CN110325704B - 管件或杆件提升装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于沿管件或杆件的纵向轴线方向连接至所述管件或杆件的装置。所述管件或杆件用于管件串或杆件串的组装。所述装置包括接合构件，所述接合构件适于与位于所述管件或杆件的端部的接合部相接合。所述装置还包括与所述接合构件相关联的抵接构件。所述抵接构件适于抵靠所述管件或杆件的抵接部。所述装置适于使得当所述接合构件与所述接合部接合，并且所述抵接构件抵靠所述抵接部时，所述抵接构件能够沿所述管件或杆件的轴线方向对所述抵接部施加锁定力，所述锁定力将所述接合构件固定至所述接合部，使得所述管件或杆件能够被提升和移动。

Description

管件或杆件提升装置
技术领域
本发明公开的内容一般涉及用于提升杆件或管件的装置和方法。所述装置和方法在诸如油井、气井等井的检修和钻探中获得特别的，但非排他性的应用。
背景技术
设备的许多专用部件用于提升杆件、管道和套管往返井和进出井，并用于组装或拆解杆件串(rod strings)。这些设备的专用部件包括各种类型的升降机，所述升降机包括抽油杆升降机、管件升降机、杆件升降机、管道升降机、套管升降机、双门闩/中心门闩钻管升降机和侧门升降机。这些升降机用于升高和降低钻井中的杆件串，以及用于在杆件串上添加或移除杆件、管件或套管。动力钳通常用于快速旋转以及组装和拆解功能，用于将所述杆件、管道、管件、套管联接至所述杆件串，或从所述杆件串中拆除所述杆件、管道、管件、套管。通常，这些升降机配置成与所述管件或杆件的外表面接合。这些升降机可具有钳口或其他类似机构，以防止所述管件或杆件从所述升降机中脱落。
在油气井钻探、检修、完井、维护和修理作业期间，可以使用钻机、冲洗钻机(flushby rig)、修井机或其他钻机或装置来提拉所述套管、钻探管、管道和抽油杆进出钻井。目前，提拉作业通常不是可以免手工的。这意味着提拉过程要求钻机作业人员处理所述杆件、管道、管件和套管，以及组装、拆解和旋转设备，以便单独地或与上述作业中的任何作业相接合的方式将附加的杆件、管道和套管连接到所述串上。从所述杆件串上拆解和剥离所述杆件、管道、管件或套管可能导致钻机作业人员受到伤害，并且可能造成致命的伤害。
应当理解，本文对现有技术的引用并不构成承认这种技术是澳大利亚或任何其他国家的本领域普通技术人员公知常识的一部分。
发明内容
本文公开一种用于在管件或杆件的纵向轴线方向上连接至所述管件或杆件的装置，所述管件或杆件用于管件串或钻杆串的组装。所述装置包括接合构件和抵接构件，所述接合构件适于与位于所述管件或杆件端部的接合部接合，所述抵接构件与所述接合构件相关联。所述抵接构件适于抵靠所述管件或杆件的抵接部。
所述装置适于使得当所述接合构件与所述接合部接合，并且所述抵接构件抵靠所述抵接部时，所述抵接构件可以沿管件或杆件的轴线方向对所述抵接部施加锁定力，所述锁定力将所述接合构件固定至接合部，使得所述管件或杆件可以被提升和移动。
沿所述管件或杆件的轴线方向施加锁定力可以消除施加相当大的扭矩以使所述装置与管件或杆件相接合的必要性。所述锁定力可以大约等于预加载在所述接合构件和接合部之间形成接头所需的扭矩。通常，所述预加载的扭矩由管件或杆件的制造商进行详细规定。因此，所述锁定力根据管件或杆件的类型以及所需的相关预加载扭矩来确定。预加载意味着在相关串的负载施加到所述接头之前施加至形成在所述接合构件和接合部之间的接头的扭矩。因此，术语“扭矩”在本文的任何使用都意味着预加载扭矩，上下文另有明确说明除外。
轴线方向表示沿管件或杆件的纵向方向从所述管件或杆件的一个端面(即顶部)延伸到另一个端面(即底部)的轴线。例如，在管件或杆件具有延伸穿过其中的孔从销子通往箱体(例如在冲洗钻进平台上使用的箱体)的情况下，纵向轴线是在所述孔的方向上延伸的轴线。
作为示例，接合和移动抽油杆所需的锁定力通常等于大约650Nm的扭矩。例如，直径5/8英寸抽油杆通常需要相当于约300Nm预加载扭矩的锁定力，而1 1/3英寸抽油杆通常需要相当于约7,000Nm预加载扭矩的力。这将与管道相比较，管道通常需要相当于约20,000Nm预加载扭矩的力，以及套管通常需要相当于约50,000Nm预加载扭矩的力量。
在现有设置中，施加这些扭矩通常需要专门的机械装置。此外，当要求作业人员操作机械装置(诸如动力钳)以施加这种扭矩时，他们可能暴露于危险的工作实践中。因此，使用抵接构件来施加锁定力可以减少移动管件或杆件时的危险工作。此外，将该装置应用于所述管件或杆件可以免除使用升降机来接合所述管件或杆件(即，用于升高或降低所述管件或杆件)的要求，从而消除为实施这项特殊作业而操作升降机的风险敞口。
抵接构件可以通过在轴线方向上按压抵靠所述管件或杆件的接合部来施加所述锁定力。因为当施加锁定力时，所述抵接构件抵靠所述抵接部，所以抵接构件可能仅需要移动一小段距离就可以施加锁定力。例如，所述抵接构件可相对于所述装置并朝向所述抵接部移动不到1.0mm，譬如大约0.3mm。在所述接合构件固定到所述接合部之前，所述抵接构件移动以施加锁定力的距离可通过所述接合构件和接合部之间的游隙量(amount of play)来确定。
所述抵接构件可以通过线性致动器移动。液压油缸可用于移动所述抵接构件。所述液压油缸可以定位成朝向所述装置的头部。将所述接合构件固定至接合部所需的锁定力可以根据所述管件或杆件而发生变化。为提供锁定力，所述抵接构件可以施加足以防止接头松动的力。通常，该力使得接头不会在杆件使用期间发生松动，例如，当所述装置用于悬挂重物和/或旋转杆件串时。
所述接合构件可具有第一螺纹，其被定义为所述装置的一部分。所述接合部可具有与所述第一螺纹互补的第二螺纹。用这种方式，所述接合构件和接合部可通过将两者螺纹接合而彼此接合。因此，一旦施加锁定力，第一螺纹和第二螺纹邻接抵靠以便彼此固定。以这种方式，所述锁定力迫使螺纹的很多面接合在一起，这与当将第一螺纹和第二螺纹旋拧在一起时施加扭矩迫使这些螺纹的面连接在一起的方式是相同的。
在一种实施方式中，第一螺纹位于所述装置的凹形部分上，第二螺纹位于管件或杆件的相应的凸形部分上，反之亦然。采用这种方式，所述装置可以能够连接至处于“销子向上”或“箱体向上”方向的管件或杆件。在销子向上的方向上，管件或杆件在凸形(外)表面上具有接合部，而在箱体向上的方向上，管件或杆件在凹形(内)表面上具有接合部。使所述装置能够以销子向上或箱体向上的方向连接到钻杆上，这可允许该装置用于各式各样的管件或杆件上。
通常，第一管件或杆件的销子端被设计成固定至相邻的第二管件或杆件的箱体端。第一管件或杆件和第二管件或杆件通常是相同类型的，由此多个管件或杆件的连接形成相关联的串，例如钻柱和钻杆。然而，钻柱或钻杆的直径可以发生变化，并且具有不同直径的管件或杆件可以用于形成这种管件或杆件的串。
所述装置可适于致使在施加锁定力之前，需要5至250Nm或更大的扭矩将接合构件旋拧到接合部上。将接合构件旋拧到接合部上所需的扭矩大小通常随着所述管件或杆件的类型而发生变化，由此，与尺寸较大和较重的管件或杆件相比，尺寸较小和较紧致的管件或杆件通常需要较小的扭矩。可以通过旋转管件或杆件(例如，旋转台或顶部驱动器或类似的旋转构件)来提供旋转以将所述接合构件旋拧至接合部上。
或者，所述装置可适于旋转所述接合构件。为此，所述装置可以具有由液压马达提供动力的齿轮箱。通常使用液压马达，因为液压动力往往与钻机相关联。然而，也可以使用电动马达或气压马达来代替液压马达，或者作为除液压马达之外的动力。一旦施加锁定力，所述装置可适于旋转所述管件或杆件。能够移动所述抵接构件的液压油缸也可以与所述齿轮箱和/或马达相关联。
所述抵接构件还可以适于施加径向的紧缩力。所述紧缩力可以由与所述抵接构件相关联的辅助抵接构件提供。所述抵接构件和/或辅助抵接构件可具有互补的锥形表面。因此，压缩套筒形式的所述抵接构件和/或辅助抵接构件的运动可以提供紧缩力。在锁定力之外还提供紧缩力有助于进一步将所述接合构件固定至所述接合部。
所述接合构件可以形成导管。当所述装置固定至管件或杆件时，所述导管可以允许其与所述管件或杆件中的通道流体连通。该装置可具有旋转驱动器或顶部驱动器，以允许凯利软管(Kelly hose)与所述管件或杆件中的通道之间的流体连通。因此，诸如钻井泥浆之类的流体可以通过该装置并进入所述管件或杆件。然而，在一些实施方式中，所述接合构件可以不具有导管，例如在不需要将流体泵送穿过所述管件或杆件的情况下。
接合构件可以充当所述抵接构件的套筒，反之亦然。以这种方式，所述抵接构件可以与接合构件同轴地布置。当接合构件充当所述抵接构件的套筒时，接合构件可以与所述抵接构件滑动接触。可滑动的接触可允许所述抵接构件沿接合构件的周向和/或轴线方向移动。轴承和/或润滑流体可放置在所述接合构件和抵接构件之间。
为移动所述管件或杆件，所述装置可以连接至位于钻机、修井机、冲洗钻机或数据采集钻机上的绳索。由于该装置可以设置有马达以旋转所述接合构件，因此，在将接合构件旋拧到接合部时该装置产生的扭转力可以传递至所述绳索。所述绳索可以具有钢丝绳结构。钢丝绳的直径可以为10-68mm或更大。所述钢丝绳的设计和直径通常由所述钻机、所述管件或杆件和相关串的尺寸，以及所述串的预期用途来决定。
不管在施加锁定力之前促使所述接合构件与接合部接合所需的扭矩如何，所述装置可以允许该装置与所述管件或杆件之间的免手工连接。例如，该装置可以定位所述管件或杆件的端部，将接合构件旋拧至所述接合部，然后施加锁定力，而不需要作业人员来操作该装置。
本发明还公开一种用于连接至具有螺纹部分的管件或杆件的装置，其中所述管件或杆件用于组装管件串或杆件串。该装置包括第一管状构件和第二管状构件。第一管状构件和第二管状构件围绕中心轴线同轴地布置，并且可以沿着中心轴线相对于彼此移动。螺纹区域位于第二管状构件上，并且所述螺纹区域与管件或杆件上的螺纹部分互补。径向延伸的凸缘位于第一管状构件的端部，用于部分地抵靠在管件或杆件上。
所述装置可以布置成当第二管状构件的螺纹区域与所述管件或杆件上的螺纹接合，并且所述径向延伸的凸缘抵靠所述管件或杆件的一部分时，第一管状构件可相对于第二管状构件沿着中心轴线长度的至少一部分移动，向所述管件或杆件的与该凸缘接合的部分施加锁定力，以将该装置固定至所述管件或杆件。
中心轴线是指沿着管状构件的纵向方向从所述管件或杆件的一个端面(即顶部)延伸到另一个端面(即底部)的轴线。术语顶部和底部是相对的，并不旨在将本发明限制在任何特定的方向上。
所述第一管状构件上的螺纹区域可以设置为外螺纹。所述装置可进一步包括在第一管状构件上的螺纹区域，所述螺纹区域具有与第二管状构件上的螺纹区域相同的螺距，致使第一管状构件和第二管状构件上的螺纹区域形成与所述管件或杆件上的螺纹部分互补的连续螺纹。
第二管状构件可具有导管，以允许与穿过该装置的流体进行连通。第一管状构件可具有导管，以允许与第二管状构件的导管之间进行流体连通。
第一管状构件和第二管状构件可沿中心轴线相对于彼此移动至多1mm，例如0.3mm。所述装置可以进一步包括与第一管状构件和/或第二管状构件相关联的活塞(ram)，用于沿着中心轴线使第一管状构件和第二管状构件相对于彼此移动。所述装置还可包括与第一管状构件和/或第二管状构件连通的齿轮箱。
所述装置可适于致使需要5至250Nm或更大的扭矩以将第二管状构件的螺纹区域旋拧至所述管件或杆件的螺纹部分上。所述内管状构件和外管状构件可以围绕中心轴线旋转，以便可以相对于彼此在圆周方向上移动。
该装置可以承载管件串或杆件串的重量。所述管件串或杆件串的重量可高达约500,000磅，例如约250,000磅至约300,000磅。所述串的重量或许大于约500,000磅。
本发明还公开一种包括管件或杆件的系统，所述系统具有位于所述管件或杆件的端部的接合部。所述系统还包括装置，所述装置包括接合构件和抵接构件，所述接合构件适于在所述管件或杆件的轴线方向上与接合部接合，所述抵接构件与接合构件相关联。如上所述，所述抵接构件可以适于抵靠所述管件或杆件的抵接部。
所述系统被配置成致使当所述接合构件与接合部接合，并且所述抵接构件抵靠所述抵接部时，所述抵接构件可以在所述管件或杆件的轴线方向上向所述抵接部施加锁定力，该锁定力是将所述接合构件固定至所述接合部的力量，致使所述管件或杆件可以被提升和移动。
在一种实施方式中，所述系统可以位于钻机、修井机、冲洗钻机或数据采集钻机上。在一中实施方式中，该系统可进一步包括用于存放和/或呈现所述管件或杆件的狭小通道或其他装置。
本发明还公开一种将装置连接到管件或杆件的方法。如上所述，所述装置包括接合构件和抵接构件，所述接合构件适于与位于所述管件或杆件之端部的接合部接合，所述抵接构件与所述接合构件相关联。
该方法包括：使所述接合构件与所述接合部接合，致使所述抵接构件抵靠位于管件或杆件处的抵接部。该方法还包括：沿着所述管件或杆件的轴线方向移动所述抵接构件，以便在所述抵接部上施加锁定力，由此所述接合构件固定至所述接合部。
一旦所述接合构件已经固定至所述接合部，所述管件或杆件可以移动。所述抵接构件可以移动至多1mm以施加锁定力。该方法还可包括：一旦施加锁定力就旋转所述装置以及管件或杆件。因此，所述装置可通过提升和/或旋转来移动所述管件或杆件。为提升所述管件或杆件，该装置可以附接至绳索、或顶部驱动器、或桅杆上的另一个机构，其可以在所述接合构件固定至所述接合部时提升该装置。
接合构件可通过旋转接合所述接合部。例如，所述接合构件可以旋拧至接合部上。术语“在...上”应该被广义地理解，意味着所述接合构件可以旋拧至所述接合部的外表面上(即，销子向上方向)，或者可以旋拧至所述接合部的内表面上(即，箱体向上方向)。该方法可以使用钻机、修井机、冲洗钻机或数据采集钻机来执行。通过这种方式，可以使用与钻机相关联的钻井线缆(例如钢丝绳)在垂直方向上移动所述装置。该装置可以连接和/或断开位于钻机的狭小通道或其他结构上的管件或杆件。在狭小通道上与所述管件或杆件的连接和/或断开可以是自动化的。所述装置可以连接到与钻机相关联的钻柱。与所述钻柱的连接也可以是自动化的。通过这种方式，所述方法可能不需要作业人员进行任何亲自动手的输入。因此，所述装置和/或方法可以提供形成和拆解钻柱的免手工方式。
第四方面提供使用第三方面的方法进行组装或拆解的钻柱。例如，所述钻柱可以用于井的钻探、干预、突然停止、数据采集和/或冲洗。
术语管件或杆件可用于识别单个的管件或杆件、管道管件、井套管、管件或杆件的节段，或由单个管件或杆件或其节段形成的钻柱或钻杆。这些术语在本文中可互换使用。
附图说明
现在将仅通过示例的方式并参考附图来描述非限制性的实施方式，其中：
图1示出与管件或杆件分离的装置的剖面图。
图2示出图1所示的装置连接至管件或杆件的剖面图。
图2a示出图2所示装置的局部放大(细节)图。
图3示出类似于图2所示装置的剖面图，但是该装置连接到具有通道的管件或杆件。
图4示出与管件或杆件断开连接的另一种装置的剖面图。
图5示出连接至管件或杆件的图4所示装置的剖面图。
图6示出连接至管件或杆件的再一种装置的剖面图。
图7示出使用中的所述装置的立体图。
具体实施方式
图1和图2示出了装置10的第一种实施方式。所述装置10可用于提升管件或杆件等，例如在检修和钻探井(例如，油气井等)时。所述管件或杆件的直径可以为1/4英寸(例如抽油杆)至12英寸(例如井套管)的任何数值。
装置10具有内套管12形式的接合构件，以及外套管16形式的支撑构件，所述外套管16与内套管12相关联。在图1和图2的实施方式中，所述外套管16套接于所述内套管12，以便与所述内套管12同轴地布置(即具有共同的轴线)。外套管16也可相对于内套管12沿公共轴线(即，可沿箭头37的方向移动)移动。外套管16还具有内螺纹区域18，该区域18继续作为所述内套管12的内螺纹区域14。这样，所述螺纹区域14和18形成连续的螺纹。轴承和/或润滑剂可以布置在所述内套筒12和外套筒16之间，从而减小两者在相对运动期间它们之间的摩擦。
在图1和图2的实施方式中，该装置适于通过接合部固定至例如管件或杆件30中，该接合部采用位于管件或杆件30的端部的外螺纹32的形式。所述外螺纹32能够与所述螺纹区域14以及螺纹区域18配合。
在这方面，在图1和图2的实施方式中，所述外螺纹32也能够通过其螺纹区域18与所述外套管16配合。然而，不需要在所述装置的所有实施方式中提供螺纹区域18。
内螺纹区域14和18，以及外螺纹32互补以允许螺丝的相互接合。所述螺纹的类型由管件或杆件30的类型和用途决定。虽然通过螺纹方便地实现和阐释了所述接合构件和接合部的接合，但是可以使用其他的接合构件，例如卡口座(bayonet mount)等。在一些实施方式中，所述螺纹区域14的长度(即距离d1)约为所述管件或杆件30的外螺纹32长度(即长度d3)的70-85％。在一些实施方式中，所述螺纹区域18的长度(即距离d2)是所述管件或杆件30的外螺纹32长度(即长度d3)的约15-30％。
在图1和图2所示的实施方式中，所述管件或杆件30处于“销子向上”的方向，即所述螺纹32位于所述管件或杆件30的外(阳)表面上。在销子向上的方向中，相关的钻柱或钻杆适于致使所述销子位于顶部。以这种方式，装置10可以被认为具有能够固定至所述销子的箱体方向。
在图1和2的管件或杆件30中，应该观察到在底座34下方布置有扳手平坦区域38。所述扳手平坦区域38用于形成和拆解串。所述区域38可以通过手持扳手或机械扳手进行接合。
管件或杆件30具有径向延伸的圆周凸缘，该凸缘呈底座34形式，位于所述螺纹32附近，使得所述底座34能够形成抵接部。在使用中，当所述螺纹区域14旋拧至螺纹32上以便与该螺纹接合时，形成外套管16的端面20(例如环形)的径向延伸的凸缘抵靠所述底座34，如图2所示。所述端面20位于端部区域21的端部。
所述端面20可以径向向外延伸，使得端面20的宽度(即距离d4)将由所述套筒16的外径(即距离d5)和所述螺纹32的外径(即距离d6)确定。在一些实施方式中，所述套管16的外径(d5)是管件或杆件30的最大镦粗直径(maximum upset diameter)的约90-120％。在一些实施方式中，距离d4可以在约15mm至约60mm的范围内。在一些实施方式中，螺纹区域在距离所述端部20的内侧约5mm至约20mm之间。外套筒16的端部区域21的内径略大于螺纹32的外径。这允许所述螺纹32插入在内套筒12中，而所述螺纹32没有接触端部分21的内表面。在一种实施方式中，端部区域21的内径大于距离d6约5％至约10％。
如图1和2所示，当内套筒12与外套筒16同轴布置时，内套筒12可具有约5mm至约20mm的壁厚(即距离d7)，并且外套筒可具有约10mm至约40mm的壁厚(即距离d8)。通常，所述内套管12和外套管16的壁厚将随着螺纹的直径(d6)的增大而增大。例如，当所述装置用于1/4英寸的吸管或杆件时，d7可以是5毫米，d8可以是10毫米，而当所述装置用于12英寸的井套管时，d7可以是20毫米，d8可以是40毫米。
使内套筒12的螺纹区域14与螺纹32接合致使端面20与底座34抵靠所需的扭矩量通常取决于管件或杆件30的类型。但是，扭矩量通常为250Nm或更小。与施加到管件或杆件的常规扭矩量相比，该扭矩量相对较小，并且可以被认为是可以“手指拧紧”的。大于“手指拧紧”的扭矩也可用于将接合构件与接合部锁定。例如，尺寸较小且重量较轻的管件或杆件可能仅需要小的扭矩就可以“手指拧紧”。该装置可以施加比“手指拧紧”更大的力量，但是该扭矩通常小于将内套筒12固定至螺纹32所需的预加载扭矩。例如，“手指拧紧”可以是50Nm的扭矩，但是该装置施加100Nm的扭矩，并且某个既定管件或杆件的锁定力可以相当于5,000Nm的预加载扭矩。
由该装置提升的单个杆件的套管的重量可以是数十公斤(例如在冲洗钻机上使用的管件或杆件)到数百公斤(诸如用于形成钻井套管的管件或杆件)。然而，一旦将单个管件或杆件连接到管件串或杆件串上，所述管件串或杆件串的重量就可以由装置10承载。所述管件串或杆件串的重量可以是高达约500,000磅的任何值，例如约250,000磅至约300,000磅。所述管件串或杆件串的重量可以大于约500,000磅。所述管件串或杆件串的重量将取决于串的长度以及用于构造串的管件或杆件的类型。因为所述装置可以连接到与钻机相关联的绞车，所述管件串或杆件串的重量可以从所述装置10传递至所述钻机。
一旦所述内套筒12的螺纹区域14与螺纹32接合(即“手指拧紧”致使管件或杆件30与内套筒12处于固定关系)，并且端部20与底座34进行抵靠接合，外套筒16相对于内套筒14在管件或杆件36的轴线方向上移动(即，沿箭头37的方向移动)，使得端部20向底座34施加力。一旦该力达到预定水平就实现锁定力，其中螺纹区域14牢固地连接到螺纹32。“牢固地连接”意味着螺纹区域14和螺纹32对齐并且以类似于接头的方式彼此抵靠，就好像该接头已经使用相当于预加载扭矩(例如20,000Nm)的力量来拧紧。换句话说，锁定力在螺纹区域14和螺纹32之间提供摩擦力，使得两者不能相对于彼此移动，从而将所述装置10锁定至管件或杆件30上。这样，所述装置10首先与杆件或管件30接合，然后锁定力从所述装置施加到管件或杆件30，以便将装置10固定到管件或杆件30上。一旦获得足够的锁定力，所述装置就能够提升并移动所述管件或杆件30，而管件或杆件不可能从所述装置10中脱离。因此，所述装置10可用作杆件升降机。在一些实施方式中，所述外套管16相对于内套筒14移动至多约1mm以施加锁定力，例如，约0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1mm。
应当理解，所述锁定力在底座34处施加压力，并且所述压力是施加到底座34的力以及端面20与底座34之间接触表面面积的函数。
由外套管16施加到底座34的锁定力大小取决于管件或杆件30的类型。例如，管道所需的锁定力通常远大于抽油杆。作为具体示例，由外套筒16施加到底座34的力的大小可等同于约650Nm扭矩的预加载锁定力。也可以施加等同于约20,000Nm扭矩的预加载锁定力的力。可以施加等同于超过20,000Nm(例如50,000Nm)扭矩的预加载锁定力的力。装置10可施加的力相当于约500-25,000Nm的预加载力。因为外套筒16移动的距离可以改变，所以施加到底座34上的力量大小也可以发生变化。因此，装置10可以使用大小不等的锁定力固定至各种管件或杆件上。使用线性致动器(未示出)移动外套管16。所述线性致动器可以与所述装置的头部11相关联(参见图7)。所述线性致动器可以采用液压油缸的形式。
如上所述，在图1和图2所示的实施方式中，外套管16具有螺纹区域18。如果端部20不能抵靠底座34，例如由于存在碎屑或由于内套管12与固定部(即具有螺纹32)之间的接合不正确，所述外套筒16的螺纹18可以替代性地邻接螺纹32，以便提供锁定力。
在这方面，并且如图2a中的最佳示出，螺纹32周向地定位在管件或杆件30的外表面上，并且具有第一表面40和第二表面42。当外套管16沿轴线方向朝向底座34移动时，所述内套筒12的螺纹区域14移动以邻接第一表面40，并且来自外套筒16的螺纹区域18移动以邻接第二表面42。通过这种方式，施加到第二表面42的力可以与施加到底座34的力大致相同。然而，通常优选的是，端部20在施加锁定力之前抵靠所述底座34，以便均匀地分配锁定力，并使螺纹14，18和32之间的互锁最小化。
为了将所述装置10从管件或杆件30脱离，通过移动所述外套管16远离底座34来消除锁定力，然后所述内套管12与螺纹32断开连接。在图1和图2所示的实施方式中，这意味着将螺纹区域14从螺纹32旋拧退出。一旦锁定力被移除，需要用来将所述螺纹区域14从螺纹32旋拧退出(即断开连接)的唯一力量是反作用扭矩，其大致类似于螺纹区域14与螺纹32接合所需的“手指拧紧”力。仅需施加相对较小的“手指拧紧”反作用力以致使所述套管12和16与管件或杆件30断开连接，这可以简化断开连接的过程，因为当通过在轴线方向上移动所述外套管离开底座34以消除锁定力时，用于将所述装置10固定至管件或杆件30的大部分力量已经被移除。可以重复该接合、施加锁定力、移除锁定力和断开连接的过程，以组装或拆卸与管件或杆件30相关联的串。
所述装置10可以适于与位于中空的管件或杆件中的通道连通。在这方面，在图3所示的实施方式中，管件或杆件150包括中心通道152。同样，装置10包括能够与通道152连通的空腔44。用这种方法，可以将流体泵入通道152或从通道152泵出。例如，如果管件或杆件150与冲洗钻机相关联，则流体可以被泵送通过空腔44并进入通道152，其中所述流体将在与管件或杆件150相关联串的端部流出。空腔44可以是锥形的，并且具有其他的结构特征，以允许流体有效地流入和/或流出通道152。作为示例，所述空腔44可以朝向通道152向下逐渐变细，致使空腔44出口处的开口的直径与通道152的直径大致相同，从而在所述空腔44和通道152之间提供无缝过渡。空腔44还可以装配有阀门以及压力和/或流量调节器，以控制流入和流出所述通道152的流体的流量。空腔44的尺寸和形状通常将由流过空腔44的流体的类型(例如钻井泥浆)和通道152的尺寸来决定。
该装置的另一种实施方式如图4和图5所示。在该实施方式中，装置50采用不同的形式，并设置有管状构件形式的、用作内螺栓52的接合构件，其与管状构件形式的、用作外套管56的抵接构件同轴地布置，其中外套管56套住内螺栓52使得两者共用中心轴线(例如76)。同轴布置允许所述内螺栓52相对于所述外套筒52沿着中心轴线的方向(即，箭头51的方向)可滑动地接合。
内螺栓52具有外螺纹(凸形)部分54，其适于接合在管件或杆件70的端部，即，具有位于管件或杆件70空腔的凹形(内)表面上的、内螺纹74形式的接合部。螺纹区域54和螺纹74互补以允许螺丝接合。同样，可以采用其他形式的接合(例如，卡口等)。内螺栓52的直径(即距离d11)由管件或杆件的类型确定，其类似于图1和图2所示的实施方式中的描述。
在图4和图5所示的实施方式中，管件或杆件70以“箱体向上(box up)”的方向示出。以这种方式，所述装置50适于旋拧进入管件或杆件70中，因此装置50现在可以被认为是形成为销子。
外套管56具有由外套管56的直径(距离d9)和内螺栓52的直径(距离d11)来确定的壁厚(距离d10)。外套管56还具有径向延伸的凸缘以形成端部58，所述端部58适于抵靠管件或杆件70的径向延伸的端部分72。周向凹部59围绕外套管56的内表面延伸。当外套管56沿着中心轴线朝向螺纹区域54移动时，所述周向凹部59提供用于容纳所述螺纹区域54就位的空间，使得螺纹区域54不与外套管56的内壁接合。周向凹部59意味着底座58的宽度小于外套管56的壁厚。然而，周向凹部并不总是需要的，因此在一些实施方式中，底座58的宽度与外套管56的壁厚相同。
与图1至图3所示的实施方式类似，内螺栓52的螺纹区域54可以旋拧进入螺纹74中，以便装置50与管件或杆件70接合。所述螺纹区域54的长度(即距离d12)将由管件或杆件70的箱体(即内螺纹区域)的直径来确定。外套筒56的直径是管件或杆件70的最大镦锻直径的约90％至约120％。
如图5所示，一旦所述装置50被旋拧进入管件或杆件70中，端部58抵靠端部分72。此外，一旦端部58抵靠端部分72，外套管56适于朝向端部分72沿轴线方向(由管件或杆件70的轴76表示)移动，以便在端部分72上施加力。与图1至图3所示的实施方式类似，一旦所述力达到预定的水平，就实现了锁定力，其中所述螺纹区域54固定(例如锁定)至螺纹74。一旦这个锁定力形成，该装置就能够提升和移动所述管件或杆件70。
正如本文已经描述的，当端部58抵接端部分72时，螺纹区域54和螺纹72的互补面应该彼此抵靠。这意味着外套管56仅需要移动一小段距离以提供锁定力，因为一旦外套管56进一步朝向端部分72移动，从端部58施加至端部分72上的力应该增大。外套管56可在朝向端部分72的方向上移动不到1mm，例如0.3mm。由外套管56施加到端部分72的力等于约650Nm扭矩的锁定力。可以施加相当于大约20,000Nm扭矩或更大扭矩(例如50,000Nm)的锁定力的力。与外套管16类似，外套管56可以通过线性致动器(未示出)移动。线性致动器可以与头部11相关联(参见图7)。线性致动器可以是电动的、液压的或气动的。内螺栓52可以连接到马达以允许围绕内螺栓52的轴线旋转。外套管56还可以连接到马达以允许旋转。内螺栓54或许能够以独立于外套管56的方式旋转。
尽管图4和图5所示的装置50不具有空腔，但是可以在装置50中提供空腔以允许与管件或杆件70中的通道流体连通，这类似于图3所示的实施方式。空腔的形状和结构可以如已经描述的那样。在一些实施方式中，外套管56具有从内螺栓54延伸的螺纹区域，使得当装置50与螺纹74接合时，来自外套管56和内螺栓54的螺纹都与螺纹74(未示出)接合，但是外套管56仍然允许沿轴线方向移动以向端部分72施加力。这类似于图1和图2所述的实施方式。
图6示出了装置的再一种实施方式。在该实施方式中，装置100设置有中空管102形式的接合构件，以及采用辅助抵接构件106形式的抵接构件。所述辅助抵接构件106套设于邻接区域111，所述邻接区域111与中空管102相关联。装置100适于通过位于管件或杆件30一端的接合部固定至所述管件或杆件30上。在图6的实施方式中，所述接合部采用螺纹104的形式以形成在“箱体”结构中的装置。所述中空管102具有内螺纹区域114，其与螺纹104互补以允许螺纹接合。
装置100适于当所述装置旋拧至螺纹104上时，所述邻接区域111的径向延伸的端面112抵靠所述底座34。如下面更详细地描述的，为提供所述锁定力，所述辅助抵接构件106相对于邻接区域111移动以便按压所述邻接区域111，这致使端面112朝向底座34移动并朝向螺纹104向内移动。这样，所述辅助抵接构件106和邻接区域111可以施加径向紧缩力以及锁定力。
更具体地，所述辅助抵接构件106是锥形的，其具有朝向第一端108的宽开口和朝向第二端110的开口，其中朝向第一端108的开口比朝向第二端110开口更宽。这样，所述辅助抵接构件可被视为形成锥形的套筒。所述邻接区域111与所述中空管102的一部分在其外表面上具有互补的锥形。因此，当所述辅助抵接构件106被驱使(例如被迫)向上移动时，所述锥形的、内部较窄的第二端110施加更大的紧缩力，其在中空管102的这一部分进一步推升所述邻接区域111。为容纳所述邻接区域的向内移动和方便施加紧缩力，中空管102的底部可以设置为径向劈开的螺母(radial split nut)。该螺母可具有一个或多个劈叉。
辅助抵接构件106可通过线性致动器移动，例如与所述装置100的头部相关联的液压油缸。然而，在替代形式中，所述辅助抵接构件106是固定的，并且所述中空管102和邻接区域111相对于所述辅助抵接构件106向下移动。随着中空管102和邻接区域111向下移动，第二端110促使端面112向底座34施加力，并致使邻接区域11在螺纹104上施加紧缩力。
无论使用何种装置来移动辅助抵接构件106，所述锁定力和紧缩力的总和可以近似等同于至少650Nm的扭矩，例如大约20,000Nm的扭矩。与图1至图5中所示的实施方式类似，装置100可以旋拧至管件或杆件30上，直到端面112抵靠所述底座34，从而可以“手指拧紧”。一旦施加锁定力，装置100就固定至所述管件或杆件30上。为了让装置100与管件或杆件30脱离接合，移动所述辅助抵接构件106以释放紧缩力和锁定力，然后该装置可以从螺纹104中旋拧下来。
虽然图6中显示了实心的管件或杆件30，但是可以使用具有通道穿过其中的、中空的管件或杆件(例如管件或杆件150)。
所述装置10/50/100可以连接至马达和齿轮箱。在这方面，并且如图7所示，所述装置10具有头部11，所述头部11可以采用齿轮箱202和马达200的形式。马达可以是电动的或液压的。齿轮箱202和/或马达200可以连接至线性致动器，所述线性致动器移动抵接构件16/56/106。齿轮箱202与内套筒12和外套筒16相关联以使所述装置10旋转。由于所述装置10能够旋转，螺纹区域14可以直接拧到螺纹32上而无需作业人员的亲身输入。以这种方式，管件或杆件可以使用免手工的方式固定。当将装置10连接到静止的管件或杆件30(例如存放在狭小通道上的管件或杆件)时，这可能是有用的。采用这种方式，装置10可以形成具有管件或杆件30的系统的一部分，其中该系统可以便于串的组装和拆解。该系统可允许所述串以免手工的方式进行组装和拆解。
由于在图1至图3所示的实施方式中，内套管12和外套管16同轴地布置，它们也能够以彼此可滑动的方式接触。齿轮箱202可适配成致使内套筒12和抵接件16能够彼此独立地旋转。在一些实施方式中，仅允许内套筒12和外套筒16中的一者旋转。这同样适用于图4和图5所示的实施方式。
正如图7也显示的，枢轴构件206和吊索204与所述装置10的头部11相关联。对于图7中的实施方式，所述枢轴构件206安装在齿轮箱202的底座。所述枢轴构件206坐落在吊索204中并允许所述装置10相对于吊索204的纵向轴线旋转。所述吊索204连接至与探钻设备(未示出)相关联的绳索，所述探钻设备例如钻机(drill rig)、修井机(workover rig)、冲洗钻机(flushby rig)或数据采集钻机(data gathering rig)未示出，并且在使用中通常定向为沿着垂直方向。一旦装置10固定至所述管件或杆件上，所述绳索就可以将管件或杆件提升到其必要的位置，例如，形成串。尽管图7显示两个吊索，但是头部11可以具有一个或多于两个的吊索。此外，可以有一个枢轴构件与每个吊索相关联。
存放在狭小通道上的管件或杆件或许并不总是朝向垂直方向的。因此，允许装置10围绕枢轴构件206旋转可允许装置10以不同的方向与所述管件或杆件接合和脱离，例如，以基本上水平的方式，或相对于水平方向成一夹角的方式，或以基本上垂直的方式。这可以允许所述装置10与管件或杆件接合和脱离，而不需要作业人员的任何亲身辅助。因此，装置10能够以免手工的方式与管件或杆件接合和脱离以及固定/解脱。这有助于减少作业人员处于危险工作环境中的情形。
如果管件或杆件以不是基本上垂直的方向储存(例如，在狭小通道上)，装置10则可能必须相对于吊索204在第一方向和第二方向之间旋转，第一方向用于与管件或杆件接合并固定，第二方向用于与管件或杆件脱离接合和释放。例如，对于以水平方向存放在修井机上的管件或杆件，装置10可以旋转到第一方向，致使装置10的轴线方向是水平的以便与所述管件或杆件接合/脱离，然后装置可以旋转到第二方向，使得所述装置可以分别与所述管件或杆件脱离接合/接合以便组装/拆解管件串或杆件串。装置10与管件或杆件的接合/脱离接合的顺序由管件串或杆件串是否正在被组装或拆解来确定。
容许所述装置10相对于吊索204旋转，可允许所述装置10接合/固定和脱离接合/释放，而无需来自作业人员的亲身输入。为此，旋转构件可以具有调整机构以允许所述装置10相对于吊索204旋转。所述调整机构可以与旋转构件206相关联或者可以与该旋转构件分离。例如，旋转构件206可以固定到吊索204，旋转构件206固定至可以旋转所述装置10的马达和/或齿轮装置。这可以允许装置10相对于所述吊索206进行自动旋转。可以提供传感器，其与所述装置通信以确定相对于吊索10的旋转角度。传感器可以与调整机构通讯。所述装置的头部11可具有配重，以在旋转所述接合的管件或杆件时稳定所述装置。
与管件或杆件相关联的串通常在使用中由与钻机相关联的部件旋转，例如凯利驱动器(Kelly drive)或其他旋转装置。因此，所述装置10和/或头部11可适于适应所述串的旋转。例如，所述头部11可以使马达200和/或齿轮箱200与内套筒12和/或外套筒16脱离接合，以容许所述装置10响应于所述串而旋转，例如以与所述串相同的每分钟转数来旋转。或者，马达200和/或齿轮箱202可适于以与所述串相同的每分钟转数来旋转装置10。容许所述装置10响应于所述串的转动而旋转和/或以与所述串相同的每分钟转数来旋转，这意味着在所述串的旋转期间，可以将扭转力的引入降至最低。这也可以帮助减少施加在绳索上的任何扭矩。在另一种形式中，头部11的马达200和齿轮箱202可以配置成充当凯利驱动器以旋转所述串。在这些情况下，头部11可以配备有额外的支撑件，以便将诸如扭矩等负荷分配到与钻机相关联的结构。与钻机相关联的结构可以是托架(cradle)，所述托架可以与钻机的工作台相关联。
因为吊索204附接至一根绳索(例如钢丝绳)，所以当将螺纹区域14和/或18接合到螺纹32时，由装置10施加到管件或杆件30的任何扭矩通常被传递至所述绳索。因此，所述装置可以提供的最大扭矩量由绳索额定承受的扭矩量确定。通常，与诸如钻机、修井机、冲洗钻机或数据采集钻机等钻机相关联的绳索被设计成沿着绳索的长度分布负荷，并且它们在承受扭转力方面通常表现相对较差。较粗的绳索往往可以比较细的绳索承受更多的扭转力。例如，直径为34mm的钢丝绳通常可承受高达250Nm的扭矩。以这种方式，使螺纹区域14与螺纹32接合所需的扭矩量应小于绳索的额定容量。然而，由于将装置固定到管件或杆件30所需的力的大部分是通过锁定力提供的，所需的扭矩量通常小于250Nm，即“手指拧紧”的扭矩。
所述装置10的头部11可以具有鹅颈或其他类似的布置，以允许来自凯利软管或用于将流体泵入和流出通道152的任何其他软管的流体连通。所述鹅颈或类似的布置可以配置成允许所述装置10相对于吊索204旋转。例如，所述凯利软管可以使用柔性软管的一部分连接至所述头部11。
虽然本文描述所述头部相对于装置10的关系，但是应当理解，所述头部11也可以应用于装置50和100，以允许所述接合构件的旋转以及抵接构件的移动等。
为了将装置10连接至管件或杆件30，通过将内套筒12的螺纹区域14旋拧至螺纹32上以便将内套筒12接合至所述接合部(即螺纹32)。将螺纹区域14旋拧至螺纹32上直到外套管16的端部20抵靠底座34。然后使外套管16沿着轴线方向36进一步移动，以便将锁定力施加到底座34上。一旦所述锁定力形成，内套管12就通过螺纹区域14锁定地固定至所述螺纹32。由于所述装置10提供锁定力，因此可能不需要作业人员的亲身输入。因此，装置10可用于串的免手工组装/拆卸。
一旦所述装置10固定至杆件或管件30上，所述管件或杆件30可以被移动，例如，通过使用连接至头部11的绳索。如果组装串，则所述管件或杆件30通常存放在狭小通道上。一旦固定，然后装置10以及管件或杆件30从狭小通道移动到垂直定位在井口上方，或者以一定角度定位，致使所述管件或杆件的轴线与钻井/串的轴线对齐。然后旋转所述管件或杆件30，以便将与装置10相对的管件或杆件30的端部旋拧进入位于钻井中的串中。可替代地，与串相关联的旋转构件可以旋转所述串以便与已经固定至装置10的管件或杆件30接合。在这种情况下，所述装置10不会旋转，从而保持所述管件或杆件30在固定的位置。在任何一种情况下，随后都可以将所述串插入钻井中。
当需要将管件或杆件30的另一部分添加至所述串时，所述装置可通过移动外套管16以释放锁定力的方式从所述管件或杆件30脱离。然后可以将所述装置移动到狭小通道以固定至所述管件或杆件30的另一部分，以继续串的组装过程。要拆解所述串，上述的步骤将颠倒过来。以这种方式，可以使用所述装置10来组装和/或拆解钻柱。鉴于所述装置10能够以免手工的方式固定至管件或杆件30，钻柱也能够以免手工的方式进行组装和/或拆解。
其他的传感器可以与装置10相关联。例如，传感器可以用于确定当内套筒12旋拧至螺纹32时所施加的扭矩。如果该扭矩超过预定的最大值，则所述装置可以减缓甚至停止拧紧操作。在这些情况下，警报器可以发出声音以指示作业人员去检查所述装置10。还可以使用扭矩传感器来确定外套管16何时开始抵靠所述基座34。
当外套筒16移动以施加锁定力时，负载传感器还可以确定施加至底座34的锁定力大小。一旦达到与锁定力相关联的负载，然后所述负载传感器就可以指示负责移动外套管16的致动器停止移动。如果不能达到锁定力，则所述负荷传感器可以防止装置的进一步移动，直到达到所述锁定力。传感器的使用还可以帮助提供装置10的免手工操作。
可编程计算机逻辑(Programmable computer logic，PCL)可用于控制所述装置10。例如，一旦确定外套管16正在抵靠所述底座34，PCL可以仅仅指示所述外套管16去施加锁定力。装置10可以与一台或多台计算机和/或多个计算机系统相关联。与装置10相联接的传感器可以通过PCL、以及一台或多台计算机和/或多个计算机系统彼此通信。
用于描述装置10使用的相同原理也可以应用于装置50和100，以组装和/或拆解与管件或杆件30/70/150相关联的串。
本领域技术人员将理解，在不脱离本文所述的装置、系统和方法的精神和范围的情况下，可以进行许多的修改。
在以下的权利要求书以及前面关于所述装置、系统和方法的描述中，除了明确的语言或必要的暗示导致上下文另有要求外，词语“包括”或诸如“包括”或“包含”的变体用于包容性的观念中，即指明所阐述特征的存在，但不排除在所述装置、系统和方法的各种实施方式中存在或添加其他的特征。

Claims (39)

1.一种用于提升管件或杆件的装置，所述装置能够沿所述管件或杆件的纵向轴线方向连接至所述管件或杆件，所述管件或杆件用于管件串或杆件串的组装，所述装置包括：
接合构件，所述接合构件适于与位于所述管件或杆件的端部的接合部相接合；
抵接构件，所述抵接构件与所述接合构件相关联使得所述接合构件设置在所述抵接构件中，所述抵接构件能够相对于所述接合构件沿所述轴线方向移动，其中，所述抵接构件适于抵靠所述管件或杆件的抵接部；
其中，所述接合构件包括接合螺纹区域，并且所述抵接构件包括抵接螺纹区域，所述接合螺纹区域和所述抵接螺纹区域具有各自的螺距，所述螺距构造成使得所述接合螺纹区域和所述抵接螺纹区域在彼此对齐时形成单个连续的螺纹区域，
其中，所述装置适于使得当所述接合构件与所述接合部接合并且所述抵接构件抵靠所述抵接部时，所述抵接构件能够相对于所述接合构件移动，以沿所述管件或杆件的所述轴线方向对所述抵接部施加锁定力，所述锁定力将所述接合构件固定至所述接合部，使得所述管件或杆件能够被提升和移动。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述抵接构件通过在所述轴线方向上按压所述管件或杆件的所述接合部来施加所述锁定力。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述装置适于从所述装置朝向所述抵接部移动所述抵接构件至多1.0mm。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的装置，其中，所述接合构件具有第一螺纹，所述第一螺纹被定义为所述装置的一部分，并且所述接合部具有与所述第一螺纹互补的第二螺纹。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述第一螺纹位于所述装置的凹形部分上，所述第二螺纹位于所述管件或杆件的相应的凸形部分上，或反之亦然。
6.根据权利要求4所述的装置，其中，所述装置适于使得在施加所述锁定力之前，需要5至250Nm或更大的扭矩以将接合构件旋拧至接合部。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述抵接构件适于替代地或额外地施加径向紧缩力。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述接合构件形成导管，以在所述装置固定至所述管件或杆件时允许与所述管件或杆件中的通道实现流体连通。
9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述接合构件套接于所述抵接构件，或反之亦然，以便与所述抵接构件同轴地布置。
10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置连接至由马达提供动力的齿轮箱。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述装置被配置作为凯利驱动器来操作。
12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述锁定力允许所述装置旋转所述管件或杆件。
13.根据权利要求1所述的装置，其中，所述锁定力相当于预加载形成在所述接合构件和接合部之间的接头大致所需的扭矩，所需的扭矩在650Nm至50,000Nm之间。
14.根据权利要求1所述的装置，所述装置适于允许在所述装置和所述管件或杆件之间的免手工连接。
15.根据权利要求1所述的装置，其中所述接合螺纹区域和所述抵接螺纹区域均包括具有相同螺距的螺纹。
16.一种提升装置，所述提升装置用于连接并提升具有螺纹部分的管件或杆件，其中所述管件或杆件用于组装管件串或杆件串，所述装置包括：
第一管状构件和第二管状构件，所述第一管状构件和第二管状构件围绕中心轴线同轴布置，并且可沿着所述中心轴线相对于彼此移动，所述第二管状构件设置在所述第一管状构件中；
螺纹区域，所述螺纹区域位于所述第二管状构件上，所述螺纹区域与所述管件或杆件上的所述螺纹部分互补；以及
径向延伸的表面，所述径向延伸的表面位于第一管状构件的端部，所述表面用于抵靠在所述管件或杆件的一部分上，
其中，当所述第二管状构件的所述螺纹区域与所述管件或杆件上的所述螺纹部分接合，并且所述径向延伸的凸缘抵靠所述管件或杆件的部分时，所述第一管状构件可相对于所述第二管状构件沿着所述中心轴线的长度的至少一部分移动，以向所述管件或杆件的与所述凸缘接合的部分施加沿所述中心轴线的锁定力，以便将所述装置固定至所述管件或杆件。
17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述第二管状构件上的所述螺纹区域设置为外螺纹。
18.根据权利要求16或17所述的装置，所述装置还包括在所述第一管状构件上的螺纹区域，所述螺纹区域具有与所述第二管状构件上的所述螺纹区域相同的螺距，使得所述第一管状构件和第二管状构件上的所述螺纹区域形成与所述管件或杆件上的所述螺纹部分互补的连续螺纹。
19.根据权利要求16所述的装置，其中，所述第二管状构件具有导管，以允许穿过所述装置的流体进行连通。
20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述第一管状构件具有导管，以允许与所述第二管状构件的所述导管进行流体连通。
21.根据权利要求16所述的装置，其中，所述第一管状构件和第二管状构件能够沿着所述中心轴线相对于彼此移动至多1mm。
22.根据权利要求16所述的装置，所述装置还包括与所述第一管状构件和/或第二管状构件相关联的活塞，用于沿着所述中心轴线使所述第一管状构件和第二管状构件相对于彼此移动。
23.根据权利要求16所述的装置，所述装置还包括与所述第一管状构件和/或第二管状构件连接的齿轮箱。
24.根据权利要求16所述的装置，其中，所述装置适于使得需要5至250Nm或更大的扭矩以将所述第二管状构件上的所述螺纹区域旋拧至所述管件或杆件上的所述螺纹部分上。
25.根据权利要求16所述的装置，其中，所述第一管状构件和所述第二管状构件能够围绕所述中心轴线旋转，以便所述第一管状构件和所述第二管状构件能够相对于彼此在圆周方向上移动。
26.一种用于提升管件或杆件的系统，所述系统包括：
管件或杆件，其具有位于所述管件或杆件的端部的接合部；
装置，所述装置包括接合构件和抵接构件，所述接合构件适于沿所述管件或杆件的轴线方向上与所述接合部接合，所述抵接构件与所述接合构件相关联，使得所述接合构件设置在所述抵接构件中，其中所述抵接构件能够相对于所述接合构件移动，并且其中所述抵接构件适于抵靠所述管件或杆件的抵接部；
其中，所述接合构件包括接合螺纹区域，并且所述抵接构件包括抵接螺纹区域，所述接合螺纹区域和所述抵接螺纹区域具有各自的螺距，所述螺距构造成使得所述接合螺纹区域和所述抵接螺纹区域在彼此对齐时形成单个连续的螺纹区域，
所述系统被配置成使得当所述接合构件与所述接合部接合，并且所述抵接构件抵靠所述抵接部时，所述抵接构件能够沿所述管件或杆件的所述轴线方向向所述抵接部施加锁定力，所述锁定力将所述接合构件固定至所述接合部，使得所述管件或杆件能够被提升和移动。
27.根据权利要求26所述的系统，其中，所述系统位于钻机上。
28.根据权利要求26所述的系统，其中，所述系统位于修井钻机、冲洗钻机或数据采集钻机上。
29.根据权利要求26-28中任意一项所述的系统，所述系统还包括用于存放和/或呈现所述管件或杆件的狭小通道。
30.根据权利要求26所述的系统，其中，所述装置另外如权利要求1-25中任意一项中所限定。
31.一种将装置连接到管件或杆件的方法，使得所述装置用于提升所述管件或杆件，所述装置包括接合构件和抵接构件，所述接合构件适于与位于所述管件或杆件的端部的接合部接合，所述抵接构件与所述接合构件相关联，并且所述抵接构件相对于所述接合构件能够移动，
其中，所述接合构件设置在所述抵接构件中，并且其中，所述接合构件包括接合螺纹区域，并且所述抵接构件包括抵接螺纹区域，所述接合螺纹区域和所述抵接螺纹区域具有各自的螺距，所述螺距构造成使得所述接合螺纹区域和所述抵接螺纹区域在彼此对齐时形成单个连续的螺纹区域，
所述方法包括：
使所述接合构件与所述接合部接合，使得所述抵接构件抵靠位于所述管件或杆件处的抵接部；
沿着所述管件或杆件的轴线方向相对于所述接合构件移动所述抵接构件，以便在所述抵接部上施加锁定力，由此所述接合构件固定至所述接合部。
32.根据权利要求31所述的方法，其中，一旦所述接合构件固定至所述接合部，所述管件或杆件移动。
33.根据权利要求31或32所述的方法，其中，通过将所述接合构件旋拧至所述接合部上，所述接合构件与所述接合部相接合。
34.根据权利要求31所述的方法，所述方法还包括一旦施加所述锁定力，使所述装置以及所述管件或杆件旋转。
35.根据权利要求31所述的方法，其中，所述连接是免手工的。
36.根据权利要求31所述的方法，其中，所述方法使用钻机来执行。
37.根据权利要求31所述的方法，其中，所述方法使用修井钻机、冲洗钻机或数据采集钻机来执行。
38.根据权利要求36或37所述的方法，其中，所述装置与位于所述钻机的狭小通道上的管件或杆件连接和/或断开连接。
39.一种钻柱，所述钻柱使用根据权利要求31-38中任意一项所述的方法组装或拆解。
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