NO339656B1 - Tårnmontert boremaskinapparat og fremgangsmåte for å underlette fjerning av et element koplet til en hovedaksel i en tårnmontert boremaskin - Google Patents

Description

TÅRNMONTERT BOREMASKINAPPARAT OG FREMGANGSMÅTE FOR Å UNDERLETTE FJERNING AV ET ELEMENT KOPLET TIL EN HOVEDAKSEL I EN TÅRNMONTERT BOREMASKIN

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et tårnmontert boremaskinapparat og en fremgangsmåte for å underlette fjerning av et element fra en hovedaksel i en tårnmontert boremaskin.

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 én av to vanlige typer apparat for boring av borehull, og den andre er et rotasjonsbordapparat.

En borerigg som har et rotasjonsbord, omfatter vanligvis en bærende tårnkonstruk-sjon med en kronblokk på toppen. En løpeblokk er bevegelig opphengt i kronblokken ved hjelp av en vaier 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 haren bunnhullsammenstilling som bæreren borekrone. Borestrengen og borekronen befinner seg inne i et borehull som bores og strekker 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 rørseksjon 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, vedlikehold og reparasjon av brønnhull som for eksempel olje- og gassbrønner. Et tårnmontert boremaskinapparat er vanlig vis anordnet på et hovedsakelig vertikalt spor på et tårn på en rigg. Det tårnmonterte boremaskinapparat løftes og senkes på sporet med en vaier over en kronblokk på en løpeblokk som er forbundet med det tårnmonterte boremaskinapparat via en krok eller blokkadapter som kan henge fra løpeblokken i bøyler. Vaieren spoles inn og gis ut ved bruk av en vinsj som er alminnelig kjent som et heisespill. Det tårnmonterte boremaskinapparat kan således brukes til å kjøre rør inn i og ut av brønnhullet; dreie borestrengen for å underlette boring av brønnhullet; og dreie et enkelt rør eller en 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 for-korte strengen av rør. Den tårnmonterte boremaskin har bøyleadapter fra hvilken et par bøyler henger ned. En rørklave henger ned 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 rotasjons-tenger for å lette 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. Undervisse omstendigheter kan boreren mene at det kreves underbalansert boring, hvor trykket som utøves på en formasjon som er eksponert i et brønn-hull, er under det interne fluidtrykk til den formasjonen. Det kommer således forma-sjonsfluider inn i brønnhullet hvis tilstrekkelig porøsitet og permeabilitet er til stede. Boreraten øker typisk når en underbalansert tilstand nærmer seg. Boreren kan imidlertid mene at overbalansert boring kreves, hvor størrelsen på trykket i brønnhullet overstiger trykket av fluider i formasjonen. Dette overtrykk kreves for å hindre reser-voarfluider (olje, gass eller vann) fra å komme inn i brønnhullet. For stor overbalanse kan imidlertid senke boreprosessen dramatisk ved å effektivt styrke berget nær brønnhullet og begrense fjerning av utboret kaks under borekronen. I tillegg kan høye overbalansetrykk sammen med dårlige boreslamegenskaper forårsake problemer med differensiell klebing (differential sticking). På grunn av at reservoartrykk varierer 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 boretilstanden fra underbalansert til overbalansert ved å endre egenvekten til 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 borehullet. Det er mer sannsynlig at dette vil skje ved boring gjennom særskilte typer av formasjoner. Tidligere ble borefluidsirkulasjonen stoppet ved tiltrekking eller fråkopling av et enkelt borerør eller en borerørseksjon. En påfyllingsventil eller en slamspareventil brukes for å holde trykk i borestrengen under tiltrekkings- eller frakoplingsprosedyren. Ventilen må imidlertid koples til og koples fra hver gang. Det er således diskontinuerlig sirkulasjon, og selv om trykket i brønnen hovedsakelig opprettholdes, merkes en trykkend-ringspuls.

Det er ofte å foretrekke å holde utboret kaks 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 brønnhull. Stopp i boreslamsirkulasjonen kan forårsake at det utborede kaks synker. For å motvirke dette prøves i mange systemer ifølge kjent teknikk fluidvektøkning, noe som ofte øker fluidets viskositet. Dette resulterer i behov for mer pumpekraft på overflaten for å flytte det tykkere fluid; men slikøkning i pumpekraft kan resultere i overtrykking nedihulls, som 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 tiltrek-kingen og fråkoplingen av rør i rørstrengen. WO 98/16716 fremlegger blant annet bruken av et øvre sett av rørlukkehoder (pipe rams) for pålegging og tetting om røret som skal koples til strengen, et nedre sett av rørlukkehoder for pålegging og tetting om røret i toppen av strengen i brønnen for å skape et kammer mellom disse, og et blindlukkehode (blind ram) for å tette for kammeret mellom hannendedelen av røret som skal koples til og hunnendedelen av røret i 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 rørlukkehoder for å gjøre en tilkopling og tetter om den øvre enden av rørstrengen i brønnhullet, og blindlukkehodene 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 borkaks fra det, og tilsettes tilsetningsstoffer om nødvendig og sirkuleres deretter til det nedre kammer. I mellomtiden senkes et rør eller en rørseksjon inn i toppen av det kontinuerlige sirkulasjonssystem. De øvre rørlukkehoder aktiveres for å tette om rø-ret. Den øvre ende av røret eller rørseksjonen koples til boreslamtilførselen, og boreslam strømmer inn i det øvre kammer ved aktivering av en ventil. Trykket er nå ho vedsakelig likt i boreslammet i de øvre og nedre kamre. Blindlukkehodet åpnes og rørets eller rørseksjonens hannende sentreres i hunnenden i den øvre ende av rørs-trengen 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 en sirkulasjon kontinuerlig gjennom rørstrengen og ringrommet mens koplingen gjøres og frigjøres.

Det er blitt gjort forskjellige forbedringer på det kontinuerlige sirkulasjonssystem, inn-befattet utførelse av kontinuerlig sirkulasjon under boring. Således tillates kontinuerlig boring å fortsette 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 rørgriperapparater og tårnmonterte

boremaskiner som brukes med slike systemer. Visse tårnmonterte boremaskinappara-ter ifølge kjent teknikk har en tårnmontert boremaskinenhet og et rørgripersystem for mottak av et rørelement og inngripbare kjever for kontakt med og grep om et rør som er blitt plassert inne i gripersystemet. I ett aspekt har hver kjeve et sammenkoplet,

hydraulisk sylinderapparat som styres og aktiveres for å flytte kjeven inn i eller ut av inngrep med et rør. En innvendig utblåsingssikring (IBOP) kan brukes for beskyttelse mot en trykkoppbygging i et rør, som for eksempel borerør eller foringsrør, mens bo-reoperasjoner utføres. IBOP-en kan befinne seg nedenfor den tårnmonterte boremaskin og være gjengeforbundet med den tårnmonterte boremaskins hovedaksel.

Patentene ifølge kjent teknikk fremlegger en stor mangfoldighet av slike systemer in-kludert, men ikke begrenset til, og bare i form av eksempler, de som fremlegges i US patent 7.055.594, og i henvisningene angitt i dette patent og de som fremlegges 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 rørgriperapparat og et tårnmontert boremaskinapparat og, i visse aspekter, et tårnmontert boremaskinsystem som, i det minste i 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 rørgripesystem et; og, i det minste i visse aspekter, gripesystemet som har en kropp med første og andre kjever som er bevegelig forbundet med den og stempel-/sylinderinnretninger som er bevegelig sammenkoplet med hver kjeve for å bevege kjevene til å klemme fast og deretter rotere røret. I ett aspekt er det fremlagt et rørgripesystem som har en kropp, en første kjeve bevegelig forbundet med kroppen, en andre kjeve bevegelig forbundet med kroppen, en første stempel-/sylinderinnretning som er bevegelig sammenkoplet med den første kjeve, en andre stempel-/sylinderinnretning som er bevegelig sammenkoplet med den andre kjeve, hvor den første stempel-/sylinderinnretning for bevegelse av den første kjeve for å klemme fast et rør og den andre stempel-/sylinderinnretning for bevegelse av den andre kjeve for å klemme fast røret, og den første stempel-/sylinderinnretning for bevegelse av den første kjeve og den andre stempel-/sylinderinnretning for bevegelse av den andre kjeve for å rotere røret.

US patent 7.281.451 fremlegger fremgangsmåter og apparat for å sette til og kople fra rørforbindelser i en rørstreng. I visse aspekter innbefatter en tangsammenstilling portstyrte kraft- og støttetenger som er koplet til en momentstang. Tengenes kjever kan være anordnet omkransende med støtteelementer innrettet mellom tilstøtende kjever for i det vesentlige å fullstendiggjøre en 360 graders lukket sirkel. En hydraulisk krets kan likedan (equally) fordele fluid og trykk for aktivering av kjevene. Kraft-tangen kan innbefatte en portstyrt rotor som drives av minst tre drivmotorer. Rotoren kan selektivt låses fysisk fra rotasjon eller bevegelse ved hjelp av én eller flere rotor-låser. Videre kan tangsammenstillingen innbefatte en forrigling som hindrer aktivering av drivmotorene inntil rotorlåsene aktiveres for å låse opp rotoren. I tillegg kan portlå-ser sikre tengene og rotoren når de er lukket, og en løsgjørbar koplingsanordning kan hjelpe til med inngrep av en motor for en rotorpumpe. Det fremlegges et apparat for håndtering av et første rør og et andre rør under tiltrekkings- og frakoplingsoperasjo-ner som innbefatter: en tang som har kjever som er radielt anordnet innenfor et roterbart element og som er bevegelige mot et senter for å gripe det første rør, hvor hver kjeve aktiveres ved hjelp av en hovedsakelig jevn tilførsel av fluid som er uav-hengig styrt av en felles trykkbegrenser; og et støtteelement for å gripe det andre rør og hindre rotasjon av dette.

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 som hver har to kjever som er hengslet sammen for åpne- og lukkebevegelse, hvor de to gripesammenstillinger er montert for relativ dreiebevegelse om røraksen ved hjelp av kraftdrevne aktiveringsmidler, fortrinnsvis innbefattende to stempel- og sylinderme-kanismer som 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 kjever. I ett aspekt fremlegges et verktøy for ut-virking av relativ rotasjon mellom to gjengede rør om rørenes akse som innbefatter: en første gripesammenstilling som er tilpasset for å strekke seg om og gripe et første av rørene, og som innbefatter to kjever og en første hengsleforbindelse som fester de to kjever sammen for relativ svingebevegelse om en første hengsleakse mellom åpen og lukket stilling; en andre gripesammenstilling som er tilpasset for å strekke seg om og gripe et andre av rørene, og som innbefatter to tilleggskjever og en andre hengsleforbindelse som fester de to tilleggskjever 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 kjever kan åpnes; og en skulder som én av gripesammenstillingenes kjever bærer, og som kan gå i inngrep med en skulder på en motsvarende kjeve på den andre gripesammenstilling i et forhold som overfører lukkekraft fra én kjeve til den andre når de to sammenstillinger er i den relative posisjon i hvilken de kan åpnes.

US-A-4.449.596, Boyadjieff, fremlegger et tårnmontert boremaskinapparat som omfatter en kraftenhet på en vogn som kan heves og senkes på skinner. Kraftenheten har rørformede mellomstykker som henger roterbart ned fra en rotasjonsspindel. En momenttang er anordnet nedenunder kraftenheten for bruk ved fråkopling av en forbindelse mellom mellomstykket og borerørseksjonen. Momenttangen omfatteren momentenhet for fråkopling av en forbindelse og det som ser ut til å være en enhet som har kjever for å gripe rørlengden for å tilbakevirke det moment som genereres av momenttangen. Hver kjeve går i inngrep med borerørseksjonen. Momentenheten omfatter stempel og sylindere for å påføre dreiemoment på riflet hylse som går i inngrep med kilespor på mellomstykket for å rotere mellomstykket og kople fra forbindelsen med borerørseksjonen. Enheten har sentreringselementer og inntrekkbart sentreringselement anordnet på fjær for å beskytte kjevene. Det inntrekkbare sentreringselement trekker seg tilbake for å frigjøre borerørseksjonen.

US 2005/0269072, Folk, fremlegger et tårnmontert boremaskinapparat som har et fastklemmingsapparat koplet til en lastkrage på teleskopisk utstrekkbare momentben. Fastklemmingsapparatet omfatter to klemmer for frigjørbart å gå i inngrep med et rør, hvor hver klemme har et stempel som er bevegelig anbrakt i en foring i en holder. Hvert stempel har en bakkeholder eller holdebakker for inngrep med røret. US-A-5.388.651, Berry, Bowen Tools, Inc., fremlegger et moment-fraskruingssystem for en tårnmontert boremaskin. Et moment-fraskruingssystem har et momentrør som i en øvre ende er koplet til en skrutangsammenstilling og i en nedre ende til en støtte-tangsammenstilling. Støttetangsammenstillingen er vist med et statisk sett bakker og et bevegelig sett bakker på et stempel. Den ene av de to armene er bevegelig for å åpne en kjeve for å tillate et rør å opptas i støttetangsammenstillingen. Den øvre skrutangsammenstillingen omfatter en riflet krage som går i inngrep med kilespor på et mellomstykke.

US-A-6.276.450, Seneviratne, Varco International, Inc., fremlegger et tårnmontert boremaskinapparat som har en momenttang og en gripeseksjon. Momenttangen har kilespor som selektivt går i inngrep med kilespor på en IBOP for fråkopling av en forbindelse mellom IBOP-en og en støttekonstruksjon i rotasjonsbordet (Rotary Table Back-up Structure / RTBS). Den tårnmonterte boremaskin brukes for å spinne løs IBOP-en som etterlates hvilende på en drivring i RTBS.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes det et tårnmontert boremaskinapparat som omfatter en tårnmontert boremaskin som har en hovedaksel, et element forbundet med hovedakselen og en kropp som henger ned fra den tårnmonterte boremaskin, hvor kroppen omfatter et første kilesporelement og elementet har et andre kilesporelement for inngripen med det første kilesporelement for selektivt å hindre rotasjon av elementet for å underlette fråkopling av forbindelsen mellom elementet og nevnte hovedaksel i nevnte tårnmonterte boremaskin, hvor nevnte kropp omfatter en hals for mottak av et rørformet element, hvor nevnte første kilesporelement befinner seg i tilstøting til nevnte hals, nevnte kropp er videre tildannet i to deler som er bevegelige for å åpne nevnte hals for å underlette fjerning av nevnte element, hvor det første kilesporelement er anordnet på i det minste én av delene.

Fortrinnsvis er kroppen et griperapparat for selektivt å gripe et rørformet element. Elementet er fordelaktig en innvendig utblåsingssikring. Fortrinnsvis omfatter det førs-te kilesporelement kilespor anordnet på en konkav overflate. Fortrinnsvis er den kon-kave overflate en seksjon av en sirkel som fortrinnsvis omkranser mellom nitti og 270 grader og med fordel hovedsakelig 180 grader eller litt mer enn 180 grader, slik at hvis elementet hviler på det første kilesporelement, vil elementet understøttes derav og det vil være mindre sannsynlig at den faller derfra.

Det andre kilesporelement omfatter fordelaktig kilespor som er anordnet på en kon-veks overflate. Fortrinnsvis er den konvekse overflate en fullstendig sirkel som omkranser en del av elementet. Fortrinnsvis er det andre kilesporelement i et fast forhold med elementet og ikke via en gjenget skjøt. Det første kilesporelement er fordelaktig anordnet på en oppkrager som står opp klar av kroppen.

Elementet hviler fortrinnsvis på den ene av delene, slik at nevnte ene av delene blir svingt ut fra under den tårnmonterte boremaskin med elementet hvilende på seg for å underlette bortløfting av elementet.

Kroppen kan fordelaktig 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 i vertikalt forhold til den tårnmonterte boremaskin for at det første kilesporelement skal gå i inngrep med det andre kilesporelement.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer også en fremgangsmåte for å underlette fjerning av et element som er forbundet med en hovedaksel i en tårnmontert boremaskin, hvor fremgangsmåten omfatter trinnene å bringe et første kilesporelement i en

kropp som henger ned fra den tårnmonterte boremaskin, i inngrep med et andre kilesporelement i nevnte element, og å rotere den nevnte hovedaksel i nevnte tårnmonterte boremaskin for å kople fra forbindelsen mellom nevnte element og nevnte hovedaksel, kjennetegnet ved at fremgangsmåten videre omfatter trinnet å hvile elementet på nevnte kropp, hvor nevnte kropp omfatter en første del og en andre del, hvor den første delen er hengslet med hensyn til den andre del, idet fremgangsmåten videre omfatter trinnet å bevege den andre del med hensyn til den første del for å underlette tilgang for å løfte nevnte element fra kroppen. Det er vanligvis tilveiebrakt en gjenget forbindelse mellom hovedakselen og elementet.

Fortrinnsvis omfatter fremgangsmåten videre trinnet å hvile elementet på kilespore-lementet. Fremgangsmåten omfatter fordelaktig videre trinnet å hvile elementet på kroppen. Elementet hviler fordelaktig på den andre del, hvorved fremgangsmåten videre omfatter trinnet å svinge ut den andre del fra under den tårnmonterte boremaskin med elementet, for å underlette bortløfting av elementet. Fortrinnsvis omfatter fremgangsmåten videre trinnet å feste en vaier til elementet og fjerne elementet fra innretting med den tårnmonterte boremaskin.

Europeisk patentsøknad nr. 07 824 903.4 (publikasjonsnummer 2.100.001) som den foreliggende søknad er avdelt fra, vedrører et tårnmontert boremaskinapparat som omfatter en tårnmontert boremaskin og et gripeapparat koplet til og nedenunder den tårnmonterte boremaskin, hvor gripeapparatet har en kropp og en hals for opptak av et rør som skal gripes, og fire gripere for å gå i inngrep med et rør som skal gripes.

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 en 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 en del av det tårnmonterte boremaskinapparat som er vist i figur 2A, sett forfra; 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 en del av det tårnmonterte boremaskinapparat som er vist i figur 5A; Figur 5C er et perspektivisk riss av en del av det tårnmonterte boremaskinapparat som er vist i figur 5A; Figur 5D er et forstørret perspektivisk riss av en del av det tårnmonterte boremaskinapparat som er vist i figur 5A; Figur 5E er et riss sett ovenfra av den del av det tårnmonterte boremaskinapparat som er vist i figur 5A; Figur 5F er et perspektivisk riss av en del av det tårnmonterte boremaskinapparat som er vist i figur 5A; Figur 5G er et tverrsnittriss sett ovenfra av en del av det tårnmonterte boremaskinapparat som er vist i figur 5A; Figur 5H er et gjennomskåret perspektivriss sett ovenfra av en del av det tårnmonterte boremaskinapparat som er vist i figur 5A; og 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 valgfritt kontinuerlig sirkulasjonssystem 30 hviler på et boredekk 14 og en 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 kjent rørklave kan brukes med rø rg ripe rap pa ratet 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 rørgriperapparatet i bøyler 24.

Systemer i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan bruke hydrauliske kraftled-ninger for en eksisterende tårnmontert boremaskin og/eller for andre eksisterende riggapparater (foreksempel, men ikke begrenset til, et rørhåndteringsutstyr), en bo-rerkonsoll DC på stedet, knapper, datamaskin(er), og styreenheter kan brukes for sty-ring av rørgriperapparatet i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Alternativt kan et helt separat, hydraulisk kraftsystem og/eller styreinnretninger brukes; hvilket i ett aspekt er et eksternt system RS.

Et griperapparat i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan brukes med systemer som fremlagt i verserende US søknader serie nr. 11/140.462 innlevert 05/28/2005, 10/870.700 innlevert 06/16/2004, 10/877.949 innlevert 06/24/2004, 10/872.337 innlevert 06/18/2004 og 10/862.787 innlevert 06/07/2004 som alle innbefattes 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.

Figur 2A til 2B viser et tårnmontert boremaskinapparat TDS i henhold til den foreliggende oppfinnelse, hvilket 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 girsystemet 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 det strekker seg en svanehals 146 som er forbundet med en kel-lyslange KH (tilstøtende til en servicesløyfe SL) gjennom hvilken borefluid strømmer. Et forlengersystem 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 gjenge-koplet til 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 hengeren rørklave 174 opp i en bøyleadapter 189.

Et motvektsystem 110 (som kan holde vekten av hele systemet under sentrering av rør) innbefatter to lastkompensatorer 114 som hver har en øvre ende som er forbundet med en bøyle 113, og en nedre ende forbundet med svivelkroppen 112. Hver last-kompensator 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 bort fra en brønnhullsenterlinje. Bøyleholde-re 94 holder bøylene 172 på bøyleadapteren 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. Valgfritt strekker det seg rullebolter 127 seg gjennom klemmene 126 for å underlette bevegelse av bøylene 172 inne i klemmene 126.

Skjermer 173 og 174 finnes på sidene av en atkomstplattform 199. Atkomstplattformen 199 er løsgjørbart forbundet med en bakre skjerm i toppen og dreibart med skjermene ved sitt nedre parti, slik at den kan dreie og senkes for å tilveiebringe en plattform som personell kan stå på og få atkomst til forskjellige komponenter på den bakre skjerm. Valgfritt kan atkomstplattformen ha et innrykket parti for å underlette plassering av rør på den og for å underlette flytting av rør på atkomstplattformens ytre.

Det tårnmonterte boremaskinapparat TDS kan monteres bevegelig på en bjelke 182 (eller "momentrør"). Horisontal forskyvning tilveiebringes ved hjelp av forlengersystemet 198 som innbefatter en momenthylse. 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 teleskoperen-de ben med en ytre del 285o og en indre del 285i. Figur 3A og 3B anskueliggjør en del av en borerigg som innbefatter 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 typisk 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 tårn-plattform med flere sammenkoplede seksjoner 149 til en posisjon som er aksielt innrettet med et brønnhull 147. Et musehull 144 kan foreksempel brukes for å bygge seksjoner. En borer styrer boring fra et borerpanel 141. Figur 4 anskueliggjør systemet 100 for selektiv fastklemming av rør, for eksempel rør eller foringsrør. Systemet 100 kan være et helt apparat eller det kan være to halvdeler som er hengselforbundet til hverandre. Toppender av systemets 100 ytre bendeler 285 er forbundet med forbindelseskonstruksjoner på en krage 194 med bolter 285a, og med bolter 285b med forbindelseskonstruksjoner på lastkragen 170; og bunnende-ne 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 oppoverrettet 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 ubol-tet 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 lagerhold.

Figur 5A til 5H viser et tårnmontert boremaskinapparat 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 griperapparatet 600.

Det tårnmonterte boremaskinapparat 500 innbefatter en øvre innvendig utblåsingssikring 522. Et hannkilesporelement 524 med kilespor 524a på den øvre innvendige ut blåsingssikring 522 kan sammenknyttes med en riflet hylse 604 med kilespor 604a mellom hvilke kilesporene 524a mottas. Griperapparatet 600 kan heves på bena 516 slik at den riflete hylse 604 går i inngrep med hannkilesporelementet 524 for bruk ved fråkopling av en forbindelse mellom en hovedaksel 528 i det tårnmonterte boremaskinapparat og den øvre innvendige utblåsingssikring 522. Etter utskruing av den øvre innvendige utblåsingssikring 522 understøtter den del av griperapparatet 600 som den riflete hylse 604 er montert på, den øvre innvendige utblåsingssikring 522. Den riflete hylse 604 er på én halvdel 612 av rørgriperapparatet 600 og, som beskrevet nedenfor, kan denne halvdel 612 svinges ut fra under det tårnmonterte boremaskinapparat slik at deler som bæres av griperapparatet 600, for eksempel en komplett ventilstakk eller, for eksempel, som vist, den øvre innvendige utblåsingssikring 522, kan løftes bort, for eksempel med en trekkline (tugger line).

Rørgriperapparatet 600 har to halvdeler 612, 614 som hver er dreibart boltet til ben-fester 518 på bena 516 med en flerhet bolter 519. Senterbolter 521 bolter også halvdelene 612, 614 til benfestene 518. Fjerning av en bolt 519 tillater en halvdel 612 eller 614 av griperapparatet 600 å dreie om den gjenværende bolt 519 (med de samsvarende senterboltene 521 fjernet). Med alle boltene fjernet kan halvdelene 612, 614 fjernes. Som vist i figur 5F er en bolt 519 som holder én ende av halvdelen 612, fjernet tillike med senterboltene 521 slik at halvdelen 612 kan dreie om den gjenværende bolt 519 mens den understøtter den øvre innvendige utblåsingssikring 522 som er blitt koplet fra akselen 528 (hvor hylsen 604 er i inngrep med hannkilesporelementet 524 og understøtter den øvre innvendige utblåsingssikring 522).

Bena 516 er teleskopiske ben og tilveiebringer lengdjusterbarhet. Nedre bendeler 516b beveger seg inne i og strekker seg ut fra øvre bendeler 516a (se for eksempel figur 5A, 5C) (selv om det er innenfor den foreliggende oppfinnelses omfang å bruke faste, ikke-teleskopiske ben).

Sentreringshylsehalvdeler 533 og 535 underletter sentrering av et rør. Sentreringshyl-sen 533, 535 underletter også innretting av griperapparatet over et rør som skal fes-tes 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 656. En tetning 662 tetter et grensesnitt mellom hus og stempel, og en tetning 664 tetter et holder-stempel-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 rørgri-perapparatet 600. Stemplene 652 beveger seg på aksler 678.

Som vist i figur 5G er hvert stempel 652 blitt flyttet slik at dets motsvarende bakke 672 har gått i inngrep med røret TB og griper røret TB i senter av rørgriperapparatet 600. Med et passende styresystem CS tilføres fluid under trykk fra en fluidkilde FS (for eksempel hydraulisk eller pneumatisk fluid) til stemplene 652. Dette kan gjøres slik at stemplene 652 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 festet til et hus 702. Huset 702 har åpninger 704 for mottak av nedre partier av understøttelsesben (for eksempel bena 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 stiplet 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 motsvarende dreiebolt 734 og hvert griperhus 712 dreier seg om sin motsvarende bolt 716. Fluid undertrykk 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 gripersystem et 100). Ben 804 forbinder gripersystem et 802 med et rotasjonsapparat 810. Rotasjon av rotasjonsapparatet 810 roterer gripersystemet 802 og et rør som gripersystemet 802 er klemt fast rundt. 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 gripersystem et som understøttes av bena.

Claims (14)

1. Tårnmontert boremaskinapparat som omfatter en tårnmontert boremaskin (20) som har en hovedaksel (528), et element forbundet med hovedakselen (528), og en kropp (600) som henger ned fra den tårnmonterte boremaskin (20), hvor kroppen (600) omfatter et første kilesporelement og elementet har et andre kilesporelement (524) for inngrep med nevnte første kilesporelement for selektiv hindring av rotasjon av elementet for å underlette fråkopling av forbindelsen mellom elementet og nevnte hovedaksel (528) i nevnte tårnmonterte boremaskin,karakterisert vedat nevnte kropp (600) omfatter en hals for mottak av et rørformet element, hvor nevnte første kilesporelement befinner seg i tilstøting til nevnte hals, nevnte kropp (600) er videre tildannet i to deler (612, 614) som er bevegelige for å åpne nevnte hals for å underlette fjerning av nevnte element, hvor det første kilesporelement er anordnet på i det minste én av delene (612).

2. Tårnmontert boremaskinapparat ifølge krav 1, hvor nevnte kropp (600) er et griperapparat for selektiv griping av et rørformet element for å hindre dets rotasjon for å tillate fråkopling av forbindelsen.

3. Tårnmontert boremaskinapparat ifølge krav 1 eller 2, hvor nevnte element er en innvendig utblåsingssikring.

4. Tårnmontert boremaskinapparat ifølge krav 1, 2 eller 3, hvor nevnte første kilesporelement omfatter kilespor anordnet på en konkav overflate.

5. Tårnmontert boremaskinapparat ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 4, hvor nevnte andre kilesporelement omfatter et kilespor anordnet på en kon-veks overflate.

6. Tårnmontert boremaskinapparat ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 5, hvor nevnte første kilesporelement er anordnet på en oppkrager som står opp fra nevnte kropp (600).

7. Tårnmontert boremaskinapparat ifølge hvilket som helst foregående krav, hvor nevnte element hviler på nevnte ene av nevnte deler (612), slik at nevnte ene av nevnte deler (612) blir svingt ut fra under den tårnmonterte boremaskin (20) med elementet hvilende på seg, for å underlette bortløfting av elementet.

8. Tårnmontert boremaskinapparat ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 8, hvor nevnte kropp (600) kan beveges mot og bort fra nevnte tårnmonterte boremaskin (20) for selektivt å bringe nevnte første kilesporelement i inngrep og ut av inngrep med nevnte andre kilesporelement.

9. Tårnmontert boremaskinapparat ifølge hvilket som helst foregående krav, hvor nevnte første og andre kilesporelement omfatter kilespor som hovedsakelig er anordnet vertikalt.

10. Fremgangsmåte for å underlette fjerning av et element som er forbundet med en hovedaksel (528) i en tårnmontert boremaskin (20), hvor fremgangsmåten omfatter trinnene å bringe et første kilesporelement (604) i en kropp (600) som henger ned fra den tårnmonterte boremaskin (20), i inngrep med et andre kilesporelement (524) i nevnte element, og å rotere nevnte hovedaksel (528) i nevnte tårnmonterte boremaskin (20) for å kople fra forbindelsen mellom nevnte element og nevnte hovedaksel (528),karakterisert vedat fremgangsmåten videre omfatter det trinn å hvile elementet på nevnte kropp (600), hvor nevnte kropp (600) omfatter en første del og en andre del, hvor den første del er hengslet med hensyn til den andre del, og fremgangsmåten videre omfatter det trinn å bevege den andre del med hensyn til den første del for å underlette tilgang for å løfte nevnte element fra kroppen (600).

11. Fremgangsmåte i henhold til krav 10, hvor den videre omfatter det trinn å hvile elementet på nevnte kilesporelement.

12. Fremgangsmåte i henhold til krav 10, hvor nevnte element (522) hviler på nevnte andre del (612), hvor fremgangsmåten videre omfatter det trinn å svinge nevnte andre del (612) ut fra under den tårnmonterte boremaskin (20) med elementet hvilende på seg for å underlette bortløfting av elementet.

13. Fremgangsmåte i henhold til krav 10, 11 eller 12, hvor den videre omfatter det trinn å feste en wireline eller trekkline for å løfte elementet fra nevnte kropp (600).

14. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst av kravene 10 til 13, hvor nevnte element er en innvendig utblåsingssikring, og fremgangsmåten videre omfatter det trinn å kople nevnte innvendige utblåsingssikring til nevnte hovedaksel.