[發明專利]自動化起下鉆裝置和方法

在審

• 申請號: 201380055235.4
• 申請日: 2013-10-22
• 公開（公告）號: CN104936745A
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 瑞克·皮爾格瑞姆
• 申請（專利權）人: 水銀鉆探技術有限責任公司
• 主分類號: B25B17/00
• 分類號: B25B17/00;E21B19/22;E21B19/18;E21B19/00
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司 11204
• 代理人: 王達佐;王艷春

1.一種自動化起下鉆裝置，包括：

外框架，所述外框架包括一個或多個豎直支承件；

內框架，所述內框架滑動聯接至所述外框架，并且被設置成通過聯接在所述內框架與所述外框架之間的提升機構來豎直移動，所述內框架包括：

起下鉆滑動件，所述起下鉆滑動件被設置成接納管狀構件以及選擇性夾緊并支承所述管狀構件；以及

鐵鉆工，所述鐵鉆工定位在所述起下鉆滑動件之上，并且被設置成接納所述管狀構件并組裝或分開所述管狀構件的第一段與第二段之間的螺紋接頭。

2.如權利要求1所述的自動化起下鉆裝置，其中，所述鐵鉆工能夠通過鉆工提升機構在豎直方向上在高位與低位之間選擇性地移動。

3.如權利要求1所述的自動化起下鉆裝置，其中，所述提升機構包括液壓活塞、頂開螺釘、齒條與齒輪、纜索和滑輪或動滑輪中的一個或多個。

4.如權利要求1所述的自動化起下鉆裝置，其中，所述鐵鉆工還包括：

固定卡爪，所述固定卡爪被設置成夾緊所述第一管狀段并防止所述第一管狀段旋轉；

組裝/分開卡爪，所述組裝/分開卡爪被設置成夾緊所述第二管狀段并在所述第二管狀段上施加高轉矩低速旋轉。

5.如權利要求4所述的自動化起下鉆裝置，其中，所述鐵鉆工還包括：

鉆桿旋扣器，所述鉆桿旋扣器被設置成在所述第二管狀構件上施加低轉矩高速旋轉。

6.如權利要求4所述的自動化起下鉆裝置，其中，所述鐵鉆工還包括：

鉆桿涂覆系統。

7.如權利要求1所述的自動化起下鉆裝置，還包括被設置成利用鉆井液填充管狀構件的管狀填充裝置。

8.如權利要求7所述的自動化起下鉆裝置，其中，所述管狀填充裝置被設置在所述鐵鉆工上。

9.如權利要求7所述的自動化起下鉆裝置，其中，所述管狀填充裝置包括TAM套管循環器。

10.如權利要求1所述的自動化起下鉆裝置，還包括控制系統，所述控制系統被設置成控制所述提升機構、所述鐵鉆工和所述起下鉆滑動件。

11.如權利要求10所述的自動化起下鉆裝置，其中，所述控制系統被設置成還控制絞車、頂部驅動器、升降機、吊環以及自動化鉆桿操縱裝置中的至少一個。

12.如權利要求10所述的自動化起下鉆裝置，其中，所述控制系統還包括閉環控制器，所述閉環控制器被設置成在起下鉆操作期間控制所述管狀構件的速度。

13.如權利要求12所述的自動化起下鉆裝置，其中，所述閉環控制器響應于通過壓力傳感器在位于鉆井孔內的所述管狀構件的端部處測量的、所述鉆井孔內的壓力的變化來改變所述管狀構件的速度。

14.如權利要求1所述的自動化起下鉆裝置，其中，所述外框架被設置成沿軌道在一個或多個滾輪上水平滾動。

15.如權利要求1所述的自動化起下鉆裝置，其中，所述鐵鉆工還包括泥斗，所述泥斗被設置成包含在分開操作之后包含于所述管狀構件的所述第一段與所述第二段的上部內的任何鉆井液。

16.如權利要求15所述的自動化起下鉆裝置，其中，所述泥斗還包括上密封件和下密封件中的至少一個，并且所述上密封件和所述下密封件被設置成將所述泥斗的內部密封至所述管狀構件。

17.如權利要求16所述的自動化起下鉆裝置，其中，所述泥斗還包括排泄管道，所述排泄管道被設置成允許鉆井液從所述泥斗流動至鉆井液存儲部。