[發明專利]用于操縱管的吊卡

無效

• 申請號: 200680034731.1
• 申請日: 2006-08-22
• 公開（公告）號: CN101268248A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: M·A·H·沙茨;A·P·J·M·德龐特;P·德克爾;A·D·M·克里嫩
• 申請（專利權）人: 國民油井華高有限合伙公司
• 主分類號: E21B19/06
• 分類號: E21B19/06
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 董敏

技術領域

本發明涉及便于操縱管和鉆柱的吊卡。本發明尤其但不排除涉及用于操縱鉆機上的管的吊卡。管可以是鉆桿單根、鉆桿立根或立柱、套管單根、套管立根或立柱、管(tubular)、優質管、與鉆具相結合的鉆鋌或管或其他的被下放到井眼或從井眼起出的管。

背景技術

在油、氣、水和地熱工業中的井眼的鉆進、完井和維修的過程中，管進入井眼或從井眼中起出。這種操作有時被稱為用于將管向下移動進入井眼的“下鉆”操作和用于將管向上移動出井眼的“起鉆”操作。這些操作的每一種操作都需要管環繞鉆機移動。相應地，存在與鉆機的管操縱和管操作的后勤管理相關的許多問題，尤其是在石油鉆井平臺上不中斷鉆井過程的管的相互連接、拆卸和存儲。

需要環繞鉆機移動的管的類型包括鉆桿、鉆鋌、套管、油管、帶孔油管、尾管、尾管懸掛器、井下工具、封隔器、洗井工具等。

在傳統石油鉆井平臺上的鉆進操作過程中，當鉆頭穿透一段距離進入井眼，以使只有一小部分鉆柱從鉆臺上表面向上伸出來時，鉆進操作停止，新的管形鉆柱單根被從位于鉆臺外部的存儲位置或存儲架上移動過來并被連接到鉆柱的上端。一旦新的單根被連接好，鉆進操作可以繼續進行。通常，鉆柱單根的長度為30英尺或大約9m(或者其兩倍或三倍)。每一次鉆頭更深地穿入地下，通常鉆進操作停止，并接入另一根鉆柱單根(或立根)。

許多現有技術的鉆井系統具有旋轉驅和/或頂驅、支撐性鉆臺、在所述鉆臺上方垂直延伸的井架、和可以在井架內被提升或降低的游動滑車。在鉆進操作過程中，這種鉆機設備經常被用來將管插入到井內和在一些情況下將管從井內起出。鉆頭和/或其他設備頻繁地被下放到井內。一旦井已經被鉆到理想深度，大直徑的稱為套管的管經常被安裝到井眼內并用水泥固定在適當的位置，以給井眼提供結構完整性和使井下地層彼此分隔。

用于在鉆機上和環繞鉆機移動管的現有系統與一種已知的“吊卡”設備相結合，該“吊卡”設備被布置在用于懸吊滑輪或滑車組的繩的末端，該滑輪或滑車組懸吊在鉆機的井架或頂驅的吊環處。繩的另一端纏繞在絞車上。吊卡通常包括一對鉸接的半圓段、卡銷(latch)和保證卡銷完全閉合的安全機構。這種吊卡由BJVarco銷售，其商標為“EX吊卡”(TM)。管水平地位于“鉆臺坡道”上或傾斜的坡道或輸送機上，并且被手控提升離開其所在表面以將管放入吊卡中。可選地，管的一端被露在壁架(ledge)上，以使吊卡可以被應用到管上。吊卡的半圓段環繞管主體閉合，而且卡銷被閉合，以及安全機構(通常是開口銷)被推入定位以保證卡銷完全閉合，而且直到開口銷被取下時才允許卡銷被打開。吊卡繞管主體松散地配合以使吊卡可以沿著管主體滑動，直到吊卡鄰接管加厚端(upset)或鄰接螺紋連接到管一端的鉆鋌。鉆桿包括加厚端，該加厚端是通常所說的內螺紋端被設置在其中的“箱”。可選地，管的一端具有外螺紋，而且更大外徑的鉆鋌連接到這一端，形成了一個臺肩。絞車被啟動以提升吊卡以及懸吊在吊卡上的管離開鉆臺以便于在鉆機上或環繞鉆機的管運動。然后鉆工能夠轉動管到另一個位置，通常用于對扣進入已經在井中或位于“鼠洞”中的鉆柱，“鼠洞”是鉆井鉆臺中的一個洞，在鼠洞中鉆桿單根被連接以形成由兩根或三根鉆桿單根組成的一個立根，然后，該立根將被移動到“指梁”存儲區或用于連接到井眼中的鉆柱上的井中心。本方法用在下鉆操作中。然后吊卡被用來懸持鉆柱的全部重量，同時平臺中的的卡瓦(通常所說的“卡盤”)被解鎖。鉆柱被旋轉并下放到井內，然后卡盤中的卡瓦與管接合，而且吊卡被解鎖。

BJ?Varco的“BX液壓驅動吊卡”能夠將吊卡喉部(throat)定位在接合垂直管的位置到接合水平管的位置以及接合這兩個位置之間的任一角度的管。吊卡包括鉸接門式的段(segments)。在必須環繞管閉合的大吊卡上的門可以為幾百磅重。在管被接合的情況下，具有門的吊卡需要有用于門弧形轉動的間隙。管必須被提升或否則提供用于轉動門的間隙。