[發(fā)明專利]用于將管體運(yùn)入和運(yùn)離鉆機(jī)的管架和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380025870.8
• 申請日: 2013-04-15
• 公開（公告）號: CN104302865B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于爾根·賓德爾;安德烈·納丹
• 申請（專利權(quán)）人: 海瑞克頂點(diǎn)有限公司
• 主分類號: E21B19/14
• 分類號: E21B19/14;E21B19/15
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11112
• 代理人: 張?zhí)焓?張杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種管架，用于將管體，特別是鉆桿、套管、和/或鉆柱部件如鉆鋌、鉆探馬達(dá)或類似部件，運(yùn)入和運(yùn)離用于深鉆井工程的鉆機(jī)，該管架具有基礎(chǔ)體，至少一個(gè)托架，該托架設(shè)置為管體的運(yùn)輸和存儲托架，多個(gè)管體成批放置在該托架內(nèi)，該管架還具有提取裝置，用于將管體從托架中取出和將管體送入托架，本發(fā)明還涉及一種用于將管體運(yùn)入和運(yùn)離的方法。

背景技術(shù)

深鉆井工程，例如為了開采石油和天然氣或?yàn)榱藦牡責(zé)嶂蝎@取能量，會使用一種由鉆柱驅(qū)動的鉆孔工具，該鉆柱由鉆桿和鉆柱部件，如鉆鋌、鉆探馬達(dá)或類似部件組成。在鉆井進(jìn)行過程中，在完成一定的鉆井進(jìn)展之后，必須為鉆柱添加鉆桿。這些鉆桿是從外部運(yùn)來的。為此在鉆機(jī)旁設(shè)置有管架。

另外在深鉆井工程中需要更換鉆孔工具，這是由于鉆孔工具磨損，或是由于因地質(zhì)情況變化而需要另一種工具。更換鉆孔工具必須將整個(gè)鉆柱從鉆孔中拆出，并在新鉆孔工具設(shè)置好之后重新安裝。為此，例如在大型鉆機(jī)內(nèi)，鉆柱的鉆桿分別兩個(gè)或三個(gè)成一組同時(shí)拆出和安裝，并且直立存放在鉆機(jī)的鉆塔內(nèi)。若鉆塔內(nèi)的倉庫已滿，則必須將仍待拆出或安裝的鉆桿運(yùn)離鉆機(jī)。對于小型鉆機(jī)則無將管子存放在鉆塔內(nèi)的可能，鉆桿直接放置于管架內(nèi)。

一個(gè)已知的實(shí)施方案為，設(shè)置管架在一個(gè)傾斜的平面上與鉆機(jī)連接。鉆桿在該傾斜面上通過起重設(shè)備運(yùn)至鉆機(jī)，隨后通過該起重設(shè)備送入鉆機(jī)內(nèi)并進(jìn)行安裝。這一方法涉及大量的手工勞動和受傷風(fēng)險(xiǎn)。另外，鉆機(jī)外部的鉆桿儲存空間伴隨著巨大的鉆探工地，這對于某些用途來說不是必然有利的。

另外對于海上設(shè)備來說也存在問題，即，這種鉆機(jī)的鉆桅可能不夠大和堅(jiān)固。對于用于勘探的鉆機(jī)也是如此，這種鉆機(jī)例如設(shè)置在樁腳式鉆探平臺或船舶上。這里存在的問題是，在鉆機(jī)的鉆桅內(nèi)無法存放足夠多的鉆桿，并且在惡劣的天氣情況下必須將鉆桿運(yùn)離鉆機(jī)。特別是對于設(shè)置在突出的懸臂式平臺上的鉆機(jī)更是如此。

這也同樣適用于能夠移動的鉆機(jī)。在此出于重量原因，至少在鉆機(jī)滑行至下一鉆點(diǎn)時(shí)，同樣需要將鉆桿置于鉆機(jī)外部。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種管架，通過該管架能夠使具有管體的鉆機(jī)自動化，并能夠以簡單的方式，安全、快速地以低維修費(fèi)用對鉆機(jī)進(jìn)行維護(hù)。

此外已證明，特別是對于處在受限情況下的鉆機(jī)，例如勘探鉆機(jī)，或?qū)τ阢@點(diǎn)彼此間隔窄的鉆機(jī)來說，在鉆機(jī)中和考慮到存儲地點(diǎn)的整個(gè)鉆桿存儲的過程，鉆桿從存儲地點(diǎn)至鉆機(jī)的運(yùn)入和運(yùn)出，以及特別是與鉆頭的安裝和拆卸有關(guān)的鉆桿的存儲，全都具有改進(jìn)價(jià)值。因此本發(fā)明的另一目的在于，提供一種系統(tǒng)和方法，通過這種系統(tǒng)和方法能夠以簡單和安全的方式將鉆桿運(yùn)入和運(yùn)離鉆機(jī)，特別是處于空間受限的情況下。

根據(jù)本發(fā)明，該目的通過一種管架得以實(shí)現(xiàn)，在該管架中，基礎(chǔ)體具有至少兩個(gè)接納段，該接納段用于接納基本水平放置的托架，該托架在置入接納段后為能夠旋轉(zhuǎn)的固定狀態(tài)，并能夠通過提升部件從水平方位轉(zhuǎn)為垂直方位，管體能夠通過提取裝置單個(gè)地從托架中垂直地取走或安放，該提取裝置能夠沿基礎(chǔ)體移至每個(gè)接納段前。

這里的有利之處在于，通過管架的結(jié)構(gòu)，能夠完全垂直地操縱該管架，這顯著地簡化了程序并節(jié)省了能源，因?yàn)椴⒉皇敲總€(gè)管體都必須從必要的垂直狀態(tài)轉(zhuǎn)為水平狀態(tài)。

本發(fā)明的另一教導(dǎo)是，提升部件一邊設(shè)置在基礎(chǔ)體上，另一邊設(shè)置在托架上。通過這種方式能夠不需使用附加的提升設(shè)備如外部的起重機(jī)進(jìn)行豎起作業(yè)。

本發(fā)明的另一教導(dǎo)是，提取裝置具有垂直作用的提升部件，通過該提升部件能夠抬起管體，其中該垂直作用的提升部件優(yōu)選能夠水平地從提取裝置中伸出。通過這種方式能夠安全地將單個(gè)管體從托架中取出。

本發(fā)明的另一教導(dǎo)是，提取裝置具有水平作用的固定和/或抓取部件，其中該垂直作用的固定和/或抓取部件優(yōu)選能夠水平地從提取裝置中伸出。由此能夠?qū)崿F(xiàn)更安全的垂直運(yùn)輸。

本發(fā)明的另一教導(dǎo)是，在接納段中托架的下方設(shè)置接合區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)提取裝置能有效接合。已證明從下方的抬舉能夠特別簡單和少維護(hù)地實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的另一教導(dǎo)是，設(shè)置有控制裝置，通過該控制裝置能夠控制管體的取出或添加，其中單個(gè)接納段優(yōu)選能夠由該控制裝置鎖定。由此能夠在運(yùn)行過程中添加或提取托架。有利之處還在于，設(shè)置有多個(gè)接納段，從而實(shí)現(xiàn)了連續(xù)的運(yùn)行。

本發(fā)明的另一教導(dǎo)是，管架設(shè)置在軌道上，并能夠與設(shè)置在接納段內(nèi)的托架一起滑行。

本發(fā)明的另一教導(dǎo)是，提取裝置能夠在接納段前的接納/移交位置和用于將管體轉(zhuǎn)交給吊管機(jī)或使吊管機(jī)接收管體的交接/接收位置之間移動。由此實(shí)現(xiàn)了過程的自動化。