用于对钻井装备进行升降和/或移动操作的设备的制造方法
【专利说明】用于对钻井装备进行升降和/或移动操作的设备
[0001]本发明涉及一种用于在甲板(如钻井甲板)上进行升降和/或移动操作的设备，该设备包括至少一个升降臂。该设备尤其用于使负载(如管道)在不同的工位之间升降和/或移动。
[0002]本发明在陆上和海上均可使用。
[0003]在石油和天然气行业中，管道用于建立平台和钻孔之间的流体连接。除其它类型的管道之外，形成流体连接的管道可以是例如钻柱。随着钻柱不断地穿入地壳中，钻柱用于形成钻孔。在一个立柱每次旋进既有的钻柱并且继而随着钻柱进入到地壳中之前，通常通过将三或四个钻杆(三、四个钻杆=一个立柱，27-40米长)旋拧在一起形成钻柱以临时存放在指梁中。已知使用所谓的“铁钻工”来拧紧和旋松钻杆，并且一些公司供应这些设备。铁钻工通常包括两件式扳手单元和旋转装置(spinning device)。旋转装置使钻杆的接头相对于钻杆的另一接头旋转，以便将钻杆的两个接头拧紧在一起或者使其彼此旋开。扳手单元为拧紧或旋松操作提供所需的转矩。
[0004]由于典型钻台上可用的空间有限，因此在钻井操作之前、期间或之后，通常需要能够移动装备，如铁钻工、导向装置、夹紧装置等。可能有必要使装备在不同的位置之间移动，例如，移往并移离井中心、移往并移离管道存放位置(例如，指梁)。
[0005]US 7178612 B2公开了将铁钻工移动到允许装配或拆卸钻柱中的螺纹接头的位置处的装置。该装置可以构造为双平行四边形臂。在US 7178612 B2中示出下部支撑臂和上部支撑臂之间的连接点是如何布置的多个实施例。在所有的图示实施例中，转矩通过连接点“横向”传递，从下部支撑臂经由具有不同构造的用于转矩传递的连接点到达斜对的上部支撑臂。此外，根据现有技术，转矩臂彼此直接接触；或者，它们经由单联动机构彼此接触。
[0006]US 2011/0108264 Al涉及用于操纵钻井装备的铰接设备(articulatedapparatus)，该设备包括基座、在一端可枢转地连接到基座的第一组臂、可枢转地连接到第一组臂的另一端的接头构件、在一端可枢转地连接到接头构件的第二组臂以及可枢转地连接到第二组臂的相对端的承载组件。驱动系统与第一组臂和第二组臂协作，以便使钻井工具在贮存位置和展开位置之间移动。
[0007]现有技术的缺点在于平行四边形臂的移动不与平台面或下表面平行，并且平行四边形臂将因此在展开期间具有不同的高度。这导致负载下方需要额外的间隙，以防止与下表面碰撞。此外，工具不必每次在同一高度处遇到负载，在一些情况下这将需要调整工具(平行四边形臂)的高度。
[0008]其它现有技术的实施例将使得转矩传递发生在下部支撑臂不得不被制造为具有用于使臂之间的连接点固定的细长臂的位置，其中，该连接点被固定到上部支撑臂的细长臂。这将对负载传递连接的最小尺寸设定特定的要求，这反过来对臂之间的高度、上部支撑臂和下部支撑臂的附接物之间的距离设定特定的设计要求，并且必须对传动装置所能够传递的转矩的大小进行设定。
[0009]因此，本发明的目的是提供一种确保升降臂平行于钻台平面进行直线移动同时为升降臂的设计提供更大自由度的装置。
[0010]独立权利要求限定本发明，而从属权利要求描述本发明的其它表征特征。
[0011]本发明涉及一种用于在甲板上对钻井设备进行升降和/或移动操作的设备，该设备包括悬挂装置和至少一个升降臂，其中，该至少一个升降臂包括至少一对转矩臂，该至少一对转矩臂至少具有第一转矩臂和第二转矩臂，
[0012]其中，第一转矩臂的第一端连接到悬挂装置，并且第一转矩臂的第二端连接到同步联动装置；
[0013]其中，第二转矩臂的第一端连接到同步联动装置并且第二转矩臂的第二端连接到承载装置，并且其中，第一转矩臂和第二转矩臂分别通过各自的同步联动装置进一步连接到至少一个共用同步装置。
[0014]本文所公开的本发明将确保所有的臂附接点总是彼此平行，这反过来意味着承载装置将与平台面(例如钻台平面)保持平行。
[0015]根据本发明的同步联动装置中的转矩传递装置包括至少三个分离元件:连接到各自转矩臂的两个同步连杆以及同步装置。与升降臂相连接的同步装置能够垂直向上或垂直向下移动升降臂，以便升高或降低平台面上的负载。
[0016]在该设备的优选实施例中，升降臂至少还包括第一同步臂和第二同步臂，第一转矩臂平行于该至少第一同步臂布置，
[0017]并且其中，第一同步臂的第一端连接到悬挂装置，并且第一同步臂的第二端连接到同步联动装置，
[0018]其中，第二转矩臂平行于该至少第二同步臂布置，并且其中，该至少第二同步臂的第一端连接到同步联动装置并且该至少第二同步臂的第二端连接到承载装置。
[0019]根据该设备的一方面，同步联动装置包括用于容纳至少一个同步装置的至少一个导向件。
[0020]在实施例中，同步联动装置可以垂直于用于至少一个升降臂的动力装置布置。
[0021]在实施例中，同步装置可以包括至少一个轮、至少一个滑动块或至少一个滚子轴承。
[0022]在又一个方面中，同步装置可以包括能够与同步连杆相连接的轴。
[0023]在实施例中，同步连杆包括一个或多个吊杆。
[0024]在实施例中，至少一个升降臂还可包括用于使至少一个升降臂移动的动力装置。在特定的实施例中，该动力装置可以包括汽缸或电动马达或者能够引起升降臂移动的其它
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[0025]在一方面中，动力装置可以在其第一端连接到悬挂装置或者在其第二端连接到第一转矩臂或第二转矩臂。或者，动力装置可以连接到第一同步配置或第二同步配置。
[0026]在实施例中，升降臂还可以包括至少一个其它同步联动装置和第三转矩臂，该至少一个其它同步联动装置连接到第二转矩臂的第二端，并且该第三转矩臂在其一端连接到第二同步联动装置，并且其中，第二转矩臂和第三转矩臂通过各自的同步连杆进一步连接到至少一个共用同步装置。
[0027]现在将参照附图描述本发明的若干非限制性实施例，其中相同的部件用相同的附图标记表示，并且其中:
[0028]图1示出根据本发明的升降臂的实施例；
[0029]图2A-2D示出同步装置在升降臂的不同位置处的位置；
[0030]图3A-3B示出同步联动装置的替代实施例；
[0031]图4示出根据本发明的升降臂的替代实施例；以及
[0032]图5和图6示出根据本发明的升降臂的又一个实施例。
[0033]图1示出根据本发明升降臂I的实施例。升降臂I在其一端连接到悬架装置6。升降臂I具有第一对转矩臂，该第一对转矩臂包括第一转矩臂2和第二转矩臂3。第一转矩臂2的第一端连接到悬挂装置6并且第一转矩臂2的第二端在第一附接点14处连接到同步联动装置(linkage)9。与第一连接臂2 —样，第二转矩臂3的第一端在第二附接点15处连接到同步联动装置9，以便能够将转矩从第一转矩臂2传递到第二转矩臂3。第二转矩臂3的第二端在第五附接点18处连接到承载装置7。
[0034]同步联动装置9包括第一同步连杆10和第二同步连杆11，其中，第一同步连杆10在其一端连接到第一转矩臂2并在其另一端连接到同步装置12，并且第二同步连杆11在其一端连接到同步装置12并在其另一端连接到第二转矩臂3。用于