[发明专利]用于升降各种尺寸的管状件的具有锁定机构的升降机

说明书

本发明涉及一种系统，所述系统包括升降机(100)以移动管状件(38)，所述升降机(100)包括两个或更多个可远程操作的闩锁(104)，所述闩锁(104)可对所述升降机(100)进行配置以搬运各种直径的管状件。每个钳口(140a,140b)可包括锁定机构(328a‑b,324a‑b)，所述锁定机构在所述第一钳口(140)处于所述接合位置时接合所述升降机中壳体(102)的邻近间隔环(108)的一部分，并且配置为将闭合力传递到所述壳体。所述闩锁的一部分可彼此侧向偏移，而另一部分可与相邻闩锁重叠。所述升降机可符合EX Zone 1认证，其中在密封室内容纳有电子器件外壳。所述升降机可使用旋转致动器(214,216,218)来操作所述闩锁并旋转所述升降机的所述壳体。所述升降机可使用圆形压力传感器(510)来确定管状件的重量。

技术领域

本发明总体上涉及井的钻井和井处理领域。更具体地，本发明的实施例涉及一种用于在地下操作期间操纵管状件的系统和方法。

顶驱通常用于钻井和维护操作，诸如与石油和天然气勘探有关的操作。在常规地下(例如，石油和天然气)操作中，通常利用管柱将井眼钻至期望深度，该管柱可包括钻杆和钻探井底钻具组合(BHA)。套管柱可组装并安装在井眼的新钻探部分中。在地下操作期间，可通过提升系统围绕钻机支撑和提升管柱(例如，管柱、套管柱、生产管柱、完井管柱等)，以最终将管柱定位在井眼中。顶驱以及升降机和管道搬运系统可用于操纵管段和管柱以将管柱延伸到井眼中或从井眼中取出管柱。

当管柱延伸到井眼中时，管道搬运系统可借经由升降机的协助来从管道存储区域(例如，竖直或水平管道存储)到顶驱操纵管状件(例如，单支架、双支架或三支架)。管状件可连接到顶驱，该顶驱可操纵管状件以使其位于上方，然后将管状件连接到从井眼延伸的管状件短管。当从井眼中取出(或“起出”)管柱时，可通过顶驱单元将管柱提升，并且可经由顶驱将管段(例如，单支架、双支架或三支架)从管柱的近侧端部断开，并经由升降机和管道搬运系统的协助操纵到管道存储区域(例如，竖直或水平管道存储)。

然而，由于在地下操作期间可能需要各种直径的管状件，因此通常在操作期间通过用配置为容纳不同尺寸的管状件的钳口代替升降机中的闩锁钳口来对升降机进行重新配置。这种重新配置通常由钻机操作员手动执行。当需要不同尺寸的管状件时，这种重新配置升降机的手动过程会占用宝贵的钻机时间，减少对钻机时间的影响可能是有益的。

发明内容

根据本公开的一个方面，一种系统可包括：升降机，该升降机配置为移动管状件，该升降机包括：壳体，该壳体限定中心孔，该中心孔配置为在其中接纳管状件；第一闩锁，该第一闩锁包括第一钳口和第二钳口，其中第一钳口和第二钳口中的每一者均联接到壳体并且配置为可在接合位置与脱离位置之间移动，并且当第一钳口和第二钳口处于接合位置时，第一钳口和第二钳口的接合部分在中心孔的中心轴线的相对侧上相对于彼此位于中心孔中并且限定第一直径的开口；以及第二闩锁，该第二闩锁包括第三钳口和第四钳口，其中第三钳口和第四钳口中的每一者均联接到壳体并且配置为可在接合位置与脱离位置之间移动，并且当第三钳口和第四钳口处于接合位置时，第三钳口和第四钳口的接合部分在中心孔的中心轴线的相对侧上相对于彼此位于中心孔中并且限定不同于第一直径的第二直径的开口，其中第一钳口固定地附接到第一驱动轴并且第一驱动轴旋转地附接到壳体，其中第三钳口固定地附接到第三驱动轴并且第三驱动轴旋转地附接到壳体，并且其中第一驱动轴和第三驱动轴分别使第一钳口和第三钳口围绕第一轴线独立地旋转。

根据本公开的另一方面，一种用于进行地下操作的系统可包括：升降机，该升降机配置为移动管状件，该升降机包括：壳体，该壳体限定中心孔，该中心孔配置为在其中接纳管状件，该中心孔具有中心轴线；以及连杆接口系统，该连杆接口系统配置为使壳体围绕壳体轴线旋转多达90度以上。