管件下送工具及使用方法

2023-12-06 10:08:21 4

專利名稱：管件下送工具及使用方法
技術領域：
本發明尤其涉及井眼管件下送系統；用於這種系統的管件裝卸設備；套管下送 系統；及其使用方法。
背景技術：
現有技術公開了多種井眼管件下送系統，包括但不限於美國專利6,443,241 ； 6,637,526 ； 6,691,801 ； 6,688,394 ； 6,779,599 ； 3,915,244 ； 6,588,509 ； 5,577,566 ； 6,315,051，6,591,916以及提交於2005年5月12日的美國申請公開No.2005/0098352，提 交於2006年11月29日的美國申請公開No.2006/0249292中公開的管件下送系統，所有 這些專利和申請在此全文引入作為參考。現有技術公開了多種管件裝卸設備，包括但不限於美國專利6,527,493 ； 6,920,926 ； 4,878,546 ； 4,126,348 ； 4,458,768 ； 6,494,273 ； 6,073,699 ； 5,755,289 禾P 7,013,759中公開的管件裝卸設備，所有這些專利在此引入作為參考。一些現有的管件下送系統及其使用方法需要通過鑽臺V形門區域使用繩索和/或 斜支柱對管件進行控制操作；扶正對扣臺操作和其他必需的管件手動裝卸；為了某些功 能使用動力大鉗；具有相關費用和備用成本的大量人員；和與下送工具系統配合的單獨 的單根吊卡。

發明內容
本發明在某些方面公開了一種具有新穎的卡瓦系統的管件下送系統，其中，多 個卡瓦塊單獨且獨立地連接到水平梁上。卡瓦塊在不發生切向運動的情況下進行上下運 動，並且給管件施加相等的載荷。在一個方面，水平梁位於容納卡瓦塊的卡瓦主體的外 部上方。本發明在某些方面公開了一種管件下送系統，該管件下送系統具有鄰近下送工 具的裝有測量儀表的短節(instrumented sub)。裝有測量儀表的短節具有與下送工具相接 的測量儀表，該測量儀表提供下送工具的轉速(rpm)測量值和下送工具作用在接頭上的 扭矩測量值。本發明在某些方面公開了一種用於下送套管和加固套管的套管下送系統。本發明在某些方面公開了一種具有專用控制環路和(在一個方面)用於實現各種功能(例如，連接件傾斜運動，吊卡夾緊，工具旋轉，安全中斷)的專用控制面板的管件 下送系統。本發明在某些方面公開了一種管件下送系統，該管件下送系統具有用於執行各 種功能的液壓控制迴路，具有液壓控制系統；或者功能自動並電氣執行的計算機系統。本發明在某些方面公開了一種具有整體式轉節組件(integrated swivel assembly) 的管件下送系統，所述轉節組件能夠在系統夾持管件或使其旋轉時使連接件傾斜設備 (link tilt apparatus)保持靜止。在某些方面，系統轉節組件提供了用於油氣田服務環路的 終端位置，在某些方面，消除了與頂部驅動形成這種連接的必要。本發明在某些方面公開了一種管件下送系統，該管件下送系統包括管件下送工 具(例如但不限於套管下送工具和輸送管下送工具)；驅動系統(例如，旋轉驅動系統， 動力水龍頭系統或頂部驅動系統)；和連接在下送工具和頂部驅動系統之間的接頭裝卸 系統。在某些特殊方面，接頭裝卸系統是位於下送工具和頂部驅動系統之間的單根系統 (single joint system)。在其它方面，可以裝卸多根(例如，兩根或三根管件)。在某些特別方面，單根裝卸系統具有兩個隔開的可延伸臂，在其端部之間可樞 轉地連接到用於可鬆開地接合管件的吊卡上。在一個方面，可延伸臂通過機械設備朝向 和遠離下送工具移動，所述機械設備例如但不限於旋轉致動裝置。在其它方面，一端連 接到可延伸臂上，另一端連接到下送工具或安裝主體上的一個、兩個或多個缸筒設備使 可延伸臂朝向和遠離下送工具移動。一些現有技術的下送工具系統使用較長的下部對扣引鞋以輔助管件的探測和定 位。某些引鞋使用較寬、較長的裙部以相對於下送工具引導管件。對於本發明的某些實 施例，單根裝卸系統將管件聯接器拉動到下送工具或拉動到下送工具中，從而可以使用 較短、較小的對扣節或喇叭口，以減少整個系統的長度。可以使用與下送工具相關的襯 償器以便於將凸/陽管端引入(「軟對扣」)凹/陰管端中。在一個方面，在單根裝卸系統吊卡連接到管件上之後，行動裝置上升，直到管 架處於下送工具下方的豎直位置為止。可延伸臂隨後延伸以使管架下降和「軟對扣」到 管柱(例如，在鑽臺轉盤上夾持於卡瓦中的管柱)的管件聯接器中。因此，本發明包括能夠提高管件下送工具技術的特徵和優點。在閱讀下列優選 實施例和參考附圖的情況下，本發明如上所述的特徵和優點以及附加的特徵和優點對於 本領域技術人員來說顯而易見。本發明的一些實施例不局限於這裡公開的任何特定的單個特徵，而是包括它們 在其結構、功能和/或實現效果方面不同於現有技術的組合。上文已經對本發明的特徵 進行了廣義地描述，從而可以更透徹地理解下列詳細說明，以便更好地認識到本發明對 現有技術的貢獻。當然，本發明如下所述的其它方面包括在本發明權利要求的主題內。 受益於本發明、其教導和建議的本領域技術人員應當認識到，本發明所披露的概念可以 作為設計其它用於執行和實施本發明的結構、方法和系統的創新基礎。在不脫離本發明 精神和範圍的情況下，本發明的權利要求包括任何法律上等效的裝置或方法。下文描述了本發明的一些但不是全部目標。除了本發明的至少一些實施例的特 定目標之外，本發明的其它目標和目的對受益於本發明的教導和公開的本領域技術人員 來說顯而易見。
因此，本發明的至少一些優選實施例的目標在於提供新穎、有用、獨特、有 效、非顯而易見的系統和方法，包括但不限於套管下送系統、單根裝卸系統、管件下送 系統及它們的使用方法。本發明認識到並解決了本領域的問題和需要，在本發明的各種可能實施例及其 等效方式方面提供了對這些問題的解決方案並令人滿意地滿足了這些需要。對受益於本 發明的實現、教導、公開和建議的本領域技術人員來說，在結合附圖閱讀下列優選實施 例的情況下，本發明的其他目標和優點將變得顯而易見。這些細節描述不用於限制本專 利所要保護的目標，不管其他人隨後通過形式變化、改變或進一步改進來試圖對此進行 怎樣掩飾。作為本申請一部分的摘要使美國專利商標局和普通公眾，以及科學家、工程 師、研究人員和不熟悉專利術語或法律用語的本領域從業者通過粗略閱讀或查閱能夠快 速確定本發明的性質和總範圍。摘要既不用於限定本發明(這由權利要求完成)，也不用 於以任何方式限制本發明的範圍。應當理解，本發明的各個實施例可以包括一個、一些或者全部在本發明權利要 求中公開、描述和/或列舉的改進和/或技術效果和/或要素。在此對本發明的某些方面、某些實施例和某些優選特徵進行闡述。可以使用任 何方面或實施例中顯示的方面或特徵的任意組合，除非這種方面或特徵相互排斥。


可以參考構成本說明書一部分的附圖中顯示的實施例，對上文簡要總結的本發 明實施例進行更具體地描述。這些附圖顯示了一些優選實施例並且不用於限制本發明的 範圍，本發明可以具有其它等效實施例或法律上等效的實施例。圖IA是具有根據本發明的單根裝卸系統的根據本發明的管件下送系統的前視 圖。圖IB是圖IA所示系統的側視圖。圖IC是圖IA所示系統的側視圖。圖ID是圖IA所示系統的透視圖。圖IE是圖IA所示單根裝卸系統的一部分的局部透視圖。圖IF是根據本發明的系統的側視圖。圖IG是現有技術的吊卡的透視圖。圖IH是圖IG所示吊卡的頂部剖視圖。圖II是圖IG所示吊卡的頂部剖視圖。圖IJ是圖IG所示吊卡的頂部剖視圖。圖IK是圖IG所示吊卡的頂視圖。圖IL是圖IG所示吊卡的一部分的橫截面視圖。圖IM是圖IG所示吊卡的一部分的橫截面視圖。圖IN是圖IG所示吊卡的一部分的橫截面視圖。圖2A是使用根據本發明的系統的根據本發明的方法的一部分的示意圖。圖2B是使用根據本發明的系統的根據本發明的方法的一部分的示意圖。
圖2C是使用根據本發明的系統的根據本發明的方法的一部分的示意圖。圖2D是使用根據本發明的系統的根據本發明的方法的一部分的示意圖。圖2E是使用根據本發明的系統的根據本發明的方法的一部分的示意圖。圖3是根據本發明的系統的側視圖。圖4是根據本發明的系統的側視圖。圖5是根據本發明的系統的透視圖。圖5A是圖5所示系統的透視圖。圖5B是圖5所示系統的一部分的透視圖。圖5C是圖5所示系統的局部剖開的側視圖。圖6是根據本發明的系統的透視圖。圖7A是圖5所示系統的卡瓦安放系統的橫截面視圖。圖7B是圖7B所示系統的橫截面視圖，顯示了根據本發明的方法中的步驟。圖7C是圖7B所示系統的橫截面視圖，顯示了根據本發明的方法中的步驟。圖7D是圖7B所示系統的橫截面視圖，顯示了根據本發明的方法中的步驟。圖8A是圖7B所示系統的連接件的頂視圖。圖8B是與根據本發明的系統一起使用的連接件的頂視圖。圖9A是與根據本發明的系統一起使用的扭矩傳感器的透視圖。圖9B是圖9A所示扭矩傳感器的側視圖。圖9C是沿圖9B中的直線9C-9C剖開的橫截面視圖。圖9D是圖9A所示扭矩傳感器的分解圖。圖10A是與圖9A所示扭矩傳感器一起使用的應變元件的頂視圖。圖10B是沿圖10A中的直線10B-10B剖開的橫截面視圖。圖10C是圖10B所示應變元件的橫截面視圖。圖10D是與圖10A所示應變元件一起使用的電路圖。圖11是根據本發明的系統的側視圖。圖12是根據本發明的系統的扭矩反作用框架的透視圖。圖13是圖12所示扭矩反作用框架的頂視圖。圖14A是根據本發明的系統的前視圖。圖14B是圖14A所示系統的側視圖。圖14C是圖14A所示系統的頂視圖。圖14D是圖14A所示系統的局部透視圖。圖14E是圖14A所示系統的局部透視圖。圖14F是圖14A所示系統的局部透視圖。圖14G是圖14A所示系統的局部透視圖。圖14H是圖14A所示系統的局部橫截面視圖。圖141是圖14A所示系統的局部橫截面視圖。圖14J是圖141所示系統的一部分的放大圖。圖14K是圖14H所示系統的頂視圖。圖14L是圖14H所示系統的頂視圖。
圖14M是圖14H所示系統的局部橫截面視圖。圖14N是圖14A所示系統的局部橫截面視圖。圖140是圖14N所示系統的一部分的放大圖。圖14P是圖14N所示系統的一部分的放大圖。圖14Q是圖14N所示系統的一部分的放大圖。圖14R是圖14N所示系統的一部分的放大圖。圖14S是圖14A所示系統的局部橫截面側視圖。圖14T是圖14S所示部分的局部橫截面視圖。圖15A是圖14A所示系統的一部分的透視圖。圖15B是圖14A所示系統的一部分的透視圖。圖15C是圖14A所示系統的一部分的透視圖。圖15D是圖15A所示系統的一部分的放大圖。圖15E是圖15A所示系統的橫截面視圖。圖15F是圖15A所示系統的一部分的放大圖。圖15G是圖15A所示系統的一部分的局部分解透視圖。圖16A是圖14A所示系統的卡瓦主體的頂部透視圖。圖16B是圖16A所示卡瓦主體的底部透視圖。圖16C是圖16A所示卡瓦主體的閉鎖裝置的放大圖。圖16D是具有卡瓦374的主體340的頂部示意圖。圖17A是圖14A所示系統的轉節組件的分解透視圖。圖17B是圖17A所示轉節組件的一部分的視圖。圖17C是圖17B所示部分的頂視圖。圖17D是圖17B所示部分的側視圖。圖18A是圖14A所示系統的一部分的橫截面視圖。圖18B是圖14A所示系統的一部分的橫截面視圖，顯示了根據本發明的方法中 的步驟。圖18C是圖14A所示系統的一部分的橫截面視圖，顯示了根據本發明的方法中 在圖18B所示步驟之後的步驟。圖18D是圖14A所示系統的一部分的橫截面視圖，顯示了根據本發明的方法中 在圖18C所示步驟之後的步驟。圖19是根據本發明的系統的示意圖。圖20A是圖19所示系統的控制面板的透視圖。圖20B是圖20A所示控制面板的側視圖。圖20C是圖20A所示控制面板的前視圖。圖20D是圖20A所示控制面板的後視圖。圖21A是用於根據本發明的系統的線纜束的頂視圖。圖21B是圖21A所示線纜束的橫截面視圖。圖21C是根據本發明的服務環路支架的側視圖。圖22是根據本發明的控制面板的示意圖。
圖22A是用於根據本發明的系統的液壓迴路的示意圖。圖22B是圖22A所示迴路的一部分的放大圖。圖22C是圖22A所示迴路的一部分的放大圖。圖22D是根據本發明的控制面板的示意圖。圖23A是根據本發明的閥組件的橫截面透視圖。圖23B是圖23A所示組件的一部分的局部視圖。圖23C是圖23A所示組件的一部分的橫截面視圖。圖23D是具有圖23A所示閥組件的根據本發明的控制面板的一部分的透視圖。圖23E是圖23D所示組件的一部分的橫截面側視圖。圖23F是圖23A所示組件的示意圖。圖24是與根據本發明的系統中的吊卡相關的液壓迴路的示意圖。圖25是用於根據本發明的系統的液壓迴路的示意圖。圖25A是圖25所示迴路的一部分的放大圖。圖25B是圖25所示迴路的一部分的放大圖。圖25C是圖25所示迴路的一部分的放大圖。圖26是用於根據本發明的系統的液壓迴路的示意圖。圖26A是圖26所示迴路的一部分的放大圖。圖26B是圖26所示迴路的一部分的放大圖。圖27A是根據本發明的系統的示意圖。圖27B是圖27A所示系統的一部分的側視圖。圖27C是圖27B所示系統的岐管的透視圖。圖27D是圖27A所示系統的觸控螢幕系統的側視圖。圖27E是圖27D所示系統的觸控螢幕設備的透視圖。圖27F示意性地顯示了圖27E所示設備的一部分。本發明目前優選的實施例在附圖中進行了顯示並且在下文進行了詳細描述。本 發明實施例的各個方面和特徵在下文進行了詳細描述並且其中一部分在從屬權利要求中 進行了闡述。可以使用下文詳細描述並且在從屬權利要求中顯示的方面和/或特徵的任 意組合，除非這些方面和/或特徵互相排斥。應當理解，所附附圖和說明是優選實施例 並且不用於限制本發明或所附權利要求。相反，本發明涵蓋落入由所附權利要求限定的 本發明精神和範圍之內的所有變形、等效方案和可選方案。在顯示和描述優選實施例 時，使用相似或相同的參考數字表示相同或相似的元件。附圖不必按比例繪製，為了清 楚簡明，附圖中的某些特徵和某些視圖可以放大顯示或示意顯示。當在這裡和本專利的所有不同部分(和標題)使用時，術語「發明」、「本發 明」及其變形表示一個或多個實施例，不表示任何特定的權利要求或所有權利要求中要 求保護的發明。因此，這類參考的主題或專題不自動或必要地構成任何特定權利要求的 一部分，它們僅僅作為參考。只要它們不互相排斥或對立，這裡所公開的任何實施例的 任何方面或特徵或者方面或特徵的組合可以在這裡公開的任何其它實施例中使用。
具體實施例方式下面對提交本專利時優選的本發明實施例進行描述。圖1A-1D顯示了根據本發明的系統10，其包括管件下送工具系統20;驅動系統 30(如圖1A、1D中示意性所示，例如但不限於頂部驅動系統)；和根據本發明的單根裝 卸系統50。管件下送系統20可以是任何適當的已知管件下送工具設備，並且在一個特定 方面是套管下送工具系統，例如但不限於從本發明擁有人的National OilwellVarco購得的 已知套管下送工具Model CRT 14。在一個特定方面，系統20是根據本發明的系統(這裡 公開的任何系統)。驅動系統30(適用於本發明公開的任何系統)可以是任何適當的已知頂部驅動系 統或動力水龍頭系統，它們可以使可連接到鑽架D上的管件旋轉。可選地，驅動系統可 以與上部IBOP(鑽杆內防噴器)U和下部IBOPL—起使用。在一個方面，驅動系統是 NationalOilwell Varco TDS 11 500 噸系統。單根裝卸系統50具有帶兩個隔開的橫梁51、52的底座53，所述橫梁由橫向構件 54連接。每個橫梁51、52樞轉連接到從安裝主體(或「轉節組件」)55伸出的相應軸 53、54(其可以是穿過安裝主體的單個軸)上。臂61、62分別可延伸地安裝到橫梁51、 52上。橫梁或臂內(以及連接到其上)的缸筒/活塞設備56 (示意性顯示)使臂61、62 相對於橫梁51、52移動。軟管57、58給缸筒/活塞設備56提供動力流體(例如，從鑽 臺上的典型動力流體源)。單根(single joint)吊卡60樞轉連接到臂61、62的端部71、72 上。可以使用任何適當的已知吊卡。在一個特定方面，吊卡是從National OilwellVarco購 得的Model SJH。根據本發明，這種吊卡改進成利用閉合反饋系統進行遠程操作。在一 個方面，傾斜系統70使吊卡60進行有選擇的受控傾斜。傾斜系統70具有連接在臂61和 吊卡60的主體65之間的活塞-缸筒設備73。管路66將系統70連接至控制系統CS (圖 1E中示意性顯示)，例如鑽臺控制系統、TRS (商標)系統、頂部驅動控制系統(例如但 不限於已知的National Oilwell Varco鑽機的控制站或者獨立鑽機的控制系統或控制站，它 們臨時或永久地安裝在現有鑽臺控制系統上，或與其一起安裝或安裝到其中)。在一個實施例中，樞轉缸筒設備81、82連接在安裝主體55和橫梁51、52之 間。軟管57、58給缸筒設備56和81、82提供動力流體(例如從圖1D示意性顯示的鑽 臺動力源PS)。每個缸筒設備81、82的一端連接到分別從安裝主體55伸出的軸91、92 上，活塞83、84的端部分別連接到橫梁51、52之一上。活塞83、84的伸縮導致臂61、 62相對於下送系統20移動。有選擇地，樞轉缸筒設備81、82連接到系統20上或者連接 到位於系統20上方的結構上。有選擇地，只使用一個樞轉缸筒設備。從安裝主體55伸出的銷95伸入管子裝卸裝置34的固定裝置32(例如管子裝卸 裝置34的扭矩管)中以抵抗由管件下送系統20產生在固定裝置32 (和與其相連的結構) 中的扭矩以及防止系統50與系統20—起旋轉。有選擇地，如圖2E所示，銷96(或多個 銷)從安裝主體55伸入驅動系統30的對扣喇叭口 39中，從而防止系統50與系統20 — 起旋轉。在某些方面，根據本發明的系統50落入位於其上方的頂部驅動系統的寬度範圍內。圖1F顯示了與系統10類似的系統10a的另一實施例，類似的數字表示類似的部 件。系統10a沒有樞轉缸筒設備81、82。橫梁51、52(圖1F中顯示了一個；如圖1A所示)；連接臂(未顯示；如圖1A所示)；和吊卡(未顯示；如圖1A所示)通過機械 設備74朝向和遠離下送工具系統移動，所述機械設備使軸53a旋轉，所述軸53a是延伸 穿過安裝主體55的單軸，兩個橫梁都連接到所述安裝主體55上。在一個特定方面，機 械設備74是具有與軸53a相互連接的部分74a、74b的旋轉致動設備(或者兩個旋轉致動 設備，如果每個橫梁安裝到單獨的軸，例如軸53、54上)。圖2A-2E顯示了根據本發明的一種方法，該方法利用根據本發明的系統10使位 於井眼W上方的鑽臺R(例如，典型的鑽臺系統)上的套管移動。如圖2A所示，驅動系 統30已經下降並且臂61、62已經朝向套管C的套管段或接頭延伸，所述套管C位於具 有鑽臺板FR的鑽臺R的V形門區域V中。吊卡60鎖定在位於套管C的聯接器CG下 方的套管C的套管段或接頭上。在對已有鑽孔加套管期間或跟管鑽進時使用該步驟而給 套管柱增加套管。傳感器SR(示意性顯示)給控制系統CS傳送臂61、62的延伸程度； 橫梁51、52相對於系統20的角度；和吊卡60的鎖定狀態。如圖2B所示，通過在鑽架上抬起系統10使套管C的接頭向上提升。有選擇 地，在上述運動期間，使用尾索和/或尾臂支撐套管C。在一個方面，不使用這種繩索 或臂，系統50支撐套管C。如圖2C所示，該根套管C已經移動到井眼W上方並與套管柱ST成一直線。在 下送工具系統20中通過單根裝卸系統50縮回臂61、62而將聯接器CG拉起。圖2D顯示了套管C的接頭下降到套管柱ST的頂部接頭以與其螺紋配合併連 接。系統10隨後下降到使聯接器CG位於下送工具系統20內，使得系統20內的夾持卡 瓦29可以安放在該根套管C的主體上而非聯接器上(參見圖2E，虛線表示聯接器CG和 卡瓦29)。如下所述的其他系統在某些方法中具有類似的操作步驟。因此，本發明在一些但不必是全部實施例中提供了一種管件下送系統，包括用 於使井眼管件移動的下送工具系統；連接到所述下送工具系統上的管件裝卸系統；管件 裝卸系統具有兩個臂，所述兩個臂包括兩個隔開的可在長度上延伸並朝向和遠離下送工 具系統移動的可延伸臂。這種方法在任何一種可能的組合方式中可以具有下列一個或一 些連接到所述臂上的吊卡，所述吊卡用於可鬆開地接合相對於下送工具系統移動的管 件；管件裝卸系統是單根裝卸系統；由管件裝卸系統裝卸的管件連接到至少一個附加管 件上；要裝卸的管件連接到兩個附加的管件上；管件下送系統包括連接到兩個臂上以有 選擇地接合管件的接合設備；其中，所述兩個臂可充分伸長和移動以將管件向上移動到 下送工具；其中，井眼管件是套管；定位在下送工具系統上方的主體，兩個臂樞轉連接 到所述主體上；連接到兩個臂上用於使兩個臂相對於下送工具運動的樞轉設備；其中， 兩個臂連接到所述主體上的可移動軸設備上，管件下送系統還包括樞轉設備，所述樞轉 設備包括用於使可移動軸設備旋轉以使兩個臂朝向和遠離下送工具系統移動的旋轉設 備；樞轉設備具有第一端部和第二端部，第一端部可樞轉地連接到所述主體上並且與兩 個臂隔開，第二端部樞轉連接到所述兩個臂上；連接到下送工具系統上並位於其上方的 驅動系統；和/或其中，驅動系統是用於井眼操作的頂部驅動系統。因此，本發明在一些但不必是全部實施例中提供了一種用於下送管件的方法， 所述方法包括利用管件下送系統的接頭接合設備與管件接合，所述管件下送系統是本發 明公開的任意下送工具系統；和利用接頭裝卸系統將管件移動到下送工具系統。這種方法在任何一種可能的組合方式中可以具有下列一個或一些其中，管件下送系統的臂可 充分伸長和移動到將接頭移動到下送工具系統中，和將接頭移動到下送工具系統中；其 中，接頭接合設備是吊卡；其中，管件下送系統包括定位在下送工具系統上方的主體， 兩個臂樞轉連接到所述主體上，以及使所述臂相對於下送工具系統樞轉；其中，管件下 送系統還包括連接到下送工具系統上並位於其上方的驅動系統；和/或其中，驅動系統 是用於井眼操作的頂部驅動系統。圖3顯示了根據本發明的系統10b(與圖1A中的系統10類似，類似的數字表示 類似的部件)。系統10b具有控制系統22，其與管件下送系統20和鑽臺控制系統RCS 聯通。鑽臺控制系統RCS可以是各種已知的鑽臺控制系統，包括但不限於從National OilwellVarco 購得的 AMPHION (商標)系統。控制系統22包括與用於接頭裝卸系統50和下送工具系統20的液壓管路、閥 和電路聯通的控制設備。控制系統22可以由鑽探工通過控制臺進行控制。系統20和 50的所有功能可以利用控制系統22完成。同樣，所有這些功能可以自動完成，例如與 AMPHION (商標)系統協同完成或通過控制系統22完成。圖4顯示了根據本發明的系統10c(與圖1A中的系統10類似，類似的數字表示 類似的部件)。系統10c具有位於下送工具系統26 (例如，與圖1A中的下送工具系統20 或任何已知的下送工具系統類似)上方的裝有測量儀表的短節24。裝有測量儀表的短節 24測量下送工具系統20的旋轉並且提供以轉/分表示該旋轉的信號。裝有測量儀表的短 節24測量施加到管線接頭上的扭矩。裝有測量儀表的短節24與控制系統連通並且提供 表示轉速和施加扭矩的信號。圖5-5C顯示了根據本發明的工具系統T，其執行套管下送工具(例如，用於套 管CA的管段)和(在一個方面)固井系統的功能。如圖5A所示，系統T具有自動液壓 操作的單根裝卸系統1 ；可調節的連接件傾斜框架2 ；灌注和循環工具3 ；用於框架2的 缸筒組件4;和為便於檢修卡瓦系統7中的卡瓦的轉鎖結構5。在一個方面，單根裝卸系 統利用液動或氣動系統遠程操作，「安放」信號由裝卸系統提供給操作人員。在某些方 面，這種系統T取消了扶正對扣臺(stabbing-board)操作，從而減少了管件的手動裝卸； 在某些特定方面，不存在動力套管吊鉗操作，取消了工作平臺。在某些方面，系統T包 括整體式補償器，其降低了由於交錯螺紋管件造成的損壞風險。這種系統T確保了套管 可以安放在套管下入深度，能夠將套管推到底，灌注、循環、旋轉和往復運動。這種系統T(因為它在一個組件中具有單根吊卡系統、剛性連接件提升和對扣組 件、灌注和循環工具和補償器)需要裝配的設備很少。單載荷路徑設計取消了連接件。 操作人員可以確定和控制下送/脫扣速度，旋轉和上扣扭矩。當下送複合管柱時，利用 旋鎖設計和插入式託架/卡瓦設計(例如，將託架從4.5英寸插到九又八分之五英寸)可 以在短時間(例如，幾分鐘)內改變尺寸。在某些方面，管傳感器與系統T 一起使用以檢測套管聯接器，使得卡瓦自動安 放在正確的位置，確保套管連接完好性。灌注和循環工具能夠在下送複合管柱時快速更換密封和導向元件；避免或防止 昂貴流體洩漏；以及降低環境問題的風險。在一個方面，撥盤(catch plate)直接操作灌 注和循環工具。可選的照相機系統CM(在圖5C中示意性示出)提供了卡瓦安放功能和灌注工具位置的視覺確認。在某些方面，由系統T提供給操作人員的絞車停止信號提示 操作人員系統T下降到其安放卡瓦的正確位置，鑽探工可以/必須通過停止絞車來停止下 降系統T/頂部驅動聯合裝置。圖5C顯示了系統T，其具有可視的水平梁VB和卡瓦系統7。在某些特定方面， 系統T具有這些規格和尺寸規格和尺寸API 8C額定提升負荷350噸/371M 噸套管尺寸 472〃到95/8〃灌注和循環 472〃到95/8〃循環& 灌注(在全程範圍內灌注、循環和回收)最大泥漿循環壓力 5000pSi/34500KPa 轉速 0-20rpm重量 77001bs/3493kg最大下推 力 200001bs/9072kg運輸滑移架 符合提升裝置的DnV規定溫 度範圍 -20°到+40° (攝氏度)最大扭矩 35000ft.lb.CRT主體的直徑 3172〃高度* 1201// (補償器位於中立位置)*累積長度從TDS導向喇叭口 計圖6顯示根據本發明的系統100。系統100具有主軸(與本發明公開的任意系統 的主軸類似)和轉節組件155。主軸是管件下送系統的主要承載部分並且具有將管件重 量從卡瓦和卡瓦主體傳遞給軸的承載肩部(與本發明公開的任意系統的承載肩部類似)。 轉節組件155是與連接件傾斜系統(與圖1A中的連接件傾斜系統50類似，或者與本發明 公開的任意系統的連接件傾斜系統類似)相互連接的整體式轉節組件。當連接件傾斜系 統夾持管子並且管子旋轉時，整體式轉節組件155使連接件傾斜系統保持靜止。整體式轉節組件155還可以作為油氣田服務環路的終端點。根據本發明的灌注和循環工具可以整合到系統100中。系統100具有帶水平梁210 (與本發明公開的任意系統的水平梁類似)的卡瓦安 放系統200，多個可移動卡瓦塊連接到所述水平梁上。橫梁可以看見。在本發明的範圍 內可以使用任何希望數量的卡瓦塊，例如，兩個、三個、四個或更多個。每個卡瓦塊利 用連接件214 (參見圖8A)連接到水平梁210上，所述連接件的一端215利用穿過狹槽233 的銷216可樞轉地銷接到水平梁上，另一端217利用穿過孔217a的銷218可樞轉地銷接 到相應的卡瓦塊上。水平梁連接到提升設備220 (與本發明公開的任意系統的提升設備類似)上。提 升設備220使水平梁210上升和下降。在根據本發明的卡瓦安放系統200的一個特定方面，存在三個獨立的卡瓦塊(例 如，如本發明公開的任意系統中，具有三個卡瓦)。在相鄰的卡瓦塊之間沒有連接。三 個卡瓦塊在上下移動時相對於管子徑向移動，而沒有任何切向移動。理想地，三個卡瓦 塊圍繞管子形成圓圈並且給管子施加相等的載荷。因此，在管子由三個卡瓦塊同時接合 時，總體平衡的載荷施加給管子。可通過使頂推塊(代替典型的卡瓦架)滑動而將卡瓦 向下推動。圖7B-7D顯示了利用具有卡瓦安放系統200的下送工具系統100進行根據本發 明的卡瓦安放方法中的步驟。如圖7B所示，卡瓦已經上升，卡瓦塊211-213不再與管件 接合。如圖7C所示，水平主體210已經通過設備220下降並且卡瓦塊211-213 (顯示了 一個)已經向下和徑向向內移動以夾緊管子P，但仍未穿透管子P。如圖7D所示，卡瓦 塊211-213已經下降到它們行程允許的最遠程度並且已經穿透管子P，與之接合。
卡瓦塊211-213容納在卡瓦主體222內，所述卡瓦主體具有與卡瓦塊突起226a和 226b共同起作用的凹部223、224和突起225以將卡瓦塊211-213可鬆開地保持在主體孔 236內的適當位置處。每個連接件214具有帶頂部把手232和頂部狹槽233的主體231。銷218位於 孔235中。銷216可在狹槽233內移動。因此，當卡瓦塊211-213正從卡瓦主體222的 孔236中提起時，銷216拉動連接件，使得卡瓦塊收起並與管件脫離。當卡瓦塊通過連 接件214下降和向下推動到與管件接合時，連接件214到達其行程的某個位置，使銷216 在狹槽233中移動，連接件214不再向下推動銷216，從而不再向下推動卡瓦塊。在水平 梁210的底部，下推塊234朝向卡瓦的頂面235向下伸出。當水平梁210向下移動時， 重力使單個的卡瓦塊落入卡瓦主體222的孔236中。當卡瓦塊接觸管子OD時，它們停 止向下運動，直到水平梁210上的下推塊234與所有卡瓦塊211-213接觸並且將全部三個 卡瓦塊211-213均勻、同時以及完全軸向地向下推動。沒有徑向力作用在卡瓦塊211-213 上。單個的卡瓦塊211-213因此能夠自由地找到它們圍繞管子的OD圈的理論上的最佳 位置。圖8B顯示了用於卡瓦的連接件214a的可選形狀。連接件214a具有銷開口 233a 和 235a。在某些特定方面，在根據本發明的系統(例如，本發明公開的任何類型)中利用 如圖9A-9B顯示的扭矩傳感器組件1300測量扭矩。組件1300包括內環1302、滑動軸 承1304、外環1306、應變元件1308、滑動軸承1312、軸承護圈1314、和用於應變元件 1308的螺栓1309。 內環1302具有貫穿通道1303和鍵槽1305。螺栓1313將護圈1317 固定在安裝於作用支架1311中的球形軸承1316上，所述作用支架利用螺栓1301附接到 外環1306上。球形軸承1316接合應變元件1308 (圖10A-10C中用於應變元件的連接裝 置 1315)。在某些方面，利用根據本發明的系統，扭矩通過帶花鍵的軸(未顯示)從頂部驅 動馬達施加給內環1302的鍵槽1305。內環1302將扭矩傳遞給應變元件1308，其繼而將 扭矩通過球形軸承1316、作用支架1311傳遞給外環1306。外環1306將扭矩通過底部法 蘭1307傳遞給下送工具系統(例如，如圖4或5所示)框架和主體。圖10A-10C顯示了帶有連接裝置1315的應變元件1308。圖10D顯示了與組件 1300 一起使用的一種典型接線圖1310。圖11顯示具有根據本發明的套管下送工具830的根據本發明的系統800。系統 800包括頂部驅動802、鵝頸管804、連接件適配器806、連接件傾斜裝置808、管線接頭 卡子812和814、下部IBOP816、導向梁818和管子裝卸裝置822。套管下送工具830具 有連接到工具830的頂端的轉矩反作用框架840(參見圖12、13)，並且可移動地連接到導 向梁818上並由其導向。主軸832 (與圖6中的軸170類似)具有帶扭矩框架850的花鍵連接，從而允許 扭矩從頂部驅動802傳遞給卡瓦組件860 (與如上所述的卡瓦安放系統200類似)中的卡 瓦並由此傳遞給利用工具830下送的套管。過渡接頭用於使軸連接裝置適應頂部驅動連 接裝置(或下部IBOP)。套管下送工具830具有接頭裝卸系統836 (例如，與如上所述的系統50類似)。任何適用的已知灌注和循環工具可以與根據本發明的系統一起使用；例如，這
16種工具包括用於控制流過系統的泥漿的內部球閥。圖14A-14R顯示了與圖6中的系統100類似的下送工具系統300。系統300具有 主軸302，所述主軸302是系統300的主要承載部分並且顯示為連接到頂部驅動系統上， 所述頂部驅動系統包括軸TS、下部鑽杆內防噴器TB、管子裝卸裝置TP、連接件傾斜設 備TL和頂部驅動TD (示意性顯示)。過渡接頭TC有助於主軸302連接到下部鑽杆內防 噴器TB上。主軸302具有承載肩部307，其將管件重量(例如，套管重量)從卡瓦系統(如 下所述)和卡瓦主體340 (如下所述)通過扭矩框架310傳遞給主軸302。主軸302將 扭矩從頂部驅動系統TT的頂部驅動TD傳遞給系統300。具有蓋304的扭矩輔助組件 (torquebackup assembly) 305連接到轉節組件308的固定部分306上，從而防止轉節組件 308的固定部分旋轉。扭矩輔助組件305還連接到導向梁GB上，所述導向梁連接到鑽臺 鑽架(未顯示)上。扭矩框架310將扭矩從頂部驅動系統TT傳遞給由系統300的卡瓦系統(如下所 述)接合的管件(例如，套管)。扭矩框架310還將提升載荷傳遞給主軸302，將扭矩傳 遞給卡瓦(如下所述)。連接件傾斜組件320具有支撐單根吊卡330的臂322。單根吊卡330從鑽臺的V 形門區域提起單根管件(例如，單根套管)並且將管件提升到用於在鑽井中心對扣的豎直 位置。連接件傾斜組件320的臂322的頂部可樞轉地連接到轉節組件308上並且通過動 力缸筒設備312可移動地連接到臂322和轉節組件308上。每個臂322包括連接件324， 其將載荷從吊卡330傳遞給臂322，同時允許吊卡330相對於系統300的下部樞轉。連接到支架327 (連接到扭矩框架310上)上的防護裝置314保護各個缸筒、管 路配置和氣動閥。岐管316分配用於設備312的動力流體，容納連接件傾斜組件320的 閥，並且給連接件傾斜組件320的各種接頭配件提供安裝位置。接收裝置(或「導向喇叭口」)318有助於管件進入卡瓦主體340。底部導向裝 置377 (參見圖18A)位於接收裝置318上方。如圖14D和14E所示，具有三個補償器組件326a、326b、326c的補償器設備326 在其下端連接到支架327 (通過花鍵結構連接到扭矩框架310上)和主軸302上。這些補 償器組件將扭矩框架310、卡瓦主體340和由卡瓦夾緊的管件的重量傳遞給主軸302，減 少了系統300進行接頭裝配期間的管件螺紋損壞。卡瓦缸筒組件350具有三個動力卡瓦缸筒設備350a、350b和350c，其使卡瓦 374 (如下所述)移動以夾緊和鬆開管件。每個動力卡瓦缸筒設備350a、350b、350c具有 相應的岐管352a、352b、352c,其提供用於軟管、閥、壓力測試接頭配件和用於特定動 力卡瓦缸筒設備的接頭配件的管路配置隔板。每個動力卡瓦缸筒設備350a、350b、350c的一端連接到扭矩框架310上，相對 的另一端連接到水平梁360上。如下所述的卡瓦374連接到連接件376上，所述連接件 376連接到水平梁360上。在致動時，三個動力卡瓦和缸筒設備同時移動，從而使水平梁 360和卡瓦374移動到接觸並夾緊系統300內的管件或者將其鬆開。扭矩框架310上的卡口座319用於將卡瓦主體340可鬆開地連接到扭矩框架310上。與卡瓦主體340上的凹部343相對應的扭矩框架310上的突起313確保卡瓦主體340 正確定位。豎直載荷和扭矩通過卡口連接進行傳遞。如圖14D、14E、14H、141、14M和14N所示，主軸302具有花鍵部302a，其
將扭矩從主軸302傳遞到扭矩框架310的相應花鍵結構364。扭矩隨後傳遞給卡瓦374。 襯套組件367 (主軸302的部分302b在其內部移動)保持主軸302與扭矩框架310同軸。圖14P是如圖14N所示系統的一部分的放大圖，顯示了主軸302b和襯套組件367 之間的接合。圖14Q是如圖14N所示系統的一部分的放大圖，顯示了補償器326a的活塞326p 連接到保持框架369上。圖14R是如圖14N所示系統的一部分的放大圖，顯示了主軸302的承載肩部 307。主軸302的底部螺紋302t將主軸302連接到心軸370c上，所述心軸370c提供用
於灌注和循環工具370的連接裝置。灌注和循環工具370具有泥漿閥372，其在管件進入 系統時自動打開以在管件插入工具時給管件(例如，套管)灌注鑽探泥漿，並且在取出管 件時自動關閉以防止發生泥漿洩漏。卡瓦控制系統包括水平梁360、撥盤組件380、致動閥378、動力卡瓦缸筒設備 350a_350c和歧管352a_352c。突起382從水平梁360的部分384伸出。突起382同時 移動，提供「下推」力以利用來自卡瓦缸筒設備的作用力使卡瓦374接合在管件上，並 且允許在卡瓦374不在管件上滑移(或發生最小程度的滑移)的情況下施加扭矩。在圖 18C中，突起382顯示為與卡瓦374的頂部接觸。撥盤組件380具有管狀結構，所述管狀 結構具有套在心軸370c上的同心內管380t。角撐板380b使內管380t相對於外管380r定 位，並且支撐底板380a。工具370的致動板380p(例如，參見圖18A)附接到底板380a 上。圖15A-15F顯示了連接件傾斜組件320、轉節組件308及其零部件的各個細 節。扭矩輔助組件305包括具有滑動構件402的滑動組件400，所述滑動構件均連接到 滑動臂404上，所述滑動臂連接到穩定環406上，所述穩定環利用螺栓408固定到連接 件傾斜組件320的適配環412上。滑動構件允許在鑽架中適應不同的導向梁布置，並 且允許適應各種頂部驅動扭矩反作用梁。組件305還將樞轉臂固定在希望的朝向和方 向。適配環412利用螺栓422固定在可轉動軸承412a的一側上，另一側用螺栓固定到 連接件傾斜框架414上。固定到位於穩定環406上的安裝架418上的鬆緊螺旋扣設備 (Turnbuckleapparatuses) 416允許相對於導向梁GB調節滑動臂。滑動構件402在導向梁GB上進行上下運動(圖14B)。岐管316固定到連接件 傾斜框架414上。載荷保持岐管424直接連接到缸筒設備312上並且在軟管斷裂時防止 連接件傾斜組件320移動。載荷保持閥424a(示意性地顯示)防止液壓流體流出缸筒設 備，除非閥424a接收到控制信號。支架426在同步移動的臂322之間延伸。連接件傾 斜框架414支撐服務環路隔板430和用於服務環路的連接裝置446 ；並且例如當系統處於 水平位置或者位於平面上時保護系統的部件。轉節接頭配件438允許缸筒設備312在不受岐管316和設備312之間的軟管限制 的情況下進行旋轉運動。
包括主體414的連接件傾斜轉節440允許多個壓力迴路(例如，八個)在連接件 傾斜組件320和旋轉扭矩框架310之間流體連通。連接件傾斜轉節440包括外部主體440j、杆部440a、密封440b、軸承440c、擋 圈440d、蓋板440e和防塵罩440f。杆部440a利用肩部440g定位在主軸302上並且固定 就位，例如，利用摩擦鎖緊卡子440h(圖17C)。肩部440g和卡子440h將豎直載荷從連 接件傾斜組件320傳遞給主軸302。在壓力經過轉節之前，通過閥440i(圖15A)降低了 進氣道歧管316b中的液壓。這會降低密封上的壓力，從而延長其壽命。隨後利用液壓 增壓器491 (圖14H)將壓力增大到所需工作壓力以提供用於希望操作的足夠動力。提升環442連接到連接件傾斜框架414上。連接到進氣道歧管316b上的壓力過 濾器452接收來自服務環路的承壓流體並將其輸送到進氣道歧管316b。過濾器452可以 防止系統的加壓液壓迴路受到顆粒汙染。過濾器調節器454控制從服務環路供給到氣動 補償器326a-326c的空氣壓力。進氣道歧管316b給系統中的液壓元件提供液壓油分配和 各種控制功能。圖15E顯示了動力缸筒設備312連接到連接件傾斜框架414上。銷462將設備 312的端部固定到框架414上。圖16A是卡瓦主體340的頂視圖，圖16B是底視圖。主體340上的卡口座464 和扭矩框架310上的卡口座一起作用以將主體340固定到扭矩框架310上。閉鎖裝置472 與扭矩框架310的突起313可移動地接合，從而在維修期間可鬆開地固定卡口座。潤滑脂嘴479提供用於給卡瓦374注潤滑脂的潤滑口。接收裝置318(或「導向 喇叭口」)利用螺栓476固定到主體340上。螺栓477將底部導向裝置377固定到主體 340上。凹部478是用於減輕重量的可選鑄造空隙。圖16C顯示了用於將閉鎖裝置472固定在適當位置的鎖銷474。銷482將銷474 固定在適當位置。潤滑脂嘴481用於潤滑閉鎖裝置472。銷473將閉鎖裝置472鎖定在 接合位置。如下所述的卡瓦374定位在主體340內的內部卡瓦座(bowl)通道485中。圖18A顯示了圖14A所示系統的一部分。扭矩框架310容納具有閥378的檢測 閥設備，所述閥在撥盤組件380鄰近檢測閥設備378時通過與撥盤組件380接觸而操作。 撥盤組件380圍繞心軸370c。閥378將液壓動力流體導向連接到扭矩框架310上的設備 350a_350c(例如，參見圖7A、7B中的設備220的連接裝置)。三個卡瓦374圍繞卡瓦座485間隔布置(如圖16D示意性顯示的那樣)。每個 卡瓦374樞轉連接到連接件376 (其與這裡公開的任何連接件類似，包括但不限於圖7A、 8A和8B中的連接件)的下端。每個連接件376的上端樞轉連接到水平梁360上。出於 說明目的，圖18A中顯示了沒有連接件376的一個卡瓦374(圖18A中右側的卡瓦)。工具370包括泥漿閥372。圖18B-18D顯示了根據本發明的方法中的步驟。當管件進入位於系統300底部的接收裝置或導向喇叭口 318並且在卡瓦主體340 和扭矩框架310內部繼續向上移動時，自動執行卡瓦374的安放。當管件接觸撥盤組件 380時，開始向上推動撥盤組件。撥盤組件380由心軸370c導向，所述心軸不僅引導撥 盤組件380，而且起到適配器的作用以允許附接各種形式的灌注和循環工具。當使用工具370時，撥盤組件380通過螺栓固定到工具致動板(圖18A)上，並且在撥盤組件380向 上移動時打開工具370 (打開泥漿閥372)。當管件從系統300取出時，撥盤組件380隨管 件下降，從而封閉工具370並防止或大大減少了泥漿外溢。當撥盤進一步向上移動時， 它與檢測閥設備(在一個方面，檢測閥設備具有凸輪操作閥378，當撥盤通過套管或其它 管件向上推入工具中足夠遠的距離時，所述凸輪操作閥能夠由撥盤380p致動)接觸，所 述檢測閥設備隨後將液壓流體從岐管352a-352c導向卡瓦缸筒設備350a_350C，其將水平 梁360和卡瓦374向下推動到與管件接觸。當卡瓦374已經接觸管件時，水平梁360上的 突起382隨後與卡瓦374的頂部接觸，卡瓦缸筒設備中的作用力施加給卡瓦374以增大夾 持力並允許通過卡瓦374施加扭矩。杆378c (圖14T)利用U形鉤附接到水平梁360上， 所述杆固定在豎直位置並且由安裝在支架378d中的輥子378e引導。位於支架378d上 的孔中的滾珠378b卡在杆378c和凸輪閥378上的彈簧加載致動器378a之間。當卡瓦接 近其最終位置時，水平梁360已經將杆378c拉下，並且閥致動器378a中的彈簧力將滾珠 378b推入杆中的凹窩378f中。這允許致動器378a移動閥378以將承壓流體導向增壓器 491，該增壓器增大卡瓦缸筒設備350中的壓力以進一步增大作用在管件上的夾緊力。當 卡瓦缸筒設備中的壓力達到預定值時，它使活塞移動以致動順序閥，其將中等壓力(大 約800psi)流體導向卡瓦安放反饋管線，所述卡瓦安放反饋管線連接至控制面板730上的 卡瓦安放指示裝置730f。因此，卡瓦安放指示裝置通知操作人員已經滿足卡瓦成功安放 的兩個標準1)卡瓦處於其最終安放位置，2)卡瓦缸筒設備中的壓力處於使夾緊力達到 最大所需的水平。 如圖18A所示，系統300預位關閉(armed to close)(當操作人員將操作面板(參 見圖19)上的控制閥手柄移動到「卡瓦安放」位置時發生「預位關閉」；此時，卡瓦還 沒有安放；作為替代，閥378 「預位」，使得當它與撥盤組件380接觸時，它將液壓流 體導向卡瓦缸筒以安放卡瓦)並且補償器326a-326c處於中間行程(軸302的花鍵部分位 於扭矩框架310的花鍵部分364上)。撥盤組件380位於檢測閥設備下方，泥漿閥372關 閉以阻止流體從軸302的中心通道流向工具370的底部。卡瓦374靠在卡瓦座485的側圖18B顯示了管件，例如一段套管C，穿過接收裝置或導向喇叭口 318以及底部 導向裝置377(由於套管周圍的系統下降)進入系統。底部導向裝置377為可選的並且在 某些方面是具有貫穿的內部通道的圓形管段，所述內部通道具有與被下送管件緊密配合 的內徑。圖18C顯示了檢測撥盤組件380的檢測閥設備的閥378，所述撥盤組件已經移 動到閥378附近。檢測閥378豎直定位在扭矩框架310中，使得當撥盤組件380使閥致 動時，它使卡瓦374安放在管件上的正確豎直位置處。這避免了對管件以及管件聯接器 的損壞，例如，由於將卡瓦安放在管件上的錯誤位置處引起的損壞。卡瓦缸筒設備350a_350c致動，並且使水平梁360向下移動，使得突起382接觸 卡瓦374的頂部，所述卡瓦繞連接件376樞轉到位於突起382下方的位置。進一步向下 運動使卡瓦374移動到與套管C的外部接觸。補償器326a-326c仍然處於中間行程(軸 302未相對於花鍵部分364上的扭矩框架302移動)，泥漿閥372打開，目前由檢測閥設 備檢測的撥盤組件380處於「高」位置。如圖18D所示，卡瓦374安放在套管C上，補償器326a_326c在軸302相對於扭矩框架310移動時移動到其行程末端，隨軸302、工具370和泥漿閥372 —起運動。現 在可以利用頂部驅動對套管C進行操作(例如，對扣，旋轉和加扭矩)以使下送工具系統 和目前附接上的套管旋轉。利用根據本發明的系統進行根據本發明的操作不限於這些功 能，並且可以包括涉及提升和/或下降套管柱(或其它管件或管柱)和/或旋轉套管柱的 任何操作；例如，使套管柱豎嚮往復運動和/或跟管鑽進。卡瓦374具有主體374a，所述主體具有四個隔開的導條374b、374c、374d、 374e。卡瓦座485具有頂部突脊485a，其首先接收並固定在導條374c、374d之間，導條 374d、374e首先支撐在卡瓦座485的錐形凹部485b中。如圖18C所示，當卡瓦384朝向 套管C移動時，導條374b、374c移動到鄰近突脊485a的錐形內表面485c，導條374d、 374e移動到鄰近卡瓦座485的凹部485b的錐形內部。錐形表面有助於卡瓦374移動到 接觸套管C，當卡瓦374抵靠套管C時，卡瓦374抵靠這些表面可以將它們保持在適當位 置。在根據本發明的某些方法中，例如圖1E、3和19所示控制系統的控制系統利用 操作人員輸入控制各種功能。操作人員輸入可以是電氣或手動(液壓/氣動)的。在根 據本發明的一種方案，電氣方案中，控制面板與部件、開關、觸控螢幕等一起使用以提供 操作員接口並且通過電纜連接到根據本發明的工具上。根據本發明的機械方案利用包含 液壓/氣動致動器、閥和指示裝置的控制面板並且通過多通道服務環路連接到管件下送 工具上。可以利用輔助指示面板(本地或遠程定位)以給鑽探工(例如，參見與鑽探工 相關的圖19)或其他相關人士提供指示和反饋信息。輔助指示面板可以通過電氣、液壓 或氣動方式操作。圖19顯示了系統700的總視圖。服務環路710 (參見圖19和21A-21C)具有一組布置在基本圓形橫截面中並由保 護套包裹的不同直徑的液壓和氣動軟管712。例如，十根軟管成組構成服務環路。服務 環路710可以具有不同長度以適應各種鑽臺應用和鑽架中的豎直位移要求。服務環路710 中的每根軟管712在管件下送工具720和控制面板730之間輸送用於特定功能或反饋信號 的流體。在一個特定方面，單根軟管712的端部終止於快卸接頭714，其允許以唯一一種 正確方式將一端連接到管件下送工具720，另一端連接到控制面板730上，從而防止軟管 712的錯誤連接。服務環路710利用一個、兩個或以上的環路吊架711將服務環路710定位在鑽架 中，並且將服務環路710的端部支撐在管件下送工具720上。這些吊架711附接到位於 鑽架中和/或頂部驅動上的適當支架上，從而允許在鑽架中進行正確的豎直移動，以及 防止與鑽架中的其它鑽臺設備發生纏繞。在一個特定方面，吊架711製造成具有足夠半 徑的彎曲或「U」形形狀，以允許服務環路710的180度彎角，以及不會因為軟管712上 的過小彎曲半徑而損壞服務環路710。控制面板730提供致動器和指示裝置以允許操作人員正確地控制管件下送工具 720。面板730設計成利用清楚、易讀的標記在鑽臺環境下容易使用，並且即使在戴手套 的情況下也能容易地進行控制。面板730提供下列操作功能、指示裝置以及用於實現某 些功能的可動手柄(「CRT」表示管件下送工具或套管下送工具) 用於CRT卡瓦 打開和卡瓦預位關閉的手柄730a 用於單根吊卡打開和吊卡預位關閉的手柄730b 用於 卡盤701打開和卡盤關閉的手柄730c 用於連接件傾斜裝置提升和下降的手柄730d，具有位置保持特徵。手柄730d還起動連接件傾斜裝置703浮動功能(其中，連接件傾斜缸 筒312上的鎖緊閥424a打開)，其允許連接件傾斜裝置根據由管件施加的外載荷跟隨管件 豎直向上和向下移動 選擇所用卡盤701類型的選擇閥730e(有或沒有卡瓦關閉的反饋信 號) 用於CRT卡瓦閉合的指示裝置730f 用於卡盤卡瓦閉合的指示裝置730g 用於 單根吊卡閉合的指示裝置730h 用於「停止下降」的指示裝置730i，以便在管件完全進 入到CRT中的正確位置時，告訴鑽探工D使CRT在管件上停止下降 指示氣動供給壓力 的壓力表730j 指示液壓供給壓力的壓力表730k 液壓供給停止和隔離閥7301 用於 從面板730給CRT提供壓力的液壓隔離閥730m (選擇性地，位於鉸接防護蓋PC下) 給 操作人員指示「信號」和「無信號」的起跳式按鈕使用來自下送工具720、卡盤701和單根吊卡702的反饋信號操作指示裝置。在 某些方面，指示裝置具有簡單的彈簧偏壓缸筒，其在施加壓力時伸展或縮回並且在壓力 去除時通過彈簧力返回原始位置，或者為能夠旋轉並根據壓力施加顯示不同顏色的「氣 泡」指示裝置，或者為在施加或釋放壓力時通過壓力開關或其它傳感裝置打開或關閉的 電燈。面板730安裝在機架739上，以將面板730定位在用於操作人員0的便利工作高 度處。機架739還容納和保護部件，並且提供用於服務環路710的安裝和連接點以及液 壓和氣動供給管線接頭。面板730可以按照多種方式安裝以與鑽臺接合；S卩，附接到壁 上，由關節臂支撐，獨立地支撐在鑽臺上，等等。在一個方面，下送工具720、卡盤701和單根吊卡702控制手柄具有彈簧加載鎖 定機構以將手柄鎖定在它們的每一工作位置。閉鎖裝置通過將鎖銷從相應狹槽中拉出而 解鎖，從而使手柄移動。這可以防止由於撞擊面板、外物掉在面板上等情況造成的誤操 作。下送工具720、卡盤701和單根吊卡702控制手柄還包含「閘門(gate) 」特徵以
使手柄相互聯鎖，並且防止工具誤操作以及管件或管柱脫落的可能。手柄直接連接到控 制閥的閥芯的一端，使得推拉手柄給閥芯提供軸向移動。閥芯運動打開和關閉將流體流 導向正確功能的閥的工作埠。在閥芯的相對端安裝有鎖緊套筒，其與閥芯一起軸向移 動。鎖緊套筒具有成形開口以容納鎖銷。鎖銷垂直於鎖緊套筒安裝並且穿過鎖緊套筒開 口。鎖銷與彈簧和活塞一起定位在其孔中，允許鎖銷與鎖緊套筒接合和脫離。當鎖銷沿 一個方向移動時，鎖銷上的突起與鎖緊套筒上的配合凹部接合，從而防止鎖緊套筒和閥 芯軸向移動。這可以有效阻止閥致動並且防止由閥控制的功能起作用。當鎖銷沿相反的 方向移動時，鎖銷上的突起與鎖緊套筒上的凹部脫離，從而允許鎖緊套筒和閥芯沿軸向 方向不受阻礙的移動。這可以允許閥致動和將流體導向選定功能。通過給位於鎖銷的每個端部處的活塞施加流體壓力來控制鎖銷運動。彈簧控制 鎖銷的非承壓位置。通過將流體壓力從閥的致動埠正確地導向適當活塞，閥芯可以 鎖定在特定位置以免移動，從而防止由閥芯控制的功能起作用。各種功能可以「選通 (gated)」以防止操作，除非另一功能處於特定狀態。圖23A-23F顯示了根據本發明的閥系統600，具有閥體601、閘門組件603和手 柄602 (或控制把手)，該手柄直接連接到閥芯604的一端，使得推拉手柄602給閥芯604 提供軸向移動。手柄602在控制把手主體605內移動。閥芯運動打開和關閉將流體流導向正確功能的閥系統600的工作埠 606。在閥芯602的相對端安裝有鎖緊套筒608，其 與閥芯604 —起軸向移動。鎖緊套筒608具有成形開口 612、614以容納鎖銷610。鎖銷 610垂直於鎖緊套筒608安裝並且穿過鎖緊套筒開口 612、614。鎖銷610與彈簧616、 618和活塞622、624 —起定位，允許鎖銷與鎖緊套筒608接合和脫離。當鎖銷610沿一 個方向移動時，鎖銷610上的突起或杯狀物620與鎖緊套筒608上的配合凹部626接合， 從而防止鎖緊套筒608和閥芯604軸向移動。這可以有效阻止閥系統600致動並且防止 由閥控制的功能起作用。當鎖銷610沿相反的方向移動時，鎖銷610上的杯狀物620與 鎖緊套筒608上的凹部626脫離，從而允許鎖緊套筒608和閥芯604沿軸向方向不受阻礙 的移動。這可以允許閥致動和將流體導向選定功能。通過給位於鎖銷610的每個端部處的活塞622、624施加流體壓力來控制鎖銷610 的運動。彈簧616、618控制鎖銷的非承壓位置。通過將流體壓力從閥的致動埠(經 具有適當管道和軟管的管道接頭)正確地導向適當活塞622、624，閥芯604可以鎖定在 特定位置以免移動，從而防止由閥芯604控制的功能起作用。當控制面板730上的多個 閥使用閥芯鎖定特徵時，閥芯可以相對於彼此「選通」(或聯鎖)。閥芯將被鎖定以防 移動，防止由其控制的功能起作用，除非其它閥芯處於特定位置。螺栓632將閘門組件 603附接到閥上。螺栓633將鎖銷殼體634固定到閘門組件603上。螺栓635將鎖緊套 筒608固定到閥芯604上。圖23C顯示了與凹部626的邊緣接合的杯狀物620。圖24顯示了與根據本發明的系統的單根吊卡(例如，吊卡1、60、330、702) — 起使用的根據本發明的一個循環系統650，所述循環系統給系統控制系統(例如，這裡公 開的任何控制系統)和/或系統控制面板(例如，控制面板730或730a或者這裡公開的 任何控制面板)提供反饋。箱子I中的閥和部件是根據本發明的吊卡的部件，箱子II中 的閥和部件是用於根據本發明的管件下送系統的控制系統的一部分。吊卡具有可通過閂 銷缸筒和鉗夾移動的閂銷。在一個方面，閂銷缸筒由彈簧偏壓到起始(閉合)位置，並且是平衡區域致動器 (balanced area activator)。箱子I中的閥如下DL1 三向閥，其可以通過控制面板手柄 機械移位以使吊卡閂銷閉合，並且產生指示閂銷處於閉合位置的信號。DJ1:三向閥， 其可以通過控制面板手柄機械移位以使吊卡鉗夾移動。PCX:減壓/安全閥(例如，設 定在750psi設置值)，其限制來自管線XP中的閥DL1的吊卡閉合反饋信號。X2:止回 閥。XP:止回閥。XI:止回閥。T:止回閥。SVX:三向順序閥；當管線XP中的 壓力升高(例如，1500psi)時，該閥將使閂銷移動到閂銷打開位置，其中，吊卡鉗夾自由 移動。CVX:止回閥，其阻斷管線XP中的高壓，並且將吊卡開放迴路與吊卡閉合區段 隔開。過濾器FLP保護閥DJ1。過濾器FLX保護閥SVX。在一個方面，吊卡60(例如，如圖1A所示)和根據如上所述本發明的其它系統 所示的其它吊卡可以是如圖1G-1K所示的已知現有技術的吊卡60a。具有主體60x的吊 卡60a(圖1G-1N)具有可通過閂銷缸筒60c移動的閂銷60b和一對在打開和閉合位置之 間樞轉的鉗夾60d。鉗夾60d通過來自一對鉗夾定位器60e的彈性作用力保持在打開或 閉合位置。當鉗夾閉合時，閂銷60b由彈性作用力定位以阻止鉗夾旋轉，從而防止鉗夾 60d打開。吊卡具有液壓P、回流T形接頭(參見圖24)和單獨的控制管線接頭(參見圖 24)。在一個方面，控制管線XP連接到位於操作員控制面板730上的調節閥730b。在另一個方面，當位於遠程位置的操作人員通過電信號操作控制閥SV13時，控制管線XP 連接到電氣控制閥(箱子II中的SV13)上。鉗夾定位器60e利用鉸鏈銷60f附接到吊卡主體上，允許鉗夾定位器60e在鉗夾 60d旋轉時轉動。鉗夾定位器60e、鉸鏈銷60f之一延伸以提供用於鉗夾定位器手柄60g 的附接點。手柄60g附接到樞轉銷60f上，使得手柄60g與鉗夾定位器60e—起旋轉。 當鉗夾60d到達閉合位置時，鉗夾定位器手柄60g的旋轉使其接觸觸發器活塞60h，所述 觸發器活塞60h手動致動定向閥DJ1 (參見圖24)。定向閥DJ1隨後使承壓流體流到定向 閥DL1(參見圖24)。閂銷60b和閂銷缸筒60c利用鉸接螺栓機械連接到閂銷觸發器手柄60k上，使得 閂銷缸筒60c的軸向移動導致閂銷觸發器60k的樞轉運動。當閂銷60b和閂銷缸筒60c 處於彈簧偏壓初始(閉合)位置時，閂銷觸發器60b手動致動定向閥DL1。定向閥DL1 隨後使來自定向閥DJ1的承壓流體流入控制管線XP。位於控制管線XP中的減壓安全閥 PCX(參見圖24)將流體壓力減少到中等水平，大約750psi。控制管線XP中的中等壓力 連接到閂銷缸筒60c的伸出側，從而產生附加的作用力以將閂銷固定在初始(閉合)位 置，以防止鉗夾意外打開。控制管線XP中的中等壓力還引向操作員控制面板730，在一 個方面，它使指示裝置730h致動，通知操作人員吊卡鉗夾閉合。在另一個方面，控制管 線XP中的壓力啟動電壓開關，通過電信號給遠程位置提供指示。在一個方面，控制面板730包括流量控制閥FC13(參見圖24)，其一側連接至 控制管線XP，另一側連接至液壓回流管線T(通過控制閥730b或箱子II中的SV13，圖 24)。由於其結構性質，流量控制閥FC13使流過其中的流體產生壓降，從而在控制管線 XP中保持中等壓力。當操作人員將控制閥730b(或箱子II中的SV13)轉換到「打開」位置時，處於高 壓(大約2000psi)的流體引入控制管線XP。在吊卡處，流體由止回閥CVX(參見圖24) 阻止並且流向順序閥SVX(參見圖24)。順序閥SVX具有遠高於中等壓力水平(750psi) 的致動壓力設定值(1500psi)，使得高壓流體(2000psi)驅動閥SVX，其將高壓流體導向 閂銷缸筒60c的縮回側。承壓流體用於縮回閂銷缸筒60c，克服彈簧60m的閂扣彈簧作 用力，克服作用在閂銷缸筒60c的伸出側上的中等壓力流體，並且將閂銷60b縮回到鉗 夾60d後面。這在吊卡60a從管件上取下時使鉗夾60d自由旋轉到打開位置。閂銷缸筒 60c的縮回運動使閂銷觸發器手柄60k移動，釋放定向閥DL1上的機械力以允許閥DL1移 位，從而將作用在閂銷缸筒60c的伸出側上的壓力釋放到液壓回流T。當吊卡從管件上 取下時，鉗夾的旋轉使鉗夾定位器60e和鉗夾定位器手柄60g圍繞鉸鏈銷60f旋轉，從而 卸去作用在觸發器活塞60h上的機械力並允許定向閥DJ1移位，以使流入的承壓流體與液 壓P隔斷。當控制閥730b移位到「預位(armed)」位置時，它將控制管線XP中的流體導 向液壓回流T，從而將控制管線XP中的壓力減少到Opsi(或極低壓力)。壓力降低允許 順序閥SVX移位，將閂銷缸筒的返出端導向液壓回流T，從而釋放閂銷缸筒60c中的壓 力。閂扣彈簧60t現在使閂銷60b和閂銷缸筒60c在鉗夾60d後面伸出，從而將鉗夾60d 保持在打開位置。閥和鉗夾位置處於「預位」，準備在吊卡推動到管件上時重複閉合循 環。
過濾器篩FLP、FLX去除流體汙染物以保護吊卡中的閥和液壓元件。圖1H顯示了鉗夾60d開始接觸套管CN。圖II顯示了鉗夾60d處於圍繞套管 CN的位置。圖1J顯示了鉗夾60d卡在套管CN上並且通過閂銷60b固定在適當位置。典型地，希望的選通功能是(「SJE」表示單根吊卡) 只有當卡盤閉合併 且SJE閉合時打開CRT 只有當CRT閉合時打開卡盤 只有當CRT閉合時打開SJE可以使用任何適當的閘門組合。同樣，使鎖銷移動到非承壓位置的彈簧的尺寸 或位置可以設置成在活塞不承受壓力時提供特定的鎖定或開啟狀態。在一個方面，控制面板上的按鈕開關在需要時可以超馳(overriding)閘門。開關 由鉸接門覆蓋以防止偶然致動。致動所述開關會同時超馳所有閘門。CRT和SJE可以使用液壓迴路，減少了致動CRT中的卡瓦或閉合SJE所需的管 線數量。這種迴路需要三種不同的壓力致動卡瓦或吊卡功能和提供閉合反饋信號。因 此，在一般需要兩根軟管的情況下，只使用一根服務環路軟管。高壓打開卡瓦或吊卡， 當卡瓦或吊卡「預位關閉」時具有低或零壓力，使用所述中壓給指示裝置提供閉合反饋 信號。指示裝置區分中壓(卡瓦或吊卡閉合)和高壓(卡瓦或吊卡打開)。根據本發明的一個系統具有帶液壓迴路的控制面板730，所述液壓迴路提供用於 各種卡瓦位置的精確反饋信號。使用定時缸筒735給控制閥734提供致動信號，所述控 制閥使反饋信號服務環路軟管與反饋指示裝置分開。當控制閥734從打開(OPEN)轉換 到預位(ARMED)時，服務環路軟管中的殘餘壓力將正常致動指示裝置730f或730h，並 且提供幾秒鐘卡瓦或吊卡閉合的誤指示。定時缸筒735和隔離控制閥734通過使指示裝 置與軟管中的壓力源隔離而避免這種情況的發生。當定時缸筒735移動通過其全部行程 時，給隔離控制閥734的致動信號消失，從而允許閥734移位，以使服務環路軟管與指示 裝置直接連接。當卡瓦安放或吊卡閉合併且指示裝置產生正確指示時，指示裝置現在可 以讀取服務環路軟管中的中等壓力。利用布置在面板歧管中的控制閥735v調整流入和流 出缸筒735的流體流速而控制定時缸筒速度。控制面板730使用歧管732減少管線和接頭，並且提供用於服務環路接頭730s 以及液壓和氣動供給接頭730t的安裝位置。壓力過濾器733安裝到岐管732上以去除來 自外來液壓流體的顆粒汙染。選擇閥731安裝在歧管732上以在需要時停止液壓輸入。 同樣，使用隔離控制閥734隔離來自服務環路710以及CRT 720和SJE 702的液壓。岐 管732還提供用於各種檢驗接頭配件的安裝位置730m，以允許連接用於調試目的的壓力 表和檢驗設備。如圖19所示，鑽探工D控制頂部驅動TDS的速度和扭矩，「儀錶盤」監視器 705提供管件下送工具720的狀態指示。鑽探工D可以控制管件下送工具720的提升、下 降、旋轉(轉動)和扭矩。鑽探工D接收來自管件下送工具(來自從控制面板730到遙 控監視器705的管線705a)的反饋，涉及下送工具停止信號(停止下降)；卡瓦安放； 吊卡閉合(開始提升)；吊卡豎直(可以看出準備對扣到管件，例如套管中)；和通過卡 盤(或旋轉)進行卡瓦安放。管件下送工具操作人員0控制吊卡向外傾斜；吊卡打開並預位；下送工具卡 瓦；和旋轉和/或卡盤卡瓦安放。操作人員0接收來自下送工具的反饋，涉及下送工 具停止信號(停止下降)；卡瓦安放；吊卡閉合(開始提升)；和旋轉或卡盤卡瓦安放。
液壓動力裝置「HPUASSY」提供用於液壓驅動系統的各種功能的液壓動力流 體。鑽臺空氣供給提供用於各種氣動功能的承壓空氣。在某些方面，當電動產品用於控 制面板730上的指示裝置或遙控監視器705時，電能由鑽臺發電機或主電源提供。圖25和25A-25C示意性地顯示了根據本發明的系統500，其包括可以用在根據 本發明的系統中並與其一起使用的各種部件和液壓迴路。液壓/氣動轉節(例如，與如上所述的圖17A所示轉節組件155、轉節組件 308和轉節組件440類似)提供從系統的固定部分到旋轉部分的流體通道。補償器組件 502 (與如上所述的補償器326a-326c類似)將工具和管件的重量傳遞給主軸以減少連接裝 卸期間作用於管件螺紋上的載荷。氣動先導定向閥503在其行程到達中間行程位置時有 選擇地切斷給補償器組件502的空氣供給，將系統保持在「開始」位置。具有液壓先導裝置的空氣定向閥504根據來自操作人員的卡瓦「打開」或卡瓦 「預位關閉」命令而引導氣流往返於補償器組件502。放氣閥505限制由於外部施加載
荷產生於補償器組件502中的氣壓。安全閥506為安全考慮限制卡瓦缸筒組件507中的 液壓。卡瓦缸筒組件507 (例如，三個組件507，例如，與如上所述的缸筒組件350a_350c 類似)提供卡瓦(例如，如上所述的任一實施例中的任一卡瓦)豎直運動以夾緊和鬆開管 件。液壓增壓器508 (例如，與如上所述的增壓器491類似)通過轉節501將減小的 壓力增大到完全安放卡瓦所需的壓力。凸輪操作定向閥509(例如，與如上所述的閥378 類似)在與灌注和循環工具的撥盤接觸時開始卡瓦安放程序並且給控制面板(例如，與如 上所述的控制面板730類似)發送「停止下降」信號。凸輪操作定向閥510起動增壓器 508以在卡瓦完全安放時達到完全卡瓦安放壓力。梭閥511連通和斷開用於卡瓦安放功能的再生模式。再生模式利用來自缸筒507 的廢棄流體加快缸筒致動。先導開啟止回閥512防止卡瓦在系統承受有害壓力脈動時(例 如，當HPU循環斷斷續續時)的某些情況下跌落。彈簧偏壓的兩位閥513根據來自控制面板的操作人員輸入(選擇「打開」或「預 位關閉」)使閥509工作或失效。過濾器篩514防止增壓器508和卡瓦安放反饋迴路中 的閥受到汙染。兩位三通順序閥515區分用於卡瓦打開命令的高壓和用於卡瓦安放反饋 信號的中壓。止回閥516阻止高壓卡瓦打開命令進入中壓卡瓦安放反饋迴路。兩位三通順序 閥517控制卡瓦安放反饋信號並且以在預定卡瓦安放壓力下產生運動的面積比由機械活 塞致動。兩位式制動定向閥518根據管件與閥509接觸或者來自控制面板的操作人員「打 開」命令確定「預位關閉」模式或者「打開」模式。兩位式液壓先導載荷控制閥519 控制流體流向卡瓦缸筒組件507的下側，並且在由閥509引導時，允許流體流向缸筒並且 安放卡瓦。兩位式液壓先導載荷控制閥520控制流體流向卡瓦缸筒組件507的上側，並 且在由來自控制面板的卡瓦打開命令進行流體引導時，允許流體流向缸筒以打開卡瓦。安全閥521在卡瓦打開時提供冗餘安全釋放特徵並且防止在卡瓦缸筒組件507的 上側形成過大壓力。先導關閉止回閥522與梭閥511協同作用以將來自卡瓦缸筒507上側 的廢棄流體導向下側(再生)以加快卡瓦安放功能。兩位式液壓先導載荷控制閥523在 卡瓦安放時保持卡瓦缸筒的卡瓦下側上的高壓並且通過卡瓦打開命令打開，釋放卡瓦缸筒中的壓力。如果主液壓動力消失，先導關閉止回閥524釋放卡瓦缸筒下側上的壓力， 防止系統中的壓力存滯，從而防止工具鎖定在管件上。孔口 526控制用於卡瓦向上運動的流體流動。活塞致動器527使順序閥517移 動和致動，從而在卡瓦缸筒設備中形成高壓時將中等壓力卡瓦安放反饋信號導向控制面 板中的指示裝置。檢驗接頭配件530提供用於檢驗表和其它檢驗設備的連接點。岐管531、532、533(例如，與如上所述的岐管352a_352c類似)提供用於各種 閥、缸筒和接頭配件的液壓管道連接和安裝位置。圖26和26A-26B示意性地顯示了根據本發明的系統660，其包括可以用在根據 本發明的系統中並與其一起使用的各種部件和液壓迴路。壓力過濾器661(與圖15A所示過濾器452類似)去除來自液壓流體的汙染。空 氣過濾調節器662(與圖15C所示的調節器454類似)控制通向補償器組件的空氣壓力。 液壓減壓閥663(與圖15A所示的閥440i類似)減少流過轉節組件的流體液壓以延長密封 壽命。卸壓閥664與閥653協同工作以在工具處於「打開(OPEN)」狀態時提供高壓設 定值，在工具處於「預位(ARMED)」狀態時提供低壓設定值。進口歧管665(與圖15A和15B所示歧管316b類似)包括過濾器661、調節器 662和閥663。分配歧管666 (與圖15C所示歧管316類似)包括如下所述的部件667、 668、669、670、671、672和679。岐管666收集和分配液壓流體往返於各種功能。止回閥667防止液壓流體由於系統高程變化而排出歧管和管線。止回閥668在 歧管666中形成高壓區以確保連接件傾斜缸筒在縮回時保留全部流體。減壓閥669減少 液壓以控制連接件傾斜裝置浮動應用。止回閥670允許液壓流體只沿一個方向流動。卸 壓閥671限制由外部載荷作用在連接件傾斜缸筒的縮回側上的壓力。止回閥672允許流 體從連接件傾斜缸筒的封閉端流向杆端，從而在連接件傾斜缸筒處於浮動模式時使其充 滿流體。動力缸筒設備673 (與圖15A所示設備312類似)伸出和縮回連接件傾斜臂。載荷保持岐管674包含閥及其配件以控制液壓流體往返於設備673。止回閥675允許液壓流體只沿一個方向流動。先導操作止回閥676允許以受控 方式從連接件傾斜缸筒中釋放流體以使連接件傾斜臂「浮動」。載荷保持閥677 (與如上 所述的閥424a類似)將設備673保持在適當位置，在缸筒控制軟管斷裂時防止連接件傾 斜臂落下並且限制由外部載荷作用在缸筒封閉端上的壓力。液壓/氣動轉節678 (與如上所述的轉節和轉節組件155、308和440類似)提供 從系統的固定部分到旋轉部分的流體通道。常開邏輯模塊679控制流體往返於連接件傾斜缸筒的杆側，從而控制正常伸出/ 縮回功能和浮動功能之間的不同要求。孔口 680控制從連接件傾斜缸筒流出的流體速度，以在浮動模式下控制連接件 傾斜臂的下降速度。孔口 681提供流體排放通道以防止連接件傾斜缸筒伸出管線中的壓 力存滯，這會妨礙缸筒完全縮回。孔口 682限制從浮動信號管線流出的流體。檢驗接頭配件683提供用於檢驗表及其它檢驗設備(未顯示)的連接。止回閥684防止壓力浪湧(例如，儲箱壓力浪湧)進入旋轉部分迴路。
圖22A、22B和22C示意性地顯示了根據本發明的系統900，其可以用在根據本 發明的上述系統中並與其一起使用。控制閥901 (與圖22中的閥730d類似)控制根據本發明的管件下送系統或根據本 發明的「CRT」系統的連接件傾斜臂的「伸出」和「縮回」功能。控制閥902(與圖22 中的閥730d類似)控制連接件傾斜臂的「浮動」功能。控制閥903(與圖22中的閥730d 類似)控制SJH吊卡的「預位」和「打開」功能。控制閥904(與圖22中的閥730f類 似)控制卡瓦的「預位」和「打開」功能。控制閥905(與圖22中的閥730g類似)控 制「卡盤」功能，「卡瓦向上」和「卡瓦向下」。控制閥(「超馳閥」)906(與圖22 中的閥730m類似)是手動閥，其通過閥911給閘門組件934提供「超馳」功能(「打 開」)，給閘門活塞907加壓。閥901-906可以手動操作。閘門活塞907(與如上所述的活塞622類似)是閘門組件中的活塞，用於鎖定鎖 緊套筒和閥芯，例如處於「閉合」位置。活塞908 (與如上所述的活塞624類似)是閘 門組件中的活塞，用於鬆開鎖緊套筒和閥芯，例如允許閥芯移動到「打開」位置。手動操作裝置909可以手動操作以打開閘門組件，例如，進行修理或故障檢 查。在一個方面，操作裝置909連接到由超馳閥906(手動操作)加壓的開啟活塞908 上，從而打開所有閘門和釋放對所有功能的鎖定。面板指示裝置缸筒910指示出單根吊卡通過吊卡處產生的反饋信號而閉合。 梭閥911在「超馳」功能(由閥906執行)和從反饋信號裝置處獲得的卡盤卡瓦閉合功 能之間提供「或」功能。壓力控制閥912確定用於來自CRT和SJH功能的壓力反饋信號的壓力閾值。兩位四通順序閥913將用於SJH和卡盤加壓反饋信號的「與」功能提供給閘門 組件934。兩位四通順序閥914確定用於卡盤閉合壓力反饋信號的壓力閾值並且在卡盤受 控「向上(UP)」時不起作用(「關閉」)。壓力控制閥915限制用於某些卡盤「卡瓦向上」輸出的輸出壓力。止回閥916 在卡盤「卡瓦向下」致動時提供用於流體流動的回流路徑。壓力控制閥917限制用於
「連接件傾斜裝置伸出」功能的輸出壓力。止回閥918在卡盤「連接件傾斜裝置縮回」 致動時提供用於流體流動的回流路徑。先導流體安全裝置919與孔口 921協同工作，在來自CRT/SJH功能的反饋壓力 致動時關閉，並且在SJH 「打開」命令致動時先導「打開」。兩位四通順序閥920在出現來自一種功能的反饋信號「閉合」時使指示裝置910 起作用，直到來自定時缸筒924 (如下所述)的定時功能完成時使指示裝置不起作用。具有無逆向止回裝置(free reverse check)的孔口 921與安全裝置919協同工作以 在存在反饋流體流時增大壓力，使安全裝置919能夠關閉並且提供用於「打開」命令的 自由流體流動。具有無逆向止回裝置的孔口 922與孔口 923和定時缸筒924 (與圖22中的定時缸 筒735類似)協同工作以提供用於安全裝置919的定時「打開」先導信號，從而在從高 壓「打開」命令轉變為接近零壓力「預位關閉」狀態時提供服務環路洩壓。三通手動操作閥925(與圖22中的閥730e類似)提供用於CRT操作裝置的「或」
28邏輯功能以調節CRT控制面板，使得它可以接受不同的卡盤閉合反饋系統。卡盤輸出926是與多種(例如，三個)推薦的卡片類型(例如但不限於National Oilwell Varco卡盤PS 21，FMS 275和FMS 375)的規格相匹配的各種出口。止回閥927防止流體在液壓停止時回流。壓力控制閥928限制系統的輸入壓力。 斷流閥929能夠隔離CRT和SJH的手動壓力輸入。過濾器930給整個液壓系統提供防止汙染的措施。斷流閥931能夠使主流體流與整個系統的液壓動力源隔離。歧管塊932提供用於各種閥、缸筒和接頭配件的液壓管道連接和安裝。組件933 包括閥901-905並且提供用於閘門組件934的安裝接口。閘門組件934根據系統各種功能的狀態使組件933上的操作裝置手柄鎖定和開啟。手動操作空氣關閉閥935能夠隔離從空氣動力源到系統的補償器組件的主空氣 流。檢驗接頭配件936提供用於檢驗表及其它檢驗設備(未顯示)的連接點。圖27A-27F顯示了根據本發明的管件下送系統1000，其包括管件下送工具的 電氣方案1002，具有與如上所述的任一系統類似的卡瓦系統和卡瓦安放系統1004。系 統1000包括頂部驅動1006 ；頂部驅動電氣控制系統1008 ；電動操作裝置面板1010 ；液 壓和氣動軟管1012 ；和電纜1014、1016、1018和1020。連接件傾斜機構1040具有臂 1042。如圖27B和27C所示，工具1002具有帶用於壓力開關的多芯插頭1022的轉節 1024；螺線管1026;歧管組件1028;壓力開關1030 (例如多個；例如在一個方面，為三 個)；用於螺線管1026的多芯插頭1032 ；壓力過濾器1034(例如，與如上所述的過濾器 452類似)和檢驗接頭配件和管道連接裝置1036。螺線管1026包括下列螺線管1026a 連接件傾斜裝置伸出螺線管1026b 連接 件傾斜裝置縮回螺線管1026c 連接件傾斜裝置浮動螺線管1026d SJH吊卡打開螺線管 1026e CRT卡瓦打開螺線管圖27D顯示了與系統1000 —起使用的觸控螢幕系統1050，具有底座1052和帶電 路接點1056的屏幕系統1054。圖27F顯示了示意性地具有網卡1058和電纜1060的系 統 1054。工具1002的電氣方案按照如前所述的機械方案那樣起作用和工作。電氣方案 通過將控制面板的大部分液壓功能放在工具上而取消了機械方案的液壓控制面板(例如 730),利用螺線管激勵的定向閥1026代替控制面板的手動操作杆控制閥，並且利用電氣 壓力開關1030感應反饋信號。電磁閥1026和壓力開關1030安裝在工具1002(參見圖 27B)上，而不是安裝在單獨的控制面板上。選擇性地，如果希望的話，卡盤控制裝置嵌 入用於操作CRT的計算機控制裝置1007或開關控制裝置中。使用形式為服務環路的電 纜1014、1016和/或1018傳送往返於工具1002的螺線管電能和壓力開關信號。電纜利 用多芯插頭1022、1032連接到工具1002上，在一個方面，所述多芯插頭標定為在鑽臺的 危險環境中使用。操作員接口 1010包括開關和指示燈的控制盒或者計算機接口觸控螢幕面板(例如 1050)。另外，通過將工具控制軟體整合到頂部驅動計算機(例如1007)中或者提供單獨的計算機1009並使其與頂部驅動計算機聯網而將操作員接口整合到頂部驅動控制系統 1008或整個鑽臺控制系統中。控制功能和狀態指示器包括在頂部驅動控制裝置1008中或 嵌入頂部驅動控制系統的計算機屏幕中。螺線管1026利用新歧管組件1028安裝在工具上(例如，通過改變圖15B中的 進口歧管組件316b)。歧管組件1028根據如上所述的手動控制面板複製液壓功能選擇電 路。壓力開關安裝在位於岐管1028後面的連接件傾斜框架1040上並且通過管路裝置連 接至反饋信號管線，開關根據感應壓力關閉或打開。利用開關打開或關閉接通或斷開指 示燈或計算機輸入以提供反饋信號。螺線管的電氣控制和電氣反饋信號可以直接連接到控制面板1010的開關和指示 燈上以提供功能的直接控制，或者它們可以連接到計算機(1007和/或1009)上並且根據 來自操作人員的輸入通過軟體邏輯電路進行控制。操作人員輸入可以來自與計算機輸入 連通的硬連接開關或者來自觸控螢幕面板。同樣，反饋信號可以同樣的方式連接，通過直 接硬連接而連接到指示燈上或者連接到用於由計算機軟體控制的輸出的計算機輸入上。通過控制動力信號的計算機軟體給螺線管1026提供「閘門」或互鎖功能。對 於直接接線應用來說，在面板上的控制開關直接控制螺線管1026的情況下，通過以只有 當其它開關處於特定狀態時給設定開關提供電能的方式硬連接開關來實現閘門功能。所有電氣部件可以在鑽臺環境下的危險區域中使用。一般地，危險區域技術要 求需要所使用的特殊電氣部件巨大而笨重。為了節省空間和減少部件數量，可以使用電 氣組件，該電氣組件利用多芯插頭將多芯電纜組成單獨的連接點。利用將電纜「封裝」 成密封套的危險區域必要條件將其與外部環境隔離，多芯電纜可以與多芯插頭連接並且 全部封裝在一起以形成單個的終端點。實現上述目的的一種方法是利用從多芯插頭通向 接線箱的單根多芯電纜，多根單個的電纜從接線箱連接到單個螺線管或壓力開關。這可 以取消接線箱並且節省空間、重量和成本。某些電磁閥控制下列功能1026a、1026b 連接件傾斜裝置伸出和縮回(或雙 電磁閥)1026c:連接件傾斜裝置浮動1026d : SJH吊卡打開(接通螺線管選擇「打開」， 斷開螺線管選擇「預位關閉」)1026e: CRT卡瓦打開(接通螺線管選擇「打開」，斷開 螺線管選擇「預位關閉」)壓力開關1023提供下列反饋信號「停止下降」 CRT卡瓦閉 合SJH吊卡閉合。多芯插塞接頭1022、1032連接兩條電氣服務環路；螺線管電力電纜 壓力開關信號電纜在本發明的範圍內，電氣操作面板1010採取各種形式，例如具有操作開關和 指示燈的開關盒連接到具有圖形、開關功能和指示裝置的計算機控制觸控螢幕；現有頂部 驅動鑽探工控制臺的擴展，整合有用於每個螺線管的通/斷開關和用於每個壓力開關的 指示燈；具有用於每個螺線管的通/斷開關和用於每個壓力開關的指示燈的單個工具專 用控制臺；計算機控制觸控螢幕面板1054，顯示圖形以指示螺線管狀態、操作人員選擇、 指示裝置狀態、操作螺線管的虛按鈕或開關、警告信息等；控制臺中用於螺線管控制的 實際開關和用於指示裝置狀態、信息、語音報警等的計算機屏幕的組合；單個的計算機 控制系統；以及它可以與現有頂部驅動計算機控制系統接合併使用頂部驅動計算機作為 控制基礎。在本發明的範圍內，頂部驅動電氣控制系統1008為控制頂部驅動的輸入/輸出功能的計算機或可編程邏輯控制器(「PLC」 )；其可以包括控制硬體和軟體以控制頂 部驅動電機的速度和扭矩和/或包括用於通向頂部驅動的服務環路電纜的接線終端點。 這些可以是用於單獨的獨立式工具專用計算機的安裝點。在一個方面，系統1008提供鑽臺上用於工具電纜的接口點，所述電纜與頂部驅 動電纜和服務環路平行延伸；和/或當頂部驅動計算機用作工具控制基礎時，系統1008 可以給頂部驅動計算機提供接口點。在一個方面，工具輸入/輸出利用編程輸入到頂部驅動計算機中，電氣操作面 板1010與該計算機接合。系統1008可以給頂部驅動電機控制器MC提供接口點，所述頂部驅動電機控制 器用於控制電機轉速和扭矩(用於控制管件接頭上緊和卸開螺紋)和用於讀取、顯示和記 錄頂部驅動電機轉速(rpm)和扭矩以獲得管件接頭轉速、轉數和扭矩。電纜(「服務環路」)是操作工具電氣功能所需的多束不同電纜，在一個方面， 包括兩個電纜束，一個用於螺線管電力，一個用於壓力開關信號，其與頂部驅動服務環 路平行延伸。這些電纜包括給每個螺線管輸送電力和提供來自每個壓力開關的信號的電 線。使用兩個電纜束防止電力線和信號線之間的幹涉。在鑽頭環境下使用插塞接頭提供 快速鑽臺安裝和鑽臺拆卸。服務環路連接到頂部驅動控制系統1008上。提供可選的服 務環路1020以直接連接至單個工具操作面板上的單個開關和指示裝置。電纜1018連接頂部驅動計算機和I/O以及控制面板1010，並且在控制面板1010 以及頂部驅動控制系統計算機和I/O之間傳送電力和信號以提供開關和指示裝置控制。因此，可以看到，這裡公開的本發明及實施例以及由所附權利要求覆蓋的技術 方案適於執行本發明的任務並獲得所述結果。在不脫離本發明精神和範圍的情況下，可 以對本發明的主題進行某些改變。應該認識到，在本發明範圍內可以進行改變，還可以 想到，下列任意一項權利要求所述的每個要素或步驟是指字面上的步驟和/或所有等效 要素或步驟。下列權利要求用於以其所採用的任何形式在法律上儘可能廣義地覆蓋本發 明。本發明要求保護的技術方案符合35U.S.C.§102規定的新穎性，並且滿足§102中的 專利性條件。本發明要求保護的技術方案符合35U.S.C. § 103規定的非顯而易見性，並 且滿足§ 103中的專利性條件。本說明書和權利要求書符合35U.S.C.§ 112規定的必要 條件。發明人可以根據等效原則確定和考量本發明及其權利要求的範圍，它們屬於不顯 著脫離，但超出如下列權利要求所限定的本發明的字面範圍的設備。本文提及的所有專 利和申請在此全文引入作為參考。申請人明確表示不援引35U.S.C.§112，第6段對任意 一項權利要求進行任何限制，除非權利要求明確將詞語「用於......裝置」和相關功能一
起使用。在本專利文獻中，詞語「包括」按照無限制的含義表示包括所述詞語之後的項 目，但是不排除未明確提及的項目。由不定冠詞「一」修飾的要素不排除一個以上要素 的可能性，除非上下文清楚要求有且只有一個要素。
權利要求
1.一種管件下送系統，包括具有主體的扭矩框架，所述主體具有帶頂部開口的上半部、多個隔開的側部構件、 帶底部開口的下半部，並且所述側部構件的頂端連接到所述上半部上，所述側部構件的 底端連接到所述下半部上，延伸穿過所述頂部開口的主軸，所述主軸能夠通過旋轉設備進行轉動， 連接到所述扭矩框架上的卡瓦安放設備，所述卡瓦安放設備包括水平梁和多個卡瓦組件，所述水平梁能夠在所述扭矩框架內 移動，所述多個卡瓦組件中的每一個獨立且能夠樞轉地連接到所述水平梁上，並且 所述卡瓦安放設備包括連接到所述水平梁上的行動裝置，用於移動水平梁以使多個 卡瓦組件相對於穿過所述下半部的底部開口伸出的管件同步移動。
2.如權利要求1所述的管件下送系統，其中， 所述水平梁可從所述扭矩框架外面看見。
3.如權利要求1所述的管件下送系統，還包括 每個卡瓦組件利用連接件連接到所述水平梁上，並且每個連接件具有頂端和底端，每個頂端能夠樞轉地連接到水平梁上，每個底端能夠 樞轉地連接到相應的卡瓦組件上。
4.如權利要求3所述的管件下送系統，其中，當卡瓦組件與伸入扭矩框架中的管件接 觸時，沒有徑向力作用在所述卡瓦組件上。
5.如權利要求1所述的管件下送系統，還包括 所述水平梁具有底部，圍繞所述水平梁的底部間隔布置並由水平梁的底部伸出的多個突起， 所述多個突起包括與卡瓦組件數量相等的多個突起，一個突起對應於一個卡瓦組件 並位於其上方，並且所述行動裝置用於使水平梁向下移動，使得每個突起接觸相應的卡瓦組件，並且推 動卡瓦組件向下運動以接觸管件。
6.如權利要求5所述的管件下送系統，其中，所述行動裝置用於使水平梁在所述突起 靠著所述卡瓦組件的情況下移動，使得所有卡瓦組件均均勻、同時地軸向向下移動。
7.如權利要求5所述的管件下送系統，還包括連接到卡瓦安放設備上的增壓設備，用於給所述行動裝置提供增壓動力流體以增強 卡瓦組件與管件的夾緊接合。
8.如權利要求1所述的管件下送系統，還包括用於控制動力流體流向所述行動裝置的致動設備，所述致動設備能夠通過與伸入扭 矩框架中的管件相接觸而致動，使得當發生所述接觸時，所述致動設備允許動力流體流 向行動裝置，以使所述卡瓦組件移動到與所述管件接合。
9.如權利要求1所述的管件下送系統，還包括 所述主軸具有貫穿的流體流動通道，灌注和循環工具，所述灌注和循環工具連接到所述主軸上並且內部具有灌注和循環 閥設備，用於有選擇地控制流體從所述主軸穿過所述管件下送系統流入所述管件，和灌注和循環工具的一部分能夠定位在所述管件內。
10.如權利要求9所述的管件下送系統，還包括所述灌注和循環工具具有連接到所述主軸上的心軸，所述心軸具有貫穿的流動通道，位於所述卡瓦安放設備上方並圍繞所述心軸的撥盤組件，和 所述撥盤組件能夠與伸入所述扭矩框架中的所述管件相接觸以打開所述灌注和循環 閥設備，從而允許流體從所述主軸通過所述心軸流入所述管件。
11.如權利要求1所述的管件下送系統，還包括所述卡瓦安放設備包括連接到所述扭矩框架上並形成其下半部的卡瓦座， 所述卡瓦座具有用於容納所述卡瓦組件的貫穿通道，所述管件能夠穿過所述通道移 動，所述卡瓦座具有頂端，和每個卡瓦組件具有能夠在移動到與管件接合之前支撐在所述卡瓦座頂部上的頂部卡 瓦突起。
12.如權利要求11所述的管件下送系統，其中 所述卡瓦座具有伸入所述卡瓦座中的頂部卡瓦座突起， 所述卡瓦組件均具有卡瓦座凹部，和當所述卡瓦組件支撐在所述卡瓦座的頂部上時，所述頂部卡瓦座突起能夠接收在所 述卡瓦組件的卡瓦座凹部中。
13.如權利要求12所述的管件下送系統，其中 所述卡瓦座具有卡瓦座凹部，和每個卡瓦組件具有下部卡瓦突起，每個下部卡瓦突起能夠在所述卡瓦組件移動到與 所述管件接合之前接收在所述卡瓦座凹部內。
14.如權利要求13所述的管件下送系統，其中所述卡瓦座具有帶頂側肩部表面的下側肩部，所述頂側肩部表面限定了所述卡瓦座 凹部的底部，所述下側肩部具有側表面，和每個卡瓦組件的下部卡瓦突起具有能夠在所述卡瓦組件移動到與所述管件接合之前 支撐在所述頂側肩部表面上的最下側部分。
15.如權利要求14所述的管件下送系統，其中 所述頂部卡瓦座突起具有側表面，所述卡瓦組件能夠向下移動，使得所述卡瓦組件的頂部卡瓦突起抵靠所述頂部卡瓦 座突起的側表面，和所述下部卡瓦突起抵靠所述卡瓦座的下側肩部的側表面。
16.如權利要求11所述的管件下送系統，還包括所述卡瓦座具有位於其底部的接收裝置，所述接收裝置具有接收開口以接收管件和 將管件引導至所述卡瓦座中。
17.如權利要求1所述的管件下送系統，還包括連接到所述主軸上的頂部驅動系統，用於使扭矩框架和由所述卡瓦組件接合的管件 旋轉。
18.如權利要求1所述的管件下送系統，還包括位於所述扭矩框架上方並且用於給所述行動裝置傳送流體的轉節組件， 所述轉節組件包括不旋轉部分， 連接到所述不旋轉部分上的扭矩輔助組件， 所述扭矩輔助組件可調節地連接到使用管件下送系統的鑽臺上。
19.如權利要求1所述的管件下送系統，其中所述扭矩框架將扭矩從驅動系統傳遞給由所述卡瓦組件接合的管件，以及 所述扭矩框架具有載荷傳送結構以將提升載荷傳遞給所述主軸。
20.如權利要求1所述的管件下送系統，還包括 位於所述扭矩框架上方的轉節組件，能夠樞轉地連接到所述轉節組件上的連接件傾斜組件，和 連接到所述連接件傾斜組件上的單根吊卡。
21.如權利要求1所述的管件下送系統，還包括連接到所述扭矩框架上的補償器設備，用於減少對扭矩框架中的管件造成的螺紋損壞。
22.如權利要求1所述的管件下送系統，還包括 用於容納所述卡瓦組件的卡瓦座，扭矩框架卡口安裝結構，和卡瓦座卡口安裝結構，用於將所述卡瓦座能夠鬆開地固定到所述扭矩框架卡口安裝 結構上。
23.如權利要求1所述的管件下送系統，還包括 用於使所述主軸旋轉的驅動系統，所述驅動系統是頂部驅動系統、旋轉驅動系統和動力水龍頭系統之一。
24.如權利要求1所述的管件下送系統，還包括 連接到所述下送工具系統上的管件裝卸系統，所述管件裝卸系統具有兩個臂，其包括兩個能夠在長度上延伸的間隔布置的可延伸臂，防轉設備，用於有選擇地防止所述管件裝卸系統與所述扭矩框架一起旋轉， 能夠樞轉地連接到所述臂上的吊卡，用於可鬆開地接合要移動的管件， 連接到所述吊卡和所述兩個臂中的第一臂上的傾斜系統，用於使所述吊卡相對於所 述臂有選擇地傾斜，和與所述傾斜系統聯通以控制所述吊卡的控制系統。
25.如權利要求24所述的管件下送系統，還包括所述控制系統包括臂液壓迴路和臂液壓設備，用於有選擇地限制施加到所述兩個臂 上的載荷和防止所述傾斜系統過載。
26.如權利要求1所述的管件下送系統，還包括 位於所述扭矩框架上方的轉節組件，連接到所述轉節組件上的管件裝卸系統，所述管件裝卸系統具有兩個臂，其包括兩個可在長度上延伸的間隔布置的可延伸所述兩個臂中的每個臂包括第一部分和第二部分，該第一部分的一部分位於第二部 分中，使得兩個部分能夠相對於彼此伸縮，和位於每個臂內部的動力設備，用於使所述第一部分相對於所述第二部分移動。
27.如權利要求1所述的管件下送系統，還包括用於控制所述管件下送系統的功能的控制系統。
28.如權利要求27所述的管件下送系統，還包括反饋信號設備，用於給所述控制系統提供指示所述卡瓦組件狀態的反饋信號。
29.如權利要求28所述的管件下送系統，還包括所述狀態包括下列情況之一，卡瓦組件安放在管件上，卡瓦組件未安放在管件上， 和卡瓦組件充分下降以安放在管件上。
30.如權利要求27所述的管件下送系統，還包括能夠遠程操作的控制系統。
31.如權利要求27所述的管件下送系統，還包括減壓液壓設備，用於降低所述管件下送系統的液壓流體管線中的壓力以減少或消除 信號傳送延遲。
32.—種用於接合管件的方法，所述方法包括使管件的一部分移動到管件下送系統的扭矩框架中，所述管件下送系統包括扭矩框 架，所述扭矩框架具有主體，所述主體具有帶頂部開口的上半部；多個隔開的側部構 件；帶底部開口的下半部；所述側部構件的頂端連接到所述上半部上，所述側部構件的 底端連接到所述下半部上；延伸穿過所述頂部開口的主軸，所述主軸能夠通過旋轉設備 進行轉動；連接到所述扭矩框架上的卡瓦安放設備，所述卡瓦安放設備包括水平梁和多 個卡瓦組件，所述水平梁能夠在所述扭矩框架內移動，所述多個卡瓦組件中的每一個獨 立且能夠樞轉地連接到所述水平梁上，並且所述卡瓦安放設備包括連接到所述水平梁上 的行動裝置，用於移動水平梁以使多個卡瓦組件相對於穿過所述下半部的底部開口伸出 的管件同步移動，和使所述多個卡瓦組件與所述行動裝置同步移動以接合所述扭矩框架中的管件。
33.一種接合用於井眼操作的管件的卡瓦系統，所述卡瓦系統包括連接到扭矩框架上的卡瓦安放設備，所述卡瓦安放設備包括水平梁和多個卡瓦組件，所述水平梁能夠在所述扭矩框架內 移動；所述多個卡瓦組件中的每一個獨立且能夠樞轉地連接到所述水平梁上，並且所述卡瓦安放設備包括連接到所述水平梁上的行動裝置，用於移動水平梁以使多個 卡瓦組件相對於穿過所述扭矩框架下半部的底部開口伸出的管件同步移動。
全文摘要
管件下送系統包括扭矩框架；延伸穿過扭矩框架的頂部開口並且通過旋轉設備進行轉動的主軸；連接到所述扭矩框架上並且包括水平梁和多個卡瓦組件的卡瓦安放設備，每個卡瓦組件獨立且樞轉地連接到水平梁上，以及連接到水平梁上用於使卡瓦組件與伸入扭矩框架中的管件同步移動的行動裝置。本摘要符合規定，允許研究人員或其他讀者迅速確定技術公開的主題，並且應當理解，摘要不用於解釋或限制權利要求的範圍或含義，37C.F.R.1.72(b)。
文檔編號E21B19/10GK102016224SQ200880018522
公開日2011年4月13日 申請日期2008年4月26日 優先權日2007年4月28日
發明者A·D·M·克裡嫩, D·B·梅森, D·卡德裡尼, J·W·H·范賴因辛根, K·M·威恩, N·德凱澤爾, P·德克爾, R·L·默裡, R·米爾德 申請人:國民油井華高有限合夥公司