JPH0432917B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は石油掘削、地熱掘削等のパイプハンド
リング装置に係り、特にパイプ置場からこれより
も高い位置にある井戸芯への短管の搬送を容易に
したパイプハンドリング装置に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 一般に海底油田等を掘削する場合、浮上型、着
底型等の海洋構造物が用いられ、この海洋構造物
には海底を掘削するドリルパイプや掘削孔に補強
として挿入されるケーシングパイプ等を揚降する
設備として櫓が立設されている。そして、上記ド
リルパイプ等の石油掘削パイプは、通常、上記櫓
より離れた場所（パイプ置場）に積まれており、
掘削を行なう場合には、その都度パイプ置場から
櫓内に運ばれていた。

しかしながら、パイプ置場からこれよりも高い
位置の床面に設けられた井戸芯まで短管を運搬し
なければならず、その作業が大変であつた。

そこで、本発明の目的は、パイプ置場からこれ
よりも高い位置にある井戸芯に短管を容易に搬送
することができる石油掘削当のパイプハンドリン
グ装置を提供することにある。

［発明の構成と作用］ 上記目的を達成するために本発明は、ドリルパ
イプ、ドリルカラ等の短管が置かれたパイプ置場
からこれよりも高い位置の床面に形成された井戸
芯に短管を搬送する装置において、上記パイプ置
場の上方と井戸芯の上方とを結ぶように傾斜して
掛け渡されたガイドレールと、該ガイドレールに
沿つて移動自在に設けられ上記短管の一端を把持
する把持部を有する台車と、パイプ置場と上記床
面との間に掛け渡され上記台車によつて搬送され
る短管の下短部を受けて案内するランプウエイ
と、該ランプウエイの上端部に井戸芯方向に起倒
自在に設けられランプウエイの上端部から離れる
短管の下端部を受け止めて井戸芯方向に導くスイ
ングアームとを備えたことを設けたことを特徴と
している。

先ずパイプ置場において、短管の一端が台車の
把持部に把持され、短管は片吊り状態でガイドレ
ールに沿う台車の走行によりパイプ置場からこれ
よりも高い位置の井戸芯方向へ搬送される。その
際に、短管の下端部はランプウエイの上面に沿つ
て移動するため、揺動して他の機器に衝突するこ
とがない。短管の下端部はランプウエイの上端に
至ると、起立状態のスイングアームに受け止めら
れ、スイングアームの井戸芯方向への転倒に伴つ
てスイングアームからゆつくり解放されるので、
短管がランプウエイを越えたときに井戸芯方向に
揺動することがない。こうして短管をパイプ置場
からこれよりも高い位置にある井戸芯へ安全かつ
容易に搬送することができる。

［発明の実施例］ 以下に本発明の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。

パイプハンドリング装置は第１図に示す如く、
パイプ置場３０とこれよりも高い位置の櫓３１内
床面３２上に形成された井戸芯３３との間で短管
３４の搬送を行なう短管搬送部３５と、この短管
搬送部３５によつて搬送された短管３４を井戸芯
３３に揚降する揚降管部３６と、井戸芯３３から
引揚げられた短管複数本繋ぎのスタンドパイプ３
７を起立状態に保持するスタンドラツク部３８
と、このスタンドラツク部３８と井戸芯３３との
間でスタンドパイプ３７の搬送を行なうスタンド
搬送部３９を有しており、次に夫々について個々
に詳述する。

先ず、短管搬送部３５はパイプ置場３０から井
戸芯３３上に掛渡されたガイドレール４０と、こ
のガイドレール４０上に走行自在に設けられ、上
記短管３４を搬送する台車４１とから主に構成さ
れている。ガイドレール４０は直線状をなし、他
の機器との干渉を避けるため、一端をパイプ置場
３０に且つ他端を井戸芯３３上に臨ませた状態で
ヒンジ４２を介して俯抑自在に支持されている。
ガイドレール４０を俯抑操作するために、ガイド
レール４０より上方の櫓３１上には台座４３を介
してガイドレール俯抑ウインチ４４が設けられ、
このウインチ４４より繰出されたケーブル４５の
先端部がガイドレール４０のパイプ置場側の先端
部に固定されている。ガイドレール４０はパイプ
置場側を下方に臨ませた状態で使用される。ガイ
ドレール４０の上端部と櫓３１との間にはヒンジ
シリンダ４６が掛渡され、台車４１が移動する時
にガイドレール４０が揺動するのを防止してい
る。台車４１は短管３４の一端を把持する把持部
たるチヤツキングユニツト４７を吊下げている。

台車４１を走行させるために、上記台座４３に
は台車走行ウインチ４８が設けられ、このウイン
チ４８より繰出されたケーブル４９の先端部がガ
イドレール４０の上端部側を経由して台車４１に
固定されている。

ガイドレール４０の下方の床面３２端部にはヒ
ンジ５０を介してスイングアーム５１が短管３４
の搬送方向に上向きで揺動自在に設けられ、スイ
ングアーム５１と床面３２との間にはスイングシ
リンダ５２が掛渡されている。このスイングアー
ム５１は、短管３４が床面３２とパイプ置場３０
との間に掛渡されたランプウエイ５３を越えた時
に井戸芯３３方向に揺動するのを防止するもので
あり、予め起立した状態に保持され、短管３４を
受けてからゆつくり倒れるように操作される。

井戸芯３３の近傍には短管３４を一時的に収容
するマウスホール５４と、第２図に示す如くドリ
ルパイプ回転用ケリー５５を収容するラツトホー
ル５６とが形成されており、台車４１によつて搬
送された短管３４は井戸芯３３又はマウスホール
５４に挿入されることになる。

一方、揚降管部３６は、第２図、第３図に示す
如く主台車５７を井戸芯３３の延長線に沿つて昇
降自在に案内するために床面３２上に立設された
主レール５８を有している。

この主レール５８は所定の間隔を隔てて並立さ
れた一対の溝型鋼からなり、その相対向する溝内
に、主台車５７の四隅に設けた車輪５９を係合さ
せることにより、主台車５７を昇降自在に支持し
ている。この主台車５７上には主レール５８と平
行な補助レール６０が平行リンク６１を介して水
平方向、特に井戸芯３３とラツトホール５６とを
結ぶ方向に移動自在に設けられ、これら主レール
５８と補助レール６０との間には、補助レール６
０を水平移動させるための駆動シリンダ６２が掛
け渡されている。上記補助レールの下端部にはエ
レベータハンド６３又はケリー５５を吊るための
吊り具６４が固定され、且つ補助レール６０上に
はメインフレームたる補助台車６５が昇降自在に
支持されている。補助レール６０は主レール５８
より狭い間隔で平行に配置された一対の溝型鋼か
らなり、その相対する溝内に、補助台車６５に設
けた車輪６６を係合させることによつて、補助台
車６５を昇降自在に支持している。この補助台車
６５は、一端が巻上げ機たるドローワークス６７
に巻き付けられた吊りケーブル６８によつて上方
から昇降自在に吊持されている。また、補助台車
６５上には上記吊り具６４を吊持しつつ、これら
補助台車６５と吊り具６４との間に生じる変位を
吸収する変位吸収部材（ヒーブコンペンセータ）
１０７が設けられている。このヒーブコンペンセ
ータ１０７はピストンロツド６９の先端部に滑車
７０を取付け、その滑車７０を上方へ向けて補助
台車６５両側部に設けられたシリンダ７１と、一
端が補助台車６５に固定されると共に上記滑車７
０を巻回して他端が吊り具６４に固定されたロー
プ７２とから主に構成され、そのシリンダ７１に
は吊り具６４を介して掘削パイプ（ドリルパイプ
を繋いだもの）１３を吊持するための所定の流体
圧（油圧）が加えられている。即ち、ヒーブコン
ペンセータ１０７は櫓の動揺により吊り具６４が
掘削パイプ７３から突き上げあるいは引き下げを
受けた場合に、これを吸収乃至許容して掘削パイ
プ７３を保護するように構成されている。スタン
ドラツク部３８は、第４図に示す如く、複数のパ
イプ収容溝７４を有する櫛状のラツク本体７５か
らなり、各パイプ収納溝７４内にはその長手方向
に沿つて多段（図示例では３段）にドリルパイプ
からなるスタンドパイプ３７を収納する収納室７
６が形成されると共に、そのパイプ収納溝７４の
出入口部７７にはドリルカラーからなるスタンド
パイプ３７′を収納する収納室７８が形成されて
いる。

上記ラツク本体７５には上記ドリルパイプ用の
収納室７６をパイプ毎に多段に仕切る棒状仕切ゲ
ート７９が全パイプ収納溝７４に跨つて抜き差し
自在に設けられている。ラツク本体７５の櫛歯状
フレーム部８０には、これに直角に仕切ゲート７
９を挿通させるための挿通孔（図示省略）が形成
され、仕切ゲート７９の移動方向一側外方には各
仕切ゲート７９をスライド移動させる仕切ゲート
移動装置８１が設けられている。この仕切ゲート
移動装置８１により仕切ゲート７９を所定ピツチ
で移動させるために、仕切ゲート７９には隣接す
るパイプ収納溝７４のピツチと等しいピツチで係
合孔たるピン孔８２が形成されている。上記仕切
ゲート移動装置８１は第５図に示す如くラツク本
体７５の外側近傍に設けられ、仕切ゲート７９の
移動を間欠的に固定するストツパー８３と、この
ストツパー８３より更に外方に設けられ、仕切ゲ
ート７９を一定ピツチで間欠的に移動させる操作
体８４とから構成されている。これらストツパー
８３及び操作体８４はいずれも仕切ゲート７９の
ピン孔８２に挿抜自在に挿入するためのピン８
５，８６を有し、各ピン８５，８６には挿抜操作
用のシリンダ８７，８８が設けられている。また
操作体８４にはそれを一定ピツチで水平移動させ
るための操作シリンダ８９が設けられている。

またドリルカラ用収納室７６の開口端にはそれ
ぞれを個々に開閉するための起伏式開閉ゲート９
０が設けられている。この開閉ゲート９０は第６
図に示す如く櫛歯状フレーム部８０に基端部が支
軸９１を介して軸支され、自由端側が他方のフレ
ーム部８０上に掛け渡されている。また開閉ゲー
ト９０の自由端側を支軸９１を支点に起伏させる
手段として基端部には起伏用シリンダ９２が設け
られている。

更に、スタンド搬送部３９は、第１図乃至第７
図に示す如く、スタンドラツク部３８と井戸芯３
３との間に移動自在に設けられたポスト９３を有
し、このポスト９３にはスタンドパイプ３７の上
下部を把持する一組のハンド９４，９５が設けら
れている。特に、上部のハンド９４はポスト９３
に沿つて昇降可能に構成され、井戸芯３３におけ
るスタンドパイプ３７の高さ調節ができるように
なつている。

ポスト９３を移動する手段として、その上下端
部にはマニピユレータ９６，９７が夫々設けられ
ている。上部のマニピユレータ９６は櫓３１上に
水平レール９８を介して走行自在に支持されたガ
ーダ９９と、このガーダ９９上に横行自在に支持
された横行台車１００とから構成され、横行台車
１００の底部にはポスト９３の上端部が図示しな
い旋回装置と自在継手１０１とを介して連結され
ている。下部マニピユレータ９７は櫓３１上に支
持レール１０２を介して横行自在に支持された横
行台車１０３と、その横行台車１０３上にこれよ
りガーダ９９の走行方向と同じ方向に伸縮移動自
在に設けられた伸縮アーム１０４とから構成さ
れ、伸縮アーム１０４の先端部にはポスト９３の
下端部が上下方向にスライド可能な球面継手１０
５を介して連結されている。

尚、これら上部及び下部のマニピユレータ９
６，９７は同期制御されるようになつている。ま
た、ポスト９３の外径はラツク本体のパイプ収納
溝７４の内径よりも小さく形成され、ポスト９３
がパイプ収納溝７４内に入り込むことができるよ
うになつていると共に、風荷重の低減が図られて
いる。

尚、第１図中１０６は短管連結用回転装置であ
る。

次に実施例の作用を述べる。

短管搬送部３５の台車４１は、台車走行ウイン
チ４８によるケーブル４９の繰出により、自重で
ガイドレール４０に沿つて下降し、パイプ置場３
０に至ると、チヤツキングユニツト４７により短
管３４の一端を把持する。台車４１は台車走行ウ
インチ４８によるケーブル４９の巻取りにより、
ガイドレール４０に沿つて上昇し、短巻３４をパ
イプ置場３０から井戸芯３３まで搬送する。これ
によつて短管３４をパイプ置場３０から井戸芯３
３まで迅速且つ安全に運搬できる。尚、短管３４
を井戸芯３３からパイプ置場３０に戻す場合は、
前記とは逆の操作を行なう。

井戸芯３３に搬送された短管３４、即ちドリル
パイプ等は順次端部同士が連結されて井戸芯３３
内に回転されつつ降下され、地盤を掘削する。こ
の降管作業及びビツト交換時の揚高管作業は揚降
管部３６で行なわれる。

揚降管部３６を構成する主台車５７の荷重は平
行リンク６１、補助レール６０、吊り具６４、ヒ
ーブコンペンセータ１０７及び補助台者６５を介
して吊りケーブル６８に伝達されて受け止められ
ているために、主台車５７は吊りケーブル６８の
操作によつて吊り具６４と共に昇降移動する。従
つて、櫓の動揺により吊り具６４が掘削パイプ７
３から突き上げを受けた場合には、ヒーブコンペ
ンセータ１０７が吊り具６４を吊持しつつその突
き上げによる変位を吸収し、その吸収分主台車５
７が上昇移動することになる。またこの時、補助
台車６５は主台車５７の上昇移動に伴なう補助レ
ール６０の上昇移動を許容することになる。

一方、吊り具６４とメインフレームたる補助台
車６５とが同一の補助レール６０上に配置され、
主台車５７から平行リンク６１を介して水平方向
に一体的に移動するように構成したので、従来装
置の如くメインフレームと吊り具の同調操作を必
要とせず、１つの駆動シリンダ６２を操作するだ
けでこれら補助台者６５及び吊り具６４の水平移
動操作を容易に行なうことができ、これらを干渉
させることがないことから装置の耐久性及び安全
性の向上を図ることができる。次に、揚降管部３
６によつて揚管されたスタンドパイプ３７はスタ
ンドラツク部３８に収納される。

揚管作業を開始するに際してスタンドラツク部
３８の全ゲート７９，９０が開放され、パイプ収
納溝７４内にスタンドパイプ３７が挿入できるよ
うにする。仕切ゲート７９を開放するには第５図
に示す如く、先ず操作体８４のピン８６をゲート
７９のピン孔８２に挿入すると共に、ストツパー
８３のピン８５をピン孔８４から引き抜き、この
状態で操作シリンダ８９により操作体８４を１ピ
ツチ引き動かす。次いで、ストツパー８３のピン
８５をピン孔８２に挿入すると共に操作体８４の
ピン８６をピン孔８２から引き抜き、この状態で
操作体８４をストツパー側に移動させ、再び、ピ
ン８５，８６の差替えを行なうというサイクルを
繰り返せばよく、これにより仕切ゲート７９は１
ピツチ宛スライドして開放する。仕切ゲート７９
は常時いずれかのピン８５，８６に固定されてい
るため、船体の動揺によつても濫りに開放するこ
となく、安全である。

また、開閉ゲート９０を開放するには起伏用シ
リンダ９２を収縮作動させればよく、これによつ
て開閉ゲート９０は第６図に仮想線で示す如く回
動して開放する。

そして先ず、ドリルパイプからなるスタンドパ
イプ３７が揚管されるので、これをパイプ収納溝
７４の奥部に順次収納する。この場合、スタンド
パイプ３７をパイプ収納溝７４に収容しつつ仕切
ゲート７９を閉じて行き、スタンドパイプ２７を
一本宛収納室７６に格納するようにする。仕切ゲ
ート７９を閉じるには、前記手順の逆を行なえば
よい。

こうして、ドリルパイプからなるスタンドパイ
プ３７を全て格納したら、次に揚管されるドリル
カラからなるスタンドパイプ３７′の格納を行な
う。このスタンドパイプ３７′はパイプ収納溝７
４の出入口部７７に形成された収納室７８に一本
宛収容され、収容したら開閉ゲート９０を閉じる
という手順で順次格納される。

一方、降管作業は前記手順とは逆の手順で行な
えばよい。特に、この場合、ドリルカラからなる
スタンドパイプ３７′がパイプ収納溝出入口部の
収納室７８に収容され且つ各収納室７８が開閉ゲ
ート９０で個々に閉じられているので任意のスタ
ンドパイプ３７′を選択して取出すことができ、
スタビライザを考慮したスタンドパイプ３７′の
組替えが可能となる。

また、ドリルパイプ用の収納室７６を共通の仕
切ゲート７９で仕切るようにしたので、収納室７
８を起伏式開閉ゲートによつて仕切つていた従来
装置と異なり、構造が簡素化され、小型軽量化及
びコストダウンを図ることができる。

井戸芯３３から引上げられたスタンドパイプ３
７，３７′をスタンドラツク部３８に搬送したり、
降管のためにスタンドラツク部３８から井戸芯３
３にスタンドパイプ３７，３７′を搬送する場合、
スタンド搬送部３９が操作される。例えば、スタ
ンドラツク部３８にあるスタンドパイプ３７を搬
送する場合、そのスタンドパイプ３７を上下のハ
ンド９４，９５で把持し、上部及び下部のマニピ
ユレータ９６，９７による連動操作によりスタン
ドパイプ３７を井戸芯３３まで搬送する。この場
合、スタンドパイプ３７の荷重は上部のハンド９
４で支持され、スタンドパイプ３７に作用する水
平荷重のみを下部のハンド９５で支持することに
なる。特に、上下のハンド９４，９５が旋回可能
な共通のポスト９３上に設けられているので、ハ
ンド９４，９５をスタンドパイプ３１に臨ませ
て、自由に把持することができ左右のラツク本体
７５からスタンドパイプ３７を取出す際ハンドの
交換が不要である。また、上下のハンドが一体に
旋回するため、スタンドパイプ３７に捩れ等の無
理な力がかからない。

更に、マスト９３が上部マニピユレータ９６か
ら自在継手１０１を介して揺動自在に吊下げられ
ているので、上下部のマニピユレータ９６，９７
に同調誤差を生じてもこれをポスト９３の傾斜に
より吸収することができ、上部マニピユレータ９
６に作用する転倒モーメントを減少させることが
できる。

しかして、これら短管搬送部３５と、揚降管部
３６と、スタンドラツク部３８、スタンド搬送部
３９との有機的結合により、パイプハンドリング
作業の連続的自動機械化を達成することができ、
省力化が図れ、作業の安全性が向上すると共に、
作業が迅速化されて生産性が向上する。

［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば次のごとに優れた
効果を発揮する。

短管の一端を把持して片吊りし、下端部をラン
プウエイの上面に沿つて移動させるようにしたの
で、短管が揺動して他の機器に衝突することがな
く、しかも短管の下端部にはランプウエイの上端
に至ると、起立状態のスイングアームに受け止め
られ、スイングアームの井戸芯方向への転倒に伴
つてスイングアームからゆつくり解放されるよう
にしたので、短管がランプウエイを越えたときに
井戸芯方向に揺動することがなく、従つて短管を
パイプ置場からこれよりも高い位置にある井戸芯
へ安全かつ容易に搬送することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の一実施例を示す斜
視図、第２図はその揚降管部の側面図、第３図は
同正面図、第４図はスタンドラツク部の平面図、
第５図は同部分的拡大断面図、第６図はパイプ収
納部の拡大断面図、第７図はスタンド搬送部の概
略側面図である。 図中、３３は井戸芯、３４は短管、３６は揚降
管部、３７はスタンドパイプ、３８はスタンドラ
ツク部、３９はスタンド搬送部、４０はガイドレ
ール、４１は台車、６４は吊り具、６８は吊りケ
ーブル、７４はパイプ収納溝、７８は収納室、９
３はポスト、９４，９５はハンド、１０７は変位
吸収部材である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ドリルパイプ、ドリルカラ等の短管が置かれ
   たパイプ置場からこれよりも高い位置の床面に形
   成された井戸芯に短管を搬送する装置において、
   上記パイプ置場の上方と井戸芯の上方とを結ぶよ
   うに傾斜して掛け渡されたガイドレールと、該ガ
   イドレールに沿つて移動自在に設けられ上記短管
   の一端を把持する把持部を有する台車と、パイプ
   置場と上記床面との間に掛け渡され上記台車によ
   つて搬送される短管の下端部を受けて案内するラ
   ンプウエイと、該ランプウエイの上端部に井戸芯
   方向に起倒自在に設けられランプウエイの上端部
   から離れる短管の下端部を受け止めて井戸芯方向
   に導くスイングアームとを備えたことを特徴とす
   る石油掘削等のパイプハンドリング装置。