NO338657B1 - Tårnmontert boremaskin og fremgangsmåte for å gripe et rør - Google Patents

Description

TÅRNMONTERT BOREMASKIN OG FREMGANGSMÅTE FOR Å GRIPE ET RØR

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et tårnmontert boremaskinapparat og en fremgangsmåte for å gripe et rør. Det beskrives også en fremgangsmåte for å underlette fjerning av et element fra en tårnmontert boremaskins hovedaksel.

Ved boring av et borehull ved bygging av en olje- eller gassbrønn eller geotermisk brønn eller ferskvannsbrønn eller liknende, anordnes en borekrone på enden av en borestreng som roteres for å bore borehullet gjennom en formasjon.

Et tårnmontert boremaskinapparat for boring av borehull som for eksempel olje- og gassbrønner, er ett av to typer av apparat for boring av borehull og den andre er et rotasjonsbordapparat.

En borerigg som har et rotasjonsbord omfatter vanligvis en bærende tårnkonstruksjon med en kronblokk på toppen. En løpeblokk er bevegelig opphengt i kronblokken ved hjelp av en wire som tilføres fra et heisespill. En krok eller en blokkadapter kan henge fra løpeblokken i bøyler. En kelly henger fra løpeblokken ved hjelp av en krok. Den nedre ende av kellyen er festet til en borestreng. Den nedre ende av borestrengen har en bunnhullsammenstilling som bærer en borekrone. Borestrengen og borekronen befinner seg inne i et brønnhull som bores og utstrekker seg nedover fra overflaten. Kellyen roteres innen borehullet ved hjelp av rotasjonsbordet.

Et tårnmontert boremaskinapparat omfatter vanligvis en hovedkropp som rommer en motor for rotasjon av en drivaksel som har et mellomstykke som kan forbindes med et enkelt rør, en rørsek-sjon eller en rørstreng. Rørene kan være hvilke som helst av: borerør, foringsrør, forlengelsesrør, premiumrør (premium tubular) eller hvilket som helst annet slikt rør som brukes ved bygging, vedli-kehold og reparasjon av brønnhull som for eksempel olje- og gassbrønner. Et tårnmontert boremaskinapparat er vanligvis anordnet på et hovedsakelig vertikalt spor i et tårn på en rigg. Det tårnmonterte boremaskinapparat løftes og senkes på sporet med en wire over en kronblokk som er forbundet med det tårnmonterte boremaskinapparat via en krok eller blokkadapter som kan henge fra løpeblokken i bøyler. Wiren spoles inn på og gis ut ved bruk av en vinsj som er kjent som et heisespill. Det tårnmonterte boremaskinapparat kan således brukes til å kjøre rør inn i og ut av brønnhullet; dreie borestrengen for å utføre boring i brønnhullet; og dreie et enkelt rør eller seksjon av rør i forhold til en streng av rør som er avhengt i brønnhullet for å gjengemessig forbinde eller frakople rør fra en streng av rør i borestrengen for å forlenge eller forkorte strengen av rør. Den tårnmonterte boremaskin har bøyleadapter fra hvilken et par bøyler henger. En rørklave henger fra bøyler som er festet til den tårnmonterte boremaskin for å underlette håndtering av rør og innretting med mellomstykket for tilkopling og fråkopling dermed. Et tårnmontert boremaskinapparat kan også brukes i forbindelse med et aktivt eller passivt kilebelte og/eller med rotasjonstenger for å foreta tilkopling og fråkopling av rør fra strengen av rør.

Det er viktig å være i stand til å kontrollere trykket i borehullet i forhold til trykket i formasjonen. Under visse omstendigheter kan boreren mene at det kreves underbalansert boring, hvor trykket som utøves på en formasjon som er eksponert i et brønnhull er under det interne fluidtrykk til den formasjonen. Derfor kommer fluider ut i brønnhullet hvis tilstrekkelig porøsitet og permeabilitet er tilstede. Boresynken eller -raten øker typisk når en underbalansert tilstand nærmer seg. Boreren kan imidlertid mene at overbalansert boring kreves, hvor størrelsen av trykket i brønnhullet oversti-ger trykket av fluider i formasjonen. Dette overtrykk kreves for å hindre reservoarfluider (olje, gass eller vann) fra å komme inn i brønnhullet. For stor overbalanse kan imidlertid senke boreprosessen dramatisk ved å effektivt styrke steinen nær brønnhullet og begrense fjerning av utboret kaks under borekronen. I tillegg kan høyt overbalansetrykk sammen med dårlige boreslamegenskaper forårsake problemer med differensiell klebing (differential sticking). På grunn av at reservoartiykk kan variere fra én formasjon til en annen, mens boreslammet har forholdsvis konstant tetthet, varierer overbalanse fra én sone til en annen. Boreren er i stand til å variere boreslamtilstanden fra underbalansert til overbalansert ve å endre egenvekten av boreslammet ved å bruke vektstoffer for å øke eller minske boreslammets egenvekt.

Hvis trykket i brønnen ikke kontrolleres riktig, maksimeres ikke borehastigheten. I verste fall kan brønnen rase sammen på grunn av manglende trykk i brønnhullet. Det er mer sannsynlig at dette vil skje i særskilte typer av formasjoner.

Tidligere ble borefluidsirkulasjonen stoppet ved hver tiltrekking eller fråkopling av et enkelt borerør eller en borerørseksjon. En oppfyllingsventil eller en slamspareventil brukes for å holde trykket i borestrengen under tiltrekkings- og frakoplingsprosedyren. Ventilen må imidlertid koples til og koples fra hver gang. Det er således diskontinuerlig sirkulasjon, og selv om trykket i brønnen holdes hovedsakelig konstant, merkes en trykkendringspulsering.

Det er ofte å foretrekke å holde borekaks svevende i borefluidet for å gjøre det lettere å flytte det bort fra borekronen og å hindre det fra å falle tilbake ned i et borehull. Stopp i boreslamsirkulasjo-nen kan forårsake at det utborede kaks synker. For å motvirke dette prøves i mange systemer iføl-ge kjent teknikk fluidvektøkning og ofte økning av fluidets viskositet. Dette resulterer i behov for mer pumpekraft på overflaten for å flytte det tykkere fluid; men slik økning i pumpekraft kan resulte-re i overtrykking nedihulls som igjen kan forårsake formasjonsskader eller tap av fluider nedihulls.

Et kontinuerlig sirkulasjonssystem er blitt utviklet og er fremlagt i PCT-publikasjon nr. WO 98/16716, hvilket tillater at sirkulasjon av boreslam utføres gjennom hele tiltrekkings- og frakop lingsprosedyren av rør til rørstrengen. WO 98/16716 fremlegger blant annet bruken av et øvre sett av rørlukkehoder, såkalte pipe rams, for pålegging og tetting om røret som skal koples til strengen, et nedre sett av rørlukkehoder for pålegging og tetting om røret på toppen av strengen i brønnen for å skape et kammer mellom disse og et blindlukkehode, et såkalt blind ram, for å tette for kammeret mellom hannendedelen av røret som skal koples til og hunnendedelen av røret ved toppen av strengen for å tildanne øvre og nedre kamre. Et boreslaminnløp anordnes i det nedre kammer mellom settet med blindlukkehoder og det andre sett med rørlukkehoder. En boreslamtilførsel er også forbundet med toppenden av røret som skal koples til, og således aktiveres de nedre rørluk-kehoder for å gjøre en tilkopling og tette om toppen av rørstrengen i brønnhullet, og blindlukkeho-dene aktiveres for å tildanne et nedre kammer om toppen av borestrengen. Boreslam tillates å strømme inn i det nedre kammer og sirkulere inn i toppen av borestrengen. Boreslammet passerer gjennom borestrengen til borekronen og returnerer gjennom et ringrom som dannes av borestrengen og borehullet. Boreslammet prosesseres ved hjelp av vibrasjonssikter, sentrifuger og liknende for å fjerne borekaks fra det, og tilsettes tilsetningsstoffer om nødvendig og sirkuleres deretter til det nedre kammer. I mellomtiden senkes et enkelt rør eller en rørseksjon inn i toppen av det kontinuerlige sirkulasjonssystem. De øvre rørlukkehoder aktiveres for å tette om røret. Den øvre ende av røret eller standrøret koples til boreslamtilførselen og boreslam strømmer inn i det øvre kammer ved aktivering av en ventil. Trykket er nå hovedsakelig likt i boreslammet i de øvre og nedre kammer. Blindlukkehodet åpnes og rørets hannende eller standrøret entres inn i hunndelen i toppen av rørstrengen og spinnes inn og trekkes til for å lage koplingen. Boreslammet i kammeret kan dreneres og de øvre og nedre rørlukkehoder åpnes for å tillate rørstrengen med det tillagte rør eller rørseksjon å senkes ned i brønnen. Således er sirkulasjonen kontinuerlig gjennom rørstreng-en og ringrommet mens koplingen gjøres og frigjøres.

Det er blitt gjort forskjellige forbedringer til det kontinuerlige sirkulasjonssystem innbefattet utførelse av kontinuerlig sirkulasjon under boring. Således tillates kontinuerlig boring mens rør koples til eller fra strengen. Dette er nyttig ved boring med borerør eller ved boring med foringsrør.

Rørklaver brukes i disse operasjoner for selektiv understøttelse av rør og for å underlette flytting av rørelementer fra ett sted til et annet.

Kjent teknikk fremlegger en mangfoldighet av rørgripeapparater og tårnmonterte boremaskiner som brukes med slike systemer. Visse tårnmonterte boremaskinapparater ifølge kjent teknikk har en tårnmontert boremaskin og et rørgripesystem for mottak av et rørelement og inngripbare kjefter for kontakt med og grep om et rør som er blitt plassert innen gripesystemet. I ett aspekt har hver kjeft et sammenkoplet, hydraulisk sylinderapparat som styres og aktiveres for å flytte kjeften inn i eller ut av inngrep med et rør. En intern utblåsingssikring (IBOP) kan brukes for beskyttelse mot en trykk-oppbygging i et rør som for eksempel borerør eller foringsrør mens boreoperasjoner utføres. IBOP'en kan befinne seg nedenfor den tårnmonterte boremaskin og være gjengemessig forbundet med den tårnmonterte boremaskins hovedaksel.

Patenter ifølge kjent teknikk fremlegger en stor mangfoldighet av slike systemer inkludert, men ikke begrenset til, og bare i form av eksempler, de som fremlegges i US patenter 7.055.594, og i hen-visningene angitt i dette patent og de som framlegges i US patenter 2.950.639, 3.902.385, 4.346.629, 4.458.768, 5.433.279, 6.276.450, 4.813.493, 6.705.405, 4.800.968, 4.878.546, 4.753.300, 6.536.520, 6.679.333.

US patent 7.055.594 fremlegger et rørgripeapparat og et tårnmontert boremaskinapparat og, i visse aspekter et tårnmontert boremaskinsystem som i minst noen aspekter har en tårnmontert boremaskinenhet og et rørgripesystem nedenfor den tårnmonterte boremaskinenhet som har en åpen hals (throat) for mottak av et rør som skal gripes av rørgripesystemet; og i det minste i visse aspekter, gripesystemet som har en kropp med første og andre kjefter som er bevegelig forbundet med dem og stempel-/sylinderinnretninger som er bevegelig sammenkoplet med hver kjeft for å bevege kjeftene til å klemme fast og deretter rotere røret. I ett aspekt er det fremlagt et rørgripesystem som har en kropp, en første kjeft bevegelig forbundet med kroppen, en andre kjeft bevegelig forbundet med kroppen, en første stempel-/sylinderinnretning som er bevegelig sammenkoplet med den førs-te kjeft, en andre stempel-/sylinderinnretning som er bevegelig sammenkoplet med den andre kjeft, hvor den første stempel-/sylinderinnretning for bevegelse av den første kjeft for å klemme fast et rør og den andre stempel-/sylinderinnretning for bevegelse av den andre kjeft for å klemme fast røret, og den første stempel-/sylinderinnretning for bevegelse av den første kjeft og den andre stempel-/sylinderinnretning for bevegelse av den andre kjeft for å rotere røret.

US patent 7.281.451 fremlegger fremgangsmåter og apparat for å sette til og kople fra rørforbin-delser i en rørstreng. I visse aspekter innbefatter en tangsammenstilling portstyrte kraft- og støtte-tenger som er koplet til en momentstang. Tengenes kjefter kan være anordnet omkretsende med støtteelementer innrettet mellom tilstøtende kjefter for å fullstendiggjøre en hovedsakelig 360 gra-ders lukket sirkel. En hydraulisk krets kan likedan (equally) fordele fluid og trykk for aktivering av kjeftene. Krafttangen kan innbefatte en portstyrt rotor som drives av minst tre rotorer. Rotoren kan låses selektivt fysisk fra rotasjon eller bevegelse ved hjelp av én eller flere rotorlåser. Videre kan tangsammenstillingen innbefatte en forrigling som hindrer aktivering av drivmotorene inntil rotor-låsen aktiveres for å låse opp rotoren. I tillegg kan portlåser sikre tengene og rotoren når de er lukket, og en løsgjørbar koplingsanordning kan hjelpe til med inngrep av en motor for en rotorpum-pe. Det fremlegges et apparat for håndtering av et første rør og et andre rør under tilsettings- og frakoplingsoperasjoner som innbefatter: en tang som har kjefter som er radielt anordnet innen et roterbart element og som er bevegelig mot et senter for å gripe det første rør, hvori hver kjeft aktiveres ved hjelp av en hovedsakelig jevn tilførsel av fluid som er uavhengig styrt av en felles trykk-begrenser; og et støtteelement for å gripe det andre rør og hindre dets rotasjon.

US patent 3.902.385 fremlegger verktøy for sammensetting eller fråkopling av rør for å sette til eller kople fra en gjenget rørskjøt som innbefatter to gripesammenstillinger som er tilpasset for å strekke seg om og gripe henholdsvis to rørseksjoner og hvor hver har to kjefter som er hengslet sammen for åpne- og lukkebevegelse, hvor de to gripesammenstillinger er montert for relativ bevegelse om røraksen ved hjelp av kraftdrevne aktiveringsmidler, fortrinnsvis innbefattende to stempel- og sylin-dermekanismer hvorav hver virker i én rotasjonsretning mot én av gripesammenstillingene og i den motsatte rotasjonsretning mot den andre gripesammenstilling ved hovedsakelig stedet for hengslet mellom dens to kjefter. I ett aspekt fremlegges et verktøy for å bevirke relativ rotasjonsbevegelse mellom to gjengede rør om rørenes akse som innbefatter: en første gripesammenstilling som er tilpasset for å utstrekke seg om og gripe et første rør, og som innbefatter to kjefter og en første hengsleforbindelse som fester de to kjefter sammen for relativ svingebevegelse om en første hengsleakse mellom åpen og lukket stilling; en andre gripesammenstilling som er tilpasset for å utstrekke seg om og gripe et andre rør, og som innbefatter to tilleggskjefter og en andre hengsleforbindelse som fester de to tilleggskjefter sammen for relativ svingebevegelse om en andre hengsleakse mellom åpen og lukket stilling; en kraftoperert aktiveringsenhet for utøvelse av kraft mot de to gripesammenstillinger i et forhold som forårsaker relativ rotasjon mellom rørene; hvor de to hengsleforbindelser er mottakbare i hovedsakelig aksiell innretting med hverandre i en stilling hvori begge gripesammenstillingers kjefter kan åpnes; og en skulder som én av gripesammenstillingenes kjefter bærer og som kan gå i inngrep med en skulder på en korresponderende kjeft på den andre gripesammenstilling i et forhold som overfører lukkekraft fra én kjeft til den andre når de to sam-menstillinger er i den relative posisjon i hvilken de kan åpnes.

US patent 4.449.596 fremlegger et brønnboringsapparat som omfatter et tårnmontert boremaskinapparat som omfatter et drivaggregat med en motordrevet spindel som er innrettet til å kunne forbindes med den ene enden av en borestreng og drive denne under boring. Apparatet omfatter videre en momentnøkkel som er forbundet med drivaggregatet og som kan beveges oppover og nedover sammen med dette og betjenes for å bryte en gjengeforbindelse mellom borestrengen og spindelen. Videre omfatter apparatet en elevator som er opphengt i drivaggregatet og innrettet for å gripe om en borerørseksjon og fastholde denne i hengende stilling under momentnøkkelen.

Publikasjonen US 2005/0269072, som anses for å være nærmestliggende kjente teknikk, fremlegger et tårnmontert boremaskinapparat med et fastspenningsapparat forbundet til en lastkrage på teleskopisk forlengbare ben. Fastspenningsapparatet omfatter to klemmer som er innrettet for løs-gjørbart inngrep med et rør, hvor hver klemme har et stempel som er bevegelig anordnet i en sylinder. Hvert stempel har en holdeinnretning for en bakke innrettet til å gå i inngrep med røret.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes det et tårnmontert boremaskinapparat som omfatter en tårnmontert boremaskin og et gripeapparat som er forbundet med og under den tårnmonterte boremaskin, hvor gripeapparatet har en kropp og en hals for mottak av et rør som skal gripes, idet gripeapparatet videre omfatter fire gripere for å gå i inngrep med et rør som skal gripes, hvor hver griper er anordnet på en stempel- og en sylinderinnretning for å bevege nevnte griper til å gå i inngrep med nevnte rør.

Fortrinnsvis anordnes to av de fire gripere i en stump vinkel med halsen. Det er en fordel om de andre to av de fire gripere anordnes i en stump vinkel med halsen. Mest fortrinnsvis anordnes de to av de fire gripere som er anordnet i en stump vinkel med halsen, i en første del av kroppen, og de to andre av de fire gripere som er anordnet i en stump vinkel med halsen, anordnes i en første del av kroppen, hvor den første del er selektivt bevegelig fra den andre del. Fortrinnsvis kan den første del separeres fra den andre del. Det er en fordel om delen er én halvdel av kroppen. Fortrinnsvis hengsles den første del i forhold til den andre del. I visse aspekter er kroppen en enkelt del, og i andre aspekter er kroppen to separerbare halvdeler.

Det er innenfor omfanget av den foreliggende oppfinnelse å ha fire gripere jevnt fordelt omkring en åpning eller hals for å kunne motta et rør (for eksempel for hver nitti grader).

Det er en fordel om minst én av griperne er bevegelig forbundet med kroppen. Fortrinnsvis brukes et stempel og en sylinder for å bevege minst én av griperne. Det er en fordel om stempelet og sy-linderen er dobbeltvirkende slik at den minst ene av griperne, i bruk, er bevegelig mot og bort fra røret. Fortrinnsvis er griperne anordnet på armer som er roterbart festet til kroppen.

Fortrinnsvis henger griperne fra den tårnmonterte boremaskin på minst ett momentmotstandsdyktig rør og fortrinnsvis to momentmotstandsdyktige rør. Rørene kan ha rektangulært tverrsnitt. Det er en fordel om det minst ene momentmotstandsdyktige rør kan forlenges for å tillate at gripeapparatet kan beveges mot og bort fra den tårnmonterte boremaskin. Det er en fordel om det momentmotstandsdyktige rør er teleskopisk. Fortrinnsvis omfatter det momentmotstandsdyktige rør en ytre, øvre del og en nedre, indre del som glir inne i den ytre, øvre del. Fortrinnsvis brukes et stempel og sylinder for å strekke de momentmotstandsdyktige rør ut.

Det er en fordel om kroppen videre omfatter et kilesporelement hvor kilesporelementet passer med et korresponderende kilesporelement på en annen del. Fortrinnsvis er den andre del en IBOP.

Det er en fordel om det tårnmonterte boremaskinapparat videre omfatter løfteapparat for løfting av gripeapparatet slik at kilesporelementet går i inngrep med det korresponderende kilesporelement på den andre del for selektivt inngrep. Fortrinnsvis er halsen sirkulær og kilesporelementet omkranser et parti av halsen. Det er en fordel om kroppen omfatter to halvdeler med kilesporelementet anordnet på én av halvdelene. Fortrinnsvis holder gripeapparatet rørpartiet hengende fra IBOP'en, og den tårnmonterte boremaskins hovedaksel roteres for å kople IBOP'en fra hovedakselen. Den første halvdel av kroppen beveges deretter bort fra den andre halvdel slik at den indre utblåsingssikring kan fjernes fra gripeapparatet. Det er en fordel om den tårnmonterte boremaskin omfatter en hovedaksel og en indre utblåsingssikring forbundet med hovedakselen. IBOP'en er forbundet direkte eller indirekte via et mellomstykke eller liknende. Fortrinnsvis har den indre utblåsingssikring et hovedparti og et rørformet parti som henger fra den, hvor hovedpartiet er anordnet mellom den tårnmonterte boremaskin og gripeapparatets kropp.

Fortrinnsvis kan griperne beveges samtidig for å gripe røret i gripeapparatets hals. I ett aspekt har hver griper et sammenkoplet hydraulikksylinderapparat som styres og aktiveres selektivt for å bevege griperen inn i og ut av inngrep med et rør eller for å bevege den ut av inngrep med et rør.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer også en fremgangsmåte for å gripe et rørformet element under en tårnmontert boremaskin, hvor fremgangsmåten omfatter trinnene å bevege et parti av et rørformet element inn i et gripeapparat, hvor gripeapparatet har en kropp som har en hals inn i hvilken et rør som skal gripes kan mottas, og fire gripere for å gripe et rør som skal gripes, hvor griperne er bevegelig forbundet med kroppen, og for å gripe det rø rf or mede element med gripesys-temets fire gripere.

Fortrinnsvis omfatter kroppen to deler, og fremgangsmåten omfatter trinnet å bevege minst én av delene til å åpne halsen. Det er en fordel om den tårnmonterte boremaskin har en hovedaksel og en intern utblåsingssikring som er forbundet med hovedakselen. Fortrinnsvis har kroppen et første kilesporelement og den interne utblåsingssikring har et andre kilesporelement, hvor fremgangsmåten videre omfatter trinnet å knytte det første kilesporelement til det andre kilesporelement. Det er en fordel om gripeapparatet er anordnet på løfteapparat for å heve rørgripeapparatet i forhold til det sekundære kilesporelement for å gå i inngrep med det primære kilesporelement for å underlette fråkopling av en forbindelse mellom den interne utblåsingssikring og hovedakselen.

Fortrinnsvis er gripeapparatet for å understøtte den interne utblåsingssikring som er frakoplet hovedakselen, og den første del er bevegelig bort fra den andre del for å åpne halsen slik at den interne utblåsingssikring kan fjernes fra gripersystemet, hvor fremgangsmåten videre omfatter trinnene å bevege den første del bort fra den andre del mens den første del understøtter den interne utblåsingssikring, og å bevege den interne utblåsingssikring bort fra den første del.

Det beskrives også et tårnmontert boremaskinapparat som omfatter en tårnmontert boremaskin som har en hovedaksel, en del forbundet med hovedakselen og en kropp som henger fra den tårnmonterte boremaskin, kjennetegnet ved at kroppen omfatter et første kilesporelement og at delen har et andre kilesporelement for inngripen med det første kilesporelement for selektivt å hindre rotasjon av delen for å underlette fråkopling av den fra den tårnmonterte boremaskins hovedaksel.

Fortrinnsvis er kroppen et griperapparat for selektivt å gripe et rørformet element. Det er en fordel om delen er en intern utblåsingssikring. Fortrinnsvis omfatter det første kilesporelement et kilespor anordnet på en konkav overflate. Fortrinnsvis er den konkave overflate en seksjon av en sirkel som fortrinnsvis omkranser 270 grader og med fordel hovedsakelig 180 grader eller litt mer enn 180 grader, slik at hvis delen hviler på det første kilesporelement, vil delen understøttes derav og det vil være mindre sannsynlig at den faller derfra.

Det er en fordel om det andre kilesporelement omfatter et kilespor som er anordnet på en konveks overflate. Fortrinnsvis er den konvekse overflate en fullstendig sirkel som omkranser en del av delen. Fortrinnsvis er det andre kilesporelement i et fast forhold med delen og ikke via en gjenget skjøt. Det er en fordel om den første kilesporoverflate er anordnet på en oppkrager som står opp klar av kroppen.

Fortrinnsvis omfatter kroppen en hals for mottak av et rørformet element, hvor den første kilesporoverflate befinner seg tilstøtende halsen. Det er en fordel om kroppen er tildannet i to deler hvor det første kilesporelement er anordnet på minst én av delene, hvor delene er bevegelige for å åpne halsen for å underlette fjerning av delens hals. Det er en fordel om kroppen kan beveges mot eller bort fra den tårnmonterte boremaskin for selektivt å la det første kilesporelement gå i inngrep med og gå ut av inngrep med det andre kilesporelement.

Fortrinnsvis omfatter de første og andre kilesporelementer kilespor som hovedsakelig er anordnet vertikalt og fortrinnsvis slik at kilesporene går i inngrep når kroppen beveges vertikalt forhold til den tårnmonterte boremaskin for at det første kilesporelement skal gå i inngrep med det andre kilesporelement.

Det beskrives også en fremgangsmåte for å underlette fjerning av en del som er forbundet med en tårnmontert boremaskins hovedaksel, hvor fremgangsmåten omfatter trinnene å gå i inngrep med et første kilesporelement i en kropp som henger fra den tårnmonterte boremaskin med et andre kilesporelement i delen, og å rotere den tårnmonterte boremaskins hovedaksel for å kople delen fra hovedakselen. En gjenget forbindelse mellom hovedakselen og delen er vanligvis tilveiebrakt.

Fortrinnsvis omfatter fremgangsmåten videre trinnet å hvile delen på kilesporelementet. Det er en fordel om fremgangsmåten videre omfatter trinnet å feste en wire til delen og fjerne delen fra innretting med den tårnmonterte boremaskin.

For en bedre forståelse av den foreliggende oppfinnelse vil det nå henvises, i form av eksempler, til de vedlagte tegninger i hvilke: Figur 1 er et delperspektivriss av del av en borerigg med et tårnmontert boremaskinapparat som omfatter et griperapparat i henhold til den foreliggende oppfinnelse; Figur 2A er et perspektivisk riss av et tårnmontert boremaskinapparat som omfatter et griperapparat i henhold til den foreliggende oppfinnelse; Figur 2B er et sideriss av det tårnmonterte boremaskinapparat som er vist i figur 2A; Figur 3A er et sideriss av en del av en borerigg i henhold til den foreliggende oppfinnelse; Figur 3B er et riss sett ovenfra av boreriggen som er vist i figur 3A; Figur 4 er et forstørret riss av del av det tårnmonterte boremaskinapparat som er vist i figur 2A; Figur 5A er et sideriss av et tårnmontert boremaskinapparat som omfatter et griperapparat i henhold til den foreliggende oppfinnelse; Figur 5B er et perspektivisk riss av del av det tårnmonterte boremaskinapparat som er vist i figur 5A; Figur 5C er et perspektivisk riss av del av det tårnmonterte boremaskinapparat som er vist i figur 5A; Figur 5D er et forstørret perspektivisk riss av del av det tårnmonterte boremaskinapparat som er vist i figur 5A; Figur 5E er et riss sett ovenfra av del av det tårnmonterte boremaskinapparat som er vist i figur 5A; Figur 5F er et perspektivisk riss av del av det tårnmonterte boremaskinapparat som er vist i figur 5A; Figur 5G er et tverrsnittriss sett ovenfra av del av det tårnmonterte boremaskinapparat som er vist i figur 5A; Figur 5H er et perspektivriss delvis bortskåret sett ovenfra av del av det tårnmonterte boremaskinapparat som er vist i figur 5A; Figur 6 er et riss sett forfra av et griperapparat i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Figur 1 viser et tårnmontert boremaskinapparat 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelse som innbefatter en tårnmontert boremaskin 20 opphengt i et boretårn 12. Et opsjonsmessig kontinuerlig sirkulasjonssystem 30 hviler på et boredekk 14 og del av et slitasjestykke 22 rager opp fra systemet 30. Slitasjestykket 22 er forbundet med og roteres av den tårnmonterte boremaskin 20. En rørklave 40 henger under den tårnmonterte boremaskin 20. Et griperapparat 50 i henhold til den foreliggende oppfinnelse (vist skjematisk) henger fra den tårnmonterte boremaskin 20 og rørklaven 40 henger fra griperapparatet 50. Hvilken som helst passende rørklave kan brukes med rørgripe-apparatet 50. Griperapparatet 50 (hvilket som helst i henhold til den foreliggende oppfinnelse) henger fra den tårnmonterte boremaskin 20 i bøyler 18 og rørklaven 40 henger fra rørgripeappara-tet i bøyler 24.

Systemer i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan bruke hydrauliske kraftledninger for en eksisterende tårnmontert boremaskin og/eller for andre eksisterende riggapparater (for eksempel, men ikke begrenset til, et rørhåndteringsutstyr), en likestrøms borerkonsoll på stedet, knapper, datamaskin(er), og styreenheter kan brukes for styring av rørgripeapparatet i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Alternativt kan et fullstendig separat hydraulisk kraftsystem og/eller styring brukes; hvilket i ett aspekt er et fjernsystem RS.

Et griperapparat i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan brukes med systemer som fremlagt i verserende US søknader serie nr. 11/140.642 innlevert 05/28/2005,10/870.700 innlevert 06/16/2004, og 10/862.787 innlevert 06/07/2004 hvorav alle innarbeides fullt heri for alle formål og er tilgjengelig for innsyn fra saksdokumentet til PCT-søknad med publikasjonsnummer WO 2005/121493, som også innarbeides fullt heri for alle formål og er tilgjengelig.

Figurer 2A til 2B viser en tårnmontert boremaskin, TDS, i henhold til den foreliggende oppfinnelse, hvilken har en svivelkropp 112 som henger i bøyler 113 fra en hundsvott 116. Hundsvotten 116 er forbundet med en løpeblokk (ikke vist). Et girsystem 120 er montert på en avstandsplate 121 som understøttes av svivelkroppen 112.

En motor 130 er koplet til et girsystem 120. Hvilken som helst passende motor kan brukes. Et bremsesystem 140 som er koplet til motoren 130 er inne i en kappe 144 gjennom hvilken utstrekker seg en svanehals 146 som er forbundet med en kellyslange KH (som tilstøter en servicesløyfe SL) gjennom hvilken borefluid strømmer. En forlengelse 198 tilveiebringer horisontal forskyvning av det tårnmonterte boremaskinapparat.

Motoren 130 har en utgående aksel som driver en hul drivaksel som strekker seg gjennom motoren 130, girsystemet 120, avstandsplaten 121, svivelkroppen 112, et låsesystem 160 og en lastkrage 170. En nedre ende 158 av den hule aksel er gjengemessig forbundet med et slamsparesystem 90 som igjen er forbundet med et slitasjestykke 92. Et system 100 i henhold til den foreliggende oppfinnelse for selektiv griping av rør henger fra lastkragen 170. Bøyler 172 avhenger en rørklave 174 fra en bøyleadapter 189.

Et motvektsystem 110 (som kan holde vekten av hele systemet under sentrering av rør) innbefatter to lastkompensatorer 114 hvorav hver har en øvre ende som er forbundet med en bøyle 113 og med en nedre ende forbundet med svivelkroppen 112. Hver lastkompensator 114 innbefatter en stempel/sylindersammenstilling.

Et bøylevippesystem 129 tilveiebringer selektiv vipping av bøylene 172 og således selektiv bevegelse og vipping av rørklaven 174 og bevegelse av et rør eller en seksjon av rør som bæres av rørklaven 174 til og fra en brønnhullsenterlinje. Bøyleholdere 94 holder bøylene 172 på bøyle-adapteren 189. Bøylevippehydraulikksylindere 128 er dreibart sammenkoplet mellom lastkragen 170 (forbundet med ører 128a) og armer 128b. Hvert koplingsstykke 124 er dreibart forbundet med en nedre ende av en arm 128b og med en klemme 126 som er fastklemt på en bøyle 172. Opsjonsmessig strekker rullebolter 127 seg gjennom klemmene 126 for å underlette bevegelse av bøylene innen klemmene 126.

Skjermer 173 og 174 finnes på sidene av en atkomstplattform 199. Atkomstplattformen 199 er løs-gjørbart forbundet med en bakre skjerm i toppen og dreibart til skjermene ved sitt nedre parti slik at den kan dreie og senkes for å tilveiebringe en plattform på hvilken personell kan stå og få atkomst til forskjellige komponenter på den bakre skjerm. Opsjonsmessig kan atkomstplattformen ha et inn-rykket parti for å underlette plassering av rør på den og for å underlette flytting av rør på atkomst-plattformens ytre.

Den tårnmonterte boremaskin TDS kan monteres bevegelig på en bjelke 182 (eller "momentrør"). Horisontal forskyvning tilveiebringes ved hjelp av forlengersystemet 198 som innbefatter en mo-menthylse. Forlengersystemet 198 med det tårnmonterte boremaskinapparat festet til seg er bevegelig vertikalt på bjelken 182 med det tårnmonterte boremaskinapparat festet til seg. Hvert ben 285 er et teleskoperende ben med en ytre del 285o og en indre del 285i. Figurer 3A og 3B anskueliggjør del av en borerigg som innarbeider et tårnmontert boremaskinapparat TS i henhold til den foreliggende oppfinnelse i et boretårn D. Det tårnmonterte boremaskinapparat TS henger fra blokkhundsvott BB som henger fra boretårnet D på en vanlig måte. Som vist i figur 3A bærer rørklaven 174 en rørseksjon TT som innbefatter to stykker borerør 143. Seksjonen TT er blitt flyttet fra en tårnplattform med flere sammenkoplede seksjoner 149 til en posisjon som er aksielt innrettet med et brønnhull 147. Et musehull kan for eksempel brukes for å bygge seksjoner. En borer styrer boring fra et borepanel 141. Figur 4 anskueliggjør systemet 100 for selektiv fastklemming av rør, for eksempel rør eller forings-rør. Systemet 100 kan være et integrert apparat eller det kan være to halvdeler som er forbundet ved hjalp av hengsler. Toppender av systemets 100 ytre bendeler 285 er forbundet med en krages 194 forbindelsesstrukturer med bolter 285a, og med bolter 285b til kragens 170 forbindelsesstrukturer; og bunnendene av de indre bendeler 285i er boltet til systemet 100. De indre bendeler 285i beveger seg inne i de ytre bendeler 285o for å tilveiebringe en teleskopvirkning som tillater opp-overrettet og nedoverrettet bevegelse av systemet 100.

I ett aspekt har systemet 100 todelt motstående halvdeler som er boltet sammen med fjernbare bolter slik at systemet 100 kan åpnes. Begge halvdeler kan også være uboltet og tillate at bena beveges fra hverandre, noe som tillater atkomst til deler på bena og til andre systemkomponenter. I visse aspekter er de to halvdeler identiske og underletter utskifting og minimerer nødvendig lager-hold.

Figurere 5A til 5H viser en tårnmontert boremaskin 500 i henhold til den foreliggende oppfinnelse med et griperapparat 600 i henhold til den foreliggende oppfinnelse. En bøyleadapter 502 under et motor-/girsystem 504 er forbundet med en lastkrage 512 og har bøyler 506 som bærer en rørklave 510. Teleskopiske ben 516 er forbundet med gripeapparatet 600.

Det tårnmonterte boremaskinapparat 500 innbefatter en intern utblåsingssikring 522. Et hannkile-sporelement 524 med kilespor 524a på den øvre interne utblåsingssikring 522 kan sammenknyttes med en kilesporhylse 604 med kilespor 604a mellom hvilke kilespor 524a mottas. Griperapparatet 600 kan løftes opp på bena 516 slik at den riflete hylse 604 griper inn med stjerneakselen 524 for bruk ved fråkopling av en forbindelse mellom den tårnmonterte boremaskins hovedaksel 528 og den øvre interne utblåsingssikring 522. Etter utskruing av den øvre interne utblåsingssikring 522 understøtter den del av griperapparatet 600 på hvilken den riflete hylse 604 er montert, den øvre interne utblåsingssikring 522. Den riflete hylse 604 er én halvdel 612 av rørgriperapparatet 600 og, som beskrevet nedenfor, kan denne halvdel 612 svinges ut fra under den tårnmonterte boremaskin slik at deler som bæres av griperapparatet 600, for eksempel en komplett ventilstakk eller, for eksempel, som vist, den øvre interne utblåsingssikring 522 kan løftes bort, for eksempel med en trekkline.

Rørgripeapparatet 600 har to halvdeler 612, 614 hvorav hver er dreibart boltet til benfester 518 på bena 516 med en flerhet bolter 519. Senterbolter 521 bolter også halvdelene 612, 614 til benfeste-ne 518. Fjerning av bolt 519 tillater en halvdel 612 eller 614 av griperapparatet 600 å dreie om den gjenværende bolt 519 (med den korresponderende senterbolt 521 fjernet). Med alle boltene fjernet kan halvdelene 612, 614 fjernes. Som vist i figur 5D er en bolt 519 som holder én ende av halvdelen 612 fjernet tillike med senterbolten 521 slik at halvdelen 612 kan dreie om den gjenværende bolt 519, mens den understøtter den øvre interne utblåsingssikring 522 som er blitt koplet fra akselen 528 (hvor hylsen 604 griper inn med den stjerneakselen 524 og understøtter den øvre interne utblåsingssikring 522).

Bena 516 er teleskopiske ben og tilveiebringer lengdejusterbarhet. Nedre bendeler 516b beveger seg innen og utstrekker seg fra øvre bendeler 516a (se for eksempel figurer 5A, 5C) (selv om det er innen den foreliggende oppfinnelses omfang å bruke faste, ikke-teleskopiske ben).

Sentreringshylsehalvdeler 533 og 535 underletter sentrering av et rør. Sentreringshylse 533, 535 underletter også innretting av griperapparatet over et rør som skal festes til hovedakselen 528.

Figur 5G viser en del av det indre av griperapparatet 600. Hver halvdel 612, 614 har to hus 641, 642 (halvdel 612) og hus 643, 644 (halvdel 614). En griper 650 er bevegelig innrettet i hvert hus 641-644.

Hver griper 650 innbefatter et bevegelig stempel 652 med en bakkeholder 654 boltet til det med bolter 655. En tetning 662 tetter et grensesnitt mellom hus og stempel og en tetning 664 tetter et grensesnitt mellom en holder 668 og stempelet 652. Hver bakkeholder 654 har en bakke 672 festet til seg. Hvert hus 641-644 har fluidporter PF og PO for tilførsel av fluid under trykk for flytting av stemplene 652 for å bevege bakkene 672 inn i og ut av inngrep med et rør TB som skal gripes av rørgriperapparatet 600. Stemplene 652 beveger seg på aksler 678.

Som vist i figur 5G er hvert stempel 652 blitt flyttet slik at dets korresponderende bakke 672 har gått i inngrep med røret TB og griper røret TB i senter av griperapparatet 600. Med et passende styresystem CS tilføres fluid under trykk fra en fluidkilde FS (for eksempel hydraulisk eller pneuma-tisk fluid) til stemplene 652. Dette kan gjøres slik at stemplene beveger seg unisont samtidig eller ikke.

Figur 5H viser en alternativ konstruksjon av systemet 600 for å bevege fire gripere til inngrep med et rør. Fire gripere 700 er montert i et hus 702. Huset 702 har åpninger 704 for mottak av nedre deler av understøttelsesben (lik benene 516).

Hver griper 700 har et hus 712 med en første ende 714 dreibart montert på en bolt 716. Hvert hus 712 har en andre ende 718 og en åpning 722 gjennom hvilken en aksel 724 rager. Hver aksel 724 har en bakkeholder 726 (med en bakke 728) festet til seg.

En arm 732 strekker seg ut fra hver bakkeholder 726. Hver arm 732 har en ende som er dreibart festet til huset 702 med en dreiebolt 734. Hver aksel 724 er forbundet med et innvendig stempel P (ett vist med brutt strek). Bevegelse av stempelet P beveger akselen 724 slik at den beveger bakkeholderne 726 mot og bort fra et rør i senter av rørgriperapparatet 700. Når akslene 724 beveger seg, dreier hver arm 732 om sin korresponderende dreiebolt 734 og hvert griperhus 712 dreier seg om sin korresponderende bolt 716. Fluid under trykk for å bevege stemplene P tilveiebringes gjennom ledninger 738, 739.

Figur 6 viser et system 800 i henhold til den foreliggende oppfinnelse som innbefatter et gripersystem 802 i henhold til den foreliggende oppfinnelse (hvilket som helst fremlagt heri, for eksempel gripersystemet 100). Ben 804 forbinder gripersystemet 802 med et rotasjonsapparat 810. Rotasjon av rotasjonsapparatet 810 roterer gripersystemet 802 og et rør rundt hvilket gripersystemet 802 er klemt fast. Bena 804 er vist som ikke-teleskopiske, men teleskopiske ben kan brukes.

Bena 516 er i visse aspekter forholdsvis mer massive enn ben som bena 285 (figur 2A). I visse aspekter har bena 516 større tverrsnitt enn ben som de forholdsvis flate ben 285 og/eller er lengre enn ben som bena 285 og er laget for å være mer massive for bedre å ta opp moment som påføres på gripersystemet som understøttes av bena.

Med plasseringen som vist i figur 5E, kan dimensjonen DD reduseres og forholdsvis mindre plass kan opptas av et gripersystem i henhold til den foreliggende oppfinnelse, som i visse aspekter underletter plassering av et slikt system mellom bærebøyler.

Claims (15)

1. Tårnmontert boremaskinapparat som omfatter en tårnmontert boremaskin (20) og et griperapparat (100) som er forbundet med og under den tårnmonterte boremaskin (20), hvor griperapparatet (100) har en kropp (285, 600) og en hals for mottak av et rør som skal gripes,karakterisert vedat nevnte gripeapparat (100) videre omfatter fire gripere (650, 672) for inngrep med et rør som skal gripes, hvor hver griper er anordnet på en stempel- og en sylinderinnretning (643, 652, 712) for å bevege nevnte griper til å gå i inngrep med nevnte rør

2. Tårnmontert boremaskinapparat ifølge krav 1, hvor to av nevnte fire gripere er anordnet i en stump vinkel om halsen.

3. Tårnmontert boremaskinapparat ifølge krav 2, hvor de andre to av nevnte fire gripere (650, 672) er anordnet i en stump vinkel om nevnte hals.

4. Tårnmontert boremaskinapparat ifølge krav 3, hvor nevnte to av nevnte fire gripere som er anordnet i en stump vinkel om nevnte hals, er anordnet i en første del (612) av nevnte kropp (600) og at nevnte andre to av nevnte fire gripere som er anordnet i en stump vinkel om nevnte hals, er anordnet i en andre del (614) av nevnte kropp (285, 600), hvor nevnte første del er selektivt bevegelig fra nevnte andre del.

5. Tårnmontert boremaskin ifølge krav 4, hvor nevnte første del (612) er hengslet i forhold til nevnte andre del.

6. Tårnmontert boremaskinapparat ifølge hvilket som helst foregående krav, hvor nevnte gripere (650, 672) er festet til armer roterbart forbundet med kroppen (600).

7. Tårnmontert boremaskinapparat ifølge et hvilket som helst foregående krav, hvor nevnte stempel og sylinder er dobbeltvirkende, slik at, i bruk, den minst ene av griperne (650, 672) er bevegelig mot og bort fra nevnte rør.

8. Tårnmontert boremaskinapparat ifølge hvilket som helst foregående krav, hvor griperapparatet (100) henger fra nevnte tårnmonterte boremaskin (20) i minst ett momentmotstandsdyktig rør (285o, 285i).

9. Tårnmontert boremaskinapparat ifølge krav 8, hvor nevnte minst ene momentmotstandsdyktige rør (285o, 285i) kan forlenges for å tillate at griperapparatet (100) beveger seg mot og bort fra nevnte tårnmonterte boremaskin.

10. Tårnmontert boremaskinapparat ifølge hvilket som helst foregående krav, hvor kroppen (600) videre omfatter et kilesporelement (604) på nevnte kropp (285, 600), hvor nevnte kilesporelement er for tilknytning til et korresponderende kilesporelement på en annen del.

11. Tårnmontert boremaskinapparat ifølge krav 10, hvor det videre omfatter løfteapparat (285o, 285i) for løfting av griperapparatet (100) slik at kilesporelementet tilknyttes nevnte korresponderende kilesporelement på nevnte andre del for selektivt inngrep.

12. Tårnmontert boremaskinapparat ifølge hvilket som helst foregående krav, hvor nevnte tårnmonterte boremaskin (20) omfatter en hovedaksel og en intern utblåsingssikring (90) som er forbundet med hovedakselen.

13. Tårnmontert boremaskinapparat ifølge hvilket som helst foregående krav, hvor griperne (650, 672) kan bevege seg samtidig.

14. Fremgangsmåte for å gripe et rørformet element under en tårnmontert boremaskin (20) ved bruk av apparatet ifølge et hvilket som helst foregående krav,karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter trinnet å aktivere nevnte stempel-og sylinderinnretning (643, 652, 712) for å bevege nevnte gripere (650, 672) til å gå i inngrep med nevnte rørformede element.

15. Fremgangsmåte i henhold til krav 14, hvor nevnte kropp omfatter to deler (612, 614), hvor fremgangsmåten omfatter trinnet å bevege minst én av nevnte deler for å åpne nevnte hals.