[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

EP3833843B1 - Onshore drilling rig and method for moving a top drive in a drill mast of an onshore drilling rig - Google Patents

Onshore drilling rig and method for moving a top drive in a drill mast of an onshore drilling rig Download PDF

Info

Publication number
EP3833843B1
EP3833843B1 EP20725144.8A EP20725144A EP3833843B1 EP 3833843 B1 EP3833843 B1 EP 3833843B1 EP 20725144 A EP20725144 A EP 20725144A EP 3833843 B1 EP3833843 B1 EP 3833843B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
top drive
drill string
drill
moved
mast
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP20725144.8A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP3833843A1 (en
Inventor
Achim Nordbeck
Arend Lödden
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bentec Drilling and Oilfield Systems GmbH
Original Assignee
Bentec Drilling and Oilfield Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bentec Drilling and Oilfield Systems GmbH filed Critical Bentec Drilling and Oilfield Systems GmbH
Publication of EP3833843A1 publication Critical patent/EP3833843A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP3833843B1 publication Critical patent/EP3833843B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B15/00Supports for the drilling machine, e.g. derricks or masts
    • E21B15/02Supports for the drilling machine, e.g. derricks or masts specially adapted for underwater drilling
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/16Connecting or disconnecting pipe couplings or joints
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B15/00Supports for the drilling machine, e.g. derricks or masts
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/02Rod or cable suspensions
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/14Racks, ramps, troughs or bins, for holding the lengths of rod singly or connected; Handling between storage place and borehole
    • E21B19/143Racks, ramps, troughs or bins, for holding the lengths of rod singly or connected; Handling between storage place and borehole specially adapted for underwater drilling
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B3/00Rotary drilling
    • E21B3/02Surface drives for rotary drilling
    • E21B3/022Top drives
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/08Apparatus 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
    • E21B19/09Apparatus 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 specially adapted for drilling underwater formations from a floating support using heave compensators supporting the drill string

Definitions

  • the invention relates to a land drilling rig, sometimes referred to below as a drilling rig, for sinking deep boreholes, for example in hydrocarbon deposits, for oil and gas exploration or for developing geothermal energy.
  • the invention further relates to a method for moving a so-called top drive (power turret) in a drilling mast of a land drilling rig as well as a method for so-called removing a drill string from a borehole and a method for so-called installing a drill string into a borehole.
  • a land drilling rig with a drilling mast, a top drive movable in the drilling mast along the vertical axis of the drilling mast and a crown bearing at an upper end of the drilling mast.
  • the crown bearing is movable in the horizontal direction by means of a positioning device and the top drive is movable in the drilling mast in the vertical direction along a guide for the top drive.
  • the US 4,903,44 also describes a drilling system with a crown bearing that can be moved in a horizontal direction.
  • the US 2001/0025727 describes a drilling system without crown bearings and the mobility in the horizontal direction is implemented in the manner of a protal crane.
  • the US 2,643,005 describes a drilling rig from a time before the use of a top drive became common. There The drill string is rotated by means of a turntable and the drill mast is intended for the upward and downward movement of an elevator on which the drill string hangs during drilling. With such a drilling system, the elevator basically hangs freely on a cable pull system under the crown bearing.
  • the US 2,643,005 proposes the use of a steel cable that runs vertically in the drilling mast and is attached to the crown bearing at the top and to a retraction device at the bottom as a guide for the elevator (the elevator is coupled to the steel cable in a vertically movable manner).
  • a freely swinging elevator detached from the end of the drill string can be pulled out of the area of the end of the drill string by means of a retraction of the steel cable caused by a simultaneous movement of the crown bearing and the retraction device and can then be lowered next to the end of the drill string.
  • a critical aspect of operating a land drilling rig is the time-dependent costs. Installing and removing the drill string is particularly time-consuming. This is necessary, for example, when replacing a drill head. Removing a drill string and then installing (reinstalling) a drill string is also known as a “round trip.” The time it takes to remove and install a drill string is also known as the “trip rate”.
  • a short trip rate is an important criterion for the costs of a drilling project and is therefore a key differentiator for providers of a drilling system.
  • An object of the present invention is to provide a drilling rig with top drive, in particular a drilling mast of such a drilling rig, which enables a reduction in the time required for a round trip.
  • the drilling system proposed here comprises, in a manner generally known per se, a drilling mast, a power turret which is movable in the drilling mast along the vertical axis of the drilling mast and is referred to in technical terminology as a top drive, and a crown block (crown block) which is referred to in technical terminology as a crown block upper end (head end) of the drilling mast.
  • a crown block crown block upper end (head end) of the drilling mast.
  • the special feature is that the crown bearing is movable, namely translationally movable, in particular translationally movable transversely to the vertical axis of the drilling mast.
  • a crown bearing positioning device referred to below as a positioning device.
  • the drilling rig or drilling mast has such a positioning device, which is intended and set up to move the crown bearing during operation and which moves the crown bearing as intended during operation.
  • the positioning device is intended and set up to move the crown bearing back and forth between at least two different positions (first position; second position) as required.
  • the positioning device is or includes a device which moves the crown bearing into the first position, into the second position and possibly into further positions as required during operation and holds it in the respective position.
  • the positioning device is, for example, a drive or includes, for example, at least one drive.
  • the top drive which hangs below the crown bearing and at least indirectly hangs on the crown bearing, is located above the center of the borehole and accordingly in a position referred to as the borehole center.
  • the top drive is always in the middle of the borehole, when the drill string is raised, lowered or rotated using the top drive.
  • the first position of the crown bearing, in which the top drive is at the center of the borehole is also referred to as “center of the borehole” or “above the center of the borehole”; both terms mean the same thing.
  • the crown bearing In the second position, the crown bearing is in a position spaced from the center of the borehole. This position is hereinafter referred to as the withdrawn position.
  • the borehole center is considered to be any position above the borehole center or any position along an axis defined by the drill string in the borehole (borehole center axis).
  • a retracted position is any position along a further axis that is parallel to the borehole center axis and spaced from the borehole center axis.
  • Land drilling rig with a drilling mast, a top drive movable in the drilling mast along the vertical axis of the drilling mast and a crown bearing at an upper end of the drilling mast, the crown bearing being movable by means of a positioning device.
  • the mobility of the crown bearing according to the innovation proposed here has the advantage that a top drive that can move between the position above the center of the borehole and a retracted position can carry out so-called load travel to the center of the borehole and so-called empty travel in the retracted position.
  • Such mobility of the top drive (mobility between the center of the borehole and a retracted position) is known per se in offshore drilling rigs, but not in land drilling rigs. This mobility is also present in the innovation proposed here. This mobility is realized by means of a further positioning device, referred to below as a spreading device.
  • the top drive is in, for example, from the EP 2 470 747 A1 basically movable vertically in the drilling mast along a guide in a manner known per se, in particular along a guide attached to the drilling mast.
  • the spreading device engages directly or indirectly on the guide and the top drive is located at the opposite end of the spreading device. This means that the spreading device moves with the top drive in the mast and can in principle also be seen as part of the top drive.
  • the top drive can be moved into a first level and into a second level, each parallel to a level defined by the guide.
  • a scissor lifting mechanism acts as a spreading device and is effective in the horizontal direction for the purpose of "spreading" the top drive from the guide, i.e. to move the top drive into the position above the center of the borehole.
  • the top drive is supported on the guide when rotating the drill string and to rotate the drill string.
  • the mechanical connection between the top drive and the guide is via the spreading device.
  • the guide and the spreading device ensure (torque support) that the torque applied by the top drive causes the drill string to rotate.
  • the top drive In one of the two parallel planes into which the top drive can be moved by means of the spreading device, the top drive is located above the center of the borehole (first level; first position) and this first position is also referred to here as the position above the center of the borehole or simply as the center of the borehole.
  • second level; second position the top drive is not above the center of the borehole and this second position - analogous to the second position of the crown bearing - is referred to as the retracted position.
  • the positioning device and the spreading device are activated synchronously or at least essentially synchronously: If the crown bearing is moved into the position above the center of the borehole by means of the positioning device when the top drive is moving under load, the top drive is also moved into the position by means of the spreading device drill hole center moved (to the first level); If the crown bearing is moved into the retracted position by means of the positioning device when the top drive is empty, the top drive is also moved into the retracted position (into the second level) by means of the expanding device.
  • the top drive is above the center of the borehole and the drill string hangs on the top drive.
  • the area above the center of the borehole is occupied to a certain extent and is not accessible to other machines. Examples of such other machines are a so-called pipe handler, a pliers system sometimes referred to in technical terminology as an iron roughneck for making and loosening threaded connections between two drill rods or a rod handling device.
  • the top drive moves cyclically up and down in the drill mast in a manner known per se, namely between a position at the end of an upward movement and a position at the end of a downward movement, which is hereinafter referred to simply as “top in the mast” and “down in the mast", although the exact vertical position is not important.
  • the position “at the top of the mast” is correlated with the height of drill rods installed or removed at the same time.
  • the position “down in the mast” is in the area of the so-called drill floor and slightly above the drill floor.
  • a single drill rod When installing and removing the drill string, a single drill rod (single stand) can be installed or removed at a time. However, it is common to simultaneously install or remove two boring bars (double stand), three boring bars (triple stand) or possibly even more than three boring bars. In the interest of better readability of the further description, an individually installed or removed drill rod or several drill rods installed or removed at the same time are collectively referred to as a drill pipe element.
  • the order of the steps can also be varied such that the first step is carried out first, then the second step, then the fifth step, then the third step, then the fourth step and finally the sixth step.
  • the area above the center of the borehole is free again in the vertical direction.
  • the top drive can be lowered into the position "at the bottom of the mast” (empty travel) and is then coupled back to the drill string. Now the drill string is raised again using the top drive (new load travel) and the top drive moves a further distance The drill string pulled out of the borehole is returned to the position “up in the mast”. This process (steps 1 to 6) is repeated many times until the entire drill string is pulled out of the well. When installing a drill string, the same applies in the opposite direction and order accordingly.
  • the crown bearing is movable at least between the position in the middle of the borehole and a retracted position
  • a top drive that is itself movable between the position above the center of the borehole and a retracted position can carry out an empty run in the retracted position.
  • the top drive moves parallel to the axis of the drill string and in a plane parallel to the axis of the drill string.
  • the cables of the pulley system between the crown bearing and top drive run parallel or at least essentially parallel to the axis of the drill string.
  • the course of the ropes of the pulley system parallel or at least substantially parallel to the axis of the drill string is hereinafter referred to as a pulley system parallel to the drill string.
  • the empty journey takes place, for example, while the pulled-out drill pipe element is separated from the drill string and/or parked next to the mast.
  • the top drive is back in the position "down in the mast". Now - as long as the separation and parking of the pulled-out drill pipe element has been completed - the crown bearing is moved back to the hole center position and the top drive is moved to the hole center position so that the top drive can be coupled to the drill string again in the "down in the mast" position .
  • an advantage of the innovation proposed here is that a diagonal pull in the pulley system is avoided.
  • a diagonal pull in the pulley system occurs when - as is known from offshore drilling rigs - the top drive is moved from the position above the center of the borehole (under the crown bearing) to a retracted position.
  • a diagonal pull leads to unfavorable horizontal loads in the guidance of the top drive.
  • Another advantage of the innovation proposed here is that a smaller horizontal travel distance is necessary for the top drive between its position above the center of the borehole and the retracted position.
  • the retracted position In offshore drilling rigs and the known mobility of the top drive between the center of the borehole and the retracted position, the retracted position must be so far away from the position above the center of the borehole that a collision of the pulley system with a pulled-out drill pipe element, in particular with the upper end of the pulled-out drill pipe element, can be safely ruled out.
  • the spreading device that enables this route must be designed accordingly. The longer the route, the greater the forces acting on the spreading device.
  • a method for operating such a drilling system in particular a method for moving a top drive in a drilling mast of a drilling system
  • the drilling mast has a crown bearing at its head end in a manner known per se, wherein the crown bearing usually functions as a top block of a pulley system or such a top block hangs under the crown bearing, with the top drive hanging on a lower block of the pulley system, known in technical terminology as a traveling block, and that the top drive is vertically in the drilling mast by means of the pulley system, namely along a vertical axis of the Drilling mast, is movable and is moved during operation of the drilling rig.
  • the crown bearing is movable by means of a positioning device (crown bearing positioning device) at least between a first position (center of the drill hole) and a second position (retracted position) and can be moved into the first or second position by the positioning device as required when the drilling system is in operation is moved.
  • the crown bearing is preferably translationally movable, namely translationally in a direction transverse to the direction of movement of the top drive in the mast.
  • the crown bearing Due to a corresponding positioning of the positioning device, the crown bearing is in the hole center position when the drill string is raised, lowered or rotated with the top drive, i.e. generally whenever the drill string is hanging on the top drive.
  • the crown bearing is in the retracted position due to a corresponding positioning of the positioning device and the crown bearing is moved into the retracted position by the positioning device when the top drive is to be driven empty.
  • the method can also be developed by means of individual or several method features that relate to method steps carried out by the drilling rig, and the drilling rig or drilling mast can accordingly also be developed by means for carrying out method steps carried out as part of the method.
  • a travel path for the crown bearing is provided at the head end of the drilling mast and a traversing device or acts as a positioning device a displacement device which is intended and set up to move the crown bearing in, on or on the travel path, namely to move or shift.
  • a rack can also be used as a travel path.
  • Mixed forms are also conceivable, i.e. a travel path which includes, on the one hand, a rack and, on the other hand, a rail, in particular a guide rail, or a profile steel functioning as a rail or guide rail.
  • a drive acting on the one hand on the crown bearing and on the other hand either on the drilling mast or directly on the travel path preferably acts as the positioning device, or the positioning device comprises such a drive.
  • a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder for example, can be considered as a drive.
  • the drive acts on the drilling mast or directly on the travel path, it acts on a fixed point from which the crown bearing can be moved, in the case of a hydraulic or pneumatic cylinder in a manner known per se by retracting and extending a piston rod.
  • a cable pull can also be used as a drive, which moves the crown bearing along the travel path in the manner of a so-called trolley.
  • a motor drive in particular an electric motor or a hydraulic motor, can also be considered as a drive, which drives a drive wheel which engages in the travel path or engages the travel path and runs in, on or on the travel path.
  • a drive also acts on the crown bearing on the one hand and on the travel path and thus at least indirectly on the drilling mast on the other.
  • the drive is preferably connected to the crown bearing, in particular attached to the crown bearing.
  • Another possibility for a drive is a drive connected to the travel path or to the drilling mast, in particular attached to the travel path or to the drilling mast, which drives a drive wheel which is frictionally or positively locked the movable crown bearing works. Then, for example, a rack is attached to the crown bearing, into which the drive wheel engages.
  • the crown bearing After decoupling the top drive from the drill string, the crown bearing is moved into the second position (retracted position) by means of the positioning device and the top drive is moved into the second position (retracted position) by means of the spreading device and the top drive is moved downwards in the drill mast by means of an empty run, parallel to the axis of the drill string and at a distance from the position above the center of the borehole.
  • the crown bearing When the top drive is under load, the crown bearing is in the position above the center of the borehole. During empty travel, the crown bearing is in the retracted position.
  • the drill string When installing a drill string in a borehole, the drill string is lowered into the borehole piece by piece using the top drive and in each case by moving the top drive under load and by moving the top drive downwards in the drilling mast.
  • the drill string At the end of a load run of the Topdrive, the drill string is held by another machine when installing the drill string and the top drive is decoupled from the drill string.
  • the crown bearing and the top drive After disconnecting the top drive from the drill string, the crown bearing and the top drive are moved to the second position (retracted position) and the top drive is moved upwards in the drill mast by means of an empty run, parallel to the axis of the drill string and at a distance from the position above the center of the borehole.
  • the crown bearing is in the position above the center of the borehole when the top drive is running under load and in the retracted position during empty travel.
  • a movable crown bearing movable at least between the position above the center of the borehole and a retracted position
  • a similarly movable top drive - each by means of a positioning device or a spreading device - the entire device for raising, lowering and rotating a drill string is in the mast between the position above the center of the borehole and a retracted position, so that overall one can also speak of a retractable hoisting system in the mast (Retractable Hoisting System) and the invention is in its most general form such a retractable lifting system.
  • An empty journey in the retracted position following a load journey is preferably carried out automatically or semi-automatically.
  • Moving the crown bearing into the retracted position and then running the top drive empty are permitted if, on the one hand, the drill string is axially fixed and, if necessary, a pulled-out drill string element is held or at least guided by another machine and, on the other hand, the top drive is decoupled from the drill string.
  • Both conditions can be monitored automatically using a control device and are optionally automatically monitored using a control device.
  • the crown bearing is moved into the retracted position automatically or following an operator action (optimally at the same time or at least in temporal connection with a movement of the top drive into the retracted position by means of the spreading device) and optionally follows
  • the Topdrive automatically travels to the retracted position after another operator action.
  • control device for controlling the movement of a top drive in the drilling mast of a drilling rig, which works according to the method as described here and below and includes means for carrying out the method.
  • a possible control device for example, is a basically known programmable logic controller.
  • the means for carrying out the method are then the controller itself, input and output channels of the controller and a control program executed by the control device with an implementation of the method and the method steps included therein.
  • Input signals from the drilling system in particular from the positioning device, the top drive, the crown bearing and/or the spreading device, are recorded via the input channels of the control device.
  • the control program determines a logical combination of such signals with one another and/or with internal status signals of the control device generated in a manner known per se.
  • the result of such links is output signals which are output via the output channels to the drilling system, in particular the positioning device, the top drive, the crown bearing and/or the spreading device, and which, for example, cause activation of the positioning device to move the crown bearing into the first or second position .
  • the method is preferably implemented in the form of a computer program that functions as a control program.
  • the invention is therefore, on the one hand, also a computer program with program code instructions that can be executed by a computer, for example a central unit of a programmable logic controller, and on the other hand, a storage medium with such a computer program, i.e. a computer program product with program code means, and finally also a control device, in its memory as a means for When carrying out the method and its configurations, such a computer program is loaded or can be loaded.
  • control program and computer program also include other implementation options, namely in particular implementation in firmware or in firmware and software or in firmware and hardware.
  • FIG. 1 shows - in a highly simplified schematic form - a drilling mast 12 as part of a drilling system 10.
  • a top drive 14 can be moved upwards and downwards along the vertical axis of the drilling mast 12, i.e. in the vertical direction, in a manner known per se.
  • the drilling mast 12 has a so-called crown bearing 18 at its upper end (head end 16) in a manner known per se. In the embodiment shown, this acts as a top block of a pulley system 20 (cable system). A lower block 22 of the pulley system 20 hangs underneath Crown bearing 18. The top drive 14 hangs on the lower block 22 and overall on the pulley system 20 as well as under the crown bearing 18.
  • the crown bearing 18 is movable at least between a first and a second position by means of a positioning device 24.
  • a hydraulic cylinder is shown as the positioning device 24 - purely as an example.
  • the positioning device 24 in the form shown can also be understood as a pneumatic cylinder.
  • such a positioning device 24 is implemented in the form of a paired arrangement of two hydraulic or pneumatic cylinders.
  • the or each hydraulic or pneumatic cylinder is an example of a drive of a traversing or displacement device acting directly or indirectly on the drilling mast 12 and on the crown bearing 18 on the other hand.
  • the crown bearing 18 When depicted in Figure 1 the crown bearing 18 is in a first position, namely in a position in which the top drive 14 hangs above the borehole machined by the drilling system 10 (borehole center 26). When depicted in Figure 2 the crown bearing 18 is in a second position, namely in a position in which the top drive 14 does not hang over the center of the borehole 26. The position of the center of the borehole 26 results as the axis (axis of rotation) of the drill string 28.
  • the first position of the crown bearing 18, in which the top drive 14 hangs over the center of the borehole 26, is also referred to below as the position of the crown bearing 18 above the center of the borehole 26 or briefly as the center of the borehole 26 in relation to the position of the crown bearing 18.
  • the second position of the crown bearing 18, in which the top drive 14 is not above the center of the borehole 26 hangs, is referred to below as the withdrawn position to distinguish it.
  • a travel path 30 is provided at the head end 16 of the drilling mast 12 in the embodiment shown.
  • the crown bearing 18 is movable along the travel path 30.
  • the positioning device 24 causes the movement of the crown bearing 18 along the travel path 30, for example the movement of the crown bearing 18 into the position above the center of the borehole 26 or the movement of the crown bearing 18 into the retracted position.
  • top drive 14 In the position of the crown bearing 18 above the center of the borehole 26, so-called load travel of the top drive 14 takes place.
  • a drill string 28 which can be rotated by means of the top drive 14 hangs from the top drive 14 and is raised, lowered and/or rotated by means of the top drive 14.
  • An empty journey can already take place with a crown bearing 18 that is movable according to the innovation proposed here and a top drive 14 that can move between a position above the center of the borehole 26 and a retracted position if, when removing the drill string 28, a drill string element 32 is separated from the drill string 28 and next to the mast 12, for example in a finger platform 34, is parked or if When installing a drill string 28, a new drill string element 32 to be coupled to the drill string 28 is brought into the position above the center of the borehole 26. This saves time when installing and removing the drill string 28 because processes that previously had to be carried out strictly one after the other can now be carried out in parallel or at least partially in parallel.
  • a device which is basically known per se and is referred to here as an expansion device 36 is a device for moving the top drive 14 from the retracted position above the center of the borehole 26 and for moving the top drive 14 shown from the position above the center of the borehole 26 into the retracted position.
  • the spreading device 36 engages on one side on a guide 38 in or on the drilling mast 12 and on the opposite side the spreading device 36 holds and positions the top drive 14 (the top drive 14 is carried by the pulley system 20).
  • the top drive 14 in the drilling mast 12 is movable in the vertical direction along the guide 38.
  • the top drive 14 can be moved into a plane above the center of the borehole 26 (first position) and can be moved out of the plane above the center of the borehole 26 into a retracted position (second position).
  • the top drive 14 is supported on the guide 38 when the drill string 28 rotates.
  • the top drive 14 can be moved at least into a first plane and into a second plane, each parallel to a plane defined by the guide 38.
  • a situation is shown in which the top drive 14 is moved into the first level by means of the spreading device 36, namely a level which is a contains an imaginary line starting from the center of the borehole 26 along and in continuation of the borehole.
  • a position of the spreading device 36 belonging to this level is referred to below - analogously to the position of the crown bearing 18 - as the position above the center of the borehole 26 or briefly as the center of the borehole 26.
  • a situation is shown in which the top drive 14 is moved by means of the spreading device 36 into the second level, namely a second level parallel to the first level and spaced apart from the first level.
  • a position of the spreading device 36 belonging to this level is referred to below as the retracted position - also analogous to the position of the crown bearing 18.
  • the movements of the crown bearing 18 and the spreading device 36 are at least coordinated with one another.
  • a simultaneous movement of the crown bearing 18 and the spreading device 36 (in each case in the same direction, i.e. either in the direction of the first position or in the direction of the second position) can be provided.
  • the movements can also take place with a time delay or one after the other, but even then they always occur in the same direction.
  • the process steps “separating the pulled-out drill pipe element 32 from the drill string 28" (fifth step 44) and “removal of the drill pipe element 32 separated from the drill string 28 from the area above the center of the borehole 26" (sixth step 45) as well as the process step “ Lowering the top drive 14 towards the end of the drill string 28" (seventh step 46) can be carried out in parallel, as schematically simplified in the illustration in Figure 4 is shown.
  • the crown bearing 18 is moved into the retracted position by means of the positioning device 24 and the top drive 14 by means of the spreading device 36 after the top drive 14 has been decoupled from the drill string 28. Subsequently or optionally The top drive 14 is also lowered while the crown bearing 18 and/or the spreading device 36 is moving into the retracted position.
  • the crown bearing 18 can be moved back into the position above the center of the borehole 26 by means of the positioning device 24 and the top drive 14 by means of the expanding device 36.
  • the top drive 14 when moving in the retracted position, the top drive 14 is already at the level of the end of the drill string 28 when the sixth method step 45 (removal of the drill string element 32 from the area above the center of the borehole 26) has been completed in parallel.
  • the lowering of the top drive 14 would only begin now, i.e. only after the end of the sixth method step 45.
  • the removal of a drill pipe element 32 is now faster than in the prior art. This time saving is multiplied when a complete drill string 28 is removed. The same applies to (re)installing the drill string 28.
  • Specified is a land drilling rig 10 with a drilling mast 12, a top drive 14 movable in the drilling mast 12 along the vertical axis of the drilling mast 12 and a crown bearing 18 at an upper end 16 of the Drilling mast 12, the crown bearing 18 being movable by means of a positioning device 24, as well as a method for operating such a drilling rig 10 and a method for operating a top drive 14 in the drilling mast of such a drilling rig 10.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine im Folgenden mitunter kurz als Bohranlage bezeichnete Landbohranlage zum Abteufen von Tiefbohrungen, zum Beispiel auf Kohlenwasserstoff-Lagerstätten, zur Erdöl- und Erdgasexploration oder zum Erschließen von Geothermie. Die Erfindung betrifft im Weiteren ein Verfahren zum Bewegen eines sogenannten Topdrive (Kraftdrehkopf) in einem Bohrmast einer Landbohranlage sowie ein Verfahren zum sogenannten Ausbauen eines Bohrstrangs aus einem Bohrloch und ein Verfahren zum sogenannten Einbauen eines Bohrstrangs in ein Bohrloch.The invention relates to a land drilling rig, sometimes referred to below as a drilling rig, for sinking deep boreholes, for example in hydrocarbon deposits, for oil and gas exploration or for developing geothermal energy. The invention further relates to a method for moving a so-called top drive (power turret) in a drilling mast of a land drilling rig as well as a method for so-called removing a drill string from a borehole and a method for so-called installing a drill string into a borehole.

Aus der DE 10 2014 200 748 A1 ist eine Landbohranlage mit einem Bohrmast, einem im Bohrmast entlang der Hochachse des Bohrmasts beweglichen Topdrive und einem Kronenlager an einem oberen Ende des Bohrmasts bekannt. Das Kronenlager ist mittels einer Positioniereinrichtung in horizontaler Richtung beweglich und der Topdrive ist im Bohrmast entlang einer FĂĽhrung fĂĽr den Topdrive in vertikaler Richtung beweglich.From the DE 10 2014 200 748 A1 is a land drilling rig with a drilling mast, a top drive movable in the drilling mast along the vertical axis of the drilling mast and a crown bearing at an upper end of the drilling mast. The crown bearing is movable in the horizontal direction by means of a positioning device and the top drive is movable in the drilling mast in the vertical direction along a guide for the top drive.

Die US 4,903,44 beschreibt ebenfalls eine Bohranlage mit einem in horizontaler Richtung beweglichen Kronenlager. Die US 2001/0025727 beschreibt eine Bohranlage ohne Kronenlager und die Beweglichkeit in horizontaler Richtung ist nach Art eines Protalkrans realisiert.The US 4,903,44 also describes a drilling system with a crown bearing that can be moved in a horizontal direction. The US 2001/0025727 describes a drilling system without crown bearings and the mobility in the horizontal direction is implemented in the manner of a protal crane.

Die US 2,643,005 beschreibt eine Bohranlage aus einer Zeit, bevor die Verwendung eines Topdrive üblich geworden ist. Dort wird der Bohrstrang mittels eines Drehtisches gedreht und der Bohrmast ist zur Aufwärts- und Abwärtsbewegung eines Elevators vorgesehen, an dem der Bohrstrang beim Bohren hängt. Bei einer solchen Bohranlage hängt der Elevator grundsätzlich frei pendelnd an einem Seilzugsystem unter dem Kronenlager. Die US 2,643,005 schlägt die Verwendung eines vertikal im Bohrmast verlaufenden und einerseits oben am Kronenlager und andererseits unten an einer Zurückzieheinrichtung angeschlagenen Stahlseils als Führung für den Elevator vor (der Elevator ist vertikal beweglich an das Stahlseil gekoppelt). Ein vom Bohrstrangende gelöster, frei pendelnder Elevator kann mittels eines durch eine gleichzeitige Bewegung des Kronenlagers und der Zurückzieheinrichtung bewirkten Zurückziehens des Stahlseils aus dem Bereich des Bohrstrangendes gezogen werden und kann dann neben dem Bohrstrangende abgesenkt werden.The US 2,643,005 describes a drilling rig from a time before the use of a top drive became common. There The drill string is rotated by means of a turntable and the drill mast is intended for the upward and downward movement of an elevator on which the drill string hangs during drilling. With such a drilling system, the elevator basically hangs freely on a cable pull system under the crown bearing. The US 2,643,005 proposes the use of a steel cable that runs vertically in the drilling mast and is attached to the crown bearing at the top and to a retraction device at the bottom as a guide for the elevator (the elevator is coupled to the steel cable in a vertically movable manner). A freely swinging elevator detached from the end of the drill string can be pulled out of the area of the end of the drill string by means of a retraction of the steel cable caused by a simultaneous movement of the crown bearing and the retraction device and can then be lowered next to the end of the drill string.

Ein kritischer Aspekt beim Betrieb einer Landbohranlage sind die zeitabhängigen Kosten. Besonders zeitintensiv ist das Ein- und Ausbauen des Bohrstrangs. Dieses ist zum Beispiel beim Austausch eines Bohrkopfs erforderlich. Das Ausbauen eines Bohrstrangs und das anschließende Einbauen (Wiedereinbauen) eines Bohrstrangs wird auch als "Round Trip" bezeichnet. Die Dauer des Aus- und Einbauens eines Bohrstrangs wird auch als "Trip Rate" bezeichnet. Eine kurze Trip Rate ist ein wesentliches Kriterium für die Kosten eines Bohrvorhabens und entsprechend für Anbieter einer Bohranlage ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal.A critical aspect of operating a land drilling rig is the time-dependent costs. Installing and removing the drill string is particularly time-consuming. This is necessary, for example, when replacing a drill head. Removing a drill string and then installing (reinstalling) a drill string is also known as a “round trip.” The time it takes to remove and install a drill string is also known as the “trip rate”. A short trip rate is an important criterion for the costs of a drilling project and is therefore a key differentiator for providers of a drilling system.

Die oben genannte US 2,643,005 widmet sich bereits grundsätzlich dieser Problematik. Die dort vorgeschlagene Lösung kommt jedoch nicht für moderne Bohranlagen mit Topdrive in Betracht.The one mentioned above US 2,643,005 is already fundamentally addressing this problem. However, the solution proposed there is not suitable for modern drilling rigs with top drive.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Bohranlage mit Topdrive, insbesondere einen Bohrmast einer solchen Bohranlage, anzugeben, welche bzw. welcher eine Verringerung der für einen Round Trip benötigten Zeit ermöglicht.An object of the present invention is to provide a drilling rig with top drive, in particular a drilling mast of such a drilling rig, which enables a reduction in the time required for a round trip.

Die hier vorgeschlagene Bohranlage umfasst in grundsätzlich an sich bekannter Art und Weise einen Bohrmast, einen im Bohrmast entlang der Hochachse des Bohrmasts beweglichen, in der Fachterminologie als Topdrive bezeichneten Kraftdrehkopf sowie einen in der Fachterminologie als Crownblock (crown block) bezeichneten Kronenblock (Kronenlager) am oberen Ende (Kopfende) des Bohrmasts. Die Besonderheit besteht darin, dass das Kronenlager beweglich ist, nämlich translatorisch beweglich ist, insbesondere quer zur Hochachse des Bohrmasts translatorisch beweglich.The drilling system proposed here comprises, in a manner generally known per se, a drilling mast, a power turret which is movable in the drilling mast along the vertical axis of the drilling mast and is referred to in technical terminology as a top drive, and a crown block (crown block) which is referred to in technical terminology as a crown block upper end (head end) of the drilling mast. The special feature is that the crown bearing is movable, namely translationally movable, in particular translationally movable transversely to the vertical axis of the drilling mast.

Zum Bewegen des Kronenlagers ist eine im Folgenden kurz als Positioniereinrichtung bezeichnete Kronenlagerpositioniereinrichtung vorgesehen. Die Bohranlage oder der Bohrmast weist eine solche Positioniereinrichtung auf, welche dafür bestimmt und eingerichtet ist, das Kronenlager im Betrieb zu bewegen, und welche das Kronenlager im Betrieb bestimmungsgemäß bewegt. Die Positioniereinrichtung ist dafür bestimmt und eingerichtet, das Kronenlager bedarfsabhängig zwischen zumindest zwei verschiedenen Positionen (erste Position; zweite Position) hin und her zu bewegen. Die Positioniereinrichtung ist oder umfasst eine Einrichtung, welche das Kronenlager im Betrieb bedarfsabhängig in die erste Position, in die zweite Position und ggf. in weitere Positionen bewegt und in der jeweiligen Position hält. Die Positioniereinrichtung ist zum Beispiel ein Antrieb oder umfasst zum Beispiel zumindest einen Antrieb.To move the crown bearing, a crown bearing positioning device, referred to below as a positioning device, is provided. The drilling rig or drilling mast has such a positioning device, which is intended and set up to move the crown bearing during operation and which moves the crown bearing as intended during operation. The positioning device is intended and set up to move the crown bearing back and forth between at least two different positions (first position; second position) as required. The positioning device is or includes a device which moves the crown bearing into the first position, into the second position and possibly into further positions as required during operation and holds it in the respective position. The positioning device is, for example, a drive or includes, for example, at least one drive.

In der ersten Position des Kronenlagers befindet sich der unter dem Kronenlager hängende und zumindest mittelbar am Kronenlager hängende Topdrive über der Mitte des Bohrlochs und entsprechend auf einer als Bohrlochmitte bezeichneten Position. Der Topdrive befindet sich immer dann auf Bohrlochmitte, wenn der Bohrstrang mittels des Topdrive angehoben, abgesenkt oder gedreht wird. Die erste Position des Kronenlagers, in der sich der Topdrive auf Bohrlochmitte befindet, wird entsprechend ebenfalls als "Bohrlochmitte" oder als "über Bohrlochmitte" bezeichnet; beide Bezeichnungen meinen dasselbe. In der zweiten Position befindet sich das Kronenlager in einer von der Bohrlochmitte beabstandeten Position. Diese Position wird im Folgenden als zurückgezogene Position bezeichnet.In the first position of the crown bearing, the top drive, which hangs below the crown bearing and at least indirectly hangs on the crown bearing, is located above the center of the borehole and accordingly in a position referred to as the borehole center. The top drive is always in the middle of the borehole, when the drill string is raised, lowered or rotated using the top drive. The first position of the crown bearing, in which the top drive is at the center of the borehole, is also referred to as “center of the borehole” or “above the center of the borehole”; both terms mean the same thing. In the second position, the crown bearing is in a position spaced from the center of the borehole. This position is hereinafter referred to as the withdrawn position.

Als Bohrlochmitte gilt jede Position über der Bohrlochmitte oder jede Position entlang einer durch den Bohrstrang im Bohrloch definierten Achse (Bohrlochmitte-Achse). Als zurückgezogene Position gilt jede Position entlang einer weiteren Achse, welche parallel zu der Bohrlochmitte-Achse und beabstandet von der Bohrlochmitte-Achse verläuft.The borehole center is considered to be any position above the borehole center or any position along an axis defined by the drill string in the borehole (borehole center axis). A retracted position is any position along a further axis that is parallel to the borehole center axis and spaced from the borehole center axis.

Eine solche Landbohranlage lässt sich kurz wie folgt beschreiben: Landbohranlage mit einem Bohrmast, einem im Bohrmast entlang der Hochachse des Bohrmasts beweglichen Topdrive und einem Kronenlager an einem oberen Ende des Bohrmasts, wobei das Kronenlager mittels einer Positioniereinrichtung beweglich ist.Such a land drilling rig can be briefly described as follows: Land drilling rig with a drilling mast, a top drive movable in the drilling mast along the vertical axis of the drilling mast and a crown bearing at an upper end of the drilling mast, the crown bearing being movable by means of a positioning device.

AusfĂĽhrungsformen einer solchen Landbohranlage lassen sich kurz wie folgt beschreiben:

  • Die Landbohranlage weist einen Verfahrweg fĂĽr das Kronenlager am oberen Ende des Bohrmasts und eine als Positioniereinrichtung fungierende Verfahr- oder Verschiebeeinrichtung auf.
  • Die Landbohranlage weist einen einerseits am Bohrmast und andererseits am Kronenlager angreifenden Antrieb als Verfahr- oder Verschiebeeinrichtung auf.
  • Die Landbohranlage, nämlich deren als Verfahr- oder Verschiebeeinrichtung fungierender Antrieb, weist zumindest ein mittels des Antriebs (motorischer Antrieb, Elektromotor) drehbares und in, an oder auf dem Verfahrweg laufendes Antriebsrad auf.
Embodiments of such a land drilling system can be briefly described as follows:
  • The land drilling rig has a travel path for the crown bearing at the upper end of the drilling mast and a travel or displacement device that acts as a positioning device.
  • The land drilling rig has a drive that acts on the drilling mast on the one hand and on the crown bearing on the other hand as a traversing or displacement device.
  • The land drilling system, namely its drive that functions as a traversing or displacement device, has at least one drive wheel that can be rotated by means of the drive (motor drive, electric motor) and runs in, on or on the travel path.

Die Beweglichkeit des Kronenlagers gemäß der hier vorgeschlagenen Neuerung hat den Vorteil, dass ein selbst zwischen der Position über Bohrlochmitte und einer zurückgezogenen Position beweglicher Topdrive sogenannte Lastfahrten auf Bohrlochmitte und sogenannte Leerfahrten in der zurückgezogenen Position durchführen kann.The mobility of the crown bearing according to the innovation proposed here has the advantage that a top drive that can move between the position above the center of the borehole and a retracted position can carry out so-called load travel to the center of the borehole and so-called empty travel in the retracted position.

Eine solche Beweglichkeit des Topdrive (Beweglichkeit zwischen Bohrlochmitte und einer zurĂĽckgezogenen Position) ist bei Offshore-Bohranlagen, nicht aber bei Landbohranlagen, an sich bekannt. Diese Beweglichkeit ist auch bei der hier vorgeschlagenen Neuerung gegeben. Diese Beweglichkeit wird mittels einer im Folgenden zur Unterscheidung als Spreizeinrichtung bezeichneten weiteren Positioniereinrichtung realisiert.Such mobility of the top drive (mobility between the center of the borehole and a retracted position) is known per se in offshore drilling rigs, but not in land drilling rigs. This mobility is also present in the innovation proposed here. This mobility is realized by means of a further positioning device, referred to below as a spreading device.

Der Topdrive ist in zum Beispiel aus der EP 2 470 747 A1 grundsätzlich an sich bekannter Art und Weise entlang einer Führung vertikal im Bohrmast beweglich, insbesondere entlang einer am Bohrmast angebrachten Führung. Die Spreizeinrichtung greift mittelbar oder unmittelbar an der Führung an und der Topdrive befindet sich am gegenüberliegenden Ende der Spreizeinrichtung. D.h. die Spreizeinrichtung bewegt sich mit dem Topdrive im Mast und kann grundsätzlich auch als Teil des Topdrive aufgefasst werden. Mittels der Spreizeinrichtung ist der Topdrive in eine erste Ebene und in eine zweite Ebene jeweils parallel zu einer durch die Führung definierten Ebene beweglich. Eine solche Spreizeinrichtung ist grundsätzlich an sich bekannt, so dass insoweit auf den Stand der Technik verwiesen werden kann. Als Spreizeinrichtung fungiert zum Beispiel eine Scherenhubmechanik, die zum Zwecke des "Abspreizens" des Topdrive von der Führung, also zum Bewegen des Topdrive in die Position über Bohrlochmitte, in horizontaler Richtung wirksam ist.The top drive is in, for example, from the EP 2 470 747 A1 basically movable vertically in the drilling mast along a guide in a manner known per se, in particular along a guide attached to the drilling mast. The spreading device engages directly or indirectly on the guide and the top drive is located at the opposite end of the spreading device. This means that the spreading device moves with the top drive in the mast and can in principle also be seen as part of the top drive. By means of the spreading device, the top drive can be moved into a first level and into a second level, each parallel to a level defined by the guide. Such a spreading device is basically known per se, so that reference can be made to the state of the art. A scissor lifting mechanism, for example, acts as a spreading device and is effective in the horizontal direction for the purpose of "spreading" the top drive from the guide, i.e. to move the top drive into the position above the center of the borehole.

Der Topdrive stützt sich beim Drehen des Bohrstrangs und zum Drehen des Bohrstrangs an der Führung ab. Die mechanische Verbindung zwischen Topdrive und der Führung besteht über die Spreizeinrichtung. Die Führung und die Spreizeinrichtung gewährleisten (Drehmomentstütze), dass das mittels des Topdrive aufgebrachte Drehmoment ein Drehen des Bohrstrangs bewirkt. In einer der beiden parallelen Ebenen, in welche der Topdrive mittels der Spreizeinrichtung beweglich ist, befindet sich der Topdrive über Bohrlochmitte (erste Ebene; erste Position) und diese erste Position wird auch hier als Position über Bohrlochmitte oder kurz als Bohrlochmitte bezeichnet. In der anderen Ebene (zweite Ebene; zweite Position) befindet sich der Topdrive nicht über Bohrlochmitte und diese zweite Position wird - anlog zu der zweiten Position des Kronenlagers - als zurückgezogene Position bezeichnet. Beim Bewegen des Top-drive im Bohrmast werden die Positioniereinrichtung und die Spreizeinrichtung synchron oder zumindest im Wesentlichen synchron aktiviert: Bei einem mittels der Positioniereinrichtung bei einer Lastfahrt des Topdrive in die Position über Bohrlochmitte bewegten Kronenlager wird mittels der Spreizeinrichtung auch der Topdrive in die Position über Bohrlochmitte (in die erste Ebene) bewegt; bei einem mittels der Positioniereinrichtung bei einer Leerfahrt des Topdrive in die zurückgezogene Position bewegten Kronenlager wird mittels der Spreizeinrichtung auch der Topdrive in die zurückgezogene Position (in die zweite Ebene) bewegt.The top drive is supported on the guide when rotating the drill string and to rotate the drill string. The mechanical connection between the top drive and the guide is via the spreading device. The guide and the spreading device ensure (torque support) that the torque applied by the top drive causes the drill string to rotate. In one of the two parallel planes into which the top drive can be moved by means of the spreading device, the top drive is located above the center of the borehole (first level; first position) and this first position is also referred to here as the position above the center of the borehole or simply as the center of the borehole. In the other level (second level; second position) the top drive is not above the center of the borehole and this second position - analogous to the second position of the crown bearing - is referred to as the retracted position. When moving the top drive in the drilling mast, the positioning device and the spreading device are activated synchronously or at least essentially synchronously: If the crown bearing is moved into the position above the center of the borehole by means of the positioning device when the top drive is moving under load, the top drive is also moved into the position by means of the spreading device drill hole center moved (to the first level); If the crown bearing is moved into the retracted position by means of the positioning device when the top drive is empty, the top drive is also moved into the retracted position (into the second level) by means of the expanding device.

Während einer Lastfahrt befindet sich der Topdrive über Bohrlochmitte und der Bohrstrang hängt am Topdrive. Während einer Lastfahrt ist damit gewissermaßen der Bereich über der Bohrlochmitte belegt und für andere Maschinen nicht zugänglich. Beispiele für solche anderen Maschinen sind ein sogenannter Pipehandler, ein in der Fachterminologie mitunter als Iron Roughneck bezeichnetes Zangensystem zum Herstellen und Lösen von Gewindeverbindungen zwischen zwei Bohrstangen oder eine Gestängehandhabungseinrichtung.During a load run, the top drive is above the center of the borehole and the drill string hangs on the top drive. During a load journey, the area above the center of the borehole is occupied to a certain extent and is not accessible to other machines. Examples of such other machines are a so-called pipe handler, a pliers system sometimes referred to in technical terminology as an iron roughneck for making and loosening threaded connections between two drill rods or a rod handling device.

Beim Einbauen und auch beim Ausbauen eines Bohrstrangs bewegt sich der Topdrive in grundsätzlich an sich bekannter Art und Weise zyklisch im Bohrmast auf und ab, nämlich zwischen einer Position am Ende einer Aufwärtsbewegung und einer Position am Ende einer Abwärtsbewegung, die im Folgenden vereinfachend als "oben im Mast" und "unten im Mast" bezeichnet werden, wobei es auf eine exakte Vertikalposition dabei nicht ankommt. Die Position "oben im Mast" ist mit der Höhe gleichzeitig ein- oder ausgebauter Bohrstangen korreliert. Die Position "unten im Mast" befindet sich im Bereich der Ebene des sogenannten Drillfloor und leicht oberhalb des Drillfloor.When installing and removing a drill string, the top drive moves cyclically up and down in the drill mast in a manner known per se, namely between a position at the end of an upward movement and a position at the end of a downward movement, which is hereinafter referred to simply as "top in the mast" and "down in the mast", although the exact vertical position is not important. The position "at the top of the mast" is correlated with the height of drill rods installed or removed at the same time. The position "down in the mast" is in the area of the so-called drill floor and slightly above the drill floor.

Beim Ein- und Ausbauen des Bohrstrangs kann jeweils eine einzelne Bohrstange (single stand) ein- oder ausgebaut werden. Üblich ist aber ein gleichzeitiges Ein- oder Ausbauen von zwei Bohrstangen (double stand), drei Bohrstangen (triple stand) oder ggf. sogar mehr als drei Bohrstangen. Im Folgenden werden im Interesse einer besseren Lesbarkeit der weiteren Beschreibung eine einzeln ein- oder ausgebaute Bohrstange oder mehrere gleichzeitig ein- oder ausgebaute Bohrstangen zusammenfassend als Bohrgestängeelement bezeichnet.When installing and removing the drill string, a single drill rod (single stand) can be installed or removed at a time. However, it is common to simultaneously install or remove two boring bars (double stand), three boring bars (triple stand) or possibly even more than three boring bars. In the interest of better readability of the further description, an individually installed or removed drill rod or several drill rods installed or removed at the same time are collectively referred to as a drill pipe element.

Der herkömmliche Prozess des Ein- oder Ausbauens eines Bohrstrangs wird am Beispiel des Ausbauens kurz erläutert.The conventional process of installing or removing a drill string is briefly explained using the example of removal.

Beim Ausbauen eines Bohrstrangs wird der Bohrstrang mittels des Topdrive angehoben (Lastfahrt) und dabei stückweise aus dem Bohrloch gezogen. Das Ausbauen eines Bohrstrangs kann als in sechs wesentliche und sich zyklisch wiederholende Schritte unterteilt (siehe auch die Darstellung in Figur 3 und die zugehörige Erläuterung) gedacht werden:

  • Schritt 1: Der Topdrive fährt in die Position "oben im Mast". Der Topdrive ist dabei an das obere Ende des Bohrstrangs angekoppelt. Das Anheben des Bohrstrangs erfolgt auf eine Höhe, bei der sich ein Bohrgestängeelement (single stand, double stand etc.) in seiner gesamten Länge oberhalb des Drillfloor befindet. In dieser angehobenen Position wird der Bohrstrang bis zu einer LastĂĽbergabe zunächst mit dem Topdrive gehalten.
  • Schritt 2: Um den Topdrive vom Bohrstrang abkoppeln zu können, wird der Bohrstrang zur LastĂĽbernahme vom Topdrive axial fixiert. Eine solche Fixierung erfolgt beispielsweise und in grundsätzlich an sich bekannter Art und Weise mittels Keilen, nämlich mittels Keilen im Drillfloor. Mittels einer solchen Fixierung wird der Bohrstrang unabhängig vom Topdrive gehalten. Der Topdrive dient weiterhin noch als FĂĽhrung des herausgezogenen Bohrgestängeelements.
  • Schritt 3: Die FĂĽhrung des herausgezogenen Bohrgestängeelements wird mittels einer in der Fachterminoligie oftmals als Pipehandler bezeichneten Maschine ĂĽbernommen. Diese fungiert als Gestängehandhabungseinrichtung und wird im Folgenden als Gestängehandhabungseinrichtung bezeichnet. Zur Ăśbernahme der FĂĽhrung des herausgezogenen Bohrgestängeelements greift die Gestängehandhabungseinrichtung in grundsätzlich an sich bekannter Art und Weise am Bohrgestängeelement an.
  • Schritt 4: Der Topdrive kann nach einer solchen LastĂĽbergabe/-ĂĽbernahme (Schritt 2) und nach einer solchen Ăśbernahme der FĂĽhrung des herausgezogenen Bohrgestängeelements (Schritt 3) vom Bohrstrang gelöst werden und wird vom Bohrstrang gelöst.
  • Schritt 5: Ein an sich bekanntes Zangensystem greift an der oberhalb des Drillfloor liegenden Verbindungsstelle des herausgezogenen Bohrgestängeelements mit dem restlichen Bohrstrang an und löst das mittels der Gestängehandhabungseinrichtung gehaltene, herausgezogene Bohrgestängeelement vom Bohrstrang. Der vom Bohrstrang abgekoppelte Topdrive bleibt noch oben im Mast, weil sich das herausgezogene Bohrgestängeelement auf der Position Bohrlochmitte befindet und damit der Weg fĂĽr eine Abwärtsfahrt des Topdrive versperrt ist.
  • Schritt 6: Das herausgezogene und vom Bohrstrang getrennte Bohrgestängeelement wird mittels der Gestängehandhabungseinrichtung aus dem Bereich ĂĽber Bohrlochmitte entfernt und zum Beispiel neben dem Bohrmast abgestellt, insbesondere in einer sogenannten FingerbĂĽhne.
When removing a drill string, the drill string is lifted using the top drive (load travel) and pulled out of the borehole piece by piece. The removal of a drill string can be divided into six essential and cyclically repeating steps (see also the illustration in Figure 3 and the associated explanation):
  • Step 1: The top drive moves to the position "at the top of the mast". The top drive is coupled to the upper end of the drill string. The drill string is raised to a height at which a drill string element (single stand, double stand, etc.) is located above the drill floor over its entire length. In this raised position, the drill string is initially held with the top drive until the load is transferred.
  • Step 2: In order to be able to decouple the top drive from the drill string, the drill string is axially fixed to take over the load from the top drive. Such a fixation takes place, for example, in a manner that is generally known per se, by means of wedges, namely by means of wedges in the drill floor. By means of such a fixation, the drill string is held independently of the top drive. The top drive continues to serve as a guide for the drill pipe element that has been pulled out.
  • Step 3: The pulled-out drill pipe element is guided by a machine often referred to in technical terminology as a pipe handler. This functions as a boom handling device and is referred to below as a boom handling device. To take over the management of the pulled-out drill pipe element, the pipe handling device engages the drill pipe element in a manner generally known per se.
  • Step 4: The top drive can be released from the drill string after such a load transfer/takeover (step 2) and after such a takeover of the guidance of the pulled-out drill pipe element (step 3) and is released from the drill string.
  • Step 5: A pliers system known per se engages at the connection point of the pulled-out drill pipe element with the remaining drill string above the drill floor and releases the pulled-out drill pipe element held by the pipe handling device from the drill string. The top drive that is uncoupled from the drill string still remains at the top of the mast because the drill pipe element that has been pulled out is in the middle of the borehole, thus blocking the way for the top drive to travel downwards.
  • Step 6: The drill pipe element that has been pulled out and separated from the drill string is removed from the area above the center of the borehole using the pipe handling device and placed next to the drill mast, for example, in particular in a so-called finger platform.

Die Reihenfolge der Schritte kann auch variiert werden, derart, dass zuerst der erste Schritt, dann der zweite Schritt, dann der fĂĽnfte Schritt, dann der dritte Schritt, dann der vierte Schritt und schlieĂźlich der sechste Schritt ausgefĂĽhrt wird.The order of the steps can also be varied such that the first step is carried out first, then the second step, then the fifth step, then the third step, then the fourth step and finally the sixth step.

Nach dem sechsten Schritt ist der Bereich über der Bohrlochmitte in vertikaler Richtung wieder frei. Der Topdrive kann in die Position "unten im Mast" abgesenkt werden (Leerfahrt) und wird dort wieder an den Bohrstrang angekoppelt. Nun wird der Bohrstrang erneut mittels des Topdrive angehoben (neue Lastfahrt) und der Topdrive fährt mit dem ein weiteres Stück aus dem Bohrloch herausgezogenen Bohrstrang erneut in die Position "oben im Mast". Dieser Vorgang (Schritte 1 bis 6) wiederholt sich viele Male, bis der gesamte Bohrstrang aus dem Bohrloch gezogen ist. Für das Einbauen eines Bohrstrangs gilt dasselbe in umgekehrter Richtung und Reihenfolge entsprechend.After the sixth step, the area above the center of the borehole is free again in the vertical direction. The top drive can be lowered into the position "at the bottom of the mast" (empty travel) and is then coupled back to the drill string. Now the drill string is raised again using the top drive (new load travel) and the top drive moves a further distance The drill string pulled out of the borehole is returned to the position “up in the mast”. This process (steps 1 to 6) is repeated many times until the entire drill string is pulled out of the well. When installing a drill string, the same applies in the opposite direction and order accordingly.

Indem nach dem hier vorgeschlagenen Ansatz das Kronenlager zumindest zwischen der Position Bohrlochmitte und einer zurĂĽckgezogenen Position beweglich ist, kann ein selbst zwischen der Position ĂĽber Bohrlochmitte und einer zurĂĽckgezogenen Position beweglicher Topdrive eine Leerfahrt in der zurĂĽckgezogenen Position durchfĂĽhren. Bei der Leerfahrt bewegt sich der Topdrive dabei parallel zur Achse des Bohrstrangs und in einer zur Achse des Bohrstrangs parallelen Ebene. Ebenso verlaufen bei der Leerfahrt die Seile des Flaschenzugsystems zwischen Kronenlager und Topdrive parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zur Achse des Bohrstrangs. Der Verlauf der Seile des Flaschenzugsystems parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zur Achse des Bohrstrangs wird im Folgenden kurz als zum Bohrstrang paralleles Flaschenzugsystem bezeichnet.Since, according to the approach proposed here, the crown bearing is movable at least between the position in the middle of the borehole and a retracted position, a top drive that is itself movable between the position above the center of the borehole and a retracted position can carry out an empty run in the retracted position. When traveling empty, the top drive moves parallel to the axis of the drill string and in a plane parallel to the axis of the drill string. Likewise, when traveling empty, the cables of the pulley system between the crown bearing and top drive run parallel or at least essentially parallel to the axis of the drill string. The course of the ropes of the pulley system parallel or at least substantially parallel to the axis of the drill string is hereinafter referred to as a pulley system parallel to the drill string.

Die Leerfahrt erfolgt zum Beispiel, während das herausgezogene Bohrgestängeelement vom Bohrstrang getrennt und/oder neben dem Mast abgestellt wird. Am Ende der Leerfahrt befindet sich der Topdrive wieder auf der Position "unten im Mast". Jetzt werden - sofern die Trennung und das Abstellen des herausgezogenen Bohrgestängeelements abgeschlossen ist - das Kronenlager wieder in die Position Bohrlochmitte gefahren und der Topdrive in die Position Bohrlochmitte bewegt, sodass der Topdrive in der Position "unten im Mast" erneut an den Bohrstrang angekoppelt werden kann.The empty journey takes place, for example, while the pulled-out drill pipe element is separated from the drill string and/or parked next to the mast. At the end of the empty journey, the top drive is back in the position "down in the mast". Now - as long as the separation and parking of the pulled-out drill pipe element has been completed - the crown bearing is moved back to the hole center position and the top drive is moved to the hole center position so that the top drive can be coupled to the drill string again in the "down in the mast" position .

Die Zeit, während derer sich der Topdrive bei der Leerfahrt parallel zu dem noch nicht vom Bohrstrang getrennten oder noch nicht abgestellten Bohrgestängeelement bewegt, ist jetzt beim Ausbauen des Bohrstrangs eingespart. Dieser Zeitgewinn ergibt sich bei jeder Leerfahrt (beim Ausbauen des Bohrstrangs und genauso beim Einbauen des Bohrstrangs). Damit ist eine deutliche Reduktion der Dauer des Aus- und Einbauens eines Bohrstrangs, also eine deutliche Reduktion der Dauer eines Round Trip, erreicht.The time during which the top drive moves parallel to the drill pipe element that has not yet been separated from the drill string or has not yet been switched off when running empty is now saved when the drill string is removed. This time saving occurs with every empty journey (when removing the drill string and also when installing the drill string). This results in a significant reduction in the time it takes to remove and install a drill string, i.e. a significant reduction in the duration of a round trip.

Neben dieser Zeitersparnis besteht ein Vorteil der hier vorgeschlagenen Neuerung darin, dass ein Schrägzug im Flaschenzugsystem vermieden wird. Ein Schrägzug im Flaschenzugsystem ergibt sich, wenn - wie dies von Offshore-Bohranlagen bekannt ist - der Topdrive von der Position über Bohrlochmitte (unter dem Kronenlager) in eine zurückgezogene Position bewegt wird. Ein Schrägzug führt in ungünstiger Art und Weise zu Horizontallasten in der Führung des Topdrive. Ein weiterer Vorteil der hier vorgeschlagenen Neuerung besteht darin, dass ein geringerer horizontaler Fahrweg für den Topdrive zwischen dessen Position über Bohrlochmitte und der zurückgezogenen Position notwendig ist. Bei Offshore-Bohranlagen und der dort bekannten Beweglichkeit des Topdrive zwischen Bohrlochmitte und der zurückgezogenen Position muss die zurückgezogene Position so weit von der Position über Bohrlochmitte entfernt sein, dass eine Kollision des Flaschenzugsystems mit einem herausgezogenen Bohrgestängeelement, insbesondere mit dem oberen Ende des herausgezogenen Bohrgestängeelements, sicher ausgeschlossen werden kann. Dies macht einen deutlichen Abstand der zurückgezogenen Position von der Position über Bohrlochmitte erforderlich und führt zu einem entsprechenden Fahrweg des Topdrive zwischen Bohrlochmitte und der zurückgezogenen Position. Die Spreizeinrichtung, welche diesen Fahrweg ermöglicht, muss entsprechend ausgelegt sein. Je größer der Fahrweg, desto größer sind die auf die Spreizeinrichtung wirkenden Kräfte. Ein nach der hier vorgeschlagenen Neuerung möglicher geringerer Abstand zwischen der zurückgezogenen Position und Bohrlochmitte verringert also die auf die Spreizeinrichtung wirkenden Kräfte. Diese reduzierte Belastung erhöht deren Lebensdauer und macht eine weniger aufwändige Auslegung der Spreizeinrichtung möglich.In addition to this time saving, an advantage of the innovation proposed here is that a diagonal pull in the pulley system is avoided. A diagonal pull in the pulley system occurs when - as is known from offshore drilling rigs - the top drive is moved from the position above the center of the borehole (under the crown bearing) to a retracted position. A diagonal pull leads to unfavorable horizontal loads in the guidance of the top drive. Another advantage of the innovation proposed here is that a smaller horizontal travel distance is necessary for the top drive between its position above the center of the borehole and the retracted position. In offshore drilling rigs and the known mobility of the top drive between the center of the borehole and the retracted position, the retracted position must be so far away from the position above the center of the borehole that a collision of the pulley system with a pulled-out drill pipe element, in particular with the upper end of the pulled-out drill pipe element, can be safely ruled out. This requires a significant distance between the retracted position and the position above the center of the borehole and leads to a corresponding travel of the top drive between the center of the borehole and the retracted position. The spreading device that enables this route must be designed accordingly. The longer the route, the greater the forces acting on the spreading device. A smaller distance between the retracted position and the center of the borehole, which is possible according to the innovation proposed here, reduces the forces acting on the spreading device. This reduced load increases their service life and makes a less complex design of the spreading device possible.

Bei einem Verfahren zum Betrieb einer solchen Bohranlage, insbesondere einem Verfahren zum Bewegen eines Topdrive in einem Bohrmast einer Bohranlage, ist zunächst bezüglich des Bohrmasts und des Topdrive vorgesehen, dass der Bohrmast in an sich bekannter Art und Weise an seinem Kopfende ein Kronenlager aufweist, wobei das Kronenlager üblicherweise als Oberflasche eines Flaschenzugsystems fungiert oder unter dem Kronenlager eine solche Oberflasche hängt, wobei der Topdrive an einer in der Fachterminologie als Traveling Block bezeichneten Unterflasche des Flaschenzugsystems hängt, und dass der Topdrive mittels des Flaschenzugsystems vertikal im Bohrmast, nämlich entlang einer Hochachse des Bohrmasts, beweglich ist und beim Betrieb der Bohranlage bewegt wird.In a method for operating such a drilling system, in particular a method for moving a top drive in a drilling mast of a drilling system, it is initially provided with regard to the drilling mast and the top drive that the drilling mast has a crown bearing at its head end in a manner known per se, wherein the crown bearing usually functions as a top block of a pulley system or such a top block hangs under the crown bearing, with the top drive hanging on a lower block of the pulley system, known in technical terminology as a traveling block, and that the top drive is vertically in the drilling mast by means of the pulley system, namely along a vertical axis of the Drilling mast, is movable and is moved during operation of the drilling rig.

Die Besonderheit des Verfahrens besteht darin, dass das Kronenlager mittels einer Positioniereinrichtung (Kronenlagerpositioniereinrichtung) zumindest zwischen einer ersten Position (Bohrlochmitte) und einer zweiten Position (zurückgezogene Position) beweglich ist und beim Betrieb der Bohranlage bedarfsabhängig durch die Positioniereinrichtung in die erste oder die zweite Position bewegt wird. Das Kronenlager ist bevorzugt translatorisch beweglich, nämlich translatorisch in einer Richtung quer zur Bewegungsrichtung des Topdrive im Mast. Beim Ein- und Ausbauen eines Bohrstrangs werden das Kronenlager mittels der Positioniereinrichtung und der Top-drive mittels einer Spreizeinrichtung der oben beschriebenen Art in die Position Bohrlochmitte bewegt, wenn der Bohrstrang mit dem Topdrive angehoben, abgesenkt oder gedreht werden soll. Das Kronenlager befindet sich aufgrund einer entsprechenden Positionierung der Positioniereinrichtung in der Position Bohrlochmitte, wenn der Bohrstrang mit dem Topdrive angehoben, abgesenkt oder gedreht wird, also allgemein immer dann, wenn der Bohrstrang am Topdrive hängt. Bei einer Leerfahrt des Topdrive befindet sich das Kronenlager aufgrund einer entsprechenden Positionierung der Positioniereinrichtung in der zurückgezogenen Position und das Kronenlager wird durch die Positioniereinrichtung in die zurückgezogene Position bewegt, wenn eine Leerfahrt des Topdrive erfolgen soll.The special feature of the method is that the crown bearing is movable by means of a positioning device (crown bearing positioning device) at least between a first position (center of the drill hole) and a second position (retracted position) and can be moved into the first or second position by the positioning device as required when the drilling system is in operation is moved. The crown bearing is preferably translationally movable, namely translationally in a direction transverse to the direction of movement of the top drive in the mast. When installing and removing a drill string, the crown bearing is moved using the positioning device and the top drive is moved using an expanding device as described above Type moved to the hole center position when the drill string is to be raised, lowered or rotated using the top drive. Due to a corresponding positioning of the positioning device, the crown bearing is in the hole center position when the drill string is raised, lowered or rotated with the top drive, i.e. generally whenever the drill string is hanging on the top drive. When the top drive is running empty, the crown bearing is in the retracted position due to a corresponding positioning of the positioning device and the crown bearing is moved into the retracted position by the positioning device when the top drive is to be driven empty.

Für die weitere Beschreibung gilt zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen, dass Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem Verfahren zum Betrieb einer Bohranlage oder dem Verfahren zum Bewegen eines Topdrive in einem Bohrmast einer Bohranlage sowie eventueller Ausgestaltungen beschrieben sind, selbstverständlich auch für eine zur Ausführung des Verfahrens eingerichtete Bohranlage bzw. einen zur Ausführung des Verfahrens eingerichteten Bohrmast und umgekehrt gelten. Dementsprechend kann das Verfahren auch mittels einzelner oder mehrerer Verfahrensmerkmale fortgebildet sein, die sich auf von der Bohranlage ausgeführte Verfahrensschritte beziehen, und die Bohranlage oder der Bohrmast kann entsprechend auch durch Mittel zur Ausführung von im Rahmen des Verfahrens ausgeführten Verfahrensschritten fortgebildet sein. Folglich gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem hier vorgeschlagenen Verfahren und eventueller Ausgestaltungen beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit und im Hinblick auf die hier vorgeschlagene Vorrichtung und eventuelle Ausgestaltungen der Vorrichtung und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Aspekten der Erfindung stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.For the further description, in order to avoid unnecessary repetitions, features and details that are described in connection with the method for operating a drilling rig or the method for moving a top drive in a drilling mast of a drilling rig as well as possible configurations, of course also apply to one for the execution of the Drilling rig set up for the process or a drilling mast set up to carry out the process and vice versa apply. Accordingly, the method can also be developed by means of individual or several method features that relate to method steps carried out by the drilling rig, and the drilling rig or drilling mast can accordingly also be developed by means for carrying out method steps carried out as part of the method. Consequently, features and details that are described in connection with the method proposed here and possible configurations naturally also apply in connection with and with regard to the device proposed here and possible configurations of the device and vice versa, so that with regard to the disclosure to the individual aspects The invention is or can always be referred to mutually.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei verwendete Rückbeziehungen innerhalb der Ansprüche weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des in Bezug genommenen Anspruchs durch die Merkmale des jeweiligen abhängigen Anspruchs hin. Sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale oder Merkmalskombinationen eines abhängigen Anspruchs zu verstehen. Des Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der Ansprüche sowie der Beschreibung bei einer näheren Konkretisierung eines Merkmals in einem abhängigen Anspruch davon auszugehen, dass eine derartige Beschränkung in den jeweils vorangehenden Ansprüchen sowie einer allgemeineren Ausführungsform des gegenständlichen Verfahrens / der gegenständlichen Bohranlage bzw. des gegenständlichen Bohrmasts nicht vorhanden ist. Jede Bezugnahme in der Beschreibung auf Aspekte abhängiger Ansprüche ist demnach auch ohne speziellen Hinweis ausdrücklich als Beschreibung optionaler Merkmale zu lesen.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the subclaims. The relationships used within the claims indicate the further development of the subject matter of the referenced claim through the features of the respective dependent claim. They are not to be understood as a waiver of the achievement of independent, objective protection for the features or combinations of features of a dependent claim. Furthermore, with regard to an interpretation of the claims and the description, when a feature in a dependent claim is specified in more detail, it is to be assumed that such a limitation is contained in the respective preceding claims as well as a more general embodiment of the subject method/the subject drilling rig or the subject matter Drilling mast is not present. Any reference in the description to aspects of dependent claims is therefore to be read expressly as a description of optional features, even without any special reference.

Bei einer Ausführungsform der hier vorgeschlagenen Vorrichtung (Bohranlage mit einer Positioniereinrichtung und einem mittels der Positioniereinrichtung beweglichen Kronenlager; Bohrmast mit einer Positioniereinrichtung und einem mittels der Positioniereinrichtung beweglichen Kronenlager) ist am Kopfende des Bohrmasts ein Verfahrweg für das Kronenlager vorgesehen und als Positioniereinrichtung fungiert eine Verfahreinrichtung oder eine Verschiebeeinrichtung, welche dafür bestimmt und eingerichtet ist, das Kronenlager im, am oder auf dem Verfahrweg zu bewegen, nämlich zu verfahren bzw. zu verschieben. Als Verfahrweg kommt zumindest eine Schiene, insbesondere eine Führungsschiene, oder ein als Schiene bzw. Führungsschiene fungierender Profilstahl in Betracht, insbesondere ein Profilstahl mit einem U-Profil oder einem T-Profil. Genauso kommt als Verfahrweg eine Zahnstange in Betracht. Ebenso sind Mischformen denkbar, also ein Verfahrweg, welcher einerseits eine Zahnstange und andererseits eine Schiene, insbesondere eine Führungsschiene, oder einen als Schiene bzw. Führungsschiene fungierenden Profilstahl umfasst.In one embodiment of the device proposed here (drilling rig with a positioning device and a crown bearing movable by means of the positioning device; drilling mast with a positioning device and a crown bearing movable by means of the positioning device), a travel path for the crown bearing is provided at the head end of the drilling mast and a traversing device or acts as a positioning device a displacement device which is intended and set up to move the crown bearing in, on or on the travel path, namely to move or shift. At least one rail, in particular a guide rail, or a rail or Guide rail acting profile steel into consideration, in particular a profile steel with a U-profile or a T-profile. A rack can also be used as a travel path. Mixed forms are also conceivable, i.e. a travel path which includes, on the one hand, a rack and, on the other hand, a rail, in particular a guide rail, or a profile steel functioning as a rail or guide rail.

Bevorzugt fungiert als Positioniereinrichtung ein einerseits am Kronenlager und andererseits entweder am Bohrmast oder direkt am Verfahrweg angreifender Antrieb oder die Positioniereinrichtung umfasst einen solchen Antrieb. Als Antrieb kommt zum Beispiel ein Hydraulikzylinder oder ein Pneumatikzylinder in Betracht. Soweit der Antrieb am Bohrmast oder direkt am Fahrweg angreift, greift er an einem ortsfesten Punkt an, von dem aus das Kronenlager bewegt werden kann, bei einem Hydraulik- oder Pneumatikzylinder in an sich bekannter Art und Weise durch Einziehen und Ausfahren einer Kolbenstange. Alternativ kommt als Antrieb auch ein Seilzug in Betracht, welcher das Kronenlager nach Art einer sogenannten Laufkatze entlang des Fahrwegs bewegt. Als Antrieb kommt alternativ ebenso ein motorischer Antrieb, insbesondere ein Elektromotor oder ein Hydraulikmotor, in Betracht, welcher ein Antriebsrad antreibt, welches in den Verfahrweg eingreift oder an dem Verfahrweg angreift und in, an oder auf dem Verfahrweg läuft. Auch ein solcher Antrieb greift einerseits am Kronenlager und andererseits am Verfahrweg und damit zumindest mittelbar am Bohrmast an. Bevorzugt ist der Antrieb dabei mit dem Kronenlager verbunden, insbesondere am Kronenlager angebracht. Eine weitere Möglichkeit für einen Antrieb ist ein mit dem Verfahrweg oder mit dem Bohrmast verbundener, insbesondere am Verfahrweg bzw. am Bohrmast angebrachter Antrieb, welcher ein Antriebsrad antreibt, welches reib- oder formschlüssig auf das bewegliche Kronenlager wirkt. Dann ist am Kronenlager zum Beispiel eine Zahnstange angebracht, in welche das Antriebsrad eingreift.A drive acting on the one hand on the crown bearing and on the other hand either on the drilling mast or directly on the travel path preferably acts as the positioning device, or the positioning device comprises such a drive. A hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder, for example, can be considered as a drive. As far as the drive acts on the drilling mast or directly on the travel path, it acts on a fixed point from which the crown bearing can be moved, in the case of a hydraulic or pneumatic cylinder in a manner known per se by retracting and extending a piston rod. Alternatively, a cable pull can also be used as a drive, which moves the crown bearing along the travel path in the manner of a so-called trolley. Alternatively, a motor drive, in particular an electric motor or a hydraulic motor, can also be considered as a drive, which drives a drive wheel which engages in the travel path or engages the travel path and runs in, on or on the travel path. Such a drive also acts on the crown bearing on the one hand and on the travel path and thus at least indirectly on the drilling mast on the other. The drive is preferably connected to the crown bearing, in particular attached to the crown bearing. Another possibility for a drive is a drive connected to the travel path or to the drilling mast, in particular attached to the travel path or to the drilling mast, which drives a drive wheel which is frictionally or positively locked the movable crown bearing works. Then, for example, a rack is attached to the crown bearing, into which the drive wheel engages.

Insgesamt ist nach dem hier vorgeschlagenen Ansatz vorteilhaft vorgesehen, dass beim und zum Einbauen eines Bohrstrangs in ein Bohrloch oder beim und zum Ausbauen eines Bohrstrangs aus einem Bohrloch jeweils Verfahren mit den folgenden Verfahrensschritten ausgefĂĽhrt werden:
Beim Ausbauen eines Bohrstrangs aus dem Bohrloch wird der Bohrstrang mittels des Topdrive stückweise und jeweils im Wege einer Lastfahrt des Topdrive sowie einer Aufwärtsbewegung des Topdrive im Bohrmast aus dem Bohrloch gezogen. Am Ende einer Lastfahrt des Topdrive wird beim Ausbauen des Bohrstrangs der Bohrstrang mittels einer anderen Maschine gehalten und der Topdrive wird vom Bohrstrang abgekoppelt. Nach dem Abkoppeln des Topdrive vom Bohrstrang werden das Kronenlager mittels der Positioniereinrichtung und der Topdrive mittels der Spreizeinrichtung in die zweite Position (zurückgezogene Position) bewegt und der Topdrive wird im Wege einer Leerfahrt im Bohrmast abwärts bewegt, parallel zur Achse des Bohrstrangs und mit Abstand von der Position über Bohrlochmitte. Während der Lastfahrt des Topdrive befindet sich das Kronenlager in der Position über Bohrlochmitte. Während der Leerfahrt befindet sich das Kronenlager in der zurückgezogenen Position.
Overall, according to the approach proposed here, it is advantageously provided that when and for installing a drill string into a borehole or when and for removing a drill string from a borehole, processes with the following process steps are carried out:
When removing a drill string from the borehole, the drill string is pulled out of the borehole piece by piece using the top drive and in each case by moving the top drive under load and by moving the top drive upwards in the drilling mast. At the end of a load run of the top drive, when the drill string is removed, the drill string is held by another machine and the top drive is decoupled from the drill string. After decoupling the top drive from the drill string, the crown bearing is moved into the second position (retracted position) by means of the positioning device and the top drive is moved into the second position (retracted position) by means of the spreading device and the top drive is moved downwards in the drill mast by means of an empty run, parallel to the axis of the drill string and at a distance from the position above the center of the borehole. When the top drive is under load, the crown bearing is in the position above the center of the borehole. During empty travel, the crown bearing is in the retracted position.

Beim Einbauen eines Bohrstrangs in ein Bohrloch wird der Bohrstrang mittels des Topdrive stückweise und jeweils im Wege einer Lastfahrt des Topdrive sowie einer Abwärtsbewegung des Topdrive im Bohrmast in das Bohrloch abgelassen. Am Ende einer Lastfahrt des Topdrive wird beim Einbauen des Bohrstrangs der Bohrstrang mittels einer anderen Maschine gehalten und der Topdrive wird vom Bohrstrang abgekoppelt. Nach dem Abkoppeln des Topdrive vom Bohrstrang werden das Kronenlager und der Topdrive in die zweite Position bewegt (zurückgezogene Position) und der Topdrive wird im Wege einer Leerfahrt im Bohrmast aufwärts bewegt, parallel zur Achse des Bohrstrangs und mit Abstand von der Position über Bohrlochmitte. Auch hier befindet sich das Kronenlager während der Lastfahrt des Topdrive in der Position über Bohrlochmitte und während der Leerfahrt in der zurückgezogenen Position.When installing a drill string in a borehole, the drill string is lowered into the borehole piece by piece using the top drive and in each case by moving the top drive under load and by moving the top drive downwards in the drilling mast. At the end of a load run of the Topdrive, the drill string is held by another machine when installing the drill string and the top drive is decoupled from the drill string. After disconnecting the top drive from the drill string, the crown bearing and the top drive are moved to the second position (retracted position) and the top drive is moved upwards in the drill mast by means of an empty run, parallel to the axis of the drill string and at a distance from the position above the center of the borehole. Here, too, the crown bearing is in the position above the center of the borehole when the top drive is running under load and in the retracted position during empty travel.

Speziell bei einem beweglichen Kronenlager (beweglich zumindest zwischen der Position ĂĽber Bohrlochmitte und einer zurĂĽckgezogenen Position) sowie einem in gleicher Weise beweglichen Topdrive - jeweils mittels einer Positioniereinrichtung bzw. einer Spreizeinrichtung - ist die gesamte Einrichtung zum Anheben, Absenken und Drehen eines Bohrstrangs im Mast zwischen der Position ĂĽber Bohrlochmitte und einer zurĂĽckgezogenen Position beweglich, so dass insgesamt auch von einem zurĂĽckziehbaren Hebesystem im Mast (Retractable Hoisting System) gesprochen werden kann und die Erfindung ist insoweit in ihrer allgemeinsten Form ein solches zurĂĽckziehbares Hebesystem.Especially in the case of a movable crown bearing (movable at least between the position above the center of the borehole and a retracted position) and a similarly movable top drive - each by means of a positioning device or a spreading device - the entire device for raising, lowering and rotating a drill string is in the mast between the position above the center of the borehole and a retracted position, so that overall one can also speak of a retractable hoisting system in the mast (Retractable Hoisting System) and the invention is in its most general form such a retractable lifting system.

Eine Leerfahrt in der zurückgezogenen Position im Anschluss an eine Lastfahrt erfolgt bevorzugt automatisch oder teilautomatisch. Ein Bewegen des Kronenlagers in die zurückgezogene Position und eine anschließende Leerfahrt des Topdrive sind dann zulässig, wenn einerseits der Bohrstrang axial fixiert ist und ggf. ein herausgezogenes Bohrgestängeelement mittels einer anderen Maschine gehalten oder zumindest geführt wird und andererseits der Topdrive vom Bohrstrang abgekoppelt ist. Beide Bedingungen sind automatisch mittels einer Steuerungseinrichtung überwachbar und werden optional automatisch mittels einer Steuerungseinrichtung überwacht. Wenn zumindest die beiden vorgenannten Bedingungen erfüllt sind, wird automatisch oder im Anschluss an eine Bedienhandlung eines Bedieners das Kronenlager in die zurückgezogene Position bewegt (optimal zeitgleich oder zumindest in zeitlichem Zusammenhang mit einem Bewegen des Topdrive in die zurückgezogene Position mittels der Spreizeinrichtung) und optional erfolgt im Anschluss an das Erreichen der zurückgezogenen Position automatisch oder im Anschluss an eine weitere Bedienhandlung die Leerfahrt des Topdrive in der zurückgezogenen Position.An empty journey in the retracted position following a load journey is preferably carried out automatically or semi-automatically. Moving the crown bearing into the retracted position and then running the top drive empty are permitted if, on the one hand, the drill string is axially fixed and, if necessary, a pulled-out drill string element is held or at least guided by another machine and, on the other hand, the top drive is decoupled from the drill string. Both conditions can be monitored automatically using a control device and are optionally automatically monitored using a control device. If at least the two aforementioned conditions are met, the crown bearing is moved into the retracted position automatically or following an operator action (optimally at the same time or at least in temporal connection with a movement of the top drive into the retracted position by means of the spreading device) and optionally follows When the retracted position is reached, the Topdrive automatically travels to the retracted position after another operator action.

Ebenso erfolgt eine Überwachung eines Zugriffs auf einen Bereich über der Bohrlochmitte durch andere Maschinen oder eine andere Maschine, zum Beispiel eine Gestängehandhabungseinrichtung, automatisch oder teilautomatisch und unter Kontrolle einer Steuerungseinrichtung. Sobald das Kronenlager mittels der Positioniereinrichtung in die zurückgezogene Position bewegt ist und der Topdrive mittels der Spreizeinrichtung ebenfalls in die zurückgezogene Position bewegt ist, ist der Bereich über der Bohrlochmitte grundsätzlich für andere Maschinen frei. Wenn der Bereich über der Bohrlochmitte frei ist, ist ein Zugriff auf den Bereich über Bohrlochmitte für eine Gestängehandhabungseinrichtung oder dergleichen frei und mittels der Gestängehandhabungseinrichtung wird zum Beispiel ein vom Bohrstrang getrenntes Bohrgestängeelement aus dem Bereich über Bohrlochmitte entfernt (beim Ausbauen des Bohrstrangs) oder ein mit dem Bohrstrang zu verbindendes Bohrgestängeelement in den Bereich über Bohrlochmitte gebracht (beim Einbauen des Bohrstrangs).Likewise, access to an area above the center of the borehole by other machines or another machine, for example a rod handling device, is monitored automatically or semi-automatically and under the control of a control device. As soon as the crown bearing is moved into the retracted position using the positioning device and the top drive is also moved into the retracted position using the expanding device, the area above the center of the borehole is basically free for other machines. If the area above the center of the borehole is free, access to the area above the center of the borehole is free for a pipe handling device or the like and by means of the pipe handling device, for example, a drill pipe element separated from the drill string is removed from the area above the center of the borehole (when removing the drill string) or a with Drill pipe element to be connected to the drill string is brought into the area above the center of the borehole (when installing the drill string).

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Da speziell die Merkmale der abhängigen Ansprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, diese oder noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarte Merkmalskombinationen zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der jeweils in Bezug genommenen Ansprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.The patent claims submitted with the application are wording suggestions without prejudice for achieving further patent protection. Since the features of the dependent claims in particular can form separate and independent inventions with regard to the prior art on the priority date, The applicant reserves the right to make these or other combinations of features previously only disclosed in the description and/or drawing the subject of independent claims or declarations of division. They can also contain independent inventions that have a design that is independent of the subject matter of the claims referred to in each case.

Die eingangs genannte Aufgabe wird auch mit einer Steuerungseinrichtung zur Steuerung des Bewegens eines Topdrive im Bohrmast einer Bohranlage gelöst, die nach dem Verfahren wie hier und im Folgenden beschrieben arbeitet und dazu Mittel zur Durchführung des Verfahrens umfasst. Als Steuerungseinrichtung kommt zum Beispiel eine grundsätzlich an sich bekannte speicherprogrammierbare Steuerung in Betracht. Die Mittel zur Durchführung des Verfahrens sind dann die Steuerung selbst, Ein- und Ausgangskanäle der Steuerung und ein von der Steuerungseinrichtung ausgeführtes Steuerungsprogramm mit einer Implementation des Verfahrens und der davon umfassten Verfahrensschritte. Über die Eingangskanäle der Steuerungseinrichtung werden Eingangssignale von der Bohranlage, insbesondere von der Positioniereinrichtung, dem Topdrive, dem Kronenlager und/oder der Spreizeinrichtung, erfasst. Das Steuerungsprogramm bestimmt eine logische Verknüpfung solcher Signale miteinander und/oder mit in an sich bekannter Art und Weise erzeugten internen Statussignalen der Steuerungseinrichtung. Als Ergebnis solcher Verknüpfungen resultieren Ausgangssignale, welche über die Ausgangskanäle an die Bohranlage, insbesondere die Positioniereinrichtung, den Topdrive, das Kronenlager und/oder die Spreizeinrichtung, ausgegeben werden und zum Beispiel eine Aktivierung der Positioniereinrichtung zum Bewegen des Kronenlagers in die erste oder zweite Position bewirken.The task mentioned at the beginning is also achieved with a control device for controlling the movement of a top drive in the drilling mast of a drilling rig, which works according to the method as described here and below and includes means for carrying out the method. A possible control device, for example, is a basically known programmable logic controller. The means for carrying out the method are then the controller itself, input and output channels of the controller and a control program executed by the control device with an implementation of the method and the method steps included therein. Input signals from the drilling system, in particular from the positioning device, the top drive, the crown bearing and/or the spreading device, are recorded via the input channels of the control device. The control program determines a logical combination of such signals with one another and/or with internal status signals of the control device generated in a manner known per se. The result of such links is output signals which are output via the output channels to the drilling system, in particular the positioning device, the top drive, the crown bearing and/or the spreading device, and which, for example, cause activation of the positioning device to move the crown bearing into the first or second position .

Das Verfahren ist zur automatischen oder teilautomatischen AusfĂĽhrung bevorzugt in Form eines als Steuerungsprogramm fungierenden Computerprogramms realisiert. Die Erfindung ist damit einerseits auch ein Computerprogramm mit durch einen Computer, zum Beispiel eine Zentraleinheit einer speicherprogrammierbaren Steuerung, ausfĂĽhrbaren Programmcodeanweisungen und andererseits ein Speichermedium mit einem derartigen Computerprogramm, also ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, sowie schlieĂźlich auch eine Steuerungseinrichtung, in deren Speicher als Mittel zur DurchfĂĽhrung des Verfahrens und seiner Ausgestaltungen ein solches Computerprogramm geladen oder ladbar ist.For automatic or semi-automatic execution, the method is preferably implemented in the form of a computer program that functions as a control program. The invention is therefore, on the one hand, also a computer program with program code instructions that can be executed by a computer, for example a central unit of a programmable logic controller, and on the other hand, a storage medium with such a computer program, i.e. a computer program product with program code means, and finally also a control device, in its memory as a means for When carrying out the method and its configurations, such a computer program is loaded or can be loaded.

Anstelle eines Computerprogramms mit einzelnen Programmcodeanweisungen kann die Implementierung des hier und im Folgenden beschriebenen Verfahrens auch in Form von Firmware erfolgen. Dem Fachmann ist klar, dass anstelle einer Implementation eines Verfahrens in Software stets auch eine Implementation in Firmware oder in Firm- und Software oder in Firm- und Hardware möglich ist. Daher soll für die hier vorgelegte Beschreibung gelten, dass von den Begriffen Steuerungsprogramm und Computerprogramm auch andere Implementationsmöglichkeiten, nämlich insbesondere eine Implementation in Firmware oder in Firm- und Software oder in Firm- und Hardware, umfasst sind.Instead of a computer program with individual program code instructions, the method described here and below can also be implemented in the form of firmware. It is clear to the person skilled in the art that instead of implementing a method in software, an implementation in firmware or in firmware and software or in firmware and hardware is always possible. Therefore, it should apply to the description presented here that the terms control program and computer program also include other implementation options, namely in particular implementation in firmware or in firmware and software or in firmware and hardware.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Corresponding objects or elements are provided with the same reference numbers in all figures.

Das Ausführungsbeispiel ist nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung durchaus auch Ergänzungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den im allgemeinen oder speziellen Beschreibungsteil beschriebenen sowie in den Ansprüchen und/oder der Zeichnung enthaltenen Merkmalen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen.The exemplary embodiment is not to be understood as a limitation of the invention. Rather, there are also additions and modifications within the scope of the present disclosure possible, in particular those which, for example, through combination or modification of individual features or method steps described in the general or special part of the description and contained in the claims and/or the drawing can be found by the person skilled in the art with a view to solving the problem and through combinable features lead to a new object or to new process steps or sequences of process steps.

Es zeigen

Fig. 1
einen Bohrmast einer Bohranlage mit einem im Bohrmast beweglichen Topdrive,
Fig. 2
den Bohrmast wie in Fig. 1 mit einem aus einer Position ĂĽber Bohrlochmitte in eine zurĂĽckgezogene Position bewegten Kronenlager,
Fig. 3
einen schematisch vereinfachten Ablauf eines Verfahrens beim Ausbauen eines Bohrstrangs aus einem Bohrloch und
Fig. 4
das Verfahren beim Ausbauen eines Bohrstrangs nach dem hier vorgeschlagenen Ansatz.
Show it
Fig. 1
a drilling mast of a drilling rig with a top drive that can be moved in the drilling mast,
Fig. 2
the drilling mast as in Fig. 1 with a crown bearing moved from a position above the center of the borehole to a retracted position,
Fig. 3
a schematically simplified sequence of a process when removing a drill string from a borehole and
Fig. 4
the procedure for removing a drill string according to the approach proposed here.

Die Darstellung in Figur 1 zeigt - in schematisch stark vereinfachter Form - als Teil einer Bohranlage 10 einen Bohrmast 12. Im Bohrmast 12 ist in grundsätzlich an sich bekannter Art und Weise ein Topdrive 14 entlang der Hochachse des Bohrmasts 12, also in vertikaler Richtung, aufwärts und abwärts beweglich.The representation in Figure 1 shows - in a highly simplified schematic form - a drilling mast 12 as part of a drilling system 10. In the drilling mast 12, a top drive 14 can be moved upwards and downwards along the vertical axis of the drilling mast 12, i.e. in the vertical direction, in a manner known per se.

Der Bohrmast 12 weist an seinem oberen Ende (Kopfende 16) in an sich bekannter Art und Weise ein sogenanntes Kronenlager 18 auf. Dieses fungiert bei der gezeigten Ausführungsform als Oberflasche eines Flaschenzugsystems 20 (Seilzugsystem). Eine Unterflasche 22 des Flaschenzugsystems 20 hängt unter dem Kronenlager 18. Der Topdrive 14 hängt an der Unterflasche 22 und insgesamt an dem Flaschenzugsystem 20 sowie unter dem Kronenlager 18.The drilling mast 12 has a so-called crown bearing 18 at its upper end (head end 16) in a manner known per se. In the embodiment shown, this acts as a top block of a pulley system 20 (cable system). A lower block 22 of the pulley system 20 hangs underneath Crown bearing 18. The top drive 14 hangs on the lower block 22 and overall on the pulley system 20 as well as under the crown bearing 18.

Das Kronenlager 18 ist mittels einer Positioniereinrichtung 24 zumindest zwischen einer ersten und einer zweiten Position beweglich. Als Positioniereinrichtung 24 ist - lediglich beispielhaft - ein Hydraulikzylinder gezeigt. Alternativ kann die Positioniereinrichtung 24 in der gezeigten Form auch als Pneumatikzylinder aufgefasst werden. Optional ist eine solche Positioniereinrichtung 24 in Form einer paarigen Anordnung zweier Hydraulik- bzw. Pneumatikzylinder realisiert. Der oder jeder Hydraulik- bzw. Pneumatikzylinder ist ein Beispiel fĂĽr einen Antrieb einer einerseits unmittelbar oder mittelbar am Bohrmast 12 und andererseits am Kronenlager 18 angreifenden Verfahr- oder Verschiebeeinrichtung.The crown bearing 18 is movable at least between a first and a second position by means of a positioning device 24. A hydraulic cylinder is shown as the positioning device 24 - purely as an example. Alternatively, the positioning device 24 in the form shown can also be understood as a pneumatic cylinder. Optionally, such a positioning device 24 is implemented in the form of a paired arrangement of two hydraulic or pneumatic cylinders. The or each hydraulic or pneumatic cylinder is an example of a drive of a traversing or displacement device acting directly or indirectly on the drilling mast 12 and on the crown bearing 18 on the other hand.

Bei der Darstellung in Figur 1 befindet sich das Kronenlager 18 in einer ersten Position, nämlich in einer Position, bei welcher der Topdrive 14 über dem mittels der Bohranlage 10 bearbeiteten Bohrloch hängt (Bohrlochmitte 26). Bei der Darstellung in Figur 2 befindet sich das Kronenlager 18 in einer zweiten Position, nämlich in einer Position, bei welcher der Topdrive 14 nicht über Bohrlochmitte 26 hängt. Die Position Bohrlochmitte 26 ergibt sich als Achse (Drehachse) des Bohrstrangs 28.When depicted in Figure 1 the crown bearing 18 is in a first position, namely in a position in which the top drive 14 hangs above the borehole machined by the drilling system 10 (borehole center 26). When depicted in Figure 2 the crown bearing 18 is in a second position, namely in a position in which the top drive 14 does not hang over the center of the borehole 26. The position of the center of the borehole 26 results as the axis (axis of rotation) of the drill string 28.

Die erste Position des Kronenlagers 18, bei welcher der Topdrive 14 über Bohrlochmitte 26 hängt, wird im Folgenden auch in Bezug auf die Position des Kronenlagers 18 als Position des Kronenlagers 18 über Bohrlochmitte 26 oder kurz als Bohrlochmitte 26 bezeichnet. Die zweite Position des Kronenlagers 18, bei welcher der Topdrive 14 nicht über Bohrlochmitte 26 hängt, wird im Folgenden zur Unterscheidung als zurückgezogene Position bezeichnet.The first position of the crown bearing 18, in which the top drive 14 hangs over the center of the borehole 26, is also referred to below as the position of the crown bearing 18 above the center of the borehole 26 or briefly as the center of the borehole 26 in relation to the position of the crown bearing 18. The second position of the crown bearing 18, in which the top drive 14 is not above the center of the borehole 26 hangs, is referred to below as the withdrawn position to distinguish it.

FĂĽr eine solche Beweglichkeit des Kronenlagers 18 zumindest zwischen der Position Bohrlochmitte und der zurĂĽckgezogenen Position ist bei der gezeigten AusfĂĽhrungsform am Kopfende 16 des Bohrmasts 12 ein Verfahrweg 30 vorgesehen. Entlang des Verfahrwegs 30 ist das Kronenlager 18 beweglich. Die Positioniereinrichtung 24 bewirkt die Bewegung des Kronenlagers 18 entlang des Verfahrwegs 30, also zum Beispiel die Bewegung des Kronenlagers 18 in die Position ĂĽber Bohrlochmitte 26 oder die Bewegung des Kronenlagers 18 in die zurĂĽckgezogene Position.For such mobility of the crown bearing 18, at least between the position in the middle of the borehole and the retracted position, a travel path 30 is provided at the head end 16 of the drilling mast 12 in the embodiment shown. The crown bearing 18 is movable along the travel path 30. The positioning device 24 causes the movement of the crown bearing 18 along the travel path 30, for example the movement of the crown bearing 18 into the position above the center of the borehole 26 or the movement of the crown bearing 18 into the retracted position.

In der Position des Kronenlagers 18 über Bohrlochmitte 26 erfolgen sogenannte Lastfahrten des Topdrive 14. Bei einer Lastfahrt des Topdrive 14 hängt ein mittels des Topdrive 14 drehbarer Bohrstrang 28 am Topdrive 14 und wird mittels des Topdrive 14 angehoben, abgesenkt und/oder gedreht.In the position of the crown bearing 18 above the center of the borehole 26, so-called load travel of the top drive 14 takes place. When the top drive 14 is under load, a drill string 28 which can be rotated by means of the top drive 14 hangs from the top drive 14 and is raised, lowered and/or rotated by means of the top drive 14.

In der zurĂĽckgezogenen Position des Kronenlagers 18 erfolgen sogenannte Leerfahrten des Topdrive 14. Bei einer Leerfahrt ist der Topdrive 14 vom Bohrstrang 28 abgekoppelt. Eine Leerfahrt kann aufgrund der Beweglichkeit des Kronenlagers 18 in einer Ebene parallel zu einer durch das Bohrloch definierten Ebene und mit Abstand von der Bohrlochmitte 26 erfolgen.In the retracted position of the crown bearing 18, so-called empty runs of the top drive 14 take place. During an empty run, the top drive 14 is decoupled from the drill string 28. Due to the mobility of the crown bearing 18, an empty journey can take place in a plane parallel to a plane defined by the borehole and at a distance from the center of the borehole 26.

Eine Leerfahrt kann mit einem gemäß der hier vorgeschlagenen Neuerung beweglichen Kronenlager 18 und einem selbst zwischen einer Position über Bohrlochmitte 26 und einer zurückgezogenen Position beweglichen Topdrive 14 bereits erfolgen, wenn beim Ausbauen des Bohrstrangs 28 noch ein Bohrgestängeelement 32 vom Bohrstrang 28 abgetrennt und neben dem Mast 12, zum Beispiel in einer Fingerbühne 34, abgestellt wird oder wenn beim Einbauen eines Bohrstrangs 28 ein an den Bohrstrang 28 anzukoppelndes neues Bohrgestängeelement 32 in die Position über Bohrlochmitte 26 gebracht wird. Dies spart beim Ein- und Ausbauen des Bohrstrangs 28 Zeit, weil Prozesse, welche bisher strikt nacheinander zu erfolgen hatten, nunmehr parallel oder zumindest teilweise parallel ausgeführt werden können.An empty journey can already take place with a crown bearing 18 that is movable according to the innovation proposed here and a top drive 14 that can move between a position above the center of the borehole 26 and a retracted position if, when removing the drill string 28, a drill string element 32 is separated from the drill string 28 and next to the mast 12, for example in a finger platform 34, is parked or if When installing a drill string 28, a new drill string element 32 to be coupled to the drill string 28 is brought into the position above the center of the borehole 26. This saves time when installing and removing the drill string 28 because processes that previously had to be carried out strictly one after the other can now be carried out in parallel or at least partially in parallel.

Bei den Darstellungen in Figur 1 und Figur 2 ist bezüglich der Beweglichkeit des Topdrive 14 zwischen der Position über Bohrlochmitte 26 und der zurückgezogenen Position schematisch stark vereinfacht eine grundsätzlich an sich bekannte und hier als Spreizeinrichtung 36 bezeichnete Einrichtung zum Bewegen des Topdrive 14 aus der zurückgezogenen Position über Bohrlochmitte 26 sowie zum Bewegen des Topdrive 14 aus der Position über Bohrlochmitte 26 in die zurückgezogene Position gezeigt. Die Spreizeinrichtung 36 greift an einer Seite an einer Führung 38 im oder am Bohrmast 12 an und an der gegenüberliegenden Seite hält und positioniert die Spreizeinrichtung 36 den Topdrive 14 (getragen wird der Topdrive 14 vom Flaschenzugsystem 20). Entlang der Führung 38 ist der Topdrive 14 im Bohrmast 12 in vertikaler Richtung beweglich. Mittels der Spreizeinrichtung 36 ist der Topdrive 14 in eine Ebene über Bohrlochmitte 26 beweglich (erste Position) und aus der Ebene über Bohrlochmitte 26 in eine zurückgezogene Position (zweite Position) beweglich. An der Führung 38 stützt sich der Topdrive 14 beim Drehen des Bohrstrangs 28 ab. Mittels der Spreizeinrichtung 36 ist der Topdrive 14 zumindest in eine erste Ebene und in eine zweite Ebene jeweils parallel zu einer durch die Führung 38 definierten Ebene bewegbar.In the representations in Figure 1 and Figure 2 With regard to the mobility of the top drive 14 between the position above the center of the borehole 26 and the retracted position, a device which is basically known per se and is referred to here as an expansion device 36 is a device for moving the top drive 14 from the retracted position above the center of the borehole 26 and for moving the top drive 14 shown from the position above the center of the borehole 26 into the retracted position. The spreading device 36 engages on one side on a guide 38 in or on the drilling mast 12 and on the opposite side the spreading device 36 holds and positions the top drive 14 (the top drive 14 is carried by the pulley system 20). The top drive 14 in the drilling mast 12 is movable in the vertical direction along the guide 38. By means of the spreading device 36, the top drive 14 can be moved into a plane above the center of the borehole 26 (first position) and can be moved out of the plane above the center of the borehole 26 into a retracted position (second position). The top drive 14 is supported on the guide 38 when the drill string 28 rotates. By means of the spreading device 36, the top drive 14 can be moved at least into a first plane and into a second plane, each parallel to a plane defined by the guide 38.

In der Darstellung in Figur 1 ist eine Situation gezeigt, bei welcher der Topdrive 14 mittels der Spreizeinrichtung 36 in die erste Ebene bewegt ist, nämlich eine Ebene, welche eine von Bohrlochmitte 26 ausgehende gedachte Linie entlang und in Fortsetzung des Bohrlochs enthält. Eine zu dieser Ebene gehörige Position der Spreizeinrichtung 36 wird im Folgenden - analog zu der Position des Kronenlagers 18 - als Position über Bohrlochmitte 26 oder kurz als Bohrlochmitte 26 bezeichnet. In der Darstellung in Figur 2 ist eine Situation gezeigt, bei der der Topdrive 14 mittels der Spreizeinrichtung 36 in die zweite Ebene, nämlich eine zu der ersten Ebene parallele und von der ersten Ebene beanstandete zweite Ebene, bewegt ist. Eine zu dieser Ebene gehörige Position der Spreizeinrichtung 36 wird im Folgenden - ebenfalls analog zu der Position des Kronenlagers 18 - als zurückgezogene Position bezeichnet.In the representation in Figure 1 a situation is shown in which the top drive 14 is moved into the first level by means of the spreading device 36, namely a level which is a contains an imaginary line starting from the center of the borehole 26 along and in continuation of the borehole. A position of the spreading device 36 belonging to this level is referred to below - analogously to the position of the crown bearing 18 - as the position above the center of the borehole 26 or briefly as the center of the borehole 26. In the representation in Figure 2 a situation is shown in which the top drive 14 is moved by means of the spreading device 36 into the second level, namely a second level parallel to the first level and spaced apart from the first level. A position of the spreading device 36 belonging to this level is referred to below as the retracted position - also analogous to the position of the crown bearing 18.

Bei einer Bohranlage 10 mit einem beweglichen Kronenlager 18 und einem mittels einer Spreizeinrichtung 36 beweglichen Topdrive 14 sind die Bewegungen des Kronenlagers 18 und der Spreizeinrichtung 36 zumindest miteinander koordiniert. Dabei kann eine jeweils gleichzeitige Bewegung von Kronenlager 18 und Spreizeinrichtung 36 (jeweils in dieselbe Richtung, also entweder in Richtung auf die erste Position oder in Richtung auf die zweite Position) vorgesehen sein. Die Bewegungen können grundsätzlich auch zeitversetzt oder nacheinander erfolgen, erfolgen aber auch dann stets jeweils in dieselbe Richtung.In a drilling rig 10 with a movable crown bearing 18 and a top drive 14 movable by means of a spreading device 36, the movements of the crown bearing 18 and the spreading device 36 are at least coordinated with one another. A simultaneous movement of the crown bearing 18 and the spreading device 36 (in each case in the same direction, i.e. either in the direction of the first position or in the direction of the second position) can be provided. In principle, the movements can also take place with a time delay or one after the other, but even then they always occur in the same direction.

Beim Ausbauen des Bohrstrangs 28 mussten bisher zum Beispiel folgende schematisch vereinfacht in der Darstellung in Figur 3 gezeigte Verfahrensschritte nacheinander erfolgen (eine ebenfalls möglich Variante der Schrittreihenfolge ist in der Beschreibungseinleitung erwähnt):

  • StĂĽckweises Herausziehen des Bohrstrangs 28 aus dem Bohrloch mittels des Topdrive 14 (erster Schritt 40);
  • Fixieren des Bohrstrangs 28 zur LastĂĽbernahme vom Topdrive 14 (zweiter Schritt 41);
  • FĂĽhrung des herausgezogenen Bohrgestängeelements 32 mittels einer anderen Maschine, zum Beispiel mittels Pipehandler 50 (dritter Schritt 42);
  • Abkoppeln des Topdrive 14 vom Bohrstrang 28 (vierter Schritt 43);
  • Trennen des herausgezogenen Bohrgestängeelements 32 vom Bohrstrang 28 mittels eines Zangensystems 52 (fĂĽnfter Schritt 44);
  • Abtransport des vom Bohrstrang 28 getrennten Bohrgestängeelements 32 aus dem Bereich ĂĽber Bohrlochmitte 26, zum Beispiel mittels Pipehandler 50 (sechster Schritt 45);
  • Absenken des Topdrive 14 in Richtung auf das Ende des Bohrstrangs 28 (siebenter Schritt 46);
  • Ankoppeln des Topdrive 14 an den Bohrstrang 28 (achter Schritt 47);
  • stĂĽckweises Herausziehen des Bohrstrangs 28 aus dem Bohrloch mittels des Topdrive 14 (erster Schritt 40) und so weiter.
When removing the drill string 28, for example, the following process steps, shown schematically in simplified form in the illustration in FIG. 3, had to be carried out one after the other (an equally possible variant of the sequence of steps is mentioned in the introduction to the description):
  • Pulling the drill string 28 out of the borehole piece by piece using the top drive 14 (first step 40);
  • Fixing the drill string 28 to take over the load from the top drive 14 (second step 41);
  • guiding the extracted drill pipe element 32 by means of another machine, for example by means of a pipe handler 50 (third step 42);
  • Disconnecting the top drive 14 from the drill string 28 (fourth step 43);
  • separating the extracted drill pipe element 32 from the drill string 28 by means of a pliers system 52 (fifth step 44);
  • Removal of the drill pipe element 32 separated from the drill string 28 from the area above the center of the borehole 26, for example by means of a pipe handler 50 (sixth step 45);
  • lowering the top drive 14 towards the end of the drill string 28 (seventh step 46);
  • Coupling the top drive 14 to the drill string 28 (eighth step 47);
  • piecewise pulling out the drill string 28 from the borehole using the top drive 14 (first step 40) and so on.

Jetzt können nach dem hier vorgeschlagenen Ansatz die Verfahrensschritte "Trennen des herausgezogenen Bohrgestängeelements 32 vom Bohrstrang 28" (fünfter Schritt 44) und "Abtransport des vom Bohrstrang 28 getrennten Bohrgestängeelements 32 aus dem Bereich über Bohrlochmitte 26" (sechster Schritt 45) sowie der Verfahrensschritt "Absenken des Topdrive 14 in Richtung auf das Ende des Bohrstrangs 28" (siebenter Schritt 46) parallel ausgeführt werden, wie dies schematisch vereinfacht in der Darstellung in Figur 4 gezeigt ist.Now, according to the approach proposed here, the process steps "separating the pulled-out drill pipe element 32 from the drill string 28" (fifth step 44) and "removal of the drill pipe element 32 separated from the drill string 28 from the area above the center of the borehole 26" (sixth step 45) as well as the process step " Lowering the top drive 14 towards the end of the drill string 28" (seventh step 46) can be carried out in parallel, as schematically simplified in the illustration in Figure 4 is shown.

Dafür werden das Kronenlager 18 mittels der Positioniereinrichtung 24 und der Topdrive 14 mittels der Spreizeinrichtung 36 nach dem Abkoppeln des Topdrive 14 vom Bohrstrang 28 in die zurückgezogene Position bewegt. Anschließend oder optional auch bereits während des Bewegens des Kronenlagers 18 und/oder der Spreizeinrichtung 36 in die zurückgezogene Position wird der Topdrive 14 abgesenkt. Wenn das vom Bohrstrang 28 getrennte Bohrgestängeelement 32 aus dem Bereich über Bohrlochmitte 26 entfernt ist, können das Kronenlager 18 mittels der Positioniereinrichtung 24 und der Topdrive 14 mittels der Spreizeinrichtung 36 wieder in die Position über Bohrlochmitte 26 bewegt werden. Wenn sich der Topdrive 14 noch in der Abwärtsbewegung befindet, wenn diese Bedingung erfüllt ist, können auch diese Bewegungen (Abwärtsbewegung des Topdrive 14 einerseits sowie Bewegung des Kronenlagers 18 mittels der Positioniereinrichtung 24 und Bewegung des Top-drive 14 mittels der Spreizeinrichtung 36 andererseits) parallel ausgeführt werden.For this purpose, the crown bearing 18 is moved into the retracted position by means of the positioning device 24 and the top drive 14 by means of the spreading device 36 after the top drive 14 has been decoupled from the drill string 28. Subsequently or optionally The top drive 14 is also lowered while the crown bearing 18 and/or the spreading device 36 is moving into the retracted position. When the drill pipe element 32 separated from the drill string 28 is removed from the area above the center of the borehole 26, the crown bearing 18 can be moved back into the position above the center of the borehole 26 by means of the positioning device 24 and the top drive 14 by means of the expanding device 36. If the top drive 14 is still in the downward movement when this condition is met, these movements (downward movement of the top drive 14 on the one hand and movement of the crown bearing 18 by means of the positioning device 24 and movement of the top drive 14 by means of the spreading device 36 on the other hand) can also be carried out in parallel be executed.

Jedenfalls befindet sich der Topdrive 14 bei einer Bewegung in der zurückgezogenen Position regelmäßig bereits dann auf der Höhe des Endes des Bohrstrangs 28, wenn parallel der sechste Verfahrensschritt 45 (Abtransport des Bohrgestängeelements 32 aus dem Bereich über Bohrlochmitte 26) abgeschlossen ist. Ohne die hier vorgeschlagene Neuerung würde erst jetzt, also erst nach dem Ende des sechsten Verfahrensschritts 45, das Absenken des Topdrive 14 beginnen. Das Ausbauen eines Bohrgestängeelements 32 geht also jetzt schneller vonstatten als nach dem Stand der Technik. Dieser Zeitgewinn multipliziert sich beim Ausbauen eines kompletten Bohrstrangs 28. Für das (Wieder-)Einbauen des Bohrstrangs 28 gilt dasselbe entsprechend.In any case, when moving in the retracted position, the top drive 14 is already at the level of the end of the drill string 28 when the sixth method step 45 (removal of the drill string element 32 from the area above the center of the borehole 26) has been completed in parallel. Without the innovation proposed here, the lowering of the top drive 14 would only begin now, i.e. only after the end of the sixth method step 45. The removal of a drill pipe element 32 is now faster than in the prior art. This time saving is multiplied when a complete drill string 28 is removed. The same applies to (re)installing the drill string 28.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch das oder die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been illustrated and described in detail by the exemplary embodiment, the invention is not limited by the example(s) disclosed and other variations may be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Einzelne im Vordergrund stehende Aspekte der hier eingereichten Beschreibung lassen sich damit kurz wie folgt zusammenfassen: Angegeben werden eine Landbohranlage 10 mit einem Bohrmast 12, einem im Bohrmast 12 entlang der Hochachse des Bohrmasts 12 beweglichen Topdrive 14 und einem Kronenlager 18 an einem oberen Ende 16 des Bohrmasts 12, wobei das Kronenlager 18 mittels einer Positioniereinrichtung 24 beweglich ist, sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Bohranlage 10 und ein Verfahren zum Betrieb eines Topdrive 14 im Bohrmast einer solchen Bohranlage 10.Individual aspects of the description submitted here that are in the foreground can be briefly summarized as follows: Specified is a land drilling rig 10 with a drilling mast 12, a top drive 14 movable in the drilling mast 12 along the vertical axis of the drilling mast 12 and a crown bearing 18 at an upper end 16 of the Drilling mast 12, the crown bearing 18 being movable by means of a positioning device 24, as well as a method for operating such a drilling rig 10 and a method for operating a top drive 14 in the drilling mast of such a drilling rig 10.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1010
BohranlageDrilling rig
1212
Bohrmastdrilling mast
1414
TopdriveTop drive
1616
Kopfende (des Bohrmasts)Head end (of the drilling mast)
1818
KronenlagerCrown bearing
2020
FlaschenzugsystemPulley system
2222
Unterflaschebottom bottle
2424
PositioniereinrichtungPositioning device
2626
Bohrlochmittecenter of the drill hole
2828
Bohrstrangdrill string
3030
Verfahrwegtravel path
3232
BohrgestängeelementDrill pipe element
3434
FingerbĂĽhneFinger stage
3636
SpreizeinrichtungSpreading device
3838
FĂĽhrungguide
4040
(erster) Schritt (beim Ausbauen eines Bohrstrangs)(first) step (when removing a drill string)
4141
(zweiter) Schritt (beim Ausbauen eines Bohrstrangs)(second) step (when removing a drill string)
4242
(dritter) Schritt (beim Ausbauen eines Bohrstrangs)(third) step (when removing a drill string)
4343
(vierter) Schritt (beim Ausbauen eines Bohrstrangs)(fourth) step (when removing a drill string)
4444
(fĂĽnfter) Schritt (beim Ausbauen eines Bohrstrangs)(fifth) step (when removing a drill string)
4545
(sechster) Schritt (beim Ausbauen eines Bohrstrangs)(sixth) step (when removing a drill string)
4646
(siebenter) Schritt (beim Ausbauen eines Bohrstrangs)(seventh) step (when removing a drill string)
4747
(achter) Schritt (beim Ausbauen eines Bohrstrangs)(eighth) step (when removing a drill string)
5050
PipehandlerPipe handler
5252
ZangensystemPliers system

Claims (8)

  1. Ground drilling system (10) with
    a drill mast (12),
    a top drive (14) in the drill mast (12) which is movable along the vertical axis of the drill mast (12) and
    a crown piece (18) at the upper end (16) of the drill mast (12),
    whereby the crown piece (18) is movable using a positioner (24) and
    whereby the top drive (14) in the drill mast (12) is vertically movable along a guide (38) in or on the drill mast (12),
    whereby the guide (38) specifies a dimension,
    characterized in
    that the top drive (14) is movable using a spreading device (36) in at least one dimension as well as in a sec-ond dimension parallel to the dimension defined by the guide (38),
    that the spreading device (36) engages the guide (38) either directly or indirectly and the top drive (14) is situated at the opposite side of the spreading device (36) and
    that the spreading device (36) with the top drive (14) in the drill mast (12) is vertically movable along the guide (38) .
  2. Drilling system according to claim 1,
    with a travel range (30) for the crown piece (18) at the upper end of the drill mast (12) and
    with a travel- or sliding device that functions as a positioner (24).
  3. Drilling system according to claim 2,
    with a drive that functions as a travel- or sliding device which engages the drill mast (12) as well as the crown piece (18).
  4. Drilling system according to claim 2 and 3,
    with at least one drive wheel which rotates by means of a drive (motor drive, electric motor) and which runs in, on, or on top of the travel range (30).
  5. Method to move a top drive (14) in a drill mast (12) of a ground drilling system (10) according to one of the above claims,
    whereby the drill mast (12) exhibits a crown piece (18) on a head end (16),
    whereby the top drive (14) hangs on a pulley system (20) under the crown piece (18),
    whereby the top drive (14) is moved vertically in the drill mast (12) using the pulley system (20),
    whereby the crown piece (18) is moved back and forth at least between an first position over the middle of the borehole (26) and a second position at a distance from the position over the middle of the borehole (26) using a positioner (24),
    whereby the crown piece (18) is moved into the first position over the middle of the borehole (26) for a full journey of the top drive (14),
    whereby the crown piece (18) is moved into the second position at a distance from the position over the middle of the bore hole (26) for an empty journey of the top drive (14),
    whereby a top drive (14) that is movable itself be-tween a first and a second position is moved into the first position over the middle of the bore hole (26) for a full journey and into the second position at a distance from the position above the middle of the bore hole (26) for an empty journey.
  6. The method according to claim 5,
    whereby the movement of the crown piece (18) into the first or second position is coordinated with the movement of the top drive (14) into the first or second position.
  7. Method according to claim 5 or claim 6,
    whereby during the removal of a drill string (28) out of the bore hole the drill string (28) is moved out of the bore hole piece by piece by means of the top drive (14) and in each case in the path of a full journey of the top drive (14) and an upwards movement of the top drive (14) in the drill mast (12),
    whereby during the removal of the drill string (28) at the end of a full journey of the top drive (14) the drill string (28) is kept independent of the top drive (14) and the top drive (14) is uncoupled from the drill string (28),
    whereby after the uncoupling of the top drive (14) from the drill string (28) the crown piece (18) is moved into the second position, specifically the crown piece (18) and the top drive (14) are moved into the second po-sition, and the top drive (14) is moved downwards in the path of an empty journey in the drill mast (12).
  8. The method according to claim 7,
    whereby during the installation of a drill string (28) in a bore hole, the drill string (28) is moved into the bore hole piece by piece by means of a top drive (14) and in each case in the path of a full journey of the top drive (14) and a downward movement of the top drive (14) in the drill mast (12),
    whereby during the installation of the drill string (28) at the end of a full journey of the top drive (14) the drill string (28) is kept independent of the top drive (14) and the top drive (14) is uncoupled from the drill string (28),
    whereby after the uncoupling of the top drive (14) from the drill string (28) the crown piece (18) is moved into the second position, specifically the crown piece (18) and the top drive (14) are moved into the second po-sition, and the top drive (14) is moved upwards in the path of an empty journey in the drill mast (12).
EP20725144.8A 2019-05-08 2020-05-07 Onshore drilling rig and method for moving a top drive in a drill mast of an onshore drilling rig Active EP3833843B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019206598.8A DE102019206598A1 (en) 2019-05-08 2019-05-08 Land drilling rig and method for moving a top drive in a drilling mast of a land drilling rig
PCT/EP2020/062724 WO2020225368A1 (en) 2019-05-08 2020-05-07 Onshore drilling rig and method for moving a top drive in a drill mast of an onshore drilling rig

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP3833843A1 EP3833843A1 (en) 2021-06-16
EP3833843B1 true EP3833843B1 (en) 2024-02-21

Family

ID=70680496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20725144.8A Active EP3833843B1 (en) 2019-05-08 2020-05-07 Onshore drilling rig and method for moving a top drive in a drill mast of an onshore drilling rig

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11814906B2 (en)
EP (1) EP3833843B1 (en)
DE (1) DE102019206598A1 (en)
EA (1) EA202192198A1 (en)
PL (1) PL3833843T3 (en)
WO (1) WO2020225368A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113868951A (en) * 2021-09-28 2021-12-31 西南石油大学 Method for intelligently judging optimal drilling short-start time

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2643005A (en) * 1948-03-12 1953-06-23 Paul A Medearis Well pipe handling equipment
DK517285D0 (en) * 1985-11-08 1985-11-08 Dansk Ind Syndikat PROCEDURE AND DRILLING FOR DRILLING DRILLS
US4903443A (en) * 1988-06-02 1990-02-27 Parker Drilling Company Derrick having upper and lower crown block positions
US5762279A (en) * 1997-04-09 1998-06-09 Deep Oil Technology, Incorporated Dual draw works heavy hoisting apparatus
US6068066A (en) 1998-08-20 2000-05-30 Byrt; Harry F. Hydraulic drilling rig
US8893825B1 (en) * 2011-01-25 2014-11-25 Steve Akerman Telescoping drilling derrick with guide track and top drive guide assembly
US10202808B2 (en) * 2013-03-15 2019-02-12 Maersk Drilling A/S Offshore drilling rig and a method of operating the same
US10570672B2 (en) * 2013-03-15 2020-02-25 Maersk Drilling A/S Offshore drilling rig and a method of operating the same
DE102014200748A1 (en) * 2014-01-16 2015-07-16 Bentec Gmbh Drilling & Oilfield Systems Drilling rig with a rod storage area and a rod handling device and method for operating such a drilling rig
NL2014988B1 (en) * 2015-06-18 2017-01-23 Itrec Bv A drilling rig with a top drive sytem operable in a drilling mode and a tripping mode.

Also Published As

Publication number Publication date
EP3833843A1 (en) 2021-06-16
US11814906B2 (en) 2023-11-14
US20220235614A1 (en) 2022-07-28
PL3833843T3 (en) 2024-05-06
WO2020225368A1 (en) 2020-11-12
DE102019206598A1 (en) 2020-11-12
EA202192198A1 (en) 2021-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60036373T2 (en) INSTALLATION AND REMOVAL DEVICE FOR PIPES
DE69011519T2 (en) ARRANGEMENT IN A PIPE TREATMENT SYSTEM.
DE69121320T2 (en) Device for supporting a direct drive drilling unit in a position offset from the borehole axis
DE3327739C2 (en) Device for the production of boreholes
DE2810962C2 (en)
DE69716141T2 (en) HANDLING TUBES IN A DRILLING DEVICE
EP2067924B1 (en) Drilling mechanism and drilling method
WO2000011308A2 (en) Drilling device and method for drilling a well
WO2015043740A1 (en) Handling device for drill pipes of a deep hole drilling device
DE2400805B2 (en) Drill rod storage facility
DE3013697C2 (en)
DE2040949A1 (en) Pipe handling device for oil drilling towers or the like.
EP3947237B1 (en) Installation device and method for performing an installation process in a lift shaft of a lift facility
EP3833843B1 (en) Onshore drilling rig and method for moving a top drive in a drill mast of an onshore drilling rig
EP1580398B1 (en) Apparatus and method for subsoil construction
DE102006001316A1 (en) Method for exchanging working rollers and/or intermediate rollers in mill stands of a rolling mill comprises transporting working roller sets and/or support roller sets from the mill stand to the roller workshop and back using a locomotive
EP2446446B1 (en) Fuel assembly loading machine
DE2630136A1 (en) PROCEDURE FOR DISCLOSURE OF BORING ROD ELEMENTS, RIG AND RIG UNIT FOR PERFORMING THE PROCEDURE
DE10001634B4 (en) Apparatus and method for loading the core of a nuclear reactor
WO2013156133A2 (en) Pipe rack and method for feeding and removing tubular bodies to and from a drilling installation
DE3125013A1 (en) DEEP DRILLING DEVICE
EP2395153B1 (en) Device and method for manufacturing wall panels in the floor
EP2896779A1 (en) Drill rig incorporating a rod element positioning area and a rod handling device and method for operating such a drilling rig
EP3190257B1 (en) Drilling device and method for producing a drilling pole in the ground
EP4013949B1 (en) Underground drilling rig and method for erecting same

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20210312

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20230525

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20231023

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502020007099

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

U01 Request for unitary effect filed

Effective date: 20240222

U07 Unitary effect registered

Designated state(s): AT BE BG DE DK EE FI FR IT LT LU LV MT NL PT SE SI

Effective date: 20240229

U1N Appointed representative for the unitary patent procedure changed [after the registration of the unitary effect]

Representative=s name: WERNER & TEN BRINK PAE PARTGES MBB BENTHEIM; DE

U20 Renewal fee paid [unitary effect]

Year of fee payment: 5

Effective date: 20240420

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG9D

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240621

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20240521

Year of fee payment: 5

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240522

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: RS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240521

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240221

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240221

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: RS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240521

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240521

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240621

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240221

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240522

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240221

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PL

Payment date: 20240412

Year of fee payment: 5

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: TR

Payment date: 20240418

Year of fee payment: 5

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240221

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240221

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240221

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240221

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240221

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240221

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240221