將動力鉗定位於管道接頭上的方法和裝置的製作方法

2023-10-17 11:14:54 8

專利名稱：將動力鉗定位於管道接頭上的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種將一個動力鉗定位於管道接頭上的方法。更具體的說，是指一 種將動力鉗定位於管路中的管道接頭上的方法，當管道接頭進入到動力鉗的工 作區域後，動力鉗必須被移動到與管道接頭的位置相一致的位置上。 一臺與顯 示器相連接的攝像機可與管道平行移動，直至管路接頭的圖像與 一個記號相重 合。接著，信號會被傳輸至一個控制器，表明動力鉗移動到了與攝像機和管路 接頭相一致的位置上。優選的，這個接收攝像機和動力鉗的相關位置信息的控 制器，還可以被植入程序，用來引導動力鉗到達該位置。本發明還涉及一個應 用該方法的裝置。
背景技術：
在螺紋連接和拆卸管柱時，例如在地面進行鑽井時，動力鉗被普遍應用於螺紋 連接操作中。除了包含一個備用鉗的動力鉗之外，動力鉗在管道接頭上的定位 必須相對精確，以避免對管道的連接造成損壞，並確保上卸橾作的成功。
一段管柱可包含鑽杆或套管。在本文中，管道的定義還包含其他例如鑽環或通 常連接到管柱上的工具部件。
根據現有技術，動力鉗旁邊的操作人員將動力鉗引導到正確的位置上。還有一 種眾所周知的方法是在管柱上放置傳感器，用於指示管道接頭的位置，這樣， 動力鉗可以自動的被引導到正確的位置上。
美國文書2005/0 104 583描述了 一個依靠所謂的渦電流來定位管道接頭的裝 置。使用渦電流場來進行位置測量只能提供一個大約的位置報告，這是由於在 接近管路接頭時，渦電流場會發生相對"模糊"的改變。
由於安全原因，在進行上述操作的時候，操作人員不應該出現在鑽臺的現場。 此外，感應器被證明無法足夠精確地指明管道接頭的位置。其原因是，除了別 的之外，感應器幾乎不能顧及管道部件是經過維修的或由於其他原因而具有不 同尺寸的事實。

發明內容
本發明的目的是改善或消除現有技術中的至少 一個缺點。
該目的是依照本發明，並通過以下描述中所陳迷的特徵和以下的權利要求而實 現的。
將動力鉗定位於管路中的管道接頭上後，當管道接頭進入到動力鉗的工作區域
後，動力鉗必須被移動到與管道接頭的位置相一致的位置上， 一臺與顯示器相 連接的攝像機可與管道平行移動，其朝著管道接頭的方向移動，直至管路接頭 的圖像與一個記號相重合。接著，信號會被傳輸至一個控制器，表明動力鉗移 動到了與攝像機和管路接頭相一致的位置上，更優選的，這個接收攝像機和動 力鉗的相關位置信息的控制器，還可以被植入程序，用來引導動力鉗到達該位 置。
這個更優選的出現在顯示器上的記號，可以是例如顯示器中，攝像機光學部件 上的十字準線，或是一個電子脈沖記號。
優選的，這個朝向管柱的攝像機可以依靠一個傳動裝置沿著一個導向裝置移動。 該導向裝置被緊固在一個相對於動力鉗來說是固定高度的位置上。該傳動裝置 可以是一個連結到一個進給螺杆上的電動馬達，也可以是一個液壓缸。該傳動 裝置由一個第一傳感器控制，更優選的，通過控制器。
這個能夠顯示管柱在攝像機當前垂直高度上的圖像的顯示器，被置於靠近第一 傳感器附近，以便讓操作人員基於顯示器上的圖像來對第 一傳感器進行操作。
優選的，當從第一傳感器上接收到，表明攝像機達到管道接頭上的正確位置的 信息後，控制器會自動引導動力鉗到達管道接頭上的期望位置。
本發明的方法和裝置提供了一個可靠的，能夠遠程控制的和相對節約成本的， 將動力鉗定位在管道接頭上的解決方案。


以下描迷了在所附的圖示中所闡述的 一個首選的方法和實施例的非限定的示 例，其中
圖1是一個動力鉗處於閒置狀態下的圖解示意圖，而管道接頭被置於動力鉗的 工作區域內；
圖2類似於圖1,不同的是一個攝像機被移動到與管道接頭的高度相一致的位 置上，所連接的顯示器上的管道接頭的圖像與顯示器上的記號重合；
圖3是一個當動力鉗移動到與攝像機的位置相一致的位置上的圖解示意圖，動 力鉗處於一個於管道接頭上的期望位置。
具體實施例方式
在圖示中，1指的是一個沿著圓柱6垂直運動的，由一個動力鉗2和一個備鉗4 以聯合形式或是以分離形式組成的集合。圓柱6被安裝在一個基座8上，集合 1的整體能被放置在鑽臺IO之上。
管柱12在集合1之內延伸穿過。動力鉗2和備鉗4共同被用於裝上和卸下管柱
12上的管道接頭14，這是通過以下方法實現的，將鉗2, 4置於管道接頭"的 不同部分上，並緊抓住管道，動力鉗2以預期的方向旋轉管柱12的上部，同時 備鉗4抓住管柱12的其餘部分使其靜止。
一臺通過線路20連接著顯示器18的攝像機16指向管柱12，顯示器18顯示管 柱的12的圖像。
攝像機16是可以被移動的，更優選的是依靠一個導向裝置22平行於管柱12進 行移動。攝像機16由一個第一傳感器24, —個可編程的控制器26和一個馬達 28依靠一個進給螺杆來(未畫出)進行控制的。線路30將第一傳感器24和馬 達28連接到控制器26上。
馬達28配有一個第二傳感器32,以眾所周知的方式被用於向控制器26傳遞信 號，這樣控制器26可以保持對攝像機16相對位置的追蹤。
控制器26通過線路34連接到動力鉗2和備鉗4之上。控制器26用於控制鉗2, 4沿著圓柱6的移動，同時依靠從第三傳感器36和第四傳感器38發出的信號 來保持對鉗2， 4的相對位置的追蹤。
當管柱12的管道接頭14位於鉗2, 4的工作區域中時，見圖1，第一傳感器開 始運行，於是攝像機16朝著管道接頭14的方向移動，直到管道接頭14,更確 切的說是管道接頭14的上下部之間的可見縫隙與顯示器18上的記號40重合， 見圖2。
接著， 一個信號會通過第一傳感器24被傳輸到控制器26中，指導鉗2， 4沿著 管柱12移動到與攝像機16的位置相一致的位置上，更優化的是自動進行移動。 這個位置與管道接頭14的位置相一致，見圖3，於是管柱部件可以從管柱12 上以眾所周知的方式被分離開。
權利要求
1.一種將動力鉗(2)定位於管柱(12)中的管道接頭(14)上的方法，當管道接 頭(14)進入到動力鉗(2)的工作區域後，動力鉗(2)必須被移動到與管道 接頭(14)的位置相一致的位置上，其特徵是一臺與顯示器(18)相連接的攝 像機(16)可平行於管柱(12)進行移動，直至管路接頭(14)的圖像與一個 記號(40)相重合，於是，一個信號會被傳輸至一個控制器(26)，表明動力鉗 (2)移動到了與攝像機(16)以及管路接頭(14)相一致的位置上。
2. 根據權利要求(1 )所述的一個方法，其特徵為接收攝像機(16 )和動力鉗(2 ) 相對位置的信息的控制器(26)，可自動的將動力鉗(2)引導到正確的位置上。
3. —個用於管柱(12)中的管道接頭(14)上的動力鉗(2)的定位裝置，當管道 接頭(")進入到動力鉗(2)的工作區域後，動力鉗(2)必須被移動到與管 道接頭(14)的位置相一致的位置上，其特徵是該定位裝置包含一臺與顯示器(18)相連接的，可平行於管柱(12)進行移動，並直至管路接頭(14)的圖 像與顯示器(18)中一個記號(40)相重合的攝像機(16),該裝置中還有一個 連接到控制器(26)上的，服務於動力鉗(2)的第一傳感器(24)，被用於向 控制器(26)傳輸信號，從而將動力鉗(2)移動至與管道接頭(14)的位置相 一致的位置上。
4. 根據權利要求3所迷的一個定位裝置，其特徵為攝像機(16)可依靠一個傳動 裝置進行移動。
5. 根據權利要求4所述的一個定位裝置，其特徵為攝像機(16)可依靠一個電動 馬達進行移動。
6. 根據權利要求4所述的一個定位裝置，其特徵為攝像機(16)可依靠一個液壓 缸進行移動。
全文摘要
一種將動力鉗2定位於管柱12中的管道接頭14上的方法和裝置，當管道接頭14進入到動力鉗2的工作區域後，動力鉗2必須被移動到與管道接頭14的位置相一致的位置上，一臺與顯示器18相連接的攝像機16可平行於管道12進行移動，直至管路接頭14的圖像與顯示器18上的一個記號40相重合，於是，信號會被傳輸至一個控制器26，表明動力鉗2需要被移動到與攝像機16和管路接頭14相一致的位置上。
文檔編號E21BGK101365859SQ200680044026
公開日2009年2月11日 申請日期2006年11月23日 優先權日2005年11月25日
發明者黑格-魯本·哈瑟 申請人:V-技術有限責任公司