專(zhuān)利名稱(chēng)：用于使連接器具在鉆機(jī)上運(yùn)動(dòng)的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于使連接器具在鉆機(jī)上運(yùn)動(dòng)的設(shè)備和方法，所
述連接器具例如但不限于大鉗、旋轉(zhuǎn)器(spinner)或鐵鉆工。
背景技術(shù)：
在油井或氣井地層中鉆井孔時(shí)，鉆頭布置在鉆柱的端部并且被旋轉(zhuǎn)以鉆出井孔。鉆柱包括稱(chēng)為鉆桿段的管柱。鉆桿段包括上端部和下端部。上端部設(shè)置有帶母螺紋的增大部分，通常稱(chēng)為內(nèi)螺紋端；下端部設(shè)置有豎立部和公接頭，通常稱(chēng)為外螺紋端。鉆桿段連接成由兩段或三段構(gòu)成的立根。這可使用設(shè)置在鉆機(jī)平臺(tái)的底板中的鼠洞在遠(yuǎn)離井中心的位置實(shí)現(xiàn)。然后將立根從鼠洞運(yùn)動(dòng)到井中心并且連接至井中的鉆桿柱。
為了實(shí)現(xiàn)鉆桿之間的連接，無(wú)論鉆桿是鉆桿段、鉆桿立根或鉆桿柱的形式，都通過(guò)旋轉(zhuǎn)器或扭矩扳手這兩種工具進(jìn)行連接。鉆桿段或立根的外螺紋端被下入保持在鼠洞或井中心中的鉆桿段或鉆桿柱的內(nèi)螺紋端中。鉆桿段或立根在吊卡中被提升到鼠洞或井中心。鉆桿段或立根的外螺紋端被下入保持在鼠洞或井中心中的鉆桿的內(nèi)螺紋端中。然后移走旋轉(zhuǎn)器，將扭矩扳手一直提供至鉆桿。使用固定大鉗以阻止保持在鼠洞或井中心中的鉆桿在加扭矩過(guò)程中運(yùn)動(dòng)，并且可在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中使用固定大鉗。致動(dòng)大鉗以使鉆桿段或立根旋轉(zhuǎn)，并且將連接件加至所需扭矩。然后從鉆桿移走扭矩扳手和固定大鉗。通常稱(chēng)為鐵鉆工的設(shè)備將旋轉(zhuǎn)器與大鉗和固定大鉗結(jié)合在一起。
在某些接頭類(lèi)型中，內(nèi)螺紋端和豎立部"肩式連接"，以使得在為接頭加扭矩時(shí)，豎立部的面和內(nèi)螺紋端的面接觸，并且使上部鉆桿相對(duì)于下部鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)所需的扭矩發(fā)生急劇升高。該接頭類(lèi)型在旋轉(zhuǎn)步驟
5之后通常需要轉(zhuǎn)動(dòng)小于四十五度來(lái)進(jìn)行加扭矩步驟。但是， 一些連接
件不具有肩部，并且具有連續(xù)螺紋，例如Hydrill楔形螺紋(HydrillWedge Thread)類(lèi)型連接件。
在修理井的過(guò)程中，鉆桿柱以與鉆柱幾乎相同的方式下入井中。但是，柱有時(shí)指下井儀器串(tool string)而不是指鉆柱。
其他管用在油井或氣井的構(gòu)建和維修中，比如套管。套管通常在井中心處以多個(gè)單段的形式旋入并且下入井中。然后，套管從井頂部懸掛下來(lái)并且可用水泥固定到位。通常稱(chēng)為襯管的其他管被旋接在一起并且下入井中。襯管從套管段的底部懸掛下來(lái)并且可用水泥固定到位。
井下工具也可連接至下述部件中的任一種鉆柱；下井儀器串；套管；或襯管。這些井下工具可通過(guò)螺旋螺紋連接，并且因而需要旋轉(zhuǎn)和加扭矩。
用于旋轉(zhuǎn)和加扭矩的上述方法可應(yīng)用于上述的具有螺旋螺紋連接的管中的任一種。
"鐵鉆工，，與扭矩扳手和旋轉(zhuǎn)扳手結(jié)合以在將管柱下入井中或從井中取出管柱時(shí)連接和分離管，例如鉆井部件(比如鉆桿)。在例如下述美國(guó)專(zhuān)利中顯示了現(xiàn)有技術(shù)的大鉗系統(tǒng)和鐵鉆工U.S. 4,023,449;4,348,920; 4,765,401; 6,318,214; 6,776,070; 7，249，639和7,313,986，通過(guò)引用將所有上述專(zhuān)利的全部?jī)?nèi)容并入本文。
各種現(xiàn)有技術(shù)的鐵鉆工具有一起安裝在托架上的旋轉(zhuǎn)扳手和扭矩扳手。為了形成或斷開(kāi)兩個(gè)管之間的螺紋連接，例如鉆桿接頭，某些鐵鉆工具有帶兩種爪高度的扭矩扳手。扭矩扳手的上部爪用于夾持在上部管的一部分上，下部爪夾持在下部管的一部分上，例如鉆桿的上部和下部螺紋連接件。在夾持在連接好的管上之后，上部爪和下部爪相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)，以斷開(kāi)上部管和下部管之間的連接。安裝在扭矩扳手上方的托架上的旋轉(zhuǎn)扳手與上部管接合，并且旋轉(zhuǎn)上部管，直到上部管與下部管分離。
某些現(xiàn)有技術(shù)的鐵鉆工系統(tǒng)包括用于沿預(yù)定路徑在鉆臺(tái)表面上滾動(dòng)的托架。在某些現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中，旋轉(zhuǎn)器和扭矩扳手安裝用于相對(duì)于托架向上和向下運(yùn)動(dòng)，以與管適當(dāng)接合，并且用于在其中它們的軸線完全豎直延伸以與豎直井管接合的位置和其中旋轉(zhuǎn)器和扭矩扳手的軸線布置在相對(duì)于真正的豎直方向稍微傾斜的位置之間進(jìn)行傾斜運(yùn)動(dòng)，從而在傾斜的鼠洞中接合管和對(duì)管進(jìn)行相反動(dòng)作。在某些現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中，旋轉(zhuǎn)器可相對(duì)于扭矩扳手豎直運(yùn)動(dòng)。
某些鐵鉆工安裝在可延伸且可縮回的支承結(jié)構(gòu)上，用于相對(duì)于井筒中心來(lái)回運(yùn)動(dòng)，而不干涉或阻礙相對(duì)于所述井和旋轉(zhuǎn)或驅(qū)動(dòng)設(shè)備進(jìn)行的其他操作的性能。
美國(guó)專(zhuān)利7，249，639 (具有與本發(fā)明共同的共有人)公開(kāi)了一種用于將鐵鉆工運(yùn)動(dòng)到位以允許在鉆柱中形成螺紋接頭或分離螺紋接頭的設(shè)備。所述設(shè)備還可用于使其他鉆機(jī)器具運(yùn)動(dòng)到井中心線或鼠洞的位置處。自平衡雙同步平行四邊形臂用于實(shí)現(xiàn)裝置的運(yùn)動(dòng)。液壓缸或氣動(dòng)缸用于使臂延伸和縮回，而不用于支承工具。所述臂可將工具保持在任何位置中而無(wú)需缸的輔助。呈同步平行四邊形的連桿機(jī)構(gòu)可通過(guò)齒輪、連桿、槽或滾柱來(lái)實(shí)現(xiàn)。在某些方面中，公開(kāi)了一種用于使鉆井器具運(yùn)動(dòng)的設(shè)備，所述設(shè)備具有連接至鉆臺(tái)的柱體；連接至柱體的柱體引導(dǎo)裝置；在第一連接點(diǎn)處連接至柱體引導(dǎo)裝置的至少一個(gè)平行四邊形臂，所述至少一個(gè)平行四邊形臂包括受拉連桿、下支撐臂、上支撐臂、壓縮連桿、和載荷傳送接頭；在第二連接點(diǎn)處連接至平行四邊形臂的鉆井設(shè)備；和連接至柱體引導(dǎo)裝置的缸，用于沿柱體升高和/或降低柱體引導(dǎo)裝置。
美國(guó)專(zhuān)利7，313，986 (具有與本發(fā)明共同的共有人)公開(kāi)了一種在托架上具有扭矩扳手和旋轉(zhuǎn)扳手的系統(tǒng)，所述托架可動(dòng)地連接至柱體，用于相對(duì)于柱體上/下豎直運(yùn)動(dòng)，并且所述托架也可在鉆臺(tái)上水平平移，用于朝向或背離井中鉆柱的鉆桿運(yùn)動(dòng)。支撐臂可在一端部樞轉(zhuǎn)地連接至托架的底部，并且在其另一端部連接至支架?？蛇x地，僅使用一個(gè)支撐臂或使用兩個(gè)平行臂。連接件可拆卸地安放在凹窩中以將所述系統(tǒng)安裝在鉆機(jī)上。在一個(gè)特定方面中，雙臂使旋轉(zhuǎn)器/扳手組合24"從柱體向外運(yùn)動(dòng)，這導(dǎo)致豎直地升高6.5"。所述扳手可通過(guò)使支撐臂運(yùn)動(dòng)而經(jīng)由動(dòng)力機(jī)構(gòu)朝向或背離柱體14運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)扳手可在托架上朝向或背離扭矩扳手上下運(yùn)動(dòng)。控制臺(tái)通過(guò)有線或無(wú)線與系統(tǒng)部件通訊，
并且可遠(yuǎn)距離設(shè)置。
發(fā)明人已經(jīng)注意到所述用于使連接器具運(yùn)動(dòng)的設(shè)備所占據(jù)的鉆臺(tái)空間非常大。發(fā)明人已經(jīng)注意到現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備需要軌道以使連接裝置在其上運(yùn)動(dòng)，這占據(jù)了寶貴的鉆臺(tái)空間。 一些現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備使用延伸系統(tǒng)，但是仍需要軌道。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于使連接器具在鉆機(jī)上運(yùn)動(dòng)的設(shè)備，所述設(shè)備包括桿和延伸設(shè)備，所述延伸設(shè)備包括座、至少第一連桿機(jī)構(gòu)、第二連桿機(jī)構(gòu)、第三連桿機(jī)構(gòu)、用于支撐連接器具的支架和布置在所述座和所述第一連桿機(jī)構(gòu)之間的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)延伸設(shè)備，其中，在致動(dòng)所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)延伸設(shè)備時(shí)，所述第一連桿機(jī)構(gòu)、所述第二連桿機(jī)構(gòu)和所述第三連桿機(jī)構(gòu)延伸或縮回以使所述支架背離或朝向所述桿運(yùn)動(dòng)。可4吏用多于三個(gè)連桿才幾構(gòu)，例如四個(gè)、五個(gè)或六個(gè)。
優(yōu)選地，所述座能隨所述桿豎直運(yùn)動(dòng)，或者能在所述桿上豎直運(yùn)動(dòng)，所述設(shè)備還包括升高設(shè)備，用于隨所述桿或在所述桿上升高所述座。優(yōu)選地，在所述第一、第二和第三連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，所述連接設(shè)備的豎直高度變化不顯著。有利地，在所述連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，鐵鉆工的豎直高度變化不大于正負(fù)2厘米(0.75英寸)。
有利地，所述升高設(shè)備和所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)延伸設(shè)備同時(shí)動(dòng)作，因而提高了從一個(gè)位置到另 一個(gè)位置(例如從鼠洞到井中心)的運(yùn)動(dòng)速度。優(yōu)選地，所述延伸設(shè)備能繞所述桿旋轉(zhuǎn)。有利地，所述連接器具為大鉗、旋轉(zhuǎn)器和鐵鉆工中的至少一種。
優(yōu)選地，所述第一連桿機(jī)構(gòu)具有能樞轉(zhuǎn)地連接至所述座的第一連桿機(jī)構(gòu)第一端部、和第一連桿機(jī)構(gòu)第二端部；所述第二連桿機(jī)構(gòu)具有能樞轉(zhuǎn)地連接至所述第一連桿機(jī)構(gòu)第二端部的第二連桿機(jī)構(gòu)第一端部、和第二連桿機(jī)構(gòu)第二端部；所述第三連桿機(jī)構(gòu)具有能樞轉(zhuǎn)地連接 至所述第二連桿機(jī)構(gòu)第二端部的第三連桿機(jī)構(gòu)第一端部、和能樞轉(zhuǎn)地 連接至所述支架的第三連桿機(jī)構(gòu)第二端部。
優(yōu)選地，所述第一連桿機(jī)構(gòu)包括第一臂和與所述第一臂間隔開(kāi)的 第二臂，所述第一連桿機(jī)構(gòu)的第一臂和第二臂連接至連接部件，以使 得所述第一臂、第二臂、連接部件和座形成平行四邊形。有利地，所 述第二連桿機(jī)構(gòu)包括第 一臂和與所述第一臂間隔開(kāi)的第二臂，所述第 二連桿機(jī)構(gòu)的第一臂和第二臂連接至另 一連接部件，以使得所述第一 臂、第二臂、連接部件和另一連接部件形成平行四邊形。優(yōu)選地，所 述第三連桿機(jī)構(gòu)包括第 一臂和與所述第一臂間隔開(kāi)的第二臂，所述第 三連桿機(jī)構(gòu)的第一臂和第二臂連接至所述支架，以使得所述第一臂、 第二臂、支架和另一連接部件形成平行四邊形。
優(yōu)選地，所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)延伸設(shè)備包括至少一個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)活塞-缸設(shè) 備。優(yōu)選地由液壓流體驅(qū)動(dòng)，但是可包括儲(chǔ)壓器或所述流體可以是氣 體。有利地，所述設(shè)備包括兩個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)活塞-缸。優(yōu)選地，所述至少 一個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)活塞-缸設(shè)備包括殼體、能在所述殼體內(nèi)運(yùn)動(dòng)的內(nèi)部浮動(dòng) 活塞，延伸穿過(guò)所述內(nèi)部浮動(dòng)活塞并且能相對(duì)于內(nèi)部浮動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)的 活塞軸，所述活塞軸具有兩個(gè)端部， 一個(gè)端部連接至軸活塞，另一個(gè) 端部能運(yùn)動(dòng)以延伸，所述內(nèi)部浮動(dòng)活塞和所述軸活塞將所述殼體的內(nèi) 部分成第一室、第二室和第三室，所述浮動(dòng)活塞的位置確定所述活塞 軸的最大延伸范圍。優(yōu)選地，所述內(nèi)部浮動(dòng)活塞可設(shè)置在預(yù)設(shè)的期望 位置，以使得當(dāng)所述內(nèi)部浮動(dòng)活塞與所述軸活塞接觸，并且所述軸活 塞停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述鐵鉆工處于預(yù)選位置處。
有利地，所述活塞軸包括內(nèi)部通道，流體可從所述殼體外部流經(jīng) 所述內(nèi)部通道進(jìn)入第二室。
優(yōu)選地，所述設(shè)備還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括閥設(shè)備， 用于按照選擇地操作以控制流體流動(dòng)至所述第一、第二和第三室。所 述控制設(shè)備可包括平衡閥。
本發(fā)明還提供了一種鉆機(jī)，包括井架、平臺(tái)、頂部驅(qū)動(dòng)裝置及井中心、連接器具和本發(fā)明的設(shè)備，所述連接器具能相對(duì)于用于所述頂 部驅(qū)動(dòng)裝置支撐軌道的下端部定位，以使得所述延伸系統(tǒng)最上部分在 所述支撐軌道的下端部的下面并且與所述支撐軌道的下端部間隔開(kāi)。 優(yōu)選地，所述升高設(shè)備能將所述第 一連桿機(jī)構(gòu)的最頂部升高到最高高 度，所述最高高度小于與所述延伸系統(tǒng)相鄰的頂部驅(qū)動(dòng)裝置支撐軌道 的底端部的高度。
本發(fā)明還提供了一種用于使連接器具在鉆機(jī)上運(yùn)動(dòng)的方法，所述
方法包括以下步驟將所述連接器具連接至延伸設(shè)備，所述延伸設(shè)備 包括布置在桿上的座、至少第一連桿機(jī)構(gòu)、第二連桿機(jī)構(gòu)、第三連桿 機(jī)構(gòu)、用于支撐連接器具的支架和布置在所述座和所述第一連桿機(jī)構(gòu) 之間的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)延伸設(shè)備，所述方法還包括以下步驟致動(dòng)所述動(dòng)力 驅(qū)動(dòng)延伸設(shè)備，以使所述第一連桿機(jī)構(gòu)、所述第二連桿機(jī)構(gòu)和所述第 三連桿機(jī)構(gòu)延伸或縮回，從而使所述連接器具背離或朝向所述桿運(yùn)動(dòng)。
優(yōu)選地，所述方法還包括以下步驟同時(shí)升高所述座和使所述第 一、第二和第三連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，由此升高所述連接器具并且使所述連 接器具背離所述桿運(yùn)動(dòng)。有利地，所述方法還包括以下步驟同時(shí)降 低所述座和使所述第一、第二和第三連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，由此降低所述連 接器具并且使所述連接器具朝向所述桿運(yùn)動(dòng)。優(yōu)選地，所述連接器具 在所述支架上運(yùn)動(dòng)到鉆機(jī)的井中心。
本發(fā)明在 一 些實(shí)施例中公開(kāi)了 一種用于鐵鉆工的延伸系統(tǒng)，所述 鐵鉆工包括鐵鉆工支架和所述鐵鉆工支架上的扭矩扳手和旋轉(zhuǎn)扳手， 所述延伸系統(tǒng)具有桿；在所述桿上的支撐柱體；可動(dòng)地連接至所述 支撐柱體并且可在其上上下運(yùn)動(dòng)的座；三個(gè)可樞轉(zhuǎn)地相互連接的平行 四邊形連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)；連接至所述支撐柱體并且用于相對(duì)于所述支撐 柱體升高和降低所述座的升高設(shè)備；連接至所述座和第一連桿機(jī)構(gòu)結(jié)
構(gòu)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)延伸設(shè)備；所述連桿機(jī)構(gòu)可由所述動(dòng)力延伸設(shè)備樞轉(zhuǎn)和 運(yùn)動(dòng)，以使所述鐵鉆工支架背離所述支撐柱體延伸和朝向所述支撐柱 體縮回所述鐵鉆工。在某些方面中，這種系統(tǒng)可同時(shí)升高且延伸所述 鐵鉆工或下降且縮回所述鐵鉆工。在某些方面中，本發(fā)明公開(kāi)了一種用于使鐵鉆工在鉆機(jī)上運(yùn)動(dòng)的
方法，所述方法包括將所述鐵鉆工連接至根據(jù)本發(fā)明的延伸系統(tǒng)； 和利用所述延伸系統(tǒng)使所述鐵鉆工運(yùn)動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明，所述設(shè)備結(jié)合了沿基本上豎直桿的豎直運(yùn)動(dòng)、桿旋 轉(zhuǎn)的角運(yùn)動(dòng)和使用至少三組連桿機(jī)構(gòu)使連接器具相對(duì)于桿水平布置的 水平運(yùn)動(dòng)。沿桿的豎直運(yùn)動(dòng)可利用可沿桿滑動(dòng)的套管沿帶齒軌道在活 塞和缸上實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明還公開(kāi)了一種用于使連接器具在鉆機(jī)上運(yùn)動(dòng)的設(shè)備，所述 設(shè)備包括桿；和可在基本上豎直的平面中、在所述桿上或隨所述桿運(yùn) 動(dòng)的座；延伸設(shè)備，所述延伸設(shè)備具有連接至所述座的近端部和連接 至用于支撐連接器具的支架的遠(yuǎn)端部，所述延伸設(shè)備用于使所述連接 器具在基本上水平平面中運(yùn)動(dòng)。優(yōu)選地，所述座可繞所述桿旋轉(zhuǎn)。


為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在參照附圖通過(guò)舉例的方式進(jìn)行描述， 附圖中
圖1A是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備處于延伸位置的透視圖； 圖1B是圖1A所示設(shè)備處于縮回位置的側(cè)視圖； 圖1C是圖1A所示設(shè)備處于縮回位置的俯視圖； 圖1D是圖1A所示設(shè)備的側(cè)視圖； 圖1E是圖1D所示設(shè)備的主視圖； 圖1F是圖1D所示設(shè)備的俯視圖1G是圖1D所示設(shè)備的側(cè)視圖，其中未顯示控制面板；
圖1H是圖1G所示設(shè)備的俯視圖ll是圖1A所示設(shè)備處于升高位置的側(cè)視圖1J是圖ll所示設(shè)備的主視圖1K是圖ll所示設(shè)備的俯視圖1L是圖1A所示設(shè)備的透視圖，顯示了一些被隱藏的部件； 圖2是圖1A所示設(shè)備的一部分在使用中的俯視圖；圖3是圖1A所示設(shè)備的側(cè)視圖4A是圖1A所示設(shè)備處于縮回位置的俯視圖4B是圖1A所示設(shè)備在鉆臺(tái)上使用中的俯視圖，其中鉆桿處于
井中心，所述鉆桿在所述設(shè)備的一部分內(nèi)并且由技工控制設(shè)備； 圖4C是圖4B所示設(shè)備處于部分延伸位置的俯視圖； 圖4D是圖4B所示設(shè)備的俯視圖，其中所述設(shè)備處于縮回位置并
且手動(dòng)大鉗布置在鉆桿上；
圖5是用于根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備中的控制回路和活塞/釭的示意性視
圖6是圖5所示控制回路的活塞/釭的透視圖； 圖7是圖6所示的活塞/釭的側(cè)剖視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1A顯示了 一種根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備10，所述設(shè)備在延伸設(shè)備100 的遠(yuǎn)端部上具有鐵鉆工1。鐵鉆工1包括旋轉(zhuǎn)器12和可動(dòng)地安裝在支 架18上的扳手16。旋轉(zhuǎn)器12可以是任何用于使管旋轉(zhuǎn)以便于連接或 分離螺紋管的適當(dāng)旋轉(zhuǎn)器。扳手16可以是任何用于扭轉(zhuǎn)螺紋管之間的 連接以形成連接或用于斷開(kāi)連接的適當(dāng)扳手。在一個(gè)特定方面中，旋 轉(zhuǎn)器12與于2008年2月25日提交的美國(guó)申請(qǐng)，序列號(hào)No. 12/072,296 (具有與本發(fā)明共同的所有人，將其全部?jī)?nèi)容并入本文，用于所有目的) 一樣，并且扳手16是美國(guó)專(zhuān)利7,313,586 (具有與本發(fā)明共同的所有 人，并且將其全部?jī)?nèi)容并入本文，用于所有目的)中公開(kāi)的扭矩扳手。 控制面板8控制旋轉(zhuǎn)器12、扳手16和設(shè)備100。
圖1A所示的延伸設(shè)備100具有三個(gè)可樞轉(zhuǎn)地相互連接的連桿機(jī) 構(gòu)段IIO、 120、 130，設(shè)置用于使旋轉(zhuǎn)器12扳手16組合延伸和縮回。 連桿機(jī)構(gòu)段130連接至支架18。
每一個(gè)連桿機(jī)構(gòu)段具有可樞轉(zhuǎn)的上部部件和下部部件，其形成可 伸張/可縮回的平行四邊形結(jié)構(gòu)。連桿機(jī)構(gòu)110具有下臂113和上臂 114。下臂端部可樞轉(zhuǎn)地連接至座141，上臂端部可樞轉(zhuǎn)地連接至連接件160。連接件160包括間隔開(kāi)的側(cè)板162、 164;連接部件165 (見(jiàn) 圖1L); 和橫向結(jié)構(gòu)(cross structure) 166。臂113均具有可樞轉(zhuǎn)地 連接至連接部件165的端部。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，臂113平行于臂114運(yùn)動(dòng)。
連桿機(jī)構(gòu)120具有帶有下臂123的下部部件1201和帶有上臂124 的上部部件120u (見(jiàn)圖1A和1L )。下部部件1201和上部部件120u 的兩端部可樞轉(zhuǎn)地連接至連接件160，并且臂123、 124的兩個(gè)相對(duì)端 部均可樞轉(zhuǎn)地連接至連接件170。連桿機(jī)構(gòu)126均具有可樞轉(zhuǎn)地連接 至上部部件120u的第一端部和可樞轉(zhuǎn)地連接至連接部件165的第二端 部。連桿機(jī)構(gòu)128均具有可樞轉(zhuǎn)地連接至下臂123的第一端部和可樞 轉(zhuǎn)地連接至連桿機(jī)構(gòu)130的上臂134的第二端部。
連桿機(jī)構(gòu)130具有橫梁130a、下臂133和上臂134。上臂134和 下臂133的第一部分可樞轉(zhuǎn)地連接至連接件170。下臂133和上臂134 的第二端部可樞轉(zhuǎn)地連接至支架18。
連接件170具有側(cè)板172和橫向結(jié)構(gòu)176。
座141具有滾軸144，其設(shè)置用于在柱體190的槽196中滾動(dòng)。 柱體190可相對(duì)于桿B在支承件R上旋轉(zhuǎn)。裝置200 (示意性顯示) 升高和降低座141,并且因而升高和降低設(shè)備IOO。使用任何適當(dāng)?shù)囊?知裝置200在本發(fā)明的范圍內(nèi)，所述裝置200可位于柱體190內(nèi)。在 某些方面中，裝置200釆用舉升缸設(shè)備，例如美國(guó)專(zhuān)利7，249，639中所 示的舉升缸設(shè)備，出于該目的，將所述美國(guó)專(zhuān)利的全部?jī)?nèi)容并入本文。
圖1B到1K示出了設(shè)備10的各種位置。座141和柱體190相對(duì) 于桿B旋轉(zhuǎn)。連桿才幾構(gòu)110、 120、 130通過(guò)液壓缸i殳備150的延伸活 塞桿而運(yùn)動(dòng)，所述液壓缸設(shè)備150連接在支撐柱體190上的座141和 下臂113上的連接件之間。可選地，僅使用一個(gè)設(shè)備150。活塞151 可相對(duì)于缸152運(yùn)動(dòng)，以向上和向外運(yùn)動(dòng)從而使延伸設(shè)備100延伸， 并且向內(nèi)和向下運(yùn)動(dòng)從而使延伸設(shè)備縮回。
圖1B和1C顯示了完全縮回且在柱體190上向下完全下降至鉆臺(tái) RF的延伸設(shè)備。臂114與臂113平行；臂124與臂123平行；以及臂
13134與臂133平行?；钊?51沒(méi)有從其各自的缸152延伸。
圖1D到1F顯示了通過(guò)將活塞151從它們各自的缸152延伸而完
全延伸的設(shè)備100。上臂保持與下臂平行，延伸設(shè)備100相對(duì)于鉆臺(tái)
RF保持在下降位置中。
圖1G和1H顯示了處于柱體190上完全升高位置中且完全水平縮
回的延伸設(shè)備IOO。上臂保持與下臂平行，并且活塞151保持縮回到
其缸152中。
圖II到1K顯示了完全延伸且完全升高的延伸設(shè)備100。在成對(duì) 的臂中，上臂與下臂平行，并且活塞151已經(jīng)延伸以使設(shè)備延伸。
在圖1B到1F和1G到II中，若干個(gè)高度、長(zhǎng)度和距離(用于本 發(fā)明的某些特定實(shí)施例)以英寸和厘米兩種測(cè)量單位來(lái)表示。例如， 圖1B中，在項(xiàng)"2647.531"上方的項(xiàng)"104.23"表示那一點(diǎn)所表示的高度 為104.23英寸和2647.53厘米。如圖II所示，高度H為118.82英寸 和3018.06厘米(其小于120英寸的高度，在一方面，所述高度為從 鉆臺(tái)RF到軌道M (部分顯示)的底端部E的距離)，所述軌道M是 鉆機(jī)中的軌道，頂部驅(qū)動(dòng)裝置在其上上下運(yùn)動(dòng)。
圖3顯示了一種設(shè)備10，其中柱體190安裝在地面凹窩193中。 圖2顯示了地面凹窩193在鉆機(jī)結(jié)構(gòu)RS上的位置?？蛇x地，地面凹 窩根據(jù)需要設(shè)置(例如，參見(jiàn)地面凹窩193a)。鉆機(jī)設(shè)置在井中心WC 上方，并且鄰近鼠洞MH。
圖4A到4D示出了設(shè)備10的各種位置。在圖4A中，設(shè)備處于 延伸設(shè)備100完全下降并且完全縮回的待用位置中。如圖4B所示， 延伸設(shè)備100延伸以將具有旋轉(zhuǎn)器12和扳手16的設(shè)備1 (鐵鉆工1) 設(shè)置在井中心WC上方。
如圖4C所示，設(shè)備10在柱體190上旋轉(zhuǎn)以將旋轉(zhuǎn)器12和扳手 16設(shè)置在鼠洞MH上方。圖4D示出了"大鉗運(yùn)動(dòng)范圍(tong sweep)", 即鉆臺(tái)大鉗相對(duì)于設(shè)備100的間隙，并且顯示了延伸設(shè)備100可縮回 以脫離大鉗的路徑。
寸吏用任何適當(dāng)?shù)挠糜谑惯B桿4幾構(gòu)110、 130運(yùn)動(dòng)的已知?jiǎng)恿Ω譱殳備在本發(fā)明的范圍內(nèi)?？蛇x地，如圖5到7所示的根據(jù)本發(fā)明的液壓缸 系統(tǒng)600可用于缸設(shè)備150。
系統(tǒng)600具有四個(gè)平衡閥601、 602、 603、 604和兩個(gè)控制閥611、 612。殼體605封裝內(nèi)部浮動(dòng)活塞606和活塞607，軸608與活塞607 連接并且從活塞607處伸出。軸608可在穿過(guò)浮動(dòng)活塞606的孔609 內(nèi)運(yùn)動(dòng)?；钊?06和607將殼體分成三個(gè)室621、 622和623。處于壓 力下的液壓流體經(jīng)由貫穿軸608的通道617流入和流出中間室，即室 622。平衡閥602和平衡閥604都可控制通道617中的流動(dòng)，從而控制 室622中的流動(dòng)和流體壓力?？刂崎y612通過(guò)控制平衡閥603、 604 來(lái)控制浮動(dòng)活塞606?？刂崎y611控制活塞607的運(yùn)動(dòng)。平衡閥601 控制處于壓力下的液壓流體流入和流出室621。平衡閥603控制室623 的流動(dòng)。
浮動(dòng)活塞606的位置確定活塞607的運(yùn)動(dòng)范圍，并且因而確定軸 608的運(yùn)動(dòng)范圍。浮動(dòng)活塞606任一側(cè)上的流體壓力確定浮動(dòng)活塞606 的位置。依次地，通過(guò)控制浮動(dòng)活塞606的位置并且由此通過(guò)控制活 塞607和軸608的可運(yùn)動(dòng)范圍來(lái)控制連桿機(jī)構(gòu)110、 120、 130的運(yùn)動(dòng)。 通過(guò)控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)范圍，浮動(dòng)活塞606可設(shè)置在預(yù)選位置處，以使 得當(dāng)活塞607運(yùn)動(dòng)并且運(yùn)動(dòng)到其運(yùn)動(dòng)邊界時(shí)，鐵鉆工l運(yùn)動(dòng)到預(yù)選位 置并且停止在該預(yù)選位置處，例如(但是不限于)井中心。
在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的某些實(shí)施例中，設(shè)置約3.6米(12英尺) 的作用范圍。在某些實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)器/扳手組合的豎直高度在設(shè)備延 伸和縮回時(shí)變化不顯著，例如在某些方面中僅為加或減2cm (0.75英 寸)或更少。對(duì)于圖1A所示的實(shí)施例，如果活塞/缸設(shè)備發(fā)生故障， 設(shè)備將不會(huì)突然延伸或縮回，并且設(shè)備將不會(huì)降落。
在一些方面中，在具有頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備的鉆機(jī)中，頂部驅(qū)動(dòng)裝置在 連接至鉆機(jī)結(jié)構(gòu)的軌道上上下運(yùn)動(dòng)。這些軌道具有離鉆臺(tái)上方一定距 離的底端部(例如，在一個(gè)特定方面，在鉆臺(tái)上方120英寸)。對(duì)于類(lèi) 似于具有延伸設(shè)備100的設(shè)備10的設(shè)備，在鉆機(jī)中向上伸出不遠(yuǎn)于恰 好在這些軌道的底部下面是有利的。根據(jù)本發(fā)明處于完全升高位置中的一些實(shí)施例(例如，如圖1A中)在具有軌道的鉆機(jī)鉆臺(tái)上方小于 3m (120英寸)處，所述軌道底部在鉆臺(tái)上方3m (120英寸)處。
因此，本發(fā)明在一些實(shí)施例和一些方面，但不必是在所有實(shí)施例 中和所有方面提供了 一種用于鐵鉆工的延伸設(shè)備，所述鐵鉆工具有鐵 鉆工支架和在鐵鉆工支架上的扭矩扳手和旋轉(zhuǎn)扳手，所述延伸設(shè)備包 括桿；所述桿上的支撐柱體；可動(dòng)地連接至所述支撐柱體并且可在 其上上下運(yùn)動(dòng)的座；第一連桿機(jī)構(gòu)，具有可樞轉(zhuǎn)地連接至所述座的第 一連桿機(jī)構(gòu)第一端部、和第一連桿機(jī)構(gòu)第二端部；第二連桿機(jī)構(gòu)，具 有可樞轉(zhuǎn)地連接至第 一連桿機(jī)構(gòu)第二端部的第二連桿機(jī)構(gòu)第 一端部、 和第二連桿機(jī)構(gòu)第二端部；第三連桿機(jī)構(gòu)，具有可樞轉(zhuǎn)地連接至第二 連桿機(jī)構(gòu)第二端部的第三連桿機(jī)構(gòu)第一端部、和可樞轉(zhuǎn)地連接至所述 鐵鉆工支架的第三連桿機(jī)構(gòu)第二端部；升高設(shè)備，連接至所述支撐柱 體，用于相對(duì)于所述支撐柱體升高和降低所述座；動(dòng)力驅(qū)動(dòng)延伸設(shè)備， 連接至所述座和第一連桿機(jī)構(gòu)；并且所述第一連桿機(jī)構(gòu)、第二連桿機(jī) 構(gòu)和第三連桿機(jī)構(gòu)可由所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)延伸設(shè)備樞轉(zhuǎn)和運(yùn)動(dòng)，以使所述 鐵鉆工支架背離所述支撐柱體延伸，和使鐵鉆工朝向所述支撐柱體縮 回。這種設(shè)備可按照任意可能的組合方式具有下述特征中的一個(gè)或一 些每一個(gè)連桿機(jī)構(gòu)是具有上部部件和下部部件的平行四邊形結(jié)構(gòu)， 所述上部部件可平行于所述下部部件運(yùn)動(dòng)；在所述第一連桿機(jī)構(gòu)和第 二連桿機(jī)構(gòu)之間的第一連接件，所述第一連桿機(jī)構(gòu)的上部部件和所述 第二連桿機(jī)構(gòu)的上部部件在其頂部可樞轉(zhuǎn)地連接至所述第一連接件， 所述第一連桿機(jī)構(gòu)的下部部件和所述第二連桿機(jī)構(gòu)的下部部件在其底 部可樞轉(zhuǎn)地連接至所述第二連接件；在所述第二連桿機(jī)構(gòu)和所述第三 連桿機(jī)構(gòu)之間的第二連接件，所述第二連桿機(jī)構(gòu)的上部部件和所述第 三連桿機(jī)構(gòu)的上部部件在其頂部可樞轉(zhuǎn)地連接至所述第二連接件，并 且所述第二連桿機(jī)構(gòu)的下部部件和所述第三連桿機(jī)構(gòu)的下部部件在其 底部可樞轉(zhuǎn)地連接至所述第二連接件；其中，所述升高設(shè)備和動(dòng)力驅(qū) 動(dòng)延伸設(shè)備可同時(shí)動(dòng)作；其中，所述支撐柱體可相對(duì)于所述桿旋轉(zhuǎn)； 其中，在所述連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，所述鐵鉆工的豎直高度變化不
16顯著；其中，在所述連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，所述鐵鉆工的豎直高度 變化不大于正負(fù)0.75英寸；其中，用于使所述鐵鉆工延伸的動(dòng)力驅(qū)動(dòng) 延伸設(shè)備是至少一個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)活塞-缸設(shè)備；其中，用于使所述鐵鉆工 延伸的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)延伸設(shè)備包括兩個(gè)間隔開(kāi)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)活塞-缸設(shè)備；其 中，所述至少一個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)活塞-缸設(shè)備包括殼體，可在所述殼體中運(yùn) 動(dòng)的內(nèi)部浮動(dòng)活塞；延伸穿過(guò)所述內(nèi)部浮動(dòng)活塞并且可相對(duì)于內(nèi)部浮 動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)的軸，所述軸具有兩個(gè)端部，和在軸一端部上的軸活塞， 所述軸活塞可在所述殼體中運(yùn)動(dòng)，并且所述軸具有內(nèi)部通道，流體通 過(guò)所述內(nèi)部通道可從所述殼體的外部流入中間室，所述內(nèi)部浮動(dòng)活塞 和所述軸活塞將所述殼體的內(nèi)部分成三個(gè)室，包括第一端室，中間室， 和第二端室，所述軸連接至所述第一連桿機(jī)構(gòu)，并且所述軸活塞和所 述軸可通過(guò)使流體運(yùn)動(dòng)到所述殼體中來(lái)定位，以使得所述軸在所述殼 體中的位置對(duì)應(yīng)于所述第一連桿機(jī)構(gòu)的位置和所述鐵鉆工的位置；其 中，所述控制系統(tǒng)控制所述軸活塞的位置；其中，所述內(nèi)部浮動(dòng)活塞 可設(shè)置在預(yù)定的期望位置，以使得當(dāng)所述軸活塞接觸所述內(nèi)部浮動(dòng)活 塞并且所述軸活塞停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述鐵鉆工處于預(yù)選位置；其中，所 述控制系統(tǒng)包括閥設(shè)備，所述閥設(shè)備可選擇操作以控制流體流動(dòng)至所 述軸的內(nèi)部通道、第一端室和第二端室；其中，所述鐵鉆工可相對(duì)于 用于鉆機(jī)上頂部驅(qū)動(dòng)裝置的支撐軌道的下端部設(shè)置，以使得所述延伸 設(shè)備的最上部分在所述支撐軌道的下端部下方并且與所述支撐軌道的 下端部間隔開(kāi)；和/或其中，所述升高設(shè)備可將所述第一連桿機(jī)構(gòu)的最 頂部升高到最高高度，所述最高高度小于與所述延伸設(shè)備相鄰的頂部 驅(qū)動(dòng)裝置支撐軌道的底端部的高度。
因此本發(fā)明在一些實(shí)施例和一些方面，但是不必是所有實(shí)施例和 所有方面，提供了一種用于鐵鉆工的延伸系統(tǒng)，所述鐵鉆工具有鐵鉆 工支架和在所述鐵鉆工支架上的扭矩扳手和旋轉(zhuǎn)扳手，所述延伸系統(tǒng) 包括桿；所述桿上的支撐柱體；可動(dòng)地連接至所述支撐柱體并且可 在其上上下運(yùn)動(dòng)的座；第一連桿機(jī)構(gòu)，具有可樞轉(zhuǎn)地連接至所述座的 第一連桿機(jī)構(gòu)第一端部、和第一連桿機(jī)構(gòu)第二端部；第二連桿機(jī)構(gòu)，20088
具有可樞轉(zhuǎn)地連接至第一連桿機(jī)構(gòu)第二端部的第二連桿機(jī)構(gòu)第一端
部、和第二連桿機(jī)構(gòu)第二端部；第三連桿機(jī)構(gòu)，具有可樞轉(zhuǎn)地連接至 第二連桿機(jī)構(gòu)第二端部的第三連桿機(jī)構(gòu)第一端部、和可樞轉(zhuǎn)地連接至 所述鐵鉆工支架的第三連桿機(jī)構(gòu)第二端部；升高設(shè)備，連接至所述支 撐柱體，用于相對(duì)于所述支撐柱體升高和降低所述座；動(dòng)力驅(qū)動(dòng)延伸 設(shè)備，連接至所述座和第一連桿機(jī)構(gòu)；所述第一連桿機(jī)構(gòu)、第二連桿 機(jī)構(gòu)和第三連桿機(jī)構(gòu)可由所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)延伸設(shè)備樞轉(zhuǎn)和運(yùn)動(dòng)，以使所 述鐵鉆工支架相對(duì)于所述支撐柱體運(yùn)動(dòng)；每一個(gè)連桿機(jī)構(gòu)包括具有上 部部件和下部部件的平行四邊形結(jié)構(gòu)；所述第一連桿機(jī)構(gòu)和第二連桿 機(jī)構(gòu)之間的第一連接件；所述第一連桿機(jī)構(gòu)的上部部件和所述第二連 桿機(jī)構(gòu)的上部部件在其頂部處可樞轉(zhuǎn)地連接至所述第一連接件；所述 第一連桿機(jī)構(gòu)的下部部件和所述第二連桿機(jī)構(gòu)的下部部件在其底部處 可樞轉(zhuǎn)地連接至第二連接件；在所述第二連桿機(jī)構(gòu)和第三連桿機(jī)構(gòu)之 間的第二連接件；所述第二連桿機(jī)構(gòu)的上部部件和所述第三連桿機(jī)構(gòu) 的上部部件在其頂部處可樞轉(zhuǎn)地連接至所述第二連接件；所述第二連 桿機(jī)構(gòu)的下部部件和所述第三連桿機(jī)構(gòu)的下部部件在其底部處可樞轉(zhuǎn) 地連接至所述第二連接件；其中，所述升高設(shè)備和動(dòng)力驅(qū)動(dòng)延伸設(shè)備 可同時(shí)動(dòng)作；所述支撐柱體可相對(duì)于所述桿旋轉(zhuǎn)；其中，在所述連桿 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，所述鐵鉆工的豎直高度變化不大于正負(fù)0.75英寸， 并且所述升高設(shè)備可將所述第一連桿機(jī)構(gòu)的最頂部升高到最高高度， 所述最高高度小于與所述延伸系統(tǒng)相鄰的頂部驅(qū)動(dòng)支撐軌道的底端部 的高度。
因此，本發(fā)明在一些實(shí)施例和一些方面，但不必是所有實(shí)施例和 所有方面提供了一種用于使鐵鉆工在鉆機(jī)上運(yùn)動(dòng)的方法，所述方法包 括將所述鐵鉆工連接至延伸系統(tǒng)，所述延伸系統(tǒng)是根據(jù)本發(fā)明的任 一種延伸系統(tǒng)；和通過(guò)所述延伸系統(tǒng)使所述鐵鉆工運(yùn)動(dòng)。這種方法可 按照任何可能的組合方式包括下述特征中的一個(gè)或一些同時(shí)升高所 述座并且延伸所述三個(gè)連桿機(jī)構(gòu)，由此升高所述鐵鉆工并且使所述鐵 鉆工運(yùn)動(dòng)背離所述座；同時(shí)下降所述座并且縮回所述三個(gè)連桿機(jī)構(gòu)，由此降低所述鐵鉆工并且使所述鐵鉆工朝向所述座運(yùn)動(dòng)；將所述第一 連桿機(jī)構(gòu)的最頂部升高到最高高度，所述最高高度小于與所述延伸系 統(tǒng)相鄰的頂部驅(qū)動(dòng)裝置支撐軌道的底端部的高度；和/或通過(guò)如本文公 開(kāi)的任一種動(dòng)力驅(qū)動(dòng)活塞-缸設(shè)備使所述連桿機(jī)構(gòu)延伸，所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng) 活塞-缸設(shè)備包括但是不限于圖5到7所示的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)活塞-缸設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種用于使連接器具在鉆機(jī)上運(yùn)動(dòng)的設(shè)備，所述設(shè)備包括桿(190)和延伸設(shè)備(100)，所述延伸設(shè)備包括座(141)、至少第一連桿機(jī)構(gòu)(110)、第二連桿機(jī)構(gòu)(120)、第三連桿機(jī)構(gòu)(130)、用于支撐連接器具的支架(18)和布置在所述座(141)和所述第一連桿機(jī)構(gòu)(110)之間的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)延伸設(shè)備(150)，其中，在致動(dòng)所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)延伸設(shè)備(150)時(shí)，所述第一連桿機(jī)構(gòu)(110)、所述第二連桿機(jī)構(gòu)(120)和所述第三連桿機(jī)構(gòu)(130)延伸或縮回以使所述支架(18)背離或朝向所述桿(190)運(yùn)動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述座(141)能隨所述 桿(190)豎直運(yùn)動(dòng)或者能在所述桿(190)上豎直運(yùn)動(dòng)，所述設(shè)備還 包括升高設(shè)備(200)，用于隨所述桿(190)或在所述桿(190)上升 高所述座(141)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述升高設(shè)備(200)和 所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)延伸設(shè)備(150)同時(shí)動(dòng)作。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或3所述的設(shè)備，其中，所述延伸設(shè)備(100 ) 能繞所述桿(l卯)旋轉(zhuǎn)。
5. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，所述連接器具為 大鉗、旋轉(zhuǎn)器和鐵鉆工中的至少一種。
6. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，所述第一連桿機(jī) 構(gòu)(110)具有能樞轉(zhuǎn)地連接至所述座(141)的第一連桿機(jī)構(gòu)第一端 部、和第一連桿機(jī)構(gòu)第二端部；所述第二連桿機(jī)構(gòu)(120)具有能樞轉(zhuǎn) 地連接至所述第一連桿機(jī)構(gòu)第二端部的第二連桿機(jī)構(gòu)第一端部、和第 二連桿機(jī)構(gòu)第二端部；所述第三連桿機(jī)構(gòu)(130)具有能樞轉(zhuǎn)地連接至 所述第二連桿機(jī)構(gòu)第二端部的第三連桿機(jī)構(gòu)第一端部、和能樞轉(zhuǎn)地連接至所述支架(18)的第三連桿機(jī)構(gòu)第二端部。
7. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，所述第一連桿機(jī) 構(gòu)(110)包括第一臂(113)和與所述第一臂(113)間隔開(kāi)的第二臂(114)，所述第一連桿機(jī)構(gòu)(110)的第一臂(113)和第二臂(114) 連接至連接部件(160)，以使得所述第一臂(113)、第二臂(114)、 連接部件(160)和座(141)形成平行四邊形。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述第二連桿機(jī)構(gòu)(120) 包括第一臂(123)和與所述第一臂(123)間隔開(kāi)的第二臂(124)， 所述第二連桿機(jī)構(gòu)(120)的第一臂(123)和第二臂(124)連接至另 一連接部件(170)，以使得所述第一臂(123)、第二臂(124)、連接 部件(160)和另一連接部件(170)形成平行四邊形。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，所述第三連桿機(jī)構(gòu)(130) 包括第一臂(133)和與所述第一臂(133)間隔開(kāi)的第二臂(134)， 所述第三連桿機(jī)構(gòu)(130)的第一臂(133)和第二臂(134)連接至所 述支架(18)，以使得所述第一臂(133)、第二臂(134)、支架(18) 和另一連接部件(170)形成平行四邊形。
10. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng) 延伸設(shè)備(150)包括至少一個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)活塞-缸設(shè)備。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng) 活塞-缸設(shè)備包括殼體(605)、能在所述殼體(605)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的內(nèi)部浮 動(dòng)活塞(606)、延伸穿過(guò)所述內(nèi)部浮動(dòng)活塞(606)并且能相對(duì)于內(nèi)部 浮動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)的活塞軸(608)，所述活塞軸(608)具有兩個(gè)端部，一 個(gè)端部連接至軸活塞(607)，另一個(gè)端部能運(yùn)動(dòng)以延伸，所述內(nèi)部浮 動(dòng)活塞(606 )和所述軸活塞(607 )將所述殼體的內(nèi)部分成笫一室(621 )、 第二室(622)和第三室(623)，所述浮動(dòng)活塞的位置確定所述活塞軸 (608)的最大延伸范圍。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述活塞軸(608)包 括內(nèi)部通道(617)，流體能從所述殼體外部流經(jīng)所述內(nèi)部通道(617) 進(jìn)入第二室(622)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的設(shè)備，還包括控制系統(tǒng)，所述 控制系統(tǒng)包括閥設(shè)備，用于按照選擇操作以控制流體流動(dòng)至所述第一 、 第二和第三室(621、 622、 623)。
14. 一種鉆機(jī)，包括井架、平臺(tái)、頂部驅(qū)動(dòng)裝置及井中心、連接 器具(1)和根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，所述連接器具(1) 能相對(duì)于所述頂部驅(qū)動(dòng)裝置的支撐軌道的下端部定位，以使得所述延 伸系統(tǒng)的最上部分在所述支撐軌道下端部的下面并且與所述支撐軌道 的下端部間隔開(kāi)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的鉆機(jī)，其中，所述升高設(shè)備(200) 能將所述第一連桿機(jī)構(gòu)的最頂部升高到最高高度，所述最高高度小于 與所述延伸系統(tǒng)相鄰的頂部驅(qū)動(dòng)裝置支撐軌道的底端部的高度。
16. —種用于使連接器具在鉆機(jī)上運(yùn)動(dòng)的方法，所述方法包括以 下步驟將所述連接器具連接至延伸設(shè)備(IOO)，所述延伸設(shè)備(100) 包括布置在桿(190)上的座(141)、至少第一連桿機(jī)構(gòu)(110)、第二 連桿機(jī)構(gòu)(120)、第三連桿機(jī)構(gòu)(130)、用于支撐連接器具的支架(18) 和布置在所述座(141)和所述第一連桿才幾構(gòu)(110)之間的動(dòng)力驅(qū)動(dòng) 延伸設(shè)備(150)，所述方法還包括以下步驟致動(dòng)所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)延伸 設(shè)備(150)，以使所述第一連桿機(jī)構(gòu)(110)、所述第二連桿機(jī)構(gòu)(120) 和所述第三連桿機(jī)構(gòu)(130)延伸或縮回，從而使所述連接器具背離或 朝向所述桿(190)運(yùn)動(dòng)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括以下步驟同時(shí)升高所 述座和使所述第一、第二和第三連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，由此升高所述連接器 具并且使所述連接器具背離所述桿運(yùn)動(dòng)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括以下步驟同時(shí)降低所 述座和使所述第一、第二和第三連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，由此降低所述連接器 具并且使所述連接器具朝向所述桿運(yùn)動(dòng)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16、 17或18所述的方法，其中，使所述連接 器具在所述支架上運(yùn)動(dòng)到鉆機(jī)的井中心。
全文摘要
一種用于使連接器具在鉆機(jī)上運(yùn)動(dòng)的設(shè)備和方法，該設(shè)備包括桿(190)和延伸設(shè)備(100)，該延伸設(shè)備包括座(141)、至少第一連桿機(jī)構(gòu)(110)、第二連桿機(jī)構(gòu)(120)、第三連桿機(jī)構(gòu)(130)、用于支撐連接器具的支架(18)、和布置在座(141)和第一連桿機(jī)構(gòu)(110)之間的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)延伸設(shè)備(150)，其中，在致動(dòng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)延伸設(shè)備(150)時(shí)，所述第一連桿機(jī)構(gòu)10(110)、所述第二連桿機(jī)構(gòu)(120)和所述第三連桿機(jī)構(gòu)(130)延伸或縮回以使所述支架(18)背離或朝向所述桿(190)運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)E21B19/00GK101680279SQ200880009385
公開(kāi)日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月22日
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