NO862901L - Automatisk gripeklo for aa gripe og holde fast et boreroer, saerlig i et boretaarn. - Google Patents

Abstract

Automatisk gripeklo som særlig kan anvendes for å gripe og holde fast borerør i et boretårn.Gripekloen omfatter en hoveddel (10) hvis fremre ende har form av en gaffel og er ut-styrt med kjever (50, 54) som kan skyves inn ved trykket som et borerør (40) utøver på skinner (50) i kjevene når dette føres inn i kloens gaffel, idet kjevene er tilkob-let fjærorganer (7 2) som automatisk fører tilbake kjevene til lukket stilling. Oppfinnelsen finner særlig anvendelse i boretårn for brønnboringer for oljeutvinning.

Description

Oppfinnelsen angår en automatisk gripeklo for å

gripe og holde fast et borerør, og gripekloen er særlig an-vendbar i et boretårn under forflytning av borerør mellom de fingerbrett som er anordnet i tårnet og den vertikale senterlinje for brønnboringen.

Det er kjent at det under boringen av en brønn-boring i grunnen, og særlig en oljebrønn, senkes en bore-rørstreng med betydelig lengde ned i borehullet, og denne borerørstreng har i sin nedre ende en borkrone som med jevne mellomrom må utskiftes. Da må borerørstrengen trekkes opp fra brønnboringen og på ny senkes ned etter utskifting av borkronen. De borerør som danner borerørstrengen og som er skrudd sammen butt i butt, blir da skrudd fra hverandre enkeltvis eller i eksempelvis lengder på tre og tre når borerørstrengen trekkes opp av brønnen, og de enkelte bore-rørlengder lagres så vertikalt i dertil anordnede fingerbrett i boretårnet. Hittil har forflytningen av borerørlengder gjerne sammensatt av tre og tre borerør, etter oppheisingen fra brønnen og demonteringen fra den resterende borerør-

streng i brønnen vært utført for hånd, idet borerørlengdene har vært holdt oppe av løfteanordninger under forflytningen fra borebrønnens senterlinje til fingerbrettene eller i den motsatte retning. Da disse operasjoner er svært krevende og risikofylte, er det ønskelig å automatisere dem i størst mulig utstrekning.

Foreliggende oppfinnelse foreslår for dette formål

en automatisk gripeklo som kan benyttes i et boretårn når en sammenskrudd borerørlengde tas ut av borebrønnen, demon-teres fra den resterende borestreng og forflyttes til en midlertidig lagringsplass, såsom boretårnets fingerbrett.

I samsvar med dette er det skaffet til veie en automatisk gripeklo av den type som fremgår av den innled-

ende del av det etterfølgende krav 1, og som er kjenneteg-

net ved at hoveddelen ved sitt fremre parti omfatter en U-formet gaffel innrettet for med et visst spill å kunne

gripe et borerør og hvis to parallelle armer bærer skinnene som danner kjever som kan åpnes automatisk når de presses mot borerøret når dette føres inn i gaffelen, og hvor skinnene så automatisk bringes til en låsestilling i gaffelen..

Det er således tilstrekkelig å benytte denne gripeklo for å gripe om et borerør ved at gripekloen beveges vinkelrett på borerørets akse slik at dette kan føres inn i gaffelen med U-form og skyve tilbake kjevene i gripekloen, hvoretter kjevene går tilbake til sin låste stilling slik at borerøret holdes fast av gripekloen og kan forflyttes ved hjelp av denne.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen, er denne kjennetegnet ved at kjevene på hver gren av gaffelen omfatter en skinne anordnet dreibart om en aksel som står vinkelrett på den U-formede gaffels plan og hvor skinnen ved dreining om denne aksel kan innta en åpen stilling hvor skinnen har utstrekning langs gaffelens arm og en lukket stilling hvor skinnen strekker seg skrått ut fra armen, samt elastiske fjærorganer som gir et stadig press mot skinnen for å holde denne i sin lukkede stilling. Et ytterligere trekk ved oppfinnelsen kjennetegnet ved at den omfatter organer såsom en hydraulisk jekk for forskyvning av skinnene mot deres åpne stilling mot virkningen av fjærorganene.

Det er altså tilstrekkelig å aktivere denne jekk

for å forskyve skinnene fra deres lukkede stilling til deres åpne stilling, hvilket gir frigjøring av borerøret ved det ønskede tidspunkt og tilbaketrekning av gripekloen ved en direkte forflytning i en retning som står vinkelrett på bore-rørets lengdeakse.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen, er denne kjennetegnet ved at hoveddelens bakre ende er dreibart anordnet om en tverrakse på et bærestykke og forbundet med dette med festeorganer som hindrer dreining om aksen så lenge momentet påtrykket hoveddelen ligger under en gitt verdi.

Et ytterligere trekk ved oppfinnelsen kjennetegnes ved at festeorganene består av bolter med foreskrevet bruddstyrke og som er innsatt parallelt med tverraksen og skrudd gjennom hoveddelens sidevegger inn i stempler som er anordnet glidbare i tverrliggende føringer i bærestykket og som presses mot de respektive sidevegger av fjærer.

I løpet av manøvreringsoperasjonene for nedsenk-ning av en borerørstreng eller et antall borerør kan det tenkes at løfteorganene som holder borerørstrengen eller borerørlengden oppløftet, kan forårsake støt mot gripekloen hvis ikke denne har blitt trukket tilbake i tide. Det opp-står da en risiko for fraslitning og ødeleggelse av gripekloen og forskyvnings- og holdeorganene i forbindelse med denne, hvilket unngås i og med oppfinnelsen, idet det støt som løfteorganene i et slikt tilfelle kan påføre gripekloen nå vil medføre brudd av de bolter som har foreskrevet bruddstyrke med medfølgende dreining av hoveddelen rundt bære-stykkets tverrakse. Da også stemplene er forspent med fjærer, vil stemplenes hoder ligge an mot hoveddelens sidevegger med en betydelig friksjon som vil hindre hoveddelen i gripekloen fra å innta en hellende stilling i forhold til horisontalen. Boltenes bruddstyrke er naturligvis fastlagt slik at et brudd vil oppstå før de organer som bærer og forskyver gripekloen selv ødelegges av et eventuelt støt.

I den etterfølgende beskrivelse som er knyttet til et utførelseseksempel, vil det vises til den ledsagende over-siktstegning som er et horisontalt lengdesnitt av gripekloen i samsvar med oppfinnelsen.

Gripekloen omfatter en hoveddel 10 som er montert ved sin bakre ende 12 med bøylefasong på et bærestykke 14 som er horisontalt forskyvbart langs hoveddelens 10 midtlinje 16 ved hjelp av egnede organer.

Bærestykket 14 omfatter to horisontale armer 18 som er anordnet på linje og opptatt i boringer 20 i bakre vertikale flenser i sideveggene 22 i den bøyleformede bakre del 12 og hvilke fastlegger den horisontale dreieakse 24

for hoveddelen 10 i forhold til bærestykket 14.

Hoveddelen 10 holdes fast på bærestykket 14 slik at dreining hindres ved hjelp av to tverrbolter 26 som ligger på linje og er skrudd gjennom åpninger i sideveggene 22 inn i tverrliggende og likeledes fluktende stempler 28 som befinner seg i horisontale boringer, og hvor stemplene likeledes flukter i tverretningen med bærestykket 14. Ytter-endene av dé to stempler 28 vender mot hverandre og en sam-menstilling av fjærer 30 i form av rondeller er trædd uten-på en tverrliggende sidestang 32 og er innsatt mellom basis-delen av de to stempler 28. Rondellfjærene 30 danner således en trykkfjæranordning som utøver en betydelig trykk- kraft og presser de to stempler 28 fra hverandre langs en horisontal tverrakse 34 som ligger parallelt med dreieaksen 24 og foran denne.

Stemplenes 28 hoder har en konveks form, f.eks. en kulesektorform, og de opptas i tilsvarende formede hulrom 36

i plater 38 som forsterker innsiden av sideveggene 22 og er skrudd til disse. Boltenes 26 stammer er skrudd gjennom platene 38 inn i aksiale hull i stemplenes 28 hoder.

Boltene 26 er utført i et materiale med fastlagt bruddstyrke, f.eks. bronse, mens platen 38 består av et materiale som vil motstå svært godt friksjon mellom boltens 28 hode og platen.

Det fremre parti av hoveddelen 10 i gripekloen danner en U-formet gaffel innrettet for å gripe et borerør 40 hvis kontur er antydet med strekpunkterte linjer på figuren og hvis lengdeakse står vertikalt, dvs. vinkelrett på tegningens plan.

Gaffelformen på chassisets 10 fremre parti er formet av to flate, plateformede armer 42 på selve chassiset 10, armene strekker seg parallelt med midtlinjen 16 og forbindes seg imellom på den motsatte side av deres fri ende av en halvsylindrisk, konkav støtteflate 44 som har en diameter som er større enn ytterdiameteren av det bredeste parti av et borerør. Hver langsgående arm 42 på chassiset i gripekloen har et U-formet tverrsnitt med horisontale øvre og nedre flenser 46 parvis vendt mot hverandre, og på hvilke vertikale aksler 48 for dreiningen av den ytterste del av to skinner 50 hvis motsatt liggende ende er dreibart anordnet om vertikale aksler 52. Om disse aksler 52 kan også ytterenden av to forbindelsesledd 54 med skinneform dreies mellom skinnene 50 og glidere 56 som er styrt i lengderetningen langs inner-flatene av de langsgående armer 42 i chassiset 10. De fremre ender av gliderne 56 har vertikale aksler 58 om hvilke den indre ende av forbindelsesleddene 54 er dreibart anordnet, mens glidernes bakre eller indre ende er fast forbundet med horisontale stenger som ligger parallelt med chassisets midtlinje 16. Den indre eller bakre ende av de to stenger 60 er forlenget ved hjelp av horisontale sylindre 62 som er styrt i lengderetningen gjennom hull i

er

en fast tverrplate 64'forbundet med chassxset 10 og hvor sylindrenes bakre ende innbyrdes forbundet via en tverrbjelke 66 som kan beveges i forhold til chassiset. Midt-partiet av denne tverrbjelke 66 er forbundet med enden av en stempelstang 68 for en horisontal donkraft 70 hvis hoveddel er festet til chassiset 10 og strekker seg langs dennes midtlinje 16.

Trykkfjærer 72 omslutter stengene 60 og sylindrene 62, og trykkfjærene har anlegg ved den ene ende mot en ansats 74 på gliderne 56 og på den annen side mot tverrplaten 64 som gjennomløpes av sylindrene 62.

Trykkfjærene 72 presser kontinuerlig gliderne 56 fremover til den stilling som er vist i den øvre halvdel av tegningen. I denne stilling danner hver av skinnene 50 og det tilliggende forbindelsessted 54 en V hvis spiss stikker frem mellom de to langsgående armer 42 i,chassiset og hindrer den fri passasje av et borerør ut fra klaven.

Når donkraften 70 tilføres fluidum under trykk, forskyves stempelstangen 68 bakover og fører glideren 56 til den stilling som er vist på den nedre halvdel av tegningen, ved hjelp av tverrbjelken 66, stengene 60 og sylindrene 62. I denne stilling ligger skinnene 50 og de tilstøtende forbindelsesledd 54 tilnærmet i forlengelsen av hverandre og parallelle med de langsgående armer 42. Når donkraften 70 deretter avlastes, fører fjærene 72 automatisk gliderne 56 fremover, og forbindelsesleddene 54 skyver skinnene 50 ut-over slik at de rager ut mellom de langsgående armer 4 2 i chassiset 10. I denne stilling vil avstanden mellom ytter-endene av skinnene 50 være mindre enn ytterdiameteren av et borerør på dettes smaleste parti. Denne stilling av skinnene fastlegges ved ansats av skinnenes ytre ender mot et frem-spring 76 festet til det forreste parti av de langsgående armer 42 i chassiset.

Virkemåten for gripekloen er som følger: Donkraften 70 avlastes slik at gliderne 56 skyves fremover av trykkfjærene 72 og bringer forbindelsesleddene 50 til en skrå stilling i forhold til de langsgående armer

42 i kloens chassis 10.

Når kloen således griper om et vertikalt borerør og føres horisontalt langs midtlinjen 16, dvs. i en retning vinkelrett på borerørets lengdeakse, vil borerøret støte mot skinnene 50 og skyve dem tilbake mot armene 42 i chassiset ved overvinnelse av fjærkraften fra fjærene 72. Så snart borerøret har kommet tilstrekkelig langt inn mot den halv-sylindriske støtteflate 44 som danner bunnen av gaffelformen ved at røret har passert de bakre ender av skinnene 50, føres disse tilbake til sin skrå stilling'ved hjelp av trykkfjærene 72 som virker på gliderne 56.

Borerøret holdes derved fast i det indre av kloen mellom de langsgående armer 42 i chassiset 10, den halvsylin-driske støtteflate 44 og de bakre ender av skinnene 50.

Hvis borerøret søker å presse mot det bakre parti av en skinne 50, f.eks. når kloen beveges bakover, støter røret mot skinnens 50 ende eller mot begge ender av de to skinner 50 uten å være istand til fra denne stilling å be-virke noen inntrekking av skinnene eller forbindelsesleddene til flukting langs de langsgående armer 42 i chassiset.

For å frigjøre borerøret er det nødvendig å aktivere donkraften 70 med fluidum under trykk slik at gliderne 56 forskyves bakover i forhold til chassiset.

Som omtalt tidligere kan chassiset dreies om den horisontale dreieakse 24 dersom dreiemomentet er tilstrekkelig stort på chassisets fremre ende for å bryte boltene 26, når løfteorganene som holder borerøret oppe tilfeldigvis kommer til å støte mot den fremre del av chassiset i kloen., Hvis så skjer, svinger chassiset 10 om denne akse 24 en viss vinkel, og chassisets dreiebevegelse bremses av stemplenes 28 hoder som holdes kraftig presset mot de plane flater av platene 38 ved hjelp av rondellfjærene 30.

Kloen ifølge oppfinnelsen er således istand til å gripe og holde fast automatisk et borerør uten at det er nød-vendig å gjøre noe annet enn å forskyve kloen for inngrep med sin fremre ende om borerøret.

Frigjøring av borerøret fra kloen kan deretter utføres svært enkelt ved aktivering av en donkraft med fluidum under trykk.

Den spesielle montasje av den bakre del av kloens chassis på sitt bærestykke 14 unngår enhver alvorlig skade-risiko og eventuell ødeleggelse av utstyr.

Claims (9)

1. Automatisk gripeklo for å gripe og holde fast et - borerør, spesielt i et boretårn for brønnboring, idet gripekloen omfatter en hoveddel (10) og skinner (50) svingbart anordnet i hoveddelen, karakterisert ved at hoveddelen ved sitt fremre parti omfatter en U-formet gaffel innrettet for med et visst spill å kunne gripe et borerør (40) og hvis to parallelle armer (42) bærer skinnene (50) som danner kjever som kan åpnes automatisk når de presses mot borerøret (40) når dette føres inn i gaffelen, og hvor skinnene så automatisk bringes til en låsestilling i gaffelen .

2. Klo ifølge krav 1, karakterisert ved at kjevene på hver gren (42) av gaffelen omfatter en skinne (50) anordnet dreibart om en aksel (48) som står vinkelrett på den U-formede gaffels plan og hvor skinnen (50) ved dreining om denne aksel (48) kan innta en åpen stilling hvor skinnen (50) har utstrekning langs gaffelens arm (42) og en lukket stilling hvor skinnen (50) strekker seg skrått ut fra armen, samt elastiske fjærorganer (72) som gir et stadig press mot skinnen (50) for å holde denne i sin lukkede stilling.

3. Klo ifølge krav 2, karakterisert ved at den omfatter organer såsom en hydraulisk jekk (70) for forskyvning av skinnene (50) mot deres åpne stilling mot virkningen av fjærorganene (72).

4. Klo ifølge krav 3, karakterisert ved at jekken (70) omfatter en sylinderdel festet til hoveddelen (10) og en stempelstang (68) forbundet med de to skinner (50) ved hjelp av et system av trekkstenger.

5. Klo ifølge krav 4, karakterisert ved at systemet av trekkstenger omfatter en tverrbjelke (66) hvis ender er forbundet med stenger (60, 62) som ligger parallelt med gaffelens armer (42) og er ført glidbare langs disse, idet stengenes ender er forbundet med skinnene (50) over forbindelsesledd (54).

6. Klo ifølge krav 5, karakterisert ved at fjærorganene er trykkfjærer (72) som omslutter stengene (60, 62) og hver er anordnet for anlegg mot en ansats (74) på den respektive stang (60, 62) og en fast tverrplate (64) i hoveddelen (10).

7. Klo ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at hoveddelens (10) bakre ende er dreibart anordnet om en dreieakse (24) på et bærestykke (14) og forbundet med dette med festeorganer (26,28) som hindrer dreining om aksen (24) så lenge momentet påtrykket hoveddelen ligger under en gitt verdi.

8. Klo ifølge krav 7, karakterisert ved at festeorganene består av bolter (26) med foreskrevet bruddstyrke og som er innsatt parallelt med dreieaksen (24) og skrudd gjennom hoveddelens (10) sidevegger (22) inn i stempler (28), som er anordnet glidbare i tverrliggende fø ringer i bærestykket (14) og som presses mot de respektive sidevegger (22) av fjærer (30).

9. Klo ifølge krav 8, karakterisert ved at stemplets (28) hoder ligger i fast anlegg mot sideveggene (22),har form av kule-sektorer og opptas i hulrom (36) med tilsvarende kulesektorform i hoveddelens (10) sidevegger (22).