Устройство и способы управления трубными элементами

Устройство и способы управления трубными элементами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Бурение подземных скважин требует сборки колонн труб, таких как обсадные и бурильные колонны, каждая из которых содержит несколько тяжелых удлиненных трубных сегментов, проходящих вниз от буровой установки в ствол скважины. Колонна труб состоит из нескольких свинчиваемых трубных сегментов.

Обычно для соединения трубных секций для того, чтобы образовать трубную колонну, рабочие применяют трудоемкий способ. Этот способ предусматривает использование рабочих, обычно бурового рабочего, заводящего конец верхней трубы, в муфту нижней, и нескольких операторов, таких как операторы, работающие с трубными ключами. Заводящий рабочий находится на высоте на балконе буровой вышки, чтобы вручную выравнивать одиночный трубный сегмент с существующей трубной колонной. Это по существу опасное положение из-за высоты, на которой находится заводящий рабочий, а также из-за большого числа подвижных частей в буровой вышке. Различные операторы обеспечивают выравнивание и соединение одиночного трубного сегмента с существующей трубной колонной на полу буровой вышки. Операторы, работающие с трубными ключами, используются трубные ключи для вращения трубного сегмента, свинчивая его с трубной колонной. Хотя этот способ и дает эффект, он опасен, обременителен и неэффективен. Кроме того, трубные ключи требуют участия нескольких рабочих для правильного захвата трубного сегмента и соединения трубного сегмента с трубной колонной. Таким образом, этот способ является трудоемким и, следовательно, дорогостоящим. Кроме того, использование трубных ключей может потребовать использования подмостей или других подобных сооружений, создающих угрозу для жизни и здоровья рабочих.

Согласно другим способам для сборки трубных колонн предложен спускной инструмент, в котором используется обычный блок верхнего привода. Инструмент для спуска содержит устройство управления, захватывающее трубный сегмент и поднимающее трубный сегмент вверх в механизированный элеватор, который для удерживания трубной секции использует подаваемую энергию. Элеватор соединен с верхним приводом, вращающим элеватор. Таким образом, трубный сегмент вступает во взаимодействие с трубной колонной, а верхний привод вращает трубный сегмент и свинчивает его с трубной колонной.

Хотя этот инструмент обеспечивает определенные преимущества по сравнению с более распространенными системами, используемыми для сборки трубных колонн, ему также присущи недостатки. Один из этих недостатков заключается в том, что захватные плашки элеватора могут оставлять на трубном сегменте задиры и царапины. Еще один недостаток заключается в том, что рычаг обычного устройства для манипуляции не может снимать однотрубки и укладывать их на трубную палубу без участия рабочего.

Для устранения этих недостатков предложены другие инструменты. Однако эти инструменты часто не могут обращаться с трубами неодинаковых размеров. При манипулировании трубами, не идеальными в размерном отношении, например, характеризующимися разной толщиной стенки или неидеальной цилиндричностью или округлостью, способность этих инструментов надлежащим образом захватывать трубы снижается.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение может обеспечить несомненные преимущества, включая устранение необходимости использовать заводящего рабочего, тем самым повышая безопасность работ на установке для бурения нефтяных скважин, а также ограничение или полное устранение задиров и царапин или деформации труб при помещении их в предлагаемый спускной инструмент, по сравнению с традиционными инструментами.

Настоящее изобретение относится к устройству управления трубными элементами, которое содержит инструмент для спуска труб, содержащий элемент с прорезями, содержащий несколько удлиненных прорезей, каждая из которых проходит, по меньшей мере, частично в направлении, по существу параллельном продольной оси трубного элемента, управление которым осуществляют, элемент с выточками, функционально соединенный с элементом с прорезями и содержащий на своей поверхности несколько выточек, каждая из которых проходит между глубоким концом и мелким концом, и несколько скользящих элементов, функционально соединенных с несколькими удлиненными прорезями и несколькими выточками, выполненных с возможностью перемещения в том же направлении, что и трубный элемент во взаимодействии с ними, так что инструмент захватывает трубный элемент, и элеватор трубных элементов, выполненный с возможностью функционального соединения трубного элемента с инструментом для спуска труб, причем инструмент для спуска труб выполнен с возможностью захвата каждого трубного элемента для обеспечения несущей способности с тем, чтобы воспрепятствовать или предотвратить падение трубного элемента или трубной колонны, прикрепленной к нему, независимо от действия элеватора трубных элементов.

Согласно одному конкретному варианту осуществления элеватор трубных элементов соединен с инструментом для спуска труб и предназначен для передачи одного или нескольких трубных элементов (например, одного, двух или даже трех за раз) между источником трубных элементов и инструментом для спуска труб.

Согласно другим вариантам осуществления инструмент для спуска труб и элеватор трубных элементов соединены более чем парой исполнительных механизмов. Согласно некоторым вариантам осуществления не более чем пара исполнительных механизмов функционально соединена с штропами, обеспечивающими расположение трубного элемента в инструменте для спуска. Согласно другим вариантам осуществления возможны две пары исполнительных механизмов, единственный исполнительный механизм или другие количества или даже другие типы исполнительных механизмов.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения каждый из нескольких скользящих элементов отводится, по меньшей мере, частично в соответствующую выточку, когда устройство управления трубными элементами находится в положение захвата для захвата трубного элемента.

Согласно одному варианту осуществления устройство для манипуляции трубными элементами содержит также механизм предварительного нагружения, реверсивно прикладывающий силу к трубному элементу, захваченному в инструменте для спуска труб, чтобы зажать трубный элемент. Снятие этой силы предварительного нагружения, факультативно, с помощью дополнительного усилия высвобождения, прикладываемого в другом направлении, прекращает захват.

В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения, предлагается способ управления трубным элементом во время операции крепления ствола скважины обсадными трубами или бурения, предусматривающий захват элеватором трубных элементов части поверхности трубного элемента, использование элеватора трубных элементов для расположения трубного элемента, управление которым осуществляют, в инструменте для спуска, и захват по меньшей мере второй, другой части поверхности трубного элемента при помощи части инструмента для спуска для того, чтобы удерживать трубный элемент за счет направленной вниз силы, создаваемой массой трубного элемента или трубной колонны, прикрепленной к нему, взаимодействующей с частью инструмента для спуска во второй, другой части поверхности.

Согласно некоторым вариантам осуществления предлагаемый способ предусматривает отсоединение элеватора трубных элементов после захвата и удерживания трубного элемента инструментом для спуска. В некоторых случаях отсоединение элеватора трубных элементов происходит автоматически без дальнейшего вмешательство человека после достижения инструментом для спуска положения захвата.

Согласно некоторым вариантам осуществления предлагаемый способ предусматривает спуск трубного элемента, захваченного инструментом для спуска, на несущую поверхность с тем, чтобы дальше поджать конец трубного элемента в выточку в инструменте для спуска. Тем самым, захватное устройство инструмента для спуска могут преимущественно располагать в положение сцепления для того, чтобы захватить трубный элемент.

В соответствии с еще одним широким аспектом настоящего изобретения, предлагается способ управления трубным элементом во время операции крепления ствола скважины обсадными трубами или бурения, предусматривающий: использование инструмента для спуска для взаимодействия с трубной секцией, содержащей от одного до трех трубных элементов, и ее захвата, прикладывание вращающей силы к трубной секции, по меньшей мере одна поверхность которой сцеплена с частью инструмента для спуска и захвачена им, чтобы, по меньшей мере, частично отсоединить трубную секцию или ее часть, использование элеватора трубных элементов для взаимодействия с трубной секцией или ее частью и ее захвата, и подъем трубной секции относительно инструмента для спуска для того, чтобы отделить трубную секцию от трубной колонны и отсоединить сцепленную и захваченную часть поверхности трубного элемента от части инструмента для спуска. Согласно одному варианту осуществления способ предусматривает спуск инструмента для спуска и одновременный подъем трубной секции на относительно большее расстояние, чем расстояние, на которое опускают инструмент для спуска, чтобы обеспечить отделение трубной секции от оставшейся трубной колонны.

В соответствии с еще одним широким аспектом настоящего изобретения, предлагается способ управления трубным элементом во время операции крепления ствола скважины обсадными трубами или бурения, предусматривающий: использование инструмента для спуска для взаимодействия с трубной секцией, содержащей от одного до трех трубных элементов, прикладывание вращающей силы к трубной секции, по меньшей мере одна поверхность которой захвачена и зажата хомутной частью, характеризующейся радиальной формой, инструмента для спуска, чтобы, по меньшей мере, частично отсоединить трубную секцию от трубной колонны, использование элеватора трубных элементов для взаимодействия с трубной секцией или ее частью и ее захвата, и перемещение хомутной части инструмента для спуска в направлении, характеризующимся, по меньшей мере, аксиальной составляющей вдоль захваченной трубной секции, для отсоединения хомутной части инструмента для спуска по меньшей мере от одной части поверхности трубной секции. Хомутная часть, характеризующаяся радиальной формой, может содержать секции или части каждого из катящихся или скользящих элементов, с выточками и прорезями. Согласно одному варианту осуществления способ предусматривает полное извлечение трубной секции из устройства управления трубными элементами.

В соответствии с еще одним широким аспектом настоящего изобретения, предлагается инструмент для спуска труб, содержащий: элемент с прорезями, содержащий несколько удлиненных прорезей, каждая из которых проходит, по меньшей мере, частично в направлении, по существу параллельном продольной оси трубного элемента, с которым выполняют манипуляции, элемент с выточками, функционально соединенный с элементом с прорезями, содержащий несколько выточек, причем выточки проходят от глубокого конца к мелкому концу, и несколько скользящих элементов, функционально соединенных с несколькими удлиненными прорезями и несколькими выточками, причем захватная часть инструмента для спуска выполнена с возможностью сцепления посредством сил трения по меньшей мере с одной поверхностью трубного элемента, достаточного для прикладывания к трубному элементу крутящего момента исключительно посредством захватный части.

Согласно некоторым вариантам осуществления несколько удлиненных прорезей зафиксированы относительно нескольких выточек. Согласно другим вариантам осуществления инструмент для спуска выполнен с возможностью сцепления посредством сил трения с внутренней поверхностью трубного элемента. Согласно некоторым вариантам осуществления каждый из нескольких скользящих элементов отводится частично в соответствующую прорезь и выточку, когда устройство для манипуляции трубными элементами находится в высвобожденном положении, чтобы не захватывать трубный элемент. Согласно другим вариантам осуществления несколько скользящих элементов захватывают трубный элемент при перемещении трубного элемента от инструмента для спуска. Согласно еще одним вариантам осуществления инструмент для спуска труб функционально связан с устройством управления, выполненный с возможностью подачи трубного элемента в инструмент для спуска или извлечения трубного элемента из него, чтобы обеспечить повторную загрузку инструмента для спуска следующим трубным элементом.

В соответствии с еще одним широким аспектом настоящего изобретения, предлагается элеватор трубных элементов, содержащий компонент элеватора с прорезями, содержащий несколько удлиненных прорезей, каждая из которых проходит, по меньшей мере, частично в направлении, по существу параллельном продольной оси трубного элемента, управление которым осуществляют, компонент элеватора с выточками, функционально соединенный с элементом элеватора с прорезями и содержащий на своей поверхности несколько выточек элеватора, которые проходят между глубоким концом и мелким концом, и несколько скользящих и/или катящихся компонентов элеватора, функционально соединенных с соответствующей одной из удлиненных прорезей элеватора и одной из выточек элеватора, причем каждый из нескольких скользящих и/или катящихся компонентов элеватора отводится, по меньшей мере, частично в элементе элеватора с прорезями, будучи смещенным от мелкого конца соответствующей выточки элеватора.

Согласно некоторым вариантам осуществления элеватор трубных элементов является элеватором однотрубок, двухтрубок или трехтрубок. Согласно другим вариантам осуществления несколько скользящих и/или катящихся компонентов элеватора отводятся, по меньшей мере, частично по меньшей мере в одну прорезь компонента элеватора с прорезями, когда элеватор захватывает трубный элемент. Согласно другим вариантам осуществления элеватор трубных элементов соединен с инструментом для спуска посредством одного или нескольких исполнительных механизмов, не содержащих штроб. Согласно другим вариантам осуществления элеватор трубных элементов выполнен с возможностью перемещения трубного элемента устройством линейного отвода.

В соответствии с еще одним широким аспектом настоящего изобретения, предлагается плашка клинового захвата в полу буровой, предназначенная для удерживания трубного элемента или трубной колонны, содержащая компонент с прорезями плашки клинового захвата в полу буровой, содержащий несколько удлиненных прорезей, каждая из которых проходит, по меньшей мере, частично в направлении, по существу параллельном продольной оси трубного элемента, управление которым осуществляют, компонент с выточками плашки клинового захвата в полу буровой, функционально соединенный с элементом с прорезями плашки клинового захвата в полу буровой и содержащий на своей поверхности несколько выточек плашки клинового захвата в полу буровой, которые проходят между глубоким концом и мелким концом, и несколько захватных компонентов плашки клинового захвата в полу буровой (например, катящихся и/или скользящих), каждый из которых функционально соединен с соответствующей одной из удлиненных прорезей плашки клинового захвата в полу буровой прорези и одной из выточек плашки клинового захвата в полу буровой, причем каждый из нескольких захватных компонентов плашки клинового захвата в полу буровой отводится, по меньшей мере, в части компонента с прорезями плашки клинового захвата в полу буровой, будучи смещенным от мелкого конца соответствующей выточки плашки клинового захвата в полу буровой.

Согласно некоторым вариантам осуществления плашка клинового захвата в полу буровой реверсивно крепится к полу буровой вышки. Согласно другим вариантам осуществления плашка клинового захвата в полу буровой расположена таким образом, что может неподвижно крепиться к полу буровой вышки. Согласно другим вариантам осуществления каждый из нескольких компонентов плашки клинового захвата в полу буровой конструктивно исполнен для отвода, по меньшей мере, частично по меньшей мере в одну прорезь компонента с прорезями плашки клинового захвата в полу буровой, когда плашка клинового захвата в полу буровой находится в положении захвата для захвата трубного элемента или трубной колонны, в то время как согласно другим вариантам осуществления компоненты плашки клинового захвата в полу буровой отводятся только частично, и при этом некоторая часть по-прежнему выступает из выточки за компонент с прорезями плашки клинового захвата в полу буровой и через него. Согласно другим вариантам осуществления плашка клинового захвата в полу буровой предназначена для обеспечения несущей способности для трубного элемента или трубной колонны, подвешенной к ней. Согласно другим вариантам осуществления часть плашки клинового захвата в полу буровой предназначена для реверсивного соединения и вращения при захвате вращающегося трубного элемента или трубной колонны. Согласно некоторым вариантам осуществления плашка клинового захвата в полу буровой выполнена с возможностью переключения между положением захвата и положением высвобождения гидравлически или пневматически. Кроме того, плашка клинового захвата в полу буровой может содержать блокировочный механизм для запирания плашки клинового захвата в полу буровой вокруг трубного элемента или трубной колонны. Согласно некоторым вариантам осуществления плашка клинового захвата в полу буровой содержит также центрирующий механизм, предназначенный для центрирования трубной колонны с центром ствола скважины. Согласно другим вариантам осуществления плашка клинового захвата в полу буровой содержит также систему блокировки, предназначенную для предотвращения высвобождения одного или нескольких трубных элементов, захваченных плашкой клинового захвата в полу буровой, пока не будет подтверждения, что один или несколько трубных элементов захвачены функционально соединенным спускным инструментом или элеватором трубных элементов.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способам соединения и отсоединения трубных элементов плашкой клинового захвата в полу буровой, содержащей захватный узел, описанный в настоящем документе.

Следует понимать, что из последующего подробного описания, в котором путем иллюстрации показаны и описаны различные варианты осуществления изобретения, специалистам станут очевидными другие аспекты настоящего изобретения. Как будет понятно, изобретение может иметь другие и отличающиеся варианты осуществления, и ряд его деталей может изменяться в различных других отношениях в пределах сущности и объема настоящего изобретения. Соответственно, фигуры и подробное описание должны рассматриваться как иллюстрация, а не ограничение объема настоящего изобретения.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение легче всего понять из приведенного ниже подробного описания, если читать его со ссылками на прилагаемые фигуры. Следует подчеркнуть, что в соответствии со стандартной практикой, принятой в отрасли, различные признаки начерчены не в масштабе. Фактически, для понятности рассмотрения размеры различных признаков могут быть произвольно увеличены или уменьшены.

На Фиг.1A представлен вид в перспективном изображении, по меньшей мере, части устройства в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения.

На Фиг.1B-G представлены виды в перспективном изображении устройства, показанного на Фиг.1A, на последующих стадиях операции.

На Фиг.2 представлен разрез части устройства, показанного на Фиг.1A-G.

На Фиг.3A-D представлены частичные разрезы устройства, показанного на фиг.1A-G, в последовательности рабочих стадий.

На Фиг.4 представлено схематическое представление устройства в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения.

На Фиг.5A представлена блок-схема, по меньшей мере, части способа в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения.

На Фиг.5B представлена блок-схема, по меньшей мере, части способа в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения.

На Фиг.5C представлена блок-схема, по меньшей мере, части способа в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения.

На Фиг.6 представлен разрез части варианта осуществления устройства, показанного на Фиг.2.

На Фиг.7A и 7B представлены разрезы варианта осуществления устройства, показанного на Фиг.6.

На Фиг.8 представлены разрез части захватного узла клинового захвата в полу буровой в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

Следует понимать, что в последующем описании предлагается много различных вариантов осуществления или примеров для реализации различных признаков разных вариантов осуществления изобретения. Для упрощения настоящего раскрытия ниже описаны конкретные примеры компонентов и компоновок. Они являются, естественно, лишь примерами и не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения. Кроме того, в настоящем описании в разных примерах цифровые и/или буквенные позиции могут повторяться. Это повторение призвано служить цели упрощения и понятности и само по себе не диктует взаимосвязь между различными рассмотренными вариантами осуществления и/или конструктивными исполнениями. Более того, выполнение некоего первого признака поверх некоего второго признака или на нем в последующем описании может включать варианты осуществления изобретения, в которых эти первый и второй признаки выполнены в непосредственном взаимодействии, и может также включать варианты осуществления изобретения, в которых между первым и вторым признаками могут располагаться дополнительные признаки, вследствие чего первый и второй признаки не могут находиться в непосредственном взаимодействии. По всему описанию термины «труба» и «трубный элемент» обычно используются взаимозаменяемо.

На Фиг.1 представлен вид в перспективе, по меньшей мере, части устройства 100 управления трубными элементами в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления настоящего изобретения. Устройство 100 содержит инструмент 110 для спуска труб, элеватор 120 трубных элементов и - согласно некоторым вариантам осуществления - механизм 130 наклона штроп.

Инструмент 110 для спуска труб выполнен с возможностью приема и, по меньшей мере, временного захвата, сцепления посредством сил трения или удержания иным образом трубного элемента 105. Например, инструмент 110 для спуска труб может быть конструктивно выполнен с возможностью зацепления и захвата внутренней поверхности трубного элемента 105, наружной поверхности трубного элемента 105 или как внутренней, так и наружной поверхности трубного элемента 105 или части их. Степень, в какой инструмент 110 для спуска сцепляется посредством сил трения и удерживает трубу 105, может быть способной обеспечить несущую способность при зажиме трубы, чтобы воспрепятствовать или предотвратить падение трубы или трубной колонны независимо от действия связанного элеватора трубных элементов или факультативной связанной плашки клинового захвата в полу буровой. Инструмента 110 для спуска может быть достаточно для удержания безопасной рабочей нагрузки (БРН), составляющей примерно по меньшей мере 5 тонн. В пределах объема настоящего изобретения находятся и другие значения БРН для инструмента 110 для спуска, и предполагается, что спускной инструмент 110 может удерживать всю трубную колонну значительно большей массы, чтобы опустить трубную колонну для зажима одной или несколькими плашками клинового захвата в полу буровой или другими захватными устройствами. Захватное устройство, рассмотренное в настоящем описании в отношении инструмента для спуска, в равной степени применимо (и адаптировано для работы в связи с ними) к элеватору трубных элементов, захватному устройству в виде клиньев в полу буровой вышки или их любому сочетанию, так что захватное устройство или захватный узел могут образовывать в данном случае часть спускного инструмента, элеватора трубных элементов и плашки клинового захвата в полу буровой.

Степень, в какой инструмент 110 для спуска сцепляется посредством сил трения и зажимает (или удерживает) трубный элемент 105, предпочтительно может быть достаточной, чтобы прикладывать к трубному элементу 105 крутящую силу, которая может передаваться через инструмент 110 для спуска с верхнего привода или другого компонента трубной колонны через зажатую часть трубы или иным образом. Согласно одному примерному варианту осуществления изобретения крутящий момент, который может быть приложен к трубе 105, предпочтительно через захватные элементы инструмента 110 для спуска, составляет по меньшей мере примерно 5000 фунт-сил-футов, что может быть достаточным для свинчивания трубного элемента 105 и другого трубного элемента. Крутящий момент, который может быть приложен к трубному элементу 105, может дополнительно или альтернативно составлять по меньшей мере примерно 50000 фунт-сил-футов, что может быть достаточным для развинчивания трубного элемента 105, зажатого инструментом 110 для спуска, и другого прикрепленного трубного элемента. В пределах объема настоящего изобретения и другие значения крутящего момента между примерно 100 фунт-сил-футов и 80000 фунт-сил-футов или более, предпочтительно, примерно от 1,000 фунт-сил-футов до 50,000 фунт-сил-футов. Согласно одному варианту осуществления изобретения могут быть достигнуты значения крутящего момента от более 50000 фунт-сил-футов до примерно 80000 фунт-сил-футов, предпочтительно, примерно от 55,000 фунт-сил-футов до 75000 фунт-сил-футов, а согласно еще одному варианту осуществления изобретения - примерно от 60000 фунт-сил-футов до 70000 фунт-сил-футов, или любое сочетание этих значений выше 50000 фунт-сил-футов.

Трубный элемент 105 может быть элементом обсадной колонны ствола скважины, трубным элементом бурильной колонны, трубным элементом, трубным элементом с буртиком и/или другими трубными элементами или их сочетаниями. Трубный элемент 105 может представлять собой однотрубку или предварительно собранную двухтрубку или трехтрубку. Согласно одному примерному варианту осуществления изобретения трубный элемент 105 может быть одной секцией или содержать две или три секции трубы с буртиком или беззамковой трубы или трубы с резьбой, такой как используется как часть лифтовой, обсадной или бурильной колонны. Альтернативно, трубный элемент 105 может представлять собой или содержать секцию трубопровода, такого какой может использоваться при транспортировке жидких и/или текучих материалов. Альтернативно, трубный элемент 105 может представлять собой или содержать один или несколько других трубных конструктивных элементов. Трубный элемент 105 может иметь в сечении кольцевое пространство, характеризующееся по существу цилиндрической, прямоугольной или иной геометрической формой.

Согласно одному примерному варианту осуществления изобретения, по меньшей мере, часть инструмента 110 для спуска по существу аналогична инструменту для спуска труб или устройству для манипуляции трубными элементами, описанным в совместно переуступленном патенте США №7445050 под названием «Tubular Running Tool», дата подачи заявки 25 апреля 2007 года, и/или в патенте США №7552764 под названием «Tubular Handling Device», дата подачи заявки 4 января 2007 года. Например, один или несколько принципов действия, компонентов и/или других аспектов захватного устройства, описанного в вышеупомянутых противопоставленных материалах, могут реализовываться в одном или нескольких вариантах осуществления инструмента 110 для спуска, элеватора трубных элементов или клинового захвата в полу буровой вышки в пределах объема настоящего изобретения.

Инструмент 110 для спуска выполнен с возможностью зацепления верхним приводом или секцией или компонентом бурильной колонны или для взаимодействия с ними иным образом. Например, как схематически представлено в варианте осуществления изобретения, показанном на Фиг.1A, инструмент 110 для спуска может содержать стыковочное устройство 112, выполненное с возможностью соединения или стыковки иным образом со шпинделем, корпусом и/или иным компонентом верхнего привода или компонентом бурильной колонны. Согласно одному примерному варианту осуществления изобретения стыковочное устройство 112 содержит половину стандартного муфтово-замкового соединения, обычно используемого при буровых работах. Согласно еще одному примерному варианту осуществления изобретения инструмент 110 для спуска функционально, непосредственно или косвенно, например, посредством других соединительных компонентов, например, исполнительных механизмов и/или связующих элементов, соединен с элеватором 120 трубных элементов. В некоторых случаях инструмент для спуска труб и элеватор трубных элементов соединены посредством не более чем пары исполнительных механизмов. Исполнительные механизмы могут быть функционально связаны со связующими элементами, позволяющими располагать трубу в инструменте для спуска труб, и исполнительных механизмов может быть один или несколько. Следует, однако, отметить, что в пределах объема настоящего изобретения находятся и другие устройства сопряжения.

Элеватор 120 трубных элементов может представлять собой элеватор для однотрубок, двухтрубок или трехтрубок в зависимости от типа буровой установки и/или условий (условия) бурения или крепления скважины обсадными трубами. Кроме того, элеватор 120 трубных элементов выполнен с возможностью приема и, по меньшей мере, временного захвата, сцепления посредством сил трения или удержания иным образом трубного элемента 105. Например, элеватор 120 трубных элементов может быть выполнен с возможностью зажима или зом сцепления иным образом посредством сил трения с внутренней поверхностью трубного элемента 105, наружной поверхностью трубного элемента 105 или внутренней и наружной поверхностями трубного элемента 105 или частями их. Степень, в какой элеватор 120 сцепляется посредством сил трения или иным образом удерживает трубу 105, может быть достаточной для удерживания безопасной рабочей нагрузки (БРН), составляющей примерно по меньшей мере 5 тонн или по меньшей мере 15 тонн. Однако в пределах объема настоящего изобретения и другие значения БРН для элеватора 120 трубных элементов, в частности, в пределах массы любой имеющейся трубы.

Согласно одному примерному варианту осуществления изобретения, по меньшей мере, часть элеватора 120 трубных элементов по существу аналогична инструменту для спуска труб или другому манипулятору, описанным в совместно переуступленном патенте США №7445050 под названием «Tubular Running Tool», дата подачи заявки 25 апреля 2007 года, и/или в патенте США №7552764 под названием «Tubular Handling Device», дата подачи заявки 4 января 2007 года, или иным образом имеет один или несколько подобных аспектов или принципов работы. Элеватор 120 трубных элементов может альтернативно содержать несколько башмаков и/или иных фрикционных элементов, например, колес, выполненных с возможностью сдавливания в радиальном направлении или касания поверхности трубного элемента 105 и тем самым удержания трубы 105, среди других конструктивных исполнений в пределах объема настоящего изобретения. Предпочтительно, эта поверхность касания элементом элеватора 120 представляет собой наружную поверхность трубы.

Согласно другим вариантам осуществления изобретения элеватор 120 трубных элементов может характеризоваться конструктивным исполнением, подобным конструктивному исполнению инструмента 110 для спуска труб. Захватный узел инструмента 110 для спуска может быть адаптирован к элеватору 120 трубных элементов и функционально связанным с ним. Согласно еще одному варианту осуществления изобретения плашка клинового захвата в полу буровой может быть функционально связана по существу с аналогичным захватным узлом. Например, элеватор 120 трубных элементов может содержать компонент элеватора с прорезями, содержащий несколько удлиненных прорезей, каждая из которых проходит, по меньшей мере, частично или полностью в направлении, параллельном или по существу параллельном продольной оси трубы, подлежащей свинчиванию и опусканию. Прорези могут иметь любую форму, такую как, например, круглую, полукруглую, эллиптическую, прямоугольную и т.д. Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения с элементом элеватора с прорезями функционально связан компонент элеватора с выточками. Компонент элеватора с выточками может содержать на своей поверхности несколько выточек, проходящих между глубоким концом и мелким концом. Эти выточки предпочтительно соответствуют или совпадают с прорезями компонента элеватора с прорезями. Кроме того, элеватор 120 трубных элементов содержит несколько компонентов качения или скольжения элеватора, функционально связанных с несколькими прорезями и выточками. Эти несколько компонентов качения или скольжения элеватора могут отводиться, по меньшей мере, в части элемента элеватора с прорезями, находясь на глубоком конце соответствующей выточки элеватора. Каждый из компонентов качения или скольжения элеватора может отводиться, по меньшей мере, частично, а в некоторых случаях полностью в прорези компонента элеватора с прорезями, когда элеватор зажимает трубу. В частично отведенном положении захватные компоненты элеватора по-прежнему частично выступают из выточки через элемент элеватора с прорезями для зацепления или касания трубы, конец которой расположен в элеваторе. Кроме того, будучи смещенными от глубокого конца соответствующей выточки элеватора, несколько компонентов качения или скольжения элеватора могут быть открыты для поверхности трубы. Следует понимать, что захватные элементы элеватора могут быть элементами качения и/или скольжения.

Хотя как инструмент 110 для спуска, так и элеватор 120 трубных элементов выполнены с возможностью захвата трубного элемента 105, инструмент 110 для спуска выполнен таким образом и/или выполнен с возможностью управления таким образом, чтобы обычно захватывать концевую часть 105a трубного элемента 105 посредством радиального увеличения элеватора трубных элементов и/или инструмента для спуска, позволяющего увеличенному трубному элементу 105a свободно проходить в инструмент 110 для спуска, причем захватные элементы инструмента расположены так, чтобы захватывать трубу в уменьшенной части 105c. Однако элеватор 120 трубных элементов конструктивно исполнен и/или может управляться таким образом, чтобы захватывать аксиально-промежуточную часть 105b трубы. Например, инструмент 110 для спуска может быть выполнен с возможностью захвата радиально увеличенного заплечика, часто содержащегося в обычных соединениях бурильных труб, а элеватор 120 трубных элементов может быть выполнен с возможностью захвата оставшейся длины соединения меньшего диаметра.

Согласно одному варианту осуществления изобретения механизм 130 наклона штроп содержит держатель 140, два исполнительных механизма 150, каждый из которых проходит между инструментом 110 для спуска и элеватором 120, и два других исполнительных механизма 160, каждый из которых проходит между держателем 140 и соответствующим одним из исполнительных механизмов 150. Альтернативный подход мог бы содержать поворотный исполнительный механизм на конце шарнира 150a в сочетании с линейным исполнительным механизмом 150. Концы каждого исполнительного механизма 150, 160 могут быть выполненными поворотными, например, могут содержать проушину или крюк, через которую или который может крепиться палец или другое соединительное средство. Таким образом, концы 150а исполнительных механизмов 150 могут быть поворотно прикреплены к инструменту 110 для спуска или промежуточной конструкции, соединенной с инструментом 110 для спуска, а противоположные концы 150b исполнительных механизмов 150 могут быть поворотно прикреплены к элеватору 120 или промежуточной конструкции, соединенной с элеватором 120. Подобным об