BR112012022066B1

BR112012022066B1 - Dispositivo de bloqueio, sistema e método de garantia de controle de elevador

Info

Publication number: BR112012022066B1
Application number: BR112012022066-7A
Authority: BR
Inventors: Vernon Bouligny; Reese Comeaux; Philip M. Theriot
Original assignee: Frank's International, Llc
Priority date: 2010-03-01
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2020-03-03
Also published as: EP2542752B1; WO2011109293A1; US20120055682A1; CA2791477A1; US9638007B2; EP2542752A4; EP2542752A1; US8733454B2; CA2791477C; BR112012022066A2; US20140224470A1

Abstract

garantia de controle de elevador de acordo com um ou mais aspectos da invenção, um dispositivo de bloqueio é adaptado para conexão dentro de um caminho de carga de um dispositivo de suporte de tubular para bloquear o dispositivo de suporte de tubular em uma posição fechada em resposta a detecção de uma carga suspensa a partir do dispositivo de suprote de tubular. o dispositivo de bloqueio inclui um primeiro membro conectado de forma móvel a um segundo membro e um mecanismo de compensação operacionalmente conectado ao primeiro membro e segundo membro fornecendo uma configuração de carga resistindo aos movimento do primeiro membro e segundo membro um em relação ao outro. o primeiro e o segundo membro podem ser bloqueados rotativamente um com o outro para transmitir rotação ao longo do dispositivo de bloqueio para o elevador.

Description

DISPOSITIVO DE BLOQUEIO, SISTEMA E MÉTODO DE GARANTIA DE

CONTROLE DE ELEVADOR

FUNDAMENTOS

Esta secção fornece informação de fundamentos para facilitar uma melhor compreensão dos vários aspectos da presente invenção. Deve ser entendido que as declarações nesta seção deste documento devem ser lidas sob esta luz, e não como admissões de arte anterior.

Cadeias tubulares são inseridas e retiradas furos de poço (por exemplo, furos) em vários momentos durante a vida de um poço para diversos fins. Por exemplo, cadeias tubulares (por exemplo, tubos de perfuração) são montadas e conduzem para dentro do poço para perfuração do furo de poço, para forrar o furo de poço (por exemplo, revestimento, forros, telas, etc), e posicionar ferramentas (por exemplo, tubos, etc) no furo de poço.

Uma plataforma é tipicamente utilizada para montar a cadeia tubular para inserção no furo de poço e para desmontar a cadeia tubular tal quando é puxada a partir do furo de poço. Geralmente, um dispositivo de suporte montado em piso de plataforma, por exemplo, uma aranha de preensão, suporta um primeiro tubular (por exemplo, revestimento), que se estende para o furo de poço. Um único elevador de junta pode ser utilizado para içar o segmento tubular adicionado e alinhá-lo com o primeiro tubular. O segmento tubular adicionado é então conectado (por exemplo, maquinado) para o primeiro tubular para formar uma cadeia tubular. Tubulares roscados podem ser maquinados por diversas ferramentas, incluindo, mas não limitado a, uma pinça de alimentação, fiandeiros e unidades de topo. Um

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2/24 dispositivo de suporte móvel verticalmente, por exemplo, elevador de cadeia, eixo oco de unidade de topo, ou ferramenta de condução de tubular, engata o tubular adicionado para apoiar a cadeia tubular. O dispositivo de suporte montado em piso, por exemplo, aranha, em seguida, desengata a cadeia tubular e a cadeia tubular é abaixada através do mesmo para uma posição desejada. O dispositivo de suporte montado em piso, por exemplo, aranha, em seguida, reengata a cadeia tubular e o dispositivo de suporte móvel verticalmente, por exemplo, elevador de cadeia, desengata a cadeia tubular. A sequência pode ser revertida quando puxar a cadeia tubular do furo de poço e desmontar a cadeia tubular.

Vários sistemas de segurança têm sido utilizados para assegurar ou promover a garantia de que pelo menos um do dispositivo de suporte de tubular montado em piso e um dispositivo de suporte de tubular móvel verticalmente (por exemplo, elevador) está em engate com um segmento tubular antes do outro dispositivo de suporte de tubular ser permitido libertar o seu engate de suporte de carga do tubular. Por exemplo, sistemas de bloqueio, tais como os sistemas de garantia de controle descritos nas Patentes dos EUA. N°s 4.676.312, 5.791.410 e 5.909.763, que são aqui incorporadas por referência, foram fornecidos para assegurar que pelo menos um dispositivo de suporte de tubular é acoplado com a cadeia tubular antes do outro dispositivo de suporte de tubular ser desacoplado do tubular. No entanto, até agora um sistema de bloqueio não foi fornecido que impede a abertura de um dispositivo de suporte de tubular em resposta à detecção de uma carga que

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3/24 atua sobre o dispositivo de suporte de tubular.

SUMÁRIO

De acordo com um ou mais aspectos da invenção, um dispositivo de bloqueio adaptado para conexão dentro de um caminho de carga de um dispositivo de suporte de tubular inclui um primeiro membro conectado de forma móvel a um segundo membro, um mecanismo de compensação operacionalmente conectado ao primeiro membro e ao segundo membro fornecendo uma configuração de carga resistindo ao movimento do primeiro membro e segundo membro um em relação ao outro, e um sensor adaptado para detectar o movimento do primeiro membro e segundo membro um em relação ao outro, em que o sensor é operacionalmente conectado ao dispositivo de suporte de tubular para bloquear o dispositivo de suporte de tubular em uma posição fechada, em resposta à detecção do movimento do primeiro membro e segundo membro um em relação ao outro. O primeiro e o segundo membro podem ser bloqueados rotativamente um com o outro.

Uma modalidade de um sistema de garantia de controle de elevador de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção inclui um dispositivo de bloqueio conectado no caminho de carga de um elevador, o dispositivo de bloqueio compreendendo uma configuração de carga instando um primeiro membro e um segundo membro em uma posição descarregada uma em relação ao outro, e um sensor para bloquear o elevador em uma posição fechada em resposta a um peso suspenso a partir do elevador.

Um método, de acordo com um ou mais aspectos da invenção, inclui a suspensão de um tubular a partir de um elevador, em que o elevador se encontra em posição fechada

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4/24 suportando o tubular; detecção de uma carga suspensa do elevador, e bloqueio do elevador na posição fechada em resposta à carga detectada.

O precedente delineou alguns dos aspectos e vantagens técnicas da presente invenção, a fim de que a descrição detalhada da invenção que segue possa ser melhor compreendida. Outras características e vantagens da presente invenção serão descritas a seguir, o que forma o objeto das reivindicações da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A divulgação é melhor compreendida a partir da seguinte descrição detalhada quando lida com os desenhos anexos. Ressalta-se que, de acordo com a prática padrão na indústria, várias características não estão em escala. Na verdade, as dimensões de várias características podem ser arbitrariamente aumentadas ou reduzidas por razões de clareza da discussão.

A Figura 1 é uma vista esquemática de um exemplo de um sistema de condução de tubular de furo de poço incorporando um sistema de garantia de controle de elevador de acordo com um ou mais aspectos da divulgação.

A figura 2 é uma vista em elevação de uma modalidade do sistema de garantia de controle que ilustra um dispositivo de bloqueio de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção, em uma posição descarregada.

As figuras 2A, 3A são vistas em corte ampliadas de dispositivos de bloqueio representados nas Figuras 2 e 3, respectivamente.

A figura 3 é uma vista em elevação do sistema de garantia de controle da Figura 2 que ilustra o dispositivo

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5/24 de bloqueio em uma posição carregada e o elevador assegurado na posição de bloqueio fechada.

A Figura 4 é uma ilustração esquemática de um sistema de garantia de controle de elevador 10 utilizado em outra modalidade de um sistema de condução de tubular.

A figura 5 é uma vista em elevação de uma modalidade de um dispositivo de bloqueio de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção operacionalmente conectado no caminho de carga entre uma unidade de topo e um elevador convencional.

A Figura 6 é uma modalidade de um dispositivo de bloqueio de acordo com um ou mais aspectos da presente

invenção	operacionalmente conectado no	caminho de carga
entre uma unidade de	topo e	um tipo	de	ferramenta de
condução	de tubular do	elevador.
As	Figuras 7A,	7B são	vistas	em	corte de uma

modalidade do dispositivo de bloqueio de acordo com um ou mais aspectos da invenção descritos com referência às Figuras 5 e 6.

DESCRIÇÃO DETALHADA

É para ser compreendido que a descrição que segue fornece muitas modalidades diferentes, ou exemplos, para implementar diferentes características de diversas modalidades. Exemplos específicos de componentes e dispositivos são descritos a seguir para simplificar a presente descrição. Estes são, evidentemente, apenas exemplos e não se pretende que sejam limitantes. Além disso, a presente descrição pode repetir os números de referência e / ou letras, em vários exemplos. Esta repetição tem a finalidade de simplicidade e clareza, e não

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6/24 propriamente ditar uma relação entre as várias modalidades e / ou configurações discutidas. Além disso, a formação de uma primeira característica sobre ou em uma segunda característica na descrição que segue pode incluir modalidades em que a primeira e segunda característica são formadas em contacto direto, e podem também incluir modalidades em que características adicionais podem ser formadas interpondo a primeira e segunda característica de tal modo que a primeira e segunda característica não podem estar em contacto direto.

Tal como aqui utilizado, os termos para cima e para baixo, superior e inferior, topo e fundo, e outros termos semelhantes que indicam posições em relação a um dado ponto ou elemento são utilizados para adicionalmente descrever claramente alguns elementos. Comumente, estes termos referem-se a um ponto de referência, tal como a superfície a partir da qual as operações de perfuração são iniciadas como sendo o ponto de início e a profundidade total do poço estando no ponto mais baixo, em que o poço (por exemplo, furo de poço, furo) é vertical, horizontal ou inclinado em relação à superfície. Os termos tubo, tubular, membro tubular, revestimento, forro, tubulação, tubo de perfuração, cadeia de perfuração e outros termos semelhantes podem ser usados alternadamente. Os termos podem ser usados em combinação com juntas para significar um único comprimento unitário, um suporte para significar uma ou mais e, normalmente, duas ou três juntas interligadas, ou uma cadeia que significa duas ou mais juntas interligadas.

Na presente divulgação, acoplado fluidicamente ou

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7/24 conectado fluidicamente e similares, podem ser utilizados para descrever organismos que estão conectados de tal forma que a pressão do fluido pode ser transmitida entre e / ou no meio dos elementos conectados. O termo em comunicação fluídica é usado para descrever organismos que estão conectados de tal modo que o fluido pode fluir entre e / ou no meio dos elementos conectados. Note-se que acoplado fluidicamente pode incluir determinados arranjos onde fluido não pode fluir entre os itens, mas a pressão do fluido pode, contudo, ser transmitida. Assim, a comunicação de fluido é um subconjunto de acoplado fluidicamente. Como será compreendido com a descrição que segue, os termos abaixo fluídico, fluidicamente e semelhantes podem compreender energia elétrica e dispositivos alimentados eletricamente.

A Figura 1 é uma vista esquemática de um exemplo de um sistema de condução de furo de poço tubular 3 que incorpora um sistema de garantia de controle de elevador, geralmente indicado pelo número 10, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção. A Figura 1 mostra uma estrutura 2 (por exemplo, plataforma, plataforma de perfuração, etc) posicionada ao longo de um furo de poço 4, em que uma cadeia tubular 5 é implantada. Sistema representado 3 inclui uma unidade de topo 6 suspensa a partir de um dispositivo de elevação 7, representado como um bloco de viagem, para o movimento vertical em relação ao furo de poço 4. Na Figura 1, um elevador 8 (por exemplo, elevador de cadeia, dispositivo ou ferramenta de condução de tubular) é conectado à unidade de topo 6 através de eixo oco 9 (por exemplo, veio, eixo de acionamento) que inclui

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8/24 um furo para escoamento de fluido (por exemplo, fluido de perfuração, lama) em cadeia tubular 5.

Cadeia tubular 5 compreende uma pluralidade de segmentos tubulares interconectados cada geralmente indicado pelo numeral 11. O segmento tubular mais superior ou de topo é referido como um tubular adicionado 13. A extremidade de fundo (por exemplo, extremidade de pino, extremidade distal em relação ao bloco de viagem 7) do tubular adicionado 13 é representada disposta com a extremidade superior (por exemplo, extremidade de caixa) do segmento tubular de topo de cadeia tubular 5, que se estende acima do piso de plataforma 15. Cadeia tubular 5 é disposta através de um dispositivo de suporte 17 (por exemplo, conjunto de deslizamento de aranha, aranha, conjunto de suporte de carga de colar) disposto no piso 15. Aranha 17 é operável para uma posição fechada para prender e suspender cadeia tubular 5 em furo de furo de poço 4, por exemplo, enquanto tubular adicionado 13 está sendo conectado a ou desconectado da cadeia tubular 5.

Um elevador 12 (por exemplo, o elevador de junta única) é representado na Figura 1 suspenso a partir de prendedores 14, que pode ser suspenso, por exemplo, de bloco de viagem 7 e / ou uma unidade de topo 6, por exemplo, os prendedores, ou braços de conexão, podem ser atuados para uma posição não vertical para pegar tubular adicionado 13A partir de uma porta-V da plataforma. O elevador particular 12 representado na Figura 1 é fornecido para ilustrar um exemplo de um elevador para o transporte de tubular adicionado 13 para e o alinhamento geral (por exemplo, área de preparação) com furo de poço 4, por

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9/24 exemplo, para conectar por enroscamento tubular adicionado 13 para cadeia tubular 5.

Tal como aqui utilizado, elevador, deslize de elevador e dispositivos de elevador geralmente significam um dispositivo ou mecanismo que é disposto para suportar um tubular com a finalidade de elevar ou baixar o tubular. O elevador pode agarrar o tubular radialmente (por exemplo, tipo deslize) e / ou suspender o tubular sobre um ombro. Exemplos de dispositivos de elevador incluem dispositivos deslizantes externos, como ilustrado na Figura 1, bem como os dispositivos de apertar tubulares interiores que são frequentemente utilizados com sistemas de acionamento de topo. O elevador pode ser adaptado para aplicar um torque ou rotação para o suporte tubular, por exemplo, para conectar ou desconectar as juntas tubulares e com a finalidade de perfuração. Aranha ou deslizes de aranha referem-se a um dispositivo para agarrar e suportar a cadeia tubular, enquanto o dispositivo permanece substancialmente estacionário. Muitas vezes, a aranha é suportada pelo piso de plataforma ou convés.

Elevadores 8, 12, e aranha 17 são descritos como sendo alimentados e / ou controlados entre suas posições abertas e fechadas por meio de fluido pressurizado (por exemplo, líquido e gás) e / ou eletricidade, por meio de linha (por exemplo, umbilical, duto) de controle (por exemplo, alimentação) 18. Para fins de descrição, aberto é aqui utilizado para significar que o dispositivo de suporte de tubular é acionado para uma posição desengatada e não apoia o tubular. Fechado é aqui utilizado para significar que o dispositivo de suporte de tubular é operado de modo a

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10/24 suportar o peso do tubular suspenso. Esses termos se aplicam a ambos os dispositivos de suporte ou de controle tubulares externos e interiores. Os dispositivos de suporte tubulares são normalmente operados manualmente entre as posições aberta e fechada a partir de um local comum, geralmente referido aqui como um controlador 20 ou console de controle.

De acordo com um ou mais aspectos da invenção, sistema de garantia de controle de elevador 10 assegura que o dispositivo de suporte de tubular móvel verticalmente (por exemplo, o elevador 12, dispositivo de condução de tubular 8) é com efeito bloqueado na posição fechada quando está apoiando uma tubular (por exemplo, tubular adicionado 13), evitando assim a operação acidental do elevador para a posição aberta e soltando o tubular. De acordo com um ou mais aspectos da invenção, sistema de garantia de controle de elevador 10 bloqueia comunicação operacional do elevador fechado, em resposta a uma carga suspensa do dispositivo de elevador. Por exemplo, o sistema de garantia de controle de elevador 10 inclui um dispositivo de bloqueio 16, que é conectado dentro do caminho de carga do elevador de controle assegurado 8 representado na figura 1. Neste exemplo, o dispositivo de bloqueio 16 é posicionado entre bloco de viagem 7 e elevador 8 para detectar uma carga suspensa do elevador 8. De acordo com um ou mais aspectos da presente invenção, dispositivo de bloqueio 16 bloqueia comunicação operacional para elevador 8, em resposta à detecção de uma carga associada com o peso de tubular adicionado 13 suspenso a partir do elevador 8, impedindo assim o funcionamento do elevador 8 para a posição aberta.

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Comunicação operacional (por exemplo, controle) do elevador de controle assegurado pode ser bloqueada de vários modos, incluindo o bloqueio eletrônico, por exemplo, no controlador 20; bloqueio físico do movimento de elementos de comando 23 (por exemplo, alavancas, botões, etc) no controlador 20 (ver, por exemplo, US 2009/0272542, que é aqui incorporado por referência), e / ou o bloqueio de comunicação através da linha de controle 18. Como será entendido pelos peritos na arte com referência a esta descrição, dispositivo de bloqueio 16 pode ser posicionado fisicamente (por exemplo, conectado, anexado) em vários locais dentro de um sistema de condução de tubular como demonstrado, por exemplo, nas modalidades representadas e descritas na presente divulgação.

A figura 1 mostra fluido 21 (por exemplo, fluido de perfuração, lama, cimento, líquido, gás), fornecido para cadeia tubular 5 através da linha de lama 22. Linha de lama é genericamente representada estendendo-se desde um reservatório 23 (por exemplo, tanque, fosso) de fluido 21 através de bomba 24 e na cadeia tubular 5 via elevador 8 (por exemplo, conector fluídico, dispositivo de enchimento, etc.) Fluido 21 pode ser introduzido no dispositivo 8 e tubular adicionado 13 e cadeia tubular 5 de várias maneiras, incluindo através de um furo que se estende a partir da unidade de topo 6 e os dispositivos que intervêm na conexão da unidade de topo de tubular adicionado 13. Por exemplo, uniões rotativas giratórias podem ser utilizadas para fornecer conexões de fluido para alimentação fluídica e / ou linhas de controle 18 e / ou da linha de lama 22. Uniões giratórias podem ser adaptadas de modo que o membro

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12/24 interior gira, por exemplo, através de uma conexão para o eixo oco de rotação. Uniões giratórias podem ser obtidas a partir de várias fontes, incluindo Dynamic Sealing Technologies localizado em Andover, Minnesota, EUA. Uniões giratórias podem ser utilizadas em um ou mais locais para fornecer o movimento relativo entre e / ou através de um dispositivo além de fornecer um mecanismo para anexar e ou encaminhar linha fluídica e / ou linhas elétricas.

A figura 2 é uma vista em elevação de uma modalidade do sistema de garantia de controle de elevador 10 que descreve um dispositivo de bloqueio 16 em uma posição descarregada. A Figura 2A é uma vista ampliada, em corte do dispositivo de bloqueio 16 da Figura 2, na posição descarregada. Elevador 12 é ilustrado nas Figuras 2, 2A como um elevador de junta única (SJE) suspenso a partir de um dispositivo de elevação 7, que é geralmente descrito para representar um ou mais dispositivos a partir dos quais elevador 12 pode ser suspenso (por exemplo, “drawworks”, guincho, polia, bloco de viagem, unidade de topo, etc.)

Com referência em particular às figuras 2 e 2A, o dispositivo de bloqueio ilustrado 16 inclui um primeiro membro 24 conectado de forma móvel com um segundo membro 26, um dispositivo de compensação 28, e um sensor 30. Primeiro e segundo membro 24, 26 são adaptados para conectar o caminho de carga dentro de um elevador de um sistema de condução de tubular (por exemplo, Figura 1). Por exemplo, na Figura 2, primeiro membro 24 é representado conectado ao dispositivo de elevação 7 e elevador 12 é representado conectado a, e suspenso de, o segundo membro 26 por membros geralmente referidos como amarras 32.

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Amarras 32 podem incluir um ou mais elementos (por exemplo, corda de fio, linha de elevação, estilingues, prendedores, enlaces, cabos, etc) suficientes para suspender e apoiar elevador 12 e tubular adicionado 13. Para a finalidade de descrever os vários aspectos da invenção, o caminho de carga, geralmente indicado pelo numeral 25, estende-se a partir de elevador 12 e o dispositivo de elevação 7 e inclui dispositivo de elevação 7, amarra 32 e dispositivo de bloqueio 16, no exemplo representado.

Na modalidade representada nas Figuras 2, 2A, o primeiro membro 24 e o segundo membro 26 são conectados de forma móvel um ao outro em um ponto de articulação representado pelo pino 34. De acordo com um ou mais aspectos da invenção, o primeiro e segundo membro 24, 26 estão também conectados por um dispositivo de compensação 28 que compensa dispositivo de bloqueio 26 para a posição descarregada representada assim compensando o peso dos elementos em caminho de carga abaixo de dispositivo de bloqueio 16. Dispositivo de compensação 28 é representado nesta modalidade como um cilindro fluídico (por exemplo, pneumático, hidráulico), no entanto, será entendido pelos peritos na arte com o benefício da presente descrição que outros dispositivos, incluindo, sem limitação, molas e / ou atuadores rotativos podem ser utilizados. Dispositivo de compensação 28 inclui um regulador 36 que está em comunicação de fluido com a linha de controle 18. Regulador 36 pode ser utilizado para definir a configuração de carga em que dispositivo de bloqueio 16 responde a uma carga suspensa a partir de elevador 12. Por exemplo, quando a carga suspensa a partir do elevador assegurado excede a

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14/24 configuração de carga de dispositivo de compensação 28, o primeiro membro 24 e o segundo membro 26 podem mover-se relativamente um ao outro fornecendo o estímulo para o sensor 30 para bloquear o elevador assegurado na posição fechada.

Na posição descarregada ou desbloqueada, a carga ou o peso não é suspenso a partir de elevador assegurado 12 que excede a configuração de carga de dispositivo de compensação 28. Assim, dispositivo de bloqueio 16 e / ou o elevador assegurado podem ser referidos como estando na posição desbloqueada.

A figura 3 é uma vista em elevação do sistema de garantia de controle de elevador 10 que descreve dispositivo de bloqueio 16 na posição carregada (por exemplo, a posição bloqueada), bloqueando o elevador assegurado 12 na posição fechada. A Figura 3A é uma vista ampliada, em corte do dispositivo de bloqueio 16 da Figura 3, na posição carregada. Tubular adicionado 13 é mostrado suspenso a partir de elevador 12, que se encontra na posição fechada. Por exemplo, na modalidade apresentada, a alimentação fluídica é transmitida ao atuador 38 (por exemplo, cilindro), através da linha de controle 18 para membro de alimentação (s) 40 (por exemplo, a mandíbula, deslizes, portas e / ou outro membro acionado (s)) para na posição fechada. Na posição fechada, o elevador 12 suporta o peso de tubular adicionado 13.

Na posição carregada, o peso suspenso do elevador 12 (por exemplo, tubular adicionado 13) excede a configuração de carga de dispositivo de compensação ou dispositivo de compensação 28 permitindo primeiro membro 24 e segundo

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15/24 membro 26 se deslocar um em relação ao outro para a posição carregada, como mostrado nas Figuras 3, 3A. Sensor 30 (por exemplo, comutador mecânico, comutador de proximidade, transdutor de pressão, válvula, sensores ópticos, sensores magnéticos, etc) detecta a carga suspensa, além da configuração de carga de dispositivo de bloqueio 16, e bloqueia a comunicação operacional para elevador 12 evitando assim a atuação do elevador 12 para a posição aberta e libertando o suporte de tubular adicionado 13. Na modalidade ilustrada, o sensor 30 é uma válvula (por exemplo, solenoide) que é acionada por contacto de um do primeiro ou segundo membro 24, 26 contra o atuadorda válvula 42 (por exemplo, botão, êmbolo) bloqueandoa comunicação de energia operacional (por exemplo, pneumática, elétrica, hidráulica) através da linhade controle 18 e através de dispositivo de bloqueio 16 para elevador 12. Será entendido pelos peritos na arte com o benefício da presente descrição, em particular, com referência às figuras adicionais, que sensor 30 pode comunicar um sinal sem fio, por exemplo, para o controlador 20, associado com a carga suspensa a partir de elevador 12.

Quando a carga suspensa do elevador 12 é reduzida abaixo da configuração de carga do dispositivo de compensação, o dispositivo de compensação 28 e o regulador 36, depois dispositivo de compensação 28 atua primeiro e segundo membro 24 e 26 para mover em relação um ao outro para a posição descarregada em que o sensor 30 atua para permitir comunicação operacional para o elevador 12 através de bloqueio de dispositivo 16. Como será entendido pelos peritos na arte com o benefício da divulgação, a carga

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16/24 suspensa a partir de elevador 12 será reduzida, por exemplo, após a conexão à cadeia tubular 5 (Figura 1), e transferência do peso de tubular adicionado 13 e cadeia tubular 5 para aranha 17 (Figura 1). Em algumas modalidades, a carga suspensa a partir de elevador 12 pode ser reduzida mediante a transferência do suporte de tubular adicionado 12 para um outro elevador, por exemplo um elevador de cadeia, ou dispositivo de condução de tubular.

Na modalidade representada nas Figuras 2, 2A, 3 e 3A, dispositivo de bloqueio 16 pode também fornecer uma indicação visual para o pessoal na plataforma, que uma carga é suspensa a partir de elevador 12, e que o peso não foi transferido para outro dispositivo de suporte de tubular. O indicador visual pode servir como uma medida adicional de segurança e / ou backup. Por exemplo, na posição descarregada representada nas Figuras 2 e 2A, o primeiro membro 24 e o segundo membro 26 são angularmente deslocados um do outro, de tal forma que eles não estão alinhados paralelamente um ao outro ao longo do eixo vertical X (por exemplo, o eixo de gravidade). Na posição carregada ilustrada nas Figuras 3, 3A, o primeiro membro 24 e o segundo membro 26 são alinhados um com o outro ao longo de, e em paralelo com, o eixo vertical X.

A Figura 4 é uma ilustração esquemática de um sistema de garantia de controle de elevador 10 utilizado em outra modalidade de um sistema de condução de tubular. Este exemplo ilustra dispositivo de bloqueio 16 conectado dentro do caminho de carga 25 de um elevador 12 (por exemplo, elevador de levantamento de junta única) que é suportado por um braço manipulador 44. Braço manipulador 44 pode ser

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17/24 acionado para mover tubular adicionado 13, por exemplo, entre uma área de preparação e uma posição alinhada verticalmente com a cadeia tubular 5. Elevador 12 pode ser levantado e abaixado (por exemplo, verticalmente deslocado) através da conexão ao dispositivo de elevação 7 através de prendedores 14 neste exemplo. Um exemplo de um braço manipulador de tubo 44 encontra-se revelado em US 2008/0060818, que é aqui incorporado por referência. Este exemplo revela ainda um elevador 8 (por exemplo, elevador de cadeia) suspenso a partir de prendedores 14.

A figura 5 é uma vista em elevação de uma outra modalidade de um sistema de garantia de controle de elevador 10 e dispositivo de bloqueio 16. A Figura 5 representa dispositivo de bloqueio 16 conectado dentro de um caminho de carga 25 de um elevador 12. Na modalidade representada, dispositivo de bloqueio 16 (ver Figuras 7A, 7B) é conectado ao eixo oco 9, por exemplo por meio de uma subprotetor 46, da unidade de topo 6 (por exemplo, dispositivo de elevação). Um sub 48 com um ombro 50 é conectado abaixo de dispositivo de bloqueio 16. Nesta modalidade, uma ferramenta de lama 52 (por exemplo, ferramenta de preenchimento) é conectada na extremidade de fundo do sub 48. Elevador 12 é suspenso por prendedores 14 a partir de um gancho 54, que é conectado ao sub 48 no ombro 50. Neste exemplo, gancho 54 é um elevador tipo ombro, que é instalado de cabeça para baixo. Nesta modalidade, dispositivo de bloqueio 16 é adaptado para detectar uma carga, acima de uma configuração de carga, que é suspensa a partir de elevador 12 e para enviar um sinal sem fio 56, por exemplo, para o controlador 20 que pode

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18/24 acionar um bloqueio (por exemplo, eletrônico e / ou mecânico) que vai impedir funcionamento de elevador 12 para a posição aberta até que a carga suspensa a partir de elevador 12 seja reduzida abaixo de uma configuração de carga. Como será entendido pelos peritos na arte com o benefício da presente descrição, a configuração de carga pode ser ajustada para compensar o peso do equipamento suspenso abaixo de dispositivo de bloqueio 16, incluindo o elevador de controle assegurado.

A Figura 6 é uma vista em elevação de uma modalidade do sistema de garantia de controle 10 utilizado com uma ferramenta de condução de tubular 8 (por exemplo, elevador). Um exemplo de uma ferramenta de condução de tubular 8 é revelado em US 2009/0314496, que é aqui incorporado por referência. Ferramenta de condução de tubular 8 inclui um mandril 58 operacionalmente disposto com os membros de alimentação 40, por exemplo, membros de controle, para seletivamente apertar e suportar, um tubular (por exemplo, tubular adicionado 13 e / ou cadeia tubular 5). Nesta modalidade mandril 58 é operacionalmente conectado ao dispositivo de elevação 7, fornecendo um movimento vertical, e para unidade de topo 6 para transferir o torque e / ou rotação de tubular adicionado 13 para conectar de forma roscada tubular adicionado 13 à cadeia tubular 5, para tubular adicionado desconectado 13 da cadeia tubular 5, e / ou aplicar rotação e torque para cadeia tubular 5 para as atividades de perfuração relacionadas.

A Figura 6 mostra um elevador 12 (por exemplo, elevador de levantamento de junta única) suspenso a partir

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19/24 do braço manipulador 44. Elevador 12 é representado suportando um tubular adicionado 13 que está sendo movido, através do braço manipulador 44, a partir de uma área de preparação temporária para uma orientação vertical próxima do centro do piso de plataforma 15, em que o ferramenta de condução de invólucro 8 pode ser acionada para a posição de membros de alimentação 40 em tubular adicionado 13 e, em seguida, acionado para a posição fechada por estender radialmente membros de alimentação 40 para um engate com tubular adicionado 13. Sensor 30 pode, em seguida, detectar a carga adicional de tubular adicionado 13 suspensa a partir da ferramenta de condução de invólucro 8 e em resposta acionar o bloqueio de comunicação operacional para operar ferramenta de condução de tubular 8, em membros de alimentação particulares 40, para a posição aberta.

As figuras 7A e 7B são vistas em corte de uma modalidade do dispositivo de bloqueio 16, tal como descrito com referência às Figuras 5 e 6. A Figura 7 ilustra dispositivo de bloqueio 16 na posição carregada, associado com o elevador de controle assegurado estando na posição aberta, e a Figura 7B ilustra o dispositivo de bloqueio 16 em uma posição carregada, associado com o elevador de controle assegurado estando na posição de bloqueio fechada. Representado dispositivo de bloqueio 16 compreende um primeiro membro 24, que é conectado de forma móvel com um segundo membro 26. Nesta modalidade, o primeiro membro 24 compreende um tambor exterior 60 formando um furo através 62 em que uma porção do segundo membro 26, descrito como um pistão nesta modalidade, é disposto e em que uma glândula 64 é disposta e conectada (por exemplo, por enroscamento).

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Segundo membro 26 inclui uma cabeça de pistão 66 colocada em furo através 6 0 e móvel no seu interior (por exemplo, primeiro membro 24 e segundo membro 26 são relativamente móveis longitudinalmente uns com os outros). Uma passagem de fluido (por exemplo, fluido de perfuração, cimento) 68 é formada por meio de dispositivo de bloqueio 16, estendendose nesta modalidade através de glândula 64, segundo membro 26 e uma estria 70. Estria 70 é conectada à cabeça de pistão 66 e estende-se através de uma placa de adaptador de estria 72 rotacionalmente bloqueando primeiro membro 24 e segundo membro 26 em conjunto para transferir a rotação e do torque a partir da unidade de topo 6 (Figuras 5, 6) através de glândula 64 do primeiro membro 24 para segundo membro 26 (por exemplo, pistão), e, por exemplo, para os membros de alimentação 40 (por exemplo, componentes de controle) de ferramenta de condução de tubular 8 representado na Figura 6.

O dispositivo de bloqueio 16 compreende um dispositivo de compensação 28 para compensar, por exemplo, para neutralizar, um peso selecionado que é suspenso no caminho de carga abaixo de dispositivo de bloqueio 16. Na modalidade representada, o dispositivo de compensação 28 compreende uma câmara pressurizada fluidicamente 74 (por exemplo, pneumático, hidráulico) formada por primeiro membro 24 (por exemplo, barril exterior 60) que está em comunicação fluida com a porção de cilindro de pistão 76 de furo através 62 através de um duto 78. Uma porta 80 é representada formada através da parede exterior do primeiro membro 24 para conectar uma fonte de alimentação fluídica para pressurizar câmara 74 e para definir a configuração de

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21/24 carga do dispositivo de bloqueio 16 para neutralizar um peso suspenso selecionado. Câmara 74 de dispositivo de compensação 28 pode ser pressurizada e porta 80 fechada, ou uma fonte de alimentação fluídica, por exemplo, linha de controle 18 (Figuras 1, 5, 6), pode permanecer conectada à câmara 74, por exemplo, por meio de um fluido de rotação, permitindo ajuste da configuração de carga durante operações de condução de tubular.

Uma ventilação 82 é fornecida através de primeiro membro 24 e em comunicação de fluido com o cilindro de pistão 76 acima da cabeça de pistão 66 em relação ao lado de cilindro de pistão 76 que é pressurizado através da câmara 74. A ventilação 82 é fornecida, nesta modalidade, para evitar uma formação de vácuo, quando a cabeça de pistão 66 se move para baixo em resposta a uma carga que atua sobre o segundo membro 26 além da configuração de carga do dispositivo de compensação 28. Como será entendido pelos peritos na arte com o benefício da presente descrição, a carga que atua sobre o segundo membro 26 pode incluir o peso do equipamento, bem como uma força criada quando tubular adicionado 13 é conectado de forma roscada à

cadeia tubular	5. Por	exemplo,	com	referência	em	particular
às Figuras	1,	4, e	6, tubular	adicionado	13 tem uma
extremidade	de	pino	roscada	84	para conexão	de forma
roscada com	a	extremidade de	caixa roscada	86	de cadeia

tubular 5. Como tubular adicionado 13 é conectado de forma roscada à cadeia tubular 5, ele avança para baixo em direção à cadeia tubular 5 e insta o segundo membro conectado 26 para baixo.

De acordo com um ou mais aspectos da presente

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22/24 invenção, dispositivo de bloqueio 16 pode fornecer reparação de rosca. Por exemplo, com referência às Figuras 7A, 7B, porção de cilindro 76 pode ter um comprimento 88 que permita a cabeça de pistão 66 mover-se em resposta à carga suspensa adicionada sobre a configuração da carga, e, assim, acionando o bloqueio, e permita o movimento da cabeça de pistão 66 uma distância associada à distância de enroscamento 88 do pino 84 para conexão de caixa 86. Por exemplo, a Figura 7B mostra a cabeça de pistão 66 na proximidade da extremidade de fundo do cilindro de pistão 76 representando a posição associada com a conclusão de uma conexão roscada.

Um sensor 30 (por exemplo, comutador mecânico, comutador de proximidade, transdutor de pressão, válvulas, sensores ópticos, sensores magnéticos, etc) é operacionalmente conectado ao segundo membro 26 para detectar uma carga suspensa do segundo membro 26 em excesso de configuração de carga do dispositivo de compensação 28. Neste exemplo, o sensor 30 está em comunicação com o cilindro de pistão 76 através de uma porta 31 para detectar a posição do segundo membro 26 através da posição da cabeça de pistão 66. Nesta modalidade, quando o sensor 30 detecta a presença da cabeça de pistão 66 na posição carregada (Figura 7A), em seguida, o acionamento do elevador assegurado (por exemplo, a ferramenta de condução de tubular da Figura 8. 6) é permitido. Nesta modalidade, quando uma carga acima da configuração de carga de dispositivo de compensação 28 encontra-se suspensa a partir do segundo membro 26, a cabeça de pistão 66 se move para fora da posição descarregada da Figura 7A e sensor 30

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23/24 responde ao bloquear as comunicações operacionais para o elevador assegurado, assim, prevenindo acionamento do elevador assegurado para a posição aberta.

Um método de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção é descrito com referência a todas as figuras. O método inclui a suspensão de um tubular a partir de um elevador, em que o elevador se encontra em posição fechada suportando o tubular; detecção de uma carga suspensa do elevador, e o bloqueio do elevador na posição fechada, em resposta à carga detectada. O elevador pode ser desbloqueado e permitido ser operado para a posição aberta em resposta à detecção da remoção da carga suspensa.

O sistema de garantia de controle de elevador 10 inclui dispositivo de bloqueio 16 conectado no caminho de carga 25 entre um dispositivo de elevação e o elevador. Em pelo menos uma modalidade, rotação é fornecida a partir de uma unidade de topo para o elevador. A rotação é transmitida através do caminho de carga e o dispositivo de bloqueio 16.

De acordo com um ou mais aspectos da invenção, a detecção do peso suspenso a partir do elevador inclui a detecção de movimento do primeiro membro e segundo membro do dispositivo de bloqueio um em relação ao outro. O movimento do primeiro membro e segundo membro um em relação ao outro é sensível ao peso suspenso sendo maior do que uma configuração de carga do dispositivo de bloqueio. O elevador pode ser bloqueado na posição fechada, por bloquear a comunicação operacional do elevador.

O método pode incluir a conexão de forma roscada do tubular suspenso pelo elevador para uma cadeia tubular e

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24/24 permitir movimento do primeiro membro e segundo membro um em relação ao outro uma distância associada com a distância de enroscamento do tubular suspenso para a cadeia tubular. A conexão roscada pode ser fornecida através da transmissão de rotação a partir de uma unidade de topo para o tubular suspenso por meio do dispositivo de bloqueio. Por conseguinte, o primeiro e segundo membro podem ser travados em conjunto em rotação e longitudinalmente móveis um em relação ao outro.

O que antecede descreve características de diversas modalidades de modo que os peritos na arte possam melhor compreender os aspectos da divulgação. Aqueles peritos na arte devem compreender que eles podem facilmente utilizar a divulgação como uma base para conceber ou modificar outros processos e estruturas para levar a cabo os mesmos propósitos e / ou atingir as mesmas vantagens das modalidades aqui introduzidas. Os peritos na arte também devem perceber que tais construções equivalentes não se afastam do espírito e do âmbito da revelação, e que eles podem fazer várias mudanças, substituições e alterações neste documento sem se afastarem do espírito e do âmbito da revelação. O âmbito da invenção deve ser determinado apenas pela linguagem das reivindicações que seguem. O termo compreendendo nas reivindicações pretende significar incluindo pelo menos de tal forma que a listagem recitada de elementos em uma reivindicação são um grupo aberto. Os termos a, um e outros termos no singular têm a intenção de incluir o plural, exceto se especificamente excluído.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo de bloqueio (16) adaptado para conexão dentro de um caminho de carga de um dispositivo de suporte tubular (12), o dispositivo compreendendo:

um primeiro membro (24) conectado de forma móvel a um segundo membro (26);

um mecanismo de compensação (28) operacionalmente conectado ao primeiro membro e segundo membro fornecendo uma configuração de carga resistindo ao movimento do primeiro membro e segundo membro um em relação ao outro, e um sensor (30) adaptado para detectar o movimento do primeiro membro e segundo membro um em relação ao outro, em que o sensor é operacionalmente conectado ao dispositivo de suporte tubular para bloquear o dispositivo de suporte tubular em uma posição fechada em resposta à detecção do movimento do primeiro membro e segundo membro um em relação ao outro, o dispositivo de bloqueio sendo caracterizado pelo fato de que o primeiro membro (24) e o segundo membro (26) são conectados de forma móvel através de um ponto de articulação (34).
2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que em uma posição descarregada, o primeiro membro (24) e o segundo membro (26) são angularmente deslocados um do outro, de modo que eles não estão alinhados de forma paralela um ao outro ao longo de um eixo vertical (X) e, em uma posição carregada, o primeiro membro (24) e o segundo membro (26) estão alinhados um com o outro ao longo do, e de forma paralelo ao, eixo vertical (X).

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3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende uma válvula adaptada para passar uma fonte de alimentação para o

suporte tubular, em que a válvula fecha em resposta ao movimento do primeiro membro (24) e segundo membro (26) um em relação ao outro. 4. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das

reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de suporte tubular (12) compreende um elevador.

5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o elevador é um elevador de junta única.

6. Sistema de garantia de controle de elevador, caracterizado pelo fato de que compreende:

um dispositivo de bloqueio, conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, conectado no caminho de carga de um elevador, o dispositivo de bloqueio compreendendo uma configuração de carga incitando um primeiro membro e um segundo membro para uma posição descarregada um em relação ao outro, e o sensor para bloquear o elevador em uma posição fechada em resposta a um peso suspenso a partir do elevador.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o peso suspenso excede a configuração de carga.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o primeiro membro (24) e segundo membro (26) se movem um em relação ao outro em resposta ao peso suspenso a partir do elevador (12).

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9. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o caminho de carga se estende a partir de uma unidade de topo (6) para o elevador (12) .

10. Método, que compreende:

suspender um tubular (13) a partir de um elevador (12), um dispositivo de bloqueio (16) conectado no caminho de carga do elevador (12), em que o elevador está em uma posição fechada suportando o tubular;

detectar uma carga suspensa pelo elevador, e bloquear o elevador na posição fechada em resposta à carga detectada;

o método caracterizado pelo fato de que o dispositivo de bloqueio (16) compreende um primeiro membro (24) conectado de forma móvel a um segundo membro (26) através de um ponto de articulação (34), um mecanismo de compensação (28) operacionalmente conectado ao primeiro membro e segundo membro fornecendo uma configuração de carga resistindo ao movimento do primeiro membro e segundo membro um em relação ao outro, e um sensor (30) para detectar o movimento do primeiro membro e segundo membro um em relação ao outro, em que o sensor é operacionalmente conectado ao elevador; e a detecção do peso suspenso compreende detectar o movimento de um primeiro membro (24) e de um segundo membro (26) do dispositivo de bloqueio (16), um em relação ao outro.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende ainda permitir o elevador (12) ser operado para uma posição aberta em

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4/4 resposta à detecção da liberação da carga suspensa.

12. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o bloqueio do elevador (12) na posição fechada compreende bloqueio de comunicação
5 operacional para o elevador.

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 10 a 12, caracterizado pelo fato de que o elevador (12) é um elevador de junta única.