用于运输钻管的方法和装备技术

本公开提供了一种用于将钻管(12)运输到钻机的钻柱(14)和/或从钻机的钻柱运离钻管的方法，钻柱包括多个连接的钻管(12)，该方法包括：重复地将单个钻管(12)一个接一个地从下部区域(28)提升到与钻柱(14)的上部端部(32)邻近的上部区域(30)/从与钻柱的上部端部邻近的上部区域降低到下部区域。本公开还提供了一种用于将钻管(12)运输到钻柱(14)的装备(10)和包括该装备(10)的钻机。

Method and equipment for transporting drill pipes

The present disclosure provides a method for transporting a drill pipe (12) to and/or from a drill string of a drill rig to a drill pipe (14) and/or from a drill pipe of a drill rig, comprising a plurality of connected drill pipes (12). The method comprises repeatedly lifting a single drill pipe (12) one by one from a lower area (28) to an upper area (30) adjacent to the upper end (32) of the drill string (14)/from an upper area adjacent to the upper end of the drill string (32). The lower region is reduced to the lower region. The present disclosure also provides an equipment (10) for transporting a drill pipe (12) to a drill string (14) and a drilling rig including the equipment (10).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于运输钻管的方法和装备
本公开大体涉及将钻管运输到钻机的钻柱以及将钻管从钻机的钻柱运离。具体地，本公开提供了一种用于将钻管运输到钻机的钻柱的方法，该钻柱包括多个连接的钻管；一种用于将钻管从钻柱运离的方法；以及用于这些目的的装备。
技术介绍
在油井和气井的钻井中，钻柱通常悬挂在钻机上的井架上，所述钻柱包括多个连接的钻管和安装在其下部端部上的钻头。钻柱可以通过转环悬挂在井架中的游动滑车上，该转环使得能够通过通常悬挂在游动滑车下方的顶部驱动器来将旋转力施加到钻柱上以推进钻井孔的深度。随着井孔的深度增加并且钻柱降低或下钻，连接的钻管的附加区段在钻柱的上部端部处添加到钻柱。钻柱有时也需要从井孔中拉出或升钻(即提升钻柱)，例如当钻探操作完成时或者如果要更换钻头时。当钻柱已经被拉动直到连接的钻管的区段位于钻机的钻台上方时，连接的钻管的区段从钻柱的其余部分旋下并从其中移除。WO2006075914A1公开了一种用于处理和存储由多个钻管组成的钻柱区段以及用于在钻探装备上组装或拆卸钻柱的装置。装置包括上部指杆台(fingerboard)和下部指杆台，以用于将竖直钻柱区段定位在存储区域中以及将钻柱区段保持在选定的存储位置上。上部指杆台和下部指杆台各自设置有运输器件组，以用于钻柱区段沿着导轨大致水平移位。装置还包括分别紧靠上部指杆台和下部指杆台定位的装备，以用于将钻柱区段连结到钻柱或从钻柱上分离钻柱区段。EP0267002A2公开了一种用于在井孔中心线和支架组件之间移动钻杆立根的设备，该钻杆立根由多件钻管组成。装备包括臂，该臂具有安装在其上的夹持头，并且臂可相对于安装在钻机工作台上的托架伸展和缩回。
技术实现思路
在WO2006075914A1和EP0267002A2中描述的装备中，多个钻管连接成钻杆立根并且在连接到钻柱之前(或从钻柱拆卸之后)存储在中间位置处。因此，这些装备需要钻机包含用于钻杆立根的存储空间。这增加了钻机结构的复杂性。此外，钻杆立根的高度增加了井架的总高度，并从而增加了井架的结构尺寸、不稳定性和成本。本公开的一个目的是提供一种用于将钻管运输到钻机中的钻柱的有效、简单且可靠的方法。本公开的另一个目的是提供一种用于将钻管运输到钻机的钻柱以及将钻管从钻机的钻柱运离的方法，该方法使得能够有效(快速)地将钻管供应到钻柱中，该钻柱连续地移入或移出井。本公开的又一个目的是提供一种用于将钻管运输到钻机中的钻柱的方法，该方法使得能够降低钻机的高度。本公开的另一个目的是提供一种用于将钻管运输到钻机中的钻柱的方法，该方法减少或消除了对用于钻管的存储空间的需要，例如沿着往返钻柱的运输路径的中间存储空间。本公开的又一个目的是提供一种用于将钻管从钻机中的钻柱运离的方法，该方法实现了一个或多个上述目的。本公开的另一个目的是提供一种用于将钻管运输到钻机中的钻柱和/或将钻管从钻机中的钻柱运离的装备，该装备具有有效、简单、可靠和低价的结构，并且使得能够降低钻机的高度并减少对钻机的存储空间的需求。根据一个方面，提供了一种用于将钻管运输到钻机的钻柱的方法，所述钻柱包括多个连接的钻管，该方法包括重复地将单个钻管一个接一个地从下部区域提升到与钻柱的上部端部邻近的上部区域。该方法使得能够在钻柱以0.5米/秒的速度移动(例如连续移动)时一个接一个地将单个钻管或者钻杆立根连续地朝向(或远离)钻柱运输，例如钻管以每小时1800米的速度而无需钻管的任何中间存储部或停止部。移除钻管的中间存储部或停止部有助于降低钻机的高度。该方法可以确保在运输的钻管的每个端部处(例如，在长度的5％内)始终存在夹持机构或支撑机构。这改善了对钻管移动的控制，并且避免例如由于在非常远离一个或两个端部的位置处保持钻管导致的钻管的不安全的摆动。每对夹持机构和/或支撑机构可以称为操纵器对。当钻管已经被提升到上部区域时，钻管的下部端部可以定位在与钻柱的上部端部基本相同的高度处。替代地，当钻管位于上部区域时，钻管的下部端部可以竖向地定位在钻柱的上部端部上方。上部区域可以相对于钻柱水平地偏移。替代地，上部区域可以基本位于钻柱上方。下部区域可以是靠近钻机的钻台的区域。替代地或附加地，下部区域可以是钻机的钻管水平定位的高度处的区域。下部区域可以相对于钻柱水平地偏移。根据一个变型，当钻管位于下部区域时，单个钻管的下部端部定位在与钻台基本相同的高度处。在整个本公开中，与每个均由多个连接的钻管组成的钻杆立根相比，单个钻管指的是未连接和分离的钻管。根据本公开的钻管可以是直的和刚性的。每个钻管的长度可以是8米至12米，例如大约10米。每个钻管的端部可以带有螺纹以与相邻的钻管或中间接头构件螺纹接合。重复提升可以是按顺序的，即在第一单个钻管已经从下部区域提升到上部区域之后，第二单个钻管可以从下部区域提升到上部区域。然而，两个分离的提升可以在时间上部分重叠，即在第一单个钻管在下部区域和上部区域之间移动时，第二单个钻管(可能还有一个或多个其它单个钻管)可以同时在下部区域和上部区域之间移动。钻管可以沿着从下部区域到上部区域的提升而基本上竖向地定向。当钻管位于下部区域时，可以清洁和/或润滑钻管的下部螺纹，即相对于提升移动的后端部。因此，方法还可以包括清洁和/或润滑位于下部区域中的单个钻管的后端部，优选地当钻管处于基本竖向取向时。顾名思义，上部区域是比下部区域更高的区域。根据一个变型，重复提升在从下部区域到上部区域的基本竖向的方向上进行。然而，可以设想从下部区域到上部区域的替代提升路径，包括倾斜路径。在采用从下部区域到上部区域的倾斜路径的情况下，每个单个钻管可以基本上竖向定向或者基本上平行于提升路径定向。可以沿着一个单个路径或沿着两个或更多个基本平行的路径执行重复提升。单个钻管可以从下部区域到上部区域移动10至20米的距离，例如大约15米。单个钻管可以以0.2至1.0米/秒(例如0.4至0.8米/秒，例如约0.6米/秒)的速度从下部区域移动到上部区域。方法可以用于将钻管运输到连续降低的钻柱。此外，方法可以用于将钻管运输到重复降低的钻柱，例如其中钻柱被交替地降低和停止。根据本发开的方法还适用于在钻探时将钻管运输到钻柱。因此，该方法还可以包括连续降低钻柱。钻柱可以以0.2至1.0米/秒的速度连续降低，例如0.3至1.0米/秒，例如0.4至0.6米/秒，例如0.5米/秒。替代地，方法可以包括降低钻柱，例如交替地降低和停止钻柱。作为其它替代，方法可以包括在将钻管运输到钻柱的同时用钻柱钻探。单个钻管的重复提升可以通过至少两个提升装置以交替的方式来执行。以这种方式，能够并行地添加单个钻管以按需增加速度。当保持单个钻管时(例如，当从下部区域移动到上部区域时)，每个提升装置可以以0.4到0.8米/秒的速度移动，例如约0.6米/秒。当为空时，即当未保持任何钻管时(例如，当从上部区域移动到下部区域时)，每个提升装置可以以0.8至1.2米/秒的速度移动，例如大约1米/秒。该方法还可以包括重复地将单个钻管一个接一个地从上部区域移动到连接区域，在所述连接区域处钻管可以连接到钻柱的上部端部。当从上部区域移动到连接区域时，每个单个钻管可以基本竖向定向。单个钻管可以一个接一个地连接到连续降低(或升高)的钻柱。连接区域可以基本定位在钻柱上方。根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将钻管(12)运输到钻机的钻柱(14)的方法，所述钻柱包括多个连接的钻管(12)，所述方法包括重复地将单个钻管(12)一个接一个地从下部区域(28)提升到与所述钻柱(14)的上部端部(32)邻近的上部区域(30)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.15 SE 1651069-51.一种用于将钻管(12)运输到钻机的钻柱(14)的方法，所述钻柱包括多个连接的钻管(12)，所述方法包括重复地将单个钻管(12)一个接一个地从下部区域(28)提升到与所述钻柱(14)的上部端部(32)邻近的上部区域(30)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，单个钻管(12)的重复提升通过至少两个提升装置(24、26)以交替的方式来执行。3.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法还包括重复地将单个钻管(12)一个接一个地从所述上部区域(30)移动到连接区域(36)，在所述连接区域处所述钻管(12)能够连接到所述钻柱(14)的所述上部端部(32)。4.根据权利要求3所述的方法，其中，单个钻管(12)的重复提升和单个钻管(12)的重复移动被同时执行。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括在所述下部区域(28)中重复地将单个钻管(12)一个接一个地从基本水平取向倾斜到基本竖向取向。6.根据权利要求5所述的方法，其中，单个钻管(12)的重复倾斜通过至少两个倾斜装置(40、42)以交替的方式来执行。7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，单个钻管(12)的重复倾斜与单个钻管(12)的重复提升被同时执行。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括将处于基本水平取向的单个钻管(12)连续地输送到所述下部区域(28)。9.一种用于将钻管(12)从钻机的钻柱(14)运离的方法，所述钻柱包括多个连接的钻管(12)，所述方法包括重复地将单个钻管(12)一个接一个地从与所述钻柱(14)的上部端部(32)邻近的上部区域(30)降低到下部区域(28)。10.根据权利要求9所述的方法，其中，单个钻管(12)的重复降低通过至少两个提升装置(24、26)以交替的方式来执行。11.根据权利要求9或10所述的方法，所述方法还包括重复地将单个钻管(12)一个接一个地从连接区域(36)移动到所述上部区域(30)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·埃里克森，
申请(专利权)人：RIG技术公共有限责任公司，
类型：发明
国别省市：挪威,NO