JPS60173287A - 石油掘削用櫓のパイプ搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 １光明の技術分野］ 本発明（ま、右油掘削櫓のパイプ搬送装置に係り、特に
石油掘削１１戸から分割されつつ引き、にげられた分割
パイプを、パイプラックと井戸芯との間に自動搬送さけ
るＪ−うにし、もってパイプの数句、取外し作業の省力
化を図ると共に、安全性及び」−産性の向上を図ること
ができる石油掘削用櫓のパイプ搬送装置６に関づる。

［発明の技術的青慎とその問題点］ −＝般に、石油掘削にあっては、掘削井戸内に挿入され
たドリルストリンゲスを、その最下端部に取０１けたピ
ッ１〜の交換を行なうべり１１戸内から分割しつつ引き
十ぽたり、或いは分割したドリルストリンゲス（パイプ
）を再度連結して井戸内へ挿入降トさｌるいわゆる揚降
笛作業が行なわイ９る。

このドリルストリンゲスは６〜１２ｍの中位パイプを多
数連結して４Ｔるものであるため、この場降管作業にあ
ｔｓつて（よ、作業の迅速化を図る必要から単位パイプ
２〜３本′）ざＩＨに分割さね、この分割パイプは井戸
近傍に＼γａＱ　シた櫓内床面上に立て掛（プで置かね
ることになる。

この場合、６０００ｍ級のドリルストリンゲスにあって
は２４０本程度の分割パイプを収容Ｊることとなるが、
作業迅速化のため月戸芯と、分割パイブを保持するパイ
ブラックとの間を迅速に搬送する８東が生ずる。

しかしながら、従来この搬送作業はほと／υど人手にた
よつ４゛おり、ことに長尺の分割ノくイブの搬送作業は
重労働で且つ危険な作業であった。

このため、近時この作業の自動化装置が開発されるに至
っている。

この装置は第１図に示す如く、櫓１の上部【こＳｐ面移
動自在に設けられたモノビームシステム２と、１・部に
平面移動自在に設（）られたローアラッキングアーム３
とにより主に構成されており、これにＪ：リパイプラッ
ク４に格納された分割ノくイブ５を１戸６まで搬送する
。

分割バイブ５５の自重はモノヒームシステｌ＼２に設（
−〕たハンド７により支持され、！＜イブの下部（まロ
ーアラッキングアーム３に設けｌこｌ＼ン１ミ８に支持
されてパイプの横揺れを防止して１７）る。

櫓１の、１一部に設置されたモノビームシステム２はこ
れに加わる分割バイブの自重１こにる垂直間車を低減づ
−るためにワイヤライン９を介してＡン１ニアをアクチ
コエータ１０で引張ってＪ３す、同時に、分割バイブの
微小昇降をも兼用して行仕えるようになっている。

−Ｆ記モモノビ−ムシステム２びＬｌ−アラツキングア
ーム３は、それぞれ櫓上部及び床面１１に別個に設置さ
れたコンソール１２．１３内よりオペレータにより連携
操作されている。

また、モノビームシステム２のハンド７はパイプラック
４内に左右に格納された分割バイブ１５の把持を可能と
づべく旋回機能をイｊしているが、［］−アラッキング
アーｌｘ　３のハンド８は旋回機能を４１しでおらず、
パイプの設置方向に対応するハンドの取換え操作が行な
われる。

ところで、この種従来装置にあって（よ、以下に記ずご
とぎ問題点があった。

（１）　モノビームシステム２及び［１−アラツキング
アーム３の操作にはそれぞれオペレータが配置されてお
り、両者が常時操作タイミングを一致させる必要がある
ことから操作時間がかかり目つ運転操作に熟練を要した
。

また、万一誤作動があった場合には移送中の分割バイブ
に無理な応力が加わり、バイブ損傷及び脱落事故の原因
となっていた。

（２）　七ノビームシステム２に作用する力を軽減リー
ベくワイヤライン９によりカウンタバランスをか（−１
でいるが、分割バイブ５を吊り上げているワイヤライン
９どが同一鉛直線上に位置しないのでモノビームシステ
ム２に水平分力が作用し、これを塑性変形Ｊる虞れがあ
った。

（３）　下部の１１−アラツキングアーム３のハン１〜
８は旋回機能を有していないので、槽内左右に配「１し
たパイブラック４から分υＪパイプを取出す場合、その
方向に対応するハンドを交換しくｒ　ＩＪればならり“
作業性が悪かった。

［発明の目的１ 木５１明は、以上のような問題点に着目し、これを有効
に解決号べく創案されたものである。

本発明の目的は、石油掘削井戸から分割されつつ引き上
げ°られた分割バイブを、パイブラックと井戸どの間に
ほぼ垂直状態を保持したまま自動搬送さけるようにし、
もってパイプの取ト１、取外【）作業の省力化を図ると
共に、安全性及び生産性の向上を図ることができる石油
掘削櫓のバイブ搬送装置を提供するにある。

［発明のＲ要］ 本発明は、櫓に鉛直支持されつつパイブラックと井戸ど
の間に水平面内を移動し、１１′）旋回可能な垂直部材
と、この垂直部材の上部に、分割バイブの上部を把持す
べ（設（コだ上部ハンドと、上記垂直部材の下部に、に
記分割パーイブの下部を把持すべく段重Ｊた下部ハンド
とを備えて、分割バイブをパイブラックと１戸どの間を
自ｉ！Ｉｌ搬送ざμるようにし、もって上記目的を達成
づるものである。

［発明の実施例］ 以下に、本発明の好適一実施例を添付図面に基づいて詳
述する。

第２図及び第３図は本発明に係るバイブ搬送装置を示す
正面図、第４図は同側断面図である。

図示する如く、櫓１は石油掘削井戸６を中央に位置させ
て、鉄骨などにより截頭角錐状に組み立てられてＪ３す
（第１図参照）、この櫓１内の上部に第５図拡大図に示
Ｊ如く、左右に分＾１ｊされたパイブラック４が設【ノ
られている。このパイブラック４は所定間隔を隔てて熊
手状に配列されたノインガ１ａと、てれを貫通して横つ
なぎする複数の員１に棒／１１）とににす（Ｍ成さね、
貫扱捧４１）により形成される格ｆ目に上記ｔ１戸６よ
り分割しつつ引き上げｌこ分割パイ１１５を立設さＩて
収納し、この倒れ防止を実施している１、Ｕ↓（友捧４
ｈは、この１処ｆ方向へ仲！ｌｔ２１１＋　（１１，７
可動出来る構成とされ、分割パイプの１１■納及び１般
出を自在に１〕でいる。

このＪ、うに構成された櫓１に本ブを明に係るパイプ搬
送装置が取付けられる。

このパイ１搬送駅冒１７１は、−１記櫓゛１に鉛直支持
されつつ、上記パイブラック４とト記月戸６との間の水
平面内を移動し、且つ旋回可能な垂直部材１５と、この
垂直部材１５の上部に設Ｇノられ、１記分割パイプの上
部を把持する上部ハンド１６と、上記垂直部材１５の下
部に設けられ、Ｆ記分割パイプ５の下部を把持づる下部
ハント１７どにより主に構成さねでいる。これら各ハン
ド１Ｇ。

１７は遠隔操作により分割バイブと係合自在とされてい
る。ま１１＝、１−記名ハンド１６．１７のい（Ｊ”れ
か一方は、分割パイプの搬送時において、このパイプと
床面１１との１渉を防」１づるため及びハ戸６にあるド
リルストリンゲス１８とこれに接続される分割パイプ５
どのネジ接続レベル調整の必要性から鉛直方向に胃鋳づ
る必要がある。このため、本実施例にあっ−Ｃは、−１
部ハンド１６には一端を垂直部材１５に支持させＩ５：
伸縮自ＨのアクデーＪ−Ｌ−タ１９が取りイ」【）られ
ｌおり、下部ハント１６を垂直部材１５に沿っ］Ｊ−下
方向へ摺動可能にしている。ｖ、’ｔっで、分割パイプ
５の自車は−１一部ハンド１６にＪ、って支持されるこ
とになり、下部ハンド１７はパイプの揺れ防止の機能を
果すことになる。尚、下部ハンド１７のみを昇降自在と
して上部ハンド１６と下部ハンド１７との機能を逆に構
成しＣもにい。　一方、１）り記垂直部材１５はパイブ
ラック４のフィンガ４ａとの干渉を避１ノてこれを貫通
出来（第５図参照）ｎつ部材の軽量化及び風荷重の減少
を図るために鉄骨などによる骨相措造とされている。　
この垂直部材１５うは分割バイブ５の長ざＪζり少し短
めの長さに形成されてＪ′３つ（例えば２０ｍ　）　、
この十上端は櫓１のに上に−でれそれ水平面」二を移動
自在に設置した上部マニ・　ビロノータ２０及び下部マ
ニピコレータ２１を介して櫓１に間接支持されて各マニ
ビコレータが水中移動りることにＪ、り前；ホの如く垂
直部材１５は水平移動づる。

上記両マニビコ１ノータ２０，２１には分とりパイプ５
．に部及び下部ハンド１６．１７及び垂直部材１５）等
に作用する風荷重、船体ｅ揺による加速度、山中に、」
、り荷重が加わり、大ぎなモーメン１〜をデ１する。特
に、上部ハンド１Ｇがパーｒブ自重を保持リ−る場合に
は上部マニビー２レータ２ｏには過度のｔ−メン１〜が
作用Ｊるため土部マニビコレーク２０の剛性は非常に高
く構成されている。

十記垂直部材１５の下端部は同転機構２２を介して−Ｌ
上部ニビコレータ２０（具体的には後述するｌ−ラバー
ス）にピン２３で接続されて垂直部材１５を傾斜ｐ１能
に描成し、上述しＩＣ各種荷重が下部マニピュレータ２
０に過度に集中しないようにイ１されている。

また、上記回転機構２２には例えば七−夕のごとぎ旋回
装置２４が取ｆｊｔ　ＩＪられており、垂直部材１５を
その周方向の任意の位置に旋［１１させて左右いずれの
パイブラック４にある分割パイプ゛；５をハンド交換な
し、に搬出したり或いは逆に格納したり出来るように構
成され−（いる、３ また、下部マニピＩレータ２１と垂直部材１５の下端部
との接合部２５は第６図拡大図に示づ如く自在１ｇ　５
ｆ　／、：る球面プツシ：１２６を介して所定角だけ屈
曲自在に覆ると共に垂直部材１５の重置方向へのスライ
ドをｈ′［容Ｊ８構成どじ、両ン二ビコレータ２０．２
１の位冒同調制御の誤差が生じ−（も垂直部材１５が傾
くことにＪ、り誤差を吸収で・きるようになっτいる。

一方面）小の如く両マニピュレータ２０．２１はぞれぞ
れ水平面内を移動自在になされている。

ヂ２’ｉ　：Ｆｌｌら、２（ず、に部マニビコレータ２
０は第２図乃♀第４図に示１如く、Ｘ軸方向に走行移動
づる＃Ｉ４製のトシンスポータ２７と、これに直交する
Ｙ軸ブｊ　［ｌｊＪ　ｉこ５ｒ行移動する鋼製の１〜ラ
バース２８とにより構成されている。

［−記］−ランスポー＝夕２７は、１の１に確実に固定
された一対の平行ビーム２９．２９間をまたいで、この
ビーム２９．２９に設【ノＩｃレール３０．３０１−を
−例えばΦ輪３１を介して走行するようになっている（
第４図参照）。上記レール３０．３０の良さは１〜ラン
スボータ２７がパイブラック４と井戸６との間を移動で
きるだけの十分な長さを有しＣいる。

また、十６ヒ１〜ラバース２８は、」−配トランスボー
り２７にどの走行方向と直交りる如く８Ω１−１られた
断面＞Ｊｉ形のカーク３２に、これを所定間隔だけ隔Ｃ
て囲繞する如り設（）られており、上記ガーダ３３２Ｌ
を車輪３３を介］ノて走行移動できるようになっている
。上記１〜ラバース２８の内側には、この横揺れを防＋
ｌ：　１べく上記カーク３２の側面に四接する突出バー
３４か形成されている。（第３図参照）。尚、この突出
Ｊ１３４に１りえＣ車輪を取付ｆ−Ｊで、これをガーダ
３２の側面に７ｒ＞って転動ざ１！るＪ：うにしてもよ
い（４１２図参照）。

そして、Ｌ記トラバース２８の下部には前述の如く重心
部材１５が取付けられ（いるので過度の垂直荷重の加わ
ることになるガータ３２は待に強固に構成されている。

尚、車輪とレールどの間の滑りを防１１シて確実な位置
制御を行なうために、［記Ｉ−ランスボータ２７及びト
ラバース２８の走行駆動機構どじ−ＣラックビニＡン、
チェーンスブ［］ケケラ〜等を採用してもＪ、い。また
、１−記名中輪（よ遠′Ｒ′Ａ操作によっ−Ｃ回転が制
御ぐきるようになっているのは勿論である。

−ｈ、前記土部マニピコレータ２１は°Ｙ軸方向く図面
に直交する方向）に移動りる下部１−ラバース３５と、
この移動方向ど直交づるＸｌｌ１ｌｌｌＩ）−向に移動
する伸長アーム３６とにより主に構成されている。

−Ｆ記上下部トラバース３５、］の１に−Ｌトに所定間
隔ｐ番ノ隔てＣ取イ１け固定３れた一対の強固なガーダ
３７，３７間に設けられ、車輪３８或いはラックピニオ
ン等を介（）τその長手方向へ移動可能になされでいる
。

：Ｉ、た、１−記伸ＩＫ−ｊ’−ム３６は上記下部１〜
ラバース３５にＸ軸方向に沿って配設された２対の歯車
ノリ〒中輪、′３９に挾持され、これを回転駆動するこ
とにＪ−り伸長アームをＸ軸方向に移１ｊ１シ得るＪζ
うにな一ンている。

そして、この伸長アーム３６の先端により前述の如く垂
直部材１５の下端部が支持されることになる（第６図参
照）。

このＦ部マニビ７レータ２１と前記上部マニピコレーク
２０とは常時位置同調されつつ走行移動し、重自部拐１
５）が１１直状態を保持１ノーるようになされている。

尚、前記下部及び下部マニピコレータ２０．２１にはそ
れぞれのＸ軸、Ｙ軸上の位１〜を検出するｌ、：めの位
冒検出器（図示「す′）が設けられており、これらより
検出される位ば情報に基づいて図示しない制御部にＣン
二ビコレータの移ａｊが１述の如く制御されることにな
る１゜ また、ＩＺ　’Ｆ両マニビコレータ２０．２１の位（ｄ
同調制御ｌｊ法どしてはソフ１−及びハード方式が考え
られる。

ハード方式は両マニピーｌレータの駆動軸をフレ４：シ
ブルシトフト等により連結し、１々の駆動し−９で駆Ｖ
ｈづることによりイｉ′１首同調を実施りる方法である
。

また、ソノｉ一方式どし−（は、」ニ上マニピ］レータ
の）ら、一方のン二ピコレータの走行量に対し、他力の
マニピコレータを追従位置制御ｌｌする方式と、両マニ
ピコＬノークの走行駆動部に同一パルスを供給しＣ同調
さける方式とか考えら罎１、本実施例にｉ％″）Ｃはぞ
の　例どして前述の如く、両マニピＪレータのメ［行駆
動部に同一パルスを供給りるラフ１一方式を採用し、第
７図にマニピコレーク位１Ｎ同調制御の１１］ツク図を
示す。

次に双子のように構成された本発明の作用を第７図に基
づいて説明覆る。

例えば、パイブラック４に収容されている分割バイブを
把持し、そねを井戸６までＬＩる場合について説明りる
と、まず、把持づべき分割パイプの収納位置を［１標位
置として、また、これに対応づる減速位置等がハンドリ
ングプログラムにより指令され、両マニビコレーク２０
，２１の駆動装置が始ｅ）＋づる。これと同時に両マニ
ピコレータ２０．２１の現在位置を検出づるそれぞれの
Ｘ軸位置検出器、Ｙ軸位置検出器からの検出信号がＤ／
△コンバータを経ｔ＝後、Ｘｌｋｌｌ位置」ンパレータ
、Ｙ軸位置コンパレータへそれぞれ導入され、上記指令
位置どのつき合わせを実施しつつ所定の位ｆＩまで走行
移動づる。

とねと同＋１；ｉに、各位置検出器からの検出信相はそ
れぞれＸ軸位置同調コンパレータまたはＹ軸位置同調コ
ンパレータに入り、両マニビル−タの各軸方向の１ｆｌ
置偏差量を検出し７、この偏差量を零に修正すべく修正
指令信号を各車輪の駆動モータに向けて発する。この指
令信局は各サーボアンプ及び各ドライブユニットを介し
てそれぞれの駆動モータに伝達され、両マニピコレータ
２（’）、２１の位置同調制御を実施する。これにより
、垂部一部材１５はほぼ鉛直状態を維持しつつ移１１Ｊ
Ｊることになる。

例えば、上部マニピュレータ２ｏの移動については、Ｘ
軸方向へはトランスポータ２７が固定ビーム２９のレー
ル３０、−にを中輪３１を介して走行移動１．、Ｙ軸方
向へは１へラバース２８　ｈ＼１〜ランスボーク２７に
設けたガーダ３２土を車輪３３を介して走行移動する。

Ｊζｋ、下部マニピュレータ２７の移動に−）いでは、
Ｘ軸方向へは伸展アーム３Ｇが上部１〜ラバース３５）
に設（）た車輪３９に挾持２＼１′１′つつ走行移動し
、Ｙ軸方向へは下部（−シバー−ス３５　／ＩＩ櫓１に
固定し７−ガ・−ダ３７に沿−）て車輪３　ｎを介して
走行移動づる。この際、前述した如く、各軸の位置同調
制御が行なわれ、垂直部材１５）は常時ぽぼ鉛直状態を
維持している。

そし７て、各マニピュレ−タ２０．２１が目標位置の近
傍に近づ（とＸ、Ｙ軸位置二：Ｊシバレータがら減速（
’Ｊ　Ｊｌ指令が各１２ライブコニツ１−に向けて光（
！られ、所定の目標に１．　ＴＪに垂直部材１５を停止
さぜる。

尚、垂直部材１５がパイブラック４のフィンガ４ａを貫
通づる前に（第５図中破線は貫通した状Ｂを示す）　、
Ｊ一部マニピュレータ２０の下部に設（プた旋回装置２
４を駆動して垂直部材１５を所定角旋回し、ト下ハンド
１６．１７を目標位置の方向に向（〕ておく。この目標
位置は分割パイプを把持Ｊべぎハンド先端と垂直部１１
５との間の距−１を考慮して決定されるのは勿論である
。

次に、所定のｆひ置にある分割パイプを上部ハンド１６
でその」二部を把持すると共に下部ハンド１７でその下
端部を把持づる。そして、」二部ハンド１６に取イ４け
たアクテコ１−タ１９を作動させることにより、これを
垂直部材１５に沿って上方へ摺動させ把持はた分割パイ
プ５を櫓１内床面１１Ｊ：すｌ：方へ離間さ０゛る。こ
のＪ、うに、搬送ずべき分割パイプ５を把持したならば
、前記と逆の操作を行４Ｔい、づなわち目標位置を１［
戸６に設定し、両マニピュレータ２０．２１を走行移動
させることにより鉛直部材′１５を１戸６に向けて移動
さけ、把持［）た分割パイ１５を井戸だ１に位置さ！！
る。

この際、分割パイプ５の下部は下部ハンド′１７により
緩く把持されているので、搬送途中に゛（これが揺動す
ることはない。

また、搬送途中或いは両マニピュレ〜夕停止り時におい
て、両マニビコレータ２０．２１の位置同調制ｔａｌｌ
は装置及び分割パイプの慣性モーメント、走行１ノール
と車輪との摩擦、制御系の遅れ等により誤差を生ずる場
合がある。

この場合、垂直部材１５の−１一端部はＶ部マニピュレ
ータ２０に揺動可能にピン接続されているので、この垂
直部材１５がやや傾斜υる　ｈ、垂直部（Δ１５の下端
部は第６図に示す如く、仲１１ｉ１アーム３６の先端部
に自在継手である球面プツシ〕２６を介して且つＬ下方
向へ摺動可能に取付（Ｊられているので、上記誤差ｍは
（幾械的に吸収される。

従って、垂直部材１５及び分割パイプ５に無理な力が発
生せず、バイブの破損及びこれの脱落車故等の発生を未
然に防止することができる。

これは、マニピュレータ２０．２１の操作ミスを行なっ
た場合にも同様な効果を生ずる。

尚、ドリルストリンゲス１８から分割した分割パイプを
パイブラック４へ搬送する場合には前記したと逆の操作
を行なえば良く、説明は省略する。

〔発明の効果１ 以上要するに本発明によれば次のような優れた効果を発
揮することができる。

〈１）　石油掘削用井戸から分割しつつ引上げた分割パ
イプを、これを立設収納するパイブラックと１−１戸芯
との間を自動搬送さｌ！ることかできる。

（２）　従って、従来必要とされたΔベレータを削減て
゛さ、しかも左右のパイブラックに対してハンドを取換
える必要もないのでパイプ搬送作業の省力化を大幅にｊ
ヱ成Ｊることができる。

（３）　装置の誤操作等があってし垂直部材は上部マニ
ピュレータと揺動可能にビン接合されているので過度の
水平荷重が付加せず、これに作用するモーメントを小さ
くすることができる。

（／ｌ）　装Ｈの誤操作等があっＣも位置同調制御の誤
差出を吸収できるので・垂直部材及び分割パイプに無理
な力が作用はザ、ｆ’＋−業の安全１−１を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は石油掘削用櫓に取イ」（）た従来のパイプ搬送
装置を示す斜視図、第２図及び第３図は石油掘削用櫓に
取付（プた本発明に係るパイプ搬送装置を示づ゛正面図
、第４図は第２図中ｒｖ−ｒｖ線矢視拡大断面図、第５
図はパイブラックを示す拡大平面図、第６図は垂直部材
と伸長アームとの接合部を丞づ部分拡大縦断面図、第７
図はマニピュレータの位置同調制御を示づブ［］ラック
である。 尚、図中、１は櫓、４はパイブラック、５は分割パイプ
、６（１月戸、１４はパイプ搬送装置、１５　＋、１．
垂直部月、部材は上部ハンド、１７は下部ハンド、２０
は上部マニピュレータ、２１は下部マニピュレータであ
る。 褥４図 案５η

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｔｉ油掘削Ｕ戸から分割されつつ引き上げられた分割パ
   イプを、石油掘削用櫓のパイブラックと掘削月ｙ力どの
   間を附送づるパイプ搬送装置にＪ３い“Ｃ１−１−２櫓
   に設けられ、これに鉛直支持されつつ一１記バイア′ラ
   ックと上記井戸との間の水・１７面内を移動１ノ、月つ
   旋回可能な垂直部拐と、該垂直部祠の１゛部に、十配分
   割パイプの下部を１巴１）ツへ＜　ｆｌＱ　ｌ−Ｊたト
   部ハンドと、−１−記垂直部材の下Ｍｌｌ　ｌＪ、１記
   分υ１パイプの下部を把持１べく設＋ｆ　７．：　’Ｆ
   部ハンドとを備えたことを特徴と覆る／−１浦Ｊｉ７ｊ
   削川檜のバイブ搬）Ｘ装置。