[发明专利]夹紧和断开装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于操作带螺纹的管状部件的设备，以及涉及夹紧带螺纹的管状部件和断开带螺纹的管状部件之间的接头。 

背景技术

钻探过程(特别是在地层中的钻探过程)通常涉及将多个钻杆抬升到位，然后将这些钻杆连接在一起。被连接的钻杆形成钻柱，钻柱的尖端通常为钻头尖。相邻的钻杆之间的连接通常被称为接头。当一个具有阳螺纹的钻杆被旋入与另一个钻杆的阴螺纹啮合时，常常在所述钻杆之间形成接头。通常使用夹紧和断开装置将钻杆之间的接头紧固至最大转矩。在钻探过程中，钻机施加轴向的力并旋转钻柱，这往往导致这些接头变得很紧，可能需要极大的力来断开接头及分离钻杆。 

当从钻孔(在钻探期间产生的孔)中取出钻柱时，可能需要通过将钻柱起出钻孔而取出整柱的钻杆。在这完成时，通常通过旋开相邻钻杆的阳螺纹端和阴螺纹端来断开所述杆的每个接头(目前可能非常紧)。在一些情况下，多个钻杆(通常为约5、10或20英尺)可被连接形成延伸很长距离的柱。这样，单个钻柱可能有几百个接头需要被断开和分离。钻杆通常被紧固至比由钻头所施加的转矩更高的转矩。相应地，接头中可能有类似的高转矩。 

传统上，使用若干方法和相应的装置来断开相邻钻杆的带螺纹端之间的连接。所提出的这些方法和装置中的大多数典型地使用一些形式的带动力的扳钳或类似的工具，以提供断开钻杆之间的螺纹连接所必需的转矩。典型地，通过用一个夹爪保持一个钻杆不动，同时使用另一个夹爪在合适的方向上旋转另一个钻杆来旋接(或旋开)两个钻杆。 

尽管这样的配置能够满足断开接头，不时还会出现困难。例如，许多工具 仅提供固定的或小范围的抓紧直径，使得当从一个直径变成另一个直径时，必需更换夹爪或整个装置。此外，一些工具提供夹爪组之间的固定的轴向距离，使得不能适应更长或更短的螺纹连接。此外，许多工具不能提供钳模具上的接触表面与钻杆之间的足够的摩擦接触，致使钻杆在旋接或旋开时滑动，导致低效率及安全隐患。在钳模具随着时间的推移而磨损时，该问题可能变得更加严重。而滑动自身甚至也能导致钳模具上的磨损。另外，许多现有工具被制造成具有必须经常更换的钳模具，导致在更换钳模具而停止钻探操作时的低效率。 

在更换钳模具时可能出现另一个潜在的困难。例如，在许多系统中，只有在从钻孔中取出整个钻柱后才能更换钳模具。否则没有足够的空间用以更换钳模具。这导致的风险是，整个钻柱可能滑出夹爪并掉回到钻孔中。 

本文中所要求保护的主题并不限于解决任何缺点的或仅在诸如上述那些环境中操作的实施例。相反地，该背景技术仅被提供用以说明一个示例性的技术领域，本文中所述的一些实施例可以在该技术领域内实施。 

发明内容

在至少一个示例中，一种夹爪组件包括具有第一端和第二端的夹爪主体以及限定在夹爪主体中的至少一个插袋。所述插袋包括相对于在第一端和第二端之间的平面成弓形的侧面以及与第二端连通的开口。形成的肩在夹爪主体的第一端上。夹爪主体与该开口连通。夹爪组件还包括具有至少部分弓形形状的、与插袋互补的至少一个插件，其中，插件被设置成在插袋内旋转，并且其中，肩被设置成使插件相对于第二端保持在插袋内。 

还能够提供一种用于夹紧和断开带螺纹的管状部件的系统，该系统包括被设置成抓紧带螺纹的管状部件的夹紧装置。该夹紧装置又包括壳体和与该壳体相联的基座。可以提供断开装置以抓紧和旋转带螺纹的管状部件，该断开装置又包括壳体和与该壳体相联的基座，其中，夹紧装置的基座和断开装置的基座被设置成独立地安装在至少一个支撑结构上。 

发明内容以简化的形式介绍各种概念，这些概念还将在下面具体实施方式 的详细描述中描述。该发明内容并非旨在确定所要求保护的主题的主要特征或本质特征，也并非旨在用于确定所要求保护的主题的范围。 

附图说明

为进一步阐明本发明的上述的和其他的优点及特征，将参考在附图中示出的特定实施例提供针对本发明的更详细的描述。应理解，这些附图仅描绘本发明的典型实施例，因此不应被理解为限定本发明的范围。通过使用附图以附加的特征和细节描述和解释本发明，附图中： 

图1A示出包括根据一个示例的夹紧和断开系统的钻探系统； 

图1B示出根据一个示例的夹紧和断开系统的分立的立体图； 

图2A示出根据一个示例的夹紧装置的分解图； 

图2B示出根据一个示例的装配好的夹紧装置的俯视图； 

图3A示出根据一个示例的断开装置的分解图；