannet gjennom rotasjonsbordet 300 for å akkomodere stigerøret. Rotasjonsbordet 300 kan være lukket for å understøtte stigerøret eller åpent for å tillate passasje av stigerøret gjennom rotasjonsbordet 300.

Figur 11 viser delvis en ytterligere utførelsesform av et fluktende montert rotasjonsbord 300. I denne utførelsesform er de kompenserende sylindersammenstillinger 315 i det minste delvis anbragt inne i veggen 360 av rotasjonsbordet 300. Spideren 370 kan være anordnet på en underlagsplate 365 som er operativt forbundet til sylindersammenstillingene 315. Veggen 360 av rotasjonsbordet 300 kan være i det minste delvis anbragt i riggulvet for å senke operasons-høyden av spideren 370.

D. Forriglingssystem

I et ytterligere aspekt inkluderer rørhåndteringssystemet 100 et forriglingssystem for å sikre at stigerøret holdes av i det minste spideren 370 eller rørklaven 250. Et egnet forriglingssystem er vist i U.S. Patent Application 10/625,840, inngitt 23. juli 2003, idet denne søknad er overdratt til den samme assignatar (Weatherford) som den foreliggende oppfinnelse og er innlemmet heri i sin helhet som referanse. I en utførelsesform inkluderer rørklaven 250 en rørbøyle låsføler 280 (figur 8) lokalisert ved låsen 253 for å detektere om rørklaven 50 er åpnet eller lukket. På lignende måte inkluderer spideren 370 en spider stempelføler 380 (figur 9) lokalisert ved den fjernbetjente bolt 325 for å detektere om spideren 370 er åpnet eller lukket. Følerdata fra følerne 280, 380 overføres til en kontroller 390. Foretrukket overføres følerdata 312 fra rørklave låsføleren 280 til kontrolleren 390 under anvendelse av kontrolledningene forbundet til den roterende tetning 260 på skjøtkompensatorsammenstillingen 200. I denne forbindelse tillater den roterende tetning 260 fordelaktig den fjernstyrte operasjon av rørklaven 250. Det skal bemerkes at følerne kan anbringes ved en hvilken som helst passende lokalitet kjent for vanlig fagkyndig så lenge de kan detektere status av rørklaven eller spideren. For eksempel kan en føler anbringes ved sylindersammenstillingene som er an- svarlige for åpning og lukking av rørklaven 250, eller en føler kan anbringes ved sylindrene 345 for åpning eller lukking av spideren 370.

Kontrolleren 390 inkluderer en programmerbar sentral behandlingsenhet som er opererbar med en hukommelse, en masse lagringsanordning, en inn-gangs-kontrollenhet, og en skjermenhet. I tillegg inkluderer kontrolleren 390 vel-kjente hjelpekretser som krafttilførsler, urverk, cachelager, inn-gangs/utgangskretser og lignende. Kontrolleren 390 er i stand til å motta data fra følere og andre anordninger og er i stand til å kontrollere anordninger forbundet dertil.

En av funksjonene av kontrolleren 390 er å hindre åpningen av spideren 370 og nedre rørklave 250 samtidig. Foretrukket er spideren 370 låst i den lukkede posisjon ved hjelp av en solenoidventil som er anbragt i kontrolledningen for kilden av fluidkraft som opererer den fjernbetjente bolt 325. På lignende måte er rørklaven 250 låst i den lukkede posisjon ved hjelp av en ytterligere solenoid-ventil som kontrollerer fluidkilden til sylindersammenstillingene som aktiverer elevatorlå-sen 253. Solenoidventilene opereres av kontrolleren 390, som er programmert til å holde ventilene lukket inntil bestemte betingelser er tilfredsstilt. Selv om elektrisk opererte solenoidventiler er foretrukket, kan solenoidventilene være fluidmes-sig eller pneumatisk operert så lenge som de kan kontrolleres av kontrolleren 390. Generelt er kontrolleren 390 programmert til å holde spideren 370 låst inntil stige-røret er vellykket forent med stigerørstrengen og understøttet av rørklaven 250.

Figur 12 er et flytskjema som illustrerer et eksempelvist forriglingssystem for bruk med spideren 370 og rørklaven 250 for å forbinde et eller flere stigerør. Initialt, ved trinn 500, holdes stigerørstrengen i borehullet og hindres fra aksiell bevegelse av spideren 370. Følerdata 502 fra spiderens stempelføler 380 som indikerer at spideren 370 er lukket, overføres til kontrolleren 390. Ved trinn 510 beveges elevatoren 250 for å gå til inngrep med en stigerørseksjon som skal forbindes med stigerørstrengen. Når rørklaven 250 lukkes omkring stigerør-seksjonen sender føleren 280 et signal 512 til kontrolleren 390.

Ved trinn 520 beveges stigerørseksjonen til brønnsenteret for forbindelse med stigerørstrengen. Et rørstyringselement anvendes for å innrette stigerør-seksjonen på linje med stigerørstrengen. Deretter beveges ved trinn 530 en tang til posisjon for å forbinde stigerørseksjonen til stigerørstrengen. Etter at forbindel sen er fullført, ved trinn 540, kobles spideren 370 fra stigerørstrengen. Ved trinn 550 blir den forlengede stigerørstreng så senket gjennom spideren 370. Deretter, ved trinn 560, bringes spideren 370 på nytt i inngrep med stigerørstrengen. Etter inngrep, ved trinn 560, overfører spiderens stempelføler 380 følerdata 562 til kontrolleren 390. Etter å ha mottatt følerdata 562 som viser at spideren 370 på nytt er bragt i inngrep, tillater kontrolleren 390 at rørklaven 250 løsgjøres fra stigerør-strengen og plukker opp et ytterligere stigerør for forbindelse med stigerørstreng-en.

E. Rørstyringselement

I et ytterligere aspekt inkluderer rørhåndteringssystemet 100 et rørstyrings-element 101 for styring av stigerørseksjonen til innretting på linje med stigerør-strengen, som vist i figur 1. Et egnet rørstyringselement 101 er vist i U.S. Patent Application 10/794,797, inngitt 5. mars 2004, innlemmet i sin helhet heri som referanse. Figurene 13-14 avbilder et eksempelvist rørstyringselement 101 ifølge den foreliggende oppfinnelses aspekter. Figur 13 viser et toppriss av rørstyrings-elementet 101, mens figur 14 viser en tverrsnitts tegning av rørstyringselementet 101 langs linjen A-A. Rørstyringselementet 101 inkluderer et underlag 105 ved en ende for fastsetting til riggen. Gripeelementet 150 er anordnet ved en ytterligere ende, eller distal ende, av rørstyringselementet 101. En rotor 110 er roterbart montert på underlaget 105 og kan svinges i forhold til underlaget 105 ved hjelp av en stempel- og sylindersammenstilling 131. En ende av stempel- og sylindersammenstilling 131 er forbundet til underlaget 105, mens den andre ende er festet til rotoren 110. På denne måte kan rotoren 110 svinges i forhold til underlaget 105 i et plan hovedsakelig parallelt til riggulvet etter aktivering av stempel- og sylinder-sammenstillingen 131. I en ytterligere utførelsesform kan rørstyringsele-mentet 101 være anordnet på en skinne slik at den kan beveges aksielt i forhold til riggen.

Et plasseringselement 120 forbinder gjensidig gripeelementet 150 til rotoren 110. I en utførelsesform senker to støtteelementer 106, 107 seg oppover fra rotoren 110 og bærer bevegelig plasseringselementet 120 på underlaget 105. Foretrukket er plasseringselementet 120 koblet til støtteelementene 106, 107 gjennom en svingbolt 109 som tillater at plasseringselementet 120 kan svinge fra en posi sjon hovedsakelig perpendikulær til riggulvet til en posisjon hovedsakelig parallelt til riggulvet. Med henvisning til figur 14 er plasseringselementet 120 vist som en teleskoparm. En andre stempel- og sylindersammenstilling 132 anvendes fra svinge teleskoparmen 120 mellom de to posisjoner. Den andre stempel- og sylindersammenstilling 132 kobler bevegelig teleskoparmen 120 til rotoren 110 slik at aktivering av stempel- og sylindersammenstillingen 132 hever eller senker teleskoparmen 120 i forhold til rotoren 110. I den hovedsakelig perpendikulære posisjon er rørstyringselementet 101 i en ikke-aktivert posisjon, mens en hovedsakelig parallell posisjon anbringer rørstyringselementet 101 i den aktiverte posisjon.

Teleskoparmen 120 inkluderer en første del 121 glidbart anordnet i en andre del 122. En tredje stempel- og sylindersammenstilling 133 er operativt koblet til første og andre deler 121,122 for å utvide eller tilbaketrekke den første porsjon 121 i forhold til den andre posisjon 122. I denne forbindelse tillater teleskoparmen 120 og rotoren 110 at rørstyringselementet 101 styrer stigerøret til innretting på linje med stigerøret i spideren 170 for forbindelse dermed. Selv om en teleskoparm 120 er beskrevet heri er et hvilket som helst passende plasseringselement kjent for en vanlig fagkyndig like anvendbart så lenge som det er i stand til å posisjonere gripeelementet 150 med en ønsket posisjon.

Gripeelementet 150, også kjent som "hodet" er operativt forbundet til den distale ende av teleskoparmen 120. Gripeelementet 150 definerer et hus 151 bevegelig koblet til to gripearmer 154, 155. Med henvisning til figur 13 er en gripearm 154, 155 anbragt på hver side av huset 151 på en måte som definerer en åpning 152 for å holde et stigerør. Stempel- og sylindersammenstillinger 134, 135 kan anvendes for å aktivere gripearmen 154,155. Et eller flere sentrerings-elementer 164, 165 kan anbringes på hver gripearm 154, 155 for å lette sentrering av stigerøret og rotasjon av dette. Et eksempelvist sentreringselement 164, 165 er en rulle som kan inkludere passive ruller eller aktive ruller med en drivmeka-nisme.

Det skal forstås at stempel- og sylindersammenstillingene 131, 132, 133, 134 og 135 kan inkludere en hvilken som helst passende fluidoperert stempel- og sylindersammenstilling kjent for en vanlig fagkyndig. Eksempelvise stempel- og sylindersammenstillinger inkluderer en hydraulisk operert stempel- og sylindersammenstilling og en pneumatisk operert stempel- og sylindersammenstilling.

I et ytterligere aspekt kan gripeelementet 150 være utstyrt med en spinner 170 for å rotere stigerøret som holdes av gripeelementet 150. Som vist i figur 14 er spinneren 170 i det minste delvis på huset 151. Spinneren 170 inkluderer et eller flere rotasjonselementer 171, 172 aktivert av en motor 175. Dreiemomentet generert av motoren 175 overføres til en tannhjulssammenstilling 178 for å rotere rotasjonselementene 171, 172. På grunn av rotasjonselementene 171, 172 er i friksjonskontakt med stigerøret overføres momentet til stigerøret og bevirker derved rotasjon av dette. I en utførelsesform anvendes to rotasjonselementer 171, 172 som er posisjonert i like stor avstand i forhold til en sentral akse av gripeelementet 150. Et eksempelvist rotasjonselement 171 inkluderer en rulle. Rotasjon av stigerøret vil bevirke delvis etablering av forbindelse mellom stigerøret. I et ytterligere aspekt kan et rotasjonstelleelement 180 eventuelt anvendes for å detektere rullesluring. Det forstås at operasjonen kan reverseres for å løsne en rørforbindelse.

En ventilsammenstilling 190 er montert på underlaget 105 for å regulere fluidstrømningen som aktiverer angjeldende stempel- og sylindersammenstillinger 131,132, 133, 134, 135 og motoren 175. Ventilsammenstillingen 190 kan kontrolleres fra en betjeningsplass i avstand (ikke vist) lokalisert på riggulvet. Betje-ningsplassen i avstand kan inkludere en styrestikke som er fjærpåvirket til en sentral eller nøytral posisjon. Manipulasjon av styrestikken bevirker at ventilsammenstillingen 190 styrer fluidstrømningen til de riktige stempel- og sylinder-sammenstillingene. Rørstyringselementet 101 kan være konstruert til å forbli i den siste operative posisjon når styrestikken frigis.

I et ytterligere aspekt kan rørstyringselementet 101 inkludere en eller flere følere for å detektere posisjonen av gripeelementet 150. Et eksempelvist rørfor-met styringselement med en slik føler er vist i U.S. Patent Application 10/625,840, inngitt 23. juli 2003, overdratt til den samme assignatar (Weatherford) som den samme oppfinnelse, idet denne patentsøknad er innlemmet heri i sin helhet som referanse. I en utførelsesform kan en lineær transduktor anvendes for å tilveiebringe et signal som indikerer den respektive forlengelse av stempel- og sylinder-sammenstillingene 131, 133. Den lineære transduktor kan være en hvilken som helst passende lineær transduktor kjent for den vanlig fagkyndige, for eksempel en lineær transduktor som selges av Rota Engineering Ltd., Bury, Manchester, England. De detekterte posisjoner kan lagres og hentes frem for å lette bevegelsen av stigerør. Spesielt, etter at gripeelementet 150 har plassert stigerøret innrettet på linje kan posisjonen av gripeelementet 150 bestemmes og lagres. Deretter kan den lagrede posisjon hentes frem igjen for å lette plasseringen av ytterligere stigerør innrettet på linje med stigerørstrengen.

F. Tang

I et ytterligere aspekt kan en tang fjernopereres for å forbinde stigerørene. En eksempelvis tang er vist i U.S. Patent Application 10/794,792, inngitt 5. mars 2004, idet denne patentsøknad er overdratt til den samme assignatar (Weatherford) som den foreliggende oppfinnelse og er innlemmet heri i sin helhet som referanse.

Figur 15 illustrerer en utførelsesform av en tangsammenstilling 1100 egnet for forbinde stigerørene. Tangsammenstillingen 1100 inkluderer en motordrevet tang 1101 anordnet over en støttetang 1102. I operasjon henger tangsammenstillingen 1100 ned fra et håndteringsverktøy 1104 som posisjonerer tangsammenstillingen 1100 omkring et rør omkring en rørstreng som for eksempel et nedre rør 1108 som holdes av en spider 1106 og en rørseksjon eller øvre rør 1110. Som beskrevet mer detaljert i det følgende griper den motordrevne tang 1101 det øvre rør 1110 og støttetangen 1102 griper det nedre rør 1108. Tre drivmotorer 1111 opererer for å tilveiebringe dreiemoment til den motordrevne tang 1101 for å rotere det øvre rør 1110. I en utførelsesform kan tangsammenstillingen utøve et dreiemoment på 2.250.000 kg meter på en stigerørgjengeforbindelse i en stigerørstreng med diameter omtrent 51 cm.

Hver av tengene 1101, 1102 er segmentert i tre segmenter slik at de to frontsegmenter er svingbart festet til det bakre segment og muliggjør bevegelse av tengene 1101, 1102 mellom en åpen og en lukket posisjon. I den åpne posisjon svinger frontseksjonene utover og muliggjør at rørene 1108, 1110 kan passere mellom frontseksjonene slik at håndteringsverktøyet 1104 kan innrette rørene 1108, 1110 på linje inne i tengene 1101, 1102. Tengene 1101, 1102 beveges til den lukkede posisjon som vist i figur 15 før operasjonene med å koble eller løsne forbindelsene. Stemplene 1128 (bare et stempel er synlig) på hver side av den motordrevne tang 1101 opereres til å svinge frontsegmentene relativt til det bakre segment for å åpne og lukke en åpning mellom frontsegmentene som dannes hvor en forlengelse 1132 av et av frontsegmentene griper inn i en tilsvarende spordel 1134 av den andre frontseksjon. På lignende måte opererer stempler 1130 (også her er bare et stempel synlig) på hver side av støttetangen 1102 til å svinge frontsegmentene i forhold til støttesegmentet for å bevege støttetangen mellom den åpne og lukkede posisjon. Stemplene 1128, 1130 kan opereres av en hydraulisk krets for tangsammenstillingen som tilfører fluidtrykk til forskjellige komponenter av tangsammenstillingen 1100 gjennom en felles trykkilde. Som med alle andre komponenter av tangsammenstillingen 1100 som opereres av den hydrauliske krets for tangsammenstillingen kan automatiserte eller manuelt opererte ventiler (ikke vist) anvendes for separat eller i kombinasjon og åpne eller lukke fluidtilførselen til hver komponent (for eksempel stemplene 1128, 1130) ved det ønskede tidspunkt.

En torsjonsstavsammenstilling 1112 lokalisert inntil en motvekt 1120 forbinder den motordrevne tang 1101 til støttetangen 1102. Torsjonsstavsammenstillingen 1112 inkluderer to armer 1114 som strekker seg nedover fra hver ende av en horisontal toppstang eller suspensjon 1116. En bakre ende av den motordrevne tang 1101 forbinder til en horisontal aksel 1118 som strekker seg mellom armene 1114 under suspensjonen 1116. Akslene 1118 kan passe inne i lageret (ikke vist) i armene 1114 for å tillate svingning av den motordrevne tang 1101 i forhold til torsjonsstavsammenstillingen 1112. Dempesylindere 1400 (vist i figur 18) forbinder en topp av den motordrevne tang 1101 og suspensjonen 1116 for å hindre fri svingning av den motordrevne tang 1101 omkring akselen 1118. Bakker 1122 på støttetangen 1102 griper en langsgående fordypning 1124

i armene 1114 slik at støttetangen 1112 sikres til torsjonsstavsammenstillingen 1112. Bakkene 1122 glir langs fordypningene 1124 for å tillate bevegelse av støt-tetangen 1102 i forhold til den motordrevne tang 1101 under operasjoner med å koble eller løsne forbindelsene. Torsjonsstavsammenstillingen 1112 tilveiebringer en forbindelse mellom tengene 1101, 1102 som tillater at støtte-tangen 1102 kan stige til nær kontakt med den motordrevne tang 1101.

Torsjonsstavsammenstillingen 1112 holder sidekrefter ute av forbindelsen mellom rørene 1108, 1110 ved å eliminere i eller i det minste vesentlig å eliminere skjærkrefter og bøyningskrefter. Ettersom den motordrevne tang 1101 utøver dreiemoment på det øvre rør 1110 overføres reaksjonskrefter til torsjonsstavsammenstillingen 1112 i form av et par motvirkende krefter overført til hver arm 1114. Kreftene på armene 1114 bringer suspensjonen 1116 under dreiemoment mens sidekrefter holdes ute av forbindelsen. En belastningscelle og kompresjons-ledd 1126 kan posisjoneres mellom bakken 1122 og støttetangen 1102 for å måle momentet mellom den motordrevne tang 1101 og støttetangen 1102 under operasjoner med å koble og løsne forbindelser.

Figur 16 viser en side av tangsammenstillingen 1100 og en detalj av en portlås 1200 for den motordrevne tang, en portlås 12001 for støttetangen og en rotorlås 1202. Portlåsene 1200,1201, låser tengene 1101, 1102 i den lukkede posisjon. Rotorlåsen 1202 hindrer rotasjon av en rotor 1300 når den er i den åpne posisjon og hindrer enhver mulig innretning på linje av deler av rotoren 1300 be-virket av å bevege den motordrevne tang 1101 til den åpne posisjon ettersom rotoren kan tvinges utover i den åpne posisjon. Rotorlåsen 1202 opprettholder således rotoren 1300 i posisjon og hindrer rotasjon av rotoren 1300 inntil rotorlåsen 1202 aktiveres.

Portlåsen 1200 for den motordrevne tang inkluderer en ytre skjerm 1204 montert på et hus 1207 av den motordrevne tang 1101. Den ytre skjerm 1204 understøtter en tannprofilert bolt 1206 med et løfteelement 1208 forbundet dertil. Rotasjon av et tannhjul 1216 i inngrep med den tannprofilerte bolt 1206 senker og hever den tannprofilerte bolt 1206 mellom en portlåst posisjon for den motordrevne tang og en port ikke-låst posisjon for den motordrevne tang. I den portlåste posisjon for den motordrevne tang vist i figur 16 stikker den tannprofilerte bolt 1206 nedover inn i en åpning i forlengelsen 1132 og en åpning i den tilsvarende ril lede del 1134 som danner åpningen i huset 1207 av den motordrevne tang 1101. Den tannprofilerte bolt 1216 opprettholder således den motordrevne tang 1101 i den lukkede posisjon ved å hindre bevegelse mellom forlengelsen 1132 og den tilsvarende rillede del 1134 når den er i den portlåste posisjon av den motordrevne tang. Tangdrevene kan aktiveres ved hjelp av en hydraulisk eller elektrisk motor (ikke vist) styrt av den hydrauliske krets for tangsammenstillingen.

Ved enden av løfteelementet 1208 mottar en slisset leppe 1210 en utspart profil 1212 ved toppen av en rotorbolt 1214. På grunn av at den slissede leppen 1210 passer inn i den utsparte profil 1212 virker løfteelementet 1208 som heves og senkes med den tannprofilerte bolt 1206 til å heve og senke rotorbolten 1214 når rotorbolten 1214 er innrettet på linje under løfteelementet 1208. I likhet med huset for den motordrevne tang 1101 er en rotor 1300 forsynt med porter slik at rotoren 1300 åpnes og lukkes når den motordrevne tang 1101 beveger seg mellom den åpne og den lukkede posisjon. Rotoren 1300 inkluderer således en ro-torforlengelse 1232 og en tilsvarende rotorfordypet del 1234 som hver har en åpning deri for å motta rotorbolten 1214 som hindrer bevegelse mellom rotorforleng-elsen 1232 og den tilsvarende rotorfordypede del 1234 når denne er i den portlåste posisjon av den motordrevne tang. Ettersom rotoren 1300 roterer under operasjoner med å koble og løsne forbindelser glir den utsparte profil 1212 av rotorbolten 1214 ut av inngrep med den slissede leppe 1210 og kan passere gjennom den slissede leppe 1210 med hver omdreining av rotoren 1300. Rotor-bolten 1214 innrettes på nytt på linje med løfteelementet 1208 når rotoren returnerer til en startposisjon slik at rotorbolten 1214 kan heves til den ikke-låste portposisjon for den motordrevne tang. Bare når rotoren 1300 er i startposisjonen med segmenter av rotoren 1300 riktig innrettet på linje kan den motordrevne tang 1101 beveges til den åpne posisjon. Figur 17 illustrerer videre den motordrevne tang 1101 i startposisjonen hvor rotorbolten 1214 og den tannprofilerte bolt 1206 opprettholder den motordrevne tang 1101 i den lukkede posisjon.

Portlåsen 1201 på støttetangen låser porten på støttetangen 1102 i den lukkede posisjon lignende som for den motordrevne tangs portlås 1200 for den motordrevne tang 1101. En enkelt støttebolt 1218 operert av et tanndrev 1220 beveger seg mellom en låst portposisjon for støttetangen og en ikke-låst posisjon for støttetangens port. Ettersom støttetangen 1102 ikke har noe fronthus eller en rotor som roterer kan en støttekjevesammenstilling inkludere en portstyrt seksjon deri med samsvarende trekk som for eksempel porten i den motordrevne tang 1101. Bolten 1218 i den låste posisjon av støttetangåpningen hindrer således bevegelse mellom elementer i den portstyrte seksjon av støttekjeve-sammenstillingen lignende den tannprofilerte bolt 1206 og rotorbolten 1214 anvendt i den motordrevne tangs portlås 1200 på den motordrevne tang 1101.

Med fortsatt henvisning til figur 16 er rotorlåsen 1202 montert på huset 1207 for den motordrevne tang 1101 og inkluderer en hoveddel 1222, en sokke-lende 1224, et stempel 1225 og en fjær 1228. Rotorlåsen 1202 beveger seg mel lom en låst posisjon for rotoren og en ikke-låst posisjon for rotoren. Rotorlåsen 1202 presser normalt til den låste posisjon for rotoren og må aktiveres av fluidtrykk fra den hydrauliske krets for tannsammenstillingen til den ikke-låste posisjon av rotoren. I den viste låste posisjon for rotoren mottar sokkelenden 1224 koblet til stemplet 1225 et pluggelement 1226 som rager ut fra rotoren 1300. Pluggelementet 1226 innrettes under sokkelenden 1224 når rotoren 1300 er i utgangs-posisjon. Inngrepet mellom sokkelenden 1224 og pluggelementet 1226 hindrer rotasjon og bevegelse av den del av rotoren som har pluggelementet 1226 derpå. Som vist i topprisset av den motordrevne tang 1101 i figur 18 kan den motordrevne tang 1101 inkludere to rotorlåser 1202 på hver side og som kan innrettes på linje med svingepunktet 1304 (vist i figur 17) hvor frontsegmentene av både huset 1207 og rotoren 1300 åpner seg. Rotorlåsene 1202 kan således komme i inngrep med begge de frontåpnende segmenter av rotoren 1300 for å sikre segmentene i forhold til huset 1207 av den motordrevne tang 1101 når den motordrevne tang 1101 er i den åpne posisjon. Før det foretas operasjoner med kobling eller løs-ning av forbindelser trekkes sokkelenden 1224 tilbake til den ikke-låste posisjon av rotoren ved hjelp av fluidtrykk utøvet på stemplet 1225 for å presse stemplet 1225 oppover mot trykket av fjæren 1228. Rotorlåsen 1202 tillater således rotasjon av rotoren 1300 bare når den er i den ikke-låste posisjon av rotoren ettersom sokkelenden 1224 og pluggelementet 1226 går ut av inngrepet.

Figur 17 illustrerer rotoren 1300 inne i den motordrevne tang 1101. Rotoren 1300 inkluderer et segmentert roterende tanndrev 1302, tre aktive kjever 1306, og støtteelementer 1308 anordnet mellom kjevene 1306. Støtteelementene 1308 er festet inne i den indre diameter av det roterende drev 1302 slik at kjevene 1306 og støtteelementene 1308 roterer sammen med det roterende tanndrev 1302. Før rotoren 1300 roterer beveges kjevene 1306 innover i en radiell retning fra en vist frigivelsesposisjon til en gripeposisjon med kjevene 1306 i gripende kontakt med røret 1110. En fjær (ikke vist) presser kjevene 1306 til frigivningspo-sisjon. Hver av kjevene 1306 inkluderer to stempler 1312 som opereres hydraulisk av en separat hydraulisk krets for rotoren for å skyve en kjeve"pad" 1314 mot røret 1110 i gripeposisjon. Tre pinjonger ("pinions") 1310 som drives av tre motorer 1111 (vist i figur 15) er i inngrep med en ytre omkrets av det roterende tanndrev 1302 for å rotere rotoren 1300 under operasjoner med å koble og løsne for bindelse. Ettersom svingepunktene 1304 for både huset 1207 og rotoren 1300 er de samme er der ingen relativ bevegelse mellom rotoren 1300 og huset 1207 når den motordrevne 1101 beveger seg mellom den åpne og den lukkede posisjon. Følgelig beveger de to motorer 1111 på frontsegmentene av huset 1207 seg ikke relativt til det roterende tanndrev 1302 slik at det ikke er nødvendig å aktivere de to motorer 1111 mens den motordrevne tang 1101 åpner seg og lukkes.

Det roterende tanndrev 1310 kan senkes før sammensetningen slik at det roterende tanndrev 1302 initialt deformeres. Når det roterende tanndrev 1302 monteres i den motordrevne tang 1101 og når røret 1110 gripes av kjevene 1306 bearbeides det deformerte roterende tanndrev på nytt til å oppnå en sirkulær ytre omkrets.

Støtteruller 1316 holder det roterende tanndrev 1302 for aksielt å posisjonere rotoren 1300 inne i den motordrevne tang 1101. Hver av pinjongene 1310 skaper en kraft på det roterende tanndrev 1302 som er perpendikulær til tangen-ten. På grunn av den 120° separasjon mellom pinjongene 1310 er alle disse krefter rettet til senter av rotoren 1300 og opphever hverandre slik at rotoren 1300 innrettes sentralt på linje. Rotoren 1300 krever derfor ikke radiell styring ettersom det roterende tanndrev 1302 sentralt innretter seg selv på linje når en belastning anbringes på pinjongene 1310 anordnet med 120° avstand omkring det roterende tanndrev 1302.

Kjevene 1306 og støtteelementene 1308 støtter hverandre lateralt over en 360° lukket sirkel slik at tilsvarende dreiemoment fra rotoren 1300 bare overføres til røret 1110 i en tangential retning uten å resultere i noen krengning av kjevene 1306. Under operasjoner med kobling og løsning av forbindelser overfører en sideflate av en kjeve 1306 med en nær kontakt med en sideflate av et tilstøtende støtteelement 1308 kraft til det tilstøtende støtteelement 1308 som er i nær kontakt med en ytterligere kjeve 1306. Det lukkede 360° arrangement låser effektivt kjevene 1306 og støtteelementene 1308 på plass og hjelper til med at kjevene 1306 og støtteelementene 1308 lateralt understøtter hverandre slik at krengning av kjevene 1306 derved inhiberes. Belastningen på røret 1110 fordeles således jevnt ved kontaktpunktene på hver side av kjeve"pads" 1314. Tilpasningsstykker (ikke vist) for både støtteelementene 1308 og kjevene 1306 kan tilføyes for å gi den motordrevne tang 1101 evnen til å gripe rør med forskjellige diametere.

Kjevesammenstillingen (ikke vist) i støttetangen 1102 kan være identisk med rotoren 1300. Kjevesammenstillingen i støttetangen 1102 roterer imidlertid ikke slik at en ytre ring som omgir kjever i støttetangen ikke behøver å være drevet med motorer som tilveiebringer rotasjon.

Topprisset av den motordrevne tang 1101 i figur 18 viser en motor 1402 anvendt for å operere en pumpe 1404 som leverer hydraulisk trykk til den hydrauliske krets for rotoren som aktiverer kjevene 1306. Motoren 1402 kan aktiveres av den hydrauliske krets for tangsammenstillingen. Motoren 1402 er montert på huset 1207 mens pumpen er montert på rotoren 1300. Motoren 1402 må derfor fri-gjøres fra pumpen 1404 etter at pumpen 1404 aktiverer kjevene 1306 for å la pumpen 1404 rotere med rotoren 1300 under operasjoner med å koble og løsne forbindelser.

Figurene 19, 19A og 19B illustrerer et løsbart koblingsarrangement mellom motoren 1402 festet til huset 1207 og pumpen 1404 festet til rotoren 1300. Motoren 1404 glir langs en styringsakse 1500 mellom en inngripsposisjon mot pumpen 1404 og en utkoblingsposisjon i avstand fra pumpen 1404. Som vist presser en

fjær 1502 motoren 1402 til den frakoblede posisjon. Hydraulisk fluid levert fra den hydrauliske krets for tangsammenstillingen beveger motoren 1402 mot presset av fjæren 1502 mot pumpen 1404. Ettersom motoren 1402 beveger seg mot pumpen 1404 kommer en kobling som for eksempel en klokobling 1504 på motoren 1402 i inngrep med en samsvarende kobling som for eksempel en langstrakt S-formet stav 1506 på pumpen 1404. Klokoblingen 1504 og den S-formede stav 1506 tilveiebringer en vid vinkel for mulig inngrep med hverandre. Klokoblingen 1504 og den S-formede stav 1506 kan imidlertid interfererende treffe hverandre uten inngrep. For å forenkle det neste inngrep av klokoblingen 1504 med den S-formede stav 1506 på grunn av et mislykket inngrep eller for etter-følgende operasjoner av pumpen 1404 roterer motoren 1402 klokoblingen 1504 en liten grad når motoren 1402 glir på styringsakselen 1500 tilbake til den utkoblede posisjon. Som vist mer detaljert i figur 21 vil trykksatt fluid anvendt for å fylle et stempelkammer for å bevege motoren 1402 på styringsakselen 1500 mot pumpen 1404 strømme til motoren 1402 for å dreie klokoblingen 1504. Ettersom volumet av stempel-kammeret forblir det samme roterer klokoblingen 1304 på motoren 1402 en be-

stemt grad med hver bevegelse av motoren 1402 mellom inngreps- og utkoblings-posisjonene. Figur 20 viser en skjematisk fremstilling av en hydraulisk krets 1600 for støttetangen anvendt for å aktivere kjever 1602 på støttetangen 1102 for å gripe det nedre rør 1108 som vist i figur 15. En griperørledning 1601 fra den hydrauliske krets for tangsammenstillingen leverer selektivt fluidtrykk til en støttetangmotor 1603 som opererer en enkel støttetangpumpe 1604. Kjevene 1602 av støttetang-en 1102 forbindes til støttetangpumpen 1604 som leverer et like stort volum og trykk av fluid til hver av kjevene 1602 gjennom tre like strømningsutløp 1606. For å hindre en stopp av motor/pumpen 1603, 1604 med bare en av kjevene 1602 i gripende kontakt tilveiebringer den hydrauliske krets 1600 en kaskadekrets med strømning fra alle tre kjever 1602 som passerer til en enkelt felles regulerbar trykkbegrenser 1608, en enkel felles forutinnstilt sikkerhetsventil 1610 og en enkelt felles utløsnings-tilbakeslagsventil 1612. På grunn av arrangementet av de to tilbakeslagsventiler 1614 fortsetter en pumpe 1604 å tilføre trykksatt fluid endog hvis en av kjevene 1602 griper før de andre kjever 1602. Trykksatt fluid tilført til kjeven som fortidlig griper strømmer til tanken 1616 mens de andre kjever fortsetter å motta fluidtrykk for riktig aktivering. Der er derfor ikke noen volumetrisk inn-virkning av en av kjevene 1602 i forhold til de andre kjever. Etter å ha fullført operasjonen med kobling eller løsning av forbindelsen, åpner et hydraulisk signal gjennom en utløsningsrørledning 1618 i den hydraliske krets for tangsammenstillingen utløsnings-tilbakeslagsventilen 1612 og tillater at fluidtrykk virker på kjevene 1602 og slippe ut til tanken 1616. Den hydrauliske krets 1600 for støttetanken med pumpen 1604 kan tilføre høyt trykk som for eksempel på mer enn 420 kg/cm<2>eller mer enn 1500 bar. Figur 21 viser et skjematisk illustrerende inngrep av motoren 1402 og pumpen 1404 anvendt i en hydraulisk krets 1700 for rotoren som aktiverer kjevene 1306 av den motordrevne tang 1101. Kjevene 1306 aktiverer på en lignende

måte som beskrevet i det foregående i forbindelse med støttetangens hydrauliske krets 1600 i figur 20. En utløsingsventil 1702 åpnes etter fullføring av operasjonen med kobling eller løsning av forbindelsen. Skjemaet i figur 21 illustrerer også motoren 1410 som er bevegelig mellom inngreps- og frikoblingsposisjonene. For å bevege motoren 1402 fra frikoblingsposisjonen til inngrepsposisjonen passerer

fluid som er selektivt tilført fra den hydrauliske krets for tangsammenstillingen til en inngreps- pumperørledning 1704 gjennom tilbakeslagsventilen 1708 og går inn i stempel-kammeret 1710 for å bevege motoren 1402 mot pumpen 1404. Fluidtrykket i inngrepspumpeledningen 1704 lukker tilbakeslagsventilen 1706. Frigivel-se av fluidtrykket fra inngrepspumpeledningen 1704 tillater imidlertid at trykksatt fluid fra stempelkammeret 1710 til å passere gjennom tilbakeslagsventilen 1706 inn i motor drivledningen 1712 for å rotere en klokobling 1504 i motoren 1402 som beskrevet i det foregående når motoren returnerer fra inngrepsposisjonen til fri-koblings-posisjonen.

Figur 22 illustrerer en forriglingsdel 1800 av den hydrauliske krets for tangsammenstillingen som tilveiebringer en sikkerhetsforrigling som inkluderer motor-låsene 1202 og en motorblokkering som selektivt blokkerer fluid tilført for å operere drivmotorene 1111. Forriglingsdelen 1800 inkluderer en normalt åpen pilotven-til 1802 med en inngang fra en tømmeledning 1803 og en utgang til en tank 1816, en første tilbakeslagsventil 1804 med en inngang fra en tilførselsledning for løs-ning 1805 og en utgang til en revers drivledning 1810, og en andre tilbakeslagsventil 1806 med en inngang fra en oppfriskingsforsyningsledning 1807 og en utgang til en fremre drivledning 1812. En automatisert eller manuelt operert driv-ventil 1818 leverer selektivt fluidtrykk til en av tilførselsledningene 1805, 1807 ved det riktige tidspunkt. Fluid tilført gjennom den reverse drivledning 1810 opererer motorene 1111 for frikobling, og fluid tilført gjennom den fremre drivledning 1812

opererer motorene 1111 i en motsatt retning for kobling. Drivmotorene 1111 opererer således bare når tilbakeslagsventilene 1804, 1806 kan åpne til å tillate fluid-strømning mellom en av tilførselsledningene 1805,1807 og en tilsvarende av drivledningene 1810, 1812. En første pilot portledning 1809 forbinder en pilotport i den første tilbakeslagsventil 1804 med løsneledningen 1805, og en andre pilot-portledning 1811 forbinder en pilotport i den andre tilbakeslagsventil 1804 med koblingsledningen 1807. Tilbakeslagsventilene 1804, 1806 åpner seg bare når pilotportledningene 1809, 1811 tilfører fluidtrykk til pilotportene. Pilotportledningene 1809, 1811 leverer imidlertid ikke et åpningstrykk til pilotportene i tilbakeslagsventilen 1804, 1806 når pilotventilen 1802 er åpen ettersom pilotportledningene 1809, 1811 gjennom tilbakeslagsventilen 1813 forbindes til tømmeledningen 1803 som fører fluid til tanken 1816 når pilotventilen 1802 er åpen.

Som beskrevet ovenfor blokkerer rotorlåsene 1202 fysisk rotasjon av rotoren 1300 inntil et fluidtrykk utøves på rotorlåsene 1202 for å bringe rotorlåsene 1202 i den ikke-låste posisjon for rotoren. Fluidtrykket for å anbringe rotorlåsene 1202 i den ikke-låste posisjon av rotoren tilføres fra den hydrauliske krets for tangsammenstillingen gjennom en løsnelåsledning 1808 som kan styres uavhengig fra tilførselsledningen 1805, 1807 ved hjelp av en låseventil 1820. En del av fluidet fra løsnelåseledningen 1808 tilføres en pilotport i pilotventilen 1802 for å lukke pilot-ventilen 1802 bare når begge rotorlåsene 1202 er i en ikke-låst rotorposisjon. Så snart pilotventilen 1802 lukkes kan fluidtrykket fra hvilken som helst av tilfør-sels-ledningen 1805,1807 trykksette en tilsvarende av pilotportledningene 1809, 1811 som ikke lenger er åpen til tanken 1816, slik at åpning av en tilsvarende av tilbake-slagsventilene 1804, 1806 tillates. Åpning av drivventilen 1818 tilfører således fluid selektivt til en av tilførselsledningene 1805, 1807 som er blokkert fra å operere drivmotorene 1111 inntil aktivering av rotorlåsene 1202 åpner forriglingen som tilveiebringer motorblokkeringen. Med en gang både rotorlåsene 1202 aktiveres og drivventilen 1818 åpnes for å tillate fluidstrømning til den riktige tilførsels-ledning 1805, 1807 tilføres et trykksatt fluid samtidig til alle motorene 1111 gjennom en tilsvarende av drivledningene 1810,1812 under kobling eller løsning. Videre frembringer hver motor 1111 det samme dreiemoment og noen mekaniske deler for å "sperre" dette moment er ikke nødvendig ettersom alle motorer 1111 samtidig stanser hydraulisk på grunn av tilbakeslagsventilene 1804, 1806. En gearveksling 1814 kan anvendes for å regulere innsugningsvolumet av motorene 1111 for å regulere hastigheten av motorene 1111. I tillegg kan en solenoidventil (ikke vist) aktiveres slik at drivmotorene 1111 også med en gang stanses og en trykkbegrenser 1822 kan beskytte forriglingsdelen 1800.

I alternative utførelsesformer lukkes pilotventilen 1802 av et annet signal enn det hydrauliske signal fra løsnelåsledningen 1808. For eksempel kan pilot-ventilen 1802 kontrolleres til å lukke ved hjelp av et elektrisk signal tilført dertil eller kan lukkes manuelt. Videre kan den hydrauliske krets vist for forriglingsdelen 1800 brukes ved andre anvendelser og metoder enn tangsammenstillingene 1100 hvor der er et ønske om å blokkere aktivering av motorer før mottak av et signal fra en forriglingsanordning.

Tangsammenstillingen 1100 beskrevet heri kan anvendes i en fremgangsmåte for kobling av en rørforbindelse mellom et første rør 1110 og et andre 1108. Av hensyn til tydeligheten er fremgangsmåten beskrevet ved bruk av henvisnings-tallene på figurene beskrevet heri når dette er mulig. Fremgangsmåten inkluderer åpning av en motordrevet tang 1101 og støttetang 1102 av tangsammenstillingene 1100 og posisjonering av rørene 1108, 1110 deri. Fremgangsmåten inkluderer videre lukking av tengene 1101, 1102 omkring rørene 1108, 1110, lukking av portlåsene 1200, 1201 for å opprettholde tengene 1101, 1102 og en rotor 1300 i den lukkede posisjon, aktivering av kjevene 1306 på tengene 1101, 1102 slik at den motordrevne tang 1101 griper det første rør 1110 og støttetangen 1102 griper det andre rør 1108, rotorlåsen 1202 løsnes for å tillate rotasjon av rotoren 1300, og forriglingen løsnes inklusive en rotormotorblokkering.

I tillegg inkluderer fremgangsmåten at rotoren 1300 roteres ved at en drivkraft fordeles på rotoren 1300 slik at i det minste tre motorer 1111 roterer samtidig, hvori rotasjon av rotoren 1300 roterer det første rør 1110 i forhold til det andre rør 1108 og danner forbindelsen. Fremgangsmåten kan anvendes med forbindelser i rør med diametere på mer enn 38 cm som for eksempel stigerør.

I et ytterligere aspekt kan tangsammenstillingen henges ned fra en tangposisjoneringsanordning i stand til å translatere tangsammenstillingen mot stigerø-rene for å etablere gjengeforbindelsen. En eksempelvis tangsammenstilling er vist i U.S. Patent 6,412,553 overdratt til den samme assignatar (Weatherford) som den foreliggende oppfinnelse og som er innlemmet i sin helhet heri som referanse. I en utførelsesform omfatter posisjoneringsanordningen en enkel forlengbar bjelke med en variabel lengde. En monteringssammenstilling er koblet til en ende av bjelken for å festes til riggen, og tangen henger ned fra den frie ende av bjelken. Posisjoneringsanordningen inkluderer en bevegelsessammenstilling som for eksempel en stempel- og sylindersammenstilling innrettet til å strekke ut og trekke bjelken tilbake. Utstrekking eller tilbaketrekking av bjelken beveger tangen til og bort fra stigerørene. Stempel- og sylindersammenstillingene kan opereres ved hjelp av hydrauliske, pneumatiske, elektriske, mekaniske anordninger og kombi-nasjoner derav. I den foretrukne utførelsesform er stempel- og sylindersammenstillingen innrettet for fjernstyrt operasjon som kjent for en vanlig fagkyn dig. For eksempel kan kraftkilden for stempel- og sylindersammen-stillingene fjernstyres.

I et ytterligere aspekt kan tangen anbringes på en bevegelig ramme for transport av tangen til og bort fra brønnsenteret. Eksempler på slike bevegelige rammer er vist i U.S. Patent Application 10/074,947 inngitt 2. februar 2002, og U.S. Patent Application 10/432,059 inngitt 15. mai 2003 og publisert som U.S. Publication 2004/0035575, idet disse søknader i sin helhet er innlemmet heri som en referanse. I en utførelsesform er aktivering av den bevegelige ramme fjernstyrt.

En ytterligere egnet posisjoneringsanordning omfatter en fleksibel kjede forsynt med kompresjonselementer og en fleksibel låsekjede. Kjedene bringes til operativt inngrep for å danne et stivt element når en hydraulisk motor roteres i retning mot urviserne. Den proksimale ende av anordningen er festet til riggen, mens den distale ende henger ned i en kabel forbundet til riggen. En tang som henger ned fra den distale ende av anordningen kan føres fremover eller trekkes tilbake mot stigerøret ved å rotere motoren i retning mot urviserne eller i retning med urviserne for å utvide eller demontere det stive element. I den foretrukne utførelsesform er den hydrauliske motor innrettet for fjernstyrt operasjon som kjent for en vanlig fagkyndig. Eksempler på slike tangposisjoneringsanordninger er vist i U.S. Patenter 6,322,472; 5,667,026 og 5,368,113, idet disse patenter er overdratt til den samme assignatar (Weatherford) som den foreliggende oppfinnelse og er innlemmet heri i sin helhet som referanse.

Med fornyet henvisning til figur 2 skal operasjonen av rørhåndterings-systemet nå drøftes mer detaljert. Initialt, ved trinn 500, holdes stigerørstrengen i borehullet og hindres fra aksiell bevegelse av spideren 370. Følerdata 502 fra spiderens stempelføler 380 indikerer at spideren 370 er lukket overføres til kontrolleren 390. Ved trinn 510 beveges rørklaven 250 til inngrep med en stigerør-seksjon som skal forbindes med stigerørstrengen. Når rørklaven 250 er lukket omkring stigerørseksjonen sender føleren 280 et signal 512 til kontrolleren 390. Løpeblokken heves så for å løfte stigerørseksjonen. Ved dette punkt bæres vekten av stigerørseksjonen av skjøtkompensatoren.

Ved trinn 520 beveges stigerørseksjonen til brønnsenteret for forbindelse med stigerørstrengen. Et rørstyringselement 101 anvendes for å innrette stigerør- seksjonen på linje med stigerørstrengen. Spesifikt forlenges gripeelementet 120 mot stigerørseksjonen og lukkes omkring stigerørseksjonen. Foretrukket er bevegelsen av gripeelementet 120 fjernstyrt og utføres ved å memorere en tidligere posisjon av gripeelementet 120. Rørstyringselementet 101 posisjonerer stigerør-seksjonen innrettet på linje med stigerørstrengen for forbindelse med denne.

Deretter beveges ved trinn 530 en tangsammenstilling 1100 i posisjon for å forbinde stigerørseksjonen til stigerørstrengen. I en utførelsesform aktiveres en enkel tangposisjoneringsanordning med forlengbar bjelketype til å translatere tangen mot stigerørene. Stempel- og sylindersammenstillingen av bjelken er fjernstyrt for å bevege tangen. Når den først er i posisjon aktiveres støttetangen for å gripe stigerørstrengen og den motordrevne tang aktiveres til inngrep ved sti-gerørseksjon. Deretter utøves et dreiemoment på den motordrevne tang for å rotere stigerørseksjonen i forhold til stigerørstrengen for å danne forbindelsen. Ettersom gjengene føres inn i hverandre kompenserer skjøtkompensatoren for den aksielle bevegelse av stigerørseksjonen mot stigerørstrengen. Den roterende tetning tillater også at den nedre rørklave 250 kan opprettholde kommunikasjon med fjernkontrolleren under rotasjon av stigerørseksjonen.

Etter fullføring av forbindelsen, ved trinn 540, løsgjøres spideren 370 fra stigerørstrengen. Den nedre rørklave 250 heves for å overføre vekten av den forlengede stigerørstreng til den øvre rørklave 220. Deretter åpnes spideren til å tillate passasje av stigerørstrengen. I en utførelsesform åpnes demperbordet 300 ved først å frigi den fjernstyrte bolt 325 og deretter aktivere sylindersammenstillingen 345 for å trekke de to underlagsdeler 321, 322 fra hverandre. Ved trinn

550 blir så den forlengede stigerørstreng senket gjennom spideren 370. Deretter, ved trinn 560, bringes spideren 370 på nytt til inngrep med stigerørstrengen. Etter inngrep, ved trinn 560, overfører spiderens stempeføler 380 følerdata 562 til kontrolleren 390. Etter å ha mottatt følerdata 562 som indikerer inngrep av spideren 370 tillater kontrolleren 390 at rørklaven 250 kan løsne fra stigerør-strengen og hente opp et ytterligere stigerør for forbindelse med stigerørstrengen. På denne måte kan rørhåndteringsammenstillingen anvendes for å forlenge stigerørstrengen til den ønskede lengde. Selv om bare noen av trinnene i prosessen er beskrevet som fjernstyrt, skal det bemerkes at manipulering av komponentene av rørhåndte-ringsammenstillingen gjennom hele prosessen kan være fjernstyrt eller automati-

sert. For eksempel kan alle av stempel- og sylinder-sammenstillingene i hver av komponentene være tilpasset for fjernstyrings-egenskap. Videre kan kontrollen være i posisjon i det samme lille areal for lett adgang for operatøren.

I et ytterligere aspekt kan et påfyllingsverktøy anvendes sammen med rør-håndteringssystemet. I en utførelsesform anvendes to skjøtkompensatorer for å kompensere for gjengevirkningen. Spesifikt er den øvre ende av en av skjøt-kompensatorene festet til en side av den øvre rørklave, og den nedre ende er koblet til en svivel via en vaier. I tillegg forbinder vaiere som strekker seg under svivelen den nedre rørklave til svivelen. Før en rørseksjon forbindes til rørstrengen som holdes av spideren blir vekten av rørseksjonen som holdes av den nedre rørklave understøttet av skjøtkompensatorene. Etter at rørene er forbundet til hverandre senkes den øvre rørklave mot riggulvet for å bære rørene, slik at vekten av de forbundne rør bæres. I en utførelsesform kan den nedre rørklave være en enkel skjøtrørklave og den øvre rørklave kan være en sidedør-rørklave.

Et passende påfyllingsverktøy er vist i U.S. Patent 6,460,620 overdratt til den samme assignatar (Weatherford) som den foreliggende oppfinnelse og er innlemmet heri i sin helhet som referanse. I en utførelsesform er påfyllings-verktøyet en "mudsaver"-ventil med en langstrakt rørformet hoveddel som under-støtter et rørformet spindellignende "mudsaver"-lukkeelement deri for bevegelse mellom åpen og lukket ventilposisjon. En skruefjær er anordnet i hoveddelelementet og kan bringes til inngrep med "mudsaver"-lukningselementet for å presse "mudsaver"-lukningselementet til en ventillukningsposisjon. "Mudsaver"-lukningselementet inkluderer en aksiell passasje tildannet deri og porter som åpner seg fra den aksielle passasje til utsiden av "mudsaver"-luknings-elementet. "Mudsaver"-lukningselementet kan bringes til inngrep med et ringformet elastisk tetningselement og trykkbelastes for å bevege seg til en åpen posisjon hvori por-tene passerer gjennom det ringformede pakningselement for å tillate at fluid strømmer gjennom ventilen. En tilbakestrømningsventil er integrert med "mudsa-ver"-ventilen og omfatter ringformet resistent lukningselement av andenebbtypen montert i et andre hoveddelelement festet til hoveddelelementet og responsivt til trykkfluid i et foringsrør hvori "mudsaver"-ventilen er anbragt for å egalisere fluidtrykk mellom det indre av foringsrøret og lignende ledning og en tilførselsledning forbundet til "mudsaver"-ventilen.

Mens det foregående er rettet på den foregående utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse kan andre og ytterligere utførelsesformer av oppfinnelsen utvikles uten å gå utenfor den prinsipielle ramme derav, og rammen bestemmes derfor bare av de etterfølgende patentkrav.

Claims

1. Rørhåndteringssystem (100), omfattende: et holderelement innrettet til å understøtte et rør under utnyttelse av en første del av en fortykkelse av røret; et andre holderelement innrettet til å understøtte røret under utnyttelse av en andre del av fortykkelsen,karakterisert ved: en roterende tetning (260) innrettet til å tilveiebringe kommunikasjon mellom det første holderelement og en kontroller (390) mens det første holderelementet tillates rotasjon.

2. Rørhåndteringssystem (100) ifølge krav 1, karakterisert vedat minst en av det første holderelement og det andre holderelement kan fjernstyres.

3. Rørhåndteringssystem (100) ifølge krav 1, karakterisert vedat det videre omfatter en skjøtkompensator (230).

4. Rørhåndteringssystem (100) ifølge krav 1, karakterisert vedat det første holderelement omfatter en fluidoperert sidedør rørklave (250).

5. Rørhåndteringssystem (100) ifølge krav 1, karakterisert vedat sidedør rørklaven (250) ytterligere omfatter en føler for å bestemme om rørklaven (250) er åpnet eller lukket.

6. Rørhåndteringssystem (100) ifølge krav 1, karakterisert vedat det ytterligere omfatter et rotasjonsbord (300) for å understøtte det andre holderelement.

7. Rørhåndteringssystem (100) ifølge krav 6, karakterisert vedat rotasjonsbordet (300) er innrettet til å absorbere en kraft som utøves på det andre holderelement.

8. Rørhåndteringssystem (100) ifølge krav 7, karakterisert vedat rotasjonsbordet (300) omfatter et polyuretanlag.

9. Rørhåndteringssystem (100) ifølge krav 7, karakterisert vedat rotasjonsbordet (300) omfatter en eller flere stempel-og sylindersammenstillinger (131, 132 133, 134, 135).

10. Rørhåndteringssystem (100) ifølge krav 9, karakterisert vedat rotasjonsbordet (300) kan fjernstyres mellom en åpen posisjon og en lukket posisjon.

11. Rørhåndteringssystem (100) ifølge krav 1, karakterisert vedat det ytterligere omfatter et forriglingssystem for å sikre at røret holdes av i det minste av første holderelement og det andre holder-element.

12. Rørhåndteringssystem (100) ifølge krav 1, karakterisert vedat det ytterligere omfatter et rørstyringselement (101) for å posisjonere røret.

13. Rørhåndteringssystem (100) ifølge krav 1, karakterisert vedat første og andre holderelementer understøtter røret samtidig.

14. Rørhåndteringssystem (100) ifølge krav 1, karakterisert vedat det ytterligere omfatter en tangsammenstilling (1100) for å forbinde røret med et andre rør.

15. Rørhåndteringssystem (100) ifølge krav 14, karakterisert vedat det ytterligere omfatter en tangposisjoneringsanordning.

16. Rørhåndteringssystem (100) ifølge krav 15, karakterisert vedat tangposisjoneringsanordningen omfatter en enkel forlengbar bjelke med variabel lengde.

17. Fremgangsmåte for håndtering av et rør, omfattende: bæring av røret langs en første nedoverrettet del av en fortykkelse under anvendelse av et første holderelement,karakterisert vedat den videre omfatter: bæring av røret langs en andre nedoverrettet del av fortykkelsen ved bruk av et andre holderelement.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 17, karakterisert vedat den ytterligere omfatter fjernstyring av minst en av det første holderelement og det andre holderelement.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 17, karakterisert vedat den ytterligere omfatter kompensasjon av bevegelsen av røret under forbindelse av røret med et andre rør.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 19, karakterisert vedat den ytterligere omfatter tilveiebringelse av en roterende tetning (260) for å tilveiebringe kommunikasjon mellom det første holder-element og en kontroller (390).

21. Fremgangsmåte ifølge krav 19, karakterisert vedat videre omfatter translasjon av en tang til posisjon for å forbinde rørene.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 21, karakterisert vedat den ytterligere omfatter fjernstyring av tangsammenstillingen (1100).

23. Fremgangsmåte ifølge krav 17, karakterisert vedat den ytterligere omfatter tilveiebringelse av et fluid til det første holderelement under rotasjon av røret.

24. Fremgangsmåte ifølge krav 17, karakterisert vedat den ytterligere omfatter absorpsjon av en belastning som utøves på det andre holderelement.

25. Fremgangsmåte ifølge krav 24, karakterisert vedat belastningen absorberes av rotasjonsbordet (300).

26. Fremgangsmåte ifølge krav 25, karakterisert vedat den ytterligere omfatter fjernstyrt åpning eller lukking av rotasjonsbordet (300).

27. Fremgangsmåte ifølge krav 17, karakterisert vedat den ytterligere omfatter sikring av i det minste et av første og andre holderelementer eller at det andre holderelement holder røret.

28. Skjøtkompensasjonssystem for et borehullsrør, omfattende: en skjøtkompensator (230); en rørklave (50, 220, 250) for å holde røret, hvor røret er koblet til skjøt-kompensatoren (230),karakterisert vedat en roterende tetning (260) operativt koblet til rørklaven (50, 220, 250) for å tilveiebringe kommunikasjon mellom rørklaven (50, 220, 250) og en kontroller (390).

29. Skjøtkompensasjonssystem ifølge krav 28, karakterisert vedat kommunikasjonen mellom rørklaven (50, 220, 250) og kontrolleren (390) omfatter overføring av et fluidsignal eller et elektrisk signal.

30. Skjøtkompensasjonssystem ifølge krav 28, karakterisert vedat den roterende tetning (260) opprettholder kommunikasjon mellom rørklaven (50, 220, 250) og kontrolleren (390) undrer rotasjon av rørklaven (50, 220, 250).

31. Belastningsabsorberende bord (330) for et rørholderelement, omfattende: et belastningsabsorberende element anordnet på et plant understøttende element og tilpasset til å absorbere en aksiell last av rørholderelementet,karakterisert vedat det belastningsabsorberende element omfatter en eller flere stempel- og sylindersammenstillinger (131, 132 133, 134,135).

32. Belastningsabsorberende bord (330) ifølge krav 31, karakterisert vedat det belastningsabsorberende element omfatter et polyuretanlag.

33. Belastningsabsorberende bord (330) ifølge krav 31, karakterisert vedat bordet (330) er bevegelig mellom en åpen posisjon og en lukket posisjon.

34. Belastningsabsorberende bord (330) ifølge krav 31, karakterisert vedat bordet (330) er fluktende montert.

35. Belastningsabsorberende bord (330) ifølge krav 31, karakterisert vedat bordet (330) kan fjernstyres.

36. Belastningsabsorberende bord (330) ifølge krav 31, karakterisert vedat bordet er innrettet til å kompensere for riggbevegelse slik at det understøttende element opprettholdes i vesentlig horisontal posisjon.

37. System i henhold til krav 1, hvori den første delen omfatter en første nedoverrettet del av fortykkelsen og den andre delen omfatter en andre nedoverrettet del av fortykkelsen.

38. System i henhold til krav 1, hvori den roterende tetning (260) omfatter en roterende del i det minste delvis plassert i en ikkeroterende del.

39. System i henhold til krav 28, hvori den roterende delen er i fluidkommunikasjon med den ikkeroterende delen.

40. System i henhold til krav 39, hvori den roterende tetning (260) omfatter en roterende del i det minste delvis plassert i en ikkeroterende del.

41. System i henhold til krav 38, hvori den roterende delen opprettholder fluidkommunikasjon med den ikkeroterende delen under rotasjon av den roterende delen.