NO336243B1 - Plier positioning systems and method for positioning a power plunger around an oilfield connection - Google Patents
Plier positioning systems and method for positioning a power plunger around an oilfield connectionInfo
- Publication number
- NO336243B1 NO336243B1 NO20054010A NO20054010A NO336243B1 NO 336243 B1 NO336243 B1 NO 336243B1 NO 20054010 A NO20054010 A NO 20054010A NO 20054010 A NO20054010 A NO 20054010A NO 336243 B1 NO336243 B1 NO 336243B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- frame
- connection
- positioning system
- pliers
- pipe
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 24
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 21
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 claims 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 210000000080 chela (arthropods) Anatomy 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Surgical Instruments (AREA)
- Multi-Conductor Connections (AREA)
- Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
Description
Oppfinnelsesområdet The field of invention
Denne oppfinnelse vedrører tangposisjoneringssystemer og fremgangs-måter for å posisjonere en krafttang omkring en oljefelt-rørforbindelse. Mer spesielt beveger det motordrevne tangposisjoneringssystem krafttangen sikkert og pålitelig til inngrep med og ut av inngrep med rørforbindelsen. This invention relates to tong positioning systems and methods for positioning a power tong around an oil field pipe connection. More specifically, the motorized pliers positioning system moves the power pliers safely and reliably into and out of engagement with the pipe connection.
Bakgrunn for oppfinnelsen Background for the invention
US 4843945A omtaler et apparat for å posisjonere en krafttangsammenstilling. Nærmere bestemt omhandler publikasjonen en ramme for opplagring av krafttangsammenstillingen, og rammesammenstillingen er posisjonerbar mellom en første, innaktiv posisjon på et riggdekk hvor krafttangsammenstillingen er tilbaketrukket. Rammen er videre dreibart opphengt fra en aksel. Dette tillater at en bevegelig støtteramme, som opplagrer krafttangsammenstillingen, forblir i en generelt vertikal orientering ettersom den reposisjoneres for å oppta rørforbindel-sen for å løsne rørforbindelsen som er innrettet med brønnaksen. US 4843945A discloses an apparatus for positioning a forceps assembly. More specifically, the publication deals with a frame for storing the forceps assembly, and the frame assembly is positionable between a first, inactive position on a rig deck where the forceps assembly is retracted. The frame is further rotatably suspended from an axle. This allows a movable support frame, which supports the forceps assembly, to remain in a generally vertical orientation as it is repositioned to receive the pipe connection to loosen the pipe connection aligned with the well axis.
I konvensjonelle operasjoner med innføring og opphenting av rørstreng er det nødvendig å "kople" eller "løsne" gjengeforbindelsene mellom produksjonsrør-, foringsrør- eller rørlengder nær riggulvet. Generelt blir en første rørlengde posisjonert inne i borehullet og en andre rørlengde posisjonert over den første. En motordrevet tang bringes til forbindelsesarealet av de to rørlengder og roteres for enten å kople eller løsne forbindelsen. En støttetang kan også anvendes for å hindre rotasjon av den nedre rørlengde når tangen kopler eller løsner den øvre rørlengde. In conventional string insertion and retrieval operations, it is necessary to "coup" or "uncoup" the threaded connections between lengths of production pipe, casing, or pipe near the rig floor. Generally, a first length of pipe is positioned inside the borehole and a second length of pipe is positioned above the first. A motor-driven pliers is brought to the connection area of the two lengths of pipe and rotated to either connect or disconnect the connection. A support pliers can also be used to prevent rotation of the lower pipe length when the pliers connect or detach the upper pipe length.
Å bringe tangen til gjengeforbindelsen kan være en langvarig, arbeids-krevende og endog farlig operasjon. Tangen må først bringes til produksjonsrøret, foringsrøret eller rørstrengen, noe som kan kreve en betraktelig innsats av beregn-ing og anstrengelser. Ofte må én eller flere personlige operatører "manøvrere" eller manipulere tangen manuelt over borehullet eller den andre rørlokalisering for å posisjonere tangen riktig på rørstrengen. På grunn av størrelsen og vekten av tenger og kompleksitetene ved koplings- og løsneoperasjonene kan dette ikke utføres lett eller hurtig. Bringing the pliers to the threaded connection can be a lengthy, labor-intensive and even dangerous operation. The pliers must first be brought to the production pipe, casing or pipe string, which can require a considerable amount of calculation and effort. Often, one or more personal operators must "maneuver" or manipulate the tong manually over the borehole or other pipe location to properly position the tong on the pipe string. Due to the size and weight of pliers and the complexities of the coupling and uncoupling operations, this cannot be done easily or quickly.
Systemer har vært utviklet for å lette manøvrering av tangen i forhold til riggulvet og således rørstrengen. Noen systemer styrer tangen på et spor eller skinne montert på riggulvet. Dette er ikke ideelt ettersom systemet opptar verdifull riggulvplass og krever generelt en permanent installasjon. Andre systemer anvender magneter for midlertidig å feste en tangunderstøttelsesramme på riggulvet. Av en rekke forskjellige grunner har den tidligere kjente teknikk mangler og mye tid og omkostninger anvendes for å bevege tangen til eller fra produksjonsrør-, foringsrøret- eller rørforbindelsen før og etter hver koplings- eller løsneoperasjon. Et bedre tangposisjoneringssystem trengs derfor som er mer sikkert, pålitelig og effektivt å operere. Systems have been developed to facilitate maneuvering of the tongs in relation to the rig floor and thus the pipe string. Some systems control the tongs on a track or rail mounted on the rig floor. This is not ideal as the system takes up valuable rig floor space and generally requires a permanent installation. Other systems use magnets to temporarily attach a tow support frame to the rig floor. For a variety of reasons, the prior art is deficient and much time and expense is used to move the pliers to or from the production pipe, casing, or tubing connection before and after each coupling or disconnection operation. A better forceps positioning system is therefore needed that is more secure, reliable and efficient to operate.
Disse mangler ved den tidligere kjente teknikk overvinnes ved den foreliggende oppfinnelse, og et forbedret tangposisjoneringssystem vises i det følg-ende for pålitelighet og sikker bevegelse av en krafttang i forhold til en borerigg mellom en aktiv posisjon hvor den motordrevne tang er posisjonert for å kople eller løsne en forbindelse, og en inaktiv posisjon hvor krafttangen er anordnet i lateral avstand fra forbindelsen. These deficiencies of the prior art are overcome by the present invention, and an improved tong positioning system is shown below for reliable and safe movement of a power tong relative to a drilling rig between an active position where the motor-driven tong is positioned to engage or release a connection, and an inactive position where the forceps are arranged at a lateral distance from the connection.
Oppsummering av oppfinnelsen Summary of the invention
Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås ved et tangposisjoneringssystem ifølge krav 1, og som videre er utdypet i krav 2 til og med 13. The objectives of the present invention are achieved by a pliers positioning system according to claim 1, and which is further elaborated in claims 2 to 13 inclusive.
Videre oppnås målene med foreliggende oppfinnelse ved en fremgangsmåte ifølge krav 14, og som videre utdypet i krav 15 til og med 20. Furthermore, the objectives of the present invention are achieved by a method according to claim 14, and as further elaborated in claims 15 to 20 inclusive.
Målene oppnås videre ved et tangposisjoneringssystem ifølge krav 21, som videre er utdypet i krav 22 til og med 25. The goals are further achieved by a pliers positioning system according to claim 21, which is further elaborated in claims 22 to 25 inclusive.
Videre oppnås målene med et tangposisjoneringssystem ifølge krav 26, som videre er utdypet i krav 27 til og med 32. Furthermore, the objectives are achieved with a pliers positioning system according to claim 26, which is further elaborated in claims 27 to 32.
Enda videre oppnås målene ved tangposisjoneringssystem ifølge krav 33, som videre er utdypet i krav 34 til og med 38. Even further, the objectives are achieved by the pliers positioning system according to claim 33, which is further elaborated in claims 34 to 38.
Et automatisert tangposisjoneringssystem tilveiebringes for å posisjonere en krafttang omkring en oljefelt-rørforbindelse, hvori krafttangen roterbart kopler og løsner forbindelsen på en rigg over en brønn. En ramme er bevegelig i forhold til en øvre rørlengde og en nedre rørlengde. En teleskopisk holdersammenstilling inkluderer en forlengbar arm og en holderanordning. Den lateralt forlengbare arm er festet til rammen og har en utliggerende som kan forlenges mot rørforbindelsen. Holderanordningen på utliggerenden er posisjonert i en hovedsakelig forut be stemt posisjon i forhold til rørforbindelsen. Utliggerenden av den forlengbare arm kan trekkes tilbake for deretter å bevege krafttangen lateralt mot rørforbindelsen. An automated tong positioning system is provided for positioning a power tong around an oil field pipe connection, wherein the power tong rotatably engages and disengages the connection on a rig above a well. A frame is movable in relation to an upper pipe length and a lower pipe length. A telescopic holder assembly includes an extendable arm and a holder assembly. The laterally extendable arm is attached to the frame and has a cantilever end that can be extended towards the pipe connection. The holder device on the cantilever end is positioned in a mainly predetermined position in relation to the pipe connection. The cantilever end of the extendable arm can be retracted to then move the forceps laterally towards the pipe connection.
En motordrift er foretrukket inkludert for å forlenge og trekke tilbake den forlengbare arm. Motordriften kan omfatte én eller flere hydraulisk drevne sylindere, og/eller en mekanisme med tannstang og tanndrev. En foretrukket utførelses-form av motordriften kan for mange anvendelser inkludere en elektrisk drevet servomotor som driver en skruemekanisme for lateralt å bevege holderanordningen mot og bort fra forbindelsen. A motor drive is preferably included to extend and retract the extendable arm. The engine operation may comprise one or more hydraulically driven cylinders, and/or a mechanism with rack and pinion. A preferred embodiment of the motor drive may for many applications include an electrically powered servo motor that drives a screw mechanism to laterally move the holder assembly toward and away from the joint.
Holderanordningen kan gå til inngrep enten med det nedre rør eller det øvre rør. Holderanordningen kan definere en regulerbar åpning for selektiv utvid-else eller innsnevring av den regulerbare åpning, slik at den regulerbare åpning kan utvides for vesentlig å passere én av det øvre og det nedre rør gjennom den regulerbare åpning, og kan deretter innsnevres for i det minste delvis å omslutte nevnte én av det øvre og det nedre rør for avtakbart å feste holderanordningen til én av det øvre og det nedre rør. The holder device can engage either the lower tube or the upper tube. The holder device can define an adjustable opening for selective expansion or narrowing of the adjustable opening, so that the adjustable opening can be expanded to substantially pass one of the upper and lower tubes through the adjustable opening, and can then be narrowed for at least partially enclosing said one of the upper and lower tubes to removably attach the holder device to one of the upper and lower tubes.
Holderanordningen kan ha motstående holderarmer som er lateralt bevegelig i retning mot og bort fra hverandre. Holderarmene definerer den regulerbare åpning mellom holderarmene, slik at bevegelse av holderarmene mot hverandre innsnevrer den regulerbare åpning, og bevegelse av holderarmene bort fra hverandre utvider den regulerbare åpning. I det minste en hydraulisk eller pneu-matisk sylinder kan være inkludert for å bevege i det minste én av holderarmene for selektivt å innsnevre eller utvide den regulerbare åpning. The holder device can have opposing holder arms which are laterally movable in the direction towards and away from each other. The holder arms define the adjustable opening between the holder arms, so that movement of the holder arms towards each other narrows the adjustable opening, and movement of the holder arms away from each other widens the adjustable opening. At least one hydraulic or pneumatic cylinder may be included to move at least one of the holder arms to selectively narrow or widen the adjustable opening.
Holderanordningen kan alternativt omfatte et magnetisk element for magnetisk å posisjonere og fastholde utliggerenden i forhold til en magnetisk søyle-struktur separat fra tangposisjoneringssystemet. Den magnetiske søyle kan være hovedsakelig faststående i forhold til rørforbindelsen, og det magnetiske element kan inkludere en elektromagnetisk del. The holder device can alternatively comprise a magnetic element for magnetically positioning and retaining the cantilever end in relation to a magnetic column structure separately from the tongs positioning system. The magnetic column may be substantially fixed relative to the pipe connection, and the magnetic element may include an electromagnetic part.
Et lavfriksjonselement kan være posisjonert hovedsakelig mellom holderanordningen og nevnte én av det øvre rør og det nedre rør. Holderanordningen kan ytterligere omfatte en bueformet anleggsoverflate for anlegg med én av det øvre rør og det nedre rør. A low-friction element may be positioned mainly between the holder device and said one of the upper tube and the lower tube. The holder device can further comprise an arc-shaped installation surface for installation with one of the upper pipe and the lower pipe.
Et løftelement kan inkluderes som avtakbart kan festes til rammen for i det minste delvis å oppveie vekten av rammen før rammen beveges mot rørforbind- eisen. Løfteelementet kan omfatte en kabel som bæres fra en løfteanordning strukturelt separat fra rammen. Kabelen kan være bevegelig hovedsakelig oppover og nedover for selektivt å oppveie vekten av rammen. A lifting member can be included which can be removably attached to the frame to at least partially offset the weight of the frame before the frame is moved towards the pipe fitting. The lifting element may comprise a cable which is carried from a lifting device structurally separate from the frame. The cable can be movable mainly up and down to selectively offset the weight of the frame.
En avstandskasse kan være inkludert og som kan posisjoneres inntil rør-forbindelsen, for i det minste delvis å understøtte vekten av rammen på avstandskassen. Regulerbare ben kan også være inkludert og som er bevegelige opp og ned for å regulere høyden av ATPS (automatisert tangposisjoneringssystem). A spacer box can be included and which can be positioned next to the pipe connection, in order to at least partially support the weight of the frame on the spacer box. Adjustable legs can also be included and move up and down to adjust the height of the ATPS (Automated Pliers Positioning System).
Et motvektselement kan være anordnet for å kompensere for den forlengbare arm. Motvektselementet kan inkludere en vekt som bæres av og er bevegelig i forhold til rammen. A counterweight element may be provided to compensate for the extendable arm. The counterweight element may include a weight which is carried by and is movable relative to the frame.
Minst ett fleksibelt element kan være festet til rammen for rotasjonsmessig å innrette rammen og tangen understøttet derpå på linje i forhold til rør-forbindelsen. At least one flexible element can be attached to the frame to rotationally align the frame and the pliers supported thereon in line with the pipe connection.
En støttetang kan understøttes på rammen for holde én av øvre og nedre rør stasjonært mens krafttangen roterer den andre ende av det øvre og nedre rør. A support tong can be supported on the frame to hold one of the upper and lower tubes stationary while the power tong rotates the other end of the upper and lower tubes.
Disse og ytterligere trekk og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse vil fremgå tydelig av den følgende detaljerte beskrivelse, hvori det vises til figurene i de vedføyde tegninger. These and further features and advantages of the present invention will appear clearly from the following detailed description, in which reference is made to the figures in the attached drawings.
Kort beskrivelse av tegningene Brief description of the drawings
Figurene 1-10 illustrerer en utførelsesform av et automatisert tangposisjoneringssystem (ATPS) i forskjellige operasjonsposisjoner. Figur 1 viser et sideriss av ATPS med den teleskopiske holdersammenstilling i den fullt tilbaketrukne posisjon. Figur 2 viser et toppriss av ATPS med den teleskopiske holdersammenstilling i den fullt tilbaketrukne posisjon av figur 1. Figur 3 viser et sideriss av ATPS med den teleskopiske holderanordning i den delvis forlengede posisjon. Figur 4 viser et toppriss av ATPS med den teleskopiske holdersammenstilling i den delvis forlengede posisjon i figur 1. Figur 5 viser et sideriss av ATPS med den teleskopiske holdersammenstilling i den fullt forlengede posisjon. Figur 6 viser et toppriss av ATPS med den teleskopiske holdersammenstilling i den fullt forlengede posisjon i figur 5. Figur 7 viser et sideriss av ATPS med den teleskopiske holdersammenstilling i den fullt forlengede posisjon, festet til det øvre rørsegment. Figur 8 viser et toppriss av ATPS med den teleskopiske holdersammenstilling i den fullt forlengede og sikrede posisjon i figur 7. Figur 9 viser et toppriss av ATPS med den teleskopiske holdersammenstilling festet til det øvre rørsegment etter at den teleskopiske holdersammenstilling har beveget seg tilbake til den fullstendig tilbaketrukne posisjon. Figur 10 viser et toppriss av ATPS med den teleskopiske holdersammenstilling i den sikrede og på nytt tilbaketrukne posisjon i figur 9. Figurene 11-20 viser en ytterligere utførelsesform av et automatisert tangposisjoneringssystem (ATPS) i forskjellige operasjonsposisjoner. Figur 11 viser et sideriss av ATPS med den teleskopiske holdersammenstilling i den fullt tilbaketrukne posisjon. Figur 12 et toppriss av ATPS med den teleskopiske holdersammenstilling i den fullt tilbaketrukne posisjon i figur 11. Figur 13 viser et sideriss av ATPS med den teleskopiske holdersammenstilling i den delvis forlengede posisjon. Figur 14 viser et toppriss av ATPS med den teleskopiske holdersammenstilling i den delvis forlengede posisjon i figur 13. Figur 15 viser et sideriss av ATPS med den teleskopiske holdersammenstilling i den fullt forlengede posisjon. Figur 16 viser et toppriss av ATPS med den teleskopiske holdersammenstilling i den fullt forlengede posisjon i figur 15. Figur 17 viser et sideriss av ATPS med den teleskopiske holdersammenstilling i den fullstendig forlengede posisjon, festet til det nedre rørsegment. Figur 18 viser et toppriss av ATPS med den teleskopiske holdersammenstilling i den fullt forlengede og sikrede posisjon i figur 17. Figur 19 viser et toppriss av ATPS med den teleskopiske holdersammenstilling festet til det nedre rørsegment etter at den teleskopiske holdersammenstilling har beveget seg tilbake til den fullstendig tilbaketrukne posisjon. Figur 20 viser et sideriss av ATPS med den teleskopiske holdersammenstilling i den sikrede og på nytt tilbaketrukne posisjon i figur 19. Figur 21 illustrerer en utførelsesform av ATPS omfattende en magnetisk holderanordning. Figur 22 illustrerer en utførelsesform av ATPS som inkluderer et motvektselement, et system med tannstang og tanndrev, og regulerbare ben. Figur 23 illustrerer en utførelsesform av ATPS som inkluderer en støtte-tang for inngrep med det nedre rørsegment. Figur 24 illustrerer en motordrivmekanisme omfattende en elektrisk drevet trinnmotor og en snekkedrevmekanisme. Figures 1-10 illustrate an embodiment of an automated tongs positioning system (ATPS) in different operating positions. Figure 1 shows a side view of the ATPS with the telescopic holder assembly in the fully retracted position. Figure 2 shows a top view of the ATPS with the telescopic holder assembly in the fully retracted position of Figure 1. Figure 3 shows a side view of the ATPS with the telescopic holder assembly in the partially extended position. Figure 4 shows a top view of the ATPS with the telescopic holder assembly in the partially extended position in Figure 1. Figure 5 shows a side view of the ATPS with the telescopic holder assembly in the fully extended position. Figure 6 shows a top view of the ATPS with the telescopic holder assembly in the fully extended position in Figure 5. Figure 7 shows a side view of the ATPS with the telescopic holder assembly in the fully extended position, attached to the upper tube segment. Figure 8 shows a top view of the ATPS with the telescopic holder assembly in the fully extended and secured position of Figure 7. Figure 9 shows a top view of the ATPS with the telescopic holder assembly attached to the upper tube segment after the telescopic holder assembly has moved back to the fully retracted position. Figure 10 shows a top view of the ATPS with the telescopic holder assembly in the secured and re-retracted position of Figure 9. Figures 11-20 show a further embodiment of an automated tongs positioning system (ATPS) in various operational positions. Figure 11 shows a side view of the ATPS with the telescopic holder assembly in the fully retracted position. Figure 12 is a top view of the ATPS with the telescopic holder assembly in the fully retracted position in Figure 11. Figure 13 shows a side view of the ATPS with the telescopic holder assembly in the partially extended position. Figure 14 shows a top view of the ATPS with the telescopic holder assembly in the partially extended position in Figure 13. Figure 15 shows a side view of the ATPS with the telescopic holder assembly in the fully extended position. Figure 16 shows a top view of the ATPS with the telescopic holder assembly in the fully extended position of Figure 15. Figure 17 shows a side view of the ATPS with the telescopic holder assembly in the fully extended position, attached to the lower tube segment. Figure 18 shows a top view of the ATPS with the telescopic holder assembly in the fully extended and secured position of Figure 17. Figure 19 shows a top view of the ATPS with the telescopic holder assembly attached to the lower tube segment after the telescopic holder assembly has moved back to the fully retracted position. Figure 20 shows a side view of the ATPS with the telescopic holder assembly in the secured and re-retracted position in Figure 19. Figure 21 illustrates an embodiment of the ATPS comprising a magnetic holder device. Figure 22 illustrates an embodiment of the ATPS that includes a counterweight element, a rack and pinion system, and adjustable legs. Figure 23 illustrates an embodiment of the ATPS that includes a support tong for engagement with the lower pipe segment. Figure 24 illustrates a motor drive mechanism comprising an electrically driven stepper motor and a worm drive mechanism.
Detaljert beskrivelse av foretrukne utførelsesformer Detailed description of preferred embodiments
Figurene 1-10 viser en foretrukket utførelsesform av et automatisert tangposisjoneringssystem (ATPS) 10 posisjonert over et riggulv 12 inntil et borehull 14. Et nedre rørsegment 18 er posisjonert hovedsakelig inne i borehullet 14. Et øvre rørsegment 16 er posisjonert over det nedre rørsegment 18 for etterfølgende forbindelse til det nedre rørsegment 18 via en gjengeforbindelse eller gjengeskjøt 24. Øvre og nedre rørsegmenter 16, 18 kan være produksjonsrør, foringsrør, borerør eller andre rørelementer anvendt innen operasjoner med boring, opphenting og brønnettersyn. Figures 1-10 show a preferred embodiment of an automated tong positioning system (ATPS) 10 positioned above a rig floor 12 next to a borehole 14. A lower pipe segment 18 is positioned mainly inside the borehole 14. An upper pipe segment 16 is positioned above the lower pipe segment 18 for subsequent connection to the lower pipe segment 18 via a threaded connection or threaded joint 24. Upper and lower pipe segments 16, 18 can be production pipes, casing pipes, drill pipes or other pipe elements used in drilling, retrieval and well inspection operations.
ATPS 10 kan normalt være anordnet i vertikal avstand fra riggulvet 12 ved hjelp av en avstandskasse 20, som vist i figurene 1-10, eller ved hjelp av regulerbare ben 21, som vist i figur 22. En løftekabel 22 er forbundet til ATPS 10 med tilstrekkelig slakk i kabelen 22 slik at noe eller hele vekten av ATPS 10 hviler på avstandskassen 20 og/eller riggulvet 12. Løftekabelen 22 er i stand til deretter å løfte og bære ATPS 10 over avstandskassen 20. En krafttang 26 er festet til en ramme 28, idet denne ramme 28 også bærer andre komponenter av ATPS 10, inklusive en støttetang 31 (se figur 23) for roterbart å holde segmentet 18 på plass. Støttetangen 31 kan også i det vesentlige hindre rotasjon av ATPS 10 omkring forbindelsen 24 under koplingsoperasjonen. En teleskopisk holdersammenstilling 40 understøttet på rammen 28 er vist i figur 1 i en fullt tilbaketrukket posisjon. Den teleskopiske holdersammenstilling 40 kan deretter anvendes for å for lenges mot og omslutte det øvre rørsegment 16. Figur 2 viser et toppriss av den teleskopiske holdersammenstilling i den fullt tilbaketrukne posisjon i figur 1. Figur 3 viser et sideriss av ATPS 10 med den teleskopiske holdersammenstilling 40 i en delvis forlenget posisjon, som strekker seg mot det øvre rørseg-ment 16. ATPS 10 forblir foretrukket på avstandskassen 20 eller regulerbare ben når den teleskopiske holdersammenstilling 40 utvides. Figur 4 viser et toppriss av den delvis forlengede teleskopiske holdersammenstilling 40 i figur 3. Den teleskopiske holdersammenstilling inkluderer en teleskoparm 42 for å forlenge den teleskopiske holdersammenstilling 40 mot segmentene 16,18. Teleskoparmen 42 kan omfatte minst én hydraulisk sylinder, og foretrukket et par av sylindere 43, 44 posisjonert på motsatte sider av senterlinjen gjennom rørstrengen under forlengelse av teleskoparmen 42. En holderanordning 46 er understøttet på teleskoparmen 42 for etterfølgende omslutning av det øvre rørsegment 16. Holderanordningen 46 kan inkludere motsatte holderarmer47, 48 som kan være lateralt bevegbare via sylindere 49, 50. Figur 5 viser et sideriss av ATPS 10 med den teleskopiske holdersammenstilling 40 i en fullt forlenget posisjon, med holderanordningen 46 inntil og/eller i vesentlig kontakt med det øvre rørsegment 16. Figur 6 viser et toppriss av den fullstendig forlengede teleskopiske holdersammenstilling 40 i figur 5. Når de først er posisjonert som vist i figur 5 kan holderarmene 47, 48 da lukkes omkring det øvre rørsegment 16 ved aktivering av sylinderne 49, 50 for å feste holdersammenstilling 40 omkring det øvre rørsegment 16. Figur 6 viser et toppriss av den fullt forlengede teleskopiske holdersammenstilling 40 i figur 5. Når den først er posisjonert som vist i figur 5 kan holderarmene 47, 48 da lukkes omkring det øvre rørsegment 16 ved å aktivere sylinderne 49, 50 for å feste holderanordningen 46 omkring det øvre rørsegment 16. Figur 7 viser et sideriss av ATPS 10, med den teleskopiske holdersammenstilling 40 i den fullt forlengede posisjon, og med holderarmene 47, 48 beveget lateralt innover for å gripe det øvre rørsegment 16 og feste holderanordningen 46 til det øvre rørsegment 16. Figur 8 viser et toppriss av den fullstendig forlengede og fastsatte teleskopiske holdersammenstilling 40 i figur 7. I dette trinn kan ATPS 10 være gjort lettere og løftet opp fra avstandskassen 20 ved bruk av løftekabelen 22. ATPS 10 er nå innrettet på linje med det øvre rørsegment 16 og klar til å bli beveget mot forbindelsen 24. Figur 9 viser et snittriss av ATPS 10, med den teleskopiske holdersammenstilling 40 festet til det øvre rørsegment 16 og etter at den teleskopiske holdersammenstilling 40 har beveget seg til en tilbaketrukket posisjon. Ved å trekke tilbake den teleskopiske holdersammenstilling 40 mens holderanordningen 46 er festet omkring det øvre rørsegment 16 beveges ATPS 10 innover mot det øvre rørsegment 16 for å bringe tangen 26 i posisjon omkring forbindelsen 24. Tangen 26 blir således automatisk posisjonert for å kople eller løsne forbindelsen 24. Figur 10 viser et toppriss av ATPS 10 i figur 9. Figurene 11-20 illustrerer en alternativ utførelsesform av tangposisjoneringssystemet, som kan monteres direkte på riggulvet uten en avstandskasse i forskjellige operasjonsposisjoner. Figur 11 viser et sideriss av ATPS med den teleskopiske holdersammenstilling i den fullt tilbaketrukne posisjon. Figur 12 viser et toppriss av ATPS med den teleskopiske holdersammenstilling i den fullt tilbaketrukne posisjon i figur 11. Figur 13 viser et sideriss av ATPS med den teleskopiske holdersammenstilling i en delvis forlenget posisjon. Figur 14 viser et toppriss av ATPS med den teleskopiske holdersammenstilling i den delvis forlengede posisjon i figur 13. Figur 15 viser et sideriss av ATPS med den teleskopiske holdersammenstilling i den fullt forlengede posisjon. Figur 16 viser et toppriss av ATPS med den teleskopiske holdersammenstilling i den fullt forlengede posisjon. Figur 17 viser et sideriss av ATPS med den teleskopiske holdersammenstilling i den fullt forlengede posisjon, festet til den nedre rørsegment. Figur 18 viser et toppriss av ATPS med den teleskopiske holdersammenstilling i den fullt forlengede og fastsatte posisjon i figur 17. Figur 19 viser et toppriss av ATPS med den teleskopiske holdersammenstilling festet til det nedre rørsegment etter at den teleskopiske holdersammenstilling har beveget seg tilbake til den fullt tilbaketrukne posisjon. Figur 20 viser et sideriss av ATPS med den teleskopiske holdersammenstilling i den festede og på nytt tilbaketrukne posisjon i figur 19. The ATPS 10 can normally be arranged at a vertical distance from the rig floor 12 by means of a distance box 20, as shown in Figures 1-10, or by means of adjustable legs 21, as shown in Figure 22. A lifting cable 22 is connected to the ATPS 10 with sufficient slack in the cable 22 so that some or all of the weight of the ATPS 10 rests on the spacer box 20 and/or the rig floor 12. The lifting cable 22 is then able to lift and carry the ATPS 10 above the spacer box 20. A forceps 26 is attached to a frame 28 , this frame 28 also carrying other components of the ATPS 10, including a support tongs 31 (see Figure 23) to rotatably hold the segment 18 in place. The support pliers 31 can also essentially prevent rotation of the ATPS 10 around the connection 24 during the coupling operation. A telescopic holder assembly 40 supported on the frame 28 is shown in Figure 1 in a fully retracted position. The telescopic holder assembly 40 can then be used to extend towards and enclose the upper tube segment 16. Figure 2 shows a top view of the telescopic holder assembly in the fully retracted position in Figure 1. Figure 3 shows a side view of the ATPS 10 with the telescopic holder assembly 40 in a partially extended position, extending toward the upper tube segment 16. The ATPS 10 preferably remains on the spacer box 20 or adjustable legs when the telescopic holder assembly 40 is extended. Figure 4 shows a top view of the partially extended telescopic holder assembly 40 of Figure 3. The telescopic holder assembly includes a telescopic arm 42 for extending the telescopic holder assembly 40 towards the segments 16,18. The telescopic arm 42 can comprise at least one hydraulic cylinder, and preferably a pair of cylinders 43, 44 positioned on opposite sides of the center line through the pipe string during extension of the telescopic arm 42. A holder device 46 is supported on the telescopic arm 42 for subsequent enclosing of the upper pipe segment 16. The holder device 46 may include opposing holder arms 47, 48 which may be laterally movable via cylinders 49, 50. Figure 5 shows a side view of the ATPS 10 with the telescopic holder assembly 40 in a fully extended position, with the holder assembly 46 next to and/or in substantial contact with the upper pipe segment 16. Figure 6 shows a top view of the fully extended telescopic holder assembly 40 in Figure 5. Once positioned as shown in Figure 5, the holder arms 47, 48 can then be closed around the upper pipe segment 16 by actuation of the cylinders 49, 50 to attach holder assembly 40 around the upper pipe segment 16. Figure 6 shows a top view of it fully elongated telescopic holder assembly 40 in Figure 5. Once positioned as shown in Figure 5, the holder arms 47, 48 can then be closed around the upper tube segment 16 by activating the cylinders 49, 50 to secure the holder device 46 around the upper tube segment 16. Figure 7 shows a side view of the ATPS 10, with the telescopic holder assembly 40 in the fully extended position, and with the holder arms 47, 48 moved laterally inward to grip the upper tube segment 16 and secure the holder assembly 46 to the upper tube segment 16. Figure 8 shows a top view of the fully extended and fixed telescopic holder assembly 40 in Figure 7. At this stage, the ATPS 10 can be lightened and lifted from the spacer box 20 using the lifting cable 22. The ATPS 10 is now aligned with the upper pipe segment 16 and ready to be moved towards the connection 24. Figure 9 shows a sectional view of the ATPS 10, with the telescopic holder assembly 40 attached to the upper pipe segment 16 and after it tele scopic holder assembly 40 has moved to a retracted position. By retracting the telescopic holder assembly 40 while the holder device 46 is secured around the upper pipe segment 16, the ATPS 10 is moved inwardly towards the upper pipe segment 16 to bring the pliers 26 into position about the connection 24. The pliers 26 are thus automatically positioned to connect or disconnect the connection 24. Figure 10 shows a top view of the ATPS 10 in Figure 9. Figures 11-20 illustrate an alternative embodiment of the tongs positioning system, which can be mounted directly on the rig floor without a spacer box in various operating positions. Figure 11 shows a side view of the ATPS with the telescopic holder assembly in the fully retracted position. Figure 12 shows a top view of the ATPS with the telescopic holder assembly in the fully retracted position in Figure 11. Figure 13 shows a side view of the ATPS with the telescopic holder assembly in a partially extended position. Figure 14 shows a top view of the ATPS with the telescopic holder assembly in the partially extended position in Figure 13. Figure 15 shows a side view of the ATPS with the telescopic holder assembly in the fully extended position. Figure 16 shows a top view of the ATPS with the telescopic holder assembly in the fully extended position. Figure 17 shows a side view of the ATPS with the telescopic holder assembly in the fully extended position, attached to the lower tube segment. Figure 18 shows a top view of the ATPS with the telescopic holder assembly in the fully extended and fixed position of Figure 17. Figure 19 shows a top view of the ATPS with the telescopic holder assembly attached to the lower tube segment after the telescopic holder assembly has fully moved back to the retracted position. Figure 20 shows a side view of the ATPS with the telescopic holder assembly in the attached and re-retracted position in Figure 19.
Heller enn at ATPS eventuelt hviler på og løftes opp fra avstandskassen 20 som beskrevet i forbindelse med figurene 1-10 understøttes ATPS 10 i figurene 11-20 på og løftes så opp fra riggulvet 12. Høyden av ATPS 10 kan bestem-mes under fremstillingen, slik at det tas i betraktning at ikke noen avstandskasse ville bli anvendt. Høyden av ATPS 10 kan også omfatte regulerbare ben 21 (se figur 22) for å regulere høyden av ATPS 10. Rather than the ATPS possibly resting on and being lifted up from the spacer box 20 as described in connection with Figures 1-10, the ATPS 10 in Figures 11-20 is supported on and then lifted up from the rig floor 12. The height of the ATPS 10 can be determined during manufacture, so that it is taken into account that no spacer box would be used. The height of the ATPS 10 can also include adjustable legs 21 (see figure 22) to regulate the height of the ATPS 10.
Figurene 11-20 illustrerer også at holderanordningen 46 kan forlenges på teleskoparmen 42 mot det nedre rørsegment 18 for i stedet å gå til inngrep med det nedre rørsegment 18. Fordelene og manglene ved inngrep med øvre og nedre rørsegmenter 16, 18 er drøftet i det følgende. Høyden av ATPS 10 kan velges slik at holderanordningen 46 posisjoneres hovedsakelig i en høyde langs det nedre rør 18. Figures 11-20 also illustrate that the holder device 46 can be extended on the telescopic arm 42 towards the lower pipe segment 18 to engage with the lower pipe segment 18 instead. The advantages and disadvantages of engaging with the upper and lower pipe segments 16, 18 are discussed in the following . The height of the ATPS 10 can be chosen so that the holder device 46 is positioned mainly at a height along the lower tube 18.
Utførelsesformene i figurene 11-20 kan senke tyngdekraftsenteret av ATPS 10 i forhold til utførelsesformene i figurene 1-10, noe som hjelper til med å stabilisere ATPS 10 under operasjon. Avstandskassen 20 behøver ikke være så nødvendig i den siste utførelsesform på grunn av den lavere vertikale plassering av den teleskopiske holdersammenstilling 40. Det nedre rørsegment 18 er allerede tvangsstyrt i brønnhodet 14 og tilveiebringer et stabilt forankringspunkt for holderanordningen 46 til å gripe når ATPS 10 trekkes innover mot forbindelsen 24. The embodiments of Figures 11-20 may lower the center of gravity of the ATPS 10 relative to the embodiments of Figures 1-10, which helps stabilize the ATPS 10 during operation. The spacer box 20 may not be as necessary in the latter embodiment due to the lower vertical location of the telescopic holder assembly 40. The lower pipe segment 18 is already constrained in the wellhead 14 and provides a stable anchor point for the holder assembly 46 to grip when the ATPS 10 is pulled inward towards connection 24.
Selv om utførelsesformen i figurene 1-10 som en motsetning kan ha et høyere tyngdekraftsenter og en avstandskasse 20 i praksis kan være nødvendig, har utførelsesformen i figurene 11 -20 en fordel ved at tangen 26 er innrettet på linje omkring forbindelsen 24 som skal koples. I den viste forbindelse 24 går tangen 26 typisk til inngrep med et øvre rørsegment 16 og roterer dette i forhold til det nedre rørsegment 18, noe som krever at tangen 26 må være riktig innrettet på linje med det øvre rørsegment 16. Å gripe det øvre rørsegment 16 med holderanordningen 46 innretter et plan av holderanordningen 46 perpendikulært til en akse av det øvre rørsegment 16, men aksen av det øvre rørsegment behøver ikke innrettes på linje med den vertikale akse av det nedre rør. Utførelsesformen i figur 11-20 innretter selv tangen omkring en del av det øvre rørsegment 18 som skal dreies, ettersom griperen er perpendikulær til den fikserte vertikale akse av det nedre rør, slik at riktig inngrep sikres når tangen 26 roterer det øvre rørseg-ment 16. Denne fordel kan være mindre signifikant hvis det øvre rørsegment 16 skal i det minste delvis innføres i det nedre rørsegment 18 før krafttangen aktiveres. Delvis innføring kan således i tilstrekkelig grad forhåndsinnrette øvre og nedre rørsegmenter 16, 18 slik at tangen 26 riktig vil innrettes på linje med det øvre rørsegment 18, uansett om holderanordningen 46 er i inngrep med øvre eller nedre rørsegmenter. Although the embodiment in Figures 1-10 may, in contrast, have a higher center of gravity and a distance box 20 may be necessary in practice, the embodiment in Figures 11-20 has an advantage in that the pliers 26 are aligned around the connection 24 to be connected. In the illustrated connection 24, the pliers 26 typically engage an upper pipe segment 16 and rotate it relative to the lower pipe segment 18, which requires the pliers 26 to be properly aligned with the upper pipe segment 16. To grip the upper pipe segment 16 with the holder device 46 aligns a plane of the holder device 46 perpendicular to an axis of the upper tube segment 16, but the axis of the upper tube segment need not be aligned with the vertical axis of the lower tube. The embodiment in Figures 11-20 itself aligns the pliers around a part of the upper pipe segment 18 to be rotated, as the gripper is perpendicular to the fixed vertical axis of the lower pipe, so that proper engagement is ensured when the pliers 26 rotate the upper pipe segment 16 This advantage may be less significant if the upper pipe segment 16 is to be at least partially introduced into the lower pipe segment 18 before the forceps are activated. Partial insertion can thus sufficiently pre-align the upper and lower pipe segments 16, 18 so that the pliers 26 will be correctly aligned in line with the upper pipe segment 18, regardless of whether the holder device 46 engages with the upper or lower pipe segments.
Både tangen 26 og holdersammenstilingen 40 kan opereres sammen med kontrollboksen 30 som kan understøttes på rammen 28. Kontrollboksen 30 kan være rørforbundet til de hydrauliske sylindere 43, 44, 49, 50. En operatør kan anvende kontroller på kontrollboksen 30 til å forlenge teleskoparmen 44, lukke holderanordningen 46 omkring det øvre rørsegment 16, trekke tilbake teleskoparmen 44 for å posisjonere tangen 26 omkring forbindelsen 24, operere tangen for å kople eller løsne en forbindelse, returnere tangen til kassen 20, deretter frigi holdersammenstillingen 40 fra rørforbindelsen. Kontrollboksen 30 kan være festet til rammen 28 av ATPS 10, som vist. Alternativt kan kontrollboksen 30 festet i forhold til riggulvet 12, og fleksible fluidledninger og/eller elektriske ledninger kan forbinde kontrollboksen 30 til ATPS 10, slik at operatøren kan kontrollere ATPS 10 fra en stasjonær eller avstandsposisjon. Both the tongs 26 and the holder assembly 40 can be operated together with the control box 30 which can be supported on the frame 28. The control box 30 can be piped to the hydraulic cylinders 43, 44, 49, 50. An operator can use controls on the control box 30 to extend the telescopic arm 44, closing the holder assembly 46 around the upper pipe segment 16, retracting the telescoping arm 44 to position the pliers 26 around the connection 24, operating the pliers to connect or disconnect a connection, returning the pliers to the case 20, then releasing the holder assembly 40 from the pipe connection. The control box 30 may be attached to the frame 28 of the ATPS 10, as shown. Alternatively, the control box 30 can be fixed relative to the rig floor 12, and flexible fluid lines and/or electrical lines can connect the control box 30 to the ATPS 10, so that the operator can control the ATPS 10 from a stationary or remote position.
For å øke utvidelsesområdet av holdersammenstillingen 40 kan det anvendes flere hydrauliske sylindere. Hver sylinder 43, 44 kan således bestå av to eller flere aksielt teleskopvirkende sylindere, slik at lengden av hver og én sylinder reduseres. Teleskoparmen og holdersammenstillingen kan alternativt omfatte andre kjente mekaniske forlengelsesmekanismer, som for eksempel pneumatiske sylindere eller motordrevne tannstang- og tanndrevne mekanismer 27, som vist i figur 22. In order to increase the expansion area of the holder assembly 40, several hydraulic cylinders can be used. Each cylinder 43, 44 can thus consist of two or more axially telescoping cylinders, so that the length of each cylinder is reduced. The telescopic arm and holder assembly may alternatively comprise other known mechanical extension mechanisms, such as pneumatic cylinders or motor-driven rack and pinion driven mechanisms 27, as shown in Figure 22.
Som illustrert kan holderanordningen 46 ha en hovedsakelig sirkulær form når den lukkes for forholdsvis ensartet kontakt med rørsegmentet. Alternativt behøver holderanordningen ikke fullstendig å omslutte eller fullstendig å komme i kontakt med rørsegmentet, så lenge som den sikrer ATPS til rørsegmentet etter tilbaketrekking. For eksempel kan holderarmene hver være V-formet snarere enn krumme som vist i figurene. Som et ytterligere eksempel kan en magnet som for eksempel en elektromagnet 19 anvendes for å feste den forlengede teleskopiske holdersammenstilling til én av rørlengdene, som vist i figur 21. As illustrated, the holder device 46 may have a substantially circular shape when closed for relatively uniform contact with the pipe segment. Alternatively, the retaining device need not completely enclose or fully contact the pipe segment, as long as it secures the ATPS to the pipe segment after withdrawal. For example, the holder arms may each be V-shaped rather than curved as shown in the figures. As a further example, a magnet such as an electromagnet 19 can be used to attach the extended telescopic holder assembly to one of the pipe lengths, as shown in Figure 21.
Når en forbindelse 24 skal dannes mellom rørsegmentene 16 og 18 blir tangen 26 konvensjonelt brakt til inngrep med et øvre rørsegment 16 for å rotere det øvre rørsegment 16 i forhold til det nedre rørsegment 18. Når tangen 26 anvendes for å dreie det øvre rørsegment 6 har holderanordningen 46 allerede vært brakt i kontakt med og inngrep med det øvre rørsegment 16. ATPS 10 kan derfor fullstendig innrette tangen 26, slik at senterlinjen av rørsegmentet 16 befinner seg i en rett vinkel til det normalt horisontale plan av tangen 26. For å lette denne innretting kan holderanordningen 46 være forsynt med et rørformet kontaktareal med en stor vertikal høyde for kontakt med det øvre rørsegment 16. For ytterligere å lette denne innretting kan holderanordningen 46 være forsynt med en bueformet anleggsoverflate 17 for anlegg med enten det øvre rørsegment 16 eller det nedre rørsegment 18. When a connection 24 is to be formed between the pipe segments 16 and 18, the pliers 26 are conventionally brought into engagement with an upper pipe segment 16 to rotate the upper pipe segment 16 relative to the lower pipe segment 18. When the pliers 26 are used to rotate the upper pipe segment 6 has the holding device 46 has already been brought into contact with and engaged with the upper pipe segment 16. The ATPS 10 can therefore completely align the tongs 26, so that the center line of the pipe segment 16 is at right angles to the normally horizontal plane of the tongs 26. To facilitate this alignment, the holder device 46 can be provided with a tubular contact area with a large vertical height for contact with the upper pipe segment 16. To further facilitate this alignment, the holder device 46 can be provided with an arc-shaped contact surface 17 for contact with either the upper pipe segment 16 or the lower pipe segment 18.
I andre utførelsesformer, spesielt hvori det er mindre kritisk eller der er alternative måter for å innrette ATPS 10 og tangen 26 med det øvre rørsegment 18, kan holderanordningen i stedet forlenges til inngrep med et nedre rørsegment, eller mot en ytterligere fikseringsanordning nær rørsegmentet for å feste den teleskopiske holdersammenstilling. Fordelen med utførelsesformen hvori holderanordningen er i inngrep med det nedre rør er at det nedre rør allerede er innspent inne i brønnhodet for å tjene som en forankring for holderanordningen når ATPS trekkes innover. I motsetning til dette, i den utførelsesform hvori holderanordningen i stedet er i inngrep med det øvre rørsegment, må tappenden av det øvre rør-segment generelt posisjoneres inne i sokkelenden av det nedre rørsegment for å innspenne det øvre rørsegment før ATPS trekkes innover. In other embodiments, particularly where it is less critical or there are alternative ways to align the ATPS 10 and the forceps 26 with the upper tube segment 18, the retainer device may instead be extended to engage a lower tube segment, or against an additional fixation device near the tube segment to attach the telescopic holder assembly. The advantage of the embodiment in which the retainer is engaged with the lower pipe is that the lower pipe is already clamped inside the wellhead to serve as an anchor for the retainer when the ATPS is pulled inward. In contrast, in the embodiment in which the retainer instead engages the upper tube segment, the pin end of the upper tube segment must generally be positioned within the socket end of the lower tube segment to clamp the upper tube segment before the ATPS is pulled inwards.
En ytterligere fordel ved den siste utførelsesform er at å bringe det øvre rørsegment i inngrep med holderanordningen vil posisjonere planet av tangrammen ønskelig i en rett vinkel i forhold til senterlinjen av det øvre rørsegment, slik at hvis det øvre rørsegment er litt vertikalt manglende innrettet vil tangen likevel innrette seg selv på linje med det øvre rørsegment, som roteres av krafttangen. Tangbakker eller andre gripehoder er da riktig posisjonert i forhold til det øvre rør-segment, slik at når tangen aktiveres vil bakkene ensartet gripe det øvre rørseg-ment, selv om aksen av det øvre rørsegment ikke er perfekt innrettet på linje med aksen av det nedre rørsegment. A further advantage of the latter embodiment is that bringing the upper tube segment into engagement with the holding device will position the plane of the tong frame desirably at right angles to the center line of the upper tube segment, so that if the upper tube segment is slightly vertically misaligned the tongs will nevertheless align itself with the upper tube segment, which is rotated by the forceps. Plier jaws or other gripping heads are then correctly positioned in relation to the upper pipe segment, so that when the pliers are activated the jaws will uniformly grip the upper pipe segment, even if the axis of the upper pipe segment is not perfectly aligned with the axis of the lower pipe segment.
Virkningen med å bevege rammen og tangen lateralt mot det øvre rør betyr at tangrammen vil ha tendens til å helle litt, ettersom løftekabelen 22 ikke lenger er vertikal, men er anordnet på skrå i en liten vinkel fra vertikalretningen når tangen er posisjonert på det øvre rør. Ettersom gripeelementet er i inngrep med det øvre rør kan holderanordningen 46 gripe det øvre rør slik at tangen beveges ved hjelp av gripevirkningen til å være perpendikulær til den vertikale akse av det øvre rør, selv om det øvre svingepunkt for kabelen 22 ikke er endret slik at løfte-kabelen er beliggende litt på skrå når tangen er posisjonert som vist i figur 5. The effect of moving the frame and tongs laterally towards the upper tube means that the tong frame will tend to lean slightly, as the lifting cable 22 is no longer vertical but is arranged obliquely at a slight angle from the vertical direction when the tongs are positioned on the upper tube . Since the gripping member is engaged with the upper tube, the holder device 46 can grip the upper tube so that the pliers are moved by the gripping action to be perpendicular to the vertical axis of the upper tube, even though the upper pivot point of the cable 22 is not changed so that the lifting cable is situated slightly at an angle when the pliers are positioned as shown in figure 5.
Et ytterligere trekk ved oppfinnelsen er at et motvektssystem 29 (se A further feature of the invention is that a counterweight system 29 (see
figur 22) kan være anordnet for å kompensere for ATPS når teleskoparmen og/eller for tangen når denne beveges lateralt på eller av forbindelsen mens ATPS opereres. Vekten av kompensasjonen kan motvirke lateral bevegelse av teleskoparmen og/eller tangen, slik at sammenstillingen er mer balansert og således mer stabil. Tilstrekkelig vekt kan tilføyes til rammen eller fordeles for å holde ATPS stabil når armen forlenges. I utførelsesformen i figur 22 kan for eksempel en masse eller vekt 44 være bevegelig i forhold til et spor 35, for selektivt å kompensere for forlengelsen av armen festet i forhold til rammen, med den utliggende ende av armen lateralt bevegelig i retning til og bort fra gjengeforbindelsen. figure 22) can be arranged to compensate for the ATPS when the telescopic arm and/or for the forceps when this is moved laterally on or off the connection while the ATPS is operated. The weight of the compensation can counteract lateral movement of the telescopic arm and/or the tongs, so that the assembly is more balanced and thus more stable. Sufficient weight can be added to the frame or distributed to keep the ATPS stable when the arm is extended. In the embodiment of Figure 22, for example, a mass or weight 44 may be movable relative to a track 35, to selectively compensate for the extension of the arm fixed relative to the frame, with the projecting end of the arm laterally movable in the direction to and away from the threaded connection.
Når ATPS 10 løftes opp fra avstandskassen 20 som illustrert i figuren, glir holderanordningen 46 aksielt i forhold til det øvre rørsegment 16. For å lette denne bevegelse kan en bøssing 52 av plastmateriale inkluderes med holderanordningen 46 til å virke som et lavfriksjonselement for kontakt- og glideinngrep med det øvre rørsegment 16. Alternativt kan det anordnes en lager- eller annen lavfriksjonsgrenseflate for å redusere friksjon mellom holderanordningen 46 og det øvre rørsegment 16. When the ATPS 10 is lifted from the spacer box 20 as illustrated in the figure, the holder device 46 slides axially relative to the upper pipe segment 16. To facilitate this movement, a bushing 52 of plastic material can be included with the holder device 46 to act as a low-friction element for contact and sliding engagement with the upper pipe segment 16. Alternatively, a bearing or other low-friction boundary surface can be provided to reduce friction between the holder device 46 and the upper pipe segment 16.
Høyden av avstandskassen 20 kan velges til å lette vertikal innretting av ATPS 10 i forhold til forbindelsen 24. Alternativt kan avstandskassen 20 ha en variabel høyde og kan heves mekanisk eller hydraulisk av operatøren for å løfte ATPS 10 opp over avstandskassen 20. I andre utførelsesformer behøver en avstandskasse 20 ikke å måtte være nødvendig, og dimensjonene av rammen 28 kan velges til vertikalt å posisjonere tangen 26 etter ønske i forhold til forbindelsen 24. The height of the spacer box 20 can be selected to facilitate vertical alignment of the ATPS 10 relative to the connection 24. Alternatively, the spacer box 20 can have a variable height and can be raised mechanically or hydraulically by the operator to lift the ATPS 10 up above the spacer box 20. In other embodiments, a spacer box 20 may not be necessary, and the dimensions of the frame 28 can be selected to vertically position the pliers 26 as desired in relation to the connection 24.
Som vist i figur 1 kan en kjetting 54 eller annet fleksibelt element alternativt rotasjonsmessig sikre tangen 26 på plass. En dreiemomentføler kan anbrin-ges langs denne kjetting for å måle koplingsdreiemomentet og således det dreiemoment som genereres av krafttangen, som en funksjon av kjettingens vinkel. Alternativt kan en dreiemomentføler anordnes for å virke mellom rammen og krafttangen og rammen for en støttetang. As shown in Figure 1, a chain 54 or other flexible element can alternatively rotationally secure the pliers 26 in place. A torque sensor can be placed along this chain to measure the coupling torque and thus the torque generated by the forceps, as a function of the chain's angle. Alternatively, a torque sensor can be arranged to act between the frame and the power tong and the frame for a support tong.
Før den teleskopiske holdersammenstilling 40 forlenges til å gå til inngrep med holderanordningen med det øvre rørsegment 16 kan den teleskopiske holdersammenstilling være blitt rotert orientert eller "siktet" mot den øvre rørlengde 16. Det forefinnes en rekke måter til å sikte inn den teleskopiske holdersammenstilling. Den foretrukne metode til riktig å posisjonere den forlengbare og tilbaketrekkbare arm av den teleskopiske holdersammenstilling innebærer først å anbringe holderanordningen på en utliggerende av armen omkring rørforbindelsen, med rammen understøttet over arbeidsflaten av riggen ved hjelp av en kabel, som illustrert, og deretter aktivere holderanordningen til å være ved de ønskede forut bestemte aktive posisjoner, for eksempel at den hovedsakelig innsirkler rørforbindel-sen. Motordriwerket kan så aktiveres for fullt ut å forlenge armen med holderanordningen fremdeles posisjonert omkring rørforbindelsen, og armen roteres til en omkretsposisjon som ønskes av operatøren. Kabelen kan så senkes til å sette rammen i en valgt ikke-aktiv posisjon på riggulvet. For denne utførelsesform kan motordriwerket når det er fullt ut forlenget, således automatisk posisjonere rammen ved sin tilbaketrukne posisjon. I alternative utførelsesformer kan motordriv-verket forlenges til enten den aktive posisjon eller den tilbaketrukne posisjon i respons til følere eller egnede posisjoner for selektivt å kontrollere for eksempel slaglengden av en sylinder slik at den stanser i enten den valgte aktive posisjon eller den valgte ikke-aktive posisjon. Before the telescopic holder assembly 40 is extended to engage the holder assembly with the upper tube segment 16, the telescopic holder assembly may have been rotated oriented or "aimed" at the upper tube length 16. There are a number of ways to aim the telescopic holder assembly. The preferred method of correctly positioning the extendable and retractable arm of the telescopic holder assembly involves first placing the holder assembly on a cantilevered end of the arm around the pipe connection, with the frame supported above the working surface of the rig by a cable, as illustrated, and then actuating the holder assembly to to be at the desired predetermined active positions, for example that it mainly circles the pipe connection. The motor driver can then be actuated to fully extend the arm with the holding device still positioned around the pipe connection, and the arm rotated to a circumferential position desired by the operator. The cable can then be lowered to place the frame in a selected non-active position on the rig floor. For this embodiment, the motor driver, when fully extended, can thus automatically position the frame at its retracted position. In alternative embodiments, the motor actuator may be extended to either the active position or the retracted position in response to sensors or suitable positions to selectively control, for example, the stroke length of a cylinder so that it stalls in either the selected active position or the selected non-active position position.
En foretrukket utførelsesform av tangposisjoneringssystemet kan for mange anvendelser omfatte en elektrisk drevet trinnmotor 88 som vist i figur 24 og en snekkedrevmekanisme 90 for å forlenge og trekke tilbake armen og således bevege holderanordningen i retning til og bort fra rørforbindelsen. Denne utførel-sesform er særlig foretrukket for noen anvendelser ettersom drivmekanismen er elektrisk snarere enn hydraulisk drevet, og ettersom en konvensjonell servomotor eller trinnmotor tilveiebringer meget nøyaktig kontroll av snekkedrevmekanismen for å posisjonere en holderanordning nøyaktig i den ønskede aktive eller inaktive posisjon. A preferred embodiment of the pliers positioning system may for many applications include an electrically powered stepper motor 88 as shown in Figure 24 and a worm drive mechanism 90 to extend and retract the arm and thus move the holder device in the direction towards and away from the pipe connection. This embodiment is particularly preferred for some applications as the drive mechanism is electrically rather than hydraulically driven and as a conventional servo motor or stepper motor provides very precise control of the worm drive mechanism to position a holder device precisely in the desired active or inactive position.
Utførelsesformene som drøftet i det foregående anvender et motordrivverk for å forlenge og tilbaketrekke armen som er festet til rammen, og det samme motordriwerk kan deretter trekkes tilbake etter at holderanordningen er posisjonert i den aktive posisjon for å trekke rammen og således krafttangen og/eller støttetenger understøttet på rammen til en ønsket aktiv posisjon for å kople eller løsne gjengeforbindelsen. De fagkyndige vil innse at alternative utførelsesformer av tangposisjoneringssystemet kan inkludere ett av en rekke forskjellige motordrivverk som vist for å forlenge og tilbaketrekke armen, og et separat motordrivverk, som kan være funksjonelt lignende til eller forskjellig fra det initialt beskrevne motordrivverk, for å bevege tangen i forhold til rammen fra den inaktive posisjon til den aktive posisjon. Sagt med andre ord, kan en mindre ønsket utførelsesform av oppfinnelsen anvende et motordrivverk for å forlenge og tilbaketrekke armen, og et ytterligere motordrivverk for å bevege tangen i retning til og bort fra forbindelsen etter at armen har posisjonert holderanordningen i den hovedsakelig forut bestemte aktive posisjon i forhold til rørforbindelsen. The embodiments discussed above employ a motor drive to extend and retract the arm attached to the frame, and the same motor drive can then be retracted after the holding device is positioned in the active position to retract the frame and thus the power tongs and/or support tongs supported on the frame to a desired active position to engage or disengage the threaded connection. Those skilled in the art will recognize that alternative embodiments of the pincer positioning system may include one of a variety of different motor drives as shown to extend and retract the arm, and a separate motor drive, which may be functionally similar to or different from the initially described motor drive, to move the pincer in relation to the frame from the inactive position to the active position. In other words, a less desirable embodiment of the invention may employ a motor drive to extend and retract the arm, and a further motor drive to move the pliers in the direction toward and away from the connection after the arm has positioned the holding device in the substantially predetermined active position in relation to the pipe connection.
Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan armen forlenges fra den inaktive posisjon til den aktive posisjon, slik at holderanordningen er i sin forut bestemte aktive posisjon i forhold til rørforbindelsen, deretter kan det samme (eller et ytterligere) motordrivverk aktiveres for sikkert å bevege tangen fra den aktive posisjon til den inaktive posisjon. Etter at forbindelsen er koplet kan den motordrevne tang begynne sin bevegelse fra den aktive til den inaktive posisjon. Ved hovedsakelig omtrent det samme tidspunkt eller kort deretter kan holderanordningen tilsvarende beveges fra sin aktive posisjon til sin inaktive posisjon, slik at tangen beveges lateralt bort fra rørforbindelsen. Et spesielt trekk ved en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, hvori krafttangen som forlenger og tilbaketrekker armen funksjonelt forlenger og tilbaketrekker både holderanordningen og den flyttbare ramme som understøtter krafttangen, innebærer færre komponenter og for mange anvendelser en enklere operasjon enn utførelsesformer hvori ett motordrivverk forlenger og tilbaketrekker armen og således holderanordningen, mens et ytterligere motordrivverk forlenger og tilbaketrekker rammen som under-støtter krafttangen og eventuelt støttetangen. In the method according to the invention, the arm can be extended from the inactive position to the active position, so that the holding device is in its predetermined active position in relation to the pipe connection, then the same (or a further) motor drive can be activated to safely move the pliers from the active position to the inactive position. After the connection is made, the motor-driven pliers can begin its movement from the active to the inactive position. At substantially approximately the same time or shortly thereafter, the holder device can correspondingly be moved from its active position to its inactive position, so that the pliers are moved laterally away from the pipe connection. A particular feature of a preferred embodiment of the invention, in which the forceps which extend and retract the arm functionally extend and retract both the holding device and the movable frame which supports the forceps, involves fewer components and for many applications a simpler operation than embodiments in which a single motor drive extends and retracts the arm and thus the holder device, while a further motor drive mechanism extends and retracts the frame which supports the power tongs and possibly the support tongs.
ATPS eliminerer de manuelle anstrengelser ved "manøvrering" av tangen til å manøvrere den over borehullet eller annen rørlokalisering. Systemet øker sikkerhet, forbedrer syklustid, arbeider på enhver rigg og reduserer operasjons-omkostninger. Alle tangfunksjoner kan fjernkontrolleres fra operatørens kontroll-panel, inklusive aktivering av rotasjonstannhjul og åpning/lukking av tangdøren. Ikke noe ytterligere personell er nødvendig for å manipulere tangen inn på og ut av inngrep med røret. ATPS vil arbeide med forskjellige tenger, og tillate at opera-tøren lett kan bytte ut tangen for å tilfredsstille behovene ved andre anvendelser. The ATPS eliminates the manual effort of "maneuvering" the tong to maneuver it over the borehole or other pipe location. The system increases safety, improves cycle time, works on any rig and reduces operating costs. All tong functions can be remotely controlled from the operator's control panel, including activation of the rotation gear and opening/closing of the tong door. No additional personnel are required to manipulate the forceps into and out of engagement with the tube. ATPS will work with different pliers, allowing the operator to easily replace the pliers to meet the needs of other applications.
Når ATPS henges ned fra boretårnet er monteringstiden lignende som for konvensjonelle tenger. Ved montering kan avstandskassen være posisjonert inn-enfor en avstand av for eksempel 1,5 m fra borehullets senter. Denne avstand er bare viktig når den maksimale klaring trengs for elevatorer med ekstra stor utven-dig diameter. For å innrette gripearmen på linje kan krokforsynte tilførselsslanger løfte ATPS opp fra avstandskassen og bringe ATPS til å peke i retning av borehullets senter. Når først løftekabelen er festet til rammen kan rammen løftes og bringes til å peke i retning av borehullets senter. Etter omtrent 1 min innretting vil tangen typisk forbli innrettet på linje. When the ATPS is hung from the derrick, the assembly time is similar to that of conventional pliers. During installation, the spacer box can be positioned at a distance of, for example, 1.5 m from the center of the borehole. This distance is only important when the maximum clearance is needed for elevators with an extra large external diameter. To align the grab arm, hooked supply hoses can lift the ATPS up from the spacer box and bring the ATPS to point in the direction of the center of the borehole. Once the lifting cable is attached to the frame, the frame can be lifted and brought to point in the direction of the center of the borehole. After approximately 1 min of alignment, the forceps will typically remain aligned.
I operasjon igangsettes motordrivenheten, teleskoparmen forlenges, og holderanordningen åpnes. Med én gang holderanordningen når det ønskede rør-segment lukkes holderanordningen omkring rørsegmentet. ATPS-rammen kan da løftes litt oppover ved hjelp av den hydrauliske løftesylinder eller ved hjelp av andre anordninger konvensjonelt anvendt for å fjerne vekt fra en avstandskasse. Om ønsket kan avstandskassen anordnes med regulerbare ben slik at høydene av tangen når den hviler på avstandskassen, kan reguleres i forhold til riggulvet. Teleskoparmen kan deretter trekkes tilbake, som trekker ATPS-rammen sikkert og uten anstrengelser til rørsegmentet, som perfekt innretter tangen på rørsegmentet. En operatør kan anvende fjernstyringskontrollen for å gjennomføre koplings- eller løsneoperasjoner. Når først dreiemomentoperasjoner er fullført fjernes ATPS fra rørarealet ved å forlenge teleskoparmen. Dette skyver ATPS-rammen tilbake til den parkerte lokalisering og tillater at meget store elevatorer med letthet kan gå klar. ATPS-rammen kan så senkes til å hvile på stedet. Rørholderanordningen kan så åpnes og teleskoparmen deretter trekkes tilbake. Tangen er under kontroll av tangoperatøren hele tiden. Tangen svinger ikke fritt og setter riggpersonell i fare. In operation, the motor drive unit is started, the telescopic arm is extended, and the holding device is opened. As soon as the holder device reaches the desired pipe segment, the holder device is closed around the pipe segment. The ATPS frame can then be lifted slightly upwards by means of the hydraulic lifting cylinder or by means of other devices conventionally used to remove weight from a spacer box. If desired, the spacer box can be fitted with adjustable legs so that the height of the tongs when resting on the spacer box can be adjusted in relation to the rig floor. The telescopic arm can then be retracted, which pulls the ATPS frame securely and effortlessly to the pipe segment, perfectly aligning the pliers on the pipe segment. An operator can use the remote control to perform coupling or uncoupling operations. Once torque operations are completed, the ATPS is removed from the pipe area by extending the telescopic arm. This pushes the ATPS frame back to the parked location and allows very large elevators to go clear with ease. The ATPS frame can then be lowered to rest in place. The tube holder device can then be opened and the telescopic arm then retracted. The tongs are under the control of the tongs operator at all times. The tongs do not swing freely and put rigging personnel at risk.
Andre trekk inkluderer: Other features include:
ATPS-systemet kan manøvrere forskjellige typer og konfigurasjoner av krafttenger omkring rørforbindelsen under innførings- og opphentings-operasjoner. The ATPS system can maneuver different types and configurations of forceps around the pipe connection during insertion and retrieval operations.
En eneste operatør kan lett manøvrere og operere tangen fra riggulvet. Tangen vil vedvarende være innrettet på linje med rørsegmentet. Syklustid er viktig mellom kopling og løsning. A single operator can easily maneuver and operate the tong from the rig floor. The pliers will be permanently aligned with the pipe segment. Cycle time is important between connection and solution.
Operatøren kan kontrollere alle funksjoner av tangen og tangposisjoneringssystemet fra en sikker posisjon bak et kontrollkonsoll. The operator can control all functions of the tong and tong positioning system from a safe position behind a control console.
Ingen foringsrørstativ eller oppbygg er nødvendig. No casing rack or structure is required.
Riggulvulykker reduseres. Rig floor accidents are reduced.
Personell spares. Personnel are saved.
Systemet returnerer til en parkert lokalisering mellom kopling og løsning. Systemet krever ingen magnetisme, ingen riggulvspor og ingen fastbolting The system returns to a parked location between connection and solution. The system requires no magnetism, no rig floor tracks and no bolting
eller sveising til riggen. or welding to the rig.
Systemet sikrer et riktig dreiemoment mot røret og en tilsvarende jevn The system ensures a correct torque against the pipe and a correspondingly even one
dreiemoment omsnuingsgraf når dreiemoment omsnuing trengs. torque reversal graph when torque reversal is needed.
Systemet er velegnet for dypvannsbrønner, svingende boreskip, flytende borefartøyer og landbaserte rigger. The system is suitable for deep-water wells, floating drilling vessels, floating drilling vessels and land-based rigs.
Det vil av de fagkyndige forstås at den utførelsesform som er vist og beskrevet er eksempelvis og at forskjellige andre modifikasjoner kan foretas i utøvelsen av oppfinnelsen. It will be understood by those skilled in the art that the embodiment shown and described is exemplary and that various other modifications can be made in the practice of the invention.
Claims (38)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US44451803P | 2003-02-03 | 2003-02-03 | |
| PCT/US2004/002737 WO2004069480A2 (en) | 2003-02-03 | 2004-01-30 | Tong positioning system and method |
| US42857705A | 2005-05-02 | 2005-05-02 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20054010D0 NO20054010D0 (en) | 2005-08-29 |
| NO20054010L NO20054010L (en) | 2005-11-02 |
| NO336243B1 true NO336243B1 (en) | 2015-06-29 |
Family
ID=35295559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20054010A NO336243B1 (en) | 2003-02-03 | 2005-08-29 | Plier positioning systems and method for positioning a power plunger around an oilfield connection |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NO (1) | NO336243B1 (en) |
-
2005
- 2005-08-29 NO NO20054010A patent/NO336243B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO20054010L (en) | 2005-11-02 |
| NO20054010D0 (en) | 2005-08-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6966385B2 (en) | Tong positioning system and method | |
| CA2313078C (en) | Handling of tube sections in a rig for subsoil drilling | |
| EP2612982B1 (en) | Apparatus and method for positioning connection equipment | |
| US8186925B2 (en) | Drill rod handler | |
| US8485269B2 (en) | Control line running system | |
| US4194419A (en) | Drill pipe handling mechanism | |
| US4128135A (en) | Drill pipe handling mechanism | |
| US3994350A (en) | Rotary drilling rig | |
| NO342844B1 (en) | System and method for driving pipe elements into wellbores | |
| US4652195A (en) | Casing stabbing and positioning apparatus | |
| US20040045703A1 (en) | Apparatus for positioning and stabbing pipe in a drilling rig derrick | |
| NO336391B1 (en) | A pipe | |
| KR102095610B1 (en) | Device and method for handling drill string components in rock drilling and rock drill rig | |
| NO344535B1 (en) | SAFETY LOCK FOR CONTROL LINES AND PROCEDURE TO RUN A CONTROL LINE NEAR A PIPE STRING. | |
| US20130192817A1 (en) | Apparatus for Aligning Tubulars During Placement in a Well | |
| NO336243B1 (en) | Plier positioning systems and method for positioning a power plunger around an oilfield connection | |
| AU2012245175B2 (en) | Control line running system | |
| BR122020019044B1 (en) | ELEVATOR FOR LARGE DIAMETER PIPING AND LIFT METHOD |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |