EA022508B1

EA022508B1 - Apparatus for gripping a tubular on a drilling rig

Info

Publication number: EA022508B1
Application number: EA201100260A
Authority: EA
Inventors: II Альберт С. Оделл; Ричард Ли Жиру; Туонг Тханх Ле; Гари Томпсон; Карстен Хайдекке; Йорг Лоренц; Дойл Фредерик мл. Бутвелл; Майкл Хейз; Бернд-Георг Пиетрас
Original assignee: Везерфорд/Лэм, Инк.
Priority date: 2005-12-12
Filing date: 2006-12-12
Publication date: 2016-01-29
Also published as: EP2284357A3; NO342756B1; CN102943637A; EP1963612B1; CN102943637B; WO2007070805A2; EP2284355A2; NO20110681L; EP2284357A2; CA2633182C; EP1963612A2; EP2284357B1; EP2322756A3; NO20110680L; AU2013205714A1; EP2322755A2; EP2322756A2; EA201100260A1; BRPI0619754B1; EP2189618A3

Abstract

Methods and apparatus for running tubulars into and out of a wellbore. A gripping apparatus is activated with an actuator having a primary actuator and a redundant safety feature. The redundant safety feature may include one or more redundant pistons with fluid operated hydraulic or pneumatic actuators. The gripping apparatus may include an integrated safety system adapted to prevent damage to the tubulars while making and breaking out connections between the tubulars and the tubular string.

Description

Область техники изобретенияField of Invention

Варианты осуществления настоящего изобретения, в общем, относятся к захватывающей сборке для захвата труб. Более конкретно, изобретение относится к захватывающему устройству для соединения скважинных труб на буровой установке. Еще более конкретно, изобретение относится к захватывающему устройству, включающему в себя по меньшей мере одно резервное устройство для поддержания контакта захватных элементов с трубой.Embodiments of the present invention generally relate to a gripping pipe gripping assembly. More specifically, the invention relates to a gripping device for connecting downhole pipes on a drilling rig. More specifically, the invention relates to a gripping device comprising at least one backup device for maintaining the contact of the gripping elements with the pipe.

Предшествующий уровень техникиPrior art

В строительстве и заканчивании нефтяных и газовых скважин буровая установка располагается на поверхности земли для обеспечения спуска трубных колонн в ствол скважины и извлечения их из скважины. Трубные колонны монтируются и спускаются в скважину посредством их спуска до тех пор, пока верхний конец не станет выступать из ствола скважины (над полом буровой установки). Устройство захвата, такое как набор клиньев для захвата труб, или спайдер на поверхности около ствола скважины или на полу буровой установки, удерживает трубы на месте цилиндрическими клиньями для захвата труб, в то время как следующая труба, подлежащая соединению, поднимается над центром ствола скважины. Обычно следующая труба имеет ниппельный нижний конец, ниппельное резьбовое соединение для резьбового соединения с муфтовым концом с муфтовым резьбовым соединением трубной колонны, выступающей из ствола скважины. Затем труба, подлежащая наращиванию, поворачивается с использованием верхнего привода относительно колонны до образования между трубами стыка с некоторым крутящим моментом.In the construction and completion of oil and gas wells, the drilling rig is located on the surface of the earth to ensure the descent of tubular strings into the wellbore and to extract them from the well. The tubing is mounted and lowered into the well by lowering them until the upper end protrudes from the wellbore (above the rig floor). A gripping device, such as a set of pipe wedges, or a spider on the surface near the wellbore or on the rig floor, holds the pipes in place with cylindrical pipe wedges, while the next pipe to be connected rises above the center of the well bore. Usually the next pipe has a nipple bottom end, a nipple threaded connection for a threaded connection with a socket end with a socket threaded connection of a tubular string protruding from the wellbore. Then the pipe to be built is rotated using the top drive relative to the column until a junction with some torque is formed between the pipes.

Трубное соединение может выполняться вблизи пола буровой установки с использованием механического трубного ключа. Альтернативно, соединение обеспечивается поворотом трубы за верхний конец верхним приводом. Верхний привод обычно соединяется с трубой с использованием захватывающего трубу инструмента, который захватывает трубу. Когда труба соединена с верхним приводом, верхний привод может использоваться для скрепления и раскрепления трубных соединений, спуска колонны в ствол скважины и даже для бурения колонной, когда колонна включает в себя на нижнем конце удаляющий грунт элемент.Pipe connection can be made near the floor of the drilling rig using a mechanical pipe wrench. Alternatively, the connection is provided by turning the pipe over the upper end of the upper actuator. The top drive usually connects to the pipe using a pipe gripping tool that grips the pipe. When the pipe is connected to the top drive, the top drive can be used to secure and loosen the pipe connections, lower the string into the wellbore, and even drill the string when the string includes a removal element at the bottom end.

Внутреннее захватывающее устройство или труболовка может захватывать внутренний диаметр трубы для временного удерживания трубы при наращивании колонны или вращении колонны для бурения. Внутреннее захватывающее устройство обычно соединяется около верхнего конца с верхним приводом, а около нижнего конца внутреннее захватывающее устройство включает в себя выдвигающиеся наружу захватные элементы, выполненные с возможностью контакта с внутренней поверхностью трубы и удерживания трубы для передачи осевых и торсионных нагрузок. В результате создается вращательно закрепленная сборка. Известные захватные сборки оснащены одним основным исполнительным механизмом и одним дублирующим пружинным механизмом для установки захватных элементов. Поскольку дублирование является механическим дублированием, оно подвержено механическим поломкам. Дополнительно, поскольку механическое дублирование осуществляется простой пружиной, отсутствует возможность осуществления дистанционного мониторинга его состояния.An internal gripping device or a capstan can capture the inner diameter of the pipe to temporarily hold the pipe when expanding the column or rotating the drilling column. The inner gripping device is usually connected near the upper end with the upper drive, and near the lower end the inner gripping device includes gripping elements that are sliding outwardly made to contact the inner surface of the pipe and hold the pipe to transfer axial and torsion loads. As a result, a rotationally fixed assembly is created. Known gripping assemblies are equipped with one main actuator and one backup spring mechanism for mounting gripping elements. Since redundancy is mechanical redundancy, it is subject to mechanical damage. Additionally, since mechanical duplication is carried out by a simple spring, there is no possibility for remote monitoring of its condition.

Существует необходимость в усовершенствованной захватывающей сборке, имеющей дополнительные системы безопасности для предотвращения самопроизвольного отсоединения колонны от захватывающего устройства. Существует дополнительная необходимость системы безопасности, использующей резервный исполнительный механизм для захватывающего устройства и интегрированной системы безопасности между захватывающим устройством и захватом на буровом полу.There is a need for an improved gripping assembly having additional security systems to prevent spontaneous detachment of the column from the gripping device. There is an additional need for a security system using a backup actuator for a gripping device and an integrated security system between the gripping device and the gripping on the drilling floor.

Сущность изобретенияSummary of Invention

Варианты осуществления изобретения, описанные в этом документе, относятся к способу и устройству для манипуляции с трубами на буровой установке. Устройство адаптировано для захвата труб и может использоваться с верхним приводом. Устройство включает в себя соединение на одном конце для крепления к верхнему приводу с возможностью вращения и захватные элементы на втором конце для захватывания труб. Устройство имеет основной исполнительный механизм, выполненный с возможностью перемещения и удерживания захватных элементов в контакте с трубой и резервную сборку для поддержания контакта захватного элемента с трубой.Embodiments of the invention described in this document relate to a method and apparatus for manipulating pipes on a drilling rig. The device is adapted to grip pipes and can be used with the upper drive. The device includes a connection at one end for attachment to the upper drive for rotation and gripping elements at the second end for gripping pipes. The device has a main actuator configured to move and hold the gripping elements in contact with the pipe and a back-up assembly to maintain the contact of the gripping element with the pipe.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Конкретное описание изобретения, кратко изложенное выше, приведено ниже со ссылками на варианты осуществления изобретения, некоторые из которых показаны на прилагаемых чертежах. Следует заметить, что на прилагаемых чертежах показаны только типичные варианты осуществления изобретения и поэтому их не следует рассматривать как ограничительные для его объема, поскольку изобретение может допускать другие одинаково эффективные варианты осуществления.The specific description of the invention, summarized above, is given below with reference to embodiments of the invention, some of which are shown in the accompanying drawings. It should be noted that in the accompanying drawings, only typical embodiments of the invention are shown and therefore they should not be construed as restrictive to its scope, since the invention may allow other equally effective embodiments.

На фиг. 1 показана схема буровой установки и ствола скважины согласно варианту осуществления настоящего изобретения;FIG. 1 is a diagram of a drilling rig and a wellbore according to an embodiment of the present invention;

на фиг. 2 показана схема захватного элемента согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;in fig. 2 is a diagram of a gripping member according to one embodiment of the present invention;

на фиг. 3 показана схема захватного элемента согласно одному варианту осуществления настоящегоin fig. 3 is a diagram of a gripping member according to one embodiment of the present.

- 1 022508 изобретения;- 1,022,508 of the invention;

на фиг. 4 показана схема исполнительного механизма для захватного элемента согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;in fig. 4 shows an actuator diagram for a gripping member according to one embodiment of the present invention;

на фиг. 5 показана схема гидравлического исполнительного механизма согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;in fig. 5 is a diagram of a hydraulic actuator according to one embodiment of the present invention;

на фиг. 6А-6С показаны схемы захватного элемента согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;in fig. 6A-6C are diagrams showing a gripping member according to one embodiment of the present invention;

на фиг. 6Ό показан вид поперечного разреза вертлюга согласно альтернативному варианту осуществления настоящего изобретения;in fig. 6Ό shows a cross-sectional view of a swivel according to an alternative embodiment of the present invention;

на фиг. 7 показана схема гидравлического исполнительного механизма согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;in fig. 7 is a diagram of a hydraulic actuator according to one embodiment of the present invention;

на фиг. 8А показана схема гидравлического исполнительного механизма согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;in fig. 8A is a diagram of a hydraulic actuator according to one embodiment of the present invention;

на фиг. 8В-8Е показаны схемы множества захватных элементов согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;in fig. 8B-8E show diagrams of a plurality of gripping elements according to one embodiment of the present invention;

на фиг. 9А, 9В показаны схемы системы определения месторасположения согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;in fig. 9A, 9B are diagrams showing a positioning system according to one embodiment of the present invention;

на фиг. 10А, 10В показаны схемы датчика согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;in fig. 10A, 10B are diagrams of a sensor according to one embodiment of the present invention;

на фиг. 11А, 11В показаны устройства запуска цементировочных пробок согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;in fig. 11A, 11B show starting devices for cementing plugs according to one embodiment of the present invention;

на фиг. 13 показана схема системы манипуляции трубами и контроллера согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.in fig. 13 is a diagram of a pipe handling system and a controller according to one embodiment of the present invention.

Подробное описание изобретенияDetailed Description of the Invention

На фиг. 1 схематично показана буровая установка 100, имеющая систему 102 манипуляции трубами. Как показано, система 102 включает в себя захватывающее устройство 104, исполнительный механизм 106, приводной механизм 108 и грузоподъемную систему 110. Система 102 способна захватывать трубу 112 или деталь оборудования 114, поднимать над стволом скважины и затем совершать спускоподъемные операции с трубами. Исполнительный механизм 106 захватывающего устройства 104 может оснащаться дублирующей сборкой безопасности, запирающей системой и системой безопасности, описанными более подробно ниже, для предотвращения преждевременного высвобождения трубы 112. Грузоподъемная система 110 и/или приводной механизм 108 могут опускать трубу 112 до ее контакта с трубной колонной 116. Затем может использоваться приводной механизм 108 для вращения трубы 112 или детали оборудования 114 в зависимости от практического применения для соединения трубы 112 с трубной колонной 116 и тем самым наращивания трубной колонны 116. После соединения захват 119 на буровом полу 118, который первоначально удерживает трубную колонну 116, может высвободить трубную колонну 116. Захват 119 показан как набор клиньев для захвата труб, однако должно быть ясно, что захват на полу 118 буровой установки может быть любым захватом, включающим в себя, не в качестве ограничения, спайдер. Когда захватывающее устройство 104 захватывает трубу 112 и, следовательно, трубную колонну 116, грузоподъемная система 110 и/или приводной механизм 108 могут опустить трубу 112 и трубную колонну 116, пока верх трубы 112 не окажется вблизи пола 118. Затем вновь приводится в действие захват 119 для захвата наращенной трубной колонны 116 вблизи пола 118, и таким способом удерживать наращенную трубную колонну 116 в скважине. Исполнительный механизм 106 высвобождает захватывающее устройство 104 от трубы 112. Затем система 102 может использоваться для захватывания следующей трубы 112, которой необходимо нарастить трубную колонну 116. Этот процесс повторяется до завершения колонны. При опускании трубной колонны 116 приводной механизм 108 может вращать трубную колонну 116. Если трубная колонна 116 оснащается бурильным инструментом 120, вращением трубной колонны 116 можно осуществлять разбуривание ствола скважины при опускании трубной колонны 116. Труба 112 может быть любой трубой скважинной колонны из секции, включающей в себя, не в качестве ограничения, обсадную трубу, трубу хвостовика, эксплуатационную насоснокомпрессорной трубу, бурильную трубу.FIG. 1 schematically shows a drilling rig 100 having a pipe manipulation system 102. As shown, system 102 includes a gripping device 104, an actuator 106, a drive mechanism 108, and a lifting system 110. The system 102 is capable of gripping a pipe 112 or a piece of equipment 114, lifting it above a borehole and then performing tripping operations with pipes. The actuator 106 of the gripping device 104 may be equipped with a safety backup assembly, a locking system and a security system, described in more detail below, to prevent premature release of the pipe 112. The load-lifting system 110 and / or the drive mechanism 108 may lower the pipe 112 to its contact with the pipe string 116 The drive mechanism 108 may then be used to rotate the pipe 112 or the equipment part 114, depending on practical application, for connecting the pipe 112 to the pipe string 1. 16 and thereby increasing the pipe string 116. After connecting, the gripper 119 on the drill floor 118, which initially holds the pipe string 116, can release the pipe string 116. The gripper 119 is shown as a set of pipe gripping wedges, but it should be clear that the gripper on the floor The rig 118 can be any gripper including, not limited to, a spider. When the gripping device 104 engages the pipe 112 and, therefore, the pipe column 116, the load-lifting system 110 and / or the drive mechanism 108 can lower the pipe 112 and the pipe column 116 until the top of the pipe 112 is near the floor 118. Then the grip 119 is activated again. to capture the extended tubing 116 near the floor 118, and in this way keep the extended tubing 116 in the well. The actuator 106 releases the gripping device 104 from the pipe 112. Then the system 102 can be used to grab the next pipe 112, which needs to expand the pipe string 116. This process is repeated until the completion of the column. When the tubing 116 is lowered, the drive mechanism 108 may rotate the tubing 116. If the tubing 116 is equipped with a drilling tool 120, the borehole may be drilled by lowering the tubing 116. The tubing 112 may be any tubing from the section including in itself, not as a limitation, casing, liner pipe, production pump-compressor pipe, drill pipe.

На фиг. 2 показана в виде схемы система 102 манипуляции трубами согласно одному варианту осуществления изобретения. Система 102 включает в себя вертлюг 200, уплотнительное устройство 202 в дополнение к приводному механизму 108, исполнительному механизму 106 и захватывающему устройству 104.FIG. 2 is shown in schematic form a pipe handling system 102 according to one embodiment of the invention. The system 102 includes a swivel 200, a sealing device 202 in addition to the drive mechanism 108, the actuator 106, and the gripping device 104.

Захватывающее устройство 104, как показано на фиг. 2, является внутренним захватывающим устройством, выполненным с возможностью сцепления с внутренней поверхностью трубы 112. Захватывающее устройство 104 имеет набор клиньев 208 для захвата труб, клиновой фиксатор 210 и корпус 212, соединенные с исполнительным механизмом 106. Клинья 208 для захвата труб могут быть любыми клиньями для захвата труб или захватными элементами, предназначенными для захвата трубы 112, предпочтительно клинья 208 для захвата труб имеют рифление (не показаны) для обеспечения захватывающего сцепления. Клиновой фиксатор 210 соединяется с корпусом 212, который может соединяться с исполни- 2 022508 тельным механизмом 106. Исполнительный механизм 106 перемещает втулку 214 вниз для перемещения вниз клиньев 208 для захвата труб. Когда клинья 208 для захвата труб перемещаются вниз, угол клиньев 208 и угол клинового фиксатора 210 перемещает клинья в радиальном направлении от продольной оси захватывающего устройства 104. Это радиальное перемещение наружу перемещает клинья 208 в сцепление с трубой 112. Когда клинья 208 сцепляются с трубой 112, вес трубы должен увеличивать усилие захвата, прилагаемое клиньями 208 вследствие углов клинового замка 210 и клиньев 208. Хотя на фиг. 2 показана втулка 214, перемещающаяся вниз для приведения в действие клиньев 208, может использоваться любая подходящая конфигурация для сцепления клиньев 208 с трубой 112. В другом варианте осуществления изобретения клинья 208 приводятся в действие перемещением клинового фиксатора 210 вверх относительно клиньев 208, тем самым заставляя клинья 208 перемещаться радиально наружу.The gripping device 104, as shown in FIG. 2 is an internal gripping device adapted to engage the inner surface of the pipe 112. The gripping device 104 has a set of wedges 208 for gripping pipes, a wedge clamp 210 and a housing 212 connected to an actuator 106. The wedges 208 for gripping pipes can be any wedges for gripping pipes or gripping elements designed to grip the pipe 112, preferably the gripping wedges 208 have corrugations (not shown) to provide gripping grip. The wedge latch 210 is connected to the housing 212, which can be connected to the actuator 106. The actuator 106 moves the sleeve 214 down to move the wedges 208 down to grip the pipes. When the gripping wedges 208 move downward, the angle of the wedges 208 and the angle of the wedge retainer 210 move the wedges radially from the longitudinal axis of the gripping device 104. This radial movement outwards moves the wedges 208 into engagement with the pipe 112. When the wedges 208 engage with the pipe 112, the weight of the pipe must increase the gripping force applied by the wedges 208 due to the corners of the wedge lock 210 and the wedges 208. Although FIG. 2 shows a sleeve 214 moving downward to actuate the wedges 208, any suitable configuration may be used to couple the wedges 208 to the pipe 112. In another embodiment of the invention, the wedges 208 are driven by moving the wedge latch 210 upwardly against the wedges 208, thereby causing the wedges 208 move radially outward.

В альтернативном варианте осуществления изобретения захватывающее устройство 104 может быть внешним захватом для захватывания трубы 112 снаружи. Внешний захват может включать в себя клинья для захвата труб, которые перемещаются к продольной оси, когда приводятся в действие. Дополнительно может использоваться комбинация внутреннего и внешнего захватывающего устройства 104. Еще дополнительно, внешний захват может включать в себя захватывающее устройство, которое шарнирно поворачивается для сцепления с трубой. Пример внешнего захвата показан в патенте США № 2005/0257933, включенном полностью в этот документ путем ссылки.In an alternative embodiment of the invention, the gripping device 104 may be an external gripper for gripping the pipe 112 from the outside. The outer grip may include wedges to grip pipes that move to the longitudinal axis when actuated. Additionally, a combination of the internal and external gripping device 104 may be used. Additionally, the external gripper may include a gripping device that pivots to engage the pipe. An example of external capture is shown in US Pat. No. 2005/0257933, which is incorporated herein by reference in its entirety.

Исполнительный механизм 106 схематично показан на фиг. 1 и 2 и может быть механизмом с электрическим, механическим или гидравлическим приводом, разработанным с возможностью разъединять и устанавливать захватывающее устройство 104. Дополнительно, исполнительный механизм 106 может быть исполнительным механизмом с любой комбинацией электрического, механического или гидравлического привода.The actuator 106 is shown schematically in FIG. 1 and 2 and may be an electrical, mechanical, or hydraulic drive mechanism designed to be able to disconnect and install the gripping device 104. Additionally, the actuator 106 may be an actuator with any combination of electrical, mechanical, or hydraulic drive.

Вертлюг 200 предоставляет возможность использования источника электроэнергии или текучей среды, такого как насос (не показан) для передачи текучей среды и/или электроэнергии к исполнительному механизму 106 во время работы, в особенности во время вращения исполнительного механизма 106. Вертлюг 200 может быть обычным вертлюгом, таким как 8СОТТ ΚΌΤΑΚ.Υ §ЕАЬ™ с обычными кольцевыми уплотнениями. Вертлюг 200, показанный на фиг. 2 и 3, является частью переходника 215, у которого имеется нижний ниппельный конец 216 и верхний муфтовый конец 217 для соединения вертлюга 200 с другими составляющими частями буровой установки, такими как верхний привод или корпус 212. Верхний конец корпуса 212 может иметь переходник 218 для соединения захватывающего устройства 104 с вертлюгом 200 или приводным механизмом 108. Переходник 218 может быть просто резьбовым соединением, как показано, или включать в свой состав элемент запирающего устройства, что будет описано более подробно ниже. Приводной механизм 108 может быть любым приводным механизмом, известным в технике для несения трубы 112, таким как верхний привод, компенсатор, или комбинированный верхний привод с компенсатором, или талевый блок. Соединение между приводным механизмом 108 и захватывающим устройством 104 может быть аналогичным переходнику 218 и будет рассмотрено более детально ниже. Корпус 212 выполняется таким, чтобы верхний привод передавал вращательное движение на клинья 208, как рассматривается более детально ниже.Swivel 200 provides the ability to use a source of electrical energy or fluid, such as a pump (not shown), to transfer fluid and / or electrical power to the actuator 106 during operation, especially during rotation of the actuator 106. The swivel 200 may be a conventional swivel, such as COTT ΚΌΤΑΚ.Υ §ЕАЬ ™ with conventional O-rings. The swivel 200 shown in FIG. 2 and 3 is part of adapter 215, which has a lower nipple end 216 and upper coupling end 217 for connecting the swivel 200 to other components of the drilling rig, such as an upper drive or housing 212. The upper end of the housing 212 may have an adapter 218 for connecting gripping device 104 with a swivel 200 or a driving mechanism 108. Adapter 218 may simply be a threaded connection, as shown, or incorporate an element of the locking device, which will be described in more detail below. The drive mechanism 108 may be any drive mechanism known in the art for carrying pipe 112, such as a top drive, a compensator, or a combined top drive with a compensator, or a traveling block. The connection between the drive mechanism 108 and the gripping device 104 may be similar to the adapter 218 and will be discussed in more detail below. The housing 212 is configured such that the upper actuator transmits the rotational movement to the wedges 208, as discussed in more detail below.

Исполнительный механизм 106 может соединяться с корпусом 212 и функционально соединяться с вертлюгом 200. Вертлюг 200 может, в общем, быть с полым или полнотелым валом с канавками или контактными кольцами и с внешним кольцом, имеющим отверстия для текучей среды или щетки. Вал имеет свободу вращения, в то время как кольцо остается неподвижным. При этом текучая среда распределяется из неподвижной точки к вращающемуся валу, где, в свою очередь, текучая среда дополнительно распределяется к различным составным частям для осуществления работы оборудования, вращающегося с корпусом 212 так, чтобы исполнительный механизм 106 устанавливал и высвобождал клинья 208 для захвата труб.The actuator 106 may be connected to the housing 212 and functionally connected to the swivel 200. The swivel 200 may, in general, be with a hollow or full-bodied shaft with grooves or slip rings and with an outer ring having openings for a fluid or a brush. The shaft has freedom of rotation, while the ring remains stationary. The fluid is distributed from a fixed point to the rotating shaft, where, in turn, the fluid is further distributed to the various components to operate the equipment rotating with the housing 212 so that the actuator 106 sets and releases the wedges 208 to grip the pipes.

В одном варианте осуществления изобретения исполнительный механизм 106 является одной или несколькими сборками 300 кольцевых поршней, показанными на фиг. 3. Каждая сборка 300 может включать в себя поршень 302, рабочую камеру 304 с текучей среды, линию (линии) 308 управления (показанные схематически) и входное отверстие 310 текучей среды. Каждая сборка 300 способна приводить в действие захватывающее устройство 104 независимо от других сборок 300. Таким образом, обеспечено встроенное резервирование для обеспечения дублирующей системы безопасности. То есть одна из сборок 300 кольцевых поршней является первичной сборкой, которая необходима для осуществления работы исполнительного механизма 106. Остальные сборки 300 являются резервными и обеспечивают дополнительный дублирующий признак безопасности. Каждая сборка 300 кольцевых поршней работает посредством введения текучей среды в рабочую камеру 304 текучей среды. Текучая среда в рабочей камере 304 прилагает давление к верхней стороне поршня 302. Давление на поршень 302 перемещает поршень 302 вниз. Поршень 302 функционально соединяется с захватывающим устройством 104 посредством втулки 214. Хотя захватывающее устройство 104 показано соединенным с втулкой 214, следует уяснить, что приемлемой является любая форма приведения в действие захватывающего устройства 104 поршнем 302. Для высвобождения захватывающего устройства 104 из трубы 112 текучая среда может вводиться в рабочую камеру 306 разобщающего устройства. Когда давление текучей среды, действую- 3 022508 щее на нижнюю поверхность поршня 302, превышает давление над поршнем 302, поршень 302 может перемещаться вверх, тем самым высвобождая захватывающее устройство 104 из трубы 112. Каждая из сборок 300 кольцевых поршней может иметь рабочую камеру 306 разобщающего устройства или не иметь данную рабочую камеру. Предполагается, что для высвобождения захватывающего устройства 104 давление в рабочих камерах 304 просто сбрасывается, приводной механизм 108 может затем использоваться для высвобождения клиньев 208 для захвата труб, показанных на фиг. 2, из трубы 112. Хотя показаны две сборки 300 кольцевых поршней, должно быть ясно, что может использоваться любое их количество, даже если имеется по меньшей мере одна основная сборка кольцевых поршней и одна резервная или дублирующая сборка поршней.In one embodiment of the invention, the actuator 106 is one or more of the annular piston assemblies 300 shown in FIG. 3. Each assembly 300 may include a piston 302, a working fluid chamber 304, a control line (s) 308 (shown schematically), and a fluid inlet 310. Each assembly 300 is capable of activating the capturing device 104 independently of the other assemblies 300. Thus, built-in redundancy is provided to provide a redundant security system. That is, one of the annular piston assemblies 300 is the primary assembly that is necessary for the operation of the actuator 106. The remaining assemblies 300 are redundant and provide an additional redundant safety feature. Each ring piston assembly 300 operates by injecting fluid into the working fluid chamber 304. Fluid in working chamber 304 applies pressure to the upper side of piston 302. Pressure on piston 302 moves piston 302 down. The piston 302 is operatively connected to the gripping device 104 via the sleeve 214. Although the gripping device 104 is shown connected to the sleeve 214, it should be understood that any form of actuation of the gripping device 104 by the piston 302 is acceptable. To release the gripping device 104 from the pipe 112, the fluid can enter into the working chamber 306 of the disconnecting device. When the fluid pressure acting on the bottom surface of the piston 302 exceeds the pressure above the piston 302, the piston 302 can move upwards, thereby releasing the gripping device 104 from the pipe 112. Each of the annular piston assemblies 300 can have a disengaging working chamber 306 devices or not to have this working camera. It is assumed that the pressure in the working chambers 304 is simply released to release the gripping device 104, the drive mechanism 108 can then be used to release the wedges 208 to grip the pipes shown in FIG. 2, from pipe 112. Although two assemblies 300 of annular pistons are shown, it should be clear that any number of them can be used, even if there is at least one basic assembly of annular pistons and one redundant or duplicate piston assembly.

Линии 308 управления, схематически показанные на фиг. 3, могут быть одной линией управления или множеством линий управления для подачи текучей среды к каждой индивидуальной сборке 300 кольцевых поршней. Линии 308 управления могут включать в себя линию осуществления мониторинга для передачи информации обратно на контроллер 312. Линии 308 управления предоставляют оператору или контроллеру возможность осуществления мониторинга состояния в рабочих камерах текучей среды в каждой индивидуальной сборке 300 кольцевых поршней, включая в себя, но не ограничиваясь этим, давление и температуру. Таким образом, если имеет место неожиданное падение давления в одной из сборок 300 кольцевых поршней, контроллер 312 или оператор могут выполнить переналадки на другие сборки 300 кольцевых поршней для обеспечения сохранения сцепления с трубой 112.The control lines 308 shown schematically in FIG. 3, may be a single control line or a plurality of control lines for supplying fluid to each individual assembly of 300 annular pistons. The control lines 308 may include a monitoring line for transmitting information back to the controller 312. The control lines 308 provide an operator or controller with the ability to monitor the state in the fluid chambers in each individual assembly of 300 ring pistons, including but not limited to , pressure and temperature. Thus, if there is an unexpected pressure drop in one of the annular piston assemblies 300, the controller 312 or operator can perform readjustments to other annular piston assemblies 300 to ensure that the adhesion to the pipe 112 remains.

Линии 308 управления, хотя и показаны, как линия управления, могут быть от любого источника текучей среды, известного в технике, такого как кольцевое пространство, окружающее исполнительный механизм 106.The control lines 308, although shown as a control line, can be from any fluid source known in the art, such as the annular space surrounding the actuator 106.

В общем, контроллер 312 может иметь дополнительные линии управления, осуществляющие функциональную связь с талевым блоком, системой определения месторасположения, датчиком, приводным механизмом, механическим трубным ключом и/или устройством для работы с трубами. Дополнительно, контроллер 312 принимает данные от линий мониторинга и приводного механизма. Контроллер 312 может в различных вариантах исполнения иметь связь текучей средой, беспроводную связь (например, инфракрасным излучением, радиочастотным излучением, технологии В1ие1оо1й и тому подобным) или проводную связь с составными частями настоящего изобретения. Иллюстративно, контроллер 312 может осуществлять функциональную связь с приводным механизмом, рабочими камерами текучей среды, захватывающим механизмом 104, разобщающим устройством, системой определения месторасположения, одним или двумя датчиками и другими составляющими частями буровой установки. Контроллер 312 может выполняться с возможностью управления и мониторинга каждой из соответствующих составных частей в полностью автоматизированном режиме (то есть по заранее запрограммированной последовательности, хранящейся в блоке памяти) или согласно отдельным командам, вводимым пользователем.In general, the controller 312 may have additional control lines that functionally communicate with a traveling block, a positioning system, a sensor, a drive mechanism, a mechanical pipe wrench, and / or a device for working with pipes. Additionally, the controller 312 receives data from the monitoring lines and the drive mechanism. The controller 312 may, in various versions, have fluid communication, wireless communication (eg, infrared radiation, radio frequency radiation, Blindool technology and the like) or wired communication with the constituent parts of the present invention. Illustratively, the controller 312 may perform functional communication with the drive mechanism, fluid working chambers, gripping mechanism 104, uncoupler, positioning system, one or two sensors, and other component parts of the drilling rig. The controller 312 can be performed with the ability to control and monitor each of the respective components in a fully automated mode (i.e., according to a pre-programmed sequence stored in the memory unit) or according to individual commands entered by the user.

Хотя это не показано, контроллер 312 может оснащаться блоком центрального компьютерного процессора с возможностью программирования, блоком памяти, запоминающим устройством большой емкости и хорошо известными контурами обеспечения, такими как энергоснабжение, генератор синхронизирующих импульсов, сверхоперативная память, входные/выходные контуры и тому подобными. Когда задействован, оператор может управлять работой захватывающего устройства 104 посредством ввода команд в контроллер 312. В этом случае другой вариант осуществления контроллера 312 включает в себя не показанный пульт управления. Пульт управления может включать в себя клавиатуру, переключатели, рукоятки управления, сенсорную панель и тому подобное.Although not shown, the controller 312 may be equipped with a programmable central computer processor unit, a memory unit, a large-capacity storage device, and well-known software circuits, such as power supply, clock generator, ultra-fast memory, input / output circuits, and the like. When enabled, the operator can control the operation of the gripping device 104 by inputting commands to the controller 312. In this case, another embodiment of the controller 312 includes a control panel, not shown. The control panel may include a keyboard, switches, control knobs, a touch pad, and the like.

При осуществлении мониторинга и управления буровой установкой контроллером 312 интегрированная система безопасности может легко адаптироваться к буровой установке 100. Система безопасности может предотвратить падение трубы 112 или трубной колонны 116. В одном варианте осуществления изобретения система безопасности выполнена с возможностью обеспечения индикации надлежащего соединения захватывающего устройства 104 с трубой 112. Таким образом, система безопасности предоставляла бы возможность оператору или контроллеру 312 знать, что захватывающее устройство 104 полностью сцепилось с трубой 112. Когда сцепление захватывающего устройства 104 с трубой 112, которая теперь является частью трубной колонны 116, подтверждается системой безопасности, контроллер 312 или оператор могут высвобождать клинья захвата труб или спайдер на буровом полу 118. Талевый блок затем опустил бы трубную колонну 116 так, чтобы муфтовый конец трубы расположился около пола 118 буровой установки. Контроллер 312 или оператор могут затем вторично привести в действие клинья или спайдер для захватывания трубной колонны 116. С клиньями, сцепленными с трубной колонной 116, контроллер 312 может предоставить возможность захватывающему устройству 104 высвободить трубную колонну 116. Система безопасности также способна осуществлять мониторинг величины крутящего момента свинчивания резьбы труб 112 во время скрепления. Этим гарантируется отсутствие повреждений резьбы во время наращивания и надежное скрепление соединения. Примеры подходящих систем безопасности показаны в патенте США № 6742596 и патентных публикациях США 2005/0096846, 2004/0173358 и 2004/0144547, которые включаются в настоящий документ путем ссылки.When monitoring and controlling the rig, the integrated security system 312 can easily adapt to the rig 100. The security system can prevent the pipe 112 or tubing 116 from falling. In one embodiment of the invention, the security system is configured to provide an indication of the proper connection of the gripping device 104 s pipe 112. Thus, the security system would allow the operator or controller 312 to know that The device 104 is fully engaged with the pipe 112. When the coupling of the gripping device 104 with the pipe 112, which is now part of the pipe string 116, is confirmed by the safety system, the controller 312 or the operator can release the pipe grip wedges or spider on the drill floor 118. The tack block then lowered pipe column 116 so that the coupling end of the pipe is located near the floor 118 of the drilling rig. The controller 312 or operator may then re-actuate the wedges or spider to pick up the tubular column 116. With the wedges coupled to the tubular column 116, the controller 312 may allow the pick-up device 104 to release the tubing 116. The security system is also capable of monitoring the amount of torque screwing the threads of the pipe 112 during bonding. This ensures no damage to the thread during the build-up and reliable bonding of the connection. Examples of suitable security systems are shown in US Patent No. 6742596 and US Patent Publications 2005/0096846, 2004/0173358 and 2004/0144547, which are incorporated herein by reference.

В альтернативном варианте осуществления изобретения исполнительный механизм 106 захватывающего устройства 104 включает в себя одну или несколько сборок 400 поршней и цилиндров, как по- 4 022508 казано на фиг. 4. Сборки 400 поршней и цилиндров соединены с корпусом 212 посредством муфты 402 и соединены с возможностью перемещения с втулкой 214 посредством скользящего кольца 404. Скользящее кольцо 404 соединяется со штоком 406 каждой сборки 400 поршней и цилиндров. Скользящее кольцо 404 соединено с втулкой 214 для приведения в действие захватывающего устройства 104. Должно быть ясно, что может использоваться любой способ крепления сборок 400 поршней и цилиндров к корпусу 212 и втулке 214, известный в технике. Любая из сборок 400 поршней и цилиндров способна перемещать скользящее кольцо 404 для приведения в действие захватывающего устройства 104, таким образом, все кроме одной сборки 400 поршней и цилиндров являются резервными или обеспечивают дублирование и один из поршней является основным исполнительным механизмом. Дополнительно должно быть ясно, что другие источники энергии, кроме источников текучей среды, могут использоваться для подачи энергии на захватывающее устройство 104 как по отдельности, так и вместе с энергией текучей среды. Эти альтернативные источники энергии включают в себя, но не в качестве ограничения, электрические, аккумуляторные и системы хранения энергии, такие как силовые пружины и сжатый газ.In an alternative embodiment of the invention, the actuator 106 of the gripping device 104 includes one or more piston and cylinder assemblies 400, as shown in FIG. 4 022508. 4. The piston and cylinder assemblies 400 are connected to the housing 212 by means of the coupling 402 and are connected to move with the sleeve 214 through the sliding ring 404. The sliding ring 404 is connected to the rod 406 of each assembly 400 of the pistons and cylinders. The sliding ring 404 is connected to the sleeve 214 to actuate the gripping device 104. It should be clear that any method of attaching the piston and cylinder assemblies 400 to the housing 212 and the sleeve 214 known in the art can be used. Any of the piston and cylinder assemblies 400 are capable of moving the sliding ring 404 to actuate the gripping device 104, thus all but one of the 400 piston and cylinder assemblies are redundant or provide duplication and one of the pistons is the main actuator. Additionally, it should be clear that other sources of energy, other than sources of fluid, can be used to supply energy to the gripping device 104, either individually or together with the energy of the fluid. These alternative energy sources include, but are not limited to, electrical, battery, and energy storage systems, such as power springs and compressed gas.

В другом варианте осуществления изобретения исполнительный механизм 106 может приводиться в действие электричеством. Приводимый в действие электричеством исполнительный механизм может оснащаться механическим запирающим устройством, который действует как дублирующая сборка, предотвращающая высвобождение захватывающего устройства 104. Дополнительно, электрический исполнительный механизм может включать в себя несколько устройств приведения в действие для резервирования или как дублирование. Исполнительный механизм с электроприводом может передавать данные на контроллер 312 для передачи данных о его положении оператору. Таким образом, если один запирающий механизм откажет, контроллер 312 может предпринимать шаги для предотвращения случайного высвобождения трубы 112.In another embodiment of the invention, the actuator 106 may be driven by electricity. An electrically actuated actuator may be equipped with a mechanical locking device that acts as a redundant assembly preventing the release of the gripping device 104. Additionally, the electrical actuator may include several actuation devices for redundancy or duplication. The actuator with the electric drive can transmit data to the controller 312 to transfer data about its position to the operator. Thus, if one locking mechanism fails, controller 312 may take steps to prevent accidental release of pipe 112.

Как описано выше, чтобы предусмотреть резервирование или сборку дублирующего предохранительного устройства, резервный исполнительный механизм с возможностью раздельной работы может использоваться для обеспечения действия захватывающего устройства 104 в случае отказа основного исполнительного механизма. В одном варианте осуществления изобретения, как показано на фиг. 3, исполнительный механизм 106 включает в себя четыре сборки 300 кольцевых поршней. Основным исполнительным механизмом может быть одна из сборок 300 кольцевых поршней, в то время, как любая из оставшихся или все оставшиеся сборки 300 кольцевых поршней могут действовать в качестве резервного исполнительного механизма. Резервный исполнительный механизм действует аналогично основному исполнительному механизму. То есть резервный исполнительный механизм прилагает усилие приведения в действие к захватывающему устройству 104, когда текучая среда подается в рабочую камеру 304 резервного исполнительного механизма. Как рассматривалось выше, мониторинг давления текучей среды в рабочей камере 304 может выполняться контроллером 312. Резервный исполнительный механизм должен создавать усилия приведения в действие захватывающего устройства 104 даже в случае отказа первичного исполнительного механизма. Дополнительно, добавочные резервные исполнительные механизмы могут предусматриваться, которые работают аналогично или сходно с резервным исполнительным механизмом.As described above, in order to provide for redundancy or assembly of a backup safety device, a backup actuator with separate operation can be used to ensure the operation of the gripping device 104 in the event of a failure of the main actuator. In one embodiment of the invention, as shown in FIG. 3, actuator 106 includes four annular piston assemblies 300. The main actuator can be one of the assemblies of 300 ring pistons, while any of the remaining or all remaining assemblies of the 300 ring pistons can act as a backup actuator. The backup actuator operates in the same way as the main actuator. That is, the backup actuator applies a force to actuate the gripping device 104 when fluid flows into the working chamber 304 of the backup actuator. As discussed above, the monitoring of fluid pressure in working chamber 304 may be performed by controller 312. A backup actuator must create efforts to actuate the gripper 104 even in the event of a failure of the primary actuator. Additionally, additional backup actuators may be provided that work in a similar or similar manner to the backup actuator.

В другом варианте осуществления изобретения один или несколько клапанов 314, схематически показанных на фиг. 3, располагаются между линией (линиями) управления 308 и рабочей камерой 304 для создания сборки добавочного и/или альтернативной дублирующей предохранительной сборки. Клапан 314 обеспечивает прохождение текучей среды в рабочую камеру 304, но не ее выход из рабочей камеры 304. Клапаны 314 могут устанавливаться на сброс давления, когда приводятся в действие рабочие камеры 306 разобщающего устройства. Клапан 314 обычно является одноходовым клапаном, таким как обратный клапан. Понятно, что может использоваться любой клапан, включая в себя, но не ограничиваясь этим, уравновешивающий клапан. Во время работы текучая среда входит в рабочую камеру 304 и приводит в действие сборку 300 кольцевого поршня, тем самым осуществляя сцепление трубы 112 с клиньями 208 захватывающего устройства 104. Текучая среда также действует для предотвращения расцепления клиньев 208 для захвата труб захватывающего устройства 104 с трубой 112, пока давление не будет приложено к противоположному торцу поршня 302. В этом варианте осуществления изобретения клапан 314 действует для поддержания, по существу, постоянного давления на поршне 302, даже если имеет место самопроизвольная потеря давления в линии (линиях) управления 308 или давление избирательно отключается. Этим, в свою очередь, сохраняет постоянное запирающее усилие на клиньях 208 для захвата труб. Клапаны 314 могут встраиваться в исполнительный механизм 106 или добавляться или подключаться как дополнение к исполнительному механизму 106. Клапан 314 может размещаться в любом месте между источником текучей среды для осуществления работы сборки 300 кольцевого поршня и рабочей камеры 304. Клапан 314 может прикрепляться к каждой рабочей камере 304 или любому числу камер текучей среды в зависимости от требований исполнительного механизма 106. Таким образом, для работы требуется только одна рабочая камера 304 для сцепления клиньев 208 для захвата труб. Дополнительные рабочие камеры 304 могут оборудоваться клапаном 314 аналогично рабочей камере безопасности, которая, когда приводится в действие, предотвращает случайное высвобождение трубы 112 захватывающим устройством 104. Клапаны 314 должны работать на основе одного поршня. Следовательно, еслиIn another embodiment of the invention, one or more valves 314 shown schematically in FIG. 3, are positioned between the control line (s) 308 and the working chamber 304 to create an additional and / or alternative backup safety assembly. The valve 314 allows the fluid to flow into the working chamber 304, but not its exit from the working chamber 304. The valves 314 can be set to relieve pressure when the operating chambers 306 of the uncoupling device are actuated. Valve 314 is typically a one-way valve, such as a check valve. It is understood that any valve may be used, including but not limited to, a balancing valve. During operation, the fluid enters the working chamber 304 and drives the annular piston assembly 300, thereby engaging the pipe 112 with the wedges 208 of the gripping device 104. The fluid also acts to prevent the wedges 208 from disengaging to the gripping of the gripping device 104 with the pipe 112 until pressure is applied to the opposite end of the piston 302. In this embodiment, the valve 314 acts to maintain substantially constant pressure on the piston 302, even if an arbitrary pressure loss in the line (s) 308 or the control pressure is selectively disabled. This, in turn, maintains a constant locking force on the wedges 208 to grip the pipes. Valves 314 may be integrated into actuator 106 or added or connected as an addition to actuator 106. Valve 314 may be located anywhere between the fluid source to enable operation of the annular piston assembly 300 and the operating chamber 304. The valve 314 may be attached to each operating chamber 304 or any number of fluid chambers depending on the requirements of the actuator 106. Thus, only one working chamber 304 is required for engaging the wedges 208 to grip the pipes. Additional working chambers 304 may be equipped with a valve 314 in a manner similar to a working safety chamber, which, when activated, prevents accidental release of pipe 112 by a gripping device 104. Valves 314 must operate on the basis of a single piston. Therefore, if

- 5 022508 используются несколько поршней и если на одном поршне теряется давление или он протекает вследствие отказа уплотнения, резервный исполнительный механизм должен продолжать удерживать усилие установки на клиньях 208 для захвата труб.- 5 022508 several pistons are used and if pressure is lost on one piston or it flows due to seal failure, the backup actuator must continue to hold the installation force on the wedges 208 to grip the pipes.

В еще одном альтернативном варианте осуществления изобретения резервным исполнительным механизмом является одна или несколько сборок 400 цилиндра и поршня, а основной исполнительный механизм является одной из сборок 400 цилиндра и поршня, показанной на фиг. 4. Как описывалось выше, основной исполнительный механизм и каждый из резервных исполнительных механизмов способен независимо управлять захватывающим устройством 104. Дополнительно, контроллер 312, показанный на фиг. 3, способен осуществлять мониторинг состояния в основном исполнительном механизме и резервных исполнительных механизмах, чтобы гарантировать, что захватывающее устройство 104 остается в зацеплении с трубой 112, когда необходимо.In yet another alternative embodiment of the invention, the backup actuator is one or more cylinder and piston assemblies 400, and the main actuator is one of the cylinder and piston assemblies 400 shown in FIG. 4. As described above, the main actuator and each of the backup actuators are able to independently control the gripping device 104. Additionally, the controller 312 shown in FIG. 3, is able to monitor the state of the main actuator and the backup actuators to ensure that the gripping device 104 remains in engagement with the pipe 112 when necessary.

В еще одном варианте осуществления изобретения, по меньшей мере, несколько сборок 400 цилиндра и поршня оснащаются клапаном 500, схематически показанным на фиг. 5, для создания дублирующей сборки в качестве дополнительного признака безопасности для предотвращения самопроизвольного высвобождения захватывающего устройства 104. Как показано, каждая из сборок 400 включает в себя цилиндр 502 и поршень 504. Могут существовать две линии гидравлического и/или пневматического управления, соединенные с каждой из сборок 400. Линия 506 приведения в действие соединяется с каждым из цилиндров 502. Линия 506 приведения в действие прилагает гидравлическое или пневматическое давление к каждому из поршней 504 для приведения в действие захватывающего устройства 104 (показаны на фиг. 1-4). Линия 512 высвобождения соединяется с каждым из цилиндров 502 под поршнем 504 для высвобождения захватывающего устройства 104. Одна или несколько питающих линий 508 может соединяться с каждой линией 506 приведения в действие. Дополнительно, отдельные питающие линии могут использоваться для передачи мощности на каждую из сборок 400 цилиндра и поршня по отдельности. Каждая линия 506 может оснащаться клапаном 500, хотя она показана имеющей клапан 500, должно быть ясно, что может использоваться всего лишь один клапан 500.In yet another embodiment of the invention, at least several cylinder and piston assemblies 400 are fitted with a valve 500 shown schematically in FIG. 5, to create a redundant assembly as an additional security feature to prevent the spontaneous release of the gripping device 104. As shown, each of the assemblies 400 includes a cylinder 502 and a piston 504. There may be two hydraulic and / or pneumatic control lines connected to each of assembly 400. The actuation line 506 is connected to each of the cylinders 502. The actuation line 506 applies a hydraulic or pneumatic pressure to each of the pistons 504 to actuate in action gripping device 104 (shown in Fig. 1-4). A release line 512 is connected to each of the cylinders 502 under the piston 504 to release the gripping device 104. One or more supply lines 508 may be connected to each actuating line 506. Additionally, separate supply lines can be used to transfer power to each of the cylinder and piston assemblies 400 separately. Each line 506 can be fitted with a valve 500, although it is shown having a valve 500, it should be clear that only one valve 500 can be used.

Для приведения в действие захватывающего устройства 104 текучая среда проходит через одну или несколько питающих линий 508. Текучая среда входит в каждую линию 506 приведения в действие, затем проходит через клапаны 500. Клапаны 500 работают таким образом, что предоставляют возможность текучей среде проходить к цилиндру 502, но не назад к питающей линии 508. Когда текучая среда продолжает прохождение через клапаны 500, она заполняет каждую из линий вниз по потоку от клапанов 500. Затем текучая среда может начинать прилагать усилие к поршням 504. Усилие на поршнях 504 заставляет их перемещать скользящее кольцо (показанное на фиг. 4) и приводить в действие захватывающее устройство 104. Затем клинья 208 должны сцепляться с трубой 112. Когда клинья полностью сцеплены с трубой 112, текучая среда не должна больше перемещать поршни 504 вниз. Введение текучей среды может прекращаться при заранее заданном давлении, мониторинг которого осуществляется контроллером 312 или оператором. Единственным усилием на поршни в положении после приведения в действие является давление текучей среды над поршнями 504. Система должна оставаться в таком состоянии до сброса давления переключателями 510 или клапанами 500 или в случае отказа системы. Каждый из клапанов 500 действует, как система безопасности, для предотвращения самопроизвольного высвобождения захватывающим устройством 104 трубы 112. В процессе работы клинья 208 могут высвобождаться приведением в действие переключателей 510 и предоставлением возможности текучей среде уйти от верхнего торца поршней 504. Текучая среда затем вводится в линии 512 высвобождения для подачи давления на нижний торец поршней 504. При высвобождении текучей среды сверху поршня 504 не требуется добавочного усилия для высвобождения клиньев 208 для захвата труб, кроме усилия преодоления трения между клиньями 208 для захвата труб и трубой 112. Хотя клапаны 500 показаны связанными со сборками 400 цилиндра и поршня, должно быть ясно, что клапаны 500 и гидравлическая схема может использоваться связанной с любым исполнительным механизмом, описанным в этом документе.The fluid passes through one or more supply lines 508 to actuate the pick-up device 104. Fluid enters each actuation line 506, then passes through valves 500. Valves 500 operate in such a way that they allow fluid to flow to cylinder 502 but not back to supply line 508. When fluid continues to flow through valves 500, it fills each of the lines downstream of valves 500. The fluid can then begin to apply force to the pistons 504. The force on the pistons 504 causes them to move the sliding ring (shown in FIG. 4) and actuate the gripping device 104. Then the wedges 208 must engage the pipe 112. When the wedges are fully engaged with the pipe 112, the fluid should no longer move the pistons 504 down. The introduction of fluid can be stopped at a predetermined pressure, which is monitored by the controller 312 or by the operator. The only force on the pistons in the position after actuation is the fluid pressure above the pistons 504. The system must remain in this state until pressure is released by switches 510 or valves 500 or in the event of a system failure. Each of the valves 500 acts as a safety system to prevent the pickup 104 of the pipe 112 from spontaneously releasing. During operation, the wedges 208 can be released by actuating the switches 510 and allowing the fluid to escape from the upper end of the pistons 504. The fluid is then introduced into the lines 512 release to apply pressure to the lower end of the pistons 504. When the fluid is released from the top of the piston 504, no additional force is required to release the wedges 208 to grip the pipe. Killing, apart from the effort to overcome friction between the wedges 208 for gripping the pipes and the pipe 112. Although the valves 500 are shown associated with the cylinder and piston assemblies 400, it should be clear that the valves 500 and the hydraulic circuit can be used associated with any actuator described in this document .

В еще одном варианте осуществления изобретения одна или все сборки 400 цилиндров и поршней могут по возможности оснащаться гидроаккумулятором, показанным на фиг. 5. Гидроаккумулятор 514 обеспечивает дополнительную безопасность, чтобы гарантировать, что захватывающее устройство 104 не высвободит трубу 112 самопроизвольно. Гидроаккумулятор 514, как показано, находится между клапаном 500 и цилиндром 502 в каждой из линий 506 приведения в действие. Линия 516 гидроаккумулятора осуществляет соединение текучей средой гидроаккумулятора 514 с линиями 506 приведения в действие. Каждый гидроаккумулятор 514 может включать в себя внутреннюю мембрану или диафрагму (не показана). Диафрагма является непроницаемой эластичной мембраной, отделяющей текучую среду системы сборок 400 цилиндров и поршней от сжимаемой текучей среды в гидравлическом аккумуляторе 514. Перед осуществлением работы системы текучей среды сборок 400 цилиндров и поршней гидроаккумулятор 514 заполняется сжимаемой текучей средой до заданного заранее давления. При наличии давления сжимаемой текучей среды только в гидравлическом аккумуляторе 514 диафрагма растягивается для закрытия нижнего конца в сторону линии 516 гидравлического аккумулятора 514. Когда диафрагма находится в этом положении, диафрагма гидравлического аккумулятора достигает максимального растяжения. Когда текучая среда управления сборок 400 цилиндров и поршней входит в гидравлическиеIn yet another embodiment of the invention, one or all of the assemblies 400 of the cylinders and pistons may, if possible, be equipped with a hydraulic accumulator shown in FIG. 5. The accumulator 514 provides additional security to ensure that the gripping device 104 does not release the pipe 112 spontaneously. The accumulator 514, as shown, is located between the valve 500 and the cylinder 502 in each of the drive lines 506. Hydroaccumulator line 516 connects fluid to hydroaccumulator 514 with actuation lines 506. Each hydroaccumulator 514 may include an internal membrane or diaphragm (not shown). The diaphragm is an impermeable elastic membrane that separates the fluid of an assembly system of 400 cylinders and pistons from a compressible fluid in a hydraulic accumulator 514. Before the operation of the fluid system of assemblies 400 of cylinders and pistons, the accumulator 514 is filled with compressible fluid to a predetermined pressure. In the presence of pressure of a compressible fluid only in the hydraulic accumulator 514, the diaphragm is stretched to close the lower end towards the line 516 of the hydraulic accumulator 514. When the diaphragm is in this position, the diaphragm of the hydraulic accumulator reaches its maximum stretch. When control fluid for assemblies of 400 cylinders and pistons enters the hydraulic

- 6 022508 аккумуляторы 514 мембрана или диафрагма начинает перемещаться вверх относительно линий 516 гидравлического аккумулятора. Диафрагма дополнительно сжимает сжимаемую текучую среду по мере перемещения диафрагмы вверх в гидравлических аккумуляторах 514. Когда клинья полностью сцеплены, текучая среда не должна далее перемещать поршни вниз. Текучая среда системы должна продолжать растягивать диафрагму при сжатии сжимаемой текучей среды в гидравлических аккумуляторах 514. Введение текучей среды системы должно останавливаться при заранее заданном давлении. Как рассматривалось выше, система может оставаться в таком состоянии, пока давление не будет сброшено переключателями 510 или в случае отказа системы.- 6 022508 batteries 514 membrane or diaphragm begins to move upward relative to lines 516 of the hydraulic accumulator. The diaphragm additionally compresses the compressible fluid as the diaphragm moves upward in the hydraulic accumulators 514. When the wedges are fully engaged, the fluid should not further move the pistons down. The system fluid must continue to stretch the orifice plate when compressing compressible fluid in hydraulic accumulators 514. The introduction of system fluid must stop at a predetermined pressure. As discussed above, the system can remain in this state until pressure is released by switches 510 or in the event of a system failure.

В случае утечки в гидравлической системе система должна медленно начать терять текучую среду системы. При этом сжимаемая текучая среда в гидравлических аккумуляторах 514 поддерживает давление текучей среды системы посредством добавления объема по мере потери текучей среды системы. Когда сжимаемая текучая среда расширяется, диафрагма растягивается, таким образом поддерживая давление текучей среды системы посредством добавления объема в систему. Растяжение диафрагмы пропорционально количеству потерянной текучей среды системы. Другими словами, давление текучей среды системы и, в свою очередь, давление на поршень 504 остается постоянным по мере потери текучей среды системы вследствие растяжения диафрагмы. Диафрагма продолжает перемещаться по мере утечки текучей среды системы до полного растяжения диафрагмы. Когда диафрагма полностью растянется, любая дополнительная утечка текучей среды системы вызовет потерю давления в системе. Мониторинг давления в гидравлических аккумуляторах 514 может осуществляться контроллером 312. Следовательно, при потере давления в гидравлических аккумуляторах 514 контроллер 312 или оператор могут увеличивать давление в сборках 400 цилиндров и поршней, тем самым предотвращая самопроизвольное высвобождение захватывающего устройства 104. Каждый клапан 500 и гидравлический аккумулятор 514 действует независимо для каждой из сборок 400 цилиндров и поршней. Таким образом, может существовать один основной поршень, имеющий клапан 500 и аккумулятор 514 и любое число резервных поршней, имеющих клапаны 500 и аккумуляторы 514, чем обеспечивается увеличенный фактор безопасности. Гидравлические аккумуляторы 514 могут использоваться с любым исполнительным механизмом, описанным в этом документе.In the event of a leak in the hydraulic system, the system should slowly begin to lose system fluid. Here, the compressible fluid in the hydraulic accumulators 514 maintains the pressure of the fluid of the system by adding volume as the fluid of the system is lost. When the compressible fluid expands, the diaphragm is stretched, thereby maintaining the pressure of the system fluid by adding volume to the system. The expansion of the diaphragm is proportional to the amount of system fluid lost. In other words, the pressure of the fluid of the system and, in turn, the pressure on the piston 504 remains constant as the loss of fluid of the system due to the expansion of the diaphragm. The diaphragm continues to move as system fluid leaks until the diaphragm is fully stretched. When the diaphragm is fully stretched, any additional leakage of system fluid will cause a pressure loss in the system. The pressure in the hydraulic accumulators 514 can be monitored by the controller 312. Consequently, with pressure loss in the hydraulic accumulators 514, the controller 312 or the operator can increase the pressure in the assemblies of 400 cylinders and pistons, thereby preventing the spontaneous release of the gripping device 104. Each valve 500 and hydraulic accumulator 514 acts independently for each of the assemblies of 400 cylinders and pistons. Thus, there can be one main piston having a valve 500 and a battery 514 and any number of standby pistons having valves 500 and batteries 514, which ensures an increased safety factor. Hydraulic accumulators 514 can be used with any actuator described in this document.

В альтернативном варианте, в отличие от вертлюга 200, вертлюг 600 может соединяться напрямую с исполнительным механизмом 106, как показано на фиг. 6А. Это сокращает общую длину захватывающего устройства 104, поскольку в этом случае не требуется переходник 215. Вертлюг 600 имеет сопло 602 текучей среды, которое прикрепляется к линии 604 управления, соединенной с источником 606 текучей среды, или электроэнергии (показан схематически). Вертлюг 600 дополнительно имеет рабочую камеру 180 текучей среды, сообщающуюся с исполнительным механизмом 106 через отверстие 608 для высвобождения или сцепления клиньев 208 для захвата труб. Вертлюг 600 содержит кожух 610, который может содержать сопло 602 текучей среды, два или больше колец 612 уплотнения и основание 614, которое соединяется напрямую с вращающейся деталью. Дополнительно, вертлюг 600 включает в себя скользящие кольца 616, соединяющие кожух 610 с основанием 614, при этом предоставляя возможность кожуху оставаться неподвижным, когда основание 614 вращается. На фиг. 6В показан вертлюг 600, соединенный с исполнительным механизмом 106А согласно альтернативному варианту осуществления изобретения. На фиг. 6С показаны два вертлюга 600, прикрепленные к исполнительному механизму 106В. Исполнительный механизм 106В имеет поршень 618, который перемещается вверх текучей средой, введенной из нижнего вертлюга 600, и перемещается вниз текучей средой, введенной из верхнего вертлюга 600. Поршень 618 управляет захватывающим устройством 104. Вертлюг 600 может использоваться с исполнительным механизмом 106 любого устройства, описанным в этом документе или известным в технике. Может использоваться любое число вертлюгов 600.Alternatively, unlike the swivel 200, the swivel 600 can be connected directly to the actuator 106, as shown in FIG. 6A. This shortens the overall length of the gripping device 104, since in this case adapter 215 is not required. The swivel 600 has a fluid nozzle 602 that attaches to a control line 604 connected to a source of fluid 606 or electricity (shown schematically). The swivel 600 additionally has a working fluid chamber 180 that communicates with the actuator 106 through the opening 608 to release or adhere the wedges 208 to grip the pipes. The swivel 600 comprises a housing 610, which may comprise a fluid nozzle 602, two or more sealing rings 612 and a base 614, which is connected directly to the rotating part. Additionally, the swivel 600 includes sliding rings 616 connecting the casing 610 to the base 614, while allowing the casing to remain stationary when the base 614 rotates. FIG. 6B shows a swivel 600 coupled to an actuator 106A according to an alternative embodiment of the invention. FIG. 6C shows two swivels 600 attached to an actuator 106B. The actuator 106B has a piston 618, which is moved upwardly by fluid introduced from the lower swivel 600, and moved downwardly by the fluid introduced from the upper swivel 600. The piston 618 controls the gripping device 104. The swivel 600 can be used with the actuator 106 of any device described in this document or known in the art. Any number of swivels 600 can be used.

В еще одном варианте осуществления изобретения резервирование для любого из исполнительных механизмов, описанных выше, может осуществляться основной системой текучей среды с дублирующим устройством с электроприводом. Основная система может приводиться в действие электроэнергией, а резервная система может иметь гидравлический или пневматический привод.In yet another embodiment of the invention, redundancy for any of the actuators described above may be carried out by a basic fluid system with a power backup device. The main system can be powered by electricity, and the backup system can be hydraulically or pneumatically driven.

В еще одном варианте осуществления изобретения вертлюг 200 и/или вертлюг 600, описанный выше, может иметь форму вращающейся муфты 620, как показано на фиг. 6Ό. Вращающаяся муфта 620 включает в себя внутреннюю деталь 622 вращения и внешнюю неподвижную деталь 624. Внутренняя деталь 622 может соединяться с вращающимися составными частями системы 102 манипуляции трубами, такими как приводной механизм 108 и исполнительный механизм 106. Внешняя неподвижная деталь 624 выполнена с возможностью соединяться с одной или несколькими линиями управления для управления работой составных частей системы 102 манипуляции трубами. Как показано, муфта 620 вращения включает в себя два входных отверстия 626 рабочей текучей среды гидравлической системы и четыре входных отверстия 628 рабочей текучей среды пневматической системы. Любая комбинация входных отверстий рабочей текучей среды гидравлической системы, рабочей текучей среды пневматической системы, электрических и оптоволоконных вводов может использоваться и может включать в себя только одно входное отверстие 626 рабочей текучей среды гидравлической системы и/или одно входное отверстие 628 рабочей текучей среды пневматической системы. Входные отверстия 626 и 628 возможно могутIn yet another embodiment of the invention, the swivel 200 and / or swivel 600 described above may be in the form of a rotary clutch 620, as shown in FIG. 6Ό. The rotating sleeve 620 includes an inner part 622 of rotation and an external stationary part 624. The internal part 622 can be connected to the rotating components of the pipe manipulation system 102, such as the drive mechanism 108 and the actuator 106. The external stationary part 624 is adapted to be connected to one or multiple control lines to control the operation of the component parts of the pipe manipulation system 102. As shown, the clutch 620 rotation includes two inlets 626 of the working fluid of the hydraulic system and four inlets 628 of the working fluid of the pneumatic system. Any combination of inlets of the working fluid of the hydraulic system, working fluid of the pneumatic system, electrical and optical fiber inputs can be used and can include only one inlet 626 of the working fluid of the hydraulic system and / or one inlet 628 of the working fluid of the pneumatic system. Inlets 626 and 628 may

- 7 022508 включать в себя клапан для управления потоком. Для несения радиальных и осевых нагрузок в состав включается подшипник 630 между внутренней деталью 622 вращения и внешней неподвижной деталью 624. Как показано, подшипник 630 расположен вблизи каждого конца внешней неподвижной детали 624.- 7 022508 include valve for flow control. For bearing radial and axial loads, a bearing 630 is included between the rotational inner part 622 and the outer fixed part 624. As shown, the bearing 630 is located near each end of the outer fixed part 624.

Отверстие 626 рабочей текучей среды гидравлической системы сообщено с кольцевой камерой 632 через сквозное отверстие 634 во внешней неподвижной детали 624. Кольцевая рабочая камера 632 охватывает весь внутренний диаметр внешней неподвижной детали 624. Кольцевая рабочая камера 632 сообщена с отверстием 636 управления, расположенным внутри внутренней детали 622 вращения. Отверстие 636 управления может сообщаться с любой из составляющих частей системы 102 для работы с трубами. Например, отверстие 636 управления может сообщаться с исполнительным механизмом 106 для управления работой основного исполнительного механизма и/или резервного механизма.The working fluid hole 626 of the hydraulic system is in communication with the annular chamber 632 through the through hole 634 in the outer fixed part 624. The annular working chamber 632 covers the entire inner diameter of the outer fixed part 624. The annular working chamber 632 communicates with the control opening 636 located inside the inner part 622 rotation. The control opening 636 may communicate with any of the constituent parts of the system 102 for working with pipes. For example, the control port 636 may communicate with an actuator 106 to control the operation of the main actuator and / or the backup mechanism.

Для предотвращения протечки между внутренней деталью 622 вращения и внешней неподвижной деталью 624 может предусматриваться гидродинамическое уплотнение 638 в выемках 640 на каждой стороне кольцевой камеры 632. Как показано, гидродинамическое уплотнение 638 является высокоскоростным гребнем системы смазки, выполненным с возможностью уплотнения повышенных давлений, необходимых для рабочей текучей среды гидравлической системы. Гидродинамическое уплотнение 638 может выполняться из любого материала, включающего в себя, но не ограничивающегося этим, резину, полимер, эластомер. Гидродинамическое уплотнение 638 имеет неправильную форму и/или расположение в углублении 640. Неправильная форма и/или расположение гидродинамического уплотнения 638 в углублении 640 выполняется с возможностью создания полости 641 или пространства между стенками выемки 640 и гидродинамическим уплотнением 638. При работе гидравлическая текучая среда входит в кольцевую камеру 632 и проходит в полость 641 между углублением 640 и гидродинамическим уплотнением 638. Рабочая текучая среда гидравлической системы перемещается в полости при вращении внутренней детали 622. Это перемещение осуществляет циркуляцию рабочей текучей среды гидравлической системы в полостях 641 и приводит рабочую текучую среду гидравлической системы в движение между контактными поверхностями гидродинамического уплотнения. Циркуляция и приведение в движение рабочей текучей среды гидравлической системы создает слой рабочей текучей среды гидравлической системы между поверхностями гидродинамического уплотнения 638, углубления 640 и внутренней детали 622 вращения. Слой рабочей текучей среды гидравлической системы осуществляет смазку гидродинамического уплотнения 638 для уменьшения генерирования тепла и увеличения срока службы гидродинамического уплотнения. В альтернативном варианте осуществления изобретения гидродинамическое уплотнение 638 углубления 640 имеет высоту, по существу, одинаковую или больше, чем углубление 640. Гидродинамическое уплотнение 638 может быть длиннее по периметру, чем углубление. Эта конфигурация заставляет гидродинамическое уплотнение 638 изгибаться и сжиматься в углублении, в форме, показанной волнистой линией невидимого контура на фиг. 6Ό. При вращении рабочая текучая среда гидравлической системы циркулирует в полостях 641, как описано выше. Каждое входное отверстие может включать в себя гидродинамическое уплотнение 638. Каждое входное отверстие может иметь отверстие 636 управления для управления работой отдельных инструментов любой из составляющих частей системы 102 для работы с трубами.Hydrodynamic seal 638 may be provided in recesses 640 on each side of annular chamber 632 to prevent leakage between inner rotational part 622 and outer fixed part 624. As shown, hydrodynamic seal 638 is a high-speed comb of the lubrication system designed to seal the elevated pressures required for a working hydraulic fluid system. Hydrodynamic seal 638 may be made of any material, including, but not limited to, rubber, polymer, elastomer. The hydrodynamic seal 638 has an irregular shape and / or location in the recess 640. The irregular shape and / or location of the hydrodynamic seal 638 in the recess 640 is performed with the possibility of creating a cavity 641 or a space between the walls of the recess 640 and the hydrodynamic seal 638. During operation, the hydraulic fluid enters an annular chamber 632 and extends into the cavity 641 between the recess 640 and the hydrodynamic seal 638. The working fluid of the hydraulic system moves in the cavity as it rotates inside It items 622. This movement circulates the working fluid of the hydraulic system in the cavities 641 and leads the working fluid of the hydraulic system to move between the hydrodynamic seal contact surfaces. Circulating and driving the working fluid of the hydraulic system creates a layer of the working fluid of the hydraulic system between the surfaces of the hydrodynamic seal 638, the recess 640 and the internal part 622 of rotation. The working fluid layer of the hydraulic system lubricates the hydrodynamic seal 638 to reduce heat generation and increase the life of the hydrodynamic seal. In an alternative embodiment of the invention, the hydrodynamic seal 638 of the recess 640 has a height substantially the same or greater than the recess 640. The hydrodynamic seal 638 may be longer along the perimeter than the recess. This configuration causes the hydrodynamic seal 638 to flex and contract in a recess, in the shape shown by the wavy line of the invisible contour in FIG. 6Ό. During rotation, the working fluid of the hydraulic system circulates in cavities 641, as described above. Each inlet may include a fluid seal 638. Each inlet may have a control orifice 636 to control the operation of individual tools of any of the components of the pipe system 102.

Уплотнение 642 может располагаться между внутренней деталью 622 вращения и внешней неподвижной деталью 624 в углублении 640 с каждой из сторон кольцевой камеры 632 входных отверстий 628 рабочей текучей среды пневматической системы. Уплотнение 642 может включать в себя стандартное уплотнение 644 с одной стороны выемки и прокладку 646 с низким коэффициентом трения. Прокладка 646 с низким коэффициентом трения может содержать полимер с низким коэффициентом трения, включающий в себя, но не ограничиваясь этим, Тейоп™ и РЕЕК™. Прокладка 646 с низким коэффициентом трения уменьшает трение стандартного уплотнения 644 во время вращения. Любые из уплотнений, описанные в этом документе, могут использоваться для любых входных отверстий 626 и/или 628.Seal 642 may be located between the inner part 622 of rotation and the outer fixed part 624 in the recess 640 on each side of the annular chamber 632 inlets 628 of the working fluid of the pneumatic system. Seal 642 may include a standard seal 644 on one side of the recess and a gasket 646 with a low coefficient of friction. The low friction gasket 646 may contain a low friction polymer, including, but not limited to, Teiop ™ and PEEK ™. The low friction gasket 646 reduces the friction of the standard 644 seal during rotation. Any of the seals described in this document can be used for any inlet holes 626 and / or 628.

Система 102 для работы с трубами может включать в себя компенсатор 700, как показано на фиг. 7. Компенсатор 700 компенсирует потерю длины вследствие скрепления резьбы, устраняя необходимость опускать приводной механизм 108 и/или верхний привод во время соединения трубы 112 с трубной колонной 116. Система предоставляет не только возможность компенсации по длине при скреплении резьбы, но также регулирует величину веса, приложенного к резьбе при скреплении, чтобы во время скрепления чрезмерный вес к резьбе не прилагался. Компенсатор 700, как показано, состоит из одного или нескольких компенсирующих поршней 702, соединенных на одном конце с неподвижной площадкой 704. Неподвижная площадка 704 может соединяться с любой частью системы 102 манипуляции трубами, неподвижной в продольном направлении относительно трубы 112. Неподвижная площадка 704, как показано, соединяется с верхним приводом. Другим концом компенсирующие поршни 702 функционально соединяются со сборками 400 поршней и цилиндров посредством соединительного кольца 706. Сборки 400 поршней и цилиндров соединяются с захватывающим устройством 104, как описано выше. Компенсирующие поршни 702 выполнены с возможностью оставаться неподвижными до достижения заранее установленной нагрузки. По достижении нагрузки поршни компенсатора должны предоставить соединительному кольцу 706 возможность перемещаться с нагрузкой, тем самым предоставляя возможность перемещения захватывающему устройству 104.The pipe handling system 102 may include a compensator 700, as shown in FIG. 7. The compensator 700 compensates for the loss of length due to threading, eliminating the need to lower the drive mechanism 108 and / or the top drive while connecting the pipe 112 to the pipe string 116. The system provides not only the ability to compensate in length when holding the thread, but also adjusts the weight, attached to the thread during the fastening, so that during fastening the excessive weight is not attached to the thread. The compensator 700, as shown, consists of one or more compensating pistons 702 connected at one end to a fixed platform 704. The stationary platform 704 can be connected to any part of the pipe handling system 102, fixed in the longitudinal direction relative to the pipe 112. The stationary platform 704, as shown, connects with the top drive. At the other end, the compensating pistons 702 are operatively connected to the piston and cylinder assemblies 400 via a connecting ring 706. The piston and cylinder assemblies 400 are connected to a gripping device 104, as described above. The compensating pistons 702 are configured to remain stationary until a predetermined load is reached. Upon reaching the load, the compensator pistons must provide the coupling ring 706 with the ability to move with the load, thereby allowing the gripper 104 to move.

- 8 022508- 8 022508

При работе захватывающее устройство 104 захватывает трубу 112. Когда только труба 112 соединена с захватывающим устройством 104, компенсирующий поршень 702 должен оставаться в первоначальном положении. Затем труба 112 должна сцепляться с трубной колонной 116, показанной на фиг. 1. Далее приводной механизм должен вращать трубу 112 для ее соединения с трубной колонной 116. Когда выполняется резьбовое соединение, дополнительная нагрузка прилагается к захватывающему устройству 104 и тем самым к компенсирующим поршням 702. Компенсирующие поршни 702 должны перемещаться, реагируя на приложение дополнительной нагрузки, тем самым предоставляя возможность захватывающему устройству 104 перемещаться продольно вниз до завершения резьбового соединения. Хотя компенсатор 700 показан со сборками 400 поршней и цилиндров, должно быть ясно, что компенсатор 700 может использоваться в соединении с любыми исполнительными механизмами, описанными в этом документе.In operation, the gripping device 104 engages the pipe 112. When only the pipe 112 is connected to the gripping device 104, the compensating piston 702 must remain in its original position. Then, pipe 112 must interlock with pipe string 116, shown in FIG. 1. Next, the drive mechanism must rotate the pipe 112 to connect it to the tubular column 116. When a threaded connection is made, an additional load is applied to the gripping device 104 and thereby to the compensating pistons 702. The compensating pistons 702 must move in response to the application of the additional load, by allowing the gripping device 104 to move longitudinally downward until the threaded connection is complete. Although compensator 700 is shown with piston and cylinder assemblies 400, it should be clear that compensator 700 can be used in conjunction with any of the actuators described in this document.

Управление и мониторинг компенсирующих поршней 702 может осуществляться посредством контроллера 302 через линию (линии) управления 708. Линия (линии) управления 708 обеспечивает осуществление управления и мониторинга давления в компенсирующих поршнях 702 согласно выполняемой работе. Контроллер 312 способен регулировать чувствительность компенсирующих поршней 702 для обеспечения перемещения компенсирующих поршней 702 с реагированием на различные нагрузки.The compensating pistons 702 can be controlled and monitored by the controller 302 via the control line (s) 708. The control line (lines) 708 provides control and monitoring of the pressure in the compensating pistons 702 according to the work performed. The controller 312 is capable of adjusting the sensitivity of the compensating pistons 702 to allow the compensating pistons 702 to move in response to various loads.

В другом варианте осуществления изобретения компенсатор 700 является простой шлицевой втулкой или муфтой, не показанной. Шлицевая втулка предоставляет возможность продольного скольжения или перемещения между приводным механизмом 108 и захватывающим устройством 104. В еще одном варианте осуществления изобретения компенсатор может включать в себя комбинацию поршней и шлицевой втулки.In another embodiment of the invention, the compensator 700 is a simple splined hub or sleeve, not shown. The slotted sleeve allows for longitudinal sliding or movement between the drive mechanism 108 and the engaging device 104. In yet another embodiment of the invention, the compensator may include a combination of pistons and a splined sleeve.

Исполнительный механизм 106 может выполняться с возможностью взаимозаменяемости или модульного использования, как показано на фиг. 8А-8Е. Один исполнительный механизм 106 может управлять работой захватывающего устройства 804 любого размера или разновидности. На фиг. 8 показан исполнительный механизм 106, имеющий сборки 400 поршней и цилиндров, один или несколько компенсирующих поршней 702 и переходник 218 для соединения исполнительного механизма 106 с приводным механизмом 108 (показанным на фиг. 1). Переходник 218 может включать в себя переходник крутящего момента для осуществления мониторинга крутящего момента, прикладываемого к трубе 112. На фиг. 8В8Е показаны различные примеры модульных захватывающих устройств 804, которые могут использоваться с исполнительным механизмом 106. Приведение в действие выбранного захватывающего устройства 804 осуществляется использованием скользящего кольца 802. Модульное скользящее кольцо 802, которое аналогично скользящему кольцу 404, описанному выше, соединяется со сборками 400 поршней и цилиндров и имеет возможность перемещаться ими, как описано выше. Модульное скользящее кольцо 802 выполнено с возможностью соединяться со стыковочным скользящим кольцом 806 модульного захватывающего устройства 804. При соединении со стыковочным скользящим кольцом 806 модульное скользящее кольцо 802 может приводить в действие захватывающее устройство 104, как описано выше. В этом отношении, скользящие кольца 802 и 806 перемещаются в унисон, реагируя на приведение в действие сборок 400 поршней и цилиндров, что, в свою очередь, вызывает сцепление или расцепление захватывающего устройства 104 с трубой 112. Вращающий момент от приводного механизма 108 может передаваться на модульное захватывающее устройство 804 с использованием универсальной пары 808. Как показано, универсальная пара 808 устанавливается на конце вращающегося вала 810 для каждого модульного захватывающего устройства 804. Универсальная пара 808 выполнена с возможностью соединения с валом в исполнительном механизме 106. При соединении универсальной пары 808 с валом исполнительного механизма 106 вращение может передаваться от приводного механизма 108 на вращающийся вал 810 и, в свою очередь, на трубу посредством захватывающего устройства 804.The actuator 106 may be configured to be interchangeable or modular, as shown in FIG. 8A-8E. One actuator 106 may control the operation of the gripping device 804 of any size or variety. FIG. 8, an actuator 106 is shown having piston and cylinder assemblies 400, one or more compensating pistons 702, and an adapter 218 for connecting the actuator 106 to the actuator 108 (shown in FIG. 1). The adapter 218 may include a torque adapter for monitoring the torque applied to the pipe 112. FIG. 8B8E shows various examples of modular gripping devices 804 that can be used with the actuator 106. Actuation of the selected gripping device 804 is performed using a sliding ring 802. The modular sliding ring 802, which is similar to the sliding ring 404 described above, is connected to the piston assemblies 400 and cylinders and has the ability to move them, as described above. The modular slide ring 802 is configured to connect to the docking slide ring 806 of the modular gripper 804. When coupled to the docking slide ring 806, the modular slide ring 802 can drive the gripper 104 as described above. In this regard, the sliding rings 802 and 806 move in unison in response to the actuation of the piston and cylinder assemblies 400, which in turn causes the gripping or disengaging of the gripping device 104 to the pipe 112. The torque from the drive mechanism 108 can be transmitted to modular gripper 804 using universal pair 808. As shown, universal pair 808 mounts on the end of the rotating shaft 810 for each modular gripper 804. Universal pair 808 is made with By connecting the universal pair 808 to the shaft of the actuator 106, the rotation can be transmitted from the drive mechanism 108 to the rotating shaft 810 and, in turn, to the pipe by means of the gripping device 804.

При работе модульный аспект системы 102 манипуляции трубами предоставляет возможность быстрого и простого размещения трубы 112 любого размера без необходимости демонтажа исполнительного механизма 106 и/или приводного механизма 108. Следовательно, внешнее модульное захватывающее устройство 804, показанное на фиг. 8В, может использоваться для захватывания, соединения с трубой и бурения трубой. Затем внешнее модульное захватывающее устройство 804 затем может демонтироваться посредством отсоединения скользящего кольца 806 от скользящего кольца 802. Внутреннее захватывающее устройство 804, показанное на фиг. 8Е, затем может использоваться для продолжения соединения, спуска труб и бурения трубами 112. Предполагается, что захватывающее устройство любого подходящего размера может использоваться во время выполнения работ. Дополнительно, любой из исполнительных механизмов, описанных в этом документе, может использоваться во взаимодействии с захватывающим устройством 804.In operation, the modular aspect of the pipe handling system 102 provides the ability to quickly and easily place a pipe 112 of any size without having to dismantle the actuator 106 and / or the drive mechanism 108. Therefore, the external modular gripper 804 shown in FIG. 8B, can be used to grip, connect with a pipe and drill with a pipe. Then, the external modular gripping device 804 can then be removed by detaching the sliding ring 806 from the sliding ring 802. The internal gripping device 804 shown in FIG. 8E can then be used to continue the connection, lowering pipes and drilling with pipes 112. It is assumed that a gripping device of any suitable size can be used during the execution of works. Additionally, any of the actuators described in this document may be used in conjunction with the capturing device 804.

На фиг. 9А и 9В показана система 900 определения месторасположения, которая может использоваться с любой захватывающей сборкой и любыми исполнительными механизмами 106, раскрытыми в настоящем документе. Система 900 определения месторасположения может включаться в состав исполнительного механизма 106, имеющего сборку 400 поршней и цилиндров, как показано. Система 900 определения месторасположения способна отслеживать перемещение скользящего кольца 404 или штока 406 поршня, когда он перемещается сборками 400 поршней и цилиндров. Система 900 может осуществ- 9 022508 лять связь с контроллером 312 для осуществления мониторинга сцепления и расцепления захватывающего устройства 104. Система 900 определения месторасположения отслеживает положение поршней, тем самым отслеживая положение захватывающего устройства 104. Система 900 может включать в себя колесо 902, соединенное с рычагом 904, соединенным со штоком 406 поршня, или, альтернативно, втулкой 214 или скользящим кольцом 404. Когда шток 406 поршня перемещает скользящее кольцо 404 из положения расцепления в положение сцепления, колесо катится по направляющей 906. Направляющая 906 может включать в себя приподнятый участок 907. Когда колесо 902 доходит до приподнятого участка 907, оно перемещает рычаг 904 радиально от шпинделя 212 захватывающего устройства 104. Рычаг 904 соединяется со спусковой скобой 908, которая приводит в действие индикатор 910 месторасположения. Таким образом, спусковая скоба 908 входит в зацепление с индикатором 910 месторасположения, высота и положение спусковой скобы 908 внутри индикатора 910 месторасположения указывает месторасположение штоков 406 поршней и/или скользящего кольца 404 и, следовательно, месторасположение клиньев 208 для захвата труб, не показанных. Хотя показана направляющая 906, имеющая один приподнятый участок, понятно, что направляющая 906 может иметь любую конфигурацию и показывать весь диапазон месторасположения штоков 406 поршней и/или скользящего кольца 404, которое может иметь место во время приведения в действие и расцепления захватывающего устройства. Система 900 определения месторасположения может отправлять и/или принимать пневматический и/или гидравлический сигнал на контроллер 312 и/или источник текучей среды и дополнительно может отправлять электронный сигнал по беспроводной связи или по проводной линии связи. Дополнительно, система 900 может быть любой системой определения месторасположения, включающей в себя, но не ограниченной этим, датчик, основанный на эффекте Холла, тензометр, или любой другой датчик приближения. Сигналы связи с датчиками могут посылаться в обратном направлении через вертлюг и/или посылаться на радиочастотах.FIG. 9A and 9B, a positioning system 900 is shown that can be used with any exciting assembly and any actuators 106 disclosed herein. System 900 determining the location may be included in the actuator 106, having an assembly of 400 pistons and cylinders, as shown. The positioning system 900 is capable of tracking the movement of the sliding ring 404 or piston rod 406 when it is moved by assemblies 400 of pistons and cylinders. System 900 may communicate with controller 312 to monitor the engagement and disengagement of gripping device 104. Location determination system 900 tracks the position of the pistons, thereby tracking the position of gripping device 104. System 900 may include a wheel 902 connected to a lever 904 connected to the piston rod 406, or, alternatively, the sleeve 214 or the sliding ring 404. When the piston rod 406 moves the sliding ring 404 from the disengagement position to the clutch position, the wheel to goes along the guide 906. The guide 906 may include a raised portion 907. When the wheel 902 reaches the raised portion 907, it moves the lever 904 radially from the spindle 212 of the gripping device 104. The lever 904 connects to the trigger guard 908, which actuates the indicator 910 location. Thus, the trigger guard 908 is engaged with the position indicator 910, the height and position of the trigger guard 908 inside the position indicator 910 indicates the location of the piston rods 406 and / or the sliding ring 404 and, therefore, the location of the wedges 208 for gripping pipes not shown. Although a guide 906 is shown having one raised portion, it is understood that the guide 906 can have any configuration and show the entire range of location of the piston rods 406 and / or the sliding ring 404, which may occur during actuation and disengagement of the gripping device. The positioning system 900 may send and / or receive a pneumatic and / or hydraulic signal to the controller 312 and / or fluid source and may additionally send an electronic signal over a wireless link or over a wired link. Additionally, system 900 may be any location system including, but not limited to, a Hall Effect sensor, strain gauge, or any other proximity sensor. Communication signals with sensors can be sent in the opposite direction via a swivel and / or sent on radio frequencies.

В еще одном варианте осуществления изобретения захватывающее устройство 104 включает в себя датчик 1000 для указания того, что стопорная муфта 1002 захватывающего устройства 104 достигла верха трубы 112, как показано на фиг. 10А и 10В. Стопорная муфта 1002 выполнена с возможностью предотвращения перемещения трубы 112 за захватывающее устройство 104, когда захватывающее устройство 104 сцепляется с трубой 112. Датчик 1000 может обнаруживать трубу 112, когда труба 112 находится вблизи стопорной муфты 1002. При использовании грузоподъемная система 110 и/или приводной механизм 108 должен первоначально опустить захватывающее устройство 104 к трубе 112 для вхождения участка сцепления захватывающего устройства 104 в трубу 112 или охвата трубы 112, если захватывающее устройство 104 является внешним захватом. Когда грузоподъемная система 110 и/или приводной механизм 108 продолжают перемещать захватывающее устройство 104 относительно трубы 112, датчик должен приводиться в действие, когда труба 112 достигнет заранее заданного расстояния от стопорной муфты 1002. Датчик 1000 может послать сигнал на контроллер 312 или оператору для указания достижения заранее заданного расстояния между стопорной муфтой 1002 и трубой 112. Контроллер 312 и/или оператор могут затем остановить грузоподъемную систему 110 и/или приводной механизм 108 для прекращения перемещения захватывающего устройства 104 относительно трубы 112. Затем захватывающее устройство 104 может приводиться в действие для захвата трубы 112 для продолжения бурения или спускоподъемных операций.In yet another embodiment of the invention, the gripping device 104 includes a sensor 1000 to indicate that the locking sleeve 1002 of the gripping device 104 has reached the top of the pipe 112, as shown in FIG. 10A and 10B. The locking clutch 1002 is configured to prevent the pipe 112 from moving beyond the gripping device 104 when the gripping device 104 engages the pipe 112. The sensor 1000 can detect the pipe 112 when the pipe 112 is located near the locking clutch 1002. When using the lifting system 110 and / or the drive mechanism 108 must initially lower the gripping device 104 to the pipe 112 to enter the engagement portion of the gripping device 104 into the pipe 112 or the span of the pipe 112, if the gripping device 104 is external to grip. When the load-lifting system 110 and / or the drive mechanism 108 continue to move the gripping device 104 relative to the pipe 112, the sensor must be activated when the pipe 112 reaches a predetermined distance from the stop coupling 1002. The sensor 1000 may send a signal to the controller 312 or the operator to indicate a predetermined distance between the stop coupling 1002 and the pipe 112. The controller 312 and / or the operator can then stop the load-lifting system 110 and / or the drive mechanism 108 to stop the movement separating apparatus 104 to the pipe 112. Then, the gripping device 104 can be actuated to grip the pipe 112 to continue drilling or tripping operations.

Датчик 1000, как показано на фиг. 10А и 10В, является механическим датчиком, установленным в углублении 1004 стопорной муфты 1002, и отклоняется, чтобы выступать ниже нижней поверхности стопорной муфты 1002. На фиг. 10В показан датчик 1000, соединенный с активатором 1006, который управляет работой клапана управления 1008. Активатор 1006, как показано, является стержнем, проходящим через стопорную муфту 1002 и соединенным одним концом с клапаном 1008 управления и другим концом с контактом 1010, выполненным с возможностью сцепления с трубой 112. Датчик 1000 может включать в себя пружину 1007 для отклонения активатора 1006 в не сцепленное положение. Таким образом, когда захватывающее устройство 104 опускается в трубу 112, контакт 1010 сближается с верхним концом трубы 112. Когда контакт 1010 сцепляется с трубой 112, клапан 1008 управления приводится в действие и посылает сигнал на контроллер 312 или оператору, указывающий на расстояние захватывающего устройства 104 в трубе 112. Хотя показан механический датчик, понятно, что датчик 1000 может быть любым датчиком, известным в технике, таким как сборка штока и поршня, тензометр, датчик приближения, оптический датчик, инфракрасный, лазерный датчик. Датчик 1000 помогает предотвращению приложения полного веса подъемной системы 110, исполнительного механизма 106 и приводного механизма 108 к верхней части трубы 112 до соединения трубы 112 с трубной колонной 116. В одном варианте осуществления изобретения данные состояния датчика 1000 могут посылаться обратно через вертлюг и/или посылаться на радиочастоте.Sensor 1000, as shown in FIG. 10A and 10B is a mechanical sensor installed in the recess 1004 of the lock-up clutch 1002, and deflected to protrude below the bottom surface of the lock-up clutch 1002. In FIG. 10B shows a sensor 1000 coupled to an activator 1006 that controls the operation of the control valve 1008. The activator 1006, as shown, is a rod passing through a stopper clutch 1002 and connected at one end to the control valve 1008 and the other end with a contact 1010 configured to engage with pipe 112. Sensor 1000 may include a spring 1007 to deflect an activator 1006 to a non-engaged position. Thus, when the gripping device 104 is lowered into the pipe 112, the contact 1010 comes closer to the upper end of the pipe 112. When the contact 1010 engages the pipe 112, the control valve 1008 actuates and sends a signal to the controller 312 or operator, indicating the distance of the gripping device 104 in pipe 112. Although a mechanical sensor is shown, it is understood that sensor 1000 can be any sensor known in the art, such as a rod and piston assembly, a strain gauge, a proximity sensor, an optical sensor, an infrared sensor, and a laser sensor. Sensor 1000 helps prevent the total weight of lift system 110, actuator 106, and drive mechanism 108 from being applied to the top of pipe 112 before connecting pipe 112 to tubular column 116. In one embodiment of the invention, sensor status data 1000 can be sent back through the swivel and / or sent at the radio frequency.

В другом варианте осуществления изобретения оборудование 114 является устройством 1200 запуска цементировочной пробки, выполненным с возможностью использования с захватывающим устройством 104, как показано на фиг. 11А-11В. Устройство 1200 запуска цементировочной пробки может выполняться с возможностью сцепления с любой системой 102 манипуляции трубами, описанной в этом документе, вдобавок к любому устройству спуска/подъема труб буровой установки. Например, устройство 1200 запуска цементировочной пробки может выполняться с возможностью соединения с внешнимIn another embodiment of the invention, the equipment 114 is a cement plug start device 1200, configured to be used with a gripping device 104, as shown in FIG. 11A-11B. The cement plug start device 1200 may be adapted to engage with any pipe handling system 102 described in this document, in addition to any drill pipe lifting / lifting device. For example, the cement plug start device 1200 may be configured to be connected to an external

- 10 022508 захватывающим устройством, внутренним захватывающим устройством или любой комбинацией внешнего и/или внутреннего захватывающего устройства. Использование устройства 1200 запуска цементировочной пробки во взаимодействии с захватывающим устройством 104 предоставляет возможность оператору использовать инструмент цементирования без демонтажа захватывающего устройства 104. Это экономит время работы буровой установки и сокращает период времени, в течение которого бурильная колонна 116 открыта воздействиям в не зацементированном стволе скважины. Дополнительно, устройство 1200 запуска цементировочной пробки может доставляться на буровой пол в виде единой сборки, которая может перемещаться и соединяться с трубной колонной 116 захватывающим устройством. Это предоставляет возможность быстрого проведения работ с предохранением пробок внутри обсадной колонны и оборудования 114. Дополнительно, устройство 1200 запуска цементировочной пробки нуждается только в прикреплении к системе 102 работы с трубами при выполнении работ цементирования. Устройство 1200 запуска цементной пробки может предоставлять возможность цементирования трубной колонны 116 на месте, исключая необходимость прокачки цемента через захватывающее устройство 104, исполнительный механизм 106 и приводной механизм 108.- 10 022508 gripping device, internal gripping device or any combination of external and / or internal gripping device. Using the cementing plug start device 1200 in conjunction with the gripping device 104 allows the operator to use the cementing tool without dismantling the gripping device 104. This saves the time of the drilling rig and shortens the period of time that the drill string 116 is exposed to impacts in the non-cemented wellbore. Additionally, the cement plug launcher 1200 can be delivered to the drilling floor as a single assembly that can be moved and connected to the tubing 116 with a gripping device. This provides the ability to quickly work with protection of the tubes inside the casing and equipment 114. Additionally, the cement plug start device 1200 only needs to be attached to the pipe handling system 102 when performing cementing operations. The cement plug trigger 1200 may allow for cementing the pipe string 116 in place, eliminating the need to pump cement through the gripping device 104, the actuator 106, and the drive mechanism 108.

Устройство 1200 запуска цементировочной пробки будет описываться для применения с внутренним захватывающим устройством 104. Как показано на фиг. 11А, устройство 1200 запуска имеет верхнее трубное звено 1202 и вертлюг 1204 устройства запуска, входное отверстие 1205 текучей среды и задвижку 1206. Вертлюг 1204 может функционировать аналогично вертлюгам, упомянутым выше. Задвижка 1206 показана, как запорная задвижка; однако она может быть любой задвижкой, включая в себя, но не ограничиваясь этим, шаровую задвижку, шиберную задвижку, клапан одностороннего действия, стравливающий клапан и шаровой клапан Τίν. Задвижка 1206 выполнена с возможностью предотвращения притока цемента и/или буровой текучей среды через устройство 1200 запуска цементировочной пробки во время цементирования. Дополнительно, задвижка 1206 может предотвращать воздействие давления насоса на грузоподъемность захватывающего устройства 104 во время осуществления циркуляции или цементирования. Верхнее трубное звено 1202 устройства запуска 1200 выполнено с возможностью сцепления с захватывающим устройством 104. Таким образом, после спуска трубной колонны 116 и/или осуществления ею бурения и/или прохождения до необходимой глубины захватывающее устройство 104 может высвободить трубную колонну 116 и подобрать устройство запуска 1200. Для захвата устройства 1200 запуска захватывающее устройство 104 вставляется в верхнее трубное звено 1202. Затем исполнительный механизм 106 приводит в действие клинья 208 для захвата труб для захватывающего сцепления с верхним трубным звеном 1202. Затем захватывающее устройство 104 и устройство запуска 1200 цементировочной пробки поднимаются грузоподъемной системой над трубной колонной 116. Грузоподъемная система может затем опустить устройство 1200 запуска цементировочной пробки к трубной колонне 116 для сцепления с ней. Приводной механизм 108 может затем поворачивать устройство 1200 запуска цементной пробки для соединения устройства 1200 запуска цементировочной пробки с трубной колонной 116. Таким образом, цементирование может выполняться с небольшим модифицированием системы 102 для работы с трубами или без него. В одном варианте осуществления изобретения система 102 манипуляции с трубами может иметь возможность уплотнения для предоставления возможности прокачки текучей среды во внутренний диаметр устройства 1200 запуска цементировочной пробки над задвижкой 1206.A cement plug trigger 1200 will be described for use with an internal gripping device 104. As shown in FIG. 11A, the launcher 1200 has an upper tubular member 1202 and a launcher swivel 1204, a fluid inlet 1205, and a latch 1206. The swivel 1204 may function similarly to the swivels mentioned above. Gate valve 1206 is shown as a gate valve; however, it can be any valve, including, but not limited to, a ball valve, a gate valve, a one-way valve, a bleed valve, and a ball valve Τίν. The valve 1206 is configured to prevent the inflow of cement and / or drilling fluid through the device 1200 launch cementing plug during cementing. Additionally, the valve 1206 may prevent the pump pressure from affecting the loading capacity of the gripping device 104 during circulation or cementing. The upper tubular link 1202 of the launcher 1200 is adapted to engage with a gripping device 104. Thus, after lowering the tubing 116 and / or drilling and / or passing it to the required depth, the gripping device 104 can release the tubing 116 and pick up the 1200 launcher In order to grip the trigger device 1200, the gripping device 104 is inserted into the upper tube element 1202. Then, the actuator 106 actuates the grippers 208 to grip the pipes for gripping the upper tubular element 1202. Then the gripping device 104 and the apparatus 1200 run cementing plug lifted hoisting system over the tubular string 116. Lifting system may then lower the apparatus 1200 launching cementing plug to the tubular string 116 for engagement with it. The drive mechanism 108 may then rotate the cement plug trigger 1200 to connect the cement plug trigger 1200 to the tubing 116. Thus, cementing can be performed with little modification of the system 102 for working with or without pipes. In one embodiment of the invention, the pipe handling system 102 may be able to be compacted to allow fluid to be pumped into the inside diameter of the cement plug start device 1200 above the valve 1206.

Устройство 1200 запуска цементировочной пробки, показанное на фиг. 11А, имеет типичную головку запуска, которая описана в патентах США № 5787979 и 5813457, которые включены в этот документ путем ссылки во всей полноте, и дополнительные элементы вертлюга 1204 и верхнего трубного звена 1202 устройства запуска, выполненного с возможностью захвата захватывающим устройством 104. Устройство 1200(А), показанное на фиг. 11В, показывает использование системы запуска пробки, использующей обычные пробки, а также невращающиеся пробки, такие как описанные в патенте США № 5390736, который включен в этот документ путем ссылки во всей полноте. Устройство 1200(А) запуска дополнительно включает в себя вертлюг 1204 устройства запуска, предоставляющий возможность прокачки текучей среды в скважину, в то время как задвижка 1206 предотвращает прохождение потока текучей среды в захватывающее устройство 104. Текучая среда может быть любой текучей средой, известной в технике, такой как цемент, добываемая текучая среда, буферная жидкость, буровой раствор, текучая среда для преобразования бурового раствора в цемент и тому подобной. Устройства 1200 и 1200А запуска цементировочной пробки могут предоставлять возможность вращения трубной колонны 116 во время работ цементирования.The cement plug start device 1200 shown in FIG. 11A, has a typical startup head, which is described in US Pat. Nos. 5,787,779 and 5,813,457, which are incorporated herein by reference in their entirety, and additional elements of the swivel 1204 and upper launch link 1202 of the trigger device, configured to be gripped by a gripping device 104. Device 1200 (A), shown in FIG. 11B, shows the use of a launch system using conventional plugs as well as non-rotating plugs, such as those described in US Pat. No. 5,390,736, which is incorporated herein by reference in its entirety. The start-up device 1200 (A) further includes a start-up swivel 1204 allowing fluid to be pumped into the well, while the valve 1206 prevents the flow of fluid into the gripping device 104. The fluid can be any fluid known in the art such as cement, produced fluid, buffer fluid, drilling fluid, fluid to convert drilling mud into cement, and the like. Startup devices 1200 and 1200A of the cement plug may allow the tubing 116 to rotate during cementing operations.

Должно быть ясно, что устройства 1200 и 1200(А) запуска цементировочной пробки могут использоваться во взаимодействии с хомутами, элеваторами обсадной колонны и даже с другими захватывающими устройствами, такими как пика, или внешним захватывающим устройством для соединения с ранее совершавшей рейсы трубной колонной 116.It should be clear that the 1200 and 1200 (A) cementing plug launchers can be used in conjunction with clamps, casing elevators, and even other exciting devices, such as peaks, or an external exciting device to connect to a previously-made tubing 116.

Показаны устройства 1200 и 1200(А) запуска цементировочной пробки, имеющие ручное управление устройства высвобождения пробки. В еще одном альтернативном варианте осуществления изобретения устройства 1200 и 1200(А) запуска цементировочной пробки оборудуются системой приведения в действие с дистанционным управлением. В этом варианте осуществления изобретения устройства с вы- 11 022508 свобождением пробки с ручным управлением заменены исполнительными механизмами высвобождения пробок или оснащены ими. Исполнительные механизмы высвобождения пробок имеют гидравлическое, электрическое или беспроводное управление от контроллера 312. Поэтому контроллер или оператор на удаленной площадке может высвобождать каждую пробку 1208 и 1210 в необходимое время, используя активаторы пробок. Обычно активаторы пробок удаляют деталь, которая препятствует прохождению пробки 1208/1210 вниз от устройств 1200 и 1200(А) запуска цементной пробки в трубу 112. Таким образом, с удалением детали после приведения в действие активатора пробки пробка 1208/1210 выполняет свою работу в цементировании. Гидравлические или электрические линии, используемые для управления активаторами пробок, могут включать в себя вертлюг, чтобы осуществлять связь с активаторами пробок во время вращения устройства 1200 и 1200(А) запуска цементировочной пробки. В альтернативном варианте активаторы пробок могут высвобождать шар или ломик, выполненный с возможностью использования с пробками 1208 и 1210.Devices 1200 and 1200 (A) of starting a cementing plug are shown, having manual control of the plug release device. In yet another alternative embodiment of the invention, devices 1200 and 1200 (A) of starting a cement plug are equipped with a remote-controlled actuation system. In this embodiment of the invention, devices with a release of manually controlled stoppers are replaced with or fitted with actuators for releasing stoppers. The actuators for releasing the plugs have hydraulic, electrical or wireless control from the controller 312. Therefore, the controller or operator at the remote site can release each plug 1208 and 1210 at the required time using plug activators. Typically, plug activators remove a part that prevents the plug 1208/1210 from passing down from the devices 1200 and 1200 (A) to start the cement plug into pipe 112. Thus, removing the part after activating the plug activator, plug 1208/1210 does its work in cementing . The hydraulic or electrical lines used to control the plug activators may include a swivel to communicate with the plug activators during device 1200 and 1200 (A) rotation of the cement plug. In an alternative embodiment, the activators of traffic jams can release the ball or crowbar, made with the possibility of use with traffic jams 1208 and 1210.

Во время цементирования предпочтительно осуществлять возвратно-поступательное и вращательное перемещение трубной колонны 116, когда цемент входит в кольцевое пространство между стволом скважины 115 и трубной колонной 116. Возвратно-поступательное и/или вращательное перемещение может осуществляться грузоподъемной системой 110 и приводным механизмом 108 и помогает распределению цемента в кольцевом пространстве. Дистанционно управляемая система приведения в действие устройства запуска цементировочной пробки может быть предпочтительной во время перемещения трубной колонны 116, чтобы предотвратить травмирование оператора во время высвобождения пробок 1208 и 1210 вследствие перемещения устройства запуска цементировочной пробки.During cementing, it is preferable to carry out reciprocating and rotational movement of the tubular string 116, when cement enters the annular space between the borehole 115 and the tubular column 116. Reciprocating and / or rotary displacement can be carried out by the lifting system 110 and the drive mechanism 108 and helps the distribution cement in the annular space. A remotely controlled actuation system for the cementing start-up device may be preferable during movement of the tubing 116, to prevent injury to the operator during the release of the traffic jams 1208 and 1210 due to movement of the starting device for the cementing stopper.

В то время как устройство запуска цементировочной пробки может использоваться или рассматриваться с резервным механизмом безопасности для захватывающего устройства, должно быть понятно, что устройства запуска должно связываться с любыми другими аспектами или объектом изобретения, которые включает в себя этот документ.While the cement plug launcher can be used or viewed with a backup safety mechanism for an exciting device, it should be clear that the launcher must be associated with any other aspects or subject matter of the invention, which includes this document.

На фиг. 13 показана в виде схемы интегрированная система 1400 безопасности и/или блокировочное устройство. Интегрированная система 1400 безопасности может выполняться с возможностью предотвращения повреждения трубы 112 и/или трубной колонны 116 во время работы системы 102 для работы с трубами. В одном варианте осуществления изобретения интегрированная система 1400 безопасности имеет электронное управление посредством контроллера 312. Интегрированная система 1400 безопасности выполнена с возможностью предотвращения высвобождения захватывающего устройства 104 прежде, чем захват 119 захватит трубу 112 и/или трубную колонну 116. Например, при операциях спуска и подъема труб контроллер 312 может первоначально активировать исполнительный механизм 106 захватывающего устройства 104 для захвата трубы 112. Затем контроллер 312 может активировать вращение захватывающего устройства 104 для соединения трубы 112 с трубной колонной 116. Затем контроллер 312 может высвободить захват 119, при этом продолжая удерживать трубу 112 и трубную колонну 116 захватывающим устройством 104. Контроллер 312 должен предотвращать высвобождение трубы 112 прежде, чем захват повторно не захватит трубу 112 и трубную колонну 116. После того как захват повторно захватил трубу 112, контроллер 312 должен предоставить возможность высвобождения трубы 112 захватывающим устройством 104.FIG. 13 is a schematic diagram of an integrated security system 1400 and / or a locking device. The integrated safety system 1400 may be configured to prevent damage to the pipe 112 and / or the pipe string 116 during operation of the system 102 for handling pipes. In one embodiment of the invention, the integrated security system 1400 is electronically controlled by the controller 312. The integrated security system 1400 is configured to prevent the gripping device 104 from being released before the gripper 119 catches the pipe 112 and / or the tubing 116. For example, during descent and ascent operations pipe controller 312 can initially activate the actuator 106 of the gripping device 104 to grip the pipe 112. Then the controller 312 can activate in Aligning the gripping device 104 to connect the pipe 112 to the pipe string 116. The controller 312 can then release the gripper 119, while continuing to hold the pipe 112 and the pipe string 116 with the gripping device 104. The controller 312 must prevent the release of the pipe 112 before the gripping re-seizes the pipe 112 and tubing 116. After the gripper re-grips the pipe 112, the controller 312 must allow the pipe 112 to be released by the gripping device 104.

Интегрированная система 1400 безопасности может быть также способной осуществлять мониторинг надлежащей величины крутящего момента в резьбе труб 112 во время скрепления. Это обеспечивает то, что трубы не повреждаются во время скрепления и что соединение надежно скреплено. Примеры подходящих систем безопасности показаны в патенте США № 6742596 и публикациях патентных заявок США № 2005/0096846, 2004/0173358 и 2004/0144547, которые включаются в этот документ в виде ссылки во всей полноте.The integrated security system 1400 may also be capable of monitoring the proper amount of torque in the threads of the pipes 112 during bonding. This ensures that the pipes are not damaged during bonding and that the connection is securely fastened. Examples of suitable security systems are shown in US Patent No. 6742596 and US Patent Application Publications No. 2005/0096846, 2004/0173358 and 2004/0144547, which are incorporated into this document by reference in their entirety.

В другом варианте осуществления изобретения интегрированная система 1400 безопасности может включать в себя систему 900 определения месторасположения. Система 900 определения месторасположения посылает сигнал на контроллер 312, дающий статус захватывающего устройства 104 по отношению к трубе 112. Другими словами, система 900 показывает контроллеру 312, когда труба 112 захвачена и не захвачена захватывающим устройством 104. При проведении работ, после захвата захватывающим устройством 104 трубы 112, система 900 посылает сигнал на контроллер 312, что труба 112 захвачена и подъем захватывающего устройства 104 является безопасным. Приводное устройство 108 и/или грузоподъемная система 110 осуществляет манипуляции с захватывающим устройством 104 для соединения трубы 112 с трубной колонной 116. Контроллер 312 может затем открыть захват 119 для высвобождения трубной колонны 116. Труба 112 опускается и повторно захватывается захватом 119, как описано выше. Затем контроллер 312 высвобождает трубу 112 из захватывающего устройства 104. Система 900 информирует контроллер 312, когда захватывающее устройство 104 безопасно расцеплено с трубой 112. Затем захватывающее устройство 104 может удаляться от трубы 112 без оставления отметок или повреждения трубы 112.In another embodiment of the invention, integrated security system 1400 may include location system 900. The positioning system 900 sends a signal to the controller 312, giving the status of the gripping device 104 relative to the pipe 112. In other words, the system 900 shows the controller 312 when the pipe 112 is captured and not captured by the gripping device 104. pipe 112, the system 900 sends a signal to the controller 312 that the pipe 112 is captured and the lifting of the gripping device 104 is safe. The drive device 108 and / or lifting system 110 handles the gripping device 104 to connect the pipe 112 to the tubular column 116. The controller 312 can then open the gripper 119 to release the tubular column 116. The pipe 112 is lowered and re-gripped by the gripper 119, as described above. The controller 312 then releases the pipe 112 from the gripping device 104. The system 900 informs the controller 312 when the gripping device 104 is safely disengaged from the pipe 112. The gripping device 104 can then move away from the pipe 112 without leaving marks or damage to the pipe 112.

Интегрированная система 1400 безопасности может включать в себя датчик 1000 в другом варианте осуществления изобретения. Датчик 1000 посылает сигнал на контроллер 312, когда стопорная муфта 1002 находится вблизи трубы 112. Таким образом, когда захватывающее устройство 104 приближается кIntegrated security system 1400 may include sensor 1000 in another embodiment of the invention. The sensor 1000 sends a signal to the controller 312 when the locking clutch 1002 is located near the pipe 112. Thus, when the gripping device 104 approaches

- 12 022508 трубе 112 и/или трубной колонне 116, на контроллер 312 посылается сигнал до того, как стопорная муфта 1002 ударит по трубе 112. Затем контроллер 312 может остановить перемещение захватывающего устройства 104 и в некоторых случаях поднять захватывающее устройство 104 в зависимости от проводимой работы. Остановка захватывающего устройства предотвращает приложение веса на трубу 112, когда такое действие нежелательно. В другом варианте осуществления изобретения сигнал может включать визуальную или звуковую тревогу, чтобы предоставить возможность оператору принять решение, какие шаги необходимо предпринять.- 12 022508 to pipe 112 and / or pipe string 116, a signal is sent to controller 312 before stop clutch 1002 hits pipe 112. Then controller 312 can stop moving the gripping device 104 and in some cases raise the gripping device 104 depending on the conducted work. Stopping the gripping device prevents weight from being applied to pipe 112 when such an action is undesirable. In another embodiment of the invention, the signal may include a visual or audible alarm to allow the operator to decide which steps to take.

В еще одном варианте осуществления изобретения интегрированная система 1400 безопасности может включать в себя разобщающее устройство 1300. Разобщающее устройство 1300 может послать сигнал на контроллер 312, оно начинает активировать медленное высвобождение захватывающего устройства 104. Затем контроллер 312 может блокировать разобщающее устройство 1300, поднять захватывающее устройство 104 и/или инициировать действие исполнительного механизма 106 для блокировки разобщающего устройства 1300 в зависимости от ситуации. Например, если медленное высвобождение захватывающего устройства 104 инициируется посредством разобщающего устройства 1300 перед тем, как захват 119 захватывает трубу 112, контроллер 312 может блокировать разобщающее устройство 1300, тем самым предотвращая высвобождение трубы 112 захватывающим устройством 104.In yet another embodiment of the invention, the integrated security system 1400 may include an uncoupler 1300. The uncoupler 1300 may send a signal to the controller 312, it begins to activate a slow release of the gripping device 104. The controller 312 may then block the uncoupling device 1300, raise the gripping device 104 and / or trigger the action of the actuator 106 to lock the uncoupler 1300, depending on the situation. For example, if the slow release of the gripping device 104 is initiated by the isolating device 1300 before the gripper 119 catches the pipe 112, the controller 312 may block the isolating device 1300, thereby preventing the release of the pipe 112 by the gripping device 104.

В еще одном альтернативном варианте осуществления изобретения интегрированная система 1400 безопасности выполнена с возможностью управления компенсатором 700 посредством контроллера 312. Когда компенсатор 700 инициируется во время соединения трубы 112 с трубной колонной 116, компенсатор 700 может послать сигнал на контроллер 312. Компенсатор 700 может измерять расстояние, на которое труба 112 переместилась вниз во время соединения. Расстояние, пройденное компенсатором 700, может показывать, выполнено ли соединение между трубой 112 и трубной колонной 116. Когда соединение выполнено, контроллер 312 может предоставить возможность захватывающему устройству 104 расцепиться с трубой 112 и/или компенсатором для его возврата в исходное положение.In yet another alternative embodiment of the invention, the integrated security system 1400 is configured to control the compensator 700 by the controller 312. When the compensator 700 is initiated while the pipe 112 is connected to the pipe column 116, the compensator 700 can send a signal to the controller 312. The compensator 700 can measure the distance pipe 112 has moved down during the connection. The distance traveled by the compensator 700 can indicate whether the connection is made between pipe 112 and tubular column 116. When the connection is made, controller 312 can allow the gripper 104 to disengage from pipe 112 and / or compensator to return to its original position.

В альтернативном варианте осуществления изобретения интегрированная система безопасности может представлять собой одно или несколько механических блокираторов, предотвращающих работу индивидуальных контроллеров одной составной части буровой установки до сцепления с другой составной частью буровой установки.In an alternative embodiment of the invention, the integrated security system may be one or more mechanical interlocks that prevent the individual controllers of one component of the drilling rig from operating before coupling to another component of the drilling rig.

В процессе работы захватывающее устройство 104 прикрепляется к приводному механизму 108 или вертлюгу 200, которые соединяются с грузоподъемной системой 110 буровой установки 100. Труба 112 зацепляется элеватором (не показан). Элеватор может быть любым элеватором, известным в технике, и может соединяться с системой 102 для работы с трубами любым подходящим способом, известным в технике. Затем элеватор приносит трубу к захватывающему устройству 104. В альтернативном варианте осуществления изобретения захватывающее устройство может приноситься к трубе 112. Затем захватывающее устройство 104 опускается грузоподъемной системой 110 или элеватор поднимает трубу 112 относительно захватывающего устройства 104, пока клинья 208 для захвата труб не окажутся внутри трубы 112. Когда стопорная муфта 1002 захватывающего устройства 104 приблизится к трубе 112, датчик 1000 может послать сигнал на контроллер 312. Затем контроллер 312 может остановить относительное перемещение между захватывающим устройством 104 и трубой 112.In operation, the gripping device 104 is attached to the drive mechanism 108 or swivel 200, which are connected to the lifting system 110 of the drilling rig 100. The pipe 112 is hooked by an elevator (not shown). The elevator may be any elevator known in the art, and may be connected to the system 102 to operate the pipes in any suitable manner known in the art. The elevator then brings the pipe to the gripping device 104. In an alternative embodiment of the invention, the gripping device may be brought to the pipe 112. Then the gripping device 104 is lowered by a lifting system 110 or the elevator raises the pipe 112 relative to the gripping device 104 until the wedges 208 for gripping the pipes are inside the pipe 112. When the locking clutch 1002 of the gripping device 104 approaches the pipe 112, the sensor 1000 can send a signal to the controller 312. Then the controller 312 can stop the relative moving between the gripping device 104 and the pipe 112.

Когда захватывающее устройство 104 оказывается в нужном месте, контроллер 312 автоматически или по команде оператора активирует исполнительный механизм 106. Активируется, по меньшей мере, основной исполнительный механизм исполнительного механизма 106, чтобы поджать клинья 208 для сцепления с трубой 112. Один или несколько резервных исполнительных механизмов могут приводиться в действие как одновременно с основным исполнительным механизмом, так и после его приведения в действие. Основной исполнительный механизм должен гарантировать, что клинья 208 сцепляются с трубой, в то время как резервные исполнительные механизмы гарантируют то, что труба 112 не будет высвобождена преждевременно захватывающим устройством 104. Мониторинг работы основного исполнительного механизма и резервных исполнительных механизмов осуществляется контроллером 312 и/или оператором.When the gripping device 104 is in the right place, the controller 312 automatically or at the command of the operator activates the actuator 106. At least the main actuator of the actuator 106 is activated to tighten the wedges 208 for engaging the pipe 112. One or more redundant actuators can be activated both simultaneously with the main actuator and after its activation. The main actuator must ensure that the wedges 208 engage with the pipe, while the backup actuators ensure that the pipe 112 is not released prematurely by the engaging device 104. The operation of the main actuator and the backup actuators is monitored by the controller 312 and / or the operator .

Когда исполнительный механизм 106 активирует захватывающее устройство 104, система 900 определения месторасположения может посылать сигнал на контроллер 312, относящийся к положению клиньев относительно трубы 112. После зацепления трубы 112 приводной механизм 108 или грузоподъемная система 110 могут нести вес трубы 112 для соединения с трубной колонной 116. Затем система 102 для работы с трубами опускает трубу 112, пока труба 112 не сцепится с трубной колонной 116. Затем приводной механизм 108 может вращать трубу 112 для соединения трубы 112 с трубной колонной 116. Во время соединения трубы 112 с трубной колонной 116 компенсаторы 700 могут компенсировать любое осевое перемещение трубы 112 относительно приводного механизма 108. Компенсация предотвращает повреждение резьбы трубы 112. Компенсатор 700 может показывать на контроллер 312 степень соединения между трубой 112 и трубной колонной 116. Когда приводной механизм 108 передает вращение на трубу 112 посредством захватывающего устройства 104 и клиньев 208 для захвата труб, вертлюг предоставляет возможность осуществления связи между вращающимися составными частями и контроллером 312 или любыми источниками текучей среды/электроэнергии. После скрепления соединения трубы 112 иWhen the actuator 106 activates the gripping device 104, the positioning system 900 may send a signal to the controller 312 relating to the position of the wedges relative to the pipe 112. After the pipe 112 is hooked, the actuator 108 or the lifting system 110 can carry the weight of the pipe 112 to connect to the pipe string 116 The pipe handling system 102 then lowers the pipe 112 until the pipe 112 engages with the pipe string 116. The drive mechanism 108 can then rotate the pipe 112 to connect the pipe 112 to the pipe string 116. During connection of pipe 112 with tubular column 116, compensators 700 can compensate for any axial movement of pipe 112 relative to the actuator 108. Compensation prevents damage to the thread of pipe 112. Compensator 700 can indicate to the controller 312 the degree of coupling between pipe 112 and tubular column 116. When the actuator 108 transmits rotation to pipe 112 by means of a gripping device 104 and wedges 208 for gripping pipes, the swivel provides the possibility of communication between rotating components controller 312 or sources of any fluid / electric power. After fastening the connection pipe 112 and

- 13 022508 трубной колонны 116 захват 119 может высвобождать трубную колонну 116, тогда как захватывающее устройство 104 продолжает нести вес трубы 112 и трубной колонны 116. Затем грузоподъемная система 110 опускает трубную колонну 116 к нужному месту. Затем захват 119 захватывает трубную колонну 116. Во время этой последовательности интегрированная система 1400 безопасности может предотвращать самопроизвольное падение трубной колонны 116 в ствол 115 скважины. Процесс может затем повторяться, пока трубная колонна 116 не достигнет необходимой глубины.- 13 022508 tubing 116 gripper 119 can release tubing 116, while gripping device 104 continues to carry the weight of tube 112 and tubing 116. Then, lifting system 110 lowers tubing 116 to the desired location. The gripper 119 then grips the tubular column 116. During this sequence, the integrated safety system 1400 can prevent the tubular column 116 from spontaneously falling into the wellbore 115. The process can then be repeated until the tubular column 116 reaches the required depth.

Когда трубная колонна 116 спускается в ствол 115 скважины, буровые растворы могут прокачиваться внутрь трубной колонны 116 через захватывающее устройство 104. Буровые растворы проходят по пути 206 потока (показан на фиг. 2) захватывающего устройства 104. Пакер 204 уплотнительного устройства 202 предотвращает самопроизвольный уход буровых растворов из верха трубной колонны 116.When the tubing 116 is lowered into the wellbore 115, drilling fluids can be pumped into the tubing 116 through the gripping device 104. The drilling fluids follow the flow path 206 (shown in FIG. 2) of the gripping device 104. The packer 204 of the sealing device 202 prevents the drilling equipment from spontaneously leaving solutions from the top of the tubing 116.

После спуска трубы 112 и трубной колонны 116 захватывающее устройство 104 может использоваться для сцепления с оборудованием 114 способом, описанным выше. В одном варианте осуществления изобретения оборудованием является устройство 1200/1200(А) запуска цементировочной пробки, показанное на фиг. 11А-11В. Захватывающее устройство 104 сначала сцепляется с верхним трубным звеном 1202, затем устройство 1200 запуска цементировочной пробки сцепляется с трубной колонной 116. После этого первая пробка 1208 сбрасывается в трубную колонну 116 контроллером 312 или оператором. Затем может прокачиваться цемент в устройство 120 запуска цементировочной пробки через входное отверстие 1205 текучей среды и проходить вниз по трубной колонне 116 за первой пробкой 1208. Вертлюг 1204 предоставляет возможность цементу прокачиваться в устройство 1200 запуска цементировочной пробки, в то время как приводной механизм 108 вращается и или возвратнопоступательно перемещает трубную колонну 116, если необходимо. После того как необходимый объем цемента закачивается в трубную колонну 116, контроллер 312 или оператор сбрасывает вторую пробку 1210. Вторая пробка 1210 может проталкиваться вниз по трубной колонне 116 любой подходящей текучей средой, такой как буровая текучая среда. Вторая пробка 1210 продолжает перемещаться вниз по трубной колонне 116, пока не расположится на первой пробке 1208. Затем цементу предоставляется возможность высохнуть в кольцевом пространстве между трубной колонной 116 и стволом 115 скважины. Затем устройство 1200 запуска цементировочной пробки может удаляться из трубной колонны 116 и после этого отсоединяться от захватывающего устройства 104.After the descent of the pipe 112 and the tubular column 116, the gripping device 104 can be used to engage with the equipment 114 in the manner described above. In one embodiment of the invention, the equipment is a grout stopper 1200/1200 (A), shown in FIG. 11A-11B. The gripping device 104 is first coupled to the upper pipe link 1202, then the cement plug start device 1200 is engaged with the pipe string 116. Thereafter, the first plug 1208 is dropped into the pipe string 116 by the controller 312 or by the operator. The cement can then be pumped into the cementing plug start device 120 through the fluid inlet 1205 and pass down the tubing 116 behind the first plug 1208. The swivel 1204 allows the cement to be pumped into the cement plug start device 1200 while the drive mechanism 108 rotates and or reciprocally moves tubing 116, if necessary. After the required volume of cement is pumped into the tubing 116, the controller 312 or operator resets the second plug 1210. The second plug 1210 can be pushed down the tubing 116 by any suitable fluid, such as a drilling fluid. The second plug 1210 continues to move down the tubing 116 until it is located on the first plug 1208. The cement is then allowed to dry in the annular space between the tubing 116 and the wellbore 115. Then, the cement plug start device 1200 may be removed from the tubular string 116 and then disconnected from the gripping device 104.

При цементировании трубной колонны 116 по месту захватывающее устройство 104 может удаляться из исполнительного механизма 106. Одно из модульных захватывающих устройств 804, показанных на фиг. 8, затем может соединяться с исполнительным механизмом 106 для размещения трубы 112 различных размеров. Новая трубная колонна 116 может скрепляться и спускаться в зацементированную трубную колонну 116 способом, аналогичным описанному выше. Новая трубная колонна 116 может оснащаться инструментом фрезерования и/или бурения на нижнем конце для разбуривания любого мусора в трубной колонне 116 и/или бурения ствола 115 скважины. Процесс, аналогичный описанному выше, используется для спуска и установки этой трубной колонны 116 в ствол скважины. Этот процесс может повторяться, пока спуск труб не будет завершен. Этот процесс может проводиться в обратном порядке для удаления труб из ствола 115 скважины.By cementing the tubular column 116 in place, the gripping device 104 can be removed from the actuator 106. One of the modular gripping devices 804 shown in FIG. 8 can then be connected to an actuator 106 for accommodating a pipe 112 of various sizes. The new pipe column 116 can be held together and lowered into the cemented pipe column 116 in a manner similar to that described above. The new tubing 116 can be equipped with a milling and / or drilling tool at the lower end to drill any debris in the tubing 116 and / or drill the wellbore 115. A process similar to that described above is used to lower and install this tubing 116 into the wellbore. This process can be repeated until the pipe run is completed. This process can be carried out in reverse order to remove pipes from the wellbore 115.

В еще одном варианте осуществления изобретения, описываемом в этом документе, раскрывается устройство для захвата труб для использования с верхним приводом. Устройство включает в себя соединение на одном конце для крепления устройства с возможностью вращения к верхнему приводу и одно или несколько захватных элементов на втором конце для захвата трубы. Дополнительно, устройство включает в себя основной исполнительный механизм, выполненный с возможностью перемещать и удерживать захватные элементы в контакте с трубой, и дублирующую сборку, выполненную с возможностью поддерживать захватный элемент в контакте с трубой.In yet another embodiment of the invention described in this document, a device for gripping pipes for use with a top drive is disclosed. The device includes a connection at one end for attaching the device rotatably to the top drive and one or more gripping elements at the second end for gripping the pipe. Additionally, the device includes a main actuator configured to move and hold the gripping elements in contact with the pipe, and a duplicate assembly configured to maintain the gripping element in contact with the pipe.

В еще одном варианте осуществления изобретения основной исполнительный механизм имеет гидравлический и/или пневматический привод.In yet another embodiment of the invention, the main actuator has a hydraulic and / or pneumatic drive.

В еще одном варианте осуществления изобретения основной исполнительный механизм имеет электрический привод.In another embodiment of the invention, the main actuator is electrically driven.

В еще одном варианте осуществления изобретения дублирующая сборка содержит резервный исполнительный механизм с выборочной подачей мощности.In yet another embodiment of the invention, the duplicate assembly comprises a backup actuator with selective power supply.

В еще одном варианте осуществления изобретения дублирующая сборка имеет гидравлический привод.In another embodiment of the invention, the redundant assembly is hydraulically driven.

В еще одном варианте осуществления изобретения монитор соединен с контроллером для осуществления мониторинга состояния дублирующей сборки.In yet another embodiment of the invention, the monitor is connected to a controller for monitoring the status of the duplicate assembly.

В еще одном варианте осуществления изобретения монитор осуществляет мониторинг состояния основного исполнительного механизма.In yet another embodiment of the invention, the monitor monitors the state of the main actuator.

В еще одном варианте осуществления изобретения дублирующая сборка содержит обратный клапан, взаимодействующий с основным исполнительным механизмом для обеспечения работоспособности основного исполнительного механизма в случае отказа гидравлики.In yet another embodiment of the invention, the redundant assembly includes a check valve that interacts with the main actuator to ensure the operability of the main actuator in the event of a hydraulic failure.

В еще одном варианте осуществления изобретения дублирующая сборка дополнительно включает в себя добавочный источник текучей среды, для обеспечения работоспособности основного исполнитель- 14 022508 ного механизма в случае отказа гидравлики.In yet another embodiment of the invention, the redundant assembly further includes an additional source of fluid to ensure the operability of the primary actuator in the event of a hydraulics failure.

В еще одном варианте осуществления изобретения вертлюг выполнен с возможностью осуществления соединения, связывающего основной исполнительный механизм с источником текучей среды. Дополнительно, второй вертлюг может соединяться с дублирующей сборкой, выполненной с возможностью осуществления соединения, связывающего дублирующую сборку с источником текучей среды. Дополнительно, может предусматриваться второй источник текучей среды.In yet another embodiment of the invention, the swivel is configured to make a connection connecting the main actuator with a source of fluid. Additionally, the second swivel can be connected to a redundant assembly, configured to make a connection connecting the redundant assembly to a source of fluid. Additionally, a second fluid source may be provided.

В еще одном варианте осуществления изобретения, описываемом в этом документе, описывается устройство, захватывающее трубы для использования в стволе скважины. Устройство может включать в себя захватные элементы для захвата трубы, соединенные с вращающимся корпусом. Дополнительно, устройство может включать в себя исполнительный механизм для приведения в действие захватных элементов и запирающее устройство для запирания захватных элементов при сцеплении с внутренним диаметром трубы. Устройство может также включать в себя вертлюг для соединения исполнительного механизма с захватным элементом.In yet another embodiment of the invention described in this document, describes a device that captures the pipe for use in the wellbore. The device may include gripping elements for gripping a pipe connected to a rotating body. Additionally, the device may include an actuator for actuating the gripping elements and a locking device for locking the gripping elements in engagement with the inner diameter of the pipe. The device may also include a swivel for connecting the actuator to the gripping member.

В еще одном варианте осуществления изобретения исполнительный механизм содержит одну или несколько рабочих камер, управляемых давлением текучей среды. Дополнительно, текучая среда может приводить в действие поршень.In yet another embodiment of the invention, the actuator comprises one or more working chambers controlled by the pressure of the fluid. Additionally, fluid may drive a piston.

В еще одном варианте осуществления изобретения запирающее устройство включает в себя одну или несколько рабочими камер давления, соединенных с источником текучей среды, выполненным для их обеспечения.In yet another embodiment of the invention, the locking device includes one or more working pressure chambers connected to a source of fluid designed to provide them.

В еще одном варианте осуществления изобретения запирающее устройство является одним или несколькими обратными клапанами, расположенными между источником текучей среды и одной или несколькими рабочими камерами давления.In another embodiment of the invention, the locking device is one or more non-return valves located between the fluid source and the one or more pressure chambers.

В еще одном варианте осуществления изобретения предусматривается контроллер для осуществления мониторинга давления текучей среды в одной или нескольких камерах давления.In yet another embodiment of the invention, a controller is provided for monitoring fluid pressure in one or more pressure chambers.

В еще одном варианте осуществления изобретения интегрированная система безопасности включает в себя разобщающее устройство, приводимое в действие приложением нагрузки к захватывающему устройству для приведения в действие поршня с гидравлическим и/или пневматическим приводом. Дополнительно, поршень с гидравлическим и/или пневматическим приводом может соединяться с резистором текучей среды для сужения потока текучей среды. Добавочно, резистор текучей среды может действовать для высвобождения захватывающих деталей из трубы с использованием, по существу, постоянного усилия, прикладываемого в динамике по времени.In yet another embodiment of the invention, the integrated security system includes an uncoupling device driven by applying a load to a gripping device to actuate a piston with a hydraulic and / or pneumatic actuator. Additionally, a hydraulic and / or pneumatically actuated piston may be connected to a fluid resistor to constrict the flow of fluid. Additionally, the fluid resistor can act to release the gripping parts from the pipe using a substantially constant force applied over time.

В еще одном варианте осуществления изобретения, описанном в этом документе, описывается устройство для захвата труб для использования в стволе скважины. Устройство может включать в себя комплект клиньев для захвата труб с возможностью соединения с вращающимся корпусом для сцепления с внутренним диаметром трубы. Дополнительно, устройство может включать в себя множество рабочих камер текучей среды для приведения в действие клиньев и вертлюг для соединения источника текучей среды с множеством рабочих камер текучей среды.In yet another embodiment of the invention described in this document, describes a device for gripping pipes for use in the wellbore. The device may include a set of wedges for gripping pipes with the possibility of connection with a rotating body for coupling with an internal diameter of the pipe. Additionally, the apparatus may include a plurality of fluid working chambers for actuating wedges and a swivel for connecting a fluid source to the plurality of fluid working chambers.

В еще одном варианте осуществления изобретения рабочие камеры содержат один или несколько основных исполнительных механизмов и один или несколько резервных исполнительных механизмов.In yet another embodiment of the invention, the working chambers comprise one or more main actuators and one or more redundant actuators.

В еще одном варианте осуществления изобретения резервный исполнительный механизм имеет запирающее устройство.In yet another embodiment of the invention, the backup actuator has a locking device.

В еще одном варианте осуществления изобретения запирающее устройство содержит обратный клапан, поддерживающий давление в резервном исполнительном механизме. Дополнительно, обратный клапан может предоставлять возможность притока текучей среды в одном направлении по меньшей мере в одну из множества рабочих камер текучей среды.In another embodiment of the invention, the locking device comprises a check valve that maintains pressure in the backup actuator. Additionally, the check valve may allow fluid to flow in one direction into at least one of the plurality of working chambers of the fluid.

В еще одном варианте осуществления изобретения источник текучей среды подает рабочую текучую среду гидравлической системы.In yet another embodiment of the invention, the source of fluid supplies the working fluid of the hydraulic system.

В еще одном варианте осуществления изобретения источник текучей среды подает рабочую текучую среду пневматической системы.In yet another embodiment of the invention, the fluid source supplies the working fluid of the pneumatic system.

В еще одном варианте осуществления изобретения предусматривается контроллер для осуществления мониторинга по меньшей мере одной из множества рабочих камер текучей среды.In yet another embodiment of the invention, a controller is provided for monitoring at least one of the plurality of fluid chambers.

В еще одном варианте осуществления изобретения датчик может соединяться стопорной муфтой и выполнен с возможностью осуществлять связь с контроллером, когда стопорная муфта сцепляется с трубой.In yet another embodiment of the invention, the sensor may be connected by a locking sleeve and configured to communicate with the controller when the locking sleeve engages with the pipe.

В еще одном варианте осуществления изобретения линия управления может иметь возможность соединения с вертлюгом и множеством рабочих камер текучей среды.In yet another embodiment of the invention, the control line may be able to connect to a swivel and a plurality of fluid chambers.

В еще одном варианте осуществления изобретения, описанном в этом документе, описывается способ соединения трубы, содержащий создание давления текучей среды от источника текучей среды и передачу давления текучей среды через вертлюг на множество рабочих камер. Вертлюг может иметь два или более кольцевых уплотнений, размещенных в углублениях на каждой стороне входного отверстия текучей среды. Способ дополнительно включает в себя приведение в действие захватного элемента для захвата трубы приложением давления текучей среды к поршням множества рабочих камер. Вдобавок,In yet another embodiment of the invention described in this document, a method for connecting a pipe is described, comprising pressurizing a fluid from a fluid source and transferring the fluid pressure through a swivel to a plurality of working chambers. A swivel may have two or more O-rings located in recesses on each side of the fluid inlet. The method further includes activating a gripping member to grip the pipe by applying fluid pressure to the pistons of the plurality of working chambers. In addition,

- 15 022508 способ может включать в себя вращение трубы с использованием захватного элемента и перемещение текучей среды под давлением в полости между двумя или более кольцевыми уплотнениями и углублением в ответ на вращение трубы. Дополнительно, способ может включать в себя продолжение подачи текучей среды источника через вертлюг в рабочие камеры посредством вертлюга во время вращения.- 15 022508 The method may include rotating the pipe using a gripping element and moving the fluid under pressure in the cavity between two or more O-rings and a recess in response to the rotation of the pipe. Additionally, the method may include continuing to supply the source fluid through the swivel to the working chambers by the swivel during rotation.

В еще одном варианте осуществления изобретения способ дополнительно включает в себя запирание по меньшей мере одной рабочей камеры из множества рабочих камер после приведения в действие, при этом запирание по меньшей мере одной рабочей камеры может включать в себя прохождение потока текучей среды через обратный клапан.In yet another embodiment of the invention, the method further includes locking at least one working chamber from a plurality of working chambers after actuation, while locking at least one working chamber may include passing a fluid stream through a check valve.

В еще одном варианте осуществления изобретения способ дополнительно включает в себя осуществление мониторинга по меньшей мере одной из множества рабочих камер посредством контроллера. Дополнительно захватный элемент может вращаться верхним приводом.In yet another embodiment of the invention, the method further includes monitoring at least one of the plurality of working chambers by means of a controller. Additionally, the gripping element can be rotated by the top drive.

В еще одном варианте осуществления изобретения, описанном в этом документе, раскрыта система манипуляции трубами, содержащая устройство приложения крутящего момента к трубам, соединенное с грузоподъемной системой и захватывающим устройством. Дополнительно система включает в себя устройство запуска цементировочных пробок, выполненное с возможностью избирательно соединяться с захватывающим устройством, имеющее трубный корпус для приема захватывающей детали и одну или несколько пробок, размещенных в трубном корпусе, выполненном с возможностью проведения работ цементирования.In yet another embodiment of the invention described in this document, a pipe handling system is disclosed, comprising a device for applying torque to pipes, coupled to a lifting system and a gripping device. Additionally, the system includes a cementing start-up device, configured to selectively connect with a gripping device, having a tubular body for receiving a gripping part and one or more plugs housed in a tubular body, configured to perform cementing operations.

В еще одном варианте осуществления изобретения внутри трубного корпуса может располагаться обратный клапан, предотвращающий прохождение потока текучей среды из устройства запуска в захватывающее устройство.In yet another embodiment of the invention, a non-return valve may be located inside the tubular body to prevent the flow of fluid from the triggering device to the gripping device.

В еще одном варианте осуществления изобретения предусматривается вертлюг, который предоставляет возможность текучей среде проходить в устройство запуска во время вращения устройства запуска устройством передачи крутящего момента.In yet another embodiment of the invention, a swivel is provided that allows a fluid to pass into the launch device during the rotation of the launch device by the torque transmission device.

В еще одном варианте осуществления изобретения захватывающая деталь представляет собой пику.In yet another embodiment of the invention, the gripping part is a peak.

В еще одном варианте осуществления изобретения захватный элемент содержит внешний трубный захват.In yet another embodiment of the invention, the gripping element comprises an outer pipe grip.

В еще одном варианте осуществления изобретения описывается способ завершения ствола скважины, включающий в себя создание системы манипуляции трубами, соединенной с грузоподъемной системой, содержащей захватывающее устройство, исполнительный механизм и устройство передачи крутящего момента, захват первой трубы с использованием захватывающего устройства и соединение первой трубы с трубной колонной посредством вращения первой трубы с использованием устройства передачи крутящего момента, при этом трубная колонна частично располагается в стволе скважины. Способ может включать в себя спуск первой трубы и трубной колонны и высвобождение первой трубы из захватывающего устройства. Способ может дополнительно включать в себя захват инструмента цементирования с использованием захватывающего устройства и соединение инструмента цементирования с первой трубой посредством вращения инструмента цементирования. Дополнительный способ может включать в себя прохождение цемента в инструмент цементирования и цементирование, по меньшей мере, участка трубной колонны в стволе скважины.In yet another embodiment of the invention, a method for completing a wellbore is described, including creating a pipe handling system connected to a lifting system comprising a gripping device, an actuator and a torque transmission device, gripping the first pipe using the gripping device and connecting the first pipe to the pipe the column through the rotation of the first pipe using the device transmitting torque, while the tube column is partially camping in the wellbore. The method may include the descent of the first pipe and tubular column and the release of the first pipe from the gripping device. The method may further include gripping the cementing tool using a gripping device and connecting the cementing tool to the first pipe by rotating the cementing tool. An additional method may include passing cement to the cementing tool and cementing at least a portion of the tubing string in the wellbore.

В еще одном варианте осуществления изобретения способ включает в себя предотвращение прохождения потока цемента в контакт захватывающего устройства с обратным клапаном.In yet another embodiment of the invention, the method includes preventing the flow of cement into contact of the gripping device with a check valve.

В еще одном варианте осуществления изобретения, описанном в этом документе, описывается разобщающее устройство для высвобождения захватывающего устройства из трубы. Разобщающее устройство включает в себя поршень и поршневой цилиндр, соединенные в корпусе захватывающего устройства. Разобщающее устройство дополнительно включает в себя резистор текучей среды, выполненный с возможностью осуществлять связь текучей средой от камеры высвобождения к поршню созданием сжатого пути прохождения текучей среды. Разобщающее устройство может включать в себя фланец, выполненный с возможностью сцепляться с трубой и увеличивать давление в камере высвобождения, когда вес прилагается к фланцу, и в котором продолжение приложения веса на фланец плавно приводит в действие поршень, тем самым плавно высвобождая захватывающее устройство из трубы.In yet another embodiment of the invention described in this document, an uncoupler is described for releasing the gripping device from the pipe. The release device includes a piston and a piston cylinder connected in the housing of the gripping device. The release device further includes a fluid resistor configured to communicate with fluid from the release chamber to the piston by creating a compressed fluid path. The release device may include a flange adapted to engage with the pipe and increase the pressure in the release chamber when weight is applied to the flange, and in which continued application of weight to the flange smoothly actuates the piston, thereby smoothly releasing the gripping device from the pipe.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения предложена система безопасности для использования в системе манипуляции трубами. Система безопасности включает в себя датчик, способный отслеживать перемещение скользящего кольца приведения в действие захватывающего устройства и посылать сигналы на контроллер, когда захватывающее устройство находится в положении сцепления с трубой.In yet another embodiment of the present invention, a security system has been proposed for use in a pipe handling system. The security system includes a sensor capable of tracking the movement of the sliding ring by actuating the gripping device and sending signals to the controller when the gripping device is in the engaged position with the pipe.

В еще одном варианте осуществления изобретения датчик содержит пусковое средство, приводимое в действие колесом, соединенным с рычагом, при этом, когда исполнительный механизм перемещает скользящее кольцо, колесо перемещается вдоль направляющей, соединенной с исполнительным механизмом. Вдобавок, направляющая может иметь один или несколько приподнятых участков, выполненных с возможностью радиального перемещения колеса и приведения в действие пускового средства при проходе колеса.In yet another embodiment of the invention, the sensor comprises a triggering means actuated by a wheel connected to a lever, wherein, when the actuator moves the sliding ring, the wheel moves along a guide connected to the actuator. In addition, the guide may have one or more raised portions configured to radially move the wheel and actuate the starting means when the wheel passes.

В еще одном варианте осуществления изобретения предложен способ осуществления мониторингаIn yet another embodiment of the invention, a method for monitoring

- 16 022508 системы манипуляции трубами. Способ включает в себя перемещение захватывающего устройства к трубе и сцепление датчика, расположенного на стопорной муфте захватывающего устройства, с верхним концом трубы. Способ дополнительно включает в себя передачу сигнала, показывающего, что труба находится в сцепленном положении, от датчика на контроллер и остановку перемещения захватывающего устройства относительно трубы в ответ на сигнал. Дополнительно способ может включать в себя захват трубы захватывающим устройством.- 16 022508 pipe handling systems. The method includes moving the gripping device to the pipe and coupling the sensor located on the locking sleeve of the gripping device to the upper end of the pipe. The method further includes transmitting a signal indicating that the pipe is in a locked position, from the sensor to the controller, and stopping the movement of the gripping device relative to the pipe in response to the signal. Additionally, the method may include gripping the pipe with a gripping device.

В еще одном варианте осуществления изобретения способ дополнительно включает в себя осуществление мониторинга положения одного или нескольких сцепляющих элементов захватывающего устройства относительно трубы с использованием второго датчика и передачей на контроллер второго сигнала, показывающего, что захватывающее устройство сцеплено с трубой.In yet another embodiment of the invention, the method further includes monitoring the position of one or more coupling elements of the gripping device relative to the pipe using the second sensor and transmitting to the controller a second signal indicating that the gripping device is engaged with the pipe.

В еще одном варианте осуществления изобретения способ дополнительно включает в себя соединение трубы с трубной колонной слайдером на полу буровой установки и проверку надежного закрепления трубного соединения.In yet another embodiment of the invention, the method further includes connecting the pipe to the pipe column slider on the floor of the drilling rig and verifying that the pipe connection is securely fastened.

В еще одном варианте осуществления изобретения способ дополнительно включает в себя разрешение контроллером высвобождения слайдера после проверки надежности скрепления трубного соединения и захватывающего устройства.In yet another embodiment of the invention, the method further includes enabling the slider release controller after verifying the reliability of the bonding of the pipe joint and the gripping device.

В то время как изложенное выше описывает варианты осуществления настоящего изобретения, дополнительные варианты осуществления изобретения могут выполняться без отхода от его основного объема, и его объем задается следующей формулой изобретения.While the foregoing describes embodiments of the present invention, additional embodiments of the invention may be performed without departing from its basic scope, and its scope is defined by the following claims.

Claims

1. Система для манипуляции трубой для использования на буровой установке, содержащая захватывающее устройство для трубы, имеющее захватный элемент, датчик, приспособленный для отслеживания перемещения захватного элемента и направления сигнала на контроллер при нахождении захватывающего устройства в положении сцепления с трубой, и исполнительный механизм, выполненный с возможностью перемещения и удерживания захватного элемента в контакте с трубой.1. System for manipulating a pipe for use on a drilling rig, comprising a gripping device for a pipe having a gripping element, a sensor adapted to track the movement of the gripping element and signaling to the controller when the gripping device is in the engaging position with the pipe, and an actuator made with the ability to move and hold the gripping element in contact with the pipe.

2. Система по п.1, в которой датчик содержит пусковое устройство, приводимое в действие колесом, соединенным с рычагом и способным перемещаться вдоль направляющей, соединенной с исполнительным механизмом, при перемещении исполнительным механизмом захватывающего механизма.2. The system according to claim 1, in which the sensor includes a starting device, driven by a wheel connected to a lever and able to move along a guide connected to the actuator when the actuator moves the gripping mechanism.

3. Система по п.2, в которой направляющая имеет один или несколько поднятых участков, выполненных с возможностью радиального перемещения колеса и приведения в действие пускового устройства при проходе колеса.3. The system according to claim 2, in which the guide has one or more raised sections, made with the possibility of radial movement of the wheel and actuation of the starting device when passing the wheel.

4. Система по п.1, которая дополнительно содержит датчик указателя для указания положения захватывающего устройства относительно трубы.4. The system according to claim 1, which further comprises a pointer sensor for indicating the position of the gripping device relative to the pipe.

5. Система по п.1, в которой захватывающее устройство выполнено с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью трубы.5. The system according to claim 1, in which the gripping device is configured to interact with the inner surface of the pipe.

6. Система по п.1, в которой захватывающее устройство для трубы выполнено с возможностью захвата трубы и передачи крутящего момента трубе для вращения трубы.6. The system according to claim 1, in which the gripping device for the pipe is configured to capture the pipe and transmit torque to the pipe to rotate the pipe.

7. Способ управления системой для манипуляции трубами по любому из пп.1-6, содержащий следующие стадии:7. A method of controlling a system for manipulating pipes according to any one of claims 1 to 6, comprising the following steps:

перемещение захватывающего устройства к трубе;moving the gripper to the pipe;

обнаружение присутствия верхнего конца трубы посредством датчика, расположенного на захватывающем устройстве;detecting the presence of the upper end of the pipe by means of a sensor located on the pickup device;

посылка от датчика на контроллер сигнала, указывающего сцепленное положение трубы; останов перемещения захватывающего устройства относительно трубы в ответ на сигнал; захват трубы захватывающим устройством.sending a signal from the sensor to the controller indicating the interlocked position of the pipe; stopping the movement of the gripper relative to the pipe in response to a signal; capture of a pipe by the capturing device.

8. Способ по п.7, в котором захватывающее устройство останавливают до контакта трубы со стопорной муфтой захватывающего устройства.8. The method according to claim 7, in which the gripping device is stopped until the pipe contacts the locking sleeve of the gripping device.

9. Способ по п.7 или 8, дополнительно содержащий мониторинг положения одного или нескольких захватных элементов захватывающего устройства относительно трубы с использованием второго датчика и передачу на контроллер второго сигнала, указывающего сцепленное положение захватывающего устройства с трубой.9. The method according to claim 7 or 8, further comprising monitoring the position of one or more gripping elements of the gripping device relative to the pipe using a second sensor and transmitting to the controller a second signal indicating the engaged position of the gripping device with the pipe.

10. Способ по п.9, в котором мониторинг положения одного или нескольких захватных элементов содержит мониторинг полного диапазона положений захватных элементов.10. The method according to claim 9, in which monitoring the position of one or more gripping elements comprises monitoring the full range of positions of the gripping elements.

11. Способ по п.9, в котором мониторинг положения одного или нескольких захватных элементов содержит мониторинг поршня для приведения в действие захватных элементов.11. The method of claim 9, wherein monitoring the position of one or more of the gripping elements comprises monitoring a piston for actuating the gripping elements.

12. Способ по п.11, дополнительно предусматривающий применение второго датчика, который содержит колесо, присоединенное к поршню.12. The method according to claim 11, further comprising the use of a second sensor, which comprises a wheel attached to the piston.

13. Способ по п.9, который содержит соединение трубы к трубной колонне, поддерживаемой слайдером на полу буровой установки, и проверку надежности соединения.13. The method according to claim 9, which comprises connecting the pipe to a pipe string supported by a slider on the floor of the rig, and checking the reliability of the connection.

14. Способ по п.13, который содержит разрешение котроллером высвобождения слайдера после14. The method according to item 13, which contains the permission of the controller to release the slider after

- 17 022508 проверки надежности соединения трубы и захвата трубы захватывающим устройством.- 17 022508 checking the reliability of the pipe connection and pipe capture by a gripping device.