[发明专利]控制线的安全互锁

说明书

本申请是申请日为2006年11月30日（于2008年7月29日进入中国国家阶段）、国家申请号为200680051999.6（国际申请号为PCT/US2006/061437）、最初的发明名称为“控制线的安全互锁”的申请的分案申请。

技术领域

本发明的实施方式涉及在井道表面构制管状钻柱。更加具体地，本发明涉及构制钻柱以及将钻柱连同控制线或信号传输线放入井道内。进一步更加具体地，本发明涉及在使钻柱、夹具等管线下降到井道内之前便于将控制线或信号传输线夹紧到管状钻柱的方法和设备。

本发明的实施方式还涉及在管状件的放管过程中防止损坏控制线的方法和设备。

背景技术

在井道建造和完工期间的各段时间，通常将管钻柱放入井筒内。例如，通过稍微放下钻探管的管状钻柱的端部而形成井筒。此后，将较大直径的管子放入井筒内并且粘牢于其中以给井道加衬并且使井筒的特定部分与其他部分隔离。然后，穿过加衬的井筒放入较小直径的管状钻柱，以在其下形成新的井筒长度从而支承井道中的工具，或者用作生产期间收集自井道的碳氢化合物的导管。

如上所述，为了进行远程操作或通讯，通常将工具和其他装置放入井筒内且使其位于管状钻柱上。通过促使一个部分相对于另一部分移动来以机械方式操作这些工具和装置中的一些。其他一些工具和装置使用自然力操作，比如井下压力和大气压力之间的差量。通过增加压力到位于工具上方的管状件中的流体柱而以液压方式操作其他一些工具和装置。还有其他一些工具和装置需要控制线，从而提供信号、动力或两者以对装置进行操作，或者，用作在装置和井道表面之间进行通信的导管。控制线（也称为操纵缆）能提供信号传输、控制和动力的电气、液压或光纤装置。

因为管状钻柱的内部必须腾空以便用于流体和其他装置，因此控制线经常沿着管状钻柱的外表面而被放入井道内。例如，可以在井道的表面形成管状钻柱，并且控制线可随着管状钻柱插入到井筒内而以邻近管状钻柱的方式被插入井筒内。通常，控制线提供自位于井道表面附近某处的卷轴或卷筒并且沿着钻柱延伸到设置在钻柱中的某一部件。由于井筒中的恶劣条件和粗糙表面，控制线通常沿着其长度固定到管状钻柱，以在所述线进入到井道的过程中使所述线和管状钻柱保持在一起并且防止控制线遭受损坏或从管状钻柱上被拉开。

通常，使用由操作者沿着管状钻柱以预定间隔放置的夹具而使控制线接附到管状钻柱。因为需要位于井道中心处和井道中心上方的设施的各元件来构造管状钻柱，以及因为从远程定位的卷轴供给控制线，因此使控制线足够地靠近管状钻柱以在进入井筒之前成功地将其夹紧是个挑战。在一个现有技术的解决方案中，使用具有可延伸构件的单独装置以在控制线离开卷轴时将控制线推向管状钻柱。这种装置通常在与穿过井道中心的管状钻柱预期接合的近似高度处固定到钻塔结构，所述装置被固定在离井道中心相当大的距离处。当操作和不操作时，所述装置以可伸缩方式分别移向井道中心和移动离开井道中心。当装置从其较远的安装位置伸展到井道中心时，所述装置必须跨越相当大的距离。由于所述装置的控制线接合部分难以在井道中心精确定位。结果经常是在连续的控制线和管状钻柱之间发生未对齐情形，从而操作者需要在夹紧控制线之前将控制线人工搬动到紧邻管状钻柱的位置。

处理控制线的另一挑战是滑动件意外包绕控制线。通常，当控制线被夹紧到管状钻柱时，滑动件是打开着的以允许钻柱和新近夹紧的控制线下降到井筒内。当控制线位于管状钻柱的附近时，其易于遭受滑动件的潜在性损坏。因此，如果滑动件过早包合，滑动件将造成对控制线的损坏。

因此，存在对这样一种设备的需求，所述设备便于在井道表面使控制线夹紧到管状钻柱。此外，还存在对这样一种设备的需求，当控制线和钻柱合在一起以便进行夹紧时所述设备将有助于确保控制线平行于管状钻柱的中心线。还存在对这样一种设备的需求，当控制线位于管状钻柱的附近时，所述设备将会阻止滑动件的包合。

发明内容

在一个实施方式中，一种用于定位控制线的设备包括可绕着邻近钻柱的位置枢转的导向吊杆，并且在其端部具有用以导引控制线的导向构件。所述设备进一步包括可独立枢转的夹具吊杆以及位于其端部处的夹具外壳，以便携带和定位夹具从而将控制线夹紧至管状钻柱。导向吊杆结构和夹具吊杆结构各自具有基本与管钻柱的中心线对齐的中心线，从而在进行夹紧之前使控制线能够邻近管状钻柱对齐。