CN116096981A - 用于将缆线紧固到管上的紧固系统 - Google Patents

Abstract

一种用于将缆线(5)紧固到用于油气、能量或存储应用的管状柱的管(2)上的紧固系统(1)，所述紧固系统(1)包括：5‑第一环(12)，其被构造成抵靠管(2)；‑第二环(13)，其被构造成抵靠管(2)；‑中心体(102)，其沿纵向轴线布置在第一环(12)和第二环(13)之间并阻止它们之间沿纵向轴线的相对位移，其中，所述紧固系统还包括缆线紧固机构(9)，其具有10用于紧固缆线(5)的外侧壳体(8)，所述外侧壳体(8)具有开口(10)，用于通过所述开口(10)将缆线(5)接收在外侧壳体(8)中，外侧壳体(8)的所述开口(10)布置在所述紧固系统(1)的外表面(4)上，所述外表面(4)相对于所述紧固系统的内侧壳体向外指向，所述内侧壳体被构造成15容纳管(2)。图1。

Description

用于将缆线紧固到管上的紧固系统

技术领域

本发明涉及用于金属管的紧固系统，所述金属管用于在油气、能量或存储应用、例如操作烃井、地热捕获或碳捕获的管状柱中使用。

本发明特别是涉及一种用于将至少一根缆线紧固到管状烃柱中的管上的紧固系统。本发明还涉及一种配备有这种紧固系统的金属管。

背景技术

管状烃柱或工作管柱通常由附接在一起的多个管组成。更具体地，用于烃井或类似井的管状烃柱通常包括一个油管柱和多个套管柱。油管柱由容纳在套管柱内的多个完井管组成。套管柱由布置在井的钻孔内的多个套管组成。套管具有比完井管的直径横截面大的直径横截面并且围绕所述完井管。在套管柱的下部中，套管也称衬管。

在钻井、生产和/或修井操作期间，需要套管柱来保持井眼稳定性，防止水砂污染和控制井压。

套管和完井管由钢制成，并且可以根据API标准、例如标准套管和油管的API标准规格5CT或5CRA制成，但不限于此。例如，钢是L80、P110或Q125级标准之一。

管柱的两个管可以通过螺纹接头或连接件附接。用于将第一管连接到第二管的典型螺纹接头可包括形成在第一管的外周表面上的阳螺纹部分、也称作销端，以及形成在第二管的内周表面上的阴螺纹部分、也称作箱端。各螺纹部分配合以将第一管附接到第二管，从而形成一个螺纹接头。

另一种类型的螺纹接头可包括用于附接第一管和第二管的联接箱。每个第一管和第二管在其两个端部处具有形成在所述管的外周表面上的阳螺纹部分、也称作销端。具有内孔的联接箱安装在第一管上，所述内孔在其两个端部处具有形成在孔的内周上的阴螺纹部分。联接箱通常通过第一管的一个端部的阳螺纹部分和联接箱的第一端部的阴螺纹部分之间的配合而安装在第一管的所述一个端部上。通过这种布置，第一管和联接箱的组件具有带有阳螺纹部分的第一端部和带有由联接箱的第二端部形成的阴螺纹部分的第二端部。第二管可以通过所述第二管的阳螺纹部分和联接箱的第二端部的阴螺纹部分之一附接到第一管。

这种螺纹管状连接件经受可强度变化或方向变化的应力的各种组合，例如，轴向拉伸、轴向压缩、内压弯曲力、扭转力等。因此螺纹管状连接件通常被设计成支撑那些应力，承受破裂并提供紧密密封。

因此，一系列管的坚固性通常取决于在形成螺纹连接或接头的部件或部分上没有磨损。因此，已经提出了用于保护具有阳螺纹部分和阴螺纹部分的管的螺纹部分的装置。

为了现场操作，在将管安装到井中之前，需要移除保护装置。优选地，在将管安装到井中之前，在最后阶段移除保护装置。这些操作特别耗时并且要求也必须管理管的操作者特别注意。因此，柱的安装过程由于使用保护装置而变得更加复杂并且在柱的安装期间没有保护管的弱点。

此外，当将第二管的阳螺纹部分安装到第一管或联接箱的阴螺纹部分中时，通常使用刺穿引导件。在将第二管的端部插入第一管或联接箱的端部中之前，由操作者定位这种刺穿引导件，然后在将第二管拧入第一管或联接箱中之前将该刺穿引导件移除。这种操作还增加了柱安装的操作时间。

此外，管状烃柱可以安装在海上钻井环的岸上，并且它们可以用于支撑电缆线以向潜水设备、例如泵、安全阀和其它井下设备供电。通常使用称作夹具的工具来容纳这种电缆线。这些夹具通常安装在管上、特别是安装在联接箱上，并且通常需要多个操作者和重型工具来安装。因此，将这种夹具安装在柱的所有联接箱上在钻机上是耗时的，导致昂贵的操作。

另外，在安装期间，需要获得从一个管到另一个管的缆线的良好对准。事实上，存在这样的问题，即缆线在柱下降时在管周围卷起。实际上，管状柱的长度可以非常大，可达数千米，因此，当缆线在管上卷起时，缆线的重量和长度越来越大，因此在管上提供越来越多的重量。例如，在正常情况下，一根缆线在12米的长度上具有5kg的重量，并且管状柱可以达到3Km或更大。这种超重可以是整个柱的不稳定源，另外也是不必要的和昂贵的资源费用。另一个结果是产生更多缆线拉出或缆线撕裂的危险。这种卷起可能发生的原因是，当安装夹紧装置以固定缆线时，所述缆线是松弛的并且能够在超过大约20度的可接受公差的情况下被向左或向右拉动。因此，当缆线安装错误时，必须将夹紧装置卸下，并且必须完整且正确地重复该操作，从而大大增加了柱的整体安装时间。

因此，需要减少柱的安装时间，也称作“关键路径活动”。实际上，考虑到一天租赁钻机的高成本，所述关键路径活动当今约为每管200秒，这导致昂贵的安装操作。

US2016/047174公开了一种井下夹持系统，其包括第一夹持构件，该第一夹持构件具有第一主体，该第一主体具有第一外表面和第一内环形表面，该第一内环形表面被构造成与井下管接合。一个或多个凸耳从第一外表面径向向外延伸，并且第一夹紧指部从第一外表面径向向外延伸。第二夹持构件与第一夹持构件相邻地布置。

US5379836公开了与部署在油井、气井或水井中的完井或生产油管柱一起使用的夹具。特别是一种夹具，其包括：用于围绕油管柱夹紧的第一和第二夹紧元件的，各元件在一侧相互铰接并且在相对侧设有可释放的紧固器件；以及盖，其铰接在第一元件的一侧并且设有用于将其可释放地紧固到第一元件的另一侧上的可释放的紧固器件，第一元件的外表面和盖的内表面设有成形结构。

US2006/006640公开了用于保护控制线的管道联接组件和方法，其中在管道上进行肩部改进，以防止控制线保护器夹具的断裂，该保护器夹具确保当盖关闭到第一元件上时，电源线和/或检修线被牢固地保持。

WO2010/107322公开了一种由多个部件组成的立管夹具，该立管夹具被设计成承载与表面涂覆的钢制立管平行且间隔开的多个流体管，该立管被设计成部署到海中，以用于在海床上的井口和水面船舶之间进行通信，所述立管夹具被设计用于摩擦地、不可旋转地固定到表面涂覆的立管上，并且还设有多个管座，所述管座承载相应的流体管。

US10197190公开了保护装置的改进，并且更特别是公开了用于保护沿着油管柱中的管和联接件的缆线的缆线防护装置的改进。

发明内容

本发明的目的是克服上述缺点。

本发明的一个特别目的是改进现场操作，特别是操作的简易性和速度，以便减少在钻机上安装柱的管的过程所需的时间。

根据本发明的一个方面，本发明的目的也在于，提供管的端部的容易且快速的对准。本发明的构思也在于，在管的安装过程期间改进对用于形成螺纹接头的管的联接箱部分的保护。

本发明提供一种用于将缆线紧固到用于油气、能量或存储应用的管状柱的管上的紧固系统，所述紧固系统包括：

-支承表面和外表面，支承表面向内指向，所述支承表面限定用于管的内侧壳体，外表面相对于支承表面向外指向，

-具有打开状态和关闭状态的管固定机构，管固定机构被构造成在固定机构的关闭状态下将所述紧固系统固定在管上，管在管固定机构的关闭状态下被容纳在内侧壳体中，所述固定机构在固定机构的打开状态下相对于管可移动；

-缆线紧固机构，具有用于紧固缆线的外侧壳体，所述外侧壳体具有开口，以用于通过所述开口将缆线接收在外侧壳体中，外侧壳体的所述开口布置在外表面上。

由于这些特征，可以在现场容易且快速地将缆线紧固到管上。实际上，由于外侧壳体的开口布置在紧固系统的外表面上，即使在管容纳在内侧壳体中的情况下也可以将缆线容纳在缆线紧固机构的外侧壳体中而不移除管的紧固系统。因此，紧固系统可以预先安装在管上，例如在管制造中或在管制造和在井中安装管之间的任何步骤期间，并且缆线可以在现场紧固而不从管上移除紧固系统。由于紧固系统可以在将管安装到井中之前预先安装在管上并且缆线可以紧固到管上而不移除管的紧固系统，因此不需要在现场将管移除和/或容纳在紧固系统的内侧壳体中并且在现场将缆线紧固到管上所需的时间非常短。

这种紧固系统可以包括以下特征中的一个或多个。

根据一个实施例，外侧壳体为凹槽。根据一个实施例，外侧壳体平行于纵向轴线延伸。根据一个实施例，外侧壳体在垂直于纵向轴线的平面内具有“U”形横截面。

根据一个实施例，开口包括第一侧部分、中心部分和第二侧部分。根据一个实施例，中心部分平行于纵向轴线延伸。根据一个实施例，所述中心部分相对于纵向轴线背离地指向。根据一个实施例，第一侧部分和/或第二侧部分径向延伸。换句话说，在由凹槽形成外侧壳体的情况下，这样的凹槽平行于纵向轴线延伸，其开口侧相对于纵向轴线背离，并且其沿纵向轴线的两个相对端部被开口并形成开口的第一和第二开口侧。

根据一个实施例，支承表面可在打开位置和关闭位置之间转换，所述管固定机构被构造成在打开位置和关闭位置之间切换支承表面，支承表面被构造成抵靠管，以便在关闭位置将紧固系统固定在管上。

根据一个实施例，支承表面被构造成在管固定机构的打开状态下处于打开位置并且在管固定机构的关闭状态下处于关闭位置。

根据一个实施例，支承表面包括第一部分和第二部分，第一部分和第二部分之间在关闭位置时的距离与在打开位置时的所述距离相比最短。因此，支承表面的这些部分可以夹持管，以便将紧固系统固定在管上。

根据一个实施例，支承表面至少部分地是可变形的。在一个实施例中，支承表面的第一部分和/或支承表面的第二部分在关闭位置和打开位置具有不同的形状。根据一个实施例，支承表面的第一部分和/或支承表面的第二部分在打开位置具有比在关闭位置大的曲率半径。

根据一个实施例，管固定机构包括：凸轮机构；所述凸轮机构包括第一凸轮表面和第二凸轮表面，凸轮机构被构造成改变支承表面的第一部分和支承表面的第二部分之间的距离。由于该凸轮机构，可以容易地在关闭位置和打开位置之间切换支承表面。

根据一个实施例，管固定机构包括：带，所述带限定具有第一末端和第二末端的开口环，所述第一末端和第二末端之间的距离在支承表面的关闭位置和支承表面的打开位置中是不同的。这样的带易于制造并且可以容易地变形以夹持管。这样的可变形的带可以制成单件式的或连结在一起的多件式的，例如通过垫片、如连杆、铰链或金属环、如链环沿周向连结在一起的多个部分。

带被构造成使得带的第一末端和第二末端之间的距离的改动改变支承表面的第一部分和支承表面的第二部分之间的距离。带的第一末端和第二末端之间的距离的这种改动可以沿周向直线地测量，所述距离增加或减少以用于将支承表面从打开位置切换到关闭位置。例如，减小带的第一末端和第二末端之间的周向距离可以收紧围绕管的带并使支承表面的第一部分和支承表面的第二部分抵靠管。

根据一个实施例，所述带由金属材料、例如不锈钢金属制成，例如以金属片的形式制成。

根据一个实施例，带的内侧包括支承表面的第一部分和第二部分。然而，具有第一和第二部分的支承表面可以以不同的方式制造。例如，管固定机构可以包括两个彼此旋转安装的支腿，每个支腿具有支承表面的相应部分，管固定机构被构造成阻止支腿在关闭或打开状态下的位置旋转。

根据一个实施例，该紧固系统包括中心体，所述中心体包括锁定杆，带的第一末端锚固到中心体上，带的第二末端结合到锁定杆，锁定杆可旋转移动地安装在中心体上，第一凸轮表面布置在中心体上，第二凸轮表面布置在锁定杆上。根据一个实施例，凸轮机构被构造成使得锁定杆相对于中心体的旋转改变带的第一末端和带的第二末端之间的距离。

由于这些特征，第一末端和第二末端之间的距离可以容易且快速地被修改。实际上，该距离可以被修改并且因此固定到管上的紧固系统也可以被修改，这是由于锁定杆通过凸轮机构被简单旋转。

根据一个实施例，在管固定机构的打开状态下且在管被容纳在内侧壳体中的情况下，紧固系统围绕管可旋转移动并且通过支承表面抵接在管上而相对于管的纵向轴线限制径向位移。

由于这些特征，可以使紧固系统围绕管转动而不将管从内侧壳体上移除。因此，可以在不从内侧壳体上移除管的情况下修改外侧壳体的开口的周向定向。通过修改外侧壳体的开口的周向定向，可以根据缆线相对于管的位置来布置所述开口的位置，因此，当管插入井中时，无论缆线在围绕管的哪里，紧固系统都可以被周向定向以在管上的缆线的定向角度公差内接收缆线。

然而，由于紧固系统的其它实施例，可以修改外侧壳体的开口的周向定向。例如，根据一个实施例，缆线紧固机构可以围绕内侧壳体相对于支承表面移动。因此，当紧固机构相对于管和支承表面转动时，管可由管固定机构固定并保持在内侧壳体中，以将开口沿周向布置在所要求的定向上。因此，即使紧固系统预先安装在管上，缆线紧固机构在这样的预先安装的紧固系统上的定向也不是重要的，紧固系统可以通过改变缆线紧固机构的定向而在所要求的缆线角度定向公差内将缆线紧固在管上。

根据不同的实施例，缆线紧固机构可以将缆线紧固在外侧壳体中。例如，根据一个实施例，缆线紧固机构包括盖子，所述盖子可相对于外侧壳体在锁定位置和解锁位置之间移动，外侧壳体的开口在盖子的解锁位置是空置的，从而允许缆线通过所述开口插入外侧壳体中，所述盖子在锁定位置关闭所述外侧壳体，使得当所述缆线被容纳在外侧壳体中并且盖子处于锁定位置时，缆线被紧固到紧固系统。

由于这样的盖子，缆线可以在盖子的解锁位置被容纳在外侧壳体中，并且可以通过将盖子从盖子的解锁位置移动到锁定位置而被紧固在外侧壳体中。

根据一个实施例，处于锁定位置的盖子通过部分地覆盖开口来关闭外侧壳体，例如通过覆盖开口的中心部分并保持开口的第一侧部分和第二侧部分空置。开口的这种部分关闭允许在外侧壳体中容纳长缆线，所述长缆线通过盖子紧固在外侧壳体中，从而关闭中心部分并使通过开口的两个侧部分穿过外侧壳体。

根据一个实施例，外侧壳体包括至少一个用于紧固缆线的夹具。根据一个实施例，盖子和外侧壳体被构造成例如通过在盖子和外侧壳体的底部之间挤压所述缆线而将缆线径向地夹持在外侧壳体中。根据一个实施例，所述夹具包括沿周向挤压缆线的杆或夹子。根据一个实施例，盖子是覆盖缆线的薄金属片以用于将缆线径向地保持在外侧壳体中，例如具有从0.5到5mm的径向厚度的薄金属片。

根据一个实施例，锁定杆形成盖子。由于该特征，锁定杆相对于中心体的简单旋转既可以将紧固系统固定在管上，又可以在同一旋转运动中关闭外侧壳体以紧固缆线。而且，这样的锁定杆仅通过手动旋转所述锁定杆就可以在不使用工具的情况下既关闭外侧壳体又固定该紧固件。

根据一个实施例，缆线紧固机构具有多个外侧壳体，每个外侧壳体被构造成紧固缆线，所述外侧壳体具有开口，以用于通过所述开口将缆线接收在外侧壳体中，外侧壳体的所述开口布置在外表面上。由于这样的多个外侧壳体，紧固系统可以在所要求的缆线角度定向公差内将缆线紧固在管上，而不需要对缆线紧固机构的定向进行修改或需要对缆线紧固机构的定向进行有限的修改。

根据一个实施例，外侧壳体的开口沿周向分布在外表面上。

根据本发明的一个方面，本发明提供一种用于将缆线紧固到用于油气、能量或存储应用的管状柱的管上的紧固系统，所述紧固系统包括：

-支承表面和外表面，支承表面向内指向，所述支承表面限定用于管的内侧壳体，外表面相对于支承表面向外指向，

-具有打开状态和关闭状态的管固定机构，管固定机构被构造成在管固定机构的关闭状态下将紧固系统固定在管上，管在管固定机构的所述关闭状态下被容纳在内侧壳体中，所述管固定机构在管固定机构的打开状态下相对于管可移动；所述管固定机构包括带，所述带沿纵向轴线延伸，所述带径向延伸，所述带围绕管延伸，所述带形成支承表面。

-缆线紧固机构，具有用于紧固缆线的外侧壳体，所述外侧壳体具有开口，以用于通过所述开口将缆线接收在外侧壳体内，外侧壳体的所述开口布置在外表面上。

这样的带可容易地围绕管变形。因此，由于形成支承表面的带，所述支承表面可以是可变形的，因此允许所述支承表面围绕管过度延伸。由于过度延伸，该带可容纳不同尺寸的管，因此该紧固机构可在需要时在不同尺寸的管上使用和重复使用。

而且，这样的可变形带可以容易地围绕管收紧，以便使支承表面抵靠管。因此，该固定机构仅通过围绕管收紧带就能容易且快速地将紧固系统固定在管上。

这种紧固系统可以包括一个或多个上述或以下特征。

根据所述紧固系统的一个实施例，当所述管在管固定机构的打开状态下被容纳在内侧壳体中时，管固定机构相对于管可移动。

由于这些特征，处于打开状态的管固定机构可以围绕管转动，而不将管从内侧壳体上移除。因此，紧固系统相对于管的定向可以在不从管上移除紧固系统的情况下被修改。因此，可以将紧固机构预先安装在管上，并且当管安装在井中时改变围绕紧固系统的管的定向，以便在不从管上移除紧固系统的情况下将缆线布置在开口的前面。因此，紧固系统的定向并且特别是紧固机构的开口可以在现场快速且容易地进行修改。

根据所述紧固系统的一个实施例，管固定机构的带围绕具有圆形横截面的管沿周向、即正交地延伸，所述带形成支承表面。

根据一个实施例，当所述带被拉向管时，所述带可围绕管延伸。

根据所述紧固系统的一个实施例，管固定机构包括中心体。根据一个实施例，所述带具有第一末端和第二末端，第一末端固定到中心体，第二末端相对于中心体在关闭位置和远程位置之间可移动地安装在中心体上。

由于带和中心体之间的这种构造，所述带和中心体对于其每一个仅通过一侧固定在一起，带的第二侧可相对于中心体移动，该紧固系统可容易地轴向地在管上装载或移除，紧固系统环绕所述管、例如开口带。

由于管固定机构，可以想到，在所有钻机操作之前预先安装紧固机构，因此运输已经装载有紧固机构的管并且显著地节省在所述钻机操作期间处理物件所需的时间量。

术语“固定”定义了到两个项目或特征之间的结合，从而限制或防止根据特定方向的运动。例如，一个物体可以旋转地安装在另一个物体上并围绕其旋转轴线转动，但是其沿其它轴线的相对位置保持不变。

根据所述紧固系统的一个实施例，所述带具有第一末端和第二末端，所述第一末端固定到所述中心体，所述第一末端和第二末端面向相反的方向。

根据所述紧固系统的一个实施例，所述第二末端直接或间接地、相对于所述中心体在关闭位置和远程位置之间可移动地安装在所述中心体上。

根据所述紧固系统的一个实施例，所述带的第一末端包括第一末端套筒，第一末端套筒容纳第一轴，所述第一轴将中心体固定到带上。

由于这些特征，带被结合到中心体上。由于各末端，带可以容纳附接或连接元件、例如第一末端套筒，所述附接或连接元件可以与其它元件、例如中心体结合。中心体由于第一轴而保持相对于带可移动，当第一轴容纳在带和中心体的套筒内时，第一轴是可枢转的。

根据所述紧固系统的一个实施例，所述带的第二末端包括容纳第二轴的第二末端套筒。

根据所述紧固系统的一个实施例，所述第二轴结合到中心体上。

根据所述紧固系统的一个实施例，所述中心体包括锁定机构，所述锁定机构被构造成使所述带的第二末端和所述中心体在关闭状态下彼此靠近。

根据所述紧固系统的一个实施例，所述锁定机构包括可枢转地安装在所述中心体上的锁定杆，所述锁定杆被构造成在打开状态和关闭状态之间旋转。

根据所述紧固系统的一个实施例，所述锁定机构包括可枢转地安装在所述中心体上的锁定杆，所述锁定杆被构造成在打开状态和关闭状态之间旋转，在所述打开状态下，所述锁定杆径向远离所述中心体。

根据所述紧固系统的一个实施例，所述锁定杆可枢转地安装在平行于所述管固定机构的纵向轴线的旋转轴上。

根据所述紧固系统的一个实施例，所述锁定机构包括预紧螺钉，所述预紧螺钉在关闭状态下将所述旋转轴和所述轴锁定在一起。

由于所述锁定机构，在需要时可以通过例如手动地或远程地使用机械装置来打开所述锁定杆而容易地移除所述固定机构。

由于锁定机构，紧固系统可被关闭，以防止所述紧固系统朝向管的任何纵向或旋转运动。

由于锁定杆，带的作为自由端的第二末端可由于凸轮机构而被带动靠近中心体的另一自由端。在关闭操作中，由锁定杆提供的凸轮机构将通过支承表面的接触将所述带拉靠在管上而增加带上的张力，从而使整个紧固系统能够牢固地固定到管上并防止所述紧固系统的所有旋转运动。根据一个实施例，凸轮机构由曲柄机构代替，该曲柄机构通过曲柄的旋转将所述带拉到管上来增加带上的张力。

在打开操作中，由锁定杆提供的凸轮机构将释放带的所述张力，从而能够产生间隙，所述间隙允许紧固系统围绕管的手动旋转，以例如将其调节到期望的位置。

由于预紧螺钉，带的第二末端被锁定到中心体的剩余自由端上。所述预紧螺钉在关闭操作中由于凸轮机构而能够使带被拉向中心体。

根据所述紧固系统的一个实施例，所述中心体至少包括第一末端套筒，所述第一末端套筒被构造成容纳所述轴。

根据所述紧固系统的一个实施例，缆线紧固机构的外侧壳体包括至少一个平行于纵向轴线的纵向凹槽，所述纵向凹槽能够容纳至少一根缆线。

由于根据本发明的缆线紧固机构，现在可以设想，在到达钻机操作区域之前将整个装置预先安装在管上。实际上，本发明摆脱了预测夹紧装置将面向缆线区域将终止在哪里的所有困难，因为其只需要松开紧固机构，以将其在正确方向上朝向缆线调节并容易地关闭其。这样的预先安装节省了大量的时间，从而大大减少了关键路径活动。

根据所述紧固系统的一个实施例，所述锁定杆包括在关闭状态下面向所述中心体和所述管的外表面的内表面，所述内表面包括被设计成夹持所述缆线的多个齿。

由于多个齿，在锁定杆的关闭操作中更容易夹持缆线，从而防止所述缆线滑出并且能够直接将缆线附带在纵向凹槽内。

根据所述紧固系统的一个实施例，所述缆线紧固机构包括保持机构，所述保持机构被构造成将所述锁定杆保持在关闭状态。

根据所述紧固系统的一个实施例，所述保持机构包括可枢转地安装在所述中心体上的保持杆，所述保持杆在关闭状态和打开状态之间纵向旋转。

由于保持杆，锁定杆被完全阻止，因此通过防止锁定杆在柱内使用期间解锁自身而提供了附加的安全性。保持杆还可以提供附加的强度，以在关闭操作中完成锁定杆的关闭。

根据一个实施例，本发明还提供一种用于将缆线紧固到用于油气、能量或存储应用的管状柱的管上的紧固系统，所述紧固系统包括：

-第一环，

-第二环，

-沿纵向轴线布置在第一环和第二环之间的中心体，

其中：

第一环具有朝向第二环指向的提升表面，提升表面径向延伸，所述提升表面被构造成抵靠所述管以提升所述管并阻止所述第一环沿纵向轴线朝向所述第二环的位移，

第二环具有朝向第一环指向的抵接表面，抵接表面径向延伸，所述抵接表面被构造成抵靠所述管以阻止所述第二环沿着所述纵向轴线朝向所述第一环的位移，

中心体具有第一纵向端部和第二纵向端部，中心体的第一纵向端部具有第一阻止机构，该第一阻止机构被构造成将所述第一端部结合到第一环，以便阻止所述第一环沿纵向轴线相对于中心体远离第二环的位移，中心体的第二纵向端部具有第二阻止机构，该第二阻止机构被构造成将所述第二端部结合到第二环，以便阻止所述第二环沿纵向轴线相对于中心体远离第一环的位移，

所述紧固系统还包括缆线紧固机构，所述缆线紧固机构具有用于固定所述缆线的外侧壳体，所述外侧壳体具有开口，以用于通过所述开口将缆线接收在外侧壳体中，外侧壳体的所述开口布置在所述紧固系统的外表面上，所述外表面相对于所述紧固系统的内侧壳体向外指向，所述内侧壳体被构造成容纳所述管。

由于这些特征，紧固系统可用于提升管或甚至管柱，以将管或管柱安装在井中。更特别是，紧固系统的提升表面可与管的相应表面、例如由管的联接箱形成的肩部表面配合。

而且，由于第二环，如果所述紧固系统在管安装到井中之前预先安装在管上，则所述紧固系统可以用作管的螺纹部分的保护器。

因此，这样的紧固系统可以提供上述优点，例如关于在钻机上容易且快速地使用以将缆线紧固到管上的优点，并且还可以用于提升所述管以将其安装在井中并且在管在钻机上运输和位移期间保护管。而且，由于紧固系统的结构，即两个分开的环和一个中心体，紧固系统的每个部分可以使用专门用于其主要功能的材料来制造。例如，第一环可以使用具有阻力和机械强度特性的材料来制造，从而允许在井中提升整个管柱，而中心体和第二环可以用较轻的材料来制造。

这种紧固系统可以包括一个或多个上述特征和/或一个或多个下述特征。

根据一个实施例，第二环包括引导表面，所述引导表面与所述第一环相反地指向，所述引导表面相对于纵向轴线渐缩，从而使所述引导表面的第一纵向端部具有大直径并使所述引导表面的第二纵向端部具有小直径，引导表面的第二纵向端部沿纵向轴线布置在引导表面的第一端部和第一环之间。

根据一个实施例，小直径被构造成相对于管的内径径向向外偏移，例如相对于管的内螺纹径向向外偏移。

由于这些特征，第二环可用作引导环，用于引导另一管插入其上安装有紧固系统的管中。换言之，如上所述，紧固系统提供将缆线夹持在管上的功能，而且还提升管或管柱并且进一步引导另一管插入其上安装有紧固系统的管中。因此，用于制造这种第二环的材料可以根据引导第二管插入其上安装有紧固系统的管中的功能来选择。

根据一个实施例，第一环具有第一内表面，所述第一内表面用于环绕所述管的第一部分，第二环具有第二内表面，所述第二内表面用于环绕所述管的第二部分，中心体具有第三内表面，所述第三内表面用于朝向所述管的第三部分指向，所述管的第三部分沿着所述管的纵向轴线布置在所述管的第一部分和所述管的第二部分之间，所述第一内表面、第二内表面和第三内表面形成用于所述管的内侧壳体。根据一个实施例，第一内表面和/或第二内表面和/或第三内表面包括抓持凹凸部，例如齿或肋。这种抓持凹凸部分别抵靠管的第一部分、管的第二部分或管的第三部分，以便阻止或限制所述内表面相对于管的旋转。

根据一个实施例，第二环包括内肩部，所述肩部形成抵接表面，所述内肩部从第二内表面径向向内延伸。因此，所述第二内表面允许第二环良好地插入在所述管的端部上，同时这样的内肩部通过所述内肩部抵接在管的端部上而阻止第二环朝向第一环的位移。

根据一个实施例，第二环包括沿纵向轴线布置在第二内表面和引导表面之间的中心内表面，所述中心内表面平行于纵向轴线并且连结内肩部和引导表面。由于这些特征，第二环具有纵向厚度，从而特别是关于内肩部和引导表面提供良好的机械阻力。

根据一个实施例，第三内表面相对于提升表面的内径径向向外偏移。这样的第三内表面例如用于环绕由联接箱形成的管的第三部分，并因此具有比主管外径大的外径。

根据一个实施例，所述外表面布置在所述中心体上。对于第一环和第二环，用于制造中心体的材料可以根据相关的将缆线紧固在管上的功能来选择，因此具有足以支撑缆线重量或刚性、尺寸和弹性的机械阻力，从而允许外侧壳体变形以将缆线接收在外侧壳体中，但是所述外侧壳体的弹性特性和尺寸允许当缆线容纳在外侧壳体中时夹持所述缆线。

根据一个实施例，该紧固系统还包括具有打开状态和关闭状态的管固定机构，所述管固定机构被构造成在所述固定机构的关闭状态下将所述紧固系统固定在管上，所述管在所述管固定机构的所述关闭状态下被容纳在所述紧固系统的内侧壳体中，所述固定机构在所述固定机构的打开状态下相对于所述管可移动。

根据一个实施例，所述管固定机构包括：带，所述带围绕纵向轴线沿周向延伸，所述带具有内表面，所述内表面形成用于抵靠管的支承表面，所述带具有第一末端和第二末端，所述第一末端和第二末端可相对于彼此移动以改变所述带的内径。

根据一个实施例，所述中心体可相对于所述第一环和/或所述第二环围绕所述纵向轴线旋转移动。根据一个实施例，第一环包括沿周向延伸的第一外侧凹槽，第二环包括沿周向延伸的第二外侧凹槽，第一阻止机构包括容纳在第一外侧凹槽中的第一钩，第二阻止机构包括容纳在第二外侧凹槽中的第二钩。由于这些特征，阻止机构阻止沿中心体的纵向轴线相对于环的位移。

根据一个实施例，第一外侧凹槽包括第一主抵接表面和第二主抵接表面，第一主抵接表面沿周向面向第二主抵接表面，第一钩沿周向布置在第一主抵接表面和第二主抵接表面之间。

根据一个实施例，所述第二外侧凹槽包括第一副抵接表面和第二副抵接表面，所述第一副抵接表面沿周向面向所述第二副抵接表面，所述第二钩沿周向布置在第一副抵接表面和第二副抵接表面之间。

本发明还提供了一种柱部分套件，其包括管道和如上所述的紧固系统，其中管容纳在紧固系统的内侧壳体中，管固定机构处于关闭状态，缆线紧固机构固定到管上。

由于管固定机构和缆线紧固机构，管的关键路径活动或安装时间显著减少，例如约3秒至5秒，这导致安装操作的成本显著降低。

由于上述特征，本发明能够在同一系统中集合不同的功能，具有能够将紧固系统固定到管上的管固定机构和能够夹紧要紧固到管上的缆线的缆线紧固机构，其中两种功能可以单独使用或组合使用。

由于这些特征，当安装在所述管上时，本发明还提供了对所述管的保护。实际上，这样的紧固系统提供了例如将阳或阴端螺纹管状元件与外部环境隔离的功能，并保护管以防止在其掉落时的冲击损坏。

附图说明

本发明将被更好地理解，并且其它目的、细节、特征和优点将在以下对本发明的多个具体实施方式的描述过程中变得更加清楚，这些实施方式仅通过参考附图的非限制性说明给出。

图1是用于安装在管上的紧固系统的示意分解图。

图2是在紧固系统的固定机构的关闭状态下安装在管上的图1的紧固系统的示意图。

图3是安装在管上的图1的紧固系统的与图2不同的视角的示意图。

图4是在平行于管的纵向轴线的平面内的图2或3的安装在管上的紧固系统的横截面图。

图5是图4的详细视图，示出了紧固系统的中心体的第一纵向端部、紧固系统的第一环和管之间的配合。

图6是图4的详细视图，示出了紧固系统的中心体的第二纵向端部、紧固系统的第二环和管之间的配合。

图7是在垂直于管的纵向轴线的平面内并在固定机构的打开状态下安装在管上的紧固系统的横截面图。

图8是在垂直于管的纵向轴线的平面内并在固定机构的关闭状态下安装在管上的紧固系统的横截面图。

图9是图2或3的紧固系统的保持杆的详细视图。

具体实施方式

在下面的描述中，术语“纵向”、“横向”、“竖直”、“前”、“后”、“左”和“右”根据附图中所示的通常的正交基准来定义，其包括：

纵向轴线X，前视图的水平和从左到右；

横向轴线Y，垂直于纵向轴线X并从前视图的后面延伸到前面；和

竖直轴线Z，与纵向轴线X和横向轴线Y正交。

此外，在说明书和权利要求书中，术语“外侧”或“内侧”和定向“轴向”和“径向”应当用于根据说明书中给出的定义指定紧固系统或管的元件。纵向轴线X确定“轴向”定向。“径向”定向正交于纵向轴线X指向。“周向”定向正交于旋转轴线X并正交于径向方向指向，即正交于径向地。术语“外侧”或“内侧”用于定义一个部件相对于另一个部件、相对于纵向轴线X的定向或相对位置。靠近或面向所述轴线的部件指的是内侧或内部部件，与在外围径向定位的或背离纵向轴线X的外侧或外部部件相反。

图1示出了用于将缆线5紧固到管2上的紧固系统1。管2具有平行于前述定义的纵向轴线X的纵向轴线A1，如图1所示。

紧固系统1包括管固定机构6、支承表面3、缆线紧固机构9、第一环12和第二环13(将在说明书中进一步详细说明)。

管固定机构6包括带101，所述带正交于径向地延伸，以便在所示实施例中部分地环绕管。该带101还围绕管2径向延伸，限定带101的厚度。带101也平行于轴线A1纵向延伸，从而限定带101的宽度。该带101部分地形成紧固系统1的支承表面3。

所述带101可以是可变形的并且允许所述带101并因此允许支承表面3围绕管2过度延伸。由于过度延伸，带101可以容纳不同尺寸的管2，因此在需要时紧固系统1可以在不同尺寸的管2上使用和重复使用。

带101还包括第一末端103和第二末端105，当带101沿周向环绕管时，所述第一末端和第二末端面向相反的方向。这些末端103和105分别包括第一末端套筒104和第二末端套筒106。每个套筒104和106可以是连续的，这意味着套筒不包括任何类型的中断；或者是不连续的，这意味着套筒可以允许中断，例如在同一套筒的两个末端之间的孔。在如图1所示的实施例的情况下，第一末端套筒104和第二末端套筒106是不连续的。套筒可以由许多实施例制成，例如在图1中，套筒104和106形成环。

紧固系统1包括中心体102，该中心体完成管2、例如开口带的环绕。中心体102包括平行于纵向轴线A1的第一末端套筒108。

带101的第一末端套筒104和中心体102的第一末端套筒108都容纳第一轴111。这种构造使带101和中心体102能够彼此连结，同时仍允许一定程度的移动性。实际上，中心体102由于第一轴111而相对于带101保持可移动，当第一轴容纳在带101和中心体102的套筒104和108内时，第一轴是可枢转的。

平行于纵向轴线A1的第二轴112容纳在带101的第二末端105的第二末端套筒106中。第二轴112包括通孔116。

管固定机构6包括锁定机构110，该锁定机构被构造成在锁定机构110的关闭状态下使所述带101的第二末端105和中心体102彼此靠近。

锁定机构110包括例如在图1中的锁定杆109。锁定杆109可枢转地安装在中心体102上并且被构造成在打开状态和关闭状态之间旋转，在打开状态下所述锁定杆109径向远离中心体。更具体地，锁定杆109可枢转地安装在旋转轴114上，该旋转轴包括空腔117。锁定杆109和旋转轴114都容纳在中心体102上。这样的空腔例如可以是如图所示的通孔或盲槽。

旋转轴114具有其自身的旋转轴线A2，该旋转轴线平行于纵向轴线A1。如下所述，该旋转轴线安装成相对于中心体可平移移动。

锁定机构110包括预紧螺钉115，该预紧螺钉可穿过第二轴112的通孔116和旋转轴114的空腔117，从而在关闭状态下将旋转轴114和第二轴112锁定在一起。

锁定杆109具有弯曲部分141，如下所述，其是相对于旋转轴线A2偏心的部分，使得当围绕旋转轴114的纵向旋转轴线A2旋转锁定杆109时，旋转轴114相对于中心体102移动。当预紧螺钉115滑动到相应的空腔117和通孔116中时，该预紧螺钉与所述轴112和114连接，从而将带的第二末端朝向中心体102的第二自由端(T2)带动。这也在下面在图7和8中解释。

由于锁定机构110，在需要时，通过手动或远程打开锁定杆109，可以容易地移除紧固系统1。

由于锁定机构110，紧固系统1可以关闭，以防止所述紧固系统1相对于管的任何纵向或旋转运动。

由于锁定杆109，带101的作为自由端的第二末端105可以由于如下所述的凸轮机构而靠近中心体的另一自由端。

在关闭操作中，由锁定杆109提供的凸轮机构会通过支承表面3的接触将所述带101拉靠在管2上而增加带101上的张力，从而使整个紧固系统1能够牢固地固定在管2上并防止所述紧固系统1的所有旋转运动。

在打开操作中，由锁定杆109提供的凸轮机构会释放带101的所述张力，从而能够产生间隙，所述间隙允许紧固系统1围绕管2手动旋转，例如将其调节到期望位置。

由于预紧螺钉115，带101的第二末端105被锁定到中心体102上。所述预紧螺钉115在关闭操作中由于凸轮机构而使带101能够被拉向中心体102。

缆线紧固机构9包括外侧壳体8，该外侧壳体包括至少一个平行于纵向轴线A1的纵向凹槽120，所述纵向凹槽120能够容纳至少一根缆线5。

由于根据本发明的缆线紧固机构9，现在可以设想在到达钻机操作区域之前将整个紧固系统1预先安装在管2上。实际上，本发明消除了预测缆线紧固机构将面向缆线的区域终止在哪里的所有困难，因为其只需要松开管固定机构6，以将其在正确的方向上向缆线调节并容易地关闭其。这样的预先安装节省了大量的时间，从而大大减少了关键路径活动。

锁定杆109包括在关闭状态下面向中心体102和管2的外表面的内表面133，所述内表面133包括设计成夹持缆线5的抓持表面134。

由于抓持表面134，在锁定杆109的关闭操作中更容易夹持缆线5，防止所述缆线5滑开，并使缆线5能够直接附带在纵向凹槽内。例如，抓持表面134可以是多个齿。

由于管固定机构6和缆线紧固机构9，不需要工具将所述紧固系统1固定在管1上，并且不需要工具来夹持缆线5，从而显著地减少了管2的关键路径活动或安装时间、例如约3秒到5秒，这导致安装操作的显著成本降低。

由于这些特征，本发明能够在同一紧固系统1中集合不同的功能，具有能够将紧固系统固定在管2上的管固定机构6和能够夹持缆线5的缆线紧固机构9，其中两种功能可以单独使用或组合使用。

由于这些特征，当安装在所述管2上时，本发明还提供了对所述管2的保护。实际上，这样的紧固系统1提供了例如将阳或阴端螺纹管状元件与外部环境隔离的功能，并且保护管2以防止在其掉落时的冲击损坏。

图2示出了在组装视图中和在关闭状态下的图1的紧固系统1。在这个选定的视角中，示出了由于预紧螺钉115而固定在一起的带101的第二末端105和中心体102的第二自由端(T2)之间的布局。预紧螺钉115通过通孔116将第二末端套筒106并通过空腔117将旋转轴114锁定在一起。因此，第二末端套筒106和旋转轴114由于它们之间没有直接接触而被远程地固定在一起。

图3示出了图2的紧固系统1的另一个视角。在这个选定的视角中，示出了带101的第一末端套筒104和中心体102的第一末端套筒108之间的布局，这两个末端套筒都容纳相同的第一轴111。因此，所述轴111在带101的第一末端套筒104和中心体的第一末端套筒108二者内滑动。在这种构造中，当带101和中心体102紧密地连结在一起时，没有分开所述带和中心体的距离。

还示出了容纳在中心体102上的保持机构118。所述保持机构118包括保持杆119，该保持杆提供增强以将锁定杆109保持在关闭状态。关于保持机构118的更多细节将参照图8和9进一步描述。

下面参照图4至6描述中心体102、第一环12、第二环13和管之间的配合。

如图4或5所示，管2的外表面22包括外肩部23。该外肩部23径向延伸，使得管2具有用于管2的主部分24的主外径D1和用于管2的端部部分25的末端外径D2，管2的所述端部部分25包括用于接收另一管的外螺纹部分的内螺纹部分。管2的主外径D1小于管2的末端外径D2。

第一环12具有沿周向延伸的内表面14。内表面14的直径D3大于管1的主外径D1且小于管的末端外径D2。因此，第一环12可以安装在管2的主部分24上，使得内表面14环绕管2的所述主部分24。

第一环12还包括从内表面14径向向外延伸的提升表面26。在第一环12的安装状态下，该提升表面26面向管2的外肩部23，使得所述提升表面26能够抵靠管2的外肩部23。因此，第一环12可用于通过提升表面26抵接在管2的外肩部23上来提升管2或者甚至提升包括多个螺接在一起的管的完整管柱。特别是，相同的第一环12可以安装在具有小于内表面14的直径D3的不同主外径D1的不同管上，只要末端外径D2保持大于内表面14的所述直径D3，使得提升表面26能够抵靠管2的外肩部23即可。

如图1至3所示，第一环12还包括径向向外延伸的第一阻止壁27和第二阻止壁28。第一阻止壁27和第二阻止壁28中的每一个包括纵向部分和周向部分。纵向部分形成纵向阻止表面29，其在垂直于纵向轴线A1的平面中延伸并与第二环13相反地指向。周向部分形成周向阻止表面30，其沿径向向外并平行于纵向轴线A1延伸。第一阻止壁27的侧向阻止表面30和第二阻止壁28的周向阻止表面30沿周向面向彼此。

第二环13包括沿周向延伸的内表面15。所述内表面15的直径大于管2的末端外径D2。第二环13包括内肩部31。所述内肩部31在垂直于纵向轴线A1的平面内从内表面15径向延伸。内肩部31的径向内端具有比末端外径D2小的直径，使得所述内肩部31抵靠管2的末端。而且，内肩部31的所述径向内端的直径大于所述管2的端部部分25的内径D4，使得所述内肩部31不会径向向内延伸超过所述管2的端部部分25的内表面并且不会阻止另一管插入管2的端部部分25内。类似于第一环12，第二环13可以安装在具有不同末端外径D2和内径D4的不同管2上，只要内表面15的直径保持大于末端外径D2并且内肩部31的径向内端的直径大于内径D4即可。因此，可以使用用于第一环12和第二环13的直径的标准尺寸，以便将紧固机构1安装在具有不同尺寸的不同管上。

第二环13包括引导表面32。引导表面32相对于纵向轴线A1渐缩，其小直径布置成比所述引导表面32的大直径更靠近管2。第二环13的中心内表面33平行于纵向轴线A1延伸，以将内肩部31的径向内端径向连结到引导表面32的小直径上。由于这些特征，第二环13可用作将另一管插入管2的端部部分25中的刺穿引导件。

第二环13包括分别类似于如上所述的第一环12的第一阻止壁27和第二阻止壁28的第一阻止壁34和第二阻止壁35。第一阻止壁34和第二阻止壁35与第一阻止壁27和第二阻止壁28的不同之处在于，第一环12的纵向阻止表面29和第二环13的纵向阻止表面29具有相反的沿纵向轴线A1的定向，第一环12的纵向阻止表面29远离第二环13指向，第二环13的纵向阻止表面29远离第一环12指向。

中心体102包括主部分36和两对支腿37。主部分36如上所述与带101配合以将所述中心体102固定在管2上。一对支腿37中的每个支腿37从中心体102的主部分36(在附图所示的实施例中从周向侧)纵向延伸。第一对支腿37中的支腿37从主部分36朝向第一环12纵向延伸并超过第一环12的相应纵向阻止表面29。第二对支腿37中的支腿37从主部分36朝向第二环13纵向延伸并超过第二环13的相应纵向阻止表面29。

支腿37的与中心体102的主部分36相反的纵向端部包括凸耳38。所述凸耳38径向向内延伸，以便沿着纵向轴线A1面向相应的纵向阻止表面29。

如图5所示，第一对支腿37中的支腿37与第一环12的纵向阻止表面29抵接地配合，以阻止中心体102沿纵向轴线A1朝向第二环13运动。类似地并且如图6所示，第二对支腿37中的支腿37与第二环13的纵向阻止表面29抵接地配合，以阻止中心体102沿纵向轴线A1朝向第一环12运动。

换言之，支腿37形成钩，该钩与环12和13配合以将中心体102和环12和13沿纵向轴线A1保持在一起。此外，当第一环13被阻止朝向第二环13位移时，提升表面26抵靠管2的外肩部23，并且第二环13也被阻止朝向第一环12位移，内肩部31抵靠管2的末端部分，当所述紧固系统1安装在管2上时整个紧固装置1被阻止沿纵向轴线A1位移。因此，可以例如在制造过程期间预先安装紧固系统1，并且在运输到安装位置的所有步骤期间紧固系统1将保持安装在管2上。而且，第二环13例如在运输或存储期间对管2的末端提供保护。此外，由于第二环13包括引导表面32，如果预先安装了紧固系统1，则不需要在钻机上安装用于插入另一管的引导器件，从而节省了在钻机上的相应安装时间。

如图1至图3所示，支腿37的凸耳38各自沿周向面向相应的周向阻止表面30。由于每个环12和13的周向阻止表面30是沿周向面对的，环12和13以及中心体102由于凸耳38抵接在第一环12和第二环13的相应周向阻止表面30上而被阻止围绕纵向轴线A1相对旋转。

纵向阻止表面29和周向阻止表面30可根据其它实施例制成。例如，第一阻止壁27、34和第二阻止壁28、35可以由在环12、13的径向厚度上径向延伸的凹槽或孔代替。因此，纵向阻止表面29和周向阻止表面30将由在环12、13的厚度上限定所述凹槽或孔的壁形成。而且，凸耳38会在所述凹槽或孔内径向向内延伸，以与纵向阻止表面29和周向阻止表面30配合。

使用用于提升管2或管柱的第一环12、用于引导另一管插入管2的末端的第二环13、以及包括如上所述的用于将缆线5紧固到管2上的缆线紧固机构9的中心体102，允许使用适于相关功能的材料来制造所述环12、13和中心体102。例如，第一环12由具有足以抵抗管2或管柱重量的机械阻力的材料制成。用于第一环12的这种材料例如是具有高屈服强度、例如高于110ksi的金属。由于第二环的主要功能是保护管2的末端和引导另一管的插入，因此用于制造所述第二环13的所选材料可以比用于第一环12的材料轻。用于第二环13的这种材料例如是316不锈钢或其它不锈钢。类似地，用于制造中心体102的材料可以根据其功能选择，主要紧固缆线5，支撑缆线5的重量，并将环12、13和中心体102保持在一起，并且因此可以例如由316不锈钢或其它不锈钢或耐腐蚀金属制成。

现在参照图7至8详细描述管固定机构6。图7和8分别示出了处于固定机构6的打开状态和关闭状态的紧固系统6。

如图7所示，带101从第一末端103到第二末端105沿周向环绕管2。如上所述，第一轴111既被容纳在带101的第一末端103的第一末端套筒104中，又被容纳在中心体102的第一末端套筒108中，使得带101的第一末端103可枢转地安装在中心体102上并沿周向方向和径向方向固定到中心体102上。

由于预紧螺钉115和其上安装有锁定杆109的旋转轴，带101的第二末端105结合到锁定杆109。预紧螺钉115的第一端部136在带101的第二末端套筒106的两个部分之间并通过容纳在第二末端套筒106中的第二轴112中的通孔116穿过。该预紧螺钉115的头部137布置在第二轴112的与中心体102相反的一侧上。该头部137具有比第二轴112中的通孔116大的尺寸，使得当预紧螺钉115被拉向中心体102时，预紧螺钉115的所述头部137抵靠第二轴112。预紧螺钉115穿过中心体102中的通道138。预紧螺钉115的与头部137相反的第二端部139带有螺纹。旋转轴114的空腔117也带有螺纹。预紧螺钉115的第二端部139拧入容纳在锁定杆109中的旋转轴114的螺纹空腔117中。因此，通过将预紧螺钉115大致拧入旋转轴114中，预紧螺钉115的头部137以及因此带101的第二末端105可以在关闭或离开位置相对于中心体102调节。

而且，如上所述，固定机构9包括凸轮机构。该凸轮机构包括布置在锁定杆109上的第一凸轮表面121和布置在中心体102上的第二凸轮表面122。

第一凸轮表面121具有平面部分140和弯曲部分141。所述弯曲部分作为曲率被构造成使得因此平面部分140比弯曲部分141更靠近其上安装有锁定杆109的旋转轴114的旋转轴线A2。换言之，弯曲部分141和所述旋转轴线A2之间的最短距离位于平面部分140和弯曲部分141之间的连结部分处。

第二凸轮表面122是平面并径向延伸。在图7和8所示的实施例中，中心体102包括沿纵向轴线A1径向向外延伸的凸缘142。该凸缘142包括用于预紧螺钉115的通道138并形成第二凸轮表面122。

如图7所示，在固定机构6的打开状态下，锁定杆109打开，并且第一凸轮表面121的平面部分140抵靠第二凸轮表面122。因此，凸缘142靠近旋转轴114，并且预紧螺钉115的头部137远离中心体102。当头部137远离中心体102时，带101是松弛的，并且中心体102可以围绕管2转动。而且，在锁定杆109的打开状态下，锁定杆109主要径向延伸，使得所述锁定杆109远离缆线紧固机构9的外侧壳体8的开口10，所述开口10是空置的，使得缆线5可以在外侧壳体8内被拉动。

为了将固定机构6从图7所示的打开状态切换到图8所示的关闭状态，锁定杆109围绕其旋转轴线朝向外侧壳体8的开口10转动。在该旋转期间，第一凸轮表面121和第二凸轮表面122通过将第一凸轮表面121的抵靠第二凸轮表面122的部分从第一凸轮表面121的平面部分140切换到第一凸轮表面121的弯曲部分141来配合。当第一凸轮表面121的弯曲部分141与第二凸轮表面122配合时，旋转轴114从中心体102的凸缘142移开。通过将旋转轴114从凸缘142移开，将预紧螺钉115的头部137并因此将带101的第二末端105拉得更靠近中心体102。在所述带101沿周向环绕管2并且所述带101的第一末端103沿周向固定在中心体102上时，带101的第二末端105的这种位移将带101收紧在管2上，使得所述带101抵靠管2并在管2上施加力从而阻止带101和中心体102在管2上旋转。换言之，关闭锁定杆109使带101的第二末端105更靠近中心体102并围绕管2收紧带101，从而将紧固系统1固定在管上。

由于这样的固定机构6，紧固系统1可以在围绕管2旋转时容易地被锁定或解锁。实际上，仅通过打开锁定杆109就可以容易地将固定机构6从紧固系统1固定到管2上的关闭状态切换到固定机构1可以围绕管2转动的打开状态。而且，当处于打开状态时，紧固系统1仍然环绕管2，由于带101以两个末端103、105结合到中心体102的相反侧，紧固系统1只能围绕管2转动，而不能从管2径向移开。如上所述，由于中心体102因第一环12和第二环13而沿纵向轴线A1被阻止，所述紧固系统1也沿纵向轴线A1被阻止。因此，当紧固系统1保持在管2上时，紧固系统1可以容易地围绕管2转动，以便改变外侧壳体8的开口10的定向。

而且，在从打开位置到关闭位置的这种旋转期间，锁定杆109向下转动以覆盖外侧壳体8的开口10，锁定杆109形成用于所述外侧壳体8的盖子，以将缆线5阻止在外侧壳体8内。在固定机构6的关闭状态下，锁定杆109主要沿周向延伸并覆盖中心体102和外侧壳体8。

在安装预紧螺钉115期间，预紧螺钉115拧在空腔117中，使得在第一轴111和第一凸轮表面121之间围绕管2的距离(其由带101的周向长度和预紧螺钉115限定)与第一轴111和第二凸轮表面122的径向向外末端之间围绕管2的相同部分的距离相比最短，所述距离包括周向分量和径向分量。由于这些特征，锁定杆109不能从中心体径向地移开，并且即使在锁定杆109旋转期间，第一凸轮表面121也保持与第二凸轮表面122接触。为了进一步保持与中心体径向结合的锁定杆109，第二凸轮表面可以稍微朝向锁定杆109渐缩，从而增大上述距离之间的差值。在另一个实施例中，凸缘42中的通道138是一个窗口，预紧螺钉115穿过所述窗口并因此通过抵接在界定所述窗口的凸缘142的上部上而被阻止径向离开。在另一个实施例中，中心体可以具有开槽的壳体，用于容纳和引导旋转轴114的两个纵向相反端部位移。

在图7和8所示的实施例中，缆线紧固机构9的外侧壳体8包括两个凹槽39。所述凹槽39布置在中心体102的外表面4上并且每个凹槽可容纳一根或多根缆线5。每个凹槽39平行于纵向轴线A1延伸。每个凹槽39包括具有第一纵向侧部分40、中心部分41和第二纵向侧部分42的开口。中心部分41从第一纵向侧部分40纵向延伸到第二纵向侧部分42。凹槽39的所述开口形成外侧壳体8的开口10。换言之，每个凹槽39在垂直于纵向轴线A1的平面内具有“U”形横截面，其底部由中心体102的外表面4形成，两侧由侧壁43依次形成。这些侧壁43主要径向向外并平行于纵向轴线A1延伸。侧壁43可以是连续的或不连续的。在图7和8所示的实施例中，中心体102包括从外表面4连续和纵向延伸的肋44。该肋44为两个凹槽39中的每一个形成相应的第一侧壁39，所述肋44将所述两个凹槽39分开。该肋44包括用于接收锁定杆109而不阻止其旋转的外凹部45。其它侧壁43是不连续的并且由支腿38和锁定杆109形成。

由一个或多个这样的凹槽39形成的外侧壳体8具有开口10，该开口可径向到达将被拉入外侧壳体8中的一根或多根缆线5。而且，具有开口的第一纵向侧部分40和第二纵向侧部分42的这种凹槽39可以容纳长缆线5，缆线5通过开口的中心部分41被拉入凹槽39中，并且所述长缆线5延伸通过第一纵向侧部分40和第二纵向侧部分42。因此，当锁定杆109向下转动以将管固定机构6切换到关闭状态时，所述锁定杆109通过覆盖开口10的中心部分41而将长缆线5阻止在凹槽39中，而缆线5仍穿过第一纵向侧部分40和第二纵向侧部分42。

凹槽39可具有与缆线5的直径相比最短的径向深度，使得锁定杆109将缆线5夹持在凹槽39中，从而将缆线5在径向方向和纵向方向二者上保持在适当位置。凹槽39和/或锁定杆109还可以具有抓持表面，例如齿或肋，从而将缆线5夹持在凹槽39中。外侧壳体8还可以具有可变形的夹子(未示出)，用于将缆线5夹持在外侧壳体8中。

缆线紧固机构9可以具有用于将缆线5阻止在外侧壳体8中的不同实施例。例如，盖子可以与锁定杆109分开，使得锁定杆109的主要功能是将带101收紧在管上，而旋转安装在中心体102上的独立的盖子(未示出)可以用于关闭外侧壳体8。

在图7和8所示的实施例中，紧固系统包括保持杆119。保持杆119在带101的第一末端103的同一侧向侧上可枢转地安装在中心体102上。保持杆119可围绕垂直于纵向轴线A1的轴线旋转移动。保持杆119可在第一位置和第二位置之间切换，在第一位置，所述保持杆119不干扰锁定杆109的旋转，在第二位置，所述保持杆119覆盖锁定杆109的与旋转轴114相反的端部46。保持杆119在图7所示的打开位置主要正交地延伸，而在图8所示的关闭位置平行于纵向轴线A1。

锁定杆109的端部46包括凹部47，当锁定杆覆盖开口10时，该凹部相对于所述锁定杆109的主部分径向向内偏移，锁定杆的所述主部分形成用于外侧壳体8的盖子。保持杆119在锁定杆109的关闭位置和保持杆119的关闭位置覆盖所述凹部47，使得在不首先打开保持杆119的情况下不能打开锁定杆109。由于该保持杆119，因此锁定杆109可以容易地保持在关闭位置。

如图8或9所示，保持杆119的内表面48是弯曲的。该内表面48的曲率使得保持杆119具有朝向锁定杆109的薄径向厚度和与锁定杆109相反的大厚度。当保持杆119从其打开位置转动到关闭位置时，具有保持杆119的薄部分的内表面48首先与锁定杆109的凹部47的外表面接触。然后，通过进一步关闭保持杆119，锁定杆109的凹部47被内表面48径向地拉向中心体102，因为当保持杆119被置于关闭位置时保持杆的厚度由于内表面48的曲率而增加。这样的弯曲的内表面48提供了关闭锁定杆109的容易方式，因为关闭保持杆119在锁定杆109的凹部47上施加了增大的力，从而将所述锁定杆109拉向中心体102。为了将保持杆119和锁定杆109的配合保持在关闭位置，保持杆具有锁定表面49，当保持杆119覆盖凹部47时，该锁定表面平行于锁定杆109的凹部47的外表面延伸，以便在不施加具有周向分量的力的情况下抵靠凹部。

根据一个实施例，保持杆119可以使用槽孔50可枢转地安装在中心体102上。在保持杆119的关闭状态下，这样的槽孔50在保持杆119的关闭位置平行于纵向轴线A1延伸。因此，在保持杆119的所述关闭位置，保持杆119可沿纵向轴线A1从第一关闭位置平移到锁定位置，在第一关闭位置保持杆119可围绕其旋转轴线自由旋转以从关闭位置移动到打开位置，在锁定位置保持杆119围绕其旋转轴线的旋转被锁定并保持在关闭位置，即不能切换到打开位置。在所述锁定位置，由于例如保持杆119的锁定表面抵接在中心体102上的相应锁定表面上，保持杆119可被阻止旋转，所述锁定表面在第一关闭位置沿着纵向轴线A1偏移以允许保持杆119旋转。

动词“具有”、“包含”或“包括”及其任何同根形式的使用不排除权利要求中所述的元件或步骤之外的元件或步骤的存在。除非另有说明，对元件或步骤使用不定冠词“一”或“一个”并不排除存在多个这样的元件或步骤。

在权利要求中，不应将括号中的任何附图标记解释为对权利要求的限制。

Claims (12)

1.用于将缆线(5)紧固到用于油气、能量或存储应用的管状柱的管(2)上的紧固系统(1)，所述紧固系统(1)包括：

-第一环(12)，

-第二环(13)，

-沿纵向轴线布置在所述第一环(12)和所述第二环(13)之间的中心体(102)，

其中：

所述第一环(12)具有朝向所述第二环(13)指向的提升表面(26)，所述提升表面(26)径向延伸，所述提升表面(26)被构造成抵靠所述管(2)以提升所述管(2)并阻止所述第一环(12)沿所述纵向轴线朝向所述第二环(13)位移，

所述第二环(13)具有朝向所述第一环(12)指向的抵接表面(31)，所述抵接表面(31)径向延伸，所述抵接表面(31)被构造成抵靠所述管(2)，以便阻止所述第二环(13)沿所述纵向轴线朝向所述第一环(12)位移，

所述中心体(102)具有第一纵向端部和第二纵向端部，所述中心体的所述第一纵向端部具有第一阻止机构，所述第一阻止机构被构造成将所述第一纵向端部结合到所述第一环(12)，以便阻止所述第一环(12)相对于所述中心体(102)沿所述纵向轴线远离所述第二环(13)位移，所述中心体(102)的所述第二纵向端部具有第二阻止机构，所述第二阻止机构被构造成将所述第二纵向端部结合到所述第二环(13)，以便阻止所述第二环(13)相对于所述中心体(102)沿所述纵向轴线远离所述第一环(12)位移，

所述紧固系统还包括缆线紧固机构(9)，所述缆线紧固机构具有用于紧固所述缆线(5)的外侧壳体(8)，所述外侧壳体(8)具有开口(10)，以用于通过所述开口(10)将所述缆线(5)接收在所述外侧壳体(8)中，所述外侧壳体(8)的所述开口(10)布置在所述紧固系统(1)的外表面(4)上，所述外表面(4)相对于所述紧固系统的内侧壳体向外指向，所述内侧壳体被构造成容纳所述管(2)。

2.根据权利要求1所述的紧固系统，其中，所述第二环(13)包括引导表面(32)，所述引导表面(32)与所述第一环(12)相反地指向，所述引导表面(32)相对于所述纵向轴线渐缩，以便使所述引导表面(32)的第一纵向端部具有大直径并使所述引导表面(32)的第二纵向端部具有小直径，所述引导表面(32)的所述第二纵向端部沿着所述纵向轴线布置在所述引导表面(32)的所述第一纵向端部和所述第一环(12)之间，所述小直径被构造成相对于所述管(2)的内径径向向外偏移。

3.根据权利要求1或2所述的紧固系统，其中，所述第一环(12)具有第一内表面(14)，所述第一内表面(14)用于环绕所述管(2)的第一部分(24)，所述第二环(13)具有第二内表面(15)，所述第二内表面(15)用于环绕所述管(2)的第二部分，所述中心体(102)具有第三内表面，所述第三内表面用于朝向所述管的第三部分指向，所述管的所述第三部分沿着所述管(2)的纵向轴线布置在所述管的所述第一部分(24)和所述管的所述第二部分之间，所述第一内表面、第二内表面和第三内表面形成所述管的所述内侧壳体。

4.根据权利要求3所述的紧固系统，其中，所述第二环包括内肩部(31)，所述内肩部(31)形成所述抵接表面，所述内肩部(31)从所述第二内表面(15)径向向内延伸。

5.根据与权利要求2组合的权利要求4所述的紧固系统，其中，所述第二环(13)包括沿所述纵向轴线布置在所述第二内表面(15)和所述引导表面(32)之间的中心内表面(33)，所述中心内表面(33)平行于所述纵向轴线并且连结所述内肩部(31)和所述引导表面(32)。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的紧固系统，其中，所述第三内表面相对于所述提升表面(26)的内径径向向外偏移。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的紧固系统，其中，所述外表面(4)布置在所述中心体(102)上。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的紧固系统，包括具有打开状态和关闭状态的管固定机构(6)，所述管固定机构(6)被构造成在所述管固定机构(6)的所述关闭状态下将所述紧固系统(1)固定在所述管(2)上，所述管(2)在所述管固定机构(6)的所述关闭状态下容纳在所述紧固系统的所述内侧壳体中，所述管固定机构(6)在所述管固定机构(6)的所述打开状态下相对于所述管(2)可移动。

9.根据权利要求8所述的紧固系统，其中，所述管固定机构包括带(101)，所述带(101)围绕所述纵向轴线沿周向延伸，所述带(101)具有内表面，该内表面形成用于抵靠所述管(2)的支承表面(3)，所述带(101)具有第一末端(103)和第二末端(105)，所述第一末端和第二末端相对于彼此可移动以便改变所述带(101)的内径。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的紧固系统，其中，所述第一环包括第一外侧凹槽，所述第二环包括第二外侧凹槽，所述第一阻止机构包括容纳在所述第一外侧凹槽中的第一钩(38)，所述第二阻止机构包括容纳在所述第二外侧凹槽中的第二钩(38)。

11.根据权利要求10所述的紧固系统，其中，所述第一外侧凹槽包括第一主抵接表面(30)和第二主抵接表面(30)，所述第一主抵接表面(30)沿周向面向所述第二主抵接表面(30)，所述第一钩(38)沿周向布置在所述第一主抵接表面(30)和所述第二主抵接表面(30)之间，并且其中，所述第二外侧凹槽包括第一副抵接表面(30)和第二副抵接表面(30)，所述第一副抵接表面(30)沿周向面向所述第二副抵接表面(30)，所述第二钩(38)沿周向布置在所述第一副抵接表面(30)和所述第二副抵接表面(30)之间。

12.柱部分套件，包括管道和根据权利要求1至11中任一项所述的紧固系统，其中，所述管(2)容纳在所述紧固系统(1)的所述内侧壳体中，管固定机构(6)处于关闭状态，并且所述缆线紧固机构(9)固定到所述管(2)上。

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