[发明专利]管操纵装置和方法

说明书

背景技术

本申请要求于2008年1月31日提交的美国专利申请No.12/023,730的优先权，该美国申请的全部内容在此通过引用的方式明确并入。

在井眼形成和完井操作期间，需要对由管状物品例如钻杆和套管组成的长管柱进行组合和或分解。该管柱可能有数千英尺长，因而有必要将管节(长度为大约33到45英尺)从远离钻机的管架运送到钻台。当从钻孔中起出时，管柱被分解成分离的管节并返回到管架。

油井管的操纵是钻机上最危险的工作之一。一些管节重数千磅，且难以将管从位于钻机下方且离开该钻机的水平位置移动到位于钻机的钻孔中心上方的竖直位置。

发明内容

本发明包括一种用于将管状构件移动到升高的钻井钻台和从该升高的钻井钻台移走的装置，该装置包括：支撑结构，该支撑结构具有上表面和沿着该上表面纵向延伸的伸长凹槽；斜坡组件，该斜坡组件包括第一伸缩组件和第二伸缩组件，该第一伸缩组件和第二伸缩组件每个均具有多个嵌套管状元件，其中，第一伸缩组件的第一端相对于第二伸缩组件的第一端在位置上固定，第一伸缩组件的第二端可分离地联接到第二伸缩组件的第二端，第一伸缩组件和第二伸缩组件的第二端能相对于支撑结构的上表面以可变高度在缩回位置与接近所述钻井钻台的展开位置之间延伸，且第一伸缩组件和第二伸缩组件共同形成从伸长凹槽朝着钻井钻台延伸的伸长引导件的至少一部分。

在一个实施例中，第一伸缩组件和第二伸缩组件形成所述伸长引导件的第一部分。在另一实施例中，优选与上述实施例相结合，所述斜坡组件还包括楔形斜坡，该楔形斜坡形成伸长引导件的第二部分，该第二部分在伸长凹槽与伸长引导件的第一部分之间延伸。在另一实施例中，楔形斜坡在伸长凹槽与所述伸长引导件的第一部分之间提供角度过渡。

在另一实施例中，第一伸缩组件和第二伸缩组件每个均包括多个孔，所述多个孔在预定位置处延伸穿过所述多个嵌套管状元件之一的壁，其中所述斜坡组件还包括多个可拆卸锁销，所述多个可拆卸锁销每个均延伸穿过多个孔中的相邻近的孔，以将第一伸缩组件和第二伸缩组件暂时固定在展开位置。

在又一实施例中，斜坡组件可旋转地联接到支撑结构，且可在操作构形与运送构形之间旋转转换，在该操作构形中，第一伸缩组件和第二伸缩组件朝着钻井钻台延伸，在该运送构形中，第一伸缩组件和第二伸缩组件与支撑结构的上表面基本平行。

在另外的实施例中，当第一伸缩组件和第二伸缩组件处于展开位置时，第一伸缩组件的多个嵌套管状元件之一的任一端相对于第二伸缩组件的多个嵌套管状元件之一的横向接近端纵向错开，或者，第一伸缩组件的多个嵌套管状元件之一的一端和第二伸缩组件的多个嵌套管状元件之一的横向接近端每个均相对于伸长引导件的纵向方向成一定角度。在优选实施例中，所述装置还包括多个致动器，所述多个致动器能独立操作成调整支撑结构的上表面相对于下方地形的高度和角度。在又一优选实施例中，所述装置还包括多个管架延伸臂，所述多个管架延伸臂具有第一端和第二端，且构造成从所述结构以不同长度伸出并在不用时缩回到该结构内的相应凹部中。在一个实施例中，其中，所述多个管架延伸臂中的每一个均包括附接到该管架延伸臂的第一端的锁销，其中所述锁销可操作成被接纳在相应的锁槽中，从而防止该管架延伸臂相对于支撑结构的上表面的线性移动。

本发明也包括这样一种装置，该装置包括：多个移位器，所述多个移位器安装在支撑结构的上表面内的相应多个凹部中，且可共同操作成朝着支撑结构的上表面内的伸长凹槽推动管状构件或推动该管状构件离开伸长凹槽；多个抛掷器，所述抛掷器每个均可操作地联接到多个移位器中的相应一个，且可操作成将管状构件从伸长凹槽中推出；以及多个第一致动器和第二致动器，其中每个第一致动器均可操作成使多个移位器中的相应一个的外端相对于支撑结构的上表面升高或降低，每个第二致动器可操作成使多个移位器中的相应一个的内端相对于支撑结构的上表面升高或降低，且每个第二致动器还可操作成分别在多个移位器中的相应一个的内端升高和降低的同时使多个抛掷器中的相应一个展开和贮藏。