[發明專利]旋轉鉗中的定中心裝置

有效

• 申請號: 201080030659.1
• 申請日: 2010-07-06
• 公開（公告）號: CN102472084A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 伯恩特·奧拉夫·霍倫
• 申請（專利權）人: 阿克MH股份有限公司
• 主分類號: E21B19/16
• 分類號: E21B19/16;E21B19/24;E21B19/06
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

根據獨立權利要求1的前序部分，本發明涉及一種管夾持裝置，具有管將放置于其中的管狀中心、用于旋轉和夾持管的扭矩鉗(挪威語、momenttang)，并且本發明還涉及一種用于旋轉和夾持管的扭矩鉗，其中夾持功能是由根據獨立權利要求1所述的管夾持裝置提供的。

背景技術

當組裝或拆卸延伸進入或向下延伸至地下井的管柱(例如，為了開采石油)時，通常使用所謂的動力鉗或扭矩鉗以將一定長度的管連接至管柱或從所述管柱斷開。通常的配置是上部管段是由夾緊裝置操縱和夾持，而下部管段由旋轉式的扭矩鉗旋轉。另一個配置是管柱由第一動力鉗和/或鉆臺中的卡瓦(slip)夾持，而旋轉式扭矩鉗使其上方的管件旋轉必要的扭矩。旋轉式扭矩鉗裝備有夾爪(挪威語、gripebakker)，用于將管夾持在鉗的中心，從而當扭矩鉗旋轉時，管件也會沿它的縱向軸線旋轉。如果將扭矩鉗的旋轉軸線和管件的軸向軸線(axial?axis)/縱向軸線定位成基本一致將是有利的。

隨著新扭矩鉗的發展，需研發一種管夾持裝置，所述管夾持裝置確保扭矩鉗圍繞一個中心轉動。盡管該管夾持裝置也能獨立于扭矩鉗使用，但也希望該管夾持裝置能夠作為一個部件整合至扭矩鉗。本領域技術人員應當理解的是，除了此處明確提及的以外，管夾持裝置也能與其他類型設備一起使用，用于連接管段至管柱。

現有技術中的管夾持裝置經常使用液壓操作的夾緊裝置，所述夾緊裝置用于定位并夾持管，使之與扭矩鉗接合。已證實很難獲得精確的布置，其中夾緊裝置被同時帶至管狀中心，用于確保扭矩鉗圍繞管狀中心旋轉的方式將管置于中心。與夾緊裝置控制有關的問題在于，在不使用傳感器和監控系統下，很難獲得對液壓控制夾緊裝置的定位的良好控制。使用傳感器和監控系統導致了復雜的控制系統，從而有必要生產一種基于機械原理的用于夾緊裝置的簡單同步機構。

由于當夾緊裝置夾持管時作用的力過大，所以提供管夾持裝置很重要，從而避免了當系統啟動以使夾緊裝置相對于管道壁施加力時，并非所有的夾緊裝置都接觸的情況下的損壞。在管夾持裝置包括三個夾緊裝置情況下，可出現當啟動夾緊裝置以對管施加夾持力時，其中兩個夾緊裝置接觸管，而第三夾緊裝置未接觸管壁的情況。在這種情況下，系統中工作的力十分大，并且最壞情況下這可導致管夾持裝置的破裂。從而需要以如下方式調整管夾緊裝置，使得未接觸管的夾緊裝置所施加的力被管夾持裝置的布置接收。這通過為管夾持裝置設置非自我破壞的同步系統實現。

此外，管夾持裝置可設置有系統以檢測是否夾緊裝置夾持位于為管夾持裝置的管狀中心定義的公差帶外側的管，其中如果管位于公差帶的外側，可在該布置中設置能中斷順序的開關。

本發明除了能在石油相關操作中的使用，還尤其適用于鉆孔相關操作中使用的管長度連接有關的使用，例如，鉆管、鉆鋌和套管，而且本發明也可用于需要在具體定位區域中獲得定位和夾持的應用。

發明內容

本發明的目的在于消除或減少現有技術的至少一個缺點。

該目通過根據以下說明和隨后的權利要求中說明的本發明的特性實現。

根據本發明的管夾持裝置，包括具有管狀中心以定位管的外殼。該管夾持裝置包括至少三個夾緊裝置，每個設置成具有朝向管狀中心的運動方向，其中每個夾緊裝置有序地布置、接觸管，以提供夾持力。夾緊裝置被布置為在細長撓性傳輸元件的幫助下朝管同步或同時地移動。每個細長撓性傳輸元件附接至一個夾緊裝置并且延伸接觸至少一個支撐裝置以與其他夾緊裝置中的每個附接。在至少一個夾緊裝置運動時，該運動通過相關的細長傳輸元件傳輸至其他夾緊裝置中的每個。在至少一個夾緊裝置運動時，該運動通過相關的細長傳輸元件傳輸到其他夾緊裝置中的每個。至少一個支撐裝置連接到用于該支撐裝置的受控位移的至少一個安全裝置。本發明使用的安全裝置數量取決于管夾持裝置所裝配的支撐裝置的數量，并且取決于該布置是如何構造的。在管夾持裝置的一些實施例中，選定的支撐裝置裝配有安全裝置，而在其他實施例中，所有的支撐裝置都裝配有安全裝置。

通過布置安全裝置以獲得單個支撐裝置的受控位移，在管夾持裝置中提供彈性件，這就意味著在兩個夾緊裝置之間的管發生堵塞時，防止管夾持裝置的損壞。

在本發明的一個實施例中，每個安全裝置的一部分緊固至管夾持裝置外殼，而安全裝置的另一部分將緊固至支撐裝置。

安全裝置可包括設置為對運動具有預設阻力的裝置，可將安全裝置布置成使它可在克服對運動的預設阻力時施加運動。也可將安全裝置布置成使得在運動之后可將支撐裝置移動回它的初始位置。