[發明專利]鉆機鉆桿處理設備

有效

• 申請號: 201480028742.3
• 申請日: 2014-04-09
• 公開（公告）號: CN105339580B
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 約翰·耶爾格特;拉爾斯-埃里克·拉爾森;佩爾·維倫;肯特·埃韋馬克
• 申請（專利權）人: 山特維克知識產權股份有限公司
• 主分類號: E21B7/02
• 分類號: E21B7/02;E21B19/15;E21B19/16;E21B19/24;E21B19/20
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 蔡石蒙;車文

一種鉆桿處理設備，該鉆桿處理設備被構造用以將鉆桿進給到通過鉆機創建的鉆柱和從通過鉆機創建的鉆柱取出鉆桿。該設備包括：夾持器單元，該夾持器單元被構造用以接觸并保持待運輸到鉆機的鉆桿；以及對齊工具，該對齊工具被安裝在夾持器單元處，以在聯接期間提供桿端的正確配對。

技術領域

本發明涉及將鉆桿進給到通過鉆機創建的鉆柱和從通過鉆機創建的鉆柱取出鉆桿的鉆桿處理設備。

背景技術

勘探鉆井通常涉及鉆取幾千米的地下深度。相應地，當鉆桿進入到鉆井中時，必須連接和安裝連續段的鉆管或鉆桿。

鉆桿(取決于它們的具體構造)每個的重量可以在10千克到20千克之間，并且其長度從大概兩米到三米。按照慣例，鉆桿通過設置在各個鉆桿端部的陽型和陰型螺紋連接而相互連接。另外，在鉆進期間，通常不可避免地需要每隔一定時間更換在鉆柱最下端的鉆頭或者其它工具。這種更換過程涉及從鉆井里收回整個鉆柱，更換最下部，然后重新安裝整個鉆柱，此后，鉆井可以繼續。實際上，并且取決于巖石條件，通常每一次鉆孔都經歷10到20次回收操作。因此，需要處理較多數量鉆桿，且特別地將它們從運輸或者搬運小車送到鉆機，它們在鉆機處準備好軸向對齊以及聯接到鉆柱。當然，在鉆柱收回期間也需要相反的操作。示例的鉆桿處理系統在US3,043,619、GB2334270、WO00/65193和WO2011/129760中公開。

鉆桿處理系統通?？梢园C械臂，其具有專用夾持器，用來夾起鉆桿。在向前鉆井操作期間，機械臂被布置用以在運輸或者中間小車處撿起鉆桿，并將鉆桿放在鉆機中，在鉆機上，鉆桿連接到已經安裝的鉆桿，以延長鉆柱。在鉆柱回收操作期間，機械臂被布置用以從鉆機撿起解除連接的鉆桿，并將它們放回運輸或者中間小車上。

為了提供完全自動化的系統，其不需要定期的人工干預，可期望的是，鉆桿處理系統能夠連接鉆桿到已安裝的鉆桿上或者與其解除連接。然而，在包括鋼絲繩鉆進和取芯鉆進的很多鉆井應用中所使用的螺紋通常具有非常低的螺紋高度，并且稍微為錐形。如果將這樣的螺紋對隨機軸向地放在一起，實驗表明螺紋約有60％的機會不會相互接合，或者錯誤地相互接合。在任一情況下，螺紋可能被損壞，導致額外的成本和工作。

WO02/079603A公開了一種系統，用于自動將鉆桿連接到鉆柱并形成鉆柱。在這個系統中，繞著鉆桿的周界設置標記，使得可以確定它們的旋轉位置，因此允許鉆桿可旋轉地對齊，用以最優化螺紋進入。然而，這種類型的現有系統不能保證對齊，并且仍存在鉆桿及其螺紋因為錯誤對齊而受損的危險。相應地，需要有解決上述問題的用于相互連接鉆桿的鉆桿處理系統。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鉆桿處理設備，并且特別地提供一種自動化組件，其被構造用以可靠并且快速地將鉆桿運輸到鉆柱，并保證在將鉆桿連接到鉆柱的時候正確對齊，避免對鉆桿的螺紋連接造成損害以及鉆桿的錯誤對齊，否則這種錯誤對齊防止或者延遲了鉆井操作。

這些目的通過提供一種鉆桿處理設備而獲得，該設備具有對齊工具，其被具體地構造用來：當一個鉆桿被添加到鉆機處的鉆柱的后端時，其機械地引導聯接操作。有利地是，本發明的對齊工具經由伸長梁安裝在桿夾持器單元處，該伸長梁特別地被構造成經受從鉆柱和/或正被連接的鉆桿的縱軸線的相對較小的適度側向偏轉。本發明的對齊工具因此被構造用來：隨著所運輸的鉆桿與鉆柱形成觸碰接觸，自行引導，以正確對齊螺紋連接。對齊工具還被設置有具有與鉆桿外徑密切對應的內徑的聯接區域或者套筒，以提供引導通道，以迫使正確軸向對齊。

經由本領域常規的合適控制裝置，本發明的鉆桿處理設備提供了自動化處理系統，以可靠地聯接鉆柱的鉆桿，且需要較少或者不需要手動干預。