NO335929B1

NO335929B1 - Fremgangsmåte og anordning for boring med foringsrør

Info

Publication number: NO335929B1
Application number: NO20054550A
Authority: NO
Inventors: Bernd-Georg Pietras; Bernd Reinholdt; Jimmy Lawrence Hollingsworth; Jeffrey Michael Habetz; David Othman Shahin; David Michael Haugen; Gary Thompson
Original assignee: Weatherford Technology Holdings Llc
Priority date: 2003-03-05
Filing date: 2005-10-04
Publication date: 2015-03-23
Also published as: NO20054550L; US20090101332A1; GB0518157D0; NO20054550D0; US20040251050A1; WO2004079147A2; WO2004079147A3; GB0615663D0; GB2415723A; GB2415723B; US20070169930A1; GB2428059B; US7140445B2; WO2004079147A9; US8281877B2; GB2428059A

Description

Fremgangsmåte og anordning for boring med foringsrør

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og en anordning for håndtering av rørvarer. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en anordning og fremgangsmåte for posisjonering, sammenkopling og rotasjon av rørvarer for strømboringsoperasjoner. Nærmere bestemt vedrører den foreliggende oppfinnelse en anordning og fremgangsmåte for rørhåndteringsoperasjoner for boring med foringsrør ved bruk av et toppdrevet rotasjonssystem.

Under brønnkompletteringsoperasjoner blir en brønnboring dannet for å få adkomst til hydrokarbonbærende formasjoner ved bruk av boring. Boringen blir utført ved å benytte en borkrone som er montert på enden av et borbærende element, vanligvis kjent som en borestreng. For å bore i brønnboringen til en forutbestemt dybde blir borestrengen ofte rotert med en toppdrift eller rotasjonsbor på en plattform eller rigg på overflaten, eller med en nedihullsmotor montert mot den nedre ende av borestrengen. Etter boring til en forutbestemt dybde blir borestrengen og borkronen fjernet og en del av foringsrøret senket ned i brønnboringen. Et ringformet område blir således dannet mellom foringsrørstrengen og formasjonen. Foringsrørstrengen blir midlertidig hengt ned fra brønnens overflate. En sementeringsoperasjon blir så utført for å fylle det ringformede området med sement. Ved å bruke anordninger kjent i faget blir foringsrørstrengen sementert inn i brønnboringen ved å sirkulere sement inn i ringområdet avgrenset mellom den utvendige vegg av foringsrøret og borehullet. Kombinasjonen av sementen og foringsrøret styrker brønnboringen og muliggjør isolering av visse områder av formasjonen bak foringsrøret for produksjon av hydrokarboner.

Det er vanlig å benytte mer enn en foringsrørstreng i en brønnboring. I dette henseende innbefatter en konvensjonell fremgangsmåte for å komplettere brønnen boring til en første bestemt dybde med en borkrone på en borestreng. Så blir borestrengen fjernet og en første foringsrørstreng blir kjørt ned i brønnboringen og satt i det utborede parti av brønnboringen. Sementen blir sirkulert inn i ringrommet bak foringsrørstrengen og lar seg herde. Deretter blir brønnen boret til en andre bestemt dybde og en andre foringsrørstreng, eller forlengelsesrør, blir kjørt ned i det utborede parti av brønnboringen. Den andre streng blir satt ved en dybde slik at den øvre del av den andre streng med foringsrør overlapper den nedre del av den første foringsrørstreng. Den andre streng blir så fiksert, eller avhengt i det eksisterende foringsrør ved bruk av kilebelte, som benytter kileelementer og konuser for med kiler å fiksere den andre foringsrørstreng i brønnboringen. Den andre foringsrørstreng blir så sementert. Denne prosess blir vanligvis repetert med ytterligere foringsrørstrenger inntil brønnen har blitt boret til en ønsket dybde. Derfor er to innkjøringer i brønnboringen nødvendig per foringsrørstreng for å sette foringsrøret i brønnboringen. På denne måten blir brønner typisk dannet med to eller flere foringsrørstrenger med en stadig minskende diameter.

Etter hvert som flere foringsrørstrenger blir innsatt i brønnboringen blir foringsrørstrengene progressivt mindre i diameter for å passe inne i den forutgående foringsrørstreng. Under en boreoperasjon må borkronen for boring til den neste forutbestemte dybde dermed bli progressivt mindre ettersom diameteren til hver foringsrørstreng minsker for å passe inne i den forutgående foringsrørstreng. Derfor er multiple borkroner av ulike størrelser vanligvis nødvendig for boring i brønnkompletteringsoperasjoner.

En annen fremgangsmåte for å utføre brønnkompletteringsoperasjoner innebærer boring med foringsrør, i motsetning til den første fremgangsmåten for boring og så sette foringsrøret. Med denne metode blir foringsrørstrengen kjørt inn i brønnboringen sammen med en borkrone for boring av det påfølgende hull med mindre diameter lokalisert på innsiden av den eksisterende foringsrørstreng. Denne borkrone blir drevet ved rotasjon av borestrengen fra brønnboringens overflate. Når borehullet er dannet kan den tilfestede foringsrørstreng bli sementert i borehullet. Borkronen blir enten fjernet eller ødelagt ved boring av et påfølgende borehull. Det påfølgende borehull kan bli boret med en andre arbeidsstreng som omfatter en andre borkrone plassert i enden av et andre foringsrør som er av tilstrekkelig størrelse til å fore veggen i det dannede borehull. Den andre borkrone skal være mindre enn den første borkrone slik at den passer inne i den eksisterende foringsrørstreng. I dette henseende krever denne fremgangsmåte minst en innkjøring i brønnboringen per foringsrørstreng som blir satt i brønnboringen.

Det er kjent i industrien å bruke toppdriftssystemer for å rotere en borestreng for å danne et borehull. Toppdriftssystemer er utstyrt med en motor for å tilveiebringe vridningsmoment for rotasjon av borestrengen. Den hule aksel til toppdriftenheten er vanligvis gjenget forbundet til en øvre ende av borerøret for å overføre vridningsmoment til borerøret. Toppdriftsenheten kan også bli benyttet i en boring med foringsrørdrift for å rotere foringsrøret.

For å bore med foringsrør krever de fleste eksisterende toppdriftenheter et overgangsadapter for kopling til foringsrøret. Dette fordi den hule aksel til toppdriftenheten ikke er dimensjonert til å danne forbindelse med gjengene til foringsrøret. Overgangsadapteret er konstruert for å avhjelpe dette problem. Vanligvis er en ende av overgangsadapteret konstruert for å forbinde med den hule aksel, mens den andre ende er konstruert for å danne forbindelse med foringsrøret.

Imidlertid er prosessen med å forbinde og frakople et foringsrør tidkrevende. For eksempel hver gang et nytt foringsrør blir tilføyd må foringsrørstrengen bli løsgjort fra overgangsadapteret. Derfor må overgangsadapteret være skrudd inn i det nye foringsrør før foringsrørstrengen kan bli kjørt. Videre øker også denne prosess sannsynligheten for skade på gjengene som dermed øker potensialet for avbrekkstid.

I det senere har toppdriftadaptere blitt utviklet for å lette eller muligjøre foringsrørhåndteringsoperasjoner og for å tildele vridningsmoment fra toppdriftsenheten til foringsrøret. Generelt er toppdriftsadapteret utstyrt med gripeelementer for gripende å kontakte foringsrørstrengen for å overføre moment påført fra toppdriftenheten til foringsrøret. Toppdriftadapteret kan innbefatte en ekstern gripeanordning slik som et momenthode eller en innvendig gripeanordning slik som et spyd.

Det er vanligvis nødvendig å heve eller senke toppdriftsenheten under boring. For eksempel blir toppdriftsenheten senket under boring for å tvinge borkronen ned i formasjonen for å forlenge brønnboringen. Når brønnboringen er forlenget må ytterligere foringsrør bli lagt til foringsrørstrengen. Toppdriftsanordningen blir frigjort fra foringsrørstrengen og hevet til en ønsket høyde som dermed tillater tilsetting av ytterligere foringsrør til foringsrørstrengen.

Vanligvis er toppdriftsanordningen plassert på skinner slik at den er bevegelig aksialt i forhold til brønnsenteret. Mens toppdriftsadapteret kan rotere i forhold til toppdrivanordningen er den aksialt fastholdt i forhold til toppdriftsanordningen og må dermed forbli innenfor det samme plan som toppdriftsanordningen og brønnsenteret. Fordi bevegelsen til momenthodet og toppdriftsanordningen er begrenset blir en enkeltleddselevator festet til kabelbøyler vanligvis benyttet for å bevege ytterligere foringsrør fra rørstativet til brønnsenter.

Vanligvis når foringsrøret blir transportert fra rørstativet til brønnsenteret blir en rigghånd benyttet for å manipulere kabelbøylene og vinkle elevatoren fra sin hvilestilling under toppdriftsadapteret til rørstativet. Elevatoren blir lukket rundt en ende av foringsrøret for å bibeholde kontroll på foringsrøret. Toppdriftsenheten blir så hevet for å trekke elevatoren og det tilfestede foringsrør til brønnsenter.

Når elevatoren løfter foringsrøret fra rørstativet anbringes foringsrøret i flukt med foringsrørstrengen holdt i brønnboringen. Typisk blir dette gjøremål også utført med en rigghånd. Fordi den frie enden av foringsrøret ikke er understøttet representerer dette gjøremål vanligvis en fare for personalet på rigg-gulvet når de forsøker å manøvrere foringsrøret over brønnboringen.

En rørhåndteringsarm har nylig blitt utviklet for å manipulere et første rør til innretting med et andre rør som dermed eliminerer behovet for en rigghånd for å innrette rørvarene. Rørhåndteringsarmen er vist i internasjonal søknad nr. PCT/GB98/02582 med tittel "Method and Apparatus for Aligning Tubulars" og publisert 11. mars 1999, hvilken søknad inngår herved som referanse i sin helhet. Rørhåndteringsarmen innbefatter et posisjoneringshode montert på en teleskopisk arm som kan hydraulisk forlenge, trekke tilbake og svinge til posisjonen den første rørvare til innretting med den andre rørvare.

Ytterligere eksempler på kjent teknikk er vist i US 2002/170720, WO 00/11311 og EP 0525247.

Når det bores med typiske borerør blir en gjenget borerørforbindelse vanligvis foretatt ved å benytte en spinner og en krafttang. Vanligvis er spinnerne konstruert til å tilveiebringe lave vridningsmoment mens foringsrøret roteres ved en høy hastighet. På den annen side er krafttenger konstruert for å tilveiebringe høye vridningsmomenter med en langsom omdreiningshastighet, slik som kun en halv omdreining. Mens spinneren tilveiebringer en hurtigere tilspenningshastighet svikter den i å tilveiebringe tilstrekkelig moment til å danne en fluidtett forbindelse. Mens krafttangen kan tilveiebringe tilstrekkelig vridningsmoment svikter den i å tilspenne forbindelsen på en effektiv måte fordi krafttangen må gripe foringsrøret flere ganger for å tilspenne forbindelsen. Derfor blir spinneren og krafttangen vanligvis benyttet i kombinasjon for å innspenne en forbindelse eller kopling.

For å innspenne forbindelsen blir spinneren og krafttangen beveget fra et sted på rigg-gulvet til en posisjon nær brønnsenteret for å rotere foringsrøret inn i inngrep med foringsrørstrengen. Derfor blir spinneren aktivisert for å utføre en første innspenning av forbindelsen. Så blir krafttangen aktivisert for å avslutte forbindelsen. Fordi operasjonstiden for en rigg er svært kostbar, noen så mye som 500 000 dollar per dag, er det enormt trykk på å redusere tiden de blir benyttet i formasjonen til brønnboringen.

Det foreligger derfor et behov for fremgangsmåter og anordninger for å redusere tiden det tar å forbinde eller løsgjøre rørvarer. Det foreligger også et behov for en anordning for innretting av rørvarer for forbindelser med disse og delvis foreta forbindelsen mens krafttangen beveges i posisjon. Det foreligger et ytterligere behov for anordninger og fremgangsmåter for å lette bevegelsen av en rørvare til og fra brønnsenteret.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører generelt en fremgangsmåte og anordning for boring med et toppdriftssystem. I et aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse for et toppdriftadapter for bruk med en toppdriftssenhet for å gripe en rørvare. Toppdriftsadapteret innbefatter et hus operativt forbundet til toppdriftsenheten og et antall holdende elementer plassert i huset for å gripe rørvaren. Holdeelementene kan aktiviseres for radielt å kontakte rørvaren. I en utførelse innbefatter toppdriftadapteret videre en innsats plassert på antallet med holdeelementer. Innsatsen er aksialt bevegelig i forhold til antallet holdeelementer. I en annen utførelse er kontaktflaten mellom innsatsen og antallet holdeelementer tilspisset i forhold til en senterakse.

I et annet aspekt danner holdeelementene en kjeft og en stempel- og sylinderenhet for å bevege kjeften radialt for å kontakte rørvaren. Med fordel er kjeften svingbart forbundet til stempel- og sylinderenheten. Kjeften er tilpasset og konstruert for å overføre en aksial belastning som virker på antallet med holdeelementer til huset.

I nok et aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse et toppdriftssystem for å danne en brønnboring med en rørvare. Toppdriftsystemet innbefatter en rørhåndteringsarm for å manipulere rørvaren; en toppdriftsenhet; og et momenthode operativt forbundet til toppdriftsenheten. I en utførelse innbefatter momenthodet et hus operativt forbundet til toppdriftsenheten og et antall fastholdene elementer plassert i huset for å gripe rørvaren, der antallet med holdeelementer er aktiviserbare til radielt å gripe rørvarer.

I nok et aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for å forme en brønnboring med en rørstreng som har et førsterør og et andrerør. Fremgangsmåten innbefatter å tilveiebringe en toppdriftsenhet operativt forbundet til et momenthode, momenthodet har et holdeelement. I tillegg innbefatter fremgangsmåten å kontakte det første rør med en rørhåndteringsarm; gripe den første rørvare med den andre rørvare; og aktivisere holdeelementet til radielt å engasjere den første rørvare. Deretter blir den første rørvare rotert med hensyn til den andre rørvare for å sammenføye rørvarene. Etter at rørvarene har blitt forbundet roterer toppdriftsenheten den nye rørstreng for å danne brønnboringen. I en utførelse blir en del av del av en tilspenningsprosess utført med rørhåndteringsarmen. Deretter blir tilspenningsprosessen ferdigstilt ved bruk av toppdriftsenheten.

I et annet aspekt vedrører den foreliggende oppfinnelse generelt en fremgangsmåte og anordning for å forbinde en første rørvare med en andre rørvare. Anordningen innbefatter et gripeelement for å kontakte den første rørvare og et transportørelement for å posisjonere gripeelementet. Anordningen innbefatter også en spinner for å rotere den første rørvare. I en utførelse innbefatter spinneren en motor og en eller flere rotasjonselementer for å kontakte den første rørvare. I en annen utførelse innbefatter anordningen et rotasjonstellende element presset mot den første rørvare.

I et annet aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for forbindelse av en første rørvare til en andre rørvare. Fremgangsmåten innbefatter inngrep av den første rørvare ved bruk av et gripeelement forbundet til et transportelement og posisjonering av gripeelementet for å innrette den første rørvare med den andre rørvare. Deretter blir den første rørvare engasjert med den andre rørvare og det første rør blir rotert i forhold til det andre rør ved bruk av gripeelement.

I en annen utførelse omfatter fremgangsmåten videre bestemmelse av en posisjon til gripeelementet, der posisjonen til gripeelementet innretter det første rør med det andre rør og husker posisjonen til gripeelementet. Ytterligere rør kan forbindes ved å gjenkalle den minnede posisjonen.

I nok et aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse et toppdriftsystem for å danne en brønnboring med en rørvare. Systemet innbefatter en toppdriftsenhet, et toppdriftadapter operativt forbundet til toppdrivenheten, og en rørhåndteringsarm. Rørhåndteringsarmen kan innbefatte en gripearm for å kontakte røret og et transportelement for posisjonering av gripeelementet. Rørhåndteringsarmen innbefatter også en spinner for å forbinde det første rør til det andre rør. I en annen utførelse kan systemet også innbefatte en elevator og en eller flere bøyler som operativ forbinder elevatoren til toppdriftsanordningen.

I nok et aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte ved tildanning av en brønnboring med en rørstreng som har et førsterør og et andrerør. Fremgangsmåten innbefatter å tilveiebringe en toppdriftsenhet operativt forbundet til et toppdriftsadapter; engasjere det første rør med en rørhåndteringsarm; og engasjere det første rør med det andre rør. Deretter roterer rørhåndteringsarmen det første rør med hensyn til det andre rør. Deretter engasjerer toppdriftsadapteret det første rør og toppdriftsanordningen blir aktivisert for å rotere rørstrengen, som dermed danner brønnboringen.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer generelt en anordning for bruk med et toppdriftsadapter som tillater bevegelse langs mer enn en langsgående linje for å bevege en foringsrørstreng fra et sted bort bra brønnsenter til brønnsenter. I et aspekt innbefatter anordningen en svingbar mekanisme mellom et toppdriftsadapter og en toppdriftsenhet som tillater at toppdriftsadapteret svinger bort fra toppdriftsenheten. Toppdriftsadapteret blir brukt til å hente opp foringsrørstrengen. Den svingbare mekanisme svinger foringsrørstrengen tilbake til brønnsenteret. Fordi toppdriftsadapteret tettende og gripende kontakter foringsrørstrengen over brønnsenteret er foringsrørstrengen i stand til aksiell og rotasjonsmessig bevegelse i forhold til toppdriftsanordningen og sirkulasjonsfluid kan strømme gjennom toppdriftsadapteret og toppdriftsenheten slik at en boring med foringsrøroperasjon kan bli utført.

I et annet aspekt er et teleskopisk lenkesystem forbundet til toppdriftsadapteret. Det teleskopiske lenkesystem innbefatter teleskopiske lenker med et rørholdende apparat festet til enden av de teleskopiske lenker motstående til toppdriftsadapteret. Når toppdriftsadapteret blir svingt mot foringsrørstrengen for å hente opp foringsrørstrengen forløper de teleskopiske lenker gjennom rommet mellom toppdriftsadapteret og foringsrørstrengen for å hente opp foringsrørstrengen. Den rørholdende anordning gripende kontakter foringsrørstrengen og de teleskopiske lenker trekker tilbake for å trekke foringsrørstrengen fra sitt opprinnelige sted. Den svingbare mekanisme svinger foringsrørstrengen tilbake til brønnsenter. Toppdriftsadapteret blir så senket for tettende og gripende engasjere foringsrørstrengen, og operasjonen med boring med foringsrøret blir utført som ovenfor.

I nok et aspekt er det teleskopiske lenkesystem svingbart forbundet til toppdriftsadapteret i enden av de teleskopiske lenker motsatt av enden til de teleskopiske lenker benyttet for å hente opp foringsrørstrengen fra sitt sted bort fra brønnsenteret. Det teleskopiske lenksystem ekspanderer og trekker seg tilbake for å hente opp foringsrørstrengen og transportere den til brønnsenteret. Den svingbare forbindelse til det teleskopiske lenksystem til toppdriftsadapteret også transporterer foringsrørstrengen til brønnsenteret.

Tilveiebringe anordninger og fremgangsmåter for å svinge fra den aksiale linje innbefattende toppdriftsenheten på skinner eliminerer behovet for kabelbøyler ved enkeltledds-elevatorer festet til disse for å transportere foringsrørstrengen til brønnsenteret. Som sådan beveges foringsrørstrengen til brønnsenteret for en rørhåndteringsoperasjon eller boring ved foringsrøroperasjon sikrere og er dermed mindre kostbar så vel som mer effektiv.

Slik at måten som de ovenfor angitte trekk ved den foreliggende oppfinnelse, og andre trekk tenkt på og krevd heri, oppnås og kan bli forstått i detalj, en nærmere bestemt beskrivelse av oppfinnelsen, kort summert ovenfor, kan fås ved henvisning til utførelsene av denne som er illustrert i de vedlagte tegninger. Det skal imidlertid bemerkes at de vedlagte tegninger illustrerer kun typiske utførelser av denne oppfinnelse og er derfor ikke å anse som å begrense dens omfang, for oppfinnelsen kan gi adgang til andre like effektive utførelser. Figur 1 er et delriss av en rigg som har et toppdriftssystem og en rørhåndteringsarm ifølge aspekter ved den foreliggende oppfinnelse. Figur 2 er et tverrsnittsriss av et momenthode ifølge aspekter ved den foreliggende oppfinnelse. Figurene 2A-B er isometriske riss av en kjeft for et momenthode ifølge aspekter ved den foreliggende oppfinnelse. Figur 3 er et tverrsnittsriss av nok en utførelse av et momenthode ifølge aspekter ved den foreliggende oppfinnelse.

Figur 4 er et toppriss av rørhåndteringsarmen vist i Figur 1.

Figur 5 er et tverrsnittsriss av rørhåndteringsarmen langs linjen A-A ifølge Figur 4. Figur 6 er et delriss av nok en utførelse av et toppdriftsystem plassert på en rigg ifølge sider ved den foreliggende oppfinnelse. Figur 7 er et delriss av toppdriftsystemet ifølge Figur 4 etter at foringsrøret har blitt entret inn in foringsrørstrengen. Figur 8 er et delriss av toppdriftsystemet ifølge Figur 4 etter at momenthodet har engasjert foringsrøret. Figur 9 er et snittriss av anordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse i en uaktivisert stilling opphengt over rigg-gulvet. Figur 10 er et snittriss av anordningen ifølge Figur 3 som henter opp en foringsrørstreng fra et stativ gjennom en v-dør til en borerigg. Figur 11 er et snittriss av en svingbar mekanisme på anordningen vist i Figur 10. Figur 12 er et snittriss av anordningen ifølge Figur 9 som posisjonerer foringsrørstrengen over brønnsenter. Figur 13 er et snittriss av anordningen ifølge Figur 9 der foringsrørstrengen har blitt senket ned i brønnboringen. Figur 14 er et snittriss av en alternativ utførelse av anordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse. Anordningen er vist i en ikke aktivisert stilling avhengt over rigg-gulvet. Figur 15 er et snittriss av anordningen ifølge Figur 14 som henter opp en foringsrørstreng fra et stativ gjennom en v-dør på en borerigg. Figur 16 er et snittriss av en svingbar mekanisme, gripehodet og teleskopisk lenksystem av anordningen vist i Figur 15. Figur 17 er et snittriss av anordningen ifølge Figur 14 som posisjonerer foringsrørstrengen over brønnsenter. Figur 18 er et snittriss av en ytterligere alternativ utførelse av anordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse som henter opp en foringsrørstreng fra et stativ gjennom en v-dør på en borerigg. Figur 1 viser en borerigg 10 som kan anvendes til boreoperasjoner med foringsrør eller en brønnboringsoperasjon som innebærer opphenting/utlegging av rørvarer. Boreriggen 10 befinner seg over en formasjon ved en brønnoverflate. Boreriggen 10 innbefatter et rigg-gulv 20 og en v-dør (ikke vist). Rigg-gulvet 20 har et hull 55 gjennom seg, sentret til dette blir kalt brønnsenter. En holdeklave 60 er plassert rundt eller inne i hullet 55 for gripende å kontakte foringsrørene 30, 65 ved ulike trinn av boreoperasjonen. Som benyttet her kan hvert foringsrør 30, 65 innbefatte et enkelt foringsrør eller en foringsrørstreng som har flere enn ett foringsrør, og kan innbefatte et forlengelsesrør, borerør, eller andre typer brønnboringsrørvarer. Derfor er aspekter ved den foreliggende

oppfinnelse likeledes anvendbare på andre typer brønnboringsrørvarer, slik som borerør og forlengelsesrør.

Boreriggen 10 innbefatter en løpeblokk 35 opphengt i kabler 75 over rigg-gulvet 20. Løpeblokken 35 holder toppdriftsenheten 50 over rigg-gulvet 20 og kan bevirkes til å bevege toppdriftsenheten 50 aksialt. Toppdriftsenheten 50 innbefatter en motor 80 som blir brukt til å rotere foringsrøret 30, 65 ved ulike trinn av operasjonen, slik som under boring med foringsrør eller mens man spenner inn eller brekker ut en kopling mellom foringsrørene 30, 65. Et skinnesystem (ikke vist) er koplet til toppdriftsenheten 50 for å lede den aksiale bevegelse til toppdriftsenheten 50 og for å hindre toppdriftsenheten 50 fra rotasjonsmessig bevegelse under rotasjon av foringsrøret 30, 65.

Plassert under toppdriftsenheten 50 er et momenthode 40, som er en type toppdriftsadapter. Momenthodet 40 tjener som en gripeanordning og kan benyttes til å gripe et øvre parti av foringsrøret 30 og tildele moment fra toppdriftsenheten 50 til foringsrøret 30. Et annet eksempel på et toppdriftsadapter er et spyd. Et spyd innbefatter typisk en gripemekanisme som har gripeelementer plassert på sin ytre omkrets for å gripe den indre overflate av foringsrøret 30.

Figur 2 illustrerer tverrsnittsriss av et eksempelvis momenthode 40 i samsvar med sider av den foreliggende oppfinnelse. Momenthodet 40 er vist i inngrep med foringsrøret 30. Momenthodet 40 innbefatter et hus 205 som har en senterakse. En toppdriftskonnektor 210 er plassert ved en øvre del av huset 205 for kopling til toppdriftsenheten 50. Med fordel danner toppdriftskonnektoren 210 en boring gjennom seg forfluidkommunikasjon. Huset 205 kan innbefatte et eller flere vinduer 206 for å gi adkomst til husets innside.

Momenthodet 40 kan eventuelt benytte et sirkuleringsverktøy 220 for å levere fluid til å fylle opp foringsrøret 30 og sirkulere fluidet. Sirkuleringsverktøyet 220 kan forbindes til en nedre del av toppdriftskonnektoren 210 og plasseres i huset 205. Sirkuleringsverktøyet 220 innbefatter en dor 222 som har en første-ende og en andre-ende. Den første ende er koplet til toppdriftskonnektoren 210 og fluidmessig kommuniserer med toppdriftsenheten 50 gjennom toppdriftskonnektoren 210. Den andre enden blir innsatt i foringsrøret 30. En skåltetning 225 og en sentreringsinnretning 227 er plassert på den andre ende inne i foringsrøret 30. Skåltetningen 225 kontakter tettende den indre overflate av foringsrøret 30 under drift. Spesielt, fluid i foringsrøret 30 ekspanderer skåltetningen 225 til kontakt med foringsrøret 30. Sentreringsinnretningen 227 opprettholder aksialt foringsrøret 30 med senteraksen til huset 205. Sirkuleringsverktøyet 220 kan også innbefatte en dyse 228 for å injisere fluid inn i foringsrøret 30. Dysen 228 kan også virke som et slamsparingsadapter 228 for å forbinde en slamsparerventil (ikke vist) til sirkuleringsverktøyet 220.

I en utførelse kan foringsrørets stoppelement 230 være plassert på doren 222 under toppdriftskonnektoren 210. Stoppelementet 230 hindrer foringsrøret 30 fra å kontakte toppdriftskonnektoren 210, som dermed beskytter foringsrøret 30 fra skade. For dette formål kan stoppelementet 230 være tilvirket av et elastomert materiale for stort sett å absorbere støtet fra foringsrøret 30.

I et annet aspekt kan en eller flere holderelementer 240 bli benyttet for å kontakte foringsrøret 30. Som vist innbefatter momenthodet 40 tre holderelementer 240 montert i avstandsplassert forhold omkring huset 205. Hvert holdeelement 240 innbefatter en kjeft 245 plassert i en kjeftholder 242. Kjeften 245 er tilpasset og konstruert til å bevege seg radialt i forhold til kjeftholderen 242. Spesielt blir et ryggparti av kjeften 245 båret av kjeftbæreren 242 når den beveger seg radialt inn og ut av kjeftholderen 242. I dette henseende kan en aksial last som virker på kjeften 245 bli overført til huset 205 via kjeftholderen 242. Med fordel danner kontaktpartiet av kjeften 245 et buet parti som deler en senterakse med foringsrøret 30. Det må bemerkes at kjeftholderen 242 kan formes som del av huset 205 eller festes til huset 205 som del av gripeelementenheten.

Bevegelse av kjeften 245 utføres med et stempel-251 og sylinder-250-enhet. I en utførelse er sylinderen 250 festet til kjeftholderen 242, og stempelet 251 er bevegelig festet til kjeften 245. Trykk levert til baksiden av stemplet 251 bevirker at stempelet 251 beveger kjeften 245 radialt mot senteraksen for å gripe foringsrøret 30. Omvendt beveger fluid levert til framsiden av stempelet 251 kjeften 245 bort fra senteraksen. Når det passende trykk blir pådratt griper kjeftene 245 foringsrøret 30 som dermed tillater toppdrivenheten 50 å bevege foringsrøret 30 aksialt eller rotasjonsmessig. 1 et aspekt er stempelet 251 svingbart forbundet til kjeften 245. Som vist i Figur 2 blir en tappforbindelse 255 benyttet til å forbinde stempelet 251 til kjeften 245. Det er antatt at en svingbar forbindelse begrenser overføringen av en aksial belastning på kjeften 245 til stempelet 251. Isteden blir den aksiale last for det meste overført til kjeftholderen 242 eller huset 205. I dette henseende reduserer den svingbare forbindelse sannsynligheten for at stempelet 251 kan bli bøyd eller skadd av den aksiale belastning. Det skal forståes at stempel-51 og sylinder-250-enheten kan innbefatte ethvert egnet fluidbetjent stempel-251 og sylinder-250-arrangement kjent for fagmannen. Eksempelvise stempel- og sylinderenheter innbefatter en hydraulisk drevet stempel- og sylinderenhet og en pneumatisk drevet stempel- og sylinderenhet.

Kjeftene 245 kan innbefatte en eller flere innsatser 260 bevegbart plassert på disse for grep mot foringsrøret 30. Innsatsene 260, eller bakker, innbefatter tenner tildannet på sin overflate for gripende å kontakte foringsrøret 30 og overføre moment til dette. I en utførelse kan innsatsene 260 være plassert i en fordypning 265 som vist i Figur 2A. Et eller flere spennelementer 270 kan plasseres under innsatsene 260. Spennelementene 270 tillater noe relativ bevegelse mellom foringsrøret 30 og kjeften 245. Når foringsrøret 30 er frigjort beveger spennelementet 270 innsatsene 260 tilbake til utgangsposisjonen. I en annen utførelse kan kontaktflaten mellom innsatsene 260 og kjeftfordypningene 265 være tilspisset. Som vist i Figur 3 er den tilspissede flate vinklet i forhold til senteraksen til foringsrøret 30, som dermed forlenger innsatsen 260 radialt når den beveger seg nedad langs den tilspissede flate.

I et annet aspekt kan den ytre omkrets av kjeften 245 rundt kjeftfordypningen 265 hjelpe kjeftene 245 til å støtte lasten av foringsrøret 30 og/eller foringsrørstrengen 65.1 dette henseende tilveiebringer den øvre del av omkretsen en skulder 280 for inngrep med koplingen 32 på foringsrøret 30 som illustrert i figurene 2 og 2A. Den aksiale last, som kan komme fra foringsrørstrengen 30, 65, som virker på skulderen 280 kan bli overført fra kjeften 245 til huset 205.

En basisplate 285 kan festes til en nedre del av momenthodet 40. En ledeplate 290 kan valgvis festes til basisplaten 285 ved bruk av en avtakbar tappforbindelse. Ledeplaten 290 har en skråkant 293 tilpasset og utformet til å lede foringsrøret 30 inn i huset 205. Ledeplaten 290 kan hurtig justeres til å oppta rørvarer av ulike dimensjoner. I en utførelse kan en eller flere tapphull 292 tildannes på ledeplaten 290, med hvert tappehull 292 representerende en viss rørstørrelse. For å justere ledeplaten 290 blir tappet 291 fjernet og innsatt i det bestemte tapphull 292. På denne måte kan ledeplaten 290 bli hurtig tilpasset for bruk med ulike rørvarer.

Med henvisning til Figur 1 kan en elevator 70 operativt forbundet til momenthodet 40 bli brukt for å transportere foringsrøret 30 fra et rørstativ 25 eller en opphenting/nedleggingsmaskin til brønnsenteret. Elevatoren 70 kan innbefatte enhver egnet elevator kjent for fagmannen. Elevatoren danner en sentral åpning for å oppta foringsrøret 30.1 en utførelse er bøyler 85 benyttet for å sammenknytte elevatoren 70 og momenthodet 40. Med fordel er bøylene 85 svingbare i forhold til momenthodet 40. Som vist i Figur 1 har toppdrivenheten 50 blitt senket til en posisjon i nærheten av rigg-gulvet 20, og elevatoren 70 har blitt lukket rundt foringsrøret 30 som hviler på stativet 25. I denne posisjon er foringsrøret 30 til å bli heist med toppdrivenheten 50.

I et annet aspekt blir en rørposisjonerende anordning 100 plassert på en plattform 3 på boreriggen 10. Den rørposisjonerende anordning 100 kan bli brukt til å lede og innrette foringsrøret 30 med foringsrørstrengen 65 for kopling med denne. En passende rørposisjoneringsanordning 100 innbefatter rørhåndteringsarmen 100 vist i Figur 1. Rørhåndteringsarmen 100 innbefatter et gripeelement 150 for å gripe foringsrøret 30 under drift. Rørhåndteringsarmen 100 er tilpasset og konstruert for å bevege seg i et plan hovedsakelig parallelt med rigg-gulvet 20 for å lede foringsrøret 30 til innretting med foringsrøret 65 i holdeklaven 60.

Figurene 4-5 viser en rørhåndteringsarm 100 i samsvar med sider ved den foreliggende oppfinnelse. Figur 4 representerer et toppriss av rørhåndteringsarmen 100, mens Figur 5 representerer et tverrsnittsriss av rørhåndteringsarmen 100 langs linjen A-A. Rørhåndteringsarmen 100 innbefatter en basis 105 i en ende for feste til plattformen 3. Gripeelementet 150 er plassert i en annen ende, eller distal ende, av rørhåndteringsarmen 100. En rotor 110 er roterbart montert på basisen 105 og kan svinges med hensyn til basisen 105 av en stempel- og sylinderenhet 131. En ende av stempel- og sylinderenheten 131 er forbundet til basisen 105, mens den andre enden er festet til rotoren 110. På denne måte kan rotoren 110 svinges i forhold til basisen 105 på et plan i hovedsak parallelt med rigg-gulvet 20 ved aktivisering av stempel- og sylinderenheten 131.

Et transportelement 120 sammenkopler gripeelementet 150 til rotoren 110. I en utførelse forløper to bæreelementer 106, 107 oppad fra rotoren 110 og bevegelig bærer transportelementet 120 på basisen 105. Fortrinnsvis er transportelementet 120 koplet til bæreelementene 106,107 gjennom en svingtapp 109 som gjør at transportelementet 120 kan svinge fra en posisjon i hovedsak vinkelrett på rigg-gulvet 120 til en posisjon i hovedsak parallelt med rigg-gulvet 20. Med henvisning til Figur 5 er transportelementet 120 vist som en teleskopisk arm. En andre stempel- og sylinderenhet 132 blir brukt til å svinge den teleskopiske arm 120 mellom to posisjoner. Den andre stempel- og sylinderenhet 132 kopler bevegbart den teleskopiske arm 120 til rotoren 110 slik at aktivisering av stempel- og sylinderenheten 132 hever eller senker den teleskopiske arm 120 i forhold til rotoren 110.1 den hovedsakelige vinkelrette posisjon er rørhåndteringsarmen 100 i en ikke-aktivisert stilling, mens en hovedsakelig parallell posisjon plasserer rørhåndteringsarmen 100 i den aktiviserte stilling.

Den teleskopiske arm 120 innbefatter en første del 121 glidbart plassert i en andre del 122. En tredje stempel- og sylinderenhet 133 er operativt koplet til den første og andre del 121, 122 for å forlenge eller trekke tilbake den første del 121 i forhold til den andre del 122. I dette henseende lar den teleskopiske arm 120 og rotoren 110 rørhåndteringsarmen 100 styre foringsrøret 30 til innretting med foringsrøret 65 i holdeklaven 60 for kopling med dette. Selv om en teleskopisk arm 120 er beskrevet her, er ethvert egnet transportelement kjent for fagmannen likeledes anvendbart så lenge som det er i stand til å posisjonere gripeelementet 150 ved en ønsket posisjon.

Gripeelementet 150, også kjent som "hodet" er operativt forbundet til den distale ende av den teleskopiske arm 120. Gripeelementet 150 danner et hus 151 bevegbart koplet til to gripearmer 154, 155. Med henvisning til Figur 4 er en gripearm 154, 155 plassert på hver side av huset 151 på en måte som danner en åpning 152 for å fastholde et foringsrør 30. Stempel- og sylinderenhetene 134, 135 kan benyttes til å aktivisere gripearmene 154, 155. Ett eller flere sentreringselementer 164, 165 kan plasseres på hver gripearm 154, 155 for å lette sentreringen av foringsrøret 30 og rotasjon av dette. Et eksempelvist sentreringselement 164, 165 kan innbefatte en rulle. Rullene 164, 165 kan innbefatte passive ruller eller aktive ruller som har en drivmekanisme.

Det skal forståes at stempel- og sylinderenhetene 131,132,133, 134 og 135 kan innbefatte enhver egnet fluidbetjent stempel- og sylinderenhet kjent for fagmannen. Eksempelvise stempel- og sylinderenheter innbefatter en hydraulisk betjent stempel- og sylinderenhet og en pneumatisk betjent stempel-og sylinderenhet.

I et annet aspekt kan gripeelementet 150 være utstyrt med en spinner 170 for å rotere foringsrøret 30 holdt av gripeelementet 150. Som vist i Figur 5 er spinneren 170 i det minste delvis plassert i huset 151. Spinneren 170 innbefatter ett eller flere rotasjonselementer 171, 172 aktivisert med en motor 175. Momentet generert av motoren 175 blir overført til en girenhet 178 for å rotere rotasjonselementene 171, 172. Fordi rotasjonselementene 171, 172 er i friksjonskontakt med foringsrøret 30 blir momentet overført til foringsrøret 30 som dermed bevirker rotasjon av dette. I en utførelse er to rotasjonselementer 171,174 brukt og plassert med lik avstand i forhold til en senterakse av gripeelementet 150. Et eksempelvis rotasjonselement 171 innbefatter en rulle. Rotasjon av foringsrøret 30 vil bevirke den delvise tilspenning av forbindelsen mellom foringsrørene 30, 65. Det skal forståes at betjeningen kan bli reversert for å brekke ut en rørforbindelse.

I et aspekt kan spinneren 170 bli brukt til å utføre den første innspenning av den gjengede forbindelse. Spinnerne 170 kan innbefatte enhver egnet spinner kjent for fagmannen. I en utførelse kan spinneren 170 bli brukt til først å spenne inn omlag 60 % eller mindre avforingsrørforbindelsen; fortrinnsvis omkring 70 % eller mindre, og mest fordelaktiv omlag 80 % eller mindre. I en annen utførelse kan spinneren 170 bli brukt til først å innspenne omlag 70 % eller mindre av en borerørsforbindelse; fortrinnsvis omlag 80 % eller mindre, og mest fordelaktiv omlag 95 % eller mindre. En fordel med spinneren 170 er at den kan rotere foringsrøret 30 ved høy hastighet eller kontinuerlig rotere foringsrøret 30 for å gjøre opp koplingen. I en utførelse kan spinneren 170 rotere foringsrøret 30 forholdsvis hurtigere enn eksisterende toppdrivenheter eller krafttenger. Med fordel kan spinneren 170 rotere foringsrøret 30 ved en høyere hastighet enn omkring 5 rpm; mer fordelaktig, høyere enn omlag 10 rpm; og mest fordelaktig høyere enn omlag 15 rpm. I en annen utførelse kan spinneren 170 akselerere hurtigere enn toppdrivenheten 50 eller krafttangen for å rotere foringsrøret 30. Et rotasjonstellende element 150 kan eventuelt bli brukt for å detektere rulleslipp. Rulleslipp er den tilstand hvor rullene 171,172 roterer, men foringsrøret 30 gjør det ikke. Rulleslipp kan skje når momentet levert til rullene 171, 172 ikke kan overvinne belastningen i den gjengede forbindelse nødvendig for å ytterligere innspenne koplingen. Rulleslipp kan være en indikasjon på at koplingen er klar for en krafttang for å komplettere innspenningen, eller at koplingen er skadet, for eksempel kryssgjenging. I en utførelse innbefatter det rotasjonstellende element 180 et sirkulært element 183 som spenner mot foringsrøret 30 ved et spennelement 184. Fortrinnsvis er det sirkulære element 183 et elastomert hjul og spennelementet 184 er en fjærbelastet hevarm.

En ventilanordning 190 er montert på basisen 105 for å regulere fluidstrømning for å aktivisere de riktige stempel- og sylinderenheter 131, 132, 133, 134, 135 og motoren 175. Ventilanordningen 190 kan styres fra en fjerntliggende konsoll (ikke vist) plassert på rigg-gulvet 20. Den fjerntliggende konsoll kan innbefatte en styrespak (joystick) som er fjærbelastet til en sentral, eller nøytral stilling. Manipulering av styrespaken medfører at ventilanordningen 190 retter fluidstrømmen til de riktige stempel- og sylinderenheter. Rørhåndteringsarmen 100 kan konstrueres til å forbli i den siste driftsstilling når styrespaken blir frigjort.

I et annet aspekt kan rørhåndteringsarmen 100 innbefatte en eller flere følere for å detektere posisjonen til gripeelementet 150. En eksempelvis rørhåndteringsarm som har en slik føler er vist i US patentsøknad med serienummer 10/625,840, inngitt 23. juli 2003, overdratt til samme søker som den foreliggende oppfinnelse, hvilken søknad inngår herved som referanse i sin helhet. I en utførelse kan en lineær transduser bli benyttet for å gi et signal som indikerer den respektive utkjøring av stempel- og sylinderenhetene 131,133. Den lineære transduser kan være av enhver egnet type lineær transduser kjent for fagmannen, for eksempel en lineær transduser solgt av Rota Engineering Limited, Bury, Manchester, England. De detekterte posisjoner kan lagres og hentes frem for å lette eller muliggjøre bevegelsen til foringsrøret 30. Spesielt, etter at gripeelementet 150 har satt foringsrøret 30 i flukt, kan posisjonen til gripeelementet 150 bestemmes og lagres. Deretter kan den lagrede stilling hentes frem for å lette eller muligjøre anbringelsen av ytterligere foringsrør på linje med foringsrørstrengen 65.

I en annen utførelse kan en eller flere rørhåndteringsarmer 100 plasseres på en skinne 400 som illustrert i Figur 6. Like deler vist i Figur 1 er likeledes angitt i figurene 6-8. Som vist i Figur 6 er skinnen 400 plassert på rigg-gulvet 20 med to rørhåndteringsarmer 400A, 400B plassert på disse. Skinnen 400 tillater aksial bevegelse av rørhåndteringsarmene 400A, 400B etter hva som er nødvendig. Armene 400A, 400B er plassert slik at, under drift, en arm 400A griper en øvre del av foringsrøret 30 mens den andre arm 400B griper en nedre del av foringsrøret 30. I dette henseende kan armene 400A, 400B bli manipulert til optimalt å posisjonere foringsrøret 30 for kopling til foringsrørstrengen 65.

Figurene 6-8 viser rørhåndteringsarmene 400A, 400B i drift. I Figur 6 er foringsrørstrengen 65, som ble tidligere boret ned i formasjonen (ikke vist) for å danne brønnboringen (ikke vist), vist plassert inne i hullet 55 i rigg-gulvet 20. Foringsrørstrengen 65 kan innbefatte en eller flere skjøter eller seksjoner med foringsrør gjengeforbundet til hverandre. Foringsrørstrengen 65 er vist i inngrep med holdeklaven 60. Holdeklaven 60 bærer foringsrørstrengen 65 i brønnboringen og hindrer den aksiale og rotasjonsmessige bevegelse av foringsrørstrengen 65 i forhold til rigg-gulvet 20. Som vist er en gjenget forbindelse av foringsrørstrengen 65, eller muffen, tilgjengelig fra rigg-gulvet 20.

I Figur 6 er toppdriftenheten 50, momenthodet 40 og elevatoren 70 vist plassert nær rigg-gulvet 20. Foringsrøret 30 kan i utgangspunktet være plassert på rørstativet 25, som kan innbefatte en opphenting/nedleggingsmaskin. Elevatoren 70 er vist i inngrep med en øvre del av foringsrøret 30 og klar til å bli heist med kablene 75 som avhenger løpeblokken 35. Den nedre del av foringsrøret 30 innbefatter en gjenget forbindelse, eller tapp, som kan passe inni muffen til foringsrørstrengen 65. Ved dette punkt er rørhåndteringsarmene 400A, 400B vist i den ikke-aktiviserte stilling, hvor armene 400A, 400B er i hovedsak vinkelrette på rigg-gulvet 20.

Mens foringsrøret 30 blir løftet av løpeblokken 35, skifter rørhåndteringsarmene 400A, 400B til den aktiviserte stilling. Den andre stempel- og sylinderenhet 132 til hver arm 400A, 400B kan bli aktivisert til å bevege den respektive teleskopiske arm 120 til en posisjon parallelt med rigg-gulvet 20 som illustrert i Figur 7. Etter at foringsrøret 30 er fjernet fra rørstativet 25 blir det plassert i kontakt med minst en av rørhåndteringsarmene 400A, 400B.

Som vist blir foringsrøret 30 posisjonert nær brønnsenteret og i inngrep med armene 400A, 400B. Den første arm 400A er vist i inngrep med en øvre del av foringsrøret 30, mens den andre arm 400B er vist i inngrep med en nedre del av foringsrøret 30. Spesielt er foringsrøret 30 holdt mellom gripearmene 154, 155 og i kontakt med ruller 164,165,171,172. Hver arm 400A, 400B kan bli individuelt manipulert for å innrette tappen av foringsrøret 30 til muffen for foringsrørstrengen 65. Armene 400A, 400B kan bli manipulert ved å aktivisere den første og tredje stempel- og sylinderenhet 131, 133. Spesielt, aktivisering av den første stempel- og sylinderenhet 131 vil bevege gripeelementet 150 til høyre eller venstre med hensyn til brønnsenteret. Aktivisering av den tredje stempel- og sylinderenhet 133 vil kjøre ut eller trekke tilbake gripeelementet 150 med hensyn til brønnsenteret. I tillegg blir det rotasjonstellende element 180 presset til kontakt med foringsrøret 30 av spennelementet 184. Etter innretting blir tappen entret inn i muffen ved å senke tappen inn til kontakt med muffen.

Deretter blir spinneren 170 aktivisert til å begynne å innspenne koplingen. Først blir vridningsmoment fra motoren 175 overført gjennom girenheten 178 til rotasjonselementene 171, 172. Fordi rotasjonselementene 171, 172 er i friksjonsmessig kontakt med foringsrøret 30, bevirkes foringsrøret 30 til å rotere i forhold til foringsrørstrengen 65, som dermed initierer innskruingen av koplingen. Rotasjonen av foringsrøret 30 bevirker at de passive ruller 164, 165 roterer, som muliggjør rotasjon av foringsrøret 30 i gripeelementet 150. Samtidig blir det rotasjonstellende element 180 også bevirket til å rotere som dermed indikerer at koplingen blir innspent. Det skal bemerkes at foringsrøret 30 kan bli rotert av hvilke som helst av rørhåndteringsarmene 400A, 400B for å innspenne koplingen uten å avvike fra aspektene ved den foreliggende oppfinnelse. I en utførelse kan armene 400A, 400B bevege seg aksialt på skinnen 400 for innskruingskompensering under tilspenning. Etter at koplingen er tilstrekkelig innspent blir rotasjonselementene 171, 172 deaktivisert. På denne måte kan den første innspenning av koplingen bli utført med spinneren 170 over en kortere tidsramme enn både toppdriftsenheten eller krafttangen. I tillegg, fordi rørhåndteringsarmen 100 bærer foringsrøret 30 reduseres lasten på gjengeforbindelsen når den blir innspent, som dermed minsker potensialet for skade på gjengene.

Deretter senkes momenthodet 40 i forhold til foringsøret 30 og posisjoneres rundt den øvre del av foringsrøret 30. Ledeplaten 290 letter posisjoneringen av foringsrøret 30 inne i huset 205. Deretter aktiviseres kjeftene 245 på momenthodet 40 for å engasjere foringsrøret 30 som illustrert i Figur 8. Spesielt blir fluid levert til stempelet-251 og sylinder-250-enheten for å kjøre ut kjeftene 245 radialt til kontakt med foringsrøret 30. Spennelementet 270 tillater at innsatsene 260 og foringsrøret 30 beveger seg aksialt i forhold til kjeftene 245. Som et resultat setter koplingen 32 seg over skulderen 280 på kjeftene 245. Den aksiale belastning på kjeften 245 blir så overført til huset 205 gjennom kjeftholderen 242. På grunn av den svingbare forbindelse med kjeften 245 beskyttes stempelet 251 fra skade som kan forårsakes av den aksiale last. Etter at momenthodet 40 griper med foringsrøret 30 blir foringsrøret 30 lengdemessing og rotasjonsmessig fiksert med hensyn til momenthodet 40. Alternativt kan et oppfyllings/sirkuleringsverktøy plassert i momenthodet 40 bli innsatt i foringsrøret 30 for å fylle opp og/eller sirkulere fluid.

Etter at den aksiale belastning er overført til momenthodet åpnes gripearmene 154,155 på rørhåndteringsarmene 400A, 400B for å frigjøre foringsrøret 30. Deretter blir rørhåndteringsarmene 400A, 400B beveget bort fra brønnsenteret ved veksling tilbake til den ikke-aktiviserte stilling. I denne posisjon kan toppdriftenheten 50 nå bli benyttet for å komplettere innspenningen av den gjengede forbindelse. For dette formål kan toppdrivenheten 50 påføre det nødvendige moment for å rotere foringsrøret 30 for å fullende innspenningsprosessen. Først blir momentet tildelt momenthodet 40. Momentet blir så overført fra momenthodet 40 til kjeftene 245, som dermed roterer foringsrøret 30 i forhold til foringsrørstrengen 65. Det er tenkt at en krafttang også kan bli benyttet for å komplettere innspenningsprosessen. Videre er det tenkt at en toppdriftenhet kan brukes til å utføre hele innspenningsprosessen.

Selv om operasjonene ovenfor er beskrevet i rekkefølge, skal det bemerkes at i det minste noen av operasjonene kan bli utført parallelt uten å avvike fra aspekter ved den foreliggende oppfinnelse. For eksempel kan momenthodet 40 fullende innspenningsprosessen mens rørhåndteringsarmene 400A, 400B blir vekslet til deaktivisert stilling. I et annet eksempel kan momenthodet 40 bli plassert nær ved den øvre del av foringsrøret 30 samtidig med rotasjon av foringsrøret 30 med spinneren 170. Som et ytterligere eksempel, mens spinneren 170 gjør opp forbindelsen, kan krafttangen bli forflyttet inn i posisjon for å forbinde foringsrør 30, 65. Ved å gjennomføre noen av operasjonene parallelt kan verdifull riggtid bli konservert.

Etter at foringsrøret 30 og foringsrørstrengen 65 er sammenkoplet kan boreoperasjonen med foringsrør begynne. Først frigjøres holdeklaven 60 fra inngrep med foringsrørstrengen 65, som dermed tillater den nye foringsrørstreng 30, 65 å bevege seg aksialt eller rotasjonsmessig i brønnboringen. Etter frigjøringen blir foringsrørstrengen 30, 65 båret av toppdriftsenheten 50. Borkronen plassert i den nedre enden av foringsrørstrengen 30, 65 blir presset ned i formasjonen og rotert med toppdriftsenheten 50.

Når ytterligere foringsrør er nødvendig blir toppdriftsenheten 50 deaktivisert til midlertidig å stoppe boringen. Så blir holdeklaven 60 aktivisert igjen for å gripe med og bære foringsrørstrengen 30, 65 i brønnboringen. Deretter frigjør gripehodet 40 foringsrøret 30 og forflyttes oppad med løpeblokken 35. Ytterligere foringsrørstrenger kan nå bli tilføyd foringsrørstrengen ved bruk av den samme prosess som beskrevet ovenfor. På denne måte tilveiebringer sider ved den foreliggende oppfinnelse fremgangsmåter og anordninger for å muliggjøre sammenkopling av to rørvarer.

Etter at en ønsket brønnboringslengde har blitt utført kan en sementeringsoperasjon bli gjennomført for å installere foringsrørstrengen 30, 65 i brønnboringen. I en utførelse kan borkronen plassert i den nedre enden av foringsrørstrengen 30, 65 bli hentet opp før sementering. I en annen utførelse kan borkronen bli boret ut sammen med overskuddsement etter at sementen har herdet.

I et annet aspekt kan Rørhåndteringsarmen 100 bli montert på en fjærbelastet basis 105. Vanligvis, etter hvert som den gjengede forbindelse blir innspent, vil foringsrøret 30 bevege seg aksialt i forhold til foringsrørstrengen 65 for å oppta den sammenførende virkning av gjengene. Den fjærbelastede basis 105 gjør at rørhåndteringsarmen 100 beveger seg aksialt med foringsrøret 30 for å kompensere for den sammenførende virkning. I en annen utførelse kan rørhåndteringsarmen 100 bevege seg aksialt langs skinnen 400 for å kompensere for den sammenførende handling.

I et annet aspekt kan rørhåndteringsarmene 100 bli benyttet til å bevege et foringsrør 30 som står på et rørstativbord på rigg-gulvet 20 til brønnsenter for kopling med foringsrørstrengen 65. I en utførelse kan armene 400A, 400B på skinnen 400 bli manipulert til å hente opp et foringsrør 30 som står på rigg-gulvet 20 og anbringe det over brønnsenter. Etter innretting av foringsrørene 30, 65 kan rørhåndteringsarmene 400A, 400B entre foringsrøret 30 inn i foringsrørstrengen 65. Deretter kan spinneren 170 bli aktivisert for å gjennomføre den første innspenning. Når koplingen er klar for endelig innspenning senkes momenthodet 40 til inngrep med foringsrøret 30. Deretter kan toppdrivenheten 50 bevirke momenthodet 40 til å rotere foringsrøret 50 for å komplettere innspenningsprosessen. Det er tenkt at rørhåndteringsarmene 400A og 400B kan holde foringsrøret 30 mens det blir innspent med toppdriftenheten 50.1 dette henseende virker rullene 164, 165, 171, 172 som passive ruller, som dermed muliggjør rotasjon av foringsrøret 30.

Det er påtenkt at aspekter ved den foreliggende oppfinnelse er likeledes anvendbare for å brekke ut eller ta ut brønnboringsrør fra brønnen. Videre, i tillegg til foringsrør, kan sider ved den foreliggende oppfinnelse også bli benyttet til å håndtere borerør, produksjonsrør, eller andre typer brønnboringsrørvarer som er kjent for fagmannen. Videre kan brønnboringsrørvarer omfatte slettkoplete-rørvarer så vel som rørvarer som har en kopling.

I et annet aspekt kan en svingbar mekanisme 345 plasseres mellom toppdrivanordningen 50 og momenthodet 40 for å lette transport av foringsrøret 30 til brønnsenteret. Som vist i Figur 10 er den svingbare mekanisme 345 plassert under toppdriftsanordningen 50. Spesielt passer hunngjengene i en nedre ende av toppdriftsanordningen 50 med hanngjengene i en øvre ende av den svingbare mekanisme 345. Figur 11 viser en utførelse av den svingbare mekanisme 345 som har et øvre element 341 og en leddet arm 342. Det øvre element 341 av den svingbare mekanisme 345 er rørformet med en langsgående boring gjennom seg. Det øvre element 341 har utstikkende elementer 346 slik som bolter forbundet til sin utvendige diameter i sin nedre nede og forløper utad fra sin utvendige diameter, slik at de fremstikkende elementer 346 er motstående hverandre tvers over det øvre element 341.

Den leddede arm 342 av den svingbare mekanisme 345 er også rørformet med en langsgående boring gjennom seg. I den foretrukne utførelse er boringen til den leddede arm 342 og boringen til det øvre element 341 i stand til fluidkommunikasjon. Den leddede arm 342 har huller 347 i seg plassert i sin øvre ende som passer med de fremstikkene elementer 346 på det øvre element 341. Hullene 347 og fremstikkende elementer 346 kombinerer for å danne en svivelskjøt 344 som svingbart forbinder de øvre elementer 341 til aktiviseringsarmen 342. Enhver annen type svivelskjøt 344 som tillater at den leddede arm 342 å artikulere i forhold til det øvre element 341 kan også benyttes med den foreliggende oppfinnelse.

Svivelskjøten 344 blir svingt med et stempel 348 plassert inne i en sylinder 343. Sylinderen 343 har bolter 352 som går fra dens ytre diameter i dens øvre ende. Boltene 352 er plassert motsatt av hverandre tvers over sylinderen 343. Det øvre element 341 har en øvre elementforlengelse 356 som er en del av det øvre element 341 som stikker ut fra den øvre del av en ytre diameter av det øvre element 341. Den øvre elementforlengelse 356 har huller 351 som går gjennom dette som passer med boltene 352 av sylinderen 343, slik at sylinderen 343 er svingbar i forhold til det øvre element 341. Enhver annen svingbar forbindelse mellom sylinderen 343 og det øvre element 341 er også egnet for bruk med den foreliggende oppfinnelse.

Stempelet 348 er plassert inne i sylinderen 343 og bevegbar inn og ut fra sylinderen 343. Stempelet 348 har bolter 354 som går fra dens ytre diameter i dens nedre ende motsatt fra hverandre tvers over stempelet 348. Den leddede arm 342 innbefatter en leddet armforlengelse 357, som er en del av den leddede arm 342 som forløper utad fra den leddede arm 342 ved en nedre del av den leddede arm 342. Når aktiviseringsarmen 342 og det øvre element 341 er på linje med hverandre som i Figur 1, er den leddede armforlengelse 357 parallell med den øvre elementforlengelse 356 slik at stempelet 348, sylinderen 343, den leddede armforlengelse 357 og øvre elementforlengelse 356 er koaksiale med hverandre og er alle plassert innenfor det samme plan. Den leddede armforlengelse 357 har huller 353 gjennom seg som passer med boltene 354 slik at stempelet 348 er svingbar i forhold til den leddede armforlengelse 357. Stempelet 348 blir fortrinnsvis kjørt ut eller trukket inn i forhold til sylinderen 343 ved hydraulikk eller pneumatisk fluid levert til sylinderen 343 bak stempelet 348 manuelt eller fjernbetjent. Enhver annen metode på å kjøre ut eller trekke tilbake stempelet 348 inne i sylinderen 343 kjent av fagmannen er egnet for bruk med den foreliggende oppfinnelse.

Med henvisning til figurene 9-13 kan den nedre ende av den leddede arm 342 forbindes til en øvre ende av et toppdriftadapter. Den svingbare mekanisme 345 tjener som en strukturell mellomdel mellom toppdriftsenheten 50 og toppdriftsadapteret. Som vist i Figur 11 er toppdriftsadapteret et momenthode. Imidlertid kan andre typer av toppdriftsadaptere, slik som et spyd, koples til den svingbare mekanisme. Fortrinnsvis passer hanngjenger i den øvre enden av gripehodet 40 med hunngjenger plassert i den nedre enden av den leddede arm 342 til den svingbare mekanisme 345. Den svingbare mekanisme 345 gjør at momenthodet 40 kan gripe med en øvre del av foringsrøret 30 fra et stativ 25 eller en opphenting/nedleggingsmaskin og transporterer foringsrøret 30 til brønnsenteret. Alternativt kan momenthodet 40 benyttes til å gripe og transportere foringsrøret 30 fra ethvert sted bort fra brønnsenter til brønnsenter. Likeledes kan momenthodet bli benyttet til å gripe og transportere foringsrøret 30 fra ethvert sted bort fra rotasjonsaksen til toppdrivenheten 50 til den samme rotasjonsakse opptatt av toppdriftsenheten 50. Momenthodet kan også bli brukt til å løsgjøre eller fjerne rørvarer fra brønnsenteret.

Figurene 14-17 viser en alternativ utførelse av den foreliggende oppfinnelse. De samme komponenter i figurene 14-17 som i figurene 9-13 er betegnet med like tall. Et teleskopisk lenksystem 390 kan bli benyttet med momenthodet 40 og den svingbare mekanisme 345 for å forlenge seg utad fra momenthodet 40 for å bevege foringsrøret 30 fra stativet 25, gjennom v-døren og mot momenthodet 40. En øvre ende av det teleskopiske lenksystem 390 er forbundet til en nedre ende av momenthodet 40.

Som vist i Figur 16 innbefatter det teleskopiske lenksystem 390 teleskopiske lenker 391 som har rørformede sylindere 392 med boringer gjennom seg stivt forbundet til motsatte vegger av momenthodet 40, så vel som rørformede stempler 392 lokalisert i de samme plan som sylindrene 392. Stemplene 393 befinner seg inne i sylindrene 392 og er bevegbare gjennom boringene i sylindrene 392 mot og bort fra momenthodet 40. Stemplene 393 blir fortrinnsvis kjørt ut eller trukket tilbake i forhold til sylindrene 392 ved å levere hydraulisk trykk til sylindrene 393 bak stemplene 393 manuelt eller fjernbetjent. Enhver annen metode for å kjøre ut eller trekke tilbake stemplene 393 inne i sylindrene 392 kjent for fagmannen er egnet for bruk med den foreliggende oppfinnelse.

En rørholdende anordning 394 er forbundet til en nedre ende av stemplene 393. Den rørholdende anordning 394 har en boring gjennom seg med gripeelementer eller holdekiler (ikke vist) plassert på en indre vegg av den rørholdende anordning 394. Den rørholdende anordning 394 kan være en enkelt rørelevator. I en utførelse kan den rørholdende anordning 394 innbefatte to hoveddeler hengslet forbundet til hverandre. I dette henseende kan den rørholdende anordning 394 åpnes for å motta foringsrøret 30 i boringen. Fortrinnsvis kan den rørholdende anordning 394 åpnes og lukkes ved hver hengselforbindelse. Når gripeelementene er uaktivisert er foringsrøret 30 bevegelig gjennom den rørholdende anordning 394; imidlertid når gripeelementene aktiviseres griper den rørholdende anordning 394 foringsrøret 30. Vanligvis beveger gripeelementene seg innad langs den indre vegg til den rørholdende anordning 394 for å gripe den ytre diameter av foringsrøret 30 under en kopling 396. Koplingen 396 er en hul, rørformet anordning med hunngjenger plassert i denne og befinner seg i en ende av foringsrøret 30. Koplingen 396 er tilpasset til å foreta inngrep med hanngjengene på et tilstøtende foringsrør, som dermed danner den forlengede foringsrørstreng. For eksempel kan hanngjengene til foringsrøret 30 bli innsatt eller koplet til hunngjengene ved sammenkopling av foringsrørstrengen 65. Videre tjener koplingen 396 som en skulder under hvilken den rørholdende anordning 394 kan befinne seg for å hjelpe til å heise foringsrøret 30 oppad mot momenthodet 40. I en annen utførelse er den rørholdende anordning 394 ikke utstyrt med gripeelementer. Isteden innbefatter den rørholdende anordning 394 en skulder plassert i boringen tilpasset til å støtte skulderen på koplingen 396 på foringsøret 30.

Andre typer av rørtransportanordninger for transport av rørvaren til toppdriftadapteret ligger innenfor rammen til den foreliggende oppfinnelse. I et aspekt kan rørtransportanordningen omfatte en motor i stand til å hente et forlengelseselement slik som en kabel eller kjede festet til den rørholdende anordning 394. I en utførelse kan rørtransportanordningen omfatte en vinsj og en eller flere kabler koplet til vinsjen i en ende og den rørholdende anordning i den andre enden.

Figur 18 viser en ytterligere alternativ utførelse av den forliggende oppfinnelse. I denne utførelsen, istedenfor at den svingbare mekanisme 345 som svinger fra brønnsenteret for å hente opp foringsrøret 30 og de teleskopiske lenker 391 er stivt forbundet til momenthodet som vist i figurene 14-17, er de teleskopiske lenker 391 svingbare med hensyn til momenthodet 40. De øvre ender av de teleskopiske lenker 391 er svingbart forbundet til en nedre ende av momenthodet 40. Enhver svingbar forbindelse er mulig for bruk med de teleskopiske lenker 391 innbefattende, men ikke begrenset til å lage en krok rundt hvilke sylindere 392 kan feste seg og svinge for å hente opp foringsrør 30.

De teleskopiske lenker 391 i utførelsen vist i Figur 18 teleskoperer på samme måte som de teleskopiske lenker 391 i figurene 14-17.

Betjeningen av den første utførelsen er vist i figurene 9-13.1 Figur 9 er foringsrørstrengen 65 som tidligere er boret ned i formasjonen (ikke vist) for å danne brønnboringen (ikke vist) vist plassert inne i hullet 55 i rigg-gulvet 20. Foringsrørstrengen 65 kan innbefatte en eller flere ledd eller seksjoner med foringsrør gjengeforbundet til hverandre. Operativt forbundet i en nedre ende av foringsrørstrengen 65 er et jorduttakende element, slik som en borkrone (ikke vist), som blir brukt til å bore gjennom formasjonen for å danne brønnboringen. Foringsrørstrengen 65 blir hindret fra nedadrettet bevegelse inn i brønnboringen av holdeklaven 60, når gripeelementene eller holdekilene til holdeklaven 60 er i inngrep rundt den ytre diameter av foringsrørstrengen 65. Foringsrørstrengen 65 er også rotasjonsmessig fiksert i forhold til rigg-gulvet 20 med holdeklaven 60.

I utgangspunktet er løpeblokken 35, toppdriftsenheten 50, den svingbare mekanisme 345 og momenthodet 40 lokalisert i hovedsak koaksialt med og i det samme plan som brønnsenter. Foringsrøret 30 er plassert på stativet 25, som kan omfatte en opphentings-/nedleggingsmaskin. Rørhåndteringsarmen 100 er vist uaktivisert, hvor klemhodet 110 er parallelt med brønnsenteret. I denne stilling går fluidkommunikasjonen ut gjennom en avtettet bane fra toppdriftsenheten 50 hele veien ned gjennom momenthodet 40. Stempelet 348 er utkjørt fra sylinderen 343 med fluidtrykk bak stempelet 348. Den utkjørte stilling bevirker at momenthodet 40 forefinnes koaksialt med brønnsenteret.

I det første driftstrinn beveger vaierne 75 rundt heisespillet (ikke vist) innbefattende løpeblokken 35, toppdriftsenheten 50, den svingbare mekanisme 345 og momenthodet 40 nedad mot rigg-gulvet 20 i hovedsak koaksialt med brønnsenteret. Toppdriftsanordningen 50 befinner seg på skinnesystemet (ikke vist) slik at toppdriftsenheten 50 kun er bevegbar opp og ned i hovedsak koaksialt med brønnsenteret og er ikke bevegbar radialt utad fra brønnsenteret. Figurene 10 og 11 illustrerer det neste trinn i prosessen, som innebærer aktivisering av den svingbare mekanisme 345. Når enheten blir senket til ønsket nivå over rigg-gulvet 20 for å hente foringsrøret 30 fra stativet 25, blir fluidstrøm bak stempelet 348 stoppet slik at stempelet 348 trekker seg tilbake inn i sylinderen 343. Når stempelet 348 trekker seg tilbake inn i sylinderen 343 tvinges den leddede arm 342 til å svinge bort fra brønnsenteret og bort fra det øvre element 341 ved hullene 347 som roterer rundt de fremstikkende elementer 346. Den leddede armforlengelse 357 svinger oppad og mot det øvre element 341 som dermed beveger seg bort fra koaksial innretting med det øvre element 341 og den øvre elementforlengelse 356.

Fordi momenthodet 40 er gjengeforbundet til den leddede arm 342 svinger momenthodet 40 sammen med den leddede arm 342 bort fra den aksiale linje som resten av anordningen opptar. Momenthodet 40 blir så plassert rundt den ytre diameteren av foringsrøret 30, og holdeelementene til momenthodet 40 blir aktivisert for gripende å kontakte foringsrøret 30 og fikserer foringsrøret 30 lengdeveis og rotasjonsmessig i forhold til momenthodet 40. Holdeelementene må også virke som en hydraulisk tetning mellom foringsrøret 30 og momenthodet 40 slik at fluid innført i momenthodet 40 utgår i en nedre ende av foringsrøret 30. Som nevnt ovenfor kan momenthodet 40 også tettende og gripende kontakte den indre diameter av foringsrøret 30, som er funksjonen av et spyd for eksempel. Figur 10 viser den svingbare mekanisme 345 som vipper momenthodet 40 og det aktiviserte momenthodet 40 griper foringsrøret 30.

Kablene 75 til heisspillet blir så manipulert til å bevirke at toppdriftsenheten 50 beveger seg oppad bort fra rigg-gulvet 20 langs skinnesystemet. Oppad bevegelse av toppdriftsenheten 50 bevirker at den svingbare mekanisme 345 og derfor momenthodet 40 beveger seg oppad. Momenthodet 40 trekker foringsøret 30 oppad sammen med seg. Enheten blir i det minste beveget oppad tilstrekkelig slik at en del av foringsrøret 30 befinner seg på tvers fra rørhåndteringsarmen 100.

Deretter blir fluid innført bak stempelet 348. Det hydrauliske trykk fra fluid som strømmer inn i sylinderen 343 tvinger stempelet 348 til å gå ut fra sylinderen 343. Stempelet 348 ekspanderer for å svinge den leddede arm 342 tilbake mot brønnsenteret, når den leddede arm 342 svinger rundt svivelskjøten 344. Stempelet 348 fortsetter å gå ut inntil momenthodet 40, den svingbare mekanisme 345 og toppdriftsenheten 50 alle er plassert i hovedsak på linje med hverandre og i hovedsak på linje med brønnsenteret.

Den svingbare mekanisme 345 kan benyttes til å styre raten ved hvilken foringsrøret 30 beveger seg fra stativet 25 til brønnsenter. Størrelsen eller kraften på fluidet innført bak stempelet 348 påvirker direkte raten ved hvilken foringsrøret 30 svinger mot brønnsenteret. Derfor minsker vinkelen til foringsrøret 30 i forhold til brønnsenteret med økende trykk eller kraft bak stempelet 348. Den svingbare mekanisme 345 kan brukes til å trekke inn foringsrøret 30 for å styre vinkelen ved hvilken foringsrøret 30 eksisterer i forhold til brønnsenteret over tid. Med fordel er vinkelen ved hvilken foringsrøret 30 eksisterer når først i inngrep med momenthodet 40 mellom omlag en grad og omlag 345 grader, og fortrinnsvis blir den svingbare mekanisme 345 styrt slik at foringsrøret 30 fortsetter mot brønnsenteret ved mellom omlag en grad per sekund og omlag 10 grader per sekund. Derfor tilveiebringer svingemekanismen 345 med fordel en metode på å bevege foringsrøret 30 mot brønnsenteret uten bruk av en operatør for å lede foringsrøret 30, og dermed redusere farene relatert til håndtering av brønnboringsrørvarer.

Rørhåndteringsarmen 100 blir så svingt oppad og mot foringsrøret 30 mens klemhodet 110 er i en åpen stilling slik at gripearmene (ikke vist) til klemhodet 110 er åpen. Når klemhodet 110 er posisjonert rundt foringsrøret 30 lukkes gripearmene til klemhodet 110 rundt foringsrøret 30. Rørhåndteringsarmen 100 hjelper til å opprettholde foringsrøret 30 på linje med brønnsenteret for å lede foringsrøret 30 under en innspenningsoperasjon. Foringsrøret 30 blir så senket ned mot foringsrørstrengen 65 som allerede foreligger i brønnboringen. Deretter dreies foringsrøret 30 med motoren 80 i toppdriftsenheten 50 for gjengeforbindelse av foringsrøret 30 til foringsrørstrengene 65. Foringsrøret 30 kan senkes ned under innspenning for å kompensere for bevegelse i foringsrøret 30 under innspenning. Figur 12 illustrerer foringsrøret 30 plassert over brønnsenteret etter at den gjengede forbindelse er innspent med toppdriftsanordningen 50.

Etter at foringsrøret 30 og foringsrørstrengen 65 er forbundet til hverandre kan boreoperasjonen med foringsrør begynne. Holdeklaven 60 blir frigjort fra gripende inngrep med den ytre diameter av foringsrørstrengen 65, slik at foringsrørstrengen 65 er aksialt bevegelig inn i formasjonen. Foringsrørstrengen 30, 65 presses nedad med heisspillet og blir rotert med toppdriftsenheten 50, som tildeler moment til svingemekanismen 345, momenthodet 40 og foringsrørstrengen 30, 65. Svingemekanismen 345, momenthodet 40 og foringsrørstrengen 30, 65 (eller alternativt det jordfjernende element operativt forbundet til foringsrørstrengen 65) roterer i forhold til toppdriftsenheten 50 og delen av enheten over toppdriftsenheten 50 på grunn av en svivelskjøt (ikke vist) plassert mellom toppdriftsenheten 50 og svingemekanismen 345. Det jordfjernende element (ikke vist) plassert på den nedre enden av foringsrørstrengen 65 borer videre inn i formasjonen for å danne en brønnboring med en andre dybde. Mens man borer med foringsrørstrengen 30, 65 blir boresirkuleringsfluid under trykk innført i enheten for å hindre at den indre diameter av foringsrørstrengen 30, 65 blir fylt opp med slam og andre brønnboringsfluider. Momenthodet 40 kan utsyres med et sirkuleringsverktøy for å utføre et slikt gjøremål. Det tettende inngrep av og boringene som løper gjennom toppdriftsenheten 50, svingbare mekanismer 345, momenthodet 40 og foringsrørstrengen 30, 65 tillater fluid å sirkulere gjennom den indre diameter av foringsrørstrengen 30, 65 og opp gjennom ringrommet mellom foringsrørstrengen 30, 65 og formasjonen. Figur 13 viser foringsrørstrengen 30, 65 senket inn i brønnboringen hvor foringsrørstrengen 30, 65 har blitt boret til den ønskede dybde inne i formasjonen.

Når foringsrørstrengen 30, 65 er boret til den ønskede dybde inne i formasjonen blir holdeklaven 60 så aktivisert igjen til å gripe med en øvre del av foringsrøret 30. Nødvendigvis kan foringsrørstrengen 30, 65 kun bli boret til en dybde ved hvilken en del av foringsrørstrengen 30 gjenstår over rigg-gulvet 20; ellers er det ingenting for holdeklaven 60 å gripe for å hindre foringsrørstrengen 30, 65 fra ytterligere aksiell bevegelse nedad inn i formasjonen. Etter at holdeklaven 60 er aktivisert til å gripe foringsrørstrengen 30 frigjøres gripeelementene i momenthodet 40 og anordningen blir beveget oppad i forhold til rigg-gulvet 20 og foringsrørstrengen 30, 65 plassert i denne.

Under drift, for å sikre at foringsrøret 30 gripende blir kontaktet med minst en av momenthodet 40, den rørholdende anordning 394 (se figurene 14-18), eller holdeklaven 60 til enhver tid slik at foringsrøret 30 ikke utilsiktet blir sluppet ned, kan et interlock-system (ikke vist) for toppdriftsanordningen 50 og holdeklaven 60 bli benyttet med den foreliggende oppfinnelse. Et passende interlock-system er beskrevet i US patentsøknad med serienummer 09/860,127 innlevert 17. mai 2001, som var ovenfor innarbeidet som referanse. Interlock-systemet kan innbefatte en kontroller (ikke vist) som har en følerbehandlende enhet (ikke vist) som kan benyttes til å hindre frigjøring av slipp-elementene til holdeklaven 60, momenthodet 40 og/eller den rørholdende anordning 394 inntil en annen gripemekanisme gripende kontakter foringsrøret 30. Kontrolleren er i stand til å motta data fra følere og andre anordninger og er i stand til å kontrollere anordninger hvortil den er forbundet. En føler (ikke vist) befinner seg ved holdeklaven 60 og en annen føler (ikke vist) befinner seg ved eller nær toppdriftsenheten 50 eller annen rørholdende anordning 394 for å sjalte informasjon til kontrolleren.

Etter at enheten har beveget seg oppad i forhold til rigg-gulvet 20 svinges rørhåndteringsarmen 100 nedad mot rigg-gulvet 20 og radielt utad med hensyn til brønnsenteret. Etter at foringsrøret 30 er plassert inne i brønnboringen kan ytterligere strenger med foringsrør bli plassert i formasjonen ved bruk av den samme prosess som beskrevet ovenfor i forhold til foringsrøret 30.

Ved betjening av den alternative utførelsen vist i figurene 14-17 aktiviseres det teleskopiske lenksystem 390 til å opphente foringsrør 30 fra stativet 25. Figur 14 viser den første posisjon av anordningen der den svingbare mekanisme 345 så vel som det teleskopiske lenksystem 390 er uaktivisert. Det teleskopiske lenksystem 390 er i den tilbaketrukne stilling hvor stemplene 393 ligger inne i sylindrene 392, fordi intet fluid presser stemplene 393 ut av sylindrene 392. Holdeklaven 60 er gripende i inngrep med foringsrørstrengen 65, som ble tidigere boret inn i formasjonen for å danne brønnboringen. Foringsrørstrengen 65 ble brukt til å bore brønnboringen ved bruk av moment generert av toppdriftsenheten 50 og ved bruk av det jordfjernende element (ikke vist) koplet til sin nedre ende.

I det neste trinn av boreoperasjonen med foringsrør blir enheten senket mot rigg-gulvet 20 av heisspillet. Den svingbare mekanisme 345 blir svingt som beskrevet ovenfor i forbindelse med figurene 9-14, slik at momenthodet 40 og det teleskopiske lenksystem 390 derfor blir svingt følgelig med hensyn til brønnsenteret mot foringsrøret 30 på stativet 25. Fluid blir innført i sylindrene 392 bak stemplene 393 slik at trykksatt fluid presser stemplene 393 utad fra sylindrene 392 mot foringsrøret 30. Det telekopiske lenksystem 390 teleskoperer radialt utad med hensyn til brønnsenteret for å hente opp foringsrøret 30. For dette formål anbringes foringsrøret 30 gjennom den rørholdende anordning 394 til det teleskopiske lenksystem 390. Gripeelementene (ikke vist) av den rørholdende anordning 394 blir aktivisert til gripende å kontakte den ytre diameter av foringsrøret 30 under koplingen 396. Figurene 15-16 illustrerer de teleskopiske lenker 391 utkjørt til å hente opp foringsrør 30 og den rørholdende anordning 394 som griper foringsrøret 30 slik at foringsrøret 30 blir aksialt og rotasjonsmessig fastholdt i forhold til det teleskopiske lenksystem 390.

Deretter blir det trykksatte fluid som innføres til sylindrene 392 stoppet slik at stemplene 393 trekker seg tilbake inn i sylindrene 392. Ved dette punkt beveger de teleskopiske lenker 391 seg til den tilbaketrukne stilling og trekker foringsrøret 30 fra stativet 25, gjennom v-døren og mot momenthodet 40. Det teleskopiske lenksystem 390 med foringsrøret 30 festet til dette så vel som momenthodet 40 blir så svingt tilbake til brønnsenteret med den svingbare mekanisme 345 som beskrevet ovenfor i forbindelse med figurene 9-14. Rørhåndteringsarmen 100 engasjeres rundt foringsrøret 30 som i figurene 9-14. Deretter senkes foringsrøret 30 slik at en nedre ende av foringsrøret 30 hviler på den øvre enden av foringsrørstrengen 65 og toppdrivanordningen 50 blir benyttet til å tilsette gjengeforbindelsen mellom foringsrørstrengene 30 og 65.

Gripeelementene til den rørholdende anordning 394 blir frigjort, og momenthodet gjøres bevegbart aksialt i forhold til foringsrøret 30. Samtidig blir foringsrøret 30 forhindret fra å falle ned i brønnboringen på grunn av den gjengede forbindelse mellom foringsrøret 30 og foringsrørstrengen 65. Figur 17 viser foringsrøret 30 svingt til å foreligge i hovedsakelig den samme linje som brønnsenteret og foringsrørstrengene 30, 65 gjengeforbundet. Momenthodet 40 blir så beveget nedad mot foringsrøret 30 slik at den ytre diameter av foringsrøret 30 befinner seg innenfor den indre diameter av momenthodet 40 og så blir gripeelementene (ikke vist) på momenthodet 40 aktivisert til gripende og tettende kontakte den øvre ende av foringsrøret 30. Igjen kan et alternativet momenthode slik som et spyd gripende kontakte den indre diameter av foringsrøret 30. Figur 17 viser posisjonen til momenthodet 40 og foringsrøret 30 over brønnboringen, med momenthodet 40 i inngrep med foringsrøret 30.

Beskrivelsen ovenfor for figurene 9-14 som vedrører frigjøringen av holdeklaven 60 fra foringsrørstrengen 65 og boring med foringsrørstrengen 30, 65 gjelder likeledes for utførelsen ifølge figurene 14-17. Etter at holdeklaven 60 er frigjort fra foringsrørstrengen 65 blir toppdriftsanordningen 50 så aktivisert til å gi rotasjonskraft for å dreie foringsrørstrengen 30, 65 med den skjærende anordning plassert i den nedre enden av foringsrørstrengen 65 ned i formasjonen. Det tettende inngrep av momenthodet 40 mot foringsrøret 30 gir en fluidbane for sirkulasjonsfluider benyttet under boreoperasjonen med foringsrør. Når foringsrørstrengen 30, 65 har blitt boret til den ønskede dybde blir holdeklaven 60 aktivisert igjen for å gripe den ytre diameter av en øvre del av foringsrøret 30, momenthodet 40 er uaktivisert, og prosessen blir repetert for å bore ytterligere foringsrørstrenger ned i formasjonen. Interlock-systemet (ikke vist) beskrevet ovenfor kan også bli benyttet med denne utførelsen for å sikre at minst holdeklaven 60, momenthodet 40 eller den rørholdende anordning 394 kontakter gripende foringsrørstrengen 65 eller 30 ved alle steder av operasjonen.

Betjeningen av den tredje utførelsen av den foreliggende oppfinnelse vist i Figur 18 er svært lik med betjeningen av utførelsene avbildet i figurene 9-17, så like deler er merket med like tall. Denne utførelsen mangler imidlertid den svingbare mekanisme 345 som er tilstede i figurene 9-17. Toppdriftsenheten 50 er forbundet til momenthodet 40 slik at de to er i hovedsak koaksiale og plassert innenfor det samme plan. En svivelskjøt (ikke vist) befinner seg fortrinnsvis mellom toppdriftsanordningen 50 og momenthodet 40 slik at momenthodet 40 tillates å overføre moment mer effektivt til foringsrøret 30 i forhold til toppdriftsenheten 50.

Isteden for den svingbare mekanisme 345 som vipper utad fra brønnsenteret til å hente opp foringsrøret 30 fra stativet 25, svinger de teleskopiske lenker 391 i forhold til momenthodet 40, som er stivt lengdemessig fiksert over brønnsenteret, som vist i Figur 18. Til å begynne med er de teleskopiske lenker 391 uaktivisert slik at stemplene 393 befinner seg inne i sylindrene 392.1 denne utgangsstilling er det teleskopiske lenksystem 390 plassert direkte under momenthodet 40 på linje med momenthodet 40.

Det teleskopiske lenksystem 390 er svingt radialt utad med hensyn til momenthodet 40 til å vinkle mot foringsrøret 30 plassert på stativet 25. Ved dette tidspunkt forblir de teleskopiske lenker 391 uaktivisert. Når den rørholdende anordning 394 er i posisjon til å hente opp foringsrøret 30 fra stativet 25 blir fluid innført i sylinderne 392 bak stemplene 393 til å presse stemplene 393 utad fra momenthodet 40 mot foringsrøret 30. Foringsrøret 30 blir så innsatt i den indre diameter av den rørholdende anordning 394 som er ved dette punkt i sin uaktiviserte tilstand.

Når den øvre del av foringsrøret 30 blir innsatt i den indre diameter av den rørholdende anordning 394 slik at den rørholdende anordning 394 befinner seg under koplingen 396 aktiviseres gripeelementene (ikke vist) til den rørholdende anordning 394 for gripende å kontakte foringsrøret 30. Figur 18 viser den rørholdende anordning 394 som gripende kontakter den ytre diameter av foringsrøret 30. Fluidstrøm bak stemplene 393 blir så stoppet slik at bevegelsen av stemplene 393 inne i sylinderne 392 mot momenthodet 40 beveger foringsrøret 30 mot brønnsenteret.

Det teleskopiske lenksystem 390 blir så svingt tilbake til sin utgangsstilling på linje med momenthodet 40 og brønnsenteret. Enheten blir senket slik at en nedre ende av foringsrøret 30 anbringes på en øvre ende av foringsrørstrengen 65 tidligere boret ned i brønnboringen. Deretter blir den rørholdende anordning 394 deaktivisert slik at gripeelementene ikke lenger gripende kontakter den ytre diameter av foringsrøret 30, og momenthodet 40 ikke lenger er aksialt fiksert i forhold til foringsrøret 30.

Momenthodet 40 blir senket slik at den øvre del av foringsrøret 30 er plassert inne i den nedre del av momenthodet 40. Gripeelementene til momenthodet 40 blir aktivisert til gripende og tettende kontakte foringsrøret 30. Toppdriftsenheten 50 og momenthodet 40 spenner så inn gjengeforbindelsen mellom foringsrørstrengen 30 og 65 så vel som dreier foringsrørstrengen 30, 65 inn i formasjonen til ønsket dybde som beskrevet ovenfor i forbindelse med figurene 9-14. Det ytterligere trinn i operasjonen er beskrevet i forhold til figurene 9-14. Ytterligere foringsrørstrenger kan dreies videre ned i formasjonen ved å repetere prosessen. Interlock-systemet (ikke vist) beskrevet ovenfor kan også benyttes med denne utførelsen for å sikre at i det minste holdeklaven 60, momenthodet 40 eller den rørholdende anordning 394 gripende kontakter foringsrørstrengen 65 eller 30 eller den ytterligere foringsrørstreng ved alle punkter av operasjonen.

Aspekter ved den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en anordning for bruk med en toppdriftsenhet omfattende et toppdriftsadapter koplet til en nedre ende av toppdriftsenheten, teleskopiske lenker svingbart forbundet til en nedre ende av toppdriftsadapteret, og en gripeanordning forbundet til en nedre ende av de teleskopiske lenker for gripende å kontakte en foringsrørstreng. I en utførelse er de teleskopiske lenker forlengbare mot og bort fra toppdriftsadapteret. I en annen utførelse svinger de teleskopiske lenker bort fra toppdriftsenheten for å bevege foringsrørstrengen fra et sted bort fra et brønnsenter til brønnsenteret. I nok en utførelse omfatter gripeanordningen en enkelt skjøte-elevator. I nok en utførelse er de teleskopiske lenker hydraulisk aktiviserbare til å kjøre ut og trekke tilbake mot og bort fra gripehodet.

I nok et aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for å bevege en foringsrørstreng til et senter i en brønn som omfatter å tilveiebringe en toppdriftsenhet og et rørkrypende element svingbart forbundet med et rørformet strukturmellomstykke, svinge strukturmellomstykket til å presse det rørgripende element mot foringsrørstrengen, og gripende kontakte foringsrørstrengen med det rørgripende element slik at foringsrørstrengen og det rørgripende element blir rotasjonsmessig og aksialt fastholdt i forhold til hverandre og slik at fluid kan strømme langs en stort sett avtettet fluidbane inn i toppdriftsenheten og ut gjennom foringsrørstrengen. I en annen utførelse innbefatter fremgangsmåten å svinge det strukturelle mellomstykket til å bevege foringsrørstrengen til senter av brønnen.

I en annen utførelse er gripeanordningen koplet til en nedre del av det rørgripende element med teleskopiske lenker. Fremgangsmåten kan også innbefatte å forlenge de teleskopiske lenker og gripende kontakte foringsrørstrengen med gripeanordningen etter svinging av det strukturelle mellomstykket. Deretter kan de teleskopiske lenker bli trukket tilbake etter gripende kontakt med foringsrørstrengen med gripeanordningen. Deretter svinges det strukturelle mellomstykket for å bevege foringsrørstrengen til senter av brønnen. I en annen utførelse omfatter gripeanordningen en enkelt ledd-elevator.

I et annet aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse et toppdriftsadapter for å gripe en foringsrørstreng i en ikke-vertikal posisjon med hensyn til senteret av en brønn som omfatter et rørgripende element for å gripe foringsrørstrengen i den ikke-vertikal posisjon, og et rørformet strukturelt mellomstykke for å presse det rørgripende element bort fra senteret av brønnen, der toppdriftsadapteret er roterbart i forhold til toppdriftsenheten og fluid kan strømme fra en toppdriftsanordning gjennom det rørgripende element.

I et annet aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse en anordning for

bruk med en toppdriftsenhet for å hente opp en foringsrørstreng fra et sted bort fra et senter av en brønn og beveger foringsrørstrengen mot senter av brønnen omfattende et rørgripende element festet til et strukturelt mellomstykke, der det strukturelle mellomstykket er tilpasset til å svinge det rørgripende element for å bevege foringsrørstrengen til senter av brønnen. I en utførelse innbefatter anordningen et rørtransportapparat for å transportere foringsrørstrengen til rørgripeelementet. Rørtransportapparatet kan omfatte en teleskopisk lenke for kopling av gripeapparatet til det rørgripende element, der den teleskopiske lenk er forlengbar fra rørgripeelementet og gripeapparatet. Fortrinnsvis omfatter den teleskopiske lenke en fluidbetjent stempel- og sylinderenhet.

I en annen utførelse tilveiebringer det strukturelle mellomstykket og gripeelementet fluidkommunikasjon til en indre diameter av foringsrørstrengen. I nok en utførelse omfatter det strukturelle mellomstykket et første rørelement svingbart med hensyn til et andre rørelement. Fortrinnsvis omfatter det strukturelle mellomstykket videre en stempel- og sylinderenhet tilpasset til å svinge det første rørelement i forhold til det andre rørelement.

I et annet aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for danning av en brønnboring med en rørstreng som har et førsterør og et andrerør. Fremgangsmåten innbefatter å tilveiebringe en toppdriftsenhet operativt forbundet til et momenthode, momenthodet har et holdeelement; kontakte den første rørvare med en rørhåndteringsarm; kontakte den første rørvare med den andre rørvare; aktivisere det holdene element for radielt å gripe det første rør; rotere det første rør i forhold til det andre rør; og rotere rørstrengen ved bruk av toppdriftsenheten, som dermed danner brønnboringen. I en utførelse omfatter rotasjon av det første rør med hensyn til det andre rør rotering av momenthodet. I en annen utførelse omfatter fremgangsmåten å aktivisere rørhåndteringsarmen for å rotere den første rørvare med hensyn til den andre rørvare. I nok en utførelse innbefatter fremgangsmåten også å utføre en del av en tilspenningsprosess ved bruk av rørhåndteringsarmen og komplettere tilspenningsprosessen ved bruk av toppdriftsenheten.

Aspekter ved den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en anordning for å kople et første rør med et andre rør omfattende et gripeelement for å kontakte det første rør; et transportelement for å posisjonere gripeelementer; og en spinner koplet til gripeelementet for rotasjon av det første rør. Spinneren kan aktiviseres for å rotere, fortrinnsvis kontinuerlig, det første rør i forhold til det andre rør. I en utførelse utfører spinneren en del av tilspenningsprosessen og toppdriftsanordningen utfører den gjenstående del av tilspenningsprosessen. Spinneren kan omfatte en motor og en eller flere rotasjonselementer for å engasjere det første rør. Det ene eller de flere rotasjonselementer omfatter en rulle. I en annen utførelse er et rotasjonstellende element anordnet og kan presses mot det første rør.

I en annen utførelse innbefatter anordningen en føler som reagerer på en posisjon til gripeelementet og innretninger for å minne posisjonen til gripeelementet, der anordningen er i stand til å returnere gripeelementet til den minnede posisjon. I nok en annen utførelse er gripeelementet fjernstyrt. I nok en utførelse er transportelementet koplet til en aksialt bevegelig basis. I nok en annen utførelse er anordningen montert på en skinne. I nok en utførelse omfatter transportelementet en teleskopisk arm. I nok en utførelse er den teleskopiske arm montert på en rotor som er svingbart montert på en basis. I nok en utførelse roterer spinneren det første rør relativt hurtigere enn en toppdriftsenhet.

I nok et aspekt tilveiebringer den foreliggende fremgangsmåte ved å forbinde en første rørvare til en andre rørvare. Fremgangsmåten innbefatter engasjering av det første rør ved bruk av et gripeelement forbundet til et transportelement; posisjonering av gripeelementet for å innrette det første rør med det andre rør; engasjere det første rør med det andre rør; og aktivisere gripeelementet for å rotere det første rør i forhold til det andre rør, derved forbinde det første rør til det andre rør. I en utførelse omfatter metoden videre bestemmelse av en posisjon av gripeelementet, der posisjonen til gripeelementet innretter det første rør med det andre rør, og husker posisjonene til gripeelementet. Metoden kan også innbefatte å gjenskape den huskede posisjon for å posisjonere et tredje rør. I nok en utførelse innbefatter fremgangsmåten også detektering av en rotasjon av det første rør. I nok en utførelse omfatter metoden videre å anordne et rotasjonstellende element for å detektere rotasjonen til det første rør.

I et annet aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse et toppdriftssystem for å danne en brønnboring med en rørvare omfattende en toppdriftsenhet, et gripehode operativt forbundet til toppdriftsenheten, og en rørhåndteringsarm. I en utførelse innbefatter den rørhåndterende arm et gripeelement for å engasjere røret, et transportelement for å posisjonere gripeelementet og en spinner for å forbinde det første rør til det andre rør. I en annen utførelse innbefatter toppdriftssystemet en elevator og en eller flere bøyler som operativt forbinder elevatoren til toppdriftsenheten. I nok en utførelse omfatter spinneren en eller flere rotasjonselementer for å gripe røret.

I nok et aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for dannelse av en brønnboring med en rørstreng som har et førsterør og et andrerør. Fremgangsmåten innbefatter å tilveiebringe en toppdriftsenhet operativt forbundet til et toppdriftsadapter, gripe det første rør med en rørhåndteringsarm, kople det første rør med det andre rør, rotere det første rør i forhold til det andre rør ved bruk av rørhåndteringsarmen, forbinde det første rør med toppdriftsadapteret og rotere rørstrengen ved bruk av toppdriftsenheten for dermed å danne brønnboringen. I en utførelse omfatter fremgangsmåten også innretting av det første rør med det andre rør. Fremgangsmåten kan også innbefatte manipulering av rørhåndteringsarmen for å rette inn det første rør med det andre rør. I nok en utførelse innbefatter fremgangsmåten at toppdriftsenheten leverer et større moment enn rørhåndteringsarmen. I nok en utførelse roterer rørhåndteringsarmen det første rør hurtigere enn toppdriftsenheten. I nok en utførelse innbefatter fremgangsmåen å forbinde rørstrengen med en holdeklave. I nok en utførelse innbefatter fremgangsmåten sementering av rørstrengen.

I et annet aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse et toppdriftadapter for bruk med en toppdriftsenhet for å gripe en rørvare omfattende et hus operativt forbundet til toppdriftsenheten, et antall holdeelementer omkretsmessig plassert i huset for å gripe rørvaren, der antallet med holdeelementer er radialt utskyvbare for å gripe en ytre del av rørvaren. I en utførelse er den radiale bevegelsen av antallet holderelementer i hovedsak horisontal. I en annen utførelse innbefatter anordningen en innsats plassert på antallet holderelementer. I en ytterligere utførelse er innsatsen aksialt bevegelig i forhold til antallet holderelementer. I en ytterligere utførelse er en kontaktflate mellom innsatsen og antallet holderelementer tilspisset i forhold til en senterakse. I nok en utførelse er et spennelement anordnet for å bevege innsatsen. I nok en utførelse omfatter hvert av antallet holdeelementer en kjeft. I nok en utførelse omfatter den en stempel- og sylinderenhet for å bevege kjeften radialt for å gripe rørvaren. I nok en utførelse er kjeften svingbart forbundet til stempel- og sylinderenheten. I nok en utførelse blir en aksial last som virker på antallet holdeelementer overført til huset. I nok en utførelse griper antallet med holdeelementer en kopling på rørvaren. I nok en utførelse blir en aksial last overført fra koplingen til antallet holdeelementer. I en ytterligere utførelse innbefatter anordningen også en ledeplate for å lede rørvaren inn i huset. I en ytterligere utførelse er ledeplaten justerbar for å lede rørvarer med ulike dimensjoner. I nok en utførelse innbefatter anordningen også et rørstoppelement plassert i huset. I en ytterligere utførelse innbefatter anordningen også et sirkuleringsverktøy plassert i huset. I nok en utførelse står sirkuleringsverktøyet i fluidkommunikasjon med toppdriftsenheten.

I et annet aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse en anordning for kopling av en første rørvare med en andre rørvare omfattende et gripeelement for å kontakte det første rør, et transportelement for å posisjonere gripeelementet, og en spinner koplet til gripeelementet for å rotere den første rørvare. I en utførelse roterer spinneren det første rør i forhold til det andre rør. I en annen utførelse roterer spinneren kontinuerlig det første rør til det andre rør for å innspenne koplingen. I en ytterligere utførelse omfatter anordningen også et rotasjonstellende element. I nok en utførelse omfatter anordningen en føler som reagerer på en posisjon til gripeelementet og innretninger for å huske posisjonen til gripeelementet, der anordningen er i stand til å returnere gripeelementet til den minnede posisjon. I en ytterligere utførelse er gripeelementet fjernstyrt. I nok en utførelse er transportelementet koplet til en aksialt bevegelig basis.

I et annet aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for danning av en brønnboring med en rørstreng som har et førsterør og et andrerør omfattende å tilveiebringe en toppdriftsenhet operativt forbundet til et toppdriftsadapter, gripe det første rør med en rørhåndteringsarm, forbinde det første rør med det andre rør, rotere det første rør i forhold til det andre rør ved bruk av rørhåndteringsarmen, forbinde det første rør med toppdriftsadapteret og rotere rørstrengen ved bruk av toppdriftsenheten for derved å danne brønnboringen.

Mens det foranstående er rettet mot utførelser av den foreliggende oppfinnelse kan andre og ytterligere utførelser av oppfinnelsen fremkomme uten å avvike fra det grunnleggende omfang av denne, og omfanget til denne er bestemt av kravene som følger.

Claims

1. Anordning for bruk med en toppdriftsenhet (50), omfattende: en svingbar mekanisme (345) som kan forbindes til en nedre ende av toppdriftsenheten (50); et toppdriftsadapter (40) forbundet nær ved en nedre ende av den svingbare mekanisme (345) og bevegelig, under bruk, mot og bort fra toppdriftsenheten (50) med den svingbare mekanisme (345), idet toppdriftsadapteret (40) er i stand til å overføre vridningsmoment til en brønnboringsrørvare (30, 65);karakterisert veden rørtransportanordning forbundet til en nedre ende av toppdriftsadapteret (40), der rørtransportanordningen er tilpasset til å levere brønnboringsrørvare (30, 65) til inngrep med toppdriftsadapteret (40).

2. Anordning som angitt i krav 1,karakterisert vedat rørtransportanordningen omfatter en teleskopisk lenk (390) forlengbar fra toppdriftsadapteret (40) og en gripeanordning (394) for gripende inngrep med foringsrørstrengen (30, 65).

3. Anordning som angitt i krav 2,karakterisert vedat den teleskopiske lenk (390) omfatter en fluidaktivisert stempel- og sylinderenhet (393, 392).

4. Anordning som angitt i krav 2,karakterisert vedat gripeanordningen omfatter en elevator (70).

5. Anordning som angitt i krav 1,karakterisert vedat den svingbare mekanisme (345) omfatter et rørelement (341) svingbart forbundet til en leddet arm (342), der den leddede arm (342) er svingbar, under bruk, mot og bort fra toppdriftsenheten (50).

6. Anordning som angitt i krav 5,karakterisert vedat et hydraulisk aktivisert stempel (348) inne i en sylinder (343) er svingbart forbundet i en ende til den leddede arm (342) og i en annen ende til det rørformede element (341).

7. Anordning som angitt i krav 1,karakterisert vedat den svingbare mekanisme (345) omfatter en boring gjennom seg for fluidkommunikasjon.

8. Anordning som angitt i krav 1,karakterisert vedat toppdriftsadapteret (40) omfatter: et hus (205); et antall holdeelementer (240) omkretsmessig plassert i huset (205) for å gripe brønnboringsrørvaren (30, 65), der antallet holdeelementer (240) er radialt forlengbare for å gripe en ytre del av brønnboringsrørvaren.

9. Anordning som angitt i krav 8,karakterisert vedat den radiale bevegelse av antallet med holdeelementer (240) er stort sett horisontal.

10. Anordning som angitt i krav 8,karakterisert vedat den videre omfatter en innsats (260) anordnet på antallet med holdeelementer.

11. Anordning som angitt i krav 8,karakterisert vedat hvert av de mange holdeelementer omfatter en kjeft (245).

12. Anordning som angitt i krav 8,karakterisert vedat en aksial last som virker på antallet med holdeelementer (240) blir overført til huset (205).

13. Anordning som angitt i krav 8,karakterisert vedat den videre omfatter en ledeplate (290) for å lede brønnboringsrørvaren (30) inn i huset.

14. Fremgangsmåte for boring med foringsrør med en toppdriftsenhet, omfattende: tilveiebringe et rørgripende element svingbart forbundet til toppdriftsenheten, der det rørgripende element er roterbart med toppdriftsenheten;karakterisert ved: svinge det rørgripende element bort fra brønnens senter; levere et foringsrør mot det rørgripende element ved bruk av et rørtransportapparat koplet til det rørgripende element; gripe foringsrøret med det rørgripende element; og svinge det rørgripende element mot brønnens senter.

15. Fremgangsmåte som angitt i krav 14,karakterisert vedat den videre omfatter innretting av foringsrøret med et andre foringsrør ved bruk av en rørposisjonerende anordning.

16. Fremgangsmåte som angitt i krav 15,karakterisert vedat den videre omfatter rotasjon av foringsrøret ved bruk av den rørposisjonerende anordning.

17. Fremgangsmåte som angitt i krav 16,karakterisert vedat den videre omfatter rotasjon av foringsrøret ved bruk av toppdriftsenheten.

18. Fremgangsmåte som angitt i krav 15,karakterisert vedat den videre omfatter å huske eller minne en posisjon til den rørposisjonerende anordning.

19. Fremgangsmåte som angitt i krav 14,karakterisert vedat den videre omfatter sirkulering av et fluid i foringsrøret.

20. Fremgangsmåte som angitt i krav 14,karakterisert vedat den videre omfatter kopling av foringsrøret til et andre foringsrør som har en skjærende struktur plassert i sin nedre ende anbrakt i en formasjon.

21. Fremgangsmåte som angitt i krav 20,karakterisert vedat den videre omfatter rotasjon av det andre foringsrør mens det andre foringsrør presses ned i formasjonen.

22. Fremgangsmåte som angitt i krav 21,karakterisert vedat den videre omfatter sirkulering av et fluid inn i toppdriftsenheten og det andre foringsrør.

23. Fremgangsmåte som angitt i krav 14,karakterisert vedat det rørgripende element omfatter et vridningsmomenthode.

24. Fremgangsmåte som angitt i krav 23,karakterisert vedat vridningsmomenthodet omfatter et hus og et antall med holdeelementer plassert i huset for å gripe rørvaren, der antallet med gripeelementer er aktiviserbare radialt for å gripe rørvaren.

25. Fremgangsmåte som angitt i krav 14,karakterisert vedat et strukturelt mellomstykke svingbart forbinder det rørgripende element til toppdriftsenheten.

26. Fremgangsmåte som angitt i krav 25,karakterisert vedat fluid er strømbart gjennom en boring gjennom det strukturelle mellomstykket.

27. Fremgangsmåte som angitt i krav 26,karakterisert vedat det strukturelle mellomstykket er rotasjonsmessig fiksert i forhold til det rørgripende element og er roterbart i forhold til toppdriftsenheten.