CN108138540A - 具有滑车和顶部驱动装置的井眼钻探设备 - Google Patents

Abstract

用于移除井眼钻探设备中的顶部驱动装置的方法，例如用于维修和/或更换顶部驱动装置。滑车的框架和顶部驱动装置设置有配合的竖直引导构件，使得所述顶部驱动装置能够相对于所述框架竖直位移且被引导。顶部驱动装置具有在可旋转的头部夹具组件托架上方的操作位置，可旋转的头部夹具组件托架可释放地连接到第一和第二竖直框架构件。为了维修和/或更换顶部驱动装置，该方法包括：从第一和第二框架构件释放可旋转的头部夹具组件托架，移除所述可旋转的头部夹具组件托架，使所述顶部驱动装置相对于所述滑车的所述框架下降，直到所述配合的竖直引导构件脱离，将所述已下降并已脱离的顶部驱动装置移动到远离作业线的维修和/或存储位置。

Description

具有滑车和顶部驱动装置的井眼钻探设备

技术领域

本发明涉及具有滑车和顶部驱动装置的井眼钻探设备，例如，安装在海上钻井船上的井眼钻探设备。

本发明还涉及例如安装在海上钻井船上的井眼钻探设备的顶部驱动装置的可维护性能和维修。

背景技术

在WO2014/182160中公开了一种具有井眼钻探设备的海上船舶，其包括：

-钻塔

-钻台，所述钻台具有井中心，钻管柱沿着作业线可通过该井中心，

-至少一个竖直滑车轨道，其被钻塔支撑，

-滑车，所述滑车沿着所述至少一个竖直滑车轨道被引导，

-主起吊装置，其适配成沿着所述至少一个竖直滑车轨道利用顶部驱动装置来上下移动滑车，以及

-附接到滑车的顶部驱动装置，所述顶部驱动装置包括一个或多个顶部驱动马达(例如，电动顶部驱动马达)以及旋转杆或套筒，所述旋转杆或套筒在所述作业线中延伸并且由所述一个或多个马达驱动以在钻管柱连接到所述顶部驱动时将旋转运动赋予钻管柱。

在WO2014/178709中公开了一种井眼钻探设备，其中滑车包括具有顶部框架构件的框架，该顶部框架构件悬挂于主起吊装置的一个或多个绞盘驱动缆索，并且所述框架具有第一竖直框架构件和第二竖直框架构件，所述第一竖直框架构件和第二竖直框架构件各自的上端部连接到顶部框架构件。这些第一竖直框架构件和第二竖直框架构件在彼此间隔开的位置处从顶部框架构件悬吊。顶部驱动装置通过附接到顶部驱动的齿轮箱的吊环和顶部框架构件上的钩子装置而附接到框架。因此顶部驱动装置由独立于第一竖直构件和第二竖直构件的框架支撑。这些第一竖直构件和第二竖直构件在其下端处承载横梁，该横梁在一个实施方案中经由止推轴承而支撑可旋转的管状杆。该杆适配成通过其下端处的螺纹部分连接到沿着作业线穿入井眼中的钻管柱的顶端。顶部驱动装置可连接到管状杆的上端，从而可通过旋转钻管柱来进行钻井。钻管柱的载荷通过止推轴承和横梁传递到第一竖直框架构件和第二竖直框架构件，并由此传递到悬挂在主起吊装置的顶部框架构件。

在该领域，特别是在海上钻井领域，由于设备故障而导致的停工被认为是一个主要问题。虽然钻井或其它与井眼相关的操作涉及使用大量设备，但研究似乎表明顶部驱动装置是造成不良停工的主要原因之一。

LeTourneau技术钻井系统公司将齿轮箱确定为这方面的关键组件，并开发出一种空心轴电驱动马达，该马达可作为由马达驱动的旋转输出杆或套筒的直接驱动装置。这去掉了齿轮箱，但仍需要马达的特殊设计。值得注意的是，套筒的这种直接驱动设计也是本发明范围内的一种选择，但传统上，并且也在本发明的范围内，顶部驱动装置可包括连接到齿轮箱或变速箱壳体的一个或多个马达。

在US20130090200中也提出了顶部驱动可靠性的问题，并公开了电动机和旋转套筒之间的传动装置的替代结构。

该领域的其它发展集中在增强设备(包括顶部驱动)的维护计划，以防止发生故障。

尽管迄今为止努力减少停工时间，但顶部驱动装置的故障仍然以钻井设备非常昂贵的停工时间为代价而发生着。

本发明旨在提出一些措施，其允许减少由于顶部驱动故障造成的停机时间和/或允许增强(例如更高效的)井眼活动，例如将一个顶部驱动装置更换成另一个顶部驱动装置，在钻井和起下钻(起出钻)之间进行有效切换，使用套管进行有效钻井等。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种根据权利要求1的用于钻探井眼或其它井眼相关活动的井眼钻探设备。所述设备包括一个或多个推车，每个推车适配成运输待悬挂于第一竖直框架构件和第二竖直框架构件的部件，其中每个推车适配成放置在位于滑车下方的钻台上，例如在井中心上方，使得该设备可操作以允许通过包括以下步骤的程序移除从第一竖直框架构件和第二竖直框架构件悬挂的部件：

-将推车放置在位于滑车下方的钻台上，

-借助主起吊装置降低滑车并将部件搁置在推车上，

-从第一竖直框架构件和第二竖直框架构件的下连接器构件释放部件，

-将带有已释放部件的推车移动到远处位置，

并且使得所述设备能够操作以允许通过包括以下步骤的程序来安装要悬挂于滑车的第一和第二竖直框架构件的部件：

-将携带部件的推车从远处位置移动到位于滑车下面的钻台上的位置，

-将所述部件与第一和第二竖直框架构件的下连接器构件联接，

-例如通过提升滑车来从推车提升所述部件，

-将空的推车移动到远处位置。

在一个实施方案中，推车实施为在钻台上的轨道上行进，例如，在海上钻井船的实际的实施方案中，所述轨道还可以在船的毗邻甲板区域上延伸。例如，轨道形成具有连接轨道部分的连接点的正交轨道部分的网格的一部分，例如，第一推车轨道部分包括沿着钻台的井中心经过的一对平行的推车轨道，以及与所述第一推车轨道部分正交的第二推车轨道部分。例如，所述第一推车轨道部分横向于单体钻井船的船体延伸，并且第二推车轨道部分沿着船体的一侧延伸。其它布置也是可能的。

钻台可以例如延伸到海上钻井船的船井上方。在一个实施方案中，钻台是可移动的，例如，(例如通过连接到所述第一和第二框架构件)通过将钻台悬挂于滑车而可竖直地移动，例如以允许BOP或其它海底设备被带到船井处同时钻台处于升高位置。因此，钻台可以设置有适配成与滑车的第一和第二竖直框架构件的下连接器匹配的连接器。

在另一个实施方案中，钻台是可枢转的或可滑动的，以便打开船井以使BOP或其它大型海底设备进入船井中。

在一个实施方案中，主起吊装置包括升沉补偿系统，例如，提供升沉补偿机构，该升沉补偿机构作用在一个或多个缆索上，滑车相对于钻塔悬挂于该缆索，以便为滑车和包括所附接的顶部驱动装置的任何附接部件提供升沉补偿。如本领域已知的，升沉补偿可以是被动和/或主动的。考虑到有效高度，优选的是任何升沉补偿系统位于一个或多个绞盘与天车之间，并且/或者实施为当这样的主升起吊装置存在时，对各个绞盘控制以允许滑车最大限度地行进到天车，例如考虑到在处理较高的管架时，例如，为4个、5个或甚至6个管接头(例如180英尺的管架)的管架。因此，优选在滑车中或滑车上，例如在动滑轮与滑车之间，不存在升沉补偿装置。这种布置会以不希望的方式占用高度。

如这里将要解释的，在实施方案中，滑车和顶部驱动装置可以实施为允许顶部驱动装置在操作使用期间相对于滑车框架的一些操作的竖直运动，所述操作使用例如，考虑到顶部驱动装置的旋转杆或套筒与由可旋转的头部夹具轴向地保持的钻管的顶端之间的(螺纹)连接的组装和断开。对于这样的操作，竖直行进范围例如在实际中最多1米就足够了。

用于运输部件和/或顶部驱动装置的推车可以实施为在滑动轨道上行进的滑行车，例如，带有滑动机构来推进推车。例如，考虑到(例如在海上(深水)钻探中的)顶部驱动装置的巨大的重量和尺寸，一个滑行车的实施方案与借助这种推车来处理顶部驱动装置相结合是有利的。当设想一个或多个高且重的作业线部件要悬挂于滑车时，其也适用类似的推理，例如，在较低的水平处，设有连续装管注入器的多层结构框架，一个或多个压力控制装置，也可能具有试井车。这种高的多层结构框架可以通过滑行车来处理。

一个或多个推车可以设计成专用于将由推车运输的特定部件，例如，专用的顶部驱动装置推车，专用的止推轴承部件推车，专用的扳手装置推车等。例如，推车具有支架，该支架成形为在其中容纳特定部件。

在一个实施方案中，推车可以包括一个或多个定位致动器，其适配成调整部件或顶部驱动装置相对于推车的位置，例如，(稍微地)升高或降低部件和/或将部件侧向移位和/或调整部件的角度方向(倾斜)。例如，使用一个或多个定位致动器来微调部件相对于滑车的位置，例如，考虑到建立到所述框架构件的连接，而微调部件相对于滑车的第一和第二竖直框架构件的位置。操作一个或多个推车相关定位致动器以用于微调部件和/或顶部驱动装置相对于滑车的定位可能比通过移动滑车来尝试进行这种相同的操作要更有效/更快。例如，推车具有一个或多个液压致动器，例如，可连接到设置在靠近井中心的钻台上的一个或多个液压管线。

在实施方案中，一个或多个部件进一步包括以下中的一项或多项：

-套管工具，其包括用于夹持套管的内部和/或外部夹持组件，

-套管运行工具，

-套管驱动工具，例如套管驱动工具，其可连接到向套管驱动工具提供旋转动力的顶部驱动装置，

-立管提升工具，其适配成用于将立管部分竖起以被添加到立管柱中和/或用于在海底井眼相关活动中提升和下降立管柱，

-井介入设备，例如，包括连续装管注入器，例如设有连续装管注入器装置的结构框架，例如，在较低的水平处带有一个或多个压力控制装置(BOP)、在较高的水平处带有连续油管注入器的多层结构框架。

应该理解，上面列出的是非限制性的，还可以提供在钻井工业中使用的作业线中(例如在井中心上方)的其它部件。

在优选的实施方案中，止推轴承部件包括：

-可旋转的头部夹具组件托架，其能够连接到第一和第二竖直框架构件的下连接器，

-可旋转的头部夹具组件，其由可旋转的头部夹具组件托架支撑，例如与可旋转的头部夹具组件托架整体结合，该可旋转的头部夹具组件设置有中心开口的旋转本体，旋转本体具有穿过该旋转本体的竖直通道，所述竖直通道例如允许在所述作业线中使头部夹具组件从钻管的顶端上方下降，

其中可旋转的头部夹具组件设置有保持器组件，例如，工具接头保持器组件，其实施为轴向地保持钻管的顶端，例如，在钻管的顶部处的工具接头或箱体构件或者装配在钻管上的专用从属部件，同时管的顶端保持成能够接近顶部驱动装置的套筒或旋转杆，

其中所述可旋转的头部夹具组件设置有止推轴承，所述止推轴承适配成在钻井过程期间，当顶部驱动装置的套筒或旋转杆例如通过螺纹连接而连接到钻管柱的顶端时，支撑钻管柱的负载。

主要设想到在钻井过程期间使用头部夹具组件，其中钻管柱从组件悬挂，并且顶部驱动器连接到管柱的顶端以向管柱(例如，钻管柱或套管柱)提供转矩。

设想到的是，至少在合适的实施方案中，在起下钻或起出钻管柱的过程中也可使用相同的头部夹具组件，有利地允许省去任何管件升降机的存在和使用。例如，为了起出钻管柱，可以使滑车降低从而使得由(例如位于钻台上或钻台内的)滑动装置支持的管柱的顶端穿入中心开口的的旋转本体，然后由保持器组件保持，例如，由于枢转的保持器构件枢转以允许在所述顶端处的工具接头或箱体构件向上经过所述保持器构件，然后枢转的保持器构件移回到保持位置，在所述保持位置所述保持器构件接合在工具接头或箱体构件的肩部。也可以设想保持器构件的其它运动，而不是进行枢转。没有必要将顶部驱动装置连接到管柱上，事实上，在一个实施方案中，顶部驱动装置从滑车移除，以便减轻滑车的重量并因此增加主起吊装置的有效起吊能力和/或在起下钻运行过程中对从滑车移除的顶部驱动装置进行维修。然后滑车被起吊，以将钻管架从井眼中拉出。然后使滑动装置与管柱重新接合，并且操作排管器装置以抓住升起的支架，然后在支架的下端处从柱释放支架并从头部夹具组件中释放支架。被释放的支架然后借助排管器装置被移入用于管架的存储装置或架子中。为了将管柱起下钻入到井眼中，可以以相反的方式使用相同的设备。

旋转的头部夹具组件也可以用于其它活动，例如，用于处理伸缩接头，井底组件等，这是因为它能够支撑钻管柱的负载，因此其承载能力是巨大的。

在实际的实施方案中，旋转的头部夹具组件部件可以实施为处理由钻管柱施加在其上的至少500吨，或甚至至少1000吨，或甚至至少1500吨的竖直负载，同时在钻井操作中所述管柱由顶部驱动装置旋转。

止推轴承部件，例如包括旋转的头部夹具组件，可以包括至少用于止推轴承的内置润滑系统和/或至少用于止推轴承的监控系统，例如，以监测止推轴承的有效载荷和/或磨损和/或温度。

在一个实施方案中，止推轴承部件大致如在WO2014/178709中示出的那样实施，其具有由止推轴承支撑的旋转本体，并且具有从部件向下延伸的整体结合的杆或套筒，以便拧到钻管的顶端上，其中旋转本体具有待连接到顶部驱动装置的旋转输出构件的上方部分，例如，通过花键连接器连接。

在一个实施方案中，止推轴承部件具有由止推轴承支撑的旋转本体，其中竖直通道设置有内部锁定结构，例如卡口锁定结构，其适配成与作业线工具的匹配的外部锁定结构配合。该工具可以例如为具有螺纹下端的套筒，套管工具，矛形工具等。该实施方案设想存在多个配备有相同外部锁定结构的不同工具，使得所选择的工具(例如在卡口锁定布置中)可以连接到旋转本体。在一个实施方案中，如本文所描述的可旋转的头部夹具的旋转本体还设置有允许头部夹具的双重使用的内部锁定结构。

在一个实施方案中，滑车的框架和顶部驱动装置设置有配合的竖直引导构件，使得顶部驱动装置可相对于框架竖直移位并被引导，其中顶部驱动装置具有在由第一和第二竖直框架构件的下连接器构件支持的部件上方的操作位置。竖直引导构件实施为使得由包括以下步骤的程序而允许对顶部驱动器的移除，例如，考虑到顶部驱动装置的仅移除，维修和/或更换：

-将推车放置在位于滑车下方的钻台上，

-借助主起吊装置降低滑车并将部件搁置在推车上，

-从第一和第二竖直框架构件的下连接器构件释放部件，

-将上面搁置有已释放的部件的推车移动到远处位置，

-将推车放置在位于滑车下方的钻台上，

-相对于所述滑车的所述框架降低所述顶部驱动装置，直到所述配合的竖直引导构件脱离并且使所述顶部驱动装置搁置在推车上，

-将上面搁置有所述已下降并已脱离的顶部驱动装置的推车移动到远处位置，例如，到远处维修和/或存储位置。

优选在这个程序中使用两个推车，例如，一个推车专用于所述部件，一个推车专用于处理和运输顶部驱动装置。

通过滑车的框架的顶部驱动器的竖直引导允许简单且快速的操作并且在(例如在承受海洋状态引起的运动，例如，滚动、俯仰、升沉的钻井船上)安装顶部驱动器时，在顶部驱动器下降过程中以及在其上升过程中控制非常沉重的顶部驱动器。在实施方案中，相同的竖直引导装置也实施为反作用转矩吸收器，例如，用于顶部驱动装置，扳手装置，和/或悬挂于第一和第二竖直框架构件上的部件。后一种形式通过附加转矩避免了竖直拉紧的第一和第二竖直框架构件的过度载荷和/或避免了作用在部件与这些框架构件之间的可释放连接上的过度的扭转载荷。

在实施方案中，顶部驱动装置可相对于滑车的框架竖直位移，例如，由配合的引导构件引导，其中所述滑车设有辅助起吊装置，所述辅助起吊装置适配成使至少顶部驱动装置相对于框架竖直移动。例如，辅助起吊装置适配成在顶部驱动装置的移除过程中将顶部驱动装置降低到放置在滑车下方的钻台上的推车上，并且在将顶部驱动装置安装在滑车的过程中将顶部驱动装置从放置在位于滑车下方的钻台上的推车上提升。这将需要具有至少对应于顶部驱动装置的重量的能力的辅助起吊装置。所述辅助起吊装置可以永久地装配在滑车上，以便在需要时容易获得。例如，可以在滑车上设置一个或多个链条式或钢索式起吊装置，其具有处理顶部驱动装置的能力。

在实施方案中，第一和第二竖直框架构件每个都实施为枢转的连杆构件，其上端枢转地连接到顶部框架构件，使得枢转的连杆构件在包含作业线的共同的横向平面内枢转。例如，每个连杆构件具有作为下连接器构件的孔眼，并且一个或多个部件具有对置的钩子，每个钩子可与连杆构件的相应的孔眼接合。枢转布置例如通过将连杆构件放置在不同的角度位置处，从而允许与部件上的钩子容易接合和/或允许与在各个钩子之间具有不同宽度的部件进行结合。在实施方案中，滑车可以配备有一个或多个致动器，例如考虑到连接和断开组件，所述一个或多个致动器适配成使得例如彼此独立的第一和第二竖直框架构件进行受控的枢转。

在实施方案中，所述滑车的框架具有一个或多个竖直引导轨道，其中顶部驱动装置具有配合的引导构件，例如，与一个或多个竖直引导轨道配合的辊子，并且其中所述部件中的一个或多个包括与相同的所述一个或多个竖直引导轨道配合的引导部分，例如，所述一个或多个竖直引导轨道还实施为吸收所述顶部驱动装置和/或所述一个或多个配备有所述引导部分的部件的反作用转矩。一个或多个竖直引导轨道的这种双重使用例如允许滑车具有更简单且更轻的结构。

在实施方案中，所述设备包括一对平行的竖直滑车轨道，并且所述滑车包括具有上部滑车梁和下部滑车梁的刚性框架结构，所述梁彼此竖直间隔开，例如，每个梁在俯视图中呈V形或U形，并且每个梁在其端部各配备有与相应的滑车轨道接合的辊子。这里，上部和下部滑车梁通过一个或多个后部框架构件刚性地相互连接，例如，单个后部框架构件是优选的。此外，刚性框架结构包括从所述一个或多个后部框架构件的顶端向前延伸的向前悬臂式框架构件。在此处，所述向前悬臂式框架构件在包含作业线的横向平面中承载横向水平顶部框架构件。第一和第二竖直框架构件的每一个的上端连接到所述顶部框架构件并且优选在所述横向平面中彼此间隔开地从所述顶部框架构件悬垂，并且适配成支撑沿着所述作业线穿入井眼中的钻管柱的负载。

在一个实施方案中，滑车框架确切地具有第一和第二竖直框架构件以便支撑一个或多个部件，例如，所述竖直框架构件各自具有孔眼，并且所述部件具有可与所述孔眼接合的一对对置的钩子，例如，锻造的钢钩。这里，作为优选，部件的稳定性通过具有与滑车上的竖直引导轨道配合的引导部分的部件来增强，所述引导部分例如延伸到后部。例如，所述引导轨道延伸到第一和第二框架构件的孔眼的下方，使得当框架构件例如通过使每个框架构件横向地枢转远离相应的钩子而被从部件拆卸时，部件仍然连接到引导轨道。

在一个实施方案中，所述顶部框架构件设有用于以并排布置方式连接至一系列缆索滑轮的连接器，例如孔，其中钻塔设置有具有缆索滑轮的天车，使得滑车通过一个或多个绞盘驱动缆索以多重布置的方式悬挂。

在实施方案中，所述滑车进一步设置有扳手和/或夹紧装置，所述扳手和/或夹紧装置安装在滑车的框架上，该滑车的框架独立于所述顶部驱动装置以及由第一和第二竖直框架构件支持的部件，安装的位置在顶部驱动装置下方且在所述部件上方。优选地，滑车的框架具有一个或多个竖直引导轨道，顶部驱动装置具有配合的引导构件，例如与所述一个或多个竖直引导轨道配合的辊子。这里，扳手和/或夹紧装置在与顶部驱动装置相同的所述一个或多个竖直引导轨道上被竖直地引导，例如允许移除顶部驱动装置的程序包括以下步骤：

-将推车放置在位于滑车下方的钻台上，

-借助主起吊装置降低滑车并将部件搁置在推车上，

-从第一和第二竖直框架构件的下连接器构件释放部件，

-将上面搁置有已释放的部件的推车移动到远处位置，

-将推车放置在位于滑车下方的钻台上，

-相对于所述滑车的框架降低扳手和/或夹紧装置，直到所述扳手和/或夹紧装置与所述一个或多个竖直引导轨道脱离并且使所述扳手和/或夹紧装置搁置在所述推车上，

-将上面搁置有所述已下降并已脱离的扳手和/或夹紧装置的推车移动到远处位置，例如，移动到远处维修和/或存储位置，

-将推车放置在位于滑车下方的钻台上，

-使所述顶部驱动装置相对于所述滑车的所述框架降低，直到所述顶部驱动装置与所述一个或多个竖直引导轨道脱离并且使所述顶部驱动装置搁置在推车上，

-将上面搁置有所述已下降并已脱离的顶部驱动装置的推车移动到远处位置，例如，移动到远处维修和/或存储位置。

在实施方案中，推车中的至少一个实施为具有顶部结构的跨立式结构，所述顶部结构实施为支撑所述部件中的一个或多个并且具有升起的跨立式框架，例如当推车放置在位于滑车下方的钻台上时，所述跨立式框架在钻台上方的高度至少为2米。这例如允许将推车放置在井中心上方，并且优选地，放置在由滑动装置保持的钻柱的竖起部分上方。

本发明的第一方面还涉及一种用于执行井眼相关作业的方法，其中使用如这里所描述的井眼钻探设备。

本发明的第一方面还涉及一种用于操作如这里所描述的井眼钻探设备的方法，其中为了移除悬挂于第一和第二竖直框架构件的部件，执行包括如下步骤的程序：

-将推车放置在位于滑车下方的钻台上，

-通过主起吊装置降低滑车并将部件搁置在推车上，

-从第一和第二竖直框架构件的下连接器构件释放部件，

-将带有已释放部件的推车移动到远处位置。

本发明的第一方面还涉及一种用于操作如这里所描述的井眼钻探设备的方法，其中为了安装待悬挂于第一和第二竖直框架构件的部件，执行包括如下步骤的程序：

-将携带部件的推车从远处位置移动到位于滑车下面的钻台上的位置，

-将所述部件与第一和第二竖直框架构件的下连接器构件联接，

-例如通过提升滑车来从推车提升所述部件，

-将空的推车移动到远处位置。

本发明的第一方面还涉及用于钻井的方法，其中使用如这里所描述的包括具有可旋转的头部夹具组件的止推轴承部件的井眼钻探设备，其中，在钻井过程期间，钻管柱从止推轴承部件悬挂，例如，从止推轴承部件的可旋转的头部夹具组件悬挂，使得钻管柱的负载经由止推轴承部件的止推轴承传递到第一和第二竖直框架构件，并且由此传递到从所述主起吊装置悬挂的所述顶部框架构件，并且其中顶部驱动装置例如通过螺纹连接而连接到悬挂的钻管柱的顶端，以将旋转运动赋予所述柱。

本发明的第一方面还涉及一种用于在井眼中执行连续装管过程的方法，其中使用如这里所描述的井眼钻探设备，其中连续装管注入器，例如设置有连续装管注入器的结构框架，连接到滑车的第一和第二竖直框架构件。

本发明的第二方面提出了一种根据权利要求17的方法，其中，为了移除顶部驱动装置，例如，考虑到顶部驱动装置的维修和/或更换，所述方法包括如下步骤：

-从第一和第二框架构件释放止推轴承部件，

-移除所述止推轴承部件，

-相对于所述滑车的框架下降所述顶部驱动装置直到顶部驱动装置的所述配合的竖直引导构件脱离，

-移开所述已下降并已脱离的顶部驱动装置，例如，移动到远离作业线的维修和/或存储位置。

在一个实施方案中，止推轴承部件包括如这里所描述的可旋转的头部夹具组件。

根据权利要求17所述的方法能够使顶部驱动装置快速而有效地从滑车的框架上移除，例如，为了在远处位置处维修顶部驱动装置和/或将整个顶部驱动装置替换为另一个(例如备用的)顶部驱动装置。

止推轴承部件的存在，例如，与可旋转的头部夹具组件相结合，以及滑车框架的设计意味着顶部驱动装置可以有利地设计成具有相对较小的尺寸和重量，因为井眼中的钻管柱的负载通过止推轴承部件(止推轴承部件的止推轴承)、第一和第二竖直框架构件以及顶部框架构件而被传送到主起吊装置。由此，这种(巨大的)负载绕过顶部驱动装置本身，这样可以根据优选的尺寸和重量优化用于本发明的设备中的顶部驱动装置本身。

顶部驱动装置的维修例如优选在专门的维修车间进行，例如，所述维修车间在设置有上述井眼钻探设备的海上船舶上，在维修车间进行的维护工作可以比将顶部驱动装置保持在滑车和作业线中更有效地进行。因此，任何维修所需的时间和精力可以大大减少。

特别地，当今已经使用重型的顶部驱动器，其包括一个或多个电动机，例如两个或四个马达，每个马达额定功率超过300kW。例如，NOV的TDX系列顶部驱动器有两个交流感应马达，每个都超过1000千瓦。这些马达安装在变速器壳体的顶部，旋转杆或套筒突出到变速器壳体的下方。变速器壳体连接至两个保护环，其允许将顶部驱动器悬挂于绞盘和缆索式主起吊装置的钩子。在顶部驱动器的后部安装了滑动的滑车，其沿着一个或多个竖直滑动轨道而滑动。这些已知的顶部驱动装置包括高承载力的止推轴承，并且壳体实施为支撑整个钻管柱负载，例如，等级为1000吨或以上。尽管本发明并不排除在滑车框架中存在这种已知的顶部驱动装置，但优选具有更轻且更小的顶部驱动装置，因为不需要顶部驱动装置来吸收钻管柱负载。

在一个实施方案中，本发明的第二方面的方法包括使用推车，例如可滑动的推车或轮式推车，其中该方法还包括如下步骤：

-将推车放置在滑车下方，例如在实际的实施方案中，将推车放置在位于井中心上方的钻台上，

-通过主起吊装置降低滑车并将止推轴承部件(例如可旋转的头部夹具组件托架)搁置在推车上，例如，持续下降直到该部件搁置在推车上，并且/或者推车具有用于将部件与托架接合的可提升的支撑件或支架，

-从第一和第二竖直框架构件释放部件，例如可旋转的头部夹具组件托架，并且

-将带有已释放部件(例如可旋转的头部夹具组件托架)的推车移开，例如移动到远处存储和/或维修位置。

在实施方案中，优选在这些步骤过程中，头部夹具组件保持与托架整体结合。

在一个实施方案中，滑车设置有辅助起吊装置，该辅助起吊装置适配成使至少顶部驱动装置相对于框架竖直运动。优选地，所述辅助起吊装置永久地安装在滑车上，以随时准备使用。例如，辅助起吊装置包括一个或多个具有降低和提升顶部驱动装置的承载力的链条式或钢索式起吊装置。在另一个实施方案中，辅助起吊装置可以包括一个或多个液压起吊缸，所述液压起吊缸可能在爬升机构中。

在一个实施方案中，该方法包括，在移除所述止推轴承部件之后，借助于所述辅助起吊装置使所述顶部驱动装置相对于所述框架下降到例如最低位置，在所述最低位置处所述配合的引导构件例如，完全处在滑车的框架的下端处仍然接合。

在一个实施方案中，该方法包括通过所述辅助起吊装置将所述顶部驱动装置相对于所述框架降低到最低位置，在所述最低位置处所述配合的引导构件仍然接合，并且借助主起吊装置起吊所述滑车，使得顶部驱动装置与所述滑车脱离。

在一个实施方案中，使用推车，其中该方法包括如下步骤：

-在从滑车移除所述止推轴承部件之后，将所述推车放置在顶部驱动装置的下方，

-例如借助装配在滑车上的所述辅助起吊装置，使所述顶部驱动装置相对于框架下降，使得所述顶部驱动装置搁置在所述推车上，并且配合的引导构件仍然接合

-借助所述主起吊装置起吊滑车，使得顶部驱动装置与所述滑车脱离，

-将具有顶部驱动装置的推车移开，例如移动到远离作业线的维修和/或存储位置。

在实际的实施方案中，设想在将顶部驱动装置搁置在推车上之前的某个阶段，杆或套筒、和/或像IBOP(防喷器内部)那样安装到杆上的任何设备、保护从属部件等被移除。这便于将顶部驱动装置布置在推车上。在一个实施方案中，推车设置有便于所述移除的工具。

在一个实施方案中，所述滑车进一步设置有扳手和/或夹紧装置，所述扳手和/或夹紧装置在止推轴承部件(例如头部夹具组件托架)的上方并且在顶部驱动装置的下方独立安装在滑车的框架上。该扳手和/或夹紧装置适配成在执行螺纹连接的组装或断开时保持由头部夹具组件支持的工具接头或箱体构件。

在一个实施方案中，所述方法包括在移除止推轴承部件(例如旋转的头部夹具组件托架)之后，移除扳手和/或夹紧装置以便为顶部驱动装置清空下降路径。

例如，扳手和/或夹紧装置安装在与顶部驱动装置相同的滑车的竖直引导构件上，并且扳手和/或夹紧装置设有配合的竖直引导构件。

在一个实施方案中，所提到的辅助起吊装置用于在可旋转的头部夹具托架已经被移除之后以及在所提及的顶部驱动装置的下降和移除之前将扳手和/或夹紧装置降低到位于下方的推车上。

在一个实施方案中，在本发明的方法中使用的一个或多个推车各自支撑在一个或多个钻台轨道上，使得推车可放置在钻台的井中心上方。例如，如本领域中已知的那样，一对钻台轨道沿着钻台的井中心在相对的两侧上延伸。

在一个实施方案中，如本领域已知的那样，钻台在其井中心处(例如，凹入钻台或在钻台顶部)设有滑动装置，该滑动装置适配成保持钻管柱悬挂在与所述作业线相关联的井眼中。

在一个实施方案中，该方法包括如下步骤：

-借助于所述滑动装置保持钻管柱悬挂在与所述作业线相关联的井眼中，其中所述钻管柱的竖起部分在所述钻台上方延伸，

-在所述井中心处，将例如用于运输托架和/或扳手装置和/或顶部驱动装置的推车放置在所述钻管柱的所述竖起部分上方，使得所述托架或顶部驱动装置能够被搁置在所述推车上并且借助所述推车移开，同时所述竖起部分保持在原位上。

例如，推车实施为具有顶部结构的跨立式结构，该顶部结构实施为支撑一个或多个所提到的部件并且具有例如在钻台上方至少有2米的高度的升起的跨立式框架。

将推车放置在井中心上并且如所优选的那样甚至将推车放置在由滑动装置保持的钻柱的竖起部分上的能力允许便利地移除任何部件和/或顶部驱动装置。

本发明的第二方面还涉及根据权利要求24的井眼钻探设备，其中，滑车的框架和顶部驱动装置设置有配合的竖直引导构件，使得顶部驱动装置可相对于框架竖直位移并被引导，其中所述顶部驱动装置具有位于所述止推轴承部件上方的操作位置，并且其中所述部件可释放地连接到所述第一和第二竖直框架构件以允许移除所述部件，使得所述顶部驱动装置可相对于所述滑车的所述框架下降直到所述配合的竖直引导构件脱离，这是考虑到要将已下降且已脱离的顶部驱动装置移除到远离作业线的维修和/或存放位置。

在实施方案中，所述止推轴承部件包括如这里所描述的可旋转的头部夹具组件。

在一个实施方案中，所述设备还包括适配成放置在所述滑车下方，例如在井中心上方的推车，所述推车适配成其从第一和第二框架构件释放之前，在该推车上搁置所述止推轴承部件(例如可旋转的头部夹具组件托架)，所述推车与释放的部件能够移动到远处位置。

在一个实施方案中，所述滑车设置有辅助起吊装置，所述辅助起吊装置适配成使至少所述顶部驱动装置相对于框架竖直移动，从而允许在移除所述止推轴承部件之后，借助所述辅助起吊装置使所述顶部驱动装置相对于所述框架下降到例如最低位置，在所述最低位置处所述配合的引导构件仍然接合，例如接合到推车。

在一个实施方案中，所述设备还包括适配成放置在所述顶部驱动装置下方(例如在井中心的上方)的推车，所述推车适配成将下降的顶部驱动装置搁置于其上，并且顶部驱动装置的配合的引导构件和滑车的框架仍然接合，带有顶部驱动装置的所述推车能够移动到远处维修和/或存储位置。

在一个实施方案中，所述钻台设置有一个或多个钻台轨道，例如，一对钻台轨道，所述一对钻台轨道沿着钻台的井中心在相对的侧部延伸，并且其中，推车支撑在所述一个或多个钻台轨道上，使得推车能够放置在钻台的井中心上方，

其中所述钻台在所述井中心处设置有滑动装置，并且其中所述推车实施为能够放置在井中心上方，同时所述滑动装置保持钻管柱悬挂在与所述作业线相关联的井眼中，并且所述钻管柱的竖起部分在所述钻台上方延伸。

在一个实施方案中，在框架与顶部驱动装置之间设置一个或多个竖直位移致动器，使得顶部驱动装置相对于框架通过所述一个或多个竖直位移致动器移动，所述竖直位移致动器例如适配成在位于一方面套筒或旋转杆与另一方面从可旋转的头部夹具组件悬挂的管件的工具接头或箱体构件之间的螺纹连接的组装或断开过程中执行顶部驱动装置受控的降低和提升。

在一个实施方案中，顶部驱动装置和/或滑车在一个或多个顶部驱动马达附近设有例如带有栏杆的一个或多个平台，以允许在顶部驱动装置附接到滑车时工作人员接近顶部驱动马达。

例如，一个或多个电动顶部驱动马达竖直地布置在附接到滑车的顶部驱动装置中，使所述电动顶部驱动马达的轴线成竖直方向。

在一个实施方案中，使用顶部驱动装置，其中一个或多个顶部驱动马达安装在顶部驱动装置的相对的侧面处，例如在顶部驱动装置的每个侧面处有一个或两个马达。

例如，所使用的顶部驱动装置具有变速箱或齿轮箱壳体，具有竖直轴线的所述一个或多个马达例如借助螺栓、例如通过马达一端处的安装凸缘而而被固定至所述变速箱或齿轮箱壳体。

在一个实施方案中，滑车框架具有从起吊装置的一个或多个绞盘驱动缆索悬挂的顶部框架构件。例如，所述顶部框架构件以并排布置承载或连接至多个滑轮

在一个实施方案中，托架垂直于顶部框架构件上的多个滑轮的旋转轴线延伸。该实施方案例如有利于与顶部驱动装置结合，其中两个竖直轴线的电动顶部驱动马达布置在齿轮箱或变速箱壳体的下方，例如一个左侧马达和一个右侧马达，其中所述马达沿竖直投影在托架构件的相对的侧部上。

将安装在齿轮箱或变速箱壳体下方的顶部驱动马达移除可包括先移除托架，然后再将各个马达放在推车上。

在一个实施方案中，托架或其它部件可以包括一个或多个(例如两个平行的)梁，其支撑(例如作为可旋转的头部夹具组件的一部分的)止推轴承。

可旋转的头部夹具组件设置有中心开口的本体，竖直通道穿过所述本体，所述竖直通道例如允许从作业线中(例如在钻井期间通过排管器装置定位在作业线中的)的管件顶端或悬挂于安装滑动装置的钻台上的管柱的顶端上方下降头部夹具组件。可旋转的头部夹具组件可以设置有工具接头保持器组件，所述工具接头保持器组件实施为在所述管件的顶部轴向地保持工具接头或箱体构件，同时工具接头或箱体保持能够接近顶部驱动装置的套筒或旋转杆。

可旋转的头部夹具组件设置有止推轴承，所述止推轴承配置成当顶部驱动装置的套筒或旋转杆例如通过螺纹连接、例如使用保护从属部件而连接至钻柱的顶端的工具接头或箱体构件时，在钻井作业期间支撑钻管柱的负载。该布置允许省去顶部驱动装置自身中的止推轴承，或者减少了与顶部驱动器整体接合的止推轴承上的负载。可旋转的头部夹具组件因此能够旋转地支撑整个管柱，并且允许可旋转的头部夹具组件通过顶部驱动装置的旋转杆或套筒所赋予的旋转运动。

与其中止推轴承很难接近和更换的现有装置相比，设置止推轴承部件(例如带有止推轴承的可旋转的头部夹具组件)使得顶部驱动装置复杂性减少、重量降低以及尺寸变小。

在一个实施方案中，可旋转的头部夹持组件包括止推轴承，所述止推轴承优选实施为可更换的装置，例如具有在其中安装有止推轴承和组件的中心开口的本体的壳体，其中所述壳体设置在托架的接收器中或者其中所述壳体与托架整体形成或实施为托架的整体的一部分。

顶部驱动装置优选安装在滑车的框架内以便通过一个或多个竖直位移致动器而相对于框架竖直可移动，所述一个或多个竖直位移致动器例如适配成在一方面套筒或旋转杆与另一方面从可旋转的头部夹具组件悬挂的管件的工具接头或箱体构件之间的螺纹连接的组装或断开过程中执行顶部驱动装置的受控的降低和提升。

在一个实施方案中，柔性的第一钻井流体软管的一端连接至装配在滑车上的刚性管件，而另一个柔性的第二钻井流体软管连接在所述刚性管件与竖直可移动的顶部驱动装置之间，例如连接到其流体转环。应理解后者的流体软管可以是非常短的。相同的布置可以设置到任何将要连接至顶部驱动装置的液压和/或电子线路。以这种方式，竖直可移动的顶部驱动装置不会承受较长的第一钻井流体软管和其它管路的重量，如果钻井设备例如实施成处理三元组或四元组时，该重量可以是很大的。

在一个实施方案中，设想顶部驱动装置包括齿轮箱或变速箱壳体以及安装至所述壳体的两个或更多竖直轴线的电动机，例如在所述壳体顶部的四个马达。在另一个示例中设置两个马达，例如在顶部驱动装置的每个侧面处具有一个马达。例如，一个或多个竖直轴线的电动机设置在齿轮箱或变速箱壳体的下方，例如每个在顶部驱动装置的侧面上，从齿轮箱或变速箱壳体向下延伸的旋转杆或套筒处于所述向下悬垂的顶部驱动马达之间的空间中。该布置可允许减小顶部驱动装置的高度。

在一个实施方案中，滑车框架包括细长的顶部框架构件，该顶部框架构件以并排布置的方式支撑多个缆索滑轮，例如使得滑车框架的滑轮围绕与作业线相交的共同的水平轴线旋转，并且包括从所述顶部框架构件悬垂的单个竖直后部框架构件。承载接合轨道的轮等的滑车的其它部分则连接到所述后部框架构件，例如以焊接结构永久地连接到所述后部框架构件。

本发明还涉及一种井眼钻探滑车和顶部驱动装置的组合，所述组合适配成利用与井眼相关联的作业线中的钻管柱来执行钻井作业，所述组合包括：

-滑车，所述滑车沿着至少一个竖直滑车轨道被引导，

-顶部驱动装置，其附接至所述滑车，所述顶部驱动装置包括：

-一个或多个顶部驱动马达，

-由所述一个或多个马达驱动的旋转杆或套筒，以便在钻管柱连接到所述顶部驱动装置时将旋转运动赋予钻管柱，

其中所述滑车包括框架，所述框架具有：

-水平顶部框架构件，其例如在所述滑车的横向方向上延伸，所述顶部框架构件可以设置有多个缆索滑轮和/或多个缆索滑轮连接器，每个缆索滑轮连接器可连接到缆索滑轮，以允许将框架从主起吊装置的一个或多个绞盘驱动缆索悬挂，

-第一和第二竖直框架构件，每个竖直框架构件的上端直接连接到所述水平顶部框架构件，从所述顶部框架构件悬垂的所述第一和第二竖直框架构件彼此间隔开并且适配成支撑钻管柱的负载，

-止推轴承部件，其可释放地连接到所述滑车的所述第一和第二竖直框架构件并从所述第一和第二竖直框架构件悬挂，所述止推轴承部件设置有适配成支撑钻管柱的负载的止推轴承，使得通过所述止推轴承部件将所述负载传递到所述第一和第二竖直框架构件并且由此传递到悬挂于所述主起吊装置的所述顶部框架构件，

其中框架和顶部驱动装置设有配合的竖直引导构件，从而使得所述顶部驱动装置相对于所述框架竖直地移位并被引导，

其中框架所述顶部驱动装置设有在所述止推轴承部件上方的操作位置，

其中所述止推轴承部件可释放地连接到第一和第二竖直框架构件。

在一个实施方案中，配合的竖直引导构件适配成提供所述顶部驱动装置相对于所述框架的下部转移位置，该下部转移位置大致在所述第一和第二竖直框架构件的所述下端的高度处，例如，允许轻松转移/放到推车上。

在一个实施方案中，所述框架包括一个或多个竖直引导构件，例如，所述顶部驱动装置与至少所述止推轴承部件(例如可旋转的头部夹具组件托架)共用的轨道，例如，一对平行的竖直轨道，其中每个所述顶部驱动装置和所述止推轴承部件设有配合的引导构件，例如，辊子或滑块，其与所述一个或多个共用的竖直引导构件配合。

在一个实施方案中，框架包括单个后部框架构件，该后部框架构件实施为设有一个或多个竖直轨道的竖直箱梁，例如一对竖直轨道。

在一个实施方案中，滑车设置有辅助起吊装置，该辅助起吊装置适配成使至少所述顶部驱动装置在下部更换位置或转移位置与操作位置之间移动，例如还移动所述止推轴承部件，例如还移动具有所述头部夹具组件的所述可旋转的头部夹具组件托架，例如还移动所述扳手和/或夹紧装置。

在一个实施方案中，第一和第二竖直框架构件实施为左侧框架构件和右侧框架构件，所述左侧框架构件和右侧框架构件在框架的横向方向上在间隔开的位置处连接至顶部框架构件，优选地在包含所述作业线的横向平面内。

在一个实施方案中，第一和第二竖直框架构件实施为枢转的连杆构件，每个枢转的连杆构件具有枢转地连接到所述顶部框架构件的上部孔眼。

在一个实施方案中，每个第一和第二枢转的连杆构件具有枢转地连接到所述托架的下部孔眼，例如，所述托架具有适配成在所述枢转的连杆构件的下端处装配到对应孔眼中的钩子。例如，托架是设有钩子的锻钢部件，每个钩子装配到第一和第二框架构件的对应下部孔眼中。

在一个实施方案中，所述第一和第二竖直框架构件是单件式锻钢框架构件。在另一个实施方案中，这些框架构件由钢板制成。

在一个实施方案中，所述第一和第二竖直框架构件中的每一个具有至少500吨的额定载荷。

在一个实施方案中，框架具有后部框架构件，例如，单个后部框架构件，其形成类似于框架的脊骨部，该脊骨部从所述作业线向后布置，并且设置有用于所述顶部驱动装置并且还可能用于一个或多个托架的一个或多个竖直引导轨道以及扳手和/或夹紧装置。

在一个实施方案中，顶部驱动装置在齿轮箱上方具有四个马达，其中当在俯视图中看时，第一对马达布置在所述水平顶部框架构件的前方，并且其中第二对所述马达布置在所述水平顶部框架构件的后方，例如在顶部驱动装置的操作位置中，所述水平顶部框架构件至少部分位于所述第一对马达与第二对马达之间的间隙中。

在一个实施方案中，顶部驱动装置具有多个马达，例如，四个马达，优选地至少一个马达具有可操作的离合器装置，其允许根据命令从套筒或杆断开与所述马达转子的连接，并因此从连接到套筒或杆的任何钻柱上断开连接，而一个或多个其他马达保持连接到用于驱动所述钻柱的钻柱。

在一个实施方案中，止推轴承部件包括：

-可旋转的头部夹具组件托架，其连接到所述第一和第二竖直框架构件的下端并通过所述第一和第二竖直框架构件保持在水平顶部框架构件下方的间隔处，

-可旋转的头部夹具组件，其由所述可旋转的头部夹具组件托架支撑，例如与所述可旋转的头部夹具组件托架整体接合，该可旋转的头部夹具组件设置有中心开口的本体，所述本体设有穿过该本体的竖直通道，所述竖直通道允许在作业线中使头部夹具组件从钻管的顶端上方下降，

其中所述可旋转的头部夹具组件设置有工具接头保持器组件，所述工具接头保持器组件实施为在所述钻管的顶部处轴向地保持工具接头或箱体构件，同时工具接头或箱体保持能够接近所述顶部驱动装置的套筒或旋转杆，

其中可旋转的头部夹具组件设置有止推轴承，所述止推轴承适配成在钻井过程期间，当顶部驱动装置的套筒或旋转杆例如通过螺纹连接而连接到钻柱的顶端的工具接头或箱体构件时，支撑钻管柱的负载。

本发明还涉及一种在井眼钻探设备中使用的滑车，所述滑车适配成支撑顶部驱动装置，其中滑车的框架具有刚性框架结构，所述刚性框架结构由一个或多个后部框架构件，从所述一个或多个后部框架构件的顶端向前延伸的一个或多个向前悬臂框架构件以及由所述一个或多个向前悬臂框架构件在所述一个或多个后部框架构件向前一定距离处支撑的横向水平顶框架构件而形成。第一和第二连杆构件从所述横向水平顶部框架构件悬挂，所述第一和第二连杆构件悬挂在包含作业线的横向平面中。止推轴承部件，例如，可旋转的头部夹具组件托架，(优选可释放地)连接到所述第一和第二连杆构件的下端。

在一个实施方案中，所述第一和第二连杆构件实施为左侧和右侧连杆构件，其中止推轴承构件或其他部件被连接(例如钩)到所述连杆构件的下端。

本发明还涉及在井眼钻探设备中使用的滑车和顶部驱动装置的组合，其中滑车的框架具有刚性框架结构，所述刚性框架结构由一个或多个后部框架构件，从所述一个或多个后部框架构件的顶端向前延伸的一个或多个向前悬臂框架构件以及由所述一个或多个向前悬臂框架构件在所述一个或多个后部框架构件向前一定距离处支撑的横向水平顶框架构件而形成，其中顶部驱动装置在变速箱上方具有四个马达，其中当在俯视图中看时，第一对马达布置在所述水平顶部框架构件的前方，并且其中第二对所述马达布置在所述水平顶部框架构件的后方，例如在顶部驱动装置的操作位置中，所述水平顶部框架构件至少部分位于所述第一对马达与第二对马达之间的横向间隙中，并且例如，其中所述一个或多个向前悬臂框架构件至少部分地位于所述第二对的所述马达之间的间隙中。

本发明还涉及一种用于从井眼钻探设备中移除顶部驱动装置的方法，该井眼钻探设备包括：

-钻塔

-钻台，所述钻台具有井中心，钻管柱沿着作业线可通过该井中心穿入井眼，

-至少一个竖直滑车轨道，

-滑车，所述滑车沿着至少一个竖直滑车轨道被引导，

-主起吊装置，其适配成沿着所述至少一个竖直滑车轨道提升或下降所述滑车，例如所述主起吊装置包括一个或多个绞盘驱动缆索，所述滑车从所述绞盘驱动缆索悬挂，

-顶部驱动装置，其附接至所述滑车，所述顶部驱动装置包括：

-一个或多个顶部驱动马达，

-旋转杆或套筒，其在所述作业线中延伸并且由所述一个或多个马达驱动，以便在钻管柱连接到所述顶部驱动装置时将旋转运动赋予钻管柱，

其中所述滑车包括悬挂于所述主吊杆装置的框架，所述框架具有位于所述顶部驱动装置下方的可旋转的头部夹持组件托架，所述托架支撑可旋转的头部夹持组件，其中所述框架适配成吸收从可旋转的头部夹具组件悬挂的钻管柱的负载，

其中可旋转的头部夹持组件设置有中心开口的本体，竖直通道穿过所述本体，所述竖直通道能够使得头部夹持组件在所述作业线中从钻管的顶端上方下降，

其中所述可旋转的头部夹具组件设置有工具接头保持器组件，所述工具接头保持器组件实施为在所述钻管的顶部处轴向地保持工具接头或箱体构件，同时工具接头或箱体保持能够接近所述顶部驱动装置的套筒或旋转杆，

其中可旋转的头部夹具组件设置有止推轴承，所述止推轴承适配成在钻井过程期间，当顶部驱动装置的套筒或旋转杆例如通过螺纹连接而连接到钻柱的顶端的工具接头或箱体构件时，支撑钻管柱的负载，

其中，例如为了维修和/或更换顶部驱动装置，所述方法包括如下步骤：

-从顶部驱动装置的下方移除可旋转的头部夹持组件托架，

-将小车放置在顶部驱动装置下方，

-相对于框架降低所述顶部驱动装置，并且使所述顶部驱动装置搁置在所述推车上，并且将所述顶部驱动装置从框架脱离，

-借助所述推车将所述已下降并已脱离的顶部驱动装置移动到远离作业线的维修和/或存储位置。

本发明还涉及一种钻井设备，包括：

-钻塔

-钻台，所述钻台具有井中心，钻管柱沿着作业线可通过该井中心而穿入井眼，

-至少一个竖直滑车轨道，

-滑车，所述滑车沿着至少一个竖直滑车轨道被引导，

-主起吊装置，其适配成沿着所述至少一个竖直滑车轨道提升或下降所述滑车，例如所述主起吊装置包括一个或多个绞盘驱动缆索，所述滑车从所述绞盘驱动缆索悬挂，

-顶部驱动装置，其附接至所述滑车，所述顶部驱动装置包括一个或多个顶部驱动马达，

其中所述滑车包括从所述主起吊装置悬挂的框架，

其中所述设备包括一个或多个待悬挂于顶部驱动装置下方的滑车框架的部件，

其中所述设备进一步包括一个或多个推车，所述一个或多个推车可移动到位于滑车下方的钻台上并适配成在其上容纳顶部驱动装置或所述一个或多个部件的部件，

其中所述推车中的至少一个实施为具有顶部结构的跨立结构，所述顶部结构实施为支撑所述部件中的一个或多个并且具有升起的跨立式框架，例如，当推车位于滑车下方的钻台上时，所述跨立式框架在钻台上方具有至少为2米的高度。

这例如允许将推车放置在井中心上方，并且优选地，放置在由滑动装置支持的钻柱的竖起部分上方。

附图说明

应该理解的是，本文参照本发明的一个方面讨论的特征也可以与本发明的一个或多个其它方面的特征组合，例如，通过附图及其描述所证明。

本发明还涉及如本文(例如在所附权利要求中)所述的钻井设备、组合、顶部驱动装置和/或方法等。

现在将参考附图讨论本发明。在这些附图中：

-图1示出了根据本发明的井眼钻探设备，

-图2以侧视图示出了图1的设备的滑车和顶部驱动装置，

-图3以后视图示出了图1的设备的滑车和顶部驱动装置，

-图4示出了图1的设备的可旋转头部夹具组件的示例，

-图5a-图5c进一步示出了图4的可旋转头部夹具组件，

-图6-图17以逐步的方式示出了从图1的设备的滑车中移除部件，

-图18示出了具有顶部驱动装置、托架和扳手装置的滑车的替代实施方案，

-图19以平面图示出了根据本发明的井眼钻探设备的示例，

-图20以垂直截面图示出了井介入结构框架部件，该井介入结构框架部件沿着钻塔从滑车悬挂在钻台中的井中心的上方，

-图21示出了图20的井介入结构框架部件，

-图22示出了较低高度的推车以及一个升起的跨立式框架推车，该升起的跨立式框架推车放置在由在井中心并位于钻台上方的滑动装置所保持的管件的一个竖起端上。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的具有滑车、顶部驱动装置以及可旋转头部夹具和托架的井眼钻探设备。设想的是所描绘的设备是用于执行海上钻探和/或其它井眼相关活动(例如，井坑介入)的海上钻井船的一部分。应该理解，当需要时，本发明也适用于陆基钻井设备。

该设备包括钻塔1，该钻塔1在此实施为具有封闭轮廓的钢结构的井架，在该井架本身外部设有至少一个作业线5。例如，如本领域中已知的那样，井架布置在钻井船的船井附近，或者所述井架布置在具有两条作业线的较大船井的上方，所述两条作业线沿着该井架1的相对的外表面。

在替代设计中，钻塔实施为塔架，其中作业线设置在塔架结构内，例如，所述塔架具有位于船井上方的格子结构。

图1示出了具有井中心3的钻台2，其中例如滑动装置8a，b(这里是两个能够在相关联的轨道上行进和驶出作业线的装置)布置在所述位置处，钻管柱4可沿着作业线5通过该井中心3。

井架1位于设有两个平行的竖直滑车轨道6、7的钻台2的一侧处。滑车10沿着滑车轨道6、7被引导。

顶部驱动装置30附接到滑车10。

顶部驱动装置30在该示例中包括四个电动顶部驱动马达31、32、33、34，其通过齿轮箱或变速箱壳体35共同驱动旋转杆或套筒36。如本领域中已知的，套筒36例如通过螺纹连接，例如经由保护从属部件而可连接到与作业线对准的钻管的顶端。由此，顶部驱动装置30能够将旋转运动和驱动扭矩赋予钻管柱。

提供主起吊装置50，其适配成用顶部驱动装置沿着竖直滑车轨道6、7来上下移动滑车。

例如，滑车和起吊装置50的框架具有足够的强度和能力来处理作业线中的1000吨或更多的负载。

左侧运动臂轨道60和右侧运动臂轨道61存在于滑车10的竖直行进路径的相对的横向两侧上，其中顶部驱动装置30沿着所述竖直滑车轨道6、7。

在每个所述运动臂轨道60、61上布置有至少一个(这里优选三个)运动臂组件70、71、72、80、81、82。每个组件(优选独立于位于同一轨道60、61上的任何其它组件而受到控制)通过各自的运动臂组件竖直驱动器沿各自的轨道竖直可移动。

如图所示，存在两个管件存储架110、120，每一个沿着井架10的各自的一侧。这些架110、120中的每一个适配成在其中竖直定向地存储多节管件，这里是三节管件9(约36米)。

示出了每个竖直轨道60、61上的运动臂组件71、72、81、82中的两个配备有管状夹钳。轨道60、62的高度至少使得上部组件72、82能够布置成在适当的高度位置处抓持存储架110、120中的管件。

具有夹钳的运动臂组件可以一致地操作以作为管状排管器装置的一部分，从而允许在作业线5与各自的存储架110、120之间传送钻管架，例如钻杆或套管或其它钻探管件。

从图1-图3中可以看出，滑车10具有刚性框架结构，该框架结构具有上部和下部滑车梁11、12，每个滑车梁在其每个端部具有与井架1上的各自的滑车轨道6、7接合的辊子。这里，这些梁11、12在俯视图中具有大致为V形的形状。这些梁11、12在此支撑单个竖直的后部框架构件13，该后部框架构件13实施为类似滑车10的脊骨部并且跨越梁11、12之间的高度。

该后部框架构件13设置有一个或多个(这里为一对平行的)竖直引导轨道13a、b。顶部驱动装置30设置有具有辊子30b或与所述轨道13a，b配合的其它引导构件的底盘30a。

该后部框架构件13可以实施为箱形梁。

向前悬臂式框架构件14从所述后部框架构件13的顶端远离井架1延伸。在其前端处，该框架构件14通常在包含作业线5的横向假想平面中承载横向水平顶部框架构件16。

顶部框架构件16设置有连接器，这里是孔，用于以并排布置方式将一系列的缆索滑轮51连接到其上。作为天车的井架1还设置有缆索滑轮52，使得滑车10通过一个或多个绞盘驱动的缆索以多重布置的方式悬挂。

滑车框架还包括第一框架或连杆构件和第二框架或连杆构件17、18，它们从横向水平顶部框架构件悬挂在包含了作业线的横向平面中。如所描绘的那样，这些构件17、18直接且可枢转地连接到框架构件16，此处围绕垂直于所述横向平面的轴线枢转。优选的，每个构件17、18具有上部孔眼，如这里所述上部孔利用销贯穿两个间隔开的耳片，其中所述销穿过所述孔眼并且穿过框架构件16中的孔被固定。

滑车的框架还包括可旋转的头部夹具组件托架19，所述可旋转的头部夹具组件托架19优选可拆卸地连接到所述第一和第二构件17、18的下端。

如所讨论的那样，当底盘30a的辊子30b沿着所述轨道13a、b行进时，竖直引导轨道13a、b引导顶部驱动装置30。

在该实施方案中，优选的，相同的引导轨道13a、b也引导托架19，这里是引导其引导部分19a。而且，优选的，相同的引导轨道13a、b引导扳手和/或夹紧装置190，这将在下文进行讨论。

除了引导所述部件之外，这里优选一个或多个引导轨道13a、b还用于吸收由设备在各个部件上的操作引起的任何反作用转矩，并且将所述转矩传递到滑车10的框架。

在顶部驱动装置30和滑车框架之间存在一个或多个竖直位移致动器40，使得顶部驱动装置30可通过所述一个或多个竖直位移致动器相对于框架竖直移动，这里所述一个或多个竖直位移致动器适配成对在一方面套筒或旋转杆与另一方面从可旋转头部夹具组件悬挂的管件的工具接头或箱体构件之间的螺纹连接进行组装或拆开的过程中执行顶部驱动装置受控的降低和提升。

滑车设置有辅助起吊装置130，该辅助起吊装置130适配成相对于框架至少竖直移动顶部驱动装置30，这里也移动装置190。如图3所示，描绘了装置130包括具有钩子的链式起吊装置，所述钩子可以联接到顶部驱动底盘30a或装置190。

附图标记190表示扳手和/或夹紧装置，其允许在执行螺纹连接的组装或拆开时保持由组件160支持的工具接头或箱体构件。

所述托架19支撑可旋转的头部夹具组件140(这里与头部夹具组件140整体结合)，该组件的一个例子在图4、图5a-图5c中示出。例如，可旋转的头部夹具组件140设计成处理至少1000吨的作业线负载。

参考图4、图5a-图5c，将讨论可旋转的头部夹具140的实施方案。

头部夹具140在此包括：

·中心开口的旋转本体141，其限定了与作业线A对齐的竖直通道141a以允许钻柱的管(例如一个安装至钻柱顶端的专用从属部件)通过；

·支撑旋转本体141的止推轴承143，其允许旋转本体在悬挂在井眼中的钻管柱的满负载下旋转；

·由旋转本体141支撑的多个可移动保持器142，以提供可旋转的头部夹具的操作模式和非操作模式。

在所示的实施方案中，可旋转的头部夹具包括支撑止推轴承143的壳体149，该壳体由托架19支撑。可替代地，托架19经由止推轴承143直接支撑头部夹具140。无论是哪种方式，托架19都吸收悬挂的钻柱的负载。

在此，旋转本体实施为圆筒141b，所述圆筒141b具有支撑可移动保持器142的带凸缘的顶端141a。止推轴承143支撑旋转本体的带凸缘的顶端41a。

此外，在所示的实施方案中，在旋转本体141的底端处设置附加的径向负载轴承144。轴承连接件149a是可选地与壳体149整体结合的静态框架部件，其将位于中心开口的旋转本体上侧处的止推轴承143与位于其底端处的轴承144连接。

在所示的实施方案中，托架19还在头部夹具140下方支撑扶正器152以使钻柱处于中心。这种扶正器在本领域中是已知的。

保持器142可在非操作位置与操作位置之间移动。在非操作位置(未示出)，保持器142允许钻柱的管(例如安装到钻柱的专用从属部件)通过管道141a。在如图4所示的操作位置，保持器142接合在管(例如专用从属部件)的工具接头或箱体部分15b的肩部15c的下方，所述管延伸通过通道141a以便从所述钻柱悬挂。

在所示的实施方案中，可移动保持器142每个都具有接合在管上的钳口142a，其优选为可更换的钳口，例如能够匹配管类型的直径和/或形状。

在图5a-图5c中，以俯视图，立体俯视图和侧视图示出了头部夹具的可能实施方案。该头部夹具分别设有两组且每组三个可移动保持器142和142’。每组适用于保持不同类型的管。因为可以使一组处于非操作位置而另一组处于操作位置，因此这是有利的。

图4和图5的可移动保持器142、142’实施为包括臂和支点的杆部件，该支点142c固定到旋转本体，此处是凸缘141a。臂的一端142a适配成(在操作位置时)接合在管上。这里，臂的该端142a设置有夹持夹爪142d。在非操作位置时已经清空了与管通道对齐的区域以允许钻柱的管通过。臂的另一端142b可由致动器146操作，以使臂的相对端在操作位置与非操作位置之间移动。这里，致动器146实施为接合在臂端142b上的液压操作的指状件。

在图6中描绘了图1的设备的一部分。

钻台用2表示。在钻台中嵌入设置有两个滑动装置8a、b，它们可以选择性地与作业线延伸通过的井中心3对齐。

沿着滑动装置的相对的侧部，在钻台上设有一对地板轨道2a、2b，推车150可以在地板轨道2a、2b上移动到井中心3上方的位置上。

可以看出，在本发明中，推车150以及可能还有其它将被放置在井中心上方的推车具有跨立结构，该跨立结构具有顶部结构151，顶部结构151实施为支撑一个或多个所提到的部件，这里为，具有可旋转的头部夹具140的托架19，并且该跨立结构具有升起的跨立式框架(例如，其在钻台2上方具有至少2米的高度)。

在图22中示意性地描绘了具有升起的跨立式框架的推车150，其具有利用头部夹具组件140支撑部件19的顶部结构。示出了滑动装置8a支撑钻管15，使得其所谓的竖起的端部15a在钻台上方延伸，例如，延伸超过至少1米的高度。推车150足够高从而安置在井中心上方，并位于该竖起部分上方。

在图22的左侧示出了推车180的较低的版本，其可以例如用于运输较高的部件，比如将参考图20、21更详细描述的井介入结构框架部件400。

图6描绘了滑车10已经降低以使得具有头部夹具140的托架19被搁置在推车150上。

图7描绘了第一连杆构件和第二连杆构件17、18从搁置在推车150上的托架19释放。这里，当连杆构件17、18向外枢转以从连杆构件17、18的各自的下部孔眼或孔脱离托架19的钩子部分19b、c时，这将容易地完成。

在图7中，优选的，可以看出托架19具有引导部分19c，该引导部分19c与滑车框架上的引导轨道13a、b接合，例如，以吸收任何反作用转矩和/或保持头部夹具140与作业线5对齐。

在图8中，描绘了滑车10被起吊，使得托架引导部分19a从滑车框架的引导轨道13a、b滑动。

图9描绘了托架19和头部夹具140搁置在其上的推车150移动远离井中心3。

此时扳手和/或夹紧装置190必须被移除，这是因为它独立地安装在顶部驱动单元30下方的框架上。

图10描绘了推车160被带到井中心3上方的位置上。

在图11中可以看出，滑车框架10被降低，使得其轨道13a、b正好在推车160的上方或在推车160的水平处终结。

在从扳手和/或夹紧装置190断开任何缆索和/或软管之后，借助于辅助起吊装置130使该装置190沿着框架构件13下降，直到它搁置在推车160上。

图12描绘了滑车10被提升以便使扳手和/或夹紧装置与滑车的轨道脱开。

在图13中，描绘了其上具有扳手和/或夹紧装置190的推车160移动远离井中心3。

在图14中，描绘了推车170已经移动到井中心3上方，位于仍在滑车10的框架中的顶部驱动装置的下方。

还描述了在使顶部驱动装置30落在推车170上之前，目前已经移除了在套筒36上存在的任何IBOP、保护器从属部件等。

滑车10已经降低，使得它的竖直引导轨道13a，b正好在推车170的上方或推车170的水平处终结。

在已经从顶部驱动装置30断开电缆、(泥)软管等并且断开致动器之后，采用辅助起吊装置130使顶部驱动装置30沿着框架构件13下降并将所述顶部驱动装置30降落在推车170上，如图15所示。

图16描绘了一旦顶部驱动装置30已经搁置在推车170上，则滑车10被吊起以使顶部驱动装置引导构件与滑车10的框架上的竖直引导轨道13a、b脱离。

现在，如图17所示，其上具有顶部驱动装置30的推车170可以移动远离作业线5，例如，到达远处的维护位置，例如，到达船上的车间。

可以理解，备用或维修过的顶部驱动装置或另一顶部驱动装置可以以相反的方式安装在滑车中。

图18描绘了替代的滑车310。

滑车310设置有支撑顶部驱动装置30的刚性框架350。

通常在所示的优选实施方案中，框架350在通过作业线5并垂直于井架的邻近侧的中心竖直平面内和/或在通过轨道60、61的平面中形成刚性环形件。

框架350具有顶部框架构件351，该顶部框架构件351由起吊装置50的一个或多个绞盘驱动缆索悬挂。这里，优选地，顶部框架构件351以并排布置承载多个行进滑轮51，滑轮51具有共同的水平旋转轴线。一根或多根起吊缆索在这些行进滑轮51与天车的滑轮之间延伸，一根或多根缆索从该天车经过并到达一个或多个绞盘(未示出)。优选的，提供了升沉补偿机构，其作用在一根或多根缆索上以对滑车10和附接的顶部驱动装置30进行升沉补偿。

该框架包括可释放的托架352，该托架在顶部框架构件351的下方间隔开，该托架通过前框架构件353和后部框架构件354连接到顶部框架构件351。

如示意性地示出的那样，托架352可以设置为从构件353、354的下端释放，以便将该托架和可旋转的头部夹具140从顶部驱动装置30的下方移动离开。

在此，所述托架352垂直于顶部框架构件上的多个滑轮51的旋转轴线延伸。该实施方案例如有利地与顶部驱动装置相结合，其中两个竖直轴电动顶部驱动马达331布置在齿轮箱或变速箱壳体333下方，例如如图所示的左侧电机和右侧电机。

壳体333例如通过其上的引导轨道沿着框架构件353、354被引导，例如也吸收驱动马达331的反作用转矩。

这里，这些马达331、332在垂直投影中位于下框架构件352的相对的侧部。

顶部驱动装置30安装在框架350内，以便通过一个或多个竖直位移致动器相对于框架竖直可移动，所述一个或多个竖直位移致动器例如适配成在对位于一方面套筒334或旋转杆与另一方面从可旋转的头部夹具组件140悬挂的管件的工具接头或箱体构件之间的螺纹连接组装或拆开的过程中执行顶部驱动装置的受控的降低和提升。

滑车和起吊装置50的框架优选地具有足够的强度和能力以在适当时处理海底立管柱的重量。例如，立管升降工具可以附接到竖直框架构件18、19；353、354，例如在移除托架19、352之后，接着附接到所述竖直框架构件上。

总体上可以理解的是，在移除托架19、352的情况下，其它部件可能会从滑车框架的第一竖直框架构件和第二竖直框架构件悬挂下来。

还可以理解的是，如果需要的话，可以将普通升降机装置附接到托架19、352，例如，用于处理由猫道机器供应的管件。

图19以平面图示出了具有滑车轨道6、7的钻塔1。滑车被排除在该附图之外。另外可以看到钻台2和钻机舱22。

在塔1附近，这里在塔1的相对的侧部处，存在用于存储管架的一个或多个存储装置110、120。这里(如图1所示)，存储装置110、120如本领域已知的那样实施为存储转盘。

图19还描绘了排管器装置71、72、81、82，其实施为在管状储存装置110、120与作业线5之间移动管架。这些排管器装置可以包括多个运动臂组件，例如对于每个存储装置110、120包括彼此叠置的一组两个的运动臂组件，其中每个运动臂组件包括承载夹持器的伸缩运动臂，其中所述运动臂组件可在安装在塔1上的各自的竖直轨道上移动。该布置是在本领域中是已知的。

图19示出了轨道2a、2b形成第一推车轨道部分，该第一推车轨道部分包括沿着钻台的井中心经过的一对平行的推车轨道2a、2b。示出了具有平行的轨道2c、2d的第二推车轨道部分与所述第一推车轨道部分正交，例如，用以沿着井架1延伸。例如，所述第一推车轨道部分横向于单体钻井船的船体延伸，并且第二推车轨道部分沿着船体的一侧延伸。

还描绘了另一部分的推车轨道2e，2f。通过设置正交的推车轨道部分的网格，推车可被运输到远离钻台2的不同位置，例如，运输到不同部件的存储和/或维护位置。

图20示意性地描绘了高而重的井介入结构框架部件400。如图21中最佳可见的，该部件400适配成从滑车10悬挂，特别是从其第一竖直框架构件和第二竖直框架构件17、18悬挂。在该示例中，部件400在其顶端具有两个钩子401、402，所述钩子401、402将被装配到各个构件17、18的孔眼中。

为了清楚起见，图20仅示出了滑车10的一部分。

井介入部件400具有多层结构框架，该多层结构框架设置有连续装管注入器410，试井车420，并且在结构框架的较低的水平处具有相关联的压力控制装置430、440。例如，注入器410和试井车420可在与作业线5对齐的位置与结构框架内的远处非操作位置之间平移。类似地，装置430、440可以实施为可在非操作位置和与作业线5对齐的位置之间平移或以其它方式移动。

图21描绘了高的作业线部件(例如具有与部件400一样的多层结构框架)可以借助推车(特别是在钻台上的轨道2a、b上的滑动推车180)而被运输到滑车10下方的位置。然后，滑车的框架构件17、18可以连接到部件400以及从推车180提升的部件，从推车180提升的部件随后移动到远处位置。

例如，通过井介入部件，可以设想主起吊装置在升沉补偿模式下操作，使得部件(例如与连续装管注入器一起沿着塔上下移动以抵消海上钻井船的由海洋状态引起的运动(塔1布置在该海上钻井船上)。

Claims (32)

1.一种井眼钻探设备，其用于钻探井眼或其它井眼相关活动，所述设备包括：

-钻塔(1)，

-具有井中心(3)的钻台(2)，钻管柱(4)能够通过所述井中心(3)沿着作业线(5)进入井眼，

-至少一个竖直滑车轨道(6、7)，

-滑车(10；310)，所述滑车沿着所述至少一个竖直滑车轨道被引导，

-主起吊装置(50)，其适配成沿着所述至少一个竖直滑车轨道相对于钻塔提升或下降所述滑车，例如所述主起吊装置包括一个或多个绞盘驱动缆索，所述滑车从所述绞盘驱动缆索悬挂，

-附接到所述滑车的顶部驱动装置(30)，所述顶部驱动装置包括一个或多个顶部驱动马达(31、32、33、34；331、332)，以便当钻管柱连接到所述顶部驱动装置时将旋转运动赋予钻管柱(4)，

其中所述滑车包括框架，所述框架具有：

-从所述主起吊装置(50)悬挂的顶部框架构件(16；351)，例如，从所述主起吊装置的所述一个或多个绞盘驱动缆索悬挂，

-第一竖直框架构件(17；353)和第二竖直框架构件(18；354)，每个竖直框架构件的上端连接到所述顶部框架构件(16；351)，从所述顶部框架构件悬吊的所述第一竖直框架构件和第二竖直框架构件彼此间隔开并且适配成支撑沿所述作业线穿入井眼的钻管柱的负载，

其中所述第一竖直框架构件和第二竖直框架构件中的每一个包括下连接器构件，例如孔眼，所述下连接器构件适配成待连接或连接到适配成从第一竖直框架构件和第二竖直框架构件悬挂的部件，

其中所述顶部驱动装置独立于所述第一竖直框架构件和第二竖直框架构件而附接到所述滑车的框架，

其中所述设备进一步包括一个或多个部件，每一个部件适配成与滑车的所述第一竖直框架构件和第二竖直框架构件能够释放地连接或从滑车的所述第一竖直框架构件和第二竖直框架构件悬挂，所述一个或多个部件至少包括：

-止推轴承部件，其设置有适配成支撑钻管柱的负载的止推轴承，从而使得所述负载通过所述止推轴承部件而传递到所述第一竖直框架构件和第二竖直框架构件，并因此传递到从所述主起吊装置悬挂的所述顶部框架构件，

其中所述设备进一步包括一个或多个推车，每个推车适配成运输待悬挂于第一竖直框架构件和第二竖直框架构件的部件，其中每个推车适配成放置在位于滑车下方的钻台上，例如，在井中心上方，

从而使得所述设备能够操作用以允许通过包括以下步骤的程序而将从所述第一竖直框架构件和第二竖直框架构件悬挂的部件移除：

-将推车放置在位于滑车下方的钻台上，

-通过主起吊装置降低滑车并将部件搁置在推车上，

-从第一竖直框架构件和第二竖直框架构件的下连接器构件释放部件，

-将带有已释放部件的推车移动到远处位置，

并且使得所述设备能够操作以允许通过包括以下步骤的程序来安装将要悬挂于滑车的所述第一竖直框架构件和第二竖直框架构件的部件：

-将携带部件的推车从远处位置移动到滑车下方的钻台上的位置，

-将所述部件与第一竖直框架构件和第二竖直框架构件的下连接器构件联接，

-例如通过使滑车提升而从推车提升所述部件，

-将空的推车移动到远处位置。

2.根据权利要求1所述的井眼钻探设备，其中所述一个或多个部件还包括以下中的一个或多个：

-套管运行工具，

-套管驱动工具，

-立管提升工具，其适配成用于将立管部分竖起以被添加到立管柱中和/或用于在海底井眼相关作业中提升和下降立管柱，

-连续装管注入器，例如设有连续装管注入器的框架。

3.根据权利要求1或2所述的井眼钻探设备，其中所述止推轴承部件包括：

-能够旋转的头部夹具组件托架(19；352)，其能够连接到所述第一竖直框架构件和第二竖直框架构件的所述下连接器，

-能够旋转的头部夹具组件(140)，其由所述能够旋转的头部夹具组件托架支撑，例如与所述能够旋转的头部夹具组件托架整体结合，该能够旋转的头部夹具组件设置有中心开口的旋转本体(141)，所述旋转本体(141)具有贯穿的竖直通道，所述竖直通道例如允许使在所述作业线(5)中将头部夹具组件(140)从钻管(8)的顶端上方下降，

其中能够旋转的头部夹具组件设置有保持器组件，例如，工具接头保持器组件，其实施为轴向地保持钻管的顶端，例如，在所述钻管(8)的顶部处的工具接头或箱体构件，同时管的顶端保持能够接近顶部驱动装置的套筒(36)或旋转杆，

其中所述能够旋转的头部夹具组件(140)设置有止推轴承(143)，所述止推轴承(143)适配成在钻井过程期间，当顶部驱动装置的套筒(36)或旋转杆例如通过螺纹连接而连接到钻柱的顶端时，支撑钻管柱(4)的负载。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的井眼钻探设备，其中所述滑车的框架和所述顶部驱动装置设置有配合的竖直引导构件(13a，b)，使得所述顶部驱动装置能够相对于所述框架竖直移动并且被引导，

其中所述顶部驱动装置(30)具有操作位置，其位于由第一竖直框架构件和第二竖直框架构件的下部连接器构件保持的部件上方，

其中所述竖直引导构件实施为，通过包括如下步骤的程序，而使得允许顶部驱动装置的移除，例如，考虑到顶部驱动装置的仅移除，维修和/或更换：

-将推车放置在位于滑车下方的钻台上，

-借助主起吊装置降低滑车并将部件搁置在推车上，

-从第一竖直框架构件和第二竖直框架构件的下连接器构件释放所述部件，

-将上面搁置有已释放的部件的推车移动到远处位置，

-将推车放置在位于滑车下方的钻台上，

-相对于所述滑车(10；310)的所述框架降低所述顶部驱动装置(30)，直到所述配合的竖直引导构件脱离并且使所述顶部驱动装置搁置在所述推车上，

-将上面搁置有所述下降并脱离的顶部驱动装置(30)的推车移动到远处位置，例如，移动到远处维修和/或存储位置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的井眼钻探设备，其中，所述顶部驱动装置能够相对于所述滑车的框架竖直位移，例如，通过配合的引导构件而被引导，并且其中所述滑车设置有辅助起吊装置(130)，所述辅助起吊装置(130)适配成使至少所述顶部驱动装置(30)相对于所述框架竖直移动，例如，所述辅助起吊装置适配成在移除顶部驱动装置的过程中将顶部驱动装置降低到放置在位于滑车下方的钻台上的推车上，并且在将顶部驱动装置安装在滑车中的过程中将顶部驱动装置从放置在位于滑车下方的钻台上的推车上提升。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的井眼钻探设备，其中，所述第一竖直框架构件和第二竖直框架构件各自实施为枢转连杆构件，所述枢转连杆构件的上端枢转地连接到所述顶部框架构件，使得所述枢转连杆构件在包含作业线的共同的横向平面内枢转，例如，每个连杆构件具有作为下连接器构件的孔眼，并且一个或多个所述部件具有钩子，每个钩子均能够与连杆构件的相应的孔眼接合，例如，通过使连杆构件处于不同的角度位置，从而允许部件在各个钩子之间具有不同的宽度。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的井眼钻探设备，其中所述滑车的框架具有一个或多个竖直引导轨道，其中所述顶部驱动装置具有配合的引导构件，例如，与所述一个或多个竖直引导轨道配合的辊子，并且其中所述部件中的一个或多个包括与相同的所述一个或多个竖直引导轨道配合的引导部分，例如，所述一个或多个竖直引导轨道还实施为吸收所述顶部驱动装置和/或所述一个或多个配备有所述引导部分的部件的反作用转矩。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的井眼钻探设备，其中，所述设备包括一对平行的竖直滑车轨道(6、7)，并且其中所述滑车包括具有上部滑车梁和下部滑车梁(11、12)的刚性框架结构，所述上部滑车梁和下部滑车梁(11、12)彼此竖直隔开，并且所述上部滑车梁和下部滑车梁中的每个都在端部配备有与各自的滑车轨道接合的辊子，其中上部滑车梁和下部滑车梁通过一个或多个后部框架构件，例如单个后部框架构件(13)，而刚性地相互连接，其中所述刚性框架结构还包括从所述一个或多个后部框架构件的顶端向前延伸的向前悬臂式框架构件(14)，并且其中所述向前悬臂式框架构件(14)在包含作业线的横向平面内承载横向水平顶部框架构件(16)，并且其中所述第一竖直框架构件和第二竖直框架构件在其各自的上端处连接到所述顶部框架构件(16)，优选在所述横向平面中，所述第一竖直框架构件和第二竖直框架构件从所述顶部框架构件悬吊并且彼此分隔开，并且适配成支撑沿着所述作业线穿入井眼的钻管柱的负载。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的井眼钻探设备，其中，所述顶部框架构件(16)设有用于以并排布置方式连接至一系列缆索滑轮(51)的连接器，在此为孔，并且其中所述钻塔(1)设置有具有缆索滑轮(52)的天车，使得滑车(10)通过一个或多个绞盘驱动缆索以多重布置的方式悬挂。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的井眼钻探设备，其中，所述滑车进一步设置有扳手和/或夹紧装置(190)，所述扳手和/或夹紧装置(190)安装在滑车的独立于所述顶部驱动装置以及独立于由第一竖直框架构件和第二竖直框架构件支持的部件的框架上，安装的位置位于顶部驱动装置下方且在所述部件上方，优选地，其中，所述滑车的框架具有一个或多个竖直引导轨道，其中顶部驱动装置具有配合的引导构件，例如与所述一个或多个竖直引导轨道配合的辊子，并且其中所述扳手和/或夹紧装置(190)在相同的所述一个或多个竖直引导轨道上被竖直地引导，例如允许移除顶部驱动装置的程序包括以下步骤：

-将推车放置在位于滑车下方的钻台上，

-借助主起吊装置降低滑车并将部件搁置在推车上，

-从第一竖直框架构件和第二竖直框架构件的下连接器构件释放部件，

-将上面搁置有已释放的部件的推车移动到远处位置，

-将推车放置在位于滑车下方的钻台上，

-相对于所述滑车(10；310)的所述框架降低所述扳手和/或夹紧装置(190)，直到所述扳手和/或夹紧装置(190)与所述一个或多个竖直引导轨道脱离并且使所述扳手和/或夹紧装置(190)搁置在所述推车上，

-将上面搁置有所述已下降并已脱离的扳手和/或夹紧装置(190)的推车移动到远处位置，例如，移动到远处维修和/或存储位置，

-将推车放置在位于滑车下方的钻台上，

-相对于所述滑车(10；310)的所述框架降低所述顶部驱动装置(30)，直到所述顶部驱动装置(30)与所述一个或多个竖直引导轨道脱离并且使所述顶部驱动装置搁置在所述推车上，

-将上面搁置有所述已下降并已脱离的顶部驱动装置(30)的推车移动到远处位置，例如，移动到远处维修和/或存储位置。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的井眼钻探设备，其中，所述推车中的至少一个实施为具有顶部结构的跨立式结构，所述顶部结构实施为支撑所述部件中的一个或多个并且具有升起的跨立式框架，例如当推车放置在位于滑车下方的钻台上时，所述跨立式框架的在钻台上方的高度至少为2米，例如，允许将推车放置在井中心上方，并且优选地，放置在由滑动装置保持的钻柱的竖起部分上方。

12.用于执行与井眼相关作业的方法，其中使用根据权利要求1-11中任一项所述的井眼钻探设备。

13.用于操作根据权利要求1至11中任一项所述的井眼钻探设备的方法，其中，为了移除从所述第一竖直框架构件和第二竖直框架构件悬挂的部件，执行包括以下步骤的程序：

-将推车放置在位于滑车下方的钻台上，

-通过主起吊装置降低滑车并将部件搁置在推车上，

-从第一竖直框架构件和第二竖直框架构件的下连接器构件释放部件，

-将带有已释放的部件的推车移动到远处位置。

14.用于操作根据权利要求1至11中任一项所述的井眼钻探设备的方法，其中，为了安装待悬挂于滑车的所述第一竖直框架构件和第二竖直框架构件的部件，执行包括以下步骤的程序：

-将携带部件的推车从远处位置移动到位于滑车下方的钻台上的位置，

-将所述部件与第一竖直框架构件和第二竖直框架构件的下连接器构件联接，

-从推车例如通过提升所述滑车来提升所述部件，

-将空的推车移动到远处位置。

15.用于钻井的方法，其中使用至少根据权利要求3所述的井眼钻探设备，其中，在钻井过程期间，所述钻管柱从止推轴承部件悬挂，例如，从所述止推轴承部件的能够旋转的头部夹具组件(140)悬挂，从而使得钻管柱(4)的负载经由止推轴承部件的止推轴承传递到第一竖直框架构件和第二竖直框架构件，并且由此传递到从所述主起吊装置悬挂的所述顶部框架构件，并且其中顶部驱动装置的旋转输出构件，例如套筒(36)或旋转杆，例如，通过螺纹连接而连接到悬挂的钻管柱的顶端，用以将旋转运动赋予所述柱。

16.用于在井眼中执行连续装管过程的方法，其中使用根据权利要求1至11中任一项所述的井眼钻探设备，其中连续装管注入器，例如设置有连续装管注入器的框架，连接到滑车的第一竖直框架构件和第二竖直框架构件。

17.用于移除井眼钻探设备中的顶部驱动装置的方法，例如用于维修和/或更换顶部驱动装置，其中所述井眼钻探设备包括：

-钻塔(1)，

-具有井中心(3)的钻台(2)，钻管柱(4)能够穿过所述井中心(3)而沿着作业线(5)进入井眼，

-至少一个竖直滑车轨道(6、7)，

-滑车(10；310)，所述滑车沿着所述至少一个竖直滑车轨道被引导，

-主起吊装置(50)，其适配成沿着所述至少一个竖直滑车轨道提升或下降所述滑车，例如所述主起吊装置包括一个或多个绞盘驱动缆索，所述滑车从所述绞盘驱动缆索悬挂，

-顶部驱动装置(30)，其附接至所述滑车，所述顶部驱动装置包括：

-一个或多个顶部驱动马达(31、32、33、34；331、332)，

-旋转输出构件，例如旋转杆或套筒(36)，所述旋转输出构件位于所述作业线中并且由所述一个或多个顶部驱动马达驱动，以便在钻管柱连接到所述顶部驱动装置时将旋转运动赋予钻管柱(4)，

其中所述滑车包括框架，所述框架具有：

-从所述主起吊装置(50)悬挂的顶部框架构件(16；351)，例如，从所述主起吊装置的所述一个或多个绞盘驱动缆索悬挂，

-第一竖直框架构件(17；353)和第二竖直框架构件(18；354)，每个竖直框架构件的上端连接到所述顶部框架构件(16；351)，从所述顶部框架构件悬吊的所述第一竖直框架构件和第二竖直框架构件彼此间隔开，并且适配成支撑沿所述作业线穿入井眼的钻管柱的负载，

-止推轴承部件，其能够释放地连接到所述滑车的所述第一竖直框架构件和第二竖直框架构件并从所述第一竖直框架构件和第二竖直框架构件悬挂，所述止推轴承部件设置有适配成支撑钻管柱的负载的止推轴承，从而使得负载通过所述止推轴承部件而被传递到所述第一竖直框架构件和第二竖直框架构件并且由此传递到悬挂于所述主起吊装置的所述顶部框架构件，

其中所述滑车的框架和所述顶部驱动装置设置有配合的竖直引导构件(13a、b)，使得所述顶部驱动装置能够相对于所述框架竖直位移且被引导，

其中所述顶部驱动装置(30)具有在所述止推轴承部件上方的操作位置，

其中，为了移除所述顶部驱动装置，例如，考虑到顶部驱动装置的维修和/或更换，所述方法包括：

-从第一框架构件和第二框架构件(17；18、353、354)释放止推轴承部件(19；352)，

-移除所述止推轴承部件，

-相对于所述滑车(10；310)的所述框架下降所述顶部驱动装置(30)直到所述配合的竖直引导构件脱离，

-移开所述已下降并已脱离的顶部驱动装置(30)，例如，移动到远离作业线的维修和/或存储位置。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述方法包括使用推车(150)，

其中所述方法进一步包括如下步骤：

-将推车(150)放置在滑车(10)下方，

-通过主起吊装置(50)降低滑车并将止推轴承部件(19；352)搁置在所述推车上，

-从第一框架构件和第二框架构件释放止推轴承部件，

-将带有已释放的止推轴承部件的推车(150)移开。

19.根据权利要求17或18所述的方法，其中，所述滑车设置有适配成使至少顶部驱动装置(30)相对于框架竖直移动的辅助起吊装置(130)，并且其中所述方法包括如下步骤：

-在移除所述止推轴承部件之后，借助所述辅助起吊装置(130)相对于所述框架下降所述顶部驱动装置(30)，例如下降到所述配合的引导构件仍然接合的最低位置。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述方法包括借助所述辅助起吊装置将所述顶部驱动装置(30)相对于所述框架降低到最低位置，在所述最低位置处所述配合的引导构件(13a，b)仍然接合，并且

-借助所述主起吊装置来起吊所述滑车(10)，使得所述顶部驱动装置与所述滑车脱离。

21.根据权利要求17-20中任一项所述的方法，其中使用推车(170)，其中所述方法包括如下步骤：

-在移除止推轴承部件(19；352)之后，将所述推车(160)放置在顶部驱动装置(30)的下方，

-使所述顶部驱动装置(30)相对于所述框架下降，使得所述顶部驱动装置搁置在所述推车(170)上，并且所述配合的引导构件(13a，b)仍然接合，

-借助所述主起吊装置(50)起吊滑车，使得顶部驱动装置(30)与所述滑车脱离，

-将具有顶部驱动装置的推车(170)移动到远离作业线的维修和/或存储位置。

22.根据权利要求17至21中任一项所述的方法，其中所述滑车进一步设置有扳手和/或夹紧装置(190)，所述扳手和/或夹紧装置(190)在头部夹具组件托架(19；352)的上方且在所述顶部驱动装置(30)的下方独立安装在所述滑车的框架上，所述扳手和/或夹紧装置适配成在执行螺纹连接的组装或拆开时保持由头部夹具组件支持的工具接头或箱体构件，并且其中所述方法包括如下步骤：

-在移除旋转的头部夹具组件托架之后，移除扳手和/或夹紧装置(190)以便为顶部驱动装置清空下降路径。

23.根据权利要求17至22中任一项所述的方法，其中，推车(150、160、170)被支撑在一个或多个钻台轨道(2a，b)上，例如一对沿着钻台的井中心在相对的侧部延伸的钻台轨道，从而使得推车能够放置在钻台的井中心(3)上方，并且其中所述钻台在所述井中心处设置有滑动装置(8a，b)，并且其中所述方法包括如下步骤：

-借助所述滑动装置(8a)保持悬挂在与所述作业线相关联的井眼中的钻管柱，其中所述钻管柱的竖起部分(4)在所述钻台上方延伸，

-将所述推车放置在所述井中心处，并且放置在所述钻管柱的所述竖起部分上方，从而使得所述部件或顶部驱动装置能够被搁置在所述推车上并借助所述推车移开，而所述竖起部分依然保持在原位。

24.根据权利要求17-23中任一项所述的方法，其中所述止推轴承部件包括：

-能够旋转的头部夹具组件托架(19；352)，其连接到所述第一竖直框架构件和第二竖直框架构件的下端并通过所述第一竖直框架构件和第二竖直框架构件保持在所述顶部框架构件下方的间隔处，

其中能够旋转的头部夹具组件(140)由所述能够旋转的头部夹具组件托架支撑，例如与所述能够旋转的头部夹具组件托架整体结合，所述能够旋转的头部夹具组件设置有中心开口的本体(141)，所述本体(141)具有穿过所述本体的竖直通道，所述竖直通道允许在所述作业线(5)中使所述头部夹具组件(140)从钻管(8)的顶端上方下降，

其中所述能够旋转的头部夹具组件设置有工具接头保持器组件，所述工具接头保持器组件实施为在所述钻管(8)的顶部处轴向地保持工具接头或箱体构件，同时工具接头或箱体保持能够接近所述顶部驱动装置的套筒(35)或旋转杆，

其中所述能够旋转的头部夹具组件(140)设置有止推轴承(143)，所述止推轴承(143)适配成在钻井过程期间，当顶部驱动装置的套筒(36)或旋转杆例如通过螺纹连接而连接到钻柱的顶端的工具接头或箱体构件时，支撑钻管柱(4)的负载。

25.一种井眼钻探设备，其中所述设备包括：

-钻塔，

-具有井中心(3)的钻台(2)，钻管柱(4)能够沿着作业线(5)穿过所述井中心(3)，

-至少一个竖直滑车轨道(6、7)，

-滑车(10)，所述滑车沿着至少一个竖直滑车轨道(6、7)被引导，

-主起吊装置(50)，其适配成沿着所述至少一个竖直滑车轨道提升和下降所述滑车，所述主起吊装置例如包括一个或多个绞盘驱动缆索，所述滑车从所述绞盘驱动缆索悬挂，

-顶部驱动装置(30)，其附接至所述滑车，所述顶部驱动装置包括：

-一个或多个顶部驱动马达(31、32；331、332)，

-旋转输出构件，例如旋转杆或套筒(36)，所述旋转输出构件在所述作业线中延伸并且由所述一个或多个马达驱动，以便在钻管柱连接到所述顶部驱动装置时将旋转运动赋予钻管柱，

其中所述滑车包括框架，所述框架具有：

-从所述主起吊装置的所述一个或多个绞盘驱动缆索悬挂的顶部框架构件(16、351)，

-第一竖直框架构件(17、353)和第二竖直框架构件(18；354)，每个竖直框架构件在其上端处直接连接到所述顶部框架构件，从所述顶部框架构件悬吊的所述第一竖直框架构件和第二竖直框架构件彼此间隔开，并且适配成支撑沿所述作业线穿入井眼的钻管柱的负载，

-止推轴承部件，其能够释放地连接到所述滑车的所述第一竖直框架构件和第二竖直框架构件并从所述第一竖直框架构件和第二竖直框架构件悬挂，所述止推轴承部件设置有适配成支撑钻管柱的负载的止推轴承，使得通过所述止推轴承部件负载被传递到所述第一竖直框架构件和第二竖直框架构件并且由此传递到悬挂于所述主起吊装置的所述顶部框架构件，

其中所述滑车的框架和所述顶部驱动装置设置有配合的竖直引导构件，使得所述顶部驱动装置能够相对于所述框架竖直位移且被引导，

其中所述顶部驱动装置具有位于所述止推轴承部件上方的操作位置，

其中所述止推轴承部件能够释放地连接到所述第一竖直框架构件和第二竖直框架构件，以允许移除所述止推轴承部件，考虑到下降且脱离的顶部驱动装置被移除到远离作业线的维修和/或存储位置，使得所述顶部驱动装置能够相对于所述滑车的所述框架下降，直到所述配合的竖直引导构件脱离。

26.根据权利要求25所述的井眼钻探设备，其中所述止推轴承部件包括：

-能够旋转的头部夹具组件托架(19；352)，其连接到所述第一竖直框架构件和第二竖直框架构件的下端并通过所述第一竖直框架构件和第二竖直框架构件被保持在所述顶部框架构件下方的间隔处，

其中能够旋转的头部夹具组件(140)由所述能够旋转的头部夹具组件托架支撑，例如与所述能够旋转的头部夹具组件托架整体结合，所述能够旋转的头部夹具组件设置有中心开口的本体(141)，所述本体(141)具有穿过所述本体的竖直通道，所述竖直通道允许在所述作业线(5)中使头部夹具组件(140)从钻管(8)的顶端上方下降，

其中所述能够旋转的头部夹具组件设置有工具接头保持器组件，所述工具接头保持器组件实施为在所述钻管(8)的顶部处轴向地保持工具接头或箱体构件，同时工具接头或箱体保持能够接近所述顶部驱动装置的套筒(36)或旋转杆，

其中所述能够旋转的头部夹具组件(140)设置有止推轴承(143)，所述止推轴承(143)适配成在钻井过程期间，当顶部驱动装置的套筒(36)或旋转杆例如通过螺纹连接而连接到钻柱的顶端的工具接头或箱体构件时，支撑所述钻管柱(4)的负载。

27.根据权利要求25或26中任一项所述的井眼钻探设备，其中所述设备还包括适配成放置在所述滑车下方，例如位于井中心(3)上方，的推车(150)，所述推车适配成在从第一框架构件和第二框架构件释放前，在其上搁置所述止推轴承部件，所述推车与释放的止推轴承部件能够移动到远处位置。

28.根据权利要求25至27中任一项所述的井眼钻探设备，其中，所述滑车设置有辅助起吊装置(130)，所述辅助起吊装置(130)适配成使至少所述顶部驱动装置(30)相对于框架竖直移动，从而允许在移除所述止推轴承部件之后，借助所述辅助起吊装置相对于所述框架将所述顶部驱动装置下降例如到最低位置，在所述最低位置处所述配合的引导构件仍然接合，例如接合到推车。

29.根据权利要求25至28中任一项所述的井眼钻探设备，其中，所述设备还包括推车(170)，所述推车(170)适配成放置在所述顶部驱动装置(30)下方，例如在井中心的上方，所述推车适配成将下降的顶部驱动装置搁置于其上，并且顶部驱动装置的配合的引导构件与滑车的框架仍然接合，带有顶部驱动装置的所述推车能够移动到远处的维修和/或存储位置。

30.根据权利要求25至29中任一项所述的井眼钻探设备，其中，所述钻台(2)设置有一个或多个钻台轨道，例如，一对钻台轨道(2a、b)，所述一对钻台轨道沿着钻台的井中心在相对的侧部延伸，并且其中，推车支撑在所述一个或多个钻台轨道上，使得推车能够放置在钻台的井中心上方，并且其中所述钻台在所述井中心处设置有滑动装置，并且其中所述推车实施为能够放置在井中心上方，同时所述滑动装置保持钻管柱悬挂在与所述作业线相关联的井眼中，并且所述钻管柱的竖起部分在所述钻台上方延伸。

31.一种海上钻井船，例如单体船，其设置有根据前述权利要求中的一项或多项所述的井眼钻探设备。

32.用于在与井眼相关的作业中，例如钻井过程中处理钻管柱的方法，例如在海上钻井船中，其中使用根据前述权利要求中的一项或多项所述的井眼钻探设备。