CN108080301A - 用于清洁或润滑钻杆元件的装置和方法以及钻机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于清洁或润滑至少钻杆元件的连接部段的装置和方法，具有：壳体，类似通道的凹槽以及至少一个清洗机构或润滑机构，所述清洗机构或润滑机构沿着所述类似通道的凹槽布置。所述类似通道的凹槽设计用于当钻杆元件基本上处于垂直对准时水平插入至少钻杆元件的下连接部段。本发明还涉及一种具有用于清洁或润滑的所述装置的钻机。

Description

用于清洁或润滑钻杆元件的装置和方法以及钻机

发明领域

本发明涉及一种用于清洁或润滑至少钻杆元件的连接部段的装置，所述装置具有壳体以及至少一个清洗机构或润滑机构，所述清洗机构或润滑机构布置在壳体中。

本发明还涉及一种用于清洁或润滑至少钻杆元件的连接部段的方法，其中垂直布置的钻杆元件的下连接部段借助清洗机构清洁或借助润滑机构润滑。

本发明还涉及一种具有钻桅杆的钻机，沿着所述钻桅杆，钻杆元件可以借助钻驱动装置在形成钻孔时钻入地面中并且在产生孔之后再次从钻孔中取出。

背景技术

从WO 2005/093203A1已知一种用于钻杆的自动清洁装置。该装置具有壳体，所述壳体具有上进入开口。通过所述上进入开口，垂直布置的钻杆元件可以从上方以下连接部段插入到清洗装置的壳体中。在插入时，向下按压致动板，以此使清洗机构并且特别是清洗喷嘴运转。

该已公开的自动清洗机构需要取决于钻杆元件长度的可靠控制。在使用长度更长的钻杆元件时，存在以下风险：这些钻杆元件会撞击壳体的底部，这可能会导致所述装置上或钻杆元件上的损坏。

发明内容

本发明基于提供用于清洁或润滑钻杆元件的连接部段的装置和方法的目的，利用所述装置和方法可以可靠地并且高效地对钻杆元件进行清洁和润滑。

此外，本发明基于提供钻机的目的，所述钻机允许了钻杆元件的高效的清洁或润滑。

根据本发明，所陈述的目的一方面通过用于清洁或润滑至少钻杆元件的连接部段的装置来实现，所述装置具有壳体、类似通道的凹槽以及至少一个清洗机构或润滑机构，所述类似通道的凹槽在水平方向上沿着壳体的上侧从所述壳体的至少一个侧壁中的至少一个侧开口延伸并且设计用于接收至少钻杆元件的连接部段，所述至少一个清洗机构或润滑机构具有至少一个清洗喷嘴，所述至少一个清洗喷嘴沿着类似通道的凹槽布置，其中所述类似通道的凹槽设计用于当钻杆元件基本上处于垂直对准时水平插入至少钻杆元件的下连接部段。

本发明的基本概念在于放弃了仅仅将钻杆元件垂直插入清洁装置中。事实上，根据本发明，设置具有类似通道的、基本上水平延伸的凹槽的壳体，所述凹槽在壳体的至少一个侧壁中具有至少一个侧开口。这允许了至少钻杆元件的连接部段在位于垂直布置中时可以侧向地枢转并且在水平方向上枢转到壳体中。以此方式，即使在钻杆长度不同的情况下，也降低了对壳体造成损坏的风险。此外，可以根据类似通道的凹槽的长度布置一个或几个清洗机构和/或润滑机构。通过钻杆元件沿着凹槽的水平移动，可以由此至少对钻杆元件的连接部段进行高效的清洁或润滑。

根据本发明的装置的优选实施方式在于以下事实：在类似通道的凹槽上设置开关机构，通过所述开关机构，在钻杆元件进入凹槽中时，打开所述清洗机构或润滑机构并且，在退出时再次关闭。因此，只有在钻杆元件实际上位于清洗装置的壳体中才运行所述机构。作为结果，可以节省能量以及清洁流体、更特别是水。

根据本发明优选的另一发展，有利的是，所述开关机构具有至少一个可调节地支撑的致动杆，所述致动杆可以在所述凹槽的区域中的关闭位置和打开位置之间调节，其中在打开位置中，清洗机构或润滑机构被打开并且在关闭位置中被再次关闭。在关闭位置中，致动杆到达凹槽的区域中。通过钻杆元件的进入，将致动杆从关闭位置移动到打开位置中，在所述打开位置中，所述致动杆不再阻塞钻杆元件。在到达打开位置时，使清洗机构或润滑机构运行。优选地，所述致动杆被弹簧预张紧，使得当钻杆元件从凹槽退出时，所述致动杆从打开位置枢转回到关闭位置中。通过此，所述机构被再次停止运转。

根据本发明的另一有利的实施方式变型，做出如下设置：布置至少两个致动杆，所述两个致动杆各自沿着类似通道的凹槽在一侧上行进。致动杆因此基本上平行于类似通道的凹槽而行进。这具有以下优点：即使在1m的或更多的类似通道的凹槽的长度更长的情况下，也在类似通道的凹槽的各个点处通过钻杆元件将所述致动杆压入打开位置中。通过布置两个致动杆，确保了清洗机构的可靠致动。

优选地，所述致动杆在弹簧预张紧下被支撑，其中通过弹簧预张紧将致动杆压入关闭位置中。因此，当钻杆元件从壳体的凹槽中退出时，致动杆压回到类似通道的凹槽的区域中进入关闭位置。作为结果，清洗机构的运行被停止并且因此清洁流体的使用也被停止。

此外，根据本发明的实施方式变型，有利的是，在钻杆元件进入类似通道的凹槽中时，致动杆从关闭位置调节到打开位置中。因此，当钻杆元件进入壳体中的凹槽时，可靠地使清洗机构运行。

基本上，所述清洗机构可以任何选择的方式设计并且具有各种类型的清洁元件。根据本发明的另一发展，尤其有利的是，清洗机构具有至少一个清洗喷嘴，所述清洗喷嘴设计用于使清洁流体的清洁喷射定向到钻杆元件上。借助所述清洗喷嘴，特别是清洁流体、尤其是水可以高压力定向到钻杆元件上。以此方式，可以可靠地将附着的污物或尘土尤其是从具有纤细螺纹的钻杆元件的连接区域清除。这降低了腐蚀的风险以及在钻杆元件连接更新期间发生的损坏或问题。

根据本发明的另一实施方式，对于良好的清洁结果来说，有利的是，所述清洗机构具有至少一个以转动方式驱动的用于清洁钻杆元件的刷。以此方式，可以替代地或在以清洁喷射进行清洁之外影响机械的清洁。优选地，设置几个转动刷，所述转动刷对钻杆元件起作用并且从两侧对钻杆元件进行清洁。

本发明的另一优选的实施方式变型在于以下事实：润滑机构具有至少一个用于将润滑剂至少施加到钻杆元件的连接部段的施加单元。润滑剂可以是润滑脂或润滑油。为此，优选加入阻蚀剂。通过润滑剂，在进一步的钻孔操作中，不仅可以实现简单的防腐蚀而且可以促进钻杆元件的拧紧。润滑机构可以具有用于喷射在润滑剂上的喷嘴或其他施加体，例如刷、施加刮刀等。所述润滑机构可以设置为替代的或优选设置为对清洗机构的补充。

基本上，沿着根据本发明的装置的壳体上侧的伸长的或类似通道的凹槽可以线性方式或拱形方式设计。有利地，所述凹槽横向地穿过所述壳体从第一侧壁中的第一开口延伸到第二侧壁中的开口，其中在钻杆元件经过第一开口进入凹槽中时，清洗机构被致动，并且在从第二开口退出时，清洗机构被关闭，并且其中当钻杆元件经过第二开口进入凹槽中时，润滑机构被致动，并且在从第二开口退出时，再次关闭润滑机构。因此，所述钻杆元件可以在运送路径上行进经过壳体。所述装置因此布置在例如钻桅杆和钻杆匣之间的运送路径上。通过此，减少了移去钻杆元件所需的运送路径以及处理时间。在从钻桅杆到匣的途中，清洗机构可被致动，然而在从匣到钻桅杆的途中，激活润滑机构。

上述目的此外通过具有钻桅杆的钻机实现，沿着所述钻桅杆，至少一个钻杆元件可在形成钻孔时借助钻驱动装置钻入地面中并且在产生孔后从钻孔中取出，其中设置处理机构，利用所述处理机构，取出的钻杆元件可被接收并且运送离开钻桅杆，其中设置之前描述的用于清洁至少钻杆元件的连接部段的装置。利用类似起重机的处理机构，钻杆元件可以在其上侧被夹紧并且运送到钻杆匣。在运送路径上，至少钻杆元件的下部段可以行进穿过所述装置并且下连接部段可以因此被高效地清洁或润滑。

由于钻杆元件在返回进入钻杆匣中时可被可靠地清洁并且/或者在运送至钻桅杆时也可被润滑，因此利用该钻机，可以执行高效的钻孔方法。

先前阐述的目的此外可以通过用于清洁或润滑至少钻杆元件的连接部段的方法来实现，其中垂直布置的钻杆元件的下连接部段经由所述壳体的至少一个侧壁中的至少一个侧开口插入类似通道的凹槽中，所述凹槽水平地沿着壳体的上侧延伸，其中在类似通道的凹槽中，至少钻杆元件的连接部段借助清洗机构被清洁或借助润滑机构被润滑。通过根据本发明的方法，可以获得先前描述的优点连同所述装置。

本发明的有利的方法变型在于以下事实：至少钻杆元件的连接部段通过壳体的侧壁中的第一开口进入类似通道的凹槽并且沿着类似通道的凹槽而移动并且清洁或润滑，其中所述钻杆元件在壳体的第二侧壁中的第二开口处从类似通道的凹槽中退出。以此方式，钻杆元件可以基本上水平线性的方式移动穿过壳体中的类似通道的凹槽。因此，可以直接在钻桅杆和钻杆匣之间的运送路径上进行清洁或润滑。

除了清洁钻杆元件的连接部段之外，根据按照本发明的方法的另一发展，有利的是，至少钻杆元件的连接部段在清洗后设置有润滑剂。为了该目的，将清洗机构和润滑机构进行结合。

附图说明

在下文中进一步通过在附图中示意性示出的优选实施方式对本发明进行描述，其中示出了：

图1为根据本发明的用于清洁和润滑的装置的透视图；

图2为图1的装置的正视图；

图3为图1和2的具有部分示出的钻杆元件的装置的截面透视局部图；

图4为根据本发明的钻机的透视局部图，所述钻机具有图1至3的根据本发明的装置。

具体实施方式

根据图1，2和3，设置根据本发明的用于清洁和/或润滑钻杆元件5的装置10，所述钻杆元件5具有下连接部段6。装置10在框架14上具有盒形壳体12。壳体12由侧壁16以及上侧18形成。在壳体12的中心区域中，凹槽20从具有中心第一开口17a的正面第一侧壁16a延伸到具有中心第二开口17b的后面第二侧壁16b。设计所述凹槽20，使得可以将钻杆元件5的连接部段6以基本水平的方式通过类似通道的凹槽20从第一开口17a移动到第二开口17b或反之亦然。

沿着类似通道的凹槽20设置具有两个相反的刷32的清洗机构30。所述刷32各自以围绕垂直定向的转动轴线转动的方式支撑并且以转动的方式由位于下面的旋转驱动装置36驱动。清洗机构30接近于第一侧壁16a的第一开口17a布置。

与第二侧壁16b中的第二开口17b相邻地，在类似通道的凹槽20的任一侧面上设置具有润滑喷嘴42的润滑机构40。在壳体14的伸长的侧壁16c中，布置入口门19或抽拉装置，所述入口门或抽拉装置允许从侧面到清洗机构30或润滑机构40的进入。

为了对清洗机构30或润滑机构40进行激活或去激活，在壳体12的上侧16布置开关机构50。开关机构50具有两个平行布置的致动杆52，所述致动杆在类似通道的凹槽20上并且沿着该凹槽延伸。致动杆52各自与两个水平定向的枢转杆54连结，所述枢转杆又各自以可围绕垂直定向的枢转轴线56枢转的方式被支撑。

根据图1和图2，致动杆52位于凹槽20上方的关闭位置中，在所述关闭位置中，清洗机构30和润滑机构40被关闭。在它们的端部区域处，致动杆52具有导入倾向。当钻杆元件5水平插入时，如图3中所示，所述两个致动杆52各自围绕枢转轴线56朝着侧面枢转。通过该枢转运动，开关机构50激活了清洗机构30以及润滑机构40。在清洗机构30中，刷32设置为旋转，在这种情况下，未示出地，可以附加地经由清洗喷嘴施加清洗流体。作为结果，使钻杆5的连接部段6、特别是螺纹区域在钻孔操作之后和/或之前免除附着的污物。

在钻杆元件5行进经过清洗机构30之后，连接部段6到达润滑机构40的区域，在所述区域中，借助润滑喷嘴42从一个或几个侧面到螺纹区域上施加润滑脂或润滑油。润滑在同时可以对将钻杆元件5储存在钻杆匣中起到防腐蚀作用。润滑脂在后期也促进了将钻杆元件5一起拧到钻柱上。所述清洗机构30以及润滑机构40也可以时间移位的方式或有区别的方式致动。

在不同情况下，在枢转轴线56上设置具有内部的、未示出的拉簧的张紧壳体58。在致动杆52从位于内部的关闭位置枢转到位于外部的打开位置期间，张紧壳体58中的拉簧被张紧。当钻杆元件5已从第二侧壁16b中的第二开口17b退出时，由此通过弹簧张力将致动杆52从打开位置复位到位于内部的关闭位置中。作为结果，清洗机构30以及润滑机构40被关闭。

在框架14的下部区域中，可以设置中心抽拉装置13，所述中心抽拉装置可以收集来自上方的污物。可以适时在一定时间点清空所述抽拉装置13。

在图4中，示出了根据本发明的钻机70，所述钻机具有水平钻孔平台72和垂直布置在其上的钻桅杆74。例如用于油或气体钻孔的钻机70的基本构造是已知的。在钻孔78处，钻柱由多个钻杆元件5通过将它们拧到一起而形成。为此，沿着钻桅杆74布置通常已知的张紧和驱动机构76。

根据本发明，在将钻杆元件运送到钻孔78或从钻孔78运送期间，可以布置根据本发明的用于清洁和润滑钻杆元件5的装置10。以此方式，在此未详细示出地，可以在从钻杆匣运送或运送到钻杆匣期间清洁或润滑钻杆元件5。

根据图4的图示中，钻杆元件5首先以其下连接部段6行进经过装置10的清洗机构30。之后，借助装置10中的润滑机构40进行润滑。以此方式，可以容易地将已清洁或已润滑的钻杆元件5组装到钻柱并且这具有高的运行安全性。

Claims (14)

1.一种用于清洁或润滑至少钻杆元件的连接部段的装置，其具有：

-壳体，

-类似通道的凹槽，所述类似通道的凹槽在水平方向上沿着壳体的上侧从所述壳体的至少一个侧壁中的至少一个侧开口延伸并且设计用于接收至少钻杆元件的连接部段，以及

-至少一个清洗机构或润滑机构，所述清洗机构或润滑机构沿着所述类似通道的凹槽布置，

-其中所述类似通道的凹槽设计用于当钻杆元件基本上处于垂直对准时水平插入至少钻杆元件的下连接部段。

2.根据权利要求1所述的装置，其中在所述类似通道的凹槽上设置开关机构，通过所述开关机构，在钻杆元件进入凹槽中时，打开所述清洗机构或润滑机构并且，在从所述凹槽退出时关闭所述清洗机构或润滑机构。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述开关机构具有至少一个可调节地支撑的致动杆，所述致动杆可以在所述凹槽的区域中的关闭位置和打开位置之间调节，其中在打开位置中，所述清洗机构或润滑机构被打开并且在关闭位置中所述清洗机构或润滑机构被关闭。

4.根据权利要求3所述的装置，其中布置至少两个致动杆，所述致动杆各自沿着所述类似通道的凹槽在一侧上行进。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述致动杆在弹簧预张紧下被支撑，其中通过弹簧预张紧将致动杆压入关闭位置中。

6.根据权利要求5所述的装置，其中在所述钻杆元件进入所述类似通道的凹槽中时，所述致动杆从关闭位置调节到打开位置中。

7.根据权利要求1所述的装置，其中清洗机构具有至少一个清洗喷嘴，所述至少一个清洗喷嘴设计用于使清洁流体的清洁喷射定向到钻杆元件上。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述清洗机构具有至少一个以转动方式驱动的用于清洁所述钻杆元件的刷。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述润滑机构具有至少一个用于将润滑剂至少施加到所述钻杆元件的连接部段的施加单元。

10. 根据权利要求1所述的装置，其中所述凹槽横向地穿过所述壳体从第一侧壁中的第一开口延伸到第二侧壁中的第二开口，

其中在钻杆元件穿过第一开口进入凹槽中时，清洗机构被致动，并且在从第二开口退出时，清洗机构被关闭，并且

其中当钻杆元件穿过第二开口进入凹槽中时，润滑机构被致动，并且在从第二开口退出时，润滑机构被再次关闭。

11.一种具有钻桅杆的钻机，沿着所述钻桅杆，至少一个钻杆元件可在形成钻孔时借助钻驱动装置钻入地面中并且在产生孔后从钻孔中取出，

其中设置处理机构，利用所述处理机构，取出的钻杆元件可被接收并且运送离开钻桅杆，

其中设置根据权利要求1所述的装置。

12.一种用于清洁或润滑至少钻杆元件的连接部段的方法，利用根据权利要求1所述的装置，

其中垂直布置的钻杆元件的下连接部段通过所述壳体的至少一个侧壁中的至少一个侧开口插入类似通道的凹槽中，所述凹槽水平地沿着壳体的上侧延伸，

其中在类似通道的凹槽中，至少钻杆元件的连接部段借助清洗机构被清洁或借助润滑机构被润滑。

13.根据权利要求12所述的方法，

其中至少钻杆元件的连接部段通过壳体的第一侧壁中的第一开口进入所述类似通道的凹槽并且沿着所述类似通道的凹槽被移动并且清洁或润滑，

其中所述钻杆元件在壳体的第二侧壁中的第二开口处从所述类似通道的凹槽中退出。

14.根据权利要求12所述的方法，其中至少所述钻杆元件的连接部段在清洗后设置有润滑剂。