專利名稱：管件下送工具及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明尤其涉及井眼管件下送系統(tǒng)；用于這種系統(tǒng)的管件裝卸設(shè)備；套管下送 系統(tǒng)；及其使用方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)公開了多種井眼管件下送系統(tǒng)，包括但不限于美國專利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以及提交于2005年5月12日的美國申請公開No.2005/0098352，提 交于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(tǒng)，所有 這些專利和申請?jiān)诖巳囊胱鳛閰⒖肌，F(xiàn)有技術(shù)公開了多種管件裝卸設(shè)備，包括但不限于美國專利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(shè)備，所有這些專利在此引入作為參考。一些現(xiàn)有的管件下送系統(tǒng)及其使用方法需要通過鉆臺(tái)V形門區(qū)域使用繩索和/或 斜支柱對管件進(jìn)行控制操作；扶正對扣臺(tái)操作和其他必需的管件手動(dòng)裝卸；為了某些功 能使用動(dòng)力大鉗；具有相關(guān)費(fèi)用和備用成本的大量人員；和與下送工具系統(tǒng)配合的單獨(dú) 的單根吊卡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在某些方面公開了一種具有新穎的卡瓦系統(tǒng)的管件下送系統(tǒng)，其中，多 個(gè)卡瓦塊單獨(dú)且獨(dú)立地連接到水平梁上?？ㄍ邏K在不發(fā)生切向運(yùn)動(dòng)的情況下進(jìn)行上下運(yùn) 動(dòng)，并且給管件施加相等的載荷。在一個(gè)方面，水平梁位于容納卡瓦塊的卡瓦主體的外 部上方。本發(fā)明在某些方面公開了一種管件下送系統(tǒng)，該管件下送系統(tǒng)具有鄰近下送工 具的裝有測量儀表的短節(jié)(instrumented sub)。裝有測量儀表的短節(jié)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(zhuǎn)速(rpm)測量值和下送工具作用在接頭上的 扭矩測量值。本發(fā)明在某些方面公開了一種用于下送套管和加固套管的套管下送系統(tǒng)。本發(fā)明在某些方面公開了一種具有專用控制環(huán)路和(在一個(gè)方面)用于實(shí)現(xiàn)各種功能(例如，連接件傾斜運(yùn)動(dòng)，吊卡夾緊，工具旋轉(zhuǎn)，安全中斷)的專用控制面板的管件 下送系統(tǒng)。本發(fā)明在某些方面公開了一種管件下送系統(tǒng)，該管件下送系統(tǒng)具有用于執(zhí)行各 種功能的液壓控制回路，具有液壓控制系統(tǒng)；或者功能自動(dòng)并電氣執(zhí)行的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。本發(fā)明在某些方面公開了一種具有整體式轉(zhuǎn)節(jié)組件(integrated swivel assembly) 的管件下送系統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)節(jié)組件能夠在系統(tǒng)夾持管件或使其旋轉(zhuǎn)時(shí)使連接件傾斜設(shè)備 (link tilt apparatus)保持靜止。在某些方面，系統(tǒng)轉(zhuǎn)節(jié)組件提供了用于油氣田服務(wù)環(huán)路的 終端位置，在某些方面，消除了與頂部驅(qū)動(dòng)形成這種連接的必要。本發(fā)明在某些方面公開了一種管件下送系統(tǒng)，該管件下送系統(tǒng)包括管件下送工 具(例如但不限于套管下送工具和輸送管下送工具)；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(例如，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)， 動(dòng)力水龍頭系統(tǒng)或頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng))；和連接在下送工具和頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間的接頭裝卸 系統(tǒng)。在某些特殊方面，接頭裝卸系統(tǒng)是位于下送工具和頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間的單根系統(tǒng) (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(tǒng)具有兩個(gè)隔開的可延伸臂，在其端部之間可樞 轉(zhuǎn)地連接到用于可松開地接合管件的吊卡上。在一個(gè)方面，可延伸臂通過機(jī)械設(shè)備朝向 和遠(yuǎn)離下送工具移動(dòng)，所述機(jī)械設(shè)備例如但不限于旋轉(zhuǎn)致動(dòng)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(gè)、兩個(gè)或多個(gè)缸筒設(shè)備使 可延伸臂朝向和遠(yuǎn)離下送工具移動(dòng)。一些現(xiàn)有技術(shù)的下送工具系統(tǒng)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、較長的裙部以相對于下送工具引導(dǎo)管件。對于本發(fā)明的某些實(shí) 施例，單根裝卸系統(tǒng)將管件聯(lián)接器拉動(dòng)到下送工具或拉動(dòng)到下送工具中，從而可以使用 較短、較小的對扣節(jié)或喇叭口，以減少整個(gè)系統(tǒng)的長度?？梢允褂门c下送工具相關(guān)的襯 償器以便于將凸/陽管端引入(“軟對扣”)凹/陰管端中。在一個(gè)方面，在單根裝卸系統(tǒng)吊卡連接到管件上之后，移動(dòng)設(shè)備上升，直到管 架處于下送工具下方的豎直位置為止?？裳由毂垭S后延伸以使管架下降和“軟對扣”到 管柱(例如，在鉆臺(tái)轉(zhuǎn)盤上夾持于卡瓦中的管柱)的管件聯(lián)接器中。因此，本發(fā)明包括能夠提高管件下送工具技術(shù)的特征和優(yōu)點(diǎn)。在閱讀下列優(yōu)選 實(shí)施例和參考附圖的情況下，本發(fā)明如上所述的特征和優(yōu)點(diǎn)以及附加的特征和優(yōu)點(diǎn)對于 本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見。本發(fā)明的一些實(shí)施例不局限于這里公開的任何特定的單個(gè)特征，而是包括它們 在其結(jié)構(gòu)、功能和/或?qū)崿F(xiàn)效果方面不同于現(xiàn)有技術(shù)的組合。上文已經(jīng)對本發(fā)明的特征 進(jìn)行了廣義地描述，從而可以更透徹地理解下列詳細(xì)說明，以便更好地認(rèn)識(shí)到本發(fā)明對 現(xiàn)有技術(shù)的貢獻(xiàn)。當(dāng)然，本發(fā)明如下所述的其它方面包括在本發(fā)明權(quán)利要求的主題內(nèi)。 受益于本發(fā)明、其教導(dǎo)和建議的本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明所披露的概念可以 作為設(shè)計(jì)其它用于執(zhí)行和實(shí)施本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、方法和系統(tǒng)的創(chuàng)新基礎(chǔ)。在不脫離本發(fā)明 精神和范圍的情況下，本發(fā)明的權(quán)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(fā)明的一些但不是全部目標(biāo)。除了本發(fā)明的至少一些實(shí)施例的特 定目標(biāo)之外，本發(fā)明的其它目標(biāo)和目的對受益于本發(fā)明的教導(dǎo)和公開的本領(lǐng)域技術(shù)人員 來說顯而易見。
因此，本發(fā)明的至少一些優(yōu)選實(shí)施例的目標(biāo)在于提供新穎、有用、獨(dú)特、有 效、非顯而易見的系統(tǒng)和方法，包括但不限于套管下送系統(tǒng)、單根裝卸系統(tǒng)、管件下送 系統(tǒng)及它們的使用方法。本發(fā)明認(rèn)識(shí)到并解決了本領(lǐng)域的問題和需要，在本發(fā)明的各種可能實(shí)施例及其 等效方式方面提供了對這些問題的解決方案并令人滿意地滿足了這些需要。對受益于本 發(fā)明的實(shí)現(xiàn)、教導(dǎo)、公開和建議的本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在結(jié)合附圖閱讀下列優(yōu)選實(shí)施 例的情況下，本發(fā)明的其他目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。這些細(xì)節(jié)描述不用于限制本專 利所要保護(hù)的目標(biāo)，不管其他人隨后通過形式變化、改變或進(jìn)一步改進(jìn)來試圖對此進(jìn)行 怎樣掩飾。作為本申請一部分的摘要使美國專利商標(biāo)局和普通公眾，以及科學(xué)家、工程 師、研究人員和不熟悉專利術(shù)語或法律用語的本領(lǐng)域從業(yè)者通過粗略閱讀或查閱能夠快 速確定本發(fā)明的性質(zhì)和總范圍。摘要既不用于限定本發(fā)明(這由權(quán)利要求完成)，也不用 于以任何方式限制本發(fā)明的范圍。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例可以包括一個(gè)、一些或者全部在本發(fā)明權(quán)利要 求中公開、描述和/或列舉的改進(jìn)和/或技術(shù)效果和/或要素。在此對本發(fā)明的某些方面、某些實(shí)施例和某些優(yōu)選特征進(jìn)行闡述。可以使用任 何方面或?qū)嵤├酗@示的方面或特征的任意組合，除非這種方面或特征相互排斥。


可以參考構(gòu)成本說明書一部分的附圖中顯示的實(shí)施例，對上文簡要總結(jié)的本發(fā) 明實(shí)施例進(jìn)行更具體地描述。這些附圖顯示了一些優(yōu)選實(shí)施例并且不用于限制本發(fā)明的 范圍，本發(fā)明可以具有其它等效實(shí)施例或法律上等效的實(shí)施例。圖IA是具有根據(jù)本發(fā)明的單根裝卸系統(tǒng)的根據(jù)本發(fā)明的管件下送系統(tǒng)的前視 圖。圖IB是圖IA所示系統(tǒng)的側(cè)視圖。圖IC是圖IA所示系統(tǒng)的側(cè)視圖。圖ID是圖IA所示系統(tǒng)的透視圖。圖IE是圖IA所示單根裝卸系統(tǒng)的一部分的局部透視圖。圖IF是根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的側(cè)視圖。圖IG是現(xiàn)有技術(shù)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(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的根據(jù)本發(fā)明的方法的一部分的示意圖。圖2B是使用根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的根據(jù)本發(fā)明的方法的一部分的示意圖。
圖2C是使用根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的根據(jù)本發(fā)明的方法的一部分的示意圖。圖2D是使用根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的根據(jù)本發(fā)明的方法的一部分的示意圖。圖2E是使用根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的根據(jù)本發(fā)明的方法的一部分的示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的側(cè)視圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的側(cè)視圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的透視圖。圖5A是圖5所示系統(tǒng)的透視圖。圖5B是圖5所示系統(tǒng)的一部分的透視圖。圖5C是圖5所示系統(tǒng)的局部剖開的側(cè)視圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的透視圖。圖7A是圖5所示系統(tǒng)的卡瓦安放系統(tǒng)的橫截面視圖。圖7B是圖7B所示系統(tǒng)的橫截面視圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的方法中的步驟。圖7C是圖7B所示系統(tǒng)的橫截面視圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的方法中的步驟。圖7D是圖7B所示系統(tǒng)的橫截面視圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的方法中的步驟。圖8A是圖7B所示系統(tǒng)的連接件的頂視圖。圖8B是與根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)一起使用的連接件的頂視圖。圖9A是與根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)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(cè)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(yīng)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(yīng)變元件的橫截面視圖。圖10D是與圖10A所示應(yīng)變元件一起使用的電路圖。圖11是根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的側(cè)視圖。圖12是根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)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(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的前視圖。圖14B是圖14A所示系統(tǒng)的側(cè)視圖。圖14C是圖14A所示系統(tǒng)的頂視圖。圖14D是圖14A所示系統(tǒng)的局部透視圖。圖14E是圖14A所示系統(tǒng)的局部透視圖。圖14F是圖14A所示系統(tǒng)的局部透視圖。圖14G是圖14A所示系統(tǒng)的局部透視圖。圖14H是圖14A所示系統(tǒng)的局部橫截面視圖。圖141是圖14A所示系統(tǒng)的局部橫截面視圖。圖14J是圖141所示系統(tǒng)的一部分的放大圖。圖14K是圖14H所示系統(tǒng)的頂視圖。圖14L是圖14H所示系統(tǒng)的頂視圖。
圖14M是圖14H所示系統(tǒng)的局部橫截面視圖。圖14N是圖14A所示系統(tǒng)的局部橫截面視圖。圖140是圖14N所示系統(tǒng)的一部分的放大圖。圖14P是圖14N所示系統(tǒng)的一部分的放大圖。圖14Q是圖14N所示系統(tǒng)的一部分的放大圖。圖14R是圖14N所示系統(tǒng)的一部分的放大圖。圖14S是圖14A所示系統(tǒng)的局部橫截面?zhèn)纫晥D。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(tǒng)的一部分的透視圖。圖15B是圖14A所示系統(tǒng)的一部分的透視圖。圖15C是圖14A所示系統(tǒng)的一部分的透視圖。圖15D是圖15A所示系統(tǒng)的一部分的放大圖。圖15E是圖15A所示系統(tǒng)的橫截面視圖。圖15F是圖15A所示系統(tǒng)的一部分的放大圖。圖15G是圖15A所示系統(tǒng)的一部分的局部分解透視圖。圖16A是圖14A所示系統(tǒng)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(tǒng)的轉(zhuǎn)節(jié)組件的分解透視圖。圖17B是圖17A所示轉(zhuǎn)節(jié)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(cè)視圖。圖18A是圖14A所示系統(tǒng)的一部分的橫截面視圖。圖18B是圖14A所示系統(tǒng)的一部分的橫截面視圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的方法中 的步驟。圖18C是圖14A所示系統(tǒng)的一部分的橫截面視圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的方法中 在圖18B所示步驟之后的步驟。圖18D是圖14A所示系統(tǒng)的一部分的橫截面視圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的方法中 在圖18C所示步驟之后的步驟。圖19是根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的示意圖。圖20A是圖19所示系統(tǒng)的控制面板的透視圖。圖20B是圖20A所示控制面板的側(cè)視圖。圖20C是圖20A所示控制面板的前視圖。圖20D是圖20A所示控制面板的后視圖。圖21A是用于根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)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(jù)本發(fā)明的服務(wù)環(huán)路支架的側(cè)視圖。圖22是根據(jù)本發(fā)明的控制面板的示意圖。
圖22A是用于根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的液壓回路的示意圖。圖22B是圖22A所示回路的一部分的放大圖。圖22C是圖22A所示回路的一部分的放大圖。圖22D是根據(jù)本發(fā)明的控制面板的示意圖。圖23A是根據(jù)本發(fā)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(jù)本發(fā)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?zhèn)纫晥D。圖23F是圖23A所示組件的示意圖。圖24是與根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中的吊卡相關(guān)的液壓回路的示意圖。圖25是用于根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的液壓回路的示意圖。圖25A是圖25所示回路的一部分的放大圖。圖25B是圖25所示回路的一部分的放大圖。圖25C是圖25所示回路的一部分的放大圖。圖26是用于根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的液壓回路的示意圖。圖26A是圖26所示回路的一部分的放大圖。圖26B是圖26所示回路的一部分的放大圖。圖27A是根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的示意圖。圖27B是圖27A所示系統(tǒng)的一部分的側(cè)視圖。圖27C是圖27B所示系統(tǒng)的岐管的透視圖。圖27D是圖27A所示系統(tǒng)的觸摸屏系統(tǒng)的側(cè)視圖。圖27E是圖27D所示系統(tǒng)的觸摸屏設(shè)備的透視圖。圖27F示意性地顯示了圖27E所示設(shè)備的一部分。本發(fā)明目前優(yōu)選的實(shí)施例在附圖中進(jìn)行了顯示并且在下文進(jìn)行了詳細(xì)描述。本 發(fā)明實(shí)施例的各個(gè)方面和特征在下文進(jìn)行了詳細(xì)描述并且其中一部分在從屬權(quán)利要求中 進(jìn)行了闡述?？梢允褂孟挛脑敿?xì)描述并且在從屬權(quán)利要求中顯示的方面和/或特征的任 意組合，除非這些方面和/或特征互相排斥。應(yīng)當(dāng)理解，所附附圖和說明是優(yōu)選實(shí)施例 并且不用于限制本發(fā)明或所附權(quán)利要求。相反，本發(fā)明涵蓋落入由所附權(quán)利要求限定的 本發(fā)明精神和范圍之內(nèi)的所有變形、等效方案和可選方案。在顯示和描述優(yōu)選實(shí)施例 時(shí)，使用相似或相同的參考數(shù)字表示相同或相似的元件。附圖不必按比例繪制，為了清 楚簡明，附圖中的某些特征和某些視圖可以放大顯示或示意顯示。當(dāng)在這里和本專利的所有不同部分(和標(biāo)題)使用時(shí)，術(shù)語“發(fā)明”、“本發(fā) 明”及其變形表示一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，不表示任何特定的權(quán)利要求或所有權(quán)利要求中要 求保護(hù)的發(fā)明。因此，這類參考的主題或?qū)ｎ}不自動(dòng)或必要地構(gòu)成任何特定權(quán)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?qū)α?，這里所公開的任何實(shí)施例的 任何方面或特征或者方面或特征的組合可以在這里公開的任何其它實(shí)施例中使用。
具體實(shí)施例方式下面對提交本專利時(shí)優(yōu)選的本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行描述。圖1A-1D顯示了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)10，其包括管件下送工具系統(tǒng)20;驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 30(如圖1A、1D中示意性所示，例如但不限于頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng))；和根據(jù)本發(fā)明的單根裝 卸系統(tǒng)50。管件下送系統(tǒng)20可以是任何適當(dāng)?shù)囊阎芗滤凸ぞ咴O(shè)備，并且在一個(gè)特定 方面是套管下送工具系統(tǒng)，例如但不限于從本發(fā)明擁有人的National OilwellVarco購得的 已知套管下送工具M(jìn)odel CRT 14。在一個(gè)特定方面，系統(tǒng)20是根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)(這里 公開的任何系統(tǒng))。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)30(適用于本發(fā)明公開的任何系統(tǒng))可以是任何適當(dāng)?shù)囊阎敳框?qū)動(dòng)系 統(tǒng)或動(dòng)力水龍頭系統(tǒng)，它們可以使可連接到鉆架D上的管件旋轉(zhuǎn)。可選地，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可 以與上部IBOP(鉆桿內(nèi)防噴器)U和下部IBOPL—起使用。在一個(gè)方面，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是 NationalOilwell Varco TDS 11 500 噸系統(tǒng)。單根裝卸系統(tǒng)50具有帶兩個(gè)隔開的橫梁51、52的底座53，所述橫梁由橫向構(gòu)件 54連接。每個(gè)橫梁51、52樞轉(zhuǎn)連接到從安裝主體(或“轉(zhuǎn)節(jié)組件”)55伸出的相應(yīng)軸 53、54(其可以是穿過安裝主體的單個(gè)軸)上。臂61、62分別可延伸地安裝到橫梁51、 52上。橫梁或臂內(nèi)(以及連接到其上)的缸筒/活塞設(shè)備56 (示意性顯示)使臂61、62 相對于橫梁51、52移動(dòng)。軟管57、58給缸筒/活塞設(shè)備56提供動(dòng)力流體(例如，從鉆 臺(tái)上的典型動(dòng)力流體源)。單根(single joint)吊卡60樞轉(zhuǎn)連接到臂61、62的端部71、72 上?？梢允褂萌魏芜m當(dāng)?shù)囊阎蹩?。在一個(gè)特定方面，吊卡是從National OilwellVarco購 得的Model SJH。根據(jù)本發(fā)明，這種吊卡改進(jìn)成利用閉合反饋系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。在一 個(gè)方面，傾斜系統(tǒng)70使吊卡60進(jìn)行有選擇的受控傾斜。傾斜系統(tǒng)70具有連接在臂61和 吊卡60的主體65之間的活塞-缸筒設(shè)備73。管路66將系統(tǒng)70連接至控制系統(tǒng)CS (圖 1E中示意性顯示)，例如鉆臺(tái)控制系統(tǒng)、TRS (商標(biāo))系統(tǒng)、頂部驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)(例如但 不限于已知的National Oilwell Varco鉆機(jī)的控制站或者獨(dú)立鉆機(jī)的控制系統(tǒng)或控制站，它 們臨時(shí)或永久地安裝在現(xiàn)有鉆臺(tái)控制系統(tǒng)上，或與其一起安裝或安裝到其中)。在一個(gè)實(shí)施例中，樞轉(zhuǎn)缸筒設(shè)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(shè)備56和81、82提供動(dòng)力流體(例如從圖1D示意性顯示的鉆 臺(tái)動(dòng)力源PS)。每個(gè)缸筒設(shè)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?；钊?3、84的伸縮導(dǎo)致臂61、 62相對于下送系統(tǒng)20移動(dòng)。有選擇地，樞轉(zhuǎn)缸筒設(shè)備81、82連接到系統(tǒng)20上或者連接 到位于系統(tǒng)20上方的結(jié)構(gòu)上。有選擇地，只使用一個(gè)樞轉(zhuǎn)缸筒設(shè)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(tǒng)20產(chǎn)生在固定裝置32 (和與其相連的結(jié)構(gòu)) 中的扭矩以及防止系統(tǒng)50與系統(tǒng)20—起旋轉(zhuǎn)。有選擇地，如圖2E所示，銷96(或多個(gè) 銷)從安裝主體55伸入驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)30的對扣喇叭口 39中，從而防止系統(tǒng)50與系統(tǒng)20 — 起旋轉(zhuǎn)。在某些方面，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)50落入位于其上方的頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的寬度范圍內(nèi)。圖1F顯示了與系統(tǒng)10類似的系統(tǒng)10a的另一實(shí)施例，類似的數(shù)字表示類似的部 件。系統(tǒng)10a沒有樞轉(zhuǎn)缸筒設(shè)備81、82。橫梁51、52(圖1F中顯示了一個(gè)；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(jī)械 設(shè)備74朝向和遠(yuǎn)離下送工具系統(tǒng)移動(dòng)，所述機(jī)械設(shè)備使軸53a旋轉(zhuǎn)，所述軸53a是延伸 穿過安裝主體55的單軸，兩個(gè)橫梁都連接到所述安裝主體55上。在一個(gè)特定方面，機(jī) 械設(shè)備74是具有與軸53a相互連接的部分74a、74b的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)設(shè)備(或者兩個(gè)旋轉(zhuǎn)致動(dòng) 設(shè)備，如果每個(gè)橫梁安裝到單獨(dú)的軸，例如軸53、54上)。圖2A-2E顯示了根據(jù)本發(fā)明的一種方法，該方法利用根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)10使位 于井眼W上方的鉆臺(tái)R(例如，典型的鉆臺(tái)系統(tǒng))上的套管移動(dòng)。如圖2A所示，驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)30已經(jīng)下降并且臂61、62已經(jīng)朝向套管C的套管段或接頭延伸，所述套管C位于具 有鉆臺(tái)板FR的鉆臺(tái)R的V形門區(qū)域V中。吊卡60鎖定在位于套管C的聯(lián)接器CG下 方的套管C的套管段或接頭上。在對已有鉆孔加套管期間或跟管鉆進(jìn)時(shí)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(tǒng)CS傳送臂61、62的延伸程度； 橫梁51、52相對于系統(tǒng)20的角度；和吊卡60的鎖定狀態(tài)。如圖2B所示，通過在鉆架上抬起系統(tǒng)10使套管C的接頭向上提升。有選擇 地，在上述運(yùn)動(dòng)期間，使用尾索和/或尾臂支撐套管C。在一個(gè)方面，不使用這種繩索 或臂，系統(tǒng)50支撐套管C。如圖2C所示，該根套管C已經(jīng)移動(dòng)到井眼W上方并與套管柱ST成一直線。在 下送工具系統(tǒng)20中通過單根裝卸系統(tǒng)50縮回臂61、62而將聯(lián)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并連 接。系統(tǒng)10隨后下降到使聯(lián)接器CG位于下送工具系統(tǒng)20內(nèi)，使得系統(tǒng)20內(nèi)的夾持卡 瓦29可以安放在該根套管C的主體上而非聯(lián)接器上(參見圖2E，虛線表示聯(lián)接器CG和 卡瓦29)。如下所述的其他系統(tǒng)在某些方法中具有類似的操作步驟。因此，本發(fā)明在一些但不必是全部實(shí)施例中提供了一種管件下送系統(tǒng)，包括用 于使井眼管件移動(dòng)的下送工具系統(tǒng)；連接到所述下送工具系統(tǒng)上的管件裝卸系統(tǒng)；管件 裝卸系統(tǒng)具有兩個(gè)臂，所述兩個(gè)臂包括兩個(gè)隔開的可在長度上延伸并朝向和遠(yuǎn)離下送工 具系統(tǒng)移動(dòng)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(gè)或一 些連接到所述臂上的吊卡，所述吊卡用于可松開地接合相對于下送工具系統(tǒng)移動(dòng)的管 件；管件裝卸系統(tǒng)是單根裝卸系統(tǒng)；由管件裝卸系統(tǒng)裝卸的管件連接到至少一個(gè)附加管 件上；要裝卸的管件連接到兩個(gè)附加的管件上；管件下送系統(tǒng)包括連接到兩個(gè)臂上以有 選擇地接合管件的接合設(shè)備；其中，所述兩個(gè)臂可充分伸長和移動(dòng)以將管件向上移動(dòng)到 下送工具；其中，井眼管件是套管；定位在下送工具系統(tǒng)上方的主體，兩個(gè)臂樞轉(zhuǎn)連接 到所述主體上；連接到兩個(gè)臂上用于使兩個(gè)臂相對于下送工具運(yùn)動(dòng)的樞轉(zhuǎn)設(shè)備；其中， 兩個(gè)臂連接到所述主體上的可移動(dòng)軸設(shè)備上，管件下送系統(tǒng)還包括樞轉(zhuǎn)設(shè)備，所述樞轉(zhuǎn) 設(shè)備包括用于使可移動(dòng)軸設(shè)備旋轉(zhuǎn)以使兩個(gè)臂朝向和遠(yuǎn)離下送工具系統(tǒng)移動(dòng)的旋轉(zhuǎn)設(shè) 備；樞轉(zhuǎn)設(shè)備具有第一端部和第二端部，第一端部可樞轉(zhuǎn)地連接到所述主體上并且與兩 個(gè)臂隔開，第二端部樞轉(zhuǎn)連接到所述兩個(gè)臂上；連接到下送工具系統(tǒng)上并位于其上方的 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；和/或其中，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是用于井眼操作的頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。因此，本發(fā)明在一些但不必是全部實(shí)施例中提供了一種用于下送管件的方法， 所述方法包括利用管件下送系統(tǒng)的接頭接合設(shè)備與管件接合，所述管件下送系統(tǒng)是本發(fā) 明公開的任意下送工具系統(tǒng)；和利用接頭裝卸系統(tǒng)將管件移動(dòng)到下送工具系統(tǒng)。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(gè)或一些其中，管件下送系統(tǒng)的臂可 充分伸長和移動(dòng)到將接頭移動(dòng)到下送工具系統(tǒng)中，和將接頭移動(dòng)到下送工具系統(tǒng)中；其 中，接頭接合設(shè)備是吊卡；其中，管件下送系統(tǒng)包括定位在下送工具系統(tǒng)上方的主體， 兩個(gè)臂樞轉(zhuǎn)連接到所述主體上，以及使所述臂相對于下送工具系統(tǒng)樞轉(zhuǎn)；其中，管件下 送系統(tǒng)還包括連接到下送工具系統(tǒng)上并位于其上方的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；和/或其中，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 是用于井眼操作的頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)10b(與圖1A中的系統(tǒng)10類似，類似的數(shù)字表示 類似的部件)。系統(tǒng)10b具有控制系統(tǒng)22，其與管件下送系統(tǒng)20和鉆臺(tái)控制系統(tǒng)RCS 聯(lián)通。鉆臺(tái)控制系統(tǒng)RCS可以是各種已知的鉆臺(tái)控制系統(tǒng)，包括但不限于從National OilwellVarco 購得的 AMPHION (商標(biāo))系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)22包括與用于接頭裝卸系統(tǒng)50和下送工具系統(tǒng)20的液壓管路、閥 和電路聯(lián)通的控制設(shè)備?？刂葡到y(tǒng)22可以由鉆探工通過控制臺(tái)進(jìn)行控制。系統(tǒng)20和 50的所有功能可以利用控制系統(tǒng)22完成。同樣，所有這些功能可以自動(dòng)完成，例如與 AMPHION (商標(biāo))系統(tǒng)協(xié)同完成或通過控制系統(tǒng)22完成。圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)10c(與圖1A中的系統(tǒng)10類似，類似的數(shù)字表示 類似的部件)。系統(tǒng)10c具有位于下送工具系統(tǒng)26 (例如，與圖1A中的下送工具系統(tǒng)20 或任何已知的下送工具系統(tǒng)類似)上方的裝有測量儀表的短節(jié)24。裝有測量儀表的短節(jié) 24測量下送工具系統(tǒng)20的旋轉(zhuǎn)并且提供以轉(zhuǎn)/分表示該旋轉(zhuǎn)的信號(hào)。裝有測量儀表的短 節(jié)24測量施加到管線接頭上的扭矩。裝有測量儀表的短節(jié)24與控制系統(tǒng)連通并且提供 表示轉(zhuǎn)速和施加扭矩的信號(hào)。圖5-5C顯示了根據(jù)本發(fā)明的工具系統(tǒng)T，其執(zhí)行套管下送工具(例如，用于套 管CA的管段)和(在一個(gè)方面)固井系統(tǒng)的功能。如圖5A所示，系統(tǒng)T具有自動(dòng)液壓 操作的單根裝卸系統(tǒng)1 ；可調(diào)節(jié)的連接件傾斜框架2 ；灌注和循環(huán)工具3 ；用于框架2的 缸筒組件4;和為便于檢修卡瓦系統(tǒng)7中的卡瓦的轉(zhuǎn)鎖結(jié)構(gòu)5。在一個(gè)方面，單根裝卸系 統(tǒng)利用液動(dòng)或氣動(dòng)系統(tǒng)遠(yuǎn)程操作，“安放”信號(hào)由裝卸系統(tǒng)提供給操作人員。在某些方 面，這種系統(tǒng)T取消了扶正對扣臺(tái)(stabbing-board)操作，從而減少了管件的手動(dòng)裝卸； 在某些特定方面，不存在動(dòng)力套管吊鉗操作，取消了工作平臺(tái)。在某些方面，系統(tǒng)T包 括整體式補(bǔ)償器，其降低了由于交錯(cuò)螺紋管件造成的損壞風(fēng)險(xiǎn)。這種系統(tǒng)T確保了套管 可以安放在套管下入深度，能夠?qū)⑻坠芡频降?，灌注、循環(huán)、旋轉(zhuǎn)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這種系統(tǒng)T(因?yàn)樗谝粋€(gè)組件中具有單根吊卡系統(tǒng)、剛性連接件提升和對扣組 件、灌注和循環(huán)工具和補(bǔ)償器)需要裝配的設(shè)備很少。單載荷路徑設(shè)計(jì)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(zhuǎn)和上扣扭矩。當(dāng)下送復(fù)合管柱時(shí)，利用 旋鎖設(shè)計(jì)和插入式托架/卡瓦設(shè)計(jì)(例如，將托架從4.5英寸插到九又八分之五英寸)可 以在短時(shí)間(例如，幾分鐘)內(nèi)改變尺寸。在某些方面，管傳感器與系統(tǒng)T 一起使用以檢測套管聯(lián)接器，使得卡瓦自動(dòng)安 放在正確的位置，確保套管連接完好性。灌注和循環(huán)工具能夠在下送復(fù)合管柱時(shí)快速更換密封和導(dǎo)向元件；避免或防止 昂貴流體泄漏；以及降低環(huán)境問題的風(fēng)險(xiǎn)。在一個(gè)方面，撥盤(catch plate)直接操作灌 注和循環(huán)工具。可選的照相機(jī)系統(tǒng)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(rèn)。在某些方面，由系統(tǒng)T提供給操作人員的絞車停止信號(hào)提示 操作人員系統(tǒng)T下降到其安放卡瓦的正確位置，鉆探工可以/必須通過停止絞車來停止下 降系統(tǒng)T/頂部驅(qū)動(dòng)聯(lián)合裝置。圖5C顯示了系統(tǒng)T，其具有可視的水平梁VB和卡瓦系統(tǒng)7。在某些特定方面， 系統(tǒng)T具有這些規(guī)格和尺寸規(guī)格和尺寸API 8C額定提升負(fù)荷350噸/371M 噸套管尺寸 472〃到95/8〃灌注和循環(huán) 472〃到95/8〃循環(huán)& 灌注(在全程范圍內(nèi)灌注、循環(huán)和回收)最大泥漿循環(huán)壓力 5000pSi/34500KPa 轉(zhuǎn)速 0-20rpm重量 77001bs/3493kg最大下推 力 200001bs/9072kg運(yùn)輸滑移架 符合提升裝置的DnV規(guī)定溫 度范圍 -20°到+40° (攝氏度)最大扭矩 35000ft.lb.CRT主體的直徑 3172〃高度* 1201// (補(bǔ)償器位于中立位置)*累積長度從TDS導(dǎo)向喇叭口 計(jì)圖6顯示根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)100。系統(tǒng)100具有主軸(與本發(fā)明公開的任意系統(tǒng) 的主軸類似)和轉(zhuǎn)節(jié)組件155。主軸是管件下送系統(tǒng)的主要承載部分并且具有將管件重 量從卡瓦和卡瓦主體傳遞給軸的承載肩部(與本發(fā)明公開的任意系統(tǒng)的承載肩部類似)。 轉(zhuǎn)節(jié)組件155是與連接件傾斜系統(tǒng)(與圖1A中的連接件傾斜系統(tǒng)50類似，或者與本發(fā)明 公開的任意系統(tǒng)的連接件傾斜系統(tǒng)類似)相互連接的整體式轉(zhuǎn)節(jié)組件。當(dāng)連接件傾斜系 統(tǒng)夾持管子并且管子旋轉(zhuǎn)時(shí)，整體式轉(zhuǎn)節(jié)組件155使連接件傾斜系統(tǒng)保持靜止。整體式轉(zhuǎn)節(jié)組件155還可以作為油氣田服務(wù)環(huán)路的終端點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的灌注和循環(huán)工具可以整合到系統(tǒng)100中。系統(tǒng)100具有帶水平梁210 (與本發(fā)明公開的任意系統(tǒng)的水平梁類似)的卡瓦安 放系統(tǒng)200，多個(gè)可移動(dòng)卡瓦塊連接到所述水平梁上。橫梁可以看見。在本發(fā)明的范圍 內(nèi)可以使用任何希望數(shù)量的卡瓦塊，例如，兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)。每個(gè)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(zhuǎn)地銷接到水平梁上，另一端217利用穿過孔217a的銷218可樞轉(zhuǎn)地銷接 到相應(yīng)的卡瓦塊上。水平梁連接到提升設(shè)備220 (與本發(fā)明公開的任意系統(tǒng)的提升設(shè)備類似)上。提 升設(shè)備220使水平梁210上升和下降。在根據(jù)本發(fā)明的卡瓦安放系統(tǒng)200的一個(gè)特定方面，存在三個(gè)獨(dú)立的卡瓦塊(例 如，如本發(fā)明公開的任意系統(tǒng)中，具有三個(gè)卡瓦)。在相鄰的卡瓦塊之間沒有連接。三 個(gè)卡瓦塊在上下移動(dòng)時(shí)相對于管子徑向移動(dòng)，而沒有任何切向移動(dòng)。理想地，三個(gè)卡瓦 塊圍繞管子形成圓圈并且給管子施加相等的載荷。因此，在管子由三個(gè)卡瓦塊同時(shí)接合 時(shí)，總體平衡的載荷施加給管子?？赏ㄟ^使頂推塊(代替典型的卡瓦架)滑動(dòng)而將卡瓦 向下推動(dòng)。圖7B-7D顯示了利用具有卡瓦安放系統(tǒng)200的下送工具系統(tǒng)100進(jìn)行根據(jù)本發(fā) 明的卡瓦安放方法中的步驟。如圖7B所示，卡瓦已經(jīng)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(jīng)通過設(shè)備220下降并且卡瓦塊211-213 (顯示了 一個(gè))已經(jīng)向下和徑向向內(nèi)移動(dòng)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(jīng)下降到它們行程允許的最遠(yuǎn)程度并且已經(jīng)穿透管子P，與之接合。
卡瓦塊211-213容納在卡瓦主體222內(nèi)，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可松開地保持在主體孔 236內(nèi)的適當(dāng)位置處。每個(gè)連接件214具有帶頂部把手232和頂部狹槽233的主體231。銷218位于 孔235中。銷216可在狹槽233內(nèi)移動(dòng)。因此，當(dāng)卡瓦塊211-213正從卡瓦主體222的 孔236中提起時(shí)，銷216拉動(dòng)連接件，使得卡瓦塊收起并與管件脫離。當(dāng)卡瓦塊通過連 接件214下降和向下推動(dòng)到與管件接合時(shí)，連接件214到達(dá)其行程的某個(gè)位置，使銷216 在狹槽233中移動(dòng)，連接件214不再向下推動(dòng)銷216，從而不再向下推動(dòng)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(dāng)水平梁210向下移動(dòng)時(shí)， 重力使單個(gè)的卡瓦塊落入卡瓦主體222的孔236中。當(dāng)卡瓦塊接觸管子OD時(shí)，它們停 止向下運(yùn)動(dòng)，直到水平梁210上的下推塊234與所有卡瓦塊211-213接觸并且將全部三個(gè) 卡瓦塊211-213均勻、同時(shí)以及完全軸向地向下推動(dòng)。沒有徑向力作用在卡瓦塊211-213 上。單個(gè)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顯示了用于卡瓦的連接件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(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)(例如，本發(fā)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(nèi)環(huán)1302、滑動(dòng)軸 承1304、外環(huán)1306、應(yīng)變元件1308、滑動(dòng)軸承1312、軸承護(hù)圈1314、和用于應(yīng)變元件 1308的螺栓1309。 內(nèi)環(huán)1302具有貫穿通道1303和鍵槽1305。螺栓1313將護(hù)圈1317 固定在安裝于作用支架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(huán)1306上。球形軸承1316接合應(yīng)變元件1308 (圖10A-10C中用于應(yīng)變元件的連接裝 置 1315)。在某些方面，利用根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)，扭矩通過帶花鍵的軸(未顯示)從頂部驅(qū) 動(dòng)馬達(dá)施加給內(nèi)環(huán)1302的鍵槽1305。內(nèi)環(huán)1302將扭矩傳遞給應(yīng)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(huán)1306。外環(huán)1306將扭矩通過底部法 蘭1307傳遞給下送工具系統(tǒng)(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(yīng)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(jù)本發(fā)明的套管下送工具830的根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)800。系統(tǒng) 800包括頂部驅(qū)動(dòng)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(dǎo)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(zhuǎn)矩反作用框架840(參見圖12、13)，并且可移動(dòng)地連接到導(dǎo) 向梁818上并由其導(dǎo)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(qū)動(dòng)802傳遞給卡瓦組件860 (與如上所述的卡瓦安放系統(tǒng)200類似)中的卡 瓦并由此傳遞給利用工具830下送的套管。過渡接頭用于使軸連接裝置適應(yīng)頂部驅(qū)動(dòng)連 接裝置(或下部IBOP)。套管下送工具830具有接頭裝卸系統(tǒng)836 (例如，與如上所述的系統(tǒng)50類似)。任何適用的已知灌注和循環(huán)工具可以與根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)一起使用；例如，這
16種工具包括用于控制流過系統(tǒng)的泥漿的內(nèi)部球閥。圖14A-14R顯示了與圖6中的系統(tǒng)100類似的下送工具系統(tǒng)300。系統(tǒng)300具有 主軸302，所述主軸302是系統(tǒng)300的主要承載部分并且顯示為連接到頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上， 所述頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括軸TS、下部鉆桿內(nèi)防噴器TB、管子裝卸裝置TP、連接件傾斜設(shè) 備TL和頂部驅(qū)動(dòng)TD (示意性顯示)。過渡接頭TC有助于主軸302連接到下部鉆桿內(nèi)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(tǒng)(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(qū)動(dòng)系統(tǒng)TT的頂部驅(qū)動(dòng)TD傳遞給系統(tǒng)300。具有蓋304的扭矩輔助組件 (torquebackup assembly) 305連接到轉(zhuǎn)節(jié)組件308的固定部分306上，從而防止轉(zhuǎn)節(jié)組件 308的固定部分旋轉(zhuǎn)。扭矩輔助組件305還連接到導(dǎo)向梁GB上，所述導(dǎo)向梁連接到鉆臺(tái) 鉆架(未顯示)上。扭矩框架310將扭矩從頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)TT傳遞給由系統(tǒng)300的卡瓦系統(tǒng)(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從鉆臺(tái)的V 形門區(qū)域提起單根管件(例如，單根套管)并且將管件提升到用于在鉆井中心對扣的豎直 位置。連接件傾斜組件320的臂322的頂部可樞轉(zhuǎn)地連接到轉(zhuǎn)節(jié)組件308上并且通過動(dòng) 力缸筒設(shè)備312可移動(dòng)地連接到臂322和轉(zhuǎn)節(jié)組件308上。每個(gè)臂322包括連接件324， 其將載荷從吊卡330傳遞給臂322，同時(shí)允許吊卡330相對于系統(tǒng)300的下部樞轉(zhuǎn)。連接到支架327 (連接到扭矩框架310上)上的防護(hù)裝置314保護(hù)各個(gè)缸筒、管 路配置和氣動(dòng)閥。岐管316分配用于設(shè)備312的動(dòng)力流體，容納連接件傾斜組件320的 閥，并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(dǎo)向喇叭口”)318有助于管件進(jìn)入卡瓦主體340。底部導(dǎo)向裝 置377 (參見圖18A)位于接收裝置318上方。如圖14D和14E所示，具有三個(gè)補(bǔ)償器組件326a、326b、326c的補(bǔ)償器設(shè)備326 在其下端連接到支架327 (通過花鍵結(jié)構(gòu)連接到扭矩框架310上)和主軸302上。這些補(bǔ) 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(tǒng)300進(jìn)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(gè)動(dòng)力卡瓦缸筒設(shè)備350a、350b和350c，其使卡瓦 374 (如下所述)移動(dòng)以夾緊和松開管件。每個(gè)動(dòng)力卡瓦缸筒設(shè)備350a、350b、350c具有 相應(yīng)的岐管352a、352b、352c,其提供用于軟管、閥、壓力測試接頭配件和用于特定動(dòng) 力卡瓦缸筒設(shè)備的接頭配件的管路配置隔板。每個(gè)動(dòng)力卡瓦缸筒設(shè)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(dòng)時(shí)，三個(gè)動(dòng)力卡瓦和缸筒設(shè)備同時(shí)移動(dòng)，從而使水平梁 360和卡瓦374移動(dòng)到接觸并夾緊系統(tǒng)300內(nèi)的管件或者將其松開。扭矩框架310上的卡口座319用于將卡瓦主體340可松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(yīng)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(jìn)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(yīng)花鍵結(jié)構(gòu)364。扭矩隨后傳遞給卡瓦374。 襯套組件367 (主軸302的部分302b在其內(nèi)部移動(dòng))保持主軸302與扭矩框架310同軸。圖14P是如圖14N所示系統(tǒng)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(tǒng)的一部分的放大圖，顯示了補(bǔ)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(tǒng)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
于灌注和循環(huán)工具370的連接裝置。灌注和循環(huán)工具370具有泥漿閥372，其在管件進(jìn)入 系統(tǒng)時(shí)自動(dòng)打開以在管件插入工具時(shí)給管件(例如，套管)灌注鉆探泥漿，并且在取出管 件時(shí)自動(dòng)關(guān)閉以防止發(fā)生泥漿泄漏?？ㄍ呖刂葡到y(tǒng)包括水平梁360、撥盤組件380、致動(dòng)閥378、動(dòng)力卡瓦缸筒設(shè)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(shí) 移動(dòng)，提供“下推”力以利用來自卡瓦缸筒設(shè)備的作用力使卡瓦374接合在管件上，并 且允許在卡瓦374不在管件上滑移(或發(fā)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(jié)構(gòu)，所述管狀 結(jié)構(gòu)具有套在心軸370c上的同心內(nèi)管380t。角撐板380b使內(nèi)管380t相對于外管380r定 位，并且支撐底板380a。工具370的致動(dòng)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(zhuǎn)節(jié)組件308及其零部件的各個(gè)細(xì) 節(jié)。扭矩輔助組件305包括具有滑動(dòng)構(gòu)件402的滑動(dòng)組件400，所述滑動(dòng)構(gòu)件均連接到 滑動(dòng)臂404上，所述滑動(dòng)臂連接到穩(wěn)定環(huán)406上，所述穩(wěn)定環(huán)利用螺栓408固定到連接 件傾斜組件320的適配環(huán)412上?；瑒?dòng)構(gòu)件允許在鉆架中適應(yīng)不同的導(dǎo)向梁布置，并 且允許適應(yīng)各種頂部驅(qū)動(dòng)扭矩反作用梁。組件305還將樞轉(zhuǎn)臂固定在希望的朝向和方 向。適配環(huán)412利用螺栓422固定在可轉(zhuǎn)動(dòng)軸承412a的一側(cè)上，另一側(cè)用螺栓固定到 連接件傾斜框架414上。固定到位于穩(wěn)定環(huán)406上的安裝架418上的松緊螺旋扣設(shè)備 (Turnbuckleapparatuses) 416允許相對于導(dǎo)向梁GB調(diào)節(jié)滑動(dòng)臂?；瑒?dòng)構(gòu)件402在導(dǎo)向梁GB上進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)(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(shè)備312上并且在軟管斷裂時(shí)防止 連接件傾斜組件320移動(dòng)。載荷保持閥424a(示意性地顯示)防止液壓流體流出缸筒設(shè) 備，除非閥424a接收到控制信號(hào)。支架426在同步移動(dòng)的臂322之間延伸。連接件傾 斜框架414支撐服務(wù)環(huán)路隔板430和用于服務(wù)環(huán)路的連接裝置446 ；并且例如當(dāng)系統(tǒng)處于 水平位置或者位于平面上時(shí)保護(hù)系統(tǒng)的部件。轉(zhuǎn)節(jié)接頭配件438允許缸筒設(shè)備312在不受岐管316和設(shè)備312之間的軟管限制 的情況下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
包括主體414的連接件傾斜轉(zhuǎn)節(jié)440允許多個(gè)壓力回路(例如，八個(gè))在連接件 傾斜組件320和旋轉(zhuǎn)扭矩框架310之間流體連通。連接件傾斜轉(zhuǎn)節(jié)440包括外部主體440j、桿部440a、密封440b、軸承440c、擋 圈440d、蓋板440e和防塵罩440f。桿部440a利用肩部440g定位在主軸302上并且固定 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(jīng)過轉(zhuǎn)節(jié)之前，通過閥440i(圖15A)降低了 進(jìn)氣道歧管316b中的液壓。這會(huì)降低密封上的壓力，從而延長其壽命。隨后利用液壓 增壓器491 (圖14H)將壓力增大到所需工作壓力以提供用于希望操作的足夠動(dòng)力。提升環(huán)442連接到連接件傾斜框架414上。連接到進(jìn)氣道歧管316b上的壓力過 濾器452接收來自服務(wù)環(huán)路的承壓流體并將其輸送到進(jìn)氣道歧管316b。過濾器452可以 防止系統(tǒng)的加壓液壓回路受到顆粒污染。過濾器調(diào)節(jié)器454控制從服務(wù)環(huán)路供給到氣動(dòng) 補(bǔ)償器326a-326c的空氣壓力。進(jìn)氣道歧管316b給系統(tǒng)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(dòng)力缸筒設(shè)備312連接到連接件傾斜框架414上。銷462將設(shè)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(dòng)地接合，從而在維修期間可松開地固定卡口座。潤滑脂嘴479提供用于給卡瓦374注潤滑脂的潤滑口。接收裝置318(或“導(dǎo)向 喇叭口”)利用螺栓476固定到主體340上。螺栓477將底部導(dǎo)向裝置377固定到主體 340上。凹部478是用于減輕重量的可選鑄造空隙。圖16C顯示了用于將閉鎖裝置472固定在適當(dāng)位置的鎖銷474。銷482將銷474 固定在適當(dāng)位置。潤滑脂嘴481用于潤滑閉鎖裝置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(nèi)的內(nèi)部卡瓦座(bowl)通道485中。圖18A顯示了圖14A所示系統(tǒng)的一部分。扭矩框架310容納具有閥378的檢測 閥設(shè)備，所述閥在撥盤組件380鄰近檢測閥設(shè)備378時(shí)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(dòng)力流體導(dǎo)向連接到扭矩框架310上的設(shè)備 350a_350c(例如，參見圖7A、7B中的設(shè)備220的連接裝置)。三個(gè)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(gè) 卡瓦374樞轉(zhuǎn)連接到連接件376 (其與這里公開的任何連接件類似，包括但不限于圖7A、 8A和8B中的連接件)的下端。每個(gè)連接件376的上端樞轉(zhuǎn)連接到水平梁360上。出于 說明目的，圖18A中顯示了沒有連接件376的一個(gè)卡瓦374(圖18A中右側(cè)的卡瓦)。工具370包括泥漿閥372。圖18B-18D顯示了根據(jù)本發(fā)明的方法中的步驟。當(dāng)管件進(jìn)入位于系統(tǒng)300底部的接收裝置或?qū)蚶瓤?318并且在卡瓦主體340 和扭矩框架310內(nèi)部繼續(xù)向上移動(dòng)時(shí)，自動(dòng)執(zhí)行卡瓦374的安放。當(dāng)管件接觸撥盤組件 380時(shí)，開始向上推動(dòng)撥盤組件。撥盤組件380由心軸370c導(dǎo)向，所述心軸不僅引導(dǎo)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(huán)工具。當(dāng)使用工具370時(shí)，撥盤組件380通過螺栓固定到工具致動(dòng)板(圖18A)上，并且在撥盤組件380向 上移動(dòng)時(shí)打開工具370 (打開泥漿閥372)。當(dāng)管件從系統(tǒng)300取出時(shí)，撥盤組件380隨管 件下降，從而封閉工具370并防止或大大減少了泥漿外溢。當(dāng)撥盤進(jìn)一步向上移動(dòng)時(shí)， 它與檢測閥設(shè)備(在一個(gè)方面，檢測閥設(shè)備具有凸輪操作閥378，當(dāng)撥盤通過套管或其它 管件向上推入工具中足夠遠(yuǎn)的距離時(shí)，所述凸輪操作閥能夠由撥盤380p致動(dòng))接觸，所 述檢測閥設(shè)備隨后將液壓流體從岐管352a-352c導(dǎo)向卡瓦缸筒設(shè)備350a_350C，其將水平 梁360和卡瓦374向下推動(dòng)到與管件接觸。當(dāng)卡瓦374已經(jīng)接觸管件時(shí)，水平梁360上的 突起382隨后與卡瓦374的頂部接觸，卡瓦缸筒設(shè)備中的作用力施加給卡瓦374以增大夾 持力并允許通過卡瓦374施加扭矩。桿378c (圖14T)利用U形鉤附接到水平梁360上， 所述桿固定在豎直位置并且由安裝在支架378d中的輥?zhàn)?78e引導(dǎo)。位于支架378d上 的孔中的滾珠378b卡在桿378c和凸輪閥378上的彈簧加載致動(dòng)器378a之間。當(dāng)卡瓦接 近其最終位置時(shí)，水平梁360已經(jīng)將桿378c拉下，并且閥致動(dòng)器378a中的彈簧力將滾珠 378b推入桿中的凹窩378f中。這允許致動(dòng)器378a移動(dòng)閥378以將承壓流體導(dǎo)向增壓器 491，該增壓器增大卡瓦缸筒設(shè)備350中的壓力以進(jìn)一步增大作用在管件上的夾緊力。當(dāng) 卡瓦缸筒設(shè)備中的壓力達(dá)到預(yù)定值時(shí)，它使活塞移動(dòng)以致動(dòng)順序閥，其將中等壓力(大 約800psi)流體導(dǎo)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(jīng)滿足卡瓦成功安放 的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)1)卡瓦處于其最終安放位置，2)卡瓦缸筒設(shè)備中的壓力處于使夾緊力達(dá)到 最大所需的水平。 如圖18A所示，系統(tǒng)300預(yù)位關(guān)閉(armed to close)(當(dāng)操作人員將操作面板(參 見圖19)上的控制閥手柄移動(dòng)到“卡瓦安放”位置時(shí)發(fā)生“預(yù)位關(guān)閉”；此時(shí)，卡瓦還 沒有安放；作為替代，閥378 “預(yù)位”，使得當(dāng)它與撥盤組件380接觸時(shí)，它將液壓流 體導(dǎo)向卡瓦缸筒以安放卡瓦)并且補(bǔ)償器326a-326c處于中間行程(軸302的花鍵部分位 于扭矩框架310的花鍵部分364上)。撥盤組件380位于檢測閥設(shè)備下方，泥漿閥372關(guān) 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(cè)圖18B顯示了管件，例如一段套管C，穿過接收裝置或?qū)蚶瓤?318以及底部 導(dǎo)向裝置377(由于套管周圍的系統(tǒng)下降)進(jìn)入系統(tǒng)。底部導(dǎo)向裝置377為可選的并且在 某些方面是具有貫穿的內(nèi)部通道的圓形管段，所述內(nèi)部通道具有與被下送管件緊密配合 的內(nèi)徑。圖18C顯示了檢測撥盤組件380的檢測閥設(shè)備的閥378，所述撥盤組件已經(jīng)移 動(dòng)到閥378附近。檢測閥378豎直定位在扭矩框架310中，使得當(dāng)撥盤組件380使閥致 動(dòng)時(shí)，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(lián)接器 的損壞，例如，由于將卡瓦安放在管件上的錯(cuò)誤位置處引起的損壞。卡瓦缸筒設(shè)備350a_350c致動(dòng)，并且使水平梁360向下移動(dòng)，使得突起382接觸 卡瓦374的頂部，所述卡瓦繞連接件376樞轉(zhuǎn)到位于突起382下方的位置。進(jìn)一步向下 運(yùn)動(dòng)使卡瓦374移動(dòng)到與套管C的外部接觸。補(bǔ)償器326a-326c仍然處于中間行程(軸 302未相對于花鍵部分364上的扭矩框架302移動(dòng))，泥漿閥372打開，目前由檢測閥設(shè) 備檢測的撥盤組件380處于“高”位置。如圖18D所示，卡瓦374安放在套管C上，補(bǔ)償器326a_326c在軸302相對于扭矩框架310移動(dòng)時(shí)移動(dòng)到其行程末端，隨軸302、工具370和泥漿閥372 —起運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn) 在可以利用頂部驅(qū)動(dòng)對套管C進(jìn)行操作(例如，對扣，旋轉(zhuǎn)和加扭矩)以使下送工具系統(tǒng) 和目前附接上的套管旋轉(zhuǎn)。利用根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的操作不限于這些功 能，并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(zhuǎn)套管柱的 任何操作；例如，使套管柱豎向往復(fù)運(yùn)動(dòng)和/或跟管鉆進(jìn)?？ㄍ?74具有主體374a，所述主體具有四個(gè)隔開的導(dǎo)條374b、374c、374d、 374e?？ㄍ咦?85具有頂部突脊485a，其首先接收并固定在導(dǎo)條374c、374d之間，導(dǎo)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(dāng)卡瓦384朝向 套管C移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)條374b、374c移動(dòng)到鄰近突脊485a的錐形內(nèi)表面485c，導(dǎo)條374d、 374e移動(dòng)到鄰近卡瓦座485的凹部485b的錐形內(nèi)部。錐形表面有助于卡瓦374移動(dòng)到 接觸套管C，當(dāng)卡瓦374抵靠套管C時(shí)，卡瓦374抵靠這些表面可以將它們保持在適當(dāng)位 置。在根據(jù)本發(fā)明的某些方法中，例如圖1E、3和19所示控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)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(dòng)(液壓/氣動(dòng))的。在根 據(jù)本發(fā)明的一種方案，電氣方案中，控制面板與部件、開關(guān)、觸摸屏等一起使用以提供 操作員接口并且通過電纜連接到根據(jù)本發(fā)明的工具上。根據(jù)本發(fā)明的機(jī)械方案利用包含 液壓/氣動(dòng)致動(dòng)器、閥和指示裝置的控制面板并且通過多通道服務(wù)環(huán)路連接到管件下送 工具上?？梢岳幂o助指示面板(本地或遠(yuǎn)程定位)以給鉆探工(例如，參見與鉆探工 相關(guān)的圖19)或其他相關(guān)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(dòng)方式操作。圖19顯示了系統(tǒng)700的總視圖。服務(wù)環(huán)路710 (參見圖19和21A-21C)具有一組布置在基本圓形橫截面中并由保 護(hù)套包裹的不同直徑的液壓和氣動(dòng)軟管712。例如，十根軟管成組構(gòu)成服務(wù)環(huán)路。服務(wù) 環(huán)路710可以具有不同長度以適應(yīng)各種鉆臺(tái)應(yīng)用和鉆架中的豎直位移要求。服務(wù)環(huán)路710 中的每根軟管712在管件下送工具720和控制面板730之間輸送用于特定功能或反饋信號(hào) 的流體。在一個(gè)特定方面，單根軟管712的端部終止于快卸接頭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(cuò)誤連接。服務(wù)環(huán)路710利用一個(gè)、兩個(gè)或以上的環(huán)路吊架711將服務(wù)環(huán)路710定位在鉆架 中，并且將服務(wù)環(huán)路710的端部支撐在管件下送工具720上。這些吊架711附接到位于 鉆架中和/或頂部驅(qū)動(dòng)上的適當(dāng)支架上，從而允許在鉆架中進(jìn)行正確的豎直移動(dòng)，以及 防止與鉆架中的其它鉆臺(tái)設(shè)備發(fā)生纏繞。在一個(gè)特定方面，吊架711制造成具有足夠半 徑的彎曲或“U”形形狀，以允許服務(wù)環(huán)路710的180度彎角，以及不會(huì)因?yàn)檐浌?12上 的過小彎曲半徑而損壞服務(wù)環(huán)路710?？刂泼姘?30提供致動(dòng)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(shè)計(jì)成利用清楚、易讀的標(biāo)記在鉆臺(tái)環(huán)境下容易使用，并且即使在戴手套 的情況下也能容易地進(jìn)行控制。面板730提供下列操作功能、指示裝置以及用于實(shí)現(xiàn)某 些功能的可動(dòng)手柄(“CRT”表示管件下送工具或套管下送工具) 用于CRT卡瓦 打開和卡瓦預(yù)位關(guān)閉的手柄730a 用于單根吊卡打開和吊卡預(yù)位關(guān)閉的手柄730b 用于 卡盤701打開和卡盤關(guān)閉的手柄730c 用于連接件傾斜裝置提升和下降的手柄730d，具有位置保持特征。手柄730d還起動(dòng)連接件傾斜裝置703浮動(dòng)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(jù)由管件施加的外載荷跟隨管件 豎直向上和向下移動(dòng) 選擇所用卡盤701類型的選擇閥730e(有或沒有卡瓦關(guān)閉的反饋信 號(hào)) 用于CRT卡瓦閉合的指示裝置730f 用于卡盤卡瓦閉合的指示裝置730g 用于 單根吊卡閉合的指示裝置730h 用于“停止下降”的指示裝置730i，以便在管件完全進(jìn) 入到CRT中的正確位置時(shí)，告訴鉆探工D使CRT在管件上停止下降 指示氣動(dòng)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 用于 從面板730給CRT提供壓力的液壓隔離閥730m (選擇性地，位于鉸接防護(hù)蓋PC下) 給 操作人員指示“信號(hào)”和“無信號(hào)”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(hào)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(shí)伸展或縮回并且在壓力 去除時(shí)通過彈簧力返回原始位置，或者為能夠旋轉(zhuǎn)并根據(jù)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(shí)通過壓力開關(guān)或其它傳感裝置打開或關(guān)閉的 電燈。面板730安裝在機(jī)架739上，以將面板730定位在用于操作人員0的便利工作高 度處。機(jī)架739還容納和保護(hù)部件，并且提供用于服務(wù)環(huán)路710的安裝和連接點(diǎn)以及液 壓和氣動(dòng)供給管線接頭。面板730可以按照多種方式安裝以與鉆臺(tái)接合；S卩，附接到壁 上，由關(guān)節(jié)臂支撐，獨(dú)立地支撐在鉆臺(tái)上，等等。在一個(gè)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(jī)構(gòu)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(yīng)狹槽中拉出而 解鎖，從而使手柄移動(dòng)。這可以防止由于撞擊面板、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) ”特征以
使手柄相互聯(lián)鎖，并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(dòng)。閥芯運(yùn)動(dòng)打開和關(guān)閉將流體流 導(dǎo)向正確功能的閥的工作端口。在閥芯的相對端安裝有鎖緊套筒，其與閥芯一起軸向移 動(dòng)。鎖緊套筒具有成形開口以容納鎖銷。鎖銷垂直于鎖緊套筒安裝并且穿過鎖緊套筒開 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(dāng)鎖銷沿 一個(gè)方向移動(dòng)時(shí)，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(dòng)。這可以有效阻止閥致動(dòng)并且防止由閥控制的功能起作用。當(dāng)鎖銷沿相反的 方向移動(dòng)時(shí)，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(dòng)。這可以允許閥致動(dòng)和將流體導(dǎo)向選定功能。通過給位于鎖銷的每個(gè)端部處的活塞施加流體壓力來控制鎖銷運(yùn)動(dòng)。彈簧控制 鎖銷的非承壓位置。通過將流體壓力從閥的致動(dòng)端口正確地導(dǎo)向適當(dāng)活塞，閥芯可以 鎖定在特定位置以免移動(dòng)，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，除非另一功能處于特定狀態(tài)。圖23A-23F顯示了根據(jù)本發(fā)明的閥系統(tǒng)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(dòng)。手柄602在控制把手主體605內(nèi)移動(dòng)。閥芯運(yùn)動(dòng)打開和關(guān)閉將流體流導(dǎo)向正確功能的閥系統(tǒng)600的工作端口 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(dòng)。鎖緊套筒608具有成形開口 612、614以容納鎖銷610。鎖銷 610垂直于鎖緊套筒608安裝并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(dāng)鎖銷610沿一 個(gè)方向移動(dòng)時(shí)，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(dòng)。這可以有效阻止閥系統(tǒng)600致動(dòng)并且防止 由閥控制的功能起作用。當(dāng)鎖銷610沿相反的方向移動(dòng)時(shí)，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(dòng)。這可以允許閥致動(dòng)和將流體導(dǎo)向選定功能。通過給位于鎖銷610的每個(gè)端部處的活塞622、624施加流體壓力來控制鎖銷610 的運(yùn)動(dòng)。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(dòng)端口(經(jīng) 具有適當(dāng)管道和軟管的管道接頭)正確地導(dǎo)向適當(dāng)活塞622、624，閥芯604可以鎖定在 特定位置以免移動(dòng)，從而防止由閥芯604控制的功能起作用。當(dāng)控制面板730上的多個(gè) 閥使用閥芯鎖定特征時(shí)，閥芯可以相對于彼此“選通”(或聯(lián)鎖)。閥芯將被鎖定以防 移動(dòng)，防止由其控制的功能起作用，除非其它閥芯處于特定位置。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(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的單根吊卡(例如，吊卡1、60、330、702) — 起使用的根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)650，所述循環(huán)系統(tǒng)給系統(tǒng)控制系統(tǒng)(例如，這里公 開的任何控制系統(tǒng))和/或系統(tǒng)控制面板(例如，控制面板730或730a或者這里公開的 任何控制面板)提供反饋。箱子I中的閥和部件是根據(jù)本發(fā)明的吊卡的部件，箱子II中 的閥和部件是用于根據(jù)本發(fā)明的管件下送系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的一部分。吊卡具有可通過閂 銷缸筒和鉗夾移動(dòng)的閂銷。在一個(gè)方面，閂銷缸筒由彈簧偏壓到起始(閉合)位置，并且是平衡區(qū)域致動(dòng)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(jī)械移位以使吊卡閂銷閉合，并且產(chǎn)生指示閂銷處于閉合位置的信號(hào)。DJ1:三向閥， 其可以通過控制面板手柄機(jī)械移位以使吊卡鉗夾移動(dòng)。PCX:減壓/安全閥(例如，設(shè) 定在750psi設(shè)置值)，其限制來自管線XP中的閥DL1的吊卡閉合反饋信號(hào)。X2:止回 閥。XP:止回閥。XI:止回閥。T:止回閥。SVX:三向順序閥；當(dāng)管線XP中的 壓力升高(例如，1500psi)時(shí)，該閥將使閂銷移動(dòng)到閂銷打開位置，其中，吊卡鉗夾自由 移動(dòng)。CVX:止回閥，其阻斷管線XP中的高壓，并且將吊卡開放回路與吊卡閉合區(qū)段 隔開。過濾器FLP保護(hù)閥DJ1。過濾器FLX保護(hù)閥SVX。在一個(gè)方面，吊卡60(例如，如圖1A所示)和根據(jù)如上所述本發(fā)明的其它系統(tǒng) 所示的其它吊卡可以是如圖1G-1K所示的已知現(xiàn)有技術(shù)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(dòng)的閂銷60b和一對在打開和閉合位置之 間樞轉(zhuǎn)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(dāng)鉗夾閉合時(shí)，閂銷60b由彈性作用力定位以阻止鉗夾旋轉(zhuǎn)，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(dú)的控制管線接頭(參見圖 24)。在一個(gè)方面，控制管線XP連接到位于操作員控制面板730上的調(diào)節(jié)閥730b。在另一個(gè)方面，當(dāng)位于遠(yuǎn)程位置的操作人員通過電信號(hào)操作控制閥SV13時(shí)，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(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。鉗夾定位器60e、鉸鏈銷60f之一延伸以提供用于鉗夾定位器手柄60g 的附接點(diǎn)。手柄60g附接到樞轉(zhuǎn)銷60f上，使得手柄60g與鉗夾定位器60e—起旋轉(zhuǎn)。 當(dāng)鉗夾60d到達(dá)閉合位置時(shí)，鉗夾定位器手柄60g的旋轉(zhuǎn)使其接觸觸發(fā)器活塞60h，所述 觸發(fā)器活塞60h手動(dòng)致動(dòng)定向閥DJ1 (參見圖24)。定向閥DJ1隨后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(jī)械連接到閂銷觸發(fā)器手柄60k上，使得 閂銷缸筒60c的軸向移動(dòng)導(dǎo)致閂銷觸發(fā)器60k的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)閂銷60b和閂銷缸筒60c 處于彈簧偏壓初始(閉合)位置時(shí)，閂銷觸發(fā)器60b手動(dòng)致動(dòng)定向閥DL1。定向閥DL1 隨后使來自定向閥DJ1的承壓流體流入控制管線XP。位于控制管線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?？刂乒芫€XP中的中等壓力 連接到閂銷缸筒60c的伸出側(cè)，從而產(chǎn)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(gè)方面，它使指示裝置730h致動(dòng)，通知操作人員吊卡鉗夾閉合。在另一個(gè)方面，控制管 線XP中的壓力啟動(dòng)電壓開關(guān)，通過電信號(hào)給遠(yuǎn)程位置提供指示。在一個(gè)方面，控制面板730包括流量控制閥FC13(參見圖24)，其一側(cè)連接至 控制管線XP，另一側(cè)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)。由于其結(jié)構(gòu)性質(zhì)，流量控制閥FC13使流過其中的流體產(chǎn)生壓降，從而在控制管線 XP中保持中等壓力。當(dāng)操作人員將控制閥730b(或箱子II中的SV13)轉(zhuǎn)換到“打開”位置時(shí)，處于高 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) 阻止并且流向順序閥SVX(參見圖24)。順序閥SVX具有遠(yuǎn)高于中等壓力水平(750psi) 的致動(dòng)壓力設(shè)定值(1500psi)，使得高壓流體(2000psi)驅(qū)動(dòng)閥SVX，其將高壓流體導(dǎo)向 閂銷缸筒60c的縮回側(cè)。承壓流體用于縮回閂銷缸筒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(cè)上的中等壓力流體，并且將閂銷60b縮回到鉗 夾60d后面。這在吊卡60a從管件上取下時(shí)使鉗夾60d自由旋轉(zhuǎn)到打開位置。閂銷缸筒 60c的縮回運(yùn)動(dòng)使閂銷觸發(fā)器手柄60k移動(dòng)，釋放定向閥DL1上的機(jī)械力以允許閥DL1移 位，從而將作用在閂銷缸筒60c的伸出側(cè)上的壓力釋放到液壓回流T。當(dāng)?shù)蹩◤墓芗?取下時(shí)，鉗夾的旋轉(zhuǎn)使鉗夾定位器60e和鉗夾定位器手柄60g圍繞鉸鏈銷60f旋轉(zhuǎn)，從而 卸去作用在觸發(fā)器活塞60h上的機(jī)械力并允許定向閥DJ1移位，以使流入的承壓流體與液 壓P隔斷。當(dāng)控制閥730b移位到“預(yù)位(armed)”位置時(shí)，它將控制管線XP中的流體導(dǎo) 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(dǎo)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(xiàn)在使閂銷60b和閂銷缸筒60c在鉗夾60d后面伸出，從而將鉗夾60d 保持在打開位置。閥和鉗夾位置處于“預(yù)位”，準(zhǔn)備在吊卡推動(dòng)到管件上時(shí)重復(fù)閉合循 環(huán)。
過濾器篩FLP、FLX去除流體污染物以保護(hù)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處于圍繞套管 CN的位置。圖1J顯示了鉗夾60d卡在套管CN上并且通過閂銷60b固定在適當(dāng)位置。典型地，希望的選通功能是(“SJE”表示單根吊卡) 只有當(dāng)卡盤閉合并 且SJE閉合時(shí)打開CRT 只有當(dāng)CRT閉合時(shí)打開卡盤 只有當(dāng)CRT閉合時(shí)打開SJE可以使用任何適當(dāng)?shù)拈l門組合。同樣，使鎖銷移動(dòng)到非承壓位置的彈簧的尺寸 或位置可以設(shè)置成在活塞不承受壓力時(shí)提供特定的鎖定或開啟狀態(tài)。在一個(gè)方面，控制面板上的按鈕開關(guān)在需要時(shí)可以超馳(overriding)閘門。開關(guān) 由鉸接門覆蓋以防止偶然致動(dòng)。致動(dòng)所述開關(guān)會(huì)同時(shí)超馳所有閘門。CRT和SJE可以使用液壓回路，減少了致動(dòng)CRT中的卡瓦或閉合SJE所需的管 線數(shù)量。這種回路需要三種不同的壓力致動(dòng)卡瓦或吊卡功能和提供閉合反饋信號(hào)。因 此，在一般需要兩根軟管的情況下，只使用一根服務(wù)環(huán)路軟管。高壓打開卡瓦或吊卡， 當(dāng)卡瓦或吊卡“預(yù)位關(guān)閉”時(shí)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(hào)。指示裝置區(qū)分中壓(卡瓦或吊卡閉合)和高壓(卡瓦或吊卡打開)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)系統(tǒng)具有帶液壓回路的控制面板730，所述液壓回路提供用于 各種卡瓦位置的精確反饋信號(hào)。使用定時(shí)缸筒735給控制閥734提供致動(dòng)信號(hào)，所述控 制閥使反饋信號(hào)服務(wù)環(huán)路軟管與反饋指示裝置分開。當(dāng)控制閥734從打開(OPEN)轉(zhuǎn)換 到預(yù)位(ARMED)時(shí)，服務(wù)環(huán)路軟管中的殘余壓力將正常致動(dòng)指示裝置730f或730h，并 且提供幾秒鐘卡瓦或吊卡閉合的誤指示。定時(shí)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(fā)生。當(dāng)定時(shí)缸筒735移動(dòng)通過其全部行程 時(shí)，給隔離控制閥734的致動(dòng)信號(hào)消失，從而允許閥734移位，以使服務(wù)環(huán)路軟管與指示 裝置直接連接。當(dāng)卡瓦安放或吊卡閉合并且指示裝置產(chǎn)生正確指示時(shí)，指示裝置現(xiàn)在可 以讀取服務(wù)環(huán)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(diào)整流入和流 出缸筒735的流體流速而控制定時(shí)缸筒速度。控制面板730使用歧管732減少管線和接頭，并且提供用于服務(wù)環(huán)路接頭730s 以及液壓和氣動(dòng)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污染。選擇閥731安裝在歧管732上以在需要時(shí)停止液壓輸入。 同樣，使用隔離控制閥734隔離來自服務(wù)環(huán)路710以及CRT 720和SJE 702的液壓。岐 管732還提供用于各種檢驗(yàn)接頭配件的安裝位置730m，以允許連接用于調(diào)試目的的壓力 表和檢驗(yàn)設(shè)備。如圖19所示，鉆探工D控制頂部驅(qū)動(dòng)TDS的速度和扭矩，“儀表盤”監(jiān)視器 705提供管件下送工具720的狀態(tài)指示。鉆探工D可以控制管件下送工具720的提升、下 降、旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)動(dòng))和扭矩。鉆探工D接收來自管件下送工具(來自從控制面板730到遙 控監(jiān)視器705的管線705a)的反饋，涉及下送工具停止信號(hào)(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(zhǔn)備對扣到管件，例如套管中)；和通過卡 盤(或旋轉(zhuǎn))進(jìn)行卡瓦安放。管件下送工具操作人員0控制吊卡向外傾斜；吊卡打開并預(yù)位；下送工具卡 瓦；和旋轉(zhuǎn)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(hào)(停止下降)；卡瓦安放；吊卡閉合(開始提升)；和旋轉(zhuǎn)或卡盤卡瓦安放。
液壓動(dòng)力裝置“HPUASSY”提供用于液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的各種功能的液壓動(dòng)力流 體。鉆臺(tái)空氣供給提供用于各種氣動(dòng)功能的承壓空氣。在某些方面，當(dāng)電動(dòng)產(chǎn)品用于控 制面板730上的指示裝置或遙控監(jiān)視器705時(shí)，電能由鉆臺(tái)發(fā)電機(jī)或主電源提供。圖25和25A-25C示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)500，其包括可以用在根據(jù) 本發(fā)明的系統(tǒng)中并與其一起使用的各種部件和液壓回路。液壓/氣動(dòng)轉(zhuǎn)節(jié)(例如，與如上所述的圖17A所示轉(zhuǎn)節(jié)組件155、轉(zhuǎn)節(jié)組件 308和轉(zhuǎn)節(jié)組件440類似)提供從系統(tǒng)的固定部分到旋轉(zhuǎn)部分的流體通道。補(bǔ)償器組件 502 (與如上所述的補(bǔ)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 卸期間作用于管件螺紋上的載荷。氣動(dòng)先導(dǎo)定向閥503在其行程到達(dá)中間行程位置時(shí)有 選擇地切斷給補(bǔ)償器組件502的空氣供給，將系統(tǒng)保持在“開始”位置。具有液壓先導(dǎo)裝置的空氣定向閥504根據(jù)來自操作人員的卡瓦“打開”或卡瓦 “預(yù)位關(guān)閉”命令而引導(dǎo)氣流往返于補(bǔ)償器組件502。放氣閥505限制由于外部施加載
荷產(chǎn)生于補(bǔ)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?？ㄍ吒淄步M件507 (例如，三個(gè)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(shí)施例中的任一卡瓦)豎直運(yùn)動(dòng)以夾緊和松開管 件。液壓增壓器508 (例如，與如上所述的增壓器491類似)通過轉(zhuǎn)節(jié)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(huán)工具的撥盤接觸時(shí)開始卡瓦安放程序并且給控制面板(例如，與如 上所述的控制面板730類似)發(fā)送“停止下降”信號(hào)。凸輪操作定向閥510起動(dòng)增壓器 508以在卡瓦完全安放時(shí)達(dá)到完全卡瓦安放壓力。梭閥511連通和斷開用于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(dòng)。先導(dǎo)開啟止回閥512防止卡瓦在系統(tǒng)承受有害壓力脈動(dòng)時(shí)(例 如，當(dāng)HPU循環(huán)斷斷續(xù)續(xù)時(shí))的某些情況下跌落。彈簧偏壓的兩位閥513根據(jù)來自控制面板的操作人員輸入(選擇“打開”或“預(yù) 位關(guān)閉”)使閥509工作或失效。過濾器篩514防止增壓器508和卡瓦安放反饋回路中 的閥受到污染。兩位三通順序閥515區(qū)分用于卡瓦打開命令的高壓和用于卡瓦安放反饋 信號(hào)的中壓。止回閥516阻止高壓卡瓦打開命令進(jìn)入中壓卡瓦安放反饋回路。兩位三通順序 閥517控制卡瓦安放反饋信號(hào)并且以在預(yù)定卡瓦安放壓力下產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的面積比由機(jī)械活 塞致動(dòng)。兩位式制動(dòng)定向閥518根據(jù)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(yù)位關(guān)閉”模式或者“打開”模式。兩位式液壓先導(dǎo)載荷控制閥519 控制流體流向卡瓦缸筒組件507的下側(cè)，并且在由閥509引導(dǎo)時(shí)，允許流體流向缸筒并且 安放卡瓦。兩位式液壓先導(dǎo)載荷控制閥520控制流體流向卡瓦缸筒組件507的上側(cè)，并 且在由來自控制面板的卡瓦打開命令進(jìn)行流體引導(dǎo)時(shí)，允許流體流向缸筒以打開卡瓦。安全閥521在卡瓦打開時(shí)提供冗余安全釋放特征并且防止在卡瓦缸筒組件507的 上側(cè)形成過大壓力。先導(dǎo)關(guān)閉止回閥522與梭閥511協(xié)同作用以將來自卡瓦缸筒507上側(cè) 的廢棄流體導(dǎo)向下側(cè)(再生)以加快卡瓦安放功能。兩位式液壓先導(dǎo)載荷控制閥523在 卡瓦安放時(shí)保持卡瓦缸筒的卡瓦下側(cè)上的高壓并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(dòng)力消失，先導(dǎo)關(guān)閉止回閥524釋放卡瓦缸筒下側(cè)上的壓力， 防止系統(tǒng)中的壓力存滯，從而防止工具鎖定在管件上?？卓?526控制用于卡瓦向上運(yùn)動(dòng)的流體流動(dòng)?；钊聞?dòng)器527使順序閥517移 動(dòng)和致動(dòng)，從而在卡瓦缸筒設(shè)備中形成高壓時(shí)將中等壓力卡瓦安放反饋信號(hào)導(dǎo)向控制面 板中的指示裝置。檢驗(yàn)接頭配件530提供用于檢驗(yàn)表和其它檢驗(yàn)設(shè)備的連接點(diǎn)。岐管531、532、533(例如，與如上所述的岐管352a_352c類似)提供用于各種 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(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)660，其包括可以用在根據(jù) 本發(fā)明的系統(tǒng)中并與其一起使用的各種部件和液壓回路。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污染?？?氣過濾調(diào)節(jié)器662(與圖15C所示的調(diào)節(jié)器454類似)控制通向補(bǔ)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(zhuǎn)節(jié)組件的流體液壓以延長密封 壽命。卸壓閥664與閥653協(xié)同工作以在工具處于“打開(OPEN)”狀態(tài)時(shí)提供高壓設(shè) 定值，在工具處于“預(yù)位(ARMED)”狀態(tài)時(shí)提供低壓設(shè)定值。進(jìn)口歧管665(與圖15A和15B所示歧管316b類似)包括過濾器661、調(diào)節(jié)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于各種功能。止回閥667防止液壓流體由于系統(tǒng)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(qū)以確保連接件傾斜缸筒在縮回時(shí)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(dòng)應(yīng)用。止回閥670允許液壓流體只沿一個(gè)方向流動(dòng)。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(cè)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桿端，從而在連接件傾斜缸筒處于浮動(dòng)模式時(shí)使其充 滿流體。動(dòng)力缸筒設(shè)備673 (與圖15A所示設(shè)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于設(shè)備673。止回閥675允許液壓流體只沿一個(gè)方向流動(dòng)。先導(dǎo)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(dòng)”。載荷保持閥677 (與如上 所述的閥424a類似)將設(shè)備673保持在適當(dāng)位置，在缸筒控制軟管斷裂時(shí)防止連接件傾 斜臂落下并且限制由外部載荷作用在缸筒封閉端上的壓力。液壓/氣動(dòng)轉(zhuǎn)節(jié)678 (與如上所述的轉(zhuǎn)節(jié)和轉(zhuǎn)節(jié)組件155、308和440類似)提供 從系統(tǒng)的固定部分到旋轉(zhuǎn)部分的流體通道。常開邏輯模塊679控制流體往返于連接件傾斜缸筒的桿側(cè)，從而控制正常伸出/ 縮回功能和浮動(dòng)功能之間的不同要求?？卓?680控制從連接件傾斜缸筒流出的流體速度，以在浮動(dòng)模式下控制連接件 傾斜臂的下降速度?？卓?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(huì)妨礙缸筒完全縮回?？卓?682限制從浮動(dòng)信號(hào)管線流出的流體。檢驗(yàn)接頭配件683提供用于檢驗(yàn)表及其它檢驗(yàn)設(shè)備(未顯示)的連接。止回閥684防止壓力浪涌(例如，儲(chǔ)箱壓力浪涌)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)部分回路。
圖22A、22B和22C示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)900，其可以用在根據(jù)本 發(fā)明的上述系統(tǒng)中并與其一起使用。控制閥901 (與圖22中的閥730d類似)控制根據(jù)本發(fā)明的管件下送系統(tǒng)或根據(jù)本 發(fā)明的“CRT”系統(tǒng)的連接件傾斜臂的“伸出”和“縮回”功能?？刂崎y902(與圖22 中的閥730d類似)控制連接件傾斜臂的“浮動(dòng)”功能?？刂崎y903(與圖22中的閥730d 類似)控制SJH吊卡的“預(yù)位”和“打開”功能?？刂崎y904(與圖22中的閥730f類 似)控制卡瓦的“預(yù)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(dòng)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(dòng)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，用于鎖定鎖 緊套筒和閥芯，例如處于“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，用于松開鎖緊套筒和閥芯，例如允許閥芯移動(dòng)到“打開”位置。手動(dòng)操作裝置909可以手動(dòng)操作以打開閘門組件，例如，進(jìn)行修理或故障檢 查。在一個(gè)方面，操作裝置909連接到由超馳閥906(手動(dòng)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(chǎn)生的反饋信號(hào)而閉合。 梭閥911在“超馳”功能(由閥906執(zhí)行)和從反饋信號(hào)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確定用于來自CRT和SJH功能的壓力反饋信號(hào)的壓力閾值。兩位四通順序閥913將用于SJH和卡盤加壓反饋信號(hào)的“與”功能提供給閘門 組件934。兩位四通順序閥914確定用于卡盤閉合壓力反饋信號(hào)的壓力閾值并且在卡盤受 控“向上(UP)”時(shí)不起作用(“關(guān)閉”)。壓力控制閥915限制用于某些卡盤“卡瓦向上”輸出的輸出壓力。止回閥916 在卡盤“卡瓦向下”致動(dòng)時(shí)提供用于流體流動(dòng)的回流路徑。壓力控制閥917限制用于
“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(dòng)時(shí)提供用于流體流動(dòng)的回流路徑。先導(dǎo)流體安全裝置919與孔口 921協(xié)同工作，在來自CRT/SJH功能的反饋壓力 致動(dòng)時(shí)關(guān)閉，并且在SJH “打開”命令致動(dòng)時(shí)先導(dǎo)“打開”。兩位四通順序閥920在出現(xiàn)來自一種功能的反饋信號(hào)“閉合”時(shí)使指示裝置910 起作用，直到來自定時(shí)缸筒924 (如下所述)的定時(shí)功能完成時(shí)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(xié)同工作以 在存在反饋流體流時(shí)增大壓力，使安全裝置919能夠關(guān)閉并且提供用于“打開”命令的 自由流體流動(dòng)。具有無逆向止回裝置的孔口 922與孔口 923和定時(shí)缸筒924 (與圖22中的定時(shí)缸 筒735類似)協(xié)同工作以提供用于安全裝置919的定時(shí)“打開”先導(dǎo)信號(hào)，從而在從高 壓“打開”命令轉(zhuǎn)變?yōu)榻咏銐毫Α邦A(yù)位關(guān)閉”狀態(tài)時(shí)提供服務(wù)環(huán)路泄壓。三通手動(dòng)操作閥925(與圖22中的閥730e類似)提供用于CRT操作裝置的“或”
28邏輯功能以調(diào)節(jié)CRT控制面板，使得它可以接受不同的卡盤閉合反饋系統(tǒng)?？ūP輸出926是與多種(例如，三個(gè))推薦的卡片類型(例如但不限于National Oilwell Varco卡盤PS 21，F(xiàn)MS 275和FMS 375)的規(guī)格相匹配的各種出口。止回閥927防止流體在液壓停止時(shí)回流。壓力控制閥928限制系統(tǒng)的輸入壓力。 斷流閥929能夠隔離CRT和SJH的手動(dòng)壓力輸入。過濾器930給整個(gè)液壓系統(tǒng)提供防止污染的措施。斷流閥931能夠使主流體流與整個(gè)系統(tǒng)的液壓動(dòng)力源隔離。歧管塊932提供用于各種閥、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并且提供用于閘門組件934的安裝接口。閘門組件934根據(jù)系統(tǒng)各種功能的狀態(tài)使組件933上的操作裝置手柄鎖定和開啟。手動(dòng)操作空氣關(guān)閉閥935能夠隔離從空氣動(dòng)力源到系統(tǒng)的補(bǔ)償器組件的主空氣 流。檢驗(yàn)接頭配件936提供用于檢驗(yàn)表及其它檢驗(yàn)設(shè)備(未顯示)的連接點(diǎn)。圖27A-27F顯示了根據(jù)本發(fā)明的管件下送系統(tǒng)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(tǒng)類似的卡瓦系統(tǒng)和卡瓦安放系統(tǒng)1004。系 統(tǒng)1000包括頂部驅(qū)動(dòng)1006 ；頂部驅(qū)動(dòng)電氣控制系統(tǒng)1008 ；電動(dòng)操作裝置面板1010 ；液 壓和氣動(dòng)軟管1012 ；和電纜1014、1016、1018和1020。連接件傾斜機(jī)構(gòu)1040具有臂 1042。如圖27B和27C所示，工具1002具有帶用于壓力開關(guān)的多芯插頭1022的轉(zhuǎn)節(jié) 1024；螺線管1026;歧管組件1028;壓力開關(guān)1030 (例如多個(gè)；例如在一個(gè)方面，為三 個(gè))；用于螺線管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(yàn)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(dòng)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(tǒng)1000 —起使用的觸摸屏系統(tǒng)1050，具有底座1052和帶電 路接點(diǎn)1056的屏幕系統(tǒng)1054。圖27F顯示了示意性地具有網(wǎng)卡1058和電纜1060的系 統(tǒng) 1054。工具1002的電氣方案按照如前所述的機(jī)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(jī)械方案的液壓控制面板(例如 730),利用螺線管激勵(lì)的定向閥1026代替控制面板的手動(dòng)操作桿控制閥，并且利用電氣 壓力開關(guān)1030感應(yīng)反饋信號(hào)。電磁閥1026和壓力開關(guān)1030安裝在工具1002(參見圖 27B)上，而不是安裝在單獨(dú)的控制面板上。選擇性地，如果希望的話，卡盤控制裝置嵌 入用于操作CRT的計(jì)算機(jī)控制裝置1007或開關(guān)控制裝置中。使用形式為服務(wù)環(huán)路的電 纜1014、1016和/或1018傳送往返于工具1002的螺線管電能和壓力開關(guān)信號(hào)。電纜利 用多芯插頭1022、1032連接到工具1002上，在一個(gè)方面，所述多芯插頭標(biāo)定為在鉆臺(tái)的 危險(xiǎn)環(huán)境中使用。操作員接口 1010包括開關(guān)和指示燈的控制盒或者計(jì)算機(jī)接口觸摸屏面板(例如 1050)。另外，通過將工具控制軟件整合到頂部驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)(例如1007)中或者提供單獨(dú)的計(jì)算機(jī)1009并使其與頂部驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)而將操作員接口整合到頂部驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng) 1008或整個(gè)鉆臺(tái)控制系統(tǒng)中?？刂乒δ芎蜖顟B(tài)指示器包括在頂部驅(qū)動(dòng)控制裝置1008中或 嵌入頂部驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)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(jìn)口歧管組件316b)。歧管組件1028根據(jù)如上所述的手動(dòng)控制面板復(fù)制液壓功能選擇電 路。壓力開關(guān)安裝在位于岐管1028后面的連接件傾斜框架1040上并且通過管路裝置連 接至反饋信號(hào)管線，開關(guān)根據(jù)感應(yīng)壓力關(guān)閉或打開。利用開關(guān)打開或關(guān)閉接通或斷開指 示燈或計(jì)算機(jī)輸入以提供反饋信號(hào)。螺線管的電氣控制和電氣反饋信號(hào)可以直接連接到控制面板1010的開關(guān)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(jì)算機(jī)(1007和/或1009)上并且根據(jù) 來自操作人員的輸入通過軟件邏輯電路進(jìn)行控制。操作人員輸入可以來自與計(jì)算機(jī)輸入 連通的硬連接開關(guān)或者來自觸摸屏面板。同樣，反饋信號(hào)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于由計(jì)算機(jī)軟件控制的輸出的計(jì)算機(jī)輸入上。通過控制動(dòng)力信號(hào)的計(jì)算機(jī)軟件給螺線管1026提供“閘門”或互鎖功能。對 于直接接線應(yīng)用來說，在面板上的控制開關(guān)直接控制螺線管1026的情況下，通過以只有 當(dāng)其它開關(guān)處于特定狀態(tài)時(shí)給設(shè)定開關(guān)提供電能的方式硬連接開關(guān)來實(shí)現(xiàn)閘門功能。所有電氣部件可以在鉆臺(tái)環(huán)境下的危險(xiǎn)區(qū)域中使用。一般地，危險(xiǎn)區(qū)域技術(shù)要 求需要所使用的特殊電氣部件巨大而笨重。為了節(jié)省空間和減少部件數(shù)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(dú)的連接點(diǎn)。利用將電纜“封裝” 成密封套的危險(xiǎn)區(qū)域必要條件將其與外部環(huán)境隔離，多芯電纜可以與多芯插頭連接并且 全部封裝在一起以形成單個(gè)的終端點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)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(gè)的電纜從接線箱連接到單個(gè)螺線管或壓力開關(guān)。這可 以取消接線箱并且節(jié)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(dòng)1026d : SJH吊卡打開(接通螺線管選擇“打開”， 斷開螺線管選擇“預(yù)位關(guān)閉”)1026e: CRT卡瓦打開(接通螺線管選擇“打開”，斷開 螺線管選擇“預(yù)位關(guān)閉”)壓力開關(guān)1023提供下列反饋信號(hào)“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(wù)環(huán)路；螺線管電力電纜 壓力開關(guān)信號(hào)電纜在本發(fā)明的范圍內(nèi)，電氣操作面板1010采取各種形式，例如具有操作開關(guān)和 指示燈的開關(guān)盒連接到具有圖形、開關(guān)功能和指示裝置的計(jì)算機(jī)控制觸摸屏；現(xiàn)有頂部 驅(qū)動(dòng)鉆探工控制臺(tái)的擴(kuò)展，整合有用于每個(gè)螺線管的通/斷開關(guān)和用于每個(gè)壓力開關(guān)的 指示燈；具有用于每個(gè)螺線管的通/斷開關(guān)和用于每個(gè)壓力開關(guān)的指示燈的單個(gè)工具專 用控制臺(tái)；計(jì)算機(jī)控制觸摸屏面板1054，顯示圖形以指示螺線管狀態(tài)、操作人員選擇、 指示裝置狀態(tài)、操作螺線管的虛按鈕或開關(guān)、警告信息等；控制臺(tái)中用于螺線管控制的 實(shí)際開關(guān)和用于指示裝置狀態(tài)、信息、語音報(bào)警等的計(jì)算機(jī)屏幕的組合；單個(gè)的計(jì)算機(jī) 控制系統(tǒng)；以及它可以與現(xiàn)有頂部驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)接合并使用頂部驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)作為 控制基礎(chǔ)。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，頂部驅(qū)動(dòng)電氣控制系統(tǒng)1008為控制頂部驅(qū)動(dòng)的輸入/輸出功能的計(jì)算機(jī)或可編程邏輯控制器(“PLC” )；其可以包括控制硬件和軟件以控制頂 部驅(qū)動(dòng)電機(jī)的速度和扭矩和/或包括用于通向頂部驅(qū)動(dòng)的服務(wù)環(huán)路電纜的接線終端點(diǎn)。 這些可以是用于單獨(dú)的獨(dú)立式工具專用計(jì)算機(jī)的安裝點(diǎn)。在一個(gè)方面，系統(tǒng)1008提供鉆臺(tái)上用于工具電纜的接口點(diǎn)，所述電纜與頂部驅(qū) 動(dòng)電纜和服務(wù)環(huán)路平行延伸；和/或當(dāng)頂部驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)用作工具控制基礎(chǔ)時(shí)，系統(tǒng)1008 可以給頂部驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)提供接口點(diǎn)。在一個(gè)方面，工具輸入/輸出利用編程輸入到頂部驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)中，電氣操作面 板1010與該計(jì)算機(jī)接合。系統(tǒng)1008可以給頂部驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器MC提供接口點(diǎn)，所述頂部驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制 器用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩(用于控制管件接頭上緊和卸開螺紋)和用于讀取、顯示和記 錄頂部驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速(rpm)和扭矩以獲得管件接頭轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)數(shù)和扭矩。電纜(“服務(wù)環(huán)路”)是操作工具電氣功能所需的多束不同電纜，在一個(gè)方面， 包括兩個(gè)電纜束，一個(gè)用于螺線管電力，一個(gè)用于壓力開關(guān)信號(hào)，其與頂部驅(qū)動(dòng)服務(wù)環(huán) 路平行延伸。這些電纜包括給每個(gè)螺線管輸送電力和提供來自每個(gè)壓力開關(guān)的信號(hào)的電 線。使用兩個(gè)電纜束防止電力線和信號(hào)線之間的干涉。在鉆頭環(huán)境下使用插塞接頭提供 快速鉆臺(tái)安裝和鉆臺(tái)拆卸。服務(wù)環(huán)路連接到頂部驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)1008上。提供可選的服 務(wù)環(huán)路1020以直接連接至單個(gè)工具操作面板上的單個(gè)開關(guān)和指示裝置。電纜1018連接頂部驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)和I/O以及控制面板1010，并且在控制面板1010 以及頂部驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)和I/O之間傳送電力和信號(hào)以提供開關(guān)和指示裝置控制。因此，可以看到，這里公開的本發(fā)明及實(shí)施例以及由所附權(quán)利要求覆蓋的技術(shù) 方案適于執(zhí)行本發(fā)明的任務(wù)并獲得所述結(jié)果。在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，可 以對本發(fā)明的主題進(jìn)行某些改變。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，在本發(fā)明范圍內(nèi)可以進(jìn)行改變，還可以 想到，下列任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的每個(gè)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(quán)利要求用于以其所采用的任何形式在法律上盡可能廣義地覆蓋本發(fā) 明。本發(fā)明要求保護(hù)的技術(shù)方案符合35U.S.C.§102規(guī)定的新穎性，并且滿足§102中的 專利性條件。本發(fā)明要求保護(hù)的技術(shù)方案符合35U.S.C. § 103規(guī)定的非顯而易見性，并 且滿足§ 103中的專利性條件。本說明書和權(quán)利要求書符合35U.S.C.§ 112規(guī)定的必要 條件。發(fā)明人可以根據(jù)等效原則確定和考量本發(fā)明及其權(quán)利要求的范圍，它們屬于不顯 著脫離，但超出如下列權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的字面范圍的設(shè)備。本文提及的所有專 利和申請?jiān)诖巳囊胱鳛閰⒖肌Ｉ暾埲嗣鞔_表示不援引35U.S.C.§112，第6段對任意 一項(xiàng)權(quán)利要求進(jìn)行任何限制，除非權(quán)利要求明確將詞語“用于......裝置”和相關(guān)功能一
起使用。在本專利文獻(xiàn)中，詞語“包括”按照無限制的含義表示包括所述詞語之后的項(xiàng) 目，但是不排除未明確提及的項(xiàng)目。由不定冠詞“一”修飾的要素不排除一個(gè)以上要素 的可能性，除非上下文清楚要求有且只有一個(gè)要素。
權(quán)利要求
1.一種管件下送系統(tǒng)，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(gè)隔開的側(cè)部構(gòu)件、 帶底部開口的下半部，并且所述側(cè)部構(gòu)件的頂端連接到所述上半部上，所述側(cè)部構(gòu)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(zhuǎn)設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)， 連接到所述扭矩框架上的卡瓦安放設(shè)備，所述卡瓦安放設(shè)備包括水平梁和多個(gè)卡瓦組件，所述水平梁能夠在所述扭矩框架內(nèi) 移動(dòng)，所述多個(gè)卡瓦組件中的每一個(gè)獨(dú)立且能夠樞轉(zhuǎn)地連接到所述水平梁上，并且 所述卡瓦安放設(shè)備包括連接到所述水平梁上的移動(dòng)設(shè)備，用于移動(dòng)水平梁以使多個(gè) 卡瓦組件相對于穿過所述下半部的底部開口伸出的管件同步移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的管件下送系統(tǒng)，其中， 所述水平梁可從所述扭矩框架外面看見。
3.如權(quán)利要求1所述的管件下送系統(tǒng)，還包括 每個(gè)卡瓦組件利用連接件連接到所述水平梁上，并且每個(gè)連接件具有頂端和底端，每個(gè)頂端能夠樞轉(zhuǎn)地連接到水平梁上，每個(gè)底端能夠 樞轉(zhuǎn)地連接到相應(yīng)的卡瓦組件上。
4.如權(quán)利要求3所述的管件下送系統(tǒng)，其中，當(dāng)卡瓦組件與伸入扭矩框架中的管件接 觸時(shí)，沒有徑向力作用在所述卡瓦組件上。
5.如權(quán)利要求1所述的管件下送系統(tǒng)，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并由水平梁的底部伸出的多個(gè)突起， 所述多個(gè)突起包括與卡瓦組件數(shù)量相等的多個(gè)突起，一個(gè)突起對應(yīng)于一個(gè)卡瓦組件 并位于其上方，并且所述移動(dòng)設(shè)備用于使水平梁向下移動(dòng)，使得每個(gè)突起接觸相應(yīng)的卡瓦組件，并且推 動(dòng)卡瓦組件向下運(yùn)動(dòng)以接觸管件。
6.如權(quán)利要求5所述的管件下送系統(tǒng)，其中，所述移動(dòng)設(shè)備用于使水平梁在所述突起 靠著所述卡瓦組件的情況下移動(dòng)，使得所有卡瓦組件均均勻、同時(shí)地軸向向下移動(dòng)。
7.如權(quán)利要求5所述的管件下送系統(tǒng)，還包括連接到卡瓦安放設(shè)備上的增壓設(shè)備，用于給所述移動(dòng)設(shè)備提供增壓動(dòng)力流體以增強(qiáng) 卡瓦組件與管件的夾緊接合。
8.如權(quán)利要求1所述的管件下送系統(tǒng)，還包括用于控制動(dòng)力流體流向所述移動(dòng)設(shè)備的致動(dòng)設(shè)備，所述致動(dòng)設(shè)備能夠通過與伸入扭 矩框架中的管件相接觸而致動(dòng)，使得當(dāng)發(fā)生所述接觸時(shí)，所述致動(dòng)設(shè)備允許動(dòng)力流體流 向移動(dòng)設(shè)備，以使所述卡瓦組件移動(dòng)到與所述管件接合。
9.如權(quán)利要求1所述的管件下送系統(tǒng)，還包括 所述主軸具有貫穿的流體流動(dòng)通道，灌注和循環(huán)工具，所述灌注和循環(huán)工具連接到所述主軸上并且內(nèi)部具有灌注和循環(huán) 閥設(shè)備，用于有選擇地控制流體從所述主軸穿過所述管件下送系統(tǒng)流入所述管件，和灌注和循環(huán)工具的一部分能夠定位在所述管件內(nèi)。
10.如權(quán)利要求9所述的管件下送系統(tǒng)，還包括所述灌注和循環(huán)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(dòng)通道，位于所述卡瓦安放設(shè)備上方并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(huán) 閥設(shè)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(quán)利要求1所述的管件下送系統(tǒng)，還包括所述卡瓦安放設(shè)備包括連接到所述扭矩框架上并形成其下半部的卡瓦座， 所述卡瓦座具有用于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(dòng)，所述卡瓦座具有頂端，和每個(gè)卡瓦組件具有能夠在移動(dòng)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(quán)利要求11所述的管件下送系統(tǒng)，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(dāng)所述卡瓦組件支撐在所述卡瓦座的頂部上時(shí)，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(quán)利要求12所述的管件下送系統(tǒng)，其中 所述卡瓦座具有卡瓦座凹部，和每個(gè)卡瓦組件具有下部卡瓦突起，每個(gè)下部卡瓦突起能夠在所述卡瓦組件移動(dòng)到與 所述管件接合之前接收在所述卡瓦座凹部內(nèi)。
14.如權(quán)利要求13所述的管件下送系統(tǒng)，其中所述卡瓦座具有帶頂側(cè)肩部表面的下側(cè)肩部，所述頂側(cè)肩部表面限定了所述卡瓦座 凹部的底部，所述下側(cè)肩部具有側(cè)表面，和每個(gè)卡瓦組件的下部卡瓦突起具有能夠在所述卡瓦組件移動(dòng)到與所述管件接合之前 支撐在所述頂側(cè)肩部表面上的最下側(cè)部分。
15.如權(quán)利要求14所述的管件下送系統(tǒng)，其中 所述頂部卡瓦座突起具有側(cè)表面，所述卡瓦組件能夠向下移動(dòng)，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(cè)表面，和所述下部卡瓦突起抵靠所述卡瓦座的下側(cè)肩部的側(cè)表面。
16.如權(quán)利要求11所述的管件下送系統(tǒng)，還包括所述卡瓦座具有位于其底部的接收裝置，所述接收裝置具有接收開口以接收管件和 將管件引導(dǎo)至所述卡瓦座中。
17.如權(quán)利要求1所述的管件下送系統(tǒng)，還包括連接到所述主軸上的頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，用于使扭矩框架和由所述卡瓦組件接合的管件 旋轉(zhuǎn)。
18.如權(quán)利要求1所述的管件下送系統(tǒng)，還包括位于所述扭矩框架上方并且用于給所述移動(dòng)設(shè)備傳送流體的轉(zhuǎn)節(jié)組件， 所述轉(zhuǎn)節(jié)組件包括不旋轉(zhuǎn)部分， 連接到所述不旋轉(zhuǎn)部分上的扭矩輔助組件， 所述扭矩輔助組件可調(diào)節(jié)地連接到使用管件下送系統(tǒng)的鉆臺(tái)上。
19.如權(quán)利要求1所述的管件下送系統(tǒng)，其中所述扭矩框架將扭矩從驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)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(jié)構(gòu)以將提升載荷傳遞給所述主軸。
20.如權(quán)利要求1所述的管件下送系統(tǒng)，還包括 位于所述扭矩框架上方的轉(zhuǎn)節(jié)組件，能夠樞轉(zhuǎn)地連接到所述轉(zhuǎn)節(jié)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(quán)利要求1所述的管件下送系統(tǒng)，還包括連接到所述扭矩框架上的補(bǔ)償器設(shè)備，用于減少對扭矩框架中的管件造成的螺紋損壞。
22.如權(quán)利要求1所述的管件下送系統(tǒng)，還包括 用于容納所述卡瓦組件的卡瓦座，扭矩框架卡口安裝結(jié)構(gòu)，和卡瓦座卡口安裝結(jié)構(gòu)，用于將所述卡瓦座能夠松開地固定到所述扭矩框架卡口安裝 結(jié)構(gòu)上。
23.如權(quán)利要求1所述的管件下送系統(tǒng)，還包括 用于使所述主軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和動(dòng)力水龍頭系統(tǒng)之一。
24.如權(quán)利要求1所述的管件下送系統(tǒng)，還包括 連接到所述下送工具系統(tǒng)上的管件裝卸系統(tǒng)，所述管件裝卸系統(tǒng)具有兩個(gè)臂，其包括兩個(gè)能夠在長度上延伸的間隔布置的可延伸臂，防轉(zhuǎn)設(shè)備，用于有選擇地防止所述管件裝卸系統(tǒng)與所述扭矩框架一起旋轉(zhuǎn)， 能夠樞轉(zhuǎn)地連接到所述臂上的吊卡，用于可松開地接合要移動(dòng)的管件， 連接到所述吊卡和所述兩個(gè)臂中的第一臂上的傾斜系統(tǒng)，用于使所述吊卡相對于所 述臂有選擇地傾斜，和與所述傾斜系統(tǒng)聯(lián)通以控制所述吊卡的控制系統(tǒng)。
25.如權(quán)利要求24所述的管件下送系統(tǒng)，還包括所述控制系統(tǒng)包括臂液壓回路和臂液壓設(shè)備，用于有選擇地限制施加到所述兩個(gè)臂 上的載荷和防止所述傾斜系統(tǒng)過載。
26.如權(quán)利要求1所述的管件下送系統(tǒng)，還包括 位于所述扭矩框架上方的轉(zhuǎn)節(jié)組件，連接到所述轉(zhuǎn)節(jié)組件上的管件裝卸系統(tǒng)，所述管件裝卸系統(tǒng)具有兩個(gè)臂，其包括兩個(gè)可在長度上延伸的間隔布置的可延伸所述兩個(gè)臂中的每個(gè)臂包括第一部分和第二部分，該第一部分的一部分位于第二部 分中，使得兩個(gè)部分能夠相對于彼此伸縮，和位于每個(gè)臂內(nèi)部的動(dòng)力設(shè)備，用于使所述第一部分相對于所述第二部分移動(dòng)。
27.如權(quán)利要求1所述的管件下送系統(tǒng)，還包括用于控制所述管件下送系統(tǒng)的功能的控制系統(tǒng)。
28.如權(quán)利要求27所述的管件下送系統(tǒng)，還包括反饋信號(hào)設(shè)備，用于給所述控制系統(tǒng)提供指示所述卡瓦組件狀態(tài)的反饋信號(hào)。
29.如權(quán)利要求28所述的管件下送系統(tǒng)，還包括所述狀態(tài)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(quán)利要求27所述的管件下送系統(tǒng)，還包括能夠遠(yuǎn)程操作的控制系統(tǒng)。
31.如權(quán)利要求27所述的管件下送系統(tǒng)，還包括減壓液壓設(shè)備，用于降低所述管件下送系統(tǒng)的液壓流體管線中的壓力以減少或消除 信號(hào)傳送延遲。
32.—種用于接合管件的方法，所述方法包括使管件的一部分移動(dòng)到管件下送系統(tǒng)的扭矩框架中，所述管件下送系統(tǒng)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(gè)隔開的側(cè)部構(gòu) 件；帶底部開口的下半部；所述側(cè)部構(gòu)件的頂端連接到所述上半部上，所述側(cè)部構(gòu)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(zhuǎn)設(shè)備 進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；連接到所述扭矩框架上的卡瓦安放設(shè)備，所述卡瓦安放設(shè)備包括水平梁和多 個(gè)卡瓦組件，所述水平梁能夠在所述扭矩框架內(nèi)移動(dòng)，所述多個(gè)卡瓦組件中的每一個(gè)獨(dú) 立且能夠樞轉(zhuǎn)地連接到所述水平梁上，并且所述卡瓦安放設(shè)備包括連接到所述水平梁上 的移動(dòng)設(shè)備，用于移動(dòng)水平梁以使多個(gè)卡瓦組件相對于穿過所述下半部的底部開口伸出 的管件同步移動(dòng)，和使所述多個(gè)卡瓦組件與所述移動(dòng)設(shè)備同步移動(dòng)以接合所述扭矩框架中的管件。
33.一種接合用于井眼操作的管件的卡瓦系統(tǒng)，所述卡瓦系統(tǒng)包括連接到扭矩框架上的卡瓦安放設(shè)備，所述卡瓦安放設(shè)備包括水平梁和多個(gè)卡瓦組件，所述水平梁能夠在所述扭矩框架內(nèi) 移動(dòng)；所述多個(gè)卡瓦組件中的每一個(gè)獨(dú)立且能夠樞轉(zhuǎn)地連接到所述水平梁上，并且所述卡瓦安放設(shè)備包括連接到所述水平梁上的移動(dòng)設(shè)備，用于移動(dòng)水平梁以使多個(gè) 卡瓦組件相對于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(dòng)。
全文摘要
管件下送系統(tǒng)包括扭矩框架；延伸穿過扭矩框架的頂部開口并且通過旋轉(zhuǎn)設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的主軸；連接到所述扭矩框架上并且包括水平梁和多個(gè)卡瓦組件的卡瓦安放設(shè)備，每個(gè)卡瓦組件獨(dú)立且樞轉(zhuǎn)地連接到水平梁上，以及連接到水平梁上用于使卡瓦組件與伸入扭矩框架中的管件同步移動(dòng)的移動(dòng)設(shè)備。本摘要符合規(guī)定，允許研究人員或其他讀者迅速確定技術(shù)公開的主題，并且應(yīng)當(dāng)理解，摘要不用于解釋或限制權(quán)利要求的范圍或含義，37C.F.R.1.72(b)。
文檔編號(hào)E21B19/10GK102016224SQ200880018522
公開日2011年4月13日 申請日期2008年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月28日
發(fā)明者A·D·M·克里嫩, D·B·梅森, D·卡德里尼, J·W·H·范賴因辛根, K·M·威恩, N·德凱澤爾, P·德克爾, R·L·默里, R·米爾德 申請人:國民油井華高有限合伙公司