專利名稱：頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備和用于夾持管狀物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備、一種用于夾持管狀物的方法和一種便于從頂部驅(qū)動(dòng)器的主軸上移除器件的方法。
背景技術(shù)：
在油或氣井或地?zé)峋虻鹊臉?gòu)造中鉆井孔時(shí)，鉆頭安放在鉆柱端部上，鉆柱被旋轉(zhuǎn)以穿過地層鉆出井孔。用于鉆井孔(比如油或氣井)的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備是兩種用于鉆井孔的普通型設(shè)備中的一種，另一種是轉(zhuǎn)盤設(shè)備。具有轉(zhuǎn)盤的鉆機(jī)一般包括在頂部帶有天車的支承井架結(jié)構(gòu)。游動(dòng)滑車通過由絞車供應(yīng)的鋼絲繩可動(dòng)地從天車上懸掛下來。吊鉤或滑車適配器可從提環(huán)上的游動(dòng)滑車上懸掛下來。方鉆桿通過吊鉤懸掛在游動(dòng)滑車上。方鉆桿的下端部固定到鉆柱上。鉆柱的下端部具有承載鉆頭的底部鉆具組合。鉆柱和鉆頭被放置在正在鉆進(jìn)并且從地面向下延伸的井孔內(nèi)。方鉆桿通過轉(zhuǎn)盤在井孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)。頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備一般包括容納馬達(dá)的主體，該馬達(dá)用于使驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，該驅(qū)動(dòng)軸具有可與管狀物單根、管狀物立根或管狀物柱連接的接頭。這些管狀物可以是下述管中的任一種鉆桿、套管、襯套、附加管(premium tubular)或任何其它用于井孔(比如油和氣井)的構(gòu)建、維護(hù)和修理的管狀物。頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備通常被安放在鉆機(jī)井架上的基本豎直的軌道上。頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備利用越過游動(dòng)滑車上的天車的繩索在軌道上被升高和降低，該游動(dòng)滑車經(jīng)由吊鉤或滑車適配器連接至頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備，吊鉤或滑輪適配器可從提環(huán)上的游動(dòng)滑車上懸掛下來。該繩索利用通常稱為絞車的絞盤被卷起和放開。頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備因而可被用于使管狀物進(jìn)入和移出井孔；使鉆柱旋轉(zhuǎn)以便于鉆出井孔；以及使管狀物單根或立根相對(duì)于懸持在井孔中的管狀物柱旋轉(zhuǎn)，以使管狀物與鉆柱中的管狀物柱螺紋連接或分離，從而加長(zhǎng)或縮短管狀物柱。頂部驅(qū)動(dòng)器具有連接桿適配器，一對(duì)連接桿從連接桿適配器懸掛下來。吊卡從附接至頂部驅(qū)動(dòng)器的連接桿懸掛下來，從而便于操縱管狀物和使與管狀物與接頭對(duì)準(zhǔn)，用于對(duì)其進(jìn)行連接和分離。頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備還可用于與被動(dòng)或主動(dòng)卡盤和/或與旋轉(zhuǎn)鉗結(jié)合，從而便于管狀物與管狀物柱的連接和分離。重要的是能夠控制井孔相對(duì)于地層的壓力。在某些情況下，司鉆可能認(rèn)為需要欠平衡鉆井，其中施加于暴露在井孔中的地層上的壓力低于地層的內(nèi)部流體壓力。因而，如果存在充分的多孔性和滲透性，則地層流體會(huì)進(jìn)入井孔。在接近欠平衡條件時(shí)，鉆速通常增力口。但是，司鉆可能認(rèn)為需要過平衡鉆井，其中井孔中的壓力值超過地層中的流體壓力。需要額外的壓力以防止儲(chǔ)層流體(油、氣或水)進(jìn)入井孔。但是，過度的過平衡會(huì)由于有效地加固靠近井孔的巖石和限制從鉆頭下排出的鉆屑而顯著地減慢鉆井進(jìn)程。另外，高的過平衡壓力與差的鉆井泥漿特性相結(jié)合會(huì)導(dǎo)致壓差卡鉆問題。因?yàn)閮?chǔ)層壓力從一個(gè)地層到另一個(gè)地層是變化的，而鉆井泥漿的密度相對(duì)恒定，所以過平衡從一個(gè)產(chǎn)層到另一個(gè)產(chǎn)層是變化的。司鉆能夠通過改變鉆井泥漿的密度而使鉆井條件從欠平衡改變成過平衡，鉆井泥漿密度的改變通過利用增重劑增加或減小鉆井泥漿的密度來實(shí)現(xiàn)。如果井中的壓力未得到適當(dāng)?shù)目刂?，則不會(huì)使鉆速最大化。在最差的情形中，井可能會(huì)由于井孔中壓力的不足而崩塌。在鉆經(jīng)特殊類型的地層時(shí)更可能發(fā)生這種情況。過去，在鉆柱的單根和立根連接或分離過程中停止鉆井流體的循環(huán)。注入閥或泥漿保護(hù)閥用于在該連接或分離過程中保持鉆柱中的壓力。但是，每次都不得不連接和分離閥。因此，存在不連續(xù)循環(huán)，盡管在井中基本上維持了壓力，但壓力變化的脈動(dòng)還是很顯著的。通常優(yōu)選的是，維持鉆屑懸浮在鉆井流體中以便于使它們從鉆頭移走并且防止它們回落到井孔中。鉆井泥漿循環(huán)的停止會(huì)導(dǎo)致鉆屑下沉。為了遏制這一點(diǎn)，在許多現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中嘗試額外的流體加重，通常是增加流體的粘性。這導(dǎo)致在地面處需要更大的泵送動(dòng)力以使更稠的流體運(yùn)動(dòng)；但是泵送力的這種增加會(huì)導(dǎo)致井底的過壓，這樣會(huì)導(dǎo)致井下地層毀壞或流體損失。連續(xù)循環(huán)系統(tǒng)已得到開發(fā)且在PCT申請(qǐng)W098/16716中得到公開，其允許在整個(gè)管狀物與管狀物柱的連接和分離過程中進(jìn)行鉆井泥漿循環(huán)。W098/16716公開了如下內(nèi)容特別是用管閘板的上部裝置應(yīng)用并且密封在將連接至管狀物柱的管狀物周圍，用管閘板的下部裝置應(yīng)用并且密封在位于井中的管狀物柱頂部的管狀物周圍，從而在其間產(chǎn)生腔室，以及使用全封閉閘板密封住位于將連接的管狀物的端部公接頭和管狀物柱頂部的管狀物的母接頭之間的腔室，從而形成上部腔室和下部腔室。鉆井泥漿入口設(shè)置在全封閉閘板裝置和第二管閘板裝置之間的下部腔室中。鉆井泥漿的供應(yīng)源也與將連接的管狀物的頂端部連接，從而形成連接，下部管閘板被致動(dòng)且在位于井眼中的管狀物柱的頂端部周圍進(jìn)行密封，全封閉閘板被致動(dòng)以在鉆柱頂部周圍形成下部腔室。鉆井泥漿被允許流入下部腔室且循環(huán)進(jìn)入鉆柱的頂部。鉆井泥漿經(jīng)過鉆柱到達(dá)鉆頭并且通過由鉆柱和井孔形成的環(huán)形空間返回。鉆井泥漿由泥漿振動(dòng)篩、離心分離機(jī)等處理，以便從其中去除鉆屑和需要時(shí)添加的添加成分，然后循環(huán)到下部腔室。其間，管狀物單根或立根被下放到連續(xù)循環(huán)系統(tǒng)的頂部。上部管閘板被致動(dòng)以在管周圍形成密封。該管單根或立根的上端部附接至鉆井泥漿的供應(yīng)源，鉆井泥漿通過閥的致動(dòng)流入上部腔室?，F(xiàn)在上部腔室和下部腔室中的鉆井泥漿壓力基本相等。全封閉閘板被打開，而管狀物單根或立根的公接頭端對(duì)扣到管狀物柱頂端部的母接頭中并且被旋轉(zhuǎn)和扭轉(zhuǎn)以形成連接。腔室中的鉆井泥漿可以被排出并且上部和下部閘板被打開以將添加的管狀物單根或立根下放到井中。從而在形成和斷開連接的同時(shí)，使循環(huán)經(jīng)過管狀物柱和環(huán)形空間連續(xù)進(jìn)行。已經(jīng)對(duì)連續(xù)循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行了各種改進(jìn)，包括在鉆井的同時(shí)控制連續(xù)循環(huán)。從而允許在管狀物與管狀物柱的連接或分離的同時(shí)進(jìn)行連續(xù)鉆井。這可用于利用鉆桿鉆井或利用套管鉆井中。吊卡用在這些操作中，以按照選擇支承管和便于使管狀構(gòu)件從一個(gè)位置運(yùn)動(dòng)至另
一個(gè)位置。
現(xiàn)有技術(shù)公開了與這種系統(tǒng)一起使用的多種管狀物夾持器設(shè)備和頂部驅(qū)動(dòng)器。某些現(xiàn)有技術(shù)的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備具有頂部驅(qū)動(dòng)單元、用于接收管狀構(gòu)件的管夾持器系統(tǒng)和用于接觸和夾持已置于夾持器系統(tǒng)內(nèi)的管狀物的可接合夾爪。一方面，每個(gè)夾爪具有互連的液壓缸設(shè)備，該液壓缸設(shè)備被控制和致動(dòng)以使夾爪運(yùn)動(dòng)從而進(jìn)入或脫開與管狀物的夾持接合。內(nèi)部防噴器(IBOP)可用于在進(jìn)行鉆井操作時(shí)防止管狀物(比如鉆管或套管)中的壓力增加。IBOP可位于與頂部驅(qū)動(dòng)器的主軸螺紋連接的頂部驅(qū)動(dòng)器的下方?，F(xiàn)有技術(shù)專利公開了多種多樣的這種系統(tǒng)，包括但不限于(僅通過舉例的方式)在美國專利7，055，594和該專利所引證的參考文獻(xiàn)中公開的那些系統(tǒng)，以及在美國專利 2，950，639,3, 902，385,4, 346，629,4, 458，768,5, 433，279,6, 276，450,4, 813，493、6，705，405,4, 800，968,4, 878，546,4, 753，300,6, 536，520 和 6，679，333 中公開的那些系統(tǒng)。美國專利7，055，594公開了管夾持器和頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備，在某些方面，公開了一種在至少一些方面具有頂部驅(qū)動(dòng)單元的頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)，和一種位于頂部驅(qū)動(dòng)單元之下的管夾持系統(tǒng)，該管夾持系統(tǒng)其具有用于接收將由管夾持系統(tǒng)夾持的管狀物的開放喉部；而且，在至少某些方面，公開了一種夾持系統(tǒng)，該夾持系統(tǒng)具有主體，其中第一和第二夾爪可動(dòng)地連接到該主體上，該夾持系統(tǒng)還具有活塞/汽缸裝置，該活塞/汽缸裝置與每個(gè)夾爪可動(dòng)地互連，用于使夾爪運(yùn)動(dòng)以夾緊管，然后使管旋轉(zhuǎn)。一方面，公開了一種管夾持系統(tǒng)，該管夾持系統(tǒng)具有主體、與該主體可動(dòng)地連接的第一夾爪、與該主體可動(dòng)地連接的第二夾爪、與第一夾爪可動(dòng)地互連的第一活塞/汽缸裝置、與第二夾爪可動(dòng)地互連的第二活塞/汽缸裝置、第一活塞/汽缸裝置用于使第一夾爪運(yùn)動(dòng)以夾緊管，第二活塞/汽缸裝置用于使第二夾爪運(yùn)動(dòng)以夾緊管，第一活塞/汽缸裝置用于使第一夾爪運(yùn)動(dòng)且第二活塞/汽缸裝置用于使第二夾爪運(yùn)動(dòng)以使管旋轉(zhuǎn)。美國專利7，281，451公開了用于在管狀物柱內(nèi)形成和脫開管狀物連接的方法和設(shè)備。在某些方面，大鉗組件(tong assembly)包括門控動(dòng)力和與扭矩桿聯(lián)接的固定大鉗。大鉗的夾爪可沿圓周設(shè)置，其中支承構(gòu)件設(shè)置在相鄰?qiáng)A爪之間，以大致形成360度的封閉圓環(huán)。液壓回路可平均地分配流體和壓力以致動(dòng)夾爪。該動(dòng)力大鉗可包括由至少三個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的門控轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子可通過一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子鎖按照選擇物理鎖定旋轉(zhuǎn)或運(yùn)動(dòng)。另夕卜，大鉗組件可包括一種聯(lián)鎖裝置，該聯(lián)鎖裝置在轉(zhuǎn)子鎖致動(dòng)以釋放轉(zhuǎn)子之前防止驅(qū)動(dòng)馬達(dá)致動(dòng)。另外，門鎖可在閉合時(shí)保護(hù)大鉗和轉(zhuǎn)子，而且可釋放的聯(lián)接裝置可幫助馬達(dá)接合轉(zhuǎn)子泵。公開了一種用于在連接和分離操作過程中操縱第一管狀物和第二管狀物的設(shè)備，包括大鉗，該大鉗具有徑向設(shè)置在可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件內(nèi)并且可朝中心運(yùn)動(dòng)的夾爪，用于夾持第一管狀物，其中每個(gè)夾爪由共有的壓力限制器獨(dú)立控制的基本平均的流體供應(yīng)致動(dòng)；以及支持構(gòu)件，用于夾持第二管狀物并防止第二管狀物旋轉(zhuǎn)。美國專利3，902，385公開了用于形成或脫開螺紋管接頭的管接頭連接或脫開工具，包括兩個(gè)分別適于在兩個(gè)管段周圍延伸并且夾持兩個(gè)管段的夾持組件，每個(gè)夾持組件都具有兩個(gè)鉸接在一起、用于開閉運(yùn)動(dòng)的夾爪，其中兩個(gè)夾持組件安裝用于通過動(dòng)力驅(qū)動(dòng)致動(dòng)裝置繞管軸線進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，該動(dòng)力驅(qū)動(dòng)致動(dòng)裝置優(yōu)選包括兩個(gè)活塞和汽缸機(jī)構(gòu)，其中每一個(gè)活塞和汽缸機(jī)構(gòu)在基本上位于夾持組件的兩個(gè)夾爪之間的鉸接位置處沿一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向作用在夾持組件中的一個(gè)上，而沿相反的旋轉(zhuǎn)方向作用在夾持組件中的另一個(gè)上。一方面，公開了一種用于實(shí)現(xiàn)兩個(gè)螺紋管之間繞管軸線的相對(duì)旋轉(zhuǎn)的工具，包括第一夾持組件，適于在第一管周圍延伸且夾持該第一管，第一夾持組件包括兩個(gè)夾爪和將夾爪連接在一起的第一鉸接連接，所述第一鉸接連接用于在開放和閉合位置之間繞第一鉸接軸線相對(duì)搖擺運(yùn)動(dòng)；第二夾持組件，適于在第二管周圍延伸且夾持該第二管，第二夾持組件包括兩個(gè)附加夾爪和將附加夾爪連接在一起的第二鉸接連接，所述第二鉸接連接用于在開放和閉合位置之間繞第二鉸鏈軸線相對(duì)搖擺運(yùn)動(dòng)；動(dòng)力操作致動(dòng)單元，用于以在管之間引起相對(duì)旋轉(zhuǎn)的關(guān)系對(duì)這兩個(gè)夾持組件施加作用力；兩個(gè)鉸接連接，可在夾持組件兩者的夾爪均可打開的位置中彼此大致軸向?qū)?zhǔn)地接收；以及由夾持組件中的一個(gè)的夾爪承載的肩部，在兩個(gè)組件處于其可打開的相對(duì)位置中時(shí)，該肩部可與夾持組件中的另一個(gè)的相應(yīng)夾爪上的肩部以從一個(gè)夾爪向另一個(gè)夾爪傳輸閉合力的關(guān)系接合。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其包括頂部驅(qū)動(dòng)器和連接至頂部驅(qū)動(dòng)器并且位于頂部驅(qū)動(dòng)器之下的夾持設(shè)備，該夾持設(shè)備具有主體、喉部和四個(gè)夾持器，所述喉部用于接收要被夾持的管狀物，所述四個(gè)夾持器與要被夾持的管狀物接合。優(yōu)選地，四個(gè)夾持器中的兩個(gè)繞喉部成鈍角設(shè)置。有利的是，四個(gè)夾持器的另外兩個(gè)繞喉部成鈍角設(shè)置。更優(yōu)選地，繞喉部成鈍角設(shè)置的四個(gè)夾持器中的兩個(gè)被設(shè)置在主體的第一部分中，繞喉部成鈍角設(shè)置的四個(gè)夾持器中的另外兩個(gè)被設(shè)置在主體的第二部分中，第一部分可按照選擇從第二部分運(yùn)動(dòng)。優(yōu)選地，第一部分可與另一部分分離。有利的是，所述部分是主體的一個(gè)半部。優(yōu)選地，第一部分相對(duì)于第二部分鉸接。在某些方面，主體是單件的；在其它方面，主體是可分離的兩個(gè)半部。有利的是，夾持器中的至少一個(gè)可動(dòng)地連接至主體。優(yōu)選地，活塞和汽缸用于使夾持器中的至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)。有利的是，活塞和汽缸具有雙重作用，以使得在使用中，夾持器中的至少一個(gè)可朝向和遠(yuǎn)離管狀物運(yùn)動(dòng)。優(yōu)選地，夾持器被設(shè)置在可旋轉(zhuǎn)地固定至主體的臂上。優(yōu)選地，夾持設(shè)備在至少一個(gè)抗扭矩管上從頂部驅(qū)動(dòng)器懸掛下來，優(yōu)選地，具有至少兩個(gè)抗扭矩管。這些抗扭矩管的橫截面可以是矩形的。有利的是，至少一個(gè)抗扭矩管是可延伸的，以允許夾持設(shè)備朝向和遠(yuǎn)離頂部驅(qū)動(dòng)器運(yùn)動(dòng)。有利的是，抗扭矩管是伸縮的。優(yōu)選地，抗扭矩管包括外部上部部分和下部?jī)?nèi)部部分，下部?jī)?nèi)部部分在外部上部部分內(nèi)滑動(dòng)。優(yōu)選地，活塞和汽缸用于延伸抗扭矩管。有利的是，主體還包括鍵槽構(gòu)件，該鍵槽構(gòu)件與另一器件上的相應(yīng)鍵槽構(gòu)件配合。優(yōu)選地，另一器件是IBOP。有利的是，頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備還包括提升設(shè)備，該提升設(shè)備用于提升夾持設(shè)備，以使得鍵槽構(gòu)件與另一器件上的相應(yīng)鍵槽構(gòu)件相嚙合，從而按照選擇接合。優(yōu)選地，喉部是圓形的，并且鍵槽構(gòu)件環(huán)繞喉部的一部分。有利的是，主體包括兩個(gè)半部，鍵槽構(gòu)件設(shè)置在兩個(gè)半部中的一個(gè)半部上。優(yōu)選地，夾持器設(shè)備保持從IBOP懸掛下來的管狀物部分，頂部驅(qū)動(dòng)器的主軸被旋轉(zhuǎn)以使IBOP與主軸分離。然后使主體的第一半部運(yùn)動(dòng)離開第二半部，以使得內(nèi)部防噴器可從夾持設(shè)備上移除。有利的是，頂部驅(qū)動(dòng)器包括主軸和與主軸連接的內(nèi)部防噴器。IBOP被直接連接或經(jīng)由接頭等間接連接。優(yōu)選地，內(nèi)部防噴器具有主要部分和從其上懸掛下來的管狀部分，該主要部分設(shè)置在頂部驅(qū)動(dòng)器和夾持設(shè)備的主體之間。優(yōu)選地，夾持器可同時(shí)運(yùn)動(dòng)，以夾持夾持設(shè)備喉部中的管狀物。一方面，每個(gè)夾持器具有互連的液壓缸設(shè)備，該液壓缸設(shè)備被按照選擇控制和致動(dòng)以使夾持器運(yùn)動(dòng)從而進(jìn)入和脫開與管狀物的夾持接合，或者使夾持器運(yùn)動(dòng)從而脫開與管狀物的夾持接合。本發(fā)明還提供一種用于夾持頂部驅(qū)動(dòng)器之下的管狀構(gòu)件的方法，該方法包括以下步驟使管狀構(gòu)件的一部分運(yùn)動(dòng)到夾持設(shè)備中，將夾持設(shè)備定位在頂部驅(qū)動(dòng)器之下，夾持設(shè)備具有主體，該主體具有可將要被夾持的管狀物接收在其中的喉部和四個(gè)與要被夾持的管狀物接合的夾持器，夾持器與主體可動(dòng)地連接，以及利用夾持系統(tǒng)的四個(gè)夾持器夾持管狀構(gòu)件。優(yōu)選地，主體包括兩部分，該方法包括以下步驟使兩部分中的至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)以打開喉部。有利的是，頂部驅(qū)動(dòng)器具有主軸，內(nèi)部防噴器連接至該主軸。優(yōu)選地，主體具有第一鍵槽構(gòu)件，內(nèi)部防噴器具有第二鍵槽構(gòu)件，該方法還包括使第一鍵槽構(gòu)件與第二鍵槽構(gòu)件配合的步驟。有利的是，夾持設(shè)備設(shè)置在提升設(shè)備上，用于相對(duì)于第二鍵槽構(gòu)件升高管狀物夾持設(shè)備以與第一鍵槽構(gòu)件接合，從而便于脫開內(nèi)部防噴器和主軸之間的連接，該方法還包括以下步驟提升夾持設(shè)備，以使得第一鍵槽構(gòu)件與第二鍵槽構(gòu)件接合，以及脫開內(nèi)部防噴器和主軸之間的連接。優(yōu)選地，夾持設(shè)備用于支承與主軸脫開的內(nèi)部防噴器，第一部分可遠(yuǎn)離第二部分運(yùn)動(dòng)以打開喉部，以使得內(nèi)部防噴器可從夾持器系統(tǒng)移除，該方法包括以下步驟在第一部分支承內(nèi)部防噴器的同時(shí)使第一部分遠(yuǎn)離第二部分運(yùn)動(dòng)，以及使內(nèi)部防噴器遠(yuǎn)離第一部分運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明還提供了一種頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其包括具有主軸的頂部驅(qū)動(dòng)器、與該主軸連接的器件和從該頂部驅(qū)動(dòng)器懸掛下來的主體，其特征在于該主體包括第一鍵槽構(gòu)件，該器件具有第二鍵槽構(gòu)件，第二鍵槽構(gòu)件與第一鍵槽構(gòu)件接合以按照選擇抑制器件的旋轉(zhuǎn)，從而便于使其與頂部驅(qū)動(dòng)器的主軸脫開。優(yōu)選地，主體是用于按照選擇夾持管狀構(gòu)件的夾持器設(shè)備。有利的是，器件是內(nèi)部防噴器。優(yōu)選地，第一鍵槽構(gòu)件包括設(shè)置在凹表面上的鍵槽。優(yōu)選地，凹表面是圓的一部分，優(yōu)選的，環(huán)繞90到270度，有利的是，大致180度或稍大于180度，以使得如果器件被安放在第一鍵槽構(gòu)件上，器件將會(huì)因此被支承并且不太可能從其上落下。有利的是，第二鍵槽構(gòu)件包括設(shè)置在凹表面上的鍵槽。優(yōu)選地，凹表面是環(huán)繞器件部分的完整圓周。優(yōu)選地，第二鍵槽構(gòu)件與器件處于固定關(guān)系并且不經(jīng)由螺紋接頭連接。有利的是，第一鍵槽面設(shè)置在主體的直立凸出部上。優(yōu)選地，主體包括用于接收管狀構(gòu)件的喉部，第一鍵槽面鄰近喉部設(shè)置。有利的是，主體以兩部分形成，第一鍵槽構(gòu)件設(shè)置在兩部分中的至少一個(gè)部分上，這兩部分可運(yùn)動(dòng)以打開喉部，從而便于從喉部移除器件。有利的是，主體可朝向或遠(yuǎn)離頂部驅(qū)動(dòng)器運(yùn)動(dòng)，以按照選擇使第一鍵槽構(gòu)件和第二鍵槽構(gòu)件接合和分離。優(yōu)選地，第一和第二鍵槽構(gòu)件包括基本豎直設(shè)置的鍵槽，優(yōu)選地，使得在主體相對(duì)于頂部驅(qū)動(dòng)器豎直運(yùn)動(dòng)以使第一鍵槽構(gòu)件和第二鍵槽構(gòu)件接合時(shí)，這些鍵槽嚙合。本發(fā)明還提供一種用于便于移除與頂部驅(qū)動(dòng)器的主軸連接的器件的方法，該方法包括以下步驟使從頂部驅(qū)動(dòng)器懸掛下來的主體的第一鍵槽構(gòu)件與器件的第二鍵槽構(gòu)件接合，使頂部驅(qū)動(dòng)器的主軸旋轉(zhuǎn)以使器件與主軸與脫開。通常在主軸和器件之間提供螺紋連接。優(yōu)選的，該方法還包括將器件安放在鍵槽構(gòu)件上的步驟。有利的是，該方法還包括將器件安放在主體上的步驟。優(yōu)選地，該方法還包括將金屬線附接至器件和使器件脫開與頂部驅(qū)動(dòng)器的對(duì)準(zhǔn)的步驟。


為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在參照附圖通過舉例進(jìn)行描述，附圖中圖1是具有根據(jù)本發(fā)明的包括夾持器設(shè)備的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備的鉆機(jī)部分的局部透視圖；圖2A是根據(jù)本發(fā)明的包括夾持器設(shè)備的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備的透視圖；圖2B是圖2A所示的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備的側(cè)視圖；圖3A是根據(jù)本發(fā)明的鉆機(jī)部分的側(cè)視圖；圖3B是圖3A所示的鉆機(jī)的俯視圖；圖4是圖2A所示的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備部分的放大主視圖；圖5A是根據(jù)本發(fā)明的包括夾持器設(shè)備的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備的側(cè)視圖；圖5B是圖5A所示的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備部分的透視圖；圖5C是圖5A所示的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備部分的透視圖；圖是圖5A所示的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備部分的放大透視圖；圖5E是圖5A所示的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備部分的俯視圖；圖5F是圖5A所示的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備部分的透視圖；圖5G是圖5A所示的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備部分的俯視剖面圖；圖5H是圖5A所示的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備部分的頂部剖切開的透視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的夾持器設(shè)備的主視圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出了一種根據(jù)本發(fā)明的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備10，所述頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備包括懸掛在井架12中的頂部驅(qū)動(dòng)鉆井單元20?？蛇x的連續(xù)循環(huán)系統(tǒng)30安放在鉆臺(tái)14上，保護(hù)接頭部分22從系統(tǒng)30向上伸出。保護(hù)接頭22連接至頂部驅(qū)動(dòng)鉆井單元20且由頂部驅(qū)動(dòng)鉆井單元旋轉(zhuǎn)。吊卡40懸掛在頂部驅(qū)動(dòng)鉆井單元20下方。根據(jù)本發(fā)明的夾持器設(shè)備50(示意性示出)從頂部驅(qū)動(dòng)鉆井單元20上懸掛下來，吊卡40從夾持器設(shè)備50上懸掛下來。任何合適的已知吊卡可與管狀物夾持器設(shè)備50 —起使用。夾持器設(shè)備50 (根據(jù)本發(fā)明的任一種)利用連接桿(link) 18從頂部驅(qū)動(dòng)鉆井單元20上懸掛下來，吊卡40利用連接桿24從管狀物夾持器設(shè)備上懸掛下來。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)可使用用于現(xiàn)有頂部驅(qū)動(dòng)器和/或其它現(xiàn)有鉆機(jī)設(shè)備的液壓動(dòng)力線路(例如但不限于管處理器)，現(xiàn)場(chǎng)的司鉆控制臺(tái)DC、按鈕、一臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)和控制器可用于控制根據(jù)本發(fā)明的管狀物夾持器設(shè)備。替代地，可使用完全分離的液壓動(dòng)力系統(tǒng)和/或控制器；其在一方面是遠(yuǎn)程系統(tǒng)RS。根據(jù)本發(fā)明的夾持器設(shè)備可以與如以下待決的美國申請(qǐng)所公開的系統(tǒng)一起使用2005年5月28日提交的申請(qǐng)11/140，462、2004年6月16日提交的申請(qǐng)10/870，700,2004年6月24日提交的申請(qǐng)10/877，949、2004年6月18日提交的申請(qǐng)10/872，337和2004年6月7日提交的申請(qǐng)10/862，787，在此完全引入這些申請(qǐng)，用于所有的目的并且是可利用的，并且根據(jù)本發(fā)明的夾持器設(shè)備可從公開號(hào)為W02005/121493的PCT申請(qǐng)文件中看到，在此也完全引入該文件，用于所有的目的并且是可利用的。圖2A到2B示出了一種根據(jù)本發(fā)明的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備TDS，其具有與連接桿113—起從索環(huán)116上懸掛下來的旋轉(zhuǎn)接頭主體112。索環(huán)116與游動(dòng)滑車(未示出)連接。齒輪系統(tǒng)120安裝在隔板121上，隔板121由旋轉(zhuǎn)接頭主體112支承。馬達(dá)130與齒輪系統(tǒng)120聯(lián)接。可使用任何合適的馬達(dá)。與馬達(dá)130連接的制動(dòng)系統(tǒng)140位于機(jī)罩(bonnet)144中，與方鉆桿軟管KH(它鄰近輔助管束回路(service loop)SL)連接的鵝頸管146延伸穿過機(jī)罩144，鉆井流體流動(dòng)通過方鉆桿軟管KH。延伸系統(tǒng)198提供了頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備的水平位移。馬達(dá)130具有驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)套筒軸的輸出軸，該傳動(dòng)套筒軸延伸通過馬達(dá)130、齒輪系統(tǒng)120、隔板121、旋轉(zhuǎn)接頭主體112、鎖定系統(tǒng)160和載荷環(huán)170。套筒軸的下端部158與泥衆(zhòng)護(hù)罩系統(tǒng)(mud saver system) 90螺紋連接,泥衆(zhòng)護(hù)罩系統(tǒng)90自身與保護(hù)接頭92連接。用于按照選擇夾持管狀物的根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)100從載荷環(huán)170上懸掛下來。連接桿172使吊卡174從連接桿適配器189上懸掛下來。平衡系統(tǒng)110 (它可在使管狀物對(duì)扣的過程中保持整個(gè)系統(tǒng)的重量)包括兩個(gè)載荷補(bǔ)償器114，每一個(gè)載荷補(bǔ)償器具有與連接桿113連接的上端部和與旋轉(zhuǎn)接頭主體112連接的下端部。每一個(gè)載荷補(bǔ)償器114均包括活塞/汽缸組件。連接桿傾斜系統(tǒng)129提供連接桿172的選擇性傾斜，從而提供吊卡174的選擇性運(yùn)動(dòng)和傾斜以及使由吊卡174支承的管狀物單根或立根朝向井孔中心線運(yùn)動(dòng)或遠(yuǎn)離井孔中心線運(yùn)動(dòng)。提環(huán)保持器94將連接桿172保持在連接桿適配器189上。連接桿傾斜液壓缸128樞轉(zhuǎn)地互連在載荷環(huán)170 (連接至耳部128a)和臂部128b之間。每一個(gè)連接器124樞轉(zhuǎn)地連接至臂部128b的下端部且連接至夾持裝置126，夾持裝置126被夾持在連接桿172上?？蛇x地，滾輪銷127延伸通過夾持裝置126以便于使連接桿172在夾持裝置126內(nèi)運(yùn)動(dòng)。防護(hù)裝置173和174位于進(jìn)入平臺(tái)(access platform) 199的側(cè)邊。進(jìn)入平臺(tái)199在其頂部可釋放地連接至后部防護(hù)裝置并且在其下部部分樞轉(zhuǎn)地連接至防護(hù)裝置，以使得它可樞轉(zhuǎn)并被降低以提供平臺(tái)，操作人員可站在該平臺(tái)上以接近后部防護(hù)裝置上的各種部件。可選地，進(jìn)入平臺(tái)可具有鋸齒狀部分，用于便于將管狀物放置在其上以及便于使管狀物在進(jìn)入平臺(tái)外部上運(yùn)動(dòng)。頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備TDS能夠可動(dòng)地安裝在梁182 (或“扭矩管”)上。水平位移由包括扭矩襯套的延伸系統(tǒng)198提供。其上附接有頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備的延伸系統(tǒng)198可在其上附接有頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備的梁182上豎直運(yùn)動(dòng)。每條腿285都是具有外部部分285ο和內(nèi)部部分285i的伸縮腿。圖3A和3B圖不了在井架D中結(jié)合有根據(jù)本發(fā)明的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備TS的鉆機(jī)部分。頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備TS從滑車索環(huán)BB上懸掛下來，滑車索環(huán)BB以通常方式從井架D上懸掛下來。如圖3A所示，吊卡174支承管立根TT，管立根TT包括兩根鉆桿143。立根TT已從具有多根接好的立根149的架工操作臺(tái)(monkey board)上運(yùn)動(dòng)到與井眼147軸向?qū)?zhǔn)的位置。鼠洞144可例如用于接立根。司鉆從司鉆面板141控制鉆井。圖4圖示了一種用于按照選擇夾緊管狀物(例如管或套管)的系統(tǒng)100。該系統(tǒng)100可以是整體設(shè)備或者它可具有鉸接在一起的兩個(gè)半部。系統(tǒng)100的外部腿部分285的頂端部利用銷285a連接至接箍194的連接結(jié)構(gòu)，并且利用銷285b連接至載荷環(huán)170的連接結(jié)構(gòu)；內(nèi)部腿部分285i的底端部被栓接到系統(tǒng)100上。內(nèi)部腿部分285i在外部腿部分285ο內(nèi)運(yùn)動(dòng)，以提供允許系統(tǒng)100上下運(yùn)動(dòng)的伸縮作用。—方面，系統(tǒng)100具有利用可拆除銷釘在一起的兩個(gè)相對(duì)部分，從而使系統(tǒng)100可被打開。同樣，這兩部分都可拔掉銷，從而允許腿運(yùn)動(dòng)分開，以允許接近腿上的器件和接近系統(tǒng)的其它部件。在某些方面，這兩部分是相同的，從而便于替換和使所需的庫存量最小化。圖5A到5H示出了一種根據(jù)本發(fā)明的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備500，其具有根據(jù)本發(fā)明的夾持器設(shè)備600。位于馬達(dá)/齒輪系統(tǒng)504之下的連接桿適配器502連接至載荷環(huán)512并且具有支承吊卡510的連接桿506。伸縮腿516連接至夾持器設(shè)備600。頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備500包括上部?jī)?nèi)防噴器522。具有位于上部?jī)?nèi)防噴器522上的鍵槽524a的陽鍵槽構(gòu)件524可與具有鍵槽604a的鍵槽套604配合，鍵槽524a被接收在鍵槽604a之間。夾持器上部600可在腿516上向上提升，使得鍵槽套604與陽鍵槽構(gòu)件524接合，用于脫開頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備的主軸528和上部?jī)?nèi)防噴器522之間的連接。在旋走上部?jī)?nèi)防噴器522之后，其上安裝有鍵槽套604的夾持器設(shè)備600的部分支承上部?jī)?nèi)防噴器522。鍵槽套604位于管狀物夾持器設(shè)備600的一個(gè)半部612上，并且如下所述，這一個(gè)半部612可從頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備之下旋出，所以由夾持器設(shè)備600支承的器件，例如整個(gè)閥組或者例如所示的上部?jī)?nèi)防噴器522，可例如利用牽引線被升起移走。管狀物夾持器設(shè)備600有兩個(gè)半部612、614，每一個(gè)半部利用多個(gè)銷519可樞轉(zhuǎn)地釘?shù)酵?16的腿座518上。中心銷521也將這兩個(gè)半部612、614釘?shù)酵茸?18上。銷519的移除允許夾持器設(shè)備600的一個(gè)半部612或614繞剩余的銷519樞轉(zhuǎn)(其中相應(yīng)的中心銷521被移除)。隨著所有銷的移除，這兩個(gè)半部612、614可被拆開。如圖所示，保持所述一個(gè)半部612的一個(gè)端部的銷519和中心銷521已被移除，使得這一個(gè)半部612可繞剩余的銷519樞轉(zhuǎn)，同時(shí)它支承已與軸528脫開的上部?jī)?nèi)防噴器522 (其中套604與鍵槽構(gòu)件524接合并且支承上部?jī)?nèi)防噴器522)。腿516是提供長(zhǎng)度可調(diào)能力的伸縮腿。下部腿部分516b在上部腿部分516內(nèi)運(yùn)動(dòng)并從上部腿部分516中延伸出來(例如，參見圖5A、5C)(盡管使用實(shí)心的非伸縮腿也落入本發(fā)明的范圍內(nèi))。對(duì)扣導(dǎo)向裝置部分533和535便于使管狀物定中心。對(duì)扣導(dǎo)向裝置533、535也便于夾持器設(shè)備在要附接至主軸528的管狀物的上對(duì)準(zhǔn)。圖5G不出了夾持器設(shè)備600內(nèi)部的一部分。每一個(gè)半部612、614都具有兩個(gè)外殼641、642 (半部612)和外殼643、644 (半部614)。夾持器650可動(dòng)地安放在每個(gè)外殼641 — 644 內(nèi)。每個(gè)夾持器650都包括可動(dòng)活塞652,利用螺栓656將模架(diecarrier) 654栓接到活塞652上。密封件662密封外殼/活塞界面，密封件664密封支架668和活塞652之間的支架/活塞界面。每個(gè)模架654都具有固定至到其上的模子672。每個(gè)外殼641 —644都具有流體端口 PF和PO，用于提供處于壓力下的流體以使活塞652運(yùn)動(dòng)，從而模子672使運(yùn)動(dòng)以與要被管狀物夾持器設(shè)備600夾持的管狀物TB接合和分離?；钊?52在軸678上運(yùn)動(dòng)。如圖5G所示，每個(gè)活塞652都已被運(yùn)動(dòng)以使其相應(yīng)的模子672已與管狀物TB接合，在管狀物夾持器設(shè)備600的中心夾持管狀物TB。利用適當(dāng)?shù)目刂葡到y(tǒng)CS，將來自流體源FS的處于壓力下的流體(例如液壓流體或氣動(dòng)流體)應(yīng)用到活塞652上。可這樣做，以使得活塞652同時(shí)協(xié)調(diào)一致地運(yùn)動(dòng)，或者不這樣做。圖5H示出了一種使四個(gè)夾持器運(yùn)動(dòng)以與管狀物接合的系統(tǒng)600的替代結(jié)構(gòu)。四個(gè)夾持器700安裝在外殼702上。外殼702具有開口 704，用于接收支承腿(與腿516相類似)的下部部分。每個(gè)夾持器700都具有外殼712，該外殼712具有樞轉(zhuǎn)地安裝到銷716上的第一端部714。每個(gè)外殼712都具有第二端部718和開口 722，軸724穿過該開口 722伸出。每根軸724都具有固定到其上的模架726 (帶有模子728)。臂部732從每個(gè)模架726延伸。每個(gè)臂部732都具有利用樞轉(zhuǎn)銷734可樞轉(zhuǎn)地固定到外殼702上的端部。每根軸724都連接至內(nèi)活塞P (以虛線示出一個(gè))。活塞P的運(yùn)動(dòng)使軸724運(yùn)動(dòng)，從而使模架726朝向和遠(yuǎn)離管狀物夾持器設(shè)備700中心的管狀物運(yùn)動(dòng)。當(dāng)軸724運(yùn)動(dòng)時(shí)，每個(gè)臂部732都繞其相應(yīng)的樞轉(zhuǎn)銷734樞轉(zhuǎn)，每個(gè)夾持器外殼712都繞其相應(yīng)的銷716樞轉(zhuǎn)。通過線路738、739提供使活塞P運(yùn)動(dòng)的處于壓力下的流體。圖6示出了一種根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)800，其包括根據(jù)本發(fā)明的夾持器系統(tǒng)802 (在此公開的任一種，例如夾持器系統(tǒng)100)。腿804將夾持器系統(tǒng)802連接至旋轉(zhuǎn)設(shè)備810。旋轉(zhuǎn)設(shè)備810的旋轉(zhuǎn)使夾持器系統(tǒng)802和管狀物旋轉(zhuǎn)。夾持器系統(tǒng)802在所述管狀物周圍夾持。所示的腿804是非伸縮的，但也可以使用伸縮腿。在某些方面，腿516比與腿285 (圖2A)類似的腿更結(jié)實(shí)。在某些方面，腿516的橫截面比與比較平的腿285類似的腿更大和/或比與腿285類似的腿更長(zhǎng)，并被制造得更結(jié)實(shí)，以更好地抵抗施加在由該腿所支承的夾持器系統(tǒng)上的扭矩。因此，本發(fā)明在某些但不必是全部實(shí)施方式中提供了一種具有頂部驅(qū)動(dòng)單元和連接至頂部驅(qū)動(dòng)單元并且位于頂部驅(qū)動(dòng)單元之下的管狀物夾持系統(tǒng)的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備。因此，本發(fā)明在某些但不必是全部實(shí)施方式中提供了一種具有頂部驅(qū)動(dòng)單元和連接至頂部驅(qū)動(dòng)單元并且位于頂部驅(qū)動(dòng)單元之下的管夾持系統(tǒng)的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備，該管夾持系統(tǒng)具有主體、四個(gè)可動(dòng)地連接至該主體的夾持器和四個(gè)活塞/汽缸裝置，每個(gè)活塞/汽缸裝置與每個(gè)夾持器可動(dòng)地互連，該活塞/汽缸裝置用于使夾持器運(yùn)動(dòng)以夾緊管狀物，例如管。因此，本發(fā)明在某些但不必是全部實(shí)施方式中提供了一種可連接至頂部驅(qū)動(dòng)單元并位于頂部驅(qū)動(dòng)單元之下的管狀物夾持系統(tǒng)，該管狀物夾持系統(tǒng)具有主體、四個(gè)可動(dòng)地連接至該主體的夾持器和四個(gè)活塞/汽缸裝置，每個(gè)活塞/汽缸裝置與每個(gè)夾持器可動(dòng)的互連，該活塞/汽缸裝置用于按照選擇使夾持器運(yùn)動(dòng)以夾緊管狀物，例如管。在這種夾持系統(tǒng)中，可使夾持器同時(shí)并且協(xié)調(diào)一致地運(yùn)動(dòng)。使四個(gè)夾持器等間距(例如每90度)地圍繞用于接收管狀物的開口或喉部間隔開在本發(fā)明的范圍內(nèi)。另一方面，使在夾持器系統(tǒng)的相對(duì)兩個(gè)半部上的兩個(gè)相鄰的夾持器以銳角間隔開(參見圖5E的夾持器A、B)和使同一個(gè)半部上的兩個(gè)夾持器以鈍角間隔開(參見圖5E的夾持器A、C)在本發(fā)明的范圍內(nèi)。利用如圖5E所示的定位，可減少尺寸DD并且根據(jù)本發(fā)明的夾持器系統(tǒng)可占據(jù)較少的空間，在某些方面，便于將這種系統(tǒng)定位在支承連接桿之間。因此，本發(fā)明在某些但不必是全部實(shí)施方式中提供了一種在頂部驅(qū)動(dòng)單元之下夾持管狀構(gòu)件的方法，該方法包括使管狀構(gòu)件的一部分運(yùn)動(dòng)到根據(jù)本發(fā)明的管狀物夾持系統(tǒng)中，該夾持系統(tǒng)位于頂部驅(qū)動(dòng)單元之下。因此，本發(fā)明在某些但不必是全部實(shí)施方式中提供了一種具有頂部驅(qū)動(dòng)器設(shè)備和連接至該頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備并且位于頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備下方的管狀物夾持系統(tǒng)的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備，該管狀物夾持系統(tǒng)具有主體和四個(gè)夾持器，所述主體可接收要被夾持在其中的管狀物，所述四個(gè)夾持器用于接合要被夾持的管狀物，所述夾持器與主體可動(dòng)地連接。因此，本發(fā)明在某些但不必是全部實(shí)施方式中提供了一種頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備，該頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備具有頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備；和連接至頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備并且位于頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備之下的管狀物夾持系統(tǒng)，該管狀物夾持系統(tǒng)具有主體、與該主體可動(dòng)地連接的第一夾持器、與該主體可動(dòng)地連接的第二夾持器、與該主體可動(dòng)地連接的第三夾持器、與該主體可動(dòng)地連接的第四夾持器、與第一夾持器可動(dòng)地互連的第一活塞/汽缸裝置、與第二夾持器可動(dòng)地互連的第二活塞/汽缸裝置、與第三夾持器可動(dòng)地互連的第三活塞/汽缸裝置、與第四夾持器可動(dòng)地互連的第四活塞/汽缸裝置，每個(gè)活塞/汽缸裝置都用于使其各自的夾持器運(yùn)動(dòng)以夾緊管狀物。這種系統(tǒng)可按任何可能的組合包括下述特征中的一個(gè)或一些第一夾持器與第二夾持器成第一角度，該第一角度是銳角，第一夾持器與第三夾持器成第二角度，該第二角度是鈍角；該管狀物夾持系統(tǒng)的主體包括第一半部和第二半部，第一半部與第二半部是可分離的；和/或鍵槽構(gòu)件位于主體的第一半部上，該鍵槽構(gòu)件用于與另一器件上的相應(yīng)鍵槽構(gòu)件配合。因此，本發(fā)明在某些但不必是全部實(shí)施方式中提供了一種具有主體和四個(gè)夾持器的管狀物夾持系統(tǒng)，所述主體可接收要被夾持在其中的管狀物，所述四個(gè)夾持器用于接合要被夾持的管狀物，該夾持器與該主體可動(dòng)地連接。這種系統(tǒng)可按任何可能的組合包括下述特征中的一個(gè)或的一些其中該管狀物夾持系統(tǒng)具有四個(gè)夾持器，包括與該主體可動(dòng)地連接的第一夾持器、與該主體可動(dòng)地連接的第二夾持器、與該主體可動(dòng)地連接的第三夾持器、與該主體可動(dòng)地連接的第四夾持器，具有與第一夾持器可動(dòng)地互連的第一活塞/汽缸裝置、與第二夾持器可動(dòng)地互連的第二活塞/汽缸裝置、與第三夾持器可動(dòng)地互連的第三活塞/汽缸裝置、與第四夾持器可動(dòng)地互連的第四活塞/汽缸裝置，每個(gè)活塞/汽缸裝置都用于使其各自的夾持器運(yùn)動(dòng)以夾緊管狀物；其中該夾持器可同時(shí)運(yùn)動(dòng)或并不協(xié)調(diào)一致地獨(dú)立運(yùn)動(dòng)；其中第一夾持器與第二夾持器成第一角度，該第一角度是銳角，第一夾持器與第三夾持器成第二角度，該第二角度是鈍角；其中該管狀物夾持系統(tǒng)的主體具有第一半部和第二半部，第一半部可與第二半部分離；和/或其中鍵槽構(gòu)件在主體的第一半部上，該鍵槽構(gòu)件用于與另一器件上的相應(yīng)鍵槽構(gòu)件配合。因此，本發(fā)明在某些但不必是全部實(shí)施方式中提供了一種用于在頂部驅(qū)動(dòng)單元之下夾緊管狀構(gòu)件的方法，該方法包括使管狀構(gòu)件的一部分運(yùn)動(dòng)到夾持系統(tǒng)中，該夾持系統(tǒng)位于頂部驅(qū)動(dòng)單元之下，該夾持系統(tǒng)具有主體和四個(gè)夾持器，所述主體可接收要被夾持在其中的管狀物，所述四個(gè)夾持器接合要被夾持的管狀物，該夾持器與該主體可動(dòng)地連接；以及利用夾持系統(tǒng)的四個(gè)夾持器來夾持管狀構(gòu)件。因此，本發(fā)明在某些但不必是全部實(shí)施方式中提供了一種利用管狀物夾持系統(tǒng)來保持第一構(gòu)件并且便于使第一構(gòu)件與第二構(gòu)件分離的方法，第一構(gòu)件與第二構(gòu)件螺紋連接，該管狀物夾持系統(tǒng)具有主體，該主體上帶有第一鍵槽結(jié)構(gòu)，第一構(gòu)件具有第二鍵槽結(jié)構(gòu)，該方法包括使第一鍵槽結(jié)構(gòu)與第二鍵槽結(jié)構(gòu)接合；以及從而防止第一構(gòu)件相對(duì)于管狀物夾持系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備，包括頂部驅(qū)動(dòng)器(20)和連接至所述頂部驅(qū)動(dòng)器(20)并且位于所述頂部驅(qū)動(dòng)器之下的夾持設(shè)備(100 )，所述夾持設(shè)備(100 )具有主體(285，600 )和用于接收要被夾持的管狀物的喉部，其特征在于，所述夾持設(shè)備(100)還包括四個(gè)用于接合要被夾持的管狀物的夾持器(650，672)，每個(gè)夾持器位于活塞和汽缸(643，652，712)上，所述活塞和汽缸用于使所述夾持器運(yùn)動(dòng)以接合所述管狀物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其中所述四個(gè)夾持器中的兩個(gè)繞所述喉部成鈍角設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其中所述四個(gè)夾持器(650，672)中的其它兩個(gè)繞所述喉部成鈍角設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的頂部驅(qū)動(dòng)器，其中繞所述喉部成鈍角設(shè)置的所述四個(gè)夾持器中的所述兩個(gè)被設(shè)置在所述主體(600)的第一部分(612)中，繞所述喉部成鈍角設(shè)置的所述四個(gè)夾持器中的所述其它兩個(gè)被設(shè)置在所述主體(285，600)的第二部分(614)中，所述第一部分能按照選擇從所述第二部分運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的頂部驅(qū)動(dòng)器，其中所述第一部分(612)相對(duì)于所述第二部分鉸接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1一 5中任一項(xiàng)所述的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其中所述夾持器(650，672)設(shè)置在可旋轉(zhuǎn)地固定至主體(600)的臂上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1一 5中任一項(xiàng)所述的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其中所述活塞和汽缸雙向作用，使得在使用中所述夾持器中的至少一個(gè)能朝向和遠(yuǎn)離所述管狀物運(yùn)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其中所述夾持設(shè)備(100)在至少一個(gè)抗扭矩管(285o,285i)上從所述頂部驅(qū)動(dòng)器(20)懸掛下來。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所 述的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其中所述至少一個(gè)抗扭矩管(285o，285i)是可延伸的，以允許所述夾持設(shè)備(100)朝向和遠(yuǎn)離所述頂部驅(qū)動(dòng)器運(yùn)動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其中所述主體(600)還包括在所述主體(285，600)上的鍵槽構(gòu)件(604)，所述鍵槽構(gòu)件用于與其它器件上的相應(yīng)鍵槽構(gòu)件配合。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備，還包括提升設(shè)備(285o，285i)，所述提升設(shè)備用于提升所述夾持設(shè)備(100)，以使得鍵槽構(gòu)件與所述其它器件上的所述相應(yīng)鍵槽構(gòu)件嚙合以按照選擇接合。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其中所述喉部是圓形的，所述鍵槽構(gòu)件(604)環(huán)繞所述喉部的一部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求10、11或12所述的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其中所述主體(600)包括兩個(gè)半部(612，614)，所述鍵槽構(gòu)件設(shè)置在所述兩個(gè)半部中的一個(gè)半部上。
14.根據(jù)權(quán)利要求1一 5中任一項(xiàng)所述的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其中所述頂部驅(qū)動(dòng)器(20)包括主軸和與該主軸連接的內(nèi)部防噴器(90)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其中所述內(nèi)部防噴器具有主要部分和從主要部分上懸掛下來的管狀部分，所述主要部分設(shè)置在頂部驅(qū)動(dòng)器(20)和夾持設(shè)備(100)的主體(600)之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其中所述夾持器(650，672)能同時(shí)運(yùn)動(dòng)。
17.一種用于使用根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備在頂部驅(qū)動(dòng)器(20)之下夾持管狀構(gòu)件的方法，該方法包括以下步驟:致動(dòng)所述活塞和汽缸(643，652，712)來使所述夾持器(650，672 )運(yùn)動(dòng)以接合所述管狀構(gòu)件。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述主體包括兩部分(612，614)，該方法包括使所述兩部分中的至少一個(gè)部分運(yùn)動(dòng)以打開所述喉部的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求17和18所述的方法，其中所述夾持器(650，672)同時(shí)運(yùn)動(dòng)。
20.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的方法，其中所述頂部驅(qū)動(dòng)器(20)具有主軸(528)，并且內(nèi)部防噴器(522)與該主軸(528)連接。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述主體具有第一鍵槽構(gòu)件(604)，并且所述內(nèi)部防噴器具有第二鍵槽構(gòu)件(524)，該方法還包括使第一鍵槽構(gòu)件(604)與第二鍵槽構(gòu)件(524)配合的步驟。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述夾持設(shè)備(600)設(shè)置在提升設(shè)備(516)上，所述提升設(shè)備用于相對(duì)于第二鍵槽構(gòu)件升高所述管狀物夾持設(shè)備(600)以接合第一鍵槽構(gòu)件(524)，從而便于脫開內(nèi)部防噴器(522)和主軸(528)之間的連接，該方法還包括以下步驟:提升夾持設(shè)備(600)以使得第一鍵槽構(gòu)件(524)與第二鍵槽構(gòu)件(604)接合，以及脫開內(nèi)部防噴器(522)和主軸(528)之間的連接。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述夾持設(shè)備用于支承與主軸脫離的內(nèi)部防噴器，第一部分能遠(yuǎn)離第二部分運(yùn)動(dòng)以打開喉部，以便使得內(nèi)部防噴器能從夾持器系統(tǒng)上移除，該方法還包括以下步驟:在第一部分支承內(nèi)部防噴器的同時(shí)使第一部分遠(yuǎn)離第二部分運(yùn)動(dòng)，以及使內(nèi)部防噴器遠(yuǎn)離第 一部分運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其包括頂部驅(qū)動(dòng)器(20)和連接至頂部驅(qū)動(dòng)器(20)且位于頂部驅(qū)動(dòng)器之下的夾持設(shè)備(100)，夾持設(shè)備(100)具有主體(285，600)、用于接收要被夾持的管狀物的喉部和四個(gè)用于接合要被夾持的管狀物的夾持器(650，672)。本發(fā)明還公開了一種頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其包括具有主軸(528)的頂部驅(qū)動(dòng)器(20)、與主軸(528)連接的器件(522)和從頂部驅(qū)動(dòng)器(20)懸掛下來的主體(600)，其特征在于主體(600)包括第一鍵槽構(gòu)件，器件(522)具有第二鍵槽構(gòu)件(524)，第二鍵槽構(gòu)件用于與所述第一鍵槽構(gòu)件接合以按照選擇抑制器件的旋轉(zhuǎn)，從而便于脫開器件與頂部驅(qū)動(dòng)器的所述主軸(528)之間的連接。
文檔編號(hào)E21B19/10GK103075120SQ20121058352
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2007年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月12日
發(fā)明者L·E·威爾斯, N·E·韋斯特 申請(qǐng)人:國民油井華高有限合伙公司