用于在钻机中把持钻柱部件的设备和方法以及钻机技术

一种用于相对于钻机(1)把持钻柱部件(10)的设备(2)，所述设备包括：抓持装置(9)，该抓持装置(9)用于抓持待螺纹连接到部分地钻入岩层中的第二钻柱部件(12)上或待从该第二钻柱部件(12)旋开的第一钻柱部件(10)；支承装置(7)，该支承装置(7)用于将该设备固定到钻机(1)上；把持单元(8)，该把持单元(8)以可移动的方式连接至所述支承装置(7)，该把持单元(8)包括所述抓持装置(9)，并且该把持单元(8)能够在钻柱位置(D)与加载位置(L)之间移动。把持单元(8)包括：用于在钻柱位置(D)中与所述第二钻柱部件(12)接合的辅助接合装置(11、11’、11”)；以及装置(17)，该装置(17)用于改变所述抓持装置的角度从而改变所述所抓持的第一钻柱部件(10)的角度，以允许在钻柱位置(D)中实现所述对准。本发明专利技术还涉及一种方法和一种钻机。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在钻机中把持钻柱部件的设备和方法以及钻机
本专利技术涉及一种相对于钻机把持钻柱部件的设备和方法，所述设备包括用于抓持待螺纹连接到第二钻柱部件上或待从该第二钻柱部件旋开的第一钻柱部件的抓持装置，该第二钻柱部件包含在部分地钻入岩层中的钻柱中。本专利技术还涉及一种包括这种设备的钻机。
技术介绍
目前，在将新部件结合至钻柱以及相应地松开钻柱方面，把持钻柱部件在很大程度上都是手动执行的。由此，待与钻柱结合的新钻柱部件放置在钻柱位置中，然后，先手动地螺纹连接并且随后通过钻机的旋转器设备完成螺纹连接。在例如钻头或整个钻机的更换期间，在将钻柱拆卸成分离的部件期间执行相反的过程。 用于钻探目的的岩心钻探通常以较大的深度并且以诸如上千米或更深之类的非常长的钻孔来实施。此处通常为钻管的各个钻柱部件通常具有例如3米的长度。由于必须相对频繁地执行钻头的更换，因此在从钻孔中取出钻柱部件时以及在下降期间和钻头的更换期间，需要对钻柱部件实施较宽的把持。 ^8 6，634，443 81为
技术介绍
的示例。该文献描述了用于钻柱部件的把持设备，在该把持设备中，待结合至钻柱的钻柱部件在加载位置与钻柱位置之间传送。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种根据以上方面的设备和方法，该设备和方法允许更加安全且更加有效地相对于钻机把持钻柱部件，使得特别地将钻柱取出以及将钻柱下降到钻孔中时的整个过程几乎可以不承受随后出现问题状况，由此可以实现总体上更加有效的钻探。 通过根据以上的装置获得了该目的，这是因为:把持单元包括用于在钻柱位置中与部分地钻入钻孔中的第二钻柱部件接合的辅助接合装置，具有所述辅助接合装置的把持单元适于将所述所抓持的第一钻柱部件引导并对准成与由所述第二钻柱部件限定的轴向方向基本上共线，把持单元包括如下装置:所述装置用于改变所述抓持装置相对于所述支承装置的角度，从而改变所述抓持的第一钻柱部件相对于所述支承装置的角度，从而在钻柱位置中实现所述对准。 由此实现了意于结合的第一钻柱部件与位于钻孔中的钻柱的最上方的钻柱部件恰好对准的有效方式，使得实际上可以获得对准的螺钉结合，这使得实际上如预期地实现了螺纹连接在一起以及钻柱部件的敏感的螺纹部不必承受倾斜载荷进而损坏。 这是因为已经表明:在许多操作情况下，在位于钻孔内的钻柱的所述最上方的钻柱部件与例如钻机的进给梁之间发生角度偏离。对于已经卡在钻机处的人而言可能非常难以发现元件之间的这种不充分的对准，但是这种不充分对准可能仍然比较重要以至于试图从进给梁的方向或钻机的任何其他方向开始螺旋连接将不易成功，这可能会使得所尝试的螺纹结合不可实现和/或使得钻柱部件的螺纹被损坏。在最好的情况下，该损坏使得仍然可以实现结合在一起，但是另外，较小的损坏导致钻柱部件工作寿命减小，从而导致了不必要花费。 因此，通过本专利技术提供了与用于角度改变的装置结合的辅助接合装置，使得能够将所抓持的第一钻柱部件与作为位于钻孔中的钻柱的最上方的钻柱部件的第二钻柱部件的最外区域共线或者至少基本上共线。 通过借助于本专利技术所确保的这种对准，有助于螺纹连接，并且此外，避免了以上提到的损坏钻柱部件的问题以及失败的结合尝试。 为了实现良好的效果，所述辅助接合装置有利地设置成接合第二钻柱部件的彼此轴向间隔开定位或者至少具有轴向间隔的部分，以在开始与第二钻柱部件接合时基本上实现对准。所述辅助接合装置的变体为具有由以下组提供的夹持表面的适当的单个夹持装置:当沿所抓持的钻柱部件的轴向方向观察时彼此间隔开定位的诸如夹持脊状部之类的接合元件；以及当沿轴向方向观察时在所抓持的钻柱部件的一部分上延伸的诸如爪之类的接合元件，该爪具有沿所述轴向方向观察与钻柱部件的直径至少大致相当的宽度。特别优选的是，所述辅助接合装置包括彼此间隔开定位的两个或更多个可操纵的夹持装置。由此实现了可以在不需要使用较大的作用力或夹持力的情况下以较大的安全程度获得对准。 优选的是，用于角度改变的所述装置包括具有在所涉及的部件之间的游隙或柔性的结合装置，并且特别地，所述结合装置构造成具有在径向方向上的游隙或柔性，以使得可以改变两个元件之间的距离和/或具有所涉及的部件之间的在旋转方向上的弹性，这可以简化构造，其中，如果必要，可以通过简单的装置增大所述距离。 由此，优选地，所涉及的部件之间的所述游隙或柔性以及弹性抵抗弹性元件的作用。 作为变体，用于角度改变的所述装置包括分开的支承臂，该分开的支承臂定位在所述支承装置与抓持装置之间，并且该分开的支承臂包括位于支承臂的部件之间的至少一个弹性元件。这种方案允许更简单的构造，并且作为示例，可以采用位于支承臂的部件之间的包括由橡胶或塑料材料制成的至少一个环状弹性轴衬的弹性元件。每个轴衬随后可以插入一个支承臂部中的凹槽中，使得该轴衬的外包封表面抵靠凹槽中的内表面。刚性地结合至第二支承臂部的销抵靠轴衬的内表面。 所述支承装置优选地包括刚性框架体，该刚性框架体承载呈摆动马达的形式的旋转致动器，用于使把持单元在钻柱位置与加载位置之间枢转。 优选的是，所述辅助接合装置与所述抓持装置附接在共用的承载件上，这很大程度地有助于对准。该承载件与所述辅助接合装置和所述抓持装置一起有助于相对于所述框架体的角度改变。 所述抓持装置适当地包括用于旋转螺纹连接的旋转轮，其中，该旋转可以控制成用于与相应的部件螺纹连接或旋开。 所述抓持装置设置成向所抓持的第一钻柱部件提供与将所抓持的第一钻柱部件与第二钻柱部件螺纹连接或旋开相关的轴向运动，使得该旋转与轴向运动相关以适于所考虑的螺纹之间的螺距。 根据本专利技术的一个方面，支承装置包括设置成基本上平行于钻机的进给梁的滑动梁，并且滑动件能够在该滑动梁上来回驱动，其中，把持单元连接至该滑动件。这可以根据当前的情况和要求设定加载位置。优选的是，把持单元通过倾斜结构以可移动的方式连接至所述滑动件，该倾斜结构包括具有定位在与滑动梁的纵向轴线垂直的平面中的旋转轴的旋转马达，以使把持单元连同所抓持的钻柱部件在平行于钻柱位置的位置与水平加载位置之间摆动。由此有助于加载并且特别地简化了自动加载，由此使具有水平定位的钻柱部件的钻柱箱连接至根据本专利技术的钻机。 根据本专利技术的用于在钻机中把持钻柱部件的方法的独特之处在于:使包括在把持单元中的辅助接合装置在钻柱位置中与所述第二钻柱部件接合；将所述辅助接合装置的所述所抓持的第一钻柱部件控制并对准成与由所述第二钻柱部件限定的轴向方向基本上共线；以及通过允许改变相对于所述刚性框架体的角度，使所述把持设备实现所述对准，从而使所述所抓持的第一钻柱部件实现所述对准。 与以上提到的从属设备特征对应的方法特征就从属方法权利要求而言是适当且优选的。 根据本专利技术的钻机包括本专利技术的把持设备。 【附图说明】 此时将以实施方式为基础并参照附图对本专利技术进行更加详细的描述，在附图中: 图1和图2示出了配备有处于两个不同把持位置的根据本专利技术的设备的钻机， 图3示出了图1和图2中的钻机，其中，为了清楚起见，一些部件被移除，并且，钻机具有被放入到钻柱位置中的新钻柱部件， 图4以放大的比例示出了图3中的钻机的细节， 图5以放大的比例示出了用于角度改变的装置，其中，一些细节被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于相对于钻机(1)把持钻柱部件(10)的设备(2)，所述设备包括：抓持装置(9)，所述抓持装置(9)用于抓持第一钻柱部件(10)，所述第一钻柱部件(10)待螺纹连接到第二钻柱部件(12)上或待从所述第二钻柱部件(12)旋开，所述第二钻柱部件(12)为部分地钻入岩层中的钻柱的一部分，支承装置(7)，所述支承装置(7)用于将用于把持钻柱部件的所述设备固定到所述钻机(1)上，把持单元(8)，所述把持单元(8)以可移动的方式连接至所述支承装置(7)，所述把持单元(8)包括所述抓持装置(9)，并且所述把持单元(8)能够在钻柱位置(D)与加载位置(L)之间移动，在所述钻柱位置(D)中，所抓持的第一钻柱部件(10)定位成用于螺纹连接到所述第二钻柱部件(12)上以及从所述第二钻柱部件(12)旋开，在所述加载位置(L)中，能够将钻柱部件放入所述抓持装置中或从所述抓持装置取出，其特征在于，所述把持单元(8)包括辅助接合装置(11、11’、11”)，所述辅助接合装置(11、11’、11”)用于在所述钻柱位置(D)中与所述第二钻柱部件(12)接合，具有所述辅助接合装置(11、11’、11”)的所述把持单元(8)适于将所述所抓持的第一钻柱部件(10)引导并对准成与由所述第二钻柱部件(12)限定的轴向方向基本上共线，以及所述把持单元(8)包括装置(17)，所述装置(17)用于改变所述抓持装置相对于所述支承装置(7)的角度从而改变所述所抓持的第一钻柱部件(10)相对于所述支承装置(7)的角度，以允许在所述钻柱位置(D)中实现所述对准。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.25 SE 1250531-91.一种用于相对于钻机(I)把持钻柱部件(10)的设备(2)，所述设备包括: 抓持装置(9)，所述抓持装置(9)用于抓持第一钻柱部件(10)，所述第一钻柱部件(10)待螺纹连接到第二钻柱部件(12)上或待从所述第二钻柱部件(12)旋开，所述第二钻柱部件(12)为部分地钻入岩层中的钻柱的一部分， 支承装置(7)，所述支承装置(7)用于将用于把持钻柱部件的所述设备固定到所述钻机⑴上， 把持单元(8)，所述把持单元(8)以可移动的方式连接至所述支承装置(7)，所述把持单元(8)包括所述抓持装置(9)，并且所述把持单元(8)能够在钻柱位置(D)与加载位置(L)之间移动，在所述钻柱位置(D)中，所抓持的第一钻柱部件(10)定位成用于螺纹连接到所述第二钻柱部件(12)上以及从所述第二钻柱部件(12)旋开，在所述加载位置(L)中，能够将钻柱部件放入所述抓持装置中或从所述抓持装置取出， 其特征在于， 所述把持单元(8)包括辅助接合装置(11、11’、11”)，所述辅助接合装置(11、11’、11”)用于在所述钻柱位置(D)中与所述第二钻柱部件(12)接合， 具有所述辅助接合装置(11、11’、11”)的所述把持单元(8)适于将所述所抓持的第一钻柱部件(10)引导并对准成与由所述第二钻柱部件(12)限定的轴向方向基本上共线，以及 所述把持单元(8)包括装置(17)，所述装置(17)用于改变所述抓持装置相对于所述支承装置(7)的角度从而改变所述所抓持的第一钻柱部件(10)相对于所述支承装置(7)的角度，以允许在所述钻柱位置(D)中实现所述对准。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述辅助接合装置(11、11’、11”)适于接合所述第二钻柱部件(12)的彼此轴向间隔开定位的部分。3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述辅助接合装置(11、11’、11”)包括具有夹持表面的夹持装置，所述夹持表面由如下组中的元件提供:当沿所抓持的钻柱部件(10)的轴向方向观察时彼此间隔开定位的接合元件以及沿轴向方向观察时在所述所抓持的钻柱部件(10)的一部分上延伸的接合元件。4.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述辅助接合装置(11、11’、11”)包括彼此间隔开定位的两个或更多个可激活的夹持装置。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的设备，其特征在于，用于角度改变的所述装置(17)包括结合装置(22)，所述结合装置(22)在所述结合装置(22)的部件之间具有游隙或柔性。6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述结合装置(22)在所述结合装置(22)的部件之间形成有在径向方向上的游隙或柔性和/或在旋转方向上的屈从性。7.根据权利要求5和6中的任一者所述的设备，其特征在于，所述结合装置(22)的部件之间的所述游隙或所述柔性以及所述屈从性适于抵抗弹性元件的作用。8.根据权利要求1至4中的任一者所述的设备，其特征在于，用于角度改变的所述装置(17)包括分开的支承臂，所述分开的支承臂定位在所述支承装置与所述抓持装置之间并且包括位于所述支承臂的部件之间的至少一个弹性元件。9.根据权利要求1至8中的任一者所述的设备，其特征在于，所述支承装置(7)包括刚性体，所述刚性体承载旋转致动器(13)，所述旋转致动器(13)用于使所述把持单元(8)在所述钻柱位置(D)与所述加载位置(L)之间摆动。10.根据权利要求1至9中的任一者所述的设备，其特征在于，所述辅助接合装置(11、IlMl)和所述抓持装置(9、...

【专利技术属性】
技术研发人员：佩尔·滕利登，约翰·林德贝格，
申请(专利权)人：阿特拉斯科普柯克雷柳斯有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE