NO341203B1 - Drill deck system and method for performing fully automated work operations on a drill deck - Google Patents
Drill deck system and method for performing fully automated work operations on a drill deck Download PDFInfo
- Publication number
- NO341203B1 NO341203B1 NO20150768A NO20150768A NO341203B1 NO 341203 B1 NO341203 B1 NO 341203B1 NO 20150768 A NO20150768 A NO 20150768A NO 20150768 A NO20150768 A NO 20150768A NO 341203 B1 NO341203 B1 NO 341203B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- manipulator arm
- tool
- work
- arm
- drill deck
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 40
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 23
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 4
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 5
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 5
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
- E21B19/02—Rod or cable suspensions
- E21B19/06—Elevators, i.e. rod- or tube-gripping devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
- B25J9/106—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links
- B25J9/1065—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links with parallelograms
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
- E21B19/14—Racks, ramps, troughs or bins, for holding the lengths of rod singly or connected; Handling between storage place and borehole
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
- B25J15/0033—Gripping heads and other end effectors with gripping surfaces having special shapes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
- B25J15/0052—Gripping heads and other end effectors multiple gripper units or multiple end effectors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
- B25J15/04—Gripping heads and other end effectors with provision for the remote detachment or exchange of the head or parts thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
- E21B19/08—Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods
- E21B19/087—Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods by means of a swinging arm
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
- E21B19/18—Connecting or disconnecting drill bit and drilling pipe
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Robotics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Conveying And Assembling Of Building Elements In Situ (AREA)
Description
Den foreliggende søknaden vedrører en manipulatorarm, et boredekkssystem for utføring av et flertall helautomatiserte arbeidsoperasjoner på et boredekk og en fremgangsmåte for utføring av et flertall arbeidsoperasjoner på et boredekk. The present application relates to a manipulator arm, a drill deck system for carrying out a plurality of fully automated work operations on a drill deck and a method for carrying out a plurality of work operations on a drill deck.
I forbindelse med boring av hydrokarbonbrønner og produksjon av hydrokarboner til sjøs, anvendes det plattformer som enten har plattformbein som står forankret på bunnen eller flytende strukturer på dypere vann. Ved boring skrues det på nye lengder av borerøret etter hvert som brønnen som bores blir dypere. I bunnen av rørstrengen er det anordnet en bunnhullsammenstilling (BHA - Bottom Hole Assembly) som omfatter forskjellige deler. Bunnhullsammenstillingens deler må monteres sammen og bunnhullsammenstillingen må monteres på rørstrengen på boredekk før det senkes ned og flere rørelementer skrus på rørstrengen etter hvert som rørstrengen senkes ned i borehullet og etter hvert som det bores dypere. Hvis det må foretas en eller annen form for intervensjon i brønnen, vil det anvendes forskjellige typer verktøy avhengig av hvilken brønnoperasjon som skal gjennomføres. Disse verktøyene må håndteres på boredekket og håndteres ved at personell på boredekket i større eller mindre grad er involvert for å styre de forskjellige arbeidsoperasjonene som gjennomføres. At personell befinner seg på boredekk når verktøy og rørdeler forflyttes er forbundet med risiko for ulykker og alvorlige skader. In connection with the drilling of hydrocarbon wells and the production of hydrocarbons at sea, platforms are used which either have platform legs that are anchored to the bottom or floating structures in deeper water. When drilling, new lengths of drill pipe are screwed on as the well being drilled gets deeper. A bottom hole assembly (BHA - Bottom Hole Assembly) comprising various parts is arranged at the bottom of the pipe string. The parts of the downhole assembly must be assembled together and the downhole assembly must be mounted on the pipe string on the drill deck before it is lowered and more pipe elements are screwed onto the pipe string as the pipe string is lowered into the borehole and as drilling is done deeper. If some form of intervention has to be carried out in the well, different types of tools will be used depending on the well operation to be carried out. These tools must be handled on the drilling deck and handled by personnel on the drilling deck being involved to a greater or lesser extent to manage the various work operations that are carried out. The fact that personnel are on the drill deck when tools and pipe parts are moved is associated with the risk of accidents and serious injuries.
Fra den europeiske patentsøknaden EP 2799661 A2 er det kjent en manipulatorarm som omfatter et rørgripeverktøy med gripeelementer for å håndtere rørelementer. Manipulatorarmen som er beskrevet i denne publikasjonen har imidlertid ikke noe utstyr eller noen mulighet for å koble til utstyr som gjør manipulatorarmen i stand til å utføre arbeidsoperasjoner som rørgripeverktøy et ikke er i stand til å utføre. From the European patent application EP 2799661 A2, a manipulator arm is known which comprises a pipe gripping tool with gripping elements for handling pipe elements. However, the manipulator arm described in this publication does not have any equipment or any possibility to connect to equipment that enables the manipulator arm to perform work operations that the pipe gripping tool is not able to perform.
Av andre kjente publikasjoner kan nevnes patentpublikasjonene US 4611377 A og EP 1798007 Al, som begge viser en manipulatorarm til en industrirobot, og en video som er lagt ut på www.vimeo.com: Continuous motion rig - West Group, og en artikkel av Grinrød, M. et al i SPE/IADC Drilling Conference and Exhibition 2011, 1-3 March, Amsterdam, The Netherlands (SPE-139403-MS): Continuous Motion Rig. A Detailed Study of a 750 Ton Capacity 3600 m/hr Trip Speed Rig. Other known publications include the patent publications US 4611377 A and EP 1798007 Al, both of which show a manipulator arm for an industrial robot, and a video posted on www.vimeo.com: Continuous motion rig - West Group, and an article by Grinrød , M. et al in SPE/IADC Drilling Conference and Exhibition 2011, 1-3 March, Amsterdam, The Netherlands (SPE-139403-MS): Continuous Motion Rig. A Detailed Study of a 750 Ton Capacity 3600 m/hr Trip Speed Rig.
Det eksisterer i dag ingen systemer som kan håndtere forskjellige typer innretninger på boredekket uten at personell er involvert i operasjonene. Det vil derfor være ønskelig med et system som vil redusere behovet for personell på boredekket blant annet for å redusere sjansene for at det oppstår ulykker når personell håndterer utstyret på boredekket. Det er også et ønske om å effektivisere og rasjonalisere arbeidsoppgavene som utføres på boredekket og dermed redusere tidsforbruk og kostnader. There are currently no systems that can handle different types of equipment on the drilling deck without personnel being involved in the operations. It would therefore be desirable to have a system that would reduce the need for personnel on the drilling deck, among other things to reduce the chances of accidents occurring when personnel handle the equipment on the drilling deck. There is also a desire to streamline and rationalize the work tasks carried out on the drill deck and thus reduce time consumption and costs.
Hensikten med den foreliggende oppfinnelsen har derfor vært å utvikle et nytt system for å håndtere forskjellige typer arbeidsverktøy og/eller nedi-hullsverktøy på boredekket. The purpose of the present invention has therefore been to develop a new system for handling different types of work tools and/or downhole tools on the drill deck.
Spesielt har det vært en hensikt med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe et verktøy for automatisk håndtering av både rørelementer og de forskjellige delene av en bunnhullsammenstilling. In particular, it has been a purpose of the present invention to provide a tool for automatic handling of both pipe elements and the various parts of a bottom hole assembly.
Det har videre vært en hensikt med den foreliggende oppfinnelsen å utvikle et system som reduserer risiko for skader på personell på boredekk. It has also been a purpose of the present invention to develop a system which reduces the risk of injury to personnel on the drilling deck.
Det har også vært en hensikt med den foreliggende oppfinnelsen å rasjonalisere arbeidsflyten og dermed spare tid og redusere kostnader ved forskjellige typer arbeidsoperasjoner på boredekket. It has also been a purpose of the present invention to rationalize the work flow and thereby save time and reduce costs in different types of work operations on the drilling deck.
Disse hensiktene oppnås med manipulatorarm som definert i krav 1, et boredekksystem som definert i krav 2 og en fremgangsmåte for utføring av et flertall arbeidsoperasjoner på et boredekk som definert i krav 13. Ytterligere utførelsesformer av boredekksystemet og fremgangsmåten er angitt i de uselvstendige kravene. These purposes are achieved with a manipulator arm as defined in claim 1, a drill deck system as defined in claim 2 and a method for carrying out a plurality of work operations on a drill deck as defined in claim 13. Further embodiments of the drill deck system and the method are specified in the independent claims.
Det er således tilveiebrakt en manipulatorarm omfattende en første arm og en andre arm som er forbundet til den første armen med en første leddforbindelse, hvilken manipulatorarm videre omfatter et arbeidsverktøy som er anordnet på den andre armen i motsatt ende av den andre armen i forhold til leddforbindelsen, hvilket arbeidsverktøy omfatter et rørgripeverktøy med gripeelementer for å gripe og holde et rørelement. Manipulatorarmen omfatter videre en første tilkoblingsdel som er anordnet på rørgripeverktøyet for tilkobling av et arbeidsverktøy som er anordnet med en andre tilkoblingsdel som er komplementært utformet med den første tilkoblingsdelen på manipulatorarmen slik at arbeidsverktøyet kan kobles til manipulatorarmen. A manipulator arm is thus provided comprising a first arm and a second arm which is connected to the first arm with a first joint connection, which manipulator arm further comprises a work tool which is arranged on the second arm at the opposite end of the second arm in relation to the joint connection , which work tool comprises a pipe gripping tool with gripping elements for gripping and holding a pipe element. The manipulator arm further comprises a first connection part which is arranged on the pipe gripping tool for connecting a work tool which is arranged with a second connection part which is complementary designed with the first connection part on the manipulator arm so that the work tool can be connected to the manipulator arm.
Det er også tilveiebrakt et boredekksystem for utføring av et flertall helautomatiserte arbeidsoperasjoner på et boredekk. Boredekksystemet omfatter minst én helautomatisk manipulatorarm og minst ett arbeidsverktøy for utføring av et antall forskjellige arbeidsoperasjoner på boredekket, hvor den minst ene manipulatorarmen og det minst ene arbeidsverktøyet er innrettet for helautomatisk tilkobling av det minst ene arbeidsverktøyet til den minst ene manipulatorarmen og helautomatisk frakobling av et tilkoblet arbeidsverktøy fra den minst ene manipulatorarmen. Boredekksystemet omfatter videre et kontrollsystem som i det minste er innrettet for å styre manipulatorarmens bevegelser og automatisk tilkobling av det minst ene arbeidsverktøy til den minst ene manipulatorarmen og automatisk frakobling av det minst ene arbeidsverktøy fra den minst ene manipulatorarmen slik at et antall arbeidsoperasjoner på boredekk kan automatiseres og utføres uten assistanse av personell. A drill deck system has also been provided for carrying out a majority of fully automated work operations on a drill deck. The drill deck system comprises at least one fully automatic manipulator arm and at least one work tool for performing a number of different work operations on the drill deck, where the at least one manipulator arm and the at least one work tool are arranged for fully automatic connection of the at least one work tool to the at least one manipulator arm and fully automatic disconnection of a connected work tool from at least one manipulator arm. The drilling deck system further comprises a control system which is at least arranged to control the movements of the manipulator arm and automatic connection of the at least one working tool to the at least one manipulator arm and automatic disconnection of the at least one working tool from the at least one manipulator arm so that a number of work operations on the drilling deck can is automated and performed without the assistance of personnel.
En arbeidsoperasjon her vil typisk være å ta en nedi-hullsinnretning, for eksempel en del av en bunnhullsammenstilling, og montere den på en annen nedi-hullsinnretning, som også kan være en del av bunnhullsammenstillingen, eller å montere et rørelement på en nedi-hullsinnretning, for eksempel en del av en bunnhullsammenstilling eller omvendt. En arbeidsoperasjon kan også innebære å flytte en innretning, for eksempel en ventilinnretning, som skal brukes i en nedi-hullsoperasjon fra en posisjon hvor innretningen er lagret og til en posisjon hvor innretningen kan føres ned i brønnen. En arbeidsoperasjon kan selvfølgelig også være å demontere rørstreng og/eller nedi-hullsinnretninger som trekkes opp av brønnen og plassere rørelementer og/eller nedi-hullsinnretninger i sine respektive posisjoner på boredekket. A work operation here would typically be to take a downhole device, for example part of a downhole assembly, and mount it on another downhole device, which may also be part of the downhole assembly, or to mount a pipe element on a downhole device , such as part of a bottom hole assembly or vice versa. A work operation can also involve moving a device, for example a valve device, to be used in a downhole operation from a position where the device is stored and to a position where the device can be guided down into the well. A work operation can of course also be to dismantle the pipe string and/or downhole devices that are pulled up from the well and place pipe elements and/or downhole devices in their respective positions on the drill deck.
Forskjellige innretninger som anvendes nedi brønnen vil kunne trenge forskjellige arbeidsverktøy for å kunne forflyttes fra en posisjon på boredekket hvor de oppbevares og fram til en posisjon hvor de er klare for å sendes ned i brønnen. Det kan derfor være nødvendig å ha flere arbeidsverktøy som kan settes på og tas av manipulatorarmen etter behov. Different devices that are used down the well may need different work tools to be able to be moved from a position on the drill deck where they are stored to a position where they are ready to be sent down the well. It may therefore be necessary to have several work tools that can be put on and taken off the manipulator arm as needed.
At arbeidsoperasjonen er helautomatisert betyr at kontrollsystemet kontrollerer og styrer manipulatorarmen og eventuelt arbeidsverktøyet som er koblet på manipulatorarmen. Manipulatorarmen omfatter fortrinnsvis gripeinnretninger slik at når det ikke er montert et arbeidsverktøy på manipulatorarmen, kan den fortrinnsvis brukes til å håndtere rørelementer. Kontrollsystemet har fortrinnsvis kontroll på hvor de forskjellige arbeidsverktøyene og/eller nedi-hull sinnretningene befinner seg, kontrollerer og styrer operasjonene som er nødvendig for å koble et arbeidsverktøy til manipulatorarmen, operasjonene som er nødvendige for å koble et arbeidsverktøy fra manipulatorarmen og det kontrollerer og styrer manipulatorarmen og det påmonterte arbeidsverktøyet når manipulatorarmen utfører en arbeidsoperasjon med arbeidsverktøyet på boredekket, så som å gripe og montere sammen delene til en bunnhullsammenstilling som nevnt over, eller flytte en nedi-hullsinnretning til en posisjon hvor den kan føres ned i brønnen eller flytte en nedi-hullsinnretning som er tatt opp av brønnen til dennes oppbevaringsposisjon på boredekket. At arbeidsoperasjonene som er nødvendige for å utføre en bestemt handling, så som å håndtere en bunnhullsammenstilling på boredekket, er helautomatiske betyr dermed at ingen personer er involvert ved tilkobling av det riktige arbeidsverktøyet, ved manipulatorarmens og arbeidsverktøyets bevegelser for å utføre arbeidsoperasjonene, så som å gripe tak i den riktig del av bunnhullsammenstillingen og montere sammen med et rørelement eller en annen del av bunnhullsammenstillingen. Det eneste personellet trenger å gjøre er derfor å sitte i et kontrollrom og starte prosessen. Så snart kontrollsystemet har fått beskjed om hva som skal gjøres, dvs. hvilken prosess som skal utføres, tar det over og styrer manipulatorarmen, til- og frakobling av arbeidsverktøy og utføring av de nødvendige arbeidsoperasjonene for å utføre den ønskete prosessen, som for eksempel å koble sammen en bunnhullsammenstilling. Man unngår dermed behovet for å ha personell som går rundt på boredekket, noe som vil kunne redusere antall personell skader betydelig. That the work operation is fully automated means that the control system controls and controls the manipulator arm and possibly the work tool that is connected to the manipulator arm. The manipulator arm preferably includes gripping devices so that when a work tool is not mounted on the manipulator arm, it can preferably be used to handle pipe elements. The control system preferably has control over where the various working tools and/or downhole directions are located, controls and controls the operations necessary to connect a working tool to the manipulator arm, the operations necessary to disconnect a working tool from the manipulator arm and it controls and controls the manipulator arm and the attached work tool when the manipulator arm performs a work operation with the work tool on the drill deck, such as gripping and assembling the parts of a downhole assembly as mentioned above, or moving a downhole device to a position where it can be lowered into the well or moving a downhole - downhole equipment that has been taken up by the well to its storage position on the drilling deck. That the work operations necessary to perform a specific action, such as handling a bottom hole assembly on the drill deck, are fully automatic means that no person is involved in connecting the correct work tool, in the movements of the manipulator arm and the work tool to perform the work operations, such as grasp the appropriate part of the downhole assembly and assemble with a pipe member or other part of the downhole assembly. The only thing personnel need to do is sit in a control room and start the process. As soon as the control system has been told what to do, i.e. which process to carry out, it takes over and controls the manipulator arm, connecting and disconnecting work tools and performing the necessary work operations to carry out the desired process, such as connect a bottom hole assembly. This avoids the need to have personnel walking around the drill deck, which will be able to significantly reduce the number of personnel injuries.
Boredekksystemet kan omfatte ett eller et flertall arbeidsverktøy for utføring av et antall forskjellige arbeidsoperasjoner på boredekket, hvor den minst ene manipulatorarmen og arbeidsverktøyet eller arbeidsverktøyene er innrettet for helautomatisk tilkobling til den minst ene manipulatorarmen og helautomatisk frakobling fra den minst ene manipulatorarmen. The drill deck system may comprise one or a plurality of work tools for carrying out a number of different work operations on the drill deck, where the at least one manipulator arm and the work tool or work tools are arranged for fully automatic connection to the at least one manipulator arm and fully automatic disconnection from the at least one manipulator arm.
Det minst ene arbeidsverktøyet omfatter fortrinnsvis minst én holdeinnretning for å gripe og holde en nedi-hullsinnretning på boredekket. Det kan for eksempel være en holdeinnretning for et rørelement eller et nedi-hullsverktøy så som en del av en borehullsammenstilling, en ventilinnretning, en rørplugg, osv. The at least one working tool preferably comprises at least one holding device for gripping and holding a downhole device on the drill deck. For example, it may be a holding device for a pipe element or a downhole tool such as part of a borehole assembly, a valve device, a pipe plug, etc.
For at kontrollsystemet skal ha kontroll på hvor de forskjellige arbeidsverktøyene befinner seg, kan boredekksystemet omfatte en separat oppstillingsplass for hvert arbeidsverktøy og/eller hver nedi-hullsinnretning hvor arbeidsverktøyene og/eller nedi-hullsinnretningene plasseres når de er frakoblet den minst ene manipulatorarmen og ikke er i bruk. Posisjonen for hvert arbeidsverktøy og hver nedi-hullsinnretning er da lagt inn i kontrollsystemet slik at manipulatorarmen kan bevege seg til rett plass for tilkobling av rett arbeidsverktøy eller nedi-hullsinnretning, eller frakobling og plassering på rett oppstillingsplass av nedi-hullsinnretninger og arbeidsverktøy etter bruk. In order for the control system to have control over where the various working tools are located, the drill deck system can include a separate location for each working tool and/or each downhole device where the working tools and/or downhole devices are placed when they are disconnected from at least one manipulator arm and are not in use. The position of each work tool and each nedi hole device is then entered into the control system so that the manipulator arm can move to the right place for connecting the right work tool or nedi hole device, or disconnecting and placing in the correct location of nedi hole devices and work tools after use.
For å spare plass på boredekket, omfatter boredekksystemet fortrinnsvis minst ett verktøymagasin som omfatter minst én oppstillingsplass for et arbeidsverktøy som er innrettet for tilkobling til den minst ene manipulatorarmen, og/eller en nedi-hullsinnretning som er innrettet for tilkobling til arbeidsverktøyet. I de tilfellene hvor boredekkssystemet omfatter mange forskjellige arbeidsverktøy og/eller mange nedi-hullsinnretninger, kan man tenke seg at boredekkssystemet omfatter to eller flere verktøymagasiner. In order to save space on the drilling deck, the drilling deck system preferably comprises at least one tool magazine which comprises at least one installation space for a working tool which is arranged for connection to the at least one manipulator arm, and/or a downhole device which is arranged for connection to the working tool. In those cases where the drilling deck system comprises many different work tools and/or many downhole devices, it is conceivable that the drilling deck system comprises two or more tool magazines.
Fortrinnsvis omfatter det minst ene verktøymagasinet et flertall oppstillingsplasser for et antall arbeidsverktøy og/eller nedi-hullsinnretninger. Alle arbeidsverktøyene og nedi-hullsinnretningene har fortrinnsvis sin egen oppstillingsplass i verktøymagasinet med mindre de har en form og/eller størrelse som gjør at de ikke vil passe inn i et slikt verktøymagasin. De arbeidsverktøyene og/eller nedi-hullsinnretningene som eventuelt av forskjellige grunner ikke passer inn i verktøymagasinet, vil fortrinnsvis ha en bestemt oppstillingsplass på boredekket hvor de oppbevares når de ikke er i bruk. Verktøymagasinet omfatter fortrinnsvis et system av hyller hvor hver hylle har én eller flere båser avhengig av størrelse og form på arbeidsverktøyene og/eller nedi-hullsinnretningene og tilgjengelig plass på boredekket. Preferably, the at least one tool magazine comprises a plurality of installation spaces for a number of work tools and/or downhole devices. All the work tools and nedi hole devices preferably have their own installation space in the tool magazine unless they have a shape and/or size which means that they will not fit into such a tool magazine. The working tools and/or downhole devices which, possibly for various reasons, do not fit into the tool magazine, will preferably have a specific location on the drilling deck where they are stored when they are not in use. The tool magazine preferably comprises a system of shelves where each shelf has one or more stalls depending on the size and shape of the working tools and/or downhole devices and available space on the drill deck.
For å sikre at tilkobling av et arbeidsverktøy til den minst ene manipulatorarmen, eller tilkobling av en nedi-hullsinnretning til et arbeidsverktøy, går uten problemer kan oppstillingsplassene omfatte en holdeinnretning for å holde det minst ene arbeidsverktøyet og/eller nedi-hull sinnretningen eller nedi-hullsinnretningene i en fast posisjon i sine respektive oppstillingsplasser. Kontrollsystemet vil da vite nøyaktig hvor de forskjellige arbeidsverktøyene og/eller nedi-hullsinnretningene befinner seg og hvordan de er orientert i rommet. Man unngår dermed at arbeidsverktøyene og/eller nedi-hullsinnretningene forandrer sin posisjon ved at de uforvarende dyttes på når de er under oppbevaring på boredekket, noe som ville gjort det mer komplisert å sikre at en helautomatisk tilkobling av et arbeidsverktøy til den minst ene manipulatorarmen og tilkobling av en nedi-hullsinnretning til et arbeidsverktøy på en manipulatorarm kan gjennomføres. Holdeinnretninger kan for eksempel omfatte en fordypning i underlaget i oppstillingsplassen og en komplementært utformet sokkel på arbeidsverktøyet eller nedi-hullsinnretningen eller en form gripeinnretning som fysisk holder arbeidsverktøyene og/eller nedi-hullsinnretningene på plass i sine respektive oppstillingsplasser. In order to ensure that the connection of a working tool to the at least one manipulator arm, or the connection of a downhole device to a working tool, goes without problems, the mounting places can include a holding device to hold the at least one working tool and/or the downhole direction or the downhole the hole devices in a fixed position in their respective installation locations. The control system will then know exactly where the various work tools and/or downhole devices are located and how they are oriented in the room. It is thus avoided that the working tools and/or downhole devices change their position by being inadvertently pushed on when they are being stored on the drill deck, which would make it more complicated to ensure that a fully automatic connection of a working tool to at least one manipulator arm and connection of a downhole device to a working tool on a manipulator arm can be accomplished. Holding devices can, for example, comprise a recess in the substrate in the installation space and a complementary designed base on the work tool or the downhole device or a form of gripping device that physically holds the work tools and/or the downhole devices in place in their respective installation locations.
For å koble et arbeidsverktøy til den minst ene manipulatorarmen er den minst ene manipulatorarmen fortrinnsvis anordnet med en første tilkoblingsdel og hvert arbeidsverktøy er anordnet med en andre tilkoblingsdel, hvor den første tilkoblingsdelen og den andre tilkoblingsdelen er utformet samvirkende for helautomatisk tilkobling av arbeidsverktøyene til den minst ene manipulatorarmen og helautomatisk frakobling av et tilkoblet arbeidsverktøy fra den minst ene manipulatorarmen. En helautomatisk til- og frakobling av arbeidsverktøyene betyr på samme måte som over at til- og frakoblingen av arbeidsverktøyene kontrolleres og styres av kontrollsystemet og at til- og frakoblingen foregår uten at personell er involvert i prosessen. De samvirkende første og andre tilkoblingsdelene er fortrinnsvis standard koblingselementer som kan styres av et kontrollsystem. In order to connect a work tool to the at least one manipulator arm, the at least one manipulator arm is preferably provided with a first connection part and each work tool is provided with a second connection part, where the first connection part and the second connection part are designed cooperatively for fully automatic connection of the work tools to the at least one manipulator arm and fully automatic disconnection of a connected work tool from at least one manipulator arm. A fully automatic connection and disconnection of the work tools means, in the same way as above, that the connection and disconnection of the work tools is controlled and managed by the control system and that the connection and disconnection takes place without personnel being involved in the process. The cooperating first and second connecting parts are preferably standard connecting elements that can be controlled by a control system.
Den minst ene manipulatorarmen omfatter fortrinnsvis et fast anordnet verktøy, for eksempel ett eller flere gripeverktøy for rørelementer, i tillegg til den første tilkoblingsdelen. Den minst ene manipulatorarmen håndterer da normalt rørelementer som tas fra sin oppbevaringsplass og skrus på borerøret etter hvert som brønnen blir dypere og eventuelt rørelementer som skrus av og plasseres i oppbevaringsplassen hvis borerøret må tas ut av brønnen. I denne utførelsesformen er den første tilkoblingsdelen for helautomatisk tilkobling av et arbeidsverktøy og helautomatisk frakobling av et tilkoblet arbeidsverktøy fra den minst ene manipulatorarmen fortrinnsvis anordnet på det fast anordnete arbeidsverktøyet. Når det er behov for å benytte et annet arbeidsverktøy enn det fast monterte arbeidsverktøyet, kan den minst ene manipulatorarmen koble til det ønskede arbeidsverktøyet som fortrinnsvis oppbevares i verktøymagasinet. The at least one manipulator arm preferably comprises a fixed tool, for example one or more gripping tools for pipe elements, in addition to the first connection part. The at least one manipulator arm then normally handles pipe elements that are taken from their storage place and screwed onto the drill pipe as the well gets deeper and possibly pipe elements that are unscrewed and placed in the storage place if the drill pipe has to be taken out of the well. In this embodiment, the first connection part for fully automatic connection of a work tool and fully automatic disconnection of a connected work tool from the at least one manipulator arm is preferably arranged on the fixed work tool. When there is a need to use a work tool other than the permanently mounted work tool, the at least one manipulator arm can connect to the desired work tool which is preferably stored in the tool magazine.
Manipulatorarmen og/eller det minst ene arbeidsverktøyet er fortrinnsvis anordnet med nødvendige sensorer av forskjellige slag, så som GPS-innretninger og andre posisjonsbestemmende innretninger, hastighetssensorer osv., hvor de forskjellige sensorene er signalmessig koblet til kontrollsystemet slik at kontrollsystemet kan styre til- og frakobling av arbeidsverktøy til den minst ene manipulatorarmen, bevegelse av manipulatorarmen og påkoblet arbeidsverktøy, og håndtering av nedi- hullsinnretninger og rørelementer på boredekket ved bruk av den minst ene manipulatorarmen og det påkoblede arbeidsverktøyet. For eksempel kan den første tilkoblingsdelen på den minst ene manipulatorarmen omfatte en posisjonsbestemmelsesinnretning for bestemmelse av den første tilkoblingsdelens posisjon på boredekket, hvilken posisjonsbestemmelsesinnretning er signalmessig forbundet til kontrollsystemet, og den andre tilkoblingsdelen på arbeidsverktøyene kan omfatte en posisjonsbestemmelsesinnretning for bestemmelse av den andre tilkoblingsdelens posisjon på boredekket, hvilken posisjonsbestemmelsesinnretning er signalmessig forbundet til kontrollsystemet. Posisjonsbestemmelsesinnretningene omfatter fortrinnsvis en eller flere sensorer som er signalmessig forbundet med kontrollsystemet og som på kjent måte vil kunne bestemme nøyaktig posisjon til den første tilkoblingsdelen og/eller den andre tilkoblingsdelen. The manipulator arm and/or the at least one work tool is preferably arranged with necessary sensors of various kinds, such as GPS devices and other position-determining devices, speed sensors, etc., where the various sensors are signal-wise connected to the control system so that the control system can control connection and disconnection of work tools to the at least one manipulator arm, movement of the manipulator arm and connected work tool, and handling of downhole devices and pipe elements on the drill deck using the at least one manipulator arm and the connected work tool. For example, the first connection part on the at least one manipulator arm can comprise a position determination device for determining the position of the first connection part on the drill deck, which position determination device is signal-wise connected to the control system, and the second connection part on the work tools can comprise a position determination device for determining the position of the second connection part on the drill deck, which position determination device is signal-wise connected to the control system. The position determination devices preferably comprise one or more sensors which are signal-wise connected to the control system and which, in a known manner, will be able to determine the exact position of the first connection part and/or the second connection part.
Som nevnt over er kontrollsystemet fortrinnsvis innrettet for i det minste å registrere og huske arbeidsverktøyenes respektive frakoblede posisjoner, å kontrollere og styre den minst ene manipulatorarmens bevegelser og å kontrollere og styre helautomatisk tilkobling av et arbeidsverktøy til den minst ene manipulatorarmen og helautomatisk frakobling av et arbeidsverktøy fra den minst ene manipulatorarmen slik at et flertall arbeidsoperasjoner på boredekk, med bruk av respektive arbeidsverktøy, kan automatiseres og utføres uten assistanse av personell. As mentioned above, the control system is preferably arranged to at least register and remember the respective disconnected positions of the work tools, to control and control the movements of the at least one manipulator arm and to control and control fully automatic connection of a work tool to the at least one manipulator arm and fully automatic disconnection of a work tool from at least one manipulator arm so that a majority of work operations on the drilling deck, with the use of respective work tools, can be automated and carried out without the assistance of personnel.
I de tilfeller hvor den minst ene manipulatorarmens rekkevidde ikke er tilstrekkelig for å nå arbeidsverktøyene i sine respektive oppstillingsplasser, nedi-hullsinnretningene som skal håndteres på boredekket og oppbevaringsposisjonene for nedi-hullsinnretningene og posisjonen de skal flyttes til, typisk over borehullet, kan den minst ene manipulatorarmen være bevegbart anordnet på boredekket for vertikal og/eller horisontal forflytning av den minst ene manipulatorarmen i forhold til boredekket. Den minst ene manipulatorarmen kan for eksempel anordnes på et støtteelement som kan beveges opp og ned langs en eller flere søyler for vertikal bevegelse av manipulatorarmen. For horisontal bevegelse av den minst ene manipulatorarmen, kan den anordnes på et støtteelement som går på føringer, så som skinner, på boredekket. In cases where the reach of at least one manipulator arm is not sufficient to reach the work tools in their respective positions, the downhole devices to be handled on the drill deck and the storage positions for the downhole devices and the position to which they are to be moved, typically over the wellbore, the at least one can the manipulator arm must be movably arranged on the drilling deck for vertical and/or horizontal movement of at least one manipulator arm in relation to the drilling deck. The at least one manipulator arm can, for example, be arranged on a support element which can be moved up and down along one or more columns for vertical movement of the manipulator arm. For horizontal movement of the at least one manipulator arm, it can be arranged on a support element that runs on guides, such as rails, on the drilling deck.
I de tilfellene hvor det ikke er tilstrekkelig med én manipulatorarm, kan boredekksystemet omfatte et flertall manipulatorarmer som innrettet for helautomatisk tilkobling av et arbeidsverktøy til hver av manipulatorarm ene og helautomatisk frakobling av et arbeidsverktøy fra manipulatorarmene. Dette betyr at det kan utføres flere forskjellige arbeidsoperasjoner i rask rekkefølge hvor et arbeidsverktøy ikke er i stand til å utføre alle arbeidsoperasjonene. For eksempel kan en første manipulatorarm med et arbeidsverktøy hente en innretning fram til en posisjon over borerøret hvor en annen manipulatorarm med et annet arbeidsverktøy står klar til å koble denne innretningen til utstyr for å heise innretningen ned i brønnen. Dette kan i noen tilfeller være tilstrekkelig tidsbesparende til at det svarer seg å benytte to eller flere manipulatorarmer i stedet for å bruke en manipulatorarm som må bytte arbeidsverktøy mellom forskjellige arbeidsoperasjoner. In those cases where one manipulator arm is not sufficient, the drill deck system can comprise a plurality of manipulator arms which are arranged for fully automatic connection of a work tool to each of the manipulator arms and fully automatic disconnection of a work tool from the manipulator arms. This means that several different work operations can be performed in quick succession where a work tool is not able to perform all the work operations. For example, a first manipulator arm with a working tool can pick up a device up to a position above the drill pipe where another manipulator arm with another working tool is ready to connect this device to equipment to hoist the device down into the well. In some cases, this can be sufficiently time-saving that it makes sense to use two or more manipulator arms instead of using one manipulator arm that has to change work tools between different work operations.
Det er også tilveiebrakt en fremgangsmåte for utføring av et flertall arbeidsoperasjoner på et boredekk, for eksempel på en flytende konstruksjon, hvor arbeidsoperasjonene utføres med et boredekksystem som beskrevet over omfattende minst ett arbeidsverktøy, hvor fremgangsmåten omfatter: - helautomatisk tilkobling av det minst ene arbeidsverktøy til den minst ene manipulatorarmen, - utføring av minst én helautomatisk arbeidsoperasjon med det minst ene arbeidsverktøyet, - helautomatisk frakobling av det minst ene arbeidsverktøyet fra den minst ene manipulatorarmen, A method is also provided for carrying out a plurality of work operations on a drilling deck, for example on a floating construction, where the work operations are carried out with a drilling deck system as described above comprising at least one work tool, where the method includes: - fully automatic connection of the at least one work tool to the at least one manipulator arm, - performing at least one fully automatic work operation with the at least one work tool, - fully automatic disconnection of the at least one work tool from the at least one manipulator arm,
Hvis systemet omfatter flere arbeidsverktøy plasseres de fortrinnsvis, som forklart over, i separate oppstillingsplasser når de frakobles den minst ene manipulatorarmen. Som nevnt over plasseres fortrinnsvis hvert arbeidsverktøy og/eller hver nedi-hullsinnretning i et verktøymagasin som omfatter et flertall oppstillingsplasser for respektive nedi-hullsverktøy og/eller arbeidsverktøy som er frakoblet den minst ene manipulatorarmen. If the system includes several work tools, they are preferably placed, as explained above, in separate installation locations when they are disconnected from at least one manipulator arm. As mentioned above, each work tool and/or each downhole device is preferably placed in a tool magazine which comprises a plurality of installation spaces for respective downhole tools and/or work tools which are disconnected from at least one manipulator arm.
Den minst ene helautomatiske arbeidsoperasjonen kan omfatte å koble minst en nedi-hullsinnretning til en rørstreng eller til en annen nedi-hullsinnretning. Den minst ene nedi-hullsinnretningen kan omfatte i det minste en del av en bunnhullsammenstilling og den minst ene helautomatiske arbeidsoperasjonen omfatte å koble den minst ene delen av bunnhullsammenstillingen til en rørstreng eller til en annen del av bunnhullsammenstillingen. Det minst ene arbeidsverktøyet frakobles fortrinnsvis den minst ene manipulatorarmen før den minst ene manipulatorarmen skal håndtere et rørelement. The at least one fully automatic work operation may comprise connecting at least one downhole device to a pipe string or to another downhole device. The at least one downhole device may comprise at least one part of a bottomhole assembly and the at least one fully automatic work operation comprise connecting the at least one part of the bottomhole assembly to a pipe string or to another part of the bottomhole assembly. The at least one work tool is preferably disconnected from the at least one manipulator arm before the at least one manipulator arm is to handle a pipe element.
I det etterfølgende skal en ikke-begrensende utførelsesform av oppfinnelsen beskrives med henvisning til de vedlagte figurene hvor: Figur 1 viser en prinsippskisse av et boredekksystem med én manipulatorarm. Figur 2 viser en prinsippskisse av et boredekksystem med to manipulatorarmer. Figur 3 viser en utførelsesform av en manipulatorarm med et fast montert arbeidsverktøy for håndtering av rørelementer og et avtakbart arbeidsverktøy for håndtering av en nedi-hullsinnretning. In what follows, a non-limiting embodiment of the invention will be described with reference to the attached figures where: Figure 1 shows a principle sketch of a drill deck system with one manipulator arm. Figure 2 shows a schematic diagram of a drill deck system with two manipulator arms. Figure 3 shows an embodiment of a manipulator arm with a permanently mounted working tool for handling pipe elements and a removable working tool for handling a downhole device.
Figur 4 viser en manipulatorarm som er vertikalt bevegelig. Figure 4 shows a manipulator arm which is vertically movable.
Det skal først bemerkes at på alle figurene har det blitt benyttet de samme henvisningstallene for de samme tekniske trekkene. It should first be noted that in all the figures the same reference numbers have been used for the same technical features.
På figur 1 er det skjematisk vist en utførelsesform av det foreliggende boredekksystemet 10 med en åpning 13 for gjennomføring av borestrengen 50 og forskjellige nedi-hullsinnretninger 21, som for eksempel deler av en bunnhullsammenstilling (BHA - Bottom Hole Assembly), eller ventilinnretninger som føres ned i brønnen for å utføre forskjellige typer operasjoner der. Nedi-hullsinnretningene 21 er helt skjematisk vist på figurene 1 og 2 og vil normalt ha en annen form i virkeligheten. Figure 1 schematically shows an embodiment of the present drill deck system 10 with an opening 13 for the passage of the drill string 50 and various downhole devices 21, such as parts of a bottom hole assembly (BHA - Bottom Hole Assembly), or valve devices that are led down in the well to perform different types of operations there. The Nedi hole devices 21 are shown schematically in Figures 1 and 2 and will normally have a different shape in reality.
På boredekket 12 er det anordnet minst én manipulatorarm 38. Manipulatorarmen 38 omfatter en første arm 39 og en andre arm 40 som er forbundet med hverandre med en første leddforbindelse 41 slik at den første armen 39 og den andre armen 40 kan rotere i forhold til hverandre. Den første armen 39 er i motsatt ende forbundet til et støtteelement 26 med et leddelement 27 slik at den den første armen er roterbar i forhold til støtteelementet 26, fortrinnsvis både opp og ned i en vertikal retning og frem og tilbake i en sideveis retning. At least one manipulator arm 38 is arranged on the drill deck 12. The manipulator arm 38 comprises a first arm 39 and a second arm 40 which are connected to each other with a first joint connection 41 so that the first arm 39 and the second arm 40 can rotate relative to each other . The first arm 39 is connected at the opposite end to a support element 26 with a joint element 27 so that the first arm is rotatable in relation to the support element 26, preferably both up and down in a vertical direction and back and forth in a lateral direction.
Støtteelementet er fortrinnsvis anordnet bevegbart opp og ned langs et føringselement 25 som for eksempel kan være et rørelement. For ytterligere å øke manipulatorarmens rekkevidde, kan støtteelementet 26 også være anordnet roterbart om føringselementet 25. Det vil også være mulig å utforme støtteelementet 26 som en ramme som glir opp og ned på to eller flere parallelle føringselementer 25. The support element is preferably arranged to be movable up and down along a guide element 25 which can for example be a pipe element. To further increase the manipulator arm's reach, the support element 26 can also be arranged rotatably around the guide element 25. It will also be possible to design the support element 26 as a frame that slides up and down on two or more parallel guide elements 25.
Manipulatorarmen 38 er på figurene vist med en første arm 39 og en andre arm 40, men manipulatorarmen kan også være utstyrt med bare en arm eller med tre eller flere armer om det er ønskelig hvor armene er roterbart forbundet til hverandre. The manipulator arm 38 is shown in the figures with a first arm 39 and a second arm 40, but the manipulator arm can also be equipped with just one arm or with three or more arms if desired where the arms are rotatably connected to each other.
I motsatt ende av den andre armen 40 i forhold til den første leddforbindelsen 41, har utførelsesform en av manipulatorarmen 38 som er vist på figur 1, montert et fast anordnet arbeidsverktøy 45. Det fast anordnete arbeidsverktøyet 45 omfatter fortrinnsvis et rørgripeverktøy med gripeelementer 46 som kan gripe tak i et rørelement som er plassert i en røroppstillingsinnretning 20 som er anordnet på eller i forbindelse med boredekket og føre det til en posisjon over borestrengen 50 slik at rørelementet kan skrus på toppen av borestrengen 50 av egnete rørhåndteringsverktøy 16, 17 (se figur 4). På tilsvarende måte kan selvfølgelig manipulatorarmen 38 også gripe et rørelement på toppen av borestrengen 50 og plassere det tilbake i røroppstillingsinnretningen 20. Det fast anordnete arbeidsverktøyet kan være roterbart forbundet til den andre armen 40 med en andre leddforbindelse 42 som antydet på figurene 1 og 2. At the opposite end of the second arm 40 in relation to the first joint connection 41, embodiment one of the manipulator arm 38 shown in Figure 1 has a fixed working tool 45 mounted. The fixed working tool 45 preferably comprises a pipe gripping tool with gripping elements 46 which can grasp a pipe element which is placed in a pipe installation device 20 which is arranged on or in connection with the drill deck and bring it to a position above the drill string 50 so that the pipe element can be screwed on top of the drill string 50 by suitable pipe handling tools 16, 17 (see Figure 4 ). In a similar manner, of course, the manipulator arm 38 can also grasp a pipe element on top of the drill string 50 and place it back in the pipe installation device 20. The fixed working tool can be rotatably connected to the second arm 40 with a second joint connection 42 as indicated in figures 1 and 2.
Manipulatorarmen 38 som er vist på figur 1, omfatter i tillegg til det fast anordnete arbeidsverktøyet 45, også en første tilkoblingsdel 44 for tilkobling av et arbeidsverktøy 33. Den første tilkoblingsdelen 44 er på utførelsesformen av manipulatorarmen som er vist på figur 1, fortrinnsvis anordnet på det fast anordnete arbeidsverktøyet 45, men kan selvsagt anordnes rett på selve manipulatorarmen 38 om det er ønskelig. The manipulator arm 38 shown in Figure 1 includes, in addition to the fixed work tool 45, also a first connection part 44 for connecting a work tool 33. The first connection part 44 is on the embodiment of the manipulator arm shown in Figure 1, preferably arranged on the fixed working tool 45, but can of course be arranged directly on the manipulator arm 38 itself if desired.
Boredekksystemet kan om nødvendig omfatte et antall arbeidsverktøy 33 som alle er anordnet med en andre tilkoblingsdel 34 som er komplementært utformet med den første tilkoblingsdelen 44 på manipulatorarmen 38 slik at arbeidsverktøyene 33 selektivt kan kobles til manipulatorarmen 38. Når et arbeidsverktøy 33 er koblet til manipulatorarmen 38, kan manipulatorarmen brukes til for eksempel å gripe en del av en bunnhullsammenstilling og koble den til en annen del av bunnhullsammenstillingen som befinner seg over borehullet. Som nevnt over, kan nedi-hullsinnretningene 21, i tillegg til å være deler av en borehullsammenstilling, være forskjellige typer innretninger som brukes i forbindelse med forskjellige typer operasjoner i en hydrokarbonbrønn så som en ventilinnretning, en plugg osv. If necessary, the drilling deck system can comprise a number of working tools 33 which are all arranged with a second connecting part 34 which is complementary designed with the first connecting part 44 on the manipulator arm 38 so that the working tools 33 can be selectively connected to the manipulator arm 38. When a working tool 33 is connected to the manipulator arm 38 , the manipulator arm can be used to, for example, grab a part of a downhole assembly and connect it to another part of the downhole assembly located above the borehole. As mentioned above, the downhole devices 21, in addition to being parts of a well assembly, can be different types of devices used in connection with different types of operations in a hydrocarbon well such as a valve device, a plug, etc.
Det skal også nevnes, som nevnt lenger opp og som vist på figur 2, at manipulatorarmen 38 ikke nødvendigvis må ha et fast anordnet arbeidsverktøy 45 som vist på figur 1. It should also be mentioned, as mentioned above and as shown in Figure 2, that the manipulator arm 38 does not necessarily have to have a fixed working tool 45 as shown in Figure 1.
Arbeidsverktøyet eller arbeidsverktøyene 33 og nedi-hullsinnretningene er fortrinnsvis anordnet i et verktøymagasin 22 som er anordnet på boredekket 12 som vist på figurene 1 og 2. Verktøymagasinet 22 er fortrinnsvis anordnet med et antall oppstillingsplasser 23 for arbeidsverktøy 33 og/eller nedi-hullsinnretninger 21. For å spare plass på boredekket, kan verktøymagasinet 22 med fordel være utformet med hyllelignende oppstillingsplasser 23 som er anordnet vertikalt oppå hverandre. Det skal understrekes at arbeidsverktøy 33 og/eller nedi-hullsinnretninger 21 som er vist på figurene 1-2, er helt skjematisk utformet og arbeidsverktøyene og nedi-hullsinnretningene vil naturligvis ha andre utforminger i virkeligheten. The work tool or work tools 33 and the downhole devices are preferably arranged in a tool magazine 22 which is arranged on the drill deck 12 as shown in figures 1 and 2. The tool magazine 22 is preferably arranged with a number of installation places 23 for work tools 33 and/or downhole devices 21. In order to save space on the drilling deck, the tool magazine 22 can advantageously be designed with shelf-like installation spaces 23 which are arranged vertically on top of each other. It should be emphasized that the working tools 33 and/or downhole devices 21 which are shown in figures 1-2 are completely schematically designed and the working tools and the downhole devices will naturally have other designs in reality.
Boredekksystemet 10 omfatter også et kontrollsystem som antydet på figurene 1 og 2. Dette kontrollsystemet omfatter nødvendige sensorer som er anordnet på manipulatorarmen 38 og/eller arbeidsverktøyene 33 og/eller nedi-hullsinnretningene The drilling deck system 10 also includes a control system as indicated in Figures 1 and 2. This control system includes necessary sensors which are arranged on the manipulator arm 38 and/or the working tools 33 and/or the downhole devices
21 slik at i det minste tilkobling av et arbeidsverktøy 33 som står på sin oppstillingsplass 23 i verktøymagasinet 22, til manipulatorarmen 38; plassering av et tilkoblet arbeidsverktøy på sin oppstillingsplass 33 i verktøymagasinet 22 og påfølgende frakobling av arbeidsverktøyet 33 fra manipulatorarmen 33; og styring av manipulatorarmen 38 og tilkoblet arbeidsverktøy 33 slik at manipulatorarmen 38 kan håndtere nedi-hullsinnretningene 21 mellom ønskede posisjoner og i ønsket rekkefølge, kan gjennomføres. Slike sensorer er kjent teknologi og tilgjengelig for kjøp, og vil ikke bli nærmere beskrevet her. Sensorene er signalmessig koblet til en kontrollenhet 19 med signalkabler (ikke vist på figurene) eller fortrinnsvis med trådløs teknologi som for eksempel blåtannteknologi. Kontrollenheten 19 omfatter i det minste én datamaskin som kontrollerer og styrer boredekkssystemet 10 slik at alle operasjonene som manipulatorarmen 38 gjør, og til- og frakobling av arbeidsverktøy 33 etter behov blir gjort helautomatisk av boredekksystemet uten assistanse fra personell på boredekket 12. Alle arbeidsoperasjonene som manipulatorarmen skal gjøre kan dermed startes av personell som befinner seg i et kontrollrom, fortrinnsvis med oversikt over boredekket slik at man kan ta over styringen av boredekksystemet manuelt hvis det skulle oppstå nødsituasjoner eller andre situasjoner som krever at personell griper inn og stopper eller styrer manipulatorarm ene. Når kontrollsystemet har fått beskjed om å utføre en eller flere handlinger, er alle de nødvendige operasjonene som manipulatorarmen må utføre lagt inn i kontrollsystemet slik at de utføres i riktig rekkefølge og uten fysisk assistanse av personell på boredekket 12. Ettersom utføring av operasjoner på boredekk er forbundet med forholdsvis høy risiko for skader på personell som befinner seg på boredekket, vil det å utføre helautomatiske arbeidsoperasjoner på boredekket, som tidligere har blitt utført med assistanse fra personell, medføre en redusert risiko for skader på personell som vil være nær null. I tillegg forventes det en økt effektivitet og tilhørende kostnadsbesparelser ved bruk av det helautomatiske boredekksystemet 12. 21 so that at least the connection of a work tool 33 which is on its stand 23 in the tool magazine 22, to the manipulator arm 38; placement of a connected work tool in its position 33 in the tool magazine 22 and subsequent disconnection of the work tool 33 from the manipulator arm 33; and control of the manipulator arm 38 and connected work tool 33 so that the manipulator arm 38 can handle the downhole devices 21 between desired positions and in the desired order, can be carried out. Such sensors are known technology and available for purchase, and will not be described in more detail here. The sensors are signal-wise connected to a control unit 19 with signal cables (not shown in the figures) or preferably with wireless technology such as Bluetooth technology. The control unit 19 comprises at least one computer that controls and controls the drilling deck system 10 so that all the operations that the manipulator arm 38 performs, and the connection and disconnection of work tools 33 as needed are done fully automatically by the drilling deck system without assistance from personnel on the drilling deck 12. All the work operations that the manipulator arm to do can thus be started by personnel who are in a control room, preferably with an overview of the drill deck so that one can take over control of the drill deck system manually should emergencies or other situations arise that require personnel to intervene and stop or control the manipulator arm. When the control system has been instructed to perform one or more actions, all the necessary operations that the manipulator arm must perform are entered into the control system so that they are performed in the correct order and without physical assistance by personnel on the drilling deck 12. As performing operations on the drilling deck is associated with a relatively high risk of injury to personnel who are on the drilling deck, performing fully automatic work operations on the drilling deck, which have previously been carried out with assistance from personnel, will result in a reduced risk of injury to personnel which will be close to zero. In addition, increased efficiency and associated cost savings are expected when using the fully automatic drill deck system 12.
På figur 2 er det vist et boredekksystem 10 som har alle elementene som er vist på figur 1. Disse vil ikke bli beskrevet på ny. Figure 2 shows a drill deck system 10 which has all the elements shown in Figure 1. These will not be described again.
I tillegg har utførelsesformen av boredekksystemet på figur 2 en andre manipulatorarm 38 som fortrinnsvis, men ikke nødvendigvis, er nesten likt oppbygd som den første manipulatorarmen. Den andre manipulatorarmen 38 er imidlertid normalt ikke anordnet med et fast anordnet arbeidsverktøy 45. Den andre manipulatorarmen 38 omfatter en første tilkoblingsdel 44 for tilkobling av et arbeidsverktøy 33. Den første tilkoblingsdelen 44 kan være montert på et støtteelement 43 som er roterbart forbundet til den andre armen 40 på manipulatorarmen med en andre leddforbindelse 42 slik at et arbeidsverktøy 33 som er koblet til manipulatorarmen kan svinges om den andre armen 40. In addition, the embodiment of the drill deck system in Figure 2 has a second manipulator arm 38 which is preferably, but not necessarily, constructed almost identically to the first manipulator arm. However, the second manipulator arm 38 is not normally provided with a fixed work tool 45. The second manipulator arm 38 comprises a first connection part 44 for connecting a work tool 33. The first connection part 44 can be mounted on a support element 43 which is rotatably connected to the second the arm 40 on the manipulator arm with a second joint connection 42 so that a work tool 33 which is connected to the manipulator arm can be swung around the second arm 40.
Den første armen 39 til den andre manipulatorarmen 38 er i den ene enden roterbart forbundet til den andre armen 40 med en første leddforbindelse 41.1 den andre enden er den første armen 39 roterbart forbundet til et støtteelement 30 med et leddelement 31, fortrinnsvis slik at den første armen 39 kan svinges i alle retninger med ønsket utslag om leddelementet 31. Støtteelementet 30 er fortrinnsvis, men ikke nødvendigvis, bevegbart anordnet langs føringselementer 29 som er anordnet på boredekket 12. Dermed økes rekkevidden til den andre manipulatorarmen 38 betydelig. The first arm 39 of the second manipulator arm 38 is at one end rotatably connected to the second arm 40 with a first joint connection 41.1 the other end the first arm 39 is rotatably connected to a support element 30 with a joint element 31, preferably so that the first the arm 39 can be swung in all directions with the desired extension about the joint element 31. The support element 30 is preferably, but not necessarily, movably arranged along guide elements 29 which are arranged on the drilling deck 12. Thus, the range of the second manipulator arm 38 is increased significantly.
På figur 3 er det vist en mer detaljert utførelsesform av en manipulatorarm 38 som omfatter et fast anordnet arbeidsverktøy 45 som forklart nærmere under beskrivelsen av figur 1 over. Oppbygning av manipulatorarmen er i hovedsak som forklart i forbindelse med manipulatorarmen på figur 1 og den omfatter en første arm 39 som er roterbart forbundet til en andre arm 40 med en første leddforbindelse 41.1 den andre enden er den første armen 39 roterbart forbundet til en monteringsstøtte 48 som er innrettet for fast montering på boredekket eller for montering til ett eller flere føringselementer 25 slik at monteringsarmen 38 kan beveges vertikalt. Det fast anordnete arbeidsverktøyet 45 er roterbart forbundet til den andre armen 40 med en andre leddforbindelse 42. Som vist på figur 3 er det fast anordnete arbeidsverktøyet 45 fortrinnsvis, men ikke nødvendigvis, en rørgripeinnretning som omfatter rørgripeelementer 46 for å gripe og holde rørelementer som skal flyttes mellom en røroppstillingsinnretning 20, som antydet på figurene 1 og 2, og en posisjon hvor det kan skrus på toppen av borestrengen 50 eller for å flytte et rørelement som er skrudd av borestrengen 50 tilbake til røroppstillingsinnretningen 20. På figur 3 er det også antydet drivinnretninger 47 for å drive manipulatorarmen. Figure 3 shows a more detailed embodiment of a manipulator arm 38 which comprises a fixed work tool 45 as explained in more detail during the description of Figure 1 above. Structure of the manipulator arm is essentially as explained in connection with the manipulator arm in figure 1 and it comprises a first arm 39 which is rotatably connected to a second arm 40 with a first joint connection 41.1 the other end the first arm 39 is rotatably connected to a mounting support 48 which is designed for fixed mounting on the drill deck or for mounting to one or more guide elements 25 so that the mounting arm 38 can be moved vertically. The fixed work tool 45 is rotatably connected to the second arm 40 with a second joint connection 42. As shown in Figure 3, the fixed work tool 45 is preferably, but not necessarily, a pipe gripping device comprising pipe gripping elements 46 for gripping and holding pipe elements to be is moved between a pipe installation device 20, as indicated in Figures 1 and 2, and a position where it can be screwed on top of the drill string 50 or to move a pipe element that has been screwed off the drill string 50 back to the pipe installation device 20. In Figure 3 it is also indicated drive devices 47 to drive the manipulator arm.
På figur 3 er det videre vist et arbeidsverktøy 33 som er tilkoblet til manipulatorarmen 38. Fortrinnsvis omfatter det fast anordnete arbeidsverktøyet 45 den første tilkoblingsdelen 44 som kobles sammen med den andre tilkoblingsdelen 34 på arbeidsverktøyet 33 som antydet på figur 3. Arbeidsverktøyet omfatter et gripeelement 36 eller en lignende innretning for å gripe, holde og flytte en nedi-hullsinnretning 21 mellom ønskede posisjoner på boredekket 12. På utførelsesformen av oppfinnelsen på figur 3 er gripelementet 36 anordnet på et fremragende støtteelement slik at gripeelementet letter kommer til og får tak i nedi-hullsinnretningen 21 som fortrinnsvis er plassert i sin oppstillingsposisjon i verktøymagasinet 22. Figure 3 also shows a work tool 33 which is connected to the manipulator arm 38. Preferably, the fixed work tool 45 comprises the first connection part 44 which is connected together with the second connection part 34 on the work tool 33 as indicated in Figure 3. The work tool comprises a gripping element 36 or a similar device for gripping, holding and moving a downhole device 21 between desired positions on the drill deck 12. In the embodiment of the invention in Figure 3, the gripping element 36 is arranged on a prominent support element so that the gripping element easily reaches and gets hold of the downhole the hole device 21 which is preferably placed in its set-up position in the tool magazine 22.
På figur 4 er det antydet hvordan en manipulatorarm som vist på figur 3, kan anordnes på et eller flere føringselementer 25 med støtteelementer 26 som beskrevet over, slik at manipulatorarmen 38 kan beveges oppover og nedover langs føringselementet eller føringselementene 25 i vertikal retning. Det er videre vist et tårn 15 med to rørhåndteringsverktøy 16, 17 som anvendes for å skru rørelementer på og av borestrengen 50 (ikke vist på figur 4). Rørhåndteringsverktøyene 16, 17 kan også utformes slik at de også kan håndtere nedi-hullsinnretningene 21 som skal anvendes til forskjellige typer formål og operasjoner i brønnen. Manipulatorarmen 38 vil da være innrettet slik at det helautomatisk kobler til et ønsket arbeidsverktøy 33 som befinner seg på sin oppstillingsplass 23 og deretter griper og flytter den ønskede nedi-hullsinnretningen 21, som for eksempel en del av en bunnhullsammenstilling, framtil rørhåndteringsverktøyene 16, 17 som overtar håndteringen av nedi-hullsinnretningene. Figure 4 shows how a manipulator arm as shown in Figure 3 can be arranged on one or more guide elements 25 with support elements 26 as described above, so that the manipulator arm 38 can be moved up and down along the guide element or guide elements 25 in a vertical direction. A tower 15 is also shown with two pipe handling tools 16, 17 which are used to screw pipe elements on and off the drill string 50 (not shown in Figure 4). The pipe handling tools 16, 17 can also be designed so that they can also handle the downhole devices 21 which are to be used for different types of purposes and operations in the well. The manipulator arm 38 will then be arranged so that it fully automatically connects to a desired work tool 33 which is located at its installation location 23 and then grabs and moves the desired downhole device 21, such as part of a downhole assembly, up to the pipe handling tools 16, 17 which takes over the management of the nedi hole devices.
Til slutt skal det bemerkes at for å øke og redusere rekkevidden på manipulatorarmen kan man tenke seg at den første armen 39 eller den andre armen 40, eventuelt både den første og den andre armen, har en teleskopisk utforming. Finally, it should be noted that in order to increase and decrease the reach of the manipulator arm, it is conceivable that the first arm 39 or the second arm 40, possibly both the first and the second arm, have a telescopic design.
Claims (18)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20150768A NO341203B1 (en) | 2015-06-12 | 2015-06-12 | Drill deck system and method for performing fully automated work operations on a drill deck |
| PCT/IB2016/053460 WO2016199103A1 (en) | 2015-06-12 | 2016-06-12 | Pipe handling arm, and a drilling floor system and a method for performing fully automatic work operations on a drilling floor |
| US15/735,903 US20190003269A1 (en) | 2015-06-12 | 2016-06-12 | Pipe handling arm, and a drilling floor system and a method for performing fully automatic work operations on a drilling floor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20150768A NO341203B1 (en) | 2015-06-12 | 2015-06-12 | Drill deck system and method for performing fully automated work operations on a drill deck |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20150768A1 NO20150768A1 (en) | 2016-12-13 |
| NO341203B1 true NO341203B1 (en) | 2017-09-11 |
Family
ID=56409656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20150768A NO341203B1 (en) | 2015-06-12 | 2015-06-12 | Drill deck system and method for performing fully automated work operations on a drill deck |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20190003269A1 (en) |
| NO (1) | NO341203B1 (en) |
| WO (1) | WO2016199103A1 (en) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DK179938B1 (en) | 2018-03-11 | 2019-10-14 | Maersk Drilling A/S | Robotic Apparatus for performing Drill Floor Operations |
| US10808465B2 (en) | 2018-04-27 | 2020-10-20 | Canrig Robotic Technologies As | System and method for conducting subterranean operations |
| US11015402B2 (en) | 2018-04-27 | 2021-05-25 | Canrig Robotic Technologies As | System and method for conducting subterranean operations |
| US11041346B2 (en) | 2018-04-27 | 2021-06-22 | Canrig Robotic Technologies As | System and method for conducting subterranean operations |
| IT201800004926A1 (en) * | 2018-04-27 | 2019-10-27 | MULTIFUNCTIONAL MANIPULATOR FOR THE HANDLING OF DRILLING ELEMENTS IN A DRILLING PLANT, DRILLING PLANT AND RELATED METHODS OF HANDLING THE DRILLING ELEMENTS. | |
| US10822891B2 (en) | 2018-04-27 | 2020-11-03 | Canrig Robotic Technologies As | System and method for conducting subterranean operations |
| CN108547584A (en) * | 2018-05-18 | 2018-09-18 | 杜江 | A kind of rig floor manipulator |
| US10837238B2 (en) | 2018-07-19 | 2020-11-17 | Nabors Drilling Technologies Usa, Inc. | Side saddle slingshot continuous motion rig |
| US11613932B2 (en) | 2018-12-11 | 2023-03-28 | Schlumberger Technology Corporation | Pipe handling system and method |
| GB2582746B (en) * | 2019-03-27 | 2022-08-31 | Mhwirth As | Methods and systems for earth drilling |
| US11725469B2 (en) | 2019-03-27 | 2023-08-15 | Mhwirth As | Methods and systems for earth drilling |
| WO2021026179A1 (en) * | 2019-08-06 | 2021-02-11 | Bristol-Myers Squibb Company | AGONISTS OF ROR GAMMAt |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4611377A (en) * | 1984-06-04 | 1986-09-16 | Eoa Systems, Inc. | Interchangeable robot end-of-arm tooling system |
| EP1798007A1 (en) * | 2005-11-16 | 2007-06-20 | Abb Research Ltd. | Method for changing a tool of an industrial robot and system comprising an industrial robot and a tool |
| EP2799661A2 (en) * | 2013-04-30 | 2014-11-05 | Arctic Drilling Company Oy Ltd | Automatic drill rod handling |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3320762C2 (en) * | 1983-06-09 | 1994-10-27 | Trumpf Gmbh & Co | Punching machine with a stationary magazine |
| CA2518604C (en) * | 1992-04-30 | 2008-03-25 | Dreco Energy Services Ltd. | Gripper head assembly for a pipe handling system |
| CA2655002C (en) * | 2006-06-14 | 2015-11-24 | Canrig Drilling Technology International Ltd. | Systems and methods for autonomous tripping of oil well pipes |
| US8371790B2 (en) * | 2009-03-12 | 2013-02-12 | T&T Engineering Services, Inc. | Derrickless tubular servicing system and method |
| NO20130805A1 (en) * | 2013-06-10 | 2014-12-11 | Mhwirth As | Lift arm assembly and method of replacing a holder in said lift arm assembly |
-
2015
- 2015-06-12 NO NO20150768A patent/NO341203B1/en unknown
-
2016
- 2016-06-12 US US15/735,903 patent/US20190003269A1/en not_active Abandoned
- 2016-06-12 WO PCT/IB2016/053460 patent/WO2016199103A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4611377A (en) * | 1984-06-04 | 1986-09-16 | Eoa Systems, Inc. | Interchangeable robot end-of-arm tooling system |
| EP1798007A1 (en) * | 2005-11-16 | 2007-06-20 | Abb Research Ltd. | Method for changing a tool of an industrial robot and system comprising an industrial robot and a tool |
| EP2799661A2 (en) * | 2013-04-30 | 2014-11-05 | Arctic Drilling Company Oy Ltd | Automatic drill rod handling |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Continuous Motion Rig – West Group, publisert på www.vimeo.com 2012.05.08 [Hentet 2015.12.29 fra internett]., Dated: 01.01.0001 * |
| GRINRØD, M. et al, Continuous Motion Rig. A Detailed Study of a 750 Ton Capacity 3600 m/hr Trip Speed Rig, SPE/IADC Drilling Conference and Exhibition 2011, 1-3 March, Amsterdam, The Netherlands,(SPE-139403-MS). [Hentet 2015.12.29 fra internett]., Dated: 01.01.0001 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2016199103A1 (en) | 2016-12-15 |
| US20190003269A1 (en) | 2019-01-03 |
| NO20150768A1 (en) | 2016-12-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO341203B1 (en) | Drill deck system and method for performing fully automated work operations on a drill deck | |
| NO342844B1 (en) | System and method for driving pipe elements into wellbores | |
| US8936424B1 (en) | Vertical pipe handler with pivoting arms and smart grip | |
| US9932783B2 (en) | Laterally moving racker device on a drilling rig | |
| EP1660754B1 (en) | Automated arm for positioning of drilling tools such as an iron roughneck | |
| EP2612982B1 (en) | Apparatus and method for positioning connection equipment | |
| AU2016203671B2 (en) | Remotely operable underwater drilling system and drilling method | |
| CN102913162B (en) | Deep-sea sediment continuous pressure maintaining coring submarine drilling machine and operation method | |
| US7246983B2 (en) | Pipe racking system | |
| EP2817479B1 (en) | Device for a pipe handling unit and method of inserting and withdrawing a pipe string in/from a borehole | |
| NO330045B1 (en) | Automatic pipe joining system | |
| NO322116B1 (en) | Device for building up and down rudder sections | |
| US10837243B2 (en) | Pipe handling column racker with retractable arm | |
| NO337793B1 (en) | System and methods for offline interconnection and handling of oilfield pipe lengths on a drilling rig structure | |
| US10975638B2 (en) | Drilling rig comprising tubular stand handling system | |
| US20160208566A1 (en) | Vertical pipe handling system and method | |
| CN104093927B (en) | Drilling pipe manipulation device and method | |
| NO172950B (en) | PROCEDURE AND APPARATUS FOR BURN DRILLING | |
| NO327032B1 (en) | Drilling mast | |
| NO342128B1 (en) | pipe handling apparatus | |
| US20130192817A1 (en) | Apparatus for Aligning Tubulars During Placement in a Well | |
| US10619429B2 (en) | Integrated flush-mount spider and power-tong apparatus and method of use | |
| RU2452847C2 (en) | Device for mechanised borehole pipe and stem laying in construction and repair of wells | |
| BR112014025937B1 (en) | DRILLING VESSEL, AND METHOD IN WHICH USE IS MADE OF A DRILLING VESSEL | |
| NO336243B1 (en) | Plier positioning systems and method for positioning a power plunger around an oilfield connection |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: WEST DRILLING PRODUCTS AS, NO |