NO341126B1 - Toppmontert boremaskin - Google Patents

Description

Toppmontert boremaskin

Foreliggende oppfinnelse vedrører en boreanordning beregnet på å henge ned fra en skiveblokk i et heisverk og sideveis støttet av en vogn som løper sammen med boreanordningen langs spor eller skinner festet til et boretårn, hvilken boreanordning omfatter minst en drivmotor, en girkasse drevet av den minst ene drivmotor, en drivaksel drevet fra girkassen og beregnet på kopling til en borestreng, lastoverførende innretninger, og en momentopptakende innretning festet til og hengende ned fra girkassen.

Boremaskiner som kan bevege seg opp og ned i et boretårn om bord i et fartøy ble for alvor tatt i bruk i siste halvdel av nitten åttiårene. Frem til da hadde det vært vanlig med et rotasjonsbord på boredekket for å drive rundt en borestreng. En slik boremaskin har som hovedfunksjon å utføre selve boreoperasjonen. Med det menes å dreie borestrengen rundt med en gitt hastighet og et gitt moment for å bore en olje- eller gassbrønn. Borestrengen blir bygget opp av et antall rørelementer og kan ha en lengde fra 300 til 15000 meter.

Etter hvert som borehullet har nådd stadig større dybder har påkjenningene i boremaskinene øket i takt med dette. Noe utvikling har funnet sted opp gjennom årene, men grunnkonseptet er langt på vei det samme som det opprinnelige.

Det er nå tilveiebrakt en helt ny generasjon toppmontert boremaskin som skal sikre stabil og kontinuerlig drift i langt større grad enn tidligere, også ved boring av de stadig dypere brønner. I tillegg til å være mer robuste skal den nye boremaskinen også ha den fordel at nødvendige vedlikeholdsarbeider skal kunne foretas på mye kortere tid enn det som har vært tilfelle med tidligere kjente boremaskiner.

Eksempler på teknikkens stand er vist og beskrevet i norsk patent NO 155553 og NO 840285.

I slike tidligere kjente konstruksjoner består hovedbyggeelementet av en innkapsling av et hovedbærelager, en hovedaksel med en påskrudd lastskulder, og et reduksjonsgir. Det betyr at lastveien, dvs sammenkoblingen mellom boremaskinen og heisesystemet, skjer gjennom hovedbærelager og girkasse. Et sammenbrudd i hvilken som helst av disse kompliserte mekaniske komponenter medfører full nedrigging av maskinen. Normalt er det mest kompliserte mekaniske elementet brukt som hovedlastbærende komponent. Dette tar lang tid å vedlikeholde og representerer dødtid for riggens boreoperasjoner.

Dette er forsøkt tydeliggjort i tabell 1, som viser kjent teknikks hovedkomponenter sin innbyrdes sammenknytning, dvs hvilke komponenter som grenser opp mot hverandre. Ved bortfall av funksjon for boremaskinen faller borefartøyets inntektsgrunnlag bort. Av denne grunn er reparasjonstiden for en boremaskin meget kritisk, og den foreliggende oppfinnelse har som vesentlig mål å redusere reparasjonstiden og øke reparasj onsintervallene.

Av tidligere kjent teknikk viser patent NO 325084 en boreanordning beregnet på å henge ned fra en skiveblokk i et heisverk og sideveis støttet av en vogn som løper sammen med boreanordningen langs spor eller skinner festet til et boretårn. Hvor boreanordningens komponenter er innrettet som komponentmoduler som ved hjelp av løsbare koplingsorganer forbinder de enkelte komponenter/moduler.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en boremaskin av den innledningsvis nevnte art som kjennetegnes ved de lastoverførende innretninger er i form av en lastrammesom avlaster drivakselen og girkassen samtidig som lastramme danner en sentral komponent som boreanordningens øvrige komponenter er anordnet omkring. Den momentopptakende innretning omfatter en klemanordning som er i stand til å fastholde akselstubben som innbefatter en eller flere ventiler. Hvor akselstubben er fastholdt av klemanordningen, og er svingbar om en horisontal akse gjennom klemanordningen for nedlegging mot horisontal stilling, fortrinnsvis ved hjelp av en arbeidssylinder.

I en hensiktsmessig utførelse er boreanordningens lastrammemodul i form av et vedlikeholdsfritt konstruksjonselement, fortrinnsvis uten bevegelige deler. For eksempel kan det være helstøpt i jern eller annet egnet konstruksjonsmateriale.

Lastrammen er gjerne overdimensjonert slik at sannsynligheten for utmattingsbrudd eller annen type lastbetinget sammenbrudd er eliminert. Ved å introdusere denne lastrammen dannes det et nøkkelement for andre moduler så som hovedaksel- og hovedlagermodul, adaptermodul for tilpasning til ulike fartøytyper, føringsvogn for boremaskin, vannkjølt vekselstrøms motormodul (en eller to stk) og reduksj onsgirkassemodul.

Lastrammemodulen kan bære girkassen og girkassen kan utgjøre en komponentmodul som er frigjørbar fra lastrammen ved hjelp av løsbare koplingsorganer, fortrinnsvis hurtigkoplingsorganer.

Videre kan girkassen bære den minst ene drivmotor og hver drivmotor kan utgjøre nok en komponentmodul som er frigjørbar både fra girkassen og lastrammen ved hjelp av løsbare koplingsorganer, fortrinnsvis hurtigkoplingsorganer.

Videre kan girkassen bære den momentopptakende innretning som kan utgjøre nok en komponentmodul som er frigjørbar fra girkassen ved hjelp av løsbare koplingsorganer, fortrinnsvis hurtigkoplingsorganer.

Det skal dermed forstås at maskinens arkitektur er betydelig endret i forhold til kjent teknikk. I tillegg til fordelene med lastrammen som beskrevet ovenfor, er den i tillegg innrettet og tilrettelagt for hurtig skifte av hovedkomponenter. For å få dette til, som også er en vesentlig forskjell som skiller det nye boremaskinkonseptet fra kjent teknikk, er inndelingen av maskinen i byggeelementer, dvs moduler som med et minimum av arbeide kan skille maskinen i større komponenter med det formål å redusere tiden ved demontering/montering under vedlikeholdsarbeider og reparasjon.

Koplingsorganene kan være hydraulisk opererte bolter og muttere eller manuelt betjente bolter og muttere.

Boreanordningen kan videre innbefatte en svivel for overføring av slam eller væske fra et stasjonært sted til den roterende borestreng, der svivelen er forbundet til drivakselen og danner til sammen en svivelmodul som er frigjørbar fra lastrammen ved hjelp av lett løsbare koplingsorganer.

Svivelen kan videre stå i forbindelse og fluidkommunikasjon med borestrengen via en akselstubb med i det minste én indre sikkerhetsventil, fortrinnsvis også minst én redundant ventil i tillegg.

Boreanordningen kan også innbefatte en elevatormekanisme med en rørklave for manipulering av borerør/rørstreng.

Som det vil forstås er komponentmodulenes innbyrdes forbindelse nå fokusert rundt lastrammen. Dette innebærer at tidligere kompliserte operasjoner for demontering og vedlikehold får betydelig redusert omfang. Dette er ytterligere visualisert i tabell 2 som viser grensesnittene mellom de ulike komponenter i den nye boremaskin.

Med henvisning til tabell 1 og 2 fremgår det at det er ulikheter mellom de to tabellene. Opplistede moduler er som følger: Lastramme; tidligere omtalt som det vedlikeholdsfrie konstruksjonselementet som binder ulike moduler sammen. Skiveblokkadapter; den delen av lastkjeden som forbinder den standardiserte lastrammen mot ulike utførelser av skiveblokk på ulike borefartøyer. Instrumentering og inn/ut modul for signaler; den modul som konverterer alle signaler fra analoge signaler på maskinen (en kabel per signal) og konverterer disse signalene til digitale signaler som kun krever en kabel. Det vesentlige innholdet i denne tabellen, viser at et ikke vedlikeholdskrevende konstruksjonselement, dvs lastrammen, har overtatt lastbæringen framfor den tradisjonelle svivel og girkasse som jo var vedlikeholdskrevende og krevde hyppig utskifting.

Med den tidligere, kjente teknikk er det ikke tatt særlige forbehold for å lette vedlikehold eller utskifting av større enheter om bord på installasjonen. Forutsetningen for tyngre vedlikehold har tradisjonelt vært at hele maskinen transporteres til land. Mindre komponenter, herunder roterende pakninger, er tidligere optimalisert for hurtig utskifting. Ulikhetene går således for det meste på større enheter.

Andre og ytterligere formål, særtrekk og fordeler vil fremgå av den følgende beskrivelse av oppfinnelsen, som er gitt for beskrivelsesformål i forbindelse med de vedlagte tegninger, hvor: Fig. 1 viser en perspektivisk avbildning av boremaskinen ifølge oppfinnelsen med delene fra hverandre (sprengskisse),

Fig. 2 viser et frontriss av boremaskinen vist i figur 1,

Fig. 3 viser et riss bakfra av boremaskinen vist i figur 1,

Fig. 4 viser et sideriss av boremaskinen vist i figur 1,

Fig. 5 viser et lengdesnitt langs linjen A-A på figur 4,

Fig. 6 viser et riss ovenfra av boremaskinen vist i figur 1,

Fig. 7A viser lastrammemodulen sammen med skiveblokkadapteret og skiveblokken i nærmere detalj, Fig. 7B viser en innfestingsdetalj mellom lastrammemodulen og skiveblokkadapteret,

Fig. 8 viser et lengdesnitt gjennom girkassen og tilstøtende deler,

Fig. 9A-9C viser en sekvens for fråkopling mellom en drivmotoraksling og girkassen,

Fig. 10 viser rørhåndteringsanordningen i nærmere detalj,

Fig. 11 viser rørhåndteringsanordningen med en rørstubb fastholdt,

Fig. 12 viser rørhåndteringsanordningen med rørstubben utsving og klar for oppheising,

Fig. 13 viser lastrammen med ytterligere dtaljer,

Fig. 14 viser en typisk sikkerhetsventil anordnet i et rørstykke,

Fig. 15 illustrerer lastveien i den nye boremaskin,

Fig. 16 viser forbindelsen mellom drivakselen og en lastskulder i nærmere detalj, og

Fig. 17 viser en hydraulisk/elektrisk koblingsmodul.

Fig. 18 viser en perspektivisk avbildning av en andre utførelse av boremaskinen ifølge oppfinnelsen med delene fra hverandre (sprengskisse),

Fig. 19 viser et sideriss av boremaskinen vist i figur 18,

Fig. 20 viser et frontriss av boremaskinen vist i figur 18,

Fig. 21 viser et riss bakfra av boremaskinen vist i figur 18,

Fig. 22 viser et lengdesnitt gjennom boremaskinen vist i figur 18,

Fig. 23 viser et riss ovenfra av boremaskinen vist i figur 18,

Fig. 24 viser en perspektivavbildning av rørhåndteringsanordningen,

Fig. 25 viser et sideriss av rørhåndteringsanordningen,

Fig. 26 viser et oppriss, delvis i snitt av rørhåndteringsanordningen,

Fig. 27 viser nok en perspektivavbildning av rørhåndteringsanordningen og med rørstubben utsvingt, og Fig. 28 viser en perspektivavbildning av rørhåndteringsanordningen med delene fra hverandre.

Tabell 1 viser en oversikt over hvilke komponenter som grenser opp mot hverandre i den tidligere kjente boreanordning, og sier noe om antall komponenter som må demonteres for å skape adkomst ved vedlikehold.

Tabell 2 viser en oversikt over hvilke komponenter som har felles grensesnitt i den nye boreanordning ifølge oppfinnelsen.

Det vises nå til figur 1 som viser den nye moduloppbygde boremaskin 10 med delene fra hverandre og figur 2-4 som viser den sammenstilte boremaskin 10. Boremaskinen 10 er beregnet på å henge i en skiveblokk 6 i et heisverk anordnet i et boretårn (ikke vist) om bord i et fartøy som driver boreaktivitet til havs. Boremaskinen 10 blir ført av en vogn 9 som løper langs skinner anordnet til boretårnet. Boremaskinen 10 driver borerør rundt en boreakse for boring av en olje- eller gassbrønn i havbunnen. Med henvisning til figur 1-6 blir boremaskinen 10 først grovt beskrevet, dvs dens oppbygning av hovedkomponenter. En mer detaljer beskrivelse av indre komponenter vil etterfølge med henvisning til figurene 7-17. Relative posisjons begreper som "øvre", "nedre", "vertikal", "horisontal" og "boreakse" er henført til en boremaskin i aktivitet. Det skal også forstås at boremaskinen 10 består av mange funksjonsdetaljer som ikke blir nærmere beskrevet her. For at ikke beskrivelsen skal bli for detaljert og uoversiktlig, er den begrenset til hovedkomponentene og deres samspill med hverandre.

Med henvisning til figur 1, er et adapter 2 for tilpasning til ulike fartøystyper plassert øverst og nærmest skiveblokken 6. Adapteret 2 er løsbart festet til skiveblokken 6 samtidig som det også er løsbart forbundet til en nedenfor plassert lastramme 1. Lastrammen 1 har blant annet til oppgave å avlaste aksiale belastninger i boremaskinens 10 drivaksel 7. Lastrammen 1 er også et sentralt element hva angår den modulære oppbygning av boremaskinen 10. De øvrige komponentmoduler er bygd opp omkring lastrammen 1. Lastrammemodulen 1 er med fordel tilvirket og bygd opp som et vedlikeholdsfritt konstruksjonselement, fortrinnsvis uten bevegelige deler. For eksempel kan det være helstøpt i jern eller annet egnet konstruksjonsmateriale, men altså fritatt for vedlikehold.

Et ventil- og instrumentskap 16 er anordnet til lastrammen 1 og er svingbart innfestet for lettere å få tilgang til en rotasjonspakning bak skapet.

I sin nedre ende er lastrammemodulen 1 forbundet til en girkassemodul 4. Måten girkassemodulen 4 er festet til lastrammemodulen 1 på er spesiell ved at det fortrinnsvis blir benyttet hurtigkoplende organer, så som hydrauliske bolter og muttere. For eksempel kan boltene være fast innfestet til girkassehuset og pekende oppover. Den nedre delen av lastrammen 1 har en flens la med bolthull lb som korresponderer med nevnte bolter. Ved montering orienteres lastrammen 1 og tres ned over de hydrauliske, oppad ragende boltene før endelig montering med muttere som skrus med "fingerkraft" på nevnte bolter til anlegg mot lastrammeflensen la før boltene avlastes for sitt hydrauliske trykk. Det er likevel ingen forutsetning at organene er hurtigkoplende, selv om det er foretrukket av hensyn til nødvendig tidsbruk ved demontering/montering. Også tradisjonelle bolter og muttere kan brukes, eventuelt andre egnede festemidler.

Med henvisning til figur 1-6 er det i den viste utførelsen anordnet to hoveddrivmotorer 5 på girkassemodulen 4. Med fordel er drivmotorene 5 diametralt plassert i forhold til boremaskinens 10 boreakse. Ved slik plassering utbalanserer de hverandre med hensyn til krefter og momenter når begge motorer 5 er i drift. Det skal likevel bemerkes at drivmotorene 5 er slik dimensjonert at boreaktivitet skal kunne foregå med bare en av drivmotorene 5 i drift. Hver drivmotor 5 er lett og hurtig løsbar fra girkassemodulen 4 og lastrammemodulen 1.

Hver drivmotor 5 er dreiestivt festet til respektive sider av lastrammens 1 vertikale partier. Måten drivmotorene 5 er festet på har hurtig montering/demontering som et viktig kriterium. Lastrammen 1 har respektive glideskinner påmontert de nevnte vertikale partier. Profilet er i form av en vinkel som peker utad. Tilsvarende har drivmotorene 5 respektive komplementære skinner påmontert som passer med skinnene på lastrammen 1.1 tillegg er skinnene på minst en av delene svakt skrånende slik at det oppnås en kilevirkning ved sammenstilling av delene.

Hver drivmotor 5 har et pinjongdrev 5' i sin nedre ende som via et mellomdrev 4' er i inngrep med en tannkrans 4" av betydelig diameter, se figur 8. Tannkransen 4" har et sentralt hull med rillespor 4"' (splines) beregnet på samvirke med aksialt forløpende riller (splines) i drivakselen 7 for rotasjonsmessig kraftoverføring. Girkassekonstruksjonen gir en reduksjonsgirkasse.

Drivakselen 7 står også i forbindelse med en ovenfor beliggende svivel (ikke vist på figuren). Svivelen er en innretning for å kunne overføre væske, i dette tilfelle boreslam, fra en stasjonær del til en roterende del så som drivakselen 7 i dette tilfellet. Svivelen har et omsluttende hus 8 og diverse tetninger som vil bli beskrevet i detalj senere. Den nedre enden av svivelhuset 8 ligger an mot en bunnplate lc i lastrammen 1 og er videre dreiestivt innfestet til lastrammen 1 som illustrert i figuren med huller uttatt i svivelhusets 8 og lastrammens 1 sidevegg. De kan imidlertid hurtig og på enkel måte løsgjøres fra hverandre under en vedlikeholdsoperasjon. Strengt tatt står de stabilt i forhold til hverandre uten slike innfestninger. Den øvre enden av drivakselen 7 ligger inne i svivelhuset. Et hovedbærelager B ligger mellom en ringflens på drivakselen 7 og nevnte bunnplate lc i lastrammen 1. Dette er vist i detalj i figur 8 og 15. Hovedlastveien er nå, til forskjell fra tidligere kjent teknikk, helt uavhengig av reduksjonsgirkassen. Lastbildet som reduksjonsgirkassen utsettes for er nå kun betinget av egenvekten til girkassen og en nedenfor innfestet rørhåndteringsenhet 3. Dette innebærer at man kan bruke mindre omfattende mekaniske festemidler sammenliknet med tidligere løsninger.

For å opprettholde tanken om det "modulære" og det "raskt utskiftbare" som er en rød tråd gjennom hele det nye konseptet, benyttes med fordel festemidler med en raskere betjeningsmulighet enn bolter med en gjenget ende og korrespondere mutter. Fortrukket løsning er som allerede nevnt basert på hydraulisk betjening. Hydraulisk betjening innebærer at et boltformet konstruksjonselement strekkes til ønsket forspenning ved bruk av en hydraulisk pumpe og et sylinderarrangement, hvorpå en mekanisk låseanordning holder bolten med den ønskede forspenningen relativt til de to flatene som skal holdes sammen. Dette er analogt med den forspenningen som frembringes når man trekker til en mutter over et gjenget parti med en gitt gjengestigning, men prosedyren er langt raskere.

Drivakselen 7 har fått et helt nytt design sammenlignet med tidligere drivaksler for toppmonterte boremaskiner, se spesielt figur 5. Den nye drivakselen 7 har seks hoveddiametre referert til som Dl til D6 på figur 5. Dl er avpasset med et øvre styrelager. D2 er lik eller noe større enn den ytre diameter av hovedbærelageret. D3 er noe større enn D5. D4 er mindre enn D3 og D5. D6 er styrt av standarden til den aktuelle gjengede akselstubb som forbinder den roterende drivaksel 7 med selve borestrengen. D3 har de ovenfor nevnte aksiale riller i sin overflate, en såkalt "DIN-ISO Spline", som korresponderer med motsvarende riller i senterhullet i tannkransen i reduksjonsgirkassen 4.

For å kunne trekke drivakselen 7 gjennom girkassen 4 under en vedlikeholdsoperasjon, er det derfor viktig at D5 er mindre enn D3, men samtidig må D5 ha en tilstrekkelig forskjell fra D4 til at den resulterende flate blir stor nok til å fange opp flatekreftene fra en nedenfor beliggende rørhåndteringsenhet 3.

Rørhåndteringsenheten 3 er festet til undersiden av girkassen 4, fortrinnsvis ved hjelp av hurtigkoplende innretninger som tidligere beskrevet. For eksempel kan boltene være fast innfestet til girkassehuset og pekende nedover. Den øvre delen av rørhåndteringsenheten 3 har en flens med bolthull som korresponderer med nevnte bolter. Ved montering orienteres rørhåndteringsenheten 3 og tres opp over de hydrauliske, nedad ragende boltene før endelig montering med muttere som skrus med "fingerkraft" på nevnte bolter til anlegg mot flensen på rørhåndteringsenheten 3 før bolten avlastes fra sitt hydrauliske trykk. Boltene kan også være i form av pinnebolter. Det er likevel ingen forutsetning at organene er hurtigkoplende, selv om det er foretrukket av hensyn til nødvendig tidsbruk ved demontering/montering. Også tradisjonelle bolter og muttere kan brukes, eventuelt andre egnede festemidler.

På toppen av rørhåndteringsenheten 3 er det anordnet en tannkrans 3a som kan betjenes med en hjelpemotor (ikke vist). Hjelpemotoren er i stand til å dreie rørhåndteringsenheten 360° rundt og i stand til å låse den i enhver rotasjonsstilling. Selve rørhåndteringsanordningen 3B har et par parallelle lenkarmer 14, se for eksempel figur 2, som kan manøvreres av respektive arbeidssylindere 14a. I enden av lenkarmene 14 er det anordnet sjakler eller tilsvarende som i sin tur bærer nedhengende armer 14b som til sammen bærer en rørklave (ikke vist) i sine nedre ender. Rørklaven er tilpasset til å kunne omslutte en rørende for bæring av et rørelement. Rørklaven kan, ved hjelp av arbeidssylindrene 14a, manipulere rørklaven inn og ut av boresenter. Under en vanlig boreoperasjon står rørklaven ute av boresenter. Hele enheten kalles vanligvis for en elevator.

Rørhåndteringsenheten 3 har som oppgave å danne en sekundær, ikke roterende lastvei, noe som muliggjør bruk av boremaskinen 10 som et mer konvensjonelt løfteutstyr. For disse løfteoppgavene er det utviklet en del spesialutstyr, for effektivt å kunne håndtere ulike rørformede gjenstander. Rørhåndteringsenheten 3 er skilt fra resten av boremaskinen 10 og kan som nevnt rotere 360 grader uavhengig av boremaskinen 10.

Som nevnt blir denne rotasjonen kjørt av en hjelpemotor (ikke vist), være seg hydraulisk eller elektrisk, med tannhjul som samvirker med en tannkrans 3a på rørhåndteringsenheten 3. Rørhåndteringsenheten 3 kan låses i enhver gitt posisjon, enten av en bremseanordning i tilknytning til hjelpemotoren eller rett og slett en bolt som kan skyves radialt inn gjennom rørhåndteringsenheten 3 og låses mot resten av boremaskinen 10.

Med henvisning til figur 5 og 16 har rørhåndteringsenheten 3 to hovedoppgaver som kan karakteriseres ved ulike lastregimer, et lett og et tungt. I det lette lastregimet som typisk er oppad begrenset til 15 metriske tonn, er selve rørhåndteringsanordningen 3B løftet klar av en lastskulder 7S på drivakselen 7 ved hjelp av et sett fjærer som virker mot undersiden av tverrblokken 3C og ligger inne i de u-formede bjelker 15, og som gjør at rotasjon av drivakselen 7 ikke roterer rørhåndteringsenheten 3. Skal rørhåndteringsenheten 3 roteres i det lette lastregiment utfører hjelpemotoren dette.

I lastregimet over 15 tonn kollapser fjærene som holder rørhåndteringsanordningen 3B klar av lastskulderen 7S, og hele rørhåndteringsenheten 3 kan nå kun roteres ved å rotere drivakselen 7. Kjent teknikk benytter seg av at rørhåndteringsenheten hviler på en gjenget skulder, som på grunn av kreftenes størrelse og gjengede forbindelsers affinitet til utmattingsbrudd må ha en meget fin stigning. Den tradisjonelle gjengede lastskulder er svært tidkrevende å demontere, både på grunn av adkomst og på grunn av den fine gjengestigningen krever den et stort antall rotasjoner for å skru skulderen av fra akselen.

Ett nytt trekk ved boremaskinen 10 er lastskulderen 7S som baserer seg på den flaten som er vist som 40 i figur 16, der to halvmåneformede brikker 41 som til sammen utgjør en sirkulær del hviler på denne flaten og overfører kreftene fra rørhåndteringsanordningen 3B til hovedakselen 7. Disse to halvmåneformede brikkene 41 er under normal operasjon innlukket av tverrblokken 3C og holdt på plass av en låseanordning som kan løsnes hurtig. I et tilfelle der hovedaksel 7 skal trekkes, eller rørhåndteringsanordningen 3B skal byttes, løsnes låseanordningen, rørhåndteringsanordningen 3B løftes, de halvmåneformede brikkene 41 fjernes, og rørhåndteringsanordningen er med det fri i forhold til hovedakselen 7.

Figur 10 viser hele rørhåndteringsenheten 3, som også viser innfestingen for en momentnøkkel eller klemanordning 12 i form av to meget kraftige bjelker 15. Disse bjelkene 15 er kraftige av to årsaker, dels fordi de krever stor stivhet på grunn av momentet som nøkkelen 12 utsetter de for, dels fordi bjelkene 15 skal være kraftige nok til å kunne ta hele vekten av boremaskinen 10. Dette fordi en viktig del av den nye teknologi er å kunne bruke borefartøyet sitt heisespill til å utføre tunge vedlikeholdsoperasjoner på riggen. Momentnøkkelen 12, som vist i figur 5, innbefatter to hydrauliske sylindere 13a og klembakker 13b som kan virke direkte mot en rørdel for å holde den rotasjonsstiv.

Som vist i figur 8 er det mellom den roterende drivaksel 7 og den statiske girkasse 4 anordnet en sirkulær tetning. Den sirkulære tetningen vil over tid bli slitt ned på grunn av friksjonen som oppstår mellom en statisk og en roterende del. Figur 8 viser et snitt gjennom girkassen 4 og tetningen spesielt i grensesnittet mellom girkasse 4 og drivaksel 7.

De tidligere løsninger baserer seg på at en utskiftbar slitering er festet til hovedakselen for å hindre at selve hovedakselen blir nedslitt. Kjent teknikk inkluderer også trykksmøringskanaler for å smøre pakningsforbindelsen.

Det å bytte pakning har tradisjonelt vært arbeidskrevende, idet det inkluderer følgende arbeidsoperasjoner: Skru av lastskulder; fjerne rørhåndteringsenhet; drenere girkassen for smøreolje; ta ut gammel pakning; sette inn ny.

Med den nye konstruksjon er det innført en skulder S på drivakselen 7. Denne skulderen S er påskrudd drivakselen 7 slik at den kan fjernes ved bytting av slitering. I denne skulderen er det gjengede bolter (ikke vist) med låseanordning av typen kontramutter iskrudd skulderen. Når man dreier disse skruene, fire i foretrukket utførelsesform, hever man sliteringen slik at nye pakningssett blir engasjert i tetningsprosessen. Ved å inkludere denne teknikken vil det ikke være behov for å bytte pakning innenfor maskinens totale levetid.

Drivakselen 7 er som nevnt hul for å tillate pumping av boreslam ned i brønnen. I den nedre forlengelsen av drivakselen 7 sitter en akselstubb T som opptar en akselventil 11 som har som formål å isolere brønntrykket i en krisesituasjon, så vel som å stenge for boreslammet i en normal boresituasjon. Se figur 14. Forbindelsen mellom drivakselen 7 og akselstubben T er en gjenget forbindelse som er gjort opp med tenger eller rørhåndteringsenheten 8 på boremaskinen 10. Til sammen kalles drivakselen 7 og akselstubben T for en hovedaksel 7,7'. Denne enheten er svært vedlikeholdsintensiv, så for å øke vedlikeholdsintervallene er det inkludert to redundante ventiler i systemet med hver sin aktiveringsmekanisme 18, 19.1 tillegg til de automatisk aktiverte ventilene krever forskriftene at det skal være en manuelt operert ventil. For effektivt å kunne håndtere disse tre ventilene, som kan veie 3-600 kg, er det inkludert følgende i et forbedret konsept.

I figur 10 vises en typisk mekanisme for manøvrering av en slik redundant ventil i sin normale operasjonsform. Ved aktivering av en arbeidssylinder 20 svinger en arm 21 om et pivotalt opphengspunkt 22 slik at to ruller 23 kan virke mot respektive radialt rettede endevegger 24 i et senterspor 26 i en ringformet struktur 25 slik at strukturen 25 kan manipuleres opp og ned. Denne ringformete struktur 25 er i mekanisk forbindelse med nevnte innvendige ventil 11 i akselstubben 7', dvs normalt en kuleventil, som åpner og stenger for boreslamstrømmen gjennom hovedakselen 7,7'. En tilsvarende arbeidssylinder 17 kan betjene en andre ventil med en helt tilsvarende mekanisme.

Et nytt trekk ved mekanismen er at den i tillegg har et radialt virkende svingesenter som ved løsgj øring av mekaniske hurtigforbindelseselementer tillater at armene som holder aktiveringsrullene kan svinge ut til en parkert posisjon. I sin utsvingte posisjon er armene fri fra sporet i den ringformete strukturen 25, og grensesnittets kontaktpunkt mot hovedakselen 7,7' og ventilene er fjernet. Hver aktiviseringsmekanisme kan lett demonteres og fjernes fra akselens senterlinje.

Akselventilene 11 er i forhold til kjent teknikk slik figur 14 viser, dvs en tradisjonell kuleventil med flytende sete og mekanisk momentaktivering. Akselventilen 11 har gjenget hann- og hunnparti som forbinder akselventilen 11 til akselen 7' på hunn- eller hannsiden, og neste akselventil 11 på motsatt side. Inntil tre ventiler 11 skjøtes på akselen 7' på denne måte, og siste ventil på strengen avsluttes mot et slitestykke før selve borestrengen skjøtes inn. Akselventilene 11 er så vel sikkerhetskritiske som operasjonskritiske, og på grunn av den abrasive karakteren til boreslammet er slitasjen på ventilene 11 betydelig slik at hyppig utskifting er påkrevd.

I forhold til det som har vært vanlig frem til i dag utstyres den nye boremaskinen 10 med tre ventiler 11, to redundante og en manuell. På grunn av enhetskostnaden per ventil 11 sett i forhold til tiden det tar å skifte ut én ventil er den nye boremaskin 10 innrettet slik at alle ventilene 11 skiftes ut som en enhet når levetiden til en redundant ventil 11 utløper. Ettersom tre sammensatte ventiler veier 300-900 kg, er det viktig at boremaskinen 10 innrettes for hurtig utskifting, og for dette formål er det anordnet en ny innretning på rørhåndteringsenheten som skiller seg fra det tidligere kjente.

En skiftesekvens starter ved at man klemmer rundt akselstubben T og ventilsettet med en rørklemmeanordning 12 vist i figur 5, for deretter å benytte hovedmotorene 5 på boremaskinen 10 til å sette et slikt moment på drivakselen 7 at gjengeforbindelsen mellom drivakselen 7 og akselstubben T løsner. Deretter senkes hele akselstubben T og ventilsettet ned ved å bruke en hydraulisk heiseanordning på en slik måte at de to redundante automatisk opererte ventilene 11 så vel som den manuelle nødventilen senkes ned. Se figur 11. Fra den vertikale posisjonen som rørklemmeanordningen 12 i utgangspunktet har, kan rørklemmeanordningen 12 tiltes om et pivotalt punkt 13, se figur 12, slik at akselstubben T med ventilene 11 kan håndteres med hjelp av vinsj og løftenippel 30. Begge deler er utstyr som normalt er tilgjenglig på et boredekk.

Alle aktuatorer og instrumenter er på vanlig måte samlet i ett felles skap 16. For å ivareta den vennlighet som nye modularisering og service gir for dette konseptet, er det innført to tiltak: 1) Skapet 16 ansees som en modul som skal kunne byttes på et minimum av tid. Derfor innføres det en felles koblingsmodul 31 for samtlige tilslutninger slik at alle hydrauliske tilkoblingspunkter kan kobles fra uten bruk av gjengebaserte koblinger slik man gjør i dag. En utførelsesform for dette er vist i figur 17, der det er eksemplifisert hvordan fire tilslutninger kan frakobles med ett håndgrep, uten bruk av verktøy, og uten risiko for lekkasjer. Eksemplet vist i figur 17 er skalerbart til å omfatte de opptil 48 tilslutningene som finnes mellom en ventil og et hydraulikkskap. Tidsbesparelsen ved en utskifting er med dette betydelig. 2) For instrumenter er analog strategi valgt, med hurtig tilkoblingsløsning for å begrense tiden for utskifting av skap.

Som kjent har girkassen som oppgave å redusere omdreiingshastigheten til elektromotoren(e) ned til arbeidsområdet for boreoperasjonen, typisk 8,2:1. Tidligere boremaskiner benytter også reduksjonsgirkasser, med enten en eller to motorer for drift. Med det nye konsept er effektkravet satt til 160% i forhold til de fleste boreoperasjoner i dag. Dette medfører at ved feilfunksjon i en motor, kan man likevel fortsette operasjonen med 80% effekt. Dette gjør at man kan fortsette operasjonen med kun liten reduksjon i effektivitet. Siden en vanlig feilmodus ved en elektromotor er havari, med det menes at motoren ikke lar seg rotere, er det avgjørende å ha en metode for raskt å kunne koble fra en motor. Med raskt menes under 15 minutter som er tiden man normalt har til rådighet før borestrengen setter seg fast.

Figur 8 viser et aksialsnitt gjennom girkassen 4 i én utførelsesform. Motorpinjonger 5' danner forbindelsen mellom motorenes 5 utgang og transmisjonens 4 inngang. For å kunne benytte seg av fordelene som ligger i å ha en motor 5 i overkapasitet er det nødvendig med en anordning som hurtig tillater at en motor 5 kan kobles ut. Et eksempel på en slik utførelse er vist i figur 9A-9C. Figurene viser en av girkasseinngangene. Hunndelen 32 av en fingerkobling sitter normalt på girkassen 4 og hanndelen 33 står normalt montert på motoren 5. Hanndelen 33 har anordnet en krans av tapper (fingre, ikke vist) i sin omkrets som skal samvirke med huller 34 uttatt i hunndelen 32. Koplingen er "løs" i den forstand at den kan ta opp små vinkelawik mellom akslingene. Forbindelsen mellom denne hunndelen 32 av koblingen og selve akselen 5' skjer ved hjelp av såkalte "DIN splines" 35 på øvre del av akselen 5'.

Ved å heve en låsering 36 kan to halvmåneformede distansestykker 37 fjernes slik at hunndelen 32 av fingerkoblingen kan trekkes ned og fingrene på hanndelen 33 dermed frigjøres fra sine respektive huller 34. Se sekvens i figur 9A-9C. Høyden på distanseringen 37 korresponderer med lengden på området med splines (altså riller i akselens lengderetning). Dette innebærer at hunndelen 32 står i ro mens akselen 5' roterer med girkassen, dvs når drift skjer med bare én drivmotor 5. Denne operasjonen kan utføres uten verktøy, og tar således kortere tid enn det kritiske tidsvinduet.

Grensesnittet mellom lastrammen 1 og styrevognen 9 er i og for seg analogt med kjent teknikk. Med det menes at det mellom lastrammen og styrevognen er en tradisjonell boltet forbindelse.

Boremaskinen 10 blir som nevnt heist opp og ned med borefartøyets heisesystem. Tilførsel av kraft, vekselstrøm til drift av hovedmotorer og hjelpemotorer, så vel som hydraulisk kraft i form av et trykk- og returløp, kjølevann til motorer og smøreoljekjølere samt kontrollsignalkabler skjer normalt gjennom lange forbindelsesslanger som er 40-70 meter lange og tilhørende forbindelsesmanifolder.

Disse slangene har på grunn av sin bevegelige natur, en sterk affinitet til å henge seg opp i omkringliggende struktur og med det bli slitt av når heisesystemet beveger seg. All operasjon ved bruk av boremaskinen opphører hvis en eller flere av slangene blir revet av, og reparasjon er påkrevd før operasjonen kan fortsette. For å redusere reparasjonstiden er det essensielt å redusere antall arbeidsoperasjoner. Hvis en instrumentslange blir revet av, som vanligvis inneholder opptil 56 ledere, må alle termineres.

Det nye konsept har tatt i bruk en konverteringsenhet som står montert på maskinen, og tar de normale 56 signaler og konverter de som er mulig å konvertere til digitale signaler. Disse digitale signalene kan overføres ved hjelp av én kabel fra boremaskinen 10 gjennom slangen til selve borefartøyet. Ved å ta i bruk en slik teknikk er antall ledere i kabelen redusert fra 56 til 26. Reduksjonen i reparasjonstid er analog, idet hver kabel har et relativt likt tidsforbruk for tilkobling.

De elektriske motorene 5 som utgjør hoveddriften på maskinen har en virkningsgrad på 92-98% avhengig av turtall og moment. Dette medfører at 2-8 % av den installerte effekten på elektromotorene må kjøles vekk for å holde en stabil driftstemperatur. I samsvar med kjent teknikk blir dette utelukkende utført ved bruk av tvungen luftkjøling. Tvungen luftkjøling medfører at det er en vifte drevet av en hjelpemotor som er montert på hovedmotoren. Denne viften trekker luft via et filterhus gjennom en 200mm fleksibel slange inn i motoren. Et skifte av hovedmotor medfører følgende trinn:

1. Demontere viftehus og slange

2. Demontere filterhus

3. Demontere rotasjonsmåler

4. Demontere motorbrems

Dette er en tidkrevende operasjon.

I det nye konsept er det tatt utgangspunkt i reduksjon av antall arbeidsoperasjoner for å bytte moduler på enheten. Nå er kjølesystemet endret ved at det er integrert i selve hovedmotoren, som en tvungen vannkjøling. Pumpen til den tvungne vannkjølingen er ikke plassert på maskinen, men derimot i et sentralt maskinrom, idet alle borefartøyer har distribuerte vannbaserte kjølesystem. Dette medfører at selve hovedmotoren ytre sett ikke har noen endringer, men det er i kapslingen av motoren integrert en spiralformet kjølesløyfe med inngang øverst på motoren og utgang nederst eller vice versa. Dette medfører at operasjonen med å skifte motoren som modul har følgende trinn: Demontere rotasjonsmåler; løsne vanntilkoblinger; demontere motorbremsen. Tidsbesparelsen er analog med reduksjonen av arbeidsoperasjoner, dvs ca 50%.

Motorene er ifølge kjent teknikk festet til girkassen, vanligvis vertikalmontert og boltet til girkassen. Ved bytte av motor er det meget viktig at motoren blir montert parallelt med girkasseakselen, idet en vinkel mellom motoraksel og girkasseaksel medfører at koblingspunktet raskt blir slitt ut. Ved skifte av elektrisk motor er det i dag normalt at man bruker et laserbasert målesystem, og legger mellom foten på maskinen og girkassen det monnet som er nødvendig for at akslene kommer på en så perfekt linje som mulig. Denne prosessen er tidkrevende ved reparasjon og bytting av motor.

Med den nye modulariserte boremaskinen 10 er motoren 5 montert på en kraftig maskinert plate, hvor hovedakselen på elektromotoren 5 er nøyaktig rettet opp parallelt med den maskinerte flaten. Lastrammen 1 har i sin tur maskinerte kilespor 1', se figur 13, som korresponderer med den maskinerte platen på elektromotoren 5. Ved montasje av en ny elektromotor 5 med påmontert plate senkes denne ned i kilesporene 1' slik at orienteringen blir riktig. Motoren 5 med flaten låses fast med to bolter. De hydraulisk aktiviserte bolt og mutteranordninger er også antydet ved henvisningstall 1".

Grensesnittet mellom lastrammen 1 og skiveblokkadapteret 2 er optimalisert for raskt å kunne kobles fra hverandre, idet skiveblokkadapteret 2 har klargjorte løfteører til bruk for å kunne trekke hovedakselen 7,7'. Dette grensesnittet er forberedt som figurene viser. Lastrammen 1 avsluttes i øvre del med en omvendt krok, som er lukket med en enkel lås, som enkelt kan åpnes og lukkes. På denne måten kan selve skiveblokkadapteret 2 frigjøres fra lastrammen 1 uten at tyngre verktøy må brukes.

Styrevognen 9 beveger seg som nevnt på et sett med skinner som leder bevegelsen opp og ned. Dimensjonen og avstanden mellom disse to skinnene er varierende fra fartøy til fartøy. For å kunne imøtekomme ulike fartøyer med samme konstruksjon er følgende styrevogn blitt utviklet: Styrevognen 9 er utformet som en åttekant med et sett styrehjul i hver kortende. Styrehjulene kan løsnes og beveges sideveis ved å skli dem i et styrespor på den 45 graders delen av åttekanten som hoveddelen av styrevognen utgjør.

Som det fremgår av figur 15 trenger ikke forbindelsen mellom hovedaksel 7 og svivel å overføre noen krefter av betydning, idet disse kreftene følger pilen fra hovedaksel via

hovedbærelageret B til bunnplaten lc i lastrammen 1 og videre opp. Selve forbindelsen er dermed mulig å gjøre i form av bolter med nevnte hurtige aktivering, være seg utført med mekaniske eller hydrauliske løsgjøringsprinsipper. Den foretrukne metode er som nevnt hydraulisk og som illustrert i figuren med henvisningstallet 1".

Mellom svivelen og den øvre del av hovedakselen ligger det en roterende pakning. Den roterende pakning har som hensikt å forbinde den statiske delen av boreslamsystemet med den roterende hovedakselen. Den roterende pakning har en begrenset levetid. I løpet av en boremaskins totale levetid har man måttet påregne et stort antall lekkasjer med boreslam fra denne enheten. Ifølge kjent teknikk er de øvre akselpakninger eksponerte for boreslammet ved svikt i den roterende pakningen. En roterende skive har vist seg å være utilstrekkelig for å beskytte pakningen nedunder mot boreslam, idet det ikke er noen garanti for når en rotasjon av hovedakselen inntreffer, noe som er en betingelse for god beskyttelse. Konsekvensene av dette er at tetningene blir utslitte og må byttes, eller i ytterste konsekvens trenger boreslammet seg inn til hovedrullelageret, med fullt boremaskinhavari som resultat.

Fig. 18-23 viser en boremaskin 10' som er en revidert utførelse av boremaskinen 10 vist i figur 1-17. Rørhåndteringsenheten 3' er denne gang ikke inntegnet sammen med selve boremaskinen, men er vist i detalj i figurene 24-28. Rørhåndteringsenheten 3' er imidlertid under bruk innfestet i hovedsak på samme måte som den første utførelsen.

Boremaskinen 10' består grunnleggende av de samme hovedkomponenter som boremaskinen 10. De komponenter som tilsvarer hverandre har samme henvisningstall med tilføyelsen av et merke'. Boremaskinen 10' er fortsatt moduloppbygd og er vist i figuren med delene fra hverandre. Boremaskinen 10' er beregnet på å henge i en skiveblokk 6' i et heis verk anordnet i et boretårn (ikke vist) om bord i et fartøy som driver boreaktivitet til havs. Boremaskinen 10' blir ført av en vogn 9' som løper langs skinner anordnet til boretårnet. Boremaskinen 10' driver borerør rundt en boreakse for boring av en olje- eller gassbrønn i havbunnen. Med henvisning til figur 18-22 blir boremaskinen 10' først grovt beskrevet, dvs dens oppbygning av hovedkomponenter. En mer detaljer beskrivelse av ytterligere komponenter og indre deler vil etterfølge med henvisning til figurene 23-28. Relative posisjonsbegreper som "øvre", "nedre", "vertikal", "horisontal" og "boreakse" er henført til en boremaskin i aktivitet. Det skal igjen forstås at boremaskinen 10' består av mange funksjonsdetaljer som ikke blir nærmere beskrevet her. For at ikke beskrivelsen skal bli for detaljert og uoversiktlig, er den begrenset til hovedkomponentene og deres samspill med hverandre.

Med henvisning til figur 18, er et adapter 2' for tilpasning til ulike fartøystyper plassert øverst og nærmest skiveblokken 6'. Adapteret 2' er løsbart festet til skiveblokken 6' samtidig som det også er løsbart forbundet til en nedenfor plassert lastramme 1'. Lastrammen 1' har blant annet til oppgave å avlaste aksiale belastninger i boremaskinens 10' drivaksel 70. Lastrammen 1' er også et sentralt element hva angår den modulære oppbygning av boremaskinen 10'. De øvrige komponentmoduler er bygd opp omkring lastrammen 1'. Lastrammemodulen 1' er med fordel tilvirket og bygd opp som et vedlikeholdsfritt konstruksjonselement, fortrinnsvis uten bevegelige deler. For eksempel kan det være helstøpt i jern eller annet egnet konstruksjonsmateriale, men altså fritatt for vedlikehold.

Et ventil- og instrumentskap 16' er anordnet til lastrammen 1' og er svingbart innfestet for lettere å få tilgang til en rotasjonspakning bak skapet.

I sin nedre ende er lastrammemodulen 1' forbundet til en girkassemodul 4'. Måten girkassemodulen 4' er festet til lastrammemodulen 1' på er spesiell ved at det fortrinnsvis blir benyttet hurtigkoplende organer, så som hydrauliske bolter og muttere. For eksempel kan boltene være fast innfestet til girkassehuset og pekende oppover. Den nedre delen av lastrammen 1' har en flens la' med bolthull lb' som korresponderer med nevnte bolter. Ved montering orienteres lastrammen 1' og tres ned over de hydrauliske, oppad ragende boltene før endelig montering med muttere som skrus med "fingerkraft" på nevnte bolter til anlegg mot lastrammeflensen la' før boltene avlastes for sitt hydrauliske trykk. Det er likevel ingen forutsetning at organene er hurtigkoplende, selv om det er foretrukket av hensyn til nødvendig tidsbruk ved demontering/montering. Også tradisjonelle bolter og muttere kan brukes, eventuelt andre egnede festemidler.

Med henvisning til figur 18-23 er det i den viste utførelsen anordnet to hoveddrivmotorer 5' på girkassemodulen 4'. Med fordel er drivmotorene 5' diametralt plassert i forhold til boremaskinens 10' boreakse. Ved slik plassering utbalanserer de hverandre med hensyn til krefter og momenter når begge motorer 5' er i drift. Det skal likevel bemerkes at drivmotorene 5' er slik dimensjonert at boreaktivitet skal kunne foregå med bare en av drivmotorene 5' i drift. Hver drivmotor 5' er lett og hurtig løsbar fra girkassemodulen 4' og lastrammemodulen 1'.

Hver drivmotor 5' er dreiestivt festet til respektive sider av lastrammens 1' vertikale partier. Måten drivmotorene 5' er festet på har hurtig montering/demontering som et viktig kriterium. Lastrammen 1' har flere hurtigkoplingsorganer 71 anordnet på sine vertikale partier. Motorene 5' har vertikalt anordnede skinneprofiler 72 med huller for samvirke med nevnte hurtigkoplingsorganer 71. Profilet kan ha form av en vinkel.

Hver drivmotor 5' har, i likhet med den første utførelse, et pinjongdrev i sin nedre ende som via et mellomdrev er i inngrep med en tannkrans av betydelig diameter. Tannkransen har et sentralt hull med rillespor (splines) beregnet på samvirke med aksialt forløpende riller (splines) i drivakselen 70 for rotasjonsmessig kraftoverføring. Girkassekonstruksjonen gir en reduksjonsgirkasse.

Som det fremgår av figur 22, står drivakselen 70 i forbindelse med en ovenfor beliggende svivel 50. Svivelen 50 er en innretning for å kunne overføre væske, i dette tilfelle boreslam, fra en stasjonær del til en roterende del så som drivakselen 70 i dette tilfellet. Svivelen 50 har et omsluttende hus 8' og diverse tetninger i likhet med den første utførelse. Den nedre enden av svivelhuset 8' ligger an mot en bunnplate lc' i lastrammen 1' og er videre dreiestivt innfestet til lastrammen 1' som illustrert i figuren med huller uttatt i svivelhusets 8' og lastrammens 1' sidevegg. De kan imidlertid hurtig og på enkel måte løsgjøres fra hverandre under en vedlikeholdsoperasjon. Strengt tatt står de stabilt i forhold til hverandre uten slike innfestninger. Den øvre enden av drivakselen 70 ligger inne i svivelhuset 8'. Et hovedbærelager (ikke inntegnet, men skal ligge der det er indikert med B') ligger mellom en ringflens 73 på drivakselen 70 og nevnte bunnplate lc' i lastrammen 1'. Dette er vist i detalj i figur 22.

Hovedlastveien er igjen, til forskjell fra tidligere kjent teknikk, helt uavhengig av reduksjonsgirkassen 4'. Lastbildet som reduksjonsgirkassen 4'utsettes for er nå kun betinget av egenvekten til girkassen 4' og en nedenfor innfestet rørhåndteringsenhet 3', som er vist og beskrevet separat i forbindelse med figur 24-28. Rørhåndteringsenheten 3' henger på samme måte som i den første utførelse, for eksempel som vist i figur 2-5. Dette gjør at man kan bruke mindre omfattende mekaniske festemidler sammenliknet med tidligere løsninger.

Også for denne utførelsen ønsker man å opprettholde tanken om det "modulære" og det "raskt utskiftbare" som er en rød tråd gjennom hele konseptet. Det benyttes med fordel festemidler med en raskere betjeningsmulighet enn bolter med en gjenget ende og korrespondere mutter. Fortrukket løsning er som allerede nevnt basert på hydraulisk betjening, som tidligere beskrevet.

Drivakselen 70 er tydelig vist i figur 22 og er som i den første utførelsen og blir ikke beskrevet på nytt.

Det vises nå til figur 24-28 for beskrivelse av rørhåndteringsenheten 3'. Som før er rørhåndteringsenheten 3' festet til undersiden av girkassen 4', fortrinnsvis ved hjelp av hurtigkoplende innretninger som tidligere beskrevet. For eksempel kan boltene være fast innfestet til girkassehuset og pekende nedover. Den øvre delen av rørhåndteringsenheten 3' har en flens 80 med bolthull 81 som korresponderer med nevnte bolter. Ved montering orienteres rørhåndteringsenheten 3' og tres opp over de hydrauliske, nedad ragende boltene før endelig montering med muttere som skrus med "fingerkraft" på nevnte bolter til anlegg mot flensen 80 på rørhåndteringsenheten 3' før bolten avlastes fra sitt hydrauliske trykk. Boltene kan også være i form av pinnebolter. Det er likevel ingen forutsetning at organene er hurtigkoplende, selv om det er foretrukket av hensyn til nødvendig tidsbruk ved demontering/montering. Også tradisjonelle bolter og muttere kan brukes, eventuelt andre egnede festemidler.

På toppen av rørhåndteringsenheten 3' er det anordnet en tannkrans 82 som kan betjenes med en eller to hjelpemotorer 83 via respektive pinjongdrev 85, se spesielt figur 25.

Hver hjelpemotor 83 er i stand til å dreie rørhåndteringsenheten 360° rundt og i stand til å låse den i enhver rotasjonsstilling. For dette formål har den en større tannkrans 84 som blir betjent med en eller flere låsepaler som kan aktiviseres til inngrep med en eller flere tenner på tannkransen 84.

Selve rørhåndteringsanordningen 3B' har et par parallelle lenkarmer 14', se for eksempel figur 24, som kan manøvreres av respektive arbeidssylindere 14a'. I enden av lenkarmene 14' er det anordnet sjakler eller tilsvarende som i sin tur bærer nedhengende armer (ikke vist) som til sammen bærer en rørklave (ikke vist) i sine nedre ender, på samme måte som det tradisjonelle. Rørklaven er tilpasset til å kunne omslutte en rørende for bæring av et rørelement. Rørklaven kan, ved hjelp av arbeidssylindrene 14a', manipulere rørklaven inn og ut av boresenter. Under en vanlig boreoperasjon står rørklaven ute av boresenter. Hele enheten kalles vanligvis for en elevator.

Rørhåndteringsenheten 3' har som før oppgaven med å danne en sekundær, ikke roterende lastvei, noe som muliggjør bruk av boremaskinen 10' som et mer konvensjonelt løfteutstyr, som tidligere beskrevet.

For den videre detaljbeskrivelse av rørhåndteringsenheten 3', som fungerer i all hovedsak som den første utførelsen, henvises det til tidligere beskrivelse av figurene 7-17. Deler og komponenter i denne utførelsen som er like med den første utførelsen har fått samme henvisningstall med tilføyelsen av et merke'.

Figur 24-28 viser separat hele rørhåndteringsenheten 3'. Figurene viser også en momentnøkkel med en klemanordning 12' og to meget kraftige bjelker 15'. Disse bjelkene 15' er kraftige av to årsaker, dels fordi de krever stor stivhet på grunn av vridningsmomentet som klemanordningen 12' utsetter de for, dels fordi bjelkene 15' skal være kraftige nok til å kunne ta hele vekten av boremaskinen 10'. Dette fordi en viktig del av den nye teknologi er å kunne bruke borefartøyet sitt heisespill til å utføre tunge vedlikeholdsoperasjoner på riggen. Klemanordningen 12', som vist i figur 26, innbefatter to hydrauliske sylindere 13a' og klembakker 13b' som kan virke direkte mot en rørdel for å holde den rotasjonsstiv.

Ved utskiftning av en akselstubb 70', starter en skiftesekvens ved at man klemmer rundt akselstubben 70' og tilhørende ventilsett med klemanordningen 12' Deretter benyttes hovedmotorene 5' på boremaskinen 10' til å sette et slikt moment på drivakselen 70 at gjengeforbindelsen mellom drivakselen 70 og akselstubben 70' løsner. Deretter senkes hele akselstubben 70' og ventilsettet ned ved å bruke en hydraulisk heiseanordning på en slik måte at de to redundante automatisk opererte ventilene så vel som den manuelle nødventilen senkes ned. Fra den vertikale posisjonen som klemanordningen 12' i utgangspunktet har, kan klemanordningen 12' tiltes ved hjelp av en arbeidssylinder 74 om et pivotalt punkt 13', se figur 26 og 27. Dermed kan akselstubben 70' med ventilene håndteres videre med hjelp av eksisterende utstyr.

Boreanordningen 10' blir som nevnt styrt i sin bevegelse opp og ned i heistårnet av føringsvognen 9'. Føringsvognen 9' omfatter en ramme 9d som horisontalt og vertikalt justerbare hjulsett 9a er festet til. Hjulene løper i skinner som er montert til heistårnet. Hjulsettene 9a er justerbare for å kunne tilpasses forskjellige avstander mellom skinnene i heistårnet. Typisk ett hjulsett 9a i hvert hjørne av rammen 9d.

Boreanordningen 10' er i sin tur festet til rammen 9d med fire stag 9e som igjen kan påvirkes av arbeidssylindere eller dempesylindere 9f. Hvert justerbare hjulsett 9a er anordnet på en brakett 9b som har en monteringsflate som er beregnet på å skulle ligge an mot en skråflate 9c på føringsvognens 9' ramme 9d. Hver brakett 9b og dermed hvert hjulsett 9a er således uavhengig justerbart langs skråflaten 9c. Når justering er foretatt, for å tilpasse seg skinneavstanden, kan fiksering av braketten 9b til rammen 9d foretas med egnede festemidler så som skruer, klemmer eller hurtigfestemidler.

Claims (15)

1. Toppmontert boreanordning (10') beregnet på å henge ned fra en skiveblokk (6') i et heisverk og sideveis støttet av en vogn (9') som løper sammen med boreanordningen langs spor eller skinner festet til et boretårn, hvilken boreanordning (10') omfatter minst: en drivmotor (5'), en girkasse (4') drevet av den minst ene drivmotor (5'), en drivaksel (70) drevet fra girkassen (4') og beregnet på kopling til en borestreng, lastoverførende innretninger, en momentopptakende innretning (3') festet til og hengende ned fra girkassen (4'),karakterisert vedat de lastoverførende innretninger er i form av en lastramme (1') som avlaster drivakselen (70) og girkassen (4') samtidig som den danner en sentral komponentsom øvrige komponenter er anordnet omkring, og den momentopptakende innretning (3') omfatter en klemanordning (12') som er i stand til å fastholde akselstubben (70') som innbefatter en eller flere ventiler, hvilken akselstubb, mens den er fastholdt av klemanordningen (12'), er svingbar om en horisontal akse gjennom klemanordningen (12') for nedlegging mot horisontal stilling, fortrinnsvis ved hjelp av en arbeidssylinder (74).

2. Toppmontert boreanordning som angitt i krav 1, hvori lastrammen(l') er i form av et konstruksjonselement uten bevegelige deler.

3. Toppmontert boreanordning som angitt i krav 1 eller 2, hvori lastrammen (1') bærer girkassen (4') der girkassen utgjør en komponentmodul som er frigjørbar fra lastrammen (1') ved hjelp av løsbare koplingsorganer.

4. Toppmontert boreanordning som angitt i minst ett av kravene 1-3, hvori girkassen (4') bærer den minst ene drivmotor (5') der hver drivmotor utgjør nok en komponent som er frigjørbar både fra girkassen (4') og lastrammen (1') ved hjelp av løsbare koplingsorganer.

5. Toppmontert boreanordning som angitt i minst ett av kravene 1-4, hvori girkassen (4') bærer den momentopptakende innretning (3') som utgjør nok en komponentsom er frigjørbar fra girkassen (4') ved hjelp av løsbare koplingsorganer.

6. Toppmontert boreanordning som angitt i minst ett av kravene 1-5, hvori koplingsorganene er hydraulisk opererte bolter og muttere.

7. Toppmontert boreanordning som angitt i minst ett av kravene 1-5, hvori koplingsorganene er manuelt betjente bolter og muttere.

8. Toppmontert boreanordning som angitt i minst ett av kravene 1-8, hvori den innbefatter en svivel (50) for overføring av slam eller væske fra et stasjonært sted til den roterende borestreng, der svivelen (50) er forbundet til drivakselen (70) og danner til sammen en svivelmodul som er frigjørbar fra lastrammen (1') ved hjelp av løsbare koplingsorganer.

9. Toppmontert boreanordning som angitt i krav 8,karakterisert vedat svivelen (50) står videre i forbindelse og fluidkommunikasjon med borestrengen via akselstubb (70'), der akselstubben (70') har i det minste én indre sikkerhetsventil og også i det minste én redundant ventil i tillegg.

10. Toppmontert boreanordning som angitt minst i ett av kravene 1-9, hvori anordningen innbefatter en konverteringsmodul for å konvertere signaler fra analog til digitalt format.

11. Toppmontert boreanordning som angitt i minst ett av kravene 1-10, hvori anordningen innbefatter en elevatormekanisme med en rørklave for manipulering av borerør/rørstreng.

12. Toppmontert boreanordning som angitt i minst ett av kravene 1-11, hvori boreanordningens (10') hovedkomponenter er beregnet, konstruertog innrettet som komponentmoduler som ved hjelp av hurtigkoplingsorganer forbinder de enkelte komponenter/moduler sammen.

13. Toppmontert boreanordning som angitt i minst ett av kravene 1-12, i kominasjon med nevnte sideveis støttet føringsvogn (9') omfatter horisontalt og vertikalt justerbare hjulsett (9a).

14. Toppmontert boreanordning som angitt i krav 13, hvori hvert justerbart hjulsett (9a) er anordnet på en brakett (9b) med en monteringsflate som skal legges mot en skråflate (9c) på føringsvognens (9) ramme (9d) for justerbar fiksering av braketten (9b) til rammen (9d).

15. Toppmontert boreanordning som angitt i minst ett av kravene 1-14, hvori den momentopptakende innretning (3') videre omfatter aktiviseringsmekanismer (18', 19') for betjening av nevnte ventiler i akselstubben (70').