[發明專利]用于搬運鉆井工具的鉸接設備

無效

• 申請號: 201080051188.2
• 申請日: 2010-11-12
• 公開（公告）號: CN102597414A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 葛堯根
• 申請（專利權）人: 葛堯根
• 主分類號: E21B19/16
• 分類號: E21B19/16;E21B19/15
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮

技術領域

本發明涉及一種用于搬運鉆井工具的鉸接設備。更特別地，本發明涉及的鉸接設備有多組伸縮臂可使鉆井工具在存儲位置和展開位置之間移動。更具體地，本發明的機構設備可調節鉆井工具的水平和垂直位置。

背景技術

在石油和天然氣體工業中，在鄰近井口的位置中需要安裝多個鉆井工具。通常，鉆柱由鉆桿和底部鉆挺組成。在這樣的鉆柱的安裝過程中，多個部件必須以快速的和有效的方法螺紋連接在一起。在其它的情況下，鉆井工具必須在井口或鼠洞上的位置上移動。在大部分鉆井操作中，鉆井工具必須以快速的、有效的和安全的方法操作。

鉆柱的連接操作是幾乎以日常為基礎執行的常規的和乏味的工作。通常被稱為動力大鉗或鉆工的設備通常被用于完成或解除鉆柱的螺紋工具接頭連接。在正常操作中，必需在多個位置，包括井口或鼠洞上和存儲位置之間移動動力大鉗或鉆工。由于這樣的裝置的重量，移動鉆機上的這樣的設備通常是困難的。此外，在井口周圍存在非常有限的空間，同樣地，在有限的空間可用性中需要有效的搬運。此外，在這樣的有限的區域中移動這樣的重的設備的需要通常可能產生可能損壞鉆井設備和傷害鉆井人員的事故。過去，用于從井口前后運送動力大鉗或鉆工的一種方法是將該單元安裝在在一對被安裝在鉆臺上的軌道上行駛的臺車上。采用該構造的問題是，安裝在鉆臺上的軌道通常對鉆井人員產生絆倒的危險。當需要多個位置以移動該單元時，這變得困難并且非常復雜。這樣的安裝在鉆臺上的軌道通常在鉆井架上占據太多的空間。

所使用的另一種類型的裝置是由液壓缸驅動的伸縮臂。這種類型的運送裝置需要額外的空間并且制造起來昂貴。這些類型的運送裝置對于載重運送需要和尺寸來說也是受限的。

被用于完成多個鉆井設備的移動的另一種類型的裝置是通過采用C-型機構使大鉗或鉆工擺動，在其中，該單元樞轉地懸掛在該結構的頂部。采用這種類型的裝置的一個問題是，定位該單元是困難的，因為該單元的重量保持垂直位置。此外，它被限制為具有相對短的伸出能力。

過去，公開了多個涉及這樣的搬運設備的美國專利。例如，1980年11月18日公開的Mee等人的美國專利號4234150描述了一種機械臂組件，在其中，末端可沿直線相對于其近端移動。鉸接臂包括結合第一平行四邊形連接機構的第一臂和包括第二平行四邊形連接機構的第二臂。平行四邊形連接機構的這些鄰近端被驅動地彼此連接，由此第一臂在第一端支撐部周圍的旋轉改變第一平行四邊形連接機構的幾何形狀，其又導致第二平行四邊形連接機構的幾何形狀的相應改變。這導致第二臂的末端沿直線相對于第一臂的近端的移動。

1981年6月23日公開的Putnam等人的美國專利號4274778示出用于鉆機的機械化臺架搬運設備。該設備適用于搬運鉆挺和管臺架。該設備由液壓機械化井架工和結合的適用于井架中的臺架放置的遠程控制的指板鎖定桿構成。這允許裝置與旋轉臺對齊并被完全放置在架指中。臺架搬運機構具有可由完全地容納在其范圍內的致動器設備伸展的鉸接臂。

1997年9月16日公開的Lorenz等人的美國專利5667026描述了一種用于動力大鉗的定位設備。該定位設備在操作位置和非操作位置之間移動動力大鉗。該定位設備具有第一臂和第二臂。第一臂的一端被樞轉地連接至第二臂的一端，而第一臂和第二臂的另一端被樞轉地安裝在被連接至鉆塔的梁上。兩個臂可以一致的延伸和收縮，以朝向和遠離其位于支管周圍的操作位置移動動力大鉗。

2001年11月20日公開的A.Buck的美國專利號6318214教導了一種可定位在鉆機甲板上并可連接至至少一個動力大鉗的動力大鉗定位設備。動力大鉗支撐部適于定位至少一個動力大鉗，這樣它可以與管狀構件接合。動力大鉗定位設備包括框架、可移動地定位在框架上的底座、和連接至底座并可移動地連接至至少一個動力大鉗的動力大鉗支撐部。

2007年2月20日公開的美國專利號7178612、2007年7月31日公開的美國專利號7249639和2008年11月25日公開的美國專利號7455128，每一個教導了一種用于定位鉆井工具，例如鐵鉆工的自動化的臂。在這些專利中描述的設備起將鐵鉆工移動到適當的位置以允許鉆柱的螺紋接頭的裝配或拆解。該設備也可以被用于將其它的鉆井設備移動到井的中心線上或鼠孔處的適當的位置。自平衡、雙重同步平行四邊形臂被用于完成裝置的移動。液壓或氣動汽缸被用于臂的延伸和收縮，而不是支撐工具。臂可以在沒有汽缸幫助的情況下將工具固定在任何位置。同步平行四邊形中的連接機構可以通過齒輪、連桿、狹槽或滾子完成。