[发明专利]钻杆操作装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于细长零件（例如有一定长度的钻杆、柱、实心管、薄壁管等）的操作装置。

在整个说明书中，术语“钻杆”被认为是包括在地面的洞孔和井的钻孔、安装和维护中所使用的所有形式的细长构件，包括杆、管子、管道和以长度形式提供的壳体，并且它们互相连接以在洞孔中被使用。

背景技术

本发明的一种特定应用涉及一种可与在钻孔中使用的钻机一起使用的配件。这种钻机通常包含直立的桅杆，该直立桅杆具有安装在其上的钻床头，其中钻床头能够沿着桅杆移动，并且钻头设有可接收和接合钻柱的上端，并且可向钻柱施加旋转力的装置，以使其在钻孔中旋转，从而这种旋转通过安装在钻柱下端的钻头产生切割作用。钻柱包括首尾相连的多个钻杆。每个钻杆通常最多等于桅杆的高度。通常，每个钻杆可具有高达约六米的长度。在钻孔操作期间，当钻床头达到桅杆的下端时，钻柱被夹住，钻床头从钻柱分离。然后钻杆的新长度上升到位，以使所述新长度的上端接合至钻床头，所述新长度的下端与钻柱的上端接合。一旦钻杆的新长度已经被安装，那么钻孔操作可重新开始，直到钻床头再次达到桅杆的下端。在可能延伸几百米的深洞孔的钻孔工作期间，必须以非常有规律的间隔将钻杆的新长度定位进钻柱中。

钻机经常安装在机动车辆（例如卡车或货车）的底盘上。钻杆可安装进存储区，使得它们以堆叠排列的方式水平地位于同一车辆上的钻孔桅杆旁边。可选地，钻杆可安装在停于钻机旁边的车辆上，或堆叠在钻机旁边的地面上。

用于将钻杆提升至桅杆的一种常见方法包含沿着钻杆安装夹具、将夹具连接至由位于桅杆上端的绞车支撑的线缆上、然后将钻杆提升到位。这要求由钻机工作人员中的一成员操纵，要求其在钻杆的长度上升到位时支持和引导钻杆长度的最下端。由于钻孔场所的性质，该工作是非常危险的。另外，在提升钻杆期间，在钻杆的上部撞击钻孔桅杆上的某些障碍物时，会引起其下端以不可预知的方式移动，可能对工作人员造成伤害是已知的。另外，该过程需要引导一端的工作人员与控制绞车的其他工作人员之间的密切配合。

类似地，在提升钻柱期间，必须有规律地从钻柱移除钻杆并将这些钻杆安放在位于桅杆旁边的存储区，桅杆或者可位于与钻机相同的车辆上、在相邻的车辆上、或者在钻机旁边的地面上。这也会对需要操作和存放钻杆的人员造成危险。

过去，提出了用于操作钻杆的可选设备。AU693382和US6298927描述了这种例子。纵观本说明书，本发明背景技术和现有技术的描述旨在促进对本发明的理解。应当理解的是，所述讨论不是确认或认为所提及的任意材料在本申请优先权日时是澳大利亚或世界上公知常识的一部分。

发明内容

根据一个实施例，钻杆操作装置包括可移动接合装置，其构造成接合钻杆，并将钻杆在第一位置与第二位置之间移动。所述钻杆操作装置进一步包括构造成以检测第一位置和第二位置的一个或多个位置传感器。所述一个或多个位置传感器可通信地连接至控制中心。所述控制中心基于所述可移动接合装置的位置允许或限制可移动接合装置接合或松开钻杆。

根据另一个实施例，用于钻杆操作装置的位置传感器包括壳体，该壳体具有可旋转地连接至所述壳体的摆锤。摆锤包括触发器。所述位置传感器进一步包括接近开关，其构造成在相对于重力的特定位置检测所述触发器。

根据本发明的另一示例性的实施方式，钻杆操作装置包括可移动夹钳。用于钻杆操作装置的位置传感器系统包括水平传感器，其构造成检测可移动夹钳相对于重力的水平位置。所述位置传感器系统进一步包括旋转传感器，其构造成检测可移动夹钳相对于与重力平行和/或与桅杆对齐的限定轴线的旋转位置。另外，所述位置传感器系统包括可通信地连接至水平传感器和旋转传感器的控制中心。

本发明的另一实施例包括一种使用可控制夹钳操作钻杆的方法。所述方法包括在第一位置使用可控制夹钳接合钻杆。在接合钻杆时，所述方法进一步包括锁定可控制夹钳并将钻杆从所述第一位置向第二位置输送。此外，所述方法包括在第二位置解锁可控制夹钳和松开钻杆的动作。

从下面的描述和所附权利要求可更加全面地清楚本发明的这些以及其它目的和特征，或者可通过下文所述的本发明的实践学习到。

附图说明

为进一步阐述本发明的上述及其它优点和特征，参考附图中示出的具体实施方式将提供本发明的更加详细的描述。应当理解，这些附图仅描绘了本发明的举例说明的实施方式，因此不能认为是对其范围的限制。通过使用附图来进一步具体化和细化地描述和解释本发明，其中：