NO831524L - Fremgangsmaate og anordning til blokkering og frigjoering av et boreroer med hovedsakelig vertikal akse - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår låsing og frigjøring av en borerørstreng med hovedsakelig vertikal akse for å tillate fastskruing eller løsskruing av et borerør ved den øvre ende av det borerør som rager opp over rotasjonsbordet i en oljebrønn.

Det er kjent mekanismer som benytter seg av kiler som utvendig har form av en del av en avkortet kjegle og som kan trenge inn i en åpning med komplementær form anordnet for dette formål i rotasjonsbordet og gjennom hvilket borerørstrengen er ført, og innvendig har form av et parti av en sylinder med komplementær form til borerørets utvendige form. De franske patenter nr. 2 301 683 og 2 417 003 beskriver f.eks. slike mekanismer som for det første har den ulempe å være vanskelige å gjøre automatiske, og for det annet å ikke kunne automatiseres.

Imidlertid må operasjonen med låsing og frigjøring av borerørene gjentas et stort antall ganger etter hverandre når man f.eks. må løfte flere tusen meter borerør for å skifte bor-kronen som er montert på enden av strengen, eller for å foreta målinger i brønnen eller også for å lukke brønnen og deretter et tilsvarende antall ganger for å senke ned i brønnen alle stren-gens borerør.

Det er således klart at en automatisering av denne operasjon er høyst ønskelig. Foreliggende oppfinnelse har til oppgave å skaffe til veie en slik automatisering.

Ifølge oppfinnelsen består fremgangsmåten først og fremst i å bevirke en forhåndsfastklemming på borerøret som rager opp over rotasjonsbordet, ved hjelp av kiler som hver er festet til en arm forbundet med en bevegelig plate som kan forskyves vertikalt, ved hjelp av minst én leddforbindelse og én sylinder som støtter seg på armen og trykker kilen som den styrer i stilling mot borerøret for å sikre selvsentrering, hvoretter man senker platen for å sikre en kraftig fastklemming av kilene mot borerøret ved at kilene trenger inn i åpningen med komplementær form og således sikrer låsing av borerøret. Deretter skrur man fast eller skrur løs et annet borerør ved den øvre ende av det således låste borerør, hvoretter man løfter platen og frigjør sylindrene etter å ha dessuten festet borerøret for å unngå at dette faller ned i brønnen.

Kilene er fortrinnsvis i et antall av tre og det er anordnet en gjennomgang i platen for å tillate anbringelse på plass av innretningen i forhold til borerørstrengen. Likeledes er platens hvilestilling fortrinnsvis den øvre stilling, idet et elastisk organ er spent når platen er senket for å sikre dens automatiske løfting og frigjøring av kilene ved slutten av hver operasjon.

Oppfinnelsen angår selvsagt også innretningen for

anvendelse av fremgangsmåten.

Foreliggende oppfinnelse vil bedre forstås og ytterli-gere formål, fordeler og karakteristiske trekk ved denne vil klarere fremgå av den etterfølgende beskrivelse under henvisning til tegningene, hvor fig. 1 i perspektiv viser en helautomatisk maskin som inkluderer en innretning for låsing og frigjøring i samsvar med oppfinnelsen, og figurene 2 til 4 viser skjematisk detaljer ved utførelsen av innretningen på fig. 1.

Med henvisning til fig. 1 omfatter en automatisk maskin flere partier som funksjonerer i kombinasjon.

Den omfatter særlig en innretning som tillater sikring av låsing av borerøret 1 som rager opp av brønnen i høyde med rotasjonsbordet, den omfatter likeledes en anordning 4 for på-føring av det innledende moment for løsskruing eller avsluttende fastskruing av et annet borerør 3 vist avskåret på fig. 1, til den øvre ende av borerøret som rager opp, den omfatter også en anordning for hurtig fastskruing eller løsskruing, ikke vist på figuren, en innstillingstang 5 for borerørene og endelig en innretning for styring av hele utstyret, her vist i form av en styrepult 6. Maskinen er montert bevegelig ved forskyvning på skinner 7 anordnet for dette formål.

Rent generelt, når en borerørstreng løftes opp av brønnen blir borerørene løsnet fra hverandre og lagret på gulvet i boreenheten. For å utføre dette løfter man borerørstrengen slik at det borerør som skal skrus løs, kan gripes av elementene i den øvre tang eller kjeft i anordningen for påføring av momen-tet og det nedre borerør gripes av elementene i den nedre kjeve 8 i denne anordning.

Når det allikevel er nødvendig å låse det nedre borerør for å unngå at hele borerørstrengen som er tilbake, skal falle ned i brønnen når det øvre borerør er skrudd løs, fester man først borerøret i løftet stilling for å tillate låseinnretningen å gripe det nedre borerør 1. Denne er dannet av en plate 10 utstyrt med armer 11, på hvilke det i hvert tilfelle er festet en kile 12 ved hjelp av en leddforbindelse 13 og en sylinder 14 og som kan forskyves vertikalt. Ved å drive sylindrene 14 bevirker man en forhåndsfastklemming av kilene 12 mot borerøret 1 og sikrer da likeledes selvsentrering av kilene. Man senker deretter platen 10, f.eks. ved hjelp av tyngdekraft som virker på vekten av borerørstrengen, og kilene 12 trenger inn i åpningen 15 med komplementær form anordnet for dette formål i rotasjonsbordet 2, hvilket sikrer en kraftig klemming av kilene 12 mot borerøret 1, hvis øvre ende dessuten har en utvendig diameter som er større enn resten av borerørets hoveddel, som en komplementær sikkerhet, og låsing av borerøret 1.

Når kilene 12 er i åpningen 15 og borerøret 1 er godt låst, kan anordningen 4 tre i funksjon for å påføre det innledende moment som gjør det mulig å påtrykke det øvre borerør 3

en dreiebevegelse en vinkel på omkring 30° i forhold til det nedre borerør 1 for å innlede løsskruingstrinnet.

Man vet at et borerør ved sin nedre ende er utstyrt

med et kjegleformet parti med utvendige gjenger og ved sin øvre ende med et kjegleformet parti med komplementære innvendige gjenger. Maskinen er her utstyrt med to tenger 16 og 17

anbrakt over hverandre og som begge er forsynt med kjever respektive 8 og 9, idet elementene påvirkes av løftesylindere (ikke vist på figuren) og er anbrakt i det indre av tengene. Disse kjever 8 og 9 vil gripe respektive den øvre ende av det nedre borerør 1 og den nedre ende av det øvre borerør 3. Hver kjeve omfatter tre elementer anbrakt hovedsakelig i vinkler som for et likesidet triangel. To er respektive anbrakt ved enden av hver arm i tangen, mens den tredje er anbrakt i bunnen av tangen og sikrer sentrering av borerøret og samvirker med de to øvrige for å påtrykke det nødvendige moment.

Den nedre tang 16 er bevegelig festet til rammen 18 mens den øvre tang 17 er dreiebevegelig om aksen for borerøret 3 under virkningen av minst én sylinder 19 forbundet for det første med den nedre tang 16 og for det annet med den øvre tang 17 og fortrinnsvis med de to sylindere. De to tenger er for-skyvningsbevegelige langs borerørets akse for å kunne tillate en korrekt innstilling.

I arbeidet og når kilene 12 er godt anbrakt i åpningen 15, vil kjevene 8 og 9 først gripe borerørene som antydet ovenfor. Deretter vil sylinderen 19 påtrykke en relativ dreiebevegelse på omkring 30° på de to tenger 16 og 17. Utstyret går deretter tilbake til hvilestilling, først kjevene 8 og 9, deretter sylinderen 19, etter å ha innledet løsskruingstrinnet ved å ha påført det nødvendige moment.

Anordningen for hurtig løsskruing kan deretter tre i funksjon. Denne anordning er ikke vist her fordi den er vel kjent for en fagmann på området.

Innstillingstangen 5 for borerørene overtar deretter borerøret 3 som er skrudd løs, for å føre dette til dets lager-plass, idet vekten av borerøret bæres på kjent måte ved hjelp av en kabel som rulles opp på trommelen for en her ikke vist vinsj.

Denne kabel blir deretter festet til borerøret 1 som hele tiden er låst av kilene 12. Ved virkningen av vinsjen løfter man deretter borerøret 1 for å anbringe dette i den posisjon som borerøret 3 inntok ved innledningen av operasjonen og for å fortsette syklusen. Ved å løfte borerøret 1 vil kilene 12 forlate åpningen 15. Idet sylindrene 14 inntar sin hvilestilling vil kilene være helt frigjort i forhold til borerøret 1. Et system av motvekter og fjærer som ikke er vist på tegningen, men i og for seg kjent, er anbrakt i søylene 20 som bærer den bevegelige plate 10 slik at i hvilestilling vil denne plate være i løftet stilling og utstyret vil være klart for en etter-følgende operasjon.

Det vil således forstås at operasjonen med løsskruing på denne måte meget enkelt kan automatiseres hvilket gjør det mulig betydelig å redusere det personal som har ansvaret for operasjonen, hvilket personal for øvrig ikke er utsatt for de ellers vanlige fysiske anstrengelser.

Det samme er tilfellet for den omvendte operasjon med fastskruing. Det borerør 3 som skal skrus fast, føres over borerøret 1 som rager opp av rotasjonsbordet 2, ved hjelp av kabelen som bærer røret, og innstillingstangen 5, hvis kjever 21 er utstyrt med en form som er tilstrekkelig til å sikre korrekt innstilling på linje av de to borerør. Ved virkningen av vinsjen blir den utvendig gjengede ende av det øvre borerør 3 ført inn i det innvendig gjengede parti av det nedre borerør 1.

Anordningen for hurtig påskruing trer deretter i funksjon under visuell overvåking av operatøren takket være et mellomrom 22 anordnet i tykkelsen av den øvre tang 17 i maskinen for å påføre det avsluttende påskruingsmoment. Ved slutten av dette trinn blir mellomrommet 22 fjernet ved anbringelse av sylindrene i hvilestilling, hvilket ikke er vist på tegningen, men ved påvirkning på fingrene 23 for svakt å løfte en del av den øvre tang 17 under trinnet med hurtig påskruing tillates visuell kontroll fra operatøren. Kjevene 8 og 9 griper deretter henholdsvis den øvre ende av det nedre rør 1 og den nedre ende av det øvre rør 3. Under virkningen av sylinderen 19 påtryk-kes en siste dreiebevegelse på det øvre rør 3 for å sikre en meget fast påskruing ved anvendelsen av et moment.

Deretter gjeninntar sylindrene suksessivt sin hvilestilling, idet mellomrommet 22 i den øvre'tang 17 på ny anordnes.

Ved hjelp av kabelen og vinsjen blir deretter borerør-strengen løftet en tilstrekkelig høyde til å tillate fjernelse av kilene 12 fra åpningen 15 anordnet i rotasjonsbordet 2 og platen 10 inntar igjen automatisk en øvre posisjon som antydet ovenfor, idet sylindrene 13 er i hvilestilling.

Operatøren senker deretter den således sammensatte bore-rørstreng en slik høyde at når kilene 12 på ny føres på plass for den etterfølgende operasjon vil den øvre ende av borerøret 3 som nå befinner seg på den tidligere plass for røret 1, være overfor kjevene 8 i den nedre tang 16. Operasjonen kan deretter gjentas med et nytt øvre borerør. For å frigjøre mellomrommet når det er uten betydning for fastskruing eller løsskruing av borerørene i strengen, er hele maskinen montert på en slede 24 med rektangulær form som er åpen på én side, og kan forskyves på skinner 7 anordnet for dette formål på boreenhetens gulv på hver side av rotasjonsbordet 2. Søylene 18 som bærer anordningen og anordningen for å skru fast eller skru løs på en hurtig måte, er fortrinnsvis montert dreiebevegelige noen grader om en leddforbindelse anordnet i sleden 24 for å tillate maskinens funksjon hvis brønnens akse og således borerørenes akse ikke lenger er nøyaktig vertikal og danner en forholdsvis liten vinkel, f.eks. mindre enn 5°, med vertikalen.

Endelig er maskinen slik laget at den har en åpen side for å gjøre det mulig å sette den på plass og uten at det vil være nødvendig å lukke dette åpne parti etter anbringelsen.

I det følgende skal nærmere beskrives innretningen for låsing av det nedre borerør under henvisning til fig. 2 til 4, hvilken innretning danner gjenstanden for foreliggende oppfinnelse. Denne innretning er som det ses, dannet av en plate 10 forsynt med armer 11 i et antall av 3 i det viste eksempel, ved hvis ender er festet en kile 12 ved hjelp av minst én leddforbindelse 13 og én sylinder 14.

På fig. 2 er vist enden av en arm 11 og festeorganene

for kilen 12. Som det kan ses er sylinderen 14 festet for det første til armen 11 og for det annet til kilen 12 ved hjelp av leddforbindelser 141 og 142.

Leddforbindelsen 13 er her en dobbelt leddforbindelse bestående av et mellomledd -131 festet på begge sider i henholdsvis kilen 12 og i armen 11 under mellomkomst av leddforbindelser 132 og 133.

Når således sylinderen 14 trer i funksjon, vil kilen 12 bli anbrakt mot borerøret 1 og kan selvsentrere seg.

Leddforbindelsene 133 og 141 er ubevegelig festet til en sko 121 som på sin side er festet til kilen 12 ved hjelp av f.eks. en bolt for å tillate løsgjøring av kilene, idet det nedre borerør er låst, for eventuelt å kunne påføre en dreiebevegelse på rørene som befinner seg i brønnen under senkeoperasjonen eller løfte-operasjonen av borerørene. Fig. 3 viser sett ovenfra en kile, på hvilken leddforbindelsene 133 og 141 er klart vist. Fig. 4 viser skjematisk sett ovenfra platen 10 med sin åpning som tillater anbringelse av innretningen ovenfra på rotasjonsbordet 2, idet kilene 12 er vist fastklemt mot borerøret 1 som man her ser i snitt.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte ved låsing og frigjøring av en borerør-streng med hovedsakelig vertikal akse, hvilken fremgangsmåte gjør det mulig å skru fast eller skru løs et borerør ved den øvre ende av røret som stikker frem over rotasjonsbordet (2) i en oljebrønn, idet fremgangsmåten anvender kiler (12) som utvendig har form av en del av en avkortet kjegle som kan trenge inn i en åpning (15) med komplementær form anordnet for dette formål i rotasjonsbordet (2) og gjennom hvilket borerørstrengen er ført, og innvendig har form av et parti av en komplementær sylinder til den av et borerør, karakterisert ved at man først bevirker forhåndsfastklemming av borerøret (1) ved hjelp av kilene (12) som hver er festet til en arm (11) forbundet med en plate (10) som er forskyvbar vertikalt, ved hjelp av minst én leddforbindelse (13) og én sylinder (14) som støtter seg på armen (11) for å påføre kilen (12) som den styrer, en stilling mot nevnte borerør (1) for å sikre selvsentrering av kilen (12), hvoretter man senker platen (10) for å sikre en kraftig fastklemming av kilene (12) mot borerøret (1) ved å la kilene (12) trenge inn i åpningen (15) med komplementær form, hvoretter man skrur fast eller skrur løs et annet borerør (3) ved den øvre ende av borerøret (1) som er låst fast, man løfter deretter platen (10) og man frigjør sylindrene (14), idet borerøret (1) er for øvrig fastholdt.

2. Anordning for låsing og frigjøring av en borerørstreng med hovedsakelig vertikal akse, hvilken tillater fastskruing eller løsskruing av et borerør ved den øvre ende av borerøret som rager opp over rotasjonsbordet (2) for en.oljebrønn, hvilken anordning inkluderer kiler (12) som utvendig har form av en del av en.avkortet kjegle og som kan trenge inn i en åpning (15) med komplementær form anordnet for dette formål i rotasjonsbordet (2) og gjennom hvilken borerørstrengen er ført og som innvendig har form av en del av en komplementær sylinder til borerøret, karakterisert ved at hver kile (12) er festet til en arm (11) forbundet med en plate (10) som er vertikalt forskyvbar, ved hjelp av minst én leddforbindelse (13) og én sylinder (14) som støtter seg på armen (11) for å påføre kilen (12) som den styrer, stil-lingen mot borerøret (1) for å sikre selvsentrering av kilen (12).

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at hver kile (12) er ubevegelig festet til en arm (11) ved hjelp av et mellomledd (13) og over leddforbindelser (132-133).

4. Anordning ifølge ett av kravene 2 og 3, karakterisert ved at platen (10) er båret av søyler (20) som inkluderer et system av motvekter og fjærer slik at hvilestillingen for platen (10) vil være den høyeste stilling, med kilene (12) ute av åpningen (15) med komplementær form.

5. Anordning ifølge ett av kravene 2 til 4, karakterisert ved at kilene (12) og armene (11) er i et antall av tre.

6. Anordning ifølge ett av kravene 3 til 5, karakterisert ved at sylinderen (14) og mellomleddet (13) støtter seg mot kilen (12) over en sko (121) som kan løses fra kilen (12).