用于钻机上的管架的停放系统技术方案

设备和方法包括用于钻机的停放系统。停放系统包括沿着钻机上的钻井中心(116)与井架大门(134)之间的路径延伸的第一轨道部分(428)，以及在相对于第一轨道部分的横向方向上延伸的第二轨道部分(432)。台车(406，412)被构造用于承载架装置(104)，并且沿着第一轨道部分和第二轨道部分中的至少一部分在钻机上的钻井中心与井架大门之间的路径中的位置与在钻机上的钻井中心与井架大门之间的路径的离线且之外的位置之间移动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及用于在油气钻探系统中的钻塔或井架内的管件的操纵、组装和移动的系统、装置和方法。更具体地，本公开涉及用于将管架系统停放在与钻机上的井架大门(V-door)与钻井中心之间的位置离线或偏离的位置的系统、装置和方法。
技术介绍
碳氢化合物的探测和生产需要使用多种类型的管件(也被称为管)。管件包括但不限于钻杆、套管以及在钻井结构中使用的其它可螺纹连接的元件。结合管件的柱(或钻柱)通常用于钻探钻井孔，并且关于套管，防止钻井孔在钻探之后倒塌。这些管件通常组装成两组或更多组，通常被称为“立管”，以竖直地存储在钻塔或井架中。井架或便携式井架可以包括存储结构，其通常被称为指板(fingerboard)。指板通常包括多个竖直延长的支撑结构或“指状件”，每个支撑结构或指状件均能够接收多个“立管”。旋转钻探和顶部驱动钻探系统通常使用这些立管而不是单管件，以通过减少在钻井孔中或直接在钻井孔上方构造钻柱所需的连接件的量来增加钻探操作的效率。然而，管件从水平位置到竖直位置的操纵、立管的组装以及在指板与钻井中心之间的立管存在是危险的，并且可能是相当低效的操作。在钻探的同时构造立管的能力允许同时进行多个活动，由此获得效率。然而，由于小钻台以及由于陆上钻机的移动性质，所以自动化架和离线立管构造系统都不可能存在于陆上钻机中。此外，钻井作业人员的安全性是钻探操作中的重要方面，并且具体地，从钻台免除钻井人员是行业中的目标。在专利申请2010/0303586中描述的一个已知系统考虑到管件的操纵。然而，该系统仍需要钻井人员在钻台上跟踪管件以确保立管在钻杆盒中的适当位置。美国专利7,967,541中描述了另一已知系统，虽然其通过在立管操作期间从钻台免除钻井人员而改进了2010/0303586的系统，但仍需要钻井人员来构造立管。上述参考文件中的系统都无法帮助构造立管。这两种系统都无法帮助管件从狭小通道到钻井中心或偏离小孔的操纵，由此需要钻井人员使用绞盘用于管件从水平位置到竖直位置的操纵。本公开涉及克服现有技术的一个或多个缺陷的系统和方法。附图说明当阅读附图时，从详细描述中最佳地理解本公开。需要强调到的是，根据行业内的标准惯例，各个特征未按比例绘制。实际上，为了论述的清楚，各个特征的尺寸可以任意增大或减小。图1是根据本公开的一个或多个方面的示例性设备的示意图。图2是根据本公开的一个或多个方面的图1的设备的俯视图。图3是示出了上轨道部分的、根据本公开的一个或多个方面的示例性设备的示意图。图4是示出了下轨道部分的、根据本公开的一个或多个方面的图1的设备的俯视图。图5是示出了图4的下轨道部分的一部分的、根据本公开的一个或多个方面的示例性设备的示意图。图6-1是示出了图4的下轨道部分的一部分的、根据本公开的一个或多个方面的示例性设备的示意图。图6-2是示出了图4的下轨道部分的一部分的、根据本公开的一个或多个方面的示例性设备的示意图。图7是示出了另一下轨道部分的、根据本公开的一个或多个方面的示例性设备的示意图。图8是根据本公开的一个或多个方面的示例性设备的俯视图。图9-1是示出了上轨道部分的一部分的、根据本公开的一个或多个方面的示例性设备的示意图。图9-2是示出了图9-1的上轨道部分的一部分的、根据本公开的一个或多个方面的示例性设备的示意图。图9-3是示出了图9-1的上轨道部分的一部分的、根据本公开的一个或多个方面的示例性设备的示意图。图9-4是示出了图9-1的上轨道部分的一部分的、根据本公开的一个或多个方面的示例性设备的示意图。图10是示出了具有上轨道部分的钻机的一部分的、根据本公开的一个或多个方面的示例性设备的示意图。图11是示出了独立于钻机的图10的轨道部分的、根据本公开的一个或多个方面的示例性设备的示意图。图12是示出了图10的轨道部分的一部分的、根据本公开的一个或多个方面的示例性设备的示意图。具体实施方式将理解，下面的公开提供了多种不同的实施例或实例，以用于实现各个实施例的不同特征。部件和布置的具体实例被如下描述以简化本公开。当然，这些仅是实例而并非旨在进行限制。此外，本公开可以在各个实例中重复使用附图标记和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，并且其本身不表示所讨论的各个实施例和/或构造之间的关系。此外，下面的描述中的第一结构在第二结构上或上方的构造可以包括第一结构和第二结构形成为直接接触的实施例，并且还可以包括在第一结构与第二结构之间介入有其它结构使得第一结构和第二结构不直接接触的实施例。本文描述的系统、装置和方法可以用于将管架装置移动至围绕移动式钻机的不同位置。例如，系统、装置和方法可以用于将管架从在线位置移动至离线位置，诸如停放或存放位置。如本文使用的，术语“在线”(online)指的是包括沿着在钻井中心与钻机的井架大门之间延伸的路径的位置。在图2中，该路径由虚线132表示，其在钻井中心116与井架大门134(其为钻台提供入口)之间延伸。如本文使用的，术语“离线”(offline)指的是包括与由在线位置表示的路径偏离的位置。这包括以离开钻井中心与钻机的井架大门之间路径的方式横向偏离的位置。这使得能够在钻机的钻井中心与井架大门之间的空间中进行其它活动。在一些实施例中，这允许管架建立离线立管，并且在承载管或立管的状态下从离线位置行进至在线位置。因此，虽然现有的立柱架对于其立柱被限于一个运动方向，例如沿着井架大门与钻井中心之间的路径，但这里公开的系统将架装置(诸如立柱架)移动至离线位置。这样，一些系统和装置被布置成在两个方向上(诸如，在x方向和y方向上)移动架装置。由于承载架装置的支撑结构的布置，所以在x方向和y方向上的移动是可能的。在一些实施例中，这种支撑结构位于指板上方的一高度处，从而允许在上支撑结构与可能已经存在的立管之间的空隙。与这里公开的系统不同，传统的支柱架被定位在指板高度处并且被限于仅在一个方向上移动。本文的一些实施例允许改装标准立柱架以用作根据本公开的能在两个方向上移动的架装置。由于架装置可以停放或存放在离线位置中，所以钻机可以提供从井架大门到钻井中心的直接入口，以用于套管或其它操作要求。如果发现架装置具有机械问题，则能够返回其停放或存放位置，以允许传统的跳板从其竖直存放位置旋转到水平位置，并且开始手动操作。该系统、装置和方法具备许多其它优点，并且具有通过考虑所附实施例可更清楚的其它目的。在说明书所附的附图中示出了这些实施例。为了示出该系统、装置和方法的总体原理的目的，现将详细描述实施例，但本领域技术人员将理解到将不考虑限制意义，这是因为本专利技术的范围由所附权利要求最佳限定。图1和图2示出了作为本公开的设备的钻机系统100，其中图1示出了系统的侧轮廓，并且图2示出了系统的竖直轮廓。由于其移动性质，移动式钻机通常具有大约35x35英尺的小钻台尺寸。在一些实施例中，钻机小于大约1600平方英尺。系统100可形成具有大约35x35英尺的钻台尺寸的移动式钻机的部分，但也可以预期更大和更小的钻机。在其它实施例中，钻机小于大约1200平方英尺，本文公开的系统100特别有用，这是因为其允许在限制尺寸的钻机上使用架装置。如将在下文解释的，系统100被布置成停放在与钻井中心偏离或者与钻井中心与井架大门之间的行进路径本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备(100)，包括：第一轨道部分(428)，所述第一轨道部分(428)沿着钻机上的钻井中心(116)与井架大门(134)之间的路径延伸；第二轨道部分(432)，所述第二轨道部分(432)在相对于所述第一轨道部分(428)的横向方向上延伸，所述第二轨道部分(432)延伸至相对于所述钻机上的钻井中心(116)与井架大门(134)之间的所述路径离线的位置；弯曲轨道部分(430)，所述弯曲轨道部分(430)布置在所述第一轨道部分(428)与所述第二轨道部分(432)之间；以及台车(406，412)，所述台车(406，412)被构造用于承载架装置(104)，并且被构造用于沿着所述第一轨道部分、所述第二轨道部分和所述弯曲轨道部分中的至少一部分在所述钻机上的钻井中心与井架大门之间的所述路径中的位置与在所述钻机上的钻井中心与井架大门之间的所述路径的离线且之外的位置之间移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.16 US 14/279,9861.一种设备(100)，包括：第一轨道部分(428)，所述第一轨道部分(428)沿着钻机上的钻井中心(116)与井架大门(134)之间的路径延伸；第二轨道部分(432)，所述第二轨道部分(432)在相对于所述第一轨道部分(428)的横向方向上延伸，所述第二轨道部分(432)延伸至相对于所述钻机上的钻井中心(116)与井架大门(134)之间的所述路径离线的位置；弯曲轨道部分(430)，所述弯曲轨道部分(430)布置在所述第一轨道部分(428)与所述第二轨道部分(432)之间；以及台车(406，412)，所述台车(406，412)被构造用于承载架装置(104)，并且被构造用于沿着所述第一轨道部分、所述第二轨道部分和所述弯曲轨道部分中的至少一部分在所述钻机上的钻井中心与井架大门之间的所述路径中的位置与在所述钻机上的钻井中心与井架大门之间的所述路径的离线且之外的位置之间移动。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述台车包括沿着所述第一轨道部分、所述第二轨道部分和所述弯曲轨道部分滚动的轮子，所述轮子被构造用于转向以遵循所述弯曲轨道部分。3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述台车包括一组轮子，所述一组轮子被连接在一起，以使所述一组轮子在转向以遵循所述弯曲轨道部分时保持对准。4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一轨道部分、所述第二轨道部分和所述弯曲轨道部分包括布置在其中的狭槽，所述台车具有延伸通过所述狭槽的部分，以在所述台车沿着所述第一轨道部分、所述第二轨道部分和所述弯曲轨道部分移动时引导所述台车。5.根据权利要求1所述的设备，还包括驱动机构，所述驱动机构与所述台车关联，以沿着所述第一轨道部分、所述第二轨道部分和所述弯曲轨道部分中的至少一部分驱动所述台车。6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述驱动机构包括：齿条，所述齿条沿着所述第一轨道部分、所述第二轨道部分和所述弯曲轨道部分延伸；以及马达，所述马达驱动与所述齿条接合的小齿轮，其中，转动所述小齿轮使所述台车沿着所述第一轨道部分、所述第二轨道部分和所述弯曲轨道部分中的至少一部分前进。7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述小齿轮居中地布置在所述台车上，并且延伸通过所述第一轨道部分、所述第二轨道部分和所述弯曲轨道部分中的狭槽。8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第二轨道部分被定位成沿着架指板的一侧延伸。9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一轨道部分、所述第二轨道部分和所述弯曲轨道部分都与钻台齐平。10.根据权利要求1所述的设备，包括驱动带，所述驱动带沿着所述第一轨道部分、所述第二轨道部分和所述弯曲轨道部分中的至少一部分延伸，所述台车协作地连接至所述驱动带，以便所述驱动带使所述台车沿着所述第一轨道部分、所述第二轨道部分和所述弯曲轨道部分中的至少一部分移动。11.一种设备，包括：第一轨道部分(530)，所述第一轨道部分(530)沿着钻机上的钻井中心(116)与井架大门(134)之间的路径延伸；第二轨道部分(532)，所述第二轨道部分(532)在相对于所述第一轨道部分的横向方向上延伸，所述第二轨道部分延伸至相对于所述钻机上的钻井中心与井架大门之间的所述路径离线的位置；台车停放部分(534)，所述台车停放部分(534)与所述第一轨道部分和所述第二轨道部分中的一个对准，并且能沿着所述第一轨道部分和所述第二轨道部分中的另一个平移；以及台车(536)，所述台车(536)能沿着与所述台车停放部分对准的、所述第一轨道部分和所述第二轨道部分中的所述一个移动，所述台车构造成当所述台车停放部分沿着所述第一轨道部分和所述第二轨道部分中的所述另一个移动时被承载在所述台车停放部分上。12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述第一轨道部分包括在第一方向上延伸的单个导轨，并且所述第二轨道部分包括在横向方向上延伸的单个导轨。13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述第二轨道部分相对于所述第一轨道部分固定就位，并且所述第二轨道部分布置在所述第一轨道部分的一端。14.根据权利要求11所述的设备，其中，所述台车停放部分包括能沿着所述第二轨道部分移动的停放导轨。15.根据权利要求14所述的设备，其中，所述停放导轨包括沿着所述钻机上的钻井中心与井架大门之间的所述路径延伸的平行导轨，并且其中所述平行导轨能沿着所述第二轨道部分平移。16.根据权利要求14所述的设备，还包括在所述横向方向上延伸的平行导轨，并且所述台车停放部分被构造用于沿着所述平行导轨行进。...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯多佛·马格努森，马文·布朗，艾瑞克·多伊奇，普雷德拉格·拉多万诺维奇，米奥德拉格·久里奇，
申请(专利权)人：那伯斯工业公司，
类型：发明
国别省市：美国;US