DE69910543T2 - Verfahren und vorrichtung zur handhabung von bohrlochrohren - Google Patents
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Description
- Diese Erfindung betrifft einen Rohrhandhabearm und ein Verfahren für die Handhabung eines Bohrlochrohres.
- Eine Rohrhandhabevorrichtung weist im allgemeinen einen Rohrhandhabearm und eine Klemmvorrichtung auf. Der Rohrhandhabearm ist an einem Ende an einem Bohrturm oder an einem Bohrgerüstboden einer Bohranlage befestigt. Das andere Ende des Rohrhandhabearmes kann sich in mindestens einer Ebene frei bewegen, und im allgemeinen in zwei oder drei Ebenen. Die Klemmvorrichtung ist am freien Ende des Rohrhandhabearmes befestigt. Bei Benutzung wird das freie Ende des Rohrhandhabearmes zu einem Rohrgestell herübergeschwenkt. Die Klemmvorrichtung klemmt sich an einem Bohrlochrohr fest und nimmt das Bohrlochrohr danach auf und manövriert es in eine Position im allgemeinen über einen oberen Abschnitt eines Bohrlochrohrstranges im Bohrlochzentrum. Typischerweise sind die Bohrlochrohre nicht in vollkommener Ausrichtung infolge der Toleranz beim Rohrhandhabearm. Um eine richtige Ausrichtung zu sichern, wird dann eine Niederbringungsführung um den mit Gewinde versehenen Kasten des oberen Abschnittes des Bohrlochrohrstranges festgebunden. Der Gewindebolzen des Bohrlochrohres wird danach in den mit Gewinde versehenen Kasten des oberen Abschnittes des Bohrlochrohrstranges abgesenkt und in Ausrichtung damit mittels der Niederbringungsführung geführt.
- Obgleich es nur eine relativ kurze Zeit erfordert, um eine Niederbringungsführung zu montieren und zu entfernen, wäre es wünschenswert, diese Zeit wegen der hohen Kosten in Verbindung mit dem Arbeiten einer Bohranlage zu verringern.
- Das U.S. Patent Nr. 4625796 offenbart ein System für das Ausrichten von Bohrlochrohren, bei dem das zu verbindende Bohrlochrohr zu zwei Klemmbacken, die an einem Bohrturm montiert sind, mittels paralleler Arme transportiert wird.
- Das U.S. Patent Nr. 4650235 offenbart eine Befestigung für einen Rohrhandhabearm, wo sich ein Bohrlochrohr durch zentrierende Klemmbacken bewegen darf.
- Die vorliegende Erfindung liefert eine Vorrichtung für eine Befestigung an einem Rohrhandhabearm, wobei die Vorrichtung aufweist:
eine Stütze (2 ,8 );
eine Klemmvorrichtung (3 ,4 ) für das Festklemmen eines ersten Bohrlochrohres (70 ), wobei die Klemmvorrichtung verschiebbar an der Stütze angeordnet ist; und
eine Führung (10 ) für das Halten eines zweiten Bohrlochrohres (71 ), wobei die Führung verschiebbar an der Stütze angeordnet ist;
worin die Klemmvorrichtung und die Führung relativ zueinander in einer Richtung längs der Stütze beweglich sind, und wobei die Klemmvorrichtung und die Führung im wesentlichen in einer Richtung längs der Stütze ausgerichtet sind;
dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze in einen ersten Abschnitt (2 ) und einen zweiten Abschnitt (8 ) unterteilt ist, und dadurch, daß der zweite Abschnitt vom ersten Abschnitt versetzt ist. - Die Bohrlochrohre könnten ein Futterrohr, ein Liner oder eine andere Art von Rohr und insbesondere Bohrlochrohre mit großem Durchmesser sein, beispielsweise ein 36'' Futterrohr.
- Vorzugsweise sind die Klemmvorrichtung und die Führung an einer Stütze angeordnet.
- Vorteilhafterweise ist mindestens eine von Klemmvorrichtung und Führung längs der Stütze mittels eines hydraulischen Kolbens und Zylinders beweglich.
- Alternativ ist mindestens eine von Klemmvorrichtung und Führung längs der Stütze mittels eines pneumatischen Kolbens und Zylinders beweglich.
- Vorzugsweise ist die Stütze in einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt unterteilt, und der zweite Abschnitt ist vom ersten Abschnitt versetzt.
- Vorteilhafterweise weist die Vorrichtung außerdem eine zweite Klemmvorrichtung auf, die in einer unveränderlichen Beziehung zur Klemmvorrichtung ist.
- Vorzugsweise weist die Klemmvorrichtungen) Klemmbacken auf, die zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position beweglich sind.
- Vorzugsweise weisen die Klemmbacken zylindrische Rollen auf, um die Drehung des Bohrlochrohres zu begünstigen, während dessen axiale Bewegung verhindert wird.
- Vorzugsweise weist die Führung eine Klemmvorrichtung auf.
- Die vorliegende Erfindung stellt ebenfalls ein Verfahren zur Handhabung eines Bohrlochrohres bereit, das mit einem anderen Bohrlochrohr verbunden werden soll.
- Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung bezieht man sich jetzt als Beispiel auf die beigefügten Zeichnungen, die zeigen:
-
1A einen oberen Abschnitt einer Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung beim Einsatz; und -
1B einen unteren Abschnitt der Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung beim Einsatz. - Mit Bezugnahme auf die Zeichnungen wird eine Vorrichtung gezeigt, die im allgemeinen mit der Bezugszahl
1 gekennzeichnet wird. - Die Vorrichtung
1 weist eine im wesentlichen vertikale kastenförmige obere Stütze2 auf, die eine in Längsrichtung beabstandete obere und untere Klemmvorrichtung3 und4 aufweist, die verschiebbar daran montiert sind. Die obere und untere Klemmvorrichtung3 und4 sind mittels einer Stange5 verbunden. Die obere Klemmvorrichtung3 ist am Kolben eines hydraulischen Kolbens und Zylinders7 befestigt. Die Betätigung des hydraulischen Kolbens und Zylinders7 bewegt die obere und untere Klemmvorrichtung3 und4 längs der oberen Stütze2 . - Eine im wesentlichen vertikale kastenförmige untere Stütze
8 ist an der oberen Stütze2 mittels einer Platte9 befestigt. Die untere Stütze8 ist von der oberen Stütze2 nach hinten versetzt. Eine Führung in der Form einer Klemmvorrichtung10 ist nahe des unteren Endes der unteren Stütze8 angeordnet. - Die Vorrichtung
1 kann mit einem genormten Rohrhandhabearm (nicht gezeigt) anstelle der bekannten hierin vorangehend beschriebenen Klemmvorrichtung mittels eines Ansatzes11 verbunden werden. - Jede Klemmvorrichtung
3 ,4 ,10 weist zwei Klemmbacken12 ,13 ;14 ,15 ;16 ,17 auf, wobei jede Klemmbacke12 bis 17 um einen entsprechenden Bolzen18 ,19 ,20 ,21 ,22 ,23 mittels eines hydraulischen Kolbens24 ,25 ,26 drehbar ist. - Jede Klemmbacke
12 bis17 weist eine obere Platte27 bis32 und eine untere Platte33 bis38 auf, die durch Schraubenbolzen39 bis50 getrennt werden, auf die zylindrische Rollen51 bis62 montiert sind, so daß die Längsachse der zylindrischen Rollen51 bis 62 im wesentlichen senkrecht zur oberen und unteren Platte27 bis38 verläuft. - Eine jede Klemmbacke
12 bis17 ist an einem Ansatz63 ,64 ,65 befestigt. Die Ansätze63 und64 sind an entsprechende Hülsen66 und67 geschweißt, die verschiebbar auf der oberen Stütze2 angeordnet sind. Der Ansatz65 ist an einen Zwischenabschnitt69 geschweißt, der wiederum an die Hülse68 geschweißt ist. Die Hülse68 ist an der unteren Strebe8 mittels Madenschrauben (nicht gezeigt) befestigt. Die Hülse68 kann jedoch längs der unteren Stütze8 bewegt werden. Die Klemmbacken12 bis17 der Klemmvorrichtungen3 ,4 ,10 sind im wesentlichen in vertikaler Ausrichtung miteinander und vorzugsweise innerhalb einer Toleranz von einigen Millimetern. - Bei Benutzung wird die Vorrichtung
1 mit einem Rohrhandhabearm mittels des Ansatzes11 verbunden. Der Rohrhandhabearm ist im allgemeinen in drei Ebenen beweglich. Derartige Rohrhandhabearme werden gegenwärtig von der Varco BJTM, wie beispielsweise das automatische PLS-3TM Aufnahme/Ablegesystem, und der Martine HydraulicsTM geliefert, wie beispielsweise das EagleTM und Eagle LightTM Transportsystem. - Ein Bohrlochrohr
70 , das mit dem oberen Ende eines Bohrlochrohrstranges71 verbunden werden soll, wird durch die Klemmbacken12 ,13 ,14 ,15 der Klemmvorrichtungen3 ,4 von einem Gestell (nicht gezeigt) aufgenommen. Die Klemmbacken12 ,13 ,14 ,15 der Klemmvorrichtungen3 ,4 bewegen sich um die Bolzen18 ,19 ,20 ,21 durch Betätigung der hydraulischen Kolben24 ,25 . Die Rollen51 bis58 kommen mit dem Bohrlochrohr70 in Eingriff Das obere Ende des Bohrlochrohrstranges71 wird in einem Drehkreuz (nicht gezeigt) im Bohrgerüstboden (nicht gezeigt) gehalten. Das Bohrlochrohr70 wird danach in eine annähernde Ausrichtung, beispielsweise innerhalb einiger Zentimeter des oberen Abschnittes des Bohrlochrohrstranges71 , durch Handhabung des Rohrhandhabearmes gebracht, mit dem die Vorrichtung1 verbunden ist. - Die Klemmbacken
16 ,17 der Klemmvorrichtung10 bewegen sich um die Bolzen22 ,23 durch Betätigung der hydraulischen Kolben26 , und die Rollen55 bis58 bewegen sich umliegend und kommen mit dem oberen Abschnitt des Bohrlochrohrstranges71 in Eingriff. Während sich die Rollen55 bis58 in Eingriff mit dem Bohrlochrohrstrang71 bewegen, bewegt sich das Bohrlochrohr70 in Ausrichtung mit dem Bohrlochrohrstrang71 , wobei eine derartige Bewegung durch das „Spiel" im Rohrhandhabearm gestattet wird. Das Bohrlochrohr70 ist jetzt in Ausrichtung mit dem oberen Abschnitt des Bohrlochrohrstranges71 bei vorzugsweise innerhalb einiger Millimeter. Das Bohrlochrohr70 kann jetzt durch Betätigen des hydraulischen Kolbens7 abgesenkt werden. Ein Gewindebolzen72 des Bohrlochrohres70 ordnet sich im mit Gewinde versehenen Gehäuse73 des oberen Abschnittes des Bohrlochrohrstranges71 an. Die untere Stütze8 ist vom Bohrlochrohr70 und oberen Abschnitt des Bohrlochrohrstranges71 nach hinten versetzt, um zu gestatten, daß eine Zange und eine Stützzange (nicht gezeigt) verwendet werden, um den Gewindebolzen72 in das mit Gewinde versehene Gehäuse73 zu schrauben, um die Verbindung herzustellen. Alternativ kann ein Kopfantrieb (nicht gezeigt) am Bohrturm benutzt werden, um den Gewindebolzen72 in das mit Gewinde versehene Gehäuse73 zu schrauben. Die Rollen51 bis58 gestatten eine Drehung des Bohrlochrohres70 , während dessen Längsbewegung verhindert wird. - Es wird in Betracht gezogen, daß verschiedene Abwandlungen bei der bevorzugten Ausführung vorgenommen werden können, die das Ersetzen des hydraulischen Kolbens
7 durch einen pneumatischen Kolben einschließen, der mit der geeigneten Steuervorrichtung in der Lage sein wird, das Gewicht des Bohrlochrohres70 auszugleichen und eine potentielle Beschädigung an den Gewindegängen zu minimieren, während das Bohrlochrohr70 in das mit Gewinde versehene Gehäuse73 abgesenkt wird. - Es sollte beachtet werden, daß die Klemmvorrichtung
10 durch eine Führung ersetzt werden könnte, die am oberen Abschnitt des Bohrlochrohrstranges71 verschiebbar sein könnte, wenn sie um diesen herum geschlossen wird. Es wird jedoch empfohlen, daß eine Klemmvorrichtung10 verwendet werden sollte.
Claims (13)
- Vorrichtung für eine Befestigung an einem Rohrhandhabearm, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Stütze (
2 ,8 ); eine Klemmvorrichtung (3 ,4 ) für das Festklemmen eines ersten Bohrlochrohres (70 ), wobei die Klemmvorrichtung verschiebbar an der Stütze angeordnet ist; und eine Führung (10 ) für das Halten eines zweiten Bohrlochrohres (71 ), wobei die Führung verschiebbar an der Stütze angeordnet ist; worin die Klemmvorrichtung und die Führung relativ zueinander in einer Richtung längs der Stütze beweglich sind, und wobei die Klemmvorrichtung und die Führung im wesentlichen in einer Richtung längs der Stütze ausgerichtet sind; dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze in einen ersten Abschnitt (2 ) und einen zweiten Abschnitt (8 ) unterteilt ist, und dadurch, daß der zweite Abschnitt vom ersten Abschnitt versetzt ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Klemmvorrichtung (
3 ,4 ) am ersten Abschnitt (2 ) der Stütze angeordnet ist und die Führung (10 ) am zweiten Abschnitt (8 ) der Stütze. - Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der mindestens eine von Klemmvorrichtung (
3 ) und Führung (10 ) längs der Stütze (2 ,8 ) mittels eines hydraulischen Kolbens und Zylinders beweglich ist. - Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der mindestens eine von Klemmvorrichtung (
3 ) und Führung (10 ) längs der Stütze (2 ,8 ) mittels eines pneumatischen Kolbens und Zylinders beweglich ist. - Vorrichtung nach vorhergehenden Ansprüchen, bei der der erste Abschnitt (
2 ) mit dem zweiten Abschnitt (8 ) mittels einer Platte (9 ) verbunden ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, die außerdem eine sekundäre Klemmvorrichtung (
4 ) aufweist, die in einer unveränderlichen Beziehung zur Klemmvorrichtung (3 ) ist. - Vorrichtung nach vorhergehenden Ansprüchen, bei der die oder jede Klemmvorrichtung Klemmbacken (
12 bis17 ) aufweist, die zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position beweglich sind. - Vorrichtung nach Anspruch 7, die außerdem einen hydraulischen Kolben (
24 bis26 ) für das Bewegen der Klemmbacken (12 bis17 ) zwischen ihrer offenen und geschlossenen Position aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, bei der die Klemmbacken (
12 bis17 ) zylindrische Rollen (51 bis62 ) aufweisen, um die Drehung des Bohrlochrohres (70 ) zu begünstigen, während dessen axiale Bewegung verhindert wird. - Vorrichtung nach vorhergehenden Ansprüchen, bei der die Führung (
10 ) eine Klemmvorrichtung aufweist. - Vorrichtung nach vorhergehenden Ansprüchen, die außerdem einen Ansatz (
11 ) für eine Befestigung an einem Rohrhandhabearm aufweist. - Rohrhandhabearm, der ein feststellbares Ende und ein Ende aufweist, das sich in mindestens einer Ebene frei bewegen kann, wobei das freie Ende daran befestigt eine Vorrichtung nach Anspruch 11 aufweist.
- Verfahren zur Handhabung eines ersten Bohrlochrohres, das mit einem zweiten Bohrlochrohr verbunden werden soll, das die folgenden Schritte aufweist: Festklemmen des ersten Bohrlochrohres mit der Klemmvorrichtung einer Vorrichtung nach vorhergehenden Ansprüchen; und Benutzen der Klemmvorrichtung und der Führung der Vorrichtung, um das erste Bohrlochrohr mit dem zweiten Bohrlochrohr auszurichten.
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