CN111433430A - 用于钻杆装卸的排序 - Google Patents

Abstract

一种用于将管件卸装入或卸装出井眼的方法顺序，该方法包括：经由顶部驱动器将管件柱移入或移出井眼；经由转移桥排管器和钻杆盒引导臂将管件立柱往返于钻杆盒位置和立柱移交位置移动；经由管件输送臂和下部稳定臂将管件立柱往返于立柱移交位置和井中心位置移动；建造立柱，然后经由鼠孔离线卸扣立柱，并在管件立柱和管件柱之间的接头上操作钻工。

Description

用于钻杆装卸的排序

相关申请

本申请要求2017年10月10日提交的美国临时申请序列号62/570,519和2018年6月25日提交的美国申请序列号16/016,709的权益，通过引用将其合并于此。

技术领域

本公开涉及与钻机操作有关的用于钻井与装卸(handling)钻杆和套管的钻井与钻杆装卸***和方法。特别地，本发明涉及用于在钻机上装卸钻杆和套管的顺序。

背景技术

在石油、天然气和地热能的勘探中，钻井操作用于在陆地上形成井孔或井。现代钻机不仅具有钻井能力，而且还具有钻杆装卸能力，以允许同时进行钻井和钻杆装卸操作。

常规钻井涉及在井底上有一钻头。井底钻具组件位于钻头正上方，其中提供了方向传感器和通信设备、电池、泥浆马达和稳定设备，以帮助将钻头引导至所需的地下目标。一组钻铤位于井底钻具组件上方，以提供不可折叠的重量源，以帮助钻头压碎地层。为了安全起见，重型钻杆位于钻铤上方。其余的钻柱大部分是钻杆，设计为承受拉力。每个钻杆大约30英尺长，但长度会根据样式而有所变化。通常将钻杆的长度存储为“双联体”(两个连接长度)或“三联体”(三个连接长度)或甚至“四联体”(四个连接长度)。“管件立柱(stand)”是指钻杆、钻铤或套管的连接部分。

当钻头磨损掉时，或当维修时，需要对井底钻具组件进行修理或调整，将钻柱(钻杆和其他部件)从井眼移除并立于钻杆盒。当从井中移走整个钻柱时，通常会断开连接并以双联体或三联体立于钻杆盒，直到取回并更换钻头为止。将所有部件从井孔中拉出并将它全部运回井孔中的过程称为“起下钻”。

起下钻是非钻井时间，因此是有花费。长期以来一直在努力设计避免或至少加速它的方法。运行三联体比运行双联体更快，因为它减少了要断开然后重新连接的螺纹连接的数量。三联体更长，因此由于它们的长度和重量以及在四处移动它们时产生的自然波形而更难处理。在井架和钻台水平处手动装卸移动钻杆会是危险的。

期望有一种以更有效和及时的方式装卸钻杆而不牺牲安全性的钻机方法。

在海上发现了大多数自动化钻杆装卸的尝试。但是，由于经济可行性、尺寸、重量和运输考虑方面的诸多差异，海上钻机上上的钻杆输送解决方案很少能转用到岸上陆地钻机上。

发明内容

根据本公开的教导，减轻了与现有钻机控制***相关的缺点和问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于经由钻机执行井眼操作的方法，该方法包括：经由顶部驱动器使管件柱相对于井眼移动；经由转移桥排管器和钻杆盒引导臂使管件立柱在钻杆盒位置和立柱移交位置之间移动；经由管件输送臂和下部稳定臂使管件立柱在立柱移交位置和井中心位置之间移动；以及在管件立柱和管件柱之间的接头上操作钻工。

本发明的另一方面提供了一种用于经由钻机执行操作的方法，该方法包括：在井中心执行钻井操作；与井孔操作同时进行立柱建造操作，其中立柱建造操作包括：经由猫道使第一管件单根在进给台位置和钻台拾取位置之间移动；经由管件输送臂和下部稳定臂使第一管件单根在钻台拾取位置和鼠孔伸出部位置之间移动。经由至少一个立柱约束件将第一管件单根保持在鼠孔伸出部位置；经由猫道使第二管件单根在进给台位置和钻台拾取位置之间移动；经由管件输送臂和下部稳定臂使第二管件单根在钻台拾取位置和鼠孔形成/制动(make/brake)位置之间移动；在第一和第二管件单根之间的接头上操作钻工；使包括第一和第二管件单根的管件立柱在鼠孔位置和立柱移交位置之间移动；以及经由转移桥排管器和钻杆盒引导臂使管件立柱在立柱移交位置和钻杆盒位置之间移动。

根据本发明的仍另一方面，提供了一种用于经由钻机执行操作的方法，该方法包括：经由顶部驱动器使管件柱相对于井眼移动；经由猫道使管件单根在进给台位置和钻台拾取位置之间移动；经由顶部驱动器和下部稳定臂使管件单根在钻台拾取位置和井中心位置之间移动；以及在井眼中的管件单根和管件柱之间的接头上操作钻工。

本发明的另一方面提供了一种用于经由钻机执行操作的方法，该方法包括：经由顶部驱动器使套管柱相对于井眼移动；经由猫道使套管单根在进给台位置和钻台拾取位置之间移动；使管件单根在钻台拾取位置和井中心位置之间移动；在套管单根和顶部驱动器之间操作套管行进工具；以及在井眼中的套管单根和套管柱之间的接头上操作所述顶部驱动器。

根据本发明的又一方面，提供了一种用于经由钻机执行操作的方法，该方法包括：通过经由顶部驱动器旋转钻柱来钻井眼；将卡瓦设定在钻机底板上，以使钻柱相对于钻机底板处于伸出部高度；卸扣顶部驱动器和钻柱之间的连接；使钻柱立柱从钻杆盒位置移动到立柱移交位置；使钻柱立柱从立柱移交位置移动到井中心位置；上扣钻柱立柱和钻柱之间的接头；上扣钻柱立柱和顶部驱动器之间的连接；在钻机底板处打开卡瓦；以及通过经由顶部驱动器旋转钻柱来继续钻井眼。

附图说明

可以通过参考结合附图的以下描述来获得对本实施例的更完整的理解，在附图中，相同的附图标记指示相同的特征。

图1是用于执行本发明的顺序方法的具有指板/钻杆盒和猫道的钻机的透视图；

图2是图1的指板/钻杆盒的顶视图，其中指示了井中心、鼠孔和立柱移交位置；

图3是钻机桅杆的一部分中的顶部驱动器的透视图；

图4和5是顶部驱动器的侧视图，其中滑架小车分别伸出和缩回；

图6是图1中所示的指板的透视图；

图7是转移桥排管器的透视图；

图8是图1中所示的指板的透视图，其中上部立柱约束件固定立柱；

图9是管件输送臂的透视图；

图10是安装在桅杆上的图9的管件输送臂的透视图；

图11是下部稳定臂的透视图；

图12是图1所示的钻机的钻机底板的透视图，其中，图11的下部稳定臂定位成稳定管件立柱；

图13是中间立柱约束件的透视图；

图14是钻台和钻杆盒的顶视图，其中示出了下部立柱约束件和钻杆盒引导臂，并且其中识别了井中心、立柱移交位置和鼠孔的位置；

图15是具有下部立柱约束件的钻杆盒和两个钻杆盒引导臂的透视图；

图16是指板和下部钻杆盒引导臂的透视图，其中识别了立柱移交位置；

图17A和17B示出了顶部驱动器吊卡被打开，小车被缩回并且顶部驱动器被移动到其上部止动件；

图18A和18B示出了将立柱移动到井中心的管件输送臂；

图19A和19B示出了从钻杆盒中拾取管件立柱；

图20A-20C示出了将管件立柱移动到立柱移交位置；

图21A和21B示出了在井中心刺入立柱并上扣连接；

图22A和22B示出了将顶部驱动器吊卡闩锁到管柱；

图23示出了打开卡瓦并降低管柱；

图24A和24B示出了打开卡瓦并提升管柱，从而将管输送臂移动到钻台；

图25A和25B示出了将立柱从立柱移交位置移动到指板；

图26A和26B示出了将管件输送臂、下部稳定臂和钻工移动到井中心的立柱；

图27示出了打开顶部驱动器吊卡并用钻工卸扣立柱；

图28A和28B示出了利用管件输送臂和下部稳定臂将立柱从井中心移动到立柱移交位置，而顶部驱动器下降至伸出部；

图29示出了延伸顶部驱动器并且将吊卡闩锁在伸出部上，同时上部和下部立柱约束件将立柱抓持在立柱移交位置；

图30A和30B示出了经由转移桥排管器和钻杆盒引导臂将立柱移动到钻杆盒；

图31A和图31B示出了卸扣接头以起钻湿操作并且使用泥桶来排出立柱；

图32A和32B示出了通过套管钳上扣套管接头连接；

图33A和33B示出钻铤起下钻，其中顶部驱动器吊卡被打开以释放伸出部；

图34示出了将钻铤立柱朝向桅杆倾斜以便由顶部驱动器拾取；

图35A-35D示出了将吊卡闩锁在倾斜的钻铤上；

图36示出了从钻杆盒水平处的立柱移交位置提升钻铤立柱；

图37A和37B示出了在井中心刺入钻铤立柱中并上扣连接；

图38示出了打开卡瓦并降低钻铤绳；

图39A和39B示出了从钻杆盒中拾取新的立柱；

图40A和40B示出了将立柱移动到立柱移交位置；

图41A和41B示出了通过打开卡瓦并提升钻柱来起钻钻铤；

图42A和42B示出了将立柱从立柱移交位置移动到指板/钻杆盒；

图43示出了将下部稳定臂和钻工移动到井中心处的立柱；

图44示出了用钻工卸扣立柱；

图45A和45B示出了利用顶部驱动器将立柱从伸出部上提升并利用下部稳定臂倾斜；

图46A-46C示出了将立柱倾斜和下降到立柱移交位置；

图47说明了打开吊卡以释放立柱；

图48示出了在立柱移交位置将钻铤立柱倾斜至竖直；

图49A和49B示出了将立柱移动到钻杆盒中的位置；

图50示出了延伸顶部驱动器并将吊卡闩锁到钻铤伸出部上；

图51示出了首先将单根装载到猫道的坡道来从猫道拾取单根；

图52A–52C示出了将猫道坡道移动到钻台；

图53示出了从伸出部处打开吊卡并提升顶部驱动器，以从猫道坡道拾取下一个单根；

图54A和54B示出了沿着坡道将单根向上推动并闩锁顶部驱动器吊卡；

图55示出了从坡道提升管件单根；

图56和57示出了将管件单根引导至井中心；

图58示出了在井中心刺入管件单根以进行上扣；

图59示出下降钻柱；

图60A和60B示出了通过首先打开卡瓦并提升顶部驱动器，用顶部驱动器将单根放下到猫道；

图61A和61B示出了将猫道的坡道移动到钻台；

图62示出了将钻工和下部稳定臂移动到井中心；

图63示出了从钻柱中卸扣单根；

图64A和64B示出了如果起钻为湿的，则用泥桶将单根排出；

图65A和65B示出了利用顶部驱动器和下部稳定臂将单根从井中心移动到坡道；

图66A和66B示出了将单根下放在猫道的坡道上；

图67A和67B示出了将管从猫道的坡道移动到进给台；

图68示出了将顶部驱动器降低到伸出部并闩锁吊卡；

图69示出了通过首先用装载指来装载套管来将套管从猫道行进；

图70A-70C示出了将猫道的坡道行进到钻台；

图71A和71B示出了打开吊卡并且将顶部驱动器提升到猫道坡道的高度；

图72A和72B示出了沿坡道将套管向上推动；

图73示出了拉起套管；

图74A和74B示出了将套管引导至井中心；

图75示出了刺入套管并上扣接头；

图76示出了下降套管柱；

图77A–77C示出了通过首先从伸出部释放套管行进工具并将顶部驱动器提升到坡道拾取位置，用套管行进工具将套管从猫道行进；

图78A–78C示出了将拾取吊卡闩锁在猫道的坡道上的套管上；

图79A和79B示出了将套管从坡道提升到井中心；

图80A和80B示出了刺入所述套管；

图81示出了将下一个套管装载在猫道的坡道上；

图82A和82B示出了使猫道坡道行进至钻台；

图83A和83B示出了接合套管行进工具并上扣套管；

图84示出了打开套管钳；

图85示出了下降所述套管柱；

图86示出了倾斜连杆臂并设置卡瓦；

图87示出了通过首先使套管行进工具连接到套管柱来用套管行进工具从猫道行进套管；

图88示出了从伸出部释放套管行进工具并提升顶部驱动器；

图89A和89B示出了将套管从猫道移动到井中心；

图90示出了将套管单根刺入套管柱中；

图91示出了在猫道的坡道上装载新的套管单根；

图92A和92B示出了将猫道的坡道行进至钻台；

图93A和93B示出了用套管钳将第一单根连接到管柱；

图94A和94B示出了刺入套管行进工具并释放管件输送臂；

图95A和95B示出了下降所述套管柱；

图96示出了沿着坡道将套管向上推动；

图97A和97B示出了利用管件输送臂从坡道拉动套管；

图98A和98B示出了按位置将套管引导至钻台立柱；

图99A和99B示出了设置卡瓦；

图100示出了通过首先将管件放置在猫道的进给台上的离线立柱建造顺序；

图101A和101B示出了使猫道坡道运行到钻台；

图102A和102B示出了将管件沿坡道向上推至钻台；

图103A和103B示出了通过管件输送臂从坡道上拉起管件；

图104A和104B示出了将第一管件放置在鼠孔中并用中间立柱约束件保持；

图105A–105C示出了从猫道上拉起第二管件；

图106A和106B示出了将第二管件刺入第一管件并上扣接头；

图107示出了将双联体下降到鼠孔并用中间立柱约束件进行保持；

图108A和108B示出了将立柱从鼠孔移动到立柱移交位置；

图109A–109D示出了将立柱从立柱移交位置移动到指板/钻杆盒中的钻杆盒位置；

图110A和110B示出了通过首先从钻杆盒中拾取管件立柱来离线放下立柱；

图111A和111B示出了将立柱移动到立柱移交位置；

图112示出了经由管件输送臂和下部立柱约束件将立柱从立柱移交位置移动到鼠孔；

图113示出了将立柱下降到鼠孔中；

图114A和114B示出了从立柱卸扣顶部单根；

图115A和115B示出了从猫道上的立柱放下顶部单根；

图116A和116B示出了将顶部单根沿着坡道向下移动到猫道的进给台；

图117示出了移动管件输送臂以在鼠孔中拾取立柱；

图118A和118B示出了通过首先将套管管件放置在进给台上来建造套管立柱；

图119A和119B示出了将猫道的坡道移动到钻台；

图120A和120B示出了将套管沿坡道向上推动至拾取位置；

图121A–121C示出了从猫道上拉起第一管件；

图122示出了将第一套管管件放置在鼠孔中；

图123A和123B示出了从猫道的坡道上拉起第二套管管件；

图124A和124B示出了将第二套管管件刺入第一套管管件并上扣接头；

图125A和125B示出了将套管立柱的双联体下降到鼠孔中；

图126A和126B示出了将套管立柱从鼠孔移动到立柱移交位置；

图127A–127D示出了将立柱从立柱移交位置放回到指板/钻杆盒中；

图128示出了通过首先定位顶部驱动器使得钻柱处于伸出部高度、设置卡瓦并卸扣接头的钻井连接顺序；

图129A和129B示出了将顶部驱动器提升到连接高度，以便可以将新的立柱带到井中心；

图130A和130B示出了将立柱从鼠孔上方的钻台备用位置移动到井中心；

图131A和131B示出了将立柱刺入钻柱中并上扣接头；

图132A和132B示出了将顶部驱动器连接至钻柱；

图133示出了打开卡瓦并继续用现在更长的钻柱进行钻井；

图134A和134B示出了从指板/钻杆盒拾取另一根立柱；

图135A和135B示出了将立柱移动到立柱移交位置；

图136示出了反向扩孔顺序的起始位置；

图137A和137B示出了延伸顶部驱动器并将连杆臂倾斜至停放位置，使得顶部驱动器可被上扣到钻柱；

图138A和138B示出了在将管件输送臂和下部稳定臂移动到安全备用位置的同时打开卡瓦并扩孔立柱；

图139A和139B示出了将立柱从立柱移交位置移动到钻杆盒中的位置；

图140A和140B示出了移动管件输送臂、下部稳定臂和钻工以从井中心的钻柱上卸扣立柱；

图141A和141B示出了从伸出部上方的立柱上卸扣顶部驱动器动器；

图142A和142B示出了用钻工从钻柱上卸扣立柱；

图143示出了在管件输送臂和下部稳定臂提起立柱的同时用泥桶排空立柱；

图144A和144B示出了将立柱从井中心移动到立柱移交位置，其中顶部驱动器下降至伸出部；

图145A和145B示出了将立柱从立柱移交位置移动到指板/钻杆盒中的位置。

结合附图阅读下面的详细描述和所附的权利要求，本发明的目的和特征将变得更加容易理解，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。

附图构成本说明书的一部分，并且包括本发明的示例性实施例，其可以以各种形式实施。应当理解，在某些情况下，本发明的各个方面可能被夸大或放大以利于对本发明的理解。

具体实施方式

鉴于下面的一般讨论，通过参考下面的图1-145B可以最好地理解优选实施例。在某些实施例的高级描述的背景下，可以更容易地理解本公开。

根据本发明的各个方面，提供了用于钻杆装卸操作的顺序，包括：(i)下钻钻杆下钻，(ii)起钻钻杆，(iii)起钻钻柱为湿的，(iv)起钻套管立柱为湿的，(v)在没有套管行进工具的情况下下钻套管立柱，(vi)下钻钻铤立柱；(vii)起钻钻铤立柱；(viii)用顶部驱动器从猫道到井中心拾取单根钻杆，(ix)用顶部驱动器从井中心到猫道下放单根钻杆，(x)用套管钳从猫道行进单根套管，(xi)用套管钳将单根套管从井中心下放到猫道，(xii)用顶部驱动器和套管行进工具从猫道行进套管，(xiii)用管件输送臂和套管行进工具从猫道行进套管，(xiv)钻杆的离线立柱建造，(xv)钻杆立柱的离线下放，(xvi)套管的离线立柱建造，(xvii)套管立柱的离线下放，(xviii)钻井连接，以及(xix)反向扩孔。顺序可以在全自动模式或手动模式下执行，其中该顺序步骤在任一模式下可以相同。可以同时执行一些顺序，例如，可以与钻井或起下钻顺序同时进行管建造顺序。

钻机***的各个实施例可包括以下一个或多个部件：

1)可缩回顶部驱动器

2)管件输送臂

3)指板/钻杆盒平台

4)转移桥排管器

5)钻杆盒引导臂

6)下部稳定臂

7)上部立柱约束件

8)中间立柱约束件

9)下部立柱约束件

10)钳装卸小车上的钻工

11)钳装卸臂上的钻工

12)猫道

13)具有卡瓦的旋转台

各种部件可以协同操作以执行用于立柱建造、下钻、起钻等的方法。钻机操作可以由两个操作员进行管理：司钻和钻杆装卸器。司钻主要负责将钻柱移入和移出井眼的钻井操作。钻杆装卸器主要负责将钻杆移动到井中心/从井中心移出，以及上扣和卸扣接头连接。钻井操作和钻杆装卸操作可以同时进行。可以使用区域管理***或防撞***来确保各部件不会相互碰到。

控制界面装置(例如操纵杆)可以使操作员执行所有钻机操作和功能。例如，在单个操作顺序中，单个操作员可以通过两个操纵杆同时操作任意数量的部件机器。人机界面可以提供触摸屏图片以进行控制。

图1是钻机***的实施例的等距视图。图1示出了移除了前部(V门部分)的钻机1。在其位置上，钻杆盒平台900位于地面附近，在地面上的子结构2的底盒部分上延伸。在该位置，钻杆盒平台900直接位于排置模块300的下方，使得位于排置模块300中的任何立柱80(未示出)都将搁在钻杆盒平台900上。在这种配置中，排置模块300在钻机1的桅杆10比在传统的陆地钻机上定位得更低，这是因为管件立柱80没有搁置在钻台水平面上。另外，管件立柱80需要被显著地升高以达到钻台6的水平。

如在下面的讨论中将会看到的，这种布置提供了与高起下钻率钻机1的其他几个独特部件的互补关系的许多优势。最有利的是，它需要一宽敞的钻台6来容纳联接器设备诸如铁钻工，以及下部稳定臂，以控制由可缩回顶部驱动器和辅助提升机提升的管件立柱的自由移动。

图2示出了排置模块300的顶视图。鼠孔中心40位于钻台6的前边缘上，并在下方向下延伸。中间立柱约束件430位于钻台6附近，并定心在鼠孔中心40之上。立柱移交位置50位于钻杆盒平台900上，并竖直向上延伸，并且不受排置模块300下方任何其他结构的阻碍。下部立柱约束件440位于钻杆盒平台900上并且可定心在立柱移交位置50之上。在该实施例中，立柱移交位置50在井中心30和鼠孔中心40的前方并与其对准。图2示出了排置模块300具有指板组件310，指板组件具有成列的排置位置312。

图3是如在高起下钻率钻机1的实施例中所使用的钻井桅杆10中的顶部驱动器200的等距剖视图。顶部驱动器200具有安装在桅杆10中的引导件17上的台车202。引导件17靠近桅杆10的后侧14(绞车侧)。台车202在引导件17的长度上可竖直平移。在所示的实施例中，顶部驱动器200具有分离车(split block)，该分离车包括司钻一侧的车232和远离司钻一侧的车234。此功能提供了通过缩回小车202的能力获得的之外的桅杆-中心路径的间隙。

图4示出了第一轭架210将车半部232和234枢转地连接至台车202，并且在共同的旋转轴线上提供它们的分离和对准。第二轭架212将车半部232和234可枢转地连接至台车202，并稳定它们的分离和对准。扭矩管260连接到第二轭架212与车半部232和234的相交处，以将其固定到游车组件230。致动器220在轭架210和小车202之间延伸，以便于顶部驱动器在井中心位置和缩回位置之间的受控移动。连接264表示其中连接扭矩管260的游车组件230的滑轮组件232和234上的点。

图5是顶部驱动器200的替代实施例的侧视图，示出了其位于井中心30之上。在该实施例中，扭矩管260在连接264处直接连接至游车230。

图6是图5的可缩回顶部驱动器200的实施例的侧视图，示出了其从其在井中心30之上的位置缩回。

图7是转移桥排管器350的实施例的等距视图，其示出了如从桥358悬挂的连接到套筒380和臂370的抓持器382的行程和旋转。转移桥排管器350具有将其抓持器382定位在网格(grid)中的管件排置位置312之上的能力。在所示的实施例中，第二上部排置机构351还具有将其抓持器382定位在指板组件310上的管件立柱位置312上的能力。

图8是图6的排置模块300和图7的转移桥排管器350的等距视图，从相反侧示出，以显示上部立柱约束件420的夹具408将管件立柱80保持在立柱移交位置50。为了清楚起见，将桅杆10从该视图中移除。

图9是管件输送臂500的等距视图。可缩回的顶部驱动器200提供了在桅杆10中竖直平移的第一管件装卸装置。管件输送臂500提供了可沿钻机1的同一桅杆10的竖直平移的第二管件装卸装置，而不会物理地干扰可缩回的顶部驱动器200。倾斜致动器552可操作以控制管件夹具550相对于臂532的角度。

图10示出臂532如何旋转和倾斜以将夹具550定位在如图10中看到的井中心30之上。倾斜致动器552的延伸使管件夹具550倾斜以允许重型管件立柱(例如大钻铤)倾斜，并适当地定位管件夹具550，以在猫道位置60处从猫道600接收管件部分81或管件立柱80。管件输送臂500可仅借助电子天车绞盘沿桅杆10升起和下降。

图11是下部稳定臂800的实施例的等距视图，示出了臂824的旋转、枢转和延伸。在该实施例中，臂824可枢转和旋转地连接至桅杆支架(bracket)802。臂支架806可旋转地连接至桅杆支架802。臂824可枢转地连接至臂支架806。枢轴致动器864控制臂824相对于臂支架806以及由此桅杆支架802的枢轴移动。旋转台810控制臂824相对于臂支架806以及由此桅杆支架802的旋转。臂824如所示是可延伸。各种旋转和枢转控件的操作允许将管件引导件870放置在钻机1的井眼30、鼠孔40和立柱移交位置50中的每个的中心之上。

图12示出了下部稳定臂800，该稳定臂固定到管件部分81的下端并准备将其以立柱建造程序刺入位于鼠孔40中的管件部分81的母扣连接中。在图12中，鼠孔40中的管件部分81通过中间立柱约束件430的管件抓持409固定到钻台6。下部稳定臂800提供了一种器件，用于将提升的管件立柱80的公扣端定位成与另一个的母扣端对准，用于刺入，或用于其他位置要求，例如猫道取回、排置、鼠孔***和立柱建造。下部稳定臂800可以将管件立柱80准确地定位在钻机1的井眼中心30、鼠孔40和立柱移交位置50处。

图13是中间立柱约束件430的实施例的等距视图。如所示的，中间立柱约束件430可连接在钻台6处或紧接在钻台6下方，如图1所示的。中间立柱约束件430具有框架403，如所示的，其可以配置为单个单元或一对。滑架405可延伸地连接到框架403。在所示的视图中，滑架405从框架403伸出和缩回。滑架致动器407连接在框架403和滑架405之间，并且可操作以从框架403伸出和缩回滑架405。夹具408枢转地连接到滑架405的端部。管件的抓持组件409被提供并且能够支撑管件立柱80的竖直载荷，以防止管件立柱80向下竖直移动。

在操作中，中间立柱约束件430可促进在鼠孔40处的立柱建造。例如，中间立柱约束件430可用于竖直地固定第一管件部分81。然后，第二管件部分81可通过提升机构，例如管件输送臂500，定位成串联对准。通过使用可移动地安装在钻台6处的铁钻工760(见图12)，可以使第一和第二管件部分81之间形成串联连接，以建立双联体管件立柱80。然后可以释放抓持组件409，以允许双联体管件立柱80下降到鼠孔40中。然后，当第三管件部分81被提升到双联体管件部分81上方并且***到该双联体部分81中时，可以致动抓持组件409以将双联体管件立柱80保持在居中位置。钻台6上的铁钻工760可再次用于连接第三管件部分81并形成三联体管件立柱80。

图14是钻杆盒平台900的顶视图，管件立柱80根据它们在指板组件310中的相应位置堆叠在该钻杆盒平台上。为了清楚起见，移除了钻机1、猫道600和管件立柱80。该实施例示出了井中心30、鼠孔40和立柱移交位置50之间的关系。如在该视图中看到的，在钻杆盒平台900的前边缘上设置了巷道912。立柱移交位置50位于在巷道912中，与鼠孔40和井中心30对准。下部立柱约束件440位于钻杆盒平台900的中心。

图15是钻杆盒平台900的等距视图，其中示出了两个下部钻杆盒引导臂950位于巷道912中。巷道912在平台910下方偏移。立柱移交位置50位于巷道912上。齿轮轨道914固定到巷道912，每个下部钻杆盒引导臂950具有可平移地连接于轨道914的基部952。下部立柱约束件440具有用于使钻杆立柱81接合在立柱移交位置50中的夹具408。

图16是示出管件立柱80的等距视图，该管件立柱由转移桥排管器350竖直地支撑并且在其下端由钻杆盒引导臂950保持，并且延伸到其指定的排置位置。

(I)用于下钻钻杆的顺序

用于下钻钻杆顺序的初始设备配置如下：

·顶部驱动器200在井中心轴30上处于下部位置，并且吊卡围绕钻杆80的立柱关闭。

·钻杆80的立柱悬挂在钻机底板6的星形架中，使得大约1.2米/4英尺的钻柱从钻机底板6上伸出。

·钻杆80的一根立柱被管件输送臂500和下部稳定臂800从立柱移交位置50抬升到鼠孔40周围的伸出部水平，吊卡面向顶部驱动器，钻台在备用。

·立柱移交位置为空的，并且上部立柱约束件和下部立柱约束件都打开和缩回。

·转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950是空的，正在从指板上拾取新的钻杆的立柱。

用于下钻钻杆的顺序包括以下步骤。

步骤1：释放钻柱并移动顶部驱动器。打开顶部驱动器吊卡以释放钻柱伸出部，并将顶部驱动器提升到桅杆10的上部止动件。如图17B所示，将顶部驱动器吊卡从钻柱伸出部中释放。如图17A所示，顶部驱动器200被朝向桅杆10的顶部提升。

步骤2：将立柱移动到井中心。如图18A和图18B所示，管件输送臂500和下部稳定臂800将钻杆立柱80从钻台6处的立柱备用位置移动到井中心30。选择的铁钻工760移动到井中心以上扣连接。

步骤3：拾取新的立柱。如图19A和19B所示，转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950从钻杆盒平台900拾取管件立柱80。

步骤4：将新的立柱移到立柱移交位置。如图20A和20B所示，转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950移动新的立柱并将其定位在立柱移交位置50处。上部立柱约束件420和下部立柱约束件440关闭了它们的夹具408以将新的立柱81保持在立柱移交位置50处，参见图20A和20B。集成在立柱移交位置50中的掺杂剂对钻杆立柱81的公扣端进行清洗和掺杂，参见图20C。转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950返回到指板310以拾取下一个立柱。

步骤5：将新的立柱移动到井中心，并上扣连接到钻柱。顶部驱动器在其沿着桅杆10向上时从井中心30缩回。钻工和刺入引导件与井中心30处的钻柱伸出部接合，以协助下一个立柱的刺入。管件输送臂500和下部稳定臂800从立柱移交位置50拾取下一个立柱，并将其移动到井中心30。见图21A和21B。管件输送臂500和下部稳定臂800然后下降新的立柱，并在刺入管件后继续约2米/6英尺，以便为顶部驱动器吊卡留出空间。下部稳定臂800打开并从井中心30后退。铁钻工760旋转并扭转以上扣新的立柱和钻柱之间的连接。

步骤6：闩锁顶部驱动器吊卡到钻柱。通过顶部驱动器处于正确的高度，顶部驱动器移动到井中心30，并且吊卡围绕钻柱关闭。参见图22A和22B。管件输送臂500打开并从井中心缩回。管件输送臂500和下部稳定臂800都移动以在立柱移交位置50处拾取下一个立柱。铁钻工760打开并返回到相对于钻机底板6的备用位置。

步骤7：打开卡瓦和下部钻柱。顶部驱动器和绞车提升机拾取钻柱重量，并打开星形架处的卡瓦。然后，经由顶部驱动器将钻柱下降到井眼中。参见图23。管件输送臂500和下部稳定臂800都在立柱移交位置50处接合新的立柱。上部和下部立柱约束件420和440打开并从新的立柱缩回。新的立柱由管件输送臂500提升(约9米/30英尺)，并由下部稳定臂引导至钻台6。如果需要，立柱的顶部母扣可以由管件输送臂500掺杂。当顶部驱动器将钻柱行进到井眼中时，星形架卡瓦与钻柱设定在约1.2m伸出部处。

(II)用于起钻钻杆的顺序

用于起钻钻杆顺序的初始设备配置如下：

·顶部驱动器200处于井中心轴线30上的下部位置，并且吊卡围绕钻杆80的立柱关闭。

·钻杆80的立柱悬挂在钻机底板6的星形架中，使得大约1.2米/4英尺的钻柱从钻机底板6上伸出。

·管件输送臂500和下部稳定臂800在立柱移交位置50处打开，并已开始向钻台6移动。

·钻杆的立柱处于立柱移交位置50，并且上部立柱约束件420和下部立柱约束件440都夹紧立柱。

·转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950是空的，并且从指板的途中使钻杆的立柱处于立柱移交位置50。

用于起钻钻杆的顺序包括以下步骤。

步骤1：用顶部驱动器打开卡瓦和提升钻柱。如图24A所示，打开星形架卡瓦，并经由顶部驱动器和绞车将钻柱提升至桅杆10的上部止动件，使得在卸扣后仍留有约1.2m的钻柱伸出部。设定星形架卡瓦，并在卡瓦上设定钻柱的重量。管件输送臂500开始从立柱移交位置50移动到钻台上方的位置。钻工760移动到井中心30以接合钻柱。

步骤2：将立柱从立柱移交位置移动到指板。转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950在立柱移交位置50移动到立柱，并关闭其夹具和引导件。上部立柱约束件420和下部立柱约束件440打开其夹具408以在立柱移交位置50释放立柱81，并且夹具从立柱缩回。转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950提起立柱，并将其移动到指板310中的选择位置。参见图25A和25B。

步骤3：管件输送臂、下部稳定臂和钻工移动到井中心。钻工760移动到井中心30，并升高到适当的高度以接合钻柱以卸扣连接。管件输送臂500和下部稳定臂800从立柱移交位置50移动到井中心30。管件输送臂500在顶部驱动器吊卡下方延伸并关闭其夹具在钻柱上，如图26A和26B中所示的。

步骤4：吊卡打开，钻工卸扣连接。顶部驱动器吊卡打开以释放钻柱，并且顶部驱动器200从井中心位置缩回至缩回位置。顶部驱动器开始向下回移动到桅杆。钻工760卸扣接头并旋出立柱和钻柱之间的螺纹，以便在钻台处留下钻柱的伸出部。参见图27。

步骤5：将立柱从井中心移动到立柱移交位置，同时将顶部驱动器下降至伸出部。顶部驱动器在其沿着桅杆10向下的途中从井中心30缩回。钻工打开并从井中心30处的钻柱伸出部缩回到钻台上的备用位置。管件输送臂500和下部稳定臂800在井中心30处拾取卸扣立柱，将其从伸出部上提起，并将其移动到立柱移交位置50。参见图28A和28B。

步骤6：闩锁顶部驱动器吊卡到钻柱并移交所述卸扣立柱。通过顶部驱动器处于相对于钻柱伸出部的正确高度，顶部驱动器移动到井中心30，吊卡围绕钻柱关闭。管件输送臂500和下部稳定臂800将立柱定位在立柱移交位置50上。上部和下部立柱约束件420和430关闭以保持立柱。集成在立柱移交位置中的掺杂剂会冲洗并掺杂立柱的公扣。参见图29。

步骤7：转移桥排管器和钻杆盒引导臂将立柱置于钻杆盒。转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950将指板310中的立柱立于钻杆盒。指板310闩锁围绕立柱关闭。转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950并返回到立柱移交位置50。参见图30A和30B。

(III)用于起钻钻杆为湿的的顺序

用于起钻为湿的的初始设备配置与上述用于起钻钻杆相同。

用于起钻为湿的的顺序与上述用于起钻钻杆的顺序非常相似。实际上，步骤1-4和6-7是相同的。

步骤5：泥桶延伸到井中心，卸扣的立柱从钻柱伸出部提起。钻工打开，并从井中心30处的钻杆伸出部缩回至钻台上的备用位置。参见图31A。泥桶延伸到井中心，并在卸扣连接处关闭。管件输送臂500和下部稳定臂800在井中心30拾取卸扣的立柱，并将其提离伸出部。参见图31B。立柱中的流体被泥桶捕获。泥桶打开并从井中心缩回至备用位置。管件输送臂500和下部稳定臂800将卸扣的立柱移到立柱移交位置50。

(IV)用于下钻套管立柱为湿的的顺序

用于起钻套管为湿的的顺序与用于起钻钻立柱为湿的的顺序相同。

(V)用于不具有套管行进工具的下钻套管立柱的顺序

用于套管立柱下钻顺序的初始设备配置与以上所述的用于下钻钻杆的相同。

用于下钻套管的顺序与上述用于下钻钻杆的顺序非常相似。实际上，步骤1-4和6-7是相同的。

步骤5：该连接通过套管钳在钳装卸臂上上扣。参见图32A和32B。

(VI)用于下钻钻铤立柱的顺序

用于下钻钻铤立柱顺序的初始设备配置如下：

·顶部驱动器200处于井中心轴线30上的下部位置，并且吊卡围绕钻铤伸出部关闭。

·钻杆80的立柱悬挂在钻机底板6的星形架中，使得大约1.2米/4英尺的钻柱从钻机底板6上伸出。

·一个钻铤立柱处于立柱移交位置50，由上部和下部立柱约束件420和440的关闭夹具保持在合适位置。

·下部稳定臂800为空的，并且准备好从立柱移交位置拾取钻铤立柱。

·管件输送臂500停在较高的位置，不在途中，因为它没有在用于钻铤立柱的顺序中使用。

·转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950是空的，在它们的途中以从指板上拾取新的钻铤立柱。

下钻钻铤的顺序包括以下步骤。

步骤1：打开顶部驱动器吊卡，然后将顶部驱动器移动到上部止动件。打开顶部驱动器吊卡以释放钻铤伸出部，然后将顶部驱动器提升至桅杆10的上部止动件。同时，钻铤立柱处于立柱移交位置50，并由上部和下部立柱约束件420和440的关闭夹具保持在合适位置，参见图33A和33B。

步骤2：将钻铤立柱倾斜到钻铤移交位置。上部立柱约束件420显著延伸，下部立柱约束件440适度延伸以使钻铤倾斜，如图34所示。钻铤立柱的下部公扣端保持在钻杆盒平台900的巷道912中(参见图35D)，并且将钻铤立柱倾斜到钻铤移交位置，在该钻铤移交位置，母扣端朝向桅杆10倾斜。下部稳定臂800朝钻铤立柱延伸。

步骤3：将顶部驱动器吊卡闩锁在倾斜的立柱上。顶部驱动器处于正确的高度并且处于延伸(井中心)位置，使得吊卡的连杆臂可以朝向钻铤立柱摆动。顶部驱动器吊卡在立柱上关闭。参见图35A。下部稳定臂800在倾斜的钻铤立柱上关闭引导漏斗。参见图35B。钳装卸小车上的钻工760移动到井中心30并关闭其刺入引导件。参见图35B。

步骤4：将立柱从钻杆盒水平提升到钻台。上部和下部立柱约束件420和440被打开以释放倾斜的钻铤立柱。钻铤立柱在由下部稳定臂800引导的同时由顶部驱动器200和绞车提升(约9米/30英尺)。吊卡连杆臂可朝井中心浮动。当钻铤立柱悬挂在伸出部上方时，下部稳定臂800将立柱的下端引导至井中心30。参见图36。当钻铤立柱靠近伸出部高度上方的竖直时，下部稳定臂800关闭其扶正器。

步骤5：刺入钻铤立柱并上扣连接。顶部驱动器和钻铤立柱位于井中心30处。关闭钻工刺入引导件以协助刺入。然后，顶部驱动器200将新的钻铤立柱下降以将立柱刺入到钻柱中。见图37A。下部稳定臂800打开并从井中心30后退。铁钻工760旋转并扭转以上扣新的钻铤立柱与钻铤钻柱之间的连接。参见图37B。钻工后退到备用位置。

步骤6：打开卡瓦和下部钻柱。打开顶部驱动器和绞车提升机，以拾取钻铤重物和星形架处的卡瓦。然后经由顶部驱动器将钻铤钻柱下降到井眼中。参见图38。

步骤7：从钻杆盒拾取新的钻铤立柱。转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950从钻杆盒900中的选择位置拾取钻铤立柱。参见图39A和39B。

步骤8：将立柱移动到立柱移交位置。转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950将钻铤立柱移动到立柱移交位置50。上部和下部立柱约束件420和440关闭它们的夹具以保持立柱。参见图40A和40B。集成在立柱移交位置的掺杂剂会冲洗并掺杂母扣。转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950移动以从钻杆盒900和指板310中的另一个选择位置拾取另一个钻铤立柱。

(VII)用于起钻钻铤立柱的顺序

起钻钻铤立柱顺序的初始设备配置如下：

·顶部驱动器200处于井中心轴线30上的下部位置，并且吊卡围绕钻铤伸出部关闭。

·钻杆80的立柱悬挂在钻机底板6的星形架中，使得大约1.2米/4英尺的钻柱从钻机底板6上伸出。

·一个钻铤立柱处于立柱移交位置50，由上部和下部立柱约束件420和440的关闭夹具保持在合适位置。

·管件输送臂500停在较高的位置，不在途中，因为它没有在用于钻铤立柱的顺序中使用。

·转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950是空的，并在它们从指板310的途中，以在立柱移交位置50拾取卸扣的钻铤立柱。

用于起钻钻铤的顺序包括以下步骤。

步骤1：打开卡瓦并提升钻铤。通过顶部驱动器和绞车，承受钻铤柱的重量，并在钻台的星形架处打开卡瓦。当将钻柱升高到用于伸出部高度的高度时，停止提升。参见图41A和41B。

步骤2：将立柱从立柱移交位置移动到钻杆盒/指板。转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950在立柱移交位置50上接合钻铤立柱。上部和下部立柱约束件420和440释放立柱。参见图42A和42B。转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950提升并移动钻铤立柱到钻杆盒/指板。当立柱移入成排并在后面关闭时，指板闩锁打开。

步骤3：下部稳定臂和钻工移动到钻铤柱。设定卡瓦，然后从顶部驱动器吊卡上取下钻柱的重量。参见图43。选择的钻工760移动到井中心的钻柱，并升高至伸出部高度。下部稳定臂800从立柱移交位置移动到靠近立柱的安全备用位置。下部稳定臂800移动到井中心并关闭其在立柱上的引导。

步骤4：钻工卸扣。铁钻工760旋转并扭转，以卸扣新的钻铤立柱和钻铤柱之间的连接。参见图44。钻工后退到备用位置。

步骤5：将立柱提起并倾斜。顶部驱动器200提起卸扣的钻铤立柱，并且引导由下部稳定臂800提供。参见图45A和45B。

步骤6：将立柱倾斜到立柱移交位置。当立柱越过伸出部时，随着顶部驱动器将立柱下降到钻杆盒平台900的巷道912上的立柱移交位置，下部稳定臂800引导钻铤立柱的下端。顶部驱动器连杆臂向偏离位置倾斜。上部和下部立柱约束件420和440延伸并夹紧钻铤立柱。参见图46A–46C。公扣被清洗和掺杂。

步骤7：打开吊卡。顶部驱动器吊卡已打开(参见图47)，并且连杆臂使吊卡可以浮回到顶部驱动器下方的竖直位置。下部稳定器臂800的引导漏斗打开，并且臂移动到备用位置。顶部驱动器朝向伸出部下降。

步骤8：在立柱移交位置将钻铤立柱倾斜到竖直。上部立柱约束件420显著地缩回，而下部立柱约束件440适度地缩回以使钻铤在立柱移交位置倾斜至竖直。参见图48。

步骤9：将钻铤立柱移动到钻杆盒平台/指板。转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950移动，以在立柱移交位置接合钻铤立柱。上部和下部立柱约束件420和440被打开以释放钻柱立柱。转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950将钻铤立柱移动到钻杆盒中的选择位置。参见图49A和49B。指板闩锁在立柱上关闭。转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950释放立柱并返回到立柱移交位置。

步骤10：顶部驱动器吊卡与钻铤柱的伸出部接合。参见图50。

(VIII)用于使用顶部驱动器从猫道中拾取单根的顺序

用于从猫道中拾取单根的顺序的初始设备配置如下：

·顶部驱动器200处于井中心轴线30的下部位置，并且吊卡围绕钻杆伸出部关闭。

·钻杆悬挂在钻机底板6的星形架中，使得大约1.2米/4英尺的钻柱从钻机底板6伸出。

·猫道机的进给台装载有管件(清洁的和掺杂的)。

·猫道机坡道是空的并且处于装载位置。

用于从猫道上拾取单根的顺序包括以下步骤。

步骤1：将管件装载到猫道机坡道上。使用进给台将一个管件装载到猫道机600的坡道上。参见图51。

步骤2：行进猫道到钻台。猫道猫道机600的坡道。参见图52A–52C。

步骤3：打开吊卡和并提升到猫道拾取位置。顶部驱动器200吊卡打开(参见图53)，并且连杆臂向后倾斜，因此吊卡可以越过管件接头。顶部驱动器被提升到猫道拾取位置60。

步骤4：推动管件。猫道机600的钻杆推动器将管件沿坡道向上推动至管件锁定位置。顶部驱动器连杆臂向前倾斜，以使吊卡朝管件摆动，而吊卡闩锁在管件上。参见图54A和54B。

步骤5：拉起管件。通过提升顶部驱动器200来拉起管件，使管件的母扣端被吊卡提升。当顶部驱动器被提升时，管件的下部母扣端沿猫道机600的坡道向上滑动。在管件的下部母扣端离开猫道机600的坡道端部之前，下部稳定臂800延伸并关闭其漏斗以引导管件。随着管件接近竖直，下部稳定臂800的扶正器在管件上关闭。参见图55。

步骤6：将管引导到井中心。随着顶部驱动器200继续提升管件，钻工760被移动到伸出部。当公扣端被提升到伸出部上方时，下部稳定臂800将管件引导至井中心30。猫道坡道移出并向下至用于装载下一个管件的位置。参见图57。在使用钳装卸臂的替代实施例中，钳装卸小车上的钻工可用于进行连接。参见图56。

步骤7：刺入管件。在伸出部上方关闭钻工的刺入引导件。顶部驱动器被下降以将管件刺入到刺入引导件中。当管件在刺入引导件中时，下部稳定臂800被打开和缩回。顶部驱动器进一步下降以将管件刺入伸出部中。

步骤8：上扣所述连接。钻工760旋转管件，以将管件的公扣端***伸出部的母扣端中。然后，钻工760施加扭矩以上扣接头。参见图58。

步骤9：降低钻柱。钻工移动到其备用位置。用顶部驱动器/绞车拾取钻柱的重量。在星形架中打开卡瓦。将钻柱下降到井眼中到伸出部高度。将卡瓦设定在星形架中。参见图59。

(IX)用于用顶部驱动器将单根下放到猫道的顺序

用于将单根从井中心下放到猫道的顺序的初始设备配置如下：

·顶部驱动器200处于井中心轴线30上的下部位置，并且吊卡围绕钻杆伸出部关闭。

·钻杆悬挂在钻机底板6的星形架中，使得大约1.2米/4英尺的钻柱从钻机底板6伸出。

·猫道机的进给台已被卸载，并准备接收管件。

·猫道机坡道是空的，处于钻台装载位置(准备移动到钻台)。

·管件输送臂停在碰撞区域之外。

用于将单根从井心下放到猫道的顺序包括以下步骤。

步骤1：打开卡瓦并提升钻柱。星形架上的卡瓦被打开。顶部驱动器/绞车承受钻柱的重量，并将钻柱从井眼提升出来。当单个管件在伸出部高度上方时，它们会停止提升。星形架上的卡瓦被关闭。顶部驱动器/绞车将重量放回到卡瓦上。参见图60A和60B。

步骤2：将猫道机坡道和钻杆推动器移动到下放位置。猫道机600的坡道被升高，使得它是笔直的并且位于钻台处。将钻杆推动器移动到相对于坡道的钻台下放位置。参见图61A和61B。

步骤3：钻工和下部稳定臂移动到井中心。选择的钻工移动到井中心30并升高到伸出部高度。下部稳定臂800移动到钻工工作高度上方的井中心30。下部稳定臂800关闭其围绕管件的引导漏斗。参见图62。

步骤4：钻工卸扣立柱。钻工卸扣所述连接并从该连接的螺纹旋转出来。钻工打开并缩回至备用位置。(替代地，钻工可以在井中心等待，直到顶部驱动器提起立柱为止)。参见图63。

步骤5(可选，如果为湿的话)：弄湿钻杆。如果起钻为湿的，则将泥桶移动到井中心并在钻柱上关闭。顶部驱动器将卸扣的管件提升，以使其排入泥桶。参见图55。然后打开并缩回泥桶，同时下部稳定臂800将管件引导到泥桶上方。参见图64A和64B。

步骤6：顶部驱动器和下部稳定臂将管件从井中心移动到猫道机。顶部驱动器将管件从伸出部中提升出来并位于猫道机上方。下部稳定臂将公扣端引导到猫道机上方，并将公扣定位在猫道机的钻杆推动器上，其处于钻台下放位置。参见图65A和65B。

步骤7：将管件下放在猫道机上。顶部驱动器连杆臂向外摆动，以将吊卡朝向猫道机定位。当顶部驱动器朝向钻台下降时，猫道机的钻杆推动器同时沿着坡道向下行进，以将管件放在坡道上。吊卡打开以释放管件，并且连杆臂向后旋转(连杆倾斜浮动)。参见图66A和66B。

(X)用于用套管钳使套管从猫道行进的顺序

用于使用套管钳使套管从猫道行进的顺序的初始设备配置如下：

·顶部驱动器200处于井中心轴线30上的下部位置，并且吊卡围绕钻杆伸出部关闭。

·将套管柱悬挂在钻机底板6的星形架中，以使约1.2米/4英尺的钻柱从钻机底板6上伸出。

·套管被放出在猫道机套管一侧(司钻的一侧)上。套管管件已被清洗和掺杂，没有保护套器。套管计数(tally)已更新。

·猫道机的坡道是空的，并且处于装载位置。

用于使用套管钳从猫道行进套管的顺序包括以下步骤。

步骤1：在猫道机坡道上装载套管。使用套管装填指将套管的一个管件装载在猫道机600的坡道上。参见图69。

步骤2：将猫道行进到钻台。猫道机600的坡道。参见图70A–70C。

步骤3：打开吊卡，然后将其提升到猫道拾取位置。打开顶部驱动器200吊卡，然后将连杆臂向后倾斜，以便吊卡可以越过套管管件接头。参见图71A。顶部驱动器被提升到猫道拾取位置60。参见图71B。

步骤4：推动套管。猫道机600的钻杆推动器将套管沿坡道向上推至闩锁位置。顶部驱动器连杆臂向前倾斜，以使吊卡朝向套管摆动，并且吊卡闩锁到套管上。参见图72A和72B。

步骤5：拉起套管。通过提升顶部驱动器200来拉起套管，以使套管的母扣端被吊卡提起。提升顶部驱动器时，套管的下部母扣端沿着猫道机600的坡道向上滑动。在套管的下部母扣端离开猫道机600的坡道的端部之前，下部稳定臂800延伸并关闭其漏斗以引导套管。随着套管接近竖直，下部稳定臂800的扶正器在套管上关闭。参见图73。

步骤6：将套管引导至井中心。当顶部驱动器200继续提升套管时，钳装卸臂和套管钳将移动到伸出部。当将公扣端被提升到伸出部上方时，下部稳定臂800将套管引导至井中心30。猫道坡道移动出并向下到用于装载下一个套管的位置。参见图74A。在使用钳装卸小车的替代实施例中，钳装卸小车上的钻工可以用于所述连接。参见图74B。

步骤7：刺入套管并上扣。套管钳的刺入引导件在伸出部上方关闭。顶部驱动器下降以将套管刺入所述刺入引导件。当套管在刺入引导件中时，下部稳定臂800被打开和缩回。顶部驱动器进一步下降以将套管刺入所述伸出部中。套管钳旋转套管，以将套管的公扣端拧入伸出部的母扣端。然后，套管钳施加扭矩以上扣接头。参见图75。

步骤9：下降所述套管柱。套管钳移动到其备用位置。用顶部驱动器/绞车拾取套管柱的重量。在星形架中打开卡瓦。将套管柱下降到井眼中到伸出部高度。将卡瓦设定在星形架中。参见图76。

(XI)用于用套管钳卸扣单根套管并下放到猫道的的顺序

用于用套管钳卸扣单根套管并将套管单根下降到猫道的顺序非常类似于用套管钳从猫道行进所述套管的顺序。不同之处在于这些步骤以相反的顺序执行。

(XII)用于用顶部驱动器和套管行进工具从猫道行进套管的顺序

用于用顶部驱动器和套管行进工具从猫道行进套管的顺序的初始设备配置如下：

·顶部驱动器200处于井中心轴线30上的下部位置，并且套管行进工具围绕钻杆伸出部关闭。

·将套管柱悬挂在钻机底板6的星形架中，以使约1.2米/4英尺的钻柱从钻机底板6上伸出。

·将套管放出在猫道机套管一侧(司钻的一侧)。套管管件已清洗和掺杂，没有保护器。套管计数已更新。

·在猫道机的坡道上在向上途中装载有套管单根。

·将管件输送臂停在桅杆的顶部，并准备好下部稳定臂。

用于使用顶部驱动器和套管行进工具从猫道行进套管的顺序包括以下步骤。

步骤1：从伸出部释放套管行进工具并将顶部驱动器提升到拾取位置。从伸出部释放套管行进工具。参见图77A。将顶部驱动器提升到猫道拾取位置(套管上方)。激活猫道机的钻杆推动器，以将套管向前推至拾取位置。参见图77B-77C。

步骤2：闩锁吊卡。将拾取吊卡放在套管上。安装安全公扣(如果是手动拾取吊卡)。参见图78A–78C。

步骤3：顶部驱动器和下部稳定臂将套管提升到井中心。钳装卸小车和备用钳移动到井中心，并升高到伸出部高度。顶部驱动器连杆缩回(浮动)到井中心30，使得套管通过公扣端被悬挂在伸出部上方，并由下部稳定臂800引导。猫道机移动到套管装载位置。参见图79A和79B。

步骤4：刺入套管并上扣。备用钳的***引导件在伸出部上方关闭。顶部驱动器下降以将套管刺入所述刺入引导件(拾取吊卡将在套管上滑动)。当套管处于刺入引导件中时，下部稳定臂800被打开和缩回。顶部驱动器进一步下降以刺入套管行进工具。参见图80A–80B。

步骤5：将下一个套管装载到猫道机的坡道上。套管放置在猫道机的套管一侧(司钻一侧)上。猫道机的装载指将一个套管装载到坡道上。参见图81。

步骤6：将猫道机的坡道行进到钻台。猫道机移动到钻台位置。参见图82A和82B。

步骤7：接合套管行进工具并上扣所述套管连接。当刺入所述套管行进工具时，根据套管行进工具操作步骤旋入并上扣所述连接。参见图83A和83B。

步骤8：打开备用钳，并缩回钳装卸小车的钳。打开备用钳。将钳装卸小车移动到停车位置或备用位置。参见图84。

步骤9：下降套管柱并打开吊卡。用顶部驱动器/绞车拾取套管柱的重量。在星形架中打开卡瓦。在用钻井泥填充套管的同时将套管柱下降到打至伸出部高度。当吊卡靠近钻台时，停止下降套管柱。打开手动吊卡。参见图85。

步骤10：将连杆臂向外倾斜并设定卡瓦。连杆臂向猫道机向外倾斜，并且卡瓦设定在星形架中。参见图86。

(XIII)用于用管件输送臂和套管行进工具从猫道行进套管的顺序

用于用管件输送臂和套管行进工具从猫道行进套管的顺序的初始设备配置如下：

·顶部驱动器200处于井中心轴线30上的下部位置，并且套管行进工具围绕钻杆伸出部关闭。

·将套管柱悬挂在钻机底板6的星形架中，以使约1.2米/4英尺的钻柱从钻机底板6上伸出。

·将套管放出在猫道机套管一侧(司钻的一侧)上。套管管件已清洗和掺杂，没有保护器。套管计数已更新。

·猫道机的坡道在装载位置为空的。

·管件输送臂和下部稳定臂将套管保持在钻台备用位置。参见图87。

用于使用管件输送臂和套管行进工具从猫道行进套管的顺序包括以下步骤。

步骤1：从伸出部释放套管行进工具并提升顶部驱动器到拾取位置。从伸出部中释放套管行进工具。提升顶部驱动器以越过伸出部。缩回顶部驱动器并将连杆臂倾斜到竖直位置。将顶部驱动器和套管行进工具提升到套管上方的CRT刺入位置。参见图88。

步骤2：将套管移动到井中心。管件输送臂500和下部稳定臂800将套管部分移动到井中心30并升高到伸出部高度。管件输送臂500用在伸出部上方的公扣端延伸到井中心30，由下部稳定臂800引导。参见图89A和89B。

步骤3：刺入所述套管。套管钳和刺入引导件在伸出部上关闭。上扣旋转钳在套管上定位并关闭(可以在刺入套管之前或之后关闭)。管件输送臂500下降以刺入所述套管。参见图90。当套管在刺入引导件内时，下部稳定臂打开并缩回。管件输送臂500继续下降套管(大约1米/3英尺)，以便为用套管行进工具进行上扣留出空间。

步骤4：将套管装载到坡道上。套管放置在猫道机600的坡道的套管一侧(司钻的一侧)上。装载指将一个套管装载到猫道机600的坡道上。参见图91。

步骤5：将套管行进到钻台。猫道的坡道延伸到钻台位置，工具推动器使套管沿坡道向上滑动，以将套管输送到钻台。参见图92A和92B。

步骤6：上扣所述套管连接。钳装卸臂和套管钳通过旋转螺纹并施加扭矩来上扣所述连接。套管钳打开，钳装卸臂缩回，并且可以选择移动到备用位置或停车位置。参见图93A。替代地，可以经由钳操纵小车和套管钳来上扣所述套管连接。参见图93B。另一个替代方案是，通过用顶部驱动器旋转并施加扭矩，用套管行进工具上扣所述套管连接。

步骤7：刺入所述套管行进工具。套管行进工具被刺入并锁定在套管中。管件输送臂500被打开并移动到猫道拾取位置。参见图94A和94B。

步骤8：下降所述套管柱。顶部驱动器/绞车拾取套管柱的重量。星形架中的卡瓦被打开。顶部驱动器/绞车下将套管柱下降到井眼中到伸出部高度。可选地，该套管可以充满钻井液。参见图95A和95B。

步骤9：推动套管。将工具输送臂500移动到猫道机拾取位置，以使其吊卡可以接收一套管部分。钻杆推动器将套管部分沿坡道向上推动。工具输送臂500将其吊卡闩锁到套管部分。参见图96。

步骤10：拉起套管。通过其吊卡围绕套管关闭，管件输送臂500提升套管并且工具推动器将套管沿坡道向上推动。在套管离开猫道的坡道之前，下部稳定臂800延伸到套管并准备引导，并且漏斗在套管上关闭。随着套管接近竖直，下部稳定臂800的扶正器在套管上关闭。猫道的坡道返回以装载下一个套管。参见图97A–97B。

步骤11：引导所述套管。管件输送臂500继续提升和缩回，以使套管在其朝向顶部驱动器旋转之前被带到竖直位置。下部稳定臂800将套管引导至竖直位置。参见图98A–98B。

步骤12：设定卡瓦。卡瓦设定为悬挂套管柱。参见图99A–99B。

(XIV)用于离线钻柱立柱建造的顺序

用于钻柱的离线立柱建造的顺序的初始设备配置如下：

·所有机器都是空的。

·中间立柱约束件430头部缩回。

·钻杆被装载在猫道进给台上，被清洁和掺杂，没有保护器。

·可选地，可以选择掺杂作为立柱建造顺序的一部分。

用于离线立柱建造的顺序包括以下步骤。

步骤1：将管件放在进给台上。然后，进给台将一个管件装载到猫道机600的坡道上。见图100。

步骤2：将坡道行进到钻台。参见图101A和101B。管件输送臂500下降，使得其吊卡低于钻杆拾取高度。管件输送臂500将其臂向猫道600倾斜。

步骤3：推动所述管件。猫道机600的钻杆推动器将管件沿坡道向上推到闩锁位置。参见图102A和102B。

步骤4：从猫道机上拉起第一管件。稍微提升管件输送臂500，以将吊卡闩锁到猫道600的坡道上的管件上。吊卡的闩锁关闭。所述管件通过将管件输送臂500沿桅杆向上提升来拉起管件，接下来钻杆推动器。在管件离开坡道之前，下部稳定臂800伸出以准备引导所述管件。然后，随着管件上升，漏斗在管件上关闭。当管件接近竖直时，下部稳定臂800的扶正器在管件上关闭。猫道600的坡道返回以装载第二管件。参见图103A和103B。

步骤5：将第一管件放入鼠孔。第一管件通过管件输送臂500被下降到鼠孔40中至正确的伸出部高度(1米/3英尺)。中间立柱约束件430的头部在第一管件上延伸和关闭。下部稳定臂800释放第一管件并缩回。下部立柱约束件440在第一管件上延伸和关闭。管件输送臂500下降以将第一管件的重量转移动到约束件，吊卡打开，并且管件输送臂500从伸出部缩回。参见图104A和104B。

步骤6：拉起第二管件。再次将管件输送臂500的吊卡定位在钻杆拾取高度之下，吊卡打开并朝猫道600倾斜。在装入第二管件并延长坡道后，工具推动器使第二管件沿坡道向上滑动。稍微提升管件输送臂500，直到吊卡与第二管件接合，并且吊卡闩锁在其上关闭。第二管件通过提升管件输送臂被向上拉动，并通过工具推动器被推动。在第二管件离开猫道的坡道之前，下部稳定臂800延伸到管件并准备引导，并且漏斗在管件上关闭。当管件接近鼠孔40上方的竖直时，下部稳定臂800的扶正器在第二管件上关闭。如果需要掺杂，则在将第二管件移动到鼠孔40之前将其移动到立柱移交位置50。猫道的坡道返回以装载第三管件。参见图105A–105C。

步骤7：刺入并上扣第二管件。第二管件在鼠孔40中的第一管件的伸出部之上移动。钳装卸臂上的钻工760移动到伸出部。在第一管件伸出部上关闭钻工刺入引导件。管件输送臂下降以将第二管件装入第一管件伸出部中。钻工旋转并上扣所述连接。下部稳定臂打开和缩回。钻工缩回到备用位置。参见图94A和94B。

步骤8：将双联体下降到鼠孔中。提升管件输送臂，以拾取双联体的重量。中间立柱约束件打开以释放双联体。下部立柱约束件延伸到鼠孔位置，并针对刺入模式关闭其围绕双联体的引导件。双联体通过管件输送臂被下降到鼠孔中到正确的伸出部高度，而下部立柱约束件将双联体引导到鼠孔并稍微打开以允许管件接头通过。然后关闭中间立柱约束件的引导，最后双联体被夹紧以将双联体定位在伸出部高度处。管件输送臂下降以将双联体的重量转移到中间立柱约束件。管件输送臂的吊卡从伸出部打开并缩回。重复步骤6和7，以拾取第三单根管件。参见图107。

步骤9：将立柱移动到立柱移交位置。下部立柱约束件440在鼠孔位置处延伸至钻杆并关闭其引导件。提升管件输送臂500以拾取立柱的重量。中间立柱约束件430的引导件和夹具都被打开。中间立柱约束件430的头部缩回。管件输送臂500将立柱(R2或R3)从鼠孔40中提起，并在立柱升高以使公扣端在立柱移交位置50处的掺杂剂站的高度上方时停止。管件输送臂500和下部稳定臂800将立柱移动到悬挂在立柱移交位置50的位置。然后，将立柱刺入掺杂剂(如果选择的话)中，在此处公扣被清洗和掺杂。上部立柱约束件延伸以关闭其在立柱上的引导件。管件输送臂500从立柱打开并缩回。参见图108A和108B。

步骤10：将立柱立于钻杆盒。转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950移动到立柱移交位置50，并关闭其在立柱上的引导件和夹具。上部和下部立柱约束件420和440打开和缩回。转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950移动，以将立柱立于钻杆盒到指板310中的选择位置。请参见图109A–109D。

(XV)用于下放钻柱立柱(离线)的顺序

用于下放钻柱的立柱(离线)的顺序的初始设备配置如下：

·所有机器都是空的。

·中间立柱约束件430头部缩回。

·猫道机的进给台是空的并准备接收钻杆。

用于下放钻柱的立柱(离线)的步骤包括以下步骤。

步骤1：从钻杆盒拾取立柱。转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950移入钻杆盒，以从钻杆盒/指板310中的选择位置拾取立柱。参见图110A和110B。

步骤2：将立柱移动到立柱移交位置。转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950将立柱移动到立柱移交位置50。上部和下部立柱约束件420和440关闭其握持力以保持立柱。掺杂剂会冲洗并掺杂公扣(如果选择的话)。转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950移回钻杆盒中，以从钻杆盒/指板310中的另一个选择位置拾取另一立柱。参见图111A和111B。

步骤3：将立柱从立柱移交位置移动到鼠孔。管件输送臂500和下部立柱约束件440在立柱移交位置50移动到立柱，并关闭它们在立柱上的夹具。上部立柱约束件420打开和缩回。管件输送臂500在立柱移交位置50列出立柱。管件输送臂500和下部立柱约束件440将立柱从立柱移交位置50移动并引导到鼠孔位置40。参见图112。

步骤4：将立柱下降到鼠孔中。管件输送臂500被下降以将立柱刺入鼠孔40。中间立柱约束件430的头部延伸。立柱下降直到存在大约1米/3英尺的伸出部。中间立柱约束件430的引导件和抓持器在立柱上关闭并承受所述重量。下部立柱约束件440打开和缩回。参见图113。

步骤5：卸扣所述顶部单根。钻工760延伸到鼠孔40以接合立柱。下部稳定臂800延伸到鼠孔40，并关闭其在立柱的顶部单根上的漏斗。钻工760卸扣所述连接，然后旋转出螺纹。参见图115A和115B。

步骤6：在猫道机上下放所述顶部单根。猫道机600的坡道被移动到钻台进行管件的下放。管件输送臂500从伸出部上提起卸扣的顶部单根，并在下部稳定臂800的帮助下将其引导到猫道600的坡道上方的位置。下部稳定臂800将公扣端移动到坡道之上，并且管件输送臂500的吊卡朝坡道倾斜。当钻杆推动器将公扣端沿猫道600的坡道向下拉时，管件输送臂500向下移动桅杆10以下降所述顶部单根。当顶部单根装载到坡道上时，管件输送臂500的吊卡打开，并朝向桅杆10向后倾斜。参见图115A和115B。

步骤7：将顶部单根卸载到猫道进给台。钻杆推动器将顶部单根沿着猫道的坡道向下拉动到卸载位置。猫道600的坡道远离钻台6倾斜以将其自己下降到邻近所述进给台。顶部单根从坡道上卸载到进给台。猫道600的坡道再次延伸到钻台6，以接收下一个单根。参见图116A和116B。

步骤8：在鼠孔中拾取双联体。管件输送臂500旋转并下降，以闩锁在鼠孔40中的伸出部上。管件输送臂500的吊卡关闭到双联体的伸出部上。提升管件输送臂500以承受双联体的重量。当从中卸载双联体的重量时，中间立柱约束件430打开其抓握。将双联体提升到鼠孔40中的伸出部高度。中间立柱约束件430的抓握在双联体上关闭，并在管件输送臂500稍微下降时承担所述重量。参见图117。

步骤9：卸扣所述中间单根。钻工760延伸到鼠孔40。下部稳定臂800延伸，并且其漏斗在中间单根上关闭。钻工760卸扣所述连接并旋出螺纹。钻工返回其备用位置。参见图114A和114B。

步骤10：下放中间单根。猫道机600的坡道被移动到钻台进行管件的下放。管件输送臂500从伸出部中提起卸扣的中间单根，并在下部稳定臂800的帮助下将其引导到猫道600的坡道上方的位置。下部稳定臂800使公扣端移动到坡道之上，并且管件输送臂500的吊卡朝坡道倾斜。当钻杆推动器将公扣端沿猫道600的坡道拉下时，管件送布臂500向下移动桅杆10以下降所述中间单根。当该单根装载到坡道上时，管件输送臂500的吊卡打开并向着桅杆10向回倾斜。参见图115A和115B。

步骤11：将中间单根卸载到猫道进给台上。钻杆推动器将中间单根沿猫道600的坡道下拉至卸载位置。猫道600的坡道远离钻台6倾斜以将其自己下降为邻近进给台。中间单根从坡道上卸载到进给台上。猫道600的坡道再次延伸到钻台6，以接收下一个单根。参见图116A和116B。

步骤12：在鼠孔中拾取底部单根。管件输送臂500旋转并下降，以闩锁在鼠孔40中的底部单根的伸出部上。管件输送臂500的吊卡关闭在伸出部上。提升管件输送臂500以承受底部单根的重量。当底部单根的重量从其被卸载时，中间立柱约束件430打开其抓握。下部稳定臂800延伸并关闭其围绕底部单根的漏斗。

步骤13：下放所述底部单根。管件输送臂500从鼠孔40中提起底部单根，并在下部稳定臂800的帮助下将其引导到猫道600的坡道上方的位置。下部稳定臂800使公扣端移动到坡道之上并且管件输送臂500的吊卡朝向坡道倾斜。当钻杆推动器将公扣端沿猫道600的坡道向下拉时，管件输送臂500沿着桅杆10向下移动以降低所述底部单根。当该单根装载到坡道上时，管件输送臂500的吊卡打开并向着桅杆10向后倾斜。参见图115A和115B。

步骤41：将底部单根卸载到猫道进给台上。钻杆推动器将底部单根沿猫道600的坡道下拉至卸载位置。猫道600的坡道远离钻台6倾斜以将其自己下降到邻近所述进给台。底部单根从坡道上卸载到进给台。参见图116A和116B。

(XVI)用于离线套管立柱建造的顺序

用于套管柱的离线立柱建造的顺序的初始设备配置如下：

·可能正在进行钻井。

·所有机器都是空的。

·中间立柱约束件430头部缩回。

·将套管装载到套管进给台上，被清洁和掺杂而不含保护器。

·可选地，可以选择掺杂作为立柱建造顺序的一部分。

用于套管柱的离线立柱建造的顺序包括以下步骤。

步骤1：将套管管件放在进给台上。然后，进给台将一个套管管件装载到猫道机600的坡道上。参见图118A和118B。

步骤2：将坡道行进到钻台。参见图119A和119B。管件输送臂500下降，使得其吊卡低于钻杆拾取高度。管件输送臂500将其臂向猫道600倾斜。

步骤3：推动所述套管管件。猫道机600的钻杆推动器将套管管件沿坡道向上推至闩锁位置。参见图120A和120B。

步骤4：从猫道机上拉起第一套管管件。稍微提升管件输送臂500，以将吊卡闩锁到猫道600的坡道上的套管管件。吊卡的闩锁关闭。套管管件通过将套管管件输送臂500沿桅杆10向上提升被拉起，接着是钻杆推动器。在套管管件离开坡道之前，下部稳定臂800延伸以准备引导管件。然后，当管件升起时，漏斗在套管管件上关闭。当套管管件接近竖直时，下部稳定臂800的扶正器在管件上关闭。猫道600的坡道返回以装载第二套管管件。参见图121A–121C。

步骤5：将底部-套管管件放入鼠孔中。通过管件输送臂500将底部-套管管件下降到鼠孔40中至正确的伸出部高度(1米/3英尺)。中间立柱约束件430的头部在第一管件上延伸和关闭。下部稳定臂800释放第一套管管件并缩回。下部立柱约束件440延伸和关闭以引导第一管件。管件输送臂500下降以将第一管件的重量转移动到约束件，吊卡打开，并且管件输送臂500从伸出部缩回。参见图122。

步骤6：拉起顶部-套管管件。再次将管件输送臂500的吊卡定位在钻杆拾取高度以下，并将吊卡打开并向猫道600倾斜。在装载顶部-套管管件并延伸坡道后，工具推动器使顶部-套管管件沿坡道向上滑动。将管件输送臂500稍微提升，直到吊卡与管件接合并且吊卡闩锁在其上关闭。顶部-套管管件通过提升管件输送臂被拉起并被工具推动器推动。在顶部-套管管件离开猫道的坡道之前，下部稳定臂800延伸到管件并准备引导，并且漏斗在管件上关闭。当顶部-套管管件接近鼠孔40上方的竖直时，下部稳定臂800的扶正器在第二管件上关闭。如果需要掺杂，则在移动到鼠孔40之前将顶部-套管管件移动到立柱移交位置50。猫道的坡道返回以装载第三管件。见图123A和123B。

步骤7：刺入并上扣所述顶部-套管管件。该顶部-套管管件在鼠孔40中的底部-套管管件的伸出部之上移动。钳装卸臂上的钻工760移动到伸出部。钻工刺入引导件在底部-套管管件伸出部上关闭。管件输送臂下降，以将该顶部-套管管件刺入所述底部-套管管件伸出部中。钻工旋转并上扣所述连接。下部稳定臂打开和缩回。钻工缩回到备用位置。参见图124A和124B。

步骤8：将双联体下放到鼠孔(不适用于范围3)中。提升管件输送臂500以拾取双联体的重量。中间立柱约束件430打开以释放双联体。下部立柱约束件440延伸到鼠孔位置40，并且针对刺入模式关闭其围绕双联体的引导件。双联体由管件输送臂500下降到鼠孔40中至正确的伸出部高度，而下部立柱约束件440将双联体引导到鼠孔40中并稍微打开以允许管件接头的通过。然后，关闭中间立柱约束件430的引导件，最后将双联体夹紧，以将双联体定位在伸出部高度。管件输送臂500下降以将双联体的重量转移到中间立柱约束件430。管件输送臂500的吊卡打开并从伸出部缩回。如果为范围2，则重复步骤6和7以拾取第三单根管件。参见图125A和125B。

步骤9：将套管立柱移动到立柱移交位置。下部立柱约束件440在鼠孔位置处延伸至钻杆并关闭其引导件。提升管件输送臂500以拾取套管立柱的重量。中间立柱约束件430的引导件和夹具都被打开。中间立柱约束件430的头部缩回。管件输送臂500从鼠孔40中提起套管立柱(R2或R3)，并在立柱升高以使公扣端在立柱移交位置50处的掺杂剂站的高度上方时停止。管件输送臂500和下部稳定臂800将立柱移动到悬挂在立柱移交位置50的位置。然后将立柱刺入掺杂剂中(如果选择的话)，在此处清洗并掺杂公扣。上部立柱约束件将延伸以关闭其在立柱上的引导件。管件输送臂500从立柱打开并缩回。参见图126A和126B。

步骤10：将套管立柱立于钻杆盒中。转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950移动到立柱移交位置50，并关闭它们在套管立柱上的引导件和夹具。上部和下部立柱约束件420和440打开和缩回。转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950移动，以将套管立柱立于钻杆盒中到指板310中的选择位置。参见图127A–127D。

(XVII)用于离线下放套管立柱的顺序

用于离线下放套管立柱的顺序与用于离线下放套管立柱的顺序相似，除了步骤是按相反的顺序进行的之外。

(XVIII)用于钻井连接的顺序

用于钻井连接的顺序的初始设备配置如下：

·在井眼中一直向下钻立柱，并已根据钻井程序完成了扩孔、勘测等。

·在立柱移交位置中，通过管件输送臂/下部稳定臂将钻杆的一个立柱提升到鼠孔上方的伸出部水平，并且管件输送臂的吊卡面向顶部驱动器。钻台处于备用状态。

·转移桥排管器和钻杆盒引导臂为空的，在它们的途中以在指板/钻杆盒中拾取新的立柱。

用于钻井连接的顺序包括以下步骤。

步骤1：停止钻井并卸扣顶部驱动器连接。井孔操作停止。通过钻柱伸出部在一高度处(约1.5米/5英尺)，将卡瓦设定在星形架上。钻柱的重量设定在卡瓦上。顶部驱动器连接卸扣，并旋出螺纹。参见图128。然后将顶部驱动器200向上提升到桅杆10中。

步骤2：将顶部驱动器提升到连接高度。通过顶部驱动器200由其小车缩回，将顶部驱动器200提升到足以与下一个钻柱立柱连接的高度。吊卡连杆臂倾斜到顶部驱动器下方的竖直位置。参见图129A和129B。

步骤3：将立柱从鼠孔位置移动到井中心。管件输送臂500和下部稳定臂800将立柱从鼠孔40上方的钻台备用位置移动到井中心30。所选择的钻工(钳装卸小车)移动到井中心。参见图130A和130B。

步骤4：将立柱刺入井中心处的伸出部中。顶部驱动器200保持在正确的高度并从井中心30缩回。钻工760备用钳和刺入引导件在伸出部上关闭，以协助进行刺入。管件进给臂500下降立柱以将立柱刺入该伸出部中，并在刺入后继续下降(约2米/6英尺)，以为顶部驱动器上扣留出空间。下部稳定臂800打开并从井中心30缩回。钻工的一个选择是开始旋入并上扣下部连接的顺序。参见图131A和131B。

步骤5：连接顶部驱动器。通过顶部驱动器200处于正确的高度，小车延伸以将顶部驱动器200定位在井中心30。连杆臂朝向桅杆10倾斜并停在钻井位置。顶部驱动器下降以刺入立柱中，然后顶部驱动器旋转，以将上部和下部连接都旋转到钻工备用钳上。管件输送臂500打开其吊卡，从井中心30缩回，并转动以拾取处于立柱移交位置的下一个立柱。钻工打开并缩回其备用位置。参见图132A和132B。可选地，在上扣底部连接后，钻工打开并移动到备用位置。

步骤6：打开卡瓦并继续井孔。顶部驱动器/绞车可提升钻柱重量。星形架中的卡瓦被打开。继续进行井孔操作。参见图133。

步骤7：从钻杆盒中拾取下一个立柱。转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950从钻杆盒/指板310中的选择位置拾取另一个立柱。参见图134A和134B。

步骤8：将立柱移到立柱移交位置。顶部驱动器200打开其吊卡，并从伸出部缩回和提升至上部止动件。转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950将立柱移动到立柱移交位置50。上部和下部立柱约束件420和440关闭以将立柱保持在其位置。如果选择的话，集成在立柱移交位置50中的掺杂剂将冲洗并掺杂公扣。转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950从钻杆盒/指板310中的选择位置拾取另一根立柱。参见图135A和135B。

(XIX)用于反向扩孔的顺序

用于反向扩孔的顺序的初始设备配置如下：

·顶部驱动器处于下部位置，被小车缩回，并且连杆臂是竖直的，因此吊卡位于顶部驱动器下方。参见图136。

·使用标准伸出部(大约1.5米/5英尺)将卡瓦关闭在钻柱上。

·管件输送臂500和下部稳定臂800在立柱移交位置打开(立柱从井中心输送到立柱移交位置)。

·在立柱移交位置的立柱上，上部和下部立柱约束件被关闭。中间立柱约束件被打开并缩回。

·转移桥排管器和钻杆盒引导臂为空的，并且在它们从指板/钻杆盒返回的途中，将下一个立柱置于立柱移交位置。

用于反向扩孔的顺序包括以下步骤。

步骤1：上扣所述顶部驱动器。顶部驱动器小车将顶部驱动器200延伸到井中心30。吊卡连杆臂向后倾斜到停放位置。顶部驱动器下降，旋入并上扣到钻柱。参见图137A和137B。

步骤2：扩孔井孔的立柱-长度。卡瓦打开，顶部驱动器/绞车拾取钻柱的重量。打开内部防喷器，并启动泥浆泵以循环钻井液。顶部驱动器200旋转钻柱，并在桅杆10中被提升以对井孔扩孔，直到顶部驱动器达到连接高度。顶部驱动器200停止旋转钻柱并释放钻柱上的扭矩。泥浆泵停止，内部防喷器关闭。星形架中的卡瓦用在正确的伸出部高度处的钻柱关闭。管件输送臂500和下部稳定臂800从立柱移交位置移动到钻台至安全备用位置。管件输送臂500的吊卡面向顶部驱动器200。参见图138A和138B。

步骤3：将立柱从立柱移交位置移动到钻杆盒/指板。转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950在立柱移交位置50移动到立柱，并且它们关闭在立柱上的夹具和引导件。上部和下部立柱约束件420和440打开和缩回。转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950提起立柱，并将其移动到钻杆盒/指板中的选择位置，并在此处通过指板310释放并保持在适当位置。参见图139A和139B。

步骤4：准备从钻柱上卸扣立柱。管件输送臂500和下部稳定臂800移动到井中心30并关闭其吊卡并在钻柱中的立柱上引导。钻工760移动到井中心并升高到伸出部高度。参见图140A和140B。

步骤5：从立柱上卸扣顶部驱动器。顶部驱动器200卸扣并旋出其与立柱的连接的螺纹。绞车提升顶部驱动器200以越过立柱的顶部。小车将顶部驱动器从井中心30缩回，吊卡连杆臂又旋转回竖直，以使吊卡浮动到顶部驱动器下方的位置。绞车使顶部驱动器200沿桅杆10向下朝向钻台6下降。参见图141A和141B。

步骤6：从钻柱上卸扣立柱。钻工760从伸出部中卸扣立柱，并旋出接头的螺纹。参见图142A和142B。

步骤7：排干立柱。钻工760打开并从伸出部缩回其备用位置。泥桶延伸至井中心30并在卸扣的连接上关闭。管件输送臂500将立柱提升到伸出部上方，以使立柱中的流体排入泥桶。泥桶从立柱/伸出部打开，并缩回到其备用位置。参见图143。

步骤8：从井中心移动立柱。管件输送臂500和下部稳定臂800将立柱从井中心30移动到立柱移交位置50。到达时，管件输送臂500下降立柱以在立柱移交位置50处卸载所述重量。上部和下部立柱约束件420和440在立柱上关闭以将其保持在适当位置。如果选择的话，则集成在立柱移交位置中的掺杂剂会冲洗并掺杂公扣。顶部驱动器200继续下降到钻台6。参见图144A和144B。

步骤9：将立柱立于钻杆盒。将立柱从立柱移交位置移动到钻杆盒/指板。转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950在立柱移交位置50移动到立柱，并且它们关闭在立柱上的夹具和引导件。上部和下部立柱约束件420和440打开和缩回。转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950提起立柱，并将其移动到钻杆盒/指板中的选择位置，并在此处通过指板310释放并保持在适当的位置。转移桥排管器350和钻杆盒引导臂950返回到立柱移交位置。参见图145A和145B。

应当注意，在开发任何这样的实际实施例时，必须做出许多特定于实施方式的决策，以实现开发人员的特定目标，例如遵守与***相关的约束件和与业务相关的约束件，这将因实施方式而异。而且，将意识到，这样的开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开的本领域普通技术人员而言仍将是例行的工作。另外，本文使用/公开的组合物还可以包含除所引用的那些之外的一些其他部件。在本发明的概述和该详细说明中，每个数值应被术语“约”修饰后读取一次(除非已经明确地如此修饰)，然后再次阅读为未经修饰即可，除非上下文中另有指示。同样，在本发明的概述和该详细描述中，应当理解，列出或描述为有用、合适等的浓度范围旨在在该范围内的任何和每种浓度，包括终点，要被视为已陈述。例如，“从1到10的范围”应理解为表示沿大约1到大约10之间的连续区域的每个可能的数字。因此，即使该范围内的特定数据点或该范围内甚至没有数据点应当明确地识别出该范围，或者仅参考一些特定的范围，应当理解，发明人意识到并理解到该范围内的任何和所有数据点都应被认为是已经指定的，并且发明人已经掌握了整个范围的知识和该范围内的所有点。本文做出的陈述仅提供与本公开相关的信息，并且可能不构成现有技术，并且可以描述示出本发明的一些实施例。

呈现该描述以使本领域的任何技术人员能够制作和使用本发明，并且该描述是在特定应用及其要求的背景下提供的。对于所公开的实施例的各种修改对于本领域技术人员而言将是显而易见的，并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本文中定义的一般原理可以应用于其他实施例和应用。因此，本发明无意限于所示的实施例，而是与本文公开的原理和特征一致的最宽范围相一致。

如果在本文中使用，则术语“基本上”旨在构造为意指“不止如此”。

通过参考某些优选实施例对本发明进行了描述，应注意，所公开的实施例本质上仅是示例性的，而不是限制性的，并且在前述的公开中可以设想各种变化、修改、改变和替代，在某些情况下，可以采用本发明的某些特征，而无需相应地使用其他特征。基于对优选实施例的前述描述的回顾，本领域技术人员可以认为许多这样的变化和修改是期望的。因此，适当地以与本发明的范围一致的方式广义地解释所附权利要求。

尽管在本公开中详细描述了所公开的实施例，但是应该理解，在不脱离其精神和范围的情况下，可以对实施例进行各种改变、替换和变更。

工业应用性

本发明的用于钻机的钻杆装卸***和方法具有许多工业应用，包括但不限于石油和天然气工业的钻井孔。

Claims (27)

1.一种用于经由钻机执行井眼操作的方法，该方法包括：

经由顶部驱动器使管件柱相对于井眼移动；

经由转移桥排管器和钻杆盒引导臂使管件立柱在钻杆盒位置和立柱移交位置之间移动；

经由管件输送臂和下部稳定臂使管件立柱在立柱移交位置和井中心位置之间移动；

在管件立柱和管件柱之间的接头上操作钻工。

2.如权利要求1所述的用于经由钻机执行井眼操作的方法，

其中，经由顶部驱动器使管件柱相对于井眼移动包括将管件柱下钻到井眼中，

其中使管件立柱在钻杆盒位置和立柱移交位置之间移动包括使管件立柱从钻杆盒位置移动到立柱移交位置，

其中使管件立柱在立柱移交位置和井中心位置之间移动包括使管件立柱从立柱移交位置移动到井中心位置，和

其中在管件立柱和管件柱之间的接头上操作钻工包括上扣所述接头。

3.如权利要求1所述的用于经由钻机执行井眼操作的方法，

其中，经由顶部驱动器使管件柱相对于井眼移动包括将管件柱从井眼中起钻，

其中使管件立柱在钻杆盒位置和立柱移交位置之间移动包括使管件立柱从立柱移交位置移动到钻杆盒位置，

其中使管件立柱在立柱移交位置和井中心位置之间移动包括使管件立柱从井中心位置移动到立柱移交位置，和

其中在管件立柱和管件柱之间的接头上操作钻工包括卸扣所述接头。

4.如权利要求1所述的用于经由钻机执行井眼操作的方法，其中，所述管件柱和管件立柱包括钻杆。

5.如权利要求1所述的用于经由钻机执行井眼操作的方法，其中，所述管件柱和管件立柱包括套管。

6.如权利要求1所述的用于经由钻机执行井眼操作的方法，还包括：经由泥桶从所述管件立柱中排出流体。

7.如权利要求1所述的用于经由钻机执行井眼操作的方法，

其中管件柱和管件立柱包括钻铤管件，和

其中，使管件立柱在立柱移交位置和井中心位置之间移动包括倾斜钻铤立柱的顶部、用顶部驱动器提起钻铤立柱以及引导钻铤立柱的底部。

8.一种用于经由钻机执行操作的方法，该方法包括：

在井中心处进行钻井操作；

与钻井操作同时进行立立柱操作，其中该立立柱操作包括：

经由猫道使第一管件单根在进给台位置和钻台拾取位置之间移动；

经由管件输送臂和下部稳定臂使第一管件单根在钻台拾取位置和鼠孔伸出部位置之间移动；

经由至少一个立柱约束件将第一管件单根保持在鼠孔伸出部位置；

经由猫道使第二管件单根在进给台位置和钻台拾取位置之间移动；

经由管件输送臂和下部稳定臂，使第二管件单根在钻台拾取位置和鼠孔形成/制动位置之间移动；

在第一和第二管件单根之间的接头上操作钻工；

使包括第一和第二管件单根的管件立柱在鼠孔位置和立柱移交位置之间移动；和

经由转移桥排管器和钻杆盒引导臂，使管件立柱在立柱移交位置和钻杆盒位置之间移动。

9.如权利要求8所述的用于经由钻机执行井眼操作的方法，

其中立立柱操作包括立柱建造操作，

其中使第一和第二管件单根在进给台位置和钻台拾取位置之间移动包括使第一和第二管件单根从进给台位置移动到钻台拾取位置，

其中，使第一管件单根在钻台拾取位置和鼠孔伸出部位置之间移动包括使第一管件单根从钻台拾取位置移动到鼠孔伸出部位置，

其中，使第二管件单根在钻台拾取位置和鼠孔形成/制动位置之间移动，

其中在第一和第二管件单根之间的接头上操作钻工包括上扣所述接头，

其中，使管件立柱在鼠孔位置和立柱移交位置之间移动包括使管件立柱从鼠孔位置移动到立柱移交位置；和

其中，使管件立柱在立柱移交位置和钻杆盒位置之间移动包括使管件从立柱移交位置移动到钻杆盒位置。

10.如权利要求8所述的用于经由钻机执行井眼操作的方法，

其中立立柱操作包括立柱下放操作，

其中，使第一和第二管件单根在进给台位置和钻台拾取位置之间移动包括使第一和第二管件单根从钻台拾取位置移动到进给台位置，

其中，使第一管件单根在钻台拾取位置和鼠孔伸出部位置之间移动包括使第一管件单根从鼠孔伸出部位置移动到钻台拾取位置，

其中，使第二管件单根在钻台拾取位置和鼠孔形成/制动位置之间移动包括使第二管件单根从鼠孔形成/制动位置移动到钻台拾取位置，

其中在第一和第二管件单根之间的接头上操作钻工包括卸扣所述接头，

其中，使管件立柱在鼠孔位置和立柱移交位置之间移动包括使管件立柱从立柱移交位置移动到鼠孔位置；和

其中，使管件立柱在立柱移交位置和钻杆盒位置之间移动包括使管件从钻杆盒位置移动到立柱移交位置。

11.如权利要求8所述的用于经由钻机执行井眼操作的方法，其中，第一和第二管件单根包括钻杆。

12.如权利要求8所述的用于经由钻机执行井眼操作的方法，其中，第一和第二管件单根包括套管。

13.一种用于经由钻机执行操作的方法，该方法包括：

经由顶部驱动器使管件柱相对于井眼移动；

经由猫道使管件单根在进给台位置和钻台拾取位置之间移动；

经由顶部驱动器和下部稳定臂使管件单根在钻台拾取位置和井中心位置之间移动；和

在井眼中的管件单根和管件柱之间的接头上操作钻工。

14.如权利要求13所述的用于经由钻机执行井眼操作的方法，

其中，使管件单根在进给台位置和钻台拾取位置之间移动包括使管件从进给台位置移动到钻台拾取位置，

其中，使管件单根在钻台拾取位置和井中心位置之间移动包括使管件单根从钻台拾取位置移动到井中心位置；和

其中在井眼中的管件单根和管件管柱之间的接头上操作钻工包括上扣所述接头。

15.如权利要求13所述的用于经由钻机执行井眼操作的方法，

其中，使管件单根在进给台位置和钻台拾取位置之间移动包括使管件从钻台拾取位置移动到进给台位置，

其中，使管件单根在钻台拾取位置和井中心位置之间移动包括使管件单根从井中心位置移动到钻台拾取位置；和

其中，在井眼中的管件单根和管件柱之间的接头上操作钻工包括卸扣所述接头。

16.如权利要求13所述的用于经由钻机执行井眼操作的方法，其中，所述管件单根和管件柱包括钻杆。

17.如权利要求13所述的用于经由钻机执行井眼操作的方法，其中，所述管件单根和管件柱包括套管，并且其中，所述钻工包括套管钳。

18.一种用于经由钻机执行操作的方法，该方法包括：

经由顶部驱动器使套管柱相对于井眼移动；

经由猫道使套管单根在进给台位置和钻台拾取位置之间移动；

使管件单根在钻台拾取位置和井中心位置之间移动；

在套管单根和顶部驱动器之间操作套管行进工具；和

在井眼中的套管单根和套管柱之间的接头上操作所述顶部驱动器。

19.如权利要求18所述的用于经由钻机执行井眼操作的方法，

其中，经由顶部驱动器使套管柱相对于井眼移动包括使套管柱行进到井眼中；

其中使套管单根在进给台位置和钻台拾取位置之间移动包括使套管单根从进给台位置移动到钻台位置；

其中，经由顶部驱动器的拾取吊卡和下部稳定臂使管件单根在钻台拾取位置和井中心位置之间移动；

其中，在套管单根和顶部驱动器之间操作套管行进工具包括将套管行进工具上扣到套管单根；和

其中，经由套管行进工具在井眼中的套管单根和套管柱之间的接头上操作顶部驱动器包括经由顶部驱动器上扣所述接头。

20.如权利要求18所述的用于经由钻机执行井眼操作的方法，

其中，经由顶部驱动器使套管柱相对于井眼移动包括将套管柱从井眼中拉出；

其中，使套管单根在进给台位置和钻台拾取位置之间移动包括将套管单根从钻台位置移动到进给台位置；

其中，使管件单根在钻台拾取位置和井中心位置之间移动包括使套管单根从井中心位置移动到钻台拾取位置；

其中，在套管单根和顶部驱动器之间操作套管行进工具包括从套管单根卸扣所述套管行进工具；和

其中，经由套管行进工具在井眼中的套管单根和套管柱之间的接头上操作顶部驱动器包括经由顶部驱动器卸扣所述接头。

21.如权利要求18所述的用于经由钻机执行井眼操作的方法，

其中，使管件单根在钻台拾取位置和井中心位置之间移动包括经由顶部驱动器的拾取吊卡和下部稳定臂来移动管件单根。

22.如权利要求18所述的用于经由钻机执行井眼操作的方法，

其中，使管件单根在钻台拾取位置和井中心位置之间移动包括经由管件输送臂和下部稳定臂移动该管件单根。

23.一种用于经由钻机执行操作的方法，该方法包括：

经由顶部驱动器旋转钻柱来钻井眼；

将卡瓦设定在钻机底板处，以使钻柱相对于钻机底板处于伸出部高度；

卸扣该顶部驱动器和钻柱之间的连接；

使钻柱立柱从钻杆盒位置移到立柱移交位置；

使钻柱立柱从立柱移交位置移动到井中心位置；

上扣钻柱立柱和钻柱之间的接头；

上扣钻柱立柱和顶部驱动器之间的连接；

在钻机底板处打开卡瓦；和

通过经由顶部驱动器旋转钻柱来继续钻井眼。

24.如权利要求23所述的用于经由钻机执行井眼操作的方法，

其中使钻柱立柱从钻杆盒位置移动到立柱移交位置包括经由转移桥排管器和钻杆盒引导臂移动该钻柱立柱。

25.如权利要求23所述的用于经由钻机执行井眼操作的方法，

其中使钻柱立柱从立柱移交位置移动到井中心位置包括经由管件输送臂和下部稳定臂移动该钻柱立柱。

26.如权利要求23所述的用于经由钻机执行井眼操作的方法，

其中，上扣钻柱立柱与钻柱之间的接头包括操作钻工以上扣所述接头。

27.如权利要求23所述的用于经由钻机执行井眼操作的方法，

其中，上扣钻柱立柱和钻柱之间的接头包括操作顶部驱动器以上扣所述接头。

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