[发明专利]旋转钳中的定中心装置

说明书

根据独立权利要求1的前序部分，本发明涉及一种管夹持装置，具有管将放置于其中的管状中心、用于旋转和夹持管的扭矩钳(挪威语、momenttang)，并且本发明还涉及一种用于旋转和夹持管的扭矩钳，其中夹持功能是由根据独立权利要求1所述的管夹持装置提供的。

背景技术

当组装或拆卸延伸进入或向下延伸至地下井的管柱(例如，为了开采石油)时，通常使用所谓的动力钳或扭矩钳以将一定长度的管连接至管柱或从所述管柱断开。通常的配置是上部管段是由夹紧装置操纵和夹持，而下部管段由旋转式的扭矩钳旋转。另一个配置是管柱由第一动力钳和/或钻台中的卡瓦(slip)夹持，而旋转式扭矩钳使其上方的管件旋转必要的扭矩。旋转式扭矩钳装备有夹爪(挪威语、gripebakker)，用于将管夹持在钳的中心，从而当扭矩钳旋转时，管件也会沿它的纵向轴线旋转。如果将扭矩钳的旋转轴线和管件的轴向轴线(axial axis)/纵向轴线定位成基本一致将是有利的。

随着新扭矩钳的发展，需研发一种管夹持装置，所述管夹持装置确保扭矩钳围绕一个中心转动。尽管该管夹持装置也能独立于扭矩钳使用，但也希望该管夹持装置能够作为一个部件整合至扭矩钳。本领域技术人员应当理解的是，除了此处明确提及的以外，管夹持装置也能与其他类型设备一起使用，用于连接管段至管柱。

现有技术中的管夹持装置经常使用液压操作的夹紧装置，所述夹紧装置用于定位并夹持管，使之与扭矩钳接合。已证实很难获得精确的布置，其中夹紧装置被同时带至管状中心，用于确保扭矩钳围绕管状中心旋转的方式将管置于中心。与夹紧装置控制有关的问题在于，在不使用传感器和监控系统下，很难获得对液压控制夹紧装置的定位的良好控制。使用传感器和监控系统导致了复杂的控制系统，从而有必要生产一种基于机械原理的用于夹紧装置的简单同步机构。

由于当夹紧装置夹持管时作用的力过大，所以提供管夹持装置很重要，从而避免了当系统启动以使夹紧装置相对于管道壁施加力时，并非所有的夹紧装置都接触的情况下的损坏。在管夹持装置包括三个夹紧装置情况下，可出现当启动夹紧装置以对管施加夹持力时，其中两个夹紧装置接触管，而第三夹紧装置未接触管壁的情况。在这种情况下，系统中工作的力十分大，并且最坏情况下这可导致管夹持装置的破裂。从而需要以如下方式调整管夹紧装置，使得未接触管的夹紧装置所施加的力被管夹持装置的布置接收。这通过为管夹持装置设置非自我破坏的同步系统实现。

此外，管夹持装置可设置有系统以检测是否夹紧装置夹持位于为管夹持装置的管状中心定义的公差带外侧的管，其中如果管位于公差带的外侧，可在该布置中设置能中断顺序的开关。

本发明除了能在石油相关操作中的使用，还尤其适用于钻孔相关操作中使用的管长度连接有关的使用，例如，钻管、钻铤和套管，而且本发明也可用于需要在具体定位区域中获得定位和夹持的应用。

发明内容

本发明的目的在于消除或减少现有技术的至少一个缺点。

该目通过根据以下说明和随后的权利要求中说明的本发明的特性实现。

根据本发明的管夹持装置，包括具有管状中心以定位管的外壳。该管夹持装置包括至少三个夹紧装置，每个设置成具有朝向管状中心的运动方向，其中每个夹紧装置有序地布置、接触管，以提供夹持力。夹紧装置被布置为在细长挠性传输元件的帮助下朝管同步或同时地移动。每个细长挠性传输元件附接至一个夹紧装置并且延伸接触至少一个支撑装置以与其他夹紧装置中的每个附接。在至少一个夹紧装置运动时，该运动通过相关的细长传输元件传输至其他夹紧装置中的每个。在至少一个夹紧装置运动时，该运动通过相关的细长传输元件传输到其他夹紧装置中的每个。至少一个支撑装置连接到用于该支撑装置的受控位移的至少一个安全装置。本发明使用的安全装置数量取决于管夹持装置所装配的支撑装置的数量，并且取决于该布置是如何构造的。在管夹持装置的一些实施例中，选定的支撑装置装配有安全装置，而在其他实施例中，所有的支撑装置都装配有安全装置。

通过布置安全装置以获得单个支撑装置的受控位移，在管夹持装置中提供弹性件，这就意味着在两个夹紧装置之间的管发生堵塞时，防止管夹持装置的损坏。

在本发明的一个实施例中，每个安全装置的一部分紧固至管夹持装置外壳，而安全装置的另一部分将紧固至支撑装置。

安全装置可包括设置为对运动具有预设阻力的装置，可将安全装置布置成使它可在克服对运动的预设阻力时施加运动。也可将安全装置布置成使得在运动之后可将支撑装置移动回它的初始位置。