CN102648329B - 用于钻台的工具导引装置 - Google Patents
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Abstract
描述一种用于钻台(1)的竖向工具导引的装置，其中在所述钻台(1)上设有至少一个钻塔(2a，2b，2c)，所述钻塔(2a，2b，2c)中的每一个均被设置在钻塔基座(21)上，该钻塔基座(21)围绕第一竖向轴线(A)可旋转地支撑在所述钻台(1)上，并且每个钻塔(2a，2b，2c)均被设置为能够在水平工作扇区(Sa，Sb，Sc)中移动工具(24a，24b，24c)，所述水平工作扇区(Sa，Sb，Sc)在竖向投影中至少接触或穿过贯通的钻台开口(11)中的中心轴线(C)，每个钻塔(2a，2b，2c)均设有竖向引导轨道(22)。
Description
技术领域
本发明描述了一种用于钻台的竖向工具导引的装置，更具体而言，在钻台处设置至少一个钻塔(rig)，一个或多个钻塔中的每一个均被设置在钻塔基座上，该钻塔基座围绕第一竖向轴线可旋转地支撑在钻台上，并且每个钻塔均被设置为能够在水平工作扇区中移动工具，所述水平工作扇区在竖向投影中至少接触或穿过贯通的钻台开口中的中心轴线，并且每个钻塔均设有竖向的工具引导轨道。
背景技术
在从地面装置进行碳氢化合物开采的井中的作业期间，常常需要在设置于钻台上或者钻台上方的多种不同的修理装置(remedies)之间进行变换。特别是对于沿着或靠近井或者其套管中心轴线实施竖向移动的工具而言，需要使工具精确地沿竖向移动并快速地远离和朝向所述中心轴线移动。其一个实例是在建造或拆卸钻柱期间发生的作业。
在这些操作期间使用的设备常常被悬挂在上升到钻台上方的井架或相应设备中的升起结构物(lifting works)处。当悬挂设备从井架中心被拉开或升起结构物被移动(例如在桥式吊机上)时，常常发生水平移动。悬挂在升起结构物中的钢索上的负载物对钻台上的人员意味着危险，并且悬挂的负载物常常可能因为井架摇动、风力影响等因素而摇摆。
发明内容
本发明的目的是消除或减少现有技术的至少一个缺点。
该目的通过以下描述和所附的权利要求书中公开的特征而实现。
本发明提供一种用于钻台的竖向工具导引的装置，其中一个或多个钻塔中的每一个均设有竖向工具引导轨道(例如具有液压缸、螺杆或带齿的齿条进给装置的滑动引导装置等)，该竖向工具引导轨道从设置在钻台上的其自身的基座升起，每个基座均能够围绕竖向轴线旋转。工具引导轨道被设置在距基座旋转轴线一定距离处。旋转轴线和工具引导轨道距各自的旋转轴线的距离被设置为使得每个工具的水平移动扇区的竖向投影至少接触钻台上的一点(该点例如由钻台中的贯通的开口的中心表示)。因此，每个工具均可以沿水平方向移动到沿竖向穿过所述钻台开口而延伸的管柱(呈钻柱的形式或与井连接的套管柱的形式)上的单个夹具(grip)或配合的夹具。由于钻塔可旋转地支撑在钻台上，所以工具可以摆动而远离所述钻台的中心轴线，以沿竖向移动经过夹紧管柱的另一工具，从而使新的夹具位于其它工具的上方或下方。在一个实施例中，工具还可以相对于钻塔的竖向旋转轴线沿径向移动。在另一个实施例中，钻塔可以围绕第二竖向轴线旋转，该第二竖向轴线被设置在距钻塔基座的旋转轴线一定距离处。
更具体地，本发明涉及一种用于钻台的竖向工具导引的装置，其特征在于，在钻台上设有至少一个钻塔，每个钻塔均被设置在钻塔基座上，该钻塔基座围绕第一竖向轴线可旋转地支撑在钻台上，并且每个钻塔均被设置为能够在水平工作扇区中移动工具，所述水平工作扇区在竖向投影中至少接触或穿过贯通的钻台开口中的中心轴线，每个钻塔均设有竖向工具引导轨道。
在钻台上可以设有至少两个钻塔，用于每个钻塔的工具的水平工作扇区在竖向投影中至少部分地重叠或者接触其它工具的工作扇区的竖向投影。因此，所有的工具都可以在诸如向下延伸或者沿地下井、钻孔或相似物的方向延伸的管柱上彼此独立地实施作业。
所述工具可以被设置为能够相对于钻塔基座的旋转轴线沿径向移动。因此，实施工具有多个自由度，并且可以在贯通的钻台开口的中心轴线以外和垂直于该中心轴线处实施更大范围的作业类型。
钻塔可以被设置为在钻塔基座上能够围绕第二竖向轴线旋转。因此，在工具的操纵中实现了更大的灵活性。
工具可以来自于包括旋转工具、冲击工具、保持工具和液压生成工具的群组。因此，本发明可用于多系列的作业操作组合。
附图说明
以下将描述附图中示出的优选实施例的示例，其中：
图1以立体图的方式示出了第一实施例的原理示意图，该第一实施例包括围绕钻台开口设置的两个可旋转的钻塔；
图2以立体图的方式示出了第二实施例的原理示意图，该第二实施例包括围绕钻台开口设置的三个可旋转的钻塔；和
图3示出了根据图2的实施例的俯视图，其中指示出工具的工作扇区。
具体实施方式
在附图中，附图标记1表示钻台，在该钻台处设置第一和第二钻塔2a、2b(见图1)，可替代地，在该钻台处设置第一、第二和第三钻塔2a、2b’、2c(见图2和图3)。
钻台1以本身公知的方式设有至少一个钻台开口11，该钻台开口11被设置为通过其来运送管道和工具，从而例如在油气田的钻孔中实施作业。钻台开口11具有中心轴线C。
钻塔2a、2b、2b’、2c中的每一个均设置在钻塔基座21上，该钻塔基座21形成为转台211。转台211能够围绕于第一竖向轴线A旋转并且设有第一转动致动器212，该致动器212设置为能够分别使转台至少在扇区Sa、Sb、Sc中转动，见图3。
根据图1的第一和第二钻塔2a、2b以及根据图2的第一和第三钻塔2a、2c都被设置为刚性地连接到转台211。
可替代地，根据图2的第二钻塔2b’在转台上被设置为围绕第二竖向轴线B。钻塔2b’的旋转由第二转动致动器26提供，因为第二转动致动器26被布置为能够使钻塔2b’至少在扇区Sb’中旋转(见图3)。
钻塔2a、2b、2b’、2c设有工具引导轨道22，其设置为分别容纳工具24a、24b、24c。工具24a、24b、24c被设置为能够沿工具引导轨道22的纵向移动，以使工具24a、24b、24c相对于钻台1沿竖向重新定位。每个工具24a、24b、24c均被连接到竖向致动器23，该竖向致动器23被设置为使工具24a、24b、24c沿工具引导轨道22重新定位并且将工具24a、24b、24c保持在特定的位置。
第三工具24c(见图2)设有水平致动器25，该水平致动器25被设置为能够使工具24c相对于钻塔沿水平方向移动，因为在工具24c中结合有水平引导轨道27。
当实施两个或更多的工具24a、24b、24c相配合(例如组装或拆卸管道支线)的作业操作时，工具24a、24b、24c中的一个被引导经过24a、24b、24c的另外两个中的一个或两个，以在所述管柱的另一部分上进行新的操作。因此，工作中的工具24a、24b、24c的操作得以保持，并且所有工具24a、24b、24c在其各自的钻塔2a、2b、2b’、2c上的所有位置都具有高度的精确性和稳定性。当准备或者应当持续地实施操作时(例如组装或拆卸长管柱，该长管柱例如是将地面装置连接到深水中的油井的海底取油管，和用在深水井或水平井中的钻柱)，根据本发明的装置尤其极为有利。
Claims (3)
1.一种用于钻台(1)上的竖向工具导引的装置，其中，在所述钻台(1)上设有至少一个第一钻塔(2a)，所述至少一个第一钻塔(2a)被设置在钻塔基座(21)上，所述钻塔基座(21)围绕第一竖向轴线(A)可旋转地支撑在所述钻台(1)上，并且所述至少一个第一钻塔(2a)设有竖向工具引导轨道(22)，该竖向工具引导轨道(22)被设置在距所述第一竖向轴线(A)一定距离处，其中，所述至少一个第一钻塔(2a)围绕所述竖向轴线(A)的旋转提供了第一工具(24a)的水平工作扇区(Sa)，所述水平工作扇区(Sa)的竖向投影至少接触或穿过贯通的钻台开口(11)中的中心轴线(C)，
其特征在于，至少一个第二钻塔(2b’)被设置为在所述钻塔基座(21)上能够围绕第二竖向轴线(B)旋转，所述第二竖向轴线与所述第一竖向轴线(A)水平地间隔开；
所述第二钻塔(2b’)被设置在所述钻台(1)上，所述第二钻塔(2b’)包括第二工具(24b)，其中，用于所述第一工具(24a)的水平工作扇区(Sa)在竖向投影中至少部分地重叠或者接触所述第二工具(24b)的水平工作扇区(Sb)的竖向投影；并且
所述第一工具(24a)和所述第二工具(24b)能够相对于所述第一竖向轴线(A)沿径向移动。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一工具(24a)和所述第二工具(24b)选自于包括旋转工具、冲击工具、保持工具、和液压生成工具的群组。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一工具(24a)和所述第二工具(24b)中的至少一个能够分别相对于所述第一竖向轴线(A)和所述第二竖向轴线(B)沿径向移动，并且还包括分别位于所述第一钻塔(2a)和所述第二钻塔(2b’)上的第一和第二水平致动器(25)，其中，所述第一和第二水平致动器(25)相对于所述第一钻塔(2a)和所述第二钻塔(2b’)以及管柱水平地移动所述第一工具(24a)和所述第二工具(24b)。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20141231 Termination date: 20181022 |