NO332003B1 - Apparat og fremgangsmate for sirkulering av fluid gjennom en rorstreng - Google Patents

Abstract

Et tangsystem innbefatter en øvre tang (108) som har gripemidler for å gripe et rør (17b) samt en rotasjonsmekanisme for å rotere gripemidlene og røret. En nedre tang (109) har også gripemidler og en rotasjonsmekanisme for å rotere gripemidlene for å tildele et nedre rør (17c) rotasjon, slik at det øvre og det nedre rør kan trekkes til innbyrdes/skrus fra hverandre, også slik at strengen av rør kan roteres for boreformål uten at det kreves et rotasjonsbord. Dessuten har et apparat og en fremgangsmåte for å sirkulere fluid gjennom en rørstreng en første fluidledning (182) for å tilføre fluid til boringen i et øvre rør (17b) som skal trekkes til i eller fraskrus fra rørstrengen, og en andre fluidledning (154) for å tilføre fluid til boringen i rørstrengen, hvilket tillater kontinuerlig sirkulasjon av fluid å pågå mens strengen kjøres inn i/trekkes utfra et borehull, og også mens rør trekkes til i/fraskrus fra strengen. Dessuten en øvre tetning (132) som skal tette rundt et parti av den ytre omkrets av et rør som skal trekkes til i eller fraskrus fra strengen, og et nedre tetningsmiddel (134) som skal tette rundt et parti av den ytre omkrets av strengen, hvor den øvre tetning er en elastomerisk ring som har en indre diameter som er i det vesentlige den samme som rørets ytre diameter. En ventilmekanisme innbefatter dessuten et roterbart plateelement (136) og i det minste en boring (150a,150b) Flateelementet er bevegelig mellom en sperring og ikke- sperring av røret. En sikkerhetsholdekile (208) som skal hindre i det minste ett rør fra å gli i denne har dessuten et første (206) og et andre arrangement (208) av gripeelementer som er koplet til hverandre, fortrinnsvis via en forspenningsmekanisme (210).

Description

APPARAT OG FREMGANGSMÅTE FOR SIRKULERING AV FLUID GJENNOM EN RØR-STRENG

Den herværende oppfinnelse vedrører et apparat og en fremgangsmåte for boring av borehuller i jord- eller havbunnsoverflaten samt et apparat og en fremgangsmåte til bruk ved overhalinger, brønnvedhkehold og brønnmtervensjon og vedrører særlig, men ikke utelukkende, et apparat og en fremgangsmåte til bruk ved leting, utnyttelse og produksjon av hydrokarboner, men kunne også vedrøre andre anvendelser slik som leting, utnyttelse og produksjon av vann.

Tradisjonelle boreoperasjoner for leting, utnyttelse og produksjon av hydrokarboner benytter mange lengder av enkeltrør som settes sammen til en streng, idet rørene koples til hverandre ved hjelp av skruegjengede koplinger tilveiebrakt i hver ende. Forskjellige operasjoner krever strenger av ulike rør, slik som borerør, fonngsrør eller produksjonsrør.

De enkelte rørseksjoner settes sammen til den ønskede streng som føres inn i jorden av en tiltrekkings-/fraskruingsenhet, hvor det neste rør som skal føyes mn i strengen, løftes på plass like over tiltrekkings-/fraskrumgsenheten. En første tradisjonell fremgangsmåte for å gjøre dette benytter et rørklavesystem for enkeltrørlengder, hvilketfestes eller klemmes fast på den utvendige flate av én rørseksjon og deretter løfter denne oppover. En annen tradisjonell fremgangsmåte for å gjøre dette benytter en løftestuss som omfatter skrugjenger som går i inngrep med hunnenden av røret, slik som borerør, og løftestussen og røret løftes oppover av en kabel. Imidlertid kan særlig denne andre fremgangsmåte være relativt farlig siden løftestussen og røret vil væretilbøyelig til å svinge ukontrollerbart idet de trekkes oppover av kabelen.

På den annen side bruker tradisjonelle borerigger et tiltrekkings-/fraskruingsystem for tilkopling/fråkopling av rørseksjonene til/fra rørstrengen. Et tradisjonelt tiltrekkings-/fraskruingssystem omfatter et nedre tangsett som bringes sammen for å gripe om det nedre rør som en skrustikke, og et øvre tangsett som for det første griper og deretter for det andre roterer det øvre rør i forhold til det nedre rør og derved skrur de to rør sammen. I tillegg til dette tradisjonelle tiltrekkings-/fraskrumgssystem benytter en tradisjonell borerigg en rotasjonsenhet for å tildele borestrengen rotasjon for å lette boring av borehullet, hvor den tradisjonelle rotasjonsenhet er enten et rotasjonsbord tilveiebrakt på boreriggsdekket eller en toppdrevet rotasjonsenhet som er plassert inne i boreriggens boretårn.

Publikasjonene WO 00/79092 og W098/16716 beskriver et boresystem for å bore et borehull i en jordformasjon.

Ifølge et første aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt et apparat for sirkulering av fluid gjennom en rørstreng, hvilken streng omfatter minst ett rør, hvor apparatet omfatter: en første fluidledning for å tilføre fluid til boringen i et øvre rør som skal trekkes til i eller fraskrus fra rørstrengen; en andre fluidledning for tilfø-ring av fluid til boringen i rørstrengen; en første gnpeinnretning innrettet til å gripe det øvre røret, hvor den første gnpeinnretningen er i stand til å tilveiebringe rotasjon til det øvre røret; en andre gripeinnretnmg innrettet til å gripe rørstrengen mens den første gripeinnretningen tilveiebringer rotasjon til det øvre røret; en rørbevegelsesme-kanisme som er i stand til bevege rørstrengen i forhold til den første gripeinnretningen og den andre gripeinnretningen, hvor rørbevegelsesmekanismen omfatter en tredje gripeinnretnmg, en fjerde gnpeinnretning og et dnvmiddel for å bevege den tredje gripeinnretnmg i forhold til den fjerde gripeinnretningen; og en ventilmekanisme mellom den første og andre gripeinnretningen.

Ifølge et andre aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for sirkulering av fluid gjennom en rørstreng, hvilken rørstreng omfatter minst ett rør, hvor fremgangsmåten omfatter: tilveiebringelse av en første fluidledning for å tilføre fluid til boringen i et øvre rør som skal trekkes til i eller fraskrus fra rør-strengen; innføring av den nedre ende av det øvre rør i en øvre port, idet en ventilmekanisme hindrer fluidstrømning mn i den første fluidledning; å gripe det øvre røret ved hjelp av en første gripeinnretnmg; å selektivt rotere det øvre røret; å tilveiebringe en andre fluidledning for å tilføre fluid til boringen i rørstrengen; å gripe rørstrengen ved hjelp av en andre gnpeinnretning; og selektivt rotere rørstrengen ved hjelp av den andre gripeinnretningen.

Det beskrives et apparat for håndtering av rør, hvilket apparat omfatter et par i det vesentlige vertikale baner; en skmnemekanisme som er bevegelig forbundet med hver bane; og en koplingsmekanisme knyttet til skinnemekanismen for tilkopling til et rør; og en bevegelsesmekamsme som skal tildele skinnemekanismen bevegelse.

Det beskrives en fremgangsmåte for rørhåndtering, hvilken fremgangsmåte omfatter: tilveiebringelse av en skinnemekanisme, hvor skinnemekanismen er knyttet til en kop-hngsmekanisme som skal koples til et rør, og skinnemekanismen er bevegelig forbundet med en i det vesentlige vertikal bane; tilkopling av koplingsmekanismen til et rør; og drift av en bevegelsesmekamsme for å bevege skinnemekanismen.

De i det vesentlige vertikale baner er fortrinnsvis festet til en ramme som typisk er et boretårn på en borerigg. Paret av i det vesentlige vertikale baner er fortrinnsvis anordnet om en borehullsmunnings lengdeakse, slik at baneparet og borehullsmunningen ligger på et felles plan, med én bane på hver side av borehullsmunningen.

Skinnemekanismen er fortrinnsvis på egnet vis forbundet med den respektive bane via hvilke som helst egnede midler, slik som meier eller ruller og lignende. Bevegelsesmekanismen kan omfatte et drivmiddel som er knyttet til meiene eller rullene og lignende. Alternativt kan bevegelsesmekanismen omfatte en kabel, vinsj eller lignende som i den ene ende er koplet til skinnemekanismen og i den andre ende er koplet til et motor-spole-arrangement eller en egnet kompensasjonsvinsjheiseanordnmg eller lignende.

Koplingsmekanismen omfatter fortrinnsvis en egnet kopling for tilkopling til røret, hvor den egnede kopling kan omfatte et element forsynt med skruegjenger for å gå i skru-gjenget inngrep med den ene ende av røret. Den egnede kopling kan alternativt omfatte en skrustikkemnretning for å gripe enden av røret. Alternativt kan den egnede kopling omfatte en fluidsvivel som kopler seg direkte til enden av røret, eller indirekte til enden av røret via et dnvrør. Boretårnet kan typisk være forsynt med et rørstativ for lagring av rør og en rampe som kan strekke seg skrått nedover fra den nedre ende av boretårnet mot rørstativet, og det kan også være tilveiebrakt en rørføringsbane på den ene eller begge sider av rampen.

Det beskrives et apparat for håndtering av et rør, hvilket apparat omfatter i det minste én i det vesentlige vertikal bane; en koplingsmekanisme som er forbundet med banen, for tilkopling til et rør; et par bevegelige elementer som er hengselforbundet både med koplingsmekanismen og den vertikale bane, slik at bevegelse av paret av bevegelige elementer resulterer i bevegelse av koplingsmekanismen i det vesentlige om en lengdeakse i banen.

Det beskrives en fremgangsmåte for håndtering av et rør, hvilken fremgangsmåte omfatter tilveiebringelse av i det minste én i det vesentlige vertikal bane; tilkopling av en koplingsmekanisme til banen, hvilken koplingsmekanisme skal koples til et rør; tilveiebringelse av et par bevegelige elementer som er hengselforbundet både med koplingsmekanismen og den vertikale bane; og bevegelse av paret av bevegelige elementer for å bevege koplingsmekanismen i det vesentlige om en lengdeakse i banen.

Det er fortrinnsvis tilveiebrakt en skinnemekanisme som er bevegelig forbundet med

banen, og koplingsmekanismen er typisk knyttet til skinnemekanismen. Mer fortrinnsvis er paret av bevegelige elementer hengselforbundet både med koplingsmekanismen og skinnemekanismen.

Det finnes fortrinnsvis et par av i det vesentlige vertikale baner, og de i det vesentlige vertikale baner er fortrinnsvis festet til en ramme som typisk er et boretårn på en borerigg. Paret av i det vesentlige vertikale baner er fortrinnsvis anordnet om en borehullsmunnings lengdeakse, slik at baneparet og borehullsmunningen ligger på et felles plan, med én bane på hver side av borehullsmunningen. Bevegelsen av paret av bevegelige elementer resulterer typisk i bevegelse av koplingsmekanismen i det vesentlige om banens lengdeakse, slik at lengdeaksen for et rør som er koplet til koplingsmekanismen, er i det vesentlige sammenfallende med borehullsmunningens lengdeakse.

Det er fortrinnsvis tilveiebrakt et dnvmiddel for å muliggjøre bevegelse av paret av bevegelige elementer, hvor drivmidlet kan være en egnet motor slik som en hydraulisk motor.

Det beskrives en tanganordning som omfatter: en øvre tang som har et gripemiddel for å gripe et rør, hvor den øvre tang videre omfatter en rotasjonsmekanisme for å tildele gnpemidlet rotasjon for å tildele nevnte rør rotasjon; og en nedre tang som har et gripemiddel for å gripe et rør, hvor den nedre tang videre omfatter en rotasjonsmekanisme for å tildele gnpemidlet rotasjon for å tildele nevnte rør rotasjon.

Det beskrives en fremgangsmåte for å tildele i det minste ett rør rotasjon, hvilken fremgangsmåte omfatter: tilveiebringelse av en øvre tang som har et gripemiddel for å gripe et rør, hvor den øvre tang videre omfatter en rotasjonsmekanisme for å tildele gripemidlet rotasjon; tilveiebringelse av en nedre tang som har et gripemiddel for å gripe et rør, hvor den nedre tang videre omfatter en rotasjonsmekanisme for å tildele gripemidlet rotasjon; og drift i det minste av rotasjonsmekanismen for den øvre tang for å tildele nevnte rør rotasjon.

Fremgangsmåten omfatter fortrinnsvis videre drift av rotasjonsmekanismen for den nedre tang for å tildele nevnte rør rotasjon.

Den øvre tang omfatter typisk en flerhet av gripemidler. Det kan fortrinnsvis benyttes en rekke gripemidler for å gripe ulike rørdiametere.

Det er fortrinnsvis tilveiebrakt et drivmiddel for å aktivere rotasjonsmekanismen, idet drivmidlet kan være en hydraulisk motor som haren egnet hydraulikkfluidkrafttilfør-sel.

Den nedre tang omfatter fortrinnsvis en flerhet av gripemidler. Det kan fortrinnsvis benyttes en rekke gripemidler for å gripe forskjellige rørdiametrer. Det er fortrinnsvis tilveiebrakt et drivmiddel for å aktivere rotasjonsmekanismen, hvor drivmidlet kan være en hydraulisk motor som har en egnet hydraulikkfluidkrafttilførsel. Den nedre tang omfatter fortrinnsvis videre et rotasjonsbordopplagringsmiddel som bærer gripe-midlets tannkrans. Den nedre tang omfatter typisk videre et bremsesystem som tillater kontrollert frigjøring av gjenværende rørstrengsdreiemoment.

Det er fortrinnsvis også tilveiebrakt en vandreholdekilemekamsme som er i stand til å gå i inngrep med i det minste et parti av den ytre omkrets på en rørstreng, og vandreholdekilen er fortrinnsvis i stand til å roteres med hensyn til boretårnet ved hjelp av en rotasjonslagersammenstillingsmekanisme. Vandreholdekilen er typisk forsynt med en mekanisme for vertikal bevegelse, hvilken kan aktiveres for å bevege vandreholdekilen og den rørstreng som denne er i inngrep med, i den ene eller begge vertikale retninger.

Det beskrives et apparat for å sirkulere fluid gjennom en rørstreng, hvor strengen omfatter i det minste ett rør, og apparatet omfatter: en første fluidledning for tilførsel av fluid til boringen i et øvre rør som skal trekkes til i eller fraskrus fra rørstrengen; en andre fluidledning for tilførsel av fluid til rørstrengens boring.

Det beskrives en fremgangsmåte for å sirkulere fluid gjennom en rørstreng, hvor strengen omfatter i det minste ett rør, og fremgangsmåten omfatter: tilveiebringelse av en første fluidledning for tilførsel av fluid til boringen i et øvre rør som skal trekkes til i eller fraskrus fra rørstrengen; og tilveiebringelse av en andre fluidledning for tilfør-sel av fluid til boringen i rørstrengen.

Den første fluidledning kan fortrinnsvis bringes i frigjørbart inngrep med en øvre ende av det øvre rør. Den første fluidledning er fortrinnsvis forsynt med en ventilmekanisme som kan betjenes for å tillate fluid å strømme mn i, eller for å hindre fluid fra å strømme mn i, den første fluidledning og/eller øvre ende av røret.

Den ene ende av den andre fluidledning står fortrinnsvis i fluidforbindelse med et kammer, og den andre fluidledning er typisk forsynt med en ventilmekanisme som kan betjenes for å tillate fluid å strømme mn i, eller hindre fluid fra å strømme mn i, den andre fluidledning og/eller kammeret.

Kammeret er fortrinnsvis tilpasset for å tillate et rør å trekkes til i eller fraskrus fra en rørstreng. Kammeret omfatter typisk en boring som fortrinnsvis er mntrettet til å være i det vesentlige vertikal, og som mer fortrinnsvis er innrettet til å være sammenfallende med lengdeaksen til borehullets munning. Kammeret omfatter typisk en øvre port, gjennom hvilken nevnte rør kan føres mn i eller tas ut av kammeret. En ventilmekanisme er fortrinnsvis tilveiebrakt og kan aktiveres for å tette kammerets boring, typisk på et sted nedenfor den øvre port. Det er fortrinnsvis tilveiebrakt en øvre tetning, hvor den øvre tetning fortrinnsvis er plassert ovenfor nevnte sted, og hvor den øvre tetning er innrettet til å tette rundt i det minste et parti av nevnte rørs omkrets. Det er typisk tilveiebrakt en nedre tetning, hvor den nedre tetning fortrinnsvis er plassert nedenfor nevnte sted, og hvor den nedre tetning er innrettet til å tette rundt i det minste et parti av rørstrengens omkrets.

Det er fortrinnsvis tilveiebrakt et ventilsystem som omfatter én eller flere ytterligere ventiler, for å regulere tilførselen av fluid til den første fluidlednings ventilmekanisme og den andre fluidlednings mekanisme.

Fremgangsmåten omfatter typisk de ytterligere trinn for innføring av den nedre ende av det øvre rør i den øvre port, hvor ventilmekanismen typisk hindrer fluidstrømning mn i den første fluidledning. På dette tidspunkt tetter ventilmekanismen boringen i kammeret. Deretter tetter den øvre tetning rundt i det minste et parti av rørets omkrets, og ventilmekanismen i den andre fluidledning betjenes for å tillate fluidstrøm-ning mn i kammeret, fortrinnsvis på et sted nedenfor den ventilmekanisme som tetter boringen i kammeret, slik at fluid strømmer mn i den øvre ende av rørstrengen.

Fremgangsmåten omfatter fortrinnsvis de ytterligere trinn for å betjene ventilmekanismen for å tillate fluidstrømning inn i den første fluidledning og øvre ende av røret. Deretter aktiveres fortrinnsvis ventilmekanismen for å åpne boringen i kammeret, og deretter blir ventilmekanismen betjent for å hindre fluidstrømning inn i den andre fluidledning. Deretter blir røret fortrinnsvis trukket til i rørstrengen, og deretter blir den første fluidledning typisk frigjort fra inngrep med den øvre ende av det øvre rør.

Det beskrives et apparat for å tilveiebringe en tetning mellom et rør som skal trekkes til i eller fraskrus fra en rørstreng, hvor rørstrengen omfatter i det minste ett rør, og apparatet omfatter: et øvre tetningsmiddel som skal tette rundt et parti av den ytre omkrets av nevnte rør som skal trekkes til i eller fraskrus fra strengen; et nedre tetningsmiddel som skal tette rundt et parti av den ytre omkrets av strengen; hvor den øvre tetning omfatter en elastomensk ring som er tilpasset til å ha en indre diameter som er i det vesentlige den samme som den ytre diameter på i det minste et parti av røret.

Den elastomeriske ring er fortrinnsvis utformet av et egnet materiale slik som gummi. Den nedre tetning omfatter også typisk en elastomensk ring som er tilpasset til å ha en indre diameter som er i det vesentlige den samme som den ytre diameter på i det minste et parti av rørstrengen.

Det beskrives en ventilmekanisme til bruk ved tilveiebringelse av en tetning mellom to rør, hvilken ventilmekanisme omfatter: et plateelement som er i stand til å rotere om en akse; i det minste én boring utformet gjennom plateelementet; hvor plateelementet er anordnet slik at det er i stand til å bevege seg mellom en første stilling hvor et parti av plateelementet sperrer lengdeaksen til i det minste ett av rørene; og en andre stilling hvor boringen er konsentrisk med lengdeaksen til i det minste ett av rørene.

Det beskrives en fremgangsmåte for å tilveiebringe en tetning mellom to rør, hvilken fremgangsmåte omfatter: tilveiebringelse av et plateelement som er i stand til å rotere om en akse; hvilket plateelement har i det minste én boring; hvor plateelementet er i stand til å roteres mellom en første stilling hvor et parti av plateelementet sperrer lengdeaksen til i det minste ett av rørene, og en andre stilling hvor boringen er konsentrisk med lengdeaksen til i det minste ett av rørene.

Plateelementet er fortrinnsvis i stand til å roteres mellom en første stilling hvor et parti av plateelementet sperrer begge rørenes lengdeakse, og en andre stilling hvor boringen er konsentrisk med begge rørenes lengdeakse, idet de to rør er konsentriske inn-byrdes.

Plateelementet er fortrinnsvis anordnet inne i et kammer, slik at plateelementets radius er perpendikulær i forhold til begge rørenes lengdeakse. Plateelementet er fortrinnsvis i det vesentlige sirkulært, og mer fortrinnsvis er plateelementets midtakse ute av senter med hensyn til begge rørenes lengdeakse.

Det beskrives et apparat som skal hindre at et rør glir i dette, hvilket apparat omfatter et første arrangement av gnpeelementer som er tilpasset for å gripe røret, og et andre arrangement av gripeelementer tilpasset for å gripe røret,karakterisert vedat det første og det andre arrangement av gripeelementer er koplet til hverandre.

Det første og det andre arrangement av gripeelementer er fortrinnsvis koplet til hverandre via en koplingsmekanisme som mer fortrinnsvis er en forspenningsmekanisme. Forspenningsmekanismen er fortrinnsvis innrettet til å forspenne det første og det andre arrangement av gripeelementer bort fra hverandre. Fortrinnsvis omfatter i det minste det ene eller mer fortrinnsvis både det første og det andre arrangement av gripeelementer et første og et andre parti hvor det første parti er koplet til det andre parti via en konet flate og fortrinnsvis en bevegelig låsemekanisme, slik at det første parti er i stand til å bevege seg med hensyn til det andre parti langs den konende flate.

Det første arrangement av gripeelementer er fortrinnsvis plassert vertikalt nedenfor det andre arrangement av gripeelementer, og det første arrangement av gripeelementer omfatter et relativt stort flateareal for griping av røret og er det primære gnpear-rangement.

Det andre arrangement av gripeelementer omfatter typisk et relativt mindre flateareal for griping av røret og tilveiebringer et støtte- eller sikkerhetsgripearrangement.

En nedre flate på det andre arrangement av gripeelementer er fortrinnsvis koplet til en øvre flate på det første arrangement av gripeelementer, og den øvre flate på det førs-te arrangement av gripeelementer har et større overflateareal enn en nedre flate på det første arrangement av gripeelementer.

Det første arrangement av gripeelementer omfatter fortrinnsvis en stopper som skal hindre bevegelse av det andre arrangement av gripeelementer i en retning, fortrinnsvis radialt, bort fra det rør som er grepet.

Det vil nå, bare som eksempel, bli beskrevet utførelser av oppfinnelsen idet det vises til de medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 er et perspektivisk oppnss av en borerigg hvori aspektene ifølge den herværende oppfinnelse inngår; Fig. 2 er et parti av boreriggen på fig. 1 i en første stilling; Fig. 3a er et parti av boreriggen på fig. 1 i en andre stilling; Fig. 3b er et mer detaljert perspektivisk oppriss av partiet av boreriggen på fig. 3a; Fig. 4 er et perspektivisk frontnss av et parti av boreriggen på fig. 3a; Fig. 5 er et perspektivisk oppriss, sett nedenfra mot partiet av boreriggen på fig. 3a; Fig. 6 er et perspektivisk oppriss av en rampe og et borerørlasteområde på boreriggen på fig. 1; Fig. 7a er et sideriss i tverrsnitt av boretårnet på boreriggen på fig. 1; Fig. 7b er et frontriss av boretårnet på fig. 7a; Fig. 8a er et mer detaljert tverrsnittsoppriss av et parti av apparatet på fig. 8b; Fig. 8b er et frontriss i tverrsnitt av et parti av boretårnet på boreriggen på fig. 1; Fig. 9a er et mer detaljert tverrsnittsoppriss av et parti av boretårnet på fig. 9b; Fig. 9b er et frontriss i tverrsnitt av boretårnet på boreriggen på fig. 1; Fig. 10a er et mer detaljert oppriss av et parti av apparatet på fig. 10b; Fig. 10b er et frontriss av boretårnet på fig. 1; Fig. Ila er et mer detaljert oppriss av et parti av apparatet på fig. 11b; Fig. 11b er et frontriss av boretårnet på fig. 1; Fig. 12a er et sideriss av boretårnet på fig. 1; Fig. 12b er et frontriss av boretårnet på fig. 1; Fig. 13a er et sideriss av boretårnet på fig. 1; Fig. 13b er et frontriss av boretårnet på fig. 1; Fig. 14a er et mer detaljert oppriss av partiet av apparatet på fig. 14b; Fig. 14b er et frontriss av boretårnet på fig. 1; Fig. 15a er et sideriss av boretårnet på fig. 1; Fig. 15b er et frontriss av boretårnet på fig. 1; Fig. 16a er et sideriss av boretårnet på fig. 1; Fig. 16b er et frontriss av boretårnet på fig. 1; Fig. 17a er et frontriss av øvre og nedre tang montert innenfor en nedtruingsenhet (snubbing unit); Fig. 17 b er et perspektivisk oppriss av et parti av nedtrumgsenheten på fig. 17a; Fig. 17c er et plannss av et parti av nedtrumgsenheten på fig. 17a, sett ovenfra; Fig. 17d er et oppriss bakfra av et parti av nedtruingsenheten på fig. 17a; Fig. 17e er et sideriss av et parti av nedtruingsenheten på fig. 17a; Fig. 18 er et mer detaljert delnss, i tverrsnitt, av et parti av nedtruingsenheten på fig. 17a; Fig. 19 er et mer detaljert delnss, i tverrsnitt, av nedtruingsenheten på fig. 17a; Fig. 20 er et mer detaljert delnss, i tverrsnitt, av et parti av nedtruingsenheten

på fig. 17a;

Fig. 21 er et mer detaljert delriss, i tverrsnitt, av et parti av nedtruingsenheten

på fig. 17a;

Fig. 22 er et mer detaljert delriss, i tverrsnitt, av et parti av nedtruingsenheten

på fig. 17a;

Fig. 23 er et perspektivisk oppriss av en ventilplate i nedtruingsenheten på fig.

17a;

Fig. 24 er et skjematisk oppriss av nedtruingsenheten på fig. 17a og viser en stilling med kontinuerlig sirkulering, med en hovedventil stengt; Fig. 25 er et skjematisk oppriss av nedtruingsenheten på fig. 17a i en stilling med kontinuerlig sirkulering, med hovedventilen åpen; Fig. 26 er et skjematisk oppriss av nedtrumgsenheten på fig. 17a innbefattende en avdrivmgskolonnekonstruksjon; Fig. 27 er et skjematisk oppriss av nedtruingsenheten på fig. 17a innbefattende en lukkehodekonstruksjon i en første stilling; Fig. 28 er et skjematisk oppriss av nedtruingsenheten på fig. 17a innbefattende en lukkehodekonstruksjon i en andre stilling; Fig. 29 er et tverrsnittsoppriss av en første utførelse av en sikkerhetsholdekile-mekanisme, i overensstemmelse med et tolvte aspekt ved den herværende oppfinnelse, i åpen stilling; Fig. 30 er et tverrsnittsoppriss av sikkerhetsholdekilemekanismen på fig. 29 i lukket stilling; Fig. 31 er et tverrsnittsoppriss av et parti av sikkerhetsholdekilemekanismen på fig. 29; Fig. 32 er et oppriss, hvorav den ene halvdel i tverrsnitt, av en andre utførelse av en sikkerhetsholdekilemekamsme i overensstemmelse med det tolvte aspekt ved den herværende oppfinnelse, i lukket stilling; Fig. 33 er et tverrsnittsoppriss av den andre utførelse av sikkerhetsholdekilemekanismen på fig. 32, men i åpen stilling; og Fig. 34 er et plannss i tverrsnitt av sikkerhetsholdekilemekanismen på fig. 33 ved

snittet C-C.

Fig. 1 viser en borerigg som er generelt angitt ved 100. Boreriggen 100 er særlig egnet til bruk ved virksomhet for leting, utnyttelse og produksjon av hydrokarboner, men kunne også brukes til de samme formål for andre gasser og fluider slik som vann. Når det gjelder hydrokarboner, kan boreriggen 100 brukes til slike operasjoner som, men ikke begrenset til, nedtruing, sidebonnger, underbalanser! boring, overhalinger samt gjenplugging og oppgivelse. Boreriggen 100 kan benyttes for operasjoner på land (som vist på fig. 1) så vel som for marine operasjoner siden den kan modifiseres for installering på en borerigg, et boreskip eller andre flytende fartøyer til havs.

Boreriggen 100 omfatter et boretårn 102 som strekker seg vertikalt oppover fra et riggdekk 8, hvilket nggdekk 8 bæres av et egnet arrangement av støtter 104 som er festet med egnede midler til bakken 1 eller et flytende fartøys overside 1.

Som det kan sees på fig. 1 til 4 og 6, innbefatter boreriggen 100 valgfritt en rampe 5 som strekker seg skrått nedover fra nggdekket 8. Rampen 5 kan brukes av personell som evakuenngssklie 5 hvis det er nødvendig at personellet raskt evakuerer boreriggen 100. En borerørsfønngsbane 7a, 7b er plassert på hver side av sklien 5 og strekker seg helt fra borenggsdekket 8 til bakken 1. Et borerørsstativ 6a, 6b er plassert ved den ytre side av hver respektive borerørsfønngsbane 7a, 7b, hvor stativet 6a, 6b er i stand til å romme en flerhet av rørformede borerørslengder, slik som et borerør 17. Hvert stativ 6a, 6b omfatter to eller flere overflyttingsrenner (ikke vist) som er plassert med avstand imellom langs lengden av stativet 6a, 6b, hvor rennene kan betjenes for å flytte lengder av borerør 17 fra stativet 6a, 6b til den respektive bane 7a, 7b eller omvendt, etter behov, og gjøre dette ved at de skråstilles henholdsvis innover eller utover med omtrent to eller tre grader hver vei. Et tau- eller kompensasjons-vinsjarrangement (ikke vist) er også tilveiebrakt for hver rørføringsbane 7, slik at tau-/vinsjarrangementet kan betjenes for å trekke rør 17 fra den nedre ende av banen 7a, 7b og opp til boreriggsdekket 8. Tau-/vinsjarrangementet kan også betjenes for å føre ned rør 17 fra boreriggsdekket 8 til den nedre ende av banen 7a, 7b.

Det skal imidlertid bemerkes at den nedoverskrånende brannevakueringssklie 5 er et valgfritt trekk ved boreriggen 100.

Fig. 1 viser også en armskinne 9a, 9b som er bevegelig plassert på en respektiv bore-nggsvognbane 4a, 4b. Som vist på fig. 3b, 7a og 8b for eksempel, er hver armskinne 9a, 9b forsynt med et par leddede rørarmer 12 som i den ene ende er festet med

hengsel til den respektive armskinne 9a, 9b og i den andre ende er festet med hengsel til en respektiv rørhåndteringsfluidsvivel 13a, 13b. Dette arrangement tillater fluidsvi-velen 13a, 13b å beveges ved hjelp av egnede motorer (ikke vist) innover fra planet parallelt med den respektive vognbanes 4a, 4b lengdeakse til planet parallelt med borehullets lengdeakse, slik at de leddede rørarmer 12 virker som et sammenleggbart parallellogram. Et respektivt svanehalsrør 18a, 18b er tilveiebrakt i den øvre ende av den respektive fluidsvivel 13a, 13b og er avtettet i fluidforbindelse med den innvendi-ge boring i den respektive fluidsvivel 13a, 13b. En egnet rørendekoplmg er tilveiebrakt i den nedre ende av hver fluidsvivel 13, hvor denne rørendekoplmg på egnet vis kan

være en skruegjengekopling for sammenføyning med hunnenden på et borerør 17. Et vaiertrekk 10a, 10b er tilveiebrakt for hver armskinne 9 og er i den ene ende festet til det øvre parti av armskinnen 9, mens den andre ende av vaiertekket 10 er festet til en egnet løfte-/senkemekanisme som kan være et motor-spole-arrangement, eller kan være et egnet motvektsarrangement, eller kan være et egnet motvektsvinsjheisverk (ikke vist).

Alternativt kunne Imidlertid vognbanene 4A, 4B på boretårnet 102 være modifisert til å være de samme som vognbanene på en tradisjonell rigg hvor det vil finnes en blokk (ikke vist) og et toppdrevet rotasjonssystem (ikke vist), og i dette tilfelle er armskin-nene 9a, 9b også modifisert på egnet måte, slik at de kan brukes i tradisjonelle vogn-baner på en tradisjonell rigg.

Det vil nå bli beskrevet en fremgangsmåte for drift av rørhåndteringsmekamsmen i overensstemmelse med et aspekt ved den herværende oppfinnelse. Borerøret 17a løftes oppover én av føringsbanene 7a som tidligere beskrevet, til den øvre ende av borerøret 17a er plassert i relativt umiddelbar nærhet av rørkoplingen tilveiebrakt på den første rørhåndtenngssvivel 13a. Borerørets 17a hunnende koples deretter til fluid-svivelens 13a rørendekopling, slik at rørhåndteringsmekamsmen er i stillingen vist på fig. 2. Kabelens 10a løfte/senkemekamsme betjenes deretter slik at armskinnen 9a og derved borerøret 17a løftes oppover til stillingen vist på fig. 1, 3a, 3b, 4, 5, 7a og 7b, til armskinnen 9a og derved borerøret 17a er i stillingen vist på fig. 8a og 8b. Det skal bemerkes at det foretrekkes at borerøret 17a løftes oppover idet det rager ut skrått nedover, og dette gir den fordel at den nedre ende av borerøret 17a holdes godt klar av riggdekket 8.

Det skal imidlertid bemerkes at den andre armskinne 9b og borerøret 17b allerede er blitt beveget på en lignende måte, og den tilknyttede motor er blitt satt i drift for å bevege borerøret 17b slik at de leddede rørarmer 12 har beveget seg innover, og bo-rerøret 17b er koaksialt med borehullet.

Det vil nå bli beskrevet en tiltrekkmgs-/fraskruingsenhet for sammensetting av rør-strengen i overensstemmelse med den herværende oppfinnelse.

En tiltrekkmgs-/fraskruingsenhet i form av en nedtruingsenhet er angitt generelt ved 20 og er vist på fig. 17(a) som at den omfatter en ramme 106 som er sammensatt av en arbeidskurvgrunnramme 106a, støttesøyleavstandsstykker 106b, arbeidskurvstøt-tesøyle 106c og nedtruingsenhetsbunnelement 106d. En øvre tang 108 og en nedre tang 109 er montert innenfor en tangramme 110 som videre er montert innenfor ar-beidskurvgrunnrammen 106a som det kan ses på fig. 17a, mens tangrammen kan ses isolert på fig. 17b til 17e.

Det skal bemerkes at den øvre tang 108 kan brukes for tiltrekking/fraskruing av ar-beidsstrenger, formgsrør og produksjonsrør så store som 21,9 cm (8 5/8 ") i diameter, mens den, hvis den modifiseres på egnet måte, da vil kunne brukes for større diametrer om nødvendig.

Den nedre tang 109 er også kjent som en rotasjonsstøtte 109 og brukes for å rotere borestrengen 17 med hastighet og dreiemoment som er nødvendig for fresing, sidebo-rmg og boring. Den nedre tang 109 virker imidlertid også som støtte for den øvre tang 108 ved tiltrekking eller fraskrumg av forbindelser.

En annen hovedkomponent i nedtrumgsenheten 20 er en rotasjonslagersammenstilling 112 som er koplet til den øvre flate av en sylmderplate 116. Det bevegelige lager i rotasjonslageret 112 er festet til et sett vandreholdekiler 114 som brukes for å gå i inngrep med borerøret 17, og rotasjonslagersammenstilhngen 112 tillater derved vandreholdekilene 114 å rotere mens holdekilene 114, slik det vil bli beskrevet nedenfor, holder vekten av borestrengen for å tillate samtidig vertikal rørmanipulering og rotasjon av arbeidsstrengen. Som det også vil bli beskrevet, er en hydraulisk svivel eller et hydraulikkomløp (ikke vist) integrert i rotasjonslagersammenstillingen 112 og tillater holdekilene 114 å fjernstyres til enhver tid og eliminerer behovet for å oppret-te/bryte slangeforbindelser.

Montering av tangsystemet ovenfor nedtruingsenhetens 20 vandreholdekiler 114 fjer-ner behovet for å svinge tengene 108, 109 for å gå i inngrep med eller frigjøres fra borerøret 17 for hver borerørsskjøtforbmdelse, ved at borerøret 17 og borerørsskjøter tillates å passere gjennom tengene 108, 109 under inn- og utkjøringsoperasjoner. Tengene 108, 109 og vandreholdekilene 114 har et trekk med manuelt betjent "stor boring" som tillater deres boring å økes raskt for å tillate gjennomføring av brønnverk-tøyer med diametrer opp til og over 27,9 cm (11 tommer). Et fjernt plassert kontroll-panel kan brukes for å betjene alle funksjoner for tengene 108, 109 ved hvilken som helst jekkposisjon uten at personell plasseres på farlige steder, og dette fremmer sik-kerheten og øker hastigheten ved mn- og utkjøringsoperasjoner. I tillegg har dette den fordel at operatører vil kunne trekke til/skru fra forbindelser mens borerøret 17 beveges av nedtruingsenheten 20. Det skal bemerkes at reaktive tiltrekkings-/fraskruingsmomenter overføres mellom tengene 108, 109 via rammen 106 og en reaksjonssøyle 118 (som vist på fig. 17(a)) og 14 (som vist på fig. 4) som er koplet til rammen 106 ved hjelp av et rulleledd 120. Nedtruingsenheten 20 kan derved bevege seg vertikalt oppover eller nedover ved hjelp av rulleleddet 120. Hydrauliske jekkesy-hndrer 122, som det fortrinnsvis finnes fire av, er anordnet og virker mellom det stasjonære nedtruingsenhetsbunnelement 106d og den bevegelige sylmderplate 116, og aktivering av de hydrauliske jekkesylmdrer 122 tildeler sylinderplaten 116 og derved nedtruingsenheten 20 bevegelse.

Fig. 17a viser også plasseringen av faste/stasjonære holdekiler 124 som at de er montert på det øvre avsnitt av en BOP-stakk (UBIS-stakk) 126 hvor de faste kiler 124 og BOP-stakken 126 er stasjonære med hensyn til boreriggsdekket 8. Følgelig kan nedtrumgsenheten 20 beveges av de hydrauliske jekkesylinderer 122 med hensyn til de faste holdekiler 124.

De aktive tiltrekkings-/fraskruingsmomenter overføres mellom den øvre tang 108 og den nedre rotasjonsstøtte 109 ved hjelp av en integrert reaksjonssøyle i form av en tang-ben-sammenstilling 113 med lukket topp og boretårnets 102 fundament. Dette tillater nedtruingsenheten 20 å godta tradisjonelle hydrauliske belastningscelle- og momentmålersammenstillmger og/eller elektroniske belastningsceller som kreves for datastyrt rørtiltrekkingsstyring.

Reaktive boredreiemomenter vil bli overført tilbake til boretårnet 102 ved hjelp av re-aksjonssøylen 118 (vist på fig. 3(b) som at den er fastmontert på boretårnet 102) og rulleleddet 120. Dette stive montenngssystem tillater derved høyhastighetsrotasjon av arbeidsstrengen under frese-/boreoperasjoner med et minimum av roterende komponenter, idet disse er vandreholdekilene 114 og et parti av rotasjonslagersammenstillingen 112, hvilket reduserer vibrasjon og farer forbundet med utildekket, roterende utstyr.

Den øvre tang 108 vil nå bh beskrevet mer inngående. Den øvre tang 108 tilveiebringer middel for tiltrekking og fraskruing av rør, fonngsrør eller borerør under inn-/utkjønngs- og nedtruingsoperasjoner, og den drives hydraulisk. Den øvre tang 108 omfatter tre glidende kjever (ikke vist) som praktisk talt omslutter borerøret 17 for å maksimere dreiemoment mens påføring av merker og skader på den ytre flate av bo-rerøret 17 minimeres. Den øvre tang 108 er forsynt med et kamdrevet kjevesystem (ikke vist) som kan åpnes for å tillate gjennomføring av så vel arbeidsstrengrørkop-linger som produksjonsrør- og fonngsrørkoplinger. En rekke kjevesystemer kan brukes for ulike bakker slik som svalehalelistbakker som brukes med borerørskoplinger og klavebakker som brukes sammen med produksjonsrør eller fonngsrør. Den øvre tang 108 kan også brukes for å kjøre CRA-rør (slik som 13 % til 26 % Cr-rør) med kornete bakkeflater. I tillegg kan aluminiumbakker som ikke setter merker, brukes sammen med lavfnksjonskjever. I tillegg kan det tilveiebringes elektronisk(e) omdreiningsko-der(e) og elektronisk(e) belastningscelle(r) for å gjøre dreiemomentrotasjon forenlig med elektroniske OCTG-analysesystemer, hvilke kan tilveiebringe en registrering, slik som en datautskrift, av kvaliteten på tiltrekkingen mellom de respektive endekoplmger på to rør. I tillegg skal det bemerkes at bakkene kan skiftes ut mens rør passerer gjennom den øvre tang 108. Den øvre tang 108 kan også betjenes manuelt, slik at tangbonngen kan økes for å tillate passasje av rørkoplmger med diametrer på opp til 28,1 cm. Den øvre tang 108 drives av to to-hastighets hydrauliske motorer (ikke vist) som tilveiebringer hastigheter og dreiemoment som er i stand til å snurre rundt og trekke til/skru fra høymomentsforbindelser. Den øvre tang 108 er forsynt med en hydraulisk krafttilførsel som har en ytelse på 159 l/min. og 206,8 bar (62 hydrauliske hes tekrefter) som gir 4 140 m-kg med 9 rpm og høyt dreiemoment, lavhastighetsmodus, og 2 070 m-kg med 18 rpm med lavt dreiemoment, høyhastighetsmodus. De hydrauliske motorer kan alternativt tilveiebringe 24 rpm maksimumshastighet og lavt dreiemoment, høyhastighetsmodus, ved 216,4 I/min. som er den tillatte maksimale gjen-nomstrømningshastighet ved bruk av en standard PVG 120 Danfoss™ ventilpakke, selv om alternative ventilsystemer kan brukes for å tilveiebringe enda høyere hastigheter ved høyere gjennomstrømnmgshastigheter. Den øvre tang 108 kan brukes for rør med en utvendig diameter i området fra 5,24 cm (2 1/16 tommer) til 21,9 cm (8 5/8 tommer) idet en rekke kjever og bakker leveres etter behov for å imøtekomme de varierende diametrer. Gnpeområdet for kjever som leveres med svalehalebakker er 1,27 cm under kjevenes nominelle størrelse, og gnpeområdet for kjever levert med klavebakker er at klavebakkene maskineres til å passe til spesifikke produksjonsrør-, fonngsrør-, rørkoplmgs-, koplings- eller tilbehørsdiametrer.

Den nedre tang eller rotasjonsstøtten 109 har to funksjoner. Under boreoperasjoner genererer rotasjonsstøtten 109 det dreiemoment som er nødvendig for høyhastighets-fresmg og -boring. Dette dreiemoment overføres til arbeids- eller borestrengens 17 ytre diameter ved hjelp av tre glidende kjever. Under inn-/utkjønngsoperasjoner er kjevene i rotasjonsstøtten 109 aktivert for å gripe røret 17 og motvirke dreiemomen-tet generert av den øvre tang 108 ved tiltrekking eller fraskruing av rørforbmdelsene. Rotasjonsstøtten 109 skiller seg imidlertid fra den øvre tang 108 ved flere aspekter. For det første har rotasjonsstøtten 109 store rotasjonsbordlagre (ikke vist) for å støtte det ringformede drev (ikke vist), i stedet for en sene manualformede rullesammenstil-linger (ikke vist) som er tilveiebrakt på den øvre tang 108. Rotasjonsstøttens 109 le-geme er dessuten avtettet og fylt med girolje for å beskytte lagrene i tannhjuIsflater under lengre perioder med boring. Det er også tilveiebrakt et hydraulisk drevet brem-sesysteiri (ikke vist) som tillater kontrollert frigjøring av resterende arbeidsstrengdreiemoment. Rotasjonsstøttens 109 drivverk (ikke vist) ligner imidlertid den øvre tangs 108 drivverk (ikke vist), men oppviser forskjellige motorslagvolum og utveks-hngsforhold. Som den øvre tang 108 benytter imidlertid rotasjonsstøtten 109 tre kjever som praktisk talt omslutter røret 17 for å maksimere dreiemoment mens merke-og skadedannelse på den ytre flate av røret 17 minimeres. Det kamdrevne kjevesystem (ikke vist) i rotasjonsstøtten 109 kan åpnes for å tillate produksjonsrør- og fo-nngsrørkoplinger å passere, og rotasjonsstøttens 109 kjevesystemer (ikke vist) er ombyttbare med dem i den øvre tang 108. Svalehalelistbakker (ikke vist) kan tilveiebringes for rotasjonsstøttens 109 kjever til bruk sammen med borerørskoplmger, og klavebakker kan brukes for produksjonsrør eller foringsrør. I tillegg kan bakker skiftes ut mens borerøret 17 passerer gjennom rotasjonsstøtten 109, og rotasjonsstøtten 109 kan betjenes manuelt for å øke dens boring for å tillate rørkoplinger med diametrer opp til 28,1 cm å passere. To to-hastighets hydrauliske motorer (ikke vist) tilveiebringer hastigheter for frese- og boreoperasjoner. En avtakbar nedre rørføringsplate-sammenstilling (ikke vist) tilveiebringes separat for hver spesifikke koplingsdiameter og bidrar til å rette inn rør under jekkeoperasjoner.

Den hydrauliske krafttilførsel for rotasjonsstøtten 109 har en ytelse på 659,2 l/min. og 155,1 bar (190 hydrauliske hestekrefter) og tilveiebringer 1035 m-kg ved 80 rpm i høyhastighets-/lavmomentsmodus og 2070 m-kg ved 40 rpm i høymoments-/lavhastighetsmodus.

Rørkapasiteten og gripeområdet for rotasjonsstøtten 109 er den/det samme som for den øvre tang 108.

Det vises igjen til fig. 17(a), hvor tangrammen 110 er boltet til vandreholdekilene 114 via en nedre tangramme 111, selv om det skal bemerkes at noen oppsett kan kreve en separat overgangsplate (ikke vist). Den øvre tang 108 er opphengt innenfor tangrammen 111 via dobbeltvirkende fjaersammenstillinger plassert på ben 113 (se fig. 17(b)) som strekker seg oppover fra rotasjonsstøtten 109. Den øvre tang 108 kan festes med pinne i én av to posisjoner for å lette tiltrekking av arbeidsstrengrørkop-hnger og forbindelser som benytter koplinger. Fjærsammenstillingene (ikke vist) i benene 113 tillater den øvre tang 108 å flyte ± 6,35 cm for å etterkomme gjengestigning under tiltrekking eller fraskruing. En øvre ledeplate 115 med U-formet åpning er festet til den øvre ende av benene 113 og er utstyrt med løfteøyne 117 som muliggjør håndtering av tangrammen 110. En valgfri fjernstyrt regulerbar øvre ledeplatesammenstilhng kan tilveiebringes for å lette ikke-manuell sammenføring av rør, og den fjernstyrte regulerbare øvre ledeplatesammenstilhng virker derfor som en hydraulisk sentrenngs-hylse for rørene. Tangrammen 110 er omtrent 99,1 cm bred ganger 99,1 cm dyp.

Rotasjonslagersammenstilhngen 112 tillater vandreholdekilene 114 å rotere under belastning mens røret 17 manipuleres. Rotasjonslagersammenstilhngen 112 er festet til den øvre ende av syhnderplaten 116 i nedtruingsenheten 20 og oppviser en flens (ikke vist) som skal romme vandreholdekilens 114 festebolter (ikke vist). Disse be-lastninger overføres til et rotasjonsbordlagersystem (ikke vist) med stor diameter, hvilket løper innenfor et lukket hus i sammenstillingen 112 for å verne mot forurensning. Et integrert hydraulisk svivelsystem (ikke vist) tillater kontinuerlig drift av holde-kilen 114 uten behov for tilkopling eller fråkopling av slanger. Svivelen oppviser et kjølesystem (ikke vist) for å minimere oppbygging av varme i tetninger (ikke vist), mens rotasjonslagersammenstillingen 112 brukes for langvarige boreoperasjoner. Inn-ledende spesifikasjoner for rotasjonslagersammenstilhngen 112 er som følger:

Nominell trykkbelastning 208 840 kg

Nominell strekkbelastning (nedtruing), 77 180 kg

Grense rotasjonshastighet (sviveltetningsmerking) 106 rpm

Sviveltrykk, maksimum (statiske betingelser,

ingen rotasjon) 103,4 bar

(Merk: trykk skal avlastes svivelen mens denne roterer)

Maksimumstrykk svivelkjølemiddel 4,1 bar

Anbefalt strømmngshastighet ved tilførsel

av svivelkjølemiddel 22,7-45,5 l/min.

Svivelen skal kjøles med ferskvann, selv om frostvæske basert på glyserol, eller lignende, kan være nødvendig ved kaldt klima.

Et fjernstyrings- og instrumentenngskonsoll kan også være tilveiebrakt, hvilket oppviser direktevirkende hydrauliske stynngsventiler (Ikke vist) for å tilveiebringe styring for følgende: i) Manuell retnmgsstyring for tangmotorretnmg, hvilken benytter en Danfoss PGV 120™ lastuavhengig proporsjonal hydraulisk styringsventilsammenstil-ling (ikke vist) for dnvenhet med åpen sløyfe med en manuell spakbetjent ventilseksjon for å regulere tangmotoren med strømningshastigheter til 216,4 l/mm.

ii) Tangmotormodus (høyt dreiemoment, lav hastighet eller lavt dreiemoment,

høy hastighet).

ni) Tangmomentbegrenser (manuell forhåndsinnstilhng for automatisk dumping, og en elektronisk solenoid kan tilføye datastyrt dumping).

iv) Støttepinne for tang.

v) Trykkreg ule ring i hydrauhkksystem.

vi) Manuell retnmgsstyring for rotasjonsstøttemotor som benytter en hydraulisk stynngsventilsammenstilling for dnvenhet med åpen sløyfe med en manuell spakbetjent ventilseksjon. Én seksjon regulerer rotasjonsstøttens 109 motorer med volumstrømmer til 659,2 l/min. som er den maksimalt tillatte volumstrøm for kontinuerlig drift i høyhastighetsmodus. Trinnløs ro-tasjonshastighetsregulenng kan oppnås mest effektivt ved bruk av variable fortrengningspumpesystemer. Alternativt kan hastigheten reguleres ved å strupe reguleringsventilretningen eller ved bruk av en regulerbar volum-strømventil.

vii) Modus for rotasjonsstøttens 109 motor, hvilken sørger for høyt dreiemoment, lav hastighet eller lavt dreiemoment, høy hastighet.

vim) Støttepinne for tang for rotasjonsstøtten 109.

iX) Bremsesystemstyring.

x) Dreiemomentmåling (type hydraulisk) med demperventil.

xi) Trykkmåler for hydraulisk system.

Idet det igjen vises til fig. 8a, vil det nå bli beskrevet en innkjønngsoperasjon i et allerede boret borehull. Det kan forklarende nevnes at en innkjønngsoperasjon utføres for å føre mn verktøyer som er nødvendige i borehullet for en spesifikk brønnoperasjon.

I og med at borehuller er flere tusen meter dype, må borerørslengden 17 tilføyes i borestrengen og føres inn i borehullet så hurtig som mulig.

Det vil nå bli beskrevet en tiltrekkings-/fraskruingsmekanisme i overensstemmelse med den herværende oppfinnelse.

Fig. 8a viser den øvre ende av et borerør 17c som rager oppover fra nedtruingsenheten 20. På dette tidspunkt er de faste holdekiler 124 som er plassert inne i et fast holdekilehus 3, aktivisert for å gripe fast mot den ytre flate av den nedre ende av bo-rerøret 17c, slik at de faste holdekiler 124 bærer hele vekten av borestrengen. De fire hydrauliske jekkesylindrer 122 blir deretter aktivert for å løfte nedtruingsenheten 20 oppover til den når posisjonen vist på fig. 7a og 9a, slik at den øvre ende av borerøret 17c og den nedre ende av borerøret 17b er plassert innenfor nedtruingsenheten 20.

Vandreholdekilene 114 blir deretter aktivisert for å gå i inngrep med den ytre flate av borerøret 17c like nedenfor den øvre ende av dette. Rotasjonsstøttens 109 kjever blir deretter aktivisert for å gå i inngrep med den ytre flate av borerøret 17c umiddelbart nedenfor den øver ende av dette, og den øvre tangs 108 kjever aktiviseres for å gå i inngrep med den øvre flate av borerøret 17b umiddelbart over den nedre ende av dette. De faste holdekiler 124 frigjøres deretter og de hydrauliske jekkesylindrer 122 aktiveres deretter for å bevege nedtruingsenheten 20 nedover. Samtidig betjenes den øvre tang 108 for å rotere borerøret 17b i forhold til borerøret 17c, slik at de to skjøter på disse trekkes til med den ønskede dreiemomentverdi. Innen nedtruingsenheten 20 har nådd posisjonen vist på fig. 10a, er derfor skjøten mellom borerøret 17b og 17c trukket til. Rørhåndtenngsfluidsvivelen 13b kan deretter frigjøres fra den øvre ende av borerøret 17b og kan beveges nedover på armskinnen 9b, som vist på fig. 11b og 12b for å hente opp et annet rør 17. De faste holdekiler 124 blir deretter aktivisert igjen til å gå i inngrep med den ytre flate av borerøret 17b, og når dette er gjort, kan inngre-pet mellom den øvre tang 108, rotasjonsstøtten 109 og det respektive borerør 17b, 17c frigjøres. De hydrauliske jekkesylindrer 122 blir deretter aktivert nok en gang, slik at nedtruingsenheten 20 beveger seg til stillingen vist på fig. 13a. Vandreholdekilene 114 aktiviseres igjen til å gripe borerøret 17, og de faste holdekiler 124 frigjøres. De hydrauliske jekkesylindrer 122 aktiveres deretter til å bevege seg nedover, slik at nedtruingsenheten 20 og vandreholdekilene 114 støter borestrengen 17 inn i borehullet. En typisk bevegelseslengde for de hydrauliske jekkesylindrer 122 og derved slagleng-de for borestrengen 17 er 4 meter. Nedtruingsenheten 20 beveger seg derfor fra stillingen vist på fig. 13a til stillingen vist på fig. 14a og 15a. I tillegg har de leddede rø-rarmer 12a beveget røret 17a slik at det er koaksialt med borerøret 17b.

De faste holdekiler 124 blir nok en gang aktivisert til å gå i inngrep med borerøret

17b, og vandreholdekilene 114 frigjøres, slik at de hydrauliske jekkesylindrer 122 beveger nedtruingsenheten 20 til stillingen vist på fig. 16a, slik at den øvre ende og den nedre ende av de respektive borerør 17b og 17a er plassert innenfor nedtruingsenheten 20.

Denne prosess gjentas for så mange seksjoner av borerør 17 som er nødvendig for å sette sammen den ønskede lengde borestreng 17.

Denne prosess tilveiebringer en ekstremt hurtig tiltrekking (eller ved motsatt operasjon, fraskrumg) for en inn-/utkjøringsoperasjon.

Ved inn-/utkjøringsoperasjoner er det vanligvis ikke nødvendig å rotere borestrengen. Ved boreoperasjoner er det imidlertid nødvendig at borestrengen 17 roteres, og det er også nødvendig at det foregår sirkulasjon gjennom borestrengens 17 boring ned til borekronen som er plassert i bunnen av borestrengen 17. Boreriggen 100 er i stand til å tildele borestrengen 17 rotasjonsbevegelse uten at det kreves et tradisjonelt rota sjonsbord eller toppdrevet rotasjonssystem, og den kan også tilveiebringe kontinuerlig sirkulasjon gjennom borestrengens 17 boring, slik det nå vil bli beskrevet.

Vandreholdekilene 114, som tidligere beskrevet, brukes for å senke borestrengen 17 ned i, eller løfte borestrengen 17 fra, borehullet, og styringssystemet for de hydrauliske jekkesylindrer kan drives slik at sylindrene 122 kan skyve borestrengen 17 inn i hullet. For eksempel kan boreoperasjonen kreve at borestrengen 17 tvinges ned i hullet med en viss vektprosent av borerøret 17, slik som 10 vektprosent. Rotasjonslagersammenstillingen 112 og vandreholdekilene 114 kan også drives til å tildele borestrengen 17 rotasjon, enten idet den føres mn i eller idet den trekkes ut fra borehullet, eller til og med mens borestrengen 17 er vertikalt stasjonær.

I tillegg, eller alternativt, til at rotasjonslagersammenstillingen tilveiebringer kraften for å rotere borestrengen 17, kan rotasjonsstøtten 109 drives for å tildele borestrengen 17 rotasjon.

En anordning og en fremgangsmåte for kontinuerlig sirkulasjon i overensstemmelse med den herværende oppfinnelse vil nå bli beskrevet, hvilke særlig er til bruk under en frese-/boreoperasjon.

Fig. 18 til 23 viser et parti av et apparat 130 i systemet med kontinuerlig sirkulasjon, mens fig. 24 til 28 viser flytskjemaer for dettes drift. Fig. 19 viser apparatet 130 med kontinuerlig sirkulasjon isolert, og fig. 18 viser apparatet 130 med kontinuerlig sirkulasjon innbefattet i nedtruingsenheten 20. Det vises først til fig. 19 hvor det vises en første utførelse av apparatet 130 som omfatter en øvre tetning 132 i form av et shaffertetningselement 132, en nedre tetning i form av et par lukkehoder 134a, 134b og en midtre helboringsventil 136 i form av en 689,5 bars plateventil 136. Det er også tilveiebrakt hus for disse komponenter i form av et deksel 138 av shaffertypen, et midtre hus 140 og et hovedhus 142. Shaffertetnmgen 132 er forsynt med en stempel-sammenstilling 144 som kan beveges oppover for å aktivisere shaffertetningen 132 rundt den ytre flate av et rør 17 plassert i shaffertetnmgens 132 boring, ved innføring av trykksatt hydraulikkfluid i en tetning-lukket-port 146. Stempelsammenstillingen 144 kan beveges nedover for å frigjøre shaffertetnmgens 132 tettende virkning på borestrengen 17 ved innføring av hydraulikkfluid i en tetning-åpen-port 148.

Det er viktig å legge merke til at en senterspmdel 137 i plateventilen 136 ikke er plassert på den tiltenkte bane for borestrengens 17 lengdeakse. Plateventilens 136 hoved-arbeidsplan er imidlertid perpendikulært på lengdeaksen til borestrengens 17 tiltenkte bevegelsesbane. Det er tilveiebrakt et par sirkulære åpninger 150a, 150b i plateventi len 136, og et par tetningsringer 152a, 152b er tilveiebrakt på den øvre flate av plateventilen 136, slik at sentrene i åpningene 150a, 150b og tetningsrmgene 152a, 152b er plassert med samme radius fra senterspmdelen 137. Dessuten befinner åpningenes 150a, 150b sentre seg på samme diameter, og tetningsringenes 152a, 152b sentre befinner seg også på samme diameter. Ventilplaten 136 er innrettet slik at i og med at senterspmdelen 137 er ute av senter i forhold til borestrengens 17 lengdeakse, gjen-nomskjærer midtpunktet i åpningene 150a, 150b og tetningsrmgene 152a, 152b borestrengens 17 lengdeakse når ventilplaten 136 roterer. Senterspmdelen 137 er med andre ord plassert ute av senter med en avstand lik radien for åpningenes 150 og tetningsringenes 152 senterlinjer.

Som vist tydeligst på fig. 20, er det utformet en sirkulasjonsport 154 umiddelbart vertikalt nedenfor stedet for plateventilen 136 og umiddelbart vertikalt ovenfor lukkehodene 134a, 134b.

Lukkehodenes 134a, 134b indre flater er utformet slik at når lukkehodene 134 bringes sammen, tilveiebringer de en tett pasning rundt den ytre flate av borerøret 17.

Plateventilen 136 er forsynt med en fortannet flate 156 og det er også tilveiebrakt en innvendig hydraulisk motor 158 med en hensiktsmessig fortannet drivenhet, slik at aktivering av den hydrauliske motor 158 roterer plateventilen 136.

Det er valgfritt, men fortrinnsvis, tilveiebrakt en ytterligere port 220 (som vist på fig. 24) mn til det indre kammer i apparatet 130 for kontinuerlig sirkulasjon, hvor den ytterligere port 220 er plassert mellom shaffertetningselementet 132 og plateventilen 136. Den ytterligere port 220 kan åpnes for å blåse ut luft fra rørlengden 17b som føres inn i apparatet 130 før plateventilen 136 åpnes; på denne måte lukkes først shaffertetningen 132 rundt rørlengden 17b, og den ytterligere port 220 åpnes, slik at luft kan spyles ut eller pumpes ut av lengden 17b.

Det er videre valgfritt, men fortrinnsvis, tilveiebrakt et skjøttetthetskontrollapparat til bruk sammen med apparatet 130 med kontinuerlig sirkulasjon; hvilket skjøttetthets-apparat (ikke vist) tilveiebringer en utvendig trykkontroll av tettheten i de rørskjøter som er trukket til med apparatet 130 med kontinuerlig sirkulasjon. For å benytte skjøttetthetsapparatet, holdes den rørskjøt som skal kontrolleres, inne i midten av apparatet 130 med kontinuerlig sirkulasjon, dvs. i posisjonen vist på fig. 25. Lukkehodene 134a, 134B holdes i lukket stilling, slik at de tetter rundt den øvre ende av det nedre rør 17c. Deretter blir enten et fluid eller mer fortrinnsvis en gass, slik som nit-rogen eller mest fortrinnsvis helium, ført mn undertrykk i kammeret (partiet mellom sirkulasjonsporten 154 og injeksjonsporten 184) gjennom enten sirkulasjonsporten

154 eller injeksjonsporten 184 til trykket i fluidet eller gassen når et relativt høyt fast trykk. En trykkføler (ikke vist), som fortrinnsvis er en digital trykkføler, er tilveiebrakt enten i sirkulasjonsportens 154 eller i injeksjonsportens 184 ledning, og utverdiene fra trykkføleren blir fortrinnsvis koplet til et datastynngssystem som registrerer hele akti-viteten til riggen 100; idet datastynngssystemet typisk er plassert i riggens kontroll-rom 31. Datastynngssystemet (ikke vist) overvåker utverdiene fra trykkføleren, slik at hvis utverdien fra trykkføleren begynner å falle, kan helheten i rørskjøten mellom det nedre rør 17c og det øvre rør 17b dras i tvil. En slik tvilsom rørskjøtforbindelse kunne skyldes en rekke faktorer slik som, men ikke begrenset til: 1) slitasje i skjøten; 2) forurensning i skjøtens skruegjengeforbmdelser;

3) utilstrekkelig dreiemoment anvendt på skjøten; og/eller

4) for hard griping eller utvasking gjennom skjøten ved tidligere innkjøring av skjøten i et borehull.

En andre utførelse av et apparat 160 med kontinuerlig sirkulasjon er vist i skjematisk form på fig. 26 og omfatter en øvre tetning 162 som kan være i form av et shaffertetningselement 162 lignende det som er vist på fig. 19, en nedre tetning 164, igjen i form av et shaffertetningselement og en plateventil 166, lignende den som er vist på fig. 19. Denne utførelse kalles en avdrivingskolonnekonstruksjon (stripper design) 160. Med hensyn til avdrivingskolonnekonstruksjonen 160 skal det bemerkes at den øvre tetning alternativt kan være et gummipakmngselement 162 i form av en gummi-ring 162. Denne tilveiebringer en friksjonstetning med hensyn til den utvendige flate av røret 17 eller rørskjøt og trenger ikke aktiveres. Gumminngens 162 indre diameter er litt mindre enn rørets 17 ytre diameter, og gumminngen 162 er elastisk, slik at den kan deformeres for å tillate skjøter å passere igjennom den. Det nedre tetningsele-ment 164 i avdrivingskolonnekonstruksjonen kan ha en lignende gummirmg 164.

En tredje utførelse av et apparat 170 med kontinuerlig sirkulasjon er vist på fig. 27 og 28 og omfatter en øvre tetning 172 i form av et par lukkehoder 172 lignende lukkehodene 134 vist på fig. 19, en nedre tetning 174 i form av lukkeholder 174, lignende lukkehodene 134 vist på fig. 19 og en senterventil 176 i form av et par tettende lukkehoder 176 for full boring. Denne tredje utførelse 170 kalles en lukkehodekonstruksjon 170.

En fremgangsmåte for å drive systemet med kontinuerlig sirkulasjon vil nå bli beskrevet.

For boreoperasjoner blir den nedre ende av en dnvrørsslange 180 festet til den øvre ende av det neste borerør 17 som skal skrus inn i borestrengen, mens den øvre ende av dnvrørsslangen 180 koples til rørhåndtenngsfluidsvivelen 13. En borevæsketilfør-selslednmg 182 koples til den ytre ende av svanehalsrøret 18. Det vises til fig. 9a, hvor det på dette punkt i sirkulasjonssystemsyklusen ikke sirkuleres noe borevæske gjennom svanehalsen 18, og den relative plassering av det nedre borerør 17c og det øvre borerør 17b inne i nedtruingsenheten 20 er vist i skjematisk form på fig. 24 på dette tidspunkt. En ventil V3som er plassert mellom drivrørsslangen 180 og væsketil-førselsledningen 182 er vist stengt. På dette tidspunkt er den midtre helboringsventil i form av plateventilen 136 vist lukket, idet den ene av tetningsrmgene 152 er konsentrisk med borerørets 17c lengdeakse. Den nedre ventil 134 er stengt rundt den ytre flate av den øvre ende av borerøret 17c, og injeksjonsporten 184 er lukket ved hjelp av ventil V2. En ventil V4 er også lukket og er plassert mellom drivrørsslangen 180 og en avtappmgsledning 186. Ventiler V5og Vter plassert mellom sirkulasjonsporten 154 og væsketilførselslednmgen 182, og på dette punkt er V5og Vi begge åpne, og derved blir borevæske tilført gjennom sirkulasjonsporten 154 og inn i den indre boring i nedtrumgsenheten 20 og derved den indre boring i borerøret 17c.

Det skal også bemerkes at nedtruingsenheten 20 er forsynt med et annet holdekile-system 190 i form av øvre holdekiler 190 som vanligvis bare vil bli benyttet under en operasjon med kontinuerlig sirkulering. De øvre holdekiler 190 (ikke vist på fig. 17(a), men vist i skjematisk form på fig. 24 og 25, og vist i en foretrukket form på fig. 29, 30 og 31) er montert på den øvre ende av en mateplate 192 i nedtruingsenheten 20 ved hjelp av et arrangement av hydrauliske jekkesylindrer 194, og i en foretrukket utførel-se finnes det fire slike hydrauliske jekkesylindrer 194. De øvre holdekiler 190 kan betjenes for å gripe fast om borerøret 17b når dette føres inn i nedtruingsenheten 20, slik at den øvre holdekile 190 tilveiebringer støtte til borerøret 17b, og de hydrauliske jekkesylindrer 194 aktiveres for bestemt å senke eller mate borerøret 17b mn i nedtrumgsenheten 20.

Det neste operasjonstrinn er vist på fig. 25 som viser at den midtre plateventil 136 er blitt dreid slik at en åpning 150 er koaksial med borerørenes 17 lengdeakse. Samtidig er den øvre tetning 132 lukket rundt det øvre rør 17b, og ventilen V3 er åpnet. Dette skyller fluid mn i borerøret 17b og utjevner derved trykket over plateventilen 136 med trykket nedenfor plateventilen 136 siden ventilene V5og Vi fremdeles er åpne.

De øvre holdekiler 190 forblir aktivert for fast å gripe og derved støtte borerøret 17b mot kraften fra det trykk som ellers ville tvinge borerøret 17b oppover og ut av snubbing eller nedtruingsenheten 20.

Plateventilen 136 blir deretter rotert til posisjonen vist på fig. 25, slik at én av åpningene 150 er konsentrisk med borerørets 17 lengdeakse. Ventilen Vi er deretter lukket.

Nedoverbevegelse av det øvre rør 17b tar til igjen som tidligere beskrevet (dvs. ved en kombinasjon av nedoverbevegelse av vaiertrekket 10b og også nedoverbevegelse av de hydrauliske jekkesylindrer 194) til det kommer like i nærheten av den øvre ende av det nedre rør 17c. Ventilen V2åpnes deretter og et egnet fluid tilføres i injeksjonsporten 184 via den nå åpne V2for å spyle gjengene på de to rør. Derved betjenes den øvre tang 108 og den nedre tang eller rotasjonsstøtten 109 for å gripe de to rør 17b, 17c, og aktiveringen av de øvre holdekiler 190 på borerøret 17b frigjøres. Deretter betjenes den øvre tang 108 og den nedre tang/rotasjonsstøtten 109 for å trekke til de to rør 17b, 17c.

Borestrengen 17 fortsetter sin nedadrettede bevegelse gjennom drift av de hydrauliske jekkesylindrer 122, vandreholdekilene 114 og de faste holdekiler 124 til et tidspunkt hvor den øvre ende av røret 17b befinner seg i gjengeinngrepshøyde; dvs. stedet for røret 17c som vist på fig. 24. Dnvrørsventilen trekkes deretter tilbake fra den øvre ende av røret 17b og trekkes oppover av kompensasjonsvinsjen og/eller de øvre holdekiler 190 og de hydrauliske jekkesylinderer 194. Det skal bemerkes at den øvre tetning 132 fremdeles tetter rundt dnvrørsventilen. Når dnvrørsventilen har passert oppover gjennom åpningen 150, lukkes den midtre plateventil 136. Ventilen V4åpnes deretter for å avlaste trykk, og V3lukkes og V5åpnes. Det øvre tetmngselement 132 kan deretter åpnes og den neste rørlengde kan føres inn i nedtruingsenheten. Fremgangsmåten gjentas for så mange rørlengder som trengs, og derved oppnås kontinuerlig sirkulasjon av borefluid gjennom borestrengen.

Fig. 29 til 31 viser en foretrukket form av en holdekilemekanisme 200; det skal bemerkes at holdekilemekamsmen 200 fortrinnsvis er egnet til bruk som de faste/stasjonære holdekiler 124 og/eller vandreholdekilene 114 og/eller de øvre holdekiler 190.

Holdekilemekamsmen 200 kan også kalles en nedtruingsholdekilemekanisme 200. Holdekilemekamsmen 200 omfatter en holdekileskål 202 eller holdekilehus 202 som er forsynt med minst én, og fortrinnsvis fire, hydrauliske jekkesylindrer 204 som strekker seg vertikalt oppover fra bunnelementet i holdekilehuset 202. Det er tilveiebrakt fire nedtruingsholdekiler 206 inne i holdekilehuset 202 hvor bredden av hver nedtrumgs-holdekile 206 ikke omskriver mer enn 90° av en sirkel. De innerste flater av hver av nedtruingsholdekilene 206 har en felles krumning, slik at når de er i den lukkede stilling som vist på fig. 30, kommer de 206 sammen til dannelse av en indre boring og er forsynt med en overflate som kan gå i inngrep på egnet måte, slik at de 206 er i stand til å gripe den ytre flate av borerøret 17 på en sikker måte og således kan bære vekten av borestrengen.

Den indre flate av holdekilehuset 202 koner utover fra bunnelementet i holdekilehuset 202 til det øverste parti av holdekilehuset 202, og det er utformet fire langsgående spalter (ikke vist) med lik avstand imellom rundt den indre flate av holdekilehuset 202. En langsgående svalehaleformet kile (ikke vist) er tilveiebrakt på den ytre flate av hver nedtruingsholdekile 206, slik at den svalehaleformede kile går i inngrep med den respektive spalte i holdekilehuset 202. Den øvre ende av de hydrauliske jekkesylindrer 204 er på egnet måte koplet til hver nedtruingsholdekile 206, slik at aktivering av de hydrauliske jekkesylindrer 204 beveger sylindrene 204 fra deres grunnstilling (ikke utslått) vist på fig. 30 til fullt utslått stilling vist på fig. 29; på denne måte kan nedtruingsholdekilene 206 beveges fra lukket (og rørgnpende) stilling vist på fig. 30 til den åpne (og ikke-rørgripende) stilling vist på fig. 29.

Det skal bemerkes at det tradisjonelt, særlig når rør slik som fonngsrør og forleng-nmgsrør (som har en slett ytre flate langs sin lengde) føres gjennom et sett holdekiler, benyttes en sikkerhetsmekanisme. Denne tradisjonelle sikkerhetsmekanisme omfatter en manuell klemme som settes rundt den ytre flate av røret, og som må settes på manuelt av en operatør slik som en boredekksarbeider. Den manuelt påførte klemme er innrettet til å virke som et sikkerhetselement slik at hvis nedtruingsholdekilene 206 mister sitt grep på den glatte ytre flate av foringsrør-/forlengnmgsrørstrengen, vil da den manuelt påførte klemme kollidere mot den øvre flate av nedtruingsholdekilene og således tvinge dem lengre nedover den konede flate og derved øke grepet som nedtruingsholdekilene påfører foringsrørets ytre flate. Dette tradisjonelle klemmearrang-ement er imidlertid farlig å anvende og også tidkrevende.

I overensstemmelse med den herværende oppfinnelse er det montert en sikkerhetsholdekile 208 på den øvre ende av hver nedtruingsholdekile 206 ved hjelp av en for-spenningsmekamsme slik som et sett spiralfjærer 210; fagfolk på området vil imidlertid forstå at en annerledes type forspenningsmekanisme vil kunne brukes, slik som en bladfjær eller et gummi-/neoprenelement (ikke vist) eller et spakarrangement som vist i den andre utførelse på fig. 32 til 34. Spiralfjaerene 210 er innrettet til naturlig å forspenne sikkerhetsholdekilene 208 bort fra nedtruingsholdekilene 206. Når nedtruingsholdekilene 206 er i den lukkede stilling som vist på fig. 30, griper de forings-rørstrengen eller borestrengen 17, og sikkerhetsholdekilene 208 griper også den ytre flate av strengen siden den bakre ende eller ytterste ende av hver sikkerhetsholdekile 208 ligger an mot en sikkerhetsholdekilestopper 212 som hensiktsmessig er montert på egnet måte på den øvre ende av nedtrumgsholdekilen 206. Enda mer fordelaktig er sikkerhetsholdekilen 208 forsynt med et bevegelig sikkerhetsholdekileforstykke 214 hvor sikkerhetsholdekileforstykket 214 er montert på sikkerhetsholdekilebakstykket 208 ved hjelp av et arrangement med svalehaleformet kile (ikke vist) og spalte (ikke vist) tilveiebrakt på en konet flate, som vist på fig. 31.

Mens sikkerhetsholdekileforstykket 214 griper fonngsrørstrengen, vil følgelig sikkerhetsholdekileforstykket 214 og deretter sikkerhetsholdekilebakstykket 208, dersom fonngsrørstrengen begynner å gli gjennom nedtruingsholdekilene 206 når disse er i lukket stilling, bevege seg nedover sammen med fonngsrørstrengen mot forspen-ningsvirkningen fra spiralfjærene 210 til den nedre flate av forstykket 214 og bakstyk-ket 208 kolliderer med den øvre flate av nedtruingsholdekilene 206 over hele tverr-snittsarealet av den øvre flate av nedtruingsholdekilene 206 (som er større i tverrsnittsareal enn den nedre flate av nedtruingsholdekilene 206). Den forannevnte kollisjon påvirker følgelig nedtruingsholdekilene 206 til å bevege seg nedover til å gripe rørstrengen enda mer. Når rørstrengen eller borestrengen er klar til å beveges med hensikt gjennom holdekilemekanismen 200, aktiveres sylmdrene 204 til å slå utover fra den lukkede stilling på fig. 30 til den åpne stilling på fig. 29. På denne måte blir nedtruingsholdekilene 206 og sikkerhetsholdekilene 208, 214 ikke bare beveget oppover, men utover og bort fra rør-/borestrengen 17, og sikkerhetsholdekilene 208, 214 beveges oppover og bort fra nedtruingsholdekilene 206 av forspenningsmekanismen 210, slik at de 208, 214 igjen inntar sin 208, 214 utgangsstilling (med avstand imellom).

Utførelsen av holdekilemekanismen tilveiebringer følgelig en automatisk sikkerhets-holdekileanordnmg 208, 214 som ikke krever manuell mellomkomst.

Fig. 32, 33 og 34 viser et alternativt arrangement for sikkerhetsholdekilene 208, 214, hvor sikkerhetsholdekilene 208, 214 via en hengsle 218 og svmgaksel 219 beveger seg i en bue inn i inngrep og ut av inngrep med rørstrengen eller borestrengen 17, snarere enn i den vertikale bevegelse vist i utførelsen på fig. 29 og 30, hvor buebeve-gelsen er vist på fig. 33 med pilen 216.1 tillegg virker hengselen 218 som beveger seg rundt svmgakselen 219 som en sikkerhetsholdekilestopper 218, 219.

Det forannevnte apparat tilveiebringer særlige fordeler fremfor tradisjonelle overha-lings- og boreenheter. For eksempel er den i stand til å trekke til eller skru fra forbindelser under sirkulering og mn- eller utkjøring av rør i borehullet. Dessuten kan den erstatte et tradisjonelt rotasjonsbord og kan rigges opp på nesten enhver borerigg, plattform, boreskip eller flytende borefartøy. Til støtte på riggen blir jekkeholdekilene hentet opp som en rørlengde og ganske enkelt stukket ned i rotasjonsbordet. Enheten passer inn i flukt med nggdekket og gir rom for at det brukes rørhåndtenng som er vanlig på rigg. I dette scenario er det minimal eller ingen lænngskurve som riggperso-nellet må gjennomgå, og i og med at det ikke finnes noe løst utstyr over riggdekket 8 knyttet til dette apparat, er muligheten for at gjenstander faller ned, eliminert.

De unike leddede rørhåndteringsarmer 12 og tiltrekkingen med krafttang 108, 109 gjør apparatet 100 i stand til å trekke til rørforbindelser "på løpende bånd" idet en vedvarende innkjøringshastighet på over 60 lengder pr. time er mulig.

Apparatet 100 kan deles opp i greit håndterbare komponenter. Dessuten tillater trek-ket med kontinuerlig sirkulasjon en operatør å trekke til og skru fra forbindelser uten å stoppe sirkulenngen av fluid gjennom borestrengen. Det regnes med at systemet vil minimere sammenfall av borehull og differensialfastkjønng uten trykkutjevning i bore-hullsformasjonen.

Claims (34)

1. Apparat for sirkulering av fluid gjennom en rørstreng (17), hvilken streng (17) omfatter minst ett rør (17c), hvor apparatet omfatter: - en første fluidledning (180) for å tilføre fluid til boringen i et øvre rør (17b) som skal trekkes til i eller fraskrus fra rørstrengen (17); - en andre fluidledning (154) for tilføring av fluid til boringen i rørstrengen (17); - en første gnpeinnretning (108) innrettet til å gripe det øvre røret (17b), hvor den første gnpeinnretning (108) er i stand til å tilveiebringe rotasjon til det øvre røret (17b); - en andre gn<p>einnretning (109) innrettet til å gripe rørstrengen (17) mens den første gripeinnretningen (108) tilveiebringer rotasjon til det øvre røret (17b); - en rørbevegelsesmekanisme (114, 124, 122) som er i stand til bevege rør-strengen (17) i forhold til den første gripeinnretningen (108) og den andre gripeinnretningen (109), idet rørbevegelsesmekanismen (114, 124, 122) omfatter en tredje gnpeinnretning (114), en fjerde gripeinnretnmg (124) og et drivmiddel (122) for å bevege den tredje gn<p>einnretning (114) i forhold til den fjerde gripeinnretningen (124), og en ventilmekansime (136) mellom den første og andre gn<p>einnretning.

2. Apparat ifølge krav 1, hvor drivmiddelet er en fluidsylinder.

3. Apparat ifølge krav 1 eller 2, hvor den tredje gripeinnretningen (114) er i stand til å rotere sammen med rørstrengen (17).

4. Apparat ifølge krav 1, 2 eller 3, hvor den tredje gripeinnretningen (114) er i stand til å fjernstyres.

5. Apparat ifølge hvilket som helst av de foregående krav, hvor bevegelsesmidler er tilveiebrakt for å aktivere hver sin rotasjonsmekanisme til de første og andre gripeinnretninger (108, 109).

6. Apparat ifølge hvilket som helst av de foregående krav, hvor den andre gripeinnretningen (109) ytterligere omfatter en rotasjonsbordslagersammenstilling (112) som støtter gripemnretningens (109) ringformede drev.

7. Apparat ifølge hvilket som helst av de foregående krav, hvor den andre gripeinnretningen (109) ytterligere omfatter en bremsesystem som tillater kontrollert frigjøring av resterende arbeidsstrengdreiemoment.

8. Apparat ifølge hvilket som helst av de foregående krav, hvor den første fluidledning (180) kan bringes i frigjørbart inngrep med en øvre ende av det øvre rør (17b).

9. Apparat ifølge hvilket som helst av de foregående krav, hvor den første fluidledning (180) er forsynt med en ventilmekanisme (V3) som kan betjenes for å tillate fluidstrømning mn i og/eller hindre fluidstrømning inn i den første fluidledning (180) og/eller den øvre ende av røret (17b).

10. Apparat ifølge hvilket som helst av de foregående krav, hvor den ene ende av den andre fluidledning (154) står i fluidforbmdelse med et kammer, og den andre fluidledning (154) er forsynt med en ventilmekanisme (Vi) som kan betjenes for å tillate fluidstrømning inn i, eller hindre fluidstrømning inn i, den andre fluidledning (154) og/eller kammeret.

11. Apparat ifølge krav 10, hvor kammeret er tilpasset for å tillate et rør å bli trukket til i, eller bli fraskrudd fra, en rørstreng.

12. Apparat ifølge ett av kravene 10 eller 11, hvor kammeret omfatter en boring som er innrettet vertikalt for å være sammenfallende med lengdeaksen i mun-ningen i et borehull.

13. Apparat ifølge krav 12, hvor kammeret omfatter en øvre port (220), gjennom hvilken nevnte rør (17b) kan føres mn i eller tas ut av kammeret.

14. Apparat ifølge ett av kravene 12 eller 13, hvor ventilmekanismen (136) er akti-verbar for å tette kammerets boring på et sted nedenfor den øvre port (220).

15. Apparat ifølge krav 14, hvor det videre omfatter en øvre tetning (132) plassert ovenfor nevnte sted, hvor den øvre tetning (132) er innrettet til å tette rundt i det minste et parti av omkretsen av nevnte rør (17b).

16. Apparat ifølge krav 15, hvor den øvre tetning (132) omfatter en elastomensk ring som er tilpasset til å ha en indre diameter som er i det vesentlige den samme som den ytre diameter av i det minste et parti av røret (17b).

17. Apparat ifølge hvilket som helst av kravene 14 til 16, hvor det videre omfatter en nedre tetning (134) plassert nedenfor nevnte sted, hvor den nedre tetning (134) er innrettet til å tette rundt i det minste et parti av rørstrengens (17) omkrets.

18. Apparat ifølge krav 17, hvor den nedre tetning (134) omfatter en elastomensk ring som er tilpasset til å ha en indre diameter som er i det vesentlige den samme som den ytre diameter av i det minste et parti av rørstrengen (17).

19. Apparat ifølge krav 10, hvor det videre omfatter et ventilsystem som omfatter én eller flere ytterligere ventiler (V4, V5, V6), og som er tilveiebrakt for å regulere tilførselen av fluid til den første fluidlednings ventilmekanisme (V3) og den andre fluidlednings ventilmekanisme (Vi).

20. Apparat ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor apparatet omfatter en ventilmekanismen (136) for å tilveiebringe en tetning mellom to rør (17b, 17c), og hvor ventilmekanismen omfatter: et plateelement (136) som er i stand til å rotere om en akse; i det minste én boring (150a, 150b) utformet gjennom plateelementet (136); hvor plateelementet er i stand til å bevege seg mellom en første stilling hvor et parti (152a, 152b) av plateelementet (136) sperrer lengdeaksen til i det minste ett av rørene (17b, 17c); og en andre stilling hvor boringen (150a, 150b) er konsentrisk med lengdeaksen til i det minste ett av rørene (17b, 17c).

21. Apparat ifølge krav 20, hvor plateelementet (136) er i stand til å roteres mellom en første stilling hvor et parti (152a, 152b) av plateelementet sperrer lengdeaksen til begge rør (17b, 17c), og en andre stilling hvor boringen (150a, 150b) er konsentrisk med lengdeaksen til begge rør, og de to rør er konsentriske med hverandre.

22. Apparat ifølge ett av kravene 20 eller 21, hvor plateelementet (136) er sirkulært og er anordnet inne i et sylindrisk kammer, slik at plateelementets radius er perpendikulær i forhold til begge rørs (17b, 17c) lengdeakse.

23. Apparat ifølge krav 22, hvor plateelementets (136) midtakse er ute av senter med hensyn til begge rørs (17b, 17c) lengdeakse.

24. Apparat i følge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor i det minste én av gripeinnretningene omfatter et første arrangement av gripeelementer (206) som er tilpasset til å gripe i det minste det ene av rørene (17b, 17c), og et andre arrangement av gripeelementer (208) som er tilpasset for å gripe nevnte rør, hvor det første og det andre gripeelementarrangement (206, 208) er koplet til hverandre.

25. Apparat ifølge krav 24, hvor det første og det andre gripeelementarrangement (206, 208) er koplet til hverandre via en forspenningsmekanisme (210).

26. Apparat ifølge krav 25, hvor forspenningsmekanismen (210) er innrettet til å forspenne det første (206) og det andre gripeelementarrangement (208) bort fra hverandre.

27. Apparat ifølge hvilket som helst av kravene 24 til 26, hvor i det minste ett av hvert av det første (206) og det andre gripeelementarrangement (208) omfatter første og andre partier (208, 214), hvor det første parti er koplet til det andre parti via en konende overflate og en bevegelig låsemekanisme, slik at det første parti er i stand til å bevege seg med hensyn til det andre parti langs den konende overflate.

28. Apparat ifølge hvilket som helst av kravene 24 til 27, hvor det første gripeelementarrangement (206) er plassert vertikalt nedenfor det andre gripeelementarrangement (208), og det første gripeelementarrangement (206) omfatter et relativt stort overflateareal som skal gripe røret (17b, 17c).

29. Apparat ifølge krav 28, hvor det andre gripeelementarrangement (208) omfatter et relativt mindre overflateareal som skal gripe røret (17b, 17c).

30. Apparat ifølge hvilket som helst av kravene 24 til 29, hvor en nedre flate av det andre gripeelementarrangement (208) er koplet til en øvre flate av det første gripeelementarrangement (206), og den øvre flate av det første gripeelementarrangement (206) er av et større flateareal enn en nedre flate av det første gripeelementarrangement (206).

31. Apparat ifølge hvilket som helst av kravene 24 til 30, hvor det første gripeelementarrangement (206) omfatter en stopper (212) for å hindre bevegelse av det andre gripeelementarrangement (208) i en retning radialt bort fra det rør (17b, 17c) som gripes.

32. Fremgangsmåte for sirkulering av fluid gjennom en rørstreng (17), hvilken rør-streng (17) omfatter minst ett rør (17c), hvor fremgangsmåten omfatter: tilveiebringelse av en første fluidledning (180) for å tilføre fluid til boringen I et øvre rør (17b) som skal trekkes til i eller fraskrus fra rørstrengen (17); innfø-ring av den nedre ende av det øvre rør (17b) i en øvre port (220), idet en ventilmekanisme (136) hindrer fluidstrømning inn i den første fluidledning (180); å gripe det øvre rør (17b) ved hjelp av en første gn<p>einnretning (108); å selek tivt rotere det øvre rør (17b); tilveiebringe en andre fluidledning (154) for å til-føre fluid til boringen i rørstrengen (17); å gripe rørstrengen (17) ved hjelp av en andre gnpeinnretning (109); og selektivt rotere rørstrengen (17) ved hjelp av den andre gripeinnretnmg (109).

33. Fremgangsmåte ifølge krav 32, hvor den omfatter det ytterligere trinn for å betjene ventilmekanismen (136) for å tillate fluidstrømning mn i den første fluidledning (180) og øvre ende av det øvre røret (17b).

34. Fremgangsmåte ifølge krav 32 eller 33, hvor ventilmekanismen (136) omfatter: et plateelement (136) som er i stand til å rotere om en akse; hvilket plateelement (136) har i det minste én boring (150a, 150b); hvor plateelementet (136) er i stand til å roteres mellom en første stilling hvor et parti av plateelementet (136) sperrer lengdeaksen til i det minste ett av rørene (17b, 17c), og en andre stilling hvor boringen er konsentrisk med lengdeaksen til i det minste ett av rørene (17b, 17c).