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Patent Searching and Data


Title:
ONSHORE DRILLING RIG AND METHOD FOR MOVING A TOP DRIVE IN A DRILL MAST OF AN ONSHORE DRILLING RIG
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/225368
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an onshore drilling rig (10) comprising a drill mast (12), a top drive (14) which can be moved in the drill mast (12) along the vertical axis of the drill mast (12), and a cage bearing (18) on an upper end (16) of the drill mast (12), wherein the cage bearing (18) can be moved by means of a positioning device (24). The invention also relates to a method for operating such a drilling rig (10) and to a method for operating a top drive (14) in the drill mast (12) of such a drilling rig (10).

Inventors:
NORDBECK ACHIM (DE)
LÖDDEN AREND (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/062724
Publication Date:
November 12, 2020
Filing Date:
May 07, 2020
Export Citation:
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Assignee:
BENTEC GMBH DRILLING & OILFIELD SYSTEMS (DE)
International Classes:
E21B3/02; E21B15/00; E21B19/02; E21B19/16
Foreign References:
DE102014200748A12015-07-16
US4903443A1990-02-27
US20010025727A12001-10-04
US2643005A1953-06-23
Attorney, Agent or Firm:
WERNER&TEN BRINK - PATENTANWÄLTE PARTGES MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Landbohranlage (10) mit

einem Bohrmast (12),

einem im Bohrmast (12) entlang der Hochachse des Bohr- masts (12) beweglichen Topdrive (14) und

einem Kronenlager (18) an einem oberen Ende (16) des Bohrmasts ( 12 ) ,

wobei das Kronenlager (18) mittels einer Positionierein richtung (24) beweglich ist,

wobei der Topdrive (14) im Bohrmast (12) entlang einer Führung (38) vertikal beweglich ist und

wobei der Topdrive (14) mittels einer Spreizeinrichtung (36) zumindest in eine erste Ebene und in eine zweite Ebene jeweils parallel zu einer durch die Führung (38) definierten Ebene beweglich ist.

2. Bohranlage nach Anspruch 1,

mit einem Verfahrweg (30) für das Kronenlager (18) am oberen Ende des Bohrmasts (12) und

mit einer als Positioniereinrichtung (24) fungierenden Verfahr- oder Verschiebeeinrichtung.

3. Bohranlage nach Anspruch 2,

mit einem einerseits am Bohrmast (12) und andererseits am Kronenlager (18) angreifenden Antrieb als Verfahr- oder Ver schiebeeinrichtung .

4. Bohranlage nach Anspruch 2 oder 3,

mit zumindest einem mittels eines Antriebs (motorischer Antrieb, Elektromotor) drehbaren und in, an oder auf dem Ver fahrweg (30) laufenden Antriebsrad.

5. Verfahren zum Bewegen eines Topdrive (14) in einem Bohr mast (12) einer Bohranlage (10),

wobei der Bohrmast (12) an einem Kopfende (16) ein Kro nenlager (18) aufweist,

wobei der Topdrive (14) unter dem Kronenlager (18) an einem Flaschenzugsystem (20) hängt,

wobei der Topdrive (14) mittels des Flaschenzugsystems (20) vertikal im Bohrmast (12) bewegt wird,

wobei das Kronenlager (18) mittels einer Positionierein richtung (24) zumindest zwischen einer ersten Position über Bohrlochmitte (26) und einer zweiten, von der Position über Bohrlochmitte (26) entfernten Position hin und her bewegt wird und,

wobei das Kronenlager (18) für eine Lastfahrt des Top drive (14) in die erste Position über Bohrlochmitte (26) be wegt wird,

wobei das Kronenlager (18) für eine Leerfahrt des Top drive (14) in die zweite, von der Position über Bohrlochmitte (26) entfernte Position bewegt wird und,

wobei ein selbst zwischen einer ersten und einer zweiten Position beweglicher Topdrive (14) für eine Lastfahrt in die erste Position über Bohrlochmitte (26) und für eine Leerfahrt in die zweite, von der Position über Bohrlochmitte (26) ent fernte Position bewegt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5,

wobei die Bewegung des Kronenlagers (18) in die erste oder zweite Position mit der Bewegung des Topdrive (14) in die erste oder zweite Position koordiniert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6,

wobei bei einem Ausbauen eines Bohrstrangs (28) aus dem Bohrloch der Bohrstrang (28) mittels des Topdrive (14) stück weise und jeweils im Wege einer Lastfahrt des Topdrive (14) sowie einer Aufwärtsbewegung des Topdrive (14) im Bohrmast (12) aus dem Bohrloch gezogen wird,

wobei beim Ausbauen des Bohrstrangs (28) am Ende einer Lastfahrt des Topdrive (14) der Bohrstrang (28) unabhängig vom Topdrive (14) gehalten und der Topdrive (14) vom

Bohrstrang (28) abgekoppelt wird,

wobei nach dem Abkoppeln des Topdrive (14) vom

Bohrstrang (28) das Kronenlager (18) in die zweite Position bewegt wird, insbesondere das Kronenlager (18) und der Top- drive (14) in die zweite Position bewegt werden, und der Top drive (14) im Wege einer Leerfahrt im Bohrmast (12) abwärts bewegt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7,

wobei bei einem Einbauen eines Bohrstrangs (28) in ein

Bohrloch der Bohrstrang (28) mittels des Topdrive (14) stück weise und jeweils im Wege einer Lastfahrt des Topdrive (14) sowie einer Abwärtsbewegung des Topdrive (14) im Bohrmast (12) in das Bohrloch abgelassen wird,

wobei beim Einbauen des Bohrstrangs (28) am Ende einer

Lastfahrt des Topdrive (14) der Bohrstrang (28) unabhängig vom Topdrive (14) gehalten und der Topdrive (14) vom

Bohrstrang (28) abgekoppelt wird,

wobei nach dem Abkoppeln des Topdrive (14) vom

Bohrstrang (28) das Kronenlager (18) in die zweite Position bewegt wird, insbesondere das Kronenlager (18) und der Top drive (14) in die zweite Position bewegt werden, und der Top drive (14) im Wege einer Leerfahrt im Bohrmast (12) aufwärts bewegt wird.

Description:
Beschreibung

Landbohranlage und Verfahren zum Bewegen eines Topdrive in einem Bohrmast einer Landbohranlage

Die Erfindung betrifft eine im Folgenden mitunter kurz als Bohranlage bezeichnete Landbohranlage zum Abteufen von Tief bohrungen, zum Beispiel auf Kohlenwasserstoff-Lagerstätten, zur Erdöl- und Erdgasexploration oder zum Erschließen von Ge othermie. Die Erfindung betrifft im Weiteren ein Verfahren zum Bewegen eines sogenannten Topdrive (Kraftdrehkopf) in ei nem Bohrmast einer Landbohranlage sowie ein Verfahren zum so genannten Ausbauen eines Bohrstrangs aus einem Bohrloch und ein Verfahren zum sogenannten Einbauen eines Bohrstrangs in ein Bohrloch.

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 ei nes Bohrstrangs und das anschließende Einbauen (Wiederein bauen) eines Bohrstrangs wird auch als „Round Trip" bezeich net. 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 .

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Bohranlage, insbesondere einen Bohrmast einer Bohranlage, an zugeben, welche bzw. welcher eine Verringerung der für einen Round Trip benötigten Zeit ermöglicht. 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.

Zum Bewegen des Kronenlagers ist eine im Folgenden kurz als Positioniereinrichtung bezeichnete Kronenlagerpositionierein richtung 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 be wegt. Die Positioniereinrichtung ist dafür bestimmt und ein gerichtet, das Kronenlager bedarfsabhängig zwischen zumindest zwei verschiedenen Positionen (erste Position; zweite Positi on) hin und her zu bewegen. Die Positioniereinrichtung ist oder umfasst eine Einrichtung, welche das Kronenlager im Be trieb bedarfsabhängig in die erste Position, in die zweite Position und ggf. in weitere Positionen bewegt und in der je weiligen Position hält. Die Positioniereinrichtung ist zum Beispiel ein Antrieb oder umfasst zum Beispiel zumindest ei nen Antrieb.

In der ersten Position des Kronenlagers befindet sich der un ter dem Kronenlager hängende und zumindest mittelbar am Kro nenlager hängende Topdrive über der Mitte des Bohrlochs und entsprechend auf einer als Bohrlochmitte bezeichneten Positi on. 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 ent sprechend ebenfalls als „Bohrlochmitte" oder als „über Bohr lochmitte" bezeichnet; beide Bezeichnungen meinen dasselbe.

In der zweiten Position befindet sich das Kronenlager in ei ner von der Bohrlochmitte beabstandeten Position. Diese Posi tion wird im Folgenden als zurückgezogene Position bezeich net .

Als Bohrlochmitte gilt jede Position über der Bohrlochmitte oder jede Position entlang einer durch den Bohrstrang im Bohrloch definierten Achse (Bohrlochmitte-Achse) . Als zurück gezogene Position gilt jede Position entlang einer weiteren Achse, welche parallel zu der Bohrlochmitte-Achse und beab- standet von der Bohrlochmitte-Achse verläuft.

Eine solche Landbohranlage lässt sich kurz wie folgt be schreiben: Landbohranlage mit einem Bohrmast, einem im Bohr mast entlang der Hochachse des Bohrmasts beweglichen Topdrive und einem Kronenlager an einem oberen Ende des Bohrmasts, wo bei das Kronenlager mittels einer Positioniereinrichtung be weglich ist.

Ausführungsformen einer solchen Landbohranlage lässt sich kurz wie folgt beschreiben:

- Die Landbohranlage weist einen Verfahrweg für das Kronenla ger am oberen Ende des Bohrmasts und eine als Positionierein richtung 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 der als Verfahr- oder Verschie beeinrichtung fungierende Antrieb, weist zumindest ein mit tels des Antriebs (motorischer Antrieb, Elektromotor) drehba res und in, an oder auf dem Verfahrweg laufendes Antriebsrad auf .

Die Beweglichkeit des Kronenlagers gemäß der hier vorgeschla genen Neuerung hat den Vorteil, dass ein selbst zwischen der Position über Bohrlochmitte und einer zurückgezogenen Positi on beweglicher Topdrive sogenannte Lastfahrten auf Bohrloch mitte und sogenannte Leerfahrten in der zurückgezogenen Posi tion durchführen kann.

Eine solche Beweglichkeit des Topdrive (Beweglichkeit zwi schen Bohrlochmitte und einer zurückgezogenen Position) ist bei Offshore-Bohranlagen, nicht aber bei Landbohranlagen, an sich bekannt. Diese Beweglichkeit ist auch bei der hier vor geschlagenen Neuerung gegeben. Diese Beweglichkeit wird mit tels einer im Folgenden zur Unterscheidung als Spreizeinrich tung bezeichneten weiteren Positioniereinrichtung realisiert.

Der Topdrive ist in 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 gegenüber liegenden Ende der Spreizeinrichtung. D.h. die Spreizeinrich tung bewegt sich mit dem Topdrive im Mast und kann grundsätz lich 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 Spreizein richtung ist grundsätzlich an sich bekannt, so dass insoweit auf den Stand der Technik verwiesen werden kann. Als Spreiz einrichtung fungiert zum Beispiel eine Scherenhubmechanik, die zum Zwecke des „Abspreizens" des Topdrive von der Füh rung, also zum Bewegen des Topdrive in die Position über Bohrlochmitte, in horizontaler Richtung wirksam ist.

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 ge währleisten (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 Posi tion 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 Positioniereinrich tung bei einer Lastfahrt des Topdrive in die Position über Bohrlochmitte bewegten Kronenlager wird mittels der Spreiz einrichtung auch der Topdrive in die Position über Bohrloch mitte (in die erste Ebene) bewegt; bei einem mittels der Po sitioniereinrichtung bei einer Leerfahrt des Topdrive in die zurückgezogene Position bewegten Kronenlager wird mittels der Spreizeinrichtung auch der Topdrive in die zurückgezogene Po sition (in die zweite Ebene) bewegt. Während einer Lastfahrt befindet sich der Topdrive über Bohr- lochmitte und der Bohrstrang hängt am Topdrive. Während einer Lastfahrt ist damit gewissermaßen der Bereich über der Bohr lochmitte 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 .

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, wo bei 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 soge nannten Drillfloor und leicht oberhalb des Drillfloor.

Beim Ein- und Ausbauen des Bohrstrangs kann jeweils eine ein zelne 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 Folgen den werden im Interesse einer besseren Lesbarkeit der weite ren Beschreibung eine einzeln ein- oder ausgebaute Bohrstange oder mehrere gleichzeitig ein- oder ausgebaute Bohrstangen zusammenfassend als Bohrgestängeelement bezeichnet.

Der herkömmliche Prozess des Ein- oder Ausbauens eines

Bohrstrangs wird am Beispiel des Ausbauens kurz erläutert. 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 zu gehörige Erläuterung) gedacht werden:

Schritt 1: Der Topdrive fährt in die Position „oben im Mast". Der Topdrive ist dabei an das obere Ende des Bohrstrangs an gekoppelt. 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 Lastübergabe zunächst mit dem Topdrive gehalten.

Schritt 2 : Um den Topdrive vom Bohrstrang abkoppeln zu kön nen, wird der Bohrstrang zur Lastübernahme 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 gehal ten. Der Topdrive dient weiterhin noch als Führung des her ausgezogenen Bohrgestängeelements .

Schritt 3: Die Führung des herausgezogenen Bohrgestängeele ments wird mittels einer in der Fachterminoligie oftmals als Pipehandler bezeichneten Maschine übernommen. Diese fungiert als Gestängehandhabungseinrichtung und wird im Folgenden als Gestängehandhabungseinrichtung bezeichnet. Zur Übernahme der Führung des herausgezogenen Bohrgestängeelements greift die Gestängehandhabungseinrichtung in grundsätzlich an sich be kannter Art und Weise am Bohrgestängeelement an. Schritt 4 : Der Topdrive kann nach einer solchen Lastüberga- be/-übernahme (Schritt 2) und nach einer solchen Übernahme der Führung des herausgezogenen Bohrgestängeelements (Schritt 3) vom Bohrstrang gelöst werden und wird vom Bohrstrang ge löst.

Schritt 5: Ein an sich bekanntes Zangensystem greift an der oberhalb des Drillfloor liegenden Verbindungsstelle des her ausgezogenen Bohrgestängeelements mit dem restlichen

Bohrstrang an und löst das mittels der Gestängehandhabungs einrichtung gehaltene, herausgezogene Bohrgestängeelement vom Bohrstrang. Der vom Bohrstrang abgekoppelte Topdrive bleibt noch oben im Mast, weil sich das herausgezogene Bohrge stängeelement auf der Position Bohrlochmitte befindet und da mit der Weg für eine Abwärtsfahrt des Topdrive versperrt ist.

Schritt 6: Das herausgezogene und vom Bohrstrang getrennte Bohrgestängeelement wird mittels der Gestängehandhabungsein richtung aus dem Bereich über Bohrlochmitte entfernt und zum Beispiel neben dem Bohrmast abgestellt, insbesondere in einer sogenannten Fingerbühne.

Die Reihenfolge der Schritte kann auch variiert werden, der art, dass zuerst der erste Schritt, dann der zweite Schritt, dann der fünfte Schritt, dann der dritte Schritt, dann der vierte Schritt und schließlich der sechste Schritt ausgeführt wird .

Nach dem sechsten Schritt ist der Bereich über der Bohrloch mitte 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 Po sition „oben im Mast". Dieser Vorgang (Schritte 1 bis 6) wie derholt sich viele Male, bis der gesamte Bohrstrang aus dem Bohrloch gezogen ist. Für das Einbauen eines Bohrstrangs gilt dasselbe in umgekehrter Richtung und Reihenfolge entspre chend .

Indem nach dem hier vorgeschlagenen Ansatz das Kronenlager zumindest zwischen der Position Bohrlochmitte und einer zu rückgezogenen Position beweglich ist, kann ein selbst zwi schen der Position über Bohrlochmitte und einer zurückgezoge nen Position beweglicher Topdrive eine Leerfahrt in der zu rückgezogenen Position durchführen. 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 Flaschenzug systems zwischen Kronenlager und Topdrive parallel oder zu mindest 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 Fla schenzugsystem bezeichnet.

Die Leerfahrt erfolgt zum Beispiel, während das herausgezoge ne 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 herausge zogenen Bohrgestängeelements abgeschlossen ist - das Kronen lager 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. 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.

Neben dieser Zeitersparnis besteht ein Vorteil der hier vor geschlagenen Neuerung darin, dass ein Schrägzug im Flaschen zugsystem 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 Horizon tallasten in der Führung des Topdrive. Ein weiterer Vorteil der hier vorgeschlagenen Neuerung besteht darin, dass ein ge ringerer horizontaler Fahrweg für den Topdrive zwischen des sen Position über Bohrlochmitte und der zurückgezogenen Posi tion notwendig ist. Bei Offshore-Bohranlagen und der dort be kannten 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 heraus gezogenen Bohrgestängeelement, insbesondere mit dem oberen Ende des herausgezogenen Bohrgestängeelements, sicher ausge schlossen werden kann. Dies macht einen deutlichen Abstand der zurückgezogenen Position von der Position über Bohrloch mitte erforderlich und führt zu einem entsprechenden Fahrweg des Topdrive zwischen Bohrlochmitte und der zurückgezogenen Position. Die Spreizeinrichtung, welche diesen Fahrweg ermög licht, muss entsprechend ausgelegt sein. Je größer der Fahr- weg, desto größer sind die auf die Spreizeinrichtung wirken den Kräfte. Ein nach der hier vorgeschlagenen Neuerung mögli cher geringerer Abstand zwischen der zurückgezogenen Position und Bohrlochmitte verringert also die auf die Spreizeinrich tung wirkenden Kräfte. Diese reduzierte Belastung erhöht de ren Lebensdauer und macht eine weniger aufwändige Auslegung der Spreizeinrichtung möglich.

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 Kro nenlager 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 bezeich- neten 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.

Die Besonderheit des Verfahrens besteht darin, dass das Kro nenlager mittels einer Positioniereinrichtung (Kronenlagerpo sitioniereinrichtung) zumindest zwischen einer ersten Positi on (Bohrlochmitte) und einer zweiten Position (zurückgezogene Position) beweglich ist und beim Betrieb der Bohranlage be darfsabhängig durch die Positioniereinrichtung in die erste oder die zweite Position bewegt wird. Das Kronenlager ist be vorzugt 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 entspre chenden Positionierung der Positioniereinrichtung in der Po sition Bohrlochmitte, wenn der Bohrstrang mit dem Topdrive angehoben, abgesenkt oder gedreht wird, also allgemein immer dann, wenn der Bohrstrang am Topdrive hängt. Bei einer Leer fahrt des Topdrive befindet sich das Kronenlager aufgrund ei ner entsprechenden Positionierung der Positioniereinrichtung in der zurückgezogenen Position und das Kronenlager wird durch die Positioniereinrichtung in die zurückgezogene Posi tion bewegt, wenn eine Leerfahrt des Topdrive erfolgen soll.

Für die weitere Beschreibung gilt zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen, dass Merkmale und Details, die im Zusammen hang 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 o- der mehrerer Verfahrensmerkmale fortgebildet sein, die sich auf von der Bohranlage ausgeführte Verfahrensschritte bezie hen, 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 be schrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit und im Hinblick auf die hier vorgeschlagene Vorrichtung und eventuelle Ausgestaltungen der Vorrichtung und jeweils umge kehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen As- pekten der Erfindung stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei verwendete Rückbeziehungen inner halb der Ansprüche weisen auf die weitere Ausbildung des Ge genstandes des in Bezug genommenen Anspruchs durch die Merk male des jeweiligen abhängigen Anspruchs hin. Sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, ge genständlichen Schutzes für die Merkmale oder Merkmalskombi nationen eines abhängigen Anspruchs zu verstehen. Des Weite ren 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 An sprüchen sowie einer allgemeineren Ausführungsform des gegen ständlichen Verfahrens / der gegenständlichen Bohranlage bzw. des gegenständlichen Bohrmasts nicht vorhanden ist. Jede Be zugnahme in der Beschreibung auf Aspekte abhängiger Ansprüche ist demnach auch ohne speziellen Hinweis ausdrücklich als Be schreibung optionaler Merkmale zu lesen.

Bei einer Ausführungsform der hier vorgeschlagenen Vorrich tung (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 Ver fahreinrichtung 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, insbe sondere ein Profilstahl mit einem U-Profil oder einem T- Profil. Genauso kommt als Verfahrweg eine Zahnstange in Be tracht. 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 um fasst.

Bevorzugt fungiert als Positioniereinrichtung ein einerseits am Kronenlager und andererseits entweder am Bohrmast oder di rekt am Verfahrweg angreifender Antrieb oder die Positionier einrichtung 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 Hydrau lik- oder Pneumatikzylinder in an sich bekannter Art und Wei se durch Einziehen und Ausfahren einer Kolbenstange. Alterna tiv 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 an treibt, welches in den Verfahrweg eingreift oder an dem Ver fahrweg 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 Kronen lager verbunden, insbesondere am Kronenlager angebracht. Eine weitere Möglichkeit für einen Antrieb ist ein mit dem Ver fahrweg 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 Antriebs rad eingreift.

Insgesamt ist nach dem hier vorgeschlagenen Ansatz vorteil haft 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 Ver fahrensschritten ausgeführt werden:

Beim Ausbauen eines Bohrstrangs aus dem Bohrloch wird der Bohrstrang mittels des Topdrive stückweise und jeweils im We ge 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 ge halten und der Topdrive wird vom Bohrstrang abgekoppelt. Nach dem Abkoppeln des Topdrive vom Bohrstrang werden das Kronen lager mittels der Positioniereinrichtung und der Topdrive mittels der Spreizeinrichtung in die zweite Position (zurück gezogene 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 Bohrloch mitte. Während der Lastfahrt des Topdrive befindet sich das Kronenlager in der Position über Bohrlochmitte. Während der Leerfahrt befindet sich das Kronenlager in der zurückgezoge nen Position.

Beim Einbauen eines Bohrstrangs in ein Bohrloch wird der Bohrstrang mittels des Topdrive stückweise und jeweils im We ge 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 ge- halten und der Topdrive wird vom Bohrstrang abgekoppelt. Nach dem Abkoppeln des Topdrive vom Bohrstrang werden das Kronen lager und der Topdrive in die zweite Position bewegt (zurück gezogene Position) und der Topdrive wird im Wege einer Leer fahrt im Bohrmast aufwärts bewegt, parallel zur Achse des Bohrstrangs und mit Abstand von der Position über Bohrloch mitte. Auch hier befindet sich das Kronenlager während der Lastfahrt des Topdrive in der Position über Bohrlochmitte und während der Leerfahrt in der zurückgezogenen Position.

Speziell bei einem beweglichen Kronenlager (beweglich zumin dest zwischen der Position über Bohrlochmitte und einer zu rückgezogenen Position) sowie einem in gleicher Weise beweg lichen Topdrive - jeweils mittels einer Positioniereinrich tung bzw. einer Spreizeinrichtung - ist die gesamte Einrich tung zum Anheben, Absenken und Drehen eines Bohrstrangs im Mast zwischen der Position über Bohrlochmitte und einer zu rückgezogenen Position beweglich, so dass insgesamt auch von einem zurückziehbaren Hebesystem im Mast (Retractable Hois- ting System) gesprochen werden kann und die Erfindung ist in soweit in ihrer allgemeinsten Form ein solches zurückziehba res Hebesystem.

Eine Leerfahrt in der zurückgezogenen Position im Anschluss an eine Lastfahrt erfolgt bevorzugt automatisch oder teilau tomatisch. 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 Steuerungs einrichtung überwachbar und werden optional automatisch mit tels einer Steuerungseinrichtung überwacht. Wenn zumindest die beiden vorgenannten Bedingungen erfüllt sind, wird auto matisch oder im Anschluss an eine Bedienhandlung eines Bedie ners 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 An schluss an das Erreichen der zurückgezogenen Position automa tisch oder im Anschluss an eine weitere Bedienhandlung die Leerfahrt des Topdrive in der zurückgezogenen Position.

Ebenso erfolgt eine Überwachung eines Zugriffs auf einen Be reich über der Bohrlochmitte durch andere Maschinen oder eine andere Maschine, zum Beispiel eine Gestängehandhabungsein richtung, automatisch oder teilautomatisch und unter Kontrol le einer Steuerungseinrichtung. Sobald das Kronenlager mit tels der Positioniereinrichtung in die zurückgezogene Positi on bewegt ist und der Topdrive mittels der Spreizeinrichtung ebenfalls in die zurückgezogene Position bewegt ist, ist der Bereich über der Bohrlochmitte grundsätzlich für andere Ma schinen 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 Be reich über Bohrlochmitte entfernt (beim Ausbauen des

Bohrstrangs) oder ein mit dem Bohrstrang zu verbindendes Bohrgestängeelement in den Bereich über Bohrlochmitte ge bracht (beim Einbauen des Bohrstrangs) .

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind For mulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weiter gehenden Patentschutzes. Da speziell die Merkmale der abhän gigen Ansprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Pri oritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, diese oder noch weitere, bis her 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 Gegen ständen der jeweils in Bezug genommenen Ansprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die eingangs genannte Aufgabe wird auch mit einer Steuerungs einrichtung 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 Steuerungsein richtung kommt zum Beispiel eine grundsätzlich an sich be kannte speicherprogrammierbare Steuerung in Betracht. Die Mittel zur Durchführung des Verfahrens sind dann die Steue rung selbst, Ein- und Ausgangskanäle der Steuerung und ein von der Steuerungseinrichtung ausgeführtes Steuerungsprogramm mit einer Implementation des Verfahrens und der davon umfass ten Verfahrensschritte. Über die Eingangskanäle der Steue rungseinrichtung 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 Steuerungsein richtung. Als Ergebnis solcher Verknüpfungen resultieren Aus gangssignale, welche über die Ausgangskanäle an die Bohranla ge, insbesondere die Positioniereinrichtung, den Topdrive, das Kronenlager und/oder die Spreizeinrichtung, ausgegeben werden und zum Beispiel eine Aktivierung der Positionierein richtung zum Bewegen des Kronenlagers in die erste oder zwei te Position bewirken. Das Verfahren ist zur automatischen oder teilautomatischen Ausführung 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 speicherpro grammierbaren Steuerung, ausführbaren Programmcodeanweisungen und andererseits ein Speichermedium mit einem derartigen Com puterprogramm, also ein Computerprogrammprodukt mit Programm codemitteln, sowie schließlich auch eine Steuerungseinrich tung, in deren Speicher als Mittel zur Durchführung des Ver fahrens und seiner Ausgestaltungen ein solches Computerpro gramm geladen oder ladbar ist.

Anstelle eines Computerprogramms mit einzelnen Programmcode anweisungen kann die Implementierung des hier und im Folgen den beschriebenen Verfahrens auch in Form von Firmware erfol gen. Dem Fachmann ist klar, dass anstelle einer Implementati on eines Verfahrens in Software stets auch eine Implementati on in Firmware oder in Firm- und Software oder in Firm- und Hardware möglich ist. Daher soll für die hier vorgelegte Be schreibung gelten, dass von den Begriffen Steuerungsprogramm und Computerprogramm auch andere Implementationsmöglichkei ten, nämlich insbesondere eine Implementation in Firmware o- der in Firm- und Software oder in Firm- und Hardware, umfasst sind .

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Einander entsprechende Gegen stände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Das Ausführungsbeispiel ist nicht als Einschränkung der Er findung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegen den Offenbarung durchaus auch Ergänzungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche, die zum Beispiel durch Kombina tion 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 Hin blick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neu en Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen.

Es zeigen

Fig. 1 einen Bohrmast einer Bohranlage mit einem im Bohr mast beweglichen Topdrive,

Fig. 2 den Bohrmast wie in Fig. 1 mit einem aus einer Po sition über Bohrlochmitte in eine zurückgezogene Position bewegten Kronenlager,

Fig. 3 einen schematisch vereinfachten Ablauf eines Ver fahrens beim Ausbauen eines Bohrstrangs aus einem Bohrloch und

Fig. 4 das Verfahren beim Ausbauen eines Bohrstrangs nach dem hier vorgeschlagenen Ansatz.

Die Darstellung in Figur 1 zeigt - in schematisch stark ver einfachter 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 beweg lich.

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.

Das Kronenlager 18 ist mittels einer Positioniereinrichtung 24 zumindest zwischen einer ersten und einer zweiten Position beweglich. Als Positioniereinrichtung 24 ist - lediglich bei spielhaft - 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 für einen Antrieb einer einerseits unmittelbar oder mittelbar am Bohrmast 12 und andererseits am Kronenlager 18 angreifenden Verfahr- oder Verschiebeeinrichtung.

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 Dar stellung 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.

Die erste Position des Kronenlagers 18, bei welcher der Top drive 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 Bohr lochmitte 26 bezeichnet. Die zweite Position des Kronenlagers 18, bei welcher der Topdrive 14 nicht über Bohrlochmitte 26 hängt, wird im Folgenden zur Unterscheidung als zurückgezoge ne Position bezeichnet.

Für eine solche Beweglichkeit des Kronenlagers 18 zumindest zwischen der Position Bohrlochmitte und der zurückgezogenen Position ist bei der gezeigten Ausführungsform am Kopfende 16 des Bohrmasts 12 ein Verfahrweg 30 vorgesehen. Entlang des Verfahrwegs 30 ist das Kronenlager 18 beweglich. Die Positio niereinrichtung 24 bewirkt die Bewegung des Kronenlagers 18 entlang des Verfahrwegs 30, also zum Beispiel die Bewegung des Kronenlagers 18 in die Position über Bohrlochmitte 26 o- der die Bewegung des Kronenlagers 18 in die zurückgezogene Position .

In der Position des Kronenlagers 18 über Bohrlochmitte 26 er folgen 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 der zurückgezogenen Position des Kronenlagers 18 erfolgen sogenannte Leerfahrten des Topdrive 14. Bei einer Leerfahrt ist der Topdrive 14 vom Bohrstrang 28 abgekoppelt. Eine Leer fahrt 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.

Eine Leerfahrt kann mit einem gemäß der hier vorgeschlagenen Neuerung beweglichen Kronenlager 18 und einem selbst zwischen einer Position über Bohrlochmitte 26 und einer zurückgezoge nen 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 bis her strikt nacheinander zu erfolgen hatten, nunmehr parallel oder zumindest teilweise parallel ausgeführt werden können.

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 Be wegen 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 gegen überliegenden Seite hält und positioniert die Spreizeinrich tung 36 den Topdrive 14 (getragen wird der Topdrive 14 vom Flaschenzugsystem 20) . Entlang der Führung 38 ist der Topdri ve 14 im Bohrmast 12 in vertikaler Richtung beweglich. Mit tels 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 zu mindest in eine erste Ebene und in eine zweite Ebene jeweils parallel zu einer durch die Führung 38 definierten Ebene be wegbar .

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 gehö rige Position der Spreizeinrichtung 36 wird im Folgenden - analog zu der Position des Kronenlagers 18 - als Position über Bohrlochmitte 26 oder kurz als Bohrlochmitte 26 bezeich net. In der Darstellung in Figur 2 ist eine Situation ge zeigt, bei der der Topdrive 14 mittels der Spreizeinrichtung 36 in die zweite Ebene, nämlich eine zu der ersten Ebene pa rallele und von der ersten Ebene beanstandete zweite Ebene, bewegt ist. Eine zu dieser Ebene gehörige Position der Sprei zeinrichtung 36 wird im Folgenden - ebenfalls analog zu der Position des Kronenlagers 18 - als zurückgezogene Position bezeichnet .

Bei einer Bohranlage 10 mit einem beweglichen Kronenlager 18 und einem mittels einer Spreizeinrichtung 36 beweglichen Top drive 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 kön nen grundsätzlich auch zeitversetzt oder nacheinander erfol gen, erfolgen aber auch dann stets jeweils in dieselbe Rich tung .

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

Stückweises Herausziehen des Bohrstrangs 28 aus dem Bohrloch mittels des Topdrive 14 (erster Schritt 40);

Fixieren des Bohrstrangs 28 zur Lastübernahme vom Top- drive 14 (zweiter Schritt 41);

Führung des herausgezogenen Bohrgestängeelements 32 mit tels 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 (fünfter Schritt 44) ;

Abtransport des vom Bohrstrang 28 getrennten Bohrge stängeelements 32 aus dem Bereich über 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 ) ;

stückweises Herausziehen des Bohrstrangs 28 aus dem Bohrloch mittels des Topdrive 14 (erster Schritt 40) und so weiter .

Jetzt können nach dem hier vorgeschlagenen Ansatz die Verfah rensschritte „Trennen des herausgezogenen Bohrgestängeele ments 32 vom Bohrstrang 28" (fünfter Schritt 44) und „Ab transport des vom Bohrstrang 28 getrennten Bohrgestängeele ments 32 aus dem Bereich über Bohrlochmitte 26" (sechster Schritt 45) sowie der Verfahrensschritt „Absenken des Topdri ve 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.

Dafür werden das Kronenlager 18 mittels der Positionierein richtung 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 optio- nal auch bereits während des Bewegens des Kronenlagers 18 und/oder der Spreizeinrichtung 36 in die zurückgezogene Posi tion 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 mit tels der Positioniereinrichtung 24 und der Topdrive 14 mit tels 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) pa rallel ausgeführt werden.

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 Bohrge

stängeelements 32 aus dem Bereich über Bohrlochmitte 26) ab geschlossen ist. Ohne die hier vorgeschlagene Neuerung würde erst jetzt, also erst nach dem Ende des sechsten Verfahrens schritts 45, das Absenken des Topdrive 14 beginnen. Das Aus bauen 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 dassel be entsprechend.

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. Einzelne im Vordergrund stehende Aspekte der hier eingereich ten Beschreibung lassen sich damit kurz wie folgt zusammen fassen: 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 Kronenla ger 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.

Bezugszeichenliste

10 Bohranlage

12 Bohrmast

14 Topdrive

16 Kopfende (des Bohrmasts)

18 Kronenlager

20 Flaschenzugsystem

22 Unterflasche

24 Positioniereinrichtung

26 Bohrlochmitte

28 Bohrstrang

30 Verfahrweg

32 Bohrgestängeelement

34 Fingerbühne

36 Spreizeinrichtung

38 Führung

40 (erster) Schritt (beim Ausbauen eines Bohrstrangs)

41 (zweiter) Schritt (beim Ausbauen eines Bohrstrangs)

42 (dritter) Schritt (beim Ausbauen eines Bohrstrangs)

43 (vierter) Schritt (beim Ausbauen eines Bohrstrangs)

44 (fünfter) Schritt (beim Ausbauen eines Bohrstrangs)

45 (sechster) Schritt (beim Ausbauen eines Bohrstrangs)

46 (siebenter) Schritt (beim Ausbauen eines Bohrstrangs)

47 (achter) Schritt (beim Ausbauen eines Bohrstrangs)

50 Pipehandler

52 Zangensystem