用于對鉆井裝備進(jìn)行升降和/或移動操作的設(shè)備的制造方法
【專利說明】用于對鉆井裝備進(jìn)行升降和/或移動操作的設(shè)備
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在甲板(如鉆井甲板)上進(jìn)行升降和/或移動操作的設(shè)備，該設(shè)備包括至少一個升降臂。該設(shè)備尤其用于使負(fù)載(如管道)在不同的工位之間升降和/或移動。
[0002]本發(fā)明在陸上和海上均可使用。
[0003]在石油和天然氣行業(yè)中，管道用于建立平臺和鉆孔之間的流體連接。除其它類型的管道之外，形成流體連接的管道可以是例如鉆柱。隨著鉆柱不斷地穿入地殼中，鉆柱用于形成鉆孔。在一個立柱每次旋進(jìn)既有的鉆柱并且繼而隨著鉆柱進(jìn)入到地殼中之前，通常通過將三或四個鉆桿(三、四個鉆桿=一個立柱，27-40米長)旋擰在一起形成鉆柱以臨時存放在指梁中。已知使用所謂的“鐵鉆工”來擰緊和旋松鉆桿，并且一些公司供應(yīng)這些設(shè)備。鐵鉆工通常包括兩件式扳手單元和旋轉(zhuǎn)裝置(spinning device)。旋轉(zhuǎn)裝置使鉆桿的接頭相對于鉆桿的另一接頭旋轉(zhuǎn)，以便將鉆桿的兩個接頭擰緊在一起或者使其彼此旋開。扳手單元為擰緊或旋松操作提供所需的轉(zhuǎn)矩。
[0004]由于典型鉆臺上可用的空間有限，因此在鉆井操作之前、期間或之后，通常需要能夠移動裝備，如鐵鉆工、導(dǎo)向裝置、夾緊裝置等?？赡苡斜匾寡b備在不同的位置之間移動，例如，移往并移離井中心、移往并移離管道存放位置(例如，指梁)。
[0005]US 7178612 B2公開了將鐵鉆工移動到允許裝配或拆卸鉆柱中的螺紋接頭的位置處的裝置。該裝置可以構(gòu)造為雙平行四邊形臂。在US 7178612 B2中示出下部支撐臂和上部支撐臂之間的連接點(diǎn)是如何布置的多個實(shí)施例。在所有的圖示實(shí)施例中，轉(zhuǎn)矩通過連接點(diǎn)“橫向”傳遞，從下部支撐臂經(jīng)由具有不同構(gòu)造的用于轉(zhuǎn)矩傳遞的連接點(diǎn)到達(dá)斜對的上部支撐臂。此外，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，轉(zhuǎn)矩臂彼此直接接觸；或者，它們經(jīng)由單聯(lián)動機(jī)構(gòu)彼此接觸。
[0006]US 2011/0108264 Al涉及用于操縱鉆井裝備的鉸接設(shè)備(articulatedapparatus)，該設(shè)備包括基座、在一端可樞轉(zhuǎn)地連接到基座的第一組臂、可樞轉(zhuǎn)地連接到第一組臂的另一端的接頭構(gòu)件、在一端可樞轉(zhuǎn)地連接到接頭構(gòu)件的第二組臂以及可樞轉(zhuǎn)地連接到第二組臂的相對端的承載組件。驅(qū)動系統(tǒng)與第一組臂和第二組臂協(xié)作，以便使鉆井工具在貯存位置和展開位置之間移動。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)在于平行四邊形臂的移動不與平臺面或下表面平行，并且平行四邊形臂將因此在展開期間具有不同的高度。這導(dǎo)致負(fù)載下方需要額外的間隙，以防止與下表面碰撞。此外，工具不必每次在同一高度處遇到負(fù)載，在一些情況下這將需要調(diào)整工具(平行四邊形臂)的高度。
[0008]其它現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施例將使得轉(zhuǎn)矩傳遞發(fā)生在下部支撐臂不得不被制造為具有用于使臂之間的連接點(diǎn)固定的細(xì)長臂的位置，其中，該連接點(diǎn)被固定到上部支撐臂的細(xì)長臂。這將對負(fù)載傳遞連接的最小尺寸設(shè)定特定的要求，這反過來對臂之間的高度、上部支撐臂和下部支撐臂的附接物之間的距離設(shè)定特定的設(shè)計(jì)要求，并且必須對傳動裝置所能夠傳遞的轉(zhuǎn)矩的大小進(jìn)行設(shè)定。
[0009]因此，本發(fā)明的目的是提供一種確保升降臂平行于鉆臺平面進(jìn)行直線移動同時為升降臂的設(shè)計(jì)提供更大自由度的裝置。
[0010]獨(dú)立權(quán)利要求限定本發(fā)明，而從屬權(quán)利要求描述本發(fā)明的其它表征特征。
[0011]本發(fā)明涉及一種用于在甲板上對鉆井設(shè)備進(jìn)行升降和/或移動操作的設(shè)備，該設(shè)備包括懸掛裝置和至少一個升降臂，其中，該至少一個升降臂包括至少一對轉(zhuǎn)矩臂，該至少一對轉(zhuǎn)矩臂至少具有第一轉(zhuǎn)矩臂和第二轉(zhuǎn)矩臂，
[0012]其中，第一轉(zhuǎn)矩臂的第一端連接到懸掛裝置，并且第一轉(zhuǎn)矩臂的第二端連接到同步聯(lián)動裝置；
[0013]其中，第二轉(zhuǎn)矩臂的第一端連接到同步聯(lián)動裝置并且第二轉(zhuǎn)矩臂的第二端連接到承載裝置，并且其中，第一轉(zhuǎn)矩臂和第二轉(zhuǎn)矩臂分別通過各自的同步聯(lián)動裝置進(jìn)一步連接到至少一個共用同步裝置。
[0014]本文所公開的本發(fā)明將確保所有的臂附接點(diǎn)總是彼此平行，這反過來意味著承載裝置將與平臺面(例如鉆臺平面)保持平行。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的同步聯(lián)動裝置中的轉(zhuǎn)矩傳遞裝置包括至少三個分離元件:連接到各自轉(zhuǎn)矩臂的兩個同步連桿以及同步裝置。與升降臂相連接的同步裝置能夠垂直向上或垂直向下移動升降臂，以便升高或降低平臺面上的負(fù)載。
[0016]在該設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施例中，升降臂至少還包括第一同步臂和第二同步臂，第一轉(zhuǎn)矩臂平行于該至少第一同步臂布置，
[0017]并且其中，第一同步臂的第一端連接到懸掛裝置，并且第一同步臂的第二端連接到同步聯(lián)動裝置，
[0018]其中，第二轉(zhuǎn)矩臂平行于該至少第二同步臂布置，并且其中，該至少第二同步臂的第一端連接到同步聯(lián)動裝置并且該至少第二同步臂的第二端連接到承載裝置。
[0019]根據(jù)該設(shè)備的一方面，同步聯(lián)動裝置包括用于容納至少一個同步裝置的至少一個導(dǎo)向件。
[0020]在實(shí)施例中，同步聯(lián)動裝置可以垂直于用于至少一個升降臂的動力裝置布置。
[0021]在實(shí)施例中，同步裝置可以包括至少一個輪、至少一個滑動塊或至少一個滾子軸承。
[0022]在又一個方面中，同步裝置可以包括能夠與同步連桿相連接的軸。
[0023]在實(shí)施例中，同步連桿包括一個或多個吊桿。
[0024]在實(shí)施例中，至少一個升降臂還可包括用于使至少一個升降臂移動的動力裝置。在特定的實(shí)施例中，該動力裝置可以包括汽缸或電動馬達(dá)或者能夠引起升降臂移動的其它
目.ο
[0025]在一方面中，動力裝置可以在其第一端連接到懸掛裝置或者在其第二端連接到第一轉(zhuǎn)矩臂或第二轉(zhuǎn)矩臂。或者，動力裝置可以連接到第一同步配置或第二同步配置。
[0026]在實(shí)施例中，升降臂還可以包括至少一個其它同步聯(lián)動裝置和第三轉(zhuǎn)矩臂，該至少一個其它同步聯(lián)動裝置連接到第二轉(zhuǎn)矩臂的第二端，并且該第三轉(zhuǎn)矩臂在其一端連接到第二同步聯(lián)動裝置，并且其中，第二轉(zhuǎn)矩臂和第三轉(zhuǎn)矩臂通過各自的同步連桿進(jìn)一步連接到至少一個共用同步裝置。
[0027]現(xiàn)在將參照附圖描述本發(fā)明的若干非限制性實(shí)施例，其中相同的部件用相同的附圖標(biāo)記表示，并且其中:
[0028]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的升降臂的實(shí)施例；
[0029]圖2A-2D示出同步裝置在升降臂的不同位置處的位置；
[0030]圖3A-3B示出同步聯(lián)動裝置的替代實(shí)施例；
[0031]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的升降臂的替代實(shí)施例；以及
[0032]圖5和圖6示出根據(jù)本發(fā)明的升降臂的又一個實(shí)施例。
[0033]圖1示出根據(jù)本發(fā)明升降臂I的實(shí)施例。升降臂I在其一端連接到懸架裝置6。升降臂I具有第一對轉(zhuǎn)矩臂，該第一對轉(zhuǎn)矩臂包括第一轉(zhuǎn)矩臂2和第二轉(zhuǎn)矩臂3。第一轉(zhuǎn)矩臂2的第一端連接到懸掛裝置6并且第一轉(zhuǎn)矩臂2的第二端在第一附接點(diǎn)14處連接到同步聯(lián)動裝置(linkage)9。與第一連接臂2 —樣，第二轉(zhuǎn)矩臂3的第一端在第二附接點(diǎn)15處連接到同步聯(lián)動裝置9，以便能夠?qū)⑥D(zhuǎn)矩從第一轉(zhuǎn)矩臂2傳遞到第二轉(zhuǎn)矩臂3。第二轉(zhuǎn)矩臂3的第二端在第五附接點(diǎn)18處連接到承載裝置7。
[0034]同步聯(lián)動裝置9包括第一同步連桿10和第二同步連桿11，其中，第一同步連桿10在其一端連接到第一轉(zhuǎn)矩臂2并在其另一端連接到同步裝置12，并且第二同步連桿11在其一端連接到同步裝置12并在其另一端連接到第二轉(zhuǎn)矩臂3。用于