基于重量的聯(lián)鎖設(shè)備和方法
【專利摘要】描述了一種基于重量的管件聯(lián)鎖設(shè)備，該設(shè)備適于確定管件是否由基于鉆機的起重裝置或輔助夾持裝置以接合方式夾持。該聯(lián)鎖系統(tǒng)適于測量夾持機構(gòu)中的至少一個上的管件負載并適于將該管件負載與預(yù)定負載進行比較以確定該至少一個夾持機構(gòu)是否正夾持管件。該夾持機構(gòu)適于僅當(dāng)管件負載滿足預(yù)定負載時才釋放管件，在管件負載滿足預(yù)定負載時，就相對于夾持機構(gòu)將足以將管件從夾持機構(gòu)釋放的釋放力施加到管件。還描述了使用聯(lián)鎖設(shè)備的方法。
【專利說明】基于重量的聯(lián)鎖設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于確保管件接頭或管柱由基于鉆機的起重裝置和夾持裝置中的至少一個夾持的設(shè)備和方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種聯(lián)鎖系統(tǒng)，所述聯(lián)鎖系統(tǒng)僅在夾持機構(gòu)上的管件負載滿足基于重量的預(yù)定負載時并僅在施加釋放力之后釋放管件接頭或管柱。
【背景技術(shù)】
[0002]在套管下送或上扣/卸扣操作(makeup/breakout)期間,頂驅(qū)和鉆機平臺裝置必須一前一后地工作以確保安全的套管下送，即，在套管組裝或拆卸期間的任何給定時間，頂驅(qū)和鉆機平臺裝置中的至少一個必須接合并夾持管件和管柱。通常，位于鉆機平臺上的操作員通過用手插入或移除卡瓦或利用控制到卡瓦的流體動力的手動操作杠桿來控制頂驅(qū)和平臺裝置，所述卡瓦促使頂驅(qū)和平臺裝置保持管件。在任何給定的時間，操作員能夠由于執(zhí)行錯誤操作(即，移動錯誤的杠桿或不正確地讀取控制、夾持裝置的不正確安裝等)而意外地使管件掉下。能夠在鉆井操作中導(dǎo)致重大損害和延遲。嘗試通過使用附加的聯(lián)鎖系統(tǒng)(參見例如，美國專利6，742，596 ;7，073, 598 ;和美國公布2008/0264648)來提高安全性方面，但是由于諸如來自不正確地保持管件的重量的常規(guī)聯(lián)鎖系統(tǒng)或卡齒的不準(zhǔn)確信號的一種或多種原因，這些嘗試是有缺陷的。
[0003]因此，存在對適于與頂驅(qū)和平臺裝置一起使用以防止管件的意外釋放的聯(lián)鎖系統(tǒng)的需要。因此，存在對防止頂驅(qū)和平臺裝置在管件或管柱未被夾持時脫開管件或管柱的聯(lián)鎖系統(tǒng)的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明涉及一種基于重量的管件聯(lián)鎖設(shè)備，該設(shè)備適于確定管件是否由基于鉆機的起重裝置或夾持裝置以接合方式夾持。該設(shè)備包括:夾持機構(gòu)，該夾持機構(gòu)與起重裝置或鉆機平臺裝置以可操作方式相聯(lián)，該夾持機構(gòu)適于夾持管件從而支撐其重量；以可操作方式連接到所述夾持機構(gòu)的聯(lián)鎖系統(tǒng)，該聯(lián)鎖系統(tǒng)適于測量夾持機構(gòu)上的實際管件負載并將管件負載與預(yù)定負載進行比較以確定夾持機構(gòu)是否正夾持管件。夾持機構(gòu)適于僅在實際管件負載減小到預(yù)定負載以下時釋放管件。優(yōu)選地，該設(shè)備因此進一步適于施加足以將管件從夾持機構(gòu)釋放的釋放力。在一個實施例中，該釋放力相對于夾持機構(gòu)能夠為至少大致，并且更優(yōu)選地完全在管件的軸向上。在一個實施例中，釋放力至少大致，并且選地完全與管件負載相反。
[0005]在一個實施例中，該設(shè)備還包括至少一個平衡機構(gòu)，諸如平衡缸，該平衡機構(gòu)適于提供管件相對于基于鉆機的起重裝置的漸增移動，該漸增移動優(yōu)選是至少大致軸向的，并且更優(yōu)選是完全軸向的。優(yōu)選地，該至少一個平衡機構(gòu)或缸包括液壓缸。該至少一個平衡缸能夠提供釋放力或釋放力的一部分。然而，優(yōu)選地，平衡缸測量管件負載以看一至五個管件是否被夾持，或如果整個管柱被夾持，則測量被夾持的管件負載的存在，或通過缸的位置間接地測量管件負載的存在。
[0006]在另一個實施例中，控制器測量實際負載并計算足夠的釋放力。該釋放力小于釋放實際負載所需的力，但是足以釋放預(yù)定負載。
[0007]一般地，當(dāng)至少第二夾持機構(gòu)以接合方式夾持管件并承載其實際負載的至少大部分時，滿足預(yù)定負載的條件。當(dāng)?shù)谝粖A持機構(gòu)與基于鉆機的起重裝置以可操作方式相聯(lián)時，第二夾持機構(gòu)優(yōu)選與鉆機平臺裝置以可操作方式相聯(lián)。
[0008]在示例性實施例中，聯(lián)鎖系統(tǒng)與夾持機構(gòu)和第二夾持機構(gòu)以電子方式相聯(lián)，并且適于在釋放夾持機構(gòu)和第二夾持機構(gòu)中的一個之前確認(rèn)實際管件負載由夾持機構(gòu)和第二夾持機構(gòu)中的至少另一個以接合方式夾持。
[0009]夾持機構(gòu)上的實際負載可以完全是軸向負載。在另一個實施例中，當(dāng)管件負載落入用以確認(rèn)管件由第二夾持機構(gòu)夾持的容許負載范圍內(nèi)時，管件負載滿足預(yù)定負載。
[0010]在最優(yōu)選的實施例中，聯(lián)鎖系統(tǒng)與夾持機構(gòu)一體地形成，使得不需要傳感器和其它外部裝置。還描述包括本發(fā)明的聯(lián)鎖設(shè)備的鉆機。
[0011]本發(fā)明進一步涉及一種確保管件由基于鉆機的起重裝置或夾持裝置以接合方式夾持的方法。該方法包括:利用與(例如，在CRT和/或鉆機平臺裝置中的)基于鉆機的起重裝置以可操作方式相聯(lián)的夾持機構(gòu)來夾持管件，所述夾持機構(gòu)適于夾持管件從而支撐其重量；測量夾持機構(gòu)上的實際管件負載；將管件負載與預(yù)定負載進行比較；如果有效管件負載不大于預(yù)定負載，則釋放夾持機構(gòu)對管件的接合夾持。在一個實施例中，該方法進一步包括:相對于夾持機構(gòu)向施加到管件釋放力。在另一個實施例中，負載是軸向負載。在又一實施例中，釋放力可以包括軸向分量。
[0012]優(yōu)選地，該方法包括:計算釋放實際負載所需的釋放力。該方法通常包括:將釋放力設(shè)定成小于釋放實際負載所需的力。在一個實施例中，將釋放力設(shè)定成釋放實際負載所需的力的約5%至約60%，使得能夠在負載充分地下降時施加釋放力以從夾持機構(gòu)釋放管件。
[0013]能夠以多種不同的方式施加釋放力。例如，將釋放力在向下方向(即，與管件負載相反)施加到管件，在向下方向上施加到夾持機構(gòu)(優(yōu)選地同時將管件固定在適當(dāng)?shù)奈恢?，或兩者。
[0014]一般地，第二夾持機構(gòu)充分地夾持管件，使得夾持機構(gòu)上的負載不大于預(yù)定負載。夾持機構(gòu)上的負載可以通過任何適當(dāng)?shù)姆椒▉頊y量。例如，能夠通過以可操作方式連接到夾持機構(gòu)的負載傳感器、至少一個平衡缸的位置、至少一個平衡缸上的測量的或計算的力或其任何組合來測量夾持機構(gòu)上的負載。
[0015]本發(fā)明進一步涉及一種禁止或防止在鉆機的操作期間管件的非期望的釋放的方法。該方法包括:利用與基于鉆機的起重裝置以可操作方式相聯(lián)的第一夾持機構(gòu)來夾持管件；測量第一夾持機構(gòu)上的實際負載；計算釋放實際負載所需的力；將釋放力設(shè)定成小于釋放實際負載所需的力；以及相對于夾持機構(gòu)將釋放力施加到管件，不釋放負載，除非第二夾持機構(gòu)充分地夾持負載。
[0016]優(yōu)選地，第二夾持機構(gòu)與鉆機平臺裝置以可操作方式相聯(lián)，并且當(dāng)夾持管件負載時，該第二夾持機構(gòu)減小所述第一夾持機構(gòu)上的負載，使得能夠施加釋放力以將管件從第一夾持機構(gòu)釋放。在一個實施例中，將釋放力設(shè)定成釋放實際負載所需的力的約10%至約90%，使得能夠在負載充分地下降時施加釋放力以從第一夾持機構(gòu)釋放管件。通常，將釋放力在向上方向上施加到管件，在向下方向上施加到夾持機構(gòu)，或兩者。在另一個實施例中，釋放力可以是徑向向內(nèi)或向外的，優(yōu)選地與管件負載的方向相反。
[0017]在一個實施例中，該方法進一步包括:利用第二夾持機構(gòu)充分地夾持管件，使得第一夾持機構(gòu)上的負載不大于預(yù)定負載。
[0018]最后，本發(fā)明涉及一種鉆鑿設(shè)備，該鉆鑿設(shè)備包括:基于鉆機的起重裝置，第一夾持機構(gòu)與該基于鉆機的起重裝置以可操作方式相聯(lián)；與鉆機平臺以可操作方式相聯(lián)的第二夾持機構(gòu)；以及聯(lián)鎖系統(tǒng)，該聯(lián)鎖系統(tǒng)與第一夾持機構(gòu)和第二夾持機構(gòu)一體地形成，該聯(lián)鎖系統(tǒng)適于在釋放第一夾持機構(gòu)和第二夾持機構(gòu)中的一個之前確認(rèn)管件的實際負載由第一夾持機構(gòu)和第二夾持機構(gòu)中的至少另一個以接合方式夾持。第一夾持機構(gòu)和第二夾持機構(gòu)適于僅當(dāng)實際負載滿足預(yù)定負載時才釋放管件，在負載滿足預(yù)定負載時，相對于夾持機構(gòu)將足以將管件從第一夾持機構(gòu)或第二夾持機構(gòu)釋放的釋放力施加到管件。在各種優(yōu)選實施例中，釋放力至少大致地或優(yōu)選地完全軸向地施加；至少大致地或優(yōu)選地完全徑向地施加；或在包括徑向分量和軸向分量兩者的運動中以其組合方式施加。
[0019]在一個實施例中，至少一個平衡缸測量第一夾持機構(gòu)上的負載。在另一個實施例中，釋放力小于釋放實際負載所需的力，但是足以釋放預(yù)定負載。
[0020]本發(fā)明進一步包含一種通過如下步驟禁止或防止管件在鉆機操作期間釋放方法:利用與基于鉆機的起重裝置以可操作方式相聯(lián)的第一夾持機構(gòu)來夾持管件，測量與其以可操作方式相聯(lián)的第二夾持機構(gòu)上的實際負載以確定管件是否被夾持以及施加足以將管件從第一夾持機構(gòu)釋放的釋放力，其中，除非第二夾持機構(gòu)正夾持負載，否則不釋放負載。在一個實施例中，將測量的實際負載與預(yù)設(shè)值進行比較以確認(rèn)第二夾持機構(gòu)正夾持管件。在另一個實施例中，該方法進一步包括:測量第一夾持機構(gòu)上的實際負載；以及在施加釋放力之前，比較第一夾持機構(gòu)和第二夾持機構(gòu)上的測量的實際負載以確定管件正由第二夾持機構(gòu)充分地夾持。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]結(jié)合附圖閱讀以下詳細描述將最好地理解本公開。應(yīng)強調(diào)的是，根據(jù)在工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實踐，不按比例繪制各種特征。事實上，為了討論的清晰，可以隨意增大或縮小各種特征的尺寸。
[0022]圖1是根據(jù)本公開的一個或更多個方面的基于重量的管件聯(lián)鎖設(shè)備的優(yōu)選實施例的圖示；
[0023]圖2A-2D示意根據(jù)本公開的一個或更多個方面的管件上扣處理中的步驟；并且
[0024]圖3示意其中控制器從傳感器接收信號并將信號傳輸?shù)綂A持器的示意圖。
【具體實施方式】
[0025]本發(fā)明最小化人為誤差，并提供最小化或防止管件在井眼中的意外丟失以及會在這樣的情況下發(fā)生的人員和環(huán)境傷害的方法和設(shè)備。本文描述的設(shè)備和方法幫助確保基于鉆機的起重裝置或夾持裝置在夾持被其它夾持裝置釋放之前正夾持管件，并且這優(yōu)選地通過作為附加安全機制的相對于管件在特定方向上所需的額外的釋放力來實現(xiàn)。特別地，根據(jù)本文描述的發(fā)明施加的釋放力從不大到足以釋放實際負載，除非已經(jīng)確定另一個夾持裝置夾持了實際負載的絕大部分或全部，例如檢測到負載被從一個夾持機構(gòu)傳遞到另一個夾持機構(gòu)。因此，甚至還能夠在另一個夾持裝置已經(jīng)夾持管件負載之前施加釋放力，這是因為在其它夾持裝置被確認(rèn)已經(jīng)夾持實際負載的絕大部分或全部之前，管件負載將不釋放。基于鉆機的起重裝置也包括夾持裝置，該夾持裝置能夠與另一夾持裝置相同或不同。雖然根據(jù)本發(fā)明可以使用任何基于鉆機的起重裝置，諸如滑輪絞車或頂驅(qū)，但是本文僅將頂驅(qū)參考為適當(dāng)?shù)幕阢@機的起重裝置的示例。本發(fā)明的特定實施例不需要外部聯(lián)鎖設(shè)備，諸如附接到夾持組件的傳感器，而是替而使用管件的重量來向控制器發(fā)送管件被適當(dāng)?shù)貖A持的信號。這樣的實施例有利地能夠允許本聯(lián)鎖設(shè)備與鉆鑿器械、或用于形成鉆孔或支撐鉆孔的套管下送工具器械一體地形成。
[0026]如本文所使用的，“管件”可以包括單個管件或具有多于一個管件的管柱。為了清晰，“管件”包括單個管件接頭，兩個到五個的多個管件接頭，或多于五個接頭的管柱。示例性管件包括如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員熟知的套管、鉆管、管道和其它井眼管件。
[0027]本申請典型地描述沿一個方向傳遞管件負載，但是應(yīng)理解的是，本文描述的聯(lián)鎖系統(tǒng)和方法同樣還適用于相反的鉆井器械操作。因此，能夠沿相反的方向傳遞管件負載，這將通常需要與本文描述的相反的移動，并且本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將很好地理解這些移動。
[0028]圖1示出適于套管下送和鉆鑿操作的鉆機10。鉆機10包括鉆機平臺20和穿過鉆機平臺20的井眼30，井眼30的中央被命名為鉆井中央。鉆機平臺夾持裝置40 (在鉆機平臺處或與鄰近鉆機平臺)設(shè)置在井眼30周圍或在井眼30內(nèi)以在套管下送或鉆鑿操作的各個階段以夾持方式接合管柱80。
[0029]鉆機10包括定位在鉆機平臺20上方的頂驅(qū)60。在一個實施例中，游動滑車將頂驅(qū)60保持在鉆機平臺20上方，并且可以致使頂驅(qū)60軸向移動。在工業(yè)中用于在操作期間操縱頂驅(qū)的其它技術(shù)和器械是眾所周知的，并且也可以使用用于操縱頂驅(qū)的任何其它這樣的適當(dāng)技術(shù)或裝置。頂驅(qū)60包括馬達，該馬達用于在操作的各個階段(諸如在利用鉆管或套管進行鉆鑿期間，或者在對鉆管進行上扣或卸扣或套管連接等時)使管件50旋轉(zhuǎn)。
[0030]管件夾持機構(gòu)70以可操作方式連接到頂驅(qū)60，并且通常作為布置在頂驅(qū)下方的套管下送工具的部分或與該套管下送工具相聯(lián)直接或以連接方式設(shè)置在頂驅(qū)下方。因此，夾持機構(gòu)70或平臺夾持裝置40可以包括套管下送工具、升降機、扳手頭、或諸如卡瓦或楔型物或夾持管件的任何其它方法的夾緊系統(tǒng)，或作為其部分。夾持機構(gòu)70用來夾持管件50的上部并將扭矩從頂驅(qū)60傳遞到管件50。在一個優(yōu)選實施例中，夾持機構(gòu)70和平臺夾持裝置40各自為包括美國專利7，445，050和7，552，764和美國公布2009/0321064和2011/0147010中描述的一個或更多個特征的裝置，每個專利文件的全部內(nèi)容在此通過明確引用并入本文。另一個示例性夾持組件能夠包括兩個半月形夾具，所述兩個半月形夾具朝彼此取向并向內(nèi)取向到管件的外表面以夾持管件，其中類似于一對井噴防護裝置柱塞那樣(但實際不修改管件形狀并以可釋放的方式)施加壓力。又一個示例性夾持組件可以包括從管件內(nèi)側(cè)朝向管件的兩個或更多個內(nèi)表面向外取向并利用可釋放地施加的力來導(dǎo)致管件的夾持的夾持組件。應(yīng)理解的是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以選擇各自包括一個或更多個夾持部件的任何適當(dāng)?shù)膴A持器或夾持裝置以與本文描述的聯(lián)鎖設(shè)備相聯(lián)地使用。[0031]為了將管件50上扣到管柱80，可以操作頂驅(qū)60提供扭矩以使管件50相對于由平臺夾持裝置40保持的管柱80旋轉(zhuǎn)并使管件50和管柱80螺紋接合。在將管件50連接到管柱80之后，可以使用本文描述的基于重量的聯(lián)鎖系統(tǒng)和方法從平臺夾持裝置40釋放管柱80。
[0032]因此，在螺接之后，優(yōu)選使夾持機構(gòu)70上升以傳遞來自平臺夾持裝置40的管件負載。一旦整個管柱負載由夾持機構(gòu)70夾持，就可以通過頂驅(qū)60或以可操作方式連接的裝置諸如套管下送工具(未示出)使管柱旋轉(zhuǎn)或軸向移動以進一步鉆鑿井眼、下送套管、或其它期望操作。管柱負載然后沿著被添加到管柱80的管件50的長度的絕大部分下降到井眼30中，然后操作平臺夾持裝置40來夾持管柱負載。一旦根據(jù)本發(fā)明的聯(lián)鎖系統(tǒng)確認(rèn)平臺夾持裝置40的適當(dāng)?shù)慕雍希?，足夠的負載從夾持機構(gòu)70傳遞到平臺夾持裝置40，夾持機構(gòu)70就釋放管柱負載，使得頂驅(qū)60和以可操作方式連接的裝置(未示出)能夠上升或者被操縱以便進行進一步操作。
[0033]為了確保每時每刻夾持機構(gòu)70或平臺夾持裝置40中的至少一個夾持管件，設(shè)置聯(lián)鎖系統(tǒng)。該聯(lián)鎖系統(tǒng)在套管下送、鉆鑿、移除套管、或任何其它類似的油田操作過程中的不同點在釋放夾持機構(gòu)70或底板夾持裝置40之前部分地使用管件重量來確定是否是安全的。聯(lián)鎖系統(tǒng)僅在夾持機構(gòu)70或底板夾持裝置40中的至少一個上的管件負載滿足預(yù)定負載時才釋放夾持。在一個實施例中，測量的(或可替代地在全部實例中，根據(jù)測量值計算的)管件負載不得大于讓任一夾持器釋放的預(yù)定負載，這指示待被釋放的夾持器上的負載由其它夾持器保持。在另一個實施例中，負載必須至少為預(yù)定負載以指示被認(rèn)為接合管件的夾持器上的負載大于初始負載。用于稱量管件負載的方法和裝置不是關(guān)鍵的，并且可以使用本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的任何適當(dāng)?shù)闹苯踊蜷g接機構(gòu)。例如，在夾持機構(gòu)70或平臺夾持裝置40處的負載傳感器可以將負載數(shù)據(jù)發(fā)送到控制器，或當(dāng)需要時，可以替代地依賴于在夾持機構(gòu)70或平臺夾持裝置40與它們的以可操作方式連接的裝置之間的負載傳感器來確定管件負載。另一個示例是在一組卡瓦中的一個或更多個卡瓦的底部處用來測量卡瓦上的重量的煎餅式(pancake-style)負載傳感器。在一個實施例中，優(yōu)選使用直接重量測量，諸如負載傳感器，因為這種重量測量比取決于各種因素的間接測量簡單。
[0034]在本發(fā)明的一個方面中，至少一個夾持裝置(即，主夾持裝置)具有測量實際負載的能力，并且至少一個另外的夾持裝置(即，從夾持裝置)從屬于該能夠進行測量的裝置。因此，從裝置能夠從主裝置接收釋放力的大小和釋放的命令，或純粹充當(dāng)不測量重量的裝置。從裝置能夠只接收實際負載的測量值的副本，這能夠加速操作并最小化對讓每個夾持設(shè)備包括負載測量設(shè)備的需要，并且在一個實施例中，甚至避免在從裝置處對另外的控制器的需要。類似的實施例包括使一個負載傳感器適于控制兩個或更多個夾持裝置，所述一個負載傳感器以可操作方式連接到控制器并促進重量或管件負載在夾持機構(gòu)之間的傳遞。
[0035]在本發(fā)明的聯(lián)鎖系統(tǒng)和設(shè)備的另一個替代布置中，兩個負載傳感器可以各自獨立地控制夾持機構(gòu)，類似于以可操作方式連接以用作彼此的雙重檢查機構(gòu)的兩個獨立聯(lián)鎖裝置。例如，負載傳感器測量管柱，并且如果重量被檢測為減小，則我們知道其它東西分擔(dān)了重量并且重量被傳遞到其它地方。負載傳感器能夠在鉆機平臺裝置或頂驅(qū)中，但是在一些情況下優(yōu)選在頂驅(qū)中，這是因為相聯(lián)電子裝置的更準(zhǔn)確的控制。
[0036]通常，控制器將預(yù)定負載與實際管件負載進行比較，并且確定管件負載是否在釋放夾持機構(gòu)或裝置的容許值內(nèi)。如果不在，則夾持機構(gòu)70或平臺夾持裝置40保持鎖定和關(guān)閉，并且控制器可以諸如通過將信號發(fā)送到操作員來發(fā)動補救行動。如果負載和預(yù)定負載值是容許的，則控制器將夾持機構(gòu)70或平臺夾持裝置40鎖定在接合位置中。因此，僅在夾持機構(gòu)70或平臺夾持裝置40中的至少一個保持并夾持管件時實現(xiàn)預(yù)定負載。管件總是被接合，被夾持機構(gòu)70或被平臺夾持裝置40接合。
[0037]在一個實施例中，預(yù)定負載包含確認(rèn)管件被夾持的容許負載的范圍。例如，預(yù)定負載可以是管件的全部負載的約1%至約30%，優(yōu)選地約3%至約20%，并且更優(yōu)選地約5%至約15%?？商娲?，預(yù)定負載可以大于初始負載以表示夾持器接合更長的管件并且因此接合較重的負載。
[0038]為了促進對管柱的增強的操縱控制，并且作為安全措施，聯(lián)鎖設(shè)備和系統(tǒng)優(yōu)選被構(gòu)造成使得必須在管件與夾持機構(gòu)70或平臺夾持裝置40任一者或兩者之間相對地施加釋放力以釋放管件上的夾持。在一個實施例中，沿軸向方向施加釋放力，而在另一個實施例中，沿徑向方向施加釋放力，并且在又一個實施例中，沿軸向和徑向這兩個方向施加釋放力。關(guān)于“軸向”，優(yōu)選意味至少大致或完全沿管件的長度方向。
[0039]釋放力可以以各種方式施加，包括沿向上或向下方向施加到管件，相對于管件沿向下或向上方向施加到夾持機構(gòu)70或平臺夾持裝置40，或同時施加在管件和夾持機構(gòu)或裝置兩者上，或徑向向內(nèi)或向外地施加，或以軸向和徑向的組合的方式施加。在其中釋放力是軸向的實施例中，例如，可以諸如通過外部裝置或通過提升平臺夾持裝置40而將提升力施加到管件，或可替代地，可以使夾持機構(gòu)70相對于管柱100下降(如圖2所示以及下文進一步討論的)，該管柱100通常相對于平臺夾持裝置40保持至少大致固定在適當(dāng)位置。也可以使頂驅(qū)60、與夾持機構(gòu)70或頂驅(qū)60以可操作方式相聯(lián)的任何裝置、或其任何組合隨夾持機構(gòu)70 —起下降?？商娲兀旘?qū)60可以使夾持機構(gòu)70下降并同時提升管件比夾持機構(gòu)70下降的相對更大的量以確保管件從夾持機構(gòu)70釋放和分離。在一個實施例中，平衡缸90在管件上提供向上釋放力。在一個實施例中，釋放力僅具有軸向分量而沒有徑向分量，而在另一個實施例中，釋放力僅具有徑向分量而沒有軸向分量。應(yīng)理解的是，釋放力可以在一個方向(例如，軸向、徑向或兩者)上，但是因此產(chǎn)生的移動可以在不同的方向上。例如，一個或更多個斜面、彈簧、液壓力或液壓缸、或其它相當(dāng)?shù)难b置、或其任何組合可以將軸向力轉(zhuǎn)換成釋放力，該釋放力導(dǎo)致設(shè)備的一部分諸如夾持設(shè)備或管件的軸向和徑向移動以間接地影響夾持設(shè)備。
[0040]在另一個實施例中，對于具有特定重量的管件接頭，用容許釋放力對控制器進行預(yù)編程?？刂破鲗⑨尫帕υO(shè)定在比在管件完全由夾持機構(gòu)70或平臺夾持裝置40保持的情況下釋放管件所需的力更低的水平。因此，比如，夾持機構(gòu)70的夾持將不被釋放，除非且直至平臺夾持裝置40夾持管件為止，在那時，負載和釋放在夾持機構(gòu)70處的實際負載(也稱為“測量負載”)所需的力下降到不超過借助由平臺夾持裝置40保持的大致所有或所有管件重量施加的釋放力。通常將釋放力設(shè)定成釋放全部管件負載所需的力的約10%至約90%，優(yōu)選地約20%至約80%，并且更優(yōu)選地全部管件負載的約30%至約70%，使得當(dāng)例如支撐絕大部分或所有負載的第二夾持機構(gòu)使負載充分地下降時，可以施加釋放力以從夾持機構(gòu)釋放管件。說到“大部分”，通常意味負載的至少一半或者充分的量，其中，如果另一夾持裝置釋放管件或管柱，則第二夾持機構(gòu)將捕捉被傳遞的所有負載，由此承受額外的負載以防止掉落的管件或管柱。雖然可以使用90%以上的釋放力，但是必須小心，因為諸如計算誤差或測量不準(zhǔn)的問題可能導(dǎo)致在另一夾持裝置保持充分的實際管件負載之前釋放。類似地，可以使用10%以下的釋放力，但是必須小心避免摩擦、計算誤差、測量誤差、或類似的問題，使得裝置在無外部干涉的情況下將決不釋放管件。
[0041 ] 為了清晰，闡述示例性實施例。對于重1000磅的管柱，假定需要200磅/平方英寸的預(yù)定負載來釋放夾持器。可以通過液壓裝置諸如泵或活塞來施加該預(yù)定負載，因此能夠基于給定的管件和泵/活塞裝置的其它變量以磅/平方英寸或磅來計算預(yù)定負載。因此，能夠?qū)⑨尫帕υO(shè)定成例如50磅/平方英寸、100磅/平方英寸、150磅/平方英寸或低于預(yù)定負載的不可忽略且有意義的一些其它值。因此，如果操作員在全部1000磅保持在夾持器上時意外地推動釋放按鈕，則釋放力將不足以釋放夾持器。因此，聯(lián)鎖系統(tǒng)和設(shè)備優(yōu)選適于廢除由操作員命令的釋放。然而，當(dāng)?shù)诙A持機構(gòu)正確地夾持管件時，第一夾持器釋放管件重量的絕大部分并且其不再保持全部的1000磅，因此所施加的100磅/平方英寸的釋放力通常非常足以釋放第一夾持器的夾持(即，負載從第一夾持器傳遞到第二夾持機構(gòu))。第一和第二夾持機構(gòu)可以被獨立地選擇為在鉆機平臺中或以可操作方式連接到頂驅(qū)，例如，作為套管下送工具、管件升降機、管件卡瓦等的部分，并且通常一個在鉆機平臺中并且另一個以可操作方式連接到頂驅(qū)。在一個實施例中，聯(lián)鎖系統(tǒng)測量在第二夾持機構(gòu)而非第一夾持機構(gòu)處的管件負載，并與鉆機平臺以可操作方式相聯(lián)。在本發(fā)明的鉆鑿設(shè)備、系統(tǒng)和方法中還可以包括另外的夾持機構(gòu)，諸如具有以可操作方式連接到頂驅(qū)或鉆機平臺的兩個、三個、四個、或更多個夾持設(shè)備。
[0042]控制器可以包括能夠與存儲器、大容量存儲裝置、輸入控制單元和顯示單元一起操作的可編程中央處理單元。另外，控制器可以包括眾所周知的輔助電路，諸如電源、時鐘、緩存、輸入輸出電路等?？刂破鬟m于從其它裝置接收數(shù)據(jù)并適于控制與其連接的裝置。示例性控制器是被構(gòu)造成從頂驅(qū)和鉆機平臺設(shè)備接收關(guān)于夾持機構(gòu)參數(shù)諸如管件負載、旋轉(zhuǎn)和其它操作信息等的數(shù)據(jù)的計算機。當(dāng)然，所述數(shù)據(jù)能夠是以原始數(shù)據(jù)的形式，諸如以磅/平方英寸表示的平衡活塞壓力，其能夠被轉(zhuǎn)換為以磅為單位的管件負載，以用于其它計算、顯示等。說到術(shù)語“控制器”，應(yīng)理解的是，其能夠為單個裝置或多個裝置，所述多個裝置以可操作方式關(guān)聯(lián)以交換信息，以便有效地用作用于進行本文描述的聯(lián)鎖功能的目的的統(tǒng)一控制器。另外，可以使用多個互連控制器，使得一個可以充當(dāng)對另一個的測量的驗證檢查，這能夠幫助發(fā)現(xiàn)不正確的讀數(shù)或有故障的測量裝置。
[0043]在一個實施例中，在(管件接頭到管柱的)上扣期間，平衡缸90被激活以補償由于螺紋接合而引起的軸向距離的改變。在上扣發(fā)生時，平衡缸被向下拉動以允許頂驅(qū)和管柱保持在固定位置中。示例性缸90是活塞和缸組件?；钊透捉M件可以是以液壓方式、氣動方式、或通過本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的任何其它方式致動的。
[0044]缸90為夾持機構(gòu)70提供漸增軸向移動，使得連接的管件接頭保持被牢固地夾持。還可以利用缸90收集關(guān)于夾持機構(gòu)70上的管件負載的另外的信息。缸90能夠被構(gòu)造成幫助測量負載和預(yù)定負載。缸90優(yōu)選地為加壓液壓缸，使得在管段和夾持機構(gòu)在上扣期間被向下拉動時施加到缸的壓力與管件的重量成比例。管件的重量越大，缸90上的壓力成比例地越大，隨后可以使用缸90上的壓力來計算管件的重量。
[0045]還能夠例如通過確定缸90的位置，并且具體地，確定它們的位置的改變來測量管件負載。當(dāng)不支承管件負載時，平衡缸處于中性位置，通常是頂部和底部之間的中間位置。一旦管件被夾持，平衡缸90將下滑到底部(即，伸出)，并且基于管件重量的缸90的下部的(相對于上部的)位置移位的速度可以被測量并被用來間接計算管件的重量。因此，如果平衡缸下落(或伸出)，則存在實際管件負載；如果缸上升(或縮回)，則實際管件負載已經(jīng)減小。隨后，平衡缸位置或相聯(lián)的傳感器能夠向控制器提供輸入以指示重量已經(jīng)被傳遞以及沿哪個方向。這能夠獨立于管件重量的基于位置的確定而使用，或除這樣的基于位置的確定之外另外地使用，以提供偏差校驗?？刂破髂軌蛱娲鼗蛄硗獾販y量施加到液壓流體或其它機構(gòu)以便即使有增加的重量也將保持平衡在相同位置所需的額外的壓力，并且壓力的變化能夠被測量并被用來計算成比例的負載。另外，能夠施加壓力以抵抗實際管件負載使至少一個平衡缸平衡以禁止或防止缸完全延伸以補償被夾持的實際管件負載的重量，并且通過基于所施加的壓力來計算重量而確定實際負載。因此，在這些實施例中，不需要傳感器或外部器械來讓本發(fā)明的聯(lián)鎖系統(tǒng)運行。因此，雖然是間接的基于重量的測量，但是基于位置的測量也可以被認(rèn)為是基于重量的系統(tǒng)。還能夠構(gòu)想并且本發(fā)明包括作為間接的基于重量的系統(tǒng)的其它基于位置的系統(tǒng)。
[0046]現(xiàn)在將更詳細地描述優(yōu)選的操作方法。平臺夾持裝置40最初保持管柱80。參照圖2A，在頂驅(qū)60將管件50螺接到管柱80之前，缸90在管件50上施加輕微的向上力以幾乎或?qū)嶋H上匹配管件的重量，以禁止或防止管件50在下降時撞倒在管柱80的頂部上并損壞管柱80的頂部處的螺紋。頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)并緩慢地下降，直至待被螺接到管柱上的管件的端部與管柱的上端形成接觸為止。頂驅(qū)然后旋轉(zhuǎn)以使管件50和管柱80螺紋接合。參照圖2B，一旦形成連接，頂驅(qū)(或缸，或兩者)能夠稍微向上(未示出)移動以確保一個夾持裝置支撐件管柱重量。在該實施例中，向上移動(未示出)促進重量傳遞到與頂驅(qū)以可操作方式相聯(lián)的夾持裝置。同樣地，當(dāng)將管件重量傳遞到平臺夾持裝置時，在平臺裝置能夠以接合方式夾持以從頂驅(qū)夾持裝置釋放重量之前，優(yōu)選稍微降低管柱。在任一情形中，該輕微的移動可以近似約0.1mm至約100cm，只要其足以傳遞實際管件負載的夾持接合即可。
[0047]管柱100的全部負載現(xiàn)在由夾持機構(gòu)70保持。平臺夾持裝置40現(xiàn)在能夠從管柱100脫離。在一優(yōu)選實施例中，能夠應(yīng)用本發(fā)明的聯(lián)鎖系統(tǒng)來確保夾持機構(gòu)70在平臺夾持裝置40被釋放之前保持管柱100，如上文所提及。然后，缸90能夠適于測量實際負載存在于夾持機構(gòu)70上，并且該數(shù)據(jù)優(yōu)選地被發(fā)送到控制器?？刂破鲗⑨尫艎A持機構(gòu)所需的(例如，基于預(yù)定負載的)釋放力設(shè)定在比釋放所測量的(例如，實際的)負載所需的釋放力小的水平。這樣做是出于安全原因，例如，使得即使在平臺夾持裝置40夾持管柱100之前操作員意外地推動釋放按鈕，管柱100也將保持由夾持機構(gòu)70夾持。這是因為即使施加了釋放力，也將不會發(fā)生釋放，因為不足以實際上釋放夾持裝置，除非足量的實際負載被轉(zhuǎn)移到至少一個另外的夾持裝置并由該至少一個另外的夾持裝置承載。頂驅(qū)60將管柱100下降到井眼中并通過脫離的平臺夾持裝置40。在管柱100的頂部處，平臺夾持裝置40重新接合管柱100。一旦平臺夾持裝置40已經(jīng)充分地保持住管柱100，就沿著長度軸向地、徑向向內(nèi)或向外地、或以上述兩種方式將釋放力施加到其它夾持機構(gòu)70，施加到管柱100。這將管件負載從頂驅(qū)60傳遞到平臺夾持裝置40。
[0048]在一個優(yōu)選實施例中，如在圖2C中看到的，在管柱100還在由平臺夾持裝置40固定的同時，向夾持機構(gòu)70施加向下力。如果夾持機構(gòu)未夾持，則通常不施加釋放力，并且不發(fā)生夾持機構(gòu)70的釋放。當(dāng)管柱100由另一個夾持裝置諸如平臺夾持裝置40正確地保持時，釋放力釋放管柱100與夾持機構(gòu)70的接合，如在圖2D中所看到的，然后，可以使頂驅(qū)60和夾持機構(gòu)70上升，并重復(fù)該過程，或能夠協(xié)調(diào)頂驅(qū)和夾持機構(gòu)70的任何其它適當(dāng)?shù)囊苿右源龠M循環(huán)直至處理將另一個管件段連結(jié)到管柱100。應(yīng)理解的是，就相反的卸扣程序而言，諸如當(dāng)將管件從管柱移除時，該聯(lián)鎖設(shè)備也將起作用，并且實現(xiàn)該相反卸扣功能的設(shè)備、系統(tǒng)和方法也被包括在本文描述的發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。
[0049]圖3描繪其中控制器200接收來自基于重量的傳感器202或基于位置的傳感器205中的至少一個的信號的實施例。該實施例的基于位置的傳感器205通過確定整個設(shè)備是否由于管件負載所施加的重量而已經(jīng)移動來間接地檢測重量。這可以是夾持裝置位置傳感器207、平衡缸位置傳感器210或兩者?？刂破?00處理來自這些源中的一個或更多個的信息，計算釋放力并將由至少一個傳感器202、205測量的實際管件負載與預(yù)定負載進行比較，并且當(dāng)滿足條件時，控制器能夠被構(gòu)造成傳遞重量并釋放將重量傳遞到另一個夾持部件的夾持部件。因此，控制器能夠被構(gòu)造成(I)自動地發(fā)出命令以在第一夾持裝置40和第二夾持機構(gòu)70之間傳遞重量，然后僅在管件負載已經(jīng)下降到不大于預(yù)定負載之后施加釋放力以釋放第一夾持部件；(2)在重量從一處傳遞到另一處通過來自傳感器的輸入信號中的一個檢測到之前，即使當(dāng)操作員發(fā)送釋放命令215時，也不向第一夾持裝置40或第二夾持機構(gòu)70中的任一者施加釋放力；或(3)兩者。
[0050]在另一個實施例中，夾持裝置自身可以是可移動的，并且一體的或另外的傳感器部件能夠檢測夾持裝置自身的位置。因此，當(dāng)夾持器不保持管件時，其將處于中性位置。當(dāng)其實際上被接合并夾持(即，保持管件的充分重量，使得系統(tǒng)能夠確定管件將被保持)時，夾持裝置將處于第二位置中，由于管件的重量，該第二位置通常比第一位置低。當(dāng)然，通過諸如液壓缸、增強器等的動力設(shè)備，重量能夠被布置成致使夾持裝置在夾持重量時上升。無論以哪種方式，夾持裝置的位置的變化能夠用來測量并至少間接地檢測管件的充分的重量已經(jīng)被夾持，然后本文描述的聯(lián)鎖系統(tǒng)能夠脫離至少第二夾持裝置。
[0051]在一個實施例中，該方法包括:僅在管件負載已經(jīng)從夾持機構(gòu)充分地傳遞到第二夾持機構(gòu)之后施加釋放力。在另一個實施例中，在檢測到負載傳遞之后施加全部釋放力，而非僅施加設(shè)計成僅超過預(yù)定釋放力的量的減小的釋放力。在一個實施例中，本發(fā)明包含與夾持機構(gòu)是否與管件接合的檢測無關(guān)地直接或間接檢測實際管件負載的聯(lián)鎖系統(tǒng)、設(shè)備和方法。
[0052]如本文使用的術(shù)語“約”一般應(yīng)被理解為是指數(shù)字范圍中的兩個數(shù)字。此外，本文的所有數(shù)值范圍應(yīng)被理解為包括該范圍內(nèi)的每個整數(shù)。
[0053]如本文使用的每個術(shù)語“正夾持(gripping) ”、“夾持(grip) ”或“被夾持(gripped) ”意味接受并保持實際負載的至少絕大部分或全部。
[0054]雖然在前述說明書中已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是應(yīng)理解的是，本發(fā)明不限于本文公開的特定實施例，而是能夠由本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員中的一個作出若干變型。應(yīng)理解的是，在不偏離由本發(fā)明公開和教示的方法和裝置的情況下，所使用的材料和機械細節(jié)可以稍微不同于本文的說明書或根據(jù)本文的說明書變型。
【權(quán)利要求】
1.一種基于重量的管件聯(lián)鎖設(shè)備，所述設(shè)備適于確定管件是否被基于鉆機的起重裝置或夾持裝置以接合方式夾持，所述設(shè)備包括: 夾持機構(gòu)，所述夾持機構(gòu)與基于鉆機的起重裝置或夾持裝置以可操作方式相聯(lián)，所述基于鉆機的起重裝置或所述夾持裝置適于夾持所述管件從而支撐所述管件的重量；和 以可操作方式連接到所述夾持機構(gòu)的聯(lián)鎖系統(tǒng)，所述聯(lián)鎖系統(tǒng)適于測量所述夾持機構(gòu)上的實際管件負載，并適于將所述管件負載與預(yù)定負載進行比較，以確定所述夾持機構(gòu)是否正夾持所述管件， 其中所述夾持機構(gòu)適于僅當(dāng)所述實際管件負載減小到所述預(yù)定負載以下時才釋放所述管件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述設(shè)備進一步包括至少一個平衡機構(gòu)，所述至少一個平衡機構(gòu)適于提供所述管件的相對于基于鉆機的起重裝置的漸增軸向移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中至少一個平衡機構(gòu)包括至少一個平衡缸。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述至少一個平衡缸測量所述管件負載。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中控制器測量所述實際負載并計算足夠的釋放力。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備進一步被構(gòu)造成以比釋放所述實際負載所需的力小但足以釋放所述預(yù)定負載的量來施加所述釋放力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中當(dāng)至少第二夾持機構(gòu)以接合方式夾持所述管件并承載所述管件的實際負載的至少大部分時，滿足所述預(yù)定負載的條件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中當(dāng)所述夾持機構(gòu)與所述基于鉆機的起重裝置以可操作方式相聯(lián)時，所述第二夾持機構(gòu)與鉆機平臺裝置以可操作方式相聯(lián)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述聯(lián)鎖系統(tǒng)與所述夾持機構(gòu)及所述第二夾持機構(gòu)以電子方式相聯(lián)，并且所述聯(lián)鎖系統(tǒng)適于在釋放所述夾持機構(gòu)和所述第二夾持機構(gòu)中的一個之前確認(rèn)所述實際管件負載被所述夾持機構(gòu)和所述第二夾持機構(gòu)中的至少另一個以接合方式夾持。
10.一種鉆機，所述鉆機包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)鎖設(shè)備。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述實際負載完全是軸向負載，并且所述釋放力包括至少軸向分量。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中當(dāng)所述管件負載落入確認(rèn)所述管件被第二夾持機構(gòu)夾持的容許負載范圍內(nèi)時，所述實際管件負載被減小到所述預(yù)定負載以下。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述聯(lián)鎖系統(tǒng)與所述夾持機構(gòu)一體地形成。
14.一種確保管件由基于鉆機的起重裝置或夾持裝置以接合方式夾持的方法，所述方法包括: 利用與所述基于鉆機的起重裝置以可操作方式相聯(lián)的夾持機構(gòu)夾持管件； 測量所述夾持機構(gòu)上的實際管件負載； 將所述負載與預(yù)定負載進行比較；以及 如果有效管件負載不大于所述預(yù)定負載，則釋放所述夾持機構(gòu)對所述管件的接合夾持。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述負載完全是軸向負載，并且進一步包括釋放力，所述釋放力包括至少軸向分量。
16.權(quán)利要求14所述的方法，所述方法進一步包括計算釋放所述實際負載所需的釋放力。
17.權(quán)利要求16所述的方法，所述方法進一步包括將所述釋放力設(shè)定成小于釋放所述實際負載所需的力。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述釋放力被設(shè)定成釋放所述實際負載所需的力的約10%至90%，使得當(dāng)所述負載被充分地減小時能夠施加所述釋放力以從所述夾持機構(gòu)釋放所述管件。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，進一步包括:將釋放力在軸向上在向上方向上施加到所述管件、在向下方向上施加到所述夾持機構(gòu)，在徑向上向內(nèi)或向外施加釋放力，或以其任何組合的方式施加釋放力。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中第二夾持機構(gòu)充分地夾持所述管件，使得所述夾持機構(gòu)上的負載不大于所述預(yù)定負載。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中以可操作方式連接到所述夾持機構(gòu)的負載傳感器、至少一個平衡缸的位置、測量出的或計算出的在至少一個平衡缸上的力、或其任何組合來測量所述夾持機構(gòu)上的負載。
22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，所述方法進一步包括相對于所述夾持機構(gòu)對所述管件施加釋放力。
23.一種禁止或防止在鉆機的操作期間管件的非期望的釋放的方法，所述方法包括: 利用與基于鉆機的起重裝置以可操作方式相聯(lián)的第一夾持機構(gòu)夾持管件； 測量所述第一夾持機構(gòu)上的實際負載； 計算釋放所述實際負載所需的力； 將釋放力設(shè)定成小于釋放所述實際負載所需的所述力；以及 相對于所述夾持機構(gòu)將所述釋放力施加到所述管件，其中不釋放所述負載，除非第二夾持機構(gòu)充分地夾持所述負載。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中第二夾持機構(gòu)與鉆機平臺裝置以可操作方式相聯(lián)，并且所述第二夾持機構(gòu)減小所述第一夾持機構(gòu)上的負載，使得能夠施加所述釋放力以從所述第一夾持機構(gòu)釋放所述管件。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述釋放力被設(shè)定成釋放所述實際負載所需的所述力的約10%至90%，使得當(dāng)所述負載被充分地減小時，能夠施加所述釋放力以從所述第一夾持機構(gòu)釋放所述管件。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中將所述釋放力在向上方向上施加到所述管件，在向下方向上施加到所述夾持機構(gòu)，或者在向上方向上施加到所述管件并在向下方向上施加到所述夾持機構(gòu)。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，進一步包括利用第二夾持機構(gòu)充分地夾持所述管件，使得所述第一夾持機構(gòu)上的負載不大于所述預(yù)定負載。
28.—種鉆鑿設(shè)備,包括: 基于鉆機的起重裝置，第一夾持機構(gòu)與所述基于鉆機的起重裝置以可操作方式相聯(lián)； 第二夾持機構(gòu)，所述第二夾持機構(gòu)與鉆機平臺以可操作方式相聯(lián)；和 聯(lián)鎖系統(tǒng)，所述聯(lián)鎖系統(tǒng)與所述第一夾持機構(gòu)及所述第二夾持機構(gòu)一體地形成，所述聯(lián)鎖系統(tǒng)適于在釋放所述第一夾持機構(gòu)和所述第二夾持機構(gòu)中的一個之前確認(rèn)管件的負載由所述第一夾持機構(gòu)和所述第二夾持機構(gòu)中的至少另一個以接合方式夾持， 其中所述第一夾持機構(gòu)和所述第二夾持機構(gòu)適于僅當(dāng)所述負載滿足所述預(yù)定負載時釋放所述管件，在所述負載滿足所述預(yù)定負載時，將足以將所述管件從所述第一夾持機構(gòu)或所述第二夾持機構(gòu)釋放的釋放力相對于所述夾持機構(gòu)施加到所述管件。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中至少一個平衡缸測量所述第一夾持機構(gòu)上的負載。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中所述釋放力小于釋放所述實際負載所需的力，但是足以釋放所述預(yù)定負載。
31.一種禁止或防止在鉆機操作期間管件的釋放的方法，所述方法包括: 利用與基于鉆機的起重裝置以可操作方式相聯(lián)的第一夾持機構(gòu)夾持管件； 測量與所述管件以可操作方式相聯(lián)的第二夾持機構(gòu)上的實際負載以確定所述管件是否正被夾持；以及 施加足以將所述管件從所述第一夾持機構(gòu)釋放的釋放力，其中不釋放所述負載，除非所述第二夾持機構(gòu)正夾持所述負載。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中將測量出的所述實際負載與預(yù)設(shè)值進行比較，以確認(rèn)所述第二夾持機構(gòu)正夾持所述管件。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，所述方法進一步包括:測量所述第一夾持機構(gòu)上的實際負載；以及在施加所述釋放力之前比較所述第一夾持機構(gòu)和所述第二夾持機構(gòu)上的測量出的所述實際負載以確定所述管件由所述第二夾持機構(gòu)充分地夾持。
【文檔編號】E21B19/06GK104024560SQ201280056268
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月15日
【發(fā)明者】比特·屈特爾, 約翰·B·帕特森 申請人:坎里格鉆探技術(shù)有限公司