Hopp til innhold

Fagartikkel

I dybden om heisespillet

Heisespillet kan løfte mange hundre tonn. Her finner du litt teknisk informasjon og litt om vedlikeholdet som gjøres for å unngå driftsstans.

LK20LK06
Heisespillet. Illustrasjon.

Sentralt i emnet:

  • Faste vedlikeholdsrutiner

  • Motor og bremsesystem

  • Sjekk og uttrekk av vaier

Heisespillet

Heisespillet (drawworks) utfører opp- og nedbevegelse på borestrengen i hullet. Heisespillet er montert på boredekk og har oppheng i tårnet, sentrert over borehullet i boredekk.

Fra heisetrommelen som står på boredekket, går vaieren opp til kronblokken som er montert i toppen av tårnet, over første trinse i kronblokken og deretter ned til løpeblokken og opp igjen, fra fem til syv ganger. Avslutningen av vaieren går over siste trinse i kronblokken og ned til dødlineankeret på boredekket.
Ved dødlineankeret er det festet en strekkindikator som viser hvor stor belastingen det er på vaieren til enhver tid. Belastningen blir loggført og brukes også til å regne ut vekten på borestrengen.

Vekt i kroken og vekt i heisespillet

Når lasten som henger i kroken er 100 tonn, vil belastningen i hurtiglinen være betydelig mindre på grunn av at løftekabelen er trukket flere ganger opp og ned mellom trinsene i kronblokken og løpeblokken.

Om vi ikke tar hensyn til friksjonen, vil fem runder med løftekabel utgjøre ti lengder som fordeler vekten. Det betyr at hurtiglinen kun skal løfte 10 tonn.

100 tonn i kroken / 10 lengder = 10 tonn i hurtiglinen

(På grunn av at løftekabelen får mer friksjon etter hver runde i systemet, vil faktisk belastning i hurtiglinen være noe høyere.)

Vedlikeholdsrutiner

Det moderne heisespillet kjøres ved hjelp av digitalisert fjernstyring. I programvaren ligger det et automatisk varslingssystem for service og vedlikehold på komponentene. Boreren planlegger vedlikehold og visuell sjekk i de daglige rutinene. Boredekksarbeiderne får arbeidsoppdrag som å sjekke og vedlikeholde utstyret i boremodulen.

I programvaren overvåkes:

  • motoren

  • bremsene

  • smøresystemet

  • temperatur og trykk i kjølesystemene

  • vektcellen på dødlineankeret

  • kjørelengden på vaieren

Utstyret kan også ha et automatisert hydraulisk smøresystem med smørepumpe for gir- og bremsesystemet som bidrar til driftssikkerhet. For at det skal virke, må boredekksarbeiderne passe på at det er nok smøremiddel i tankene.

Motoren til heisespillet

Motoren er montert på trommelen. Motorens kapasitet velges ut fra riggens størrelse og hvor mye løftekraft som skal være tilgjengelig. Den kan være en vekselstrømsmotor (AC) eller drevet med kjede fra en dieselmotor.

Det er blitt vanlig med AC-motor fordi disse leverer stor ytelse og er sikret mot gnistdannelse. I AC-motorer overføres energien i luftgapet mellom stator og rotor, slik at gnistdannelse unngås. AC-motorene leveres i forskjellige -klasser.

For å styre momentet og turtallet, kobles en statisk frekvens-omformer foran AC-motoren. AC-motoren yter opp mot 4180 kW (5600 Hk), leverer rask bevegelse på trommelen og har løftekapasitet opp mot 1250 tonn.

Giret mellom motoren og trommelen

Giret kan ha en-, to- eller tretrinnsutveksling alt etter hvilken hastighet man ønsker å få overført fra motoren til trommelen. Tretrinns girkasser som brukes mellom AC-motorer og trommelen, gir en rask reaksjon på hurtiglinen og gode løfteegenskaper.

Bremsene

Bremsene består av vanlige driftsbremser (hovedbrems) som brukes for å holde trommelen i stoppet posisjon, og hjelpebremser som bidrar til å holde igjen på trommelen når det er tung last i løftekroken.

Hovedbremsen er enten en skivebrems, friksjonsbrems eller en kløtsj-type. Hovedbremsen fungerer som en parkeringsbrems.

Hjelpebremsen er koblet på trommelen og holder igjen mot vekten av lasten som henger i kroken. Den brukes til å styre hastigheten på trommelen under inn- og utkjøring i brønnen.
En vanlig type hjelpebrems er elektromagnetisk brems. Den består av en magnet som genererer bremsekraft ved hjelp av tilført elektrisk spenning. Bremsen slipper når boreren skrur av spenningstilførselen. En annen type hjelpebrems er en motor som virker mot trommelens rotasjon.
Hjelpebremssystemet kan holde løpeblokken stillestående uten å gå varmt eller overbelastes.

Nødbremsesystemet skal slå inn dersom hoved- og hjelpebremsene ikke fungerer.
Nødbremsen er vanligvis skivebremser som er plassert på begge sider av trommelen. Nødbremsen har bremsekraft tilsvarende 200 prosent av maksimum belastning på hurtiglinen.
I nødbremssystemet er det innebygd et overvåkingssystem som bekrefter at hovedbremsen ikke glipper. Nødbremsen kobler seg inn dersom hovedbremsen feiler, slik at ikke løpeblokken raser i boredekket.

Sjekk denne hendelsen:
Top Drive dundrer i boredekk.
Se hvor folkene står!

Kronblokken

Kronblokken (crown block) er montert i øverste del av boretårnet, midt over hullet i RKB. All last som henger fra tårnet, henger i kronblokken.
Kronblokken har 6-9 trinser som stålvaieren skal vikles over. Trinsene må smøres jevnlig, slik at vaieren ikke lager spor og skader trinsene.

I festepunktet til kronblokken i toppen av boretårnet virker vekten av kronblokken, løpeblokken, tårnboremaskinen og det som henger fra tårnboremaskinen. Dette området må sjekkes for slitasje og tretthetsbrudd.

Kronblokk. Illustrasjon.

Kronblokken er montert i toppen av boretårnet.

Løpeblokken

Løpeblokken (travelling block) henger fra kronblokken med stålvaieren som går opp og ned gjennom trinsene i begge blokkene.

Løpeblokk. Illustrasjon.

Løpeblokk


Antallet trinser som er i bruk, avgjør hvor mye vekt som kan belastes systemet. Løpeblokken må kunne løfte både vekten av boremaskinen og av det som holdes i den, det vil si vekten av borestrengen pluss reservetrekkraft i tilfelle borestrengen setter seg fast i hullet. I hele heisespillsystemet er det vanligvis løpeblokkens løfteevne som er begrensningen.

Vanlig vedlikehold på en løpeblokk er å smøre (grease) med jevne mellomrom, slik at ikke vaieren lager uønskede spor i trinsen. Om vaieren lager spor i trinsen, kan løpeblokken bli svekket i godset, og det kan være fare for at løpeblokken sprekker. Dette kan medføre at hele blokken faller på boredekk.

Dødlineankeret

Dødlineankeret er montert på boredekk som feste for borelinen i motsatt ende av heisetrommelen. Dødlineankeret kan rotere når vi trekker ut ny vaier, og kjernen i hjulet skal være minst 15 ganger diameteren til borelinen.

I dødlineankeret er det montert en belastningscelle som registrerer vekten som belaster hele systemet (hook-load). Borelinen sikres i spesielle klemmer bak dødlineankeret, og resten av borelinen ligger på reservetrommelen.

Stålvaieren (løftekabel)

Kabelen som brukes til heisespillet, er en flettet stålvaier (steel wire rope) som består av flere ståltråder som er viklet sammen. Kjernen kan være av fiber eller en stålvaier. Dimensjonen kan være fra 1" til 2", alt etter hvor stor last utstyret er dimensjonert for. Det er vanlig med 1 12" og 1 34".

Stålvaier. Illustrasjon.

Vaieren er trukket over kronblokken og løpeblokken i trinser, slik at den samlede løfte-evnen økes. Stålvaierens totale lengde varierer mellom 200 og 600 meter, alt etter hvilken tårnhøyde den er bestilt til, og hvor mange ganger den skal trekkes gjennom trinsene. Det som ikke ligger på hovedtrommelen, er lagret på reservelinetrommelen ved dødlineankeret.

Det er størst strekkbelastning i hurtiglina som går ut av heisespilltrommelen, som derfor er begrensningen for hvor mye last heisespillet kan belastes med.

Det er viktig å vurdere stålvaierens ytre tilstand (visuell inspeksjon). Slitasje kan medføre svekket vaier.

Når vi driver med , går løpeblokken opp og ned og belaster det samme stedet på vaieren mange ganger på relativt kort tid. Kjøring inn og ut med vektbelastning skal loggføres på kabelens logg. Når vaieren har nådd grensen for vekt og kjørelengde, må den trekkes til et nytt belastningspunkt for å unngå brudd. Dersom heisespilltrommelen er full, må det gjennomføres en slip and cut for å få plass til mer.

Slitasje på vaieren

Når løpeblokken beveger seg opp og ned et visst antall ganger med en gitt vekt, logges dette som ton-miles.

Belastningen på stålvaieren er størst i tre hovedområder:

  • der vaieren går over trinsene i kronblokken og løpeblokken

  • punktet på vaieren i trinsene når slipset settes og frigjøres på borestrengen

  • punktet på trommelen der vaieren krysser over til neste lag

Når belastningsgrensen (ton-miles) for vaieren er nådd, må vaieren trekkes gjennom systemet fra reservelinetrommelen til heisespilltrommelen, slik at vekt og kjørelengde belaster ny og utbrukt boreline.
Dersom heisespilltrommelen er full, må det gjennomføres en slip and cut-prosedyre for å få plass til mer vaier på heisespilltrommelen.

Fordypning:

«Slip and cut»-prosedyre for heisespillvaieren

Sist oppdatert 07.10.2021
Skrevet av Sissel Paaske og Kenneth Ludvigsen
Rettighetshaver: Cerpus AS

Læringsressurser

Hovedsystemer om bord i offshore installasjoner