管道搬运设备的利记博彩app

专利名称：管道搬运设备的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种用于油井操作中的管道搬运设备。
技术背景在钻孔形成和完成操作期间，需要组装和/或拆卸长柱形管状工具 例如钻管和套筒。管柱可能有数千英尺长，并且因此需要从远离钻机的管架将管接头(大致33到45英尺长)运送到钻机平台。当从钻孔取 出时，管柱被拆卸成分离的管接头并且被送回到管架。搬运油井管道是在钻机上的一项最危险的工作。 一些管接头重数 千英镑，并且难以从钻机下方并且远离钻机的水平位置将管道移动到 在钻机中位于钻孔中心之上的竖直位置处。期望能够使用这样一种管道搬运设备，它被用于在管架和钴机平 台之间输送管道，并且很少存在管道或者管架设备落下并且伤及财物 和人员的危险。可替代地或者另外地，期望该设备能够将管道置于倾 斜位置中，使得管道端部例如盒端悬于钻机平台之上，并且准备到达 升降机。可替代地或者另外地，也期望提供这样一种管道搬运设备， 它降低了对于人工搬运的要求。这种设备便是本发明的主题。发明内容根据本发明的广义方面，提供一种用于将管道移动到钻机的钻探 平台和从钻机的钻探平台移开管道的管道搬运设备，该管道搬运设备包括主支撑结构，可在主支撑结构和钻探平台之间延伸的坡道，安装在主支撑结构上以用于在坡道上相对于主支撑结构在降低位置和升 高位置之间移动的管道输送器，该输送器包括邻近坡道的坡道端部、相对端以及用于在其中容纳管道的在输送器的上表面上的细长凹槽， 包括第一端和第二端的提升臂，提升臂在其邻近输送器的相对端的第 一端处枢转地连接并且可在输送器下方操作以将输送器的相对端提升 和支撑到升高位置，用于支撑输送器和提升臂沿其轴向滑动的在主支 撑结构上的轨道，该轨道包括用于限制提升臂的第二端朝向坡道沿着 轨道的轴向运动的止动件，以及用于从降低位置拉动输送器使其沿着 坡道行进到升高位置的驱动系统，该驱动系统能够沿着轨道拉动提升 臂直至提升臂停靠轨道中的止动件，并且继续拉动以使得提升臂围绕 止动件枢转。应该理解，从下面的详细描述，本发明的其它方面将对本领域技 术人员变得非常明显，其中通过示意方式示出和描述本发明的各个实 施例。如可以理解地，本发明可以具有其它的和不同的实施例并且它 的多个细节能够在其它各个方面进行改进，这些均不背离本发明的精 神和范围。因此，附图和详细描述应被认为在本质上是示意性的而非 限制性的。


参考附图，在所有图中以相同的附图标记表示相似的部分，本发 明的多个方面通过实例示出，而非以附图中的细节限制地示出，其中图l是结合钻机平台和管架示出的根据本发明制造的管道搬运设 备的透视图，该设备处于降低位置中；图2是在降低位置和完全升高位置之间移动的另一个操作阶段中 的图l管道搬运设备的透视图；图3是在钻机平台上方升高和延伸的另一个操作阶段中的图1和2管道搬运设备的透视图；图4是管道搬运设备的侧视图，其中狭小通道被剖开以示出处于相 应于图l位置的位置的输送器；图5是管道搬运设备的侧视图，其中狭小通道被剖开以示出处于相 应于图2位置的位置的输送器；图6是相应于图3位置的管道搬运设备的侧视图；图7是处于图3所示位置中的用于管道搬运设备中的输送器的放大 透视图；图8是图7输送器的另一个透视图；图9是用于管道搬运设备中的管道控制系统的放大透视图；图10是在另一个操作阶段中的图9的管道控制系统的另一个视图；图11是在另一个操作阶段中的图9的管道控制系统的另一个视图；和图12是沿着图9的线I-I的截面视图。
具体实施方式
在下面结合附图给出的详细描述旨在描述本发明的各种实施例， 而并非旨在代表本发明人设想的唯一实施例。该详细描述包括具体细 节以用于提供对本发明的全面理解。然而，对于本领域技术人员而言 显然的是，可以不利用这些具体细节而实施本发明。在图1到3中，示出一种用于从地面支撑的管架ll将管道输送到钻 机14的平台12上的管道搬运设备10。作为主要构件，管道搬运设备10包括坡道15和可包括一个或多个 狭小通道38、 39以及可移动管道输送器22的主支撑结构16。主支撑结 构16可被安装在地面13上，并且坡道15将设备的主支撑结构16与钻机 的平台12相互连接。管架11可以邻近主支撑结构定位以保持管接头20 的供给或接收。利用管道输送器22在钻机和管架之间传送管接头20， 该管道输送器22的细节将在后面被更加充分地公开。管道搬运设备10包括用于在降低位置(图1和4)、过渡位置(图2 和5)以及升高位置(图3和6)之间移动管道输送器的驱动系统。在下 面的讨论中，术语"坡道端部"是管道输送器邻近坡道的端部，而管 道输送器的"远端"是与坡道端部相对的端部。在所示实施例中，驱动系统可以基于包括例如可以提供高速操作的绞盘的缆绳驱动。在所示实施例中，隔开的缆绳24在上部槽轮25周围穿过，并且每一条缆绳 包括围绕绞盘鼓筒29缠绕的边缘端部24a和联结到管道输送器22的相对 的缆绳端部24b。可以冗余地使用多个缆绳24，但是当然如果需要则可 以使用一根缆绳。该驱动系统还包括具有在邻近管道输送器的远端的31处枢接 (jounmled)的提升臂30的输送器远端升高组件。在输送器22升高和降低 期间，输送器22和提升臂30沿着主要结构16上的轨道34行进，例如辊 子32、 33或者部件上的摩擦降低表面可以有助于这种行进。轨道沿着 主支撑结构的长轴线轴向地延伸并且提供支撑表面，如该支撑表面可 由一对细长凸缘提供，从而输送器和提升臂的组件能够朝向和远离该 坡道沿着轨道移动。辊子可具有凸缘以便其在轨道34上定中。提升臂30可以采用各种形式。在所示实施例中，提升臂包括由横 向构件连接的具有固定长度的一对侧梁，但是也可使用其它形式，例 如一个中心梁、 一对分离的梁或者一个或多个液压缸。轨道34可被置于用于容纳管道输送器22的纵向延伸的、向上敞开 的凹部35中，并且它的上表面与狭小通道38、 39基本齐平。坡道15形成为当输送器在其上相对于钻机平台移动通过它的各个 操作位置时接受和支撑输送器22的坡道端部。在所示实施例中，坡道 15包括平行的、隔开的具有开口端的轨道构件40和41，该轨道构件可 以利用腹板47或者其它装置连接以保持它们处于隔开的构造中。坡道 15还包括具有能够在其上支撑输送器运动的支承表面的上端50。管道 输送器22的下部坡道端部包括相对的辊子48。当输送器22沿着坡道15 行进时，辊子能够通过它们的开口端部行进到轨道部件40、 41中并且 以低摩擦关系被接收于相对的轨道构件40和41中。输送器的下侧22a形 成为当辊子48离开轨道构件40、 41的上部开口端部时在上端50之上行进，因此允许输送器在钻探平台之上进一步延伸。上端50的侧边缘能 够相对于支承表面被升起以当输送器在坡道上行进时保持输送器在坡 道上定中。为了在降低位置和升高位置之间移动输送器，绞盘29可被操作为 拉动缆绳24，缆绳则拉动输送器。从图4位置，在输送器22位于凹部35 中的情况下，该拉力将输送器的坡道端部从凹部提起并且将辊子48移 动到坡道15上，辊子进入轨道40、 41中。绞盘施加的继续的拉力沿着 轨道34拉动输送器22和连杆臂30直至提升臂的端部，例如辊子32由于 落入轨道中的凹座34a中而被止动如图5所示。当利用绞盘29的连续拉力 产生这种情形时，通过其在31处的枢接并且由于相对其止动位置(即 辊子32处于凹座34a中)枢转的提升臂的端部产生的枢转，提升臂30向 上枢转地摆动以朝向钻机结构竖直地向上并且水平地通过圆弧从降低 位置提升管道输送器22的远端，如图1到6所。在距输送器坡道端部距 离D处，缆绳24可被连接到管道输送器22的下侧以允许输送器被缆绳向 前拉动到坡道的上端50之上。在所示实施例中，缆绳24在距坡道端部 距离D的点47a处被连接到输送器，距离D大于期望坡道经过坡道的上端 50被拉动的距离D'。因此，绞盘29可以产生拉力以从结构16向上升起输 送器22并且在钻探平台上方经过坡道延伸输送器。在示于图12中的一个实施例中，输送器22可以包括多个连接点 47a、 47b，缆绳24可被连接到此处。因为缆绳寿命可能受到围绕槽轮的 行程的限制，通过从一个连接点例如47a改变到另一个连接点例如点47b 可以延长缆绳寿命，从而在缆绳操作寿命期间，可以在槽轮25上驱动 沿着缆绳的两个不同区域。输送器22包括其上表面区域，该上表面区域以如下构造形成，即 使得接收在其中的管接头20向下运动到最低位置、中央位置，支承位 置，如各个附图所示。具体地，输送器上表面包括由倾斜的侧表面51、 51'限定的细长凹槽或者沟槽。输送器22带有管道止动构件52，该构件用于支撑位于输送器上的管接头，例如以防止当管接头处于图3和6的升高位置时沿着输送器22向下滑动。还参考图12，管道止动构件52也可形成为用作推动装置以抵靠管 道并且沿着输送器22沿轴向推动管道。例如，管道止动构件52能够形 成为沿着在表面51、 51'之间形成的狭槽53行进。在所示实施例中，管 道止动构件52由环形缆绳54驱动以沿着输送器移动。管道止动构件52 包括形成为接合并且至少沿着狭槽53的长度行进的滑块55。缆绳54在 输送器上表面的下方连接到滑块。槽轮56和绞盘57驱动缆绳54以拉动 滑块55，并且由此管道止动构件52沿着输送器移动。绞盘57可以具有 定中的V形鼓筒轮廓以保持缆绳54在操作期间处于定中位置。如果需要，管道止动构件52可另外包括管道拉动特征。在这种实 施例中，管道止动构件可包括当管道位于输送器中时接合管道的管道 接合装置，以利用止动构件轴向地移动管道。管道接合装置可以采用 各种形式。有用的是，如此形成管道接合装置，使其可被操作为利用 滑块的操作自动地接合管道或者释放管道，而不要求对该装置进行人 工操作。在示于图12中的一个实施例中，管道接合装置包括连接到管 道止动构件52的臂59，该臂59可在锁定于管道之上的位置和脱离管道 的位置之间驱动。通过管道止动构件的运动自动地在这些锁定和后退 位置之间驱动该臂。在所示实施例中，管道止动构件52被安装在套筒 60上，套筒60被接合，但是能够以可滑动方式在驱动缆绳联结构件61 的止动件61a之间移动。臂59经由枢转连接62和支架臂63a、 63b连接到 套筒60和构件61。因此，套筒60和构件61之间的相对运动驱动该臂的 枢转运动。如可以理解地，当被缆绳54拉动时，在构件61首先相对于 并且在套筒60中移动时，在止动件52和套筒60上的管道重量被保持在 适当位置。止动件61a限制构件61在套筒中的相对运动并且将最终使得 部件61的运动被传递到套筒60。当部件61相对于套筒60沿着方向A移动 时，臂59将后退，箭头A1，并且可替代地，当部件61相对于套筒60沿 着方向B移动时，臂59将被恢复，箭头B1，并且，如果管道位于输送器中，则被锁定到管道上。止动件、套筒和臂的构造连同缆绳54驱动系 统可被布置成使得沿着方向A的运动能够使管道止动构件52朝向坡道 端部移动(在推动构造中)，并且沿着方向B的运动能够使止动构件52 朝向输送器远端沿着输送器移动，这是拉动该管道的最为有用的方向。 在搬运具有不足以利用重力沿着输送器容易地移动的重量的管道时， 这种布置是有用的。可替代地，或者另外地，当需要沿着沟槽移动管 道从而例如相对于管道搬运设备被更好地定位时，这种布置是有用的。 在不存在臂59时，输送器需要被升高以通过重力滑动该管道。在一个 实施例中，连接62是可移除的从而当在任何特定操作中不需要臂5卯寸， 臂59可被从管道止动构件52移除。在所示实施例中，返回件59a由连接 64可移除地连接，以允许该返回件从臂的端部被移除，并且如果需要， 被反转并且存储在操作位置之外。臂59可以具有如此尺寸，使得返回件59a与止动构件52隔开从而在 直径改变时在管接头连接的端部处接合。返回件59a可以包括圆形的或 者带角的槽口59b以配合管道的柱形外表面。相对地，平行的狭小通道38和39可用于为主要结构分配另外的结 构刚性以用于充分地支撑从那里升高的管道输送器，并且提供管接头 可在其上移动以从输送器22装载或者倾卸的表面。狭小通道38、 39能 够以各种方式形成。在一些实施例中，可以提供仅仅一个狭小通道或 者完全消除狭小通道。坡道15可以通过例如支承45而被铰接到主支撑结构16，支承45将 隔开的铰链销的轴向中心线升高一定程度以使得坡道根据需要能够被 折回到狭小通道39和38上，由此使得整个管道搬运设备被折叠到紧凑 包装中以用于输送到下一个钻探现场，以42示出其中一个铰链销。输 送器22和主支撑结构16可以由主梁例如梁22b和16b以及横向构件例如 22c、 16c形成，从而这些部件能够容纳驱动系统和其它子系统，从而这 些子系统可在其中受到保护并且整个管道搬运设备可以是基本独立的。该设备可被滑动安装以便运输。管道部段20在管架和输送器之间的移动可能是非常危险的并且存 在管道当其被转移或者当其被升高时实际上从输送器落下的危险。因 此，本管道搬运设备可包括管道控制系统的各种构件中的任何一个。 在所示实施例中，示出一种管道控制系统，它包括管道倾卸设备，转 位设备，和侧向止动闸门设备。根据需要，管道控制系统可包括这些 或者其它特征中的任何一个或者全部。参见图7到11的细节，示出一种管道倾卸设备，它包括沿着管道输 送器22位于间隔位置处的弹踢器68和68'。弹踢器68、 68'可采用各种形 式和操作模式。弹踢器68在输送器的一个侧表面51上操作，而弹踢器 68'在另一个侧表面51'上操作。在所示实施例中，每一个弹踢器被安装 在凹部71中并且上表面70形成为与由表面51、51'形成的输送器凹槽的V 形上表面基本一致或者在其下面凹入。上表面70在连接到驱动器(不 能清楚地看出)的主体71上形成。该驱动器可被致动以移动弹踢器表 面70使其突出到弹踢器安装至其上的表面51、 51'的上方，并由此抵靠 位于凹槽中的管道。因此，输送器中的管道能够远离弹踢器从输送器 中滚出。在一侧上的弹踢器例如所有的弹踢器68可被一致地操作，从 而它们一起作用在管道上，而其它弹踢器例如68'保持非工作状态。当 管道被装载到输送器时，所有弹踢器的表面70保持与表面51、 51'齐平 或者在其下方凹入以避免干扰管道装载。例如，在一个实施例中，该驱动器包括用于弹踢器的枢转销和液压缸。例如，弹踢器安装在枢转 销上并且利用安装到输送器的梁中的液压缸致动。当液压缸縮回时， 弹踢器围绕其枢转点被向上拉动和拉出。当它们停止工作时，弹踢器 恢复成与斜面51、 51'齐平从而止动构件52能够在其之上顺利经过。管道控制系统还可包括管道转位设备，其例如包括沿着狭小通道 38、 39位于间隔位置处的转位器75、 75'。转位器75、 75'可以采用各种 形式和操作模式，但是用于沿着狭小通道迫使管道进入或离开输送器。管道转位设备因此可以代替人工操作员，从而在该危险区域中无需人员存在。在所示实施例中，转位器75在一个狭小通道38上操作，而转 位器75'在另一个狭小通道上操作。在所示实施例中，每一个转位器具 有形成为与它的狭小通道上表面齐平或者在其下面凹入的上表面76。 上表面76形成在连接到驱动机构78的主体77上，该驱动机构允许每个 转位器的至少一个端部被升起以突出到狭小通道表面上方。用于转位 器的一种驱动机构可包括用于驱动每个转位器的每个端部的液压缸， 当被致动时，该液压缸沿着引导件向上推动将转位器的端部。转位器 因此可以抵靠并且移动位于狭小通道上的管道。如可以理解地，突出 到狭小通道表面上方的转位器的端部将决定管道滚动的方向。因此， 可以选择在输送器的一侧上的转位器进行操作以移动管道进入或者远 离输送器或者这两者同时进行，因为在大多数操作中，管道将反复地 移动到输送器两侧上的管架和从输送器两侧上的管架移除。由于通过 利用用于液压缸的被连接的管路，在一侧上的转位器例如所有的转位 器75可以被一致地操作，从而它们一起用于控制管道运动。在图7所示的一个实施例中，管道转位设备可包括邻近带有管接头 供应源的管架定位的止动销80。止动销80能够被安装、可能以可拆卸 方式安装在狭小通道上的如下位置中，即该位置与由转位器例如所示 实施例中的转位器75'跟踪的操作区域重叠大致一个管道直径。由于通 过管架11的一致倾斜和选择止动销80的高度，止动销80形成为保持管 接头供应源，从而在管架上的管接头趋于朝着止动销80滚动，并且因 此处于受到转位器作用的位置中。在该管道转位设备中，驱动器78被 选择用于允许转位器的上表面相对于止动销80被升高适当的高度以提 升管道，或者允许管道在止动销上方滚动。在一个实施例中，在倾斜 管架上存储的管道能够朝着止动销80向上滚动并且然后转位器75'能够 在止动销上提升第一管道。转位器的外侧端部的后表面可包括向下延 伸并且防止下一相邻管接头在升高的转位器下面向前滚动的的凸舌 77a。当转位器縮回时，下一个可用管道能够朝向止动销自由滚动。同 时，第一管道沿着转位器滚下、通过狭小通道并且进入输送器沟槽中。管道控制系统还可包括侧向止动闸门设备，该设备用于防止在输 送器运动期间(图7)或者在装载管道期间(图9)管道意外地侧向移 动出输送器凹槽。侧向止动销设备可以采用各种形式和操作模式，但 是包括一种位于输送器上的结构，该结构可在突出到输送器上表面上 方的位置(以防止管道在输送器上表面之上滚过)和在管道在输送器 表面上的滚动路径以外的位置之间移动，该结构例如可以凹入到上表 面的孔隙或者狭槽中或者可以位于输送器的一侧处。该结构例如可以 是一个或多个细长的或短的壁、多个销、柱等。为了阻止细长构件例
如管接头20的滚动，可以理解的是，在至少沿着输送器的多个隔开的
位置处需要这种止动闸门结构。在所示实施例中，侧向止动闸门设备 包括在其细长凹槽的任一侧上位于沿着管道输送器的隔开的位置处的
可被升起的销84、 84'。销84在输送器22的一侧上操作，而销84'在另一 侧上操作。在所示实施例中，每个销位于从输送器上表面开口的孔隙 86中并且形成为能够被驱动器87在与输送器上表面齐平(或者在其下 面凹入)的位置(图9中的销84所示)和突出到输送器上表面上方的位 置(图9中的销84'所示)之间移动。在一个实施例中，销84、 84'利用提 供机械优点的连杆布置被液压缸升起。该连杆允许使用短冲程、紧凑 液压缸升起该销。当该销在输送器上表面上突出时，管接头20不能容 易地滚过。因此，该销能够被升起或者降低以控制管道运动。例如， 在管道装载期间，如图9所示，在一侧上的销可被降低以允许管道经过 该销进入，而在另一侧上的销84'被升起以防止管道滚过凹槽并且离开 输送器。作为另一个实例，当移动输送器时，或者当它被升高到钻探 平台之上时，如图7所示，在输送器两侧上的销84、 84'均可被升起以防 止管道离开输送器的所有侧向运动。销84、 84'可以邻近倾斜表面51、 51'定位，从而抵靠它们的任何管道将趋于后退到由倾斜表面形成的输 送器凹槽中。在一侧上的销例如所有的销84可以被一致地操作，从而 它们一起用于控制管道运动。
管道搬运设备可被控制用于操作它的各种部件和特征。可能期望地，提供一种通过编程特征进行操作以智能地指导操作的控制系统。 这降低了对恒定人工监视的要求并且减小了操作者失误的可能性。例 如，参考所示实施例，控制器可被编程以接受命令例如用于向输送器装载管道的"装载"命令，其中该控制器保证销84被升起，销84'被凹 入并且转位器75'在销80之上提升管道。另外地或者可替代地，控制器 可以操作用于控制操作速度，例如绞盘29的速度，从而考虑到效率和 安全性操作该设备。例如，响应于命令"输送器提升"，绞盘可被操 作以首先利用软启动升起输送器，并且然后快速将输送器送至邻近坡 道15的上端的位置处，但是当控制器确定坡道15邻近钻探平台时，控 制器可以自动地放缓绞盘以将钴机平台之上的输送器缓慢地送至最终 位置。控制器可以包括无线发射器，例如手持面板或者操纵杆发射盒， 以用于发射操作者命令。这种发射器可以包括所有必要的开关和控制 操纵器以启动发动机，并且运行所有功能从而控制管道搬运设备的人 员可以远离该设备，例如在钻机平台上或者在钻机控制间中。无线接 收器可被用于接收发射信号并且将其中继到连接的计算机。该计算机 可以支持被设计成解释来自发射器的请求的软件并且控制该设备的所 有功能。关于设备控制，还可具有操作者界面屏幕以显示机器状态和 错误状况。为了监视绞盘29的操作，可以使用旋转编码器，该旋转编 码器跟踪绞盘鼓筒的旋转并且将其转换成由缆绳移动的距离并且由此 转换成输送器移动的距离。控制器可包括反馈安全性机构或者系统。例如，在一个实施例中， 主支撑结构16包括与控制器通讯的探测光束系统。探测光束系统被选 择用于监视主支撑结构16，并且如果探测光束感测到主支撑结构的运 动出现问题，例如除了管道滚动和系统正常操作之外的运动，则将关 闭信号反馈给控制器。例如，探测光束系统可包括多个发射体90和围 绕该结构安装，例如在狭小通道38、 39上方安装的对应的多个接收器 92,该接收器产生和监视信号帘94例如光束。例如这种探测光束系统 可被用于保证当在狭小通道上感测到人员存在时，通过切断信号帘94， 管道搬运设备至少在一些步骤中不能操作。该控制器也可记录缆绳操作时间，并且当期望如前所述地从一个
连接点向另一个例如从连接点47a到连接点47b移动缆绳或者根据需要 更换缆绳时，向设备操作员报警。
在操作中，该设备被输送到钻探现场并且邻近钻机定位。坡道15 可被展开至操作位置，例如图l中的位置，相靠钻机设置，从而上端邻 近钻机平台。坡道可被允许自由停靠到钻机子结构钻探平台上。以此 方式，坡道可随着钻机浮动，这对于适应可在通常钻机操作期间发生 的钻机高度变化而言是有用的。在一个实施例中，安全链(未示出) 可被固定在坡道和钻机之间以避免当支撑结构16被撞击时出现问题。 如果需要，管道搬运设备可被构造成与钻机一起更好地工作，例如通 过选择坡道、输送器或者提升臂的任一个的长度，并且考虑到各种参 数，例如被搬运的管道的性质，钻机高度等。
管架11被联结在主要结构16的任一侧上，从而待使用的新管道可 被置于设备一侧上，而从钻孔离开的管道可在结构相对侧上被置于管 架上。当钻探操作开始时，钻管或者其它管状工具均从管架滚动并且 进入输送器中。管架可被倾斜，从而管状工具朝着销80利用重力滚动 并且受到管道转位器75的作用。在装载期间和在输送器22的运动期间， 侧向止动闸门设备的销84、 84'可被操作用于控制管状工具相对于输送 器22的侧向运动。
发动机和泵驱动拉动缆绳24的绞盘29，由此从图l位置将管道输送 器升高到图2和3的位置中，如前所述。应理解的是，用于操作的设备 也可包括用于操作反馈、供电、发动机控制开关设备、具有液压蓄力 器的液压动力组等的控制器、仪表或者特征。
输送器22沿着坡道15移动，并且辊子48沿着轨道40、 41移动。当 输送器达到轨道的上部开口端时，缆绳继续向上拉动输送器至坡道的上端50上方。这样，输送器22朝向钻孔中心在平台12之上延伸。在输 送器移动到平台12之上的期间或之后，管道止动构件52可被致动以沿 着输送器轴向地滑动管道，从而增强管道的可存取性或其运动。这些 动作将管状工具的端部定位成紧邻升降机或者其它钻机部件。管道搬 运设备的部件的长度、高度和构造可被选择，从而管道输送器的端部 被送至便于管道搬运的钻探平台12上方的位置处。然后可通过结合于 钻柱、套管柱等内而使用该管状工具。可替代地或者另外地，通过管 道止动构件52的运动，臂59可脱离被搬运的管状工具。
为了移动输送器使其离开钻探平台，绞盘29可被反转以在缆绳24 中产生松弛。使绞盘29以受控方式放出缆绳从而允许重力将输送器和 提升臂收回到它们的回縮的、降低位置中。如果需要将另外的管状工 具从管架ll移动到钻探平台，则另一个管接头可被装载并且升高到钻 探平台。绞盘29可以具有高速速率，从而管道可被快速送至钻探平台 以对应于优选的脱离操作。在一个实施例中，提升或者縮回的时间可 以为大约10到60秒。为了与脱离和放倒过程同步，提升或者縮回的时 间可以小于30秒并且通常小于20秒。
当需要从钻孔移除管柱时，可通过拆卸管状接头并且将其一端置 于管道输送器22上直至其前端抵靠管道止动构件52而将管柱分解。当 管道被降低到输送器上时或在其之前，管道止动构件52可沿着输送器 返回到如下位置处，该位置恰好在管道当被降低到输送器上时将被钻 架中的挡块和升降机停止的位置之后。沟槽的倾斜表面用于沿着输送 器引导管道，并且作为安全保障措施，销84、 84'可被升高。正好在释 放升降机之前，管道止动件向前移动以支撑管道端部，从而它不失控 地向后滑动。 一旦升降机被移除，则可控地允许管道滑回或者被管道 止动构件52拉回，从而整个管道处于输送器上。臂59可被操作用于接 合引入输送器22上的管道并且将其拉回。如果臂59以可操作方式连接 到管道止动构件52，则它可被定向成接合或者脱离输送器上的管道， 这依赖于需被完成的操作。这可通过驱动缆绳54实现。此后，管道输送器22縮回到主要结构16的凹部35中，销84、 84'被 降低到凹部35上，并且包括弹踢器68或者弹踢器68'的自动管道倾卸设 备使得管道的接头离开输送器的细长凹槽。根据需要，转位器75或者 75'可被致动以移动管道通过狭小通道并且到达任意的管架11上。在任 何时刻，管道止动件52和/或臂59可被操作以重新放置管道。当需要重新安置管道搬运设备时，坡道15可绕铰链销42折叠并且 整个设备可被输送到下一个钻探现场，在此处以上述方式将它再次立 起。在设备的输送期间，管架可邻近主支撑结构被折叠90。。管架可被 支撑在结合到主支撑结构的一侧中的整体装运钩上。所公开的实施例的前述说明用于使本领域任何技术人员能够实现 或者使用本发明。对于本领域技术人员而言，对那些实施例的各种改进是非常明显的，并且在这里限定的一般原则可被用于其它实施例而 不背离本发明的精神和范围。因此，本发明并非旨在限于在这里示出的实施例。例如，虽然本发明的各个特征包括例如各种输送器运动机 构、各种管道止动布置和包括例如管道进给转位设备和侧向止动闸门 设备的管道控制系统的各种部件，但是应该理解的是，任何一个或者 所有的这些特征可以单独地或者相结合地设于管道搬运设备中，并且 寻求或者可以寻求这种保护。而且，赋予该保护与权利要求一致的全 部范围，其中对元件的单数形式的引用例如通过使用冠词"一个"并 非旨在表示"唯一一个"，除非特别指明，而是表示"一个或多个"。 已知的或者以后由本领域技术人员知晓的与在整个公开内容中描述的 各个实施例的元件等价的结构和功能旨在被权利要求的要素所包括。 而且，没有在这里公开的任何内容旨在用于大众，这与该公开内容是 否在权利要求中明确叙述无关。没有要求的要素需根据35USC112、第 六段的规定进行理解，除非该要素由短语"用于…的装置"或者"用 于…的步骤"明确地叙述。
权利要求
1.一种用于将管移动到钻机的钻探平台和从该钻机的该钻探平台移去该管道的管道搬运设备，该管道搬运设备包括主支撑结构，坡道，可在所述主支撑结构和所述钻探平台之间延伸，管道输送器，安装在所述主支撑结构上，用来在所述坡道上方相对于所述主支撑结构在降低位置和升高位置之间移动，该输送器包括邻近所述坡道的坡道端部、远端以及在其上表面上的细长凹槽，该细长凹槽用于在其中容纳管道，包括第一端和第二端的提升臂，所述提升臂在其邻近所述输送器的所述远端的第一端处枢接并且可在所述输送器下方操作以将所述输送器的远端提升和支撑到升高位置，所述主支撑结构上的轨道，用于支撑所述输送器和所述提升臂沿着它的轴向滑动运动，该轨道包括用于限制所述提升臂的所述第二端沿着所述轨道朝向所述坡道的轴向运动的止动件，以及用于从所述降低位置拉动所述输送器使其沿着所述坡道行进到升高位置的驱动系统，该驱动系统能够沿着所述轨道拉动所述提升臂直至所述提升臂停靠轨道中的所述止动件，并且能够继续拉动以引起所述提升臂绕所述止动件枢转从而提升所述输送器的所述远端。
2. 根据权利要求l所述的管道搬运设备，其中所述主支撑结构在 其上表面上包括一个或多个狭小通道。
3. 根据权利要求l所述的管道搬运设备，其中所述主支撑结构形成为接收邻近其定位的管架以保持管道的供给。
4. 根据权利要求l所述的管道搬运设备，其中所述驱动系统包括 缆绳驱动。
5. 根据权利要求4所述的管道搬运设备，其中所述缆绳驱动包括 绞盘和连接在所述输送器和所述绞盘之间的缆绳，穿过孔拉动所述缆 绳以沿着所述坡道拉起所述输送器。
6. 根据权利要求5所述的管道搬运设备，其中所述缆绳在距所述 输送器的坡道端部一定距离处连接到所述管道输送器的下侧以允许所 述输送器被所述缆绳向前拉动到坡道的上端的上方。
7. 根据权利要求5所述的管道搬运设备，其中所述缆绳在与所述 坡道端部间隔一定距离的点处连接到所述输送器，该距离大于期望坡 道被拉过所述坡道的上端的期望距离。
8. 根据权利要求5所述的管道搬运设备，还包括所述输送器上的 多个连接点，通过该连接点所述缆绳可被可选择地连接。
9. 根据权利要求l所述的管道搬运设备，其中所述输送器和所述 提升臂包括低摩擦构件以有助于沿着所述轨道行进。
10. 根据权利要求l所述的管道搬运设备，其中提升臂具有固定长度。
11. 根据权利要求l所述的管道搬运设备，其中所述轨道位于主支 撑结构上的纵向延伸的、向上敞开的凹部中。
12. 根据权利要求ll所述的管道搬运设备，其中所述管道输送器 以其上表面与所述主支撑结构上的狭小通道基本齐平的方式可定位在 所述凹部中。
13. 根据权利要求l所述的管道搬运设备，其中，选择所述管道输 送器和所述驱动系统以允许所述管道输送器向上行进并且延伸经过所述钻探平台上方的所述坡道的所述端部。
14. 根据权利要求13所述的管道搬运设备，其中所述坡道在其上 端包括支承表面，该支承表面能够在其上支撑所述输送器的运动。
15. 根据权利要求l所述的管道搬运设备，其中所述轨道的所述止 动件是形成用来捕获所述提升臂的所述第二端的凹座。
16. 根据权利要求l所述的管道搬运设备，其中提升臂的所述第二 端承载有辊子。
17. 根据权利要求l所述的管道搬运设备，还包括管道止动构件， 该管道止动构件位于所述输送器上以支撑定位在所述输送器上的管 道。
18. 根据权利要求17所述的管道搬运设备，其中所述管道止动构 件可沿着所述输送器轴向移动。
19. 根据权利要求18所述的管道搬运设备，还包括形成在所述细 长凹槽中的狭槽，并且其中管道止动构件通过狭槽被安装并连接到环 形缆绳以便沿着所述输送器运动。
20. 根据权利要求17所述的管道搬运设备，还在管道止动构件上 包括抓取臂，以允许拉动式接合在支撑于输送器上的管道上。
21. 根据权利要求l所述的管道搬运设备，还在输送器上包括侧向 止动闸门。
22. 根据权利要求21所述的管道搬运设备，其中所述侧向止动闸 门包括多个可升高的销，该销由所述输送器承载并且沿着所述输送器的每一侧定位。
23. 根据权利要求l所述的管道搬运设备，还包括管道进乡合机构， 所述管道进给机构用于定位，以便每次拾取和移动一根管道至所述输 送器。
24. 根据权利要求23所述的管道搬运设备，其中所述管道进给机 构包括管道供给止动件，用于定位第一管道而为拾取做准备；和转 位装置，用于经过所述管道供给止动件朝向所述输送器移动^f述第一 管道。
全文摘要
一种用于将管道移动到钻机的钻探平台和从钻机的钻探平台移除管道的管道搬运设备，包括主支撑结构，可在主支撑结构和钻探平台之间延伸的坡道，安装在主支撑结构上以用于在坡道上方相对于所述主支撑结构在降低位置和升高位置之间移动的管道输送器，该输送器包括邻近坡道的坡道端部、远端以及用于在其中容纳管道的在输送器的上表面上的细长凹槽，包括第一端和第二端的提升臂，提升臂在其邻近输送器远端的第一端处枢转地连接并且可在输送器下方操作以将输送器的远端提升和支撑到升高位置，用于支撑输送器和提升臂沿其轴向滑动的在主支撑结构上的轨道，该轨道包括用于限制提升臂的第二端朝向坡道沿着轨道的轴向运动的止动件，以及用于从降低位置拉动输送器使其沿着坡道行进到升高位置的驱动系统，该驱动系统能够沿着轨道拉动提升臂直至提升臂停靠轨道中的止动件，并且继续拉动以使得提升臂围绕止动件枢转从而提升输送器的远端。
文档编号E21B19/14GK101278103SQ200680025183
公开日2008年10月1日 申请日期2006年5月30日 优先权日2005年6月1日
发明者弗里得霍尔德·布勒斯特, 拉里·M·弗科夫斯基, 道格拉斯·A·亨特 申请人:坎里格钻探技术有限公司