NO338914B1 - Lokaliseringsinnretning for trekk ved en rørstreng omfattende sensormidler med minst to vertikalt tilstøtende sensorer - Google Patents

Lokaliseringsinnretning for trekk ved en rørstreng omfattende sensormidler med minst to vertikalt tilstøtende sensorer Download PDF

Info

Publication number
NO338914B1
NO338914B1 NO20063092A NO20063092A NO338914B1 NO 338914 B1 NO338914 B1 NO 338914B1 NO 20063092 A NO20063092 A NO 20063092A NO 20063092 A NO20063092 A NO 20063092A NO 338914 B1 NO338914 B1 NO 338914B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
pipe
sensor
sensors
signal
locating device
Prior art date
Application number
NO20063092A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20063092L (no
Inventor
Vernon Joseph Bouligny
Jeremy R Angelle
Charles Michael Webre
Michael Wayne Olivier
Mark Stephen Sibille
Richard J Wiggins
Brian D Begnaud
Original Assignee
Franks Int Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Franks Int Inc filed Critical Franks Int Inc
Publication of NO20063092L publication Critical patent/NO20063092L/no
Publication of NO338914B1 publication Critical patent/NO338914B1/no

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/02Rod or cable suspensions
    • E21B19/06Elevators, i.e. rod- or tube-gripping devices
    • E21B19/07Slip-type elevators
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/02Rod or cable suspensions
    • E21B19/06Elevators, i.e. rod- or tube-gripping devices
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/16Connecting or disconnecting pipe couplings or joints
    • E21B19/165Control or monitoring arrangements therefor
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B44/00Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Refuge Islands, Traffic Blockers, Or Guard Fence (AREA)
  • Braiding, Manufacturing Of Bobbin-Net Or Lace, And Manufacturing Of Nets By Knotting (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Indication Of The Valve Opening Or Closing Status (AREA)
  • Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)

Description

Denne søknad er en delvis fortsettelse av US-patentsøknad med serienr. 10/067,470, med 4. februar 2002 som innleveringsdato.
GB 2 371 509 omhandler et deteksjonsapparat for detektering av posisjonen av en rørskjøt.
WO 02/079603 A1 vedrører en fremgangsmåte og en anordning for å skru sammen borstenger.
Den foreliggende oppfinnelser vedrører generelt en sansingsanordning for
lokalisering av rørkarakteristika eller lokalisering av et rør. Mer spesifikt vedrører den foreliggende oppfinnelse detektering av posisjon eller karakteristika for rør eller annet utstyr i forhold til horisontal forflytning av utstyr så som rørklaver på bore- og service-rigger.
Oppfinnelsen vedrører en lokaliseringsinnretning for trekk ved en rørstreng for detektering av når en valgt karakteristikk for en rørstreng som er opphengt i en brønn, har en forhåndsvalgt vertikal relasjon til en riggrørklave. Hovedtrekkene ved den foreliggende oppfinnelse fremgår av det selvstendige patentkrav 1. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav.
Kort beskrivelse av tegningene:
Fig. 1 illustrerer et sideriss av en typisk rørklave som er opphengt ved hjelp av bøyler fra løpeblokken.
Fig. 2 illustrerer et grunnriss av rørklaven på fig. 1, uten bøyler.
Fig. 3 illustrerer et sideriss av en lysgardinsensor som er montert på en rørklave.
Fig. 4 illustrerer et grunnriss av sammenstillingen på fig. 3.
Fig. 5 illustrerer et sideriss av rørklaven på fig. 1 uten bøyler, men som har en overgangsplate for å bære sensorene.
Fig. 6 tilsvarer fig. 5, men illustrerer en enkelt perifer sensor.
Fig. 7 tilsvarer fig. 5, men illustrerer et alternativt sensorarrangement.
Fig. 8 tilsvarer fig. 7, men illustrerer en mekanisk følersensor som er montert på en overgangsplate som er fjærsentrert. Fig. 9 tilsvarer fig. 8, men illustrerer i et grunnriss en flerhet av mekaniske følersensorer og en anordning for å forsterke signalet fra hver transduser, for å øke størrelsen av det mekaniske utgangssignal. Fig. 10 illustrerer et sideriss av en sensor som er montert som vist på fig. 9. Fig. 11 illustrerer et sideriss, hovedsakelig gjennomskåret, av et luftgardindetektorsystem. Fig. 12 illustrerer et sideriss, forenklet, av et arrangement med sensorer anordnet over hverandre. Fig. 13 illustrerer et sideriss av en typisk rørklave som er opphengt ved hjelp av bøyler, og illustrerer videre en annen utførelse av den foreliggende oppfinnelse. Fig. 13A tilsvarer fig. 13, men illustrerer det reflekterende område senket ut av kontakt med sensoren.
Fig. 13B tilsvarer fig. 13, men illustrerer tre sensor/reflektorsystemer.
Fig. 13C tilsvarer fig. 13B, men illustrerer de reflekterende områder senket ut av kontakt med sensoren. Fig. 13D tilsvarer fig. 13A, men illustrerer holdekilene i den satte posisjon. Fig., 14 tilsvarer fig. 13, men illustrerer et mer detaljert riss av sensoren og reflekterende områder. Fig. 15 illustrerer et grunnriss av rørklaven hvor sensoren detekterer det reflekterende område. Fig. 16 tilsvarer fig. 5, men viser sensorens reflekterende evne når det reflekterende målområde har forflyttet seg.
Selv om den foreliggende oppfinnelse vil bli beskrevet i forbindelse for de inneværende tenkelige utførelser, vil det forstås at det ikke er meningen å begrense oppfinnelsen til disse utførelser. Videre skal det forstås at de tegninger som brukes til å illustrere disse utførelser heller ikke er tenkt å begrense den foreliggende oppfinnelse, men er tenkt å offentliggjøre de for de inneværende tenkelige utførelser. Disse beskrivelser og tegninger er tenkt å dekke alle alternativer, modifikasjoner og ekvivalenter som er inkludert innenfor den oppfinneriske idé.
Fig. 1 og 2 viser en konvensjonell rørklave 1 av holdekiletypen for en borerigg, med et rør P som forløper gjennom den sentrale åpning og som avsluttes med en krage 2. Sensorer 4 responderer på forandringer i detekterbare karakteristika for røret P. Sensorene 4 er på fig. 1 og 2 illustrert for å tilveiebringe en generell forestilling om lokalisering. Det bør legges merke til at sensorene 4 kan være av et mangfold av typer og former, og således presenterer et mangfold av forskjellige monteringskrav. Ytterligere detalj ved sensorene 4 og foretrukkede måter til montering av disse vil bli beskrevet i nærmere detalj her nedenfor. Fordi rørklaven 1 og holdekilene 9 (se fig. 5) er dimensjonert til å heves eller senkes over et rør P, er det i det minste noe klaring mellom den utvendige diameter av røret P og den innvendige diameter av rørklaven 1 og holdekilene 9. Denne klaringen varierer typisk i avhengighet av størrelsen av røret P og rørklaven 1. Røret kan således bevege seg i sideretning før holdekilene settes. Det skal forstås at den beskrevne siderettede rørbevegelse vil inkludere en hvilken som helst siderettet bevegelse av rørklaven. Mange typer av sensorer 4 kan funksjonere korrekt selv når sensorens mål, så som røret P, har en viss avstand fra sensoren. Imidlertid, når avstandsbegrensningen overskrides, muligens så som når den siderettede bevegelse av røret P er ved en maksimal avstand, kan det være at sensorene 4 ikke er i stand til å funksjonere korrekt. Det skal forstås at sensorenes 4 nærhet til målet, innenfor sensorenes avstandsbegrensninger, kan hjelpes ved bruk av en overgangsplate 3.
En slik overgangsplate 3 kan brukes til å bære sensorene 4 og bevege dem i sideretning. Den siderettede bevegelse av overgangsplaten 3 vil trolig forårsakes av kontakt mellom røret P og overgangsplaten 3 når rørklaven 1 heves eller senkes over røret P. Overgangsplaten 3, som best ses på fig. 5, er fortrinnsvis montert på rørklaven 1 ved bruk av vertikalt innskrenkende skulderskruer 17 i sideretningens romslige hull 24. Denne sammenstillingen er generelt angitt med tallet 16. Det skal forstås at overgangsplaten 3 kan være montert på et mangfold av måter, som kan inkludere, men ikke er begrenset til, skruer, bolter, nagler og lignende i kombinasjon med siderettede spor 24. Det er også mulig å forestille seg at overgangsplaten 3 kan være en kombinasjon av flere enn én plate, hvor slike ytterligere plater vil sikre mot vertikal bevegelse, samtidig som de tillater sidebevegelse. Sensorene 4 kan således monteres nærmere røret P, og likevel tillate røret P å bevege seg i en større sideveis avstand uten å skade sensorene 4.
Fig. 3 og 4 illustrerer en type av sensor 4 som omfatter et arrangement med en lysprosjektør 10 med flere stråler og en mottaker 11, konvensjonelt kjent som en lysgardin, generelt angitt med 13. Det skal forstås at et slikt arrangement med en lysgardin 13 er kommersielt tilgjengelig. Det skal videre forstås at lysgardinen 13 kan være montert direkte på rørklaven 1, eller kan være montert på en overgangsplate 3. Det er foretrukket med et konvensjonelt middel for montering, hvor lysgardinen 13 kan tas av, justeres, repareres eller lignende uten en overdrevent stor innsats, og fortrinnsvis uten vesentlig opphold i riggaktiviteter.
Lysgardinen 13 er anvendelig som en fjernsensor, for fortrinnsvis å måle trekk ved hjelp av antallet av lysstråler som blokkeres. Huset 10 projiserer fortrinnsvis de flere stråler av lys 12 over området som delvis vil bli blokkert av røret P når røret P passerer gjennom rørklaven 1. Når røret P passerer gjennom og blokkerer noen av de flere stråler av lys 12, mottar huset 11 fortrinnsvis de gjenværende lysstråler, dvs. de stråler av lys som ikke blokkeres av røret P, og kan produsere en derav følgende signalutgang som er anvendelig for driftspersonellet eller en hjelpeanordning som brukes til å konvertere den informasjon som sendes fra lysgardinen 13. Huset 10 er fortrinnsvis av en størrelse som er egnet til å projisere de flere stråler av lys 12 til å dekke et område som er lik eller større enn diameteren av rørklavens 1 gjennomgående boring. Lysstrålene 12 har fortrinnsvis lik forhåndsbestemt innbyrdes avstand, og danner et hovedsakelig horisontalt plan som står hovedsakelig perpendikulært på rørklavens gjennomgående boring, og lengden av et slikt plan er større enn eller lik den gjennomgående borings diameter. Huset 11 er fortrinnsvis av en passende størrelse, slik at det kan motta alle de flere lysstråler 12 som projiseres av huset 10. Fortrinnsvis, når røret P kommer inn i de projiserte lysstråler 12, vil det begynne å blokkere lysstråler 12 på en slik måte at kun lysstrålene på hver distale ende av det horisontale plan vil passere ublokkert til mottakeren i huset 11. Lengden av det blokkerte horisontalplan vil fortrinnsvis vise den utvendige diameteren av røret P. Som vist på fig. 1 har røret P fortrinnsvis en krage 2 som passerer gjennom lysstrålene 12. Det bør forstås av de som har fagkunnskap innen teknikken at kragen 2 kan være en kopling, en konnektor, en fortykket ende eller lignende. Således, når koplingen, den fortykkede ende eller kragepartiet 2 passerer gjennom lysstrålene 12, vil færre stråler 12 bli blokkert, hvilket viser at røret P, som fortrinnsvis har en mindre diameter enn kragen 2, er posisjonert ved nivået for lysstrålens 12 horisontalplan. Signalbehandlingen 25 befinner seg fortrinnsvis i ett av husene, eller kan være fjerntilknyttet, som vist på fig. 4. Videre, som vist på fig. 4, vil signalet fra mottakeren 11 fortrinnsvis forårsake at et signal sendes langs kommunikasjonslinken 25A til prosessoren 25, som fortrinnsvis vil omforme signalet til en lesbar utgang, for utlesing nær driftspersonellet, for tilkopling til automatiske kontrollere, datamaskiner eller en hvilken som helst annen ønsket anordning som kan motta signalet eller behandle signalet videre hvis det er nødvendig. Det bør forstås at lysgardinen 13, som en konvensjonell og kommersielt tilgjengelig anordning, ikke her behøves å beskrives funksjonelt i detalj. Det bør videre forstås at prosesseringen 25 også er kommersielt tilgjengelig, og kan inkludere, men ikke være begrenset til, konvensjonelle filtre, signalbehandlingsenheter, datamaskinprosessorer, datamaskinceller og lignende. Valget med å velge bruken av lysgardinsensoren 13 er primært en funksjon av riggomgivelsen, slik at de flere lysstråler 12 ikke blokkeres på annen måte enn av røret P eller et hvilket som helst utstyr som med hensikt føres gjennom lysstrålene 12. Det bør legges merke til at bruken av sekundære sensorer som en form for et redundant signal kan anvendes til å bekrefte den korrekte funksjon og operasjon av lysgardinen 13.
Det skal igjen vises til fig. 5, som illustrerer et arrangement for montering av en sensor av generell type som kan anvendes i den utførelse som er vist på fig. 1. Sensoren 4a omfatter fortrinnsvis flere enn én sensor, og slike sensorer 4a er montert oppe på rørklaven 1 eller overgangsplaten 3, og anordnet langs omkretsen omkring den gjennomgående boring i rørklaven 1 eller overgangsplaten 3. Det skal forstås at sensorene 4a er avtakbart innfestet, fortrinnsvis som foreslått av sensorprodusenten. Disse sensorene 4a kan være magnetiske, sensorer, kapasitive sensorer, lydsensorer, lyssensorer, kontaktsensorer eller andre sansingsanordninger, eller en kombinasjon av flere enn én type sensor. Det skal forstås at sensorene 4a er kommersielt tilgjengelige sensorer, og derfor vil den spesifikke operasjonelle funksjonalitet, for de forskjellige typer av sensorer, ikke her bli beskrevet, ettersom slik informasjon er lett tilgjengelig fra sensorprodusenten. Det spesifikke valg, når det gjelder typen av sensor, dvs. magnetisk sensor, kapasitiv sensor, lydsensor, lyssensor, kontaktsensor eller andre sansingsanordninger, eller en kombinasjon av flere enn én type av sensor, kan være en funksjon av riggomgivelsen, operatørpreferanser, påkrevde sansingsparametere, krav til holdbarhet, mulighet for vedlikehold og lignende. Det skal videre forstås at spesifikke sensortyper kan inkludere spesifikt signalbehandlingsutstyr 26, som også er kommersielt tilgjengelig. Det spesifikke behandlingsutstyr 26 vil fortrinnsvis motta et signal fra sensoren 4a langs kommunikasjonslinken 26A, og kan konvertere signalet som er generert av sensorene 4a til en indikator, så som en hørbar alarm, lys, kontrollerforrigling eller en tilsvarende indikator, som deretter brukes av driftspersonellet eller et driftskontrollsystem, for å fastsette posisjonen til rørklaven 1 og således holdekilene 9 i forhold til røret P.
Sensoren 4a detekterer fortrinnsvis forandringen i diameter eller en annen forhåndsbestemt detekterbar karakteristikk for røret P når rørklaven 1 beveger seg over røret P. Forandringen, i diameter eller sansingen av den forhåndsbestemte karakteristikk, vil fortrinnsvis forårsake at sensoren sender et signal langs kommunikasjonslinken 6 (fig. 1) for utlesing nær driftspersonellet, for tilkopling til automatiserte kontrollere, datamaskiner eller en hvilken som helst annen ønsket anordning som kan motta og behandle signalet. Hvis styringen skjer med en automatisk boreinnretning, kan enheten 7 (fig. 1) være inngangsmottakeren for den innretning som er involvert. Linken 6 kan inkludere en hvilken som helst form for kommunikasjon, og kan strekke seg til et antall sluttbrukerenheter, så som kontrollpaneler, signallys, alarmer, datamaskinsystemer og lignende.
Operasjonen av sammenstillingen, vist på fig. 5, kan best forstås ved å betrakte modusen når rørklaven 1 senkes over kragen 2, justert på fig. 5. Rørkrageholdekilene kan fortrinnsvis lukkes så snart kragen 2 sanses hvis sensorene, så som, men ikke begrenset til sensorene 4a som er vist på fig. 5, er posisjonert slik at de detekterer kragen 2 etter at den har gått klar av holdekilene 9 med en forhåndsbestemt avstand. Det skal forstås at hvis det er ønskelig, kan sensorene 4a stoppe senkingen eller hevingen av rørklaven 1, eller tilveiebringe et signal til operatøren om å stoppe hevingen eller senkingen, for å gjøre det mulig å lukke holdekilene 9.
Fig. 6 illustrerer en sensor 4c som er fordelt periferisk rundt røret P. Overgangsplaten 3 er vist, men er kanskje ikke nødvendig i alle tilfeller. Sensoren 4c kan være fast eller avtakbart montert direkte på rørklaven 1 eller på overgangsplaten 3. Den spesifikke innfesting av sensoren 4c bør fortrinnsvis være som anbefalt av
produsenten av sensoren 4c. Sensoren 4c vil fortrinnsvis inkludere monteringsplater, hull, ører eller lignende som vil gjøre det mulig å fastholde sensoren 4c til rørklaven 1 eller overgangsplaten 3 på en slik måte at dette ikke interfererer med sansingsfunksjonen. Det skal forstås, som med enkelte andre kommersielt produserte anordninger, det kan være nødvendig med en liten monteringsmodifikasjon for å sørge for korrekt plassering av sensoren 4c. Denne korrekte plassering er vanligvis forhåndsbestemt av driftspersonellet sammen med
sensorprodusenten, og felttestingen vil ikke kreve overdreven eksperimentering i faktisk operasjon. Sensoren 4c kan være, men er ikke begrenset til, en magnetisk spole, kapasitiv plate eller luftstrøm interferens. Sensorene 4c er fortrinnsvis kommersielt tilgjengelige sensorer, og den eksakte operasjonelle funksjonalitet til slike sensorer behøver her ikke å beskrives. Det skal forstås at funksjonen til sensoren 4c er å bestemme når røret P passerer gjennom rørklavens 1 gjennomgående boring, og mer spesifikt når kragen eller koplingen 2 har strukket seg forbi sensoren 4c. Valget av den spesifikke type av sensor 4c er igjen en funksjon av riggomgivelsen. Det skal forstås at bruken av en magnetisk spole eller kapasitiv plate kan være begrenset av riggsikkerhetshensyn som gjelder elektriske gnister eller til og med tilgjengeligheten av elektrisitet. Enda videre, luftstrøm interferens sensorer er avhengige av tilgjengeligheten av tilstrekkelig lufttrykk. Konvensjonelle kontrollprosessorer 27, som opererer sensorene 4c og konverterer sensorens 4c utgang til informasjon som er anvendelig for driftspersonell, kan være montert på rørklaven eller være fjernmontert, som vist. Signalet vil fortrinnsvis overføres til prosessoren 27 langs kommunikasjonslinken 27A. Det skal forstås at enkelte sensorer 4c kan ha kontrollprosessorene 27 integrert med sensoren, mens andre kan kreve direkte montering av prosessorene 27 i forbindelse med monteringen av sensorene 4c, mens enda andre sensorer 4c kan ha prosessorer 27 som er fjernmontert.
Fig. 7 tilsvarer fig. 5, men illustrerer mekaniske kontaktfølersensorer 4b som inkluderer en fjær 15 som fortrinnsvis forbelaster sensoren 4b mot røret P. Posisjons-sensorer, så som eller lignende sensoren 21 (fig. 9), detekterer fortrinnsvis posisjonen til alle følerne og overfører fortrinnsvis informasjonen, langs kommunikasjonslinken 5A til en konvensjonell datamaskincelle 5. Datamaskincellen 5 kan være integrert med sensorene 4b, kan være montert på overgangsplaten 3, eller lokalisert et annet sted, etter ønske. Det skal forstås at datamaskincellen 5 er en konvensjonell og kommersielt tilgjengelig anordning som konverterer inngangssignalet, fra sensorene 4b, til et utgangssignal. Det skal videre forstås at inngangen fra den mekaniske kontaktfølersensor 4b fortrinnsvis vil være bevegelsen av sensorarmen 31 når den beveges forover eller bakover som respons på røret P, kragen 2, eller et annet riggutstyr som passerer forbi sensoren 4b. Det skal enda videre forstås at utgangssignalet fra datamaskincellen 5 kan overføres direkte, langs kommunikasjonslinken 18A, til en eller annen indikator 18 som omfatter, men ikke er begrenset til, en hørbar alarm eller et synlig signal, eller utgangssignalet kan overføres, langs kommunikasjonslinken 19A, til en annen prosessor 19. En slik prosessor 19 kan da konvertere utgangssignalet til direkte å styre en eller annen rigganordning for å stoppe bevegelsen av rørklaven 1, for å reversere bevegelsen av rørklaven, for å bringe holdekilene inn i eller ut av inngrep, eller til og med overføre signalet til et riggforriglingssystem eller et datamaskinstyringssystem. Datamaskincellen 5 vil fortrinnsvis omforme sensorens 4b inngangssignal til å vise diameteren av røret P eller vise en forandring i diameter, hvilket fortrinnsvis viser at en krage 2 sanses.
Fig. 8 illustrerer en annen utførelse av overgangsplaten 3. I denne utførelse omfatter overgangsplaten 3a et fjærforbelastningsarrangement. Forbelastningen er fortrinnsvis tilveiebrakt ved hjelp av fjærer 14 som er tilbøyelige til å sentrere overgangsplaten 3a i forhold til rørklavens 1 gjennomgående boring. Overgangsplaten 3a vil være montert på rørklaven 1 på en lignende måte som overgangsplaten 3 (fig. 5). Imidlertid, når overgangsplaten 3a beveges i sideretning, så som når platen kommer i kontakt med røret P eller kragen 2, vil fjærene 14 fortrinnsvis returnere overgangsplaten 3a til en sentrert posisjon når røret P eller kragen 2 ikke lenger har kontakt med overgangsplaten 3a. Dette vil fortrinnsvis fremdeles gjøre det mulig for fjærene 15 på sensorfølerne 4b samlet å ha innvirkning på posisjonen til overgangsplaten 3a og derfor redusere eventuelle støt som påtvinges av overgangsplatens 3a bevegelsesgrenser. Fig. 9 og 10 illustrerer en mer detaljert beskrivelse av de mekaniske sensorer som er vist på fig. 7 og 8. Rørklaven 1 kan være forsynt med en overgangsplate 3 som fortrinnsvis bærer sensorsammenstillingene 4d. Det skal forstås at sensorsammenstillingene 4d fortrinnsvis bærer de sensorer 4b som er vist på fig. 7 og 8. De mekaniske kontaktsensorer beveger seg fortrinnsvis radialt fra rørets P eller kragens 2 senterlinje. En kabel, eller et filament 20, går rundt trinsene 32, som fortrinnsvis bæres av sensorsleidene 33. Fjærene 34 presser sensorsleidene 33 mot røret P, og presser fortrinnsvis glideføringen 35 bort fra røret P (nedenfor kragen 2). Den samlede forbelastning som påføres på glideføringene 35 kan sentralisere overgangsplaten 3 i forhold til det rør P som sanses. Det skal forstås at systemet kan operere uten overgangsplaten 3, men i et slikt tilfelle kan det være at glideføringene 35 ikke lenger behøver å strekke seg over vandringen til sleidene 33. En konvensjonell støtte eller arm 31 kan forbinde sensorens 4b hjul 30 og sleiden 33.
Filamentet 20 responderer fortrinnsvis på den radiale bevegelse av sensorene 4b samlet, og kan bevege inngangen til sensoren 21 i et forhåndsbestemt omfang i forhold til den sansede forandring i diameter av den relaterte rørkomponent. Filamentet 20 behandler fortrinnsvis inngangssignalene fra sensorene 4b samlet. Det bør, av de som har kunnskap innen teknikken, forstås at et hvilket som helst ønskelig ekvivalent system kan brukes. Sensoren 21 er fortrinnsvis en pneumatisk ventil som styrer luftstrøm som er relatert til lukking av holdekilene i rørklaven. Ved konvertering av bevegelse av filamentet 20 til forandringer i fluidstrømmotstand, virker ventilen (eller sensoren 21) fortrinnsvis som en form for signalbehandlingsenhet som omformer radial bevegelse av sensorene 4b til et utgangssignal som videre kan behandles til en indikasjon på en forhåndsbestemt karakteristikk for røret P eller kragen 2.
Fig. 11 illustrerer en luftgardinsensor 4e med tynn profil. Som med de andre sensorer som her er beskrevet, er sensoren 4e tilknyttbart montert enten direkte på rørklaven 1 eller på en overgangsplate 3, eller til og med en fjærforbelastet overgangsplate 3a (fig. 8). Metoden for montering av sensoren 4e vil fortrinnsvis tilsvare andre sensorer, med det endelige mål å sikre posisjoneringen av sensoren 4e. Det skal forstås at luftgardinsensoren med tynn profil er en kommersielt tilgjengelig anordning, og vil som sådan ha en monteringsinstruksjon som er foretrukket eller foreslått av produsenten. I den illustrerte utførelse befinner det ringformede kammer 42 seg fortrinnsvis i et hus 41, og kan tilføres en luftstrøm 44 gjennom et tilførselsrør 43. En spaltedyse 40 er fortrinnsvis periferisk fordelt rundt den sentrale gjennomgående borings åpning i rørklaven 1. Luften som kastes hovedsakelig radialt innover fra spaltedysen 40 forårsaker fortrinnsvis et mottrykk i kammeret 42 som påvirkes av en hvilken som helst gjenstand som møter luft-strømmen i bevegelse. Med en gitt luftstrøm 44, vil trykket i kammeret 42 fortrinnsvis ha en forhåndsbestemt eller forhåndsberegnet størrelse når ingen gjenstand er i rør-klavens sentrale åpning for å blokkere luftstrømmen. Fortrinnsvis, når ingen gjenstand rager inn i den sentrale åpning, stiger trykket i kammeret 42. Denne stigningen i kammerets 42 trykk er fortrinnsvis proporsjonal med den effektive diameter av gjenstanden som rager inn i den sentrale åpning. Derfor, når kragen 2 rager inn i den sentrale åpning og inn i luftstrømmen, vil trykket stige til det forhåndsbestemte eller forhåndsberegnede trykk som korresponder til diameteren av kragen. Når røret P fortsetter å bevege seg gjennom åpningen (dvs. at rørklaven 1 senkes rundt røret P), vil kragen til slutt bevege seg gjennom luftstrømmen. Når kragen 2 går klar av luftstrømmen, vil trykket falle med en beregnet eller forhåndsbestemt størrelse, hvilket viser en mindre diameter. På dette punkt bør det fra det målte trykk (ved måleren eller en annen måleindikator) være åpenbart at kragen 2 har beveget seg over luftstrømmen, og at holdekilene derfor kan aktiveres. Kammerets 42 trykk kan leses av en borer som overvåker en måler 22. Måleren 22 kan være plassert der hvor det er ønskelig eller passende for boreren. Hvis trykk-måleren 22 ikke er direkte tilknyttet til kammeret 42, kan trykket fortrinnsvis overføres gjennom kommunikasjonslinken 22A til lokaliseringen for måleren 22. Det skal forstås at for å overføre trykket til en fjernmåler 22, vil en type av konvensjonell trykktransduser 22B være påkrevet. Videre kan trykket overføres langs kommunikasjonslinken 23A og konverteres til andre signalformer ved hjelp av en datamaskincelle eller prosessor 23 til bruk for operatørene, borerne, annet personell. Det skal forstås at konvensjonelle prosessorer 23 som kan omforme trykksignalet til et elektrisk signal, et pneumatisk signal, en kombinasjon av elektro-pneumatisk signal eller et annet påkrevet signal, er kommersielt tilgjengelige. Det skal videre forstås at enten den direkte lufttrykksmåling eller et hvilket som helst behandlet signal kan sendes til et riggforriglingssystem eller en annen konvensjonell automatisk kontroller for å sette eller åpne holdekilene 9, etter ønske. Signalet kan sendes til andre datamaskiner som overvåker riggens operasjon. Det bør legges merke til at personer som har fagkunnskap innen teknikken ikke behøver å være datamaskineksperter eller programmerere for å anvende sensorene. Programmeringen av signalprosessorene, datamaskinene, de automatiske kontrollere og lignende, tilveiebringes typisk av sensorprodusentene eller programmerere for drift av riggen.
Fig. 12 illustrerer en utførelse med et arrangement med sensorer anordnet over hverandre. I denne utførelse befinner sensoren 10, som kan være av den type som er vist på fig.3, seg over sensoren 4e. Som her vist er sensoren 4e montert på overgangsplaten 3. Denne monteringen kan være den samme som her beskrevet ovenfor. En sekundær overgangsplate 3c er montert over sensoren 4e. Den sekundære overgangsplate 3c er fortrinnsvis festet ved hjelp av braketter (ikke vist) til sensoren 4e, eller direkte til overgangsplaten 3. Det skal forstås at to sensorer 10, 4e bør ha en innbyrdes vertikal forhåndsbestemt avstand som er slik at den vertikalt høyere sensor 10 kan sanse diameteren av kragen 2 samtidig som den vertikalt lavere sensor 4e kan sanse den mindre diameter av røret P. Fortrinnsvis, når sensoren 10 sanser den større diameter av kragen 2 og sensoren 4e sanser den mindre diameter av røret P, vil signalene fra begge sensorene, 10, 4e således vise at krage-til-rør-overgangen er mellom de to sensorer. Som vist på fig. 3, 4 og 11, og beskrevet her ovenfor, kan sensorene 10, 4e overføre signaler til prosessorer, målere, datamaskiner og lignende, slik at driftspersonell kan tolke dataene for nøyaktig posisjoneringsinformasjon. Det skal forstås at det illustrerte arrangement kan anvende enkeltpunktssensorer selv om røret beveger seg sideveis i et begrenset omfang. Det skal forstås at arrangementet med sensorer som er anordnet over hverandre kan anvende kombinasjoner av de sensorer som er beskrevet og illustrert her ovenfor. Fagpersoner innen teknikken vil forstå at valget av sensorer og bruken av kombinerte sensorer eller sensorer som er anordnet over hverandre vil avhenge av riggomgivelsen når det gjelder hvilken type av sensorer som vil tilveiebringe den beste operasjonelle funksjonalitet og riggkravene med hensyn på sikkerhet og redundante systemer. Fig. 13 illustrerer en annen utførelses av den foreliggende oppfinnelse. I denne utførelse kan sensoren 56 og reflektoren 54 være montert på rørklavebøylene, som her illustrert, eller de kan være montert på rørklavens toppbeskyttelse, på overgangsplaten 3 (se fig. 1) eller en annen passende eller ønskelig posisjon for å detektere posisjonen til et rør eller verktøy. Den utførelse som er vist på fig. 13 anvender fortrinnsvis sensorsystemet til å overvåke posisjonen av et verktøy eller et annet utstyr eller en gjenstand som senkes inn i et rør P. Det bør videre legges merke til at selv om den foreliggende oppfinnelse vil bli beskrevet i forbindelse med senking av et oljefeltverktøy inn i en brønnboring, er dette kun for illustrasjon, og at den praktiske nytte av den foreliggende oppfinnelse kan anvendes både ved leting etter og boring etter olje og gass, så vel som applikasjoner som ikke er oljefelt-relaterte. Fig. 13 illustrerer et oljefeltverktøy, generelt angitt med talltegnet 50, som er montert på et toppdrevet rotasjonssystem eller et annet passende utstyr. Rørklaven 101 er ved hjelp av bøyler 108 opphengt fra det samme utstyr som verktøyet 50.
Rørklaven 101 og verktøyet 50 senkes og heves således fortrinnsvis hovedsakelig som en tandemenhet. I denne utførelse er sensoren 56 fortrinnsvis montert på bøylene, men kan også være montert som beskrevet her ovenfor. En reflektor 54 er fortrinnsvis montert i en posisjon som er hovedsakelig 180 grader fra sensoren 56, slik at alt som projiseres eller stråler ut fra sensoren 56, for det formål å bestemme en karakteristikk så som posisjon, vil bli reflektert av reflektoren 54 så lenge ingen gjenstand penetrerer det hovedsakelig horisontale plan mellom sensoren 56 og reflektoren 54. Det bør legges merke til at sensoren 56 kan sende ut eller emittere signaler som inkluderer, men ikke er begrenset til, lys, luft, lyd eller fluid. Den eksakte posisjon til sensoren 56 og reflektoren 54 i forhold til rørklaven er forhåndsbestemt i avhengighet av typen utstyr som senkes sammen med rørklaven.
Fig. 14 illustrerer mer fullstendig sensoren 56 og reflektoren 54. Sensoren 56 og reflektoren 54 er fortrinnsvis montert på bøylene 108 med braketter 64. Det skal forstås at brakettene 64 fortrinnsvis er løsbart innfestet til bøylene 108 ved bruk av u-bolter eller andre egnede festeanordninger. Det kan også være ønskelig at brakettene 64 er mer permanent innfestet hvis sensorsystemet vil bli brukt over en lengre tidsperiode, eller hvis en sikrere monteringsinnfesting er ønskelig. Det skal videre forstås at brakettene 64 kan være fast innfestet til sensoren 56 og reflektoren 54, eller kan være i ett med sensorens og reflektorens hus. Metoden for innfesting av brakettene 64 til sensoren 56 og reflektoren 54 og brakettene 64 til bøylene 108 eller et annet sted nær rørklaven 101 er vanligvis et spørsmål om preferanse for operatørene eller serviceleverandørene, og skal således ikke anses som en begrensning for den foreliggende oppfinnelse. Denne preferansen vil også diktere andre metoder for innfesting, inkludert bruken av andre typer av braketter, eller til og med ingen braketter.
Sensoren 56 vil fortrinnsvis ha kapasitet til både å emittere og motta et bestemt signal. Som vist, på fig. 14, vil sensorhuset 60 fortrinnsvis ha en åpning 63 som både vil sende og motta et signal. Åpningen 63 kan være en enkelt åpning eller kan være en flerhet av åpninger. Åpningen 63 eller flerheten av åpninger vil fortrinnsvis være dekket av en passende linse 66 som ikke vil interferere med noe signal som emitteres eller mottas av sensoren 56. Sensoren 56 kan fjernopereres, og kan også ha aktiverende og de-aktiverende brytere lokalt innenfor eller festet til huset 60. Til huset 60 vil det fortrinnsvis også være innfestet en luftledning 62. Luften som strømmer gjennom luftledningen 62 vil fortrinnsvis holde linsen 66 ren, for å unngå utilsiktet interferens med signalet som emitteres eller mottas. Fortrinnsvis vil minst én ventil 65 styre luftstrømmen. Det bør legges merke til at luftkontrollsystemet kan styres manuelt ved hjelp av en hvilken som helst konvensjonell ventil eller kan fjern-styres ved hjelp av egnede elektropneumatiske eller pneumatiske kontrollsystemer.
Med ny henvisning til fig. 13, verktøyet 50, som er opphengt og som beveger seg hovedsakelig samtidig med rørklaven 101 er fortrinnsvis forsynt med en reflekterende overflate 52. Denne reflekterende overflate 52 er påført i hovedsakelig den samme avstand fra rørklaven 101 som sensoren 56 og reflektoren 54. Sensoren emitterer derfor et signal som beveger seg gjennom hovedsakelig det samme plan som reflektoren 54 og den reflekterende overflate 52 på verktøyet 50. Således, i operasjon vil sensoren 56 fortrinnsvis emittere et signal som enten vil bli reflektert av reflektoren 54 eller den reflekterende overflate 52 på verktøyet 50. Det bør forstås at den reflekterende overflate 52, som er påført på verktøyet 50, fortrinnsvis er en fornybar type av reflekterende tape. Den reflekterende overflate 52, så vel som reflektoren 54, kan imidlertid utgjøres av et mangfold av reflekterende overflater som er egnet til å reflektere typen av signal som emitteres fra sensoren 56. Det bør videre legges merke til at valget av det reflekterende materiale tar miljøfaktorer i betraktning, for å unngå kontaminasjon og således minke overflatens reflekterende kapasitet.
Som her beskrevet ovenfor, blir rørklaven fortrinnsvis senket inntil den omgir røret eller rørorganet P som krever håndtering ved hjelp av rørklaven. Når de mottar signal vil rørklaveholdekilene, som her er angitt med 9 eller 109, lukke seg rundt røret P. Fig. 13A illustrerer verktøyet 50 inne i røret P. Når dette skjer blir det signalet som emitteres av sensoren 56 ikke lenger reflektert, og et signal kan sendes av sensoren 56, hvilket viser at røret P har passert tilstrekkelig gjennom rørklaven 101, og at holdekilene kan settes. Figurene 13-13D viser også en fleksibel slange 58 som fortrinnsvis bidrar til innrettingen av verktøyet når det settes inn i røret P. Det skal forstås at selv om disse figurer kun refererer til et rør P, er det fra illustrasjonene klart at den øvre ende av røret P har en fortykket ende eller en krage som her er angitt med talltegnet 2.
I operasjon, når verktøyet 50 og således rørklaven 101 og sensoren 56 senkes mot røret P, eller heves bort fra røret P, emitterer sensoren 56 et signal som deretter fortrinnsvis reflekteres tilbake til sensorens 56 mottaksanordning. Sensoren 56 vil således tilveiebringe en indikasjon på at verktøyet 50 ikke er tilstrekkelig i inngrep med røret P til å aktuere de innvendige holdekiler 58.
Som vist på fig. 13A, når verktøyet 50 har blitt senket inn i røret P i en forhåndsbestemt avstand, er den reflekterende overflate 52 så vel som reflektoren 54 skjult fra sensorens 56 emitterte signal. I operasjon vil sensorene vise borepersonell eller et automatisert kontrollsystem at verktøyet 50 er tilstrekkelig inne i røret P, og at de innvendige holdekilder 58 kan aktueres. Det bør forstås at signalet fra sensoren 56 kan sendes til et mangfold av prosessorer, datamaskinceller eller kontrollere, som her beskrevet ovenfor for andre sensorer. Det bør videre forstås at slike signaler kan forsyne riggpersonell med hørbare eller synlige indikatorer, så vel som automatisk setting av holdekilene. Imidlertid, på grunn av mange av de inneværende sikkerhets-systemer, kan automatisk setting av holdekilene være forbudt, ettersom enkelte manuelle operasjoner er reservert for riggoperatører, for å hindre at kritisk utstyr feilfunksjonerer når det opereres under fullstendig automatisk kontroll.
Som vist på fig. 13-13D, senkes verktøyet 50 hovedsakelig i tandem med rørklaven 101 og bøylene 108. Rørklaven 101 og holdekilene 109 er fortrinnsvis dimensjonert til å passe over røret P. Fordi verktøyet 50 er tiltenkt å passe inn i den innvendige diameter av røret P, har verktøyet 50 fortrinnsvis en mindre utvendig diameter enn røret P, holdekilene 109 og rørklaven 101. Derfor kan det i operasjon være mulig at verktøyet 50 blir posisjonert i en forskjøvet vinkel, hvilket kan forårsake at den reflekterende overflate 52 beveger seg ut av innretting med det signal som emitteres fra sensoren 56. I et slikt tilfelle vil reflektoren 54 reflektere et slikt signal fra sensoren 56, og fortrinnsvis forhindre en feilindikasjon som forårsaker at bore-personellet eller et hvilket som helst automatisk kontrollsystem for tidlig setter de innvendige holdekiler 58 eller rørklaveholdekiler 109. Fig. 15 og 16 illustrerer denne ovenfor beskrevne innretningssituasjon, så vel som det redundante reflekterende system for å hindre feilindikasjoner av verktøyets 50 posisjon i forhold til røret P.
Fig.13B og 13C illustrerer etfler-sensor/reflektorsystem. I denne alternative utførelse er ytterligere sensorer 56A og 56B montert hovedsakelig i det samme horisontale plan og hovedsakelig 180 grader fra den korresponderende reflektor 54A og 54B. Denne utførelse kan brukes til å tilveiebringe et sikkerhetsredundanstrekk, eller til å lokalisere flere enn ett verktøy eller trekk på verktøyet. I tilfelle av denne utførelse, kan de tre sensorer 56, 56A og 56B tilveiebringe indikasjon, så som når verktøyet går inn i røret P, et annet signal for når verktøyet har blitt innsatt en viss forhåndsbestemt avstand, og en antikollisjonsalarm når løpeblokken 28 har nådd et visst forhåndsbestemt nivå hvor kontakt mellom løpeblokken 28 og et annet utstyr, så som, men ikke begrenset til, røret P kan være nært forestående. Denne teknologien kan brukes når det eller de samme verktøy på strengen må innsettes en viss forhåndsbestemt avstand før det ene eller begge aktiveres eller tilføres energi. Figurene 13B og 13C illustrerer i nærmere detalj verktøyet 50 som kan omfatte en konvensjonell verktøykopling 50A. Direkte ovenfor koplingen 50A er den første reflekterende overflate 52. Ovenfor den reflekterende overflate 52 er det en konvensjonell kaliberring 51. Kaliberringen 51 brukes fortrinnsvis til å sentrere verktøysammenstillingen i røret P. Ovenfor kaliberringen 51 kan det være en pakning 53 eller en annen type av tetning som kan anvendes til å tette toppen av røret P, for å trykke opp rørstrengen. Ovenfor pakningen 53 eller tetningen er fortrinnsvis den annen reflekterende overflate 52A. I en forhåndsbestemt avstand ovenfor den annen reflekterende overflate 52A kan det være en tredje reflekterende overflate 52B. Det skal forstås at hver reflekterende overflate har en korresponderende sensor 56, 56A, 56B og en korresponderende reflektor 54, 54A, 54B som fortrinnsvis er innfestet til bøylene 108. Det skal forstås at hvert sett av sensor, reflektor og reflekterende overflate bør være innrettet i hovedsakelig det samme horisontale plan. Det skal videre forstås at valget av ett eller flere sett av sensorer/reflektorer er en faktor av riggomgivelsen, den påkrevde grad av sikkerhet, antallet eller typer av verktøy som senkes inn i røret P, eller hvilke som helst andre riggdriftskrav. Fig. 13B illustrerer verktøysammenstillingen ovenfor røret P, mens fig. 13C illustrerer verktøysammenstillingen innsatt i røret P. Ved operering av en utførelse, så som vist på fig. 13B og 13C, vil det første sett av sensorer/reflektorer (56, 54, 52) fortrinnsvis angi når røret har passert en forhåndsbestemt avstand gjennom den gjennomgående boring i rørklaven 101. Det annet sett av sensorer/reflektorer (56A, 54A, 52A) vil fortrinnsvis tilveiebringe indikasjon på når pakningen 53 har blitt innsatt en forhåndsbestemt avstand inn i røret P. Og som beskrevet her ovenfor, vil det tredje sett av sensorer/reflektorer (56B, 54B, 52B) fortrinnsvis tilveiebringe et signal eller en varslingsalarm når løpeblokken 28 nærmer seg en forhåndsbestemt elevasjon, så som nær røret P. Det skal forstås at antikollisjonsvarselet, slik det tilveiebringes av det tredje sett av sensorer/reflektorer 56B, 54B, 52B), er viktig for å hindre skade på riggen når den er i drift, eller til og med skade på riggens personell.
Fig. 13D illustrerer holdekilene 109 når de settes når det reflekterende område 52 hovedsakelig fullstendig har gått inn i røret P.
Det vil av de som har kunnskap innen teknikken forstås at de flere sensorer 56, 56A også kan anvendes til vise når det er sikkert å aktivere en tetning eller pakning. I enkelte applikasjoner, ved bruk av et slamfyllingsverktøy 50, er det ønskelig å tette rørets åpning for å tilveiebringe ytterligere fluidtrykk for å sirkulere slammet gjennom rørene P og inn i brønnboringen. Tetningen eller pakningen må innsettes en forhåndsbestemt avstand inn i røret P for å sørge for at tetningen ikke vil blåse ut. Sensoren 56 vil således vise at verktøyet har blitt innsatt i røret, og sensoren 56A vil vise når tetningen eller pakningen har blitt fullstendig innsatt og kan aktiveres.
I en annen utførelse kan sensorene, som er beskrevet her ovenfor, anvendes ved operering av et innvendig rørklaveverktøy, så som beskrevet i US-patent nr. 6,309,022 (bevilget til Bouligny; 30/10-01). Det innvendige rørklaveverktøy er et flerbruksverktøy som kan brukes, men som ikke nødvendigvis er begrenset til, til å senke en rørseksjon P inn i en brønnboring, idet det kan fremme strømmen av slam eller borefluider inn i rørstrengen, og rotere rørstrengen hvis det skulle være en blokkering under nedsenking. Sensorene, som her er beskrevet ovenfor, kan fortrinnsvis vise når det innvendige rørklaveverktøy har blitt innsatt i røret P i et forhåndsbestemt omfang. Når verktøyet har blitt innsatt den ønskede dimensjon, kan den innvendige gripeanordning settes og således bære røret P. Som her beskrevet ovenfor, når det gjelder pakningen 53 (figurene 13B og 13C), er det foretrukket at det innvendige rørklaveverktøy settes tilstrekkelig inn i røret P til å hindre for tidlig utløsing eller gliding av den innvendige gripeanordning. I denne utførelse vil de valgte sensorer fortrinnsvis være montert på føringsskinnene på løpeblokken. Monteringsposisjonen vil være en forhåndsbestemt avstand fra røret P. Måten for innfesting og montering vil fortrinnsvis tilsvare innfestingene av sensorer til rørklave-bøylene. Det foretrukkede sensorsystem vil være det ovenfor beskrevne sensor/re-flektorsystem. Sensorene vil fortrinnsvis vise når løpeblokken har nådd en forhåndsbestemt elevasjon, hvilket vil bety at det innvendige rørklaveverktøy har blitt innsatt til en ønske dybde inne i røret P, og at den innvendige gripeinnretning kan settes. Det skal forstås at det spesifikke valg av sensorer, monteringen av sensorene og den ønskede form for vising av posisjoner er en funksjon av riggomgivelsen, riggens sikkerhetsprosedyrer, og lignende.
Ved den foreliggende oppfinnelse er det tenkelig at de utførelser som her er beskrevet ovenfor kan kombineres for å tilveiebringe effektiv operasjon av prosessen med boring, foring og komplettering ved boring og vedlikehold for en oljebrønn. Når rør senkes inn i brønnboringen, uansett om dette er for boring, komplettering eller vedlikehold, vil rørsansingssystemet fortrinnsvis muliggjøre sikker lokalisering av røret P, for å muliggjøre korrekt inngrep mellom rørklavens holdekiler og røret. Videre, når det er nødvendig å senke et verktøy eller et annet utstyr inn i brønn-boringen, eller å assistere ved senkingen av rør inn i brønnboringen, kan sansings-systemet også fortrinnsvis tilveiebringe sensorer for tilveiebringelse av sikker indikasjon på når verktøyet eller annet utstyr er innsatt i røret i en forhåndsbestemt eller kritisk avstand. Når denne indikasjonen er tilveiebrakt, kan verktøyet eller annet utstyr som er innsatt aktueres for fortrinnsvis å gå i inngrep med det indre av røret P. Det kan derfor være ønskelig å kombinere sensorer, så som vist på fig. 1-12, med de sensorer som er vist på fig. 13-16. I et slikt tilfelle kan de forskjellige sensorer monteres eller posisjoneres som her beskrevet ovenfor, for å tilveiebringe flere indikasjoner på posisjoner med hensyn på hvilke som helst verktøy, rør, løpeblokk, eller et hvilket som helst annet rigg- eller boretårnsutstyr. Det skal forstås at når slike beskrevne kombinasjoner av verktøy anvendes, vil den spesifikke plassering og innfesting være ved visse forhåndsbestemte eller forhåndsberegnede avstander. Det skal videre forstås at de signaler som genereres fra de flere sensorer vil bli behandlet ved hjelp av konvensjonelle og kommersielt tilgjengelige prosessorer eller datamaskiner, for å forsyne riggpersonellet med slike utgangsdata at all innbyrdes sammenhengende posisjonering kan forstås og anvendes.
Videre skal det forstås at selv om beskrivelsene her ovenfor har fokusert på innsetting av verktøy i røret P eller senkingen av rørklaven 1, 101 over røret P, kan de samme sensorer, som beskrevet her ovenfor, anvendes når verktøy trekkes opp fra brønnboringen eller fra rør, eller når rør tas ut av brønnboringen. Sensorene kan således hjelpe til med å forsyne riggpersonell med posisjoneringsdata når verktøy, rør eller annet utstyr tas ut.
Det skal forstås at selv om den foreliggende anordning har blitt beskrevet som funksjonerende separat ved bestemmelse av rørets P diametrale karakteristika og ved tilveiebringelse av indikasjon om innsettingsdybde, er det tenkelig at et sansings-system kan kombineres for å tilveiebringe begge ønskede funksjoner gjennom tilgjengeligheten av avanserte behandlingssystemer som for det inneværende er tilgjengelige, som blir utviklet, eller i påvente av ytterligere teknologiske fremskritt.
Av det foregående vil det ses at den foreliggende oppfinnelse er én som er gått tilpasset til å fastlegge posisjoner for rørorganer, rør, krager, verktøy og et mangfold av varer av rørtypen. Det skal forstås at visse utførelser av den foreliggende oppfinnelse ikke er begrenset til spesifikt å vekselvirke med oljefeltrør eller til og med rør av en hvilken som helst type, de kan likeledes tilpasses til andre bruks-områder hvor sansing av størrelsesvariasjoner eller posisjoner er påkrevet eller ønskelig. Det skal videre forstås at andre fordeler som er åpenbare og som er iboende i den foreliggende oppfinnelse ikke skal begrenses av de eksempler som er presentert i de foregående beskrivelser. Det vil forstås at visse trekk og delkombina-sjoner er av praktisk nytte, og kan anvendes uten referanse til andre trekk og del-kombinasjoner. Dette betraktes av og er innenfor omfanget av kravene.
Ettersom mange mulige utførelser kan foretas av lokaliseringsinnretningen ifølge denne oppfinnelse uten å avvike fra dens omfang i henhold til de vedføyde krav, skal det forstås at alt materiale som her er fremsatt eller vist på de ledsagende tegninger skal tolkes som illustrativt og ikke i en begrensende forstand.

Claims (13)

1. Lokaliseringsinnretning for trekk ved en rørstreng for detektering av når en valgt karakteristikk for en rørstreng (P) som er opphengt i en brønn, har en forhåndsvalgt vertikal relasjon til en riggrørklave, hvilken lokaliseringsinnretning omfatter: sensormidler (4) for å detektere minst én karakteristikk for røret som har en kjent vertikal relasjon til en lokalisering på røret valgt for griping med rørklave-monterte rørgripemidler, og for å produsere et utgangssignal når karakteristikken sanses; og et sensormonteringsarrangement som plasserer sensormidlene i den samme avstand og retning fra rørklave-rørgripemidlene som den kjente avstand og retning mellom karakteristikken som skal sanses og lokaliseringen på røret valgt for griping,karakterisert vedat sensormidlene omfatter minst to vertikalt tilstøtende sensorer (10, 4e) på forskjellige vertikale lokaliseringer, og hvor de minst to vertikalt tilstøtende sensorer er bevegelige i en sideretning når de er beveget av rørstrengen som beveger seg i sideretningen, og forandring av trekket sanses når én sensor av nevnte minst to vertikalt tilstøtende sensorer detekterer trekk ved rørstrengen, og den andre sensoren av nevnte minst to vertikalt tilstøtende sensorer detekterer andre trekk ved rørstrengen.
2. Lokaliseringsinnretning som angitt i krav 1, hvor riggrørklaven funksjonerer som en bærer for nevnte minst to vertikalt tilstøtende sensorer, hvor sensorene er anordnet til å sanse valgte karakteristika for røret som forløper gjennom rørklaven, og til å produsere en utgangssignalkomponent som viser tilstedeværelsen av de valgte rørkarakteristika.
3. Lokaliseringsinnretning som angitt i krav 2, hvor minst én sensor av sensorene omfatter et mekanisk element (31) som strekker seg fra den minst ene sensoren til overflaten av røret som forløper gjennom rørklaven.
4. Lokaliseringsinnretning som angitt i krav 2, hvor minst én sensor av sensorene emitterer lyd til å beveges gjennom luftrom som omgir røret, for å treffe overflaten av røret, og respondere på luftbåret ekko-karakteristikk for å bestemme avstanden mellom referansetrekk på røret og sensoren.
5. Lokaliseringsinnretning som angitt i krav 2, hvor minst én sensor av sensorene er montert på en bøyle (108) assosiert med rørklaven.
6. Lokaliseringsinnretning som angitt i krav 1, hvor minst én sensor av de minst to vertikalt tilstøtende sensorer omfatter: et hus (10) forfast montering av den minst ene sensoren til et rigg-opphengningssystem; en signalemitter for emittering av et signal som er i stand til å reflekteres av røret; en signalmottaker for mottaking av signalet som reflekteres av røret; et deksel (60) for signalemitteren og signalmottakeren; og en lufttilførsel (62), hvor lufttilførselen tilveiebringer luftstrøm over dekslet for å hindre akkumulering av substans, hvilken vil interferere med signalemitteren og signalmottakeren.
7. Lokaliseringsinnretning som angitt i krav 2, videre omfattende: minst én sensor (56) som er montert på rørklaven, anordnet til å sanse en posisjon av en innsettbar oljefeltsammenstilling (50), som, for innsetting i røret, er opphengt fra en borerigg, og som senkes hovedsakelig i tandem med rørklaven, idet den minst ene sensoren er i stand til å produsere et utgangssignal som viser posisjonen til den opphengte innsettbare oljefeltsammenstilling i forhold til røret.
8. Lokaliseringsinnretning som angitt i krav 7, hvor sensorene for detektering av rørkarakteristikaene og den innsettbare oljefeltsammenstillings posisjon er montert i et enkelt hus, og hvor utgangssignalet behandles for å vise rørkarakteristikaene og posisjonsindikasjonen.
9. Lokaliseringsinnretning som angitt i krav 6, hvor nevnte innsettbare oljefeltsammenstilling omfatter: en første reflekterende overflate som er anordnet omkring den innsettbare oljefeltsammenstilling i en forhåndsbestemt avstand fra en nedre ende av den innsettbare oljefeltsammenstilling; og en andre reflekterende overflate (54) for reflektering av signalet av den minst ene sensoren når den første reflekterende overflate er skjevinnrettet, og hvor signalet reflektert fra den første eller den andre reflekterende overflate, viser en posisjon til den innsettbare oljefeltsammenstilling i forhold til røret.
10. Lokaliseringsinnretning som angitt i krav 9, hvor den minst ene sensoren og de første og andre reflekterende overflater er hovedsakelig innrettet i det samme horisontale plan.
11. Lokaliseringsinnretning som angitt i krav 10, hvor den minst ene sensoren, den første reflekterende overflate og den andre reflekterende overflate er hovedsakelig innrettet i det samme horisontale plan.
12. Lokaliseringsinnretning som angitt i krav 9, hvor den andre reflekterende overflate er posisjonert hovedsakelig 180 grader fra den minst ene sensoren.
13. Lokaliseringsinnretning som angitt i krav 1, hvor minst to vertikalt tilstøtende sensorer er montert på en monterings- eller overgangsplate (3), hvor monterings-eller overgangsplaten er bevegelig i sideretningen når den er beveget av rørstrengen som beveger seg i sideretningen.
NO20063092A 2003-12-05 2006-07-04 Lokaliseringsinnretning for trekk ved en rørstreng omfattende sensormidler med minst to vertikalt tilstøtende sensorer NO338914B1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/728,443 US7182133B2 (en) 2002-02-04 2003-12-05 Elevator sensor
PCT/US2004/040330 WO2005074456A2 (en) 2003-12-05 2004-12-01 Elevator sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20063092L NO20063092L (no) 2006-08-31
NO338914B1 true NO338914B1 (no) 2016-10-31

Family

ID=34837722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20063092A NO338914B1 (no) 2003-12-05 2006-07-04 Lokaliseringsinnretning for trekk ved en rørstreng omfattende sensormidler med minst to vertikalt tilstøtende sensorer

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7182133B2 (no)
EP (1) EP1694940B1 (no)
NO (1) NO338914B1 (no)
WO (1) WO2005074456A2 (no)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7874352B2 (en) * 2003-03-05 2011-01-25 Weatherford/Lamb, Inc. Apparatus for gripping a tubular on a drilling rig
US8051909B2 (en) * 2004-07-16 2011-11-08 Frank's Casing Crew & Rental Tools, Inc. Method and apparatus for positioning the proximal end of a tubular string above a spider
US20070017682A1 (en) * 2005-07-21 2007-01-25 Egill Abrahamsen Tubular running apparatus
CA2685373C (en) 2007-04-27 2013-09-03 Weatherford/Lamb, Inc. Apparatus and methods for tubular makeup interlock
US8141642B2 (en) * 2008-05-02 2012-03-27 Weatherford/Lamb, Inc. Fill up and circulation tool and mudsaver valve
US7819183B2 (en) 2008-06-16 2010-10-26 Halliburton Energy Services, Inc. Work string controller
AU2010236914B2 (en) * 2009-03-31 2016-03-17 Intelliserv International Holding, Ltd. System and method for communicating about a wellsite
US8191621B2 (en) * 2009-05-29 2012-06-05 Tesco Corporation Casing stabbing guide and method of use thereof
DE102009039022A1 (de) * 2009-08-28 2011-03-03 Bentec Gmbh Drilling & Oilfield Systems Handhabungsgerät für Bohrgestänge, insbesondere so genannter Pipehandler oder so genannter Topdrive mit Pipehandler, und Betriebsverfahren dafür
CA2791477C (en) 2010-03-01 2017-11-28 Frank's International, Inc. Elevator grip assurance
DK3176363T5 (en) 2010-12-17 2019-01-21 Weatherford Tech Holdings Llc PIPE MANAGEMENT SYSTEM INCLUDING AN ELECTRONIC CONTROL SYSTEM
WO2013036137A2 (en) * 2011-09-09 2013-03-14 National Oilwell Varco Norway As An apparatus and a method for torque compensation
US9217290B2 (en) * 2012-01-23 2015-12-22 Transocean Sedco Forex Ventures Limited High definition drilling rate of penetration for marine drilling
US8960324B2 (en) * 2012-01-27 2015-02-24 GDS International, LLC Top drive with automatic anti-rotation safety control
CN102996067B (zh) * 2012-12-26 2015-09-02 中国石油集团长城钻探工程有限公司顶驱技术分公司 顶驱对开式吊环适配器
JP5672322B2 (ja) * 2013-03-14 2015-02-18 株式会社安川電機 ロボット装置
WO2015058208A1 (en) 2013-10-18 2015-04-23 Frank's International, Llc Apparatus and methods for setting slips on a tubular member
US10801275B2 (en) 2017-05-25 2020-10-13 Forum Us, Inc. Elevator system for supporting a tubular member
US11560762B2 (en) 2020-04-16 2023-01-24 Forum Us, Inc. Elevator locking system apparatus and methods

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2371509A (en) * 2001-01-24 2002-07-31 Weatherford Lamb Detection apparatus for detecting the position of a pipe joint
WO2002079603A1 (de) * 2001-03-29 2002-10-10 Tracto-Technik Gmbh Verfahren und vorrichtung zum verschrauben von bohrstangen

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3191683A (en) * 1963-01-28 1965-06-29 Ford I Alexander Control of well pipe rotation and advancement
US3374341A (en) * 1963-11-26 1968-03-19 Union Oil Co Method for controlling pressure differential resulting from fluid friction forces in well-drilling operations
US3540266A (en) * 1967-10-03 1970-11-17 United States Steel Corp Positive mechanical weld tracker
US3881375A (en) * 1972-12-12 1975-05-06 Borg Warner Pipe tong positioning system
US3904234A (en) * 1973-10-15 1975-09-09 Stanford Research Inst Manipulator with electromechanical transducer means
US4020688A (en) * 1975-10-08 1977-05-03 W. C. Lamb Ultrasonic inspection apparatus for vertical members
US4110688A (en) * 1976-09-20 1978-08-29 Monitoring Systems, Inc. Method and apparatus for pipe joint locator, counter and displacement calculator
US4202225A (en) * 1977-03-15 1980-05-13 Sheldon Loren B Power tongs control arrangement
US4139891A (en) * 1977-03-15 1979-02-13 Bj-Hughes Inc. Elevator load control arrangement for a computer-controlled oil drilling rig
US4327261A (en) * 1977-03-15 1982-04-27 Bj-Hughes Inc. Apparatus for sensing a distended location on a drill pipe
US4269554A (en) * 1979-08-14 1981-05-26 Jackson Lewis B Well pipe handling equipment
US4616321A (en) * 1979-08-29 1986-10-07 Chan Yun T Drilling rig monitoring system
US4621974A (en) * 1982-08-17 1986-11-11 Inpro Technologies, Inc. Automated pipe equipment system
US4531875A (en) * 1982-08-17 1985-07-30 Impro Technologies, Inc. Automated pipe equipment system
FR2559540B1 (fr) * 1984-02-10 1986-07-04 Gazel Anthoine G Procede et dispositif pour le pilotage de la course de levage sur un mat ou une tour de forage
US4577700A (en) * 1984-04-16 1986-03-25 Mobil Oil Corporation Method and system for displacing drilling fluid from a drill string in a well drilling system
GB8513648D0 (en) * 1985-05-30 1985-07-03 Beck M S Slippage sensors
FR2608208B1 (fr) * 1986-12-10 1989-04-07 Sedco Forex Sa Services Techni Procede de surveillance des operations de forage rotary d'un puits
US4747451A (en) * 1987-08-06 1988-05-31 Oil Well Automation, Inc. Level sensor
US4829489A (en) * 1988-06-01 1989-05-09 Western Atlas International, Inc. Method of determining drill string velocity
US5014781A (en) * 1989-08-09 1991-05-14 Smith Michael L Tubing collar position sensing apparatus, and associated methods, for use with a snubbing unit
US5220536A (en) * 1989-09-01 1993-06-15 Quantronix, Inc. Measuring method and apparatus
US5699161A (en) * 1995-07-26 1997-12-16 Psc, Inc. Method and apparatus for measuring dimensions of objects on a conveyor
US5826654A (en) * 1996-01-26 1998-10-27 Schlumberger Technology Corp. Measuring recording and retrieving data on coiled tubing system
US6017198A (en) * 1996-02-28 2000-01-25 Traylor; Leland B Submersible well pumping system
US6073699A (en) * 1998-03-06 2000-06-13 Weatherford/Lamb, Inc. Single joint elevator
US6179065B1 (en) * 1998-09-02 2001-01-30 The Charles Machine Works, Inc. System and method for automatically controlling a pipe handling system for a horizontal boring machine
US6497159B1 (en) * 2000-06-12 2002-12-24 Hydro-Quebec Bracelet for moving ultrasonic sensors along a pipe
US6558241B2 (en) * 2000-10-05 2003-05-06 Townsend Engineering Company Method and apparatus for controlling the operation of a sausage making machine
GB0027632D0 (en) 2000-11-11 2000-12-27 Pyro Foam Ltd Improvements in or relating to thermally insulating and fire resistant panels
US6478087B2 (en) * 2001-03-01 2002-11-12 Cooper Cameron Corporation Apparatus and method for sensing the profile and position of a well component in a well bore
US6626238B2 (en) * 2001-12-12 2003-09-30 Offshore Energy Services, Inc. Remote sensor for determining proper placement of elevator slips
CN1278096C (zh) * 2002-03-13 2006-10-04 博里利斯技术公司 用于检查管道形变的设备
WO2005057067A2 (en) * 2003-12-08 2005-06-23 Trenchcraft, Inc. Device and method for laying and joining pipe

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2371509A (en) * 2001-01-24 2002-07-31 Weatherford Lamb Detection apparatus for detecting the position of a pipe joint
WO2002079603A1 (de) * 2001-03-29 2002-10-10 Tracto-Technik Gmbh Verfahren und vorrichtung zum verschrauben von bohrstangen

Also Published As

Publication number Publication date
US20040159425A1 (en) 2004-08-19
EP1694940B1 (en) 2015-07-22
WO2005074456A2 (en) 2005-08-18
EP1694940A4 (en) 2011-08-10
US7182133B2 (en) 2007-02-27
EP1694940A2 (en) 2006-08-30
NO20063092L (no) 2006-08-31
WO2005074456A3 (en) 2006-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO338914B1 (no) Lokaliseringsinnretning for trekk ved en rørstreng omfattende sensormidler med minst to vertikalt tilstøtende sensorer
US6478087B2 (en) Apparatus and method for sensing the profile and position of a well component in a well bore
US9404346B2 (en) Latch position indicator system and method
US7698937B2 (en) Method and apparatus for detecting defects in oilfield tubulars
US9683437B2 (en) Method of signaling passage of objects using tattle-tale apparatus
US7219730B2 (en) Smart cementing systems
US20150176370A1 (en) Tubular stress measurement system and method
US20110048737A1 (en) Method of Preventing Dropped Casing String with Axial Load Sensor
DK200201700A (da) Systemer og fremgangsmåder til lokalisering, aktivering og styring af borebrøndudstyr
NO341340B1 (no) Anordning og fremgangsmåte for forebygging av brønnkomponentkollisjoner på en rigg
BR102016008470B1 (pt) Sistema para monitorar a orientação e a posição de componentes e método para determinar a localização de um componente móvel
EP2726708B1 (en) Method and device for determining a drill bit's position in a borehole
NO313927B1 (no) Undervanns korrosjonsdetektor
US20030145984A1 (en) Pipe position locator
US11236605B2 (en) Downhole valve position monitor
WO2007026111A1 (en) Method and apparatus for measuring velocity of tubulars
US20240062639A1 (en) Catwalk sensing device
AU2015249215B2 (en) Tattle-tale apparatus
BR112015032970B1 (pt) Monitor para um controlador preventivo de erupção de um furo de poço, e, método para monitorar um controlador preventivo de erupção de um furo de poço penetrando uma formação subterrânea