WO2013156133A2 - Rohrlager und verfahren zum zu- und abführen von rohrkörpern zu einer bohranlage - Google Patents

Rohrlager und verfahren zum zu- und abführen von rohrkörpern zu einer bohranlage Download PDF

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WO2013156133A2
WO2013156133A2 PCT/EP2013/001100 EP2013001100W WO2013156133A2 WO 2013156133 A2 WO2013156133 A2 WO 2013156133A2 EP 2013001100 W EP2013001100 W EP 2013001100W WO 2013156133 A2 WO2013156133 A2 WO 2013156133A2
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WO
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frame
removal device
tubular body
pipe
receiving
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Jürgen Binder
Andrej Nadan
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Herrenknecht Vertical GmbH
Original Assignee
Herrenknecht Vertical GmbH
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/14—Racks, ramps, troughs or bins, for holding the lengths of rod singly or connected; Handling between storage place and borehole
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    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/14—Racks, ramps, troughs or bins, for holding the lengths of rod singly or connected; Handling between storage place and borehole
    • E21B19/15—Racking of rods in horizontal position; Handling between horizontal and vertical position
    • E21B19/155—Handling between horizontal and vertical position

Definitions

  • the invention relates to a pipe storage for feeding and discharging pipe bodies, in particular boring bars, Casingrohre, and / or Bohrstrangmaschine such as drill collars, drilling motors or the like, to a drilling rig for creating deep holes with a skeleton, at least one frame, as a transport and storage rack of tubular bodies is provided, and in which a plurality of tubular bodies are arranged to form a batch, and a removal device for removing the tubular body from the frame and feeding the tubular body into the frame and a method for feeding and discharging tubular bodies.
  • pipe bodies in particular boring bars, Casingrohre, and / or Bohrstrangmaschine such as drill collars, drilling motors or the like
  • a drilling rig for creating deep holes with a skeleton, at least one frame, as a transport and storage rack of tubular bodies is provided, and in which a plurality of tubular bodies are arranged to form a batch, and a removal device for removing the tubular body from the frame and
  • a drilling tool When drilling deep wells, for example for the extraction of oil and natural gas or for the production of energy from geothermal energy, a drilling tool is used, which is driven by a drill string consisting of drill string and drill string parts such as drill collars, drill motors or the like. As such, as drilling progresses, additional drill rods must be added to the drill string during drilling progress. These drill rods are fed from the outside. For this purpose, a pipe bearing is provided in addition to the drilling rig. Furthermore, during the creation of the deep hole, it is necessary to change the drilling tool either because it is worn or the geological conditions have changed, and therefore a different kind of tool becomes necessary. To change the drilling tool, the entire drill string must be removed from the well, and after a new drilling tool has been provided, reinstalled. For this purpose, the drill rods of the drill string, for example, in large systems,
  • CONFIRMATION COPY Removed and installed two or three times at a time, and placed upright in the tower of the rig. If this camp is full in the tower, then the boring bars that are still to be removed or installed must be removed from the drilling rig. For small plants without the possibility of placing pipes in the tower, the boring bars are placed directly in the pipe storage.
  • a known embodiment provides a pipe bearing that is connected via an inclined plane with the drilling rig.
  • the drill pipe is transported via this inclined plane by means of a lifting device in the drilling rig, and then supplied with the lifting device of the drilling rig and installed.
  • This procedure is associated with a lot of manual work and the risk of injury.
  • the storage location for the drill rods outside of the drilling rig involves a large well site, which is not necessarily beneficial in certain applications.
  • the object of the invention is therefore to provide a pipe bearing, with which a drilling rig can be automated with tubular bodies and can be supplied safely and quickly with low maintenance in a simple manner.
  • a pipe bearing wherein the skeleton has at least two receiving portions for receiving the frame in a substantially horizontal arrangement, that the frame is rotatably mounted in the receiving portion after insertion and by means of a lifting element from a horizontal orientation in a vertical Alignment is feasible, that the Rohrköper can be removed or used individually with the removal device from the frame in the vertical position, and that the removal device along the skeleton in front of the individual sections is movable.
  • the advantage here is that it is possible to carry out the handling of the pipe support completely vertically by the execution of the pipe bearing, which is a considerable simplification process and saves energy, since not every pipe body must be transferred from the necessary vertical to the horizontal.
  • the lifting element is arranged on one side of the skeleton and on the other side of the frame. In this way, the erecting can be done without an additional lifting device such as an external crane.
  • a further teaching of the invention provides that the removal device has a vertically effective lifting element for, over which the tubular body can be raised, wherein the vertically effective lifting element preferably horizontally from the Removal device is moved away. In this way, a separation can be done safely out of the frame out.
  • a further teaching of the invention provides that the removal device has a horizontally effective holding and / or gripping element, wherein the vertically acting holding and / or gripping element is preferably movable horizontally away from the removal device. This allows a safe vertical transport.
  • a further teaching of the invention provides that an engagement region is provided in the receiving portion below the frame, in which the removal device engages effectively. It has been shown that lifting out from below is particularly easy and requires little maintenance.
  • a control is provided, via which the removal or the addition of the tubular body is controllable, wherein preferably individual receiving sections can be blocked with the controller. As a result, racks can be added or removed during operation. It is also advantageous to provide several recordings, whereby a continuous operation is possible.
  • tube bearing is arranged on rails and verskiddbar with provided in the receiving portions racks.
  • Another teaching of the invention provides that the removal device between a receiving / dispensing position in front of the receiving sections and a transfer / receiving position for transferring the tubular body to a pipe handler or for receiving the tubular body is moved by a pipe handler. This enables automation of the process.
  • the object according to the invention is achieved by a method in which the tubular bodies are arranged in a rack to form a batch, the rack being substantially horizontal to a tube store is delivered and rotatably arranged in a receiving portion of the pipe support about a horizontal axis of rotation, the frame is then lifted and locked in the pipe support from a substantially horizontal position to a vertical position, each vertical pipe body is removed with a removal device from the vertical frame and on a pipe handler is supplied, which feeds the Rohrköper the Bohr Scheme.
  • Another teaching of the invention provides that a control is provided, wherein preferably the tubular body and / or racks are noted in an inventory list and particularly preferably the inventory list is taken into account in the control.
  • tubular bodies are placed in the rack prior to delivery to the drill site for the batch.
  • Another teaching of the invention provides that the green body is lifted with the removal device from below and removed from the frame.
  • a further teaching of the invention provides that the frame is raised from a substantially horizontal position to a vertical position by means of a lifting element provided on the tube bearing, preferably a hydraulic cylinder or a toothed rack.
  • Bohransatzto 11 At a drilling site 10 individual Bohransatzinvolving 11 are provided. About a Bohransatzddling 11 a drilling rig 12 is arranged, which is arranged to Skidden on rails 13. The drilling rig 12 is hydraulic Drilling carried out, and arranged on a low loader 14. A pipe handler 15 for action upright boring bars 16 is provided. The pipehandler 15 comprises a carrier 17 on which the gripping unit 18 can be moved in height. The gripping unit 18 is pivotable between the drilling area 19 and a transfer point 20 of a pipe support 21.
  • the tube bearing 21 comprises a base body 22 which is mounted on rails 23 verskiddbar. Above the main body 22 receiving portions 24 are provided, which are each bounded on two opposite sides by a vertical support structure 25.
  • the support structure 25 has at its upper end a receptacle 26 into which a locking and rotating element 27 can be arranged.
  • On a side facing away from the drilling rig 12 side 28 of the pipe bearing 21 are receptacles 29 for attaching a hydraulic cylinder 30, is provided.
  • the receiving portions 24 are made open between the support structures 25 towards the sides 28, 31.
  • a removal device 33 is arranged between the side facing the drilling rig 31 and the attachment point 32 of the drilling rig 12. This is movably provided on rails 34. It comprises a base portion 35, which also includes the chassis (not shown) on the rails 34. On the base portion 35, a carrier 36 is arranged, at the upper end of a holder unit 37 is provided. In the base portion 35, a telescopically extendable boom 38 is provided at the end of a removal element 39, which is moved vertically via a hydraulic cylinder 40, is provided.
  • the boring bars 16 are provided in a transport and storage rack 41.
  • the transport and storage frame 41 comprises on both sides of a frame 42 on which the locking and rotating element 27 is arranged. Within the frame 42 there are provided arrangement elements 43 which have recesses 44 in which the boring bars 16 are provided. Depending on the design of the arrangement elements 43, one or more rows of boring bars 16 may be provided within a transport and storage rack 41.
  • stroke stops 45th intended at the top 51 of the transport and storage rack 41.
  • a receptacle 46 for abutting the hydraulic cylinder 30 is provided.
  • the transport and storage rack 41 is delivered on a low loader 47. This is set up so that the transport and storage frame 41 disposed thereon is aligned with a receiving portion 24 of the tubular bearing 21 (FIG. 2). Subsequently, the transport and storage frame 41 is inserted into the receiving portion 24 between the support structures 25. In this case, each provided on the outside of the frame 42 locking and rotating elements 27 are inserted into the receptacles 26. This can be seen in FIGS. 3 to 5. Located in the locking and rotating member 27 at the correct position in the receptacle 26, as shown in Fig. 5, a detent 48 is inserted through an opening 49 in the receptacle 26 in the locking and rotating member 27 and this opposite the recording 26 locked.
  • the low loader 47 is advanced so far that the transport and storage rack 41 still rests on the low loader 47, the receptacle 46 on the underside of the transport and storage rack 41 but is accessible.
  • a hydraulic cylinder 30 is struck between the receptacle 46 and the receptacle 29 on the base body 22 of the pipe support 21, a hydraulic cylinder 30 is struck.
  • the transport and storage frame 41 is rotated about the pivot point 50 of the locking and rotating member 27 from the horizontal to the vertical (see Fig. 7).
  • FIG. 8 shows a rear view of the drilling rig 12 with the pipe bearing 21.
  • the tube bearing 21 in Fig. 8 has six receiving portions 24, which are each filled with transport and storage racks 41 in a vertical arrangement.
  • the arrangement elements 43 are prepared in accordance with so that the boring bars by a movement of the transport and storage rack 41 on its upper side 51, which is the side facing the rig 12 in vertical orientation, can be removed.
  • the removal device 33 is moved in front of the receiving section 24, from which the boring bar 16 is to be removed.
  • a telescopically extendable boom 38 is provided, which is extended horizontally below the lower end of the drill rods 16.
  • the boom 38 has a take-off element 39 adapted to provide a holding connection with the lower end of the drill rod 16.
  • a carrier 36 is arranged, at the upper end of a holding element 37 is provided.
  • the holding member 37 also includes a boom 38 which is telescopically extendable.
  • a gripping or holding element 52 is provided. This surrounds the drill rod 16 and ensures that when retracting the boom 38, the boring bar remains in the removal device 33.
  • the removed drill rod within the removal device 33 is shown in Fig. 12.
  • the removal device is transported along the rails 34 to the transfer point 20, at which the pipehandler 15 with its gripping unit 18 takes over the singulated boring bar 16 and transports it to the boring area 19, for example by an upward movement and a pivoting movement.
  • the transfer to the pipehandler 15 is shown in FIG. 13.
  • the removal device 33 moves into the next receiving section 24, at which a boring bar 16 is to be removed.
  • the drill rods 16 are logistically coded accordingly and a control (not shown) is provided, with the correct selection of the or element to be removed is noted and monitored to maintain the correct order of the elements. This also applies to the installation of casing pipes as casings into the borehole.
  • the drilling rig 12 can be verskiddet together with the tube bearing 21, which may also be fully equipped with transport and storage racks 41. A complex removal of the drill rods 16 is not necessary for this purpose.

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Description

Rohrlager und Verfahren zum Zu- und Abführen von Rohrkörpern zu einer Bohranlage
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Rohrlager zum Zu- und Abführen von Rohrkörpern, insbesondere Bohrstangen, Casingrohre, und/oder Bohrstrangteile wie Schwerstangen, Bohrmotoren oder dergleichen, zu einer Bohranlage zum Erstellen von Tiefbohrungen mit einem Grundgerüst, wenigstens einem Gestell, das als Transport- und Lagergestell von Rohrkörpern vorgesehen ist, und in dem mehrere Rohrkörper zu einer Charge angeordnet sind, und einer Entnahmevorrichtung zum Entnehmen der Rohrkörper aus dem Gestell und Zuführen der Rohrkörper in das Gestell und ein Verfahren zum Zu- und Abführen von Rohrkörpern.
Beim Erstellen von Tiefbohrungen, beispielsweise für die Förderung von Erdöl und Erdgas oder für die Energiegewinnung aus geothermischer Energie wird ein Bohrwerkzeug verwendet, das über einen aus Bohrgestänge und Bohrstrangteilen wie Schwerstangen, Bohrmotore oder dergleichen bestehenden Bohrstrang angetrieben wird. Während des Bohrfortschritts als solches müssen, nachdem ein gewisser Bohrfortschritt erzielt wurde, weitere Bohrstangen dem Bohrstrang hinzugefügt werden. Diese Bohrstangen werden von außen zugeführt. Dafür ist neben der Bohranlage ein Rohrlager vorgesehen. Weiterhin ist es während des Erstellens der Tiefbohrung notwendig, das Bohrwerkzeug zu wechseln, entweder weil es verschlissen ist, oder sich die geologischen Gegebenheiten geändert haben, und deswegen eine andere Art von Werkzeug notwendig wird. Zum Wechseln des Bohrwerkzeugs muss der gesamte Bohrstrang aus dem Bohrloch ausgebaut werden, und nachdem ein neues Bohrwerkzeug vorgesehen wurde, wieder eingebaut werden. Hierfür werden die Bohrstangen des Bohrgestänges, beispielsweise bei großen Anlagen,
BESTÄTIGUNGSKOPIE jeweils zu zwei oder drei Stück auf einmal aus- und eingebaut, und in den Turm der Bohranlage aufrecht abgestellt. Ist dieses Lager im Turm voll, so müssen die dann noch aus- oder einzubauenden Bohrstangen aus der Bohranlage entfernt werden. Bei kleinen Anlagen ohne die Möglichkeit, Rohre im Turm abzustellen, werden die Bohrstangen direkt im Rohrlager abgelegt.
Eine bekannte Ausführungsform sieht ein Rohrlager vor, dass über eine schiefe Ebene mit der Bohranlage verbunden ist. Das Bohrgestänge wird über diese schiefe Ebene mittels einer Hubvorrichtung in die Bohranlage transportiert, und anschließend mit der Hubvorrichtung der Bohranlage zugeführt und eingebaut. Dieses Vorgehen ist mit viel Handarbeit und Verletzungsgefahr verbunden. Des Weiteren geht mit dem Lagerplatz für die Bohrstangen außerhalb der Bohranlage ein großer Bohrplatz einher, was bei bestimmten Anwendungen nicht zwangsläufig vorteilhaft ist.
Bei Offshore-Anlagen besteht weiterhin die Problematik, dass ggf. die Masten der Bohranlage als solches nicht so groß und massiv ausgeführt sind. Dieses ist auch bei Bohranlagen der Fall, die zur Exploration dienen, die beispielsweise auf Jack-Up-Riggs oder Schiffen angeordnet sind. Hier besteht die Problematik, dass nicht hinreichend viele Bohrstangen im Mast der Bohranlage abgestellt werden können bzw., dass diese bei verschlechternden Wetterbedingungen aus der Bohranlage entfernt werden müssen. Dieses ist insbesondere bei Bohranlagen der Fall, die auf auskragenden Auslegerplattformen angeordnet sind. Gleiches trifft auch auf Anlagen zu, die verfahrbar sind. Hier müssen aus Gewichtsgründen ebenfalls die Bohrstangen wenigstens beim Skidden der Anlage zum nächsten Bohrpunkt außerhalb der Anlage abgelegt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Rohrlager bereitzustellen, mit dem eine Bohranlage mit Rohrkörpern automatisiert und auf einfache Weise sicher und schnell mit geringem Wartungsaufwand versorgt werden kann.
Des Weiteren hat sich gezeigt, dass insbesondere bei Bohranlagen, die auf beengten Verhältnissen, wie beispielsweise Explorationsanlagen oder bei Anlagen mit eng aneinander liegenden Bohrpunkten, eingesetzt werden, der Gesamtablauf von Lagerung der Bohrstangen in Bezug auf die Bohranlage und im Hinblick auf Lagerort, Zu- und Abführen der Bohrstangen vom Lagerort zur Bohranlage und insbesondere das Lagern der Bohrstangen in Bezug auf das Ein- und Ausbauen eines Meißels insgesamt Verbesserungswürdig ist. Des Weiteren ist es daher die Aufgabe der Erfindung, ein System und ein Verfahren bereit zu stellen, bei dem die Bohrstangen auf einfache und sichere Art und Weise der Bohranlage zu- und abgeführt werden können, insbesondere auf beengten Platzverhältnissen.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Rohrlager, bei dem das Grundgerüst wenigstens zwei Aufnahmeabschnitte zum Aufnehmen des Gestells in einer im wesentlichen horizontalen Anordnung aufweist, dass das Gestell im Aufnahmeabschnitt nach dem Einsetzen drehbar befestigt ist und mittels einem Hubelement von einer horizontalen Ausrichtung in eine vertikale Ausrichtung überführbar ist, dass die Rohrköper einzeln mit der Entnahmevorrichtung aus dem Gestell in vertikaler Position entnehmbar oder einsetzbar sind, und dass die Entnahmevorrichtung entlang des Grundgerüsts vor den einzelnen Abschnitten verfahrbar ist.
Vorteilhaft hierbei ist, dass es möglich ist, durch die Ausführung des Rohrlagers die Handhabung des Rohrlagers komplett vertikal durchzuführen, was eine erhebliche Verfahrens Vereinfachung darstellt und Energie einspart, da nicht jeder Rohrkörper von der notwendigen Vertikalen in die Horizontale überführt werden muss.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das Hubelement an einer Seite am Grundgerüst und an der anderen Seite am dem Gestell angeordnet ist. Auf diese Weise kann ohne eine zusätzliche Hubvorrichtung wie ein externer Kran das Aufrichten vorgenommen werden.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Entnahmevorrichtung ein vertikal wirksames Hubelement zur aufweist, über das der Rohrkörper anhebbar ist, wobei das vertikal wirksame Hubelement bevorzugt horizontal von der Entnahmevorrichtung weg verfahrbar ist. Auf diese Weise kann sicher ein Vereinzeln aus dem Gestell heraus erfolgen.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Entnahmevorrichtung ein horizontal wirksames Halte- und/oder Greifelement zur aufweist, wobei das vertikal wirksame Halte- und/oder Greifelement bevorzugt horizontal von der Entnahmevorrichtung weg verfahrbar ist. Hierdurch wird ein sicherer vertikaler Transport ermöglicht. Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass im Aufnahmeabschnitt unterhalb des Gestells ein Eingriffsbereich vorgesehen ist, in den die Entnahmevorrichtung wirksam eingreift. Es hat sich gezeigt, dass das Herausheben von unten besonders einfach und wartungsarm zu realisieren ist. Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass eine Steuerung vorgesehen ist, über die die Entnahme oder das Hinzufügen der Rohrkörper steuerbar ist, wobei bevorzugt einzelne Aufnahmeabschnitte mit der Steuerung sperrbar sind. Dadurch können während des Betriebs Gestelle ergänzt oder entnommen werden. Vorteilhaft ist weiterhin, mehrere Aufnahmen vorzusehen, wodurch ein kontinuierlicher Betrieb ermöglicht wird.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das Rohrlager auf Schienen angeordnet und mit in den Aufnahmeabschnitten vorgesehenen Gestellen verskiddbar ist.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Entnahmevorrichtung zwischen einer Aufnahme-/Abgabeposition vor den Aufnahmeabschnitten und einer Übergabe-/Empfangsposition zur Übergabe des Rohrkörpers an einen Pipehandler oder zum Empfang des Rohrkörpers von einem Pipehandler verfahrbar ist. Hierdurch wird eine Automatisierung des Vorgangs ermöglicht.
Im Bezug auf das Verfahren wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei dem die Rohrkörper in einem Gestell zu einer Charge angeordnet werden, das Gestell im Wesentlichen horizontal zu einem Rohrlager angeliefert und in einen Aufnahmeabschnitt des Rohrlagers um eine horizontale Drehachse drehbar angeordnet wird, das Gestell anschließend im Rohrlager von einer im Wesentlichen horizontalen Position in eine vertikale Position angehoben und arretiert wird, jeweils ein vertikaler Rohrkörper mit einer Entnahmevorrichtung aus dem vertikalen Gestell entnommen wird und an einen Pipehandler übergeben wird, der den Rohrköper dem Bohrbereich zuführt.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass eine Steuerung vorgesehen wird, wobei bevorzugt die Rohrkörper und/oder Gestelle in einer Inventarliste vermerkt werden und besonders bevorzugt die Inventarliste bei der Steuerung berücksichtigt wird.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Rohrkörper in dem Gestell vor der Lieferung zum Bohrort zur Charge angeordnet werden.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass der Rohkörper mit der Entnahmevorrichtung von unten angehoben und aus dem Gestell entnommen wird. Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das Gestell mit Hilfe einem an dem Rohrlager vorgesehen Hubelement, bevorzugt ein Hydraulikzylinder oder eine Zahnstange, von einer im Wesentlichen horizontalen Position in eine vertikale Position angehoben wird. Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 bis Fig. 13 das erfindungsgemäße Rohrlager in Verbindung mit den einzelnen Verfahrensschritten des erfindungsgemäßen Verfahrens.
An einem Bohrort 10 sind einzelne Bohransatzpunkte 11 vorgesehen. Über einem Bohransatzpunkt 11 ist eine Bohranlage 12 angeordnet, die zum Skidden auf Schienen 13 angeordnet ist. Die Bohranlage 12 ist als hydraulische Bohranlage ausgeführt, und auf einem Tieflader 14 angeordnet. Ein Pipehandler 15 für ein Handeln aufrechtstehender Bohrstangen 16 ist vorgesehen. Der Pipehandler 15 umfasst einen Träger 17 auf dem die Greifeinheit 18 in der Höhe verfahrbar ist. Die Greifeinheit 18 ist zwischen dem Bohrbereich 19 und einem Übergabepunkt 20 eines Rohrlagers 21 verschwenkbar.
Das Rohrlager 21 umfasst einen Grundkörper 22, der auf Schienen 23 verskiddbar gelagert ist. Oberhalb des Grundkörpers 22 sind Aufnahmeabschnitte 24 vorgesehen, die jeweils zu zwei gegenüberliegenden Seiten durch eine vertikale Trägerkonstruktion 25 begrenzt sind. Die Trägerkonstruktion 25 weist an ihrem oberen Ende eine Aufnahme 26 auf, in die ein Arretier- und Drehelement 27 anordbar ist. An einer der Bohranlage 12 abgewandten Seite 28 des Rohrlagers 21 sind Aufnahmen 29 zum Anbringen eines Hydraulikzylinders 30 , vorgesehen. Die Aufnahmeabschnitte 24 sind zwischen den Trägerkonstruktionen 25 hin zu den Seiten 28, 31 offen ausgeführt.
Zwischen der der Bohranlage zugewandten Seite 31 und dem Ansatzpunkt 32 der Bohranlage 12 ist eine Entnahmevorrichtung 33 angeordnet. Diese ist fahrbar auf Schienen 34 vorgesehen. Sie umfasst ein Basisabschnitt 35, der auch das Fahrwerk (nicht dargestellt) auf den Schienen 34 umfasst. Auf dem Basisabschnitt 35 ist ein Träger 36 angeordnet, an dessen oberen Ende eine Haltereinheit 37 vorgesehen ist. Im Basisabschnitt 35 ist ein teleskopartig ausfahrbarer Ausleger 38 vorgesehen, an dessen Ende ein Entnahmeelement 39, das über einen Hydraulikzylinder 40 vertikal bewegt wird, vorgesehen ist.
Die Bohrstangen 16 sind in einem Transport- und Lagergestell 41 vorgesehen. Das Transport- und Lagergestell 41 umfasst zu beiden Seiten einen Rahmen 42, an dem das Arretier- und Drehelement 27 angeordnet ist. Innerhalb der Rahmen 42 sind Anordnungselemente 43 vorgesehen, die Vertiefungen 44 aufweisen, in denen die Bohrstangen 16 vorgesehen sind. Je nach Ausführung der Anordnungselemente 43 können ein oder mehrere Reihen von Bohrstangen 16 innerhalb eines Transport- und Lagergestells 41 vorgesehen werden. An der Oberseite 51 des Transport- und Lagergestells 41 sind Hubanschläge 45 vorgesehen. An der Unterseite des Transport- und Lagergestells 41 ist eine Aufnahme 46 zum Anschlagen des Hydraulikzylinders 30 vorgesehen.
Das Transport- und Lagergestell 41 wird auf einem Tieflader 47 angeliefert. Dieser wird dabei so aufgestellt, dass das auf ihm angeordnete Transport- und Lagergestell 41 mit einem Aufnahmeabschnitt 24 des Rohrlagers 21 fluchtet (Fig. 2). Anschließend wird das Transport- und Lagergestell 41 in den Aufnahmeabschnitt 24 zwischen den Trägerkonstruktionen 25 eingeschoben. Dabei werden die jeweils an der Außenseite des Rahmens 42 vorgesehenen Arretier- und Drehelemente 27 in die Aufnahmen 26 eingeschoben. Dieses ist in den Fig. 3 bis Fig. 5 zu sehen. Befindet sich in das Arretier- und Drehelement 27 an der korrekten Position in der Aufnahme 26, wie dieses in Fig. 5 dargestellt ist, wird eine Arretierung 48 durch eine Öffnung 49 in der Aufnahme 26 in das Arretier- und Drehelement 27 eingeschoben und dieses gegenüber der Aufnahme 26 arretiert. Anschließend wird der Tieflader 47 soweit vorgezogen, dass das Transport- und Lagergestell 41 noch auf dem Tieflader 47 aufliegt, die Aufnahme 46 an der Unterseite des Transport- und Lagergestells 41 aber zugänglich ist. Zwischen der Aufnahme 46 und der Aufnahme 29 am Grundkörper 22 des Rohrlagers 21 wird ein Hydraulikzylinder 30 angeschlagen. Durch Ausfahren des Hydraulikzylinders 30 wird das Transport- und Lagergestell 41 um den Drehpunkt 50 des Arretier- und Drehelements 27 von der horizontalen in die Vertikale gedreht (siehe Fig. 7).
Anschließend oder gleichzeitig ist es auch möglich, mehrere Transport- und Lagergestelle 41 dem Rohrlager 21 zuzuführen. Der Abtransport nicht mehr benötigter Gestelle 41 , sei es weil sie leer sind und durch neue ersetzt werden müssen, oder sei es, weil sie aufgrund des Ausbaus der Bohrstangen voll sind und abtransportiert werden müssen, erfolgt in der umgekehrten Reihenfolge wie zuvor beschrieben.
In Fig. 8 ist eine rückwärtige Ansicht der Bohranlage 12 mit dem Rohrlager 21 dargestellt. Das Rohrlager 21 in Fig. 8 weist sechs Aufnahmeabschnitte 24 auf, die jeweils mit Transport- und Lagergestellen 41 in vertikaler Anordnung gefüllt sind. Um die Bohrstangen 16 aus den Transport- und Lagergestellen 41 entnehmen zu können, werden die Anordnungselemente 43 entsprechend so vorbereitet, dass die Bohrstangen durch eine Bewegung aus den Transport- und Lagergestell 41 an seiner Oberseite 51 , die bei vertikaler Ausrichtung die Seite ist, die der Bohranlage 12 zugewandt ist, entnehmbar ist.
Zur Entnahme der Bohrstangen 16 aus dem Transport- und Lagergestell 41 wird die Entnahmevorrichtung 33 vor dem Aufnahmeabschnitt 24, aus dem die Bohrstange 16 entnommen werden soll, gefahren. Innerhalb des Basisabschnitts 35 ist ein teleskopartig ausfahrbarer Ausleger 38 vorgesehen, der horizontal unterhalb des unteren Endes der Bohrstangen 16 ausgefahren wird. An seinem äußeren Ende weist der Ausleger 38 ein Entnahmeelement 39 auf, das so ausgeführt ist, dass es mit dem unteren Ende der Bohrstange 16 eine haltende Verbindung bereitstellen kann. Durch Ausfahren des Hydraulikzylinders 40, der das Entnahmeelement 39 mit dem Ausleger 38 verbindet, wird die Bohrstange 16 angehoben und aus dem Anordnungselement entfernt, wie dieses in Fig. 9 und 10 dargestellt ist. Anschließend wird der Ausleger 38 wieder eingefahren und dabei wird gleichzeitig die Bohrstange 16 aus dem Transport- und Lagergestell 41 heraus bewegt. Auf der Basiseinheit 35 ist ein Träger 36 angeordnet, an dessen oberen Ende ein Halteelement 37 vorgesehen ist. Das Halteelement 37 umfasst ebenfalls einen Ausleger 38, der teleskopartig ausfahrbar ausgeführt ist. Am Ende des Auslegers 38 ist ein Greif- oder Halteelement 52 vorgesehen. Dieses umgreift die Bohrstange 16 und stellt sicher, dass beim Einfahren der Ausleger 38 die Bohrstange in der Entnahmevorrichtung 33 verbleibt. Die entnommene Bohrstange innerhalb der Entnahmevorrichtung 33 ist in Fig. 12 dargestellt. Anschließend wird die Entnahmevorrichtung entlang der Schienen 34 zum Übergabepunkt 20 transportiert, an dem dann der Pipehandler 15 mit seinen Greifeinheit 18 die vereinzelte Bohrstange 16 übernimmt und zum Bohrbereich 19 transportiert, beispielsweise durch eine Bewegung nach oben und eine Schwenkbewegung. Die Übergabe an den Pipehandler 15 ist in Fig. 13 dargestellt. Anschließend fährt die Entnahmevorrichtung 33 in den nächsten Aufnahmeabschnitt 24, an dem eine Bohrstange 16 entnommen werden soll. Für den Ablauf des Verfahrens und das gezielte Einbauen der Bohrstange bzw. der Beibehaltung der Reihenfolge der Bohrstangen, ist es vorteilhaft, wenn die Bohrstangen 16 entsprechend logistisch kodiert sind und eine Steuerung (nicht dargestellt) vorhanden ist, mit der die korrekte Auswahl des ein- oder auszubauenden Elements vermerkt und überwacht wird, um die richtige Reihenfolge der Elemente einzuhalten. Dieses trifft auch auf das Einzubauen von Casingrohre als Verrohren in das Bohrloch zu.
Durch das zuvor beschriebene Verfahren wird es möglich, einen vollautomatischen Bohrvortrieb zu erreichen, da sämtliche beschriebenen Verfahrensschritte mannlos durchgeführt werden können. Gleichzeitig ist es möglich, mit einem dezentralen Lagerplatz für die Transport- und Lagerstelle 41 zu operieren, so dass am Bohrplatz als solches nur geringer Raum für den An- und Abtransport der Transport- und Lagergestelle 41 vorgesehen werden muss. Alternativ zu einem Einsatz von Tiefladern 47 kann auch der An- und Abtransport mit Kran oder Hubschraubern erfolgen.
Zum Erreichen des nächsten Bohransatzpunktes 11 am Bohrort 10 kann die Bohranlage 12 zusammen mit dem Rohrlager 21 , das ebenfalls vollständig mit Transport- und Lagergestellen 41 bestückt sein kann, verskiddet werden. Eine aufwendige Entnahme der Bohrstangen 16 ist hierfür nicht notwendig.
*****
Bezugszeichenliste
10 Bohrloch 39 Entnahmeelement
11 Bohransatzpunkt 40 Hydraulikzylinder
12 Bohranlage 41 Transport- und Lagergestell
13 Schiene 42 Rahmen
14 Tieflader 43 Anordnungselement
15 Pipehandler 44 Vertiefung
16 Bohrstange 45 Hubanschlag
17 Träger 46 Aufnahme
18 Greifeinheit 47 Tieflader
19 Bohrbereich 48 Arretierung
20 Übergabepunkt 49 Öffnung
21 Rohrlager 50 Drehpunkt
22 Grundkörper 51 Oberseite
23 Schiene Greif-/Halteelement
24 Aufnahmeabschnitt
25 Trägerkonstruktion
26 Aufnahme
27 Arretier- und Drehelement
28 Seite
29 Aufnahme
30 Hydraulikzylinder
31 Seite
32 Ansatzpunkt
33 Entnahmevorrichtung
34 Schiene
35 Basisabschnitt
36 Träger
37 Haltereinheit
38 Ausleger

Claims

Patentansprüche
1. Rohrlager zum Zu- und Abführen von Rohrkörpern (16), insbesondere Bohrstangen, Casingrohren, und/oder Bohrstrangteilen wie Schwerstangen, Bohrmotoren oder dergleichen, zu einer Bohranlage (12) zum Erstellen von Tiefbohrungen mit einem Grundgerüst (22), wenigstens einem Gestell (41 ), das als Transport- und Lagergestell von Rohrkörpern (16) vorgesehen ist, und in dem mehrere Rohrkörper (16) zu einer Charge angeordnet sind, und einer Entnahmevorrichtung (33) zum Entnehmen der Rohrkörper (16) aus dem Gestell (41 ) und Zuführen der Rohrkörper (16) in das Gestell (41 ), dadurch gekennzeichnet, dass das Grundgerüst (22) wenigstens zwei Aufnahmeabschnitte (24) zum Aufnehmen des Gestells (41 ) in einer im wesentlichen horizontalen Anordnung aufweist, dass das Gestell (41 ) im Aufnahmeabschnitt (24) nach dem Einsetzen drehbar befestigt ist und mittels einem Hubelement (30) von einer horizontalen Ausrichtung in eine vertikale Ausrichtung überführbar ist, dass die Rohrköper (16) einzeln mit der Entnahmevorrichtung (33) aus dem Gestell (41 ) in vertikaler Position entnehmbar oder einsetzbar sind, und dass die Entnahmevorrichtung (33) entlang des Grundgerüsts (22) vor den einzelnen Abschnitten (24) verfahrbar ist.
2. Rohrlager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Hubelement an einer Seite am Grundgerüst (22) und an der anderen Seite am dem Gestell (41 ) angeordnet ist.
3. Rohrlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahmevorrichtung (33) ein vertikal wirksames Hubelement (39) aufweist, über das der Rohrkörper (16) anhebbar ist, wobei das vertikal wirksame Hubelement (39) bevorzugt horizontal von der Entnahmevorrichtung (33) weg verfahrbar ist.
4. Rohrlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahmevorrichtung (33) ein horizontal wirksames Halte- und/oder Greifelement (52) aufweist, wobei das vertikal wirksame Halte- und/oder Greifelement (52) bevorzugt horizontal von der Entnahmevorrichtung weg verfahrbar ist.
5. Rohrlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Aufnahmeabschnitt (24) unterhalb des Gestells (41 ) ein Eingriffsbereich vorgesehen ist, in den die Entnahmevorrichtung (33) wirksam eingreift.
6. Rohrlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung vorgesehen ist, über die die Entnahme oder das Hinzufügen der Rohrkörper (16) steuerbar ist, wobei bevorzugt einzelne Aufnahmeabschnitte (24) mit der Steuerung sperrbar sind.
7. Rohrlager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrlager (21 ) auf Schienen (23) angeordnet und mit in den Aufnahmeabschnitten (24) vorgesehenen Gestellen (41 ) verskiddbar ist.
8. Rohrlager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahmevorrichtung (33) zwischen einer Aufnahme-/Abgabeposition vor den Aufnahmeabschnitten (24) und einer Übergabe-/Empfangsposition zur Übergabe des Rohrkörpers (16) an einen Pipehandler (15) oder zum Empfang des Rohrkörpers (16) von einem Pipehandler (15) verfahrbar ist.
9. Verfahren zum Zu- und Abführen von Rohrkörpern (16), insbesondere Bohrstangen, Casingrohren, und/oder Bohrstrangteilen wie Schwerstangen, Bohrmotoren oder dergleichen, zu einer Bohranlage (12) zum Erstellen von Tiefbohrungen, bei dem die Rohrkörper (16) in einem Gestell (41 ) zu einer Charge angeordnet werden, das Gestell (41 ) im Wesentlichen horizontal zu einem Rohrlager (21 ) angeliefert und in einen Aufnahmeabschnitt (24) des Rohrlagers (21 ) um eine horizontale Drehachse drehbar angeordnet wird, das Gestell (41 ) anschließend im Rohrlager (21 ) von einer im Wesentlichen horizontalen Position in eine vertikale Position angehoben und arretiert wird, jeweils ein vertikaler Rohrkörper (16) mit einer Entnahmevorrichtung (33) aus dem vertikalen Gestell (41 ) entnommen wird und an einen Pipehandler (15) übergeben wird, der den Rohrköper (16) dem Bohrbereich zuführt.
10. Verfahren nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung vorgesehen wird, wobei bevorzugt die Rohrkörper (16) und/oder Gestelle (41 ) in einer Inventarliste vermerkt werden und besonders bevorzugt die Inventarliste bei der Steuerung berücksichtigt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrkörper (16) in dem Gestell (41 ) vor der Lieferung zum Bohrort zur Charge angeordnet werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrkörper (16) mit der Entnahmevorrichtung (33) von unten angehoben und aus dem Gestell (41 ) entnommen wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestell (41 ) mit Hilfe einem an dem Rohrlager (21 ) vorgesehen Hubelement (30), bevorzugt ein Hydraulikzylinder oder eine Zahnstange, von einer im Wesentlichen horizontalen Position in eine vertikale Position angehoben wird.
*****
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