深孔鑽設備的鑽管的傳送裝置製造方法
2023-04-30 05:03:21 1
深孔鑽設備的鑽管的傳送裝置製造方法
【專利摘要】一種深鑽孔設備的鑽管的傳送裝置，該鑽孔設備用來製造深孔鑽，該傳送裝置具有至少一個垂直安置在鑽孔設備操作平面上並且具有一個開放區段的鑽管支架，通過該開放區段能夠將鑽管放入鑽管支架中或者從鑽管支架中取出，其特徵在於，鑽管支架具有導向部件，通過該導向部件在開放區段的區域內形成了一邊由導向部件及另一邊由鑽管支架限定的傳送空間，該傳送裝置具有至少一個用於夾持鑽管的夾持部件，該夾持部件能夠水平地移動，鑽管能夠通過夾持部件在傳送空間區域內移動。
【專利說明】深孔鑽設備的鑽管的傳送裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種深鑽孔設備的鑽管的傳送裝置，該鑽孔設備用來製造深孔鑽，該傳送裝置具有至少一個垂直安置在鑽孔設備操作平面上並且具有一個開放區段的鑽管支架，通過該開放區段能夠將鑽管放入鑽管支架中或者從鑽管支架中取出。
【背景技術】
[0002]在製造深孔鑽時，例如用於採掘石油和天然氣或用於從地熱能中獲取能量時用到鑽孔工具，該鑽孔工具通過由鑽管和例如鑽鋌、電鑽或類似的鑽柱部件形成的鑽柱進行驅動。在完成一定鑽探進程之後繼續鑽探的過程中，必須給鑽柱添加其它鑽杆。該鑽杆是從外面加入的。為此，除了鑽機還在井場上設置了鑽管支架。
[0003]此外在製造深孔鑽時因為鑽孔工具磨損或地質情況改變而必須更換鑽孔工具，為此需要其它種類的工具。為了更換鑽孔工具必須將整個鑽柱從鑽孔中取出，並且在安置了新的鑽孔工具之後重新裝入鑽孔中。對此例如在大型設備中每次一次性地取出及裝入兩根或三根鑽管的鑽杆，並且豎直地安置在鑽機的塔身中。為此在桅杆中設置了所謂的指形平臺，工作人員站在該指形平臺上，並且用套索從頂部驅動的升降機中接收鑽管並將鑽管放置並固定在指間的空間內或取出鑽管。這個工作是困難的並且具有不小的受傷風險。
【發明內容】
[0004]因此本實用新型的目的是提供一種鑽管支架，利用該鑽管支架可以使含有鑽管及類似物的鑽機實現自動化並且以簡單的方式可靠而快速地以低的維修費用提供該鑽機。
[0005]根據本實用新型這樣實現該目的，提供一種深鑽孔設備的鑽管的傳送裝置，鑽孔設備用來製造深孔鑽，傳送裝置具有至少一個垂直安置在鑽孔設備操作平面上並且具有一個開放區段的鑽管支架，通過開放區段能夠將鑽管放入鑽管支架中或者從鑽管支架中取出，鑽管支架設有導向部件，通過該導向部件在開放區段的區域內形成了一個一邊由該導向部件及另一邊由鑽管支架限定的傳送空間，傳送裝置具有至少一個用來夾持鑽管的夾持部件，該夾持部件能夠水平移動，以及鑽管能夠通過夾持部件在傳送空間區域內移動。
[0006]由此有利的是，實現了鑽管的自動化輸入與輸出。此外導向部件作用為保險部件，因此鑽管不能夠從鑽管支架中不受控制地脫落。
[0007]本實用新型的另一個原理是，設置了兩個或數個連有導向部件的鑽管支架。由此提供了最佳的儲減空間和確定的傳送空間。
[0008]本實用新型的另一個原理是，鑽管支架具有箱型結構，優選具有兩個側壁和一個後壁，其中鑽管支架優選為接收至少兩根彼此擰緊的鑽管而設置。
[0009]本實用新型的另一個原理是，鑽管支架具有底部區段，在該底部區段上優選安置了至少一個突起部，該突起部特別優選這樣安置，即安置在突起部上的鑽管傾斜地安置在鑽管支架中，和/或對著底部區段的區段是開放的並且在該區段中設置了指形的懸出體，在指形懸出體之間具有鑽管的接收空間，其中懸出體優選含有用於接收鑽管螺紋區段的凹槽。
[0010]本實用新型的另一個原理是，鑽管支架是這樣設置的，即鑽管支架的開放端遠離鑽機塔身。由此使鑽管可以以最佳的、無不利樞轉運動的方式移動。
[0011]本實用新型的另一個原理是，傳送裝置具有固定部件，該固定部件將鑽管在水平方向固定地圍住，並且優選允許鑽管垂直移動。這樣可限定水平移動並同時可靠的垂直移動。
[0012]本實用新型的另一個原理是，夾持部件能夠垂直移動。
[0013]本實用新型的另一個原理是，傳送裝置具有下部區段和與其空間分離的上部區段，其中這兩個區段優選能夠同步移動，其中該同步移動以機械形式或通過操控而進行，並且上部區段能夠移動地安置在導向部件上。這樣能夠以簡單的方式在整個鑽管長度上實現確定的移動。
[0014]本實用新型的另一個原理是，上部區段具有基體和相對於基體能夠水平移動的夾持部件或固定部件。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]接下來根據一個實施例結合附圖進一步描述本實用新型。其中:
[0016]圖1示出了含有根據本實用新型的裝置的鑽機立體視圖，
[0017]圖2a示出了圖1的局部立體視圖，
[0018]圖2b示出了圖1的另一個局部立體視圖，
[0019]圖2c示出了圖1的第三個局部立體視圖，以及
[0020]圖3a - 9b示出了利用根據本實用新型的裝置而進行的根據本實用新型的方法單個操作步驟的過程。
[0021]附圖標記說明
[0022]10鑽管支架44 固定部件
[0023]11鑽管45 柱礎
[0024]12箱體46 滑軌
[0025]13底板47 基體
[0026]14突起部48 底部支撐杆
[0027]15格子架49 垂直支撐杆
[0028]16側面區段50 斜支撐杆
[0029]17側面區段51 垂直支撐杆
[0030]18背面區段52 加持區段
[0031]19 頂面53 臂
[0032]20懸出體54 旋轉軸承
[0033]21開放端55 液壓缸
[0034]22 空間56 基體
[0035]23 凹槽57 進給體
[0036]24螺紋區段58 伸縮區段
[0037]25下部螺紋區段59 固定區段[0038]26通道60 空間
[0039]27導向部件
[0040]28支撐杆100鑽機
[0041]29支撐杆101工作平臺
[0042]30橫向支撐杆102桅杆
[0043]31間隔保持體103頂部驅動
[0044]32傳送空間104井中心
[0045]33限位塊105井場
[0046]34安裝部件106狹小通道
[0047]40鑽管操控器
[0048]41下部區段
[0049]42上部區段
[0050]43夾持部件
【具體實施方式】
[0051]圖1示出了含有安置在工作平臺101上的桅杆102的鑽機100，在該桅杆中所謂的頂部驅動103安置在位於鑽孔(未示出)之上的所謂的井中心104上方。鑽機100安置在井場105上。狹小通道106安置在井場105上並和工作平臺101相連。在井場105上狹小通道106旁為運輸各個鑽管、套管、鑽鋌或其它鑽柱組成部件(未示出)而另外設置了水平的鑽管支架(未示出)。
[0052]平行於桅杆102安置了垂直的鑽管支架10。在鑽管支架10中安置了鑽管11，在此以所謂的三個一組的形式出現，即各自有三根彼此擰緊的鑽管11。兩個一組也同樣可以。鑽管支架10由兩個如圖2c中所示垂直立起的箱體12組成。箱體12以垂直立起的形式具有底板13，突起部14 (圖3a)設置在該底板上。箱體具有由兩個側面區段16、17和一個背面區段18構成的格子架15。格子架15在底面通過底板13而閉合。格子架15在頂面是開放的。在開放的頂面19的區域中設置了指形的懸出體20，該懸出體從格子架的背面區段18伸到格子架的開放端21。其中指形的懸出體20 (圖2b、圖3b)彼此平行地安置，由此形成多個空間22，在這些空間內能夠堆垛鑽管11。根據一個特殊的設計懸出體20具有凹槽23，在該凹槽中能夠安置鑽管11的螺紋區段24。在所示實施方式(也可參見圖3b)中，螺紋區段24沒有安放在凹槽23中。
[0053]如果把鑽管11安放在箱體12中，則鑽管通過其下部的螺紋區段25而立在底板13的突起部14上。其中突起部14這樣安置在底板上，即鑽管11在箱體12的空間22中在指形的懸出體20之間靠向桅杆地放置。箱體12在工作平臺101上這樣安置，即箱體12的開放端21遠離桅杆102。對此箱體12這樣安置在工作平臺101上，即該箱體彼此具有間隔。由此在箱體12之間形成通道26，通過該通道能夠將鑽管11移入或移出井中心104。以箱體的開放端21遠離桅杆102的箱體12通過導向部件27彼此相連。導向部件27具有兩個平行於開放端21安置的支撐杆28、29。這些支撐杆在其外側的末端通過橫向支撐杆30彼此相連。橫向支撐杆30通過支撐杆28、29之間的連接區段向外延伸，由此形成間隔保持體31，該間隔保持體和各自遠離通道26的側面區段16、17相連。由此在箱體12的開放端21和導向部件27以及其支撐杆28之間形成傳送空間32。鑽管11在移入或移出鑽管支架10時能夠在該傳送空間中移動。同時導向部件27作為保險部件起作用，因為由此能夠防止箱體中的鑽管11從箱體中脫落。
[0054]箱體12含有在側面區段16、17上的限位塊33，該限位塊如圖2a中所示指向開放端21。在組建鑽機時將箱體12通過限位塊33和起重機相連並且使箱體底板13坐落到工作平臺101上。然後將箱體在其頂面19和導向部件27相連。
[0055]平行於導向部件27在工作平臺101上設有安裝部件34。該安裝部件34優選類似於導向部件27地構建而成。
[0056]為了將鑽管11從箱體12中取出以及將鑽管11移入井中心104，以便能夠將鑽管轉移到頂部驅動103上，為此設置了鑽管操控器40。該鑽管操控器40具有下部區段41 (圖2a)和上部區段42 (圖2b)。在所示實施例中下部區段具有夾持部件43及上部區段具有固定部件44。然而也可以兩個區段41、42都具有夾持部件43或者下部區段41具有固定部件44及上部區段42具有夾持部件43。
[0057]下部區段41具有在位於安裝部件34上的滑軌46上能夠沿水平方向移動的柱礎45。移動通過未示出的傳動單元進行並且可以以電動形式或液壓形式進行。基體47能夠水平移動地安置在柱礎45上。該基體47相對於柱礎45的移動基本上和滑軌46成直角。該基體47具有底部支撐杆48，在該底部支撐杆上安置有垂直支撐杆49，該垂直支撐杆通過斜支撐杆50相對於底部支撐杆48得到穩定。夾持部件43能夠垂直移動地安置在夾持區段52的垂直支撐杆51上。垂直支撐杆51通過兩個臂53和基體47的垂直支撐杆49能夠通過旋轉軸承54偏轉地相連。通過安置在垂直支撐杆49和垂直支撐杆51之間的液壓缸55而進行偏轉。
[0058]基體47能夠相對於柱礎45這樣移動，即使得夾持部件43可以夾持安置在空間22中的鑽管11，基體立在突起部14上，該突起部緊挨著箱體12的背面區段18，並且不必將垂直支撐杆51相對於基體47的垂直支撐杆49偏轉。接下來通過操控液壓缸55使鑽管例如通過通道26進一步向井中心104移動，由此垂直支撐杆51通過臂53以平行四邊形的形式偏轉並由此相應地向井中心104移動。
[0059]上部區段42具有在導向部件27的支撐杆28、29上能夠移動的基體56。該基體56和固定部件44這樣地相連，即基體56內部有可伸縮運行的進給體57。該進給體57為此具有數個伸縮區段58。固定部件44具有兩個包住鑽管11的固定區段59，因此鑽管不再能夠相對於固定部件44水平移動。然而該固定區段在閉合狀態時形成了空間60，在該空間內鑽管11可垂直移動。
[0060]下部區段41和上部區段42同時沿滑軌46及導向部件27移動。通過機械連接或通過相應設計的操控來確保這個移動。
[0061]在圖3a至9b中示出了從鑽管支架10的箱體12中取出鑽管11的過程並將鑽管11移至井中心104。在圖3a中將鑽管操控器40這樣安置在箱體12前面，即使得該鑽管操控器能夠通過在鑽管操控器40的柱礎45上的基體47的移動而駛向待取出的鑽管11，然後利用夾持部件43夾住待取出的鑽管。在圖3a中示出了鑽管操控器40的下部區段41的初始位置。在圖3b中示出了鑽管操控器40的上部區段42的初始位置。此外應將在圖3a和3b中三根鑽管的中間一根鑽管11取出。為此(圖4a和4b)相對於柱礎45這樣地移動基體47，即使得夾持部件43能夠夾住鑽管11。為此，同時操控鑽管操控器的上部區段42並使固定部件44移向鑽管11。由此將由伸縮區段58組成的進給體57相對於基體56移動並且固定區段59包住鑽管11。接著通過夾持部件43的移動將鑽管11提升到垂直支撐杆51上，由此從箱體12的底板13的突起部14中鬆開鑽管11的下部螺紋區段25。然後，如圖6a和6b中所示，基體47相對於柱礎移動或駛入，同時進給體57對著基體56移動或駛入，由此將鑽管11從指形懸出體20之間的空間22中取出，並且移入在箱體12的開放端21和導向部件27的支撐杆28之間的傳送空間32中。然後，如圖7a和7b中所示，使鑽管操控器40及其下部區段41和上部區段42水平地沿著滑軌46及支撐杆28、29移向箱體12之間的通道26。接著使鑽管11朝向井中心104方向通過通道26，在該通道中首先相對於柱礎45移動基體47 (圖8)，然後通過操作液壓缸55在臂53的引導下將垂直支撐杆51以平行四邊形的形式移向井中心104。其中為了在工作平臺101對面以不變的高度固定下部螺紋區段25，可以將夾持部件43相對於垂直支撐杆51相應地移動。在圖9b中示出了上部區段42的固定部件44的移動。其中使進給體57的伸縮區段58再次相對於基體56移出。這個伸縮區段的移動和夾持部件43的移動同時進行。
[0062]然後在井中心104區域中可以將鑽管轉移至另一個鑽管操控器，該鑽管操控器使鑽管與鑽柱和頂部驅動103及頂部驅動的升降機(未示出)螺旋擰合。或者通過鑽管在井中心104中的相應安置也可以使鑽管11直接運送到頂部驅動103的升降機。如果將鑽管11轉移到另一個鑽管操控器或者轉移到頂部驅動103的升降機上，則可以打開夾持部件43和固定部件44並且相應地鬆開鑽管。
[0063]如果需要將鑽管11轉移至井中心104並運送至鑽管支架10，則按照相反地順序操作前述方法。
【權利要求】
1.一種深鑽孔設備的鑽管的傳送裝置，所述鑽孔設備用來製造深孔鑽，所述傳送裝置具有至少一個垂直安置在鑽孔設備操作平面上並且具有一個開放區段的鑽管支架，通過所述開放區段能夠將鑽管放入鑽管支架中或者從鑽管支架中取出，其特徵在於，所述鑽管支架具有導向部件，通過所述導向部件在開放區段的區域內形成了一邊由導向部件及另一邊由鑽管支架限定的傳送空間，所述傳送裝置具有至少一個用於夾持鑽管的夾持部件，所述夾持部件能夠水平地移動，所述鑽管能夠通過夾持部件在傳送空間區域內移動。
2.根據權利要求1所述的深鑽孔設備的鑽管的傳送裝置，其特徵在於，所述傳送裝置具有兩個或數個連有導向部件的鑽管支架。
3.根據權利要求1所述的深鑽孔設備的鑽管的傳送裝置，其特徵在於，所述鑽管支架具有箱型結構。
4.根據權利要求3所述的深鑽孔設備的鑽管的傳送裝置，其特徵在於，所述箱型結構具有兩個側壁和一個後壁。
5.根據權利要求3所述的深鑽孔設備的鑽管的傳送裝置，其特徵在於，所述鑽管支架為接收至少兩根彼此擰緊的鑽管而設置。
6.根據權利要求1所述的深鑽孔設備的鑽管的傳送裝置，其特徵在於，所述鑽管支架具有底部區段。
7.根據權利要求6所述的深鑽孔設備的鑽管的傳送裝置，其特徵在於，在所述底部區段上具有至少一個突起部。
8.根據權利要求7所述的深鑽孔設備的鑽管的傳送裝置，其特徵在於，所述突起部這樣設置，即安置在突起部上的鑽管傾斜地安置在鑽管支架中，和對著底部區段的區段是開放的並且在所述區段中設置了指形的懸出體，在所述指形懸出體之間具有鑽管的接收空間。
9.根據權利要求8所述的深鑽孔設備的鑽管的傳送裝置，其特徵在於，所述懸出體含有用於接收鑽管螺紋區段的凹槽。
10.根據權利要求7所述的深鑽孔設備的鑽管的傳送裝置，其特徵在於，所述突起部這樣設置，即安置在突起部上的鑽管傾斜地安置在鑽管支架中，或對著底部區段的區段是開放的並且在所述區段中設置了指形的懸出體，在所述指形懸出體之間具有鑽管的接收空間。
11.根據權利要求10所述的深鑽孔設備的鑽管的傳送裝置，其特徵在於，所述懸出體含有用於接收鑽管螺紋區段的凹槽。
12.根據權利要求1所述的深鑽孔設備的鑽管的傳送裝置，其特徵在於，所述鑽管支架是這樣安置的，即鑽管支架的開放端遠離鑽機塔身。
13.根據權利要求1所述的深鑽孔設備的鑽管的傳送裝置，其特徵在於，所述傳送裝置具有固定部件，所述固定部件將鑽管在水平方向固定地圍住。
14.根據權利要求13所述的深鑽孔設備的鑽管的傳送裝置，其特徵在於，所述固定部件允許鑽管垂直移動。
15.根據權利要求1所述的深鑽孔設備的鑽管的傳送裝置，其特徵在於，所述夾持部件能夠垂直移動。
16.根據權利要求1所述的深鑽孔設備的鑽管的傳送裝置，其特徵在於，所述傳送裝置具有下部區段和與其空間分離的上部區段。
17.根據權利要求16所述的深鑽孔設備的鑽管的傳送裝置，其特徵在於，所述上部區段和下部區段能夠同步移動，其中同步移動以機械形式或通過操控而進行，並且所述上部區段能夠移動地設置在導向部件上。
18.根據權利要求16所述的深鑽孔設備的鑽管的傳送裝置，其特徵在於，所述上部區段具有基體和相對於基體能夠水平移動的夾持部件或固定部件。
【文檔編號】E21B19/14GK203783492SQ201320755165
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2013年11月25日 優先權日:2013年9月24日
【發明者】于爾根·賓德爾, 弗雷德裡克·森 申請人:海瑞克頂點有限公司