NO841520L

NO841520L - Automatisert roerutstyrsystem

Info

Publication number: NO841520L
Application number: NO841520A
Authority: NO
Inventors: Roger J Krueger
Original assignee: Fared Drilling Tech
Priority date: 1982-08-17
Filing date: 1984-04-16
Publication date: 1984-04-16
Also published as: GB8409570D0; US4531875A; SE8402105L; FR2537202B1; GB2164689A; SE8402105D0; FR2537202A1; FI841512A; GB2164689B; GB2135722B; NL8320247A; ZA835839B; FR2533964A1; GB2135722A; CA1249582A; JPS59501675A; FI841512A0; GB8525668D0; WO1984000789A1

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et automatisert system

for bruk ved borevirksomhet og spesielt et system for fjerning av rør fra og tilveiebringelse av ytterligere rør til en borestreng, samt for overvåking av ønskede parametere og tilstander i forbindelse med boreoperasjonen.

Ved boreoperasjoner er det vanlig praksis å fjerne tusener

av for med rør fra et borehull for å skifte en slitt borkrone. Røret blir frakoplet og stablet etter hvert som det fjernes.

For å redusere tiden for utførelse av den gjentatte oppgave med fråkopling og lagring av rør er forskjellige trinn i frakoplings-prosessen blitt automatisert. Fjernstyrte transportarmer er blitt konstruert for å gripe om deler av rør. En kraftdrevet torsjonsvinsj er kommet i bruk for å bryte den faste forbindel-sen mellom to tilstøtende rørseksjoner i stedet for å anvende mekaniske skrunøkler som krever et antall arbeidere til å gjøre den smame jobben. En kraftdrevet roterende skrunøkkel er nylig kommet i bruk for hurtig å dreie røret som skal fjernes i forhold til borestrengen slik at røret kan frakoples og flyttes til et midlertidig lager. Fingerbrettseksjoner er blitt benyttet i boretårnet for å motta øvre deler av rørlengder for å muliggjøre vertikal lagring av rørlengdene. I tillegg er det blitt fore-slått et datamaskinstyrt system som overvåker posisjonen av transportarmene for griping av rør og som styrer bevegelsen av transportarmene samt detekterer om armens kjever er åpne eller lukket.

Selv om de foregående bidrag til oppgaven med fråkopling

og sammenkopling av rørlengder har forbedret boreoperasjonens effektivitet, gjenstår det fremdeles noen betydelige mangler. Ingen av de tidligere kjente systemer er helt automatisert siden verifisering av hvert trinn i systemets operasjon ikke utføres automatisk før et neste trinn blir innledet. I denne forbindelse benytter den foreliggende oppfinnelse føleranordninger slik som transducere, for bruk til indikering til en programmerbar styreenhet om en rørlengde virkelig er blitt grepet av en transportarm. Det er ikke nødvendig for en boreriggoperatør å kont-rollere om dette gripetrinnet har inntruffet siden systemet selv kan foreta en slik bestemmelse. Den foreliggende oppfinnelse innbefatter i tillegg nylig utviklede styrbare armer og en transportanordning for griping og holding av rørlengder under fra-

koplings- og sammenkoplings-operasjonene. Disse anordningene kan brukes sammen med tilgjengelig boreutstyr som er blitt modifisert på en ny måte for å tilveiebringe et automatisk rør-håndteringssystem.

US-patent nr. 4.042.123 beskriver et digitalt datamaskin-system som benyttes i forbindelse med et hydraulisk drevet rør-håndteringsapparat. Systemet styrer og overvåker operasjonene med transport av rør til og fra lågere og innbefatter følere for bruk i rørhåndteringsprosessen. Det beskriver imidlertid ikke bruken av transducere for å frembringe en indikasjon på

at et rør virkelig blir grepet. Dette tidligere kjente systemet vet i stedet bare om kjever blir lukket, ikke om det er et rør i kjevene når de lukker seg.

En publikasjon med tittel "Automated Pipe Handling On Floating Drill Vessels" fra Automation In Offshore Oil Field Operation av W.F. Roberts, Jr., J.A. Howard, H.E. Johnson (1976), beskriver også et rørhåndteringssystem som benytter digital datamaskinstyring. Datamaskinen er i stand til å bestemme posisjonen av styrte anordninger slik som rørtransportarmer, ved å bruke et servosystem. Avhengig av de bestemte posisjonene av slike styrte anordninger, er datamaskinen i stand til å styre ytterligere operasjoner av disse. Dette foreslåtte systemet innbefatter imidlertid ikke blandt annet verifiseringsanordnin-ger for å tilveiebringe informasjon til datamaskinen med hensyn til om en transportarm faktisk har grepet en rørlengde. I lik-het med det forannevnte US-patent vet dette systemet bare at for eksempel kjevene er aktivert for å gripe en rørlengde, og ikke om en rørlengde i virkeligheten er blitt grepet.

US-patent nr. 3.501.017 beskriver et rørtransportapparat innbefattende et fingerbrett som har fingre som strekker seg horisontalt, og låseanordninger for bruk til holding av rør-lengder .

US-patent nr. 3.507.405 beskriver en blokk- og krok-sammen-stilling for bevegelse forskjøvet fra en senterlinje i et boretårn slik at sammenstillingen ikke vil komme i veien for en rør-lengde som er anordnet langs senterlinjen.

US-patent nr. 3.561.811 vedrører et rørtransportsystem som har et antall transportarmer styrt fra et fjerntliggende sted.

US-patent nr. 3.937.514 tilveiebringer et rørføringshode som har forskyvbare glideplater for å motta og holde rør.

US-patent nr. 3.840.128 vedrører en teleskopisk rørtransport-arm som har lateral, vertikal og roterende bevegelse.

I forbindelse med den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt et system for bruk på boreområdet for automatisk å fjerne rørlengder og for å tilveiebringe ytterligere rørlengder for plassering under et boreriggdekk, slik som i en brønn dannet gjennom jordens overflate eller havbunnen. Systemet overvåker også automatisk parametre og tilstander som er av betydning og som vedrører boreoperasjonen. Systemet innbefatter en programmerbar styreenhet som er programmert for å innlede og styre ar-beidene til et antall anordninger som er operativt tilknyttet den programmerbare styreenhet. Kraftkiler blir brukt for å understøtte rørlengder som er anordnet under boreriggdekket.

En rørelevator blir brukt til å oppta den øvre ende av en rør-lengde som skal frakoples de andre rørlengdene. En øvre armsammenstilling er tilveiebragt ved en øvre del av et boretårn som understøtter boreriggdekket. En nedre armsammenstilling er anbragt på boreriggdekket ved den åpning gjennom hvilken rør-lengder blir plassert i brønnen. En fingerbrettanordning blir også understøttet ved den øvre del av boretårnet for samvirke med den øvre armsammenstilling. En tilbakestillingsanordning er også plassert på boreriggdekket ved siden av rørlengdene. De styrte anordningene omfatter videre en krafttang og en drevet roterende skrunøkkel på boreriggdekket. I en utførelsesform er krafttangen og den roterende skrunøkkelen innbefattet i en enkelt enhet.

De styrte anordningene samvirker for å fjerne rørlengder som er anbragt under boreriggdekket, eller alternativt til å tilveiebringe ytterligere rørlengder til borestrengen. Ved fjerning av rørlengder griper rørelevatoren en øvre del av en rørlengde og rørlengden blir hevet til en forutbestemt høyde over boreriggdekket slik at den øvre armsammenstillingen kan strekkes ut til inngrep med en øvre del av rørlengden for derved å hjelpe til og understøtte rørlengden. I tillegg blir kraftkilene aktivert for å understøtte de rørlengder som er igjen under boreriggdekket. Etter at de gjenværende rørlengder er understøttet og den øvre del av rørlengden som skal frakoples eller fjernes blir holdt av den øvre armsammenstilling, blir krafttangen flyttet til inngrep med rørlengdens nedre parti for det formål å først bryte den faste kopling mellom den hevede rørlengde og resten av rørlengdene. Den kraftdrevne roterende skrunøkkelen blir brukt til å frakople den hevede rørlengden fullstendig fra de gjenværende rørlengder. Med hensyn til frakoplingsoperasjonen blir den nedre armsammenstilling brukt til å gripe løst om rørlengden før rørlengden blir frakoplet. Etter at rørlengden er frakoplet eller rotert løs, blir den nedre armsammenstilling hevet oppover for å tilveiebringe et fast grep om den nedre del av den frakoplede rørlengde. I samvirke med den øvre armsammenstilling beveger deretter den nedre armsammenstilling den frakoplete rørlengde til tilbakestillingsanordningen slik at den frakoplete rørlengde under denne bevegelse forblir hovedsakelig vertikal. Når tilbakestillingsanrodningen nåes og med rørlengden holdt av tilbakestillinganrodningen, blir den nedre armsammenstilling senket for å frigjøre rørlengden og så blir grepet til den nedre armsammenstilling løsnet. Tilbakestillingsanordningen og den øvre armsammenstillingen samvirker til å flytte den frakoplete rørlengde i en første retning til en forutbestemt posisjon i forhold til boreriggdekket. Etter at denne posisjon er nådd, beveger tilbakestillingsanordningen vanligvis det nedre parti av rørlengden i en annen retning til en forutbestemt posisjon ved hvilken rørlengden skal lagres på boreriggdekket. Før tilbakestillinganordningen beveger rørleng-dens nedre parti i den annen retning, blir den øvre del av den fjernede rørlengde frigjort av den øvre armsammenstilling til fingerbrettanordningen, som holder fast denne øvre del. Ved utførelse av hvert av trinnene i forbindelse med griping og flytting av rørlengder, blir den programmerbare styreenheten forsynt med informasjon ved å bruke transducere som er koplet til de styrte anordninger, vedrørende om hvert trinn i virkeligheten er blitt tatt før den programmerbare styreenheten fortsetter med innledningen av neste trinn.

For fjerning av ytterligere rørlengder blir den foregående prosess fulgt idet de øvre deler av rørlengder som skal byttes blir plassert i fingerbrettanordningen mens tidligere lagrede øvre deler av rørlengder blir flyttet for å tilveiebringe rom i fingerbrettanordningen for disse senere fkernede rørlengder.

For å kople ytterligere rørlengder til borestrengen blir den foregående prosess i en utførelsesform hovedsakelig reversert, idet den siste rørlengde som er anbragt i fingerbrettanordningen blir den første rørlengde som velges for sammenkopling og plassering under boreriggdekket. I lys av den foregående beskrivelse ser man at et antall fordeler oppnåes ved hjelp av den foreliggende oppfinnelse. Det tilveiebringes et system for automatisk fjerning av rørlengder fra og tilføyelse av rørlengder til en borestreng. Det automatiserte system minsker i betydelig grad det antall arbeidere som kreves ved fjerning og tilføyelse av rørlengder. Spesielt på grunn av de tilveiebragte automatiske trekk er det ikke nødvendig med arbeidere til å feste en rør-elevator til en rørlengde som skal sammenkoples eller frakoples en borestreng, arbeidere behøver ikke å posisjonere krafttangen og den kraftdrevne roterende skrunøkkelen for fråkopling eller sammenkopling av rørlengder, arbeidere er ikke nødvendige for å aktivere kraftkilene for understøttelse av den gjenværende borestreng, arbeidere er ikke nødvendige for å fjerne de øvre partier av rørlengder fra rørelevatoren til fingerbrettanordningen, arbeidere er ikke nødvendige for å flytte det nedre parti av rør-lengden mellom boreriggdekket på hvilken rørlengdene lagres og åpningen i boreriggdekket gjennom hvilken de gjenværende rørleng-der er plassert i en brønn. Siden arbeidere ikke er nødvendige tii å utføre disse oppgaver, reduserer følgelig det foreliggende system i sterk grad muligheten for alvorlige skader som kan inntreffe på mennesker under de foran beskrevne operasjoner med fjerning og tilføyelse av rørlengder.

Det vises til de medfølgende tegninger, der:

figur 1 er et blokkskjema over det automatiserte boresystem ifølge den foreliggende oppfinnelse;

figurene 2A-2C er skjematiske representasjoner som viser rørelevatoren som griper en rørlengde;

figurene 3A-3C er skjematiske representasjoner som viser rørelevatoren som hever den grepne rørlengde;

figurene 4A-4C er skjematiske representasjoner som viser den øvre armsammenstilling som griper et topp-parti av den grepne rørlengde;

figurene 5A-5C er skjematiske representasjoner som viser den øvre armsammenstilling som trekker seg tilbake med den grepne rørlengde mens den nedre armsammenstilling griper et bunnparti

av rørlengden;

figurene 6A-6C er skjematiske representasjoner som viser vertikale og horisontale bevegelser av den nedre armsammenstilling;

figurene 7A-7C er skjematiske representasjoner som viser

den rørlengde som blir mottatt av tilbakestillingsanordningen;

figur 8 er et blokkskjerna over drivanordningene ifølge den foreliggende oppfinnelse;

figur 9 er et grunnriss av deler av en utførelse av en fingerbrettanordning;

figur 10 er et oppriss av deler av fingerbrettanordningen

på figur 9;

figur 11 er en skjematisk representasjon av en tannstang

med tanndrev som brukes for å strekke ut deler av en utførelses-form av den øvre armsammenstilling;

figur 12 er et sideriss av en utførelsesform av den nedre armsammenstilling som griper en rørlengde;

figur 13 er et frontoppriss av den nedre armsammenstilling som griper en rørlengde;

figur 14 er et grunnriss av kjevene til den nedre armsammenstilling i lukket posisjon;

figur 15 er et grunnriss av kjevene til den nedre armsammenstilling i en åpnet posisjon;

figur 16 er et frontoppriss av en utførelsesform av tilbakestillingsanordningen som viser bevegelse av to kopper og hvor en kopp er vist med en understøttet rørlengde;

figur 17 er et grunnriss av en av de hellende sporene til tilbakestillingsanordningen med koppen fjernet;

figur 18 er en forstørret skisse som viser et spor langs hvilket en kopp blir beveget;

figur 19 er et blokkskjema som representerer sylinder-stempelanordninger og transducere tilordnet kraftkilene, heiseverk og brems;

figur 20 er et blokkskjema som representerer sylinder-stempelanordninger og transducere tilordnet krafttang-nøkkelen-heten;

figur 21 er et sideriss delvis i tverrsnitt av en annen utførelsesform av en øvre armsammenstilling;

figur 22 er et grunnriss av den øvre armsammenstilling;

figur 23 er et sideriss delvis i tverrsnitt av drivmekanis-raen for utstrekning av deler av den øvre armsammenstilling;

figur 24 viser et tverrsnitt gjennom en bærekonstruksjon for deler av den øvre armsammenstilling;

figur 25 er et oppriss av en annen utførelsesform av en fingerbrettanordning;

figur 26 er et oppriss av figur 25 med deler fjernet;

figur 27 er et bakoppriss av figur 25 med deler fjernet;

figur 28 er et sideriss med deler i snitt av en annen ut-førelsesform av en nedre armsammenstilling;

figur 29 er et frontoppriss med deler fjernet og deler i tverrsnitt av den nedre armsammenstilling; og

figur 30 er et frontoppriss med deler i tverrsnitt av en annen utførelsesform av en øvre vogn for en tilbakestillingsanordning.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er et automatisert system for bruk ved borevirksomhet illustrert i blokkform på figur 1. Systemet omfatter en programmerbar styreenhet 30 for styring av anordninger som blir brukt ved fråkopling eller fjerning og sammenkopling eller tilføyelse av rørlengder 32, som vist på figurene 2A-2C til 7A-7C. Hver rørlengde 32 innbefatter vanligvis mer enn én rørseksjon 34. Rørseksjoner 34 er vanligvis gjengekoplet sammen for å danne hver av rørlengdene 32. Etter at rørlengdene 32 er koplet sammen, blir de posisjonert gjennom en åpning i boreriggdekket 36. Denne åpning er vanligvis innrettet på linje med en brønn dannet i jorden eller en brønn dannet gjennom havbunnen. I en typisk operasjon overstiger lengden av de sammnekoplete rørlengder 32 tusener av for, og en borkrone er festet til den nedre rørlengde 32 for boring i den om-givende grunnformasjon. Boreriggdekket 36 er understøttet av et konvensjonelt boretårn 38.

Den programmerbare styreenheten 30 er en kommersielt tilgjengelig enhet, som for eksempel en Gould-Modicon programmerbar styreenhet. I den foreliggende oppfinnelse omfatter den programmerbare styreenhet nylig utviklet programvare for styring av inn-retningene vedrørende fjerningen og tilføyelsen av rørlengder 32 fra og til brønnen som er anordnet under boreriggdekket 36.

En kontrolltavle 40 for en operatør som vist på figur 1, står i forbindelse med den programmerbare styreenhet 30 og blir brukt til å tilveiebringe ønsket innmatning etter operatørens valg til den programmerbare styreenhet 30, slik som innledning av den automatiske sammenkopling av rørlengder 32. Kontrolltav-len 40 innbefatter også visuelle fremvisninger av visse parametre og tilstander som overvåkes av den programmerbare styreenhet 30, slik som arbeidstilstandene til de styrte anordninger.

Et kraftsystem 42 kommuniserer også med den programmerbare styreenhet 30 og innbefatter et antall drivanrodninger som kan aktiveres ved hjelp av styresignaler fra den programmerbare styreenhet 30. Drivanordninger som brukes i den foreliggende oppfinnelse er representert på figur 8 som også skisserer drivanordnin-genes funksjoner. Disse funksjonelle trekk vil blir beskrevet mer detaljert i det etterfølgende. Hver drivanordning tilveiebringer aktiv tilbakekopling til den programmerbare styreenhet 30 slik at styreenheten 30 kontinuerlig mottar datainformasjon fra drivanordningene vedrørende posisjonen av de spesielle anordninger som drivanordningene driver. Konvensjonelle drivanordninger som anvendes, slike som er tilgjengelige fra Gould_Gettys i Racine, Wisconsin.

Kraftsystemet 42 kommuniserer med en antall nylig konstruer-te styrte anordninger innbefattende en øvre armsammenstilling 44, en fingerbrettanordning 46, en nedre armsammenstilling 48 og en tilbakestillingsanordning 50.

På figurene 9, 10 og 11 omfatter en øvre armsammenstilling 44 en øvre teleskoparm 52 med en hoveddel 56, et første uttrekkbart parti 58, et annet uttrekkbart parti 60 og et tredje uttrekkbart parti 62. Et ledd 64 er festet til enden av det tredje uttrekkbare parti 62 ved hjelp av en svingetapp 66 og omfatter et uttrekkbart leddparti 67. Kraften for både utstrekningen og tilbaketrekningen av det utstrekkbare leddparti 67 og den rotasjonsmessige bevegelse av leddet 64 tilveiebringes ved hjelp av en enkelt drivanordning 68 som også er representert på figur 8.

I denne forbindelse roterer først utgangsakselen fra drivanordningen 68 for å svinge leddet 64 omkring svingetappen 66 og så resulterer fortsatt rotasjon av utgangsakselen til drivanordningen 68 i en utstrekning av den uttrekkbare leddel 67.

En bøyle 70 er svingbart festet til den frie ende av det utstrekkbare leddparti 67. Åpning og lukking av bøylens 70 kjever 72 blir tilveiebragt ved å bruke drivanordningen 74, som også er representert på figur 8. Kjevene 72 er i stand til å istandbringe løs kontakt med rørlengden 32 for å tillate vertikal og rotasjonsmessig bevegelse av den grepne rørlengde 32. Utstrekning og tilbaketrekning av hver av de utstrekkbare partier 58, 60, 62 til den øvre armen 52 blir tilveiebragt ved å bruke et arrange-ment med en tannstang 76 og tanndrev 78 som drives av en drivanordning 80, hvilken også er representert på figur 8.

Den øvre armsammenstillingen 44 omfatter også et par transducere 82, 84, som vist på figur 8. Transducer 82 kommuniserer med den programmerbare styreenhet 30 og avføler om bøylekjevene 72 er blitt aktivert til å åpne eller lukke. Transducer 84 kommuniserer også med den programmerbare styreenhet 30 og overvåker om en rørlengde 32 er blitt fast grepet av bøylekjevene 72 slik at rørlengden 32 kan beveges ved å bruke den øvre armsammenstilling 44. Med mindre et signal blir mottatt fra transducer 84

som indikerer at rørlengden 32 blir holdt av den øvre armsammenstillingen 44, vli den programmerbare styreenhet 30 ikke innlede bevegelse av den øvre armsammenstilling 44 for å transportere rørlengden 32 til et ønsket sted.

En annen utførelsesform av den øvre armsammenstilling er illustrert på figurene 21-24. På figur 21 har den øvre teleskoparm 352 en hoveddel 356, et første utstrekkbart parti 358, et annet utstrekkbart parti 360 og et tredje utstrekkbart parti 362. En plate 364 er festet til enden av det uttrekkbare parti 362 og blir brukt til å bære anordningen 3.66 for griping og bevegelse av en rørlengde. En motor 368 er understøttet på platen 364 og blir brukt til å dreie anordningen 366 og til å trekke ut partiet 370 ved hjelp av et stempel 372. En annen motor 374 er montert på partiet 370 og blir brukt til å drive kjevene 72 til bøylen 70. Den øvre armsammenstillingen 352 blir understøttet ved å feste hoveddelen 356 på en fast bjelke 374.

Drivmekanismen for uttrekning av partiene 358, 360 og 362

er illustrert på figurene 21 og 23. En aksel 376 drevet av en motor (ikke vist) er montert i et lager 378 som er festet til det bakre parti av den faste hoveddel 356. En skrue 380 er festet til akselen 376 og er også montert i lageret 378 slik at skruen 380 kan rotere i forhold til hoveddelen 356. En annen skrue 382 har et organ 384 festet til en ende, hvilket organ 384 er forsynt med indre gjenger i inngrep med de ytre gjengene til skruen 380. Den ytre overflaten av organet 384 er montert i lageret 386 som er festet i endeveggen 388 av det utstrekkbare 358, slik at skruen

382 kan rotere i forhold til det utstrekkbare parti 358. En tredje skrue 390 har et organ 392 festet til en ende, hvilket organ 392 er forsynt med indre gjenger i inngrep med de ytre gjengene til skruen 382. Den ytre overflate av organet 392 er montert i lageret 394 som er festet i endeveggen 396 av det uttrekkbare parti 360 slik at skruen 390 kan rotere i forhold til det uttrekkbare parti 360. Et organ 398 er fast montert i endeveggen 400 til det uttrekkbare parti 362, hvilket organ er forsynt med indre gjenger i inngrep med de ytre gjengene til skruen 390. Skruene 380, 382 og 390 er forsynt med endestoppere 402, 404 og 406 for å definere grensen slik at de uttrekkbare partier 358, 360 og 362 kan strekkes ut i forhold til hverandre.

Når de uttrekkbare partier 358, 360 og 362 er i en lukket posisjon i hoveddelen 356, vil organet 384 være ved siden av overflaten 408, organet 392 vil være ved siden av organet 384

og organet 398 vil være ved siden av organet 392. Ettersom akselen 376 blir dreiet, roterer skruen 380 med denne og på grunn av de indre gjengene til organet 384 påbegynnes bevegelse av organene 384, 392 og 398 langs skruens 380 akse, og dermed påbegynnes bevegelsen av de uttrekkbare seksjoner 358, 360 og 362 ut av hoveddelen 356. Denne bevegelse vil fortsette inntil organet 384 kommer i kontakt med stoppeanordningen 402 og forhindrer ytterligere utstrekning av det forlengbare parti 358. Ved dette punkt vil organet 384 og dermed skruen 382 begynne å rotere med skruen 380 for å starte bevegelse av organene 392 og 398 langs skruens 382 akse, og dermed påbegynne bevegelsen av de forlengbare partier 360 og 362 ut av det forlengede aprti 360. Denne bevegelse vil fortsette inntil organet 384 kommer i kontakt med stoppeanordningen 404 og forhindrer ytterligere forlengelse av det forlengbare parti 360. Ved dette punkt vil organet 392 og dermed skruen 390 begynne å rotere med skruene 382 og 380, og på grunn av de indre gjengene til organet 398 påbegynnes bevegelse av organet 398 langs skruens 390 akse, og derfor påbegynnes bevegelsen av det forlengbare parti 362 ut av det forlengede parti 360. Denne bevegelse fortsetter inntil organet 398 kommer i kontakt med stopp-anordningen 406 og forhindrer ytterligere forlengelse av det forlengbare parti 162. Ved dette punkt er den øvre armsammenstilling i en fullstendig utstrukket eller forlenget stilling.

Den foregående måte til forlengelse av de utstrekkbare par tier av den øvre armsammenstilling blir foretrukket, men er ikke viktig for virkemåten til den øvre armsammenstilling. For eksempel kan skruene 380, 382 og 390 til å begynne med begynne å rotere sammen slik at det forlengbare parti 362 vil være det første parti som strekkes ut. Det er bare nødvendig at når skruen 380 gjør en omdreining, blir de forlengbare partier 358, 360 og 362 beveget en avstand som er lik stigningen til skruen 380. Denne bevegelse tillater anordningen som dreier skruen 350, å bli styrt slik at lokaliseringen av kjevene 72 eller rørgripeanordningen kan posisjoneres hvor det er ønskelig. For å sikre denne virkemåten har hver skrue 380, 382 og 390 den samme stigning.

På figur 24 er illustrert den mekanisme som utgjør under-støttelse for det forlengbare parti 358, 360 og 362 mens frik-sjonen holdes forholdsvis lav. En rekke ruller 408 er montert ved forskjellige steder på de indre sideveggene til hoveddelen 356. Flere spor 410 er tilveiebragt På de ytre overflatene til det forlengbare partiet 358 og det forlengbare partiet 358 og hoveddelen er sammensatt slik at rullene 408 er i sporene 410. Som illustrert på figur 24 har overflaten av sporene 410 et fremspring 412 som er opptatt i tilsvarende fordypninger 414 i rullene 408. En rekke ruller 416 er montert ved forskjellige steder på de indre sideveggene til det forlengbare parti 358.

En rekke spor 418 er tilveiebragt i de ytre overflatene av det forlengbare parti 360. Og det forlengbare parti 360 og det forlengbare parti 358 er sammensatt slik at rullene 416 er i sporene 418. Som illustrert har sporene 418 fremspring og rullene 416 fordypninger som passer til fremspringene. En rekke ruller 420 er montert yed-forskjellige steder på de indre overflatene av det forlengbare parti 360. En rekke spor 422 er tilveiebragt i de ytre overflatene av det forlengbare parti 362. Og det forlengbare parti 362 og det forlengbare parti 360 er sammensatt slik at rullene 420 er i sporene 422. Som illustrert har sporene 422 fremspring og rullene 420 tilsvarende fordypninger.

Figur 22 viser også skjematisk et antall transducere for bruk til å informere den programmerbare styreenhet 30 om den øvre armsammenstillings 44 drift. Spesielt blir en transducer 556 brukt i forbindelse med anordningen 366 til å bestemme dens posisjon i forhold til de gjenværende deler av den øvre armsammenstilling 44. Det vil si at transduceren 556 informerer den programmerbare styreenheten 30 om at anordningen 366 er aksialt innrettet med resten av de forlengbare partier i den øvre armsammenstillingen 44. Likeledes informerer transducer 558 den programmerbare styreenheten om at anordningen 366 er i rett vinkel i forhold til de forlengbare partiene til den øvre armsammenstillingen 44, mens transducer 560 informerer den programmerbare styreenheten 30 om at anordningen 366 er i en rett vinkel med de forlengbare partier av den øvre armsammenstillingen 44, emn i en annen retning enn den retning som brukes i forbindelse med transducer 558. Transducer 562 informerer den programmerbare styreenheten om at anordningen 366 er forlenget til en posisjon for fjerning av rørlengder 32 eller tilføyelse av rørlengder 32 til en ønsket skruetransportør 94. Transducer 564 informerer den programmerbare styreenheten 30 om at anordningen 366 er tilbaketrukket til en posisjon slik at anordningen 366 kan beveges fra ut av aksial innretting til aksial innretting med de forlengbare partier av den øvre armsammenstillingen 44. Transduceren 566 er anordnet på bøylen 70 ved siden av kjevene 72 og detekterer når en rørlengde 32 er anbragt inne i bøylen 70. Hvis ingen deteksjon gjøres av transduceren 566, vet den programmerbare styreenheten 30 at rørlengden 32 ikke var hvor den var ventet å være. Trans-duserne 568, 570 informerer den programmerbare styreenheten om bøylen 70 er henholdsvis åpen eller lukket.

Det vises også til figurene 9 og 10 samt de skjematiske representasjoner som er skissert på figurene 2A-2C til 7A-7C hvor detaljer ved fingerbrettanordningen 56 er beskrevet. I den fore-trukne utførelsesform omfatter fingerbrettanordningen 46 en første fingerbrettseksjon 85 og en annen fingerbrettseksjon 88. De to fingerbrettseksjonene 86, 88 er adskilt slik at et rom er tilveiebragt mellom dem for bevegelse av den øvre armsammenstillingen 44. Hver fingerbrettseksjon 86, 88 omfatter de samme konstruksjonsmessige elementer innbefattet en ramme 90 med et antall bæreanordninger 92 forbundet med rammen 90. Hver ramme 90 er under-støttet ved siden av senteret eller midtpunktet av boretårnet 38 og strekker seg delvis på tvers av boretårnet 38. En skruetrans-portør 94 holdes mellom hver av bæreanordningene 92 og strekker seg over lengden av bæreanordningene 92. Hver skruetransportør omfatter en rekke spiralformede flater 95. En koplingsbrems 96 er operativt forbundet med hver av skruetransportørene 94. En forutbestemt koplingsbrems 96 er velgbar for bruk til å drive en ønsket skruetransportør 94. I forbindelse med den første finger-brettseksj onen 86 blir energiseringen av motordrivanordningen 98 styrt av den programmerbare styreenhet 30 og motordrivanordningen 98 blir brukt til å frembringe kraft til den valgte skrue-transportør ved å bruke den koplingsbremsen 96 som er blitt aktivert av den programmerbare styreenheten 30. Inngangen til kop-lingsbremsene 96 fra motordrivanordningen 98 er koplet gjennom en reduksjonsveksel 100 og en kjededrift 102. I forbindelse med den annen fingerbrettseksjon 88 og på lignende måte blir en motor-drivanordning 104 energisert for å drive den valgte skruetrans-portør 94. Motordrivanordningen 98 for den første fingerbrettseksjonen og motordrivanordningen 104 for den annen fingerbrettseksjon er skjematisk representert på figur 8. Man vil forstå

at selv om hver fingerbrettseksjon 86, 88 er vist med fem skrue-transportører 94, kan ethvert annet antall skruetransportører 94 anvendes og styres ved hjelp av den programmerbare styreanordning 30.

En annen utførelsesform av fingerbrettseksjonene 86, 88 er illustrert på figurene 25-27. Hver skruetransportør 94 er operativt forbundet med en individuell drivanordning 424, slik som en motor, gjennom en egnet mekanisme 426. På figur 26 er illustrert frontavfølingsanordningen i forbindelse med fingerbrettet. En brakett 428 er festet til bunnen av bæreanordningene 92. Et par følerelementer 430 er montert slik at de vender mot hverandre og er anbragt ved siden av rørlengde-overføringsdelen av fingerbrettet. Som vist på figur 26 kan følerelementene 430 monteres som man ønsker så lenge de vender mot hverandre. Andre typer føler-elementer kan brukes så lenge de avføler tilstedeværelsen av rør-lengden 32. Når en rørlengde 32 avføles, vil drivanordningen 424 settes i drift og dreie skruetransportøren 94 en halv omdreining. Den bakre seksjon av fingerbrettet er illustrert på figur 27 og viser braketter 432 festet til bunnen av bæreanordningene. Et par følerelementer 434 er montert slik at de vender mot hverandre og har til funksjon å avføle rørlengden 32. Når rørlengden 32 avføles av følerelementene 434, vet datamaskinen at den del av fingerbrettet er fullt med rørlengder 32. Som illustrert på figur 27 er følerelementene 434 anbragt bare på én side av skrue-transportøren 94.

Den nedre armsammenstilling 48 er vist i detalj på figurene 12-15 og ér også skjematisk representert på figurene 2A-2C til 7A-7C. Den nedre armsammenstillingen 48 omfatter en sokkel 106 understøttet på boreriggdekket 36. Et forbindelsesorgan 108 forbinder sokkelen 106 og en nedre teleskoparm 110 som har et forlengbart parti 112. En drivanordning 114 blir brukt til å strekke ut og trekke tilbake det forlengbare armparti 112. Drivanordningen 114 er operativt koplet til et skruegjenget organ 115 for å bevege det gjengete organ 115 i forhold til en drivmutter 117 som er koplet til en ende av det forlengbare parti 112. Den nedre arm 110 er også roterbar i et horisontalt plan, idet den nedre arm 110 blir drevet av en drivanordning 116. Drivanordningen 116 er koplet til en reduksjonsveksel 119 som brukes til å drive et sylindrisk tannhjul 121. Det sylindriske tannhjul 121

er i operativt inngrep med et annet sylindrisk tannhjul 123

som er operativt forbundet med forbindelsesorganet 108. Den nedre armen 110 er også bevegelig i et vertikalplan ved å bruke en drivanordning 118. Utgangen fra drivanordningen 118 er koplet til en reduksjonsveksel 120. Reduksjonsvekselen 120 brukes til å drive en drivmutter (ikke vist) som er i inngrep med et skrue-gj enget organ 122 som bæres av forbindelsesorganet 108 for å heve og senke den nedre armen 110.

En klemmeanordning 124 er festet til den frie ende av den nedre arms forlengbare parti 112. Klemmeanordningen 124 omfatter kneledd 126 som best vist på figurene 14 og 15. Klemmeanordningen 124 omfatter videre et leddorgan 128, et svingeorgan 130 og et par kjevekiler 132 montert på et kjevepar 134. Én ende av leddorganet 128 er operativt forbundet til den frie ende av en gjenget aksel 136 som drives ved hjelp av en drivanordning 138,

som også er vist skjematisk på figur 8. Den motstående ende av leddorganet 128 er operativt forbundet til kneleddene 126. Når leddorganet 128 blir drevet av drivanordningen 138 til høyre (under henvisning til figur 14) i forhold til drivanordningen 138, svinger kjevene 134 omkring svingeorganet 130 og begynner å innta en lukket stilling for å gripe en rørlengde 32. Kjevene 134 er i stand til å holde det nedre parti av rørlengden 32 løst under fastskruing eller løsning av en rørlengde 32 til eller fra an annen rørlengde 32, for å tillate rotasjonsmessig bevegelse av rørlengden 32. For å flytte en frakoplet rørlengde 32 må imidler-

tid kjevene 34 gripe fast om den frakoplete rørlengde 32. For å oppfylle dette krav blir kjevekilene 132 aktivert til å holde rørlengden 32 fast. Kjevekilene 132 blir aktivert slik ved å bevege den nedre arm 110 i retning oppover i forhold til den frakoplete rørlengde 32. Denne oppadgående bevegelse av den nedre arm 110 får kjevekilene 132 til å kile seg inn mot den nedre del av den frakoplete rørlengde 32 og være i fast inngrep med denne, som vist på figur 13. Tilsvarende kan inngrepet mellom kjevekilene 132 og den frikoplete rørlengde 32 også tilveiebringes ved hjelp av en nedadrettet bevegelse av rørlengden 32 i forhold til kjevekilene 132. Omvendt blir frigjøring av kjevekilene 132 fra rørlengden 32 utført ved hjelp av en relativ nedadrettet bevegelse av den nedre arm 110 eller en relativ oppadrettet bevegelse av rørlengden 32.

Når leddorganet 128 blir drevet av drivanordningen 138 til venstre (under henvisning til figur 15) i forhold til drivanordningen 138, inntar kjevene 134 og kjevekilene 132 en åpnet stilling slik at en rørlengde 32 som holdes av disse, blir frigjort.

Den nedre armsammenstillingen 48 omfatter også en transducer 139 som er representert på figur 8. Transduceren 139 overvåker om den nedre armsammenstilling 48 og spesielt kjevekilene 132 er kommet i fast inngrep med den nedre del av en frakoplet rørlengde 32. Før bevegelse av den frakoplete rørlengde 32 innledes, krever den programmerbare styreenheten 30 at transduceren 139 tilveiebringer et signal som indikerer at den nedre del av rørleng-den holdes fast av den nedre armsammenstilling 48.

En annen utførelsesform av den nedre armsammenstilling er illustrert på figurene 28 og 29. Denne utførelsesform omfatter en sokkel 436 som bærer et hus 438 i hvilket er montert en drivanordning 440. Et tannhjul 442 er festet til drivakselen 444 og er i inngrep med og driver et større tannhjul 446. En resolver 448 er montert under og er operativt forbundet med tannhjulet 446 ved hjelp av en anordning 450 som roterer med tannhjulet 446. Resolveren 448 sender ut et signal med informasjon om den rotasjonsmessige posisjon av den nedre armsammenstilling.

Den nedre armsammenstilling er understøttet for rotasjon på en plate 452 som er festet til den indre bane 454 av et lager 456. Den ytre bane 458 av lageret er fast festet til huset 438. Hengende ned fra og festet til platen 452 er et forbindelsesorgan 460 som er festet til tannhjulet 446 for rotasjon med dette. Rotasjon av tannhjulet 446 resulterer dermed i tilsvarende rotasjon av platen 452 og den nedre armsammenstillingen 48.

Montert på platen 452 er en drivanordning 462 som er operativt forbundet med et par sylindriske tannhjul 464 som er operativt forbundet med skruegjengete organer 466. En resolver 468 registrerer bevegelsen av de sylindriske tannhjulene 464 og over-fører et signal for å tilveiebringe informasjon i forhold til den vertikale posisjon av den nedre armsammenstilling.

En bæreplate 470 strekker seg over og er festet til endene av de skruegjengete organer 466. Huset 472 til den nedre tele-skoparmen 110 er festet til platen 470 for vertikal bevegelse med de skruegjengete organer 466. Sideveggen i huset 472 er forlenget i hver retning for å tilveiebringe bæreanordninger 474 for en rekke ruller 476 og 478. Rullene 476 er større enn rullene 478 og tilveiebringer reaksjonsmotstanden for å overvinne vekten av rørlengden 32. Rullene 478 er regulerbart montert for å holde alle rullene 476 og 478 i inngrep med en rekke spor 480. Som vist er det fire ruller 476, fire ruller 478 og fire spor 480. Flere blokker 482 er festet til forlengelsene 474 av sideveggene og er forsynt med åpninger 484 som strekker seg gjennom disse. Akslene 486 til rullene 476 og 478 strekker seg gjennom åpningene 484 og er festet i stilling ved hjelp av passende anordninger, slik som mutterne 486.

To bæreblokker 488 er festet til den øvre overflate av platen 452 og ligger i en avstand inn fra kantene av platen 452. Et par motstående bærevegger 490 som strekker seg vertikalt er festet ved sine bunnkanter til bæreblokkene 488. En topp-plate 492 er festet til toppkantene av bæreveggene 490. Et par omvendte U-formede bæresokler 494 er festet til motstående sidevegger 490 og har sporene 480 festet til seg. Et par sveisete konstruksjo-ner 496 er festet til de ytre overflatene av sideveggene til huset 472 og en lagerblokk 498 som fortrinnsvis er laget av nylon, er innsatt i et hulrom i disse. Lagerblokken 498 strekker seg

en kort avstand ut av den sveisete konstruksjonen og blir opptatt i en fordypning 500 som strekker seg i langsgående retning i hver av de motstående sidevegger 490. Som vist er det to fordypninger 500 i hver sidevegg og fire blokker 498 for bevegelse i disse.

Det forlengbare armparti 502 blir beveget ut av og inn i huset 472 ved hjelp av en egnet drivanordning 504. En resolver 506 er tilordnet drivanordningen 504 for å registrere bevegelsen av det forlengbare armparti 502 og for å sende et signal som ut-gjør informasjon vedrørende lokaliseringen av det forlengbare armparti 502. Enden av det forlengbare armparti 502 er forsynt med en klemmeanordning 124 for å understøtte rørlengden 32 som beskrevet ovenfor.

Figur 28 viser også skjematisk et antall transducere for bruk til å informere den programmerbare styreenhet 30 med hensyn til driften av den nedre armsammenstilling 48. Spesielt er en transducer 574 festet til klemmeanordningen 124 og detekterer om en rørlengde i virkeligheten befinner seg inne i og holdes av klemmeanordningen 124. Transducere 576, 578 informerer den programmerbare styreenheten om klemmeanordningen 124 er henholdsvis åpen eller lukket. Transducer 580 informerer den programmerbare styreenheten 30 om at den nedre armsammenstillingen 48 er utstrakt til sin maksimale forutbestemte utstrekning og ikke kan gå noe lenger. Transducer 582 informerer den programmerbare styreenhet 30 om at den nedre armsammenstilling er i en posisjon for svingebevegelse mot tilbakestillingsanordningen 50. Og likeledes frembringer transducer 582 en indikasjon til den programmerbare styreenhet 30 om at den nedre armsammenstillingen 48 er i den riktige posisjon for dreining tilbake mot borehullet etter at en rørlengde 32 er tatt fra tilbakestillingsanordningen 50. Transducer 584 informerer den programmerbare styreenheten 30 om at den nedre armsammenstilling 48 er blitt trukket tilbake til sin maksimale forutbestemte posisjon og ikke kan trekkes ytterligere tilbake. Transducer 586 informerer den programmerbare styreenheten 30 om at den nedre armsammenstilling 48 peker i retning av borehullet slik at den programmerbare styreenheten 30 blir informert om den nedre armsammenstilling 48 er i posisjon for bevegelse direkte til borehullet for tilføyelse eller fråkopling av rørlengder 32. Transducer 588 tilveiebringer en indikasjon på at den nedre armsammenstilling 48 er rettet mot tilbakestillingsanordningen 50, slik at den programmerbare styreenheten 30 er i stand til å styre overføringen av nedre partier av rørlengder 32 til tilbakestillingsanordningen 50. Transducerne 592, 594 informerer den programmerbare styreenheten 30 om at den nedre armsammenstilling 48 er henholdsvis utstrukket eller tilbaketrukket til sin høyeste eller laveste vertikale posisjon og ikke bør utstrekkes eller tilbaketrekkes lenger i vertikalretningen. Likeledes informerer transducerne 596, 598 den programmerbare styreenheten 30 om at den nedre armsammenstilling 48 har nådd sin rotasjonsmessige grense med urviseren eller mot urviseren, og ikke bør roteres lenger i den retningen.

Tilbakestilling- eller transport-anordningen 50 er vist i detalj på figurene 16, 17 og 18, samt er vist skjematisk på figurene 2A-2C til 7A-7C. Som vist på figurene 16 og 17 omfatter tilbakestillingsanordningen 50 en nedre vogn 140 og en øvre vogn 142. Den nedre vognen 140 er montert på et første hjulsett 144 som løper på et første skinnesett 146 i en første retning eller X-retning. X-retningen er illustrert på figur 17, og som bemerket kan den nedre vognen 140 beveges langs to motstående retninger i X-retningen. I denne diskusjonen er en bevegelse forover i X-retningen definert som bevegelse av tilbakestillingsanordningen 50 i X-retningen mot den nedre armsammenstilling 48, slik den er anbragt på figurene 2C til 7C. En bevegelse bakover i X-retningen er definert som bevegelse av tilbakestillingsanordningen 50 i X-retningen vekk fra den nedre armsammenstilling 48 slik den er vist på figurene 2C til 7C. På figur 2C ble for eksempel tilbakestillingsanordningen 50 beveget bakover i X-retningen fra sin ventestilling. Ventestillingen eller stand by stillingen for tilbakestillingsanordningen 50 er et valgt sted ved hvilket den mottar en frakoplet rørlengde 32 fra eller leverer en frakoplet rørlengde 32 til den nedre armsammenstilling 48.

En drivanordning 148 koplet til et tannhjul 150 som er i inngrep med en tannstang 152 i det første sett med skinner 146, blir brukt til å drive den nedre vognen 140 i X-retningen. Den øvre vognen 142 er en hovedsakelig omvendt V-formet konstruksjon som har skrånende ben 154. Den øvre vognen 142 er montert på et annet sett med hjul 156 som løper på et annet sett med skinner 158. Det annet sett med skinner 158 er montert på den nedre vogn 140. En drivanordning 160 koplet til et tannhjul 162 som er i inngrep med en tannstang 164 i det annet sett med skinner 158, blir brukt til å bevege den øvre vognen 142 i en annen retning eller en Y-retning. Denne Y-retningen er i rette vink-ler med bevegelsen av den nedre vognen 140, slik at tilbaestil-

lingsanordningen 50 har komplett bevegelse i et horisontalplan.

I denne diskusjonen er en bevegelse forover i Y-retningen definert som bevegelse av tilbakestillingsanordningen 50 i Y-retningen mot den nedre armsammenstilling 48 på figurene 2C til 7C.

En bevegelse bakover i Y-retningen er definert som en bevegelse av tilbakestillingsanordningen 50 i Y-retningen bort fra den nedre armsammenstilling 48 som vist på figurene 2C til 7C. Med hensyn til figur 2C ble for eksempel tilbakestillingsanordningen 50 beveget bakover i Y-retningen fra sin venteposisjon.

X-retningen og Y-retningen kan også defineres med hensyn

til et rotasjonsbord som brukes til å rotere borestrengen. X-retningen er en retning tangensielt til rotasjonsbordet og Y-retningen er en retning perpendikulær til rotasjonsbordet.

Liggende over hvert ben 154 i den øvre vognen 142 er en hellende eller skrånende skinne 166, som vist på figur 18.

Plater 168 er montert for å bevege seg langs hver skinne 166 ved

å bruke skrueorganer 170 som dreies av drivanordninger 172 gjennom reduksjonsveksler 174. En brakett 176 er montert på hver plate 168. Hver brakett 176 bærer en kopp eller beholder 178

med åpen side. Som vist på figur 16 blir koppene 178 brukt til å motta det nedre avsmalnende parti av en rørlengde 32. Tilbakestillingsanordningen 50 omfatter også transducere 180 som er operativt festet til koppene 178, idet én av de to identiske transducere 180 er representert på figur 8. Transduceren 180 avføler om en rørlengde 32 holdes fast i koppen 178. Den programmerbare styreenheten 30 innleder bevegelse av tilbakestillingsanordningen 50 bare etter at den har mottatt en indikasjon fra en transducer 180 om at en rørlengde 32 er på riktig plass. Før tilbaestillingsanordningen 50 mottar en rørlengde 32 fra den nedre armsammenstilling 48, bestemmer også den programmerbare styreenheten 30 om tilbakestillingsanordningen 50 er i sin venteposisjon eller referanseposisjon. Denne bestemmelsen av den programmerbare styreeneheten 30 kan også foretas ved å bruke en transducer (ikke vist).

En anne utførelsesform av en øvre vogn i tilbakestillingsanordningen 50 er illustrert på figur 30. Den skrånende skinnen 166, skrueorganet 170, drivmotoren 172, braketten 176 og koppen 178 er alle montert på en plate 508. En bæreanordning 510 er festet til bunnen 512 av vognen og ragende ned fra bunnen 512 er bæreorganer 514 til hvilke hjulene 516 er festet. En ramme 518 er festet i en fast posisjon og tilveiebringer en overflate over hvilken hjulene 516 kan løpe. En tannstang 522 er festet til den øvre overflaten 524 av rammen 518. Forlengelser 526

som har de samme konstruksjonsmessige kjennetegn som skinnen 166 er montert på motstående sider av bunnplaten 512. Hver forlengelse 526 utfører funksjonen til skinnen når det gjelder å lede braketten 176 til en posisjon ved bæreanordningen for den nedre endeholderen for rørlengder. Platen 508 er montert på den indre banen 528 av lageret 510 mens den ytre banen 530 er sik-kert festet til bunnplaten 508. Platen 508 kan således dreies for å bevege den skrånende skinnen 166, skrueorganet 170, drivmotoren 172, braketten 176 og koppen 178 fra én side av den øvre vognen til den annen side. Passende anordninger slik som en tapp som passerer gjennom innrettede hull i platen 500 og bunnen 512 (ikke vist) kan brukes til å feste platen 508 ved et ønsket sted på én av sidene av deri øvre vognen. En drivanordning (ikke vist) som har et tannhjul i inngrep med tannstangen 522, brukes til å bevege den øvre vognen til et ønsket sted.

Figur 30 viser også skjematisk et antall transducere for bruk til å informere den programmerbare styreenheten 30 om driften av tilbakestillingsanordningen 50. Spesielt informerer en transducer 600 den programmerbare styreenheten om rørlengden 32 virkelig holdes i en kopp 178. Transducer 602 informerer den programmerbare styreenheten 30 om at koppen 178 er i den korrekte "opp-posisjon" for mottagelse av den nedre del av en rørlengde 32. Likeledes informerer transducer 604 den programmerbare styreeneheten 30 om at koppen 178 er i den ønskede "ned-posisjon" for å flytte rørlengden 32 fra koppen 178 til boreriggdekket 36. I tillegg til disse tre transducere anvender tilbakestillingsanordningen 50 et antall transducere (ikke vist) for å tilveiebringe informasjon vedrørende posisjonen av tilbakestillingsanordningen 50. Spesielt er det tilveiebragt en transducer for å informere den programmerbare styreenheten 30 om tilbakestillingsanordningen 50 er i ventestillingen langs X-X-retningen for å motta en rørlengde 32. Likeledes er det tilveiebragt to transducere for å informere den programmerbare styreenheten 30 om tilbakestillingsanordningen 50 er i den korrekte posisjon i Y-Y-retningen. Én av disse to transducere blir brukt til å kontrol- lere den korrekte ventestilling når koppen 178 er på en side av den øvre vognen mens den andre av de to transducerne blir brukt til å frembringe en indikasjon på en korrekt ventestilling når koppen 178 er på den andre siden av den øvre vognen. Det er også fire transducere som brukes til feildeteksjon. Hver av de fire transducerne er anordnet langs endene av den skinne langs hvilken tilbakestillingsanordningen 50 beveger seg. Resultatet er at den programmerbare styreeneheten 30 blir informert når tilbakestillingsanordningen 50 når hver av endestillingene for sporene i både X-X-retningen og Y-Y-retningen.

I tillegg til de nylig beskrevne styrte anordninger som tidligere er identifisert som den øvre armsammenstilling 44, fingerbrettanordning 46, nedre armsammenstilling 48 og tilbakestillingsanordningen 50, omfatter den foreliggende oppfinnelse også styrte og/eller overvåkede anordninger i hvilke konvensjonelt rørboreutstyr er blitt modifisert på en enestående måte for integrasjon med den foreliggende oppfinnelse. Spesielt kraftkiler 182, en rørelevator 184, en krafttang 186, en roterende kraftskrunøkkel 188, heiseverk 190 og en brems 192 på figur 1 omfatter ny maskinvare for å tillate styring og overvåking. I

en utførelsesform er konvensjonelle kraftkiler, rørelevator, krafttang og kraftskrunøkler tilgjengelige fra Varco International, Inc. fra Orange, California; konvensjonelle heiseverk er tilgjengelige fra Continental Emsco, et LTV Company fra Dallas, Texas; og en konvensjonell brems er tilgjengelig fra Dretech,

et Dreco Company fra Houston, Texas. Anordninger som bare blir overvåket og ikke styrt av den programmerbare styreenheten 30

og omfatter nylig innbefattet maskinvare er et rotasjonsbord 194 og riggbæresystemer 196 på figur 1.

Funksjonen av hvér av disse styrte og/eller overvåkede anordninger vil nå bli beskrevet. Under henvisning til figurene 1 og 19 styrer den programmerbare styreenheten 30 funksjonen til kraftkilene 182. Kraftkilene 182 er posisjonert ved åpningen i boreriggdekket 36 og blir brukt til å understøtte rørlengder 32 som befinner seg under boreriggdekket 36, ved å virke som en kile mellom rotasjonsbordet 194 på boreriggdekket og rørlengdene

32. Når en rørlengde 32 skal koples til eller koples fra andre rørlengder 32, blir kraftkilene 182 aktivert ved å bruke den programmerbare styreenheten 30 til fast å gripe topp-partiet av de gjenværende tilkoplete rørlengder 32 som befinner seg under boreriggdekket 36 for å understøtte dem under tilkopling eller fråkoplings-operasjonen.

Under henvisning til den skjematiske representasjon som er gitt på figur 19 vedrørende kraftkilene 182, styrer den programmerbare styreenheten 30 en konvensjonell pneumatisk drevet sylinder-stempelanordning 198 som er operativt forbundet med kraftkilene 182 for bruk til å bevege kraftkilene 182 mot eller vekk fra topp-partiet av de gjenværende rørlengder 32. Denne bevegelse av kraftkilene 182 blir avfølt av transducere 200, 202.Utgangene fra transducerne 200, 202 som avføler bevegelsen av kraftkilene 182 mot rørlengdene 32 og bort fra rørlengdene 32, blir overført til den programmerbare styreeneheten 30 slik at systemet kjenner posisjonen til kraftkilene 182. I tillegg er en transducer 204 operativt forbundet med kraftkilene 182 for avføling om kraftkilene 182 er i fast inngrep med topp-partiet av de gjenværende tilkoplete rørlengder 32. Bare etter at denne tilstanden av inngrep er blitt avfølt og denne avfølte tilstand tilveibragt til den programmerbare styreenhet 30, vil tilkoplings-eller frakoplings-operasjonen begynne . Sylinder-stempelanord-ningen 198 og transducerne 200, 202, 204 er innbefattet i konvensjonelle kraftkiler for bruk til frembringelse av automatiserte kraftkiler 182.

Den programmerbare styreenheten 30 styrer også driften av rørelevatoren 184, som skissert i blokkform på figur 1. Rørele-vatoren 184 blir brukt til å gripe om det øvre parti av rørleng-der 32 som skal koples til eller koples fra de gjenværende til-koplede rørlengder 32 som befinner seg under boreriggdekket 36. Dette inngrepet med en rørlengde 32 av rørelevatoren 184 repre-senteres skjematisk på figurene 2A, 3A og 4A. Rørelevatoren 184 virker lik en mekanisk hånd. Åpningen og lukkingen av denne hånden blir regulert av den programmerbare, styreenheten 30 som styrer en pneumatisk drevet sylinder-stempelanordning 208, som er representert skjematisk på figur 19. For å overvåke driften av rørelevatoren 184, benyttes det tre transducere 210, 212, 214. Transducer 210 avføler om rørelevatoren 184 blir åpnet mens transducer 212 avføler om rørelevatoren 184 blir lukket. Transducer 214 avføler om en rørlengde 32 er fast grepet av rørelevatoren 184. Hver av utgangene fra transducerne 210, 212, 214 blir matet inn til den programmerbare styreenheten 30. Rørelevatoren 184 blir beveget vertikalt med en rørlengde 32 bare etter at transducer 214 indikerer for den programmerbare styreenhet 30 at den øvre ende av en rørlengde 32 er i fast inngrep med røreleva-toren 184. Transducerne 210, 212, 214 er innbefattet i en konvensjonell rørelevator for bruk til frembringelse av en automatisert rørelevator 184.

Den vertikale bevegelse av rørelevatoren 184 er et resultat av driften av et heiseverk 190 og en brems 192, som begge er representert i blokkform på figur 1. Heiseverket 192 er hovedsakelig et heisesystem som tilveiebringer kraften og maskinvaren som brukes til å heve og senke rørlengder 32. Heiseverket 190 omfatter en vinsj (ikke vist) og kabel 218, som skissert på figurene 2A til 7A. Kabelen 218 er koplet til en blokk og krok 220. Blokken og kroken 220 er festet til rørelevatoren 184. Bremsen 192 er koplet til vinsjen i heiseverket 190. Bremsen 192 virker til å styre størrelsen av vekten eller lasten som virker på en borkrone som er festet til borestrengen, og styrer også hvor borkronen vil stoppe når borestrengen blir beveget vertikalt i brønnen. Bremsen 192 hjelper til å understøtte vekten av borestrengen for å styre posisjoneringen av borkronen i brønnen slik at boring vil finne sted langs en ønsket bane.

I forbindelse med heiseverket 190 og bremsen 192, er det tilveiebragt transducere 222, 224, 226 for å avføle ønskede parametre i tilknytning til bevegelsen av rørelevatoren 184 og borestrengen som er forbundet med denne. Denne'avfølte informasjon blir over-ført til den programmerbare styreenheten 30. Denne informasjon gjør det mulig for den programmerbare styreenheten 30 å plassere rørelevatoren 184 i den ønskede posisjon slik at rørlengder 32 kan gripes av den øvre og nedre armsammenstilling 44, 48 og for posisjonering av rørlengder 32 for sammenkoplings- og frakoplings-operasjonen som tilveiebringes av krattangen 186 og kraftskru-nøkkelen 188. En skjematisk representasjon av deler av det konvensjonelle heiseverk 190 og brems 192 sammen med transducer-modifikasjonene som kommuniserer med disse, er gitt på figur 19.

Transducer 222 blir brukt til å tilveiebringe en indikasjon for den programmerbare styreenheten 30 av posisjonen til rørele-vatoren 184 i forhold til boreriggdekket 36. Transducer 224 blir brukt til å frembringe en indikasjon av hastigheten til røreleva- toren 184 når den blir beveget i en vertikal eller opp/ned-retning. Transducer 226 blir brukt til å gi en indikasjon av bore-strengens vekt eller belastningen på rørelevatoren 184. Ved å bruke denne informasjonen og passende programvare, er den programmerbare styreenheten 30 i stand til å bestemme om det bør foretas posisjonsmessige forandringer av borestrengen i brønnen, basert for eksempel på en sammenligning med forutbestemte eller ønskede posisjoner, hastigheter og vekter.

Den programmerbare styreenheten 30 styrer også funksjonen til krafttangen 186 og den roterende kraftskrunøkkelen 188. Krafttangen 186 omfatter et antall sylinder-stempelanordninger 230, 232, 234, 236, 238, 240, 242, 244, 246 som vist skjematisk på figur 20. Sylinder-stempelanordningene 230-246 er hydraulisk drevet og funksjonen av hver er fremsatt i de skjematiske representasjoner på figur 20. Funksjonene til en konvensjonell krafttang er velkjente på området. Hver sylinder-stempelanordning 230-246 er modifisert ved at en tilbaketrukket transducer (RT) og en utstrukket transducer (ET) er operativt forbundet med denne.

I tillegg kommuniserer den programmerbare styreenhet 30 med sylinder-stempelanordningene 230-246 for å styre utstrekning/- tilbaketrekning av denne når det er ønskelig. Det foreliggende system modifiserer dermed en konvensjonell krafttang ved å inn-befatte utstrakte og tilbaketrukne transducere, sammen med transducere 245, 247, 249 og 251 i forbindelse med den programmerbare styreenhet 30 for å skape den automatiserte krafttang 186.

Det vises til figur 20 hvor sylinderanordningen 230 blir brukt til å bevege krafttangen 186 mot og vekk fra borehullet langs skinner for å plassere den i stilling for sammenkopling og fråkopling av rørlengder 32. De utstrakte og tilbaketrukne transducere som er tilordnet anordningen 230, informerer den programmerbare styreenheten 30 når krafttangen 186 er ved borehullet eller i sin tilbaketrukne tilstand vekk fra borehullet. Sylinderanordningen 232 blir brukt til å heve og senke krafttangen 186 og den roterende kraftskrunøkkelen 188 slik at den kan innrettes riktig med koplingsskjøten mellom to tilstøtende rørlengder 32. De utstrukne og tilbaketrukne transducerne som er tilordnet anordningen 232 informerer den programmerbare styreenheten 30 om den hevede eller senkede posisjon av enheten. Sylinderanordningen 234 blir også styrt av den programmerbare styreenheten 30 og blir brukt når krafttang/kraftskrunøkkel-enheten forbinder drivhylsen med den øvre rørlengden32. De utstrukne og tilbaketrukne transducerne for denne sylinderanordningen 234 informerer den programmerbare styreenheten 30 om krafttangen 186 er i sin fremre eller bakre posisjon under driften av sylinderanordningen 234.

Krafttangen 186 omfatter øvre og nedre dører så vel som en lås for hver dør. Før mottagelse av en rørlengde 32 må dørene låses opp og åpnes. Sylinderanordningene 236, 238 henholdsvis åpner den øvre døren og låser opp døren. Deres tilordnede transducere avføler om den øvre døren er åpen eller lukket og om den øvre døren er låst eller ulåst. Likeledes blir sylinderanordningene 240, 242 styrt av den programmerbare styreenheten 30 og blir brukt til å åpne og låse opp den nedre døren. Deres tilordnede transducere tilveiebringer en indikasjon til den programmerbare styreenheten 30 om den nedre døren er åpnet eller lukket og om den nedre døren er låst eller ulåst. Sylinderanordningen 244 blir også styrt av den programmerbare styreenheten 30 og blir brukt til å åpne og lukke klemmeanordningen for å holde rørleng-den 32 som skal fjernes fra eller tilføyes de andre rørlengdene 32. De utstrukne og tilbaketrukne transducerne som er tilordnet denne, gir en indikasjon til den programmerbare styreenheten 30 om klemmeanordningen er åpnet eller lukket. Sylinderanordningen 246 blir brukt til å frembringe torsjonskraft til rørlengden 32 for å kople fra eller kople sammen denne med de tilstøtende rør-lengder 32. Transducerne som er tilordnet denne informerer den programmerbare styreenheten 30 om sylinderanordningen 246 er i en posisjon som frembringer torsjonskraft eller har avsluttet sin torsjonssyklus.

I tillegg til de utstrakte og tilbaketrukne transducerne som er tilordnet de forskjellige sylinderanordninger 230-246, informerer en transducer 245 den programmerbare styreenheten 30 om krafttangen 186 er i riktig posisjon for sammenkopling eller fråkopling av tilstøtende rørlengder 32. Transduceren 247 gir en indikasjon til den programmerbare styreeneheten 30 om en rørlengde 32 i virkeligheten klemmes fast eller holdes av kraft-stangen 186. Torsjonstransduceren 249 til krafttangen 186 er en trykkbryter for å detektere når krafttangen 186 har påført den maksimale torsjonskraft til rørlengden 32 for å sørge for sammen-føyningen mel]om de to rørlengdene 32.

I det tilfelle hvor krafttangen 186 innledningsvis har

brutt opp koplingsskjøten mellom tilstøtende rørlengder 32, blir den roterende kraftskrunøkkelen 188 deretter benyttet til å full-føre fråkoplingen av de tilstøtende rørlengder 32. Kraftskru-nøkkelen 188 omfatter en sylinder-stempelanordning 250, som er skjematisk representert på figur 20, og som blir styrt av den programmerbare styreenheten 30 for bruk til åpning eller lukking av en nøkkelklemmeanordning i kraftskrunøkkelen 188. De utstrukne og tilbaketrukne transducerne som er tilordnet denne informerer den programmerbare styreenheten 30 om klemmeanordningen er åpnet eller lukket. Som vist skjematisk på figur 5A, blir nøkkelklemme-anordningen ved lukking brukt til å gripe og holde en rørlengde 32 nær koplingsskjøten. En transducer 251 er operativt koplet til en konvensjonell kraftskrunøkkel 188 for å tilveiebringe en indikasjon til den programmerbare styreenheten om klemmeanordningen faktisk har grepet om rørlengden 32 før fråkopling eller sammenkopling av rørlengden 32 tillates.

Etter at nøkkelklemmeanordningen har grepet om rørlengden

32 ved koplingsskjøten, blir en hydraulisk drevet nøkkelmotor 252 som er vist skjematisk på figur 8, aktivert ved å bruke den programmerbare styreenheten 30, for bruk ved gjenget sammenkopling eller fråkopling av de tilstøtende rørlengder 32 i avhengig-het av om en rørlengde 32 skal tilføyes eller fjernes.

I tilfelle av fråkopling av tilstøtende rørlengder 32, blir overvåkingen av om disse rørlengder 32 er fullstendig frakoplet utført ved hjelp av transducer 254 (tapp ute), se figur 8 for skjematisk representasjon. I en utførelsesform avføler transducer 254 om det er tilstede noe "gap" mellom tilstøtende rør-lengder 32. Hvis et gap er til stede, gis det et signal av transduceren 254 til den programmerbare styreenheten som indikerer at de tilstøtende rørlengder 32 ikke lenger er forbundet.

På lignende måte informerer en transducer 256 (tapp inne) den programmerbare styreenheten 30 når nøkkelmotoren 252 har fullført sin oppgave ved sammenkoplingsoperasjonen og krafttangen 186 kan brukes til å frembringe den nødvendige torsjonskraft til å sikre skj øten.

I tillegg til å styre og overvåke de foran nevnte anordninger, overvåker den programmerbare styreenheten 30 også utstyr som vanligvis er til stede under en boreoperasjon. Som vist på figur 1 overvåker den programmerbare styreenheten 30 funksjonen til et rotasjonsbord 194. Under boring er rotasjonsbordet 194 operativt forbundet med borestrengen eller boresøylen. Rotasjonsbordet 194 blir drevet til å rotere i et horisontalplan ved hjelp av en motor som er anbragt under boreriggdekket 36, og denne rotasjonsmessige bevegelse blir overført til borestrengen for å dreie borekronen. Rotasjonsbordet 194 blir overvåket for å bestemme om det er aktivert og beveger seg. Hvis for eksempel rotasjonsbordet 194 er aktivert, blir operasjonen for fjerning og tilføying av rørlengder 32 sperret for sikkerhets skyld.

Den programmerbare styreenheten 30 overvåker også forskjellige andre boretilstander som er identifisert i blokkskjemaet på figur 1 som riggbæresystemer 196. Siden den foreliggende oppfinnelse har til hensikt å være et fullstendig styre- og over-våkings-system i forbindelse med sikker fjerning og tilføyelse av rørlengder 32, blir slike tilstander som størrelsene av hyd-rauliske og pneumatiske trykk, operasjonstilstandene til slam-pumper og tilstedeværelsen av giftige gasser i nærheten av boreoperasjonen overvåket. I tillegg til disse tilstander vil man forstå at mange andre tilstander eller parametre i forbindelse med boringen kan overvåkes, og at en indikasjon av disse kan tilveiebringes ved å bruke den programmerbare styreenheten 30

og passende programvare i forbindelse med denne. Vanligvis kan spesifikasjonene eller ønskene til hver enkelt boreoperatør rommes for å tilveiebringe den ønskede overvåkingsfunksjon.

En annen nylig utviklet anordning for den foreliggende oppfinnelse som er vist i blokkform på figur 1, er et inntrengnings-sikkerhetssystem 258. Dette systemet blir brukt til å gjøre sikkerheten størst mulig under fjerning og tilføyelse av rørlengder 32. Inntrengnings-sikkerhetssystemet 258 blir både overvåket og styrt av den programmerbare styreeneheten 30. Inntrengnings-sikkerhetssystemet 258 omfatter for eksempel et antall føleran-ordninger for å bestemme om en borerigg-operatør eller arbeider befinner seg innenfor et avgrenset område, omfattende for eksempel det område som opptas av den øvre armsammenstilling 44, fingerbrettanordningen 46, den nedre armsammenstilling 48, tilbakestillingsanordningen 50, kraftkilene 182, rørelevatoren 184, krafttangen 186 og den roterende kraftskrunøkkelen 188. Hvis en borerigg-operatør befinner seg i et slikt område, er den program merbare styreenheten 30 programmert til automatisk å avslutte systemets operasjon for å minimalisere muligheten for skader på mennesker i det definerte område.

Operasjonen av den foreliggende oppfinnelse blir nå beskrevet under henvisning spesielt til figurene 2A-2C til 7A-7C som skjematisk illustrerer fjerningen av rørlengde 32 fra boresøylen. Den rekkefølge av trinn som inngår i fjerningen av rørlengder 32 er i boreindustrien kjent som "uttrekking" ("tripping out"). I et typisk tilfelle er utstrekning av rørlengder 32 nødvendig for å skifte en slitt borkrone. Følgelig må et antall rørlengder 32 koples fra og stables eller lagres slik at borkronen kan heves fra brønnen og skiftes.

Før påbegynnelse av den virkelige utstrekningsoperasjon, blir det gjort noen forberedende arbeider. Spesielt blir en Kelly eller firkantrør og en hylse festet til den øvre ende av den øvre rørlengde 32 som strekker seg oppover fra boreriggdekket 36, koplet fra enden av denne øvre rørlengden 32, hevet en kort avstand ved å bruke rørheisen 184, og blir så lagret på et sted som vanligvis kalles et rottehull. Etter at drivhylsen

er lagret, blir de frakoplet fra rørelevatoren 184. Heiseverket 190 blir aktivert slik at kabelen 218 og rørelevatoren 184 blir senket for å gripe om den øvre del av den rørlengde 32 som strekker seg ut av boreriggdekket 36. Rørelevatoren 184 griper fast om den øvre del av rørlengden 32, som vist på figur 2A.

Når transduceren 214 avføler at rørlengden 32 holdes fast av rørelevatoren 184, blir heiseverket 190 aktivert for å løfte rørlengden 32 til en forutbestemt høyde.

Det er viktig å legge merke til at den programmerbare styreenheten 30 er programmert til å verifisere den riktige opptreden av hver av trinnene i rekkefølgen som tas ved sammenkopling eller fråkopling av rørlengder 32, ved å bruke de forskjellige transducere og drivanordninger. Før videre virksomhet tillates eller neste trinn tas, foretas denne verifisering. Som et eksempel blir utgangen fra transducer 214 sendt til den programmerbare styreenhet 30 for å tilveiebringe en indikasjon om at rør-lengden 32 holdes av rørelevatoren 184. Hvis det ikke tilveiebringes en verifisering på at rørlengden 32 ble grepet, blir det neste trinn ikke utført.

Etter at rørlengden 32 er ved den ønskede posisjon, blir kraftkilene 182 aktivert av den programmerbare styreenhet 30 slik at de vil gå i inngrep med og bære rørlengdene 32 under boreriggdekket 36. Transduceren 204 tilveiebringer et signal til den programmerbare styreenheten 30 for å indikere at kraftkilene 182 er i korrekt inngrep med disse rørlengdene 32.

Under løftingen av rørlengden 32, blir den øvre armsammenstilling 44 også aktivert og begynner å strekke seg ut fra sin tilbaketrukne venteposisjon, som vist på figurene 3A og 3B.

Når den løftede rørlengde 32 er ved den forutbestemte høyde,

er det tredje forlengbare parti 62 av den øvre armsammenstillingen 44 i en slik stilling at kjevene 72 er anordnet omkring en øvre del av rørlengden 32. Under utstrekningen av den øvre armsammenstillingen 44, gir drivanordningen 80 informasjon til den programmerbare styreenheten 30 som indikerer den horisontale posisjon av den øvre armsammenstillingen 44. Når den forutbestemte horisontale posisjon nåes, blir drivanordningen 80 deakti-vert. På dette tidspunkt blir drivanordningen 74 energisert slik at kjevene 72 på den øvre armsammenstillingen 44 begynner å gripe den øvre del av rørlengden 32. Når den øvre armsammenstillingen 44 er kommet i løst inngrep med rørlengden 32, gir transduceren 84 et signal til den programmerbare styreenheten 30 som indikerer at rørlengden 32 holdes av den øvre armsammenstillingen 44.

På dette tidspunkt blir under en typisk operasjon også den nedre armen 110 i den nedre armsammenstillingen 48 også strukket ut ved å bruke drivanordningen 114, mot den nedre del av rørleng-den 32. På samme måte som virkemåten til den øvre armsammenstillingen 44, gir drivanordningen 114 kontinuerlig informasjon til den programmerbare styreenheten 30 vedrørende den horisontale posisjon av den nedre arm 110. Når følgelig den nedre armsammenstilling 48 er posisjonert for å gripe om den nedre del av rør-lengden 32, blir dens utstrekning stoppet, som skissert på figurene 4A og 4B. Drivanordningen 138 blir så aktivert for å bringe kjevekilene 132 på den nedre armsammenstillingen 48 til å lukke seg omkring rørlengdens nedre parti og gripe løst om rørlengden 32 for å tillate rotasjon av denne.

Under gripingen av rørlengden 32 av den øvre armsammensti 1-• lingen 44 og den nedre armsammenstillingen 48 blir krafttangen 186 og den roterende kraftskrunøkkelen 188 beveget i en retning mot rørlengden 32, som vist på figurene 4A og 4C. Krafttangen 186 og kraftskrunøkkelen 188 er vist som en enkelt enhet på figurene 2A til 7C. Som vist på figurene 5A og 5C er krafttangen 186 og den roterende kraftskrunøkkelen 188 i posisjon til å frakople tilstøtende rørlengder 32. Til å bevege krafttangen 186 og kraftskrunøkkelen 188 kan det anvendes to forskjellige anordninger. I en første utførelsesform med krafttangen 186 og kraftskrunøkkelen 188 i en enkelt enhet kan det anvendes to forskjellige anordninger. I en første utførelsesform blir enheten som inneholder krafttangen 186 og kraftskrunøkkelen 188, beveget langs spor eller skinner. I en annen utførelsesform omfatter krafttangen 186 og kraftskrunøkkelen 188 utstrekkbare/- tilbaketrekkbare deler, som kan beveges hydraulisk til å gå i inngrep med rørlengdene 32.

Etter at dette forberedende arbeid er fullført, kan ut-strekningsoperasjonen begynne. I denne forbindelse innleder den programmerbare styreenheten 30 en rekkefølge av trinn til å styre en eller flere av sylinder-stempelanordningene 230-246 for til å begynne med å bryte koplingen ved sammenføyningen av to rørleng-der 32. Etter den innledende brytning av koplingen, aktiverer den programmerbare styreenheten 30 nøkkelmotoren 252 for fullstendig å frakople den løftede rørlengde 32 fra de gjenværende rør-lengder 32 som strekker seg ned under boreriggdekket 36. Under fråkoplingen ved hjelp av nøkkelmotoren 252, overvåker den programmerbare styreenheten 30 kontinuerlig transduceren 254.

Når de tilstøtende rørlengder 32 er frakoplet eller adskilt, av-føler transduceren 254 det resulterende gap mellom de to rør-lengdene 32 og gir et signal til den programmerbare styreenheten 30 som indikerer at de tilstøtende rørlengder 32 nå er frakoplet. På dette tidspunkt med rørlengden 32 frakoplet, aktiverer den programmerbare styreenheten 30 den nedre arm 110 ved å energi-sere drivanordningen 118 til å bevege den nedre arm 110 i en oppadgående retning slik at kjevekilene 132 blir kilt mot rør-lengden 32 og det nedre parti av rørlengden 32 blir fast grepet. På dette tidspunkt indikerer transduceren 139 i den nedre armsammenstillingen 48 at den frakoplede eller fjernede rørlengde 32 er i fast inngrep for bevegelse av rørlengden 32. Den programmerbare styreenheten 30 fortsetter nå å aktivere drivanordningen 118 for å heve den nedre armen 110 slik at den fjernede rørlengde 32 blir beveget vertikalt bort fra de gjenværende sammenkoplete rørlengder 32.

Under frakoplingsoperasjonen ved sammenføyningen mellom de tilstøtende rørlengder 32, blir i tilegg rørelevatoren 184 aktivert av den programmerbare styreenheten 30 gjennom sylinder-stempelanordningen 208, slik at den frigjør den øvre ende av rørlengden 32, som vist på figur 5A. På dette tidspunkt begynner også den øvre armsammenstillingen 44 å trekke seg tilbake slik at det øvre parti av den frakoplede rørlengde 32 og det nedre parti av denne ikke er vertikalt innrettet. Vertkal inn-retning blir oppnådd når drivanordningen 116 aktiveres for å svinge den nedre armen 110, som griper om det nedre aprti av rør-lengden 32, over tilbakestillingsanordningen 50. Under denne svingebevegelsen av den nedre armen 110 gir drivanordningen 116 kontinuerlig informasjon til den programmerbare styreenheten 30 om sin posisjon. Den programmerbare styreenheten 30 overvåker også posisjonen av tilbakestillingsanordningen 50, og spesielt posisjonen av den valgte av de to koppene 178 som skal motta den nedre ende av den fjernede rørlengde 32. Koppen 178 er plassert hovedsakelig ved toppen av benet 154 i den omvendte V-konstruksjon for å motta rørlengden 32. Hvis en uønsket tilstand skulle inntreffe der koppen 178 ikke er i denne korrekte stilling eller hvis tilbakestillingsanordningen 50 ikke er i sin ventestilling, avbryter den programmerbare styreenheten videre operasjon inntil den uønskede tilstand er korrigert.

I det forventede tilfelle at tilbakestillingsanordningen 50 og koppen 178 er i korrekt stilling, svinger den nedre armen 110 tilstrekkelig til å plassere en nedre del av rørlengden 32 i den åpne siden av koppen 178. Transduceren 180 som er operativt forbundet med tilbakestillingsanordningen 50, avføler at den mottatte rørlengde 32 nå holdes av koppen 178 og sender en indikasjon til den programmerbare styreenheten 30. Den programmerbare styreenheten 30 aktiverer så den nedre armen 110 slik at den blir senket for å løsgjøre kjevekilene 132 fra rørlengden 32, kjevene 134 blir åpnet og den nedre armen 110 blir så svinget og trukket tilbake til sin stilling for inngrep med en annen rørlengde 32.

Den øvre armsammenstillingen 44 og tilbakestillingsanordningen 50 samvirker nå for å holde den fjernede rørlengde 32 i en hovedsakelig vertikal stilling når den blir beveget på den øvre vognen 144 bakover i Y-retningen på skinnene 158. Størrelsen på bevegelsen i Y-retningen avhenger av hvor den fjernede rør-lengde skal lagres på boreriggdekket 36. Med hensyn til illustra-sjonene på figurene 2 og 3, skal denne fjernede rørlengde 32 lagres hovedsakelig i det laveste høyre hjørne av lagringsområdet. Følgelig blir den øvre vognen 142 beveget langs skinnesettet 158 bakover i Y-retningen til enden av skinnesettet 158. Samtidig blir den øvre armsammenstillingen 44 trukket tilbake slik at det øvre endeparti av rørlengden 32 forblir hovedsakelig vertikalt innrettet med det nedre endeparti av rørlengden 32.

Når den fjernede rørlengde 32 er posisjonert ved det ønskede sted i Y-retningen, aktiverer den programmerbare styreenheten drivanordningen 68. Drivanordningen 68 får leddet 64 til å svinge i den programmerte retning som i det foreliggende eksempel er mot fingerbrettseksjon 86. Graden av svingebevegelse er forutbestemt slik at rørlengden 32 nå er anbragt ved siden av enden av den valgte skruetransportør 94 som skal motta den frakoplede rørlengde 32. Ved fullføringen av den forutbestemte svingning av leddet 64 forblir drivanordningen 68 aktivert for nå å få det forlengbare leddparti 67 til å strekke seg ut paral-lelt med og ved siden av den valgte skruetransportør 94. Samtidig som det forlengbare leddparti 67 strekkes ut, gjør den valgte skruetransportør en halv omdreining. Ved fullførelsen av den forutbestemte utstrekning av det forlengbare leddparti 67 og den halve omdreiningen av den valgte skruetransportør 94, blir servomotoren 74 aktivert for å åpne kjeven 72 og frigjøre rør-lengden 32 til den tilgjengelige spiralformede overflaten 95.

Ved frigjøring av rørlengden 32 som skal holdes i den spiralformede overflaten 95, blir servomotoren 68 aktivert én gang til for å trekke tilbake det forlengbare leddparti 67. Ved fullfø-ringen av den forutbestemte tilbaketrekning av det forlengbare leddparti 57, svinger leddet 64 til sin tidligere stilling slik at den øvre armen 52 igjen kan strekkes ut for å gripe den neste rørlengde 32 som skal koples fra.

Mens den øvre armsammenstilling 44 som vist skjematisk på figurene 2A-2C, blir tilbakeført til sin ventestilling, blir tilbakestillingsanordningen 50 beveget bakover i X-retningen slik at det nedre parti av den fjernede rørlengde 32 kan anbringes i det nedre høyre hjørne eller posisjonen i lagringsområdet.

Ved denne posisjonen blir braketten 176 og koppen 178 som holder den nedre del av rørlengden 32, beveget nedover langs det skrånende sporet 166 for den øvre vognen 142. Når koppen 178 er anbragt ved den nedre ende av det skrånende sporet 166, kan dens åpne side adskilles sideveis fra den nedre ende av rørlengden 32. Dette tillater bevegelse av tilbakestillingsanordningen 50 fremover i X-retningen slik at den nedre del av rørlengden 32 blir fjernet fra denne og blir understøttet på boreriggdekket 36.

I løpet av det tidsrom som tilbakestillingsanordningen flytter det nedre endeparti av rørlengden 32, blir rørelevatoren 184 igjen senket for å motta den neste rørlengde 32 som skal frakoples. Ved frigjøring av den først fjernede rørlengde 32 blir tilbakestillingsanordningen 50 flyttet til sin vente- eller referanse-posisjon, som vist på figur 3C, for å motta den neste rørlengde 32 som skal fjernes.

Den foregående prosess blir fortsatt på en måte slik at hver skruetransportør 94 i den første fingerbrettseksjon 86 mottar en rørlengde 32. Etter det mottar hver skruetransportør 94

i den første fingerbrettseksjonen 86 en annen rørlengde 32 på en valgt måte. Denne fremgangsmåten til å fylle skruetransportørene 94 fortsetter inntil alle skruetransportørene 94 i den første fingerbrettseksjonen 86 er fylt med rørlengder 32. Når dette er gjort, er hver av rørlengdenes øvre partier plassert i den valgte skruetransportør 94, og en halvdreining av skruetransportøren 94 blir foretatt ved levering av hver fjernet rørlengde til denne av det forlengbare leddparti 67. De nedre partier av rørleng-dene 32 blir flyttet til sine forutbestemte posisjoner på overflaten av boreriggdekket 36. Når en skruetransportør 94 blir helt fylt med fjernede rørlengder 32, vil hvert øvre parti av hver lagret rørlengde 32 igjen være i vertikal innretting med sitt nedre parti, siden skruetransportøren 94 beveger alle øvre partier av rørlengdene 32 en halv omdreining hver gang en ytterligere rørlengde 32 blir mottatt av skruetransportøren 94. På det tidspunkt den valgte skruetransportør 94 har rotert for å anbringe en rørlengde 32 i en åpen spiralformet overflate som befinner seg ved enden av skruetransportøren 94 motstående den ende til hvilken den øvre armsammenstillingen 44 leverere rør-lengder 32, er følgelig vedkommende rørlengde 32 hovedsakelig vertika1 .

Hvis alle tilgjengelige spiralformede flater 95 i alle skruetransportører 94 i den første fingerbrettseksjonen 86 er fylt med fjernede rørlengder, blir tilbakestillingsanordningen 50 brukt til å føre ytterligere fjernede rørlengder 32 fremover i X-retningen motsatt bakover i X-retningen. Spesielt blir den andre av de to koppene 178 nå valgt til å motta den nedre del av den fjernede rørlengde 32, og leddet 64 i den øvre armsammenstilling 44 svinger i motsatt retning for å plassere den fjernede rørlengde 32 i en skruetransportør 94 i den annen fingerbrettseksjon 88. På denne måten kan begge fingerbrettseksjoner 86, 88 sammen med det underliggende boreriggdekket 36 fylles på en forutbestemt måte med fjernede rørlengder 32.

Ved bevegelse av tilbakestillingsanordningen 50 til den forutbestemte posisjon for frigjøring av den nedre del av rør-lengden 32, aktiverer den programmerbare styreenhet drivanordningene 148, 160. Disse to drivanordningene 148, 160 tilveiebringer også den aktive tilbakekopling til den programmerbare styreenheten 30 for å gjøre det mulig for denne å bestemme om tilbakestillingsanordningen 50 er ved den ønskede posisjon. Når hver forutbestemt X, Y-porsisjon er nådd av tilbakestillingsanordningen 50, deaktiverer den programmerbare styreenheten 30 den riktige servomotor-drivanordning 148, 160. Som med tidligere diskuterte styreanordninger for bevegelse i det foreliggende system, kan det tilveiebringes passende programvare til på korrekt måte å posisjonere alle styrte anordninger innbefattende tilbakestillingsanordningen 50.

Med hensyn til sammenkopling eller tilføyelse av rørlengder til de gjenværende rørlengder 32, vanlig kjent på området som "innsetting" ("tripping in"), blir den foregående prosess i det vesentlige reversert. I denne forbindelse er vanligvis den siste tilgjengelige skruetransportør 94 som mottok en fjernet rørlengde 32, den første som aktiveres for å plassere det øvre parti av rørlengden 32 i en posisjon slik at den kan mottas av kjevene 72 på den øvre armsammenstillingen 44. Tilbakestillingsanordningen 50 blir også posisjonert for å motta denne sist fjernede rørlengde 32. Etter at den øvre armsammenstillingen 44 og tilbakestillingsanordningen 50 har beveget rørlengden 32 slik at tilbakestillingsanordningen 50 er i sin ventestilling, kan den nedre armsammenstillingen 48 aktiveres for å gripe om den nedre del av rørlengden 32 og flytte den inn på linje med even-tuelle gjenværende rørlengder 32 som strekker seg ned under boreriggdekket. Krafttangen 186 og kraftskrunøkkelen 188 blir benyttet til å kople sammen de tilstøtende rørlengder 32 mens den øvre del av rørlengden 32 som skal koples til, blir beveget ved å bruke den øvre armsammenstillingen 44 til å innrette den med rørelevatoren 184. Rørelevatoren 184 griper om det øvre parti av rørlengden 32 som skal koples til. Etter at sammenkoplingen er fullført med den nedre ende av rørlengden, blir kraftkilene 182 frigjort fra å holde den rørlengde 32 som rørlengden 32 nettop er blitt koplet til. Rørelevatoren 184 løfter borestrengen litt for å overføre vekten av borestrengen til rørelevatoren 184. Rørelevatoren 184 blir så senket ved hjelp av heiseverket 190 slik at den nylig tilføyde rørlengde 32 blir senket under boreriggdekket 36. På denne måten kan ytterligere rørlengder 32 fjernes fra lageret og koples til de gjenværende rørlengder 32 for plassering under boreriggdekket 36.

Man vil også forstå at andre spesielle rekkefølger av til-gang til skruetransportørene 94 kan tilveiebringes ved hjelp av programvare. For eksempel kan man for om mulig bedre å utligne bruken og slitasjen av hver av rørlengdene 32, finne ut en rekke-følge for valg av rørlengder 32 som vil tilveiebringe dette ønskede resultat, slik som at den siste rørlengde som frakoples fra borestrengen ikke er den første rørlengde 32 som skal koples tilbake på borestrengen.

Under fråkoplingen og sammenkoplingen av rørlengder 32, overvåker den programmerbare styreenheten 30 også kontinuerlig annet utstyr i forbindelse med boringen, slik som rotasjonsbordet 194 og riggbæresystemet 196. Hvis en forutbestemt feiltilstand. skulle mottas av den programmerbare styreenheten 30, trer prog-ramvaren umiddelbart og korrekt i aksjon ved for eksempel å kople ned eller avslutte systemets drift. I tillegg til å overvåke disse utstyrsdelene, overvåker den programmerbare styreenheten 30 som diskutert tidligere, også driften av de styrte anordninger, slik som den øvre armsammenstilling 44, fingerbrettanordningen 46, den nedre armsammenstillingen 48, tilbakestillingsanordningen 50, krafkilen 182, rørelevatoren 184, krafttangen 186, den roterende kraftskrunøkkelen 188, heiseverket 190, bremsen 192 og inntrengnings-sikkerhetssystemet 258. Hvis en forutbestemt feiltilstand skulle inntreffe vedrørende noen av disse styrte anordningene eller hvis én eller flere av disse anordningene skulle slutte å funksjonere korrekt, tar den prog-ramstyrte programmerbare styreanordningen 30 umiddelbare og korrekte forhåndsregler.

I tillegg til den automatiske styring som tilveiebringes ved hjelp av den foreliggende oppfinnelse, sørger det foreliggende system også for halvautomatisk drift slik at en operatør eller arbeider har mulighet til å oppheve det helautomatiserte systemet og direkte styre virkningen av maskinutstyret.

Spesielt kan den øvre armsammenstillingen 44, fingerbrettanordningen 46, den nedre armsammenstillingen 48 og tilbakestillingsanordningen 50 styres separat. Også kraftkilene 182, røreleva-toren 184, krafttangen 186 og kraftskrunøkkelen 188 kan styres separat for derved å oppheve den fullstendige automatiske styring som tilveiebringes av den programmerbare styreenhet 30.

Det er også tilveiebragt anordninger hvorved hver av den øvre armsammenstilling 44, fingerbrettanordningen 46, den nedre armsammenstilling 48, tilbakestillingsanordningen 50 og andre styrte eller avfølte anordninger kan koples ut i én eller flere forskjellige kombinasjoner. Hvis det for eksempel skulle opptre en feil i en av de styrte eller avfølte anordninger som gjør at den ikke kan brukes, kan de gjenværende anordninger selektivt benyttes ved hjelp av den programmerbare styreenheten 30 i ikke-automatiserte rekkefølger for å muliggjøre fortsatt drift på "halvautomati sert" måte.

I tillegg er det i tilfelle av feil tilveiebragt anordninger slik at deler av systemet ifølge den foreliggende oppfinnelse kan drives manuelt, det vil si mekanisk for hånd, slik som vekt-stang og sperreverk-mekanismer (ikke vist) for å sørge for fortsatt drift av systemet.

På grunnlag av den foregående detaljerte beskrivelse kan et antall nyttige trekk ved den foreliggende oppfinnelse skjelnes. Et automatisert rørhåndteringssystem innbefattende verifiserings-anordninger er tilveiebragt som i betydelig grad minsker det antall arbeidere som er nødvendig for å utføre uttreknings- og innstenings-funksjoner i forbindelse med boring. Samtidig blir arbeidernes sikkerhet forsterket kraftig siden de ikke direkte er involvert i sammenkoplings- og frakoplings-operasjonen. Dessuten blir parametre og tilstander som er viktige for boreoperasjonen overvåket slik at feilti 1 stander kan indikeres for å opplyse arbeiderne om slike feiltilstander og ytterligere minske mulig skade på mennesker. Det foreliggende system sørger for at en operatør kan gripe inn om nødvendig, og den har til hensikt å benytte konvensjonelt boreutstyr så langt som mulig for å redusere omkostningene ved automatiseringen. I tillegg amksimaliserer den foreliggende oppfinnelse repeterbarheten av operasjonen, reduserer arbeids- og vedlikeholds-omkostninger og øker evnen til hurtigere håndtering og flytting av rør.

Selv om den foreliggende oppfinnelse er blitt beskrevet under henvisning til spesielle utførelsesformer, vil man lett forstå at ytterligere variasjoner og modifikasjoner kan utføres innefor rammen av oppfinnelsen.

Claims

1 . Automatisert apparat for bruk i et boreriggsystem, karakterisert ved en øvre armanordning for inngrep med et øvre parti av et rør, en nedre armanordning for inngrep med et nedre parti av røret, en fingerbrettanordning for å holde det øvre parti av røret som mottas fra den øvre armanordning, en transportanordning for å motta det nedre parti av røret og som kan beveges for å plassere det nedre parti av røret i en forutbestemt stilling, hvilken transportanordning omfatter en koppanordning for å motta det nedre parti av røret, en anordning for å bevege koppanordningen når koppanordningen er ved den forutbestemte stilling, transduceranordninger som er operativt forbundet med den øvre armanordningen og den nedre armanordningen for å detektere om den øvre armanordningen har grepet røret og for å detektere om den nedre armanordningen har grepet røret, og en styreanordning i operativ forbindelse med den øvre armanordningen, den nedre armanordningen, fingerbrettanordningen og transduceranordningene for automatisk å styre den øvre armanordningen, den nedre armanordningen og fingerbrettanordningen for å bevege rør inn i en lagerposisjon, hvilken styreanordning for å bevege rør bruker den øvre armanordningen og den nedre armanordningen når transduceranordningene informerer styreanordningen om at rør er grepet av henholdsvis den øvre armanordningen og den nedre armanordningen.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at transportanordningen har tre transducere, en første transducer som informerer styreanordningen om koppanordningen er i en korrekt stilling for å motta det nedre parti av røret, en annen transducer for å informere styreanordningen om koppanordningen er i en posisjon for å frigjøre røret, og en tredje transducer for å informere styreanordningen om koppanordningen griper om det nedre parti av røret.

3. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at transportanordningen omfatter en nedre vogn som kan beveges i en første retning, en øvre vogn understøttet på den nedre vogn og som kan beveges i en annen retning, og en skrånende skinneanordning som bæres på den øvre vogn for bruk til å bevege koppanordningen langs denne i oppadgående og nedadgående retninger.

4. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at den øvre armanordningen omfatter: en øvre armsammenstilling omfattende en hoveddel og flere deler som befinner seg inne i hoveddelen, en anordning for å understøtte hoveddelen på et fast sted, en anordning for å understøtte nevnte deler slik at flere av delene kan strekkes ut fra hovedlegemet, en anordning i tilknytning til delene for å forhindre rotasjon av hver av delene etter hvert som de blir strukket ut fra hoveddelen, en anordning for å strekke ut de nevnte flere deler, hvilken utstrekningsanordning omfatter roterbare ytre gjengede anordninger tilordnet en rekke av delene som samvirker med innvendig gjengede anordninger tilordnet andre av delene, slik at når en av de gjengede anordninger blir rotert, vil en del blir beveget i forhold til en annen, og en anordning for å rotere minst én av de gjegede anordninger.

5. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved en krafttang for bruk til å bryte opp og danne en forbindelse eller skjøt mellom to rør, en roterende kraftskrunøkkel for bruk til adskillelse og sammenføyning av to rør, en rørelevator for bruk til heving og senking av rør, kraftkiler for bruk til å holde rør anordnet i et borehull, og en anordning som er operativt forbundet med krafttangen, kraftskrunøkkelen, rørelevatoren og kraftkilene for å tillate styreanordningen å overvåke og styre krafttangen, den roterende kraftskrunøkkelen, rørelevatoren og kraftkilene.

6. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at den nedre armanordningen omfatter: en nedre armsammenstilling for understøttelse og bevegelse av en rørlengde og som har anordninger for å bevege den nedre armsammenstillingen i en vertikal retning, en horisontal retning og en roterende retning, en anordning for å understøtte den nedre armsammenstilling for bevegelse i vertikalretningen, og hvilken understøttelsesanordning omfatter: en anordning for å montere en rekke spor på faste steder, en rekke ruller montert på den nedre armsammenstillingen, hvilke ruller er i kontakt med sporene, idet rullene er anbragt slik at de motstår den skyvekraften som påføres den nedre armanordningen på grunn av vekten av rør-lengden, at noen av rullene har forskjellig diameter, idet de ruller som har den minste diameter er regulerbart montert for å sikre kontakt mellom rullene og sporene, og de rullene som har den største diameter er anordnet for å tilveiebringe skyvekraft-motstand.

7. Fremgangsmåte for lagring av rør, karakterisert ved at: det tilveiebringes rør som har et øvre parti og et nedre parti, det øvre parti av røret holdes, det nedre parti av røret holdes, det øvre parti av røret flyttes til en ønsket posisjon, det nedre parti av røret flyttes til en transportanordning som har en bevegelig koppanordning, koppanordningen posisjoneres i en ønsket posisjon for å motta det nedre parti av røret, det nedre parti av røret mottas i koppanordningen, transportanordningen flyttes til en forutbestemt posisjon, koppanordningen beveges i retning nedover, det nedre parti av røret frigjøres fra koppanordningen, og det øvre parti av røret frigjøres.

8. Fremgangsmåte for bruk ved lagring av et frakoplet rør, karakterisert ved : at røret gripes for å tillate rotasjonsmessig bevegelse av dette, at røret frakoples tilstøtende rør, at røret gripes for å forhindre rotasjonsmessig bevegelse av dette, at det detekteres at røret er grepet før røret flyttes, at det nedre parti av røret flyttes til en transportanordning, at det nedre parti av røret frigjøres til transportanordningen, og at transportanordningen beveges til en forutbestemt rør-lagrings-posisj on.

9. Fremgangsmåte for bruk ved fråkopling av rør, karakterisert ved : tilveiebringelse av en enhet for bryting av skjøten mellom to tilstøtende rør, at det brukes transducere til å avføle om enheten er i den ønskede posisjon for bryting av skjøten, at røret mottas av enheten, at det brukes transducere til å avføle om enheten griper om røret, at skjøten mellom to tilstøtende rør brytes, at de to tilstøtende rør koples fra hverandre, og at det avføles at de to tilstøtende rør er koplet fra hverandre.

10. Fremgangsmåte for bruk ved lagring av frakoplede rør, karakterisert ved (a) at et øvre parti av et første rør gripes, (b) at det nedre parti av det første røret gripes, (c) at det første røret koples fra et tilstøtende rør, (d) at det øvre parti av det første røret flyttes til en roterbar transportør, (e) at det nedre parti av det første røret overføres til en transportanordning, (f) at det nedre parti av det første røret flyttes til en forutbestemt stilling ved å bruke transportanordningen, (g) at transportøren roteres for å motta det øvre parti av det første rør, og (h) gjentagelse av trinnene (a) til (g) for ytterligere rør, idet det øvre parti av det første røret blir roterende beveget til en annen posisjon emns det nedre parti av det første røret forblir i sin forutbestemte posisjon mens det ytterligere rør blir mottatt av den roterbare transportør.