(57)【要約】本発明は、ドリルカンチレバー上に管状体を取り付け、取り外し、かつ搬送するための方法および装置に関する。本方法および装置は、管状体スタンド構築コンベヤアセンブリと、スタンド運搬コンベヤアセンブリとを含む。本方法および装置は、非効率的移動を排除し、一貫した再現可能性能を改良するために、改良された移動、組立、および解体を提供する。管状体スタンド構築コンベヤ装置は、水平軸に沿って延設された水平コンベヤベルト装置と、水平コンベヤベルトに平行に配向され、かつそこから垂直にオフセットされた垂直コンベヤベルト装置と、スタンド構築ホイストと、アイアンラフネックとを備え、水平および垂直コンベヤベルトは、水平軸に沿って、垂直に配向された管状体を搬送するように構成され、スタンド構築ホイストおよびアイアンラフネックは、垂直に配向された管状体を１つ以上の他の垂直に配向された管状体に取り付けるように構成されている。
2015536393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状体スタンド構築コンベヤ装置を備える装置であって、前記管状体スタンド構築コンベヤ装置は、
水平軸に沿って延設された水平コンベヤベルト装置と、
前記水平コンベヤベルトに平行に配向され、かつ前記水平コンベヤベルトから垂直にオフセットされた垂直コンベヤベルト装置と、
スタンド構築ホイストと、
アイアンラフネックと
を備え、
前記水平および垂直コンベヤベルトは、前記水平軸に沿って、垂直に配向された管状体を搬送するように構成され、
前記スタンド構築ホイストおよび前記アイアンラフネックは、垂直に配向された管状体を１つ以上の他の垂直に配向された管状体に取り付けるように構成されている、装置。
【請求項２】
前記水平コンベヤベルト装置は、大点荷重を支持することが可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記水平コンベヤベルト装置は、鋼鉄製トラックシューベルトを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記水平コンベヤベルト装置の表面は、保護表面で被覆されている、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記保護表面は、少なくとも、木材、ナイロン、およびゴムから成る群から選択される、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記垂直コンベヤベルト装置は、歯付ベルトを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記歯付ベルトは、前記垂直コンベヤベルト装置に機械的に連結されている、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記機械的連結は、一式の直角ドライブギヤを通して行われる、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記垂直コンベヤベルトに平行に位置し、かつ前記垂直コンベヤベルトから垂直にオフセットされた少なくとも１つの付加的垂直コンベヤベルト装置をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
少なくとも１つの付加的垂直コンベヤベルト装置を備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記垂直コンベヤベルト装置は、前記垂直コンベヤベルトの水平端上において、相互からオフセットされている、請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記平行垂直コンベヤベルト装置は、相互から水平にオフセットされている、請求項９に記載の装置。
【請求項１３】
前記垂直コンベヤベルトは、垂直管状体が、前記水平コンベヤ装置上にあり、前記垂直コンベヤベルト装置に立てかけられると、前記垂直管状体が、前記水平コンベヤ装置の水平中心を通して垂直に走る平面から約３度の角度にあるであろうように、相互から水平にオフセットされている、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
垂直に配向された管状体を前記水平コンベヤベルト装置へまたは前記水平コンベヤベルト装置から搬送するように構成されたスタンド運搬コンベヤアセンブリをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記スタンド運搬コンベヤアセンブリは、
前記水平軸に沿って延設された運搬水平コンベヤベルト装置と、
前記水平コンベヤベルトに平行に配向され、かつ前記水平コンベヤベルトから垂直にオフセットされた１つ以上の運搬垂直コンベヤベルト装置と
を備える、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記垂直コンベヤベルトに平行に位置し、かつ前記垂直コンベヤベルトから垂直にオフセットされた少なくとも１つの付加的垂直コンベヤベルト装置をさらに備える、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記管状体スタンド構築コンベヤ装置と前記スタンド運搬コンベヤアセンブリとの間に位置する管状体交換デバイスをさらに備え、前記管状体交換デバイスは、垂直に配向された管状体を前記管状体スタンド構築コンベヤ装置から前記スタンド運搬コンベヤアセンブリに搬送するように構成されている、請求項１４に記載の装置。
【請求項１８】
ドリルフロア上に位置する装置を含むドリルリグであって、前記ドリルリグは、管状体スタンド構築コンベヤ装置を備え、前記管状体スタンド構築コンベヤ装置は、
水平軸に沿って延設された水平コンベヤベルト装置と、
前記水平コンベヤベルトに平行に配向され、かつ前記水平コンベヤベルトから垂直にオフセットされた垂直コンベヤベルト装置と、
スタンド構築ホイストと、
アイアンラフネックと
を備え、
前記水平および垂直コンベヤベルトは、前記水平軸に沿って、垂直に配向された管状体を搬送するように構成され、
前記スタンド構築ホイストおよび前記アイアンラフネックは、垂直に配向された管状体を１つ以上の他の垂直に配向された管状体に取り付けるように構成されている、ドリルリグ。
【請求項１９】
前記ドリルフロアは、可動式である、請求項１８に記載のドリルリグ。
【請求項２０】
前記管状体スタンド構築コンベヤ装置の前方に位置する垂直管状体セットバックエリアをさらに備える、請求項１８に記載のドリルリグ。
【請求項２１】
前記管状体スタンド構築コンベヤ装置の後方に位置する垂直組立済み管状体セットバックエリアをさらに備える、請求項１８に記載のドリルリグ。
【請求項２２】
下位橋形クレーンアセンブリをさらに備える、請求項２０に記載のドリルリグ。
【請求項２３】
前記下位橋形クレーンアセンブリは、管状体を前記セットバックエリアから前記管状体スタンド構築コンベヤ装置に移動させるように構成されている、請求項２２に記載のドリルリグ。
【請求項２４】
上位橋形クレーンアセンブリをさらに備える、請求項１８に記載のドリルリグ。
【請求項２５】
前記スタンド構築ホイストは、前記上位橋形クレーンアセンブリに取り付けられている、請求項２４に記載のドリルリグ。
【請求項２６】
前記アイアンラフネックは、前記上位橋形クレーンアセンブリに取り付けられている、請求項２４に記載のドリルリグ。
【請求項２７】
付加的管状体スタンド構築装置をさらに備える、請求項１８に記載のドリルリグ。
【請求項２８】
各管状体スタンド構築装置は、前記水平コンベヤベルト装置が、各垂直コンベヤベルト装置の内周側に来るように配向されている、請求項２７に記載のドリルリグ。
【請求項２９】
管状体の組立を提供するための方法であって、前記方法は、
少なくとも、第１および第２の垂直に配向された管状体をコンベヤアセンブリ上に積荷することと、
前記第１の管状体を前記第２の管状体の上方に持ち上げることと
前記第１の管状体を前記第２の管状体に取り付けることと
を含む、方法。
【請求項３０】
前記第１の管状体を持ち上げることは、スタンド構築ホイストを用いて行われる、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記第１の管状体を前記第２の管状体に取り付けることは、アイアンラフネックを用いて行われる、請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
管状体の解体を提供するための方法であって、前記方法は、
少なくとも２つの取り付けられた管状体を坑井中心から除去するステップと、
前記取り付けられた管状体を垂直コンベヤアセンブリ上に積荷するステップと、
前記取り付けられた管状体を分離するステップと、
前記最上の分離された管状体を前記垂直コンベヤアセンブリ上に降下させるステップと
を含む、方法。
【請求項３３】
前記垂直コンベヤアセンブリを使用して、前記分離された管状体を格納用セットバックに搬送するステップをさらに含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記取り付けられた管状体を分離するステップは、アイアンラフネックを用いて行われる、請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
降下させるステップは、スタンド構築ホイストを用いて行われる、請求項３２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
本出願は、２０１３年３月１４日に出願された米国特許出願第１３／８２６，２１８号、および２０１２年１１月６日に出願された米国仮出願第６１／７２３，１８２号の利益を主張する。上記出願の両方は、その全体として参照することによって本明細書において援用される。
【０００２】
（技術分野）
本発明は、ドリルフロア上で管状体を垂直配向に組立および解体するための構造、システム、および方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
（発明の背景）
従来、甲板昇降式掘削ユニット上では、管状体は、クレーン、ウインチ、およびタッガーを介して、手動操作によって、パイプデッキ上の水平位置から、上方へとＶ字ドアを通して、坑井中心へと運ばれる。格納場所は、坑井中心がカンチレバー外滑り距離および横方向回転台移動に従って変動するため、坑井中心から固定距離にはない。パイプ取扱システムにおいては、ここ数年にわたって、柱状ラックユニット、水平／垂直機械、および水平コンベヤの導入等、いくつかの改良が行われてきたが、掘削ユニットの全体的機能性の効率は、部分的には、管状体が、通常、固定された船体上に格納されるが、可動式ドリルフロア上では固定されることが要求されるという事実のため、依然として欠如している。格納される管状体をドリルフロアに対して恒久的固定位置に保つ概念は、以前は採用されていない。
【０００４】
本発明の実施形態は、再現可能かつ一貫した制御された様式において、管状体を格納し、取り出し、運搬するための単純、論理的、かつ能率化されたシステムを提供することによって、海洋掘削ユニット上での管状体の取扱を能率化する。カンチレバー甲板昇降式ユニット上では、例えば、デリックおよび坑井は、通常、後端上に据え付けられる。パイプを垂直に格納することによって、空間が、節約され、甲板昇降式ユニット上のカンチレバーの前端上にそうすることによって、管状体の重量はまた、釣合錘として使用される。カンチレバー上にパイプのスタンドを構築し、次いで、コンベヤによって、直接、坑井中心にそれらを垂直に運搬させる能力は、手動で取り扱われなければならない管状体の数を有意に減少させることによって、人員へのリスクを低減させる。格納から運搬までのプロセスにおいて、不必要な動きを排除することによって、物流の流れの改良は、直接、改良された信頼性および一貫した揚降管効率につながる。
【０００５】
本発明の実施形態は、無駄な移動を排除することによって、管状体を移送および組み立てるプロセスを簡略化する。例えば、本発明の実施形態は、待機時間がなく、直接、管状体を坑井中心に提示するため、坑井中心からセットバックスロットまで進み、そこから再び戻る、パイプラックシステム（「ＰＲＳ」）の進行時間は、短縮される。さらに、管状体の手動取扱は、危険であり、一貫しない可能性がある。本発明の実施形態は、可動管状体とのヒトの関わりを著しく最小限にし、これは、管状体取扱の総合的自動化に向けての大きな一歩である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（発明の簡単な要約）
本発明は、水平軸に沿って延設された水平コンベヤベルト装置と、水平コンベヤベルト装置に平行に配向され、かつそこから垂直にオフセットされた垂直コンベヤベルト装置と、スタンド構築ホイストと、アイアンラフネックとを含む、管状体スタンド構築コンベヤ装置を対象とする。水平および垂直コンベヤベルトは、水平軸に沿って、垂直に配向された管状体を搬送するように構成され、スタンド構築ホイストおよびアイアンラフネックは、垂直に配向された管状体を１つ以上の他の垂直に配向された管状体に取り付けるように構成される。
【０００７】
水平コンベヤベルト装置は、大点荷重を支持することが可能であり、鋼鉄製トラックシューベルトを含む。水平コンベヤベルト装置の表面は、保護表面で被覆される。保護表面は、木材、ナイロン、またはゴムのうちの少なくとも１つである。
【０００８】
垂直コンベヤベルト装置は、一式の直角ドライブギヤを通して、垂直コンベヤベルト装置に機械的に連結される、歯付ベルトを含む。少なくとも１つの付加的垂直コンベヤベルト装置は、垂直コンベヤベルトに平行に位置し、そこから垂直にオフセットされる。一実施形態では、少なくとも１つの付加的垂直コンベヤベルト装置が存在する。垂直コンベヤベルト装置は、垂直コンベヤベルトの水平端上において、相互からオフセットされる。平行垂直コンベヤベルト装置は、相互から水平にオフセットされる。垂直コンベヤベルトは、垂直管状体が、水平コンベヤ装置上にあり、垂直コンベヤベルト装置に立てかけられると、垂直管状体が、水平コンベヤ装置の水平中心を通して垂直に走る平面から約３度の角度にあるであろうように、相互から水平にオフセットされる。
【０００９】
本装置はさらに、垂直に配向された管状体を水平コンベヤベルト装置へまたはそこから搬送するように構成される、スタンド運搬コンベヤアセンブリを含む。スタンド運搬コンベヤアセンブリは、水平軸に沿って延設された運搬水平コンベヤベルト装置と、水平コンベヤベルト装置に平行に配向され、かつそこから垂直にオフセットされた少なくとも１つの運搬垂直コンベヤベルト装置とを含む。少なくとも１つの付加的垂直コンベヤベルト装置は、垂直コンベヤベルトに平行に位置し、そこから垂直にオフセットされる。
【００１０】
管状体スタンド構築コンベヤ装置とスタンド運搬コンベヤアセンブリとの間に位置する、管状体交換デバイスがさらに開示され、管状体交換デバイスは、垂直に配向された管状体を水平コンベヤベルト装置からスタンド運搬コンベヤアセンブリに搬送するように構成される。
【００１１】
一実施形態では、可動式ドリルフロア上に位置する、前述の管状体スタンド構築コンベヤ装置を含有する、ドリルリグが含まれる。ドリルリグは、管状体スタンド構築コンベヤ装置の前方に位置する、垂直管状体セットバックエリアと、管状体スタンド構築コンベヤ装置の後方に位置する、坑井中心に近接する垂直組立済み管状体セットバックエリアとを含む。下位橋形クレーンアセンブリもまた、含まれ、下位橋形クレーンアセンブリは、管状体をセットバックエリアから管状体スタンド構築コンベヤ装置に移動させるように構成される。上位橋形クレーンアセンブリが、さらに含まれる。スタンド構築ホイストは、上位橋形クレーンアセンブリに取り付けられる。アイアンラフネックもまた、上位橋形クレーンアセンブリに取り付けられてもよい。付加的管状体スタンド構築装置が、含まれ、各管状体スタンド構築装置は、水平コンベヤベルト装置が垂直コンベヤベルト装置の内周側にあるように配向される。本実施形態は、可動式ドリルフロアを対象とするが、当業者は、本設計が固定式ドリルフロアにも等しく適用可能であることを認識するであろう。
【００１２】
管状体の組立を提供するための方法は、少なくとも、第１および第２の垂直に配向された管状体をコンベヤアセンブリ上に積荷するステップと、第１の管状体を第２の管状体の上方に持ち上げるステップと、第１の管状体を第２の管状体に取り付けるステップとを含む。第１の管状体を持ち上げるステップは、スタンド構築ホイストを用いて行われる。第１の管状体を第２の管状体に取り付けるステップは、アイアンラフネックを用いて行われる。管状体の解体を提供するための方法は、少なくとも２つの取り付けられた管状体を坑井中心から除去するステップと、取り付けられた管状体を垂直コンベヤアセンブリ上に積荷するステップと、取り付けられた管状体を分離するステップと、最上の分離された管状体を垂直コンベヤアセンブリ上に降下させるステップとを含む。さらなるステップは、垂直コンベヤアセンブリを使用して、分離された管状体を格納用セットバックに搬送するステップであり、取り付けられた管状体を分離するステップは、アイアンラフネックを用いて行われ、降下させるステップは、スタンド構築ホイストを用いて行われる。
【００１３】
前述は、以下の発明を実施するための形態がより理解され得るように、本発明の特徴および技術的利点をむしろ広範に概略している。本発明の付加的特徴および利点は、本発明の請求項の主題を形成する、本明細書に後述される。開示される概念および具体的実施形態が、本発明の同一の目的を実施するために、修正を行う、または他の構造を設計する基礎として、容易に利用され得ることは、当業者によって理解されるはずである。また、そのような均等物構造が、添付の請求項に記載の本発明の精神および範囲から逸脱しないことは、当業者によって認識されるはずである。その編成および動作方法の両方に関する、本発明の特性であると考えられる新規特徴は、さらなる目的および利点とともに、付随の図と関連して検討されることによって、以下の説明からより理解されるであろう。しかしながら、図はそれぞれ、例証および説明の目的のためだけに提供され、本発明の限定の定義として意図されないことを明示的に理解されたい。
【００１４】
ここで、本発明のより完全な理解のために、付随の図面と関連して検討される、以下の説明を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、パイプ格納およびセットバックの実施形態を図示する、リグの輪郭図である。
【図２】図２は、パイプ取扱機器の実施形態を図示する、リグの輪郭図である。
【図３】図３は、パイプ取扱機器の実施形態を図示する、リグの平面図である。
【図４】図４は、管状体スタンド構築システムの実施例を図示する。
【図５】図５Ａ−Ｄは、パイプ取扱機器の実施形態を図示する、リグの端面図および断面図である。
【図６】図６は、管状体スタンド構築システムを通した例示的ワークフローを図示する。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（発明の詳細な説明）
用語「連結される」は、必ずしも直接ではなく、かつ必ずしも機械的にではないが、接続されることとして定義される。すなわち、「連結される」２つのアイテムは、相互に一体型であってもよい。用語「ａ」および「ａｎ」は、本開示が別様に明示的に要求しない限り、１つ以上として定義される。用語「実質的に」は、当業者によって理解されるように、規定されるものの必ずしも全体ではないが、大部分として定義される（かつ規定されるものを含む。例えば、実質的に９０度は、９０度を含み、実質的に平行は、平行を含む）。任意の開示される実施形態では、用語「実質的に」、「およそ」、および「約」は、規定されるものの「［あるパーセンテージ］以内」で代用されてもよく、パーセンテージは、０．１、１、５、および１０パーセントを含む。
【００１７】
さらに、ある方法で構成される、構造（例えば、装置の構成要素）は、少なくともその方法で構成されるが、また、具体的に説明されるもの以外の方法で構成されることもできる。
【００１８】
カンチレバー組込式掘削ユニット（ＣＣＤＵ）は、垂直管状体搬送および格納システム（ＶＴＣＳＳ）を含む。これらは、２つの異なる主題であるが、管状体の改良された物流フローを伴う、掘削ユニットの全体的概念の一部である。「カンチレバー組込式」とは、掘削プロセスにおいて要求される全プロセスおよび機器が、カンチレバー構造内に位置することを意味する。掘削を支援する機器のありとあらゆる部品が、カンチレバー上または内に位置し得るわけではないことが認識されるが、坑井中心に対する固定を要求する、必須部品は、プロセスの効率を改善するために、順番的に優先される。本発明のある実施形態では、スタンド構築および搬送は、優先される。記載されないが、泥水システム、ワイヤライン、およびセメンチングもまた、カンチレバーの艤装内に含まれてもよい。
【００１９】
管状体の取扱は、坑井中心に対して固定されるため、格納、移動、組立、および解体のための設備ならびにプロセスは、組立ラインタイプシステムにおいて、非効率的移動を排除し、一貫した再現可能性能を改良するように最適化されることができる。
【００２０】
（カンチレバー組込式掘削ユニットの詳細）
カンチレバー組込式掘削ユニット（ＣＣＤＵ）は、甲板昇降式リグ上の管状体の取扱における効率を改良する。本解決策は、全管状体を坑井中心に対して恒久的に固定した位置に設置する。縦方向および横方向カンチレバー移動のいくつかの手段が、採用されると仮定して、ドリルフロア上の坑井中心は、固定される。これは、次いで、管状体搬送の効率的システムが利用されることを可能にし、２−７／８インチ〜６−５／８インチのドリルパイプに及ぶサイズ等の複数のサイズの管状体ならびに最大１３−５／８インチを含む全ケーシングサイズを運搬するプロセスにおける不必要な移動を最小限にするであろう。不規則的かつ反復的時間のかかる移動は、可能な限り排除される一方、同時に、このような従来の高リスク環境におけるヒトの関わりは、有意に低減される。
【００２１】
図１は、ドリルパイプ格納（管状体格納）の実施形態を図示する。ＣＣＤＵは、カンチレバー上の垂直管状体ホールド内への３５，０００フィートの６−５／８インチドリルパイプおよび３０，０００フィートの９−５／８インチケーシングの垂直格納に対応するように定寸されてもよい。しかしながら、空間要件は、利用可能な空間に従って定寸されてもよい。管状体ホールド内の調節可能フィンガボードが、可変量における他の管状体サイズの格納を可能にするであろう。垂直管状体ホールドは、単一継手および二重継手のドリルパイプの両方と、単一継手のケーシングとを格納可能であってもよい。管状体は、垂直格納用ホールド内への設置に先立って、準備および検査されてもよい。別様に規定されない限り、ホールド内外への管状体の移動は、従来のクレーン取扱を介して行われるであろう。管状体は、二重セットバックエリア１００内に格納されることができ、いったん組み立てられると、坑井中心に隣接するセットバックエリア１０２内に格納されることができる。
【００２２】
図２−５は、ＣＣＤＵの実施形態の異なる図を図示する。ＣＣＤＵは、少なくとも１つの垂直管状体搬送およびスタンド構築システム（ＶＴＣＳＳ）を具備し、かつ前方および逆方向の両方に、平行に独立して動作可能な２つ以上のＶＴＣＳＳを具備してもよく、それぞれ、以下の構成要素のうちの１つ以上を伴い、そのうちのいくつかは、図２に示される。すなわち、管状体スタンド構築コンベヤアセンブリ２００、下位橋形クレーンアセンブリ２１０、上位橋形クレーンアセンブリ２０４、スタンド構築ホイスト２０６、スタンド構築アイアンラフネック３０２（図５Ｂに示される）、管状体交換デバイス２０８、およびスタンド運搬コンベヤアセンブリ２０２である。ＣＣＤＵの付加的特徴および機器は、カンチレバーの前端における、重量ツール格納所１０４、従来のベルトタイプ移送コンベヤへの直接運搬が可能な重量ツール格納所の後端の重量物リフト１０６、カンチレバーの中心線上の従来のベルトタイプ移送コンベヤ（図３に示される）、ならびにドリルフロア（図１参照）と同一平面にある、上側デッキを含んでもよい。一実施形態では、２００万ポンドのオープンフェース型デリックが、三重継手ドリルパイプの区分２（Ｒ２、約３１フィート長）スタンドまたは二重継手ドリルパイプの区分３（Ｒ３、約４５フィート長）スタンドと、ケーシングの二重継手スタンド（約４０フィート〜４５フィート長）とを収容するために使用される。本発明のある実施形態では、ドリルフロアは、４２フィート孫井戸アセンブリと、６０．５インチ回転支持台と、６０００馬力のドローワークスアセンブリによって給電される１０００トンのトップドライブアセンブリとを具備する。
【００２３】
図３は、ドリルフロアおよびカンチレバー上のＣＣＤＵおよびＶＴＣＳＳの一実施形態の平面図を図示する。従来のベルトタイプ移送コンベヤ３００が、カンチレバーの中心線を辿るように延設される。２つのＶＴＣＳＳ３０６および３０７が、本実施形態では、コンベヤの中心線から外周側方向に、従来のコンベヤ３００の両側に示される。各ＶＴＣＳＳは、管状体スタンド構築コンベヤアセンブリ２００と、管状体スタンド構築ステーション２０１と、管状体交換デバイス２０８と、スタンド運搬コンベヤアセンブリ２０２と、スタンド構築アイアンラフネック３０２とを備える。管状体は、図３の参照インジケータによって定義されるように、スタンド構築コンベヤアセンブリ２００の前方に位置する二重セットバックエリア１００から除去され、管状体スタンド構築コンベヤアセンブリ２００に移送され、そこで、２つ以上の管状体が、相互に取り付けられ、いくつかの実施形態では、３つの管状体が、相互に取り付けられる。いったん管状体が取り付けられると、管状体交換デバイス２０８は、坑井中心３０４により近接する、カンチレバーの後端に位置するセットバックエリア１０２内への格納のために、取り付けられた管状体をスタンド運搬コンベヤアセンブリ２０２に移送する。必要に応じて、取り付けられた管状体は、格納所から除去され、坑井中心においてさらに組み立てられる。管状体はまた、直接、坑井中心に運ばれ、取り付けられてもよい。管状体スタンド構築コンベヤアセンブリ２００、管状体交換デバイス２０８、およびスタンド運搬コンベヤアセンブリ２０２は、同一または異なる速度で稼働してもよい。コンベヤの速度もまた、可変であってもよい。例えば、管状体スタンド構築コンベヤアセンブリ２００は、スタンド運搬コンベヤアセンブリ２０２より低速に稼働してもよく、管状体交換デバイス２０８は、可変速度で稼働し、管状体スタンド構築コンベヤ２００の速度において、管状体スタンド構築コンベヤアセンブリ２００から管状体を取り上げ、次いで、スタンド運搬コンベヤアセンブリ２０２への運搬のために、スタンド運搬コンベヤアセンブリ２０２の速度と一致するように速度を増加させることを可能にしてもよい。
【００２４】
二重セットバックエリア１００内に垂直に格納された管状体は、下位橋形クレーンアセンブリ２１０を介して、垂直管状体搬送およびスタンド構築システムへおよびそこから運搬されてもよい。初期積荷およびスタンド構築時、単一継手のドリルパイプが、他の単一継手と継合し、二重および三重継手を作製することを要求してもよい。加えて、管状体は、予め二重および三重として、二重セットバックエリア１００の中に積荷されてもよく、ＶＴＣＳＳによって、四重等に組み立てられてもよい。一実施形態では、ドリルパイプは、Ｒ２であるが、システムはまた、Ｒ３および他のドリルパイプを収容可能である。ケーシングは、典型的には、４５フィート長で入荷されるが、また、本同一のシステムにおいて、単一から二重に継合されることができる。
【００２５】
図４に示されるように、管状体スタンド構築コンベヤアセンブリ２００は、２つの主要構成要素、すなわち、下側水平コンベヤベルト装置４００および垂直コンベヤベルトアセンブリ４０２から成る。垂直コンベヤベルトアセンブリ４０２は、図４に示される４つ等、複数のベルトアセンブリ４０４を備えてもよい。下側水平コンベヤ装置４００は、鋼鉄製トラックシューベルトタイプであり得る、荷重負荷コンベヤであり、有意な点荷重を支持可能である。トラックシューの荷重負荷表面は、管状体端への損傷を防止するために、保護表面で被覆されてもよい。保護表面は、木材、ナイロン、ゴム、またはいくつかの他の耐久性のある被覆であってもよい。下側水平コンベヤ装置４００は、例えば、一式の直角ドライブギヤを介して、垂直コンベヤベルトアセンブリ４０２の一部である、いくつかの平行「歯付」ベルトから成る、内周側垂直耐荷重構造に機械的に連結（連動）されてもよい。ベルトアセンブリ４０４は、垂直ホールドと管状体交換デバイス２０８との間を前後に搬送されるにつれて、管状体の重量を支持するために十分な数において、離間および提供されてもよい。例えば、単一継手は、２つのベルトアセンブリ４０４を要求してもよく、二重継手は、３つのベルトアセンブリ４０４を要求してもよく、三重継手は、４つのベルトアセンブリ４０４の支持を要求してもよい。
【００２６】
図４はまた、管状体スタンド構築および運搬の方法の実施形態を実証する。管状体が、管状体スタンド構築コンベヤアセンブリ２００の下側水平コンベヤ装置４００の前方側に積荷され、１度に１つの位置に前進されるにつれて、スタンド構築ホイスト２０６に到達する第１の単一継手が、次の管状体のものを安全に上回る高さまで吊り上げられる。下側水平コンベヤ装置４００は、ベルトアセンブリ４０４とともに、ある管状体位置に前進し、懸架された継手と、下側コンベヤ装置４００上に依然として静置している下側継手とを縦方向に整合させる。下側継手は、垂直位置に運ばれ、管状体を内周側に移動させ、それをスタンド構築アイアンラフネック３０２に受け渡す、スタンド構築アイアンラフネック３０２の近傍または外周側に位置する、油圧復原てこによって、懸架された継手と横方向に整合される。スタンド構築アイアンラフネック３０２は、上側継手を下側継手に対して回転させ、トルクをかける。この新しく継合された二重スタンドは、次いで、約１つ分の継手長だけ、ライン内の次の下側単一継手のものを安全に上回る高さまで巻き上げられる。下側コンベヤ４００は、ベルトアセンブリ４０４とともに、ある管状体位置に前進し、懸架された二重スタンドは、再び、下側コンベヤ４００内の下側継手と縦方向に整合される。下側継手は、垂直位置に運ばれ、再び、管状体を内周側に移動させ、それをスタンド構築アイアンラフネック３０２に受け渡す、油圧復原てこによって、懸架された二重継手と横方向に整合される。スタンド構築アイアンラフネック３０２は、本接続部をスピンさせ、トルクをかけ、三重継手スタンドのドリルパイプを形成する。三重スタンドは、スタンド構築アイアンラフネック３０２の近傍またはその上に位置する、油圧てこによって、垂直コンベヤベルトアセンブリの内周側に戻される。パイプのスタンドが作製されるにつれて、管状体交換デバイス２０８に向かって、後方方向に、管状体スタンド構築コンベヤアセンブリ２００によって前進される。スタンドが、管状体交換デバイス２０８に到達するにつれて、スタンド運搬コンベヤアセンブリ２０２に縦方向に継続して指向されるか、またはセットバックエリア１０２に向かって外周側を進行するように指向されるかのいずれかであってもよい。本プロセスにおけるコンベヤならびにセットバックエリアは、ドリルフロアと同一のレベルである、カンチレバーの上側デッキ上に位置する。
【００２７】
各スタンド構築ステーション２０１におけるスタンド構築アイアンラフネック３０２は、垂直に調節可能な基盤上に搭載され、Ｒ３ドリルパイプおよびケーシングの二重継手スタンドの構築に対応してもよい。内周側垂直コンベヤベルトアセンブリは、適正に離間され、任意の調節を伴わずに、Ｒ２長と同様に、管状体のＲ３長に対応してもよい。Ｒ３管状体のためのスタンド構築プロセスは、例えば、第３の継手の追加および作製を除き、Ｒ２のものに類似する。
【００２８】
スタンド運搬コンベヤアセンブリ２０２は、管状体スタンド構築コンベヤアセンブリ２００および管状体交換デバイス２０８から機械的に独立してもよい。スタンド運搬コンベヤアセンブリは、水平軸に沿って延設され、有意な点荷重を支持可能な運搬水平コンベヤベルト装置４０６を備える。水平コンベヤベルト装置４０６は、水平管状体スタンド構築コンベヤベルト装置４００を鏡映する。トラックシューの荷重負荷表面は、管状体端への損傷を防止するために、保護表面で被覆されてもよい。ある実施形態では、スタンド構築装置および運搬装置の水平コンベヤベルトは、１つかつ同一であってもよい。スタンド運搬コンベヤアセンブリ２０２は、管状体交換デバイス２０８によって、あるいは直接、スタンド構築ホイスト２０６または付加的ホイストを伴う上位橋形クレーン２０４によって取り込まれてもよい。したがって、管状体交換デバイス２０８は、ＶＴＣＳＳへの随意の追加となる。坑井中心に向かって前進させるか、またはそこから抜出するかにかかわらず、スタンド運搬コンベヤアセンブリ２０２の動作は、掘削業者の需要および坑井中心における動作要件によって左右され得る。加えて、ＶＴＣＳＳの動作は、コンピュータによって制御されてもよい。
【００２９】
上位橋形クレーンアセンブリ２０４は、スタンドを管状体交換デバイス２０８からセットバックエリア１０２に移送するために利用されてもよい。管状体交換デバイス２０８からスタンド運搬コンベヤアセンブリ２０２へのスタンドの運搬は、管状体交換デバイス２０８からスタンド運搬コンベヤアセンブリ２０２への直接受け渡しによって行われてもよい。インターロックが、採用され、スタンド運搬コンベヤアセンブリ２０２内に空きがない限り、管状体交換デバイス２０８からスタンド運搬コンベヤアセンブリ２０２への循環を防止してもよい。
【００３０】
孔内での揚降管の場合、組み立てられた管状体スタンドは、スタンド運搬コンベヤアセンブリ２０２の最後のスロット内のスタンドが坑井中心３０４と縦方向に整合すると、坑井中心に運搬される。トップドライブ４０８は、入ってくるスタンドを安全に上回る高さまで巻き上げられ、次いで、トップドライブ４０８上のパイプハンドラが、左側または右側のいずれかの外周側に延在され、入ってくる管状体に到達し、それを握持する。管状体が、パイプハンドラ／トップドライブ４０８によって、坑井中心３０４に向かって持ってこられるにつれて、同時に、持ち上げられる一方、追尾デバイスが、スタンドの下側端を保持し、それを坑井中心３０４と横方向に整合するようにゆっくりと追尾する。本時点から、スタンド構築アイアンラフネック３０２または付加的アイアンラフネックは、最終整合のために、スタンドに係合し、接続を行う。この新しく追加されたスタンドは、次いで、孔の中に入れる準備ができたことになる。トップドライブ４０８は、管状体を降下させ（その率は、条件に依存する）、最終的に、回転台上のスリップの中に置かれ、トップドライブ４０８は、再度、次の入ってくるスタンドを安全に上回る高さまで、巻き上げられ、そこで、プロセスが繰り返される。
【００３１】
孔外での揚降管の場合、管状体は、ＶＴＣＳＳを逆方向に動作させることによって、坑井中心３０４から抜出される。ＶＴＣＳＳは、セットバックエリア１０２内のラックに入れられるか、または管状体スタンド構築コンベヤアセンブリ２００に送られるかのいずれかであり、そこで、スタンドは、動作要件によって判定されるように、二重または単一に分解され、垂直管状体ホールド１００内に格納される、ドリルパイプの坑井中心３０４からの効率的分解および除去を可能にするために、逆順で完全に動作可能である。
【００３２】
図５Ａ−Ｄは、ＶＴＣＳＳの端面図および断面図を図示する。管状体スタンド構築コンベヤアセンブリ２００、管状体交換デバイス２０８、および／またはスタンド運搬コンベヤアセンブリ２０２は、その縦軸上で、垂直から約３度の角度まで傾斜されてもよく、例えば、管状体の上部は、カンチレバー中心線に対して外周側に傾く。本傾斜角度は、重力を使用して、管状体を歯付ベルトスロット内に保定するのに役立てることを可能にする。代替では、上側コンベヤベルトの上側歯付車は、より小さい直径から作られ、垂直からの該角度を維持してもよい。当業者は、２、４、５、および６度、またはそれ以上等、付加的傾斜角度が、検討されてもよいことを理解するであろう。
【００３３】
一実施形態では、セットバックエリア１０２は、管状体コンベヤの外周側にあるであろう。管状体交換デバイス２０８は、スタンドを全スロット内に格納し、内周側および外周側の両方に送り出すことを可能にするであろう。これは、コンベヤの外周側セットバックエリアへおよびそこからの管状体の移送、ならびに管状体スタンド構築コンベヤアセンブリ２００およびスタンド運搬コンベヤアセンブリ２０２へおよびそこからの移送を可能にするであろう。セットバックエリアがまた、管状体コンベヤの内周側に位置してもよいことは、当業者の理解の範囲外ではないであろう。
【００３４】
図６は、ＶＴＣＳＳの実施形態によって使用される、スタンド構築方法の段階的図である。ステップ１では、管状体は、二重セットバックエリア１００から、例えば、下位橋形クレーンアセンブリ２１０の使用を通して、下側コンベヤベルト装置４００上に積荷される。管状体スタンド構築コンベヤアセンブリ２００は、次いで、あるステーションに前進する。ステップ２および３では、ステップ１は、２つ以上の管状体が管状体スタンド構築コンベヤアセンブリ２００上に積荷されることを可能にするように繰り返される。ステップ４では、第１の管状体は、スタンド構築ステーション２０１に到達する。第１の管状体は、スタンド構築ホイスト２０６を用いて吊り上げられ、スタンド構築アイアンラフネック３０２を用いて握持され、管状体スタンド構築コンベヤアセンブリ２００は、次いで、別のステップに前進され、第２の管状体を第１の管状体の真下に移動させる。ステップ５では、第１の管状体は、第１および第２の管状体が、相互に取り付けられ、二重管状体を形成するように、スタンド構築アイアンラフネック３０２を用いて、第２の管状体の中に突き刺され、スピンされ、トルクがかけられる。ステップ６では、新しく作製された二重管状体は、吊り上げられ、管状体スタンド構築コンベヤアセンブリ２００が、別のステップに前進され、第３の管状体を二重管状体の下に移動させる。ステップ７では、スタンド構築アイアンラフネック３０２は、二重管状体が、第３の管状体に取り付けられ、三重管状体を形成するように、二重管状体を握持し、二重管状体を突き刺し、二重管状体をスピンさせ、トルクをかける。ステップ８では、アイアンラフネック３０２は、三重管状体を解放し、三重管状体を管状体スタンド構築コンベヤアセンブリ２００上に戻す。示されない別の実施形態では、単一管状体が、管状体の取付に先立って、３つの単一管状体を管状体スタンド構築コンベヤアセンブリ２００上に積荷する必要なく、直接、スタンド構築ステーション２０１の中に積荷される。
【００３５】
本発明およびその利点が、詳細に説明されたが、種々の変更、代用、および改変が、添付の請求項によって定義される本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本明細書で行われることができることを理解されたい。さらに、本願の範囲は、本明細書に説明されるプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、およびステップの特定の実施形態に限定されることを意図しない。当業者が、本発明の開示から容易に理解するであろうように、本明細書に説明される対応する実施形態と実質的に同一の機能を果たす、または実質的に同一の結果を達成する、現在既存または後に開発されるプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、またはステップが、本発明に従って利用されてもよい。故に、添付の請求項は、そのようなプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、またはステップをその範囲内に含むように意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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