半自动钻杆处理设备和方法技术

一种半自动钻杆处理设备,该设备包括：基本平行于平台(11)纵向轴线地安装在横向高架水平梁(20)上的伸长构架(19)，横向高架水平梁(20)位于平台(11)的近端的上方，其中伸长构架(19)在高架水平梁(20)上的位置可轴向和横向调节，且在垂直于高架水平梁垂直面内的角度也可以调节；以及钻杆绞缆导向装置(21)可沿着该伸长构架纵向移动。还提供一种手持式牵引插塞旋转器(24)与牵引插塞(8)的结合件，其中牵引插塞具有中心体部分，该中心体部分具有适于与中心体部分机械啮合的外表面，并且旋转器具有用于夹紧钻杆的夹持装置(26)和用于与牵引插塞的外表面啮合的旋转装置(25，32)，该旋转装置旋转以将牵引插塞拧入钻杆或从钻杆上拧出。

Semi automatic drilling rod processing equipment and method

A semi automatic drill pipe processing equipment, the equipment comprises a substantially parallel to the longitudinal axis of the platform (11) is arranged on the transverse beam (20) elevated levels of elongation on the framework (19), transverse beam (20) is located on the elevated level of the platform (11) of the proximal end of the above, the elongation (19) in the frame the elevated level of beam (20) on the location of the axial and lateral adjustment, and perpendicular to the elevated level of beam in vertical plane angle can be adjusted; and the drill pipe cable guide device (21) can move longitudinally along the elongate frame. Also provide a portable traction plug rotator (24) and (8) traction plug connector, wherein the traction plug has a central body portion, the central body portion has an outer surface for mechanical and centrosome meshing, and the rotator has a clamping device for clamping the drill pipe (26) and for traction the outer surface of the mesh plug rotating device (25, 32), the rotating device to the traction plug screwed into or screwed out from the drill pipe drill pipe.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半自动钻杆处理设备和方法
本专利技术通常涉及一种钻杆处理设备和方法，更具体地，涉及一种用于钻机类型的半自动钻杆处理设备和方法，该钻机为包括主绞盘和带有适配器的牵引插塞(haulplug)，该牵引插塞用于组装或拆卸钻柱，以及在钻杆堆垛平台(或类似的地方)和钻机之间运载钻杆。本专利技术还涉及一种手持式牵引插塞旋转器(haulplugspinner)与牵引插塞的结合件，该结合件可在这种半自动钻杆处理设备上使用。本专利技术也涉及一种钻杆处理系统，该系统包括所论述的钻杆处理设备，以及手持式牵引插塞旋转器与牵引插塞的结合件。
技术介绍
岩石钻探工艺中，例如金刚石钻研，钻头安装在钻柱底部，该钻柱由部分钻杆或部分通过螺纹连接结合的管子组成。钻机通常配备有桅杆以支撑和引导用于钻孔的工具，当钻机运行时，桅杆确定钻柱中心线。钻机进一步配备有上下移动钻柱所用的牵制/进给系统和旋转单元，该旋转单元通常包括连接到该进给系统的头顶驱动装置，或夹头驱动装置。岩石钻探的主要操作是处理钻柱杆，即在桅杆和杆堆垛架之间的输送柱杆、处理水平平台或某种类型的货栈，以及从钻柱添加或移除钻杆(这种操作通常被称为“解扣”)，在此，钻柱一次一节地在钻机的桅杆中组装/拆卸。这些都是劳动密集型操作，且非常容易发生人工事故。钻杆具有螺纹销端(或阳端)和相反的螺纹箱形端(threadedboxend)(或阴端)，且钻杆常常从该螺纹箱形端处抬升。钻杆一般以纵向多层布置的方式被堆垛在平台上，其中钻杆的螺纹箱形端对准靠近钻机(即面向钻机)的平台端。在金刚石钻研中，紧固在绞缆端的牵引插塞和主绞盘通常用于在钻探操作期间组装和拆卸钻杆，并将这些钻杆单独地从它们的堆垛位置运载到桅杆，反之亦然。牵引插塞为实心金属圆柱形元件，其一端具有连接起吊缆的装置，比如吊环或凸耳，而相对的另一端(通过阴螺纹端)用于可释放地连接各种适配器，这取决于这些杆的直径。适配器通常依次为圆柱形金属元件，具有用于分别拧入钻杆的螺纹箱形端和牵引插塞的螺纹端。尽管在组装和拆卸钻柱时也用到了诸如钻杆旋转器之类的钻杆机械装置，但通常情况下仍是通过手动将牵引插塞拧紧在钻杆上或从钻杆上拧出牵引插塞。钻杆是非常重的元件，并且它们的端部是锋利的，所以需要使用特别的技术来防止操作者在处理这些杆时受伤。为避免在堆垛位置和桅杆之间单独运载这些杆时的人力操作，机械旋转夹臂被开发以用于夹紧和移动钻杆。然而，这些自动的杆处理设备由复杂的机构构成，且它们中的许多并非独立的单元，而是由钻机特别适配或集成的，这需要对这些待安装的机构进行大量的改进。另外，它们中的许多明显比上面描述的手动装置更慢，因为它们之中几乎没有充分地利用适配器提供的牵引插塞和主绞盘的速度和简单性，所以它们几乎很少被使用到。专利技术目的本专利技术的目的在于提供一种半自动钻杆处理设备，其中上面提到的问题已列出，并且半自动钻杆处理设备至少部分地解决了上面提到的问题。在此方面，本专利技术的第一目的在于提供一种半自动钻杆处理设备，以适用于与具有主绞盘和牵引插塞的钻机一起使用，其用于垂直地组装和拆卸钻柱并在桅杆上抬升或降低钻杆，其中该设备的运行简单、安全、快速且经济，而且装配也简单经济。此外，本专利技术的设备最好还可以作为独立的(即，无所依附的或者独立自治的)单元进行运输和安装，而不需要对钻机进行任何的改装。需要注意的是，尽管该设备也能够安装在任何与钻杆起重平台足够相邻的结构上，但是该设备最好可以安装在钻杆起重平台上。此外，本专利技术的目的在于，半自动钻杆处理装置能够同时与头顶驱动的钻机和夹头驱动的钻机两者一起使用，并且良好地适于在倾斜孔以及垂直孔两者中的解扣操作。本专利技术的另一目的在于提供一种手持式牵引插塞旋转器与牵引插塞的结合件，通过该结合件消除了在钻杆上拧紧牵引插塞或从钻杆上拧下牵引插塞的手工操作，尤其是当在桅杆上抬升或降低钻杆的时候，以及特别是用于与诸如上面提到的半自动钻杆处理设备一起使用的情况，另外在没有自动机械设备可用时钻柱的组装/拆卸的情况下，通过该结合件消除了在钻杆上拧紧牵引插塞或从钻杆上拧下牵引插塞的手工操作；这使得这个方法能够以最少的人力安全且连续地将牵引插塞紧固到钻杆上。本专利技术另外的目的在于提供一种钻杆处理系统，该系统包括上面提到的半自动钻杆处理设备以及上面提到的手持式牵引插塞旋转器与牵引插塞结合件。本专利技术最后一个目的在于提供一种钻杆处理方法，该方法可以简单、轻易、安全又经济地以半自动的形式从钻机桅杆上起升和降低钻杆，该钻机类型包括主绞盘和牵引插塞，该牵引插塞用于上述的这些操作并用于垂直地组装和拆卸钻柱。
技术实现思路
如已经提到的，本专利技术的半自动钻杆处理设备适用于与具有主绞盘和带有适配器的牵引插塞类型的钻机一起使用，其中牵引插塞用于组装和拆卸钻柱并在钻机和钻柱堆垛平台之间运载钻杆。通常，钻机具有确定钻柱中心线的桅杆，而该平台位于钻机旁边，其中钻机具有相对于钻机的近端和相对于钻机的远端。该半自动钻杆处理设备包括以下主要元件：伸长构架，该伸长构架基本平行于该平台的纵向轴线地安装在横向高架水平梁上，该横向高架水平梁位于该平台近端的上方且在该平台纵向轴线的一侧，其中该伸长构架在该高架水平梁上的位置是可以轴向地和横向地调整的，且在垂直于高架水平梁垂直面内的角度也可以调节；以及钻杆绞缆导向装置，该钻杆绞缆导向装置沿着该伸长构架是可以纵向移动的，与主绞盘和拧紧在钻杆箱形端的牵引插塞协同，以在钻机和平台之间辅助运载钻杆。其中提供了一种基本矩形的起重平台，包括每个边角的起重顶杆，该起重平台位于钻机旁边，其中钻机具有相对于钻机的第一端或近端，和相对于钻机的第二端或远端，优选地，高架水平梁被安装成从位于该平台第一端的起重顶杆中的一个起重顶杆所伸出的悬臂。可选地，高架梁可以被支撑在与该平台的一侧相邻并与该平台近端相靠近(或基本处于该平台的近端处)的独立竖直杆或柱结构上。为了在高架梁的轴向方向上调节伸长构架的位置，该设备可以并入这些装置以在所述轴向方向上移动伸长构架，并在其抵达期望位置时，将其锁在高架水平梁地位置处。可选地，伸长构架可以被牢固地耦合到高架水平梁、起重顶杆、或独立结构牢固，这取决于高架水平梁由哪个元件支撑，伸长构架可以包括在所述方向上移动并在伸长构架抵达期望位置时于适当位置将其锁住的装置，以使半自动钻杆处理设备按照设计进行运行。有利地，钻杆绞缆导向装置包括开槽行进滚轮，该开槽行进滚轮沿着该设备的伸长构架是可移动的，其中开槽行进滚轮的尺寸和形状设置成用于可滑动地接纳钻杆和穿过它的绞缆。特别地，开槽行进滚轮被安装到可在伸长构架上滑动的滑架上。液压动机链条组件优选地作为钻杆绞缆导向装置的驱动装置。然而，也可以使用其它驱动装置，例如液压汽缸或齿条齿轮型系统。该设备可以包括起重机，以分别将杆加载到该平台或从该平台上卸载杆。该平台也可以是轨道安装和自推进的，以便于现场安装和在支撑拖车上运输。该设备被设计成，将钻杆运输至平台的纵向轴线的限定范围或附近，以及被设计成从平台的纵向轴线的限定范围或附近运输钻杆。为此，更靠近平台侧面的杆或需要被运载至所述位置的杆必须手动地运输(滚动)至所述纵向轴线附近，或从所述纵向周线附近手动地运输(滚动)出来。所以，该平台可以包括自动的钻杆转移机构以实现这种操作。在本专利技术的另本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于钻机的半自动钻杆处理设备，该类型的钻机具有确定钻柱中心线的桅杆、主绞盘、以及带有适配器的牵引插塞；所述牵引插塞用于组装和拆卸钻柱并在所述钻机旁边的钻杆堆垛平台与所述钻机之间运载钻杆，所述钻杆具有螺纹销端和与之相对的螺纹箱形端，所述平台具有纵向轴线、相对于所述钻机的近端、相对于所述钻机的远端、两个侧部以及四个边角，其中所述钻杆以纵向多层的布置方式堆垛在所述平台中，所述钻杆的螺纹箱形端在所述平台的近端，其中所述设备包括：伸长构架，所述伸长构架平行于所述平台的所述纵向轴线地安装在横向高架水平梁上，所述横向高架水平梁位于所述平台的所述近端的上方且在所述平台的所述纵向轴线的一侧，其中所述伸长构架在所述高架水平梁上的位置可轴向和横向调节，且在垂直于所述高架水平梁垂直面内的角度也可以调节；以及钻杆绞缆导向装置，所述钻杆绞缆导向装置可沿着所述伸长构架纵向移动，与所述主绞盘和拧紧在所述钻杆箱形端的牵引插塞一起，以在所述钻机和所述平台之间辅助运载钻杆。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.18 AU 20142045151.一种用于钻机的半自动钻杆处理设备，该类型的钻机具有确定钻柱中心线的桅杆、主绞盘、以及带有适配器的牵引插塞；所述牵引插塞用于组装和拆卸钻柱并在所述钻机旁边的钻杆堆垛平台与所述钻机之间运载钻杆，所述钻杆具有螺纹销端和与之相对的螺纹箱形端，所述平台具有纵向轴线、相对于所述钻机的近端、相对于所述钻机的远端、两个侧部以及四个边角，其中所述钻杆以纵向多层的布置方式堆垛在所述平台中，所述钻杆的螺纹箱形端在所述平台的近端，其中所述设备包括：伸长构架，所述伸长构架平行于所述平台的所述纵向轴线地安装在横向高架水平梁上，所述横向高架水平梁位于所述平台的所述近端的上方且在所述平台的所述纵向轴线的一侧，其中所述伸长构架在所述高架水平梁上的位置可轴向和横向调节，且在垂直于所述高架水平梁垂直面内的角度也可以调节；以及钻杆绞缆导向装置，所述钻杆绞缆导向装置可沿着所述伸长构架纵向移动，与所述主绞盘和拧紧在所述钻杆箱形端的牵引插塞一起，以在所述钻机和所述平台之间辅助运载钻杆。2.如权利要求1所述的钻杆处理设备，其中所述平台包括起重顶杆，并且所述高架水平梁由位于所述平台近端的起重顶杆支撑。3.如权利要求1所述的钻杆处理设备，其中所述高架水平梁由位于所述平台一侧附近并在所述平台的近端的预定距离之内的独立结构支撑。4.如权利要求1所述的钻杆处理设备，其中所述钻杆导向装置包括安装在滑架上的开槽行进滚轮，其沿着所述伸长构架是可滑动的。5.如权利要求4所述的钻杆处理设备，其中所述开槽行进滚轮的尺寸和形状设置成用于可滑动地接纳在所述钻机和所述平台之间运载的钻杆和其上面的所述绞缆。6.如权利要求1所述的钻杆处理设备，其中所述设备还包括起重机，所述起重机将杆装载至所述平台或从所述平台卸载杆。7.一种在钻机中使用的手持式牵引插塞旋转器与牵引插塞的结合件，该类型的钻机具有确定钻柱中心线的桅杆、主绞盘，以及带有适配器的牵引插塞，所述牵引插塞用于组装和拆卸钻柱并在钻杆堆垛平台和所述钻机之间运载钻杆，所述钻杆具有螺纹销端和与之相对的螺纹箱形端，其中：所述牵引插塞由基本圆柱体构成，所述圆柱体具有用于拧入钻杆的箱形端的阴螺纹端，以及用于与绞缆连接的相对端，所述相对端具有从其轴向凸出的吊环或凸耳元件，所述牵引插塞还具有中心体部分，所述中心体部分具有适于机械啮合其上的外表面；以及所述手持式牵引插塞旋转器包括：在其中一端的夹持装置，用于夹持钻杆；在相对的另一端的旋转装置，用于与牵引插塞的所述中心体部分的所述外表面啮合并用于旋转牵引插塞以将所述牵引插塞拧入钻杆或从钻杆上拧出所述牵引插塞。8.如权利要求7所述的手持式牵引插塞旋转器与牵引插塞的结合件，其中所述牵引插塞的所述中心体部分的所述外表面包括纵向花键，且其中所述手持式牵引插塞旋转器的所述夹持装置包括一对相对的枢转杆夹持爪，而所述手持式牵引插塞旋转器的所述旋转装置包括一组对立的齿轮，所述齿轮的齿被设置成与所述牵引插塞的所述中心体部分的所述花键啮合。9.一种用于钻机的钻杆处理系统，该类型的钻机具有确定钻柱中心线的桅杆、和主绞盘，以及带有适配器的牵引插塞，所述牵引插塞用于组装和拆卸钻柱并在钻杆堆垛平台和所述钻机之间运载钻杆，所述钻杆具有螺纹销端和在对面的螺纹箱形端，其中所述系统包括：根据权利要求1到7中任一个所述的杆处理设备；以及根据权利要求8到9中任一个所述的手持式牵引插塞旋转器与牵引插塞的结合件；其中所述手持式牵引插塞旋转器被悬吊，且其在平衡悬挂机构上且可在所述平衡悬挂机构上摇摆，所述平衡悬挂机构相对于所述平台的所述纵向轴线，被设置在所述伸长构架反面的所述平台上，并且所述平衡悬挂机构至少在所述平台的所述纵向轴线的横向方向上是可移动的，以为所述牵引插塞旋转器提供预设工作区域，并为从所述平台抬升的所述钻杆或下降至所述平台的所述钻杆提供间距。10.如权利要求9所述的钻杆处理系统，其中用于所述手持式牵引插塞旋转器的所述平衡悬挂机构包括枢转臂和拉缆，其中所述拉缆的一端被固定到所述枢转臂，而所述拉缆的另一端具有抓住所述牵引插塞旋转器的钩子。11.如权利要求9所述的钻杆处理系统，其中平台包括起重顶杆，并且所述枢转臂悬吊在所述平台近端的起重顶杆上。12.如权利要求9所述的钻杆处理系统，其中所述枢转臂由固定在所述平台一侧的单独垂直竿或柱结构来支撑。13.一种在钻机中处理钻杆的方法，该类型的钻机具有确定钻柱中心线的桅杆、主绞盘，以及带有适配器的牵引插塞，所述牵引插塞用于组装和拆卸钻柱并在所述钻机和位于所述钻机旁的钻杆堆垛平台之间运载钻杆，所述方法包括：提供如权利要求1到7中任一个所述的半自动钻杆处理设备；调节所述伸长构架在所述高架水平梁上的位置，结合所述钻机旁的所述平台的位置，使得在沿着所述伸长构架朝向所述钻桅的最大行程处的所述钻杆和绞缆导向装置能够使用所述绞盘和牵引插塞来组装和拆卸所述钻柱；所述主绞缆和牵引插塞以及所需的适配器一起穿过所述开槽行进滚轮的情况下，将所述钻杆和绞缆导向装置设置在所述平台近端的垂直上方，并设置带有适配器的所述牵引插塞以将其拧入来自所述平台的钻杆的所述箱形端；将所述牵引插塞拧入所选的钻杆；开动所述主绞盘以从所述平台上抬升所选取的钻杆，将所述钻杆穿过所述钻杆导向装置和所述绞缆的所述行进滚轮，随后进一步抬升所述钻杆，且同时随着所述绞缆钻杆导向装置沿着所述伸长构架往所述桅杆方向上移动而一并将所述钻杆朝向所述桅杆拉动，从而使所述绞缆钻杆导向装置一直支撑所述钻杆并与所述钻杆一直保持接触，直到所述绞缆钻杆导向装置朝向所述桅杆沿着所述伸长构架完全移动至最大行程点并且所述钻...

【专利技术属性】
技术研发人员：萊安·克雷格沃尔，
申请(专利权)人：智利勘探钻机专家股份公司，
类型：发明
国别省市：智利,CL