NO317701B1 - Fremgangsmate og apparat for a sammenkople ror ved a anvende et toppdrevet rotasjonssystem - Google Patents

Description

FREMGANGSMÅTE OG APPARAT FOR Å SAMMENKOPLE RØR VED Å ANVENDE ET TOPPDREVET ROTASJONSSYSTEM

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte og et apparat for å lette sammenkoplingen av rør ved bruk av et toppdrevet rotasjonssystem og nærmere bestemt, men ikke utelukkende, for å lette tilkoplingen av en foringsrørseksjon eller -lengde til en streng av foringsrør.

Ved utformingen av brønner slik som olje- eller gassbrønner, er det vanligvis nødvendig å fore forhåndsborede huller med en streng av rør kjent som foringsrør. På grunn av størrelsen på det foringsrør som er nødvendig, blir seksjoner eller lengder av f.eks. to seksjoner foringsrør koplet sammen idet de blir ført ned i brønnen fra en plattform. Den første foringsrørseksjon eller -lengde blir ført ned i brønnen og blir vanligvis holdt, for ikke å falle ned i brønnen, av en edderkopp plassert i plattformens gulv. Påfølgende forings-rørseksjoner eller -lengder flyttes fra et stativ til brøn-nens senter ovenfor edderkoppen. Hanngjengepartiet på den foringsrørseksjon eller -lengde som skal koples til, plasseres over hunngjengepartiet på foringsrøret i brønnen for å danne en streng av foringsrør. Forbindelsen trekkes til ved innbyrdes rotasjon.

Det er vanlig praksis å bruke en krafttang for å trekke til forbindelsen opp til et forhåndsbestemt moment for å gjøre sammenkoplingen perfekt. Krafttangen er plassert på plattfor-men, enten på skinner eller opphengt i en kjetting fra et tårn. Det er imidlertid i den senere tid blitt foreslått å bruke et toppdrevet rotasjonssystem for å opprette en slik s ammenkop1ing.

Før den herværende oppfinnelse flyttet rørhåndteringsanord-ninger rør som skulle koples til en rørstreng, fra et stativ til brønnens senter ved bruk av leddede armer, eller vanlig-ere, en rørklave hengende i boretårnet. US 4,793,422 viser en slik løsning.

Den herværende oppfinnelse tilveiebringer et alternativ til de anordninger som er omtalt ovenfor.

Følgelig tilveiebringer et første aspekt ved den herværende oppfinnelse et apparat som skal lette sammenkoplingen av rør, hvor nevnte apparat omfatter en vinsj, i det minste én vaier og en anordning som skal gripe et rør, idet arrangementet er slik at vinsjen i bruk kan brukes for å heise nevnte i det minste ene vaier og nevnte anordning for å posisjonere et rør nedenfor nevnte toppdrevne rotasjonssystem.

Ytterligere trekk er angitt i kravene 2 og 3.

Ifølge et andre aspekt ved den herværende oppfinnelse er det tilveiebrakt en fremgangsmåte som skal lette sammenkoplingen av rør ved bruk av et toppdrevet rotasjonssystem, og som omfatter trinnene fastgjøring av i det minste én vaier til et rør, idet vaieren henger ned fra det toppdrevne rotasjonssystem eller fra en komponent festet til dette, og heising av vaieren og røret oppover til en posisjon nedenunder det toppdrevne rotasjonssystem.

Ytterligere trekk er angitt i kravene 12 og 13.

Ifølge et tredje aspekt ved den herværende oppfinnelse er det tilveiebrakt et apparat som skal lette sammenkopling av rør ved bruk av et toppdrevet rotasjonssystem, hvor nevnte apparat omfatter en rørklave og et par bøyler, karakterisert ved at nevnte rørklave i bruk er bevegelig i forhold til nevnte bøylepar.

Ytterligere trekk er angitt i kravene 6-11.

For bedre forståelse av den herværende oppfinnelse og for å vise hvordan samme kan gjennomføres, vil det nå som eksempel bli vist til de medfølgende tegninger, hvor: Fig. la til le er perspektivoppriss av et apparat i overens-stemmelse med en første utførelse av den herværende oppfinnelse på ulike operasjonstrinn; og Fig. 2a til 2d er perspektivoppriss av et apparat i overens-stemmelse med en andre utførelse av oppfinnelsen på ulike operasj onstrinn.

Det vises til fig. la til le hvor det er vist et apparat som er generelt angitt med henvisningstallet 1.

Apparatet 1 omfatter et klammer 2 som skal holde et rør 3. Klammeren 2 er opphengt i vaiere 4, 5 som er koplet til klammeren på motsatte sider av den. Vaieren 5 passerer gjennom et øye 6 i et øre 7 som er festet til et sfærisk lager i en arm 8 i en opphengingsenhet 9 på det punkt hvor armen 8 er forbundet med en hydraulisk motor 10. Vaieren er forbundet med den hydrauliske motor 10 på tilsvarende måte. Opphengingsenheten 9 er av en type som muliggjør forskyvning av røret 3, når dette er koplet til et verktøy 17 (se nedenfor), i forhold til et toppdrevet rotasjonssystem 13 langs flere for-skjellige akser. Vaierne 4, 5 passerer over opphengingsenheten 9 og over trinser 11 som er roterbart anordnet på en pla-te 12. Platen 12 er fiksert i forhold til et toppdrevet rotasjonssystem generelt angitt med henvisningstallet 13. Vaierne 4, 5 passerer deretter over tromler 14 som kablene 4, 5 også er forbundet med. Tromlene 14 kan roteres via en hydraulisk vinsjmotor 15.

I bruk blir klammeren 2 plassert rundt et rør nedenfor en muffe 16 på dette. Den hydrauliske vinsjmotor 15 blir deretter aktivert, hvorved røret 3 løftes (hensiktsmessig fra et stativ) og mot et verktøy 17 som skal gripe røret 3 (fig. lb). Røret 3 omslutter verktøyet 17, på hvilket tidspunkt den hydrauliske vinsjmotor 15 deaktiveres (fig. lc). Under denne operasjon holdes rørklaven 18 borte fra verktøyet 17 via stempelsylindrer 19, 20 som virker på bøyler 21 og 22. Opp-hengings enhet en 9 tillater den hydrauliske motor 10 og arrangementet som henger nedenfor denne, å bevege seg i verti-kale og horisontale plan i forhold til det toppdrevne rotasjonssystem 13. Øynene 6 i ørene 7 holder vaierne 4 og 5 inn-rettet på linje med røret 3 under enhver slik bevegelse. Verktøyet 17 kan nå bli benyttet til å kople røret til rør-strengen. Nærmere bestemt kan verktøyet være av en type som føres inn i den øvre ende av røret, idet gripeelementer på verktøyet kan forskyves radialt for inngrep med rørets inner-vegg for derved å feste røret til verktøyet. Så snart verk-tøyet er festet til røret, aktiveres den hydrauliske motor 10 som roterer verktøyet 17 og videre røret 3 for dettes inngrep med en rørstreng som holdes i en edderkopp.

Klammeren 2 frigjøres nå fra røret 3, og det toppdrevne rotasjonssystem 13 og videre apparatet 1 blir nå løftet klar av røret 3. Rørklaven 18 svinges nå på linje med apparatet 1 ved aktivering av stempelsylindrene 19 og 20 (fig. Id).

Det toppdrevne rotasjonssystem 13 senkes deretter, hvorved rørklaven 18 føres ned over muffen 16 på røret 3. Rørklavens 18 kiler settes deretter for å ta vekten av hele rørstrengen. Det toppdrevne rotasjonssystem blir deretter hevet litt for å muliggjøre frigjøring av kilene i edderkoppen, og deretter blir det toppdrevne rotasjonssystem senket for å føre rørstrengen inn i borehullet.

Det vises til fig. 2a til 2d hvor det er vist et apparat som er generelt angitt med henvisningstallet 101.

Apparatet 101 omfatter en rørklave 102 anordnet i den ene en-de av bøyler 103, 104. Bøylene 103, 104 er bevegelig festet til et toppdrevet rotasjonssystem 105 via aksler 106 som er plassert i øyne 107 i den andre ende av bøylene 103, 104. Stempelsylindrer 108, 109 er anordnet mellom det toppdrevne rotasjonssystem 105 og bøylene. Den ene ende av stempelsylindrene 108, 109 er bevegelig anordnet på aksler 110 på det toppdrevne rotasjonssystem. Stempelsylindrenes 108, 109 andre ender er bevegelig anordnet på aksler 111, 112 som er plassert i ører 113, 114 plassert omtrent én tredel langs lengden av bøylene 103, 104.

Rørklaven 102 er på begge sider forsynt med en utragende tapp 115. Tappene 115 er anbrakt i spalter 116 og 116a. Et stempel 117, 118 og sylinder 119, 120 er anordnet i hver av bøylene 103, 104. Sylindrene er anordnet i spalter 121, 122. Stemplene 117, 118 er i sine ender forbundet med tappene 115. Sylindrene 119, 120 hindres fra å bevege seg langs bøylene 103, 104 av tverrelementer 123 og 124. Det er tilveiebrakt et hull i hvert av tverrelementene for å tillate stemplene å bevege seg gjennom dem.

I bruk blir et rør 125 skråstilt fra et stativ nær brønnens senter. Røret kan imidlertid forbli opprettstående i stativet. Klammeren 102 plasseres rundt røret nedenfor en muffe 126 (fig. 2a). Det toppdrevne rotasjonssystem heves på en skinne på et tårn. Røret løftes fra stativet, og røret sving-er for å bli hengende vertikalt (fig. 2b). Stempelsylindrene 108, 109 aktiveres og strekker ut stemplene som lar bøylene

103, 104 bevege seg til en vertikal posisjon. Røret 125 er nå direkte nedenfor et verktøy 127 som skal gripe røret 125 inn-vendig og rotere det (fig. 2c). Stemplene 117, 118 og sylindrene 119, 120 blir nå aktivert. Tappene 115 følger spalten

116, og klammeren 102 beveger seg oppover idet det løfter rø-ret 125 over verktøyet 127 (fig. 2d). Verktøyet 127 kan nå aktiveres for å gripe røret 125.

På dette stadium frigjøres rørklaven 102, og det toppdrevne rotasjonssystem 105 senkes for å la røret 125 koples til rørstrengen i kilene og trekkes passe til av det toppdrevne rotasjonssystem 105.

Stemplene 117, 118 og sylindrene 119, 120 er i mellomtiden

strekt ut, slik at etter at røret 125 er blitt tilkoplet, kan det toppdrevne rotasjonssystem 105 heves til rørklaven 102 er umiddelbart nedenfor muffen. Rørklaven 102 aktiveres deretter for å gripe røret 125 fast. Det toppdrevne rotasjonssystem

105 heves deretter for å løfte rørstrengen tilstrekkelig til at kilene i edderkoppen kan trekkes tilbake. Det toppdrevne rotasjonssystem 105 blir deretter senket til boreplattformen, kilene settes på, rørklaven 102 heves for røret 125, og pro-sessen gjentas.

Claims (13)

1. Apparat for å lette sammenkopling av rør ved bruk av et toppdrevet rotasjonssystem, karakterisert ved at det omfatter en opphengingsenhet (9) for å kople et rør (3) til det toppdrevne rotasjonssystem, hvor opphengingsenheten (9) har en statisk del som er fiksert med hensyn til et toppdrevet rotasjonssystem, og en dynamisk del (8) som er bevegelig i forhold til dette; og en vinsj (15) plassert på nevnte statiske del av nevnte opphengingsenhet (9), minst én vaier (4, 5) og en anordning (2) som skal gripe røret (3), hvor arrangementet er slik at vinsjen (15) i bruk kan brukes til å heise nevnte minst ene vaier (4, 5) og nevnte anordning (2) for å posisjonere røret (3) nedenfor nevnte toppdrevne rotasjonssystem.

2. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at det omfatter en føring (7) plassert på nevnte dy-namiske del (8) av nevnte opphengingsenhet (9).

3. Apparat som angitt i krav 2, karakterisert ved at det omfatter en trinse (11) på nevnte statiske del av nevnte opphengingsenhet (9).

4. Fremgangsmåte for å lette sammenkopling av rør ved bruk av et toppdrevet rotasjonssystem som har en opphengingsenhet (9) for å kople et rør (3) til det toppdrevne rotasjonssystem, hvor opphengingsenheten (9) har en statisk del fiksert med hensyn til et toppdrevet rotasjonssystem, og en dynamisk del som er bevegelig i forhold til dette, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter trinnene fastgjøring av i det minste én vaier til et rør, idet vaieren henger ned fra den statiske del i nevnte opphengingsenhet, og heising av vaieren og røret oppover til en posisjon nedenunder det toppdrevne rotasjonssystem.

5. Apparat ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 3, karakterisert ved at apparatet omfatter en rørklave (102) og et par bøyler (103, 104), hvor nevnte rør-klave (102) i bruk er bevegelig i forhold til nevnte bøylepar (103, 104).

6. Apparat som angitt i krav 5, karakterisert ved at nevnte rørklave (102) i bruk er bevegelig langs nevnte bøylepar (103, 104).

7. Apparat som angitt i krav 5 eller 6, karakterisert ved at det videre omfatter et stempel (117, 118) og sylinder (119, 120) som operativt er innkoplet mellom nevnte bøylepar (103, 104) og nevnte rørklave (102).

8. Apparat som angitt i krav 7, karakterisert ved at' nevnte stempel (117, 118) og sylinder (119, 120) kan drives pneumatisk eller hydraulisk.

9. Apparat som angitt i hvilket som helst av kravene 5 til 8, karakterisert ved at nevnte bøylepar (103, 104) omfatter spalter (116, 116a) som tapper (115) på nevnte rørklave (102) er anordnet i.

10. Apparat som angitt i hvilket som helst av kravene 5 til 9, karakterisert ved at nevnte bøylepar (103, 104) er festet til det toppdrevne rotasjonssystem på en aksel (106) og er bevegelig om denne.

11. Apparat som angitt i krav 10, karakterisert ved at det videre omfatter i det minste én stempelsylin-der {108, 109) for å bevege nevnte bøylepar (103, 104) om nevnte aksel (106).

12. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter trinnet å bruke en rørkla-ve for å flytte et rør til en posisjon nedenfor nevnte toppdrevne rotasjonssystem, idet rørklaven henger ned fra det toppdrevne rotasjonssystem eller fra en komponent festet til dette.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, hvor rørklaven er koplet til det toppdrevne rotasjonssystem eller til nevnte komponent via et par bøyler, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter trinnet å bruke nevnte rørklave for å bevege nevnte rør i forhold til nevnte bøylepar mot eller bort fra et verktøy som skal gripe nevnte rør.