專(zhuān)利名稱：用于焦炭切割操作的遠(yuǎn)程控制除焦工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于從稱為焦炭塔的大型圓柱形容器中除去固體 碳質(zhì)殘?jiān)?下文稱為"焦炭")的系統(tǒng)。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一 種允許操作者在焦炭塔內(nèi)的切斷和鉆孔之間遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
將原油加工成汽油、柴油、潤(rùn)滑油等的石油煉制操作經(jīng)常產(chǎn)生殘 油?？衫醚舆t焦化設(shè)備單元將殘油加工成有價(jià)值的碳?xì)浠衔锂a(chǎn)品。 當(dāng)在延遲焦化設(shè)備中處理時(shí)，殘油在爐中被加熱到足以產(chǎn)生分解蒸餾 的溫度，其中大部分殘油被轉(zhuǎn)化，或"裂化"成可用的碳?xì)浠衔锂a(chǎn) 品，而剩余物生成石油焦炭，它是一種主要由碳組成的物質(zhì)。
一般而言，延遲焦化處理包括加熱來(lái)自分餾裝置的重質(zhì)碳?xì)浠?物進(jìn)料，然后將加熱的重質(zhì)進(jìn)料泵送到通常被稱為焦炭塔的大型鋼制 容器中。加熱的重質(zhì)進(jìn)料的未蒸發(fā)部分沉淀到焦炭塔中，在焦炭塔內(nèi)， 保持時(shí)間和溫度的綜合作用致使焦炭形成。來(lái)自焦化容器頂部的蒸汽 被返回到分餾裝置的底部，用于進(jìn)一步處理成期望的輕質(zhì)碳?xì)浠衔?產(chǎn)品。除焦過(guò)程中，焦炭塔內(nèi)的正常運(yùn)行壓力在二十五至五十p.s.i之間 的范圍內(nèi)。此外，進(jìn)料輸入溫度可在800。F和1000。F之間變化。
焦炭塔的結(jié)構(gòu)尺寸和形狀從一種安裝到另一種安裝變化相當(dāng)大。 但是，焦炭塔通常是大型直立圓柱形金屬容器，其高度為九十至一百
英尺且直徑為二十至三十英尺。焦炭塔具有頂蓋和裝有底蓋的底部部 分。焦炭塔通常成對(duì)存在，使得它們能夠交替運(yùn)轉(zhuǎn)。焦炭沉淀并聚集 在容器內(nèi)，直到該容器被填滿，這時(shí)，將加熱的進(jìn)料轉(zhuǎn)移到另一空的 焦炭塔。當(dāng)一個(gè)焦炭塔被加熱的殘油填滿時(shí)，另一容器被冷卻并清除焦炭。
焦炭清除，也稱為除焦，從淬火步驟開(kāi)始，在該步驟中，將蒸汽、 之后水引入到填充焦炭的容器內(nèi)，以分別完成揮發(fā)性的輕質(zhì)碳?xì)浠?物的回收并冷卻焦炭塊。在焦炭塔被填滿、剝離并淬火后，焦炭處于 固體狀態(tài)，且溫度降至合理的水平。然后，淬火水通過(guò)管道從塔排出， 以便允許安全打開(kāi)塔。之后，當(dāng)?shù)撞块_(kāi)口被打開(kāi)時(shí)，塔通風(fēng)到大氣壓， 以允許除去焦炭。 一旦完全打開(kāi)之后，通過(guò)高壓水射流將塔內(nèi)的焦炭 切割掉。
在大多數(shù)工廠中，利用液壓系統(tǒng)完成除焦，該液壓系統(tǒng)包括將高 壓水引進(jìn)焦炭床的鉆桿和鉆頭。稱為切割工具的旋轉(zhuǎn)組合鉆頭直徑通 常為約二十二英寸，具有若干噴嘴，并安裝在直徑約七英寸的長(zhǎng)空心 鉆桿的下端。在鉆桿上的鉆頭通過(guò)容器頂部的開(kāi)口降到容器內(nèi)。用噴 射高壓水的噴嘴，以從水平線向下約66度的角度鉆出一個(gè)通過(guò)焦炭的 "鉆孔"。這樣形成一個(gè)直徑約兩至三英尺的引導(dǎo)鉆孔，用于焦炭通 過(guò)落下。
初始鉆孔完成后，然后將鉆頭機(jī)械地轉(zhuǎn)換到至少兩個(gè)水平噴嘴， 為切割"切割"孔準(zhǔn)備，該"切割"孔延伸塔的整個(gè)直徑。在切割模 式下，噴嘴水平向外噴射出水射流，與鉆桿一起緩慢旋轉(zhuǎn)，這些射流 將焦炭切割成塊，下落到容器的開(kāi)口底部，進(jìn)入將焦炭引到接收區(qū)域 的斜槽。然后將鉆桿縮回退出到容器頂部的凸緣開(kāi)口。最后，通過(guò)將 蓋裝置、法蘭盤(pán)或在容器裝置上采用的其他封閉裝置放回原處來(lái)封閉 容器的頂部和底部。然后，清潔該容器，并為下一次用重質(zhì)碳?xì)浠?物進(jìn)料的填充循環(huán)做準(zhǔn)備。
在打好鉆孔之后，必須將鉆桿從焦炭塔中移出并重新設(shè)置到切割 模式。這耗費(fèi)時(shí)間、不方便且具有潛在的危險(xiǎn)，即如果在鉆桿升高到 頂部塔開(kāi)口外之前未關(guān)閉液壓切割系統(tǒng)的話，那么操作者將暴露于高壓水射流下并受到嚴(yán)重傷害，包括發(fā)生支解。
在其他系統(tǒng)中，此模式自動(dòng)轉(zhuǎn)換。通常，在自動(dòng)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，由 于整個(gè)變化發(fā)生在塔內(nèi)，因而很難確定鉆桿是處于切割模式還是處于 鉆孔模式。當(dāng)切割工具未能在切割模式和鉆孔模式之間轉(zhuǎn)換時(shí)，錯(cuò)誤 地識(shí)別高壓水是在切割還是在鉆孔常常出現(xiàn)，這可導(dǎo)致嚴(yán)重事故。因 此，焦炭切割效率被打折扣，這是因?yàn)檗D(zhuǎn)換操作者不知道切割過(guò)程是 否完成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的這些以及其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在以下描述和所附權(quán)利要求 中陳述且將變得更加充分明白。通過(guò)所附權(quán)利要求中具體指出的工具 和組合可以實(shí)現(xiàn)和獲得這些特征和優(yōu)點(diǎn)。而且，可以通過(guò)實(shí)踐本發(fā)明 來(lái)了解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，或者這些特征和優(yōu)點(diǎn)通過(guò)下文的描述將
變得顯而易見(jiàn)。
本發(fā)明的一些實(shí)施方式包括連接到切割工具的鉆桿，其中鉆桿便 于允許流體通過(guò)鉆桿流入切割工具。在一些實(shí)施方式中，切割工具包 括切割噴嘴和鉆孔噴嘴。在一些實(shí)施方式中，鉆桿引導(dǎo)高壓流體穿過(guò) 鉆桿內(nèi)部到達(dá)切割工具并從鉆孔噴嘴流出。作為替代，可以引導(dǎo)流體 通過(guò)鉆桿到達(dá)切割頭并從切割噴嘴流出。
在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明包括液流轉(zhuǎn)向裝置，其引導(dǎo)液體流入 鉆孔噴嘴或者切割噴嘴。
在其他實(shí)施方式中，液流轉(zhuǎn)向裝置包括主體、液流轉(zhuǎn)向帽和轉(zhuǎn)換 裝置。
在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)換裝置連接到液流轉(zhuǎn)向裝置上， 使得轉(zhuǎn)換裝置有利于液流轉(zhuǎn)向裝置移動(dòng)，因此，根據(jù)液流轉(zhuǎn)向裝置的位置，可將通過(guò)鉆桿進(jìn)入切割頭的流體液流引導(dǎo)至切割噴嘴或鉆孔噴 嘴。
本發(fā)明涉及一種用于從稱為焦炭塔的大型圓柱形容器中除去稱為
"焦炭"的固體碳質(zhì)殘?jiān)南到y(tǒng)。本發(fā)明涉及這樣一種系統(tǒng)，該系統(tǒng) 允許操作者遠(yuǎn)程起動(dòng)焦炭塔內(nèi)的焦炭切割，并在"鉆孔"模式和"切
割"模式之間進(jìn)行遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換，同時(shí)在焦炭塔內(nèi)可靠地切割焦炭，而無(wú) 需將鉆頭升高到焦炭塔外以機(jī)械改變或檢査。因此，本發(fā)明提供了一 種用于在焦炭塔內(nèi)切割焦炭的系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有增強(qiáng)的安全性、效率 和便利性。


為了獲得本發(fā)明上述及其他特征和優(yōu)點(diǎn)，將參考示于附圖的具體 實(shí)施方式更具體地描述本發(fā)明。應(yīng)理解，附圖僅描繪了本發(fā)明的典型 實(shí)施方式，因此不能被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明范圍的限制，將結(jié)合附圖利用 額外的特征和細(xì)節(jié)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述和說(shuō)明，其中
圖l是與切割工具相連的鉆桿的圖示；
圖2顯示了本發(fā)明一些實(shí)施方式的剖面圖，圖中顯示了可包含本發(fā) 明一些實(shí)施方式的各種內(nèi)部部件；
圖3是本發(fā)明一些實(shí)施方式的剖面圖的另一圖示，圖中顯示了本發(fā) 明一些實(shí)施方式的各種內(nèi)部部件；
圖4是本發(fā)明一些實(shí)施方式的剖面圖的又一圖示，圖中顯示了可包
含本發(fā)明的各種部件；
圖5顯示了噴嘴，其可用于本發(fā)明一些實(shí)施方式； 圖6a和6b顯示了旋轉(zhuǎn)式棘輪機(jī)構(gòu)的實(shí)施方式，其可用于本發(fā)明的
一些實(shí)施方式；
圖7顯示了切割工具的實(shí)施方式，具體描繪了氮?dú)鈴椈傻氖褂?；?br> 及
圖8顯示了轉(zhuǎn)換裝置的實(shí)施方式，具體描繪了添加的帶有狹縫的墊 圈，該帶有狹縫的墊圈用于控制與螺旋形花鍵頂部接觸的流體流動(dòng)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及一種用于從焦炭塔中除去焦炭的系統(tǒng)。此除去過(guò)程通 常稱為"除焦"。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種允許操作者在鉆孔模 式和切割模式之間遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換切割工具的系統(tǒng)。
通過(guò)參考附圖能更好地理解本發(fā)明目前優(yōu)選的實(shí)施方式，在所有 附圖中，相同的附圖標(biāo)記代表相同的部件。此外，本發(fā)明的以下公開(kāi) 內(nèi)容被分成兩個(gè)小部分，即"關(guān)于延遲焦化和焦炭切割的總體簡(jiǎn)要論 述"和"本發(fā)明的詳細(xì)描述"。采用小部分僅僅是為了方便讀者，而 不是解釋為任何限制性的意思。
正如此處附圖所一般描述和顯示的一樣，將容易理解，可以以各 種不同的構(gòu)造布置和設(shè)計(jì)本發(fā)明的部件。因此，下面對(duì)顯示在圖l至6 中的本發(fā)明的系統(tǒng)、裝置和方法的實(shí)施方式的更詳細(xì)的描述并不是用 來(lái)限制如權(quán)利要求所述的本發(fā)明的范圍，而僅僅代表本發(fā)明目前優(yōu)選 的實(shí)施方式。
1.關(guān)于延遲焦化和焦炭切割的總體簡(jiǎn)要論述
在典型的延遲焦化處理中，高沸點(diǎn)石油殘?jiān)凰瓦M(jìn)一個(gè)或多個(gè)焦 炭塔，在焦炭塔內(nèi)，高沸點(diǎn)石油殘?jiān)粺崃鸦奢p質(zhì)產(chǎn)品和固態(tài)殘
渣一一石油焦炭。含有焦炭的焦炭塔通常是大型圓柱形容器。除焦處 理是石油煉制過(guò)程中的最后工序，且一旦稱為"開(kāi)蓋"的過(guò)程已經(jīng)發(fā) 生，就會(huì)用焦炭切割裝置將焦炭從這些塔中除去。
在典型的延遲焦化處理中，新鮮進(jìn)料和經(jīng)過(guò)循環(huán)的進(jìn)料被組合在 一起并通過(guò)管線從分餾器底部供給。經(jīng)過(guò)組合的進(jìn)料被泵送通過(guò)焦炭
加熱器，并被加熱到約800。F至1000°F的溫度。該組合進(jìn)料被部分地 蒸發(fā)，并可替代地充入一對(duì)焦炭塔內(nèi)。從焦炭塔頂部排出的熱蒸汽通 過(guò)管線循環(huán)到分餾器的底部。焦炭加熱器流出物的未蒸發(fā)部分沉積("成焦炭")在作用的焦炭塔中，在這里，溫度和保持時(shí)間的綜合 作用導(dǎo)致焦化形成，直到作用的容器被填滿。 一旦作用的容器被填滿， 則加熱的重質(zhì)碳?xì)浠衔镞M(jìn)料被重新引導(dǎo)到空的焦化容器中，在這里， 以上描述過(guò)程被重復(fù)。之后，通過(guò)首先用蒸汽和水對(duì)熱焦炭進(jìn)行淬火， 然后打開(kāi)密封到容器頂部的封閉單元，從容器頂部部分液壓式地鉆焦 炭，從容器引導(dǎo)被鉆的焦炭通過(guò)開(kāi)口的焦化器底部單元，通過(guò)連接的 焦炭斜槽到達(dá)焦炭接收區(qū)域，而將焦炭從整個(gè)容器除去。通過(guò)位于遠(yuǎn) 處的控制單元來(lái)安全地完成封閉單元的打開(kāi)。
在大多數(shù)工廠中，利用液壓系統(tǒng)來(lái)完成除焦，該液壓系統(tǒng)包括將 高壓水射流引進(jìn)焦炭床的鉆桿和鉆頭。稱為切割工具的旋轉(zhuǎn)組合鉆頭 的直徑通常約二十二英寸，它具有若干噴嘴，且安裝在直徑約七英寸 的長(zhǎng)中空鉆桿的下端。降低鉆桿上的鉆頭通過(guò)在容器頂部的凸緣開(kāi)口 進(jìn)入到容器中。利用噴嘴鉆出貫通焦炭的"鉆孔"，該噴嘴以從水平 向下約六十六度的角度噴射高壓水。這樣形成直徑約二至三英尺的引 導(dǎo)鉆孔，用于焦炭落下。
初始鉆孔完成后，然后將鉆頭轉(zhuǎn)換到至少兩個(gè)水平噴嘴，為切割 "切割"孔準(zhǔn)備，該"切割"孔延伸塔的整個(gè)直徑。在切割模式，噴 嘴水平向外射出水射流，隨鉆桿緩慢旋轉(zhuǎn)，且這些射流將焦炭切割成 塊，這些塊掉落到容器的開(kāi)口底部，進(jìn)入將焦炭引導(dǎo)至接收區(qū)域的斜 槽。然后，將鉆桿縮回推出容器頂部的凸緣開(kāi)口。最后，通過(guò)將蓋單 元、法蘭盤(pán)或在容器裝置上使用的其他封閉裝置放回原處來(lái)封閉容器 的頂部和底部。然后，清潔容器，為下一次用重質(zhì)碳?xì)浠衔镞M(jìn)料的 填充循環(huán)做準(zhǔn)備。
在一些焦炭切割系統(tǒng)中，打好鉆孔之后，必須將鉆桿從焦炭塔中 移出，并重新設(shè)置到切割模式。這耗費(fèi)時(shí)間、不方便且可能有危險(xiǎn)。 在其他系統(tǒng)中，此模式自動(dòng)轉(zhuǎn)換。有時(shí)，焦炭塔內(nèi)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換導(dǎo)致鉆 桿阻塞，這仍需要在完成焦炭切割過(guò)程之前將鉆桿移出以便清潔。經(jīng)常，在自動(dòng)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，由于整個(gè)改變發(fā)生在塔內(nèi)，很難確定鉆桿是 處于切割模式還是處于鉆孔模式。錯(cuò)誤地識(shí)別高壓水是在切割還是在 鉆孔可導(dǎo)致嚴(yán)重事故。
本發(fā)明描述了用于在焦炭塔內(nèi)生產(chǎn)焦炭后在焦炭塔內(nèi)進(jìn)行焦炭切 割的方法和系統(tǒng)。因?yàn)楸景l(fā)明尤其適用于除焦處理，所以以下論述具 體涉及此生產(chǎn)領(lǐng)域。但是，可預(yù)測(cè)，本發(fā)明可適合于生產(chǎn)除了焦炭以 外的各種產(chǎn)品的其他生產(chǎn)過(guò)程的一體部分，且這些過(guò)程應(yīng)被認(rèn)為是在 本申請(qǐng)的范圍內(nèi)。
2.本發(fā)明的詳細(xì)描述
因此，本發(fā)明一些實(shí)施方式的目的是提供一種用于切割焦炭的系 統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)被從遠(yuǎn)處位置控制。本發(fā)明提供一種焦 炭切割系統(tǒng)，其中，從鉆孔模式轉(zhuǎn)換成切割模式不需要移出鉆桿2，而 是可遠(yuǎn)程改變模式。本發(fā)明提供一種焦炭切割方法，其中，在鉆孔模 式和切割模式之間改變不需要移出鉆桿。本發(fā)明提供了能夠與現(xiàn)有焦 炭切割技術(shù)一起使用的焦炭切割系統(tǒng)及方法。
圖1顯示了通過(guò)連接裝置3與切割工具1相連的鉆桿。圖1所示
的鉆桿和切割工具在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中用于從焦炭塔除去焦
炭。圖1還顯示了切割噴嘴4和鉆孔噴嘴6。圖1還描繪了鉆孔通道 48的外部的視圖，在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，該鉆孔通道48是流體 在鉆桿和鉆孔噴嘴之間流動(dòng)通過(guò)的通道。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中， 允許流體從鉆桿流動(dòng)到切割噴嘴的一些通道存在于切割工具內(nèi)部。
圖1還描繪了用于從焦炭塔內(nèi)部切割焦炭的裝置的實(shí)施方式，該 裝置包括通過(guò)連接裝置3與切割工具1相連的鉆桿。在本發(fā)明的一些 實(shí)施方式中，圖1中描繪的鉆桿和切割工具用于從焦炭塔除去焦炭。 圖1還顯示了包括切割噴嘴4和鉆孔噴嘴6的切割裝置。圖2顯示了本發(fā)明一些實(shí)施方式的切割工具的剖視圖。如前所述， 通過(guò)鉆桿將高壓流體移至切割工具1，且允許從鉆孔噴嘴6或切割噴嘴 4噴射高壓流體。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法允許在鉆孔 噴嘴和切割噴嘴之間自動(dòng)地轉(zhuǎn)換流體液流，使得操作者可將從切割工 具噴射的流體液流遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換成如除焦處理所述的那樣交替地從鉆孔噴
嘴6或切割噴嘴4噴射。例如，在一些實(shí)施方式中，使用本發(fā)明系統(tǒng) 和方法的操作者可使流體流過(guò)鉆桿進(jìn)入切割工具1并從鉆孔噴嘴6出
來(lái)，以生成鉆孔。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法允許位于
遠(yuǎn)處位置的操作者停止從鉆孔噴嘴6噴射流體液流并開(kāi)始從切割噴嘴4 噴射流體。
圖2顯示了本發(fā)明一些實(shí)施方式的系統(tǒng)的若干元件。圖2描繪了 通過(guò)連接裝置3連接到切割工具1的鉆桿。如圖2所描繪的切割工具 包括若干元件。圖2所描繪的切割工具包括切割噴嘴4和鉆孔噴嘴6。 在切割工具的一些實(shí)施方式中，切割工具的內(nèi)部室包括通路，流體可 通過(guò)該通路從鉆桿流入切割工具并進(jìn)入鉆孔噴嘴6或切割噴嘴4。在本 發(fā)明的一些實(shí)施方式中，液流轉(zhuǎn)向裝置8用于選擇性地允許流體流入 切割噴嘴4或鉆孔噴嘴6。更具體地說(shuō)，在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中， 液流轉(zhuǎn)向裝置8阻止水流入通向切割噴嘴4或鉆孔噴嘴6的通道，以 便允許通過(guò)切割桿流入切割工具1的流體僅流入鉆孔噴嘴6或僅流入 切割噴嘴4。
在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的液流轉(zhuǎn)向裝置8包括液流轉(zhuǎn)向裝置 8的主體10和液流轉(zhuǎn)向帽14，其中液流轉(zhuǎn)向裝置8的主體10連接到 液流轉(zhuǎn)向帽14，使得液流轉(zhuǎn)向裝置8的主體10的旋轉(zhuǎn)使液流轉(zhuǎn)向帽 14的位置沿旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)移。連接到液流轉(zhuǎn)向裝置8的主體10的液流轉(zhuǎn)向 帽14通過(guò)容納在液流轉(zhuǎn)向裝置8的主體10內(nèi)的力施加器12偏壓在切 割工具的內(nèi)部元件上，使得液流轉(zhuǎn)向帽14偏壓在切割工具1的內(nèi)部元 件上。在一些實(shí)施方式中，液流轉(zhuǎn)向帽14包括傾斜邊緣15。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，傾斜邊緣15用來(lái)密封液流轉(zhuǎn)向帽 14下方的通道。在一些實(shí)施方式中，通過(guò)鉆桿2流入切割工具1的高
壓流體推壓在傾斜邊緣15的頂部邊緣上，從而迫使液流轉(zhuǎn)向帽14的 傾斜邊緣15與切割工具1的內(nèi)部元件接觸，使得流體不能進(jìn)入液流轉(zhuǎn) 向帽14下方的通道。
另外，圖2顯示了用于使流體液流唯一地轉(zhuǎn)向到鉆孔裝置或唯一 地轉(zhuǎn)向到切割裝置的裝置實(shí)施方式。在一些實(shí)施方式中，用于使流體 液流轉(zhuǎn)向的裝置包括液流轉(zhuǎn)向裝置8的主體IO和液流轉(zhuǎn)向帽14，其中 液流轉(zhuǎn)向裝置8的主體10連接到液流轉(zhuǎn)向帽14，使得液流轉(zhuǎn)向裝置8 的主體10的旋轉(zhuǎn)使液流轉(zhuǎn)向帽14的位置沿旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)移。在用于使流 體液流轉(zhuǎn)向的裝置的一些實(shí)施方式中，連接到液流轉(zhuǎn)向裝置8的主體 10的液流轉(zhuǎn)向帽14通過(guò)容納在液流轉(zhuǎn)向裝置8的主體10內(nèi)的力施加 器12偏壓在切割工具的內(nèi)部元件上，使得液流轉(zhuǎn)向帽14偏壓在切割 工具1的內(nèi)部元件上。在用于使流體液流轉(zhuǎn)向的裝置的一些實(shí)施方式 中，液流轉(zhuǎn)向帽14包括傾斜邊緣15。在用于使流體液流轉(zhuǎn)向的裝置的 一些實(shí)施方式中，傾斜邊緣15用來(lái)密封液流轉(zhuǎn)向帽14下方的通道。 在用于使流體液流轉(zhuǎn)向的裝置的一些實(shí)施方式中，通過(guò)鉆桿2流入切 割工具1的高壓流體推壓在傾斜邊緣15的頂部邊緣上，從而迫使液流 轉(zhuǎn)向帽14的傾斜邊緣15與切割工具1的內(nèi)部元件接觸，使得流體不 能通入液流轉(zhuǎn)向帽14下方的通道。
在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，液流轉(zhuǎn)向裝置8的主體IO連接到轉(zhuǎn) 換裝置18上。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)換裝置18使液流轉(zhuǎn)向 裝置以90度的增量旋轉(zhuǎn)，使得液流轉(zhuǎn)向裝置8阻止流體液流進(jìn)入允許 流體從鉆孔噴嘴噴射的通道48，或者擋住允許流體流入切割噴嘴4的 通道46。
如圖2所示，在一些實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)換裝置18包括至少一個(gè)彈簧 20，且優(yōu)選包括兩個(gè)彈簧20、 22。在使用兩個(gè)彈簧20、 22的系統(tǒng)中，用于相對(duì)于轉(zhuǎn)換裝置對(duì)準(zhǔn)彈簧的優(yōu)選方法是，將外部彈簧20和內(nèi)部彈簧22定位成使得外部彈簧20的旋轉(zhuǎn)與內(nèi)部彈簧22的旋轉(zhuǎn)方向相反， 以便將轉(zhuǎn)換裝置18底部上的彈簧系統(tǒng)20、 22的扭轉(zhuǎn)影響減至最小。 在一些實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)換裝置18的彈簧20、 22通過(guò)止推軸承26接觸 螺旋形花鍵24的底部，該止推軸承26的作用是減小作用在螺旋形花 鍵24底部的旋轉(zhuǎn)力。在一些實(shí)施方式中，彈簧20、 22偏壓在切割工 具1的內(nèi)部元件上并偏壓在螺旋形花鍵24的底部上。在無(wú)任何向下的 力的情況下，彈簧20、 22從切割工具1的底部豎直向上推螺旋形花鍵 24。本發(fā)明的一些實(shí)施方式還包括旋轉(zhuǎn)式棘輪機(jī)構(gòu)28。在本發(fā)明的優(yōu) 選實(shí)施方式中，使用了相反方向的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)式棘輪機(jī)構(gòu)28、 30， 一個(gè) 允許順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，而另一個(gè)允許逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施方式中，第 一旋轉(zhuǎn)式棘輪機(jī)構(gòu)28功能性地連接到螺旋形花鍵24上。在一些實(shí)施 方式中，第二旋轉(zhuǎn)式棘輪機(jī)構(gòu)30功能性地連接到豎直花鍵柱32上。 當(dāng)轉(zhuǎn)換裝置18的元件朝向上方向移動(dòng)時(shí)，本發(fā)明一些實(shí)施方式的雙棘 輪機(jī)構(gòu)允許轉(zhuǎn)換裝置18以逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)如圖2所示的液流轉(zhuǎn)向裝置 8，但也允許轉(zhuǎn)換裝置18的元件向下移動(dòng)，而不使液流轉(zhuǎn)向裝置8順 時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。因此，在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，當(dāng)螺旋形花鍵24 向上移動(dòng)時(shí)，第一旋轉(zhuǎn)式棘輪機(jī)構(gòu)28鎖定，使得當(dāng)螺旋形花鍵24向 上移動(dòng)時(shí)，螺旋形花鍵24逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。在一些實(shí)施方式中，當(dāng)螺旋形花鍵24逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，豎直花 鍵柱32的豎直花鍵可操作地與螺旋形花鍵24的內(nèi)部豎直花鍵相互作 用，從而使豎直花鍵柱逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。在一些實(shí)施方式中，因?yàn)樨Q 直花鍵柱32連接到液流轉(zhuǎn)向裝置的主體10上，所以液流轉(zhuǎn)向裝置8 同樣按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，且在優(yōu)選實(shí)施方式中，液流轉(zhuǎn)向裝置精確地 轉(zhuǎn)動(dòng)卯度，使得可操作地連接到液流轉(zhuǎn)向裝置8的主體10的液流轉(zhuǎn) 向帽14從允許流體流入鉆孔噴嘴并有效地覆蓋流體進(jìn)入切割噴嘴4的 通道46轉(zhuǎn)變成允許流體流入切割噴嘴4而不流入鉆孔噴嘴6的位置。在一些實(shí)施方式中，當(dāng)通過(guò)鉆桿2將流體重新引入切割工具1或 流體壓力增加時(shí)，流體通過(guò)鉆桿2流入切割工具1并流過(guò)豎直花鍵柱32中的小通路，使得進(jìn)入切割工具1的重新引入的高壓流體流過(guò)小通 路并將力作用到螺旋形花鍵36的頂部。當(dāng)力作用到螺旋形花鍵36的 頂部時(shí)，螺旋形花鍵24被朝向下方向推壓。當(dāng)引入到系統(tǒng)中的流體壓 力向下推壓螺旋形花鍵24時(shí)，允許第一旋轉(zhuǎn)式棘輪機(jī)構(gòu)28自由離合， 使得螺旋形花鍵24向下移動(dòng)，而不靠在雙彈簧偏置系統(tǒng)20、 22上旋 轉(zhuǎn)?？刹僮鞯剡B接到豎直花鍵螺母32的第二旋轉(zhuǎn)式棘輪機(jī)構(gòu)30運(yùn)行 以鎖定豎直花鍵螺母32防止其旋轉(zhuǎn)，同時(shí)螺旋形花鍵24向下移動(dòng)。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，當(dāng)轉(zhuǎn)換裝置18在無(wú)水壓條件下向上 移動(dòng)從而推動(dòng)螺旋形花鍵24旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一旋轉(zhuǎn)式棘輪機(jī)構(gòu)28被鎖定， 同時(shí)允許第二旋轉(zhuǎn)式棘輪機(jī)構(gòu)30按逆時(shí)針?lè)较蜃杂呻x合，從而允許轉(zhuǎn) 換裝置18的豎直花鍵柱32按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。當(dāng)水壓被引入系統(tǒng)且 螺旋形花鍵24向下移動(dòng)時(shí)，允許第一旋轉(zhuǎn)式棘輪機(jī)構(gòu)28自由離合， 同時(shí)第二旋轉(zhuǎn)式棘輪機(jī)構(gòu)30被鎖定，從而防止液流轉(zhuǎn)向裝置在螺旋形 花鍵24向下移動(dòng)的過(guò)程中旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的一些實(shí)施方式還包括旋轉(zhuǎn)式棘輪裝置28。在本發(fā)明的優(yōu) 選實(shí)施方式中，使用了相反方向的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)式棘輪裝置28、 30， 一個(gè) 允許順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，而另一個(gè)允許逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施方式中，第 一旋轉(zhuǎn)式棘輪裝置28功能性地連接到螺旋形花鍵24。在一些實(shí)施方式 中，第二旋轉(zhuǎn)式棘輪裝置30功能性地連接到豎直花鍵柱32。當(dāng)轉(zhuǎn)換裝 置18的元件向上移動(dòng)時(shí)，本發(fā)明一些實(shí)施方式的雙棘輪機(jī)構(gòu)允許轉(zhuǎn)換 裝置18以逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)如圖2所示的液流轉(zhuǎn)向裝置8，但也允許轉(zhuǎn) 換裝置18的元件豎直向下移動(dòng)，而不使液流轉(zhuǎn)向裝置8沿順時(shí)針?lè)较?旋轉(zhuǎn)。圖2和圖3還顯示了用于在切割模式和鉆孔模式之間遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)向裝置的裝置實(shí)施方式。在一些實(shí)施方式中，用于遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換的裝置包括至少一個(gè)彈簧20，且優(yōu)選包括兩個(gè)彈簧20、 22。在使用兩個(gè)彈簧20、 22的系統(tǒng)中，用于使彈簧相對(duì)于轉(zhuǎn)換裝置對(duì)準(zhǔn)的優(yōu)選方法是將外部彈 簧20和內(nèi)部彈簧22定位成使得外部彈簧20與內(nèi)部彈簧22的旋轉(zhuǎn)方 向相反，以便將轉(zhuǎn)換裝置18底部上的彈簧系統(tǒng)20、 22的扭轉(zhuǎn)影響減 至最小。在用于在切割模式和鉆孔模式之間遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)向裝置的裝置一些 實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)換裝置18的彈簧20、 22通過(guò)止推軸承26接觸螺旋形 花鍵24的底部，止推軸承26的作用是減小作用在螺旋形花鍵24的底 部的旋轉(zhuǎn)力。在用于在切割模式和鉆孔模式之間遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)向裝置的 裝置一些實(shí)施方式中，彈簧20、 22偏壓在切割工具1的內(nèi)部元件上并 偏壓在螺旋形花鍵24的底部上。在無(wú)任何向下的力的情況下，彈簧20、 22從切割工具1的底部豎直向上推螺旋形花鍵24。用于在切割模式和鉆孔模式之間遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)向裝置的裝置的一些 實(shí)施方式還包括旋轉(zhuǎn)式棘輪機(jī)構(gòu)28。在一些實(shí)施方式中，第一旋轉(zhuǎn)式 棘輪機(jī)構(gòu)28功能性地連接到螺旋形花鍵24。在用于在切割模式和鉆孔 模式之間遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)向裝置的裝置的一些實(shí)施方式中，第二旋轉(zhuǎn)式棘 輪機(jī)構(gòu)30功能性地連接到豎直花鍵柱32。當(dāng)轉(zhuǎn)換裝置18的元件向上 移動(dòng)時(shí)，用于在切割模式和鉆孔模式之間遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)向裝置的裝置的 一些實(shí)施方式的雙棘輪機(jī)構(gòu)允許轉(zhuǎn)換裝置18以逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)如圖2 所示的液流轉(zhuǎn)向裝置8，但也允許轉(zhuǎn)換裝置18的元件豎直向下移動(dòng)， 而不使液流轉(zhuǎn)向裝置8順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。在用于在切割模式和鉆孔模式之間遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)向裝置的裝置的一 些實(shí)施方式中，當(dāng)螺旋形花鍵24向上移動(dòng)時(shí)，第一旋轉(zhuǎn)式棘輪機(jī)構(gòu)28 被鎖定，使得當(dāng)螺旋形花鍵24向上移動(dòng)時(shí)，螺旋形花鍵24沿逆時(shí)針 方向旋轉(zhuǎn)。在用于在切割模式和鉆孔模式之間遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)向裝置的裝 置的一些實(shí)施方式中，當(dāng)螺旋形花鍵24逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，豎直花鍵柱32的豎直花鍵可操作地與螺旋形花鍵24的內(nèi)部豎直花鍵相互作用，從而使豎直花鍵柱逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。在一些實(shí)施方式中，因?yàn)樨Q直花鍵柱32連接到液流轉(zhuǎn)向裝置的主體10，所以液流轉(zhuǎn)向裝置8同樣按逆 時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，且在優(yōu)選實(shí)施方式中，液流轉(zhuǎn)向裝置精確地轉(zhuǎn)動(dòng)90度， 使得可操作地連接到液流轉(zhuǎn)向裝置8的主體10的液流轉(zhuǎn)向帽14從允 許流體流入鉆孔噴嘴并有效地覆蓋進(jìn)入切割噴嘴4的流體的通道46， 轉(zhuǎn)變成允許流體流入切割噴嘴4而不流入鉆孔噴嘴6的位置。在用于在切割模式和鉆孔模式之間遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)向裝置的裝置的一 些實(shí)施方式中，當(dāng)通過(guò)鉆桿2將流體重新引入切割工具1或流體壓力 增加時(shí)，流體通過(guò)鉆桿2流入切割工具1并流過(guò)豎直花鍵柱32中的小 通路，使得進(jìn)入切割工具1的重新引入的高壓流體流過(guò)小通路，并將 力作用到螺旋形花鍵36的頂部。當(dāng)力作用到螺旋形花鍵36的頂部時(shí)， 螺旋形花鍵24被朝向下方向推壓。當(dāng)引入到系統(tǒng)中的流體的壓力向下 推壓螺旋形花鍵24時(shí)，允許第一旋轉(zhuǎn)式棘輪裝置28自由離合，使得 螺旋形花鍵24向下移動(dòng)，而不靠在雙彈簧偏置系統(tǒng)20、 22上旋轉(zhuǎn)。 可操作地連接到豎直花鍵柱32上的第二旋轉(zhuǎn)式棘輪機(jī)構(gòu)30運(yùn)行以鎖 定豎直花鍵螺母32防止其旋轉(zhuǎn)，同時(shí)螺旋形花鍵24向下移動(dòng)。因此， 在用于在切割模式和鉆孔模式之間遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)向裝置的裝置的一些實(shí) 施方式中，當(dāng)轉(zhuǎn)換裝置18在無(wú)水壓條件下向上移動(dòng)從而推動(dòng)螺旋形花 鍵24旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一旋轉(zhuǎn)式棘輪裝置28被鎖定，同時(shí)允許第二旋轉(zhuǎn)式 棘輪機(jī)構(gòu)30按逆時(shí)針?lè)较蜃杂呻x合，從而允許轉(zhuǎn)換裝置18的豎直花 鍵柱32按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。當(dāng)水壓被引入系統(tǒng)且螺旋形花鍵24向下 移動(dòng)時(shí)，允許第一旋轉(zhuǎn)式棘輪裝置28自由離合，同時(shí)第二旋轉(zhuǎn)式棘輪 裝置30被鎖定，從而防止液流轉(zhuǎn)向裝置在螺旋形花鍵24向下移動(dòng)的 過(guò)程中旋轉(zhuǎn)。圖3描繪了切割工具1的實(shí)施方式。圖3具體增加了在一些實(shí)施 方式中存在于豎直花鍵柱32和液流轉(zhuǎn)向裝置8的主體之間的可操作關(guān) 系。在一些實(shí)施方式中，液流轉(zhuǎn)向裝置8的主體IO通過(guò)一組豎直花鍵可操作地連接到豎直花鍵柱32上，這一組豎直花鍵使豎直花鍵柱32 的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變成液流轉(zhuǎn)向裝置8的主體10的旋轉(zhuǎn)。圖3還顯示了轉(zhuǎn)換裝 置套圈38的實(shí)施方式。在一些實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)換裝置套圈38包圍豎 直花鍵柱32，并將第二旋轉(zhuǎn)式棘輪機(jī)構(gòu)30保持為靠在豎直花鍵柱32 上。在一些實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)換裝置套圈38可包括小通路34，該小通路 34允許切割頭1中的流體接觸螺旋形花鍵36的頂部表面。在一些實(shí)施 方式中，轉(zhuǎn)換裝置套圈38還用來(lái)支撐液流轉(zhuǎn)向裝置的主體IO的底部， 從而保持切割工具1的主體內(nèi)的特定豎直公差。
圖3還顯示了彈簧驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)12，在一些實(shí)施方式中，其用于給液 流轉(zhuǎn)向帽14施加向下的力。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，力施加器12 包括彈簧，該彈簧偏壓在液流轉(zhuǎn)向裝置的主體10和液流轉(zhuǎn)向帽14的 頂部上，使得彈簧對(duì)液流轉(zhuǎn)向帽14提供連續(xù)向下的力。因?yàn)樵诒景l(fā)明 的一些實(shí)施方式中，液流轉(zhuǎn)向帽始終由力施加器12向下推，甚至通過(guò) 旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換移動(dòng)，所以液流轉(zhuǎn)向帽14的傾斜邊緣15的底部由于其穿過(guò) 切割工具1主體的徑向運(yùn)動(dòng)而磨光。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，此磨光效果增 加了液流轉(zhuǎn)向帽的密封能力。因此，在一些實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)換工具起 作用的能力并不隨時(shí)間減小。
圖4顯示了分度鍵42的使用，其是從螺旋形花鍵24的主體延伸 的一個(gè)或多個(gè)柱，且可操作地與轉(zhuǎn)換裝置18內(nèi)或切割頭1 ,身主體內(nèi) 的槽口 44相互作用。轉(zhuǎn)換裝置18底部的分度鍵42確保了轉(zhuǎn)換裝置18 旋轉(zhuǎn)到精確的旋轉(zhuǎn)位置，使得本發(fā)明實(shí)施方式的液流轉(zhuǎn)向帽14與對(duì)應(yīng) 于鉆孔和切割的通道適當(dāng)?shù)貙?duì)準(zhǔn)?？稍诒景l(fā)明的任何實(shí)施方式中使用 或不使用用于確保轉(zhuǎn)換裝置18進(jìn)行適當(dāng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的分度鍵42/槽口 44 系統(tǒng)。
圖5顯示了可用于本發(fā)明的噴嘴。該噴嘴可用作鉆孔噴嘴6或切 割噴嘴4。圖示噴嘴連接到切割工具1上，并允許流體從切割通道46 或鉆孔通道48流動(dòng)，使得通過(guò)鉆桿2引入到切割工具1的流體可被允許從切割工具1的內(nèi)部通道流過(guò)噴嘴4、 6，并用來(lái)從焦炭塔中切割焦 炭。如圖5所示，在一些實(shí)施方式中，噴嘴內(nèi)部的特點(diǎn)在于一系列較 小的麥稈狀管子。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，麥稈狀管子的長(zhǎng)度改
變成使排出噴嘴4、 6的流體的層流最大。因此，在本發(fā)明的一些實(shí)施 方式中，排出鉆孔噴嘴6或切割噴嘴4的流體的層流得到了增加，從 而增加了塔中焦炭鉆孔或切割步驟的效率。
圖5、 6、 6a和6b描繪了本發(fā)明第一旋轉(zhuǎn)式棘輪機(jī)構(gòu)28和第二旋 轉(zhuǎn)式棘輪機(jī)構(gòu)30的優(yōu)選實(shí)施方式。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn) 式棘輪機(jī)構(gòu)可包括外部環(huán)50、鎖緊輥?zhàn)?2、導(dǎo)向盤(pán)54、內(nèi)部環(huán)56和 彈簧承載桿58。
圖7描繪了本發(fā)明的切割工具的實(shí)施方式。特別地，圖7具體增 加了彈簧系統(tǒng)的其他實(shí)施方式，其可用來(lái)使轉(zhuǎn)換裝置18豎直地移動(dòng)。 圖7描繪了可用在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中的氮?dú)鈴椈?3。在優(yōu)選實(shí) 施方式中，氮?dú)鈴椈砂ㄈ菁{在室內(nèi)的高壓惰性氣體，此高壓惰性氣 體用于對(duì)螺旋形花鍵24的底部施加向上的力。在優(yōu)選實(shí)施方式中，仔 細(xì)地計(jì)算氮?dú)鈴椈蓛?nèi)的壓力，使得螺旋形花鍵24在指定和預(yù)定壓力下 進(jìn)行向上移動(dòng)和向下移動(dòng)。在一些實(shí)施方式中，氮?dú)鈴椈?3提供了如 下額外的優(yōu)勢(shì)，即，施加在轉(zhuǎn)換裝置底部的壓力更一致。因此，圖7 所示的氮?dú)鈴椈?3可用于允許在鉆孔模式和切割模式之間更平滑地轉(zhuǎn) 換。
圖8描繪了本發(fā)明的液流轉(zhuǎn)向裝置和轉(zhuǎn)換裝置的實(shí)施方式。特別 地，圖8將如下特征增加到本發(fā)明的實(shí)施方式中，SP，可使用帶有狹 縫的墊圈50來(lái)控制進(jìn)入小通路34的流體液流。通過(guò)控制允許流過(guò)小 通路34的流體速度，帶有狹縫的墊圈50控制了作用在螺旋形花鍵36 頂部的壓力等級(jí)。因此，在一些實(shí)施方式中，帶有狹縫的墊圈的使用 允許在本發(fā)明中在鉆孔模式和切割模式之間更平滑、更可控的轉(zhuǎn)換。 本發(fā)明的一些實(shí)施方式設(shè)想利用并控制墊圈50中狹縫的數(shù)量和尺寸，使得在一些切割工具中，可允許更多水流動(dòng)并作用在螺旋形花鍵36的 頂部，而在一些實(shí)施方式中，允許更少的流體作用在螺旋形花鍵36上。
圖7和8還顯示了在一些實(shí)施方式中，防止流體與本發(fā)明的任何
活動(dòng)部分或功能性部件接觸。也就是說(shuō)，本發(fā)明的內(nèi)部機(jī)件(例如， 豎直花鍵柱)與水和/或碎屑相隔離，而水和/或碎屑可導(dǎo)致已有技術(shù)復(fù) 雜的內(nèi)部部件長(zhǎng)時(shí)間后出故障。因?yàn)楸景l(fā)明的內(nèi)部元件與水和碎屑相 隔離，所以它們的功能和效率并不隨產(chǎn)品的使用或時(shí)間減小。
在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的各種元件由耐用材料構(gòu)成， 使得本發(fā)明的各種元件將在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都不需要更換。例如，本
發(fā)明的螺旋形花鍵24可由耐用材料構(gòu)成，且能夠在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)在 鉆孔模式和切割模式間有效地且可靠地轉(zhuǎn)換，而沒(méi)有維修、故障或更 換。同樣，本發(fā)明的切割工具的其他元件可由本領(lǐng)域公知的耐用材料 構(gòu)成。
本發(fā)明提供了一種用于在延遲焦化設(shè)備單元運(yùn)行中在切割模式和 鉆孔模式之間自動(dòng)轉(zhuǎn)換的方法。在一些實(shí)施方式中，該方法在除焦過(guò) 程中由操作者遠(yuǎn)程執(zhí)行切割模式和/或鉆孔模式，而不需要從焦炭塔升 高鉆桿和切割單元以手動(dòng)改變或檢査。因此，在一些實(shí)施方式中，所 述方法包括在鉆孔和切割之間轉(zhuǎn)換，而不需要從待除焦的焦炭塔升高 切割工具。
在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的方法包括，操作者使得高壓流體從 延遲焦化設(shè)備單元的鉆桿向下流動(dòng)進(jìn)入切割工具1，其中高壓流體通過(guò) 鉆桿2流入切割工具1內(nèi)，并流入設(shè)置在切割工具1內(nèi)部的鉆孔通道 48內(nèi)，以便允許高壓流體從切割工具1的鉆孔噴嘴6噴射。在一些實(shí) 施方式中，當(dāng)允許高壓流體流入切割工具時(shí)， 一部分高壓流體通過(guò)轉(zhuǎn) 換裝置套圈38中的小通路34流入切割工具，從而對(duì)螺旋形花鍵36頂 部施加向下的力。作用在螺旋形花鍵36頂部的高壓克服多個(gè)彈簧系統(tǒng)20、 22的壓力向下推螺旋形花鍵24。在所述方法的此步驟中，沒(méi)有流
體被允許從切割工具1的切割噴嘴噴射。
在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，操作者然后可削減或減少進(jìn)入鉆桿 的高壓流體液流。因此，進(jìn)入切割工具1的高壓流體液流大大減少或 停止了。在一些實(shí)施方式中，當(dāng)操作者削減或減少進(jìn)入切割頭1的流
體液流時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)換裝置套圈38中的小通路34的流體液流減小了， 且作用在旋轉(zhuǎn)花鍵螺母36頂部的向下壓力減小至由彈簧系統(tǒng)20、 22 作用的向上的力可以向上推壓螺旋形花鍵24。當(dāng)螺旋形花鍵向上移動(dòng) 時(shí)，其旋轉(zhuǎn)液流轉(zhuǎn)向裝置8的主體10，使得液流轉(zhuǎn)向裝置8擋住允許 流體進(jìn)入鉆孔噴嘴的通道48，并打開(kāi)切割通道46，從而允許流體進(jìn)入 切割噴嘴4。
隨后，在一些實(shí)施方式中，操作者可增加進(jìn)入切割工具的流體液 流，從而在流體通過(guò)鉆桿2流入切割工具1并通過(guò)切割通道46流至切 割噴嘴4時(shí)允許高壓流體從切割噴嘴4噴射。當(dāng)高壓流體被重新引入 切割頭時(shí)， 一部分高壓流體經(jīng)由小通路34流過(guò)轉(zhuǎn)換裝置套圈38，并對(duì) 螺旋形花鍵36頂部作用向下的力，使得螺旋形花鍵24向下移動(dòng)，并 保持在充分壓下位置，直到切斷高壓流體。
因此，從操作者的觀點(diǎn)來(lái)看，鉆桿2和切割工具1可降低到焦炭 塔內(nèi)，且高壓流體可從切割工具1中的一組鉆孔噴嘴6噴射。當(dāng)操作 者想將切割工具1的模式轉(zhuǎn)換到切割模式時(shí)，操作者減小或切斷到切 割工具的流體液流，從而允許本發(fā)明的轉(zhuǎn)換裝置將鉆孔轉(zhuǎn)換到切割， 之后將高壓流體重新引入鉆桿，且切割工具允許高壓流體通過(guò)本發(fā)明 的切割噴嘴噴射。
權(quán)利要求
1.一種用于從焦化容器中除去焦炭的系統(tǒng)，其包括切割頭；液流轉(zhuǎn)向裝置，其由主體和液流轉(zhuǎn)向帽組成；以及轉(zhuǎn)換裝置。
2. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，所述液流轉(zhuǎn)向裝置還包括力 施加器，所述力施加器偏壓在所述液流轉(zhuǎn)向裝置的主體和所述液流轉(zhuǎn) 向帽之間。
3. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述力施加器是彈簧。
4. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，所述液流轉(zhuǎn)向帽具有傾斜邊緣。
5. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，所述轉(zhuǎn)換裝置包括旋轉(zhuǎn)式棘 輪機(jī)構(gòu)。
6. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述轉(zhuǎn)換裝置包括力施加器， 所述力施加器用于在所述切割工具內(nèi)的水壓減小時(shí)豎直地移動(dòng)所述轉(zhuǎn) 換裝置。
7. 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述力施加器包括彈簧。
8. 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述力施加器包括多于一個(gè)彈簧。
9. 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，旋轉(zhuǎn)裝置由螺旋形花鍵組成。
10. —種用于從焦化容器中除去焦炭的系統(tǒng)，其包括 切割頭；液流轉(zhuǎn)向裝置；以及轉(zhuǎn)換裝置，其包括螺旋形花鍵和豎直花鍵柱，用于旋轉(zhuǎn)所述液流 轉(zhuǎn)向裝置。
11. 如權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，其中，所述轉(zhuǎn)換裝置還包括力施 加器，所述力施加器用于在切割工具內(nèi)的水壓減小時(shí)豎直地移動(dòng)所述 轉(zhuǎn)換裝置。
12. 如權(quán)利要求ll所述的系統(tǒng)，其中所述力施加器是彈簧。
13. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述力施加器是多于一個(gè)彈簧。
14. 如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述力施加器是兩個(gè)彈簧， 其中第一彈簧環(huán)繞在第二彈簧的外部。
15. 如權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)換裝置還包括止推軸承。
16. 如權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)換裝置還包括旋轉(zhuǎn)式 棘輪機(jī)構(gòu)。
17. 如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)換裝置還包括第二旋 轉(zhuǎn)式棘輪機(jī)構(gòu)。
18. 如權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)換裝置還包括轉(zhuǎn)換裝 置套圈，所述轉(zhuǎn)換裝置套圈將所述轉(zhuǎn)換裝置連接到所述切割工具的內(nèi) 部。
19. 如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述套圈包括小通路，所述小通路允許流體流過(guò)所述套圈并接觸所述螺旋形花鍵的頂部。
20. 如權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)換裝置還包括分度鍵。
21. —種用于從焦化容器中除去焦炭的系統(tǒng)，其包括 用于在焦炭塔內(nèi)切割焦炭的裝置，其包括鉆孔裝置和切割裝置； 用于使流體液流唯一地轉(zhuǎn)向到所述鉆孔裝置或唯一地轉(zhuǎn)向到所述切割裝置的裝置；以及用于在切割模式和鉆孔模式之間遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換所述轉(zhuǎn)向裝置的裝置。
22. 如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中液流轉(zhuǎn)向裝置包括主體、液 流轉(zhuǎn)向帽和力施加器，所述力施加器偏壓在所述主體和所述液流轉(zhuǎn)向 帽之間。
23. 如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述力施加器是彈簧。
24. 如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中所述液流轉(zhuǎn)向帽具有傾斜邊緣。
25. 如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)換裝置包括旋轉(zhuǎn)式棘 輪裝置。
26. 如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)換裝置包括力施加器， 所述力施加器用于在所述切割裝置內(nèi)的水壓減小時(shí)豎直地移動(dòng)轉(zhuǎn)換裝 置。
27. 如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其中所述力施加器包括彈簧。
28. 如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其中所述力施加器包括多于一個(gè) 彈簧。
29. 如權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其中旋轉(zhuǎn)裝置由螺旋形花鍵組成。
30. —種用于在切割和鉆孔之間遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換同時(shí)從焦炭塔中除去焦 炭的方法，其包括允許流體流入切割工具；防止所述流體通過(guò)切割噴嘴噴射，其中所述阻止通過(guò)使用液流轉(zhuǎn) 向裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)；從與所述切割頭相連的鉆孔噴嘴噴射高壓流體；減少流入所述切割頭的流體液流；允許力施加器豎直向上移動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置；允許轉(zhuǎn)換裝置豎直運(yùn)動(dòng)，以旋轉(zhuǎn)所述液流轉(zhuǎn)向裝置，其中隨后所 述液流轉(zhuǎn)向裝置防止高壓流體到達(dá)所述鉆孔噴嘴； 增加到所述切割頭的流體液流； 從與所述切割頭相連的切割噴嘴噴射高壓流體。
全文摘要
一種系統(tǒng)，其允許操作者在切割和鉆孔之間遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換，同時(shí)從被稱為焦炭塔的大型圓柱形容器中除去固體碳質(zhì)殘?jiān)?。所述系統(tǒng)包括切割頭，所述切割頭用于將高壓流體噴射到焦炭床中；液流轉(zhuǎn)向裝置；以及轉(zhuǎn)換裝置。鉆桿便于流體通過(guò)鉆桿內(nèi)部流到切割工具。高壓流體可通過(guò)鉆桿流到切割工具，并通過(guò)鉆孔噴嘴或切割噴嘴流出?？梢岳靡毫鬓D(zhuǎn)向裝置控制流體液流流入鉆孔噴嘴或者切割噴嘴中。液流轉(zhuǎn)向裝置可包括主體、液流轉(zhuǎn)向帽和轉(zhuǎn)換裝置。
文檔編號(hào)C10B33/00GK101321846SQ200680045035
公開(kāi)日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2006年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月6日
發(fā)明者魯賓·F·拉赫 申請(qǐng)人:科蒂斯-賴特流體控制公司