CN102220838A - 地面工作装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地面工作装置，包括：承载器工具；桅杆，其形成桅杆序列且具有联接承载器工具的下桅杆部分、上桅杆部分和至少一个桅杆延长件，为了增加桅杆长度，桅杆延长件在下桅杆部分和上桅杆部分间插入桅杆序列，为了减小桅杆长度，桅杆延长件从上桅杆部分和下桅杆分释放且从桅杆序列移除，在桅杆延长件移除时上桅杆部分直接固定在下桅杆部分上；工作滑车，其以沿桅杆可移位的方式被引导；移动工作滑车的至少一条回绳，至少在沿桅杆纵向的一些区域内延伸。根据本发明的地面工作装置的特征在于提供接收松弛绳的卷筒，松弛绳在桅杆延长件从桅杆序列移除且上桅杆部分直接固定在下桅杆部分上时在回绳上产生。本发明还涉及操作这种地面工作装置的方法。

Description

地面工作装置

技术领域

本发明涉及具有权利要求1前序部分的特征的地面工作装置。这种类型的地面工作装置被设计成具有：承载器工具；桅杆，其形成桅杆序列且具有联接到所述承载器工具的下桅杆部分、上桅杆部分和至少一个桅杆延长件，从而为了增加桅杆长度，所述桅杆延长件能够在下桅杆部分和上桅杆部分之间被插入到所述桅杆序列中，以及为了减小所述桅杆长度，所述桅杆延长件能够从所述上桅杆部分和所述下桅杆分被释放且从所述桅杆序列移除，并且在所述桅杆延长件被移除的情况下所述上桅杆部分能够被直接固定在所述下桅杆部分上；工作滑车，其沿所述桅杆以可移位的方式被引导；以及用于使所述工作滑车移位的至少一条回绳（feed rope），其至少在沿所述桅杆的纵向的一些区域内延伸。

背景技术

公知的是提供具有桅杆的地面工作设备，所述桅杆由多个部分构成，其中设置在桅杆序列中的桅杆延长件被移除以便运输并且之后再次组装剩余的桅杆部分。通过从桅杆序列移除桅杆延长件，可以减小桅杆的尺寸以便运输。通过再次插入桅杆延长件，可以再次形成桅杆的原始尺寸以便钻井操作。

发明内容

本发明的目的是进一步研发通用地面工作装置，其使得可以提供尤其在高度可靠性的情况下实现的特别容易、快速且安全的操作，特别是关于在地面工作装置的操作构造和运输构造之间转变方面尤为如此。

该目标根据本发明通过具有权利要求1的特征的地面工作装置来解决。在从属权利要求中陈述了优选实施例。

根据本发明的地面工作装置的特征在于，提供用于接收松弛绳的卷筒，其中该松弛绳是在从桅杆序列移除桅杆延长件且上桅杆部分被直接固定在下桅杆部分上时在回绳上产生的。

本发明基于如下发现，即当从桅杆序列移除桅杆延长件以便运输且下桅杆部分和上桅杆部分被直接联结时，在通用地面工作装置中会在回绳中产生松弛绳。在这种情况下，如果回绳是沿桅杆被往复导引的，则松弛绳的长度会对应于桅杆延长件长度的倍数。因为该松弛绳会干涉或者甚至危害到地面工作装置的运输，所以根据现有技术，在一些情况下必须移除回绳以便运输或者将其完全装纳到回绳绞车上，而这涉及相应的时间消耗，即准备运输的时间以及当被移除的回绳需要被重新绑住时更新桅杆索具的时间。

本发明通过提供适于临时接收产生的松弛绳的卷筒来解决该问题。借助于这种卷筒，能够在不需要从桅杆移除回绳的情况下防止松弛绳的形成。因此，甚至可以在运输期间将回绳保持在桅杆上，从而能够显著地减少拆卸或重新拼装地面工作装置期间所涉及的工作量。

根据本发明的地面工作装置可以被具体设计成钻井设备。根据本发明的承载器工具可以适当地是行走机构，例如履带-轨道行走机构。有利地，下桅杆部分且因而桅杆围绕水平行走轴线被枢转地联接到承载器工具，因而使得下桅杆部分且因而使得桅杆能够在竖直操作位置以及水平安放和运输位置之间枢转。在工作滑车上能够具体地提供用于地面工作器具（例如钻杆）的旋转和/或振动驱动器以及/或者引导器。涉及的回绳可以是上部绳，其具体地围绕桅杆的上侧被引导朝向绞车。还可以提供另外的回绳，例如围绕桅杆的底侧引导的下部绳。

根据本发明的卷筒有利地被设计成是旋转卷筒，即其具有用于绳的可旋转支撑的接收主体。该接收主体能够具有接收臂，例如所述接收臂从卷筒的旋转轴线径向向外延伸。该接收主体还能够被设计成线圈。

本发明的优选实施例在于如下事实，即卷筒以可释放方式被固定在桅杆上。这使得仅在需要认真考虑松弛绳形成时（即通常在地面工作装置运输期间）才附连卷筒。不过，在地面工作操作期间，可以移除卷筒以便卷筒不会影响操作。

卷筒能够以例如液压或机械可释放方式被固定到桅杆上。

具体而言，可以提供被设置在下桅杆部分上的卷筒。因为在移除桅杆延长件期间，即当松弛绳产生时，该下桅杆部分通常保持就位，所以这样的设置允许进一步增强操作可靠性。

此外，有利的是将卷筒设置在下桅杆部分上且在所述下桅杆部分的背离承载器工具的端部区域内，在这种情况下可以具体地提供沿桅杆的纵向方向突出超出下桅杆部分的卷筒。因此，进一步有助于绳的引导。通常，在竖直桅杆序列的情况下，下桅杆部分的背离承载器工具的端部区域是下桅杆部分的上端区域。因为根据本发明，卷筒沿桅杆的纵向方向突出超出下桅杆部分，所以可以具体地使得当上桅杆部分被直接固定在下桅杆部分上以便运输时，设置在下桅杆部分上的卷筒被置于上桅杆部分的区域内，如沿桅杆的纵向方向所看到的那样。

此外，有用的是将卷筒设置在背离工作滑车的桅杆后侧。当桅杆处于水平位置以便运输时，桅杆的这个后侧位于桅杆上方。因此，在运输期间，卷筒被置于通常关于运输尺寸不太严格的区域内。

通过如下方式可以确保工作滑车的特别可靠的移位操作，即提供绳张紧气缸，回绳的一端以可释放方式被固定于该绳张紧气缸上。该绳张紧气缸使得回绳能够在操作期间保持张紧以便可以实现对滑车的特别精确的移位。绳张紧气缸能够被具体设计成液压气缸。为了最佳适用，其一方面被连接到回绳且另一方面被连接到桅杆。更具体地，绳张紧气缸能够被设置在桅杆延长件上。如果随后为了运输目的而移除桅杆延长件，则也移除通常运输不需要的绳张紧气缸，以便有利地减小运输重量。具体而言，可以使用绳圈将回绳的端部固定在绳张紧气缸上，这导致了操作所需的工作及费用的进一步减少。例如，回绳的端部能够被固定在绳张紧气缸的活塞上。

此外，对于卷筒而言有用的是具有固定器件来可释放地固定回绳。因此能够使得如果需要认真考虑松弛绳成形的话则卷筒仅被放置在回绳的路线内。因此，进一步增加了操作可靠性。具体而言，优选的是提供固定器件来可释放地固定回绳的绳圈。因此，对于运输而言，能够以特别容易的方式从绳张紧气缸移除绳圈并且将绳圈连接到卷筒。

根据本发明，桅杆在竖直操作位置以及水平安放和运输位置之间被可枢转地设置在承载器工具上，从而有助于运输。

本发明的另一优选改进在于提供用于致动卷筒的卷筒驱动器，其可以允许自动操作。基本上，回绳也可以被人工地缠绕到卷筒上。

此外，有用的是提供卷筒制动器来固定卷筒。以此方式，能够避免在运输期间回绳意外地从卷筒松开。

优选地，上桅杆部分具有用于回绳的至少一个偏转辊子，其能够有助于引导绳。也能够在上桅杆部分上提供用于回绳的多个偏转辊子。

本发明还涉及用于操作根据本发明的地面工作装置的方法，其中具有已插入的桅杆延长件的桅杆从竖直操作位置枢转到水平安放和运输位置，卷筒被固定在桅杆上，桅杆延长件从下桅杆部分和上桅杆部分释放且移除并且上桅杆部位被直接固定在下桅杆部分上，以及回绳的至少一部分被缠绕到卷筒上。因此，在移除桅杆延长件期间形成的松弛绳能够被接收，并且其可以有利地与根据本发明的地面工作装置相结合使用。

特别有用的是在桅杆已经枢转到水平安放和运输位置之后将卷筒固定在桅杆上。这允许特别容易地安装卷筒。

此外，有利的是，为了绕起回绳，回绳的一端从设置在桅杆上（具体是绳张紧气缸上）的第一固定点被释放，并且之后被固定在设置于卷筒上的第二固定点上。这可以通过绳圈的对应换位来实现。根据这个实施例，卷筒仅在运输期间被连接到回绳以接收回绳，并且以其他方式从绳的路线移除，从而进一步增加操作可靠性。

此外，特别有用的是，在移除桅杆延长件之前放松绳张紧气缸。这允许特别容易的拆卸桅杆延长件。

附图说明

在下文中，通过附图中示意性示出的优选实施例更详细描述了本发明，附图中：

图1是根据本发明的地面工作装置的侧视图，其中桅杆位于竖直操作位置；

图2是处于侧视图的图1的地面工作装置，其中桅杆位于水平安放和运输位置；以及

图3是当桅杆延长件被移除时处于侧视图的图1和图2的地面工作装置，其中桅杆位于水平安放和运输位置。

具体实施方式

在图1至图3中示出了根据本发明的地面工作装置的实施例。地面工作装置具有承载器工具3，该承载器工具3具有上托架，该上托架被设置在行走机构上，该行走机构被设计成履带-轨道行走机构。桅杆1经由接头32被联接到该承载器工具3，其中该接头32具有水平延伸的接头轴线。桅杆1能够通过该接头32在图1所示操作位置以及图2和图3所示安放和运输位置之间枢转。

为了主动枢转桅杆1，提供了颈式气缸（neck cylinder）33，该颈式气缸33一方面被联接到桅杆1且另一方面被联接到承载器工具3。

在桅杆1上提供工作滑车6，该工作滑车6通过可沿桅杆1的纵向方向L移位而被设置在桅杆1上。在这个工作滑车6上可以例如为钻杆提供旋转钻井驱动器61。

为了工作滑车6的移位，除其他之外还将回绳8设计成能够被绳绞车25致动的上部绳。为了张紧回绳8，绳张紧气缸30被设置在桅杆1的桅杆后侧18，即在背离工作滑车6的桅杆侧面。液压绳张紧气缸30一方面具体地在其气缸壳上连接到桅杆1且另一方面具体地在其活塞杆上连接到回绳8。回绳8在其端部具有绳圈9，通过该绳圈9来实现与绳张紧气缸30的连接。在图1所示的操作位置，绳张紧气缸30用于保持回绳8张紧。回绳8从绳张紧气缸30延伸过偏转辊子21并朝向工作滑车6延伸，其中偏转辊子21被安装在桅杆1的上部区域内，在工作滑车6上提供至少另一个偏转辊子26。回绳8延伸过工作滑车6的这个偏转辊子26朝向桅杆1的上端区域返回并且从此处朝向绳绞车25沿向下方向延伸过第二偏转辊子（这里未示出），其中该绳绞车25被连接到桅杆1并且回绳8的第二端能够被固定在该绳绞车25上。

如图2具体所示，桅杆1被设计成由三个部分组成，其具有下桅杆部分13、根据需要从下桅杆部分13继续延伸的桅杆延长件12、和最终的上桅杆部分11，其中桅杆1在下桅杆部分13上经由接头32被连接到承载器工具3，偏转辊子21被设置在上桅杆部分11上。在图1中，另一桅杆延长件12’例如被示出在上桅杆部分11和下桅杆部分13之间。

如图2和图3所示，必要时能够在桅杆1上提供卷筒2，该卷筒2用于接收在桅杆1变换期间在回绳8上产生的松弛绳。具体而言，卷筒2能够被设置在下桅杆部分13上的桅杆后侧18，即在下桅杆部分13的背离承载器工具3的端部区域16内。在所示实施例中，卷筒2被设置成使得其突出超出下桅杆部分13并且因而被相应地设置在联结的桅杆延长件12的区域内或上桅杆部分11的区域内。

图1至图3示出了在根据本发明的方法中地面工作装置从操作位置转变到运输位置期间的不同方法步骤。最初，如图1所示处于其竖直操作位置的桅杆1例如通过颈式气缸33的伸长而折放成图2所示的其安放和运输位置。之后，卷筒2被例如机械且/或液压地装配在下桅杆部分13上。绳张紧气缸30被放松并且桅杆延长件12从上桅杆部分11和下桅杆部分13被释放且与绳张紧气缸30一起被移除。随后，上桅杆部分11被直接固定在下桅杆部分13上。在图3中示出了这种状态，其中桅杆1被缩短了桅杆延长件12的长度。

在移除桅杆延长件12并且直接联结上桅杆部分11和下桅杆部分13时，回绳8中对应于桅杆延长件12的长度倍数的绳长度被释放出。为了防止在这种连接中形成松弛绳，回绳8能够借助于卷筒2被缠绕。为此，回绳8经由绳圈9被固定在卷筒2上并且所述卷筒被致动。

Claims (14)

1.一种地面工作装置，包括

-承载器工具，

-桅杆，其形成桅杆序列且具有下桅杆部分、上桅杆部分和至少一个桅杆延长件，所述下桅杆部分联接到所述承载器工具，

-从而为了增加桅杆长度，所述桅杆延长件能够在下桅杆部分和上桅杆部分之间被插入到所述桅杆序列中，以及

-从而为了减小所述桅杆长度，所述桅杆延长件能够从所述上桅杆部分和所述下桅杆分被释放且从所述桅杆序列移除，并且在所述桅杆延长件被移除的情况下所述上桅杆部分能够被直接固定在所述下桅杆部分上，

-工作滑车，其沿所述桅杆以可移位的方式被引导，以及

-用于使所述工作滑车移位的至少一条回绳，其至少在沿所述桅杆的纵向的一些区域内延伸，

其中

-提供用于接收松弛绳的卷筒，该松弛绳是在所述桅杆延长件从所述桅杆序列移除且所述上桅杆部分被直接固定在所述下桅杆部分上时在所述回绳上产生的。

2.根据权利要求1所述的地面工作装置，

其中

所述卷筒以可释放方式被固定在所述桅杆上。

3.根据权利要求1所述的地面工作装置，

其中

所述卷筒被设置在所述下桅杆部分上。

4.根据权利要求3所述的地面工作装置，

其中

所述卷筒在所述下桅杆部分的背离所述承载器工具的端部区域内被设置在所述下桅杆部分上，以及

其中所述卷筒沿所述桅杆的纵向方向（L）突出超出所述下桅杆部分。

5.根据权利要求1所述的地面工作装置，

其中

所述卷筒被设置在背离所述工作滑车的桅杆后侧。

6.根据权利要求1所述的地面工作装置，

其中

具体地在所述桅杆延长件上提供绳张紧气缸，使用绳圈以可释放方式将所述回绳的一端固定在该绳张紧气缸上。

7.根据权利要求6所述的地面工作装置，

其中

所述卷筒具有用于可释放地固定所述回绳，具体地固定所述回绳的绳圈的固定器件。

8.根据权利要求1所述的地面工作装置，

其中

所述桅杆在竖直操作位置以及水平安放和运输位置之间被可枢转地设置在所述承载器工具上。

9.根据权利要求1所述的地面工作装置，

其中

提供用于致动所述卷筒的卷筒驱动器，和/或

用于固定所述卷筒的卷筒制动器。

10.根据权利要求1所述的地面工作装置，

其中

所述上桅杆部分具有用于所述回绳的至少一个偏转辊子。

11.一种用于操作根据权利要求1所述的地面工作装置的方法，其中

带有插入的桅杆延长件的所述桅杆从竖直操作位置枢转到水平安放和运输位置，

所述卷筒被固定在所述桅杆上，

所述桅杆延长件从所述下桅杆部分和所述上桅杆部分被释放且移除，并且所述上桅杆部位被直接固定在所述下桅杆部分上，以及

所述回绳的至少一部分被缠绕到所述卷筒上。

12.根据权利要求11所述的方法，

其中

在所述桅杆已经枢转到所述水平安放和运输位置之后所述卷筒被固定在所述桅杆上。

13.根据权利要求11所述的方法，

其中

为了绕起所述回绳，所述回绳的一端从第一固定点释放，该第一固定点被设置在所述桅杆上具体地在绳张紧气缸上，并且之后所述回绳的一端被固定在设置于所述卷筒上的第二固定点上。

14.根据权利要求13所述的方法，

其中

在移除所述桅杆延长件之前所述绳张紧气缸放松。

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