DE69910543T2

DE69910543T2 - Verfahren und vorrichtung zur handhabung von bohrlochrohren

Info

Publication number: DE69910543T2
Application number: DE69910543T
Authority: DE
Inventors: Georg Lorenz
Original assignee: Weatherford Lamb Inc
Current assignee: Weatherford Lamb Inc
Priority date: 1998-02-14
Filing date: 1999-02-11
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2019-02-12
Also published as: AU2532899A; WO1999041486A1; GB9803115D0; EP1055049B1; EP1055049A1; US20030167623A1; CA2325875A1; DE69910543D1; US7036202B2; US6550128B1; GB2334270A

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 Stütze 2 auf, die eine in Längsrichtung beabstandete obere und untere Klemmvorrichtung 3 und 4 aufweist, die verschiebbar daran montiert sind. Die obere und untere Klemmvorrichtung 3 und 4 sind mittels einer Stange 5 verbunden. Die obere Klemmvorrichtung 3 ist am Kolben eines hydraulischen Kolbens und Zylinders 7 befestigt. Die Betätigung des hydraulischen Kolbens und Zylinders 7 bewegt die obere und untere Klemmvorrichtung 3 und 4 längs der oberen Stütze 2.
Eine im wesentlichen vertikale kastenförmige untere Stütze 8 ist an der oberen Stütze 2 mittels einer Platte 9 befestigt. Die untere Stütze 8 ist von der oberen Stütze 2 nach hinten versetzt. Eine Führung in der Form einer Klemmvorrichtung 10 ist nahe des unteren Endes der unteren Stütze 8 angeordnet.
Die Vorrichtung 1 kann mit einem genormten Rohrhandhabearm (nicht gezeigt) anstelle der bekannten hierin vorangehend beschriebenen Klemmvorrichtung mittels eines Ansatzes 11 verbunden werden.
Jede Klemmvorrichtung 3, 4, 10 weist zwei Klemmbacken 12, 13; 14, 15; 16, 17 auf, wobei jede Klemmbacke 12 bis 17 um einen entsprechenden Bolzen 18, 19, 20, 21, 22, 23 mittels eines hydraulischen Kolbens 24, 25, 26 drehbar ist.
Jede Klemmbacke 12 bis 17 weist eine obere Platte 27 bis 32 und eine untere Platte 33 bis 38 auf, die durch Schraubenbolzen 39 bis 50 getrennt werden, auf die zylindrische Rollen 51 bis 62 montiert sind, so daß die Längsachse der zylindrischen Rollen 51 bis 62 im wesentlichen senkrecht zur oberen und unteren Platte 27 bis 38 verläuft.
Eine jede Klemmbacke 12 bis 17 ist an einem Ansatz 63, 64, 65 befestigt. Die Ansätze 63 und 64 sind an entsprechende Hülsen 66 und 67 geschweißt, die verschiebbar auf der oberen Stütze 2 angeordnet sind. Der Ansatz 65 ist an einen Zwischenabschnitt 69 geschweißt, der wiederum an die Hülse 68 geschweißt ist. Die Hülse 68 ist an der unteren Strebe 8 mittels Madenschrauben (nicht gezeigt) befestigt. Die Hülse 68 kann jedoch längs der unteren Stütze 8 bewegt werden. Die Klemmbacken 12 bis 17 der Klemmvorrichtungen 3, 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 Ansatzes 11 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 Bohrlochrohrstranges 71 verbunden werden soll, wird durch die Klemmbacken 12, 13, 14, 15 der Klemmvorrichtungen 3, 4 von einem Gestell (nicht gezeigt) aufgenommen. Die Klemmbacken 12, 13, 14, 15 der Klemmvorrichtungen 3, 4 bewegen sich um die Bolzen 18, 19, 20, 21 durch Betätigung der hydraulischen Kolben 24, 25. Die Rollen 51 bis 58 kommen mit dem Bohrlochrohr 70 in Eingriff Das obere Ende des Bohrlochrohrstranges 71 wird in einem Drehkreuz (nicht gezeigt) im Bohrgerüstboden (nicht gezeigt) gehalten. Das Bohrlochrohr 70 wird danach in eine annähernde Ausrichtung, beispielsweise innerhalb einiger Zentimeter des oberen Abschnittes des Bohrlochrohrstranges 71, durch Handhabung des Rohrhandhabearmes gebracht, mit dem die Vorrichtung 1 verbunden ist.
Die Klemmbacken 16, 17 der Klemmvorrichtung 10 bewegen sich um die Bolzen 22, 23 durch Betätigung der hydraulischen Kolben 26, und die Rollen 55 bis 58 bewegen sich umliegend und kommen mit dem oberen Abschnitt des Bohrlochrohrstranges 71 in Eingriff. Während sich die Rollen 55 bis 58 in Eingriff mit dem Bohrlochrohrstrang 71 bewegen, bewegt sich das Bohrlochrohr 70 in Ausrichtung mit dem Bohrlochrohrstrang 71, wobei eine derartige Bewegung durch das „Spiel" im Rohrhandhabearm gestattet wird. Das Bohrlochrohr 70 ist jetzt in Ausrichtung mit dem oberen Abschnitt des Bohrlochrohrstranges 71 bei vorzugsweise innerhalb einiger Millimeter. Das Bohrlochrohr 70 kann jetzt durch Betätigen des hydraulischen Kolbens 7 abgesenkt werden. Ein Gewindebolzen 72 des Bohrlochrohres 70 ordnet sich im mit Gewinde versehenen Gehäuse 73 des oberen Abschnittes des Bohrlochrohrstranges 71 an. Die untere Stütze 8 ist vom Bohrlochrohr 70 und oberen Abschnitt des Bohrlochrohrstranges 71 nach hinten versetzt, um zu gestatten, daß eine Zange und eine Stützzange (nicht gezeigt) verwendet werden, um den Gewindebolzen 72 in das mit Gewinde versehene Gehäuse 73 zu schrauben, um die Verbindung herzustellen. Alternativ kann ein Kopfantrieb (nicht gezeigt) am Bohrturm benutzt werden, um den Gewindebolzen 72 in das mit Gewinde versehene Gehäuse 73 zu schrauben. Die Rollen 51 bis 58 gestatten eine Drehung des Bohrlochrohres 70, 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 Bohrlochrohres 70 auszugleichen und eine potentielle Beschädigung an den Gewindegängen zu minimieren, während das Bohrlochrohr 70 in das mit Gewinde versehene Gehäuse 73 abgesenkt wird.
Es sollte beachtet werden, daß die Klemmvorrichtung 10 durch eine Führung ersetzt werden könnte, die am oberen Abschnitt des Bohrlochrohrstranges 71 verschiebbar sein könnte, wenn sie um diesen herum geschlossen wird. Es wird jedoch empfohlen, daß eine Klemmvorrichtung 10 verwendet werden sollte.

Claims

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 bis 17) aufweist, die zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position beweglich sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, die außerdem einen hydraulischen Kolben (24 bis 26) für das Bewegen der Klemmbacken (12 bis 17) zwischen ihrer offenen und geschlossenen Position aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, bei der die Klemmbacken (12 bis 17) zylindrische Rollen (51 bis 62) 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.