NO342712B1 - Rørleggingsverktøy med intern griper - Google Patents

Abstract

Det er beskrevet et system for kobling av et rørsegment (11) til en rørstreng (34), som omfatter en toppdrevet rotasjonsenhet (24) som har en utgangsaksel (28) og et rørsetteverktøy (1 0) koblet til toppdrevenheten og som kan roteres ved hjelp av toppdrevenhetens utgangsaksel. Rørsetteverktøyet har en innvendig gripeinnretning for innføring innenfor rørsegmentets innvendige diameter (134) og en avsmalnet glidekonusseksjon (1 30) som glidbart mottar tilsvarende avsmalnede overflater på en mengde kilestykker (132), slik at en vertikal kraft på kilestykkene får dem til å bevege seg radialt utover til gripende inngrep med rørsegmentets innvendige diameter, og hvor den vertikale kraft som påføres kilestykkene er tilstrekkelig til å oppnå gripende inngrep mellom kilestykkene og rørsegmentets innvendige diameter for å overføre et dreiemoment fra toppdrevenhetens utgangsaksel til rørsegmentet.

Description

Denne oppfinnelse gjelder brønnboreoperasjoner, og nærmere bestemt en anordning for å assistere ved sammenstilling av rørstrenger, slik som foringsrørstrenger, borerørstrenger, og lignende.

Boring av oljebrønner innebærer sammenstilling av borerørstrenger og foringsrørstrenger som hver omfatter en mengde langstrakte, tunge rørsegmenter som strekker seg nedover fra en oljeborerigg inn i et hull. Borerørstrengen består av et antall rørseksjoner som er skrudd til inngrep med hverandre og hvor det nederste segment (dvs. det som strekker seg lengst inn i hullet) bærer en borkrone ved sin nedre ende. Foringsrørstrengen er typisk anordnet omkring borerørstrengen for å kle borehullet med en foring etter at hullet er boret og for å sikre hullets integritet. Foringsrørstrengen består også av en mengde rørsegmenter som er koblet sammen med gjenger og som har innvendige diametere dimensjonert for å motta borerørstrengen og/eller andre rørstrenger.

Den konvensjonelle måte som mengden av foringsrørsegmenter kobles sammen på for å danne en foringsrørstreng er en arbeidskrevende metode som innebærer bruk av en sentreringsinnretning ("stabber") og foringstenger. Sentreringsinnretningen styres manuelt for å føre et segment av foringen inn på den øvre ende av den eksisterende foringsstreng, mens tengene er konstruert for å gå i inngrep med og dreie segmentet for å skru og forbinde det med foringsrørstrengen. Skjønt en sådan metode er virkningsfull, er den tungvin og forholdsvis lite effektiv fordi prosedyren utføres manuelt. I tillegg fordrer foringstengene en foringsskrue for å gå riktig i inngrep med foringsrørsegmentet og for å koble segmentet til foringsrørstrengen. Således er en sådan metode forholdsvis arbeidskrevende og derfor kostbar. Videre fordrer bruk av foringstenger at det settes opp et stillas eller lignende strukturer, hvilket er lite effektivt.

Følgelig vil det være klart for fagfolk på området at det fortsetter å være et behov for en anordning for bruk i boresystemer som utnytter et eksisterende toppdrevet rotasjonssystem for effektivt å sette sammen rørstrenger og som positivt går i inngrep med et rørsegment for å sikre riktig kobling av rørsegmentet til en rørstreng. Foreliggende oppfinnelse er rettet på disse og andre behov.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et system for kobling av et rørsegment til en rørstreng, som omfatter:

en toppdrevenhet som har en utgangsaksel, og

et rørsetteverktøy koblet til toppdrevenheten og som er roterbart ved hjelp av toppdrevenhetens

utgangsaksel, idet rørsetteverktøyet omfatter:

en innvendig griper for innføring innenfor den innvendige diameter av rørsegmentet og som har en avsmalnet glidekonusseksjon som glidbart mottar tilsvarende avsmalnede overflater på en mengde kilestykker, slik at en vertikal kraft på kilestykkene får kilestykkene til å bevege seg radialt utover inn i gripende inngrep med den innvendige diameter av rørsegmentet, og hvor den vertikale kraft påført kilestykkene er tilstrekkelig til å sørge for gripende inngrep mellom kilestykkene og den innvendige diameter av rørsegmentet for å overføre et

dreiemoment fra toppdrevets utgangsaksel til rørsegmentet,

en glidesylinder som påfører den vertikale kraft på hvert stykke i mengden av kilestykker,karakterisert vedat: glidesylinderen har et hodeparti, et skaftparti og en mengde føtter festet til skaftpartiet, idet hver fot er festet til et tilsvarende stykke blant kilestykkene.

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

I en utførelse er foreliggende oppfinnelse et system for å koble et rørsegment til en rørstreng, som omfatter en toppdrevet rotasjonsenhet med en utgangsaksel og et rørsetteverktøy koblet til den toppdrevne rotasjonsenhet og som kan dreies av den toppdrevne rotasjonsenhets utgangsaksel. Rørsetteverktøyet har en innvendig gripeinnretning for innføring innenfor den innvendige diameter av rørsegmentet og en avsmalnet glidekonusseksjon som glidbart mottar tilsvarende avskrånede overflater på en mengde kilestykker, slik at en vertikal kraft på kilestykkene får kilestykkene til å bevege seg radialt utover til gripende inngrep med den innvendige diameter av rørsegmentet, og hvor den vertikale kraft påført kilestykkene er tilstrekkelig til å la kilestykkenes gripende inngrep med den innvendige diameter av rørsegmentet overføre et dreiemoment fra toppdrevenhetens utgangsaksel til rørsegmentet.

I en annen utførelse er den ovenfor beskrevne innvendige gripeinnretning et sentreringstapplegeme som settes inn i den innvendig diameter av et rørsegment og som har en avsmalnet glidekonusseksjon som glidbart mottar tilsvarende avsmalnede overflater på en mengde kilestykker. Denne utførelse omfatter videre en glidesylinder som påfører en kraft nedover på kilestykkene som får kilestykkene til å bevege seg radialt utover til gripende inngrep med den innvendige diameter av rørsegmentet, idet glidesylinderens kraft nedover på kilestykkene er tilstrekkelig til å la kilestykkenes gå i gripende inngrep med den innvendige diameter av rørsegmentet til å overføre et dreiemoment fra toppdrevenhetens utgangsaksel til rørsegmentet.

I nok en annen utførelse er oppfinnelsen et system for å koble et rørsegment til en rørstreng, som omfatter en toppdrevet rotasjonsenhet med en utgangsaksel og et rørsetteverktøy koblet til den toppdrevne rotasjonsenhet og som kan dreies av den toppdrevne rotasjonsenhets utgangsaksel, idet rørsetteverktøyet omfatter en rørinnkoblingsenhet for ved griping å gå i inngrep med rørsegmentet i tilstrekkelig grad til å overføre et dreiemoment fra toppdrevenhetens utgangsaksel til rørsegmentet, og en kompensator for å styre belastningen på den gjengede ende av rørsegmentet.

Andre trekk og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den etterfølgende detaljerte beskrivelse sett i sammenheng med de vedføyde tegninger, som, som et eksempel, anskueliggjør trekk ved foreliggende oppfinnelse, og på hvilke: Fig. 1er en sideskisse av en borerigg som omfatter et rørsetteverktøy i henhold til en

illustrerende utførelse av foreliggende oppfinnelse,

fig. 2er en sideskisse i forstørret skala av rørsetteverktøyet i fig. 1,

fig. 3er en skisse av et snitt langs linjen 3-3 i fig. 2,

fig. 4er en skisse av et snitt langs linjen 4-4 i fig. 2,

fig. 5Aer en skisse av et snitt langs linjen 5-5 i fig. 2 og som viser en rørklave/heiseanordning

(spider/elevator) i løsnet stilling,

fig. 5Ber en tverrsnittsskisse tilsvarende den i fig. 5A og som viser rørklaven/heiseanordningen

i festet stilling,

fig. 6er et blokkskjema over komponenter som inneholdes i en illustrerende utførelse av

oppfinnelsen,

fig. 7er en sideskisse av en annen illustrerende utførelse av oppfinnelsen,

fig. 8er en tversnittsskisse av et rørsetteverktøy i henhold til en utførelse av oppfinnelsen, hvor

et toppdrevet rotasjonsutstyr er skjematisk vist,

fig. 9er en perspektivskisse av en glidesylinder for bruk i rørsetteverktøyet i fig. 8, og fig. 10er en sideskisse som delvis i snitt viser et rørsetteverktøy i henhold til en annen utførelse

av oppfinnelsen.

Som vist i fig. 1 -10 er foreliggende oppfinnelse rettet på et rørsetteverktøy (pipe running tool) for bruk i boresystemer og lignende for ved skruing å forbinde rørsegmenter til rørstrenger (idet uttrykket rørsegment slik det heretter brukes, skal forstås å betegne foringsrørsegmenter og/eller borerørsegmenter, mens uttrykket rørstreng skal forstås å betegne foringsrørstrenger og/eller borerørstrenger).

Rørsetteverktøyet i henhold til foreliggende oppfinnelse går i inngrep med et rørsegment og er videre koblet til en eksisterende toppdrevet rotasjonsenhet, slik at rotasjonen av det toppdrevne rotasjonsutstyr påfører et dreiemoment på rørsegmentet under en skruoperasjon mellom rørsegmentet og en rørstreng. I en utførelse har rørsetteverktøyet en belastningskompensator som regulerer den belastning som gjengene på rørsegmentet påfører gjengene på rørstrengen under skruoperasjonen.

I en utførelse har rørsetteverktøyet en rørklave/heiseanordning beregnet på å gå i inngrep med den ytre diameter av et rørsegment under en skruoperasjon. I en annen utførelse omfatter rørsetteverktøyet et sentreringstapplegeme som har kilestykker glidbart koblet til seg for fjernbart å gå i inngrep med den indre diameter av et rørsegment under en skruoperasjon. I den siste utførelse påføres kilesegmentene en kraft nedover under skruoperasjonen for å gå i inngrep med rørsegmentet med en kraft som er tilstrekkelig til å la dreiemoment fra den toppdrevne rotasjonsenhet bli overført til rørsegmentet. 1 den etterfølgende detaljerte beskrivelse vil like henvisningstall bli benyttet for å betegne like eller tilsvarende elementer i de forskjellige figurer på tegningene. Det henvises nå til fig. 1 og 2 hvor det er vist et rørsetteverktøy 10 som avbilder en illustrerende utførelse av foreliggende oppfinnelse og som er konstruert for bruk i sammenstilte rørstrenger, slik som borerørstrenger, foringsrørstrenger og lignende. Slik det f.eks. er vist i fig. 2 omfatter rørsetteverktøyet 10 generelt en sammensatt ramme 12, en roterbar aksel 14 og en rørinnkoblingsenhet 16 som er koblet til den roterbare aksel 14 for rotasjon sammen med denne. Rørinnkoblingsenheten 16 er konstruert for selektivt å gå i inngrep med et rørsegment 11 (som f.eks. vist i fig. 1, 2 og 5A) for i hovedsak å forhindre relativ rotasjon mellom rørsegmentet 11 og rørinnkoblingsenheten 16. Som f.eks. vist i fig. 1 er den roterbare aksel 14 konstruert for å kobles sammen med toppdrevets utgangsaksel 28 fra et eksisterende toppdrev, slik som toppdrevet 24, som normalt brukes for å rotere en borestreng for å bore et brønnhull, og kan brukes for å sammenstille et rørsegment 11 med en rørstreng 34, slik som beskrevet mer detaljert nedenfor.

Som f.eks. vist i fig. 1 kan rørsetteverktøyet 10 være konstruert for bruk i en brønnborerigg 18. Et passende eksempel på en sådan rigg er beskrevet i US-patent nr. 4 765 401 i navnet Boyadjieff, og som uttrykkelig tas med her som referanse, som om det skulle være fullstendig gjengitt her. Som vist i fig. 1 omfatter brønnboreriggen 18 en ramme 20 og et par styreskinner 22 som en toppdrevet rotasjonsenhet generelt betegnet 24 kan føres langs for vertikal bevegelse i forhold til brønnboreriggen 18. Toppdrevenheten 24 er fortrinnsvis en konvensjonell toppdriverenhet som brukes for å rotere en borestreng for å bore et brønnhull, slik som beskrevet i US-patent nr. 4 605 077 i navnet Boyadjieff, og som uttrykkelig tas med her som referanse. Toppdrevenheten 24 omfatter en drivermotor 26 og en utgangsaksel 24 fra toppdrevet som strekker seg nedover fra drivermotoren 26, idet drivermotoren 26 kan bringes til å rotere den utgående drivaksel 28, slik det er vanlig på området. Brønnboreriggen 18 avgrenser et boregulv 30 som har en midtre åpning 32, gjennom hvilken en rørstreng 34, slik som en borestreng og/eller foringsstreng strekker seg nedover i et borehull.

Riggen 18 har også en rørklave 36 montert i flukt og som er konfigurert for løsbart å gripe rørstrengen 34 og understøtte vekten av denne ettersom den strekker seg nedover fra rørklaven 36 inn i borehullet. Slik det er velkjent på området har rørklaven 36 et generelt sylindrisk hus som avgrenser en sentral passasje gjennom hvilken rørstrengen 34 kan passere. Rørklaven 36 har en mengde kilestykker plassert inne i huset og som selektivt kan forskyves mellom løsnet og festet posisjon, idet kilestykkene drives radialt innover til vedkommende festeposisjon for stramt å gripe rørstrengen 34 og derved forhindre relativ bevegelse eller rotasjon av rørstrengen 34 i forhold til rørklavehuset. Kilestykkene drives fortrinnsvis mellom løsnet og festet posisjon ved hjelp av et hydraulisk eller pneumatisk system, men de kan også drives ved hjelp av et hvilket som helst annet egnet middel.

Med henvisning først og fremst til fig. 2 omfatter rørsetteverktøyet 10 rammeenheten 12 som har et par forbindelser 40 som strekker seg nedover fra en forbindelsesadapter 42. Forbindelsesadapteren 42 avgrenser en sentral åpning 44 gjennom hvilken utgangsakselen 28 fra toppdrevet kan passere. På forbindelsesadapteren 42 er det på diametralt motsatte sider av den sentrale åpning 44 montert respektive oppoverrettede, rørformede elementer 46 (se fig. 1) som er plassert fra hverandre med en forutbestemt avstand for å la toppdrevets utgangsaksel 28 passere derimellom. De respektive rørformede elementer 46 er ved sin øvre ende forbundet med et rotasjonshode 48 som er forbundet med toppdrevenheten 24 for bevegelse sammen med den. Rotasjonshodet 48 avgrenser en sentral åpning (ikke vist) gjennom hvilken toppdrevets utgangsaksel 28 kan passere og som også har et lager (ikke vist) som ligger an mot de øvre ender av de rørformede elementer 46 og lar de rørformede elementer 46 rotere i forhold til det roterende hodelegeme, slik som beskrevet mer detaljert nedenfor.

Toppdrevets utgangsaksel 28 ender med sin nedre ende i en innvendig riflet kobling 52 som ligger an mot den øvre ende (ikke vist) av den roterbare aksel 14 i rørsetteverktøyet 10. I en utførelse er den øvre ende av den roterbare aksel 14 i rørsetteverktøyet 10 utformet i samsvar med den riflede kobling 52 for rotasjon sammen med denne. Når drevets utgangsaksel 28 roteres ved hjelp av toppdrevmotoren 26 blir således også den roterbare aksel 14 i rørsetteverktøyet 10 rotert. Det vil bli forstått at en hvilken som helst overgang kan brukes for sikkert å feste toppdrevets utgangsaksel 28 til den roterbare aksel 14 i rørsetteverktøyet 10.

I en anskueliggjørende utførelse er den roterbare aksel 14 i rørsetteverktøyet 10 forbundet med en konvensjonell rørhåndterer, generelt betegnet 56, som med en passende momentnøkkel (ikke vist) kan bringes til inngrep for å dreie den roterbare aksel 14 og derved henholdsvis slutte og bryte de gjengede forbindelser som fordrer meget høyt moment, slik det er velkjent på området.

I en utførelse er den dreibare aksel 14 i rørsetteverktøyet også utformet med et nedre riflet segment 58 som glidbart mottas i en langstrakt, riflet bøssing 60 som tjener som en forlengelse av den roterbare aksel 14 i rørsetteverktøyet 10. Den roterbare aksel 14 og bøssingen 60 er riflet for å sørge for vertikal bevegelse av den roterbare aksel 14 i forhold til bøssingen 60, slik det beskrives mer detaljert nedenfor. Det vil forstås at den riflede overgang får bøssingen 60 til å rotere når den roterbare aksel 14 i rørsetteverktøyet 10 dreies rundt.

Rørsetteverktøyet 10 omfatter videre en rørinnkoblingsenhet 16 som i en utførelse omfatter en momentoverføringsmansjett 62 (som f.eks. vist i fig. 2) som er sikkert forbundet med den nedre ende av bøssingen 60 for rotasjon sammen den. Momentoverføringsmansjetten 62 er generelt ringformet og har et par armer 64 som rager oppover på diametralt motsatte sider av mansjetten 62. Armene 64 er utformet med respektive horisontalt gjennomgående passasjer (ikke vist) i hvilke det er montert respektive lågere (ikke vist) som tjener til å bære en roterbar aksel 70 inne i seg, slik som mer detaljert beskrevet nedenfor. Momentoverføringsmansjetten 62 er i sin nedre ende forbundet med en momentramme 72 som strekker seg nedover i form av et par rørformede elementer 73 som i sin tur er koblet til rørklaven/heiseinnretningen 74 som roterer sammen med momentrammen 72. Det vil være klart at momentrammen 72 kan ha en hvilken som helst av en mengde strukturer, slik som en mengde rørformede elementer, et massivt legeme eller en hvilken som helst annen egnet struktur.

Rørklaven/heiseinnretningen 74 drives fortrinnsvis ved hjelp av et hydraulisk eller pneumatisk system, eventuelt av en elektrisk drivmotor eller et hvilket som helst annet egnet kraftsystem. Som vist i fig. 5A og 5B omfatter rørklaven/heiseinnretningen et hus 75 som avgrenser en sentral passasje 76 gjennom hvilken rørsegmentet 11 kan passere. Rørklaven/heiseinnretningen 74 har også et par hydrauliske eller pneumatiske sylindere 77 med forskyvbare stempelstaver 78 som via vippbare forbindelsesledd 79 er forbundet med respektive kilestykker 80. Forbindelsesleddene 79 er svingbart forbundet med både toppendene av stempelstavene 78 og toppendene av kilestykkene 80. Kilestykkene 80 har generelt plane, fremre gripeoverflater 82 og spesielt konturerte bakre overflater 84 som er konstruert med en sådan kontur at de får kilestykkene 80 til å vandre mellom henholdsvis radialt utover anordnede løsneposisjoner og radialt innover anordnede festeposisjoner. De bakre overflater på kilestykkene 80 vandrer langs respektive nedover og radialt innover ragende styreelementer 86 som er komplementært konturert og sikkert festet til rørklavelegemet. Styringselementene 86 samvirker med sylindrene 77 og forbindelsesleddene 79 for å kamstyre kilestykkene 80 radialt innover og tvinge kilestykkene 80 inn i respektive inngrepsposisjoner. Således kan sylindrene 77 (eller annet aktiverende utstyr) få kraft for å drive stempelstavene 78 nedover, hvilket får de tilsvarende forbindelsesledd 79 til å bli drevet nedover og derved tvinge kilestykkene 80 nedover. Overflaten på styreelementene 86 har en vinkel for å tvinge kilestykkene 80 radialt innover ettersom de drives nedover for å klemme fast rørsegmentet 11 mellom seg, idet styringselementene 86 holder kilestykkene i tett inngrep med rørsegmentet 11.

For å løsne rørsegmentet 11 fra kilestykkene 80 drives sylindrene 77 i revers for å kjøre stempelstavene 78 oppover, hvilket trekker forbindelsesleddene 79 oppover og drar de respektive kilestykker 80 bakover til sin løsnede stilling for å frigjøre rørelementet 11. Styreelementene 86 er fortrinnsvis utformet med respektive hakk 81 som mottar respektive fremspringspartier 83 på kilestykkene 80 for å låse kilestykkene 80 i den løsnede stilling (fig. 5A).

Videre har rørklaven/heiseinnretningen 74 et par diametralt motstående ører 88 som rager utover og er utformet med nedovervendende uttagninger 90 dimensjonert for å motta tilsvarende utformede sylindriske elementer 92 ved den nedre ende av de respektive forbindelser 40 og derved sikkert feste de nedre ender på forbindelsene 40 med rørklaven/heiseinnretningen 74. Ørene 88 kan være forbundet med en ringformet mansjett 93 som mottas over rørklavehuset 75. Alternativt kan ørene være utformet i ett stykke med rørklavehuset.

I en anskueliggjørende utførelse slik som den vist i fig. 2, har rørsetteverktøyet 10 en belastningskompensator generelt betegnet 94. I en utførelse har belastingskompensatoren 94 form av et par hydrauliske, dobbeltstavede sylindere 96 som hver har et par stempelstaver 98 som selektivt utvides fra og trekkes tilbake inn i sylindrene 96. De øvre ender av stavene 98 er forbundet med en kompensatorklammer 100 som i sin tur er forbundet med den roterbare aksel 14 i rørsetteverktøyet 10, mens de nedre ender av stavene 98 strekker seg nedover og er forbundet med et par ører 102 som er sikkert montert på bøssingen 60. De hydrauliske sylindere 96 kan aktiveres for å trekke huset 60 oppover i forhold til den roterbare aksel 14 i rørsetteverktøyet 10, ved å påføre et trykk på sylindrene 96 som får de øvre ender av stempelstavene 98 til å trekke seg tilbake inn i de respektive sylinderlegemer 96, mens den riflede overgang mellom bøssingen 60 og den nedre riflede seksjon 58 av den roterbare aksel 14 tillater bøssingen 60 å bli forskjøvet vertikalt i forhold til den roterbare aksel 14. På denne måte kan rørsegmentet 11 som bæres av rørklaven/heiseinnretningen 74 heves vertikalt for å avlaste en del av eller hele belastningen som påføres av gjengene på rørsegmentet 11 på gjengene på rørstrengen 34, slik som beskrevet mer detaljert nedenfor.

Som vist i fig. 2 er de nedre ender av stavene 98 i det minste delvis trukket tilbake, hvilket fører til at størstedelen av belastningen fra rørsetteverktøyet 10 blir opptatt av toppdrevets utgangsaksel 28. Når en belastning over en forhåndsvalgt største verdi påføres rørsegmentet 11 vil i tillegg sylindrene 96 automatisk trekke tilbake lasten for å hindre at hele belastningen påføres gjengene på rørstrengen 11.

I en utførelse har rørsetteverktøyet 10 også en taljemekanisme generelt betegnet 104 for å heve et rørsegment 11 oppover inn i rørklaven/heiseinnretningen 74. I utførelsen vist i fig. 2 er taljemekanismen 104 anordnet utenom aksen, idet den omfatter et par trinser 106 som bæres av en aksel 70 som er ført inn i lageret i respektive gjennomgående passasjer utformet i armene 64. Taljemekanismen 104 har også et girdrev generelt betegnet 108 som selektivt kan drives av en hydraulisk motor 111 eller et annet egnet drivsystem for å rotere akselen 70 og derved trinsene 106. Taljen kan også ha en brems 115 for å hindre rotasjon av akselen 70 og derved trinsene 106 ved å låse dem på plass, så vel som et momentnav 116. Derfor kan et par kjeder, kabler eller annet egnet fleksibelt utstyr føres over de respektive trinser 106 og strekkes gjennom kjedeveggen 113 for inngrep med rørsegmentet 11. Akselen 70 roteres så ved hjelp av et egnet drivsystem for å heve rørsegmentet 11 vertikalt og opp i stilling, slik at den øvre ende av rørsegmentet 11 strekker seg inn i rørklaven/heiseinnretningen 74.

I en utførelse omfatter, slik som vist i fig. 1, rørsetteverktøyet 10 også en ringformet krage 109 som mottas over forbindelsene 40 og som holder forbindelsene 40 låst til ørene 88 på rørklaven/heiseinnretningen 74 for å hindre forbindelsene 40 fra å sno og/eller vikle seg.

Under bruk kan arbeidsmannskap manipulere rørsetteverktøyet 10 inntil den øvre ende av verktøyet 10 befinner seg på linje med den nedre ende av toppdrevets utgangsaksel 28. Rørsetteverktøyet 10 blir så hevet vertikalt inntil den riflede kobling 52 ved den nedre ende av toppdrevets utgangsaksel 28 går i inngrep med den øvre ende av den roterbare aksel 14 i rørsetteverktøyet 10 og forbindelsene 40 i rørsetteverktøyet 10 går i inngrep med ørene 88 på rørklaven/heiseinnretningen 74. Arbeidsmannskapet kan da føre et par kjeder eller kabler over de respektive trinser 106 i taljemekanismen 104, forbinde kjedene eller kablene med rørsegmentet 11, sette et egnet drivsystem på giret 108 og aktivere drivsystemet for å rotere trinsene 106 og derved heve rørsegmentet 11 oppover inntil den øvre ende av rørsegmentet 11 strekker seg gjennom den nedre ende av rørklaven/heiseinnretningen 74. Deretter blir rørklaven/heiseinnretningen 74 aktivert med de hydrauliske sylindere 77, mens styringselementene 86 samvirker for under tvang å drive de respektive kilestykker inn i festet posisjon (fig. 5B) ved positivt å gå i inngrep med rørsegmentet 11. Fortrinnsvis kjøres kilestykkene 80 frem i en tilstrekkelig grad til å hindre relativ bevegelse mellom rørsegmentet II og rørklaven/heiseinnretningen 74, slik at rotasjonen av rørklaven/heiseinnretningen 74 overføres til en tilsvarende rotasjon av rørsegmentet 11, som sørger for skrudd feste av rørsegmentet 11 til rørstrengen 34.

Den toppdrevne rotasjonsenhet 24 blir så senket i forhold til riggrammen 20 ved hjelp av en talje 25 på toppen for å drive den gjengede nedre ende av rørsegmentet 11 i kontakt med den gjengede øvre ende av rørstrengen 34 (fig. 1). Som vist i fig. 1 holdes rørstrengen 34 sikkert på plass ved hjelp av den i plan monterte rørklave 36 eller en hvilken som helst annen egnet struktur for å sikre strengen 34 på plass, slik det er velkjent for fagfolk på området. Så snart gjengene på rørsegmentet 11 er riktig satt sammen med gjengene på rørstrengen 34 aktiveres toppdrevmotoren 26 for å dreie toppdrevets utgangsaksel 28, hvilket i sin tur roterer den roterbare aksel 14 i rørsetteverktøyet 10 og rørklaven/heiseinnretningen 74. Dette får i sin tur det koblede rørsegment 11 til å dreies og ved å skrus, til å gå i inngrep med rørstrengen 34.

I en utførelse senkes rørsegmentet 11 med hensikt inntil den nedre ende av rørsegmentet 11 hviler på toppen av rørstrengen 34. Belastningskompensatoren 94 aktiveres så for å drive bøssingen 60 oppover i forhold til den roterbare aksel 14 i rørsetteverktøyet 10 via den riflede overgang mellom bøssingen 60 og den roterbare aksel 14. Bevegelsen oppover av bøssingen 60 får rørklaven/heiseinnretningen 74 og derved det koblede rørelement 11 til å bli hevet for derved å redusere belastningen som gjengene på rørsegmentet 11 påfører gjengene på rørstrengen 34. På denne måte kan belastningen på gjengene reguleres ved å aktivere belastningskompensatoren 94.

Så snart rørsegmentet 11 ved å skrus er koblet til rørstrengen 34 heves toppdrevenheten 24 vertikal for å løfte hele rørstrengen 34, hvilket får den plant monterte rørklave 36 til å løsne fra rørstrengen 34. Toppdrevenheten 24 senkes så for å føre rørstrengen 34 fremover ned i brønnhullet inntil den øvre ende av topprørsegmentet 11 befinner seg nær boregulvet 30 mens hele vekten av rørstrengen 11 bæres av forbindelsene 40 samtidig som dreiemoment påføres gjennom akslene. Den i plant monterte rørklave 36 blir så aktivert for å gripe rørstrengen 11 og holde den derfra. Rørklaven/heiseinnretningen 74 blir så styrt i revers for trekke tilbake kilestykkene 80 til de respektive løsnede posisjoner (fig. 5A) for å frigjøre rørstrengen 11. Toppdrevenheten 24 blir så hevet for å løfte rørsetteverktøyet 10 opp til en startposisjon (slik som den vist i fig. 1) og prosessen kan gjentas med et ytterligere rørsegment 11.

Det henvises nå til fig. 6 hvor det er vist et blokkskjema over komponentene som inneholdes i en illustrerende utførelse av rørsetteverktøyet 10. I denne utførelse har verktøyet en konvensjonell last- eller veiecelle 110 eller et annet egnet belastningsmålende utstyr montert på rørsetteverktøyet 10 på en slik måte at det står i kommunikasjon med den roterbare aksel 14 i rørsetteverktøyet 10 for å bestemme den belastning som påføres den nedre ende av rørsegmentet 11. Veiecellen 110 kan drives til å generere et signal som representerer den avfølte belastning og som i en anskueliggjørende utførelse overføres til en prosessor 112. Prosessoren 112 er programmert med en forhåndsbestemt belastningsterskelverdi og sammenligner signalet fra veiecellen 110 med den forutbestemte belastningsterskelverdi. Dersom belastningen overskrider den forutbestemte terskelverdi aktiverer prosessoren 112 belastningskompensatoren 94 slik at den trekker rørsetteverktøyet 10 oppover en valgt mengde for å avlaste i det minste en del av belastningen på gjengene på rørsegmentet 11. Så snart belastningen er på eller under den forutbestemte terskelverdi regulerer prosessoren 112 toppdrevenheten 24 slik at den roterer rørsegmentet 11 og derved skrur rørsegmentet 11 til inngrep med rørstrengen 34. Mens toppdrevenheten 24 er aktivert fortsetter prosessoren 112 å overvåke signalene fra veiecellen 110 for å sikre at belastningen på rørsegmentet 11 ikke overskrider den forutbestemte terskelverdi.

Alternativt kan belastningen på rørsegmentet 11 reguleres manuelt, idet veiecellen 110 angir belastningen på rørsegmentet 11 via et egnet måleinstrument eller annen fremviser, idet en arbeidsperson regulerer belastningskompensatoren 94 og toppdrevenheten 24 tilsvarende.

Det henvises nå til fig. 7 hvor det er vist en annen foretrukket utførelse av rørsetteverktøyet 200 i henhold til oppfinnelsen. Rørsetteverktøyet omfatter en taljemekanisme 202 som er hovedsakelig den samme som taljemekanismen 104 beskrevet ovenfor. Det er anordnet en roterbar aksel 204 som ved sin nedre ende er forbundet med en konvensjonell slamfylleanordning 206 som er kjent på området og som brukes for å fylle et rørsegment 11 slik som et foringsrørsegment med slam under sammenstillingsprosessen. I en anskueliggjørende utførelse er slamfylleanordningen en anordning fremstilt av Davies-Lynch Inc., Texas, U.S.A.

Taljemekanismen 202 understøtter et par kjeder 208 som går i inngrep med en enkelt-skjøtheiseinnretning 210 av glidetype ved den nedre ende av rørsetteverktøyet 200. Slik det er kjent på området kan en enkeltskjøtheiseinnretning drives til løsbart å gripe et rørsegment 11 mens taljemekanismen 202 kan drives til å heve enkeltskjøtheiseinnretningen og rørsegmentet 11 oppover og inn i rørklaven/heiseinnretningen 74.

Verktøyet 200 har forbindelser 40 som avgrenser de sylindriske nedre ender 92 som mottas i generelt J-formede utskjæringer 212 dannet i diametralt motsatte sider av rørklaven/heiseinnretningen 74.

Av det foregående vil det fremgå at rørsetteverktøyet 10 på effektiv måte utnytter et eksisterende toppdrevet rotasjonsutstyr 24 for å sette sammen en rørstreng 11, slik som en forings- eller borerørstreng, og ikke er avhengig av brysomme foringstenger og annet konvensjonelt utstyr. Rørsetteverktøyet 10 har rørklaven/heiseinnretningen 74 som ikke bare bærer rørsegmenter 11, men også legger en rotasjon på dem for ved skruing å få rørsegmentene 11 til å gå i inngrep med en eksisterende rørstreng 34. Således utgjør rørsetteverktøyet 10 en anordning som griper og påfører dreiemoment på rørsegmentet 11 og som også er i stand til å understøtte hele vekten av rørstrengen 34 etter som den senkes ned i brønnhullet.

Fig. 8 viser et rørsetteverktøy 10B i henhold til en annen utførelse av oppfinnelsen. I denne utførelse har den øvre ende av rørsetteverktøyet 10B en forlengelsesaksel 118 for toppdrevet, som har innvendige gjenger 120 som ved å skrus går i inngrep med utvendige gjenger 122 på utgangsakselen 28 fra toppdrevenheten 24. Som sådan overføres rotasjonen av utgangsakselen 28 fra toppdrevenheten 24 direkte til toppdrevets forlengelsesaksel 118 i rørsetteverktøyet 10B. Legg merke til at i en annen utførelse kan forlengelsesakselen 118 for toppdrevet ha utvendige gjenger, mens utgangsakselen 28 fra toppdrevenheten 24 kan ha innvendige gjenger.

Til den nedre ende av toppdrevets forlengelsesaksel 118 er det festet en løftesylinder 124 som er anordnet i et løftesylinderhus 126. Løftesylinderhuset 126 er i sin tur festet til et sentreringstapplegeme 128, f.eks. ved hjelp av en skrudd forbindelse. Sentreringstapplegemet 128 har en glidekonusseksjon 130 som glidbart mottar en mengde kilestykker 132, slik at når sentreringstapplegemet 128 plasseres inne i et rørsegment 11 kan kilestykkene 132 bringes til å gli langs glidekonusseksjonen 130 mellom feste- og løsneposisjoner i forhold til den innvendige diameter 134 av rørsegmentet 11. Kilestykkene 132 kan drives mellom festet og løsnet posisjon ved hjelp av et hydraulisk, pneumatisk eller elektrisk system, blant andre egnede midler.

I en utførelse er den nedre ende av toppdrevets forlengelsesaksel 118 riflet på utsiden, hvilket åpner for vertikal bevegelse, men ikke dreiebevegelse av forlengelsesakselen 118 i forhold til en innvendig riflet ring 136 som den riflede nedre ende av toppdrevets forlengelsesaksel 118 mottas i. Den riflede ring 136 er videre ikke-roterbart festet til løftesylinderhuset 126. Som sådan overføres rotasjon av toppdrevenheten 24 fra utgangsakselen 28 fra toppdrevenheten 24 til toppdrevets forlengelsesaksel 118 som overfører rotasjonen til den riflede ring 136 gjennom den riflede forbindelse mellom forlengelsesakselen 118 og den riflede ring 136. Den riflede ring 136 overfører i sin tur rotasjonen til løftesylinderhuset 126 som overfører rotasjonen til sentreringstapphuset 128, slik at når kilestykkene 132 på sentreringstapphuset 128 går i inngrep med et rørsegment 11 overføres rotasjonen eller dreiemomentet fra toppdrevenheten 24 til rørsegmentet 11, hvilket åpner for at rørsegmentet 11 kan skrus til inngrep med en rørstreng 34.

I en utførelse har rørsetteverktøyet 10B et glidesylinderhus 138 som f.eks. med en skrudd forbindelse er festet til det øvre parti av sentreringstapplegemet 128. I glidesylinderhuset 138 er det anordnet en glidesylinder 140. I en utførelse har rørsetteverktøyet 10B en glidesylinder 140 som er forbundet med hver i mengden av kilestykker 132, slik at vertikal bevegelse av glidesylinderen 140 får hver i mengden av kilestykker 132 til å bevege seg mellom festet og løsnet posisjon i forhold til rørsegmentet 11.

Vertikal bevegelse av glidesylinderen 140 kan oppnås ved å bruke komprimert luft eller hydraulisk fluid som virker på glidesylinderen 140 inne i glidesylinderhuset 138. Alternativt kan vertikal bevegelse av glidesylinderen 140 reguleres elektronisk. I en utførelse er den nedre ende av glidesylinderen 140 forbundet med mengden av kilestykker 132 slik at vertikal bevegelse av glidesylinderen 140 får hver i mengden av kilestykker 132 til å gli langs glidekonusseksjonen 130 på sentreringstapplegemet 128.

Som vist er den yte overflate av glidekonusseksjonen 130 på sentreringstapplegemet 128 avsmalnet. Som et eksempel er i denne utførelse glidekonusseksjonen 130 avsmalnet radialt utover i retningen nedover, mens hver i mengden av kilestykker 132 har en indre overflate som er tilsvarende avsmalnet radialt utover i nedoverretningen. I en utførelse har glidekonusseksjonen 130 en første avsmalnet seksjon 142 og en andre avsmalnet seksjon 146 som er skilt fra hverandre med et trinn 144 radialt innover, mens hver i mengden av kilestykker 132 har en første avsmalnet seksjon 148 og en andre avsmalnet seksjon 152 skilt fra hverandre med et trinn 150 radialt innover. Trinnene 144 og 150 radialt innover på henholdsvis glidekonusseksjonen 130 og kilestykkene 132 lar hvert stykke i mengden av kilestykker 132 ha en ønsket lengde i vertikal retning uten å skape uønskede små tverrsnittsarealer på det smaleste parti av glidekonusseksjonen 130. En langstrakt lengde av kilestykkene 132 er ønskelig ettersom det øker kontaktområdet mellom den ytre overflate av kilestykkene 132 og den innvendige diameter av rørsegmentet 11.

Når glidesylinderen 140 i en utførelse med kraft er bragt til den nedre posisjon bringes kilestykkene 132 til å gli nedover glidekonusseksjonen 130 på sentreringstapplegemet 128 og radialt utover, inn i inngrepsposisjon med den innvendige diameter 134 av rørsegmentet 11, mens når glidesylinderen 140 anordnes i den øvre posisjon bringes kilestykkene 132 til å gli oppover glidekonusseksjonen 130 på sentreringstapplegemet 128 og radialt innover til en løsnet posisjon i forhold til den innvendige diameter 134 av rørsegmentet 11.

I en utførelse har hvert av kilestykkene 132 en generelt plan, fremre gripeoverflate 154 som har gripeutstyr, slik som tenner, for å gå i inngrep med den innvendige diameter 134 av rørsegmentet 11. I en utførelse blir glidesylinderen 140 tilført en motordrevet nedoverkraft som aktiverer glidesylinderen 140 til en motordrevet nedoverposisjon med tilstrekkelig kraft til å gjøre det mulig å overføre dreiemoment fra toppdrevenheten 24 til rørsegmentet 11 gjennom kilestykkene 132.

Fig. 9 viser en utførelse av en glidesylinder 140 for bruk sammen med rørsetteverktøyet 10B vist i fig. 8. Som vist har glidesylinderen 140 et hode 156 og et skaft 158, idet skaftet 158 har flere føtter 160 som hver er beregnet på å festes til et hakk 162 i et tilsvarende i mengden av kilestykker 132 (se også fig. 8). En spalte 164 kan strekke seg mellom hver fot i mengden av føtter 160 på glidesylinderen 140 for å øke fleksibiliteten av føttene 160 og lette festet av føttene 160 til tilsvarende kilestykker 132. Hodet 156 på glidesylinderen 140 kan ha et omkretsmessig spor 166 for å motta et pakningselement, slik som en O-ring, for å avtette hydraulisk fluid eller komprimert gass over og under glidesylinderhodet 156. I forskjellige utførelser kan mengden av kilestykker 132 omfatte tre, fire, seks eller et hvilket som helst passende antall kilestykker 132.

Som vist i fig. 8 er det til glidesylinderhuset 138 festet en rørsegmentdetektor 168. Ved påvisning ved hjelp av rørdetektoren 168 av at et rørsegment er i ferd med å bli plassert inntil rørdetektoren 168 vil i en utførelse rørdetektoren 168 aktivere glidesylinderen 140 til den motordrevne nedre posisjon som beveger kilestykkene 132 til inngrep med rørsegmentet 11, hvilket lar rørsegmentet 11 bli flyttet og/eller rotert ved hjelp av toppdrevenheten 24.

Slik det også er vist i fig. 8 har den nedre ende av sentreringstapplegemet 128 en sentreringskonus 170 som er avsmalnet radialt utover i oppoverretningen. Denne avsmalning muliggjør innføring av sentreringstapplegemet 128 i rørsegmentet 11. Inntil sentreringskonusen 170 er det et omkretsmessig spor 172 som mottar en oppblåsbar pakning 174. I en utførelse finnes det to operasjonelle muligheter for pakningen 174. Pakningen 174 kan f.eks. brukes i enten ikke-oppblåst eller oppblåst tilstand under ut/innkjøring av et rør og/eller en foring. Når forings/rørstrengen fylles opp med slam/borefluid er det fordelaktig å ha pakningen 174 i den ikke oppblåste tilstand i den hensikt å muliggjøre ventilering av luft ut av foringen. Dette betegnes oppfyllingsmodus. Når det er nødvendig å sirkulere slam gjennom hele foringsstrengen ved høyt trykk og høy strømning er det fordelaktig å ha pakningen 174 i den oppblåste tilstand for å avtette foringens innvendige volum. Dette betegnes sirkulasjonsmodus.

I en utførelse er den utvendige diameter av den oppblåsbare pakning 174 i sin ikke oppblåste tilstand større enn det største tverrsnittsareal av konusen 170. Dette bidrar til å kanalisere mulig borefluid som flyter mot konusen 170 til undersiden av den oppblåsbare pakning 174, slik at under sirkulasjonsmodus får trykket på undersiden av den oppblåsbare pakning 174 pakningen 174 til å blåses opp og danne en avtetning mot den innvendige diameter av rørsegmentet 11. Denne forsegling hindrer borefluid fra å komme i kontakt med kilestykkene 132 og/eller glidekonusseksjonen 130 av sentreringstapplegemet 128 og som ville ha minsket grepet for kilestykkene 132 på den innvendige diameter 134 av rørsegmentet 11.

I en utførelse hvor rørsetteverktøyet har en utvendig griper, slik som vist i fig. 2, kan en pakning være anordnet over kilestykkene. Ved å regulere hvor langt røret skyves opp gjennom kilestykkene forut for innstilling av disse kilestykker, undersøkes det om pakningen er ført inn i foringen (sirkulasjonsmodus) eller fortsatt er over foringen (oppfyllingsmodus) når kilestykkene innstilles. Av denne grunn kan et sådant rørsetteverktøy ha en rørposisjonsføler som er i stand til å påvise to uavhengige rørposisjoner.

Med henvisning til det øvre parti av rørsetteverktøyet 10B er det på et øvre parti av den riflede ring 136 festet et kompensatorhus 176. Over kompensatorhuset 176 er det anordnet en fjærpakke 177. En belastningskompensator 178 er anordnet inne i kompensatorhuset 176 og er festet ved sin øvre ende til toppdrevets forlengelsesaksel 118 ved hjelp av en kobling eller holder ("keeper") 180. Belastningskompensatoren 178 kan beveges vertikalt inne i kompensatorhuset 176. Når belastningskompensatoren 178 er festet til toppdrevets forlengelsesaksel 118 på en vertikalt ubevegelig måte og når forlengelsesakselen 118 er forbundet med sentreringstapplegemet 128 via en riflet forbindelse forårsaker en vertikal bevegelse av belastningskompensatoren 178 en relativ vertikal bevegelse mellom toppdrevets forlengelsesaksel 118 og sentreringstapplegemet 128 og derved en relativ vertikal bevegelse mellom toppdrevenheten 24 og rørsegmentet 11 når sentreringstapplegemet 128 er i inngrep med et rørsegment 11.

Den relative vertikal bevegelse mellom rørsegmentet 11 og toppdrevenheten 24 har flere funksjoner. Når rørsegmentet 11 i en utførelse f.eks. blir skrudd inn i rørstrengen 34 holdes rørstrengen 34 vertikalt og rotasjonsmessig bevegelsesløs ved hjelp av virkningen fra rørklaven 36 som er montert i plan. Etter som rørsegmentet 11 skrus inn i rørstrengen 34 beveges således rørsegmentet 11 nedover. Ved å muliggjøre relativ vertikal bevegelse mellom toppdrevenheten 24 og rørsegmentet 11 behøver toppdrevenheten 24 ikke bli beveget vertikalt under skruoperasjonen mellom rørsegmentet 11 og rørstrengen 34. Ved å muliggjøre relativ vertikal bevegelse mellom toppdrevenheten 24 og rørsegmentet 11 tillates også den last som gjengene på rørsegmentet 11 påfører gjengene på rørstrengen 34, å bli regulert eller kompensert.

Som med glidesylinderen 140 kan vertikal bevegelse av belastningskompensatoren 178 oppnås ved å bruke komprimert luft eller hydraulisk fluid som virker på belastningskompensatoren 178 eller ved hjelp av elektrisk styring, blant andre passende midler. I en utførelse er belastningskompensatoren 178 en luftputekompensator. I denne utførelse blir luft ført inn i kompensatorhuset 176 via en slange 182 for å virke nedover på belastningskompensatoren 178 med en forutbestemt kraft. Dette beveger rørsegmentet 11 oppover en forutbestemt mengde og minsker belastningen på gjengene på rørsegmentet 11 med en forutbestemt mengde slik at belastningen på gjengene på rørsegmentet 11 reguleres med en forutbestemt mengde.

Alternativt kan det brukes en last- eller veiecelle (ikke vist) for å måle belastningen på gjengene på rørsegmentet 11. En prosessor (ikke vist) kan gis en forutbestemt terskelbelastning og programmeres for å aktivere belastingskompensatoren 178 for å senke belastningen på gjengene på rørsegmentet 11 når veiecellen påviser en belastning som overskrider prosessorens forutbestemte terskelverdi, slik som beskrevet ovenfor med hensyn til fig. 6.

Som vist i fig. 8 har løftesylinderhuset 126 en lasteskulder 184. Siden løftesylinderen 124 er konstruert for å være vertikalt bevegelig sammen med belastningskompensatoren 178 under en skruoperasjon mellom rørsegmentet 11 og rørstrengen 34, er løftesylinderen 124 konstruert for å være fri fra lasteskulderen 184, hvilket gjør det mulig for belastningskompensatoren 178 å regulere belastningen på gjengene på rørsegmentet 11 og samtidig tillate bevegelse av rørsegmentet 11 i forhold til toppdrevenheten 24. Når det imidlertid er ønskelig å løfte rørsegmentet 11 og/eller rørstrengen 34 beveges løftesylinderen 124 vertikalt oppover ved hjelp av toppdrevenheten 24 til kontakt med lasteskulderen 184. Vekten av rørsetteverktøyet 10B og mulige rør som derved holdes, blir da båret ved hjelp av samvirket mellom løftesylinderen 124 og lasteskulderen 184. Som sådan er rørsetteverktøyet 10B i stand til å overføre både dreiemoment og hevebelastninger på rørsegmentet 11.

Som vist i fig. 8 har toppdrevets forlengelsesaksel 118 en borefluidpassasje 186 som fører til en borefluidventil 188 i løftesylinderen 124. Borefluidpassasjen 186 i forlengelsesakselen 118 og borefluidventilen 188 i løftesylinderen 124 lar borefluid flyte innvendig forbi den riflede forbindelse mellom den riflede ring 136 og den riflede del av forlengelsesakselen 118 slik at det ikke forstyrrer eller ødelegger ("gum up") den riflede forbindelse. Løftesylinderen 124 har også et omkretsmessig spor 192 for å motta et pakningselement, slik som en O-ring, for å gi en avtetning som forhindrer borefluid fra å strømme oppover forbi det og derved beskytte den riflede forbindelse ytterligere. Under borefluidventilen 188 i løftesylinderen 124 dirigeres borefluidet gjennom en borefluidpassasje 190 i sentreringstapplegemet 128 og videre gjennom den innvendige diameter i rørsegmentet 11 og rørstrengen 34, og ned i brønnhullet. I en utførelse er rørsegmentet 11 et foringssegment med en diameter på minst 35,6 cm (14 tommer).

Fig. 10 viser et rørsetteverktøy 10C med en utvendig gripende rørinnkoblingsenhet 16C for å gripe om den ytre diameter av et rørsegment 11C, og en belastningskompensator 178C. Den utvendig gripende rørinnkoblingsenhet 16C i fig. 10 består hovedsakelig av de samme komponenter og funksjoner som beskrevet ovenfor med hensyn til rørinnkoblingsenheten 16 i fig. 2 - 5B og vil derfor ikke bli beskrevet her for å unngå duplisering, bortsett fra når det er eksplisitt angitt nedenfor.

Utførelsen i fig. 10 viser en toppdrevenhet 24C som har en utgangsaksel 122C forbundet med en forlengelsesaksel 118C fra toppdrevet på rørsetteverktøyet 10C. Den nedre ende av toppdrevet forlengelsesaksel 118C er utvendig riflet for å tillate vertikal bevegelse, men ikke dreiebevegelse av forlengelsesakselen 118C i forhold til en innvendig riflet ring 136C, inne i hvilken den riflede nedre ende av toppdrevets forlengelsesaksel 118C mottas.

Belastningskompensatoren 178C er forbundet med toppdrevets forlengelsesaksel 118C ved hjelp av en holder 180C. Belastningkompensatoren 178 er anordnet inne i og er vertikalt bevegelig i forhold til et hus 176 for belastningskompensatoren. Belastningskompensatorens hus 176 er forbundet med den riflede ring 136C som videre er forbundet med den øvre del av rørinnkoblingsenheten 16C. Over belastningskompensatorens hus 176C er det anordnet en fjærpakning 177C.

Med belastningskompensatoren 178C festet til toppdrevets forlengelsesaksel 118C på en ikke-vertikal bevegelig måte og med forlengelsesakselen 118C forbundet med rørinn-koblingsenheten 16C via en riflet forbindelse (dvs. den riflede ring 136C) bevirker en vertikal bevegelse av belastningskompensatoren 178C en relativ vertikal bevegelse mellom toppdrevets forlengelsesaksel 118C og rørinnkoblingsenheten 16C og derved en relativ vertikal bevegelse mellom toppdrevenheten 24C og rørsegmentet 11C når rørinnkoblingsenheten 16C er i inngrep med rørsegmentet 11C.

Vertikal bevegelse av belastningskompensatoren 178C kan oppnås ved å bruke komprimert luft eller hydraulisk fluid som virker på belastningskompensatoren 178C eller ved hjelp av elektronisk styring, blant andre passende midler. I en utførelse er belastningskompensatoren 178C en luftputekompensator. I denne utførelse blir luft ført inn i kompensatorhuset 176C via en slange for å virke nedover på belastningskompensatoren 178C med en forutbestemt kraft. Dette beveger rørsegmentet 11C oppover en forutbestemt mengde og senker belastningen på gjengene på rørsegmentet 11C med en forutbestemt mengde for således å regulere belastningen på gjengene på rørsegmentet 11C med en forutbestemt mengde.

Alternativt kan det brukes en veiecelle (ikke vist) for å måle belastningen på gjengene på rørsegmentet 11C. En prosessor (ikke vist) kan forsynes med en forutbestemt terskelbelastning og programmeres for å aktivere belastningskompensatoren 178C for å minske belasningen på gjengene på rørsegmentet 11C når veiecellen påviser en belastning som overskrider prosessorens forutbestemte terskelsverdi, slik som beskrevet ovenfor med henvisning til fig. 6.

Rørsetteverktøyet i henhold til en utførelse av oppfinnelsen kan utstyres med en heve- eller taljemekanisme 202 med kjeder 208 for å bevege en enkeltskjøtheiseinnretning 210 som er anordnet under rørsetteverktøyet, slik som beskrevet ovenfor med henvisning til fig. 7. Alternativt kan det festes et sett trådrep og/eller stropper til bunnpartiet av rørsetteverktøyet for det samme formål, slik som vist i fig. 10.

I fig. 10 er det også vist at rørsetteverktøyet 10C har en rammeenhet 12C som består av et par forbindelser 40C som strekker seg nedover fra en forbindelsesadapter 42C. Forbindelsene 40C er forbundet med og bæres ved deres nedre ende på en taljering 71C. Taljeringen 71C er glidbart forbundet med en momentramme 72C. I posisjonen vist i fig. 10 er toppoverflaten av taljeriggen 71C i kontakt med den eksterne lasteskulder på momentrammen 72C. Som sådan utfører taljeringen 71C en lignende funksjon som løftesylinderen 192 beskrevet ovenfor med henvisning til fig. 8. Når kompensatoren 178C er anordnet i en mellomliggende slagposisjon, slik som en midtslagposisjon, er toppoverflaten på taljeringen 71C forskjøvet nedover fra posisjonen vist i fig. 10 og er fri fra den eksterne lasteskulder på momentrammen 72C for derved å gjøre den mulig for kompensatoren 178C å kompensere.

Når en hel rørstreng skal løftes bunder i en utførelse, kompensatoren 178C, mens den eksterne lasteskulder på momentrammen 72C hviler på toppoverflaten av taljeringen 71C. I en utførelse er forbindelsesadapteren 42C, forbindelsene 40C og taljeringen 71C aksialt festet til utgangsakselen 122C fra toppdrevenheten 24C. Når den eksterne lasteskulder på momentrammen 72C som sådan hviler på taljeringen 71C kan kompensatoren 178C ikke beveges aksialt og kan som sådan ikke kompensere. Under "etterfyllingen" av et rørsegment på en rørstreng løfter derfor i en utførelse kompensatoren 178C momentrammen 72C og toppdrevets forlengelsesaksel 118C på rørsetteverktøyet 10C oppover inntil kompensatoren 178C befinner seg i en mellomliggende posisjon, slik som midtslagposisjonen. Under denne bevegelse blir momentrammen 72C aksialt frigjort fra taljeringen 71C. Skjønt det ikke er vist, kan rørinnkoblingsenheten 16 i fig. 2 - 5B være festet til sine forbindelser 40 på den måte som er vist i fig. 10.

Skjønt diverse former av foreliggende oppfinnelse er blitt illustrert og beskrevet vil det være klart for vanlige fagfolk på området at forskjellige modifikasjoner og forbedringer kan gjøres uten å forlate oppfinnelsens idé og omfang. Følgelig er det ikke ment at oppfinnelsen skal være begrenset, bortsett fra ifølge de vedføyde patentkrav.

Claims (14)

1. System for kobling av et rørsegment (11) til en rørstreng (34), som omfatter: en toppdrevenhet (24) som har en utgangsaksel (28), og et rørsetteverktøy (10) koblet til toppdrevenheten (24) og som er roterbart ved hjelp av toppdrevenhetens utgangsaksel (28), idet rørsetteverktøyet omfatter: en innvendig griper for innføring innenfor den innvendige diameter av rørsegmentet (11) og som har en avsmalnet glidekonusseksjon (130) som glidbart mottar tilsvarende avsmalnede overflater på en mengde kilestykker (132), slik at en vertikal kraft på kilestykkene får kilestykkene til å bevege seg radialt utover inn i gripende inngrep med den innvendige diameter av rørsegmentet, og hvor den vertikale kraft påført kilestykkene er tilstrekkelig til å sørge for gripende inngrep mellom kilestykkene og den innvendige diameter av rørsegmentet (11) for å overføre et dreiemoment fra toppdrevets utgangsaksel til rørsegmentet, en glidesylinder (140) som påfører den vertikale kraft på hvert stykke i mengden av kilestykker (132),karakterisert vedat: glidesylinderen har et hodeparti (156), et skaftparti (158) og en mengde føtter (160) festet til skaftpartiet, idet hver fot er festet til et tilsvarende stykke blant kilestykkene (132).

2. System som angitt i krav 1, og hvor den innvendige griper har en avsmalnet innstikkskonus (170) ved sin nedre ende som letter innføringen av den innvendige griper i rørsegmentet (11), og en oppblåsbar pakning (174) festet til den innvendige griper mellom glidekonusseksjonen (130) og innstikkskonusen, og hvor den oppblåsbare pakning danner en avtetning mot den innvendige diameter av rørsegmentet når den oppblåsbare pakning blåses opp.

3. System som angitt i krav 1, og hvor glidekonusseksjonen (130) har en første avsmalnet seksjon (142) og en andre avsmalnet seksjon (146) adskilt med et trinn (144) radialt innover, mens hvert stykke i mengden av kilestykker har en første avsmalnet seksjon (148) og en andre avsmalnet seksjon (152) adskilt med et trinn (150) radialt innover.

4. System som angitt i krav 1, og hvor rørsetteverktøyet kan beveges vertikalt i forhold til toppdrevenheten.

5. System som angitt i krav 1, og hvor rørsetteverktøyet omfatter en kompensator (178) for vertikalt å forskyve rørsegmentet i forhold til toppdrevenheten.

6. System som angitt i krav 1, og hvor rørsetteverktøyet omfatter en kompensator (178) for å regulere belastningen på den gjengede ende av rørsegmentet.

7. System som angitt i krav 6, og hvor kompensatoren (178) blir satt under trykk med en forutbestemt mengde for redusere belastningen på den gjengede ende av rørsegmentet med en forutbestemt mengde.

8. System som angitt i krav 1, og som videre omfatter en rørdetektor (168) anordnet i nærheten av den innvendige griper og som aktiverer den vertikale kraft på kilestykkene når et rørsegment påvises.

9. System som angitt i krav 1, og hvor den innvendige griperen omfatter et sentreringstapplegeme (128).

10. System som angitt i krav 9, og hvor glidesylinderen (140) er en eneste sylinder som er forbundet med og påfører kraft nedover på hvert stykke i mengden av kilestykker (132).

11. System som angitt i krav 9, og som videre omfatter en rørdetektor (168) anordnet i nærheten av sentreringstapplegemet (128) og som aktiverer kraften nedover på kilestykkene når et rørsegment (11) påvises.

12. System som angitt i krav 9, og hvor glidekonusseksjonen (130) har en første avsmalnet seksjon (142) og en andre avsmalnet seksjon (146) adskilt med et trinn (144) radialt innover, mens hvert stykke i mengden av kilestykker har en første avsmalnet seksjon (148) og en andre avsmalnet seksjon (152) adskilt med et trinn (150) radialt innover.

13. System som angitt i krav 9, og hvor rørsetteverktøyet omfatter en kompensator (178) for å regulere belastningen på den gjengede ende av rørsegmentet.

14. System som angitt i et av de foregående krav, og hvor hvert stykke i mengden av kilestykker (132) omfatter et hakk (162) som er i inngrep med en av mengden av føtter.