NO342756B1 - Apparatus and method for gripping a pipe on a drilling rig - Google Patents
Apparatus and method for gripping a pipe on a drilling rig Download PDFInfo
- Publication number
- NO342756B1 NO342756B1 NO20110680A NO20110680A NO342756B1 NO 342756 B1 NO342756 B1 NO 342756B1 NO 20110680 A NO20110680 A NO 20110680A NO 20110680 A NO20110680 A NO 20110680A NO 342756 B1 NO342756 B1 NO 342756B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- pipe
- gripper
- gripping
- fluid
- actuator
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title description 20
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 31
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 31
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 163
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 44
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 43
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 35
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 35
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 26
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 9
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 6
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- -1 electrical Substances 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 230000009885 systemic effect Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 241000239290 Araneae Species 0.000 description 1
- 230000005355 Hall effect Effects 0.000 description 1
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/02—Surface sealing or packing
- E21B33/03—Well heads; Setting-up thereof
- E21B33/04—Casing heads; Suspending casings or tubings in well heads
- E21B33/05—Cementing-heads, e.g. having provision for introducing cementing plugs
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
- E21B19/16—Connecting or disconnecting pipe couplings or joints
- E21B19/165—Control or monitoring arrangements therefor
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B3/00—Rotary drilling
- E21B3/02—Surface drives for rotary drilling
- E21B3/022—Top drives
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
- E21B33/14—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like for cementing casings into boreholes
- E21B33/16—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like for cementing casings into boreholes using plugs for isolating cement charge; Plugs therefor
- E21B33/165—Cementing plugs specially adapted for being released down-hole
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
- Punching Or Piercing (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
- Specific Conveyance Elements (AREA)
Abstract
Apparat og fremgangsmåte for å gripe et rør for bruk med en toppdrevet maskin, hvor apparatet omfatter: en kopling i én ende for rotasjonsmessig innfesting av apparatet i forhold til den topp- drevne maskin; ett eller flere gripeelementer i en andre ende for å gripe røret; en aktuator som er konfigurert til å bevege og holde gripeelementene i kontakt med røret; og en lås som er koplet til koplingen for å hindre at apparatet og den toppdrevne maskin roterer uavhengig av hverandre.Apparatus and method for gripping a tube for use with a top-driven machine, the apparatus comprising: a coupling at one end for rotational attachment of the apparatus to the top-driven machine; one or more gripping elements at a second end for gripping the tube; an actuator configured to move and hold the gripping elements in contact with the tube; and a lock connected to the coupling to prevent the apparatus and the top-driven machine from rotating independently of one another.
Description
APPARAT OG FREMGANGSMÅTE FOR Å GRIPE ET RØR PÅ EN BORERIGG APPARATUS AND METHOD FOR GRABING PIPE ON A DRILLING RIG
Utførelser av den foreliggende oppfinnelse vedrører generelt en gripesammenstilling og en fremgangsmåte for å gripe et rør. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen et gripeapparat for sammenkopling av brønnhullsrør på en borerigg. Enda nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen et gripeapparat som innbefatter minst én redundant inn-retning for å holde gripeelementer i kontakt med røret. Embodiments of the present invention generally relate to a gripping assembly and a method for gripping a pipe. More specifically, the invention relates to a gripping device for connecting wellbore pipes on a drilling rig. Even more specifically, the invention relates to a gripping device which includes at least one redundant device for keeping gripping elements in contact with the pipe.
Ved bygging og ferdigstillelse av olje- og gassbrønner, befinner det seg en borerigg på jordens overflate for å forenkle innsetting og fjerning av rørstrenger i og fra et brønn-hull. Rørstrengene bygges og kjøres inn i hullet ved å senke en streng inn i et brønn-hull inntil bare den øvre ende av røret stikker opp fra brønnhullet (eller over boredekket). En gripeinnretning, som for eksempel et kjedebelte eller en såkalt "spider" ved brønnhullets overflate, holder røret på plass med bolleformet kilebelte mens det neste rør som skal koples til løftes over brønnhullsenteret. Det neste rør har typisk en nedre ende med en gjenget hannendekopling, for gjengemessig tilkopling til en hunngjenget kopling på rørstrengen som stikker opp av brønnhullet. Røret som skal settes inn roteres, ved bruk av en toppdrevet maskin, i forhold til strengen inntil en skjøt gjøres mellom rørene med et visst vrimoment. During the construction and completion of oil and gas wells, a drilling rig is located on the surface of the earth to facilitate the insertion and removal of pipe strings in and from a well hole. The pipe strings are built and driven into the hole by sinking a string into a wellbore until only the upper end of the pipe protrudes from the wellbore (or above the drill deck). A gripping device, such as a chain belt or a so-called "spider" at the borehole surface, holds the pipe in place with a bowl-shaped wedge belt while the next pipe to be connected is lifted over the borehole centre. The next pipe typically has a lower end with a threaded male decoupling, for threaded connection to a female threaded coupling on the pipe string that protrudes from the wellbore. The pipe to be inserted is rotated, using a top-drive machine, relative to the string until a joint is made between the pipes with a certain torque.
En rørtilkopling kan gjøres nær boreriggens dekk ved bruk av krafttang. Alternativt forenkler en toppdrevet maskin sammenkoplingen av rør ved å rotere røret fra dets øvre ende. Den toppdrevne maskin forbindes typisk med røret ved bruk av et rørgri-peverktøy som griper røret. Med røret koplet til en toppdrevet maskin, kan den toppdrevne maskin brukes til å trekke til eller bryte rørkoplinger, senke en streng ned i brønnhullet eller til og med bore med strengen når strengen innbefatter et jordfjer-ningselement i sin nedre ende. A pipe connection can be made near the deck of the drilling rig using power pliers. Alternatively, a top drive machine facilitates the joining of tubes by rotating the tube from its upper end. The top driven machine is typically connected to the pipe using a pipe gripping tool that grips the pipe. With the pipe connected to a top drive machine, the top drive machine can be used to tighten or break pipe connections, lower a string into the wellbore, or even drill with the string when the string includes an earth removal element at its lower end.
En innvendig gripeinnretning eller spyd kan gripe et rørs innvendige diameter for å holde røret midlertidig mens en streng bygges eller roteres for å bore. En innvendig gripeinnretning er typisk forbundet ved en øvre ende til en toppdrevet maskin og ved en nedre ende innbefatter den innvendige gripeinnretning utoverstrekkende gripeelementer som er konfigurert for å kontakte og holde et rørs indre for å overføre aksial- og torsjonslaster. Resultatet er en rotasjonsmessig fast sammenstilling. Kjent teknikks gripesarmmenstillinger er imidlertid utstyrt med én primær aktuator og én mekanisk fjærsikring for å feste gripeelementet. Siden sikringen er en mekanisk sikring, er den utsatt for mekanisk havari. Videre, fordi den mekaniske sikring ganske enkelt er en fjær, er det ingen måte å fjernovervåke dens tilstand på. An internal gripper or spear can grip the inside diameter of a pipe to temporarily hold the pipe while a string is built or rotated to drill. An internal gripper is typically connected at an upper end to a top drive machine and at a lower end the internal gripper includes outwardly extending gripper members configured to contact and hold the interior of a pipe to transmit axial and torsional loads. The result is a rotationally fixed assembly. However, prior art gripper arm assemblies are provided with one primary actuator and one mechanical spring retainer to secure the gripper member. Since the fuse is a mechanical fuse, it is susceptible to mechanical failure. Furthermore, because the mechanical fuse is simply a spring, there is no way to remotely monitor its condition.
Det er et behov for en forbedret gripesammenstilling som har tilleggssikkerhetssyste-mer for å hindre uaktsom fråkopling av strengen fra gripeapparatet. Det er et ytterligere behov for et sikkerhetssystem som benytter en redundant aktuator for gripeapparatet. Det er et ytterligere behov for et integrert sikkerhetssystem mellom gripeapparatet og en griper på boredekket. Ett arrangement for å kole et rør til en toppdrevet maskin er beskrevet i WO 01/79652. US 4981180 beskriver en låseanord-ning for bruk med en kraftsvivel opphengt for vertikal bevegelse i et boretårn. There is a need for an improved gripper assembly that has additional safety systems to prevent inadvertent disconnection of the string from the gripper. There is a further need for a safety system that utilizes a redundant actuator for the gripper. There is a further need for an integrated safety system between the gripper and a gripper on the drill deck. One arrangement for coaling a pipe to a top drive machine is described in WO 01/79652. US 4981180 describes a locking device for use with a power swivel suspended for vertical movement in a derrick.
Utførelser som beskrives heri vedrører et apparat og en fremgangsmåte for håndtering av rør på en borerigg. Embodiments described herein relate to an apparatus and a method for handling pipes on a drilling rig.
Apparatet er tilpasset for å gripe et rør og kan brukes med en toppdrevet maskin. Apparatet omfatter en kopling i én ende for rotasjonsmessig innfesting av apparatet i forhold til den toppdrevne maskin; ett eller flere gripeelementer i en andre ende for å gripe røret; en aktuator som er konfigurert til å bevege og holde gripeelementene i kontakt med røret; og en lås som er koplet til koplingen for å hindre at apparatet og den toppdrevne maskin roterer uavhengig av hverandre. Låsen omfatter: to eller flere lenkeelementer konfigurert til å omslutte forbindelsen, og én eller flere gripebakker på en innvendig overflate av hvert lenkeelement, hvor gripebakken eller gripebakkene er konfigurert til å gå i inngrep med apparatet og den toppdrevne maskin; og én eller flere justeringselementer som hver er konfigurert til å bevege én av nevnte ene eller flere gripebakker til å gripe inn med apparatet og den toppdrevne maskinen Fremgangsmåten omfatter å kople et gripeapparat til en toppdrevet maskin, hvor fremgangsmåten omfatter: å kople en kopling på gripeapparatet til den toppdrevne maskin for rotasjonsmessig innfesting av gripeapparatet i forhold til den toppdrevne maskin, hvori gripeapparatet innbefatter ett eller flere gripeelementer for å gripe rø-ret; og å kople en lås til koplingen og den toppdrevne maskin for å hindre apparatet og den toppdrevne maskin fra å rotere uavhengig av hverandre. Låsen omfatter to eller flere lenkeelementer konfigurert til å omslutte forbindelsen, og én eller flere gripebakker på en innvendig overflate av hvert lenkeelement, hvor gripebakken eller gripebakkene er konfigurert til å gå i inngrep med apparatet og den toppdrevne maskin; og én eller flere justeringselementer som hver er konfigurert til å bevege én av nevnte ene eller flere gripebakker til å gripe inn med apparatet og den toppdrevne maskinen. The apparatus is adapted to grip a pipe and can be used with a top-drive machine. The apparatus includes a coupling at one end for rotationally fixing the apparatus in relation to the top-driven machine; one or more gripping elements at a second end for gripping the pipe; an actuator configured to move and hold the gripping members in contact with the tube; and a lock connected to the coupling to prevent the apparatus and the top drive machine from rotating independently of each other. The lock includes: two or more link members configured to enclose the connection, and one or more grippers on an interior surface of each link member, the gripper or grippers being configured to engage the apparatus and the top drive machine; and one or more adjustment elements each configured to move one of said one or more gripper jaws to engage with the apparatus and the top drive machine The method comprises coupling a gripper to a top drive machine, the method comprising: coupling a coupling on the gripper to the top-driven machine for rotational attachment of the gripping device in relation to the top-driven machine, in which the gripping device includes one or more gripping elements for gripping the pipe; and connecting a lock to the coupling and the top driven machine to prevent the apparatus and the top driven machine from rotating independently of each other. The lock includes two or more link members configured to enclose the connection, and one or more grippers on an inner surface of each link member, the gripper or grippers being configured to engage the apparatus and the top drive machine; and one or more adjustment elements each configured to move one of said one or more gripper jaws to engage the apparatus and the top drive machine.
For at måten i hvilken de ovenfor fremlagte trekk ved den foreliggende oppfinnelse kan forstås i detalj, kan en nærmere beskrivelse av oppfinnelsen, som er kort opp-summert ovenfor, fås ved henvisning til utførelser hvorav noen er anskueliggjort i de vedheftede tegninger. Det bør imidlertid bemerkes at de vedheftede tegninger bare illustrerer typiske utførelser av denne oppfinnelse og er derfor ikke å betrakte som begrensende for dens omfang, for oppfinnelsen kan romme andre like effektive utfør-elser. In order that the manner in which the above-presented features of the present invention can be understood in detail, a more detailed description of the invention, which is briefly summarized above, can be obtained by reference to embodiments, some of which are illustrated in the attached drawings. However, it should be noted that the attached drawings only illustrate typical embodiments of this invention and are therefore not to be regarded as limiting its scope, for the invention can accommodate other equally effective embodiments.
Fig. 1 viser et prinsippskjema av en borerigg og et brønnhull i henhold til én Fig. 1 shows a schematic diagram of a drilling rig and a wellbore according to one
utførelse som beskrives heri; execution described herein;
Fig. 2 viser et prinsippskjema av et gripeelement i henhold til én utførelse som Fig. 2 shows a schematic diagram of a gripping element according to one embodiment which
beskrives heri; is described herein;
Fig. 3 viser et prinsippskjema av et gripeelement i henhold til én utførelse som Fig. 3 shows a schematic diagram of a gripping element according to one embodiment which
beskrives heri; is described herein;
Fig. 4 viser et prinsippskjema av en aktuator for et gripeelement i henhold til Fig. 4 shows a schematic diagram of an actuator for a gripping element according to
én utførelse som beskrives heri; one embodiment described herein;
Fig. 5 viser et prinsippskjema av en hydraulisk aktuator i henhold til én utfø-relse som beskrives heri; Fig. 6A-6C viser et prinsippskjema av et gripeelement i henhold til én utførelse som beskrives heri; Fig. 6D viser et snittriss av en svivel i henhold til en alternativ utførelse; Fig. 7 viser et prinsippskjema av en hydraulisk aktuator i henhold til én utfø-relse som beskrives heri; Fig. 8A viser et prinsippskjema av en hydraulisk aktuator i henhold til én utfø-relse som beskrives heri; Fig. 8B-8E viser et prinsippskjema av flere gripeelementer i henhold til én utførelse som beskrives heri; Fig. 9A-9B viser et prinsippskjema av et plasseringssystem i henhold til én utførelse som beskrives heri; Fig. 10A-10B viser et prinsippskjema av en føler i henhold til én utførelse som beskrives heri; Fig. 11, 11A-11C viser et prinsippskjema av en adapter i henhold til én utførelse som beskrives heri; Fig. 12A-12B viser et prinsippskjema av en sementpluggsluse i henhold til én utførelse som beskrives heri; Fig. 13 viser et skjematisk riss av en utløsermekanisme i henhold til én utførel-se som beskrives heri; og Fig. 14 viser et skjematisk riss av et rørhåndteringssystem og en styreenhet i Fig. 5 shows a schematic diagram of a hydraulic actuator according to one embodiment described herein; Figures 6A-6C show a schematic diagram of a gripping element according to one embodiment described herein; Fig. 6D shows a sectional view of a swivel according to an alternative embodiment; Fig. 7 shows a schematic diagram of a hydraulic actuator according to one embodiment described herein; Fig. 8A shows a schematic diagram of a hydraulic actuator according to one embodiment described herein; Figs. 8B-8E show a schematic diagram of multiple gripping elements according to one embodiment described herein; Figs. 9A-9B show a schematic diagram of a placement system according to one embodiment described herein; Figs. 10A-10B show a schematic diagram of a sensor according to one embodiment described herein; Figs. 11, 11A-11C show a schematic diagram of an adapter according to one embodiment described herein; Figs. 12A-12B show a schematic diagram of a cement plug lock according to one embodiment described herein; Fig. 13 shows a schematic view of a trigger mechanism according to one embodiment described herein; and Fig. 14 shows a schematic view of a pipe handling system and a control unit i
henhold til én utførelse som beskrives heri. according to one embodiment described herein.
Figur 1 er et skjematisk riss av en borerigg 100 som har et rørhåndteringssystem 102. Som vist innbefatter rørhåndteringssystemet 102 et gripeapparat 104, en aktuator 106, en drivmekanisme 108 og et heisesystem 110. Rørhåndteringssystemet 102 er tilpasset for å gripe et rør 112 eller et stykke utstyr 114 og løfte det over brønnhullet 115 og deretter fullføre en rørkjøringsoperasjon. Aktuatoren 106 for gripeapparatet 104 kan være utstyrt med en reserve sikkerhetssammenstilling, et låsesystem og et sikkerhetssystem, som er nærmere beskrevet nedenfor, for å sikre at røret 112 ikke frigjøres i utide. Heisesystemet 110 og/eller drivmekanismen 108 kan senke røret 112 inntil røret 112 kontakter en rørstreng 116. Drivmekanismen 108 kan så brukes til å rotere røret 112 eller utstyrsbiten 114, avhengig av anvendelsen, for å kople røret 112 til rørstrengen 116 og derved forlenge rørstrengen 116. Etter koplingen kan så en griper 119 på boredekket 118, som opprinnelig holder rørstrengen 116, frigjøre rørs-trengen 116. Griperen 119 som vist er et kilebelte; det bør imidlertid bemerkes at griperen 119 kan være hvilken som helst griper på boredekket 118 inkludert, men ikke begrenset til, en holdering. Med gripeapparatet 104 gripende røret 112 og derved rørstrengen 116, kan heisesystemet 110 og/eller drivmekanismen 108 senke røret 112 og rørstrengen 116 inntil toppen av røret 112 er nær boredekket 118. Griperen 119 reaktiveres deretter for å gripe den forlengede rørstreng 116 nær boredekket 118 og holder derved rørstrengen 116 i brønnen. Aktuatoren 106 frigjør gripeapparatet 104 fra røret 112. Rørhåndteringssystemet 102 kan så brukes til å gripe det neste rør 112 som skal tillegges rørstrengen 116. Denne prosess gjentas inntil operasjonen er fullført. Mens rørstrengen 116 senkes, kan drivmekanismen 108 rotere rørstrengen 116. Hvis rørstrengen 116 er utstyrt med et boreverktøy 120, vist skjematisk, kan rotasjon av rørstrengen 116 bore ut brønnhullet når rørstrengen 116 senkes. Røret Figure 1 is a schematic diagram of a drilling rig 100 having a pipe handling system 102. As shown, the pipe handling system 102 includes a gripper 104, an actuator 106, a drive mechanism 108 and a hoist system 110. The pipe handling system 102 is adapted to grip a pipe 112 or a piece equipment 114 and lift it over the wellbore 115 and then complete a pipe run operation. The actuator 106 for the gripper 104 may be equipped with a backup safety assembly, a locking system and a safety system, which are described in more detail below, to ensure that the tube 112 is not released prematurely. The hoist system 110 and/or the drive mechanism 108 can lower the pipe 112 until the pipe 112 contacts a pipe string 116. The drive mechanism 108 can then be used to rotate the pipe 112 or the piece of equipment 114, depending on the application, to connect the pipe 112 to the pipe string 116 and thereby extend the pipe string 116 After the coupling, a gripper 119 on the drill deck 118, which initially holds the pipe string 116, can release the pipe string 116. The gripper 119, as shown, is a V-belt; however, it should be noted that the gripper 119 may be any gripper on the drill deck 118 including, but not limited to, a retainer ring. With the gripper 104 gripping the pipe 112 and thereby the pipe string 116, the hoist system 110 and/or the drive mechanism 108 can lower the pipe 112 and the pipe string 116 until the top of the pipe 112 is near the drill deck 118. The gripper 119 is then reactivated to grip the extended pipe string 116 near the drill deck 118 and thereby holding the pipe string 116 in the well. The actuator 106 releases the gripper 104 from the pipe 112. The pipe handling system 102 can then be used to grip the next pipe 112 to be added to the pipe string 116. This process is repeated until the operation is completed. While the pipe string 116 is lowered, the drive mechanism 108 can rotate the pipe string 116. If the pipe string 116 is equipped with a drilling tool 120, shown schematically, rotation of the pipe string 116 can drill out the wellbore as the pipe string 116 is lowered. The pipe
112 kan være hvilket som helst rør eller segment inkludert men ikke begrenset til foringsrør, forlengingsrør, produksjonsrør, borerør. 112 can be any pipe or segment including but not limited to casing, extension pipe, production pipe, drill pipe.
Figur 2 viser et skjematisk riss av rørhåndteringssystemet 102 i henhold til én utførel-se. Rørhåndteringssystemet 102 innbefatter en svivel 200, en tetning 202, i tillegg til drivmekanismen 108, aktuatoren 106 og gripeapparatet 104. Figure 2 shows a schematic view of the pipe handling system 102 according to one embodiment. The pipe handling system 102 includes a swivel 200, a seal 202, in addition to the drive mechanism 108, the actuator 106 and the gripper 104.
Gripeapparatet 104, som vist i figur 2, er en innvendig gripeinnretning som er tilpasset for å gripe inn med rørets 112 innside. Gripeapparatet 104 innbefatter et kilebelte 208, en kilelås 210 og en dor eller stamme 212 som er koplet til aktuatoren 106. Kilebeltet 208 kan være hvilket som helst kilebelte eller gripeelement som er tilpasset for å gripe røret 112 og kilebeltet 208 har fortrinnsvis mothakespor (ikke vist) for å tilveiebringe inngrep. Kilelåsen 210 er koplet til doren 212 som kan være koplet til aktuatoren 106. Aktuatoren 106 beveger en hylse 214, eller holder (cage) ned for å bevege kilebeltet 208 ned. Når kilebeltet 208 beveges nedover, beveger kilebeltets vinkel og kilelåsens vinkel kilebeltet radielt bort fra gripeapparatets lengdeakse. Denne utoverrettede, radielle bevegelse beveger kilebeltet 208 inn i inngrep med røret 112. Med kilebeltet 208 i inngrep med røret 112, vil vekten av røret 112 øke gripe-kraften som påføres av kilebeltet 208 på grunn av kilelåsens 210 og kilebeltets 208 vinkler. Selv om figur 2 viser at hylsen 214 beveger seg nedover for å aktivere kilebeltet 208, kan hvilken som helst passende konfigurasjon brukes for å bringe kilebeltet 208 i inngrep med røret 112. I en annen utførelse aktiveres kilebeltet 208 ved at kilelåsen 210 beveges oppover i forhold til kilebeltet 208 og presser således kilebeltet 208 til å bevege seg radielt utover. The gripping device 104, as shown in Figure 2, is an internal gripping device which is adapted to engage with the inside of the tube 112. The gripping apparatus 104 includes a wedge belt 208, a wedge lock 210 and a mandrel or stem 212 which is coupled to the actuator 106. The wedge belt 208 may be any wedge belt or gripping element adapted to grip the pipe 112 and the wedge belt 208 preferably has barbed grooves (not shown ) to provide interventions. The wedge lock 210 is connected to the mandrel 212 which can be connected to the actuator 106. The actuator 106 moves a sleeve 214, or holds (cage) down to move the V-belt 208 down. When the wedge belt 208 is moved downwards, the angle of the wedge belt and the angle of the wedge lock move the wedge belt radially away from the longitudinal axis of the gripper. This outward radial movement moves the V-belt 208 into engagement with the tube 112. With the V-belt 208 engaged with the tube 112, the weight of the tube 112 will increase the gripping force applied by the V-belt 208 due to the angles of the V-belt 210 and the V-belt 208. Although Figure 2 shows that the sleeve 214 moves downwardly to activate the V-belt 208, any suitable configuration may be used to bring the V-belt 208 into engagement with the tube 112. In another embodiment, the V-belt 208 is activated by moving the V-belt 210 upward relative to to the V-belt 208 and thus forces the V-belt 208 to move radially outward.
I en alternativ utførelse kan gripeapparatet 104 være en utvendig griper for å gripe røret 112 utvendig. Den utvendige griper kan innarbeide kilebelter som beveger seg mot lengdeaksen når de aktiveres. Videre kan en kombinasjon av et innvendig og et utvendig gripeapparat 104 brukes. Enda videre kan den utvendige griper innarbeide gripeelementer som dreier for å gripe inn med røret. En eksempelvis utvendig griper er vist i patentsøknadspublikasjon US 2005/0257933. In an alternative embodiment, the gripping device 104 can be an external gripper to grip the tube 112 externally. The external gripper can incorporate V-belts which move against the longitudinal axis when activated. Furthermore, a combination of an internal and an external gripper 104 can be used. Even further, the outer gripper may incorporate gripper elements which rotate to engage with the tube. An exemplary external gripper is shown in patent application publication US 2005/0257933.
Aktuatoren 106 er vist skjematisk i figur 1 og 2 og kan være en elektrisk drevet, mekanisk drevet eller fluiddrevet sammenstilling som er konstruert for å frigjøre og å sette gripeapparatet 104. Videre kan aktuatoren 106 være hvilken som helst kombinasjon av elektrisk drevet, mekanisk drevet eller fluiddrevet aktuator. The actuator 106 is shown schematically in Figures 1 and 2 and may be an electrically powered, mechanically powered or fluid powered assembly designed to release and seat the gripper 104. Further, the actuator 106 may be any combination of electrically powered, mechanically powered or fluid driven actuator.
Svivelen 200 tillater en elektrisk kilde eller en fluidkilde som for eksempel en pumpe (ikke vist) for å overføre et fluid og/eller en elektrisk strøm til aktuatoren 106 under drift, og særskilt ved rotasjon av aktuatoren 106. Svivelen 200 kan være en vanlig svivel som for eksempel en SCOTT ROTARY SEAL™ med vanlige tetninger av O-ringtypen. Svivelen 200 i figur 2 og 3 er del av et mellomstykke 215 som har en nedre hannende 216 og en øvre hunnende 217 for kopling av svivelen 200 til andre rigg-komponenter som for eksempel en toppdrevet maskin eller doren 212. Dorens 212 øvre ende kan opsjonsmessig ha et tilpasningsstykke 218 for å forbinde gripeapparatet 104 til svivelen 200 eller drivmekanismen 108. Tilpasningsstykket 218 kan ganske enkelt være en gjenget forbindelse som vist eller innarbeide en låseegenskap som beskrives nærmere nedenfor. Drivmekanismen 108 kan være hvilken som helst drivmekanisme som er kjent innen faget for å bære røret 112 som for eksempel en toppdrevet maskin, en kompensator, eller en kombinert kompensator og toppdrevet maskin eller en løpeblokk. Forbindelsen mellom drivmekanismen 108 og gripeapparatet 104 kan likne tilpasningsstykket 218 og vil bli nærmere omtalt nedenfor. Doren 212 er konfigurert slik at den toppdrevne maskin vil overføre en roterende bevegelse til kilebeltet, som nærmere omtalt nedenfor. The swivel 200 allows an electrical source or a fluid source such as a pump (not shown) to transfer a fluid and/or an electric current to the actuator 106 during operation, and in particular during rotation of the actuator 106. The swivel 200 can be a normal swivel such as a SCOTT ROTARY SEAL™ with conventional O-ring type seals. The swivel 200 in Figures 2 and 3 is part of an intermediate piece 215 which has a lower male end 216 and an upper female end 217 for connecting the swivel 200 to other rig components such as, for example, a top-driven machine or the mandrel 212. The upper end of the mandrel 212 can optionally have an adapter 218 to connect the gripper 104 to the swivel 200 or drive mechanism 108. The adapter 218 may simply be a threaded connection as shown or incorporate a locking feature as described in more detail below. The drive mechanism 108 may be any drive mechanism known in the art to carry the pipe 112 such as a top drive machine, a compensator, or a combined compensator and top drive machine or a runner block. The connection between the drive mechanism 108 and the gripper 104 may be similar to the adapter piece 218 and will be discussed in more detail below. The mandrel 212 is configured so that the top drive machine will transmit a rotary motion to the V-belt, as discussed in more detail below.
Aktuatoren 106 kan koples til doren 212 og operativt koples til svivelen 200. Svivelen 200 kan generelt være en hul eller massiv aksel med spor eller kontaktringer og en ytre ring som har fluidporter eller børster. Akselen kan rotere fritt mens ringen står stille. Fluidet fordeles således fra et stasjonært punkt til en roterende aksel hvor fluidet i sin tur fordeles til forskjellige komponenter for å operere utstyret som roterer med doren som for eksempel aktuatoren 106 for å trekke til og å frigjøre kilebeltet 208. The actuator 106 may be coupled to the mandrel 212 and operatively coupled to the swivel 200. The swivel 200 may generally be a hollow or solid shaft with grooves or contact rings and an outer ring having fluid ports or brushes. The shaft can rotate freely while the ring is stationary. The fluid is thus distributed from a stationary point to a rotating shaft where the fluid is in turn distributed to various components to operate the equipment that rotates with the mandrel such as the actuator 106 to tighten and release the V-belt 208.
I én utførelse er aktuatoren 106 to eller flere ringformede stempelsammenstillinger 300 som vist i figur 3. Hver ringformede stempelsammenstilling 300 kan innbefatte et stempel 302, et fluidaktiveringskammer 304, en styreledning(er) 308 (vist skjematisk) og et fluidinnløp 310. Hver ringformede stempelsammenstilling 300 er i stand til å aktivere gripeapparatet 104 uavhengig av den andre stempelsammenstilling 300. Det er således bygget in redundans for å tilveiebringe et reserve sikkerhetssystem. Det vil si at én av de ringformede stempelsammenstillinger 300 er en primær sammenstilling som er nødvendig for operasjon av aktuatoren 106. De gjenværende ringformede stempelsammenstillinger 300 er redundante og tilveiebringer et tilleggsreservesikker-hetstrekk. Hver ringformet stempelsammenstilling 300 opererer ved å føre inn fluid i fluidaktiveringskammeret 304. Fluidet i aktiveringskammeret 304 påfører trykk på stempelets 302 øvre side. Trykket på stempelet 302 beveger stempelet 302 nedover. Stempelet 302 er operativt koplet til gripeapparatet 104 via hylsen 214. Selv om det er vist koplet til hylsen 214, bør det forstås at hvilken som helst form for aktivering av gripeapparatet 104 med stemplene 302 kan tenkes. For å løse gripeapparatet 104 fra røret 112 kan fluid innføres i et frigjøringskammer 306. Når fluidtrykket i frigjørings-kammeret 306 som virker på stempelets 302 nedre side blir større enn fluidtrykket over stempelet 302, kan stempelet 302 bevege seg oppover og derved frigjøre gripeapparatet 104 fra røret 112. Hver av de ringformede stempelsammenstillinger 300 kan ha frigjøringskammeret 306 eller ingen kan være utstyrt med frigjøringskammeret. Det kan tenkes at for å frigjøre gripeapparatet 104 avlastes ganske enkelt trykket i aktiveringskamrene 304 og drivmekanismen 108 kan så brukes til å frigjøre kilebeltet 208 som vist i figur 2 fra røret 112. Selv om vist med to ringformede stempelsammenstillinger 300, bør det forstås at et hvilket som helst antall kan brukes så lenge det finnes minst én primær stempelsammenstilling og én redundant eller reserve stempelsammenstilling. In one embodiment, the actuator 106 is two or more annular piston assemblies 300 as shown in Figure 3. Each annular piston assembly 300 may include a piston 302, a fluid activation chamber 304, a control line(s) 308 (shown schematically), and a fluid inlet 310. Each annular piston assembly 300 is capable of activating the gripper 104 independently of the second piston assembly 300. It is thus built in redundancy to provide a backup safety system. That is, one of the annular piston assemblies 300 is a primary assembly necessary for operation of the actuator 106. The remaining annular piston assemblies 300 are redundant and provide an additional backup safety feature. Each annular piston assembly 300 operates by introducing fluid into the fluid activation chamber 304. The fluid in the activation chamber 304 applies pressure to the upper side of the piston 302. The pressure on the piston 302 moves the piston 302 downwards. The piston 302 is operatively connected to the gripper 104 via the sleeve 214. Although shown coupled to the sleeve 214, it should be understood that any form of activation of the gripper 104 with the pistons 302 is conceivable. To release the gripper 104 from the pipe 112, fluid can be introduced into a release chamber 306. When the fluid pressure in the release chamber 306 acting on the lower side of the piston 302 becomes greater than the fluid pressure above the piston 302, the piston 302 can move upwards and thereby release the gripper 104 from the tube 112. Each of the annular piston assemblies 300 may have the release chamber 306 or none may be equipped with the release chamber. It is conceivable that to release the gripper 104 the pressure in the actuation chambers 304 is simply relieved and the drive mechanism 108 can then be used to release the V-belt 208 as shown in Figure 2 from the tube 112. Although shown with two annular piston assemblies 300, it should be understood that a any number may be used as long as there is at least one primary piston assembly and one redundant or spare piston assembly.
Styreledningene 308 som er vist skjematisk i figur 3 kan være én styreledning eller en rekke/flerhet av styreledninger for tilførsel av fluid til hver enkelt ringformet stempelsammenstilling 300. Styreledningene 308 kan innbefatte en overvåkingsledning for overføring av informasjon tilbake til en styreenhet 312. Styreledningene 308 tillater en operatør eller styreenheten 312 å overvåke forholdene i fluidkamrene i hver enkelt stempelsammenstilling 300, inkludert, men ikke begrenset til trykk og temperatur. Hvis det derfor er et plutselig trykktap i en av de ringformede stempelsammenstillinger 300, kan styreenheten 312 eller operatøren gjøre justeringer til de andre ringformede stempelsammenstillinger 300 for å sikre at inngrep med røret 112 ikke tapes. Styreledningene 308 kan, selv om de er vist som en styreledning, være hvilken som helst fluidkilde som er kjent innen faget som for eksempel et ringrom som omgir aktuatoren 106. The control lines 308 shown schematically in Figure 3 can be one control line or a series/plurality of control lines for supplying fluid to each individual annular piston assembly 300. The control lines 308 can include a monitoring line for transmitting information back to a control unit 312. The control lines 308 allow an operator or control unit 312 to monitor the conditions in the fluid chambers of each individual piston assembly 300, including but not limited to pressure and temperature. Therefore, if there is a sudden loss of pressure in one of the annular piston assemblies 300, the control unit 312 or the operator can make adjustments to the other annular piston assemblies 300 to ensure that engagement with the tube 112 is not lost. The control conduits 308, although shown as a control conduit, may be any fluid source known in the art such as an annulus surrounding the actuator 106.
Generelt kan styreenheten 312 ha ytterligere styreledninger som kommuniserer operativt med en løpeblokk, et plasseringssystem, en føler, drivmekanismen, en krafttang og/eller et rørhåndteringsapparat. Videre mottar styreenheten 312 data fra overvåk-ingsledningene og drivmekanismen. Styreenheten 312, i forskjellige utførelser kan være i fluid, trådløs (for eksempel infrarød, RF, bluetooth, etc) kommunikasjon eller kommunikasjon via ledning med komponenter i den foreliggende oppfinnelse. I illus-trasjonsformål kan styreenheten 312 være kommunikasjonsmessig koplet til drivmekanismen, fluidkammere, gripeapparat 104, en utløser, et plasseringssystem én eller flere følere, og andre boreriggkomponenter. Styreenheten 312 kan generelt være konfigurert for å operere og overvåke hver av de respektive komponenter på en automa-tisert måte (for eksempel i henhold til en programmert sekvens som er lagret i hukommelse) eller i henhold til eksplisitt brukerinnspill. In general, the control unit 312 may have additional control lines that operatively communicate with a runner block, a positioning system, a sensor, the drive mechanism, a forceps and/or a pipe handling apparatus. Furthermore, the control unit 312 receives data from the monitoring lines and the drive mechanism. The control unit 312, in various embodiments, can be in fluid, wireless (for example infrared, RF, bluetooth, etc) communication or communication via wire with components of the present invention. For purposes of illustration, the control unit 312 may be communicatively connected to the drive mechanism, fluid chambers, gripper 104, a trigger, a placement system one or more sensors, and other drilling rig components. The control unit 312 may generally be configured to operate and monitor each of the respective components in an automated manner (for example according to a programmed sequence stored in memory) or according to explicit user input.
Selv om det ikke er vist, kan styreenheten 312 være utstyrt med en programmerbar Although not shown, the controller 312 may be equipped with a programmable
sentral prosesseringsenhet, en hukommelse, en masselagringsinnretning, og velkjente støttekretser som for eksempel kraftforsyninger, ur, hurtigbuffer, inngangs-/utgangs-kretser og liknende. Straks den er innkoplet, kan operatøren styre driften av gripeapparatet 104 ved å legge inn kommandoer i styreenheten 312. For dette formål innbefatter en annen utførelse av styreenheten 312 et ikke vist kontrollpanel. Kontroll-panelet kan innbefatte et tastatur, brytere, knapper, en berøringsskjerm, etc. central processing unit, a memory, a mass storage device, and well-known support circuits such as power supplies, clock, cache, input/output circuits and the like. As soon as it is switched on, the operator can control the operation of the gripper 104 by inputting commands into the control unit 312. For this purpose, another embodiment of the control unit 312 includes a control panel not shown. The control panel may include a keyboard, switches, buttons, a touch screen, etc.
Med styreenheten 312 som overvåker og opererer boreriggen, kan et integrert sikkerhetssystem lett tilpasses boreriggen 100. Et sikkerhetssystem kan forhindre at et rør 112 eller en rørstreng mistes. I én utførelse er sikkerhetssystemet tilpasset for å tilveiebringe en indikasjon for hvorvidt gripeapparatet 104 er behørig forbundet med røret 112. Således ville sikkerhetssystemet la en operatør eller styreenheten 312 vite at gripeapparatet 104 har fullt inngrep med røret 112. Når gripeapparatets 104 inngrep med røret 112, som nå er en del av rørstrengen 116, bekreftes av sikkerhetssystemet, kan styreenheten 312 eller operatøren frigjøre kilebeltet eller holderingen ved boredekket. Løpeblokken ville deretter senke rørstrengen 116 slik at rørets hunnende befinner seg nær boredekket 118. Styreenheten 312 eller operatøren kan deretter reaktivere kilebeltet eller holderingen til å gripe rørstrengen 116. Med kilebeltet i inngrep med rørstrengen 116, ville styreenheten la gripeapparatet 104 frigjøre rørstrengen 116. Sikkerhetssystemet er også i stand til å overvåke den riktige mengden tiltrekkingsmoment i rørets 112 gjenger ved tiltrekking. Dette sikrer at gjengene ikke skades under tiltrekkingen og at forbindelsen er sikker. Eksempler på passende sikkerhetssystemer er anskueliggjort i US 6,742,596 og patentsøknader US 2005/0096846, 2004/0173358 og 2004/0144547. With the control unit 312 monitoring and operating the drilling rig, an integrated safety system can be easily adapted to the drilling rig 100. A safety system can prevent a pipe 112 or a pipe string from being lost. In one embodiment, the safety system is adapted to provide an indication of whether the gripper 104 is properly engaged with the pipe 112. Thus, the safety system would let an operator or control unit 312 know that the gripper 104 is fully engaged with the pipe 112. When the gripper 104 engages the pipe 112, which is now part of the pipe string 116, is confirmed by the safety system, the control unit 312 or the operator can release the V-belt or retaining ring at the drill deck. The runner block would then lower the tubing string 116 so that the female end of the tubing is near the drill deck 118. The control unit 312 or the operator can then reactivate the V-belt or retaining ring to grip the tubing string 116. With the V-belt engaged with the tubing string 116, the control unit would allow the gripping apparatus 104 to release the tubing string 116. The safety system is also able to monitor the correct amount of tightening torque in the pipe's 112 threads when tightening. This ensures that the threads are not damaged during tightening and that the connection is secure. Examples of suitable security systems are illustrated in US 6,742,596 and patent applications US 2005/0096846, 2004/0173358 and 2004/0144547.
I en alternativ utførelse innbefatter gripeapparatets 104 aktuator 106 én eller flere stempel- og sylindersammenstillinger 400 som vist i figur 4. Stempel- og sylindersammenstillingene 400 koples til doren 212 via en krage 402 og er bevegelig koplet til hylsen 214 via en slepering 404. Sleperingen 404 koples til en stang 406 i hver av stempel- og sylindersammenstillingene 400. Sleperingen 404 er operativt koplet til hylsen 214 for å aktivere gripeapparatet 104. Det bør forstås at hvilken som helst fremgangsmåte som er kjent innen faget for å feste stempel- og sylindersammenstillingene 400 til doren 212 og hylsen 214 kan brukes. Hvilken som helst av stempel- og sylindersammenstillingene 400 er i stand til å bevege sleperingen 404 for å aktivere gripeapparatet 104, og derfor er alle stempel- og sylindersammenstillingene 400 unn-tatt én redundante eller tilveiebringer reserve, og ett av stemplene er den primære aktuator. Det bør videre forstås at andre kraftkilder utenom fluidkilder også kan - anvendes for å gi kraft til gripeapparatet 104 enten separat eller i forbindelse med fluidkraft. Disse alternative kraftkilder innbefatter, men er ikke begrenset til, elektrisitet, batteri, og systemer med lagret energi som for eksempel kraftfjærer og kompri-mert gass. In an alternative embodiment, the gripper 104's actuator 106 includes one or more piston and cylinder assemblies 400 as shown in Figure 4. The piston and cylinder assemblies 400 are connected to the mandrel 212 via a collar 402 and are movably connected to the sleeve 214 via a drag ring 404. The drag ring 404 is coupled to a rod 406 in each of the piston and cylinder assemblies 400. The slip ring 404 is operatively coupled to the sleeve 214 to actuate the gripper 104. It should be understood that any method known in the art for attaching the piston and cylinder assemblies 400 to mandrel 212 and sleeve 214 can be used. Any one of the piston and cylinder assemblies 400 is capable of moving the slip ring 404 to actuate the gripper 104, and therefore all but one of the piston and cylinder assemblies 400 are redundant or provide backup, and one of the pistons is the primary actuator. It should further be understood that other power sources besides fluid sources can also be used to provide power to the gripper 104 either separately or in conjunction with fluid power. These alternative power sources include, but are not limited to, electricity, batteries, and systems with stored energy such as power springs and compressed gas.
I en annen utførelse kan aktuatoren drives elektrisk. Den elektrisk drevne aktuator kan være utstyrt med en mekanisk låseinnretning som virker som en reservesammenstilling som hindrer frigjøring av gripeapparatet 104. Videre kan den elektrisk drevne aktuator innbefatte mer enn ett aktiveringselement for redundans eller som en reserve. Enda videre kan den elektrisk drevne aktuator sende data til en styreenhet 312 for å kommunisere sin posisjon til en operatør. Således kan styreenheten 312, hvis én lås svikter, ta skritt for å hindre tilfeldig frigjøring av røret 112. In another embodiment, the actuator can be driven electrically. The electrically powered actuator may be equipped with a mechanical locking device that acts as a backup assembly that prevents release of the gripper 104. Furthermore, the electrically powered actuator may include more than one actuation element for redundancy or as a backup. Even further, the electrically powered actuator can send data to a control unit 312 to communicate its position to an operator. Thus, if one lock fails, the control unit 312 can take steps to prevent accidental release of the tube 112.
Som beskrevet ovenfor kan en separat opererbar redundant aktuator, for å anordne for redundans- eller sikkerhetssammenstilling, brukes for å sikre drift av gripeapparatet 104 i tilfelle av havari på den primære aktuator. I én utførelse innbefatter aktuatoren 106, som vist i figur 3, fire stempelsammenstillinger 300. Den primære aktuator kan være én av stempelsammenstillingene 300, mens hvilken som helst eller alle de resterende stempelsammenstillingene 300 kan virke som den redundante aktuator. Den redundante aktuator virker på samme måte som den primære aktuator. Det vil si at den redundante aktuator påfører en aktiveringskraft på gripeapparatet 104 når fluidet tilføres til den redundante aktuators aktiveringskammer 304. Som omtalt ovenfor kan fluidtrykket i aktiveringskammeret 304 overvåkes av styreenheten 312. Den redundante aktuator vil tilveiebringe aktiveringskraften på gripeapparatet 104 selv i det tilfelle at en primær aktuator svikter. Videre kan ytterligere aktuatorer, som opereres på samme eller liknende vis som den redundante aktuator, tilveiebringes. As described above, a separately operable redundant actuator, to provide for redundancy or safety assembly, may be used to ensure operation of the gripper 104 in the event of failure of the primary actuator. In one embodiment, the actuator 106, as shown in Figure 3, includes four piston assemblies 300. The primary actuator may be one of the piston assemblies 300, while any or all of the remaining piston assemblies 300 may act as the redundant actuator. The redundant actuator works in the same way as the primary actuator. That is, the redundant actuator applies an activation force to the gripper 104 when the fluid is supplied to the redundant actuator's activation chamber 304. As discussed above, the fluid pressure in the activation chamber 304 can be monitored by the control unit 312. The redundant actuator will provide the activation force to the gripper 104 even in the event that a primary actuator fails. Furthermore, further actuators, which are operated in the same or similar manner as the redundant actuator, can be provided.
I en annen utførelse innrettes én eller flere ventiler 314, som er vist skjematisk i figur 3, mellom styreledningen(e) 308 og aktiveringskammeret 304 for å tilveiebringe den ytterligere og/eller alternative reserve sikkerhetssammenstillingen. Ventilen 314 lar fluid komme inn i aktiveringskammeret 304, men lar ikke fluid komme ut av aktiveringskammeret 304. Ventilene 314 kan innstilles slik at de frigjør trykket når fri-gjøringskamrene 306 aktiveres. Ventilen 314 er typisk en enveisventil som for eksempel en tilbakeslagsventil, men det bør imidlertid forstås at hvilken som helst ventil kan brukes, inkludert, men ikke begrenset til en lastventil. I drift kommer fluidet inn i aktiveringskammeret 304 og aktiverer den ringformede stempelsammenstilling 300 og In another embodiment, one or more valves 314, which are shown schematically in Figure 3, are arranged between the control line(s) 308 and the activation chamber 304 to provide the additional and/or alternative backup safety assembly. The valve 314 allows fluid to enter the activation chamber 304, but does not allow fluid to exit the activation chamber 304. The valves 314 can be set so that they release the pressure when the release chambers 306 are activated. The valve 314 is typically a one-way valve such as a check valve, however, it should be understood that any valve may be used, including but not limited to a cargo valve. In operation, the fluid enters the activation chamber 304 and activates the annular piston assembly 300 and
derved griper gripeapparatets 104 kilebelte 208 inn med røret 112. Fluidet virker også som redundans for å hindre gripeapparatets 104 kilebelte 208 fra å frigjøre seg fra thereby, the V-belt 208 of the gripping device 104 engages with the pipe 112. The fluid also acts as redundancy to prevent the V-belt 208 of the gripping device 104 from freeing itself from
røret 112 før trykket påføres den motsatte ende av stempelet 302. I denne utførelse virker ventilen 314 slik at den holder et hovedsakelig konstant trykk på stempelet 302, selv om fluidtrykket i styreledningen(e) mistes av vanvare eller selektivt skrus av. Dette holder i sin tur en konstant låsekraft på kilebeltet 208. Ventilene 314 kan innebygges i aktuatoren 106 eller legges til og/eller loddes inn i som et tillegg til aktuatoren 106. Videre kan ventilen 314 befinne seg hvor som helst mellom fluidkilden for operasjon av det ringformede stempel 300 og aktiveringskammeret 304. Ventilen 314 kan festes til hvert aktiveringskammer 304 eller til hvilket som helst antall fluidkammere avhengig av aktuatorens 106 krav. Således er bare ett av aktiveringskamrene 304 nødvendig, under drift, for at kilebelte 208 skal gå i inngrep. De ytterligere aktiveringskammere 304 kan være utstyrt med ventilen 314 som et sikkerhetskammer som, så snart det er aktivert, forhindrer gripeapparatet 104 fra å frigjøre røret 112 tilfeldig. Ventilene 314 vil virke på basis av et enkelt stempel. Således vil den redundante aktuator, hvis flere stempler brukes og hvis ett stempel mistes eller lekker trykk på grunn av en havarert tetning, fortsette å holde tilsettingskraften på kilebeltet 208. the pipe 112 before the pressure is applied to the opposite end of the piston 302. In this embodiment, the valve 314 acts to maintain a substantially constant pressure on the piston 302, even if the fluid pressure in the control line(s) is lost by accident or is selectively turned off. This in turn maintains a constant locking force on the V-belt 208. The valves 314 can be built into the actuator 106 or added and/or soldered in as an addition to the actuator 106. Furthermore, the valve 314 can be located anywhere between the fluid source for operation of the annular piston 300 and the actuation chamber 304. The valve 314 can be attached to each actuation chamber 304 or to any number of fluid chambers depending on the actuator 106 requirements. Thus, only one of the activation chambers 304 is necessary, during operation, for the V-belt 208 to engage. The additional activation chambers 304 may be equipped with the valve 314 as a safety chamber which, once activated, prevents the gripper 104 from accidentally releasing the tube 112. The valves 314 will operate on the basis of a single piston. Thus, if multiple pistons are used and if one piston is lost or leaks pressure due to a failed seal, the redundant actuator will continue to maintain the application force on the V-belt 208.
I enda en annen alternativ utførelse er den redundante aktuator én eller flere av stempel- og sylindersammenstillingene 400, og den primære aktuator er én av stempel- og sylindersammenstillingene 400, som vist i figur 4. Som beskrevet ovenfor, er den primære aktuator og hver av de redundante aktuatorer i stand til uavhengig å operere gripeapparatet 104. Videre er styreenheten 312, som vist i figur 3, i stand til å overvåke forholdene i den primære aktuator og de redundante aktuatorer for å sikre at gripeapparatet 104 forblir i inngrep med røret 112 når det ønskes. In yet another alternative embodiment, the redundant actuator is one or more of the piston and cylinder assemblies 400, and the primary actuator is one of the piston and cylinder assemblies 400, as shown in Figure 4. As described above, the primary actuator and each of the redundant actuators capable of independently operating the gripper 104. Further, as shown in Figure 3, the control unit 312 is capable of monitoring the conditions of the primary actuator and the redundant actuators to ensure that the gripper 104 remains engaged with the tube 112 when it is desired.
I enda en annen utførelse er i det minste noen av stempel- og sylindersammenstillingene 400 utstyrt med en ventil 500, vist skjematisk i figur 5, for å tilveiebringe en reservesammenstilling som et ytterligere sikkerhetstrekk for å forhindre uaktsom frigjør-ing av gripeapparatet 104. Som vist innbefatter hver av stempel- og sylindersammenstillingene 400 en sylinder 502 og et stempel 504. Det kan være to fluidstyreledninger forbundet med hver av stempel- og sylindersammenstillingene 400. En aktuatorled-ning 506 er forbundet med hver sylinder 502. Aktuatorledningen 506 påfører hydraulisk eller pneumatisk trykk til hvert stempel 504 for å aktivere gripeapparatet 104 (vist i figurer 1-4). En frigjøringsledning 512 er forbundet med hver av sylindrene 502 nedenfor stempelet 504 for å frigjøre gripeapparatet 104. Én eller flere mateledninger 508 kan koples til hver av aktiveringsledningene 506. Ytterligere separate mateledninger kan brukes for å tilføre kraft til hver av stempel- og sylindersammenstillingene 400 separat. Hver av aktiveringsledningene 506 kan være utstyrt med ventilen 500, men selv om hver av aktiveringsledningene 506 er vist som å ha ventilen 500, bør det forstås at så få som én ventil 500 kan brukes. In yet another embodiment, at least some of the piston and cylinder assemblies 400 are provided with a valve 500, shown schematically in Figure 5, to provide a backup assembly as an additional safety feature to prevent inadvertent release of the gripper 104. As shown each of the piston and cylinder assemblies 400 includes a cylinder 502 and a piston 504. There may be two fluid control lines connected to each of the piston and cylinder assemblies 400. An actuator line 506 is connected to each cylinder 502. The actuator line 506 applies hydraulic or pneumatic pressure to each piston 504 to activate the gripper 104 (shown in Figures 1-4). A release line 512 is connected to each of the cylinders 502 below the piston 504 to release the gripper 104. One or more feed lines 508 may be connected to each of the actuation lines 506. Additional separate feed lines may be used to apply power to each of the piston and cylinder assemblies 400 separately . Each of the activation conduits 506 may be provided with the valve 500, but although each of the activation conduits 506 is shown as having the valve 500, it should be understood that as few as one valve 500 may be used.
For å aktivere gripeapparatet 104 strømmer fluid gjennom den ene eller de flere mateledninger 508. Fluidet kommer inn i hver av aktiveringsledningene 506 og strøm-mer deretter forbi ventilene 500. Ventilene 500 opererer på en måte som lar fluid strømme mot sylinderen 502, men ikke tilbake mot mateledningen 508. Ettersom fluidet fortsetter å strømme forbi ventilene 500, fyller det opp hver av ledningene ned-strøms for ventilene 500. Fluidet kan deretter begynne å utøve en kraft på stemplene 504. Kraften på stemplene 504 forårsaker at stemplene 504 beveger sleperingen 404 (vist i figur 4) og aktiverer gripeapparatet 104. Kilebeltet 208 vil deretter gripe inn med røret 112. Med kilebeltet i fullt inngrep vil ikke fluidet lenger bevege stemplene 504 nedover. Innføring av fluid kan stoppes ved et forutbestemt trykk som kan overvåkes av styreenheten 312 eller en operatør. Den eneste kraften på stemplene 504 i den aktiverte stilling er fluidtrykket over stemplene 504. Systemet vil forbli i denne tilstand inntil trykket slippes av ved hjelp av brytere 510 eller ventilene 500 eller i tilfelle av et systemhavari. Hver av ventilene 500 virker som et sikkerhetssystem for å sikre at gripeapparatet ikke av vanvare frigjør røret 112. I drift kan kilebeltet 208 fri-gjøres ved å aktivere bryterne 510 og la fluidet forlate oversiden av stemplene 504. Fluid innføres da i frigjøringsledningene 512 for å trykke opp undersiden av stemplene 504. Med fluidet sluppet ut fra oversiden av stemplene 504, kreves det ikke noen ytterligere kraft for å frigjøre kilebeltet 208 enn friksjon mellom kilebeltet 208 og røret 112. Selv om ventilene 500 er vist i sammenheng med stempel- og sylindersammenstillingene 400, bør det forstås at ventilene 500 og det hydrauliske system kan brukes i sammenheng med hvilken som helst aktuator som er fremlagt heri. To activate the gripper 104, fluid flows through the one or more feed lines 508. The fluid enters each of the activation lines 506 and then flows past the valves 500. The valves 500 operate in a manner that allows fluid to flow toward the cylinder 502, but not back. toward the feed line 508. As the fluid continues to flow past the valves 500, it fills up each of the lines downstream of the valves 500. The fluid can then begin to exert a force on the pistons 504. The force on the pistons 504 causes the pistons 504 to move the slip ring 404 ( shown in figure 4) and activates the gripping device 104. The V-belt 208 will then engage with the pipe 112. With the V-belt in full engagement, the fluid will no longer move the pistons 504 downwards. Introduction of fluid can be stopped at a predetermined pressure which can be monitored by the control unit 312 or an operator. The only force on the pistons 504 in the activated position is the fluid pressure above the pistons 504. The system will remain in this state until the pressure is released by switches 510 or valves 500 or in the event of a system failure. Each of the valves 500 acts as a safety system to ensure that the gripper does not accidentally release the tube 112. In operation, the V-belt 208 can be released by activating the switches 510 and allowing the fluid to leave the upper side of the pistons 504. Fluid is then introduced into the release lines 512 to pushing up the underside of the pistons 504. With the fluid released from the top of the pistons 504, no additional force is required to release the V-belt 208 other than friction between the V-belt 208 and the tube 112. Although the valves 500 are shown in conjunction with the piston and cylinder assemblies 400, it should be understood that the valves 500 and hydraulic system may be used in conjunction with any actuator disclosed herein.
I enda en annen alternativ utførelse kan én eller alle stempel- og sylindersammenstillingene 400 være utstyrt med en opsjonsmessig akkumulator 514, som vist i figur 5. Akkumulatoren 514 tilveiebringer et ytterligere sikkerhetstrekk for å sikre at gripeapparatet 104 ikke frigjør røret 112 i utide. Akkumulatoren 514 befinner seg, som vist, mellom ventilen 500 og sylinderen 502 innen hver av aktiveringsledningene 506. En akkumulatorledning 516 kopler akkumulatoren 514 fluidmessig til aktiveringsledningene 506. Hver akkumulator kan innbefatte en innvendig blære eller membran (ikke vist). Blæren er en ugjennomtrengelig elastisk membran som skiller stempel- og sylindersammenstillingenes 400 systemfluid fra det kompressible fluid i akkumulatoren 514. Før stempel- og sylindersammenstillingenes 400 systemfluid opereres, fylles akkumulatoren 514 med komprimerbart fluid til et forutbestemt trykk. Med bare det komprimerbare fluid i akkumulatoren 514, vil blæren utvide seg til å dekke den nedre ende mot akkumulatorens 514 akkumulatorledning 516. Med blæren i den stillingen har akkumulatorblæren nådd sin maksimale utvidelse. Når fluidet for å operere stempel- og sylindersammenstillingene 400 kommer inn i akkumulatorene 514, begynner blærens membran å bevege seg oppover i forhold til akkumulatorledningene 516. Blæren komprimerer det komprimerbare fluid ytterligere idet blæren beveger seg oppover i akkumulatorene 516. Når kilebeltet er i fullt inngrep, vil fluidet ikke lenger bevege stemplene 504 nedover. Systemfluidet vil fortsette å forårsake at blæren trekker seg sammen mens det komprimerer det komprimerbare fluid i akkumulatorene 514. Innføring av systemfluid vil stoppes ved et forutbestemt trykk. Som omtalt ovenfor, kan systemet forbli i denne tilstand inntil trykket slippes av ved hjelp av brytere 510 eller i tilfelle av systemhavari. In yet another alternative embodiment, one or all of the piston and cylinder assemblies 400 may be equipped with an optional accumulator 514, as shown in Figure 5. The accumulator 514 provides an additional safety feature to ensure that the gripper 104 does not prematurely release the tube 112. The accumulator 514 is located, as shown, between the valve 500 and the cylinder 502 within each of the activation lines 506. An accumulator line 516 fluidly connects the accumulator 514 to the activation lines 506. Each accumulator may include an internal bladder or membrane (not shown). The bladder is an impermeable elastic membrane that separates the piston and cylinder assembly 400 system fluid from the compressible fluid in the accumulator 514. Before the piston and cylinder assembly 400 system fluid is operated, the accumulator 514 is filled with compressible fluid to a predetermined pressure. With only the compressible fluid in the accumulator 514, the bladder will expand to cover the lower end of the accumulator 514 against the accumulator line 516. With the bladder in that position, the accumulator bladder has reached its maximum expansion. As the fluid to operate the piston and cylinder assemblies 400 enters the accumulators 514, the diaphragm of the bladder begins to move upward relative to the accumulator conduits 516. The bladder further compresses the compressible fluid as the bladder moves upward into the accumulators 516. When the V-belt is in full engagement , the fluid will no longer move the pistons 504 downwards. The system fluid will continue to cause the bladder to contract while compressing the compressible fluid in the accumulators 514. System fluid introduction will be stopped at a predetermined pressure. As discussed above, the system may remain in this state until the pressure is released by switches 510 or in the event of a system failure.
I det tilfelle at hydraulikksystemet lekker, vil systemet sakte begynne å miste sitt systemfluid. Imidlertid vil det komprimerbare fluid i akkumulatorene 514 bibeholde trykket i systemfluidet ved å legge til volum når systemfluidet mistes. Når det komprimerbare fluid utvider seg, utvider blæren seg og bibeholder således trykket i systemfluidet ved å legge til volum i systemet. Utvidelsen av blæren står i forhold til mengden av systemfluid som mistes. Med andre ord forblir trykket i systemfluidet og i sin tur trykket på stempelet 504 konstant når systemfluid mistes, på grunn av blærens utvidelse. Blæren fortsetter å bevege seg etter som systemfluid lekker ut inntil blæren er fullt ekspandert. Så snart blæren er fullt ekspandert vil enhver ytterligere lekkasje av systemfluidet forårsake et tap av trykk i systemet. Trykket i akkumulatorene 514 kan overvåkes av styreenheten 312. Således kan, ved tap av trykk i akkumulatorene 514, styreenheten eller en operatør øke trykket i stempel- og sylindersammenstillingene 400 og derved forhindre at gripeapparatet 104 frigjøres av vanvare. Hver av ventilene 500 og akkumulatorene 514 virker uavhengig for hver av stempel- og sylindersammenstillingene 400. Derfor kan det være ett primært stempel som har en ventil 500 og en akkumulator 512 og et hvilket som helst antall redundante stempler som har en ventil 500 og en akkumulator 514 som derved tilveiebringer en økt sikkerhets-faktor. Akkumulatorene 514 kan brukes med hvilken som helst aktuator som er beskrevet heri. In the event that the hydraulic system leaks, the system will slowly begin to lose its system fluid. However, the compressible fluid in the accumulators 514 will maintain the pressure in the system fluid by adding volume when the system fluid is lost. As the compressible fluid expands, the bladder expands and thus maintains the pressure in the system fluid by adding volume to the system. The expansion of the bladder is proportional to the amount of systemic fluid that is lost. In other words, the pressure in the system fluid and in turn the pressure on the piston 504 remains constant when system fluid is lost, due to the expansion of the bladder. The bladder continues to move as systemic fluid leaks out until the bladder is fully expanded. Once the bladder is fully expanded, any further leakage of the system fluid will cause a loss of pressure in the system. The pressure in the accumulators 514 can be monitored by the control unit 312. Thus, upon loss of pressure in the accumulators 514, the control unit or an operator can increase the pressure in the piston and cylinder assemblies 400 and thereby prevent the gripper 104 from being released by accident. Each of the valves 500 and accumulators 514 act independently for each of the piston and cylinder assemblies 400. Therefore, there can be one primary piston having a valve 500 and an accumulator 512 and any number of redundant pistons having a valve 500 and an accumulator 514 which thereby provides an increased safety factor. The accumulators 514 may be used with any actuator described herein.
I en alternativ utførelse til svivelen 200 som ble omtalt ovenfor, koples en svivel 600 direkte til aktuatoren 106, som vist i figur 6A. Dette reduserer gripeapparatets 104 totallengde ved at mellomstykket 215 ikke kreves. Svivelen 600 har en fluiddyse 602 som festes til en styreledning 604 som er koplet il en fluidkilde eller en elektrisk kilde 606 (vist skjematisk). Svivelen 600 har i tillegg et fluidkammer 180 som står i forbindelse med aktuatoren 106 via en port 608 for å frigjøre eller gripe inn med kilebeltet 208. Svivelen 600 inneholder et hus 610 som kan omfatte fluiddysen 602, to eller flere tetningsringer 612 og en basisenhet 614 som er direkte forbundet med det roterende element. Videre innbefatter svivelen 600 sleperinger 616 som kopler huset 610 til basisenheten 614 mens de tillater huset 610 å forbli i ro mens basisenheten 614 roterer. Figur 6B viser svivelen 600 koplet til en aktuator 106A i henhold til en alternativ utførelse. Figur 6C viser to svivler 600 festet til en aktuator 106B. Aktuatoren 106B har et stempel 618 som beveger seg oppover ved hjelp av fluid som føres inn fra den nedre svivel 600 og beveger seg nedover ved hjelp av fluid som føres inn fra den øvre svivel 600. Stempelet 618 opererer gripeapparatet 104. Det bør forstås at svivlene 600 kan brukes med hvilken som helst aktuatoranordning 106 som er fremlagt heri eller kjent innen faget. Videre kan et hvilket som helst antall svivler brukes. In an alternative embodiment to the swivel 200 discussed above, a swivel 600 is connected directly to the actuator 106, as shown in Figure 6A. This reduces the overall length of the gripper 104 in that the intermediate piece 215 is not required. The swivel 600 has a fluid nozzle 602 which is attached to a control line 604 which is connected to a fluid source or an electrical source 606 (shown schematically). The swivel 600 additionally has a fluid chamber 180 that communicates with the actuator 106 via a port 608 to release or engage the V-belt 208. The swivel 600 contains a housing 610 which may include the fluid nozzle 602, two or more sealing rings 612 and a base unit 614 which is directly connected to the rotating element. Furthermore, the swivel 600 includes slip rings 616 that couple the housing 610 to the base assembly 614 while allowing the housing 610 to remain stationary while the base assembly 614 rotates. Figure 6B shows the swivel 600 coupled to an actuator 106A according to an alternative embodiment. Figure 6C shows two swivels 600 attached to an actuator 106B. Actuator 106B has a piston 618 which moves upward by fluid supplied from the lower swivel 600 and moves downward by fluid supplied from the upper swivel 600. The piston 618 operates the gripper 104. It should be understood that the swivels 600 may be used with any actuator device 106 disclosed herein or known in the art. Furthermore, any number of swivels can be used.
I enda en annen alternativ utførelse kan redundansen for hvilken som helst av aktuatorene som er beskrevet ovenfor oppnås ved hjelp av et primært fluidsystem med en elektrisk drevet reserve. Videre kan det primære system være elektrisk operert og det redundante system kan være fluidoperert. In yet another alternative embodiment, the redundancy for any of the actuators described above can be achieved by means of a primary fluid system with an electrically powered reserve. Furthermore, the primary system can be electrically operated and the redundant system can be fluid operated.
I enda en annen alternativ utførelse kan den ovenfor beskrevne svivel 200 og/eller 600 ha form av en roterende kopling 620, som vist i figur 6D. Den roterende kopling In yet another alternative embodiment, the above-described swivel 200 and/or 600 can take the form of a rotary coupling 620, as shown in Figure 6D. The rotary coupling
620 innbefatter et indre roterbart element 622 og et ytre stasjonært element 624. Det indre roterbare element 622 kan være koplet til rørhåndteringssystemets 102 roterende komponenter, som for eksempel drivmekanismen 108 og aktuatoren 106. Det ytre stasjonære element 624 er tilpasset for å koples til én eller flere styreledninger for å 620 includes an inner rotatable member 622 and an outer stationary member 624. The inner rotatable member 622 may be coupled to the pipe handling system 102 rotating components, such as the drive mechanism 108 and the actuator 106. The outer stationary member 624 is adapted to be coupled to one or several steering wires to
operere rørhåndteringssystemets 102 komponenter. Som vist innbefatter den roterende kopling 620 to innløp 626 for hydraulikkfluid og fire innløp 628 for pneumatikkfluid. Det bør imidlertid bemerkes at hvilken som helst kombinasjon av innløp for pneumatikkfluid, hydraulikkfluid, elektrisitet og fiberoptikk kan brukes inkludert bare ett hydraulikkfluidinnløp 626 og/eller ett pneumatikkfluidinnløp 628. Innløpene 626 og 628 kan opsjonsmessig innbefatte en ventil for styring av strømning. Et lager 630 kan innbefattes mellom det indre roterbare element 622 og det ytre stasjonære element 624 for opplagring av radielle og aksielle krefter mellom de to elementer. Som vist er lageret 630 plassert ved hver ende av det ytre stasjonære element 624. operate the pipe handling system's 102 components. As shown, the rotary coupling 620 includes two inlets 626 for hydraulic fluid and four inlets 628 for pneumatic fluid. However, it should be noted that any combination of pneumatic fluid, hydraulic fluid, electrical, and fiber optic inlets may be used including only one hydraulic fluid inlet 626 and/or one pneumatic fluid inlet 628. The inlets 626 and 628 may optionally include a flow control valve. A bearing 630 may be included between the inner rotatable element 622 and the outer stationary element 624 for storage of radial and axial forces between the two elements. As shown, the bearing 630 is located at each end of the outer stationary member 624.
Hydraulikkfluidinnløpet 626 koples til et ringformet kammer 632 via en port 634 gjennom det ytre stasjonære element 624. Det ringformede kammer 632 omslutter hele det ytre stasjonære elements 624 innvendige diameter. Det ringformede kammer 632 koples fluidmessig til en kontrollport 636 som er plassert inne i det indre roterbare element 622. Kontroll porten 636 kan være fluidmessig forbundet med hvilke som helst komponenter i rørhåndteringssystemet 102. For eksempel kan kontroll porten 636 koples til aktuatoren 106 for å operere den primære aktuator og/eller den redundante aktuator. The hydraulic fluid inlet 626 is connected to an annular chamber 632 via a port 634 through the outer stationary element 624. The annular chamber 632 encloses the entire inner diameter of the outer stationary element 624. The annular chamber 632 is fluidically connected to a control port 636 which is located inside the inner rotatable element 622. The control port 636 can be fluidically connected to any components of the pipe handling system 102. For example, the control port 636 can be connected to the actuator 106 to operate the primary actuator and/or the redundant actuator.
For å forhindre lekkasje mellom det indre roterbare element 622 og det ytre stasjonære element 624 kan en hydrodynamisk tetning 638 tilveiebringes på et sted i en utsparing 640 på hver side av det ringformede kammer 632. Som vist er den hydrodynamiske tetning 638 en høyhastighets smørefinne (lubrication fin) som er tilpasset for å tette for det økte trykk som trenges for hydraulikkfluidet. Den hydrodynamiske tetning 638 kan være laget av et hvilket som helst materiale inkludert, men ikke begrenset til, gummi, en polymer, en elastomer. Den hydrodynamiske tetning 638 har en uregel-messig form og/eller plassering i utsparingen 640. Den hydrodynamiske tetnings 638 uregelmessige form og/eller plassering i utsparingen 640 er tilpasset for å skape et hulrom 641 eller rom mellom utsparingens 640 vegger og den hydrodynamiske tetning 638. I drift kommer det hydrauliske fluid inn i det ringformede kammer 632 og fortsetter inn i hulrommene 641 mellom den hydrodynamiske tetning 638 og utsparingen 640. Hydraulikkfluidet beveger seg i hulrommene når det indre roterbare element 622 roteres. Denne bevegelse sirkulerer hydraulikkfluidet inne i hulrommene 641 og driver hydraulikkfluidet mellom den hydrodynamiske tetnings kontaktflater. Hydraulikkfluidets sirkulering og drift skaper et lag av hydraulikkfluid mellom overfla-tene av den hydrodynamiske tetning 638, utsparingen 640 og det indre roterbare element 622. Hydraulikkfluidlaget smører den hydrodynamiske tetning 638 for å redu-sere varmeutvikling og forlenge levetiden til den hydrodynamiske tetning. I en alternativ utførelse er den hydrodynamiske tetning 638 smalere enn utsparingen 640 mens den har en høyde som er hovedsakelig lik eller større enn utsparingen 640. Den hydrodynamiske tetning 638 kan også være periferisk lenger enn utsparingen. Denne konfigurasjon tvinger den hydrodynamiske tetning 638 til å bøye seg i utsparingen som vist i form av en bølget skjult strek i figur 6D. Når det roteres, sirkulerer hydraulikkfluidet i hulrommene 641 som beskrevet ovenfor. Hvert av innløpene kan innbefatte den hydrodynamiske tetning 638. Hvert av innløpene kan ha kontroll porten 636 for å operere separate verktøy i hvilke som helst av komponentene i rørhåndteringssys-temet 102. To prevent leakage between the inner rotatable member 622 and the outer stationary member 624, a hydrodynamic seal 638 may be provided at a location in a recess 640 on each side of the annular chamber 632. As shown, the hydrodynamic seal 638 is a high speed lubrication fine) which is adapted to seal the increased pressure needed for the hydraulic fluid. The hydrodynamic seal 638 may be made of any material including, but not limited to, rubber, a polymer, an elastomer. The hydrodynamic seal 638 has an irregular shape and/or location in the recess 640. The irregular shape and/or location of the hydrodynamic seal 638 in the recess 640 is adapted to create a cavity 641 or space between the walls of the recess 640 and the hydrodynamic seal 638 In operation, the hydraulic fluid enters the annular chamber 632 and continues into the cavities 641 between the hydrodynamic seal 638 and the recess 640. The hydraulic fluid moves in the cavities as the inner rotatable member 622 is rotated. This movement circulates the hydraulic fluid within the cavities 641 and drives the hydraulic fluid between the contact surfaces of the hydrodynamic seal. The circulation and operation of the hydraulic fluid creates a layer of hydraulic fluid between the surfaces of the hydrodynamic seal 638, the recess 640 and the inner rotatable element 622. The hydraulic fluid layer lubricates the hydrodynamic seal 638 to reduce heat generation and extend the life of the hydrodynamic seal. In an alternative embodiment, the hydrodynamic seal 638 is narrower than the recess 640 while having a height substantially equal to or greater than the recess 640. The hydrodynamic seal 638 may also be circumferentially longer than the recess. This configuration forces the hydrodynamic seal 638 to flex in the recess as shown as a wavy hidden line in Figure 6D. When rotated, the hydraulic fluid circulates in the cavities 641 as described above. Each of the inlets may include the hydrodynamic seal 638. Each of the inlets may have the control port 636 for operating separate tools in any of the components of the pipe handling system 102.
En tetning 642 kan være plassert mellom det indre roterbare element 622 og det ytre stasjonære element 624 på et sted i en utsparing 640 på hver side av pneumatikk-fluidinnløpenes 628 ringformede kammer 632. Tetningen 642 kan innbefatte en stan-dard tetning 644 på én side av utsparingen og en lavfriksjonspute 646. Lavfriksjonsputen kan omfatte en lavfriksjonspolymer innbefattende, men ikke begrenset til, Teflon™ og PEEK™. Lavfriksjonsputen 646 reduserer friksjon på standardtetningen 644 under rotasjon. Hvilke som helst av tetningene som er beskrevet heri kan brukes for hvilke som helst av innløpene 626 og/eller 628. A seal 642 may be located between the inner rotatable member 622 and the outer stationary member 624 at a location in a recess 640 on either side of the annular chamber 632 of the pneumatic fluid inlets 628. The seal 642 may include a standard seal 644 on one side. of the recess and a low friction pad 646. The low friction pad may comprise a low friction polymer including, but not limited to, Teflon™ and PEEK™. The low friction pad 646 reduces friction on the standard seal 644 during rotation. Any of the seals described herein may be used for any of the inlets 626 and/or 628.
Rørhåndteringssystemet 102 kan innbefatte en kompensator 700, som vist i figur 7. Kompensatoren 700 kompenserer for lengdetapet på grunn av gjengetiltrekkingen uten å måtte senke drivmekanismen 108 og/eller den toppdrevne maskin under til-koplingen av røret 112 til rørstrengen 116. Dette system utfører ikke bare lengdekom-pensering når gjengene trekkes til, det styrer også mengden av vekt som legges på gjengene som trekkes til slik at gjengene ikke påføres for stor vekt under tiltrekkingen. Kompensatoren 700 består, som vist, av ett eller flere kompenseringsstempler 702 som i én ende er koplet til et fast sted 704. Det faste sted 704 kan være koplet til hvilken som helst del av rørhåndteringssystemet 102 som er lengdemessig fast i forhold til rørene 112. Det faste sted 704 er, som vist, koplet til den toppdrevne maskin. Kompenseringsstemplenes 702 andre ende er operativt koplet til stempel- og sylindersammenstillingene 400 via en koplingsring 708. Stempel- og sylindersammenstillingene 400 er koplet til gripeapparatet 104 som beskrevet ovenfor. Kompenseringsstemplene 702 er tilpasset for å forbli stasjonære inntil en forhåndssatt last nåes. Når lasten nåes, vil kompensatorstemplene 702 tillate at koplingsringen 706 beveger seg med The pipe handling system 102 may include a compensator 700, as shown in Figure 7. The compensator 700 compensates for the length loss due to the thread tightening without having to lower the drive mechanism 108 and/or the top drive machine during the connection of the pipe 112 to the pipe string 116. This system does not only length compensation when the threads are tightened, it also controls the amount of weight placed on the threads being tightened so that the threads are not subjected to too much weight during tightening. The compensator 700 consists, as shown, of one or more compensating pistons 702 which are connected at one end to a fixed location 704. The fixed location 704 can be connected to any part of the pipe handling system 102 which is longitudinally fixed in relation to the pipes 112. The fixed location 704 is, as shown, coupled to the top driven machine. The other end of the compensating pistons 702 is operatively connected to the piston and cylinder assemblies 400 via a coupling ring 708. The piston and cylinder assemblies 400 are connected to the gripper 104 as described above. The compensating pistons 702 are adapted to remain stationary until a preset load is reached. When the load is reached, the compensator pistons 702 will allow the coupling ring 706 to move with
lasten og derved tillater gripeapparatet 104 å bevege seg. the load thereby allowing the gripper 104 to move.
I drift griper gripeapparatet 104 røret 112. Med bare røret 112 koplet til gripeapparatet vil kompensatorstempelet 702 forbli i sin utgangsposisjon. Røret 112 vil deretter gripe inn med rørstrengen 116, vist i figur 1. Drivmekanismen 108 vil deretter rotere røret 112 for å kople røret 112 til rørstrengen 116. Ettersom gjengekoplingen trekkes til, påføres en tilleggslast på gripeapparatet 104 og derved på kompenseringsstemplene 702. Kompensatorstemplene 702 vil bevege seg som svar på tilleggslasten og derved tillate at gripeapparatet beveger seg lengdemessig nedover idet gjengeforbin-delsen fullføres. Selv om kompensatoren 700 er vist med stempel- og sylindersammenstillingene 400, bør det forstås at kompensatoren 700 kan brukes i forbindelse med hvilken som helst aktuator som er beskrevet heri. In operation, the gripper 104 grips the tube 112. With only the tube 112 connected to the gripper, the compensator piston 702 will remain in its initial position. The pipe 112 will then engage the pipe string 116, shown in Figure 1. The drive mechanism 108 will then rotate the pipe 112 to connect the pipe 112 to the pipe string 116. As the threaded connection is tightened, an additional load is applied to the gripper 104 and thereby to the compensating pistons 702. The compensating pistons 702 will move in response to the additional load thereby allowing the gripper to move longitudinally downward as the thread connection is completed. Although the compensator 700 is shown with the piston and cylinder assemblies 400, it should be understood that the compensator 700 can be used in conjunction with any actuator described herein.
Kompensatorstemplene 702 kan styre og overvåkes av styreenheten 312 via en styreledning(er) 708. Styreledning(er) 708 muliggjør at trykket i kompenseringsstemplene 702 styres og overvåkes i henhold til den operasjon som gjennomføres. Styreenheten 312 er i stand til å justere kompensatorstemplenes 702 følsomhet for å sette kompensatorstemplene i stand til å bevege seg som svar på forskjellige laster. The compensator pistons 702 can be controlled and monitored by the control unit 312 via a control line(s) 708. Control line(s) 708 enable the pressure in the compensating pistons 702 to be controlled and monitored according to the operation being carried out. The controller 312 is able to adjust the sensitivity of the compensator pistons 702 to enable the compensator pistons to move in response to different loads.
I en annen utførelse er kompensatoren 700 ganske enkelt en hylse eller krage med kilespor, ikke vist. Hylsen med kilespor tillater lengdemessig slipp eller bevegelse mellom drivmekanismen 108 og gripeapparatet 104. I enda en annen utførelse kan kompensatoren innbefatte en kombinasjon av stempler og hylsen med kilespor. In another embodiment, the compensator 700 is simply a splined sleeve or collar, not shown. The keyway sleeve allows longitudinal release or movement between the drive mechanism 108 and the gripper 104. In yet another embodiment, the compensator may include a combination of pistons and the keyway sleeve.
Aktuatoren 106 kan tilpasses for skiftende og/eller modulær bruk, som vist i figurer 8A-8E. Det vil si at én aktuator 106 kan tilpasses for å operere hvilken som helst stør-relse eller variant av et modulært gripeapparat 804. Figur 8A viser at aktuatoren 106 har stempel- og sylindersammenstillingene 400, ett eller flere kompensatorstempler 702 og en adapter 218 for å kople aktuatoren 106 til drivmekanismen 108 (vist i figur 1). Adapteren 218 kan innbefatte et momentmellomstykke for å overvåke moment som påføres røret 112. Figurer 8B-8E viser forskjellige eksempelvise modulære gripeapparater 804 som kan brukes med aktuatoren 106. Aktivering av det valgte gripeapparat 804 utføres ved å bruke en modulær slepering 802. Den modulære slepering 802 som likner slepering 404 som er beskrevet ovenfor, koples til stempel- og sylindersammenstillinger 400 og kan beveges med disse, som beskrevet ovenfor. Den modulære slepering 802 er tilpasset for å koples til en tilknytningsslepering 806 i det modulære gripeapparat 804. Når den er koplet til tilknytningssleperingen 806, kan sleperingen 802 aktivere gripeapparatet 104 som beskrevet ovenfor. I dette henseen-de beveger sleperinger 802 og 806 seg unisont som svar på aktivering av stempel- og sylindersammenstillingene 400 som i sin tur forårsaker at gripeapparatet griper inn med eller frigjøres fra røret 112. Moment fra drivmekanismen 108 kan overføres til det modulære gripeapparat 804 ved bruk av en universalkopling 808. Som vist er universalkoplingen 808 plassert ved enden av en roterbar aksel 810 i hvert modulære gripeapparat 804. Universalkoplingen 808 er tilpasset for å tilkoples en aksel inne i aktuatoren 106. Med universalkoplingen 808 koplet til aktuatorens 106 aksel, kan rotasjon overføres fra drivmekanismen 108 til rotasjonsakselen 810 og i sin tur til røret via det modulære gripeapparat 804. The actuator 106 can be adapted for variable and/or modular use, as shown in Figures 8A-8E. That is, one actuator 106 can be adapted to operate any size or variation of a modular gripper 804. Figure 8A shows that the actuator 106 has the piston and cylinder assemblies 400, one or more compensator pistons 702 and an adapter 218 to connect the actuator 106 to the drive mechanism 108 (shown in figure 1). The adapter 218 may include a torque spacer to monitor torque applied to the pipe 112. Figures 8B-8E show various exemplary modular grippers 804 that may be used with the actuator 106. Activation of the selected gripper 804 is accomplished using a modular slip ring 802. The modular slip ring 802, which is similar to slip ring 404 described above, connects to piston and cylinder assemblies 400 and can be moved with them, as described above. The modular drag ring 802 is adapted to be coupled to an attachment drag ring 806 in the modular gripper 804. When coupled to the attachment drag ring 806, the drag ring 802 can activate the gripper 104 as described above. In this regard, slip rings 802 and 806 move in unison in response to actuation of the piston and cylinder assemblies 400 which in turn causes the gripper to engage with or disengage from the tube 112. Torque from the drive mechanism 108 can be transmitted to the modular gripper 804 by using a universal joint 808. As shown, the universal joint 808 is located at the end of a rotatable shaft 810 in each modular gripper 804. The universal joint 808 is adapted to connect to a shaft inside the actuator 106. With the universal joint 808 connected to the actuator 106 shaft, rotation can is transferred from the drive mechanism 108 to the rotation shaft 810 and in turn to the pipe via the modular gripper 804.
I drift tillater rørhåndteringssystemets 102 modulære oppbygning rask og lettvint til-pasning av hvilken som helst størrelse rør 112 uten behov for å fjerne aktuatoren 106 og/eller drivmekanismen 108. Således kan det utvendige modulære gripeapparat 804, som er vist i figur 8B, brukes for i utgangspunktet å gripe, tilkoples og bore med røret. Det utvendige modulære gripeapparat 804 kan deretter fjernes ved å frakople sleperingen 806 fra slepering 802. Det innvendige gripeapparat 804, som er vist i figur 8E, kan deretter brukes for å fortsette å tilkoples, kjøre og bore med rør 112. Det forven-tes at gripeapparat av hvilken som helst passende størrelse kan brukes i drift. Videre kan hvilke som helst av aktuatorene 106 som er beskrevet heri brukes i forbindelse med det modulære gripeapparat 804. In operation, the modular construction of the pipe handling system 102 allows quick and easy fitting of any size pipe 112 without the need to remove the actuator 106 and/or the drive mechanism 108. Thus, the external modular gripper 804, which is shown in Figure 8B, can be used for basically to grab, connect and drill with the pipe. The external modular gripper 804 can then be removed by disconnecting the drag ring 806 from the drag ring 802. The internal gripper 804, which is shown in Figure 8E, can then be used to continue connecting, driving and drilling with pipe 112. It is expected that gripper of any suitable size may be used in operation. Furthermore, any of the actuators 106 described herein may be used in conjunction with the modular gripper 804.
Figurer 9A og 9B viser et posisjonssystem 900 som kan brukes med hvilken som helst gripesammenstilling og hvilke som helst av aktuatorene 106 som er fremlagt heri. Posisjonssystemet 900 kan innarbeides i aktuatoren 106 som har stempel- og sylin-dersammenstillingen 400, som vist. Posisjonssystemet 900 er tilpasset for å spore sleperingens 404 eller stempelstangens 406 bevegelse idet den beveges av stempel-og sylindersammenstillingene 400. Posisjonssystemet 900 kan stå i forbindelse med styreenheten 312 for å overvåke gripeapparatets 104 inngripen og frigjøring. Posisjonssystemet 900 sporer posisjonen til stempler og dermed spores posisjonen av gripeapparatet 104. Posisjonssystemet 900 kan innbefatte et hjul 902 som er koplet til en arm 904 som er koplet til stempelstangen 406, eller i alternativet, til hylsen 214 eller sleperingen 404. Når stempelstangen 406 beveger sleperingen 404 fra den frigjorte posisjon til inngrepsposisjonen, ruller hjulene på et spor 906. Sporet 906 kan innbefatte et hevet parti 907. Idet hjulet 902 når det hevede parti 907, beveger det armen 904 radielt bort fra gripeapparatets 104 dor 212. Armen 904 er koplet til en avtrekker 908 som aktiverer en posisjonsindikator 910. Således, når avtrekkeren 908 griper inn med posisjonsindikatoren 910, indikerer avtrekkerens 908 høyde og posisjon inne i posisjonsindikatoren 910, posisjonen til stempelstengene 406 og eller sleperingen 404 og således posisjonen til kilebeltet 208, ikke vist. Selv om sporet 906 er vist med ett hevet parti, bør det forstås at sporet 906 kan ha hvilken som helst konfigurasjon og indikere hele spekteret av posisjoner hvor stempelstangen 406 og/eller sleperingen 404 kan være under aktivering og frigjøring av gripeapparatet. Posisjonssystemet 900 kan sende og/eller motta et pneumatisk og/eller et hydraulisk signal til styreenheten 312 og/eller fluidkilden og kan videre sende et elektronisk signal, enten trådløst eller ved hjelp av en kablet kommunikasjonslinje. Videre kan posisjonssystemet 900 være hvilken som helst posisjonsgiver inkludert, men ikke begrenset til, en Halleffektføler, en strekklapp eller hvilken som helst annen avstandsføler. Følerens kommunikasjonssignal kan sendes tilbake gjennom svivelen og/eller sendes via radio-frekvens. Figures 9A and 9B show a positioning system 900 that can be used with any gripper assembly and any of the actuators 106 disclosed herein. The position system 900 can be incorporated into the actuator 106 which has the piston and cylinder assembly 400, as shown. The positioning system 900 is adapted to track the movement of the slip ring 404 or the piston rod 406 as it is moved by the piston and cylinder assemblies 400. The positioning system 900 may be in communication with the control unit 312 to monitor the engagement and release of the gripper 104. The positioning system 900 tracks the position of pistons and thus the position of the gripper 104 is tracked. The positioning system 900 may include a wheel 902 which is connected to an arm 904 which is connected to the piston rod 406, or in the alternative, to the sleeve 214 or the slip ring 404. When the piston rod 406 moves the slip ring 404 from the released position to the engaged position, the wheels roll on a track 906. The track 906 may include a raised portion 907. As the wheel 902 reaches the raised portion 907, it moves the arm 904 radially away from the gripper 104 mandrel 212. The arm 904 is engaged to a trigger 908 which activates a position indicator 910. Thus, when the trigger 908 engages with the position indicator 910, the height and position of the trigger 908 within the position indicator 910 indicates the position of the piston rods 406 and or the slip ring 404 and thus the position of the V-belt 208, not shown. Although groove 906 is shown with one raised portion, it should be understood that groove 906 may have any configuration and indicate the full range of positions where piston rod 406 and/or slip ring 404 may be during activation and release of the gripper. The position system 900 can send and/or receive a pneumatic and/or a hydraulic signal to the control unit 312 and/or the fluid source and can further send an electronic signal, either wirelessly or by means of a wired communication line. Furthermore, the position system 900 can be any position sensor including, but not limited to, a Hall effect sensor, a strain gauge, or any other distance sensor. The sensor's communication signal can be sent back through the swivel and/or sent via radio frequency.
I enda en annen utførelse innbefatter gripeapparatet 104 en føler 1000 for indikering av at en stoppkrage 1002 i gripeapparatet 104 har nådd toppen av et rør 112, som In yet another embodiment, the gripper 104 includes a sensor 1000 for indicating that a stop collar 1002 in the gripper 104 has reached the top of a pipe 112, which
vist i figurer 10A og 10B. Stoppkragen er tilpasset for å hindre røret 112 fra å bevege seg forbi gripeapparatet 104 når gripeapparatet 104 griper inn med røret 112. Føleren 1000 kan oppdage røret 112 når røret 112 er nær stoppkragen 1002. I bruk vil heisesystemet 110 og/eller drivmekanismen 108 i utgangspunktet senke gripeapparatet shown in Figures 10A and 10B. The stop collar is adapted to prevent the pipe 112 from moving past the gripper 104 when the gripper 104 engages the pipe 112. The sensor 1000 can detect the pipe 112 when the pipe 112 is close to the stop collar 1002. In use, the hoist system 110 and/or the drive mechanism 108 will initially lower the gripper
104 mot røret 112 for å presse gripeapparatets inngrepsparti til å entre røret 112, eller omkranse røret 112 hvis gripeapparatet er en utvendig gripeanordning. Når heisesystemet 110 og/eller drivmekanismen 108 fortsetter å bevege gripeapparatet 104 i forhold til røret 112, vil føleren 1000 aktiveres når røret 112 når en forhåndsbe-stemt avstand fra stoppkragen 1002. Føleren 1000 kan sende et signal til styreenheten 312 eller en operatør for å indikere at stoppkragens 1002 forutbestemte nærhet til røret 112 er nådd. Styreenheten 312 og/eller operatøren kan da stoppe heisesystemet 110 og/eller drivmekanismen 108 fra videre bevegelse av gripeapparatet 104 i forhold til røret 112. Gripeapparatet kan deretter aktiveres til å gripe røret 112 for å starte bore- og/eller kjøreoperasjoner. 104 against the tube 112 to press the gripping part of the gripping device to enter the tube 112, or encircle the tube 112 if the gripping device is an external gripping device. When the hoist system 110 and/or the drive mechanism 108 continues to move the gripper 104 relative to the pipe 112, the sensor 1000 will be activated when the pipe 112 reaches a predetermined distance from the stop collar 1002. The sensor 1000 can send a signal to the control unit 312 or an operator to indicate that the stop collar 1002's predetermined proximity to the pipe 112 has been reached. The control unit 312 and/or the operator can then stop the hoist system 110 and/or the drive mechanism 108 from further movement of the gripping device 104 in relation to the pipe 112. The gripping device can then be activated to grip the pipe 112 to start drilling and/or driving operations.
Føleren 1000, som vist i figurer 10A og 10B, er en mekanisk føler som hviler i en utsparing 1004 i stoppkragen 1002 og påvirkes til å rage ut nedenfor stoppkragens 1002 bunnflate. Figur 10 B viser føleren 1000 koplet til en aktivator 1006 som opererer en styreventil 1008. Aktivatoren 1006 er, som vist, en stang som rager gjennom stoppkragen 1002 og er koplet til styreventilen 1008 i én ende og til en kontakt 1010, som er tilpasset for å gripe inn med røret 112, i den andre ende. Føleren 1000 kan innbefatte en fjær 1007 for å påvirke aktivatoren 1006 mot den frie posisjon. Således nær-mer kontakten 1010 seg den øvre ende av røret 112 når gripeapparatet senkes ned i røret 112. Så snart kontakten 1010 griper inn med røret 112, aktiveres styreventilen 1008 og sender et signal til styreenheten 312 eller operatøren som indikerer at gripeapparatet 104 er inne i røret 112. Selv om føleren 1000 er vist som en mekanisk føler, bør det forstås at føleren 1000 kan være hvilken som helst føler som er kjent innen faget, som for eksempel en stempel-og-stang-sammenstilling, en strekklapp, en av-standsføler, en optisk føler, infrarød, en laserføler. Føleren 1000 hjelper til å forhindre at hele vekten av heisesystemet 110, aktuatoren 106 og drivmekanismen 108 legges på toppen av røret 112 før røret 112 er forbundet med rørstrengen 116. I én utførelse kan følerens 1000 status sendes tilbake gjennom svivelen og/eller sendes via radiofre-kvens. The sensor 1000, as shown in figures 10A and 10B, is a mechanical sensor which rests in a recess 1004 in the stop collar 1002 and is influenced to protrude below the bottom surface of the stop collar 1002. Figure 10 B shows the sensor 1000 connected to an activator 1006 which operates a control valve 1008. The activator 1006 is, as shown, a rod that projects through the stop collar 1002 and is connected to the control valve 1008 at one end and to a contact 1010, which is adapted for to engage with the pipe 112, at the other end. The sensor 1000 may include a spring 1007 to bias the actuator 1006 towards the free position. Thus, the contact 1010 approaches the upper end of the pipe 112 when the gripper is lowered into the pipe 112. As soon as the contact 1010 engages with the pipe 112, the control valve 1008 is activated and sends a signal to the control unit 312 or the operator indicating that the gripper 104 is inside in tube 112. Although sensor 1000 is shown as a mechanical sensor, it should be understood that sensor 1000 may be any sensor known in the art, such as a piston-and-rod assembly, a tension flap, one of -position sensor, an optical sensor, infrared, a laser sensor. The sensor 1000 helps prevent the full weight of the hoist system 110, actuator 106, and drive mechanism 108 from being placed on top of the pipe 112 before the pipe 112 is connected to the pipe string 116. In one embodiment, the status of the sensor 1000 can be sent back through the swivel and/or transmitted via radio -quence.
I enda en annen utførelse inneholder adapteren 218, som kan anordne en forbindelse mellom komponentene i rørhåndteringssystemet 102, en lås 1100 som vist i figur 11. Adapteren 218 befinner seg mellom drivmekanismen 108 og aktuatoren 106, men det bør imidlertid forstås at adapteren 218 kan plasseres mellom hvilke som helst av rør-håndteringssystemets 102 komponenter. Låsen 1100 forhindrer feilaktig frigjøring av en forbindelse mellom komponenter i rørhåndteringssystemet 102 som et resultat av rotasjon av komponentene. Som vist innbefatter forbindelsen en hannkopling 1102 i drivmekanismen 108 som er tilpasset for å koples til aktuatorens 106 hunnende 1103. Både hannkoplingen 1102 og hunnenden 1103 har en formet ytre overflate 1104. Den formede ytre overflate 1104 som er vist i figur 11A er en åttekantet konfigurasjon, men det bør imidlertid forstås at formen kan være hvilken som helst konfigurasjon som er i stand til å overføre dreiemoment, som for eksempel et tannhjul eller riflet, en sekskant, et kvadrat, en låsekile etc. Den formede ytre overflate 1104 er konfigurert for å passe med en formet indre overflate 1106 i låsen 1100. Låsen 1100 kan inneholde en låseskrue 1108 for å kople låsen 1100 til hannkoplingen 1102. Selv om låseskruen 1108 er vist forbundet med hannkoplingen 1102, bør det forstås at låseskruen 1108 kan forbindes med hvilken som helst del av forbindelsen så lenge låsen 1100 griper inn med både hannkoplingen 1102 og hunnenden 1103. Således plasseres låsen 1100, i drift, på hannkoplingen 1102 og hunnenden 1103 koples til hannkoplingen 1102. Låsen 1100 beveges deretter slik at den formede indre overflate 1106 griper inn med den formede ytre overflate 1104 på både hannkoplingen 1102 og hunnenden 1103. Låseskruene 1108 kopler deretter låsen 1100 til hannkoplingen 1102. Drivmekanismen 108 kan deretter aktiveres for å rotere røret 112. Idet drivmekanismen trekker til koplingen, overføres last gjennom låsen 1100 i tillegg til den gjengede forbindelse. Låsen 1100 forhindrer overbelastning eller riving av gjengene (unthreading) av forbindelsene. Selv om drivmekanismen 108 er vist med hannende og aktuatoren 106 med hunnende, kan en hvilken som helst konfigurasjon brukes for å sikre forbindelse. Videre kan låsen inneholde en frihjulskopling (sprag clutch) for å gripe inn med en toppdrevet maskins hulaksel, noe som eliminerer kravet til å modifisere den toppdrevne maskins hulaksels diameter, ikke vist. In yet another embodiment, the adapter 218, which can provide a connection between the components of the pipe handling system 102, includes a latch 1100 as shown in Figure 11. The adapter 218 is located between the drive mechanism 108 and the actuator 106, however, it should be understood that the adapter 218 can be placed between any of the pipe handling system 102 components. The lock 1100 prevents the erroneous release of a connection between components of the pipe handling system 102 as a result of rotation of the components. As shown, the connection includes a male coupling 1102 in the drive mechanism 108 adapted to couple to the female end 1103 of the actuator 106. Both the male coupling 1102 and the female end 1103 have a shaped outer surface 1104. The shaped outer surface 1104 shown in Figure 11A is an octagonal configuration , however, it should be understood that the shape can be any configuration capable of transmitting torque, such as a gear or knurled, a hexagon, a square, a keyway, etc. The shaped outer surface 1104 is configured to fit with a shaped inner surface 1106 in the latch 1100. The latch 1100 may include a locking screw 1108 to connect the latch 1100 to the male connector 1102. Although the locking screw 1108 is shown connected to the male connector 1102, it should be understood that the locking screw 1108 can be connected to any part of the connection as long as the lock 1100 engages with both the male connector 1102 and the female end 1103. Thus, the lock 1100 is placed, in operation, on the male connector gen 1102 and the female end 1103 are connected to the male connector 1102. The lock 1100 is then moved so that the shaped inner surface 1106 engages with the shaped outer surface 1104 on both the male connector 1102 and the female end 1103. The locking screws 1108 then connect the lock 1100 to the male connector 1102. The drive mechanism 108 can then activated to rotate the pipe 112. As the drive mechanism pulls the coupling, load is transferred through the lock 1100 in addition to the threaded connection. The lock 1100 prevents overloading or tearing of the threads (unthreading) of the connections. Although the drive mechanism 108 is shown with a male end and the actuator 106 with a female end, any configuration may be used to ensure connection. Further, the latch may include a sprag clutch to engage with a top drive machine hollow shaft, eliminating the requirement to modify the top drive machine hollow shaft diameter, not shown.
I enda en annen utførelse er adapteren 218 et utvendig låseverktøy 1110 som vist i figurer 11C og 11B. Det utvendige låseverktøy 1110 kan omfatte to eller flere lenkeelementer 1112 som er forbundet for å omslutte forbindelsen mellom komponentene i rørhåndteringssystemet 102. Som vist er lenkeelementene 1112 dreibart forbundet med hverandre via en bolt 1114. Boltene 1114 kan fjernes for å åpne det utvendige låseverktøy 1110 og plassere det utvendige låseverktøy 1110 rundt forbindelsen. Bol-ten 1114 kan deretter reinstalleres for å låse det utvendige låseverktøy 1110 rundt forbindelsen. Videre kan hvilket som helst antall lenkeelementer 1112 fjernes eller legges til for å tilpasse forbindelsens størrelse. Lenkeelementene 1112 danner, når de er forbundet, en innvendig diameter som har to eller flere bakker 1116. Hvert lenkeelement 1112 kan ha en eller flere utsparinger 1117 for å huse bakken 1116. Den innvendige diameter er tilpasset for å være lik eller større enn den ytre diameter til forbindelsen mellom rørhåndteringssystemets 102 komponenter, Bakkene 1116 haren inngrepsoverflate som er tilpasset for å gripe inn med den ytre diameter av forbindelsen mellom rørhåndteringssystemets 102 komponenter. I én utførelse er bakkene store nok til å krysse forbindelsen mellom rørhåndteringssystemets 102 komponenter. Opsjonsmessig kan bakkene 1116 være radielt justerbare via én eller flere justerings-skruer 1120. Justeringsskruen 1120 krysser som vist hvert av lenkeelementene 1112. Justeringsskruen 1120 griper inn med bakken 1116 på lenkeelementets 1112 innside og er tilgjengelig på utsiden av lenkeelementet 1112. Selv om justeringsskruen 1120 er vist som en skrue, bør det forstås at hvilke som helst fremgangsmåte for å bevege bakkene radielt kan brukes, inkludert, men ikke begrenset til et fluidaktivert stempel, en elektrisk aktuator, eller en bolt. På denne måte kan lenkeelementene 1112 med bakkene 1116 koples sammen rundt en forbindelse mellom to komponenter. Bakkene 1116 kan deretter justeres, om nødvendig, via justeringsskruene 1120 for å gripe inn med forbindelsen. Hver bakke 1116 vil spenne over (transverse) forbindelsen og derved gripe begge komponentene. Bakkene 1116, som er koplet til lenkeelementene 1112 vil forhindre at komponentene roterer i forhold til hverandre, og forhindrer derved frigjøring av koplingen av vanvare. In yet another embodiment, the adapter 218 is an external locking tool 1110 as shown in Figures 11C and 11B. The external locking tool 1110 may include two or more link members 1112 that are connected to enclose the connection between the components of the pipe handling system 102. As shown, the link members 1112 are rotatably connected to each other via a bolt 1114. The bolts 1114 can be removed to open the external locking tool 1110 and place the external locking tool 1110 around the connection. The bolt 1114 can then be reinstalled to lock the external locking tool 1110 around the connection. Furthermore, any number of link elements 1112 can be removed or added to adjust the size of the connection. The link elements 1112 form, when connected, an inner diameter having two or more slopes 1116. Each link element 1112 may have one or more recesses 1117 to accommodate the slope 1116. The inner diameter is adapted to be equal to or greater than the outer diameter of the connection between the pipe handling system 102 components, the trays 1116 have an engagement surface adapted to engage with the outer diameter of the connection between the pipe handling system 102 components. In one embodiment, the slopes are large enough to cross the connection between the pipe handling system 102 components. Optionally, the slopes 1116 can be radially adjustable via one or more adjustment screws 1120. As shown, the adjustment screw 1120 crosses each of the link elements 1112. The adjustment screw 1120 engages with the slope 1116 on the inside of the link element 1112 and is accessible on the outside of the link element 1112. Although the adjustment screw 1120 is shown as a screw, it should be understood that any means of radially moving the trays may be used, including but not limited to a fluid actuated piston, an electric actuator, or a bolt. In this way, the link elements 1112 with the slopes 1116 can be connected together around a connection between two components. The lugs 1116 can then be adjusted, if necessary, via the adjustment screws 1120 to engage with the connection. Each hill 1116 will span the (transverse) connection and thereby engage both components. The feet 1116, which are connected to the link elements 1112 will prevent the components from rotating in relation to each other, thereby preventing the release of the coupling by accident.
Figur 11B viser en alternativ utførelse av det utvendige låseverktøy 1110. Som vist har hvert lenkeelement 1112 minst to separate bakker 1116. Bakkene er individuelt justerbare via justeringsskruen 1120. Dette tillater at hver bakke 1116 uavhengig griper inn med hver forbindelseskomponent. Derfor kan komponentene ha varierende ytre diametre og fremdeles gripes av de separate bakker 1116 i det utvendige låse-verktøy 1110. Med bakkene 1116 i fast inngrep med komponentene forhindres relativ rotasjon mellom komponentene på samme måte som beskrevet ovenfor. Figure 11B shows an alternative embodiment of the external locking tool 1110. As shown, each link element 1112 has at least two separate lugs 1116. The lugs are individually adjustable via the adjustment screw 1120. This allows each lug 1116 to independently engage with each connecting component. Therefore, the components can have varying outer diameters and still be gripped by the separate jaws 1116 in the external locking tool 1110. With the jaws 1116 in fixed engagement with the components, relative rotation between the components is prevented in the same way as described above.
I en annen utførelse er utstyr 114 en sementpluggsluse 1200 som er tilpasset for bruk med gripeapparatet 104 som vist i figurer 12A-12B. Sementpluggslusen 1200 kan tilpasses for å gripes av hvilket som helst rørhåndteringssystem 102 som er beskrevet heri i tillegg til hvilken som helst kjøreinnretning for rør i en borerigg. For eksempel kan sementpluggslusen tilpasses for sammenkopling med et innvendig gripeapparat, et utvendig gripeapparat eller hvilken som helst kombinasjon av et utvendig og/eller innvendig gripeapparat. Bruk av sementpluggslusen 1200 i forbindelse med gripeapparatet 104 tillater at en operatør bruker et sementeringsverktøy uten behov for å rigge ned gripeapparatet 104 før bruk. Dette sparer riggtid og reduserer eksponering av rørstrengen 116 for det usementerte brønnhull. Videre kan sementpluggslusen 1200 bringes til boredekket som en komplett sammenstilling som kan håndteres og tilkoples rørstrengen 116 med gripeapparatet. Dette tillater hurtig operasjon mens pluggene inne i foringsrøret og utstyret 114 beskyttes. Videre behøver bare sementpluggslusen 1200 å festes til rørhåndteringssystemet 102 når sementeringsoperasjonen skal finne sted. Sementpluggslusen 1200 kan tillate at rørstrengen 116 semente- res på plass uten behov for å pumpe sement gjennom gripeapparatet 104, aktuatoren 106 og drivmekanismen 108. In another embodiment, equipment 114 is a cement plug sluice 1200 adapted for use with the gripper 104 as shown in Figures 12A-12B. The cement plug sluice 1200 can be adapted to be gripped by any pipe handling system 102 described herein in addition to any pipe travel device in a drilling rig. For example, the cement plug sluice can be adapted to interface with an internal gripper, an external gripper, or any combination of an external and/or internal gripper. Use of the cement plug sluice 1200 in conjunction with the gripper 104 allows an operator to use a cementing tool without the need to rig down the gripper 104 prior to use. This saves rig time and reduces exposure of the pipe string 116 to the uncemented wellbore. Furthermore, the cement plug sluice 1200 can be brought to the drill deck as a complete assembly that can be handled and connected to the pipe string 116 with the grabber. This allows rapid operation while protecting the plugs inside the casing and the equipment 114. Furthermore, only the cement plug sluice 1200 needs to be attached to the pipe handling system 102 when the cementing operation is to take place. The cement plug sluice 1200 can allow the pipe string 116 to be cemented in place without the need to pump cement through the gripper 104, the actuator 106 and the drive mechanism 108.
Sementpluggslusen 1200 vil bli beskrevet slik som den brukes med et innvendig gripeapparat 104. Som vist i figur 12A, har slusen 1200 en øvre rørlengde 1202 og en opsjonsmessig slusesvivel 1204, et fluidinnløp 1205 og en ventil 1206. Svivelen 1204 kan fungere på samme måte som svivlene som er nevnt ovenfor. Ventilen 1206 er vist som en tilbakeslagsventil, men den kan imidlertid være en hvilken som helst slags ventil inkludert, men ikke begrenset til en kuleventil, en sluseventil, en enveisventil, en avlastningsventil og en såkalt TIW-ventil. Ventilen 1206 er tilpasset for å hindre sement og/eller borefluider fra å strømme gjennom sementpluggslusen 1200 under en sementeringsoperasjon. Videre kan ventilen 1206 hindre at pumpetrykket påvirker gripeapparatets 104 lastkapasitet under sirkulasjon eller sementering. Sementpluggslusens 1200 øvre rørlengde 1202 er tilpasset for å gripes av gripeapparatet 104. Således kan gripeapparatet 104, etter at rørstrengen 116 er blitt kjørt og/eller boret og/eller rømmet til ønsket dybde, frigjøre rørstrengen 116 og plukke opp slusen 1200. For å gripe slusen 1200 føres gripeapparatet 104 inn i den øvre rørlengde 1202. Aktuatoren 106 aktiverer deretter kilebeltet 208 til inngrep med den øvre rørlengde 1202. Gripeapparatet 104 og sementpluggslusen 1200 løftes deretter av heisesystemet over rørstrengen 116. Heisesystemet kan deretter senke sementpluggslusen 1200 mot rørstrengen 116 for inngrep med den. Drivmekanismen 108 kan deretter rotere sementpluggslusen 1200 for å kople sementpluggslusen 1200 til rørstrengen 116. Således kan en sementeringsoperasjon utføres med liten eller ingen modifikasjon av rør-håndteringssystemet 102. I én utførelse kan rørhåndteringssystemet 102 ha tetnings-egenskapen som tillater fluid å pumpes inn i sementpluggslusens 1200 indre diameter over ventilen 1206. The cement plug sluice 1200 will be described as used with an internal gripping device 104. As shown in Figure 12A, the sluice 1200 has an upper pipe length 1202 and an optional sluice swivel 1204, a fluid inlet 1205 and a valve 1206. The swivel 1204 may function in the same manner as the swivels mentioned above. The valve 1206 is shown as a check valve, however, it may be any type of valve including but not limited to a ball valve, a gate valve, a one-way valve, a relief valve, and a so-called TIW valve. The valve 1206 is adapted to prevent cement and/or drilling fluids from flowing through the cement plug sluice 1200 during a cementing operation. Furthermore, the valve 1206 can prevent the pump pressure from affecting the gripping device 104's load capacity during circulation or cementation. The upper pipe length 1202 of the cement plug sluice 1200 is adapted to be gripped by the gripping device 104. Thus, after the pipe string 116 has been driven and/or drilled and/or reamed to the desired depth, the gripping device 104 can release the pipe string 116 and pick up the sluice 1200. To grip sluice 1200, the gripping device 104 is introduced into the upper pipe length 1202. The actuator 106 then activates the V-belt 208 to engage with the upper pipe length 1202. The gripping device 104 and the cement plug sluice 1200 are then lifted by the hoisting system over the pipe string 116. The hoisting system can then lower the cement plug sluice 1200 towards the pipe string 116 for engagement with it. The drive mechanism 108 can then rotate the cement plug sluice 1200 to connect the cement plug sluice 1200 to the pipe string 116. Thus, a cementing operation can be performed with little or no modification to the pipe handling system 102. In one embodiment, the pipe handling system 102 can have the sealing feature that allows fluid to be pumped into the cement plug sluice. 1200 internal diameter above valve 1206.
Sementpluggslusen 1200 som er vist i figur 12A viser et typisk slusehode slik som beskrevet i US 5,787,979 og 5,813,457, og tilleggstrekkene ved slusesvivelen 1204 og den øvre rørlengde 1202 som er tilpasset for å gripes av gripeapparatet 104. Slusen 1200(a) som er vist i figur 12B viser bruken av et pluggavsendersystem som bruker vanlige plugger så vel som ikke-roterende plugger slik som beskrevet i US 5,390,736. Slusen 1200(a) innbefatter videre en slusesvivel 1204 som tillater fluid å pumpes inn i brønnen mens ventilen 1206 hindrer fluid fra å strømme til gripeapparatet 104. Fluidet kan være hvilket som helst fluid som er kjent innen faget som for eksempel sement, produksjonsfluid, skillefluid (spacer fluid), slam, fluid for å konvertere slam til sement etc. Pluggslusesammenstilling 1200 og 1200A kan tillate at rørstrengen 116 roteres under sementeringsoperasjonen. Figur 12C viser sementpluggslusen 1200(b) som er tilpasset for fjernstyring og som vil bli beskrevet nedenfor. The cement plug sluice 1200 shown in Figure 12A shows a typical sluice head as described in US 5,787,979 and 5,813,457, and the additional features of the sluice swivel 1204 and the upper pipe length 1202 adapted to be gripped by the gripper 104. The sluice 1200(a) shown in figure 12B shows the use of a plug sender system using conventional plugs as well as non-rotating plugs as described in US 5,390,736. The sluice 1200(a) further includes a sluice swivel 1204 which allows fluid to be pumped into the well while the valve 1206 prevents fluid from flowing to the grabber 104. The fluid can be any fluid known in the art such as cement, production fluid, separation fluid (spacer fluid), mud, fluid to convert mud to cement, etc. Plug sluice assembly 1200 and 1200A may allow the tubing string 116 to be rotated during the cementing operation. Figure 12C shows the cement plug sluice 1200(b) which is adapted for remote control and which will be described below.
Det bør forstås at sementpluggslusene 1200 og 1200A kan brukes i forbindelse med klemmer, foringsrørklaver eller til og med et annet gripeapparat som for eksempel et spyd eller utvendig gripeinnretning for å forbindes med den tidligere kjørte rørstreng 116. It should be understood that the cement plug locks 1200 and 1200A can be used in conjunction with clamps, casing claws, or even another gripping device such as a spear or external gripping device to connect with the previously run tubing string 116.
Sementpluggslusene 1200 og 1200A er vist med manuelle pluggutløsninger. I enda en annen alternativ utførelse er sementpluggslusene 1200 og 1200A utstyrt med et fjern-operert aktiveringssystem. I denne utførelse er de manuelle pluggutløsere erstattet av eller utstyrt med pluggaktivatorer. Pluggaktivatorene styres fluidmessig, elektrisk eller trådløst fra styreenheten 312. Derfor kan styreenheten eller en operatør på et fjernt-liggende sted utløse hver plugg 1208 og 1210 på det ønskede tidspunkt ved bruk av pluggaktivatorene. Pluggaktivatorene fjerner typisk et element som hindrer pluggene 1208/1210 fra å vandre nedover i sementpluggslusen 1200/1200(a) og inn i røret 112. Således utfører pluggen 1208/1210 sementeringsoperasjonen, med elementet fjernet etter aktivering av pluggaktivatoren. Fluidledningen eller den elektriske ledning som brukes for å operere pluggaktivatorene kan innbefatte en svivel for å kommunisere med pluggaktivatorene under rotasjon av sementpluggslusene 1200 og 1200(A). I et alternativ kan pluggaktivatorene frigjøre en kule eller en utløsningsplugg (dart) som er tilpasset for bruk med pluggene 1208 og 1210. The cement plug locks 1200 and 1200A are shown with manual plug releases. In yet another alternative embodiment, the cement plug locks 1200 and 1200A are equipped with a remote-operated activation system. In this embodiment, the manual plug releases are replaced by or equipped with plug activators. The plug activators are controlled fluidically, electrically or wirelessly from the control unit 312. Therefore, the control unit or an operator at a remote location can trigger each plug 1208 and 1210 at the desired time using the plug activators. The plug activators typically remove an element that prevents the plugs 1208/1210 from traveling down the cement plug sluice 1200/1200(a) and into the pipe 112. Thus, the plug 1208/1210 performs the cementing operation, with the element removed after activation of the plug activator. The fluid line or electrical line used to operate the plug actuators may include a swivel to communicate with the plug actuators during rotation of the cement plug sluices 1200 and 1200(A). Alternatively, the plug activators may release a ball or release plug (dart) adapted for use with plugs 1208 and 1210.
Under en sementeringsoperasjon kan det være gunstig å bevege rørstrengen 116 frem og tilbake og/eller å rotere rørstrengen 116 når sementen kommer inn i ringrommet During a cementing operation, it may be advantageous to move the pipe string 116 back and forth and/or to rotate the pipe string 116 as the cement enters the annulus
mellom brønnhullet 115 og rørstrengen 116. Bevegelsen, frem og tilbake og/eller roterende kan utføres ved hjelp av heisesystemet 110 og drivmekanismen 108 og hjelper til å sikre at sementen fordeles i ringrommet. Det fjernopererte aktiveringssystem for sementpluggslusen kan være nyttig under bevegelsen av rørstrengen 116 for å hindre at operatørene skades mens pluggene 1208 og 1210 frigjøres, på grunn av sementpluggslusens bevegelse. between the wellbore 115 and the pipe string 116. The movement, back and forth and/or rotary can be carried out with the help of the hoist system 110 and the drive mechanism 108 and helps to ensure that the cement is distributed in the annulus. The remote actuation system for the cement plug sluice can be useful during the movement of the pipe string 116 to prevent the operators from being injured while releasing the plugs 1208 and 1210, due to the movement of the cement plug sluice.
Selv om sementpluggslusen kan brukes eller omtales i forbindelse med den redundante sikkerhetsmekanisme for et gripeapparat, vil det forstås at slusen ikke behøver å knyttes til noe som helst annet aspekt eller emne innbefattet heri. Although the cement plug sluice may be used or referred to in connection with the redundant safety mechanism for a gripping device, it will be understood that the sluice need not be associated with any other aspect or subject matter included herein.
I en ytterligere utførelse kan rørhåndteringssystemet 102 innbefatte en utløser 1300 som er vist i figur 13. Under operasjon av rørhåndteringssystemet med et innvendig gripeapparat av kiletypen, er det mulig at kilebeltet 208, som er vist i figur 2, kan sit- te fast i røret 112. Dette kan skje når gripeapparatets 104 kilebelte 208 griper inn med røret 112 av vanvare i en posisjon hvor gripeapparatet er ute av stand til å bevege seg i forhold til røret 112. Gripeapparatets 104 stoppkrage 1002 treffer for eksempel toppen av røret 112 og kilebeltet 208 griper inn med røret 112. Nå griper kilebeltet 208 ytterligere inn med røret 112 hvis gripeapparatet 104 trekkes opp i forhold til rø-ret 112, og ytterligere bevegelse nedover i forhold til røret 112, for å frigjøre kilebeltet 208, hindres på grunn av at stoppkragen 1002 og toppen av røret 112 er i berøring med hverandre. Utløseren 1300 er tilpasset for selektivt å frigjøre gripeapparatet 104 fra røret 112 i det tilfelle at gripeapparatet sitter fast og kan innarbeides i stoppkragen 1002 eller den kan være en separat enhet. Utløseren 1300 kan ha et utløserstempel 1302 og et utløserkammer 1304. Utløserkammeret 1304 kan være koplet til utløser-stempelet via en fluidmotstand 1306, som for eksempel en LEE AXIAL VISCO JET™ og en ventil 1307. Ventilen 1307 som er vist er en enveisventil eller en tilbakeslagsventil. Fluidmotstanden 1306 hindrer fluidtrykk i utløserkammeret 1304 fra å aktivere utlø-serstempelet 1302 raskt. Ventilen 1307 hindrer fluid fra å strømme fra utløserkamme-ret mot utløserstempelet men tillater fluid å strømme i den motsatte retning. Utløse-ren 1300 kan videre innbefatte et påvirkningselement 1308 som er tilpasset for å påvirke utløserstempelet 1302 mot den frigjorte posisjon som vist i figur 13. Utløseren 1300 opererer når stoppkrage 1002 griper inn med røret 112 og vekt legges på gripeapparatets 104 dor 212 ved hjelp av heisesystemet, vist i figur 1. Doren 212 kan koples til utløserstempelet 1302 ved hjelp av en koplingsinnretning 1309. En nedoverret-tet kraft som legges på doren 212 komprimerer fluidet i utløserkammeret 1304. Den opprinnelige komprimering vil ikke bevege utløserstempelet 1302 på grunn av fluidmotstanden 1306. Fortsatt komprimering av fluidkammeret 1304 strømmer fluid sakte gjennom fluidmotstanden 1306 og virker på utløserstempelet 1302. Når utløserstem-pelet 1302 aktiverer en stempelsylinder 1310, beveger stempelsylinderen 1310 doren 212 oppover i forhold til stoppkragen 1002. Således frigjør doren 212 kilebeltet 208 langsomt fra røret 112 med fortsatt komprimering av utløserkammeret 1304. Videre hindrer fluidmotstanden 1306 tilfeldig frigjøring av kilebeltet 208 som forårsakes av plutselig belastning på doren 212. Den fortsatte aktivering av utløserkammeret 1304 til maksimum stempelslag vil frigjøre kilebeltet 208. Gripeapparatet 104 kan deretter fjernes fra røret. Når vekt fjernes fra stoppkragen 1002, synker trykket i utløserkam-meret raskt. Påvirkningselementet 1308 skyver stempelet tilbake mot den frigjorte posisjon og ventilen 1307 tillater fluid å returnere til utløserkammeret. I en annen utførelse er utløseren 1300 utstyrt med en opsjonsmessig skulder 1312. Skulderen 1312 er tilpasset for å hvile på toppen av røret 112. In a further embodiment, the pipe handling system 102 may include a trigger 1300 as shown in Figure 13. During operation of the pipe handling system with an internal wedge-type gripper, it is possible that the wedge belt 208, which is shown in Figure 2, may become stuck in the pipe 112. This can happen when the gripping device 104's V-belt 208 engages with the tube 112 accidentally in a position where the gripping device is unable to move in relation to the tube 112. The gripping device's 104 stop collar 1002 hits, for example, the top of the tube 112 and the V-belt 208 engages with the pipe 112. Now the V-belt 208 further engages with the pipe 112 if the gripping device 104 is pulled up in relation to the pipe 112, and further downward movement in relation to the pipe 112, to release the V-belt 208, is prevented due to the stop collar 1002 and the top of the tube 112 are in contact with each other. The trigger 1300 is adapted to selectively release the gripping device 104 from the tube 112 in the event that the gripping device is stuck and may be incorporated into the stop collar 1002 or it may be a separate unit. The trigger 1300 may have a trigger piston 1302 and a trigger chamber 1304. The trigger chamber 1304 may be connected to the trigger piston via a fluid resistance 1306, such as a LEE AXIAL VISCO JET™ and a valve 1307. The valve 1307 shown is a one-way valve or a check valve. The fluid resistance 1306 prevents fluid pressure in the trigger chamber 1304 from activating the trigger piston 1302 quickly. The valve 1307 prevents fluid from flowing from the trigger chamber towards the trigger piston but allows fluid to flow in the opposite direction. The trigger 1300 can further include an impact element 1308 which is adapted to influence the trigger piston 1302 towards the released position as shown in Figure 13. The trigger 1300 operates when the stop collar 1002 engages with the tube 112 and weight is placed on the mandrel 212 of the gripper 104 by means of the hoist system, shown in figure 1. The mandrel 212 can be connected to the release piston 1302 by means of a coupling device 1309. A downward force applied to the mandrel 212 compresses the fluid in the release chamber 1304. The initial compression will not move the release piston 1302 due to the fluid resistance 1306 Continuing compression of the fluid chamber 1304, fluid slowly flows through the fluid resistance 1306 and acts on the release piston 1302. When the release piston 1302 activates a piston cylinder 1310, the piston cylinder 1310 moves the mandrel 212 upward relative to the stop collar 1002. Thus, the mandrel 212 slowly releases the V-belt 208 from the tube 112 with continued compression of the trigger chamber 1304. Furthermore e, the fluid resistance 1306 prevents accidental release of the V-belt 208 caused by sudden loading on the mandrel 212. The continued activation of the release chamber 1304 to the maximum piston stroke will release the V-belt 208. The gripper 104 can then be removed from the tube. When weight is removed from the stop collar 1002, the pressure in the release chamber drops rapidly. Actuator 1308 pushes the piston back toward the released position and valve 1307 allows fluid to return to the trigger chamber. In another embodiment, the trigger 1300 is provided with an optional shoulder 1312. The shoulder 1312 is adapted to rest on top of the tube 112.
Figur 14 er et skjematisk riss av et integrert sikkerhetssystem 1400 og/eller en sper-re. Det integrerte sikkerhetssystem 1400 kan tilpasses for å forhindre skade på røret 112 og/eller rørstrengen 116 under drift av rørhåndteringssystemet 102. I én utførelse styres det integrerte sikkerhetssystem 1400 elektronisk ved hjelp av styreenheten 312. Det integrerte sikkerhetssystem 1400 er tilpasset for å hindre frigjøring av gripeapparatet 104 før griperen 119 griper røret 112 og/eller rørstrengen 116. For eksempel kan, i en rørkjøreoperasjon, styreenheten 312 i utgangspunktet aktivere gripeapparatets 104 aktuator 106 for å gripe røret 112. Styreenheten 312 kan deretter Figure 14 is a schematic view of an integrated security system 1400 and/or a lock. The integrated safety system 1400 can be adapted to prevent damage to the pipe 112 and/or the pipe string 116 during operation of the pipe handling system 102. In one embodiment, the integrated safety system 1400 is controlled electronically using the control unit 312. The integrated safety system 1400 is adapted to prevent the release of the gripper 104 before the gripper 119 grips the pipe 112 and/or the pipe string 116. For example, in a pipe driving operation, the control unit 312 may initially activate the gripper 104 actuator 106 to grip the pipe 112. The control unit 312 may then
aktivere rotasjon av gripeapparatet 104 for å kople røret 112 til rørstrengen 116. Styreenheten 312 kan deretter frigjøre griperen 119 mens den fremdeles griper røret 112 og rørstrengen 116 med gripeapparatet 104. Styreenheten 312 vil hindre frigjøring av røret 112 før griperen 119 igjen griper røret 112 og rørstrengen 116. Så snart griperen 119 har grepet røret 112 igjen, vil styreenheten tillate at gripeenheten 104 frigjør røret 112. activate rotation of the gripper 104 to connect the pipe 112 to the pipe string 116. The control unit 312 can then release the gripper 119 while still gripping the pipe 112 and the pipe string 116 with the gripper 104. The control unit 312 will prevent the release of the pipe 112 until the gripper 119 again grips the pipe 112 and the pipe string 116. As soon as the gripper 119 has gripped the pipe 112 again, the control unit will allow the gripper unit 104 to release the pipe 112.
Det integrerte sikkerhetssystem 1400 kan være i stand til å overvåke den riktige mengden tiltrekkingsmoment i rørets 112 gjenger under tiltrekking. Dette sikrer at gjengene ikke skades under tiltrekking og at forbindelsen er sikker. Eksempler på passende sikkerhetssystemer er anskueliggjort i US 6,742,596 og patentsøknader US 2005/0096846, 2004/0173358 og 2004/0144547. The integrated safety system 1400 may be able to monitor the proper amount of tightening torque in the pipe 112 threads during tightening. This ensures that the threads are not damaged during tightening and that the connection is secure. Examples of suitable security systems are illustrated in US 6,742,596 and patent applications US 2005/0096846, 2004/0173358 and 2004/0144547.
I en annen utførelse kan det integrerte sikkerhetssystem 1400 innarbeide posisjoneringssystemet 900. Posisjoneringssystemet 900 sender et signal til styreenheten 312 som gir gripeapparatets 104 status i forhold til røret 112. Med andre ord så indikerer posisjoneringssystemet 900 til styreenheten 312 når gripeapparatet griper røret 112 eller ikke. I drift, etter at gripeapparatet 104 griper røret 112, sender posisjoneringssystemet 900 et signal til styreenheten 312 som indikerer at røret 112 er grepet og at det er trygt å løfte gripeapparatet 104. Gripeapparatet 104 manipuleres av drivmekanismen 108 og/eller heisesystemet 110 for å kople røret 112 til rørstrengen 116. Styreenheten 312 kan deretter åpne griperen 119 for å frigjøre rørstrengen 116. Røret 112 senkes og gripes igjen av griperen 119 som beskrevet ovenfor. Styreenheten 312 frigjør deretter gripeapparatet 104 fra røret 112. Posisjoneringssystemet 900 informe-rer styreenheten 312 når gripeapparatet 104 er trygt frigjort fra røret 112. Gripeapparatet 104 kan deretter fjernes fra røret 112 uten å merke eller skade røret 112. In another embodiment, the integrated security system 1400 can incorporate the positioning system 900. The positioning system 900 sends a signal to the control unit 312 which gives the gripping device 104's status in relation to the pipe 112. In other words, the positioning system 900 indicates to the control unit 312 when the gripping device is gripping the pipe 112 or not. In operation, after the gripper 104 grips the pipe 112, the positioning system 900 sends a signal to the control unit 312 indicating that the pipe 112 is gripped and that it is safe to lift the gripper 104. The gripper 104 is manipulated by the drive mechanism 108 and/or the hoist system 110 to engage the pipe 112 to the pipe string 116. The control unit 312 can then open the gripper 119 to release the pipe string 116. The pipe 112 is lowered and gripped again by the gripper 119 as described above. The control unit 312 then releases the gripper 104 from the pipe 112. The positioning system 900 informs the control unit 312 when the gripper 104 is safely released from the pipe 112. The gripper 104 can then be removed from the pipe 112 without marking or damaging the pipe 112.
Det integrerte sikkerhetssystem 1400 kan innarbeide en føler 1000 i en annen utførel-se. Føleren 1000 sender et signal til styreenheten 312 når stoppkragen 1002 er nær røret 112. Derfor sendes et signal til styreenheten 312, når gripeapparatet 104 nær- mer seg røret 112 og/eller rørstrengen 116, før stoppkragen 1002 treffer røret 112. Styreenheten 312 kan så stoppe gripeapparatets 104 bevegelse, og i noen tilfeller heve gripeapparatet, avhengig av operasjonen. Stoppingen av gripeapparatet forhindrer at vekt legges på røret 112 når det ikke ønskes gjort. I en annen utførelse kan signalet sette i gang en visuell og/eller en hørbar alarm for å la en operatør ta avgjø-relsen om hvilke nødvendige skritt som må tas. The integrated security system 1400 can incorporate a sensor 1000 in another embodiment. The sensor 1000 sends a signal to the control unit 312 when the stop collar 1002 is close to the pipe 112. Therefore, a signal is sent to the control unit 312 when the gripper 104 approaches the pipe 112 and/or the pipe string 116, before the stop collar 1002 hits the pipe 112. The control unit 312 can then stop the gripper 104 movement, and in some cases raise the gripper, depending on the operation. The stop of the gripper prevents weight from being placed on the pipe 112 when it is not desired. In another embodiment, the signal can initiate a visual and/or an audible alarm to allow an operator to make the decision about what necessary steps must be taken.
I enda en annen utførelse kan det integrerte sikkerhetssystem 1400 innarbeide utløse-ren 1300. Utløseren 1300 kan sende et signal til styreenheten 312 når utløseren begynner å aktivere den langsomme frigjøring av gripeapparatet. Styreenheten 312 kan da tilsidesette utløseren 1300, løfte gripeapparatet 104 og/eller initiere aktuatoren 106 for å tilsidesette utløseren 1300 avhengig av situasjonen. For eksempel kan, hvis gripeapparatets langsomme frigjøring initieres av utløseren 1300 før griperen 119 griper røret 112, styreenheten tilsidesette utløseren 1300 og derved hindre gripeapparatet 104 i å frigjøre røret 112. In yet another embodiment, the integrated security system 1400 may incorporate the trigger 1300. The trigger 1300 may send a signal to the control unit 312 when the trigger begins to activate the slow release of the gripper. The control unit 312 may then override the trigger 1300, lift the gripper 104 and/or initiate the actuator 106 to override the trigger 1300 depending on the situation. For example, if the gripper slow release is initiated by the trigger 1300 before the gripper 119 grips the tube 112, the control unit may override the trigger 1300 and thereby prevent the gripper 104 from releasing the tube 112.
I enda en annen utførelse er det integrerte sikkerhetssystem 1400 tilpasset for å styre kompensatoren 700 via styreenheten 312. Når kompensatoren 700 initieres under koplingen av røret 112 til rørstrengen 116, kan kompensatoren 700 sende et signal til styreenheten 312. Kompensatoren 700 kan måle distansen som røret 112 har beveget seg nedover under tilkopling. Distansen som kompensatoren 700 har vandret ville indikere hvorvidt forbindelsen mellom røret 112 og rørstrengen 116 var utført. Med forbindelsen utført kan nå styreenheten 312 la gripeenheten 104 frigjøre røret 112 og/eller kompensatoren for å gå tilbake til sin opprinnelige posisjon. In yet another embodiment, the integrated safety system 1400 is adapted to control the compensator 700 via the control unit 312. When the compensator 700 is initiated during the coupling of the pipe 112 to the pipe string 116, the compensator 700 can send a signal to the control unit 312. The compensator 700 can measure the distance that the pipe 112 has moved downwards during connection. The distance that the compensator 700 has traveled would indicate whether the connection between the pipe 112 and the pipe string 116 was made. With the connection made, the control unit 312 can now allow the gripper unit 104 to release the pipe 112 and/or the compensator to return to its original position.
I en alternativ utførelse kan det integrerte sikkerhetssystem være én eller flere mekaniske låser som forhindrer operasjon av individuelle styreenheter for én riggkomponent før en annen riggkomponent er i inngrep. In an alternative embodiment, the integrated safety system can be one or more mechanical locks that prevent operation of individual control units for one rig component before another rig component is engaged.
I drift festes gripeapparatet 104 til drivmekanismen 108 eller svivelen 200 som er koplet til riggens 100 heisesystem 110. Røret 112 inngripes av en rørklave (ikke vist). Rørklaven kan være hvilken som helst rørklave som er kjent innen faget og kan være koplet til rørhåndteringssystemet 102 ved hjelp av hvilken som helst fremgangsmåte som er kjent innen faget. Rørklaven bringer deretter røret 112 nær gripeapparatet 104. I en alternativ utførelse kan gripeapparatet bringes til røret 112. Gripeapparatet 104 senkes deretter av heisesystemet 110, eller rørklaven hever røret 112 i forhold til gripeapparatet 104 inntil kilebeltet 208 er inne i røret 112. Når gripeapparatets 104 stoppkrage 1002 kommer nærme røret 112, kan føleren 1000 sende et signal til sty reenheten 312. Styreenheten 312 kan da stoppe den relative bevegelse mellom gripeapparatet 104 og røret 112. In operation, the gripping device 104 is attached to the drive mechanism 108 or the swivel 200 which is connected to the rig 100's hoisting system 110. The pipe 112 is engaged by a pipe clamp (not shown). The pipe clamp may be any pipe clamp known in the art and may be connected to the pipe handling system 102 by any method known in the art. The pipe clamp then brings the pipe 112 close to the gripper 104. In an alternative embodiment, the gripper can be brought to the pipe 112. The gripper 104 is then lowered by the hoist system 110, or the pipe clamp raises the pipe 112 relative to the gripper 104 until the V-belt 208 is inside the pipe 112. When the gripper 104 stop collar 1002 comes close to the pipe 112, the sensor 1000 can send a signal to the control unit 312. The control unit 312 can then stop the relative movement between the gripper 104 and the pipe 112.
Med gripeapparatet 104 på det ønskede sted, aktiverer styreenheten 312, enten automatisk eller på ordre fra en operatør, aktuatoren 106. I det minste aktuatorens 106 primære aktuator aktiveres for å drive kilebeltet 208 i inngrep med røret 112. Én eller flere redundante aktuatorer kan aktiveres enten samtidig med eller etter at den primære aktuator er aktivert. Den primære aktuator vil sikre at kilebeltet 208 griper røret mens de redundante aktuatorer vil sikre at røret 112 ikke frigjøres for tidlig fra gripeapparatet 104. Den primære aktuators og de redundante aktuatorers operasjon overvåkes av styreenheten 312 og/eller operatøren. With the gripper 104 in the desired location, the control unit 312, either automatically or at the command of an operator, activates the actuator 106. At least the primary actuator of the actuator 106 is activated to drive the V-belt 208 into engagement with the tube 112. One or more redundant actuators can be activated either simultaneously with or after the primary actuator is activated. The primary actuator will ensure that the V-belt 208 grips the pipe while the redundant actuators will ensure that the pipe 112 is not released prematurely from the gripper 104. The operation of the primary actuator and the redundant actuators is monitored by the control unit 312 and/or the operator.
Når aktuatoren 106 aktiverer gripeapparatet 104, kan posisjoneringssystemet 900 sende et signal til styreenheten 312 angående kilebeltets 208 plassering i forhold til røret 112. Etter inngrep med røret 112 kan drivmekanismen 108 og eller heisesystemet 110 bære vekten av røret 112 for forbindelse med rørstrengen 116. Rørhåndte-ringssystemet 102 senker deretter røret 112 inntil røret 112 griper inn med rørstreng-en 116. Drivmekanismen 108 kan deretter rotere røret 112 for å kople røret 112 til rørstrengen 116. Under koplingen av røret 112 til rørstrengen 116, kan kompensato-rene 700 kompensere for enhver aksiell bevegelse av røret 112 i forhold til drivmekanismen 108. Kompenseringen forhindrer skade på rørets 112 gjenger. Kompensatoren 700 kan indikere til styreenheten 312 graden av forbindelse mellom røret 112 og rørs-trengen 116. Når drivmekanismen 108 overfører rotasjon til røret 112 via gripeapparatet 104 og kilebeltet 208, tar svivelen høyde for kommunikasjonen mellom de roterende komponenter og styreenheten eller eventuelle andre fluidkilder eller elektriske kilder. Etter at forbindelsen mellom røret 112 og rørstrengen 116 er trukket til, kan griperen 119 frigjøre rørstrengen mens gripeapparatet fortsetter å bære vekten av røret 112 og rørstrengen 116. Heisesystemet 110 sender deretter rørstrengen 116 til det ønskede sted. Griperen 119 griper deretter rørstrengen 116. Styreenheten 312 kan deretter frigjøre kilebeltet 208 enten ved bruk av utløseren 1300 eller ved å deak-tivere aktuatoren 106 til å frigjøre rørstrengen 116. Under denne sekvens kan det integrerte sikkerhetssystem 1400 forhindre at rørstrengen 116 av vanvare slippes ned i brønnhullet 115. Prosessen kan deretter gjentas inntil rørstrengen 116 haren ønsket lengde. Når rørstrengen 116 senkes ned i brønnhullet 115, kan borefluider pumpes inn i rørstrengen gjennom gripeapparatet 104. Borefluidene strømmer gjennom strøm-ningsveien 206 (vist i figur 2) i gripeapparatet 104. En pakning 204 i tetningen 202 hindrer borefluidene fra å rømme av vanvare fra toppen av borestrengen 116. When the actuator 106 activates the gripper 104, the positioning system 900 can send a signal to the control unit 312 regarding the location of the V-belt 208 in relation to the pipe 112. After engagement with the pipe 112, the drive mechanism 108 and or the hoist system 110 can carry the weight of the pipe 112 for connection with the pipe string 116. Pipe handle The ring system 102 then lowers the pipe 112 until the pipe 112 engages the pipe string 116. The drive mechanism 108 can then rotate the pipe 112 to connect the pipe 112 to the pipe string 116. During the connection of the pipe 112 to the pipe string 116, the compensators 700 can compensate for any axial movement of the pipe 112 relative to the drive mechanism 108. The compensation prevents damage to the pipe 112 threads. The compensator 700 can indicate to the control unit 312 the degree of connection between the pipe 112 and the pipe string 116. When the drive mechanism 108 transfers rotation to the pipe 112 via the gripper 104 and the V-belt 208, the swivel takes care of the communication between the rotating components and the control unit or any other fluid sources or electrical sources. After the connection between the pipe 112 and the pipe string 116 is tightened, the gripper 119 can release the pipe string while the gripper continues to bear the weight of the pipe 112 and the pipe string 116. The hoist system 110 then sends the pipe string 116 to the desired location. The gripper 119 then grips the pipe string 116. The control unit 312 can then release the V-belt 208 either by using the trigger 1300 or by deactivating the actuator 106 to release the pipe string 116. During this sequence, the integrated safety system 1400 can prevent the pipe string 116 from being accidentally dropped in the well hole 115. The process can then be repeated until the pipe string 116 has the desired length. When the pipe string 116 is lowered into the wellbore 115, drilling fluids can be pumped into the pipe string through the grabber 104. The drilling fluids flow through the flow path 206 (shown in Figure 2) in the grabber 104. A gasket 204 in the seal 202 prevents the drilling fluids from accidentally escaping from the top of the drill string 116.
Etter at røret 112 og rørstrengen 116 er senket, kan gripeapparatet 104 deretter brukes for å gripe utstyret 114 på den måte som er beskrevet ovenfor. I én utførelse er utstyret sementpluggslusen 1200/1200A vist i figurer 12A-12B. Gripeapparatet 104 griper først den øvre rørlengde 1202 og deretter koples sementpluggslusen 1200 til rørstrengen 116. Deretter slippes en første plugg 1208 inn i rørstrengen, enten av styreenheten 312 eller manuelt av en operatør. Sement kan deretter pumpes inn i sementpluggslusen 1200 via fluidinnløpet 1205 og strømme nedover i rørstrengen 116 bak den første plugg 1208. Svivelen 1204 tillater sementen å bli pumpet inn i sementpluggslusen 1200 mens drivmekanismen 108 roterer og/eller beveger rørstrengen frem og tilbake, om nødvendig. Etter at det nødvendig volum av sement er blitt pumpet inn i rørstrengen 116, slipper styreenheten 312 eller en operatør en andre plugg 1210. Den andre plugg 1210 kan skyves nedover i rørstrengen ved hjelp av hvilket som helst passende fluid som for eksempel borefluid. Den andre plugg 1210 fortsetter å bevege seg nedover i rørstrengen 116 inntil den lander på den første plugg 1208. Sementen tillates deretter å tørke i et ringrom mellom rørstrengen 116 og brønnhullet 115. Sementpluggslusen 1200 kan deretter fjernes fra rørstrengen 116 og deretter koples fra gripeapparatet 104. After the pipe 112 and pipe string 116 are lowered, the gripper 104 can then be used to grip the equipment 114 in the manner described above. In one embodiment, the equipment is the cement plug sluice 1200/1200A shown in Figures 12A-12B. The gripping device 104 first grips the upper pipe length 1202 and then the cement plug sluice 1200 is connected to the pipe string 116. Then a first plug 1208 is dropped into the pipe string, either by the control unit 312 or manually by an operator. Cement can then be pumped into the cement plug sluice 1200 via the fluid inlet 1205 and flow down the pipe string 116 behind the first plug 1208. The swivel 1204 allows the cement to be pumped into the cement plug sluice 1200 while the drive mechanism 108 rotates and/or moves the pipe string back and forth, if necessary. After the required volume of cement has been pumped into the pipe string 116, the control unit 312 or an operator releases a second plug 1210. The second plug 1210 can be pushed down the pipe string using any suitable fluid such as drilling fluid. The second plug 1210 continues to move down the pipe string 116 until it lands on the first plug 1208. The cement is then allowed to dry in an annulus between the pipe string 116 and the wellbore 115. The cement plug sluice 1200 can then be removed from the pipe string 116 and then disconnected from the grabber 104 .
Med rørstrengen 116 sementert på plass kan gripeapparatet 104 fjernes fra aktuatoren 106. Ett av de modulære gripeapparater 804, som er vist i figur 8, kan deretter koples til aktuatoren 106 for å tillempes et rør med annen størrelse. En ny rørstreng 116 kan bygges opp og kjøres inn i den sementerte rørstreng 116 på samme måte som beskrevet ovenfor. Den nye rørstreng kan utstyres med et frese- og/eller bore-verktøy i sin nedre ende for å kunne frese ut skrot (debris) i rørstrengen 116 og/eller bore brønnhullet 115. Den samme prosedyre som beskrevet ovenfor brukes for å kjøre og sette denne rørstreng 116 inn i brønnhullet. Denne prosess kan gjentas inntil kjø-ringen av rør er fullført. Denne prosess kan reverseres for å fjerne rør fra brønnhullet 115. With the pipe string 116 cemented in place, the gripper 104 can be removed from the actuator 106. One of the modular grippers 804, shown in Figure 8, can then be connected to the actuator 106 to accommodate a different size pipe. A new pipe string 116 can be built up and driven into the cemented pipe string 116 in the same way as described above. The new pipe string can be equipped with a milling and/or drilling tool at its lower end to be able to mill out scrap (debris) in the pipe string 116 and/or drill the well hole 115. The same procedure as described above is used to drive and set this pipe string 116 into the wellbore. This process can be repeated until the run of pipes is complete. This process can be reversed to remove pipe from the wellbore 115.
I enda en annen utførelse som er beskrevet heri fremlegges et apparat for å gripe et rør som skal brukes med en toppdrevet maskin. Apparatet innbefatter en kopling i én ende for rotasjonsmessig innfesting av apparatet til den toppdrevne maskin og ett eller flere gripeelementer i en andre ende for å gripe røret. Videre innbefatter apparatet en primær aktuator som er konfigurert for å bevege og holde gripeelementene i kontakt med røret og en reservesammenstilling som er tilpasset for å holde gripeelementet i kontakt med røret. In yet another embodiment described herein, an apparatus is provided for gripping a tube to be used with a top drive machine. The apparatus includes a coupling at one end for rotationally attaching the apparatus to the top drive machine and one or more gripping elements at a second end for gripping the pipe. Further, the apparatus includes a primary actuator configured to move and hold the gripping members in contact with the tube and a back-up assembly adapted to hold the gripping members in contact with the tube.
I enda en annen utførelse opereres den primære aktuator fluidmessig. In yet another embodiment, the primary actuator is operated fluidically.
I enda en annen utførelse opereres den primære aktuator elektrisk. In yet another embodiment, the primary actuator is electrically operated.
I enda en annen utførelse, omfatter reservesammenstillingen en selektivt drevet redundant aktuator. In yet another embodiment, the backup assembly comprises a selectively operated redundant actuator.
I enda en annen utførelse opereres den primære aktuator hydraulisk. In yet another embodiment, the primary actuator is operated hydraulically.
I enda en annen utførelse koples en monitor til en styreenhet for overvåking av tilstanden i en reservesammenstilling. In yet another embodiment, a monitor is connected to a control unit for monitoring the condition of a backup assembly.
I enda en annen utførelse overvåker monitoren tilstanden i den primære aktuator. In yet another embodiment, the monitor monitors the condition of the primary actuator.
I enda en annen utførelse omfatter reservesammenstillingen en enveisventil som opererer sammen med den primære aktuator for å sikre at den primære aktuator forblir operativ i tilfelle av en hydraulikkfeil. In yet another embodiment, the backup assembly includes a one-way valve that operates in conjunction with the primary actuator to ensure that the primary actuator remains operational in the event of a hydraulic failure.
I enda en annen utførelse innbefatter reservesammenstillingen videre en tilleggsfluid-kilde for å sikre at den primære aktuator forblir operativ i tilfelle av en hydraulikkfeil. In yet another embodiment, the backup assembly further includes an additional fluid source to ensure that the primary actuator remains operational in the event of a hydraulic failure.
I enda en annen utførelse konfigureres en første svivel for å kople den primære aktuator kommunikasjonsmessig til en fluidkilde. I tillegg kan en andre svivel koples til reservesammenstillingen som er konfigurert for å kople reservesammenstillingen kommunikasjonsmessig til fluidkilden. I tillegg kan en andre fluidkilde tilveiebringes. In yet another embodiment, a first swivel is configured to communicatively couple the primary actuator to a fluid source. In addition, a second swivel can be connected to the backup assembly that is configured to communicatively connect the backup assembly to the fluid source. In addition, a second fluid source can be provided.
I enda en annen utførelse omfatter koplingen en lås for å hindre apparatet og den toppdrevne maskin i å rotere uavhengig av hverandre. Videre kan låsen innbefatte en formet hylse for inngrep med en formet ytre diameter på den toppdrevne maskin og apparatet. Alternativt kan låsen innbefattet to eller flere lenkeelementer som er konfigurert for å omkranse koplingen, og en eller flere gripebakker på en innvendig overflate av hvert lenkeelement, hvor det ene eller de flere gripebakker er konfigurert for å gripe apparatet og den toppdrevne maskin. In yet another embodiment, the coupling includes a lock to prevent the apparatus and top drive machine from rotating independently of each other. Furthermore, the lock may include a shaped sleeve for engagement with a shaped outer diameter on the top drive machine and apparatus. Alternatively, the lock may include two or more link members configured to encircle the coupling, and one or more gripping jaws on an interior surface of each link member, wherein the one or more gripping jaws are configured to grip the apparatus and top drive machine.
I enda en annen utførelse kan en utløser aktiveres ved å påføre vekt til apparatet for å aktivere et fluidstempel. Videre kan det fluidopererte stempel koples til en motstand for å innsnevre fluidstrøm. I tillegg kan fluidmotstanden tjene til å frigjøre gripeelementene fra røret ved å bruke en hovedsakelig konstant kraft som påføres over tid. In yet another embodiment, a trigger may be actuated by applying weight to the apparatus to actuate a fluid piston. Furthermore, the fluid operated piston can be connected to a resistor to constrict fluid flow. In addition, the fluid resistance may serve to release the gripping members from the tube by applying a substantially constant force applied over time.
I enda en annen utførelse som beskrives heri, beskrives et apparat for å gripe et rør for bruk i et brønnhull. Apparatet kan innbefatte et gripeelement for å gripe røret hvori gripeelementet koples til en roterende dor. Videre kan apparatet innbefatte en aktuator for aktivering av gripeelementet og et låseelement for låsing av gripeelementet i inngrep med en innvendig diameter i røret. I tillegg kan apparatet innbefatte en svivel for å forbinde aktuatoren med gripeelementet. In yet another embodiment described herein, an apparatus is described for gripping a pipe for use in a wellbore. The apparatus may include a gripping member for gripping the tube in which the gripping member is coupled to a rotating mandrel. Furthermore, the apparatus can include an actuator for activating the gripping element and a locking element for locking the gripping element in engagement with an internal diameter in the pipe. In addition, the apparatus may include a swivel for connecting the actuator to the gripping member.
I enda en annen utførelse omfatter aktuatoren ett eller flere kammer som styres av fluidtrykk. Videre kan fluidtrykket aktivere et stempel. In yet another embodiment, the actuator comprises one or more chambers which are controlled by fluid pressure. Furthermore, the fluid pressure can activate a piston.
I enda en annen utførelse innbefatter låseelementet ett eller flere trykkammer som er forbundet med en fluidkilde. In yet another embodiment, the locking element includes one or more pressure chambers which are connected to a fluid source.
I enda en annen utførelse er låseelementet én eller flere enveisventiler som er tilveiebrakt mellom en fluidkilde og ett eller flere trykkammer. In yet another embodiment, the locking element is one or more one-way valves provided between a fluid source and one or more pressure chambers.
I enda en annen utførelse, tilveiebringes en styreenhet for overvåking av fluidtrykket i det ene eller de flere trykkammer. In yet another embodiment, a control unit is provided for monitoring the fluid pressure in the one or more pressure chambers.
I enda en annen utførelse innbefattes det en utløser som aktiveres ved å påføres en vekt til gripeapparatet for å aktivere et fluidoperert stempel. Videre kan det fluidopererte stempel koples til en fluidmotstand for begrensning av fluidstrømning. I tillegg kan fluidmotstanden tjene til å frigjøre gripeelementene ved bruk av en konstant kraft over tid. In yet another embodiment, a trigger is included which is activated by applying a weight to the gripper to activate a fluid operated piston. Furthermore, the fluid-operated piston can be connected to a fluid resistance for limiting fluid flow. In addition, the fluid resistance may serve to release the gripping elements by applying a constant force over time.
I enda en annen utførelse som er beskrevet heri, beskrives et apparat for å gripe et rør for bruk i et brønnhull. Apparatet kan innbefatte et sett kilebelter som kan forbindes med en roterende dor for å gripe inn med rørets indre diameter. Videre kan apparatet innbefatte en flerhet fluidkammere for å aktivere kilebeltet og en svivel for fluidmessig å forbinde en fluidkilde med flerheten av fluidkammere. In yet another embodiment described herein, an apparatus is described for gripping a pipe for use in a wellbore. The apparatus may include a set of V-belts which may be connected to a rotating mandrel to engage the inner diameter of the tube. Furthermore, the apparatus may include a plurality of fluid chambers to activate the V-belt and a swivel to fluidly connect a fluid source to the plurality of fluid chambers.
I enda en annen utførelse omfatter kamrene én eller flere primære aktuatorer og én eller flere redundante aktuatorer. In yet another embodiment, the chambers comprise one or more primary actuators and one or more redundant actuators.
I enda en annen utførelse har den redundante aktuator et låseelement. In yet another embodiment, the redundant actuator has a locking element.
I enda en annen utførelse omfatter låseelementet en enveisventil som er konfigurert for å holde trykk i den redundante aktuator. Videre kan enveisventilen tillate enveis-strømning inn i minst ett av fluidkamrene. In yet another embodiment, the locking element comprises a one-way valve configured to maintain pressure in the redundant actuator. Furthermore, the one-way valve may allow one-way flow into at least one of the fluid chambers.
I enda en annen utførelse leverer fluidkilden et hydraulisk fluid. In yet another embodiment, the fluid source supplies a hydraulic fluid.
I enda en annen utførelse omfatter fluidkilden et pneumatisk fluid. In yet another embodiment, the fluid source comprises a pneumatic fluid.
I enda en annen utførelse tilveiebringes det en styreenhet for overvåkning av minst ett av fluidkamrene. In yet another embodiment, a control unit is provided for monitoring at least one of the fluid chambers.
I enda en annen utførelse kan en føler være koplet til en stoppkrage, hvori føleren er konfigurert for å kommunisere til styreenheten når stoppkragen griper inn med røret. In yet another embodiment, a sensor may be coupled to a stop collar, wherein the sensor is configured to communicate to the control unit when the stop collar engages the pipe.
I enda en annen utførelse kan en styreledning forbindes med svivelen og flerheten av fluidkammere. In yet another embodiment, a control line may be connected to the swivel and the plurality of fluid chambers.
I enda en annen utførelse som er beskrevet heri, beskrives en fremgangsmåte for å kople et rør. Fremgangsmåten innbefatter å skaffet til veie et fluidtrykk fra en fluidkilde og å befordre fluidtrykket gjennom en svivel til en flerhet kammer. Videre kan svivelen ha to eller flere ringformede tetninger plassert i en utsparing på hver side av fluidinnløpet. Fremgangsmåten innbefatter i tillegg å aktivere et gripeelement til å gripe røret, hvori gripeelementet aktiveres ved å påføre et fluidtrykk på et stempel innen flerheten av kammer. Fremgangsmåten kan i tillegg innbefatte å rotere røret ved å bruke gripeelementet og å flytte et trykksatt fluid inn i hulrom mellom de to eller flere ringformede tetninger og utsparingene som respons på å rotere røret. Videre kan fremgangsmåten innbefatte å fortsette å levere fluidkilden gjennom svivelen og inn i kamrene via svivelen under rotasjon. In yet another embodiment described herein, a method for connecting a pipe is described. The method includes providing a fluid pressure from a fluid source and conveying the fluid pressure through a swivel to a plurality of chambers. Furthermore, the swivel can have two or more annular seals located in a recess on each side of the fluid inlet. The method further includes activating a gripping member to grip the tube, wherein the gripping member is actuated by applying a fluid pressure to a piston within the plurality of chambers. The method may additionally include rotating the tube using the gripping member and moving a pressurized fluid into a cavity between the two or more annular seals and the recesses in response to rotating the tube. Furthermore, the method may include continuing to deliver the fluid source through the swivel and into the chambers via the swivel during rotation.
I enda en annen utførelse innbefatter fremgangsmåten videre å låse minst ett kammer av flerheten av kammer ved aktivering, hvori låsing av det minst ene kammer kan innbefatte å strømme fluid gjennom en enveisventil. In yet another embodiment, the method further includes locking at least one chamber of the plurality of chambers upon activation, wherein locking the at least one chamber may include flowing fluid through a one-way valve.
I enda en annen utførelse innbefatter fremgangsmåten videre å overvåke minst ett kammer av flerheten av kammer med en styreenhet. I tillegg kan gripeelementet være operativt koplet til en toppdrevet maskin. Videre kan gripeelementet roteres av den toppdrevne maskin. In yet another embodiment, the method further includes monitoring at least one chamber of the plurality of chambers with a controller. In addition, the gripping member may be operatively connected to a top drive machine. Furthermore, the gripping element can be rotated by the top driven machine.
I enda en annen utførelse som er beskrevet heri, beskrives et rørhåndteringssystem. Rørhåndteringssystemet innbefatter en rørtiltrekkingsinnretning som er koplet til et heisesystem og et gripeapparat. I tillegg innbefatter rørhåndteringssystemet en sementpluggsluse som er konfigurert for selektivt å ha et rørformet hus for mottak av gripeelementet, og én eller flere plugger plassert innen det rørformede hus som er konfigurert for å utføre en sementeringsoperasjon. In yet another embodiment described herein, a pipe handling system is described. The pipe handling system includes a pipe pulling device connected to an elevator system and a gripping device. In addition, the pipe handling system includes a cement plug sluice configured to selectively have a tubular housing for receiving the gripping member, and one or more plugs located within the tubular housing configured to perform a cementing operation.
I enda en annen utførelse kan en enveisventil være anbrakt inne i det rørformede hus som er konfigurert for å hindre fluidstrømning fra slusen og til gripeapparatet. En styreenhet og én eller flere sementeringspluggaktivatorer for på fjernstyrt vis å kunne frigjøre den ene eller de flere pugger, kan være tilveiebrakt. In yet another embodiment, a one-way valve may be located within the tubular housing configured to prevent fluid flow from the sluice to the gripper. A control unit and one or more cementing plug activators to remotely release the one or more plugs can be provided.
I enda en annen utførelse tilveiebringes en svivel som tillater fluid å pumpes inn i slusen mens tiltrekkingsinnretningen roterer slusen. In yet another embodiment, a swivel is provided which allows fluid to be pumped into the sluice while the attraction device rotates the sluice.
I enda en annen utførelse omfatter gripeelementet et spyd. In yet another embodiment, the gripping element comprises a spear.
I enda en annen utførelse omfatter gripeelementet en utvendig rørgriper. In yet another embodiment, the gripping element comprises an external pipe gripper.
I enda en annen utførelse som er beskrevet heri, beskrives en fremgangsmåte for full-føring av et brønnhull. Fremgangsmåten innbefatter å tilveiebringe et rørhåndterings-system som er koplet til et heisesystem hvori rørhåndteringssystemet omfatter et gripeapparat, en aktuator og et tiltrekkingsapparat. Fremgangsmåten innbefatter videre å gripe et første rør ved å bruke gripeapparatet og å kople det første rør til en rørs-treng ved å rotere det første rør ved bruk av tiltrekkingsapparatet, hvor rørstrengen delvis befinner seg inne i brønnhullet. I tillegg kan fremgangsmåten innbefatte å senke det første rør og rørstrengen og å frigjøre det første rør fra gripeapparatet. Fremgangsmåten kan videre innbefatte å gripe et sementeringsverktøy ved å bruke gripeapparatet og å kople sementeringsverktøyet til det første rør ved å rotere sementen ngsverktøyet. I tillegg kan fremgangsmåten innbefatte å strømme sement inn i sementeringsverktøyet og å sementere minst et parti av rørstrengen inn i brønnhullet. In yet another embodiment described herein, a method for completing a wellbore is described. The method includes providing a pipe handling system which is connected to an elevator system in which the pipe handling system comprises a gripping device, an actuator and a pulling device. The method further includes gripping a first pipe using the gripping apparatus and connecting the first pipe to a pipe string by rotating the first pipe using the pulling apparatus, where the pipe string is partially inside the wellbore. In addition, the method may include lowering the first tube and the tube string and releasing the first tube from the gripper. The method may further include gripping a cementing tool using the gripping apparatus and coupling the cementing tool to the first pipe by rotating the cementing tool. In addition, the method may include flowing cement into the cementing tool and cementing at least a portion of the pipe string into the wellbore.
I enda en annen utførelse innbefatter fremgangsmåten å hindre sement fra å strømme inn i kontakt med gripeapparatet ved hjelp av en enveisventil. In yet another embodiment, the method includes preventing cement from flowing into contact with the gripper by means of a one-way valve.
I enda en annen utførelse som er beskrevet heri, beskrives en utløser for å frigjøre gripeapparatet fra et rør. Utløseren innbefatter et stempel og en stempelsylinder som er operativt koplet til en dor i gripeapparatet. Utløseren innbefatter videre en fluidmotstand som er konfigurert for fluidmessig kopling av et utløserkammer til stempelet ved å tilveiebringe en innsnevret strømningsvei. I tillegg kan utløseren innbefatte en skulder som er tilpasset for å gripe inn med et rør og øke trykket i utløserkammeret når vekt påføres skulderen, og hvori fortsatt vekt på skulderen aktiverer stempelet langsomt og derved langsomt frigjør gripeapparatet fra røret. In yet another embodiment described herein, a trigger is described for releasing the gripper from a pipe. The trigger includes a piston and a piston cylinder operatively connected to a mandrel in the gripper. The trigger further includes a fluid resistance configured to fluidly couple a trigger chamber to the piston by providing a constricted flow path. In addition, the trigger may include a shoulder adapted to engage a tube and increase pressure in the trigger chamber when weight is applied to the shoulder, wherein continued weight on the shoulder slowly activates the piston thereby slowly releasing the gripper from the tube.
I enda en annen utførelse som er beskrevet heri, beskrives et sikkerhetssystem for bruk med et rørhåndteringssystem. Sikkerhetssystemet innbefatter en føler som er tilpasset for å spore bevegelsen til en kilebeltering for aktivering av et gripeapparat, hvori føleren sender et signal til en styreenhet når gripeapparatet er i en posisjon som samsvarer med at gripeapparatet er i inngrep med røret. In yet another embodiment described herein, a security system for use with a pipe handling system is described. The safety system includes a sensor adapted to track the movement of a V-belt for activation of a gripper, wherein the sensor sends a signal to a control unit when the gripper is in a position consistent with the gripper engaging the pipe.
I enda en annen utførelse omfatter føleren en avtrekker som aktiveres ved hjelp av et hjul som er koplet til en arm, hvori hjulet beveger seg langs et spor som er koplet til en aktuator når aktuatoren beveger kilebelteringen. I tillegg kan sporet ha en eller flere knekker som er konfigurert for å bevege hjulet radielt og aktivere avtrekkeren når hjulet ruller. In yet another embodiment, the sensor comprises a trigger actuated by means of a wheel coupled to an arm, wherein the wheel moves along a track coupled to an actuator as the actuator moves the V-belt ring. In addition, the track may have one or more detents configured to move the wheel radially and actuate the trigger when the wheel rolls.
I enda en annen utførelse som er beskrevet heri, beskrives en fremgangsmåte for å In yet another embodiment described herein, a method is described to
overvåke et rørhåndteringssystem. Fremgangsmåten innbefatter å flytte et gripeapparat mot et rør og gå i inngrep med en føler som befinner seg på en stoppkrage på gripeapparatet til en øvre ende av røret. Fremgangsmåten innbefatter videre å sende et signal fra føleren til en styreenhet som indikerer at røret er i en inngrepsposisjon og å stoppe bevegelse av gripeapparatet i forhold til røret som svar på signalet. I tillegg kan fremgangsmåten innbefatte å gripe røret med gripeapparatet. monitor a pipe handling system. The method involves moving a gripper toward a pipe and engaging a sensor located on a stop collar on the gripper to an upper end of the pipe. The method further includes sending a signal from the sensor to a control unit indicating that the pipe is in an engaged position and stopping movement of the gripper relative to the pipe in response to the signal. In addition, the method may include gripping the tube with the gripping apparatus.
I enda en annen utførelse innbefatter fremgangsmåten videre å overvåke en posisjon for ett eller flere inngrepselementer i gripeapparatet i forhold til røret ved å bruke en andre føler, og å sende et andre signal til styreenheten som indikerer at gripeapparatet er i inngrep med røret. In yet another embodiment, the method further includes monitoring a position of one or more engaging elements in the gripper relative to the pipe using a second sensor, and sending a second signal to the control unit indicating that the gripper is engaged with the pipe.
I enda en annen utførelse innbefatter fremgangsmåten videre å kople røret til en rørs-treng som holdes av en holdering på boredekket og å verifisere at rørkoplingen er sikker. In yet another embodiment, the method further includes connecting the pipe to a pipe string held by a retaining ring on the drill deck and verifying that the pipe connection is secure.
I enda en annen utførelse innbefatter fremgangsmåten videre å tillate styreenheten å frigjøre holderingen etter å ha verifisert at rørkoplingen er sikker og at gripeapparatet er sikret. In yet another embodiment, the method further includes allowing the control unit to release the retaining ring after verifying that the pipe coupling is secure and that the gripper is secured.
Claims (14)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US74945105P | 2005-12-12 | 2005-12-12 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20110680L NO20110680L (en) | 2008-08-26 |
NO342756B1 true NO342756B1 (en) | 2018-08-06 |
Family
ID=38124138
Family Applications (5)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20082811A NO333092B1 (en) | 2005-12-12 | 2008-06-23 | Apparatus for gripping a pipe on a drilling rig |
NO20110682A NO342755B1 (en) | 2005-12-12 | 2011-05-09 | Pipe management system and method for monitoring the same. |
NO20110681A NO20110681L (en) | 2005-12-12 | 2011-05-09 | Apparatus for gripping a pipe on a drilling rig |
NO20110680A NO342756B1 (en) | 2005-12-12 | 2011-05-09 | Apparatus and method for gripping a pipe on a drilling rig |
NO20121262A NO20121262L (en) | 2005-12-12 | 2012-10-29 | Apparatus for gripping a pipe on a drilling rig |
Family Applications Before (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20082811A NO333092B1 (en) | 2005-12-12 | 2008-06-23 | Apparatus for gripping a pipe on a drilling rig |
NO20110682A NO342755B1 (en) | 2005-12-12 | 2011-05-09 | Pipe management system and method for monitoring the same. |
NO20110681A NO20110681L (en) | 2005-12-12 | 2011-05-09 | Apparatus for gripping a pipe on a drilling rig |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20121262A NO20121262L (en) | 2005-12-12 | 2012-10-29 | Apparatus for gripping a pipe on a drilling rig |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
EP (7) | EP2189618A3 (en) |
CN (3) | CN102943637B (en) |
AT (1) | ATE464455T1 (en) |
AU (4) | AU2006325824B2 (en) |
BR (1) | BRPI0619754B8 (en) |
CA (3) | CA2633182C (en) |
DE (1) | DE602006013702D1 (en) |
DK (1) | DK2284357T3 (en) |
EA (3) | EA015156B1 (en) |
NO (5) | NO333092B1 (en) |
WO (1) | WO2007070805A2 (en) |
Families Citing this family (51)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7874352B2 (en) | 2003-03-05 | 2011-01-25 | Weatherford/Lamb, Inc. | Apparatus for gripping a tubular on a drilling rig |
CN102943637B (en) * | 2005-12-12 | 2015-02-04 | 韦特福特/兰姆有限公司 | Device for clamping a pipe on a drilling rig |
US7784834B2 (en) * | 2007-03-28 | 2010-08-31 | Varco I/P, Inc. | Clamp apparatus for threadedly connected tubulars |
US7963323B2 (en) | 2007-12-06 | 2011-06-21 | Schlumberger Technology Corporation | Technique and apparatus to deploy a cement plug in a well |
US8210268B2 (en) * | 2007-12-12 | 2012-07-03 | Weatherford/Lamb, Inc. | Top drive system |
CA2722544C (en) * | 2008-05-02 | 2013-10-15 | Weatherford/Lamb, Inc. | Tubular handling apparatus |
AU2009242489B2 (en) * | 2008-05-02 | 2015-11-26 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Apparatus and methods for wedge lock prevention |
US8365834B2 (en) | 2008-05-02 | 2013-02-05 | Weatherford/Lamb, Inc. | Tubular handling apparatus |
US8720541B2 (en) | 2008-06-26 | 2014-05-13 | Canrig Drilling Technology Ltd. | Tubular handling device and methods |
ES2651664T3 (en) * | 2008-07-18 | 2018-01-29 | Noetic Technologies Inc. | Grip extension coupling to provide a gripping tool with an improved operating range, and method of use thereof |
EP3176362B1 (en) | 2010-12-17 | 2018-10-31 | Weatherford Technology Holdings, LLC | Electronic control system for a tubular handling tool |
CA2822962C (en) * | 2010-12-30 | 2017-09-26 | Canrig Drilling Technology Ltd. | Tubular handling device and methods |
CN102383741B (en) * | 2011-07-30 | 2014-03-12 | 徐州盾安重工机械制造有限公司 | Sleeve clamping device for full-sleeve and full-slewing drilling machine |
CN104131790B (en) * | 2013-05-04 | 2018-04-10 | 江苏康群科技发展有限公司 | Swinging reducing oil pipe binding clasp |
CN103291234B (en) * | 2013-06-03 | 2015-06-10 | 中国海洋石油总公司 | Novel secondary locking mechanism of underwater horizontal connector mounting tool |
AU2014271348B2 (en) | 2013-12-06 | 2016-10-13 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Tubular handling tool |
NO339203B1 (en) * | 2013-12-20 | 2016-11-14 | Odfjell Well Services Norway As | Foringsrørverktøy |
US9765579B2 (en) | 2013-12-23 | 2017-09-19 | Tesco Corporation | Tubular stress measurement system and method |
CA2942356C (en) | 2014-03-18 | 2019-12-31 | Canrig Drilling Technology Ltd. | System for operating a top drive assembly for subterranean operations |
CN104481392B (en) * | 2014-12-04 | 2016-06-01 | 连云港黄海勘探技术有限公司 | Vertical shaft core drill double card dish is reversing device alternately |
US10465457B2 (en) | 2015-08-11 | 2019-11-05 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Tool detection and alignment for tool installation |
US10626683B2 (en) * | 2015-08-11 | 2020-04-21 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Tool identification |
CA3185482A1 (en) | 2015-08-20 | 2017-02-23 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Top drive torque measurement device |
US10323484B2 (en) | 2015-09-04 | 2019-06-18 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Combined multi-coupler for a top drive and a method for using the same for constructing a wellbore |
EP3347559B1 (en) | 2015-09-08 | 2021-06-09 | Weatherford Technology Holdings, LLC | Genset for top drive unit |
US10590744B2 (en) | 2015-09-10 | 2020-03-17 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Modular connection system for top drive |
CN105507840B (en) * | 2015-12-31 | 2018-08-14 | 徐州徐工基础工程机械有限公司 | A kind of rotary disk driller accident treatment apparatus |
US10167671B2 (en) | 2016-01-22 | 2019-01-01 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Power supply for a top drive |
US11162309B2 (en) | 2016-01-25 | 2021-11-02 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Compensated top drive unit and elevator links |
CN106121508B (en) * | 2016-06-24 | 2019-11-26 | 三一重型能源装备有限公司 | For the locking method of revolving meber, locking device, top drive apparatus and drilling machine |
CN106193000B (en) * | 2016-08-26 | 2018-04-20 | 中铁一局集团有限公司 | Hydraulic pressure full circle swinging drill machine with casing |
US10704364B2 (en) | 2017-02-27 | 2020-07-07 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Coupler with threaded connection for pipe handler |
US10954753B2 (en) | 2017-02-28 | 2021-03-23 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Tool coupler with rotating coupling method for top drive |
US11131151B2 (en) | 2017-03-02 | 2021-09-28 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Tool coupler with sliding coupling members for top drive |
US10480247B2 (en) | 2017-03-02 | 2019-11-19 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Combined multi-coupler with rotating fixations for top drive |
US10443326B2 (en) | 2017-03-09 | 2019-10-15 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Combined multi-coupler |
US10247246B2 (en) | 2017-03-13 | 2019-04-02 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Tool coupler with threaded connection for top drive |
US10711574B2 (en) | 2017-05-26 | 2020-07-14 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Interchangeable swivel combined multicoupler |
CN106990042A (en) * | 2017-06-01 | 2017-07-28 | 中国石油大学(华东) | One kind well cementation interfacial adhesion determines device |
US10526852B2 (en) | 2017-06-19 | 2020-01-07 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Combined multi-coupler with locking clamp connection for top drive |
US10544631B2 (en) | 2017-06-19 | 2020-01-28 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Combined multi-coupler for top drive |
US10355403B2 (en) | 2017-07-21 | 2019-07-16 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Tool coupler for use with a top drive |
US10527104B2 (en) | 2017-07-21 | 2020-01-07 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Combined multi-coupler for top drive |
US10745978B2 (en) | 2017-08-07 | 2020-08-18 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Downhole tool coupling system |
US11047175B2 (en) | 2017-09-29 | 2021-06-29 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Combined multi-coupler with rotating locking method for top drive |
US11441412B2 (en) | 2017-10-11 | 2022-09-13 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Tool coupler with data and signal transfer methods for top drive |
US10704342B2 (en) * | 2018-05-21 | 2020-07-07 | 2M-Tek, Inc. | Hydraulic actuator with integral torque turn monitoring |
CN110159220A (en) * | 2019-07-01 | 2019-08-23 | 承德市开发区富泉石油机械有限公司 | Petroleum industry wellhead equipment Quick Connect Kit |
CN111963091B (en) * | 2020-08-05 | 2022-08-12 | 宝鸡金辉石油机械有限公司 | Quick plug device of well head equipment |
CN115075737B (en) * | 2022-06-06 | 2023-03-10 | 浙江大学 | Self-drilling freezing type composite drilling tool and using method thereof |
CN116291298B (en) * | 2023-04-24 | 2023-10-03 | 阜宁县宏达石化机械有限公司 | Completion packer with dislocation preventing structure |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4981180A (en) * | 1989-07-14 | 1991-01-01 | National-Oilwell | Positive lock of a drive assembly |
WO2001079652A1 (en) * | 2000-04-17 | 2001-10-25 | Weatherford/Lamb, Inc. | Top drive for casing connection |
Family Cites Families (40)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE757087A (en) * | 1969-12-03 | 1971-04-06 | Gardner Denver Co | REMOTELY CONTROLLED DRILL ROD UNSCREWING MECHANISM |
US4327261A (en) * | 1977-03-15 | 1982-04-27 | Bj-Hughes Inc. | Apparatus for sensing a distended location on a drill pipe |
SU1134693A1 (en) * | 1979-10-26 | 1985-01-15 | Специальное Конструкторское Бюро Сейсмической Техники | Pipe string running arrangement |
US4529045A (en) * | 1984-03-26 | 1985-07-16 | Varco International, Inc. | Top drive drilling unit with rotatable pipe support |
SU1266974A1 (en) * | 1985-01-02 | 1986-10-30 | Специальное Проектно-Конструкторское Бюро Автоматизации Глубокого Разведочного Бурения | Apparatus for running in drill pipes |
US4800968A (en) * | 1987-09-22 | 1989-01-31 | Triten Corporation | Well apparatus with tubular elevator tilt and indexing apparatus and methods of their use |
US4875530A (en) * | 1987-09-24 | 1989-10-24 | Parker Technology, Inc. | Automatic drilling system |
CA2518604C (en) * | 1992-04-30 | 2008-03-25 | Dreco Energy Services Ltd. | Gripper head assembly for a pipe handling system |
RU2018623C1 (en) * | 1992-06-05 | 1994-08-30 | Акционерное общество открытого типа "Уральский завод тяжелого машиностроения" | Drill pipe rotary head of drilling rigs |
US5390736A (en) | 1992-12-22 | 1995-02-21 | Weatherford/Lamb, Inc. | Anti-rotation devices for use with well tools |
US5388651A (en) * | 1993-04-20 | 1995-02-14 | Bowen Tools, Inc. | Top drive unit torque break-out system |
US5433279A (en) * | 1993-07-20 | 1995-07-18 | Tessari; Robert M. | Portable top drive assembly |
US5553667A (en) | 1995-04-26 | 1996-09-10 | Weatherford U.S., Inc. | Cementing system |
US5806589A (en) * | 1996-05-20 | 1998-09-15 | Lang; Duane | Apparatus for stabbing and threading a drill pipe safety valve |
NO302774B1 (en) * | 1996-09-13 | 1998-04-20 | Hitec Asa | Device for use in connection with feeding of feeding pipes |
US5791410A (en) * | 1997-01-17 | 1998-08-11 | Frank's Casing Crew & Rental Tools, Inc. | Apparatus and method for improved tubular grip assurance |
US6742596B2 (en) * | 2001-05-17 | 2004-06-01 | Weatherford/Lamb, Inc. | Apparatus and methods for tubular makeup interlock |
US5896589A (en) * | 1998-06-04 | 1999-04-27 | Chou; Terry | Swimming goggle frame with deformation prevention |
ATE328185T1 (en) * | 1999-03-05 | 2006-06-15 | Varco Int | INSTALLATION AND REMOVAL DEVICE FOR PIPES |
US6431626B1 (en) * | 1999-04-09 | 2002-08-13 | Frankis Casing Crew And Rental Tools, Inc. | Tubular running tool |
CA2269393C (en) * | 1999-04-21 | 2008-02-12 | Universe Machine Corporation | Power tong and backup tong system |
US6311792B1 (en) * | 1999-10-08 | 2001-11-06 | Tesco Corporation | Casing clamp |
US7107875B2 (en) * | 2000-03-14 | 2006-09-19 | Weatherford/Lamb, Inc. | Methods and apparatus for connecting tubulars while drilling |
US6412554B1 (en) * | 2000-03-14 | 2002-07-02 | Weatherford/Lamb, Inc. | Wellbore circulation system |
US7296623B2 (en) | 2000-04-17 | 2007-11-20 | Weatherford/Lamb, Inc. | Methods and apparatus for applying torque and rotation to connections |
US7325610B2 (en) * | 2000-04-17 | 2008-02-05 | Weatherford/Lamb, Inc. | Methods and apparatus for handling and drilling with tubulars or casing |
US7264050B2 (en) | 2000-09-22 | 2007-09-04 | Weatherford/Lamb, Inc. | Method and apparatus for controlling wellbore equipment |
GB2377233B (en) * | 2000-11-04 | 2005-05-11 | Weatherford Lamb | Safety mechanism for tubular gripping apparatus |
WO2003102350A2 (en) * | 2002-05-30 | 2003-12-11 | Gray Eot, Inc. | Drill pipe connecting and disconnecting apparatus |
EP1426550B1 (en) * | 2002-11-27 | 2008-03-19 | Weatherford/Lamb, Inc. | Methods and apparatus for applying torque and rotation to coupling members |
GB2414759B (en) * | 2003-04-04 | 2007-11-07 | Weatherford Lamb | Method and apparatus for handling wellbore tubulars |
NO20032220L (en) * | 2003-05-15 | 2004-11-16 | Mechlift As | Ceiling Tool II and method for using the same |
EP1730383B1 (en) * | 2004-03-19 | 2011-06-08 | Tesco Corporation | Spear type blow out preventer |
US7284617B2 (en) | 2004-05-20 | 2007-10-23 | Weatherford/Lamb, Inc. | Casing running head |
US7188686B2 (en) * | 2004-06-07 | 2007-03-13 | Varco I/P, Inc. | Top drive systems |
US7320374B2 (en) * | 2004-06-07 | 2008-01-22 | Varco I/P, Inc. | Wellbore top drive systems |
NO336302B1 (en) * | 2004-06-07 | 2015-07-27 | Varco Int | Apparatus and method for holding a pipe by means of a top driven rotation system |
US7322406B2 (en) * | 2004-07-16 | 2008-01-29 | Frank's Casing Crew & Rental Tools, Inc. | Elevation sensor for a service hose and an apparatus for positioning and stabbing well tubulars |
GB2424432B (en) * | 2005-02-28 | 2010-03-17 | Weatherford Lamb | Deep water drilling with casing |
CN102943637B (en) * | 2005-12-12 | 2015-02-04 | 韦特福特/兰姆有限公司 | Device for clamping a pipe on a drilling rig |
-
2006
- 2006-12-12 CN CN201210400817.9A patent/CN102943637B/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-12-12 EA EA200870051A patent/EA015156B1/en not_active IP Right Cessation
- 2006-12-12 WO PCT/US2006/061945 patent/WO2007070805A2/en active Application Filing
- 2006-12-12 CA CA2633182A patent/CA2633182C/en active Active
- 2006-12-12 CN CN2006800525910A patent/CN101365860B/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-12-12 CN CN2012104014786A patent/CN102937007A/en active Pending
- 2006-12-12 AU AU2006325824A patent/AU2006325824B2/en not_active Ceased
- 2006-12-12 EP EP10156425.0A patent/EP2189618A3/en not_active Withdrawn
- 2006-12-12 BR BRPI0619754A patent/BRPI0619754B8/en not_active IP Right Cessation
- 2006-12-12 CA CA2768010A patent/CA2768010C/en active Active
- 2006-12-12 EP EP11157091.7A patent/EP2322756A3/en not_active Withdrawn
- 2006-12-12 DK DK10188277.7T patent/DK2284357T3/en active
- 2006-12-12 EP EP10188277.7A patent/EP2284357B1/en active Active
- 2006-12-12 EA EA201100260A patent/EA022508B1/en not_active IP Right Cessation
- 2006-12-12 CA CA2937095A patent/CA2937095C/en active Active
- 2006-12-12 EP EP10188275.1A patent/EP2284356A3/en not_active Ceased
- 2006-12-12 AT AT06848570T patent/ATE464455T1/en not_active IP Right Cessation
- 2006-12-12 EP EP06848570A patent/EP1963612B1/en active Active
- 2006-12-12 EP EP11157094.1A patent/EP2322755A3/en not_active Withdrawn
- 2006-12-12 DE DE602006013702T patent/DE602006013702D1/en active Active
- 2006-12-12 EA EA201500372A patent/EA201500372A1/en unknown
- 2006-12-12 EP EP10188272.8A patent/EP2284355A3/en not_active Ceased
-
2008
- 2008-06-23 NO NO20082811A patent/NO333092B1/en not_active IP Right Cessation
-
2010
- 2010-06-22 AU AU2010202601A patent/AU2010202601B2/en not_active Ceased
-
2011
- 2011-05-09 NO NO20110682A patent/NO342755B1/en not_active IP Right Cessation
- 2011-05-09 NO NO20110681A patent/NO20110681L/en not_active Application Discontinuation
- 2011-05-09 NO NO20110680A patent/NO342756B1/en not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-10-29 NO NO20121262A patent/NO20121262L/en not_active Application Discontinuation
-
2013
- 2013-05-06 AU AU2013205714A patent/AU2013205714A1/en not_active Abandoned
-
2016
- 2016-12-14 AU AU2016273903A patent/AU2016273903A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4981180A (en) * | 1989-07-14 | 1991-01-01 | National-Oilwell | Positive lock of a drive assembly |
WO2001079652A1 (en) * | 2000-04-17 | 2001-10-25 | Weatherford/Lamb, Inc. | Top drive for casing connection |
Also Published As
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO342756B1 (en) | Apparatus and method for gripping a pipe on a drilling rig | |
US10138690B2 (en) | Apparatus for gripping a tubular on a drilling rig | |
US7370707B2 (en) | Method and apparatus for handling wellbore tubulars | |
NO322548B1 (en) | Apparatus and method for facilitating interconnection of rudders using a top driven rotary system | |
NO321993B1 (en) | Apparatus and method for facilitating interconnection of rudders using a top driven rotary system | |
NO20120559A1 (en) | Coupler for connecting two drill pipe sections and a method for using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: WEATHERFORD TECHNOLOGY HOLDINGS, US |
|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |