NO340227B1 - Fremgangsmåte for å beskytte en eller flere kompenseringssylindere til bruk under rørhåndteringsoperasjoner - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører tilkopling av rør til bruk i en nedihulls brønnboring. Mer bestemt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for bæring og kompensering av et rør under tilkopling.

I oppbyggingen og kompletteringen av olje- og gassbrønner, brukes en borerigg til å muliggjøre innsetting og uttak av rørstrenger i en brønnboring. Rør-strengene bygges opp ved innsetting av et rør inn i en brønnboring inntil kun den øvre ende av røret er ute av brønnboringen. Et gripeorgan som er nært overflaten av brønnboringen griper deretter røret som er i brønnboringen. Rørstrengens øvre ende har typisk en gjenget muffeende for tilkopling til det neste rør. Det neste rør som skal tilkoples til rørstrengen blir deretter løftet over brønnboringens senter. Det neste rør har en nedre ende med en tappende for gjenget tilkopling til muffeenden av rørstrengen. Når det neste rør tilkoples til rørstrengen, er det kritisk ikke å skade de gjengede sammenkoplinger mellom rørstrengen og røret.

For å muliggjøre rørtilkopling, har kompensatorer blitt brukt til å forebygge skade på gjengene. Under sammenskruing av sammenkoplingene, bærer kompensatorer vekten av røret som blir senket for å minimere den aksiale last som overføres fra tappen til muffen under sammenskruing. Kompensatorer har historisk blitt brukt sammen med rørklaver for en enkelt rørlengde. Kompensatoren er lokalisert mellom en løpeblokk og rørklaven for en enkelt rørlengde. En annen rørklave som er i stand til å bære hele rørstrengen er tilveiebrakt. Med røret holdt av rørklaven for en enkelt rørlengde, innrettes røret med muffen av rør-strengen. En operatør som står på riggdekket innretter deretter tappen og muffen. En krafttang og/eller en rørspinner brukes deretter til å kople sammen muffeenden og tappenden for å danne en rørstreng, mens den aksiale forflytning på grunn av sammenskruingen av gjengene kompenseres for av kompensatoren. Rørstrengen blir deretter grepet av og båret av den annen rørklave som er i stand til å bære hele rørstrengen. Gripeanordningen nær brønnboringens overflate eller edderkoppen frigjør deretter rørstrengen. Den annen rørklave senker rørstrengen mot brønnboringens overflate.

Vekten av rørklaven for en enkelt rørlengde og utstyret for tilkopling av rør-klaven til løpeblokken er mye større enn vekten av røret som skal kompenseres. Prosentandelen av vekten av røret er liten sammenlignet med hele vekten som kompenseres. Dette forårsaker at kompensatorene er ineffektive ved kompensering.

Når toppen av rørstrengen nærmer seg overflaten av brønnboringen, fjerner operatøren på riggdekket rørklaven for en enkelt rørlengde fra rørstrengen. Operatøren beveger deretter rørklaven for en enkelt rørlengde mot det neste rør som skal installeres. Det neste rørets muffeende bringes opp til riggdekket, slik at rørklaven for en enkelt rørlengde kan gripe den. Så snart rørstrengen har gått så lavt som den vil gå med rørklaven, blir edderkoppen aktivert for å gripe strengen. Hovedrørklaven blir deretter løsnet fra strengen. Med rørklaven for en enkelt rør-lengde i inngrep med det neste røret og hovedrørklaven fri, løftes løpeblokken. Det neste røret løftes inn i en vertikal posisjon over brønnens senter. Det neste røret lokaliseres over brønnens senter, og tilkoplingsprosessen vil igjen begynne.

Anstrengelser har blitt gjort for å redusere bemanningen på borerigger for å hindre personskade, og skade forårsaket av menneskelig feil. Det er kjent å bruke automatisert rørhåndteringsutstyr. Slik utstyr hjelper til med å redusere antallet personer. Rørhåndteringsutstyret inkluderer en arm eller et sett av armer for griping av et rør som skal installeres fra et stativ, og beveger røret i hovedsak over brønnens senter for tilkopling. Rørhåndteringsutstyret har svært begrensede kompensasjonsmuligheter. De utilstrekkelige kompensasjonsmuligheter til rør-håndteringsutstyret vil således ofte skade sammenkoplingene under håndtering av rørene. Dette er særlig tilfelle ved bruk av rør som lett skades, så som kromrør. Rørene blir deretter tilkoplet ved bruk av krafttang eller rørspinnere sammen med rørhåndteringssystemet.

Det er et behov for forbedret kompensasjon i kombinasjon med et forflytningsorgan. Det er et ytterligere behov for å tilpasse kompensasjonen for hurtig tilkopling til et toppdrevet rotasjonssystem eller en løpeblokk. Det er enda et ytterligere behov for et kompensasjonssystem som brukes sammen med et rør-håndteringssystem.

US 3902319 A beskriver en fremgangsmåte og apparat for øyeblikkelig isolering av en fluidoperert belastningssylinder fra sin kilde.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for å beskytte en eller flere kompenseringssylindere til bruk under rørhåndterings-operasjoner, omfattende: overvåking av et trykk i en eller flere kompensatorsylindere under rørhåndteringsoperasjoner; kommunisering av trykket til en kontroller; utføring av en handling når trykket når en forhåndsbestemt verdi, hvor handlingen igangsettes av kontrolleren, idet fremgangsmåten erkarakterisert vedat handlingen omfatter aktivering av et forriglingssystem som er konfigurert for å hindre en gripeanordning i å frigjøre en rørstreng.

Ytterligere utførelsesformer av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige patentkrav.

Utførelser som her er beskrevet vedrører en fremgangsmåte for tilkopling av et rør til en rørstreng i en borerigg. Fremgangsmåten omfatter tilveiebringelse av en kompensatorsammenstilling som har et eller flere kompensatorstempler og beveging av kompensatorsammenstillingen til en posisjon nær røret ved man-øvrering av et forflytningsorgan. Fremgangsmåten kan videre inkludere griping av røret med en flerhet av inngrepsorganer som driftsmessig er koplet til kompensatorsammenstillingen og beveging av en nedre ende av røret inn i inngrep med rørstrengen som bæres av en gripeanordning nær et riggdekk. I tillegg kan fremgangsmåten inkludere rotering av røret for å muliggjøre tilkopling av røret til rørstrengen. Enda ytterligere kan fremgangsmåten inkludere kompensering av inngrepsorganene under tilkopling av røret til rørstrengen ved å tillate inngrepsorganene å forflyttes aksialt sammen med røret i forhold til forflytningsorganet og løsgjøring av røret fra inngrepsorganene.

For at de ovenfor anførte trekk ved den foreliggende oppfinnelse skal kunne forstås i detalj, kan en mer spesiell beskrivelse av oppfinnelsen, kort sammenfattet ovenfor, fås ved henvisning til utførelser, hvorav noen er illustrert på de vedføyde tegninger. Det skal imidlertid legges merke til at de vedføyde tegninger kun illustrerer typiske utførelser av oppfinnelsen, og derfor ikke skal anses som begrensende for dens omfang, idet oppfinnelsen kan gi adgang til andre like effektive utførelser. Figur 1 er et skjematisk riss av en borerigg som er utstyrt med en kompensator i henhold til en utførelse som her er beskrevet. Figur 2 er et skjematisk riss av kompensatoren i henhold til en utførelse som her er beskrevet. Figur 3 er et tverrsnittsriss av en adapterdel for tilkopling av et toppdrevet rotasjonssystem til en kompensator i henhold til en utførelse som her er beskrevet. Figur 4 er et riss forfra av kompensatorsammenstillingen i henhold til en utførelse som her er beskrevet. Figur 4A er et riss forfra av en konnektor i henhold til en utførelse som her er beskrevet. Figur 5 er et tverrsnittsriss av kompensatorsammenstillingen i henhold til en utførelse som her er beskrevet. Figur 5A er et tverrsnitts perspektivriss av en konnektorsammenstilling i henhold til en utførelse som her er beskrevet. Figur 6 er et grunnriss av inngrepsammenstillingen i henhold til en utførelse som her er beskrevet. Figurene 6A og 6B er et perspektivriss av inngrepsorganer i henhold til en utførelse som her er beskrevet. Figur 7 er et tverrsnittsriss av kompensatorsammenstillingen i henhold til en utførelse som her er beskrevet. Figur 8 er et skjema for en anordning for håndtering av brønnboringsrør i henhold til en utførelse som her er beskrevet. Figur 1 er et perspektivriss av en borerigg 1, og viser en utførelse som her er beskrevet. Boreriggen 1 omfatter et boredekk 10 med en gripeanordning 20 som er lokalisert hovedsakelig i senter av riggdekket 10. Gripeanordningen 20 griper og bærer vekten av en rørstreng 100, inkludert, men ikke begrenset til, holdekiler. Gripeanordningen 20 er typisk en edderkopp, men kan være hva som helst som er tilpasset til å bære vekten av en rørstreng 100. En rørstreng 100 omfatter et eller flere rør 101 som er sammenkoplet på riggen 1 og kjørt inn i en brønnboring 2. Som vist inkluderer boreriggen 1 et rørhåndteringssystem 30. Håndteringssystemet 30 henter frem røret 102 fra en stabel av rør på boreriggen 1. Håndteringssystemet 30 sentrerer deretter røret 101 hovedsakelig over rør-strengen 100 for tilkopling av røret 101 til rørstrengen 100. Riggen 1 kan valgfritt inkludere en rotasjonsmekanisme 25, vist skjematisk, alternativt eller i tillegg til rotasjonen av røret som kan oppnås ved bruk av et toppdrevet rotasjonssystem eller en kraftsvivel. Rotasjonsmekanismen 25 roterer røret 101 for å muliggjøre tilkopling til rørstrengen 100, rotasjonsmekanismen 25 kan være en hvilken som helst anordning for rotering av et rør, inkludert, men ikke begrenset til, en rør-spinner, en krafttang, en rørtang eller et rotasjonsbord. Videre inkluderer boreriggen 1 et forflytningsorgan 205 som er forbundet til en sammenstilling 200 for å muliggjøre rørets 101 forflytning og tilkopling. Forflytningsorganet 205 kan være en hvilken som helst innretning som er i stand til å heve og senke sammenstillingen, inkludert, men ikke begrenset til, en løpeblokk, et toppdrevet rotasjonssystem og/eller en rørklave.

Sammenstillingen 200 kan omfatte forflytningsorganet 205, en kompensatorsammenstilling 220 og hovedrørklaven 400. Sammenstillingen 200 muliggjør tilkopling av røret 101 til rørstrengen 100. I operasjon griper håndteringssystemet 30 røret 101 og lokaliserer det hovedsakelig over brønnens senter, med en tappende 103 av røret 101 nærmest en muffeende 104 av rørstrengen 100. Forflytningsorganet 205 senker sammenstillingen 200 inntil kompensatorsammenstillingen 220 kommer i inngrep med muffeenden av røret 101. Kompensatorsammenstillingen 220 bærer da vekten av røret/rørene 101. Røret 101 blir deretter beveget slik at tappenden 103 kommer i inngrep med muffen 104 av rør-strengen 100, for tilkopling. Kompensatorsammenstillingen 220 muliggjør da tilkopling ved kompensering av vekten av røret 101 under rotasjon.

I en utførelse utføres rotasjonen av røret 101 ved hjelp av rotasjonsmekanismen 25. Rotasjonsmekanismen 25 kan være en krafttang. Med røret 101 roterende, og kompensatorsammenstillingen 220 som bærer og kompenserer rør-et 101, forbindes tappen 103 til muffen 104. Hovedrørklaven 400 kan da gripe rørstrengen 100, som inkluderer det tilkoplede rør 101. Kompensatorsammenstillingen 220 løsgjør rørstrengen 100, og gripeanordningen 20 løsgjør rørstrengen 100. Hele lasten av rørstrengen 100 bæres nå av rørklaven 400. Forflytningsorganet 205 senker rørstrengen 100 slik at muffeenden 104 er nær riggdekket 10. Gripeanordningen 20 griper deretter rørstrengen 100 og hovedrørklaven 400 løs-gjør rørstrengen 100. Forflytningsorganet 205 løfter sammenstillingen, og prosessen gjentas inntil rørstrengen 100 har den ønskede lengde.

I en annen utførelse kan forflytningsorganet 205 være et toppdrevet rotasjonssystem som roterer røret 101 under tilkopling, og rotasjonsmekanismen 25 er ikke nødvendig. Videre, i en annen utførelse blir håndteringssystemet 30 ikke brukt, og røret bringes til brønnens senter ved hjelp av hovedrørklaven 400, manuelt eller av en operatør. Det skal forstås at forflytningsorganet 205 er en hvilken som helst anordning for heving og senking av rørene, inkludert, men ikke begrenset til, et toppdrevet rotasjonssystem, en rørklave og/eller en løpeblokk. Forflytningsorganet 205 kan videre inkludere enhver kombinasjon av gjenstander som er kjent innen teknikken.

Figur 2 viser et skjematisk riss av sammenstillingen 200. Sammenstillingen 200 inkluderer forflytningsorganet 205 som er forbundet til kompensatorsammenstillingen 220 og rørklaven 400. En adapterdel 215 forbinder forflytningsorganet

205 til kompensatorsammenstillingen 220. I en utførelse er adapterdelen 215 forbundet til en drivaksel 210 i et toppdrevet rotasjonssystem, vist på figur 3. Adapterdelen 215 kan ha gjenger som skrus på enden av det toppdrevne rotasjonssystem sin aksel 210, selv om dette er vist som en gjengeforbindelse, skal det forstås at adapterdelen 215 kan være forbundet til akselen 210 på en hvilken som helst måte som er kjent innen teknikken, så som ved sveising, tapp-konnektorer eller klemmer. Adapterdelen 215 kommer i enhver størrelse som er ønsket for å oppfylle kravene til forflytningsorganet 205 og boreoperasjonen.

Sammenstillingen 200 inkluderer videre hovedrørklaven 400, som vist på figur 2. Hovedrørklaven 400 er forbundet til forflytningsorganet 205 ved hjelp av bøyler 405. Hovedrørklaven 400 kan være en rørstrengrørklave som er tilpasset til å bære hele vekten av rørstrengen 100. Det skal imidlertid forstås at hovedrør-klaven 400 kan være en hvilken som helst rørklave som brukes i boreoperasjoner, i stand til å bære vekten av røret 101 eller hele rørstrengen 100. Rørklaven 400 kan være automatisert for fjernoperasjon, som omtalt i nærmere detalj nedenfor.

Figur 4 viser et riss forfra av kompensatorsammenstillingen 220. I en utfør-else inkluderer kompensatorsammenstillingen en yolk225, en eller flere kompensatorsylindere 230, et hus 250, en inngrepsammenstilling 305 (vist på figur 5), en konnektorsammenstilling 270 og en aktuator 260. Yolken 225 kan forbinde kompensatorsylindrene 230 til forflytningsorganet 205. Som vist er yolken 225 koplet direkte til adapterdelen 215, som vist er det en boltet forbindelse; enhver forbindelse som er kjent innen teknikken, kan imidlertid brukes. Yolken 225 inkluderer valgfritt en åpning 221 gjennom hvilken et roterende organ (ikke vist) vil passere for å overføre rotasjon fra det toppdrevne rotasjonssystem til røret 101. Yolkens 225 form og struktur er uviktig, så lenge yolken 225 er sterk nok til å bære den last som dannes av røret 101 og resten av kompensatorsammenstillingen 220.

I en utførelse er yolken 225 forbundet til en eller flere kompensasjonssylindere 230 ved hjelp av en tappforbindelse 227. Som vist på figur 4a er forbindelsen en enkel tapp 227 som er hektet på en plate 228 som er forbundet til kompensatorsylinderen 230. Det er imidlertid også tenkelig å bruke sfæriske lagre (ikke vist). De sfæriske lagre tillater at forbindelsen har større frihet til å svinge når røret 101 beveges. Videre, en hvilken som helst metode til å forbinde yolken 225 til kompensatorsylinderen 230 kan brukes, inkludert, men ikke begrenset til, en sveiset forbindelse, en eller flere bolter, osv.

Den ene eller de flere kompensatorsylindere 230 kan driftsmessig forbinde yolken 225 til huset 250. Den ene eller de flere kompensatorsylindere 230 er dimensjonert for å bære lasten av et rør 101. I en annen utførelse er det tenkelig at kompensatorsylinderne 230 er dimensjonert til å bære lasten av et hvilket som helst antall rør, inkludert hele rørstrengen 100. Den ene eller de flere kompensatorsylindere 230 inkluderer en valgfri avlastningsventil 231. Skulle kompensatorsylinderne 230 brått bli overbelastet, på grunn av tilfeldig bevegelse av forflytningsorganet 205 eller for tidlig frigjøring av gripeanordningen 20, vil avlastningsventilen 231 åpne for å tillate den ene eller de flere kompensatorsylindere 230 å avlaste den brå trykkforandring som er dannet av lasten. I en annen utførelse kan trykket i kompensatorsylinderne 230 overvåkes for å hindre overbelastning av sylindrene, hvilket vil bli beskrevet i nærmere detalj nedenfor. Videre, kan avlastningsventilen 231 være et hvilket som helst sikkerhetstrekk for å forebygge overbelastning av kompensatorsylindrene 230, inkludert, men ikke begrenset til, en sprengplate.

Den ene eller de flere kompensatorsylindere 230 opererer ved at de bærer lasten av røret 101 samtidig som de tillater huset 250 å bevege seg eller flyte under tilkopling av rørene. Dette hindrer skade på gjenger, ikke vist, på tappen 103 og muffen 104 på rørene under kompensatoren.

Den ene eller de flere kompensatorsylindere 230 kan i henhold til en utfør-else inkludere en stempelstang 245 som er forbundet til huset 250 ved hjelp av en tappforbindelse til en husstøtte 255. I en alternativ utførelse kan forbindelsen være et sfærisk lager, som beskrevet ovenfor, eller et hvilket som helst annet for-bindelsesorgan. I en utførelse kan det være en husstøtte 255 for hver kompensatorsylinder 230. Husstøtten 255 kan ha en hvilken som helst form så lenge den driftsmessig forbinder den ene eller de flere kompensatorsylindere 230 til huset 250. Videre kan det være et hvilket som helst antall av husstøtter 255, inkludert én, og et hvilket som helst antall av kompensatorsylindere 230 kan være innfestet til hver husstøtte 250. Huset 250 som vist omgir et parti av konnektorsammenstillingen 270, det skal imidlertid forstås at huset kan ha en hvilken som helst konfigurasjon. En aktuator 256 kan være driftsmessig koplet til huset 250. Aktuatoren 256 inkluderer et eller flere stempler 260 og en drivinnretning 300. Det ene eller de flere stempler 260 kan være forbundet til huset 250. Et stempelskatt 265 kan være forbundet til drivinnretningen 300 for operering av inngrepsammenstillingen 305, beskrevet i nærmere detalj nedenfor.

Figur 5a viser den øvre ende av huset 250 som har en første sylinder 252 med en åpning 253 gjennom sylinderen 252 og huset 250. Den første sylinder 252 kan være fastholdt til huset 250. En svivel 271 kan være tilpasset til å passe inn i og rage gjennom åpningen 253. Svivelen 271 kan være en del av konnektorsammenstillingen 270. Konnektorsammenstillingen 270 inkluderer svivelen 271, en adapter 274 og en eller flere støtter 275. Svivelen 271 forbinder huset 250 til konnektorsammenstillingen 270. En tapp 273 kan forbinde svivelen 271 til sylinderen 252. Tappen 273 kan lett tas ut av en operatør, for å muliggjøre fjerning av konnektorsammenstillingen 270. Svivelen 271 muliggjør rotasjon av konnektorsammenstillingen 270 i forhold til huset 250, samtidig som huset bærer røret 101.

I en alternativ utførelse kan svivelen 271 være tilpasset til å overføre rotasjon fra et toppdrevet rotasjonssystem til røret 101.

I en utførelse strekker svivelen 271 seg ned under åpningen 253 i huset 250 for forbindelse til adapteren 274. Som vist inkluderer adapteren 274 en annen sylinder 276 som er forbundet til svivelen 271 med en tapp 273. Den annen sylinder 276 er driftsmessig forbundet til den ene eller de flere støtter 275 ved hjelp av en plate 277. Selv om det vises en sylinder og en plate for forbindelse til støttene, kan en hvilken som helst konfigurasjon brukes. Platen 277 kan ha en tapp eller en forbindelse 278 med et sfærisk lager for forbindelse til den ene eller de flere støtter 275. Den nedre ende av den annen sylinder 276 er valgfritt utstyrt med en støtinnretning 279, vist på figur 5. Støtinnretningen 279 er en gummi-stopper eller elastomerisk stopper som røret 101 vil gå i inngrep med når det når støtinnretningen 279. Støtinnretningen 279 demper støtet fra røret 101 og konnektorsammenstillingen 270. Den ene eller de flere støtter 275 strekker seg fra platen 277 til inngrepsammenstillingen 305, som vist på figur 5. Som vist, den ene eller de flere støtter 275 er staver, det skal imidlertid forstås at støttene 275 kan være en hvilken som helst innretning for å bære inngrepsammenstillingen 305.

Inngrepsammenstillingen 305 kan i en utførelse inkludere en støttering 320 og et eller flere inngrepsorganer 315. Figur 6 viser et riss ovenfra av inngreps- sammenstillingen 305. Som vist er støtteringen 320 forbundet til det ene eller de flere inngrepsorganer 315 for å muliggjøre dreiebevegelse i forhold til støtteringen 320. Støtteringen 320 er forbundet til støttene 275. Det ene eller de flere inngrepsorganer 315 kan strekke seg radialt utover kanten av støtteringen 320 og inn i en utsparing i drivinnretningen 300. Bevegelse av drivinnretningen 300 vil således dreie inngrepsorganene 315 fra en åpen posisjon som vist på figur 4-6 til en lukket posisjon som vist på figur 7.

Det ene eller de flere inngrepsorganer 315, selv om de på figur 6, 6a og 6b er vist som armer, kan være et hvilket som helst inngrepsorgan som er kjent innen teknikken, så som holdekiler, eller en skulder med en krage eller en fortykkelse som røret 101 hviler på. Videre kan inngrepsorganene 315 være tilpasset til simpelthen å bære røret 101 samtidig som de tillater at røret 101 roterer eller forflyttes langs rørets akse. I en utførelse er det ene eller de flere inngrepsorganer 315 tilpasset til å gripe røret 101, hvilket begrenser bevegelse i forhold til inngrepsorganene 315. I enda en annen utførelse har inngrepsorganene 315 tenner, mot-hakespor, fingraderte partikler eller ikke-merkende gripere, så som en elastomer (ikke vist) for tilveiebringelse av bedre griping av røret. I enda en annen utførelse har inngrepsorganene 315 en overflate som griper røret 101, men som ikke vil merke eller ripe opp røret.

Inngrepsorganene 315 kan i en alternativ utførelse inkludere en skjærpinne 600 og en dreietapp 602. Skjærpinnen 600 er tilpasset til å skjæres over ved en ønsket last som påføres på inngrepsorganene 315. Således, hvis forflytningsorganet 205 beveger seg opp før inngrepsorganene 315 frigjør røret 101 så snart røret 101 er koplet til rørstrengen 100, vil skjærpinnene 600 frigjøre inngrepsorganene 315 fra inngrep med røret 101. Den økte last vil således ikke bli overført til kompensatorsylinderne 230. Videre, den last som er påkrevd for å skjære over skjærpinnene 600, kan være satt til en last som er lik eller litt mindre enn den maksimale lastkapasitet for kompensatorsylinderne 600. Det skal forstås at selv om skjærpinner er vist, kan et hvilket som helst system for frigjøring av inngrepsorganene 315 fra røret 101 brukes.

I en utførelse inkluderer drivinnretningen en ledeanordning 350, som vist på figur 4, 5, 7 og 8. Ledeanordningen 350 er under drivinnretningen 300 og inngrepsammenstillingen 305. Ledeanordningen 350 har en større åpning ved bunnen og er avsmalnet, slik at toppen har en mindre diameter enn den innvendige diameter av inngrepsammenstillingen 305. Således, når kompensatorsammenstillingen 220 nærmer seg røret 101, vil ledeanordningen manøvrere kompensatorsammenstillingen 220 inn i huset 250 uten å skade inngrepsammenstillingen 305.

Figur 7 viser røret 101 i inngrep i kompensatorsammenstillingen 220. I en utførelse, som beskrevet ovenfor, senker forflytningsorganet 205 kompensatorsammenstillingen 220 til toppen av det rør 101 som holdes i rørhåndterings-systemet 30. Ledeanordningen 350 griper røret 101 når kompensatorsammenstillingen 220 forflytter seg ned i forhold til røret 101. Ledeanordningen 350 sentrerer kompensatorsammenstillingen 220 når røret 101 kommer inn i huset 250. Kompensatorsammenstillingen 220 fortsetter å senkes, i forhold til røret 101, inntil røret 101 kommer i inngrep med støtinnretningen 279. Kompensatorsammenstillingen 220 stopper da, enten ved hjelp av en operatør eller automatisk gjennom bruk av en sensor 500. Det ene eller de flere stempler 260 (vist på figur 4) aktuerer da drivinnretningen 300. Drivinnretningen 300 beveger inngrepsorganene 315 inn i inngrep med røret 101.

Rørhåndteringsanordningen 35 løsgjør nå røret 101, og hele vekten av

røret 101 bæres av kompensatorsammenstillingen 220. Rørtappen 103 settes inn i muffen 104 av rørstrengen 100, og rotasjonsmekanismen 25 aktiveres for tilkopling til rørene. Inngrepsammenstillingen 305 og konnektorsammenstillingen 270 er fri til å rotere i forhold til huset 250 og drivinnretningen 300. Kompensatorsylinderne 230 bærer og kompenserer lasten av røret 101 under tilkopling. Med røret 101 tilkoplet til rørstrengen 100, griper rørklaven 400 rørstrengen 100. Drivinnretningen 300 løsgjør inngrepsorganene 315 fra røret. Gripeanordningen 20 på riggdekket 10 løsgjør deretter rørstrengen 100. Hele vekten av rørstrengen 100 bæres nå av rørklaven 400. Forflytningsorganet 205 kan deretter senke rør-strengen 100, og prosessen gjentas som nødvendig.

Figur 8 viser et skjema over en kontroller 900 for operasjon av et system for håndtering av brønnboringsrør i henhold til en utførelse. Kontrolleren 900 kan ha kontrolledninger 901 som går til forflytningsorganet 205, det ene eller de flere stempler 260, kompensatorsylindrene 230, rørklaven 400, rørhåndteringssystemet 30 (vist på figur 1), roteringsmekanismen 25 og gripeanordningen 20. Kontrolledn-ingene 901 kan være kabler, hydrauliske, pneumatiske eller trådløse kommunika-sjonsledninger, eller en hvilken som helst annen kontrolledning, videre kan kontrol-ledningene være en hvilken som helst kombinasjon av kommunikasjons/kontrol ledninger. Kontrolleren 900 kan sende og/eller motta data fra sensoren 500, rør-klaven 400 og gripeanordningen 20. Kontrolleren 900 kan være i trådløs (eksempelvis infrarød, RF, Bluetooth, osv.) eller i en ledningsført kommunikasjon med en hvilken som helst av komponentene som her er beskrevet. Kontrolleren 900 er illustrativt kommunikativt koplet til forflytningsorganet 205, stemplet 260, kompensatorsylinderne 230, gripeanordningen 20, rørhåndteringssystemet 30, rotasjonsmekanismen 25, sensoren 500 og rørklaven 400. Kontrolleren 900 kan generelt være konfigurert til å operere hver av de respektive komponenter på en automatisk måte (eksempelvis i henhold til en forhåndsprogrammert sekvens som er lagret i minnet) eller i henhold til eksplisitt brukerinnmating.

Selv om det ikke er vist kan kontrolleren 900 være utstyrt med en programmerbar sentral prosesseringsenhet, et minne, en masselagringsinnretning og velkjente støttekretser, så som strømforsyninger, klokker, cache, inngangs/- utgangskretser og lignende. Så snart den er aktivert kan en operatør styre operasjonen av riggen 1 ved innmating av kommandoer til kontrolleren 900. For dette formål inkluderer en utførelse av kontrolleren 900 et kontrollpanel (ikke vist). Kontrollpanelet kan inkludere en tastgruppe, brytere, knapper, en styreplate, display, osv.

Hvis kompensatorsylindrene 230 blir overbelastet og svikter, vil utbyttingen av sylindrene 230 eller sylindertetningene være tidkrevende og kostbar. Videre, hvis avlastningsventilen 230 eller skjærpinnen 600 løses ut eller skjæres over, vil kompensatorsylinderne 230 bli skånet for svikt, men tid vil gå tapt ved tilbake-stilling av avlastningsventilen 231 eller utbytting av skjærpinnene. Kontrolleren 900 kan således tilpasses til å overvåke trykk i kompensasjonssylindrene 230 for å forebygge svikt av sylindrene. Kontrolleren 900 kan være tilpasset til å varsle, gjennom et visuelt signal, en bildeskjerm, et akustisk signal eller et hvilket som helst annet signal, en operatør hvis kompensatorsylinderne 230 kommer nær maksimumsbelastningen for sylinderen. Operatøren kan således da hindre kompensatorsylinderne 230 i å svikte, lese ut avlastningsventilen 231 eller skjære over skjærpinnen 600. I en utførelse vil kontrolleren 900 varsle operatøren om høyt trykk i kompensatorsylinderne 230, operatøren kan da beslutte om hvorvidt operasjonen skal stoppes, eller hvis det var nødvendig, la operasjonen fortsette, hvilket da kan forårsake at avlastningsventilen 231 løses ut, eller at skjærpinnen 600 skjæres over eller kompensatorsylinderne 230 svikter, avhengig av sikker- hetsmekanismene på stedet. I en alternativ utførelse kan kontrolleren 900 være tilpasset til å sette ned hastigheten på forflytningen av forflytningsorganet 205 når kompensatorsylinderne 230 nærmer seg overbelastningstrykket. Dette vil gi operatøren ekstra tid til å bestemme den beste løsning på problemet før svikt. I enda en annen utførelse ville kontrolleren 900 ha vært fullstendig automatisert, og ville ha stoppet forflytningsorganet 205 før kompensatorsylindrene 230 sviktet. Kontrolleren 900 og/eller operatøren kan være lokalisert på boreriggen eller ved en fjerntliggende lokalisering.

I enda en annen utførelse kan kontrolleren 900 være tilpasset til å overvåke volumet av fluid og/eller volumetriske forandringer i fluidet inne i hver av kompensatorsylindrene 230. Videre kan kontrolleren 900 overvåke hastigheten av forandring i fluidvolum inne i kompensatorsylindrene 230. Kontrolleren kan videre overvåke volumet og/eller strømningsmengden for fluidets tilførsel/avgivelse til og/eller fra kompensatorsylindrene 230. Kontrolleren 900 er således i stand til å overvåke ethvert tap, økning eller forandring i volum eller strømningsmengde i den hydrauliske krets som opererer kompensatorsylindrene 230. Kontrolleren 900 kan overvåke systemet som en helhet for å bestemme om det er lekkasjer eller andre problemer. Videre kan kontrolleren 900 sammenligne forandringer i volum og/eller strømningsmengde mellom hver av kompensatorsylindrene 230, for å bestemme om hver kompensatorsylinder 230 opererer som forventet. Således, i tilfelle en av sylindrene 230 har en lekkasje, kan kontrolleren 900 indikere hvilken sylinder som lekker og/eller overvinne mangelen ved justering av tilførsel og/eller avgivelse fra sylinderen 230, ettersom hva som er passende. Kontrolleren 900 kan således opprettholde lekkasje fra kompensatorsylinderen 230 i en relativt balansert tilstand i forhold til de andre kompensatorsylindere 230.

Videre kan et forriglingssystem for å hindre kontrolleren 900 eller en operatør i utilsiktet å frigjøre røret 101 være inkorporert i det foreliggende system. Forriglingen kan være tilpasset til å hindre den utilsiktede frigjøring av rørstrengen fra gripeanordningen 20. Forriglingen kan mekanisk, strømningsmessig eller elektronisk hindre gripeanordningen 20 i å frigjøre røret 101 i det tilfelle kompensatorsammenstillingen 220 blir overbelastet. I et eksempel overvåker kontrolleren 900 trykket i kompensatorsylindrene 230. Når en terskel nås, vil trykk i forriglingen hindre gripeanordningen 20 i å frigjøre røret. I enda et annet eksempel, kan sensoren (ikke vist) være koplet til armene 315. Sensoren varsler kontrolleren 900 i det tilfelle armene 315 svikter. Forriglingen vil da hindre gripeanordningen 20 i å frigjøre røret. Eksempler på forriglingssystemet er illustrert i US-patent 6.742.596 og US publisert patentsøknad nr. U.S. 2005/0096846, 2004/0173358 og 2004/0144547, som herved innlemmes som referanse i sin helhet.

I en utførelse er sensoren 500 tilknyttet til konnektorsammenstillingen 270, og aktiveres ved inngrep mellom røret 101 og støtinnretningen 279. Sensoren 500 kan være en hvilken som helst type sensor, inkludert, men ikke begrenset til, en strekklapp, en stempelsammenstilling, en bryter, en ventil. Ved aktivering av sensoren 500, kan kontrolleren 900 aktuere stopp av forflytningsorganet 205. Kontrolleren 900 kan deretter aktivere inngrepsorganene 315 for å gripe røret 101. Kontrolleren 900 kan deretter frigjøre rørhåndteringssystemet 30 og aktivere forflytningsorganet 205. Røret 101 innrettes med rørstrengen 100, og kontrolleren 900 kan aktivere rotasjonsmekanismen 25, eller det toppdrevne rotasjonssystem, for tilkopling. Kontrolleren kan deretter stoppe rotasjonsmekanismen 25, eller det toppdrevne rotasjonssystem, og aktuere hovedrørklaven 400. Hovedrørklaven 400 griper rørstrengen 100. Kontrolleren 900 kan deretter aktuere stemplet 260 for å frigjøre inngrepsorganene 315. Kontrolleren 900 kan deretter frigjøre gripeanordningen 20. Kontrolleren 900 kan deretter senke forflytningsorganet 205. Kontrolleren 900 kan deretter aktuere gripeanordningen 20 og frigjør hovedrør-klaven 400. Prosessen gjentas inntil den er fullført.

Selv om det foregående er rettet mot utførelser av den foreliggende oppfinnelse, kan andre og ytterligere utførelser av oppfinnelsen tenkes ut uten å avvike fra dens grunnleggende omfang, og dens omfang er derfor bestemt av de følgende krav.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for å beskytte en eller flere kompenseringssylindere til bruk under rørhåndteringsoperasjoner, omfattende: overvåking av et trykk i en eller flere kompensatorsylindere (230) under rør-håndteringsoperasjoner; kommunisering av trykket til en kontroller (900); utføring av en handling når trykket når en forhåndsbestemt verdi, hvor handlingen igangsettes av kontrolleren, idet fremgangsmåten erkarakterisert vedat handlingen omfatter aktivering av et forriglingssystem som er konfigurert for å hindre en gripeanordning (20) i å frigjøre en rørstreng (101).

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, hvori handlingen omfatter varsling av en operatør.

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 2, hvori varsling av en operatør omfatter et visuelt signal på en bildeskjerm av kontrolleren.

4. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, hvori handlingen omfatter stopping av rørhåndteringsoperasjonen når den forhåndsbestemte verdien nås.

5. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, hvori gripeanordningen (20) er lokalisert nær et riggdekk.

6. Fremgangsmåte i henhold til krav 5, hvori handlingen omfatter å hindre en hovedrørklave (400) som driftsmessig er koplet til den ene eller de flere kompenseringssylinderne (230) i å frigjøre et rør.

7. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, hvori forriglingssystemet er konfigurert for å mekanisk, strømningsmessig eller elektronisk hindre gripeanordningen (20) i å frigjøre rørstrengen (101).

8. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, hvori kontrolleren er konfigurert til å sette ned hastigheten på forflytningsorganet (205) som driftsmessig er koplet til den ene eller de flere kompensasjonssylindere før den forutbestemte verdi nås.