鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)及該系統(tǒng)的使用方法
【專利摘要】一種鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)，包括鉆井管件儲(chǔ)倉2和控制裝置。所述儲(chǔ)倉包括框架結(jié)構(gòu)2和升降機(jī)構(gòu)4用于保持多層多個(gè)鉆井管件6。升降機(jī)構(gòu)包括可提升的支撐結(jié)構(gòu)20，以及左液壓缸22和右液壓缸22。支撐結(jié)構(gòu)可從下方位置提升至上方位置。支撐結(jié)構(gòu)以水平方式或以傾斜角升高和降低。升降機(jī)構(gòu)包括第一左提升臂34和第一右提升臂38。第一左提升臂和第一右提升臂在第一端部處可旋轉(zhuǎn)地連接至所述支撐結(jié)構(gòu)，并且在與第一端部相對(duì)的第二端部處可旋轉(zhuǎn)地連接至框架結(jié)構(gòu)。左液壓缸和右液壓缸連接至各自的提升臂用于使各自的提升臂旋轉(zhuǎn)。
【專利說明】鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)及該系統(tǒng)的使用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)。這種鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)用于運(yùn)輸和儲(chǔ)存用于鉆 井（例如油井、天然氣井、水井和地?zé)峋┑你@井管件，例如鉆管、套管和其它油管（drill tubing)〇

【背景技術(shù)】
[0002] US-3, 093, 251公開了動(dòng)力操作的管子儲(chǔ)倉。管子儲(chǔ)倉用于儲(chǔ)存、運(yùn)輸和操縱細(xì)長(zhǎng) 的金屬貨物，特別是用在油井鉆探操作中的管段。管子儲(chǔ)倉包括由I形梁、Η形梁制成的基 部單元，和管件構(gòu)件，以及三個(gè)主要支柱和在每一側(cè)上的兩個(gè)角柱。主要支柱在其上端處設(shè) 置有狹槽從而容納I形梁，所述I形梁可以鋪設(shè)就位用于使管子滾動(dòng)橫穿閑置儲(chǔ)倉的頂部 到達(dá)鉆機(jī)平臺(tái)走道或者使管子從鉆機(jī)平臺(tái)走道滾動(dòng)橫穿閑置儲(chǔ)倉的頂部。在儲(chǔ)倉的每一側(cè) 處用管段形成頂部側(cè)導(dǎo)軌，所述管段焊接并連接至主要柱和角柱。管子儲(chǔ)倉的升降機(jī)構(gòu)包 括兩個(gè)支撐橫向構(gòu)件、纜線、滑輪和液壓系統(tǒng)?；喸O(shè)置在主要支柱的外對(duì)上。
[0003] US-3, 093, 251的兩個(gè)支撐橫向構(gòu)件從纜線端部懸掛在各對(duì)滑輪下方。纜線從交叉 構(gòu)件經(jīng)過滑輪到達(dá)一對(duì)液壓缸的活塞，所述液壓缸在儲(chǔ)倉的右端處可拆卸地安裝在角柱的 頂部并且與各個(gè)側(cè)導(dǎo)軌對(duì)齊。液壓系統(tǒng)進(jìn)一步包括傳感均衡器，所述傳感均衡器包括兩個(gè) 針形節(jié)流閥的分流系統(tǒng)。液壓均衡器保證在儲(chǔ)倉中操控貨物的水平情況，并且也可以采用 故意使支撐橫向構(gòu)件傾斜從而幫助管子滾入儲(chǔ)倉或從儲(chǔ)倉中滾出。
[0004] 在US-3, 093, 251的儲(chǔ)倉裝載過程中，通過液壓系統(tǒng)使支撐橫向構(gòu)件升高直至其 上方凸緣與主要柱的頂部齊平，或略微低于該水平。然后使管段滾到支撐橫向構(gòu)件上，直至 底層完成。當(dāng)?shù)讓泳臀粫r(shí)，使金屬或木質(zhì)的橫導(dǎo)軌橫穿管子作為隔離物鋪設(shè)就位從而提供 用于第二層管子的滾動(dòng)表面。啟動(dòng)液壓系統(tǒng)從而使橫導(dǎo)軌的頂表面與儲(chǔ)倉柱齊平。然后使 第二層管子在導(dǎo)軌上滾動(dòng)就位，并且重復(fù)鋪設(shè)導(dǎo)軌和降低的過程，直至儲(chǔ)倉裝滿。
[0005] 為了卸載US-3,093,251的儲(chǔ)倉，反向操作所述過程。通過啟動(dòng)液壓缸（在某種意 義上彈出活塞）來進(jìn)行從儲(chǔ)倉中調(diào)配（Dispensing)。所造成的纜線在支撐橫向構(gòu)件上的拉 動(dòng)使得儲(chǔ)倉的整體內(nèi)容物升高直至最頂層的管子就位從而滾動(dòng)橫穿儲(chǔ)倉柱的頂部。當(dāng)除去 最頂排的管子時(shí)，除去松散的橫導(dǎo)軌并且再次使內(nèi)容物升高從而使下一層管子就位以將其 除去。假設(shè)第一儲(chǔ)倉清空，I形梁設(shè)置在主要支柱的上端中的狹槽中以使清空的儲(chǔ)倉具有 滾動(dòng)平臺(tái)從而從第二儲(chǔ)倉或之后的儲(chǔ)倉中進(jìn)行調(diào)配。
[0006] 鉆井管件儲(chǔ)倉通常在嚴(yán)峻條件下使用，例如在沙漠化區(qū)域中（或通常在具有大量 沙土、碎石、灰塵等的環(huán)境中），在極高溫或極低溫條件或其它惡劣天氣條件下等。對(duì)這種儲(chǔ) 倉的可靠性和操作安全性也提出高要求。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的鉆井管件儲(chǔ)倉設(shè)計(jì)在這些要求 方面不令人滿意。例如，纜線和滑輪在這些儲(chǔ)倉所面臨的操作環(huán)境下易于被顯著磨損，這可 能造成在不合意的速度下的故障并且甚至可能形成安全風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)槟p的纜線可能折斷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，或至少提供一種替代形式。特別地，目的是 提供一種鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)，所述鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)比現(xiàn)有技術(shù)更為可靠同時(shí)允許安全操 作。
[0008] 本發(fā)明通過提供由權(quán)利要求1限定的鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)和由權(quán)利要求15限定的 方法實(shí)現(xiàn)該目的。
[0009] 從屬權(quán)利要求中限定了有利的實(shí)施方案。
[0010] 本發(fā)明的鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)包括鉆井管件儲(chǔ)倉和控制裝置。鉆井管件儲(chǔ)倉包括框 架結(jié)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)用于固定和提升多層鉆井管件，每個(gè)層包括多個(gè)并排的管件。
[0011] 框架結(jié)構(gòu)包括底部框架、固定至底部框架的左側(cè)框架，和固定至底部框架的右側(cè) 框架，左側(cè)框架和右側(cè)框架具有相同的高度，優(yōu)選地，框架結(jié)構(gòu)設(shè)置有ISO標(biāo)準(zhǔn)容器角件， 最優(yōu)選如在40ft (12. 19m) ISO容器中的角件，從而允許有效地處理和運(yùn)輸裝載或清空的儲(chǔ) 倉。優(yōu)選地，儲(chǔ)倉具有8英尺（2.44m)的寬度。在具有打開端部的可能的設(shè)計(jì)中，儲(chǔ)倉可以 裝載有長(zhǎng)度大于40ft的管件。在另一種設(shè)計(jì)中，儲(chǔ)倉的端部封閉。
[0012] 升降機(jī)構(gòu)包括可提升的支撐結(jié)構(gòu)、左液壓缸和右液壓缸。可提升的支撐結(jié)構(gòu)限定 支撐平面用于支撐鉆井管件，所述支撐結(jié)構(gòu)可從下方位置提升至上方位置同時(shí)支撐鉆井管 件，在所述下方位置處支撐平面低于側(cè)框架的高度的一半，在所述上方位置處支撐平面至 少等于側(cè)框架之一的頂部。
[0013] 設(shè)置和具體化控制裝置用于啟動(dòng)左液壓缸和右液壓缸而使得可提升的支撐結(jié)構(gòu) 以水平方式升高和降低，并且用于啟動(dòng)左氣缸和右氣缸而使得可提升的支撐結(jié)構(gòu)獲得朝向 左側(cè)框架和右側(cè)框架之一的相對(duì)于水平面的傾斜角。
[0014] 升降機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括第一左提升臂和第一右提升臂，所述第一左提升臂和第一右 提升臂在堅(jiān)直平面中可旋轉(zhuǎn)，優(yōu)選地每個(gè)提升臂沿著儲(chǔ)倉的各自的側(cè)框架的內(nèi)部靠近地移 動(dòng)。
[0015] 第一左提升臂在第一端部處用第一左支撐結(jié)構(gòu)樞軸可旋轉(zhuǎn)地連接至可提升的支 撐結(jié)構(gòu)，并且在與第一端部相對(duì)的第二端部處用第一左框架結(jié)構(gòu)樞軸可旋轉(zhuǎn)地連接至框架 結(jié)構(gòu)。第一右提升臂在第一端部處用第一右支撐結(jié)構(gòu)樞軸可旋轉(zhuǎn)地連接至可提升的支撐 結(jié)構(gòu)，并且在與第一端部相對(duì)的第二端部處用第一右框架結(jié)構(gòu)樞軸可旋轉(zhuǎn)地連接至框架結(jié) 構(gòu)，使得第一左提升臂和第一右提升臂的旋轉(zhuǎn)造成可提升的支撐結(jié)構(gòu)提升、降低或傾斜。左 液壓缸連接至第一左提升臂用于使第一左提升臂旋轉(zhuǎn)。右液壓缸連接至第一右提升臂用于 使右提升臂旋轉(zhuǎn)。
[0016] 通過啟動(dòng)液壓缸，各自的提升臂旋轉(zhuǎn)并且提升或降低可提升的支撐結(jié)構(gòu)的各個(gè)側(cè) 部。提升臂比纜線更為堅(jiān)固并且由提升臂的故障造成的破壞比由折斷纜線造成的破壞更 小。出人意料地，通過單獨(dú)的液壓缸啟動(dòng)的提升臂仍然能夠通過使提升臂旋轉(zhuǎn)至不同的角 度從而使可提升的支撐結(jié)構(gòu)傾斜。
[0017] 注意到CA-1. 170. 220公開了用于重型細(xì)長(zhǎng)圓柱形制品的容器。所述容器具有用 于支撐制品的細(xì)長(zhǎng)底部，在底部的相對(duì)側(cè)上的用于將制品保持在底部上的側(cè)壁，和與底部 的每個(gè)端部鄰接的提升組件。每個(gè)提升組件具有兩個(gè)雙臂桿，所述雙臂桿在兩個(gè)臂的接合 點(diǎn)處樞轉(zhuǎn)地連接至底部用于在堅(jiān)直平面中圍繞相對(duì)于底部橫向延伸的軸線樞轉(zhuǎn)移動(dòng)。桿具 有第一臂，所述第一臂可設(shè)置在儲(chǔ)存在容器中的管子下方的底部的平面中。每個(gè)第一臂具 有遠(yuǎn)離臂接合點(diǎn)的自由端部。橫向延伸的管子提升構(gòu)件橫穿管子下方的底部在第一臂的各 個(gè)自由端部之間延伸。每個(gè)桿還具有第二臂，所述第二臂從臂接合點(diǎn)向上延伸。橫向構(gòu)件 連接第二臂的自由端部。動(dòng)力操作的設(shè)備在每個(gè)第二臂和容器的一部分之間連接用于使第 二臂朝向底部向下樞轉(zhuǎn)，之后使第一臂從基部向上樞轉(zhuǎn)移動(dòng)，造成橫向管子提升構(gòu)件在容 器的相關(guān)端部處將一部分管子提升至高于側(cè)壁的高度。橫向延伸的管子提升構(gòu)件和橫向構(gòu) 件保證了桿同時(shí)旋轉(zhuǎn)，從而使得橫向延伸的管子提升構(gòu)件保持水平。因此，手動(dòng)地使管子從 容器中滾出。這與本發(fā)明相反，在本發(fā)明中，可提升的支撐結(jié)構(gòu)獲得朝向左或右側(cè)框架的相 對(duì)于水平面的傾斜角，從而使得管子由于重力而從儲(chǔ)倉中滾出。
[0018] 特別地，第一左支撐結(jié)構(gòu)樞軸和第一右支撐結(jié)構(gòu)樞軸各自允許圍繞至少兩個(gè)不同 的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。這是一種緊湊解決方案，不僅使得提升臂相對(duì)于支撐結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，而且允許 支撐結(jié)構(gòu)相對(duì)于提升臂傾斜。在一個(gè)替代形式中，具有分離的樞軸，所述樞軸各自具有一個(gè) 旋轉(zhuǎn)軸線。
[0019] 在一個(gè)實(shí)施方案中，第一左支撐結(jié)構(gòu)樞軸和第一右支撐結(jié)構(gòu)樞軸各自允許分別在 支撐結(jié)構(gòu)和第一左提升臂的各自的第一端部之間以及在支撐結(jié)構(gòu)和第一右提升臂的各自 的第一端部之間進(jìn)行平移移動(dòng)。以這種方式，第一左提升臂的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)轉(zhuǎn)化成支撐結(jié)構(gòu)的 堅(jiān)直直線移動(dòng)。
[0020] 在一個(gè)實(shí)施方案中，第一左框架結(jié)構(gòu)樞軸和第一右框架結(jié)構(gòu)樞軸各自限定一個(gè)旋 轉(zhuǎn)軸線，所述旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于框架結(jié)構(gòu)并相對(duì)于各自的提升臂固定。
[0021] 在一個(gè)實(shí)施方案中，升降機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括第一左致動(dòng)器臂，所述第一左致動(dòng)器臂 固定地連接至第一左提升臂，用于使得第一左致動(dòng)器臂和第一左提升臂圍繞第一左框架結(jié) 構(gòu)樞軸節(jié)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，并且左液壓缸在第一致動(dòng)器臂的端部處經(jīng)由第一致動(dòng)器臂連接至第一提 升臂，所述第一致動(dòng)器臂的端部為相對(duì)于第一左框架結(jié)構(gòu)樞軸的遠(yuǎn)端。具有單獨(dú)的致動(dòng)器 臂允許獨(dú)立于提升臂的位置和定向來優(yōu)化液壓缸的位置和定向。
[0022] 優(yōu)選地，第一左致動(dòng)器臂和左液壓缸設(shè)置在左側(cè)框架中。這造成緊湊結(jié)構(gòu)，其中鉆 井管件儲(chǔ)倉的盡可能多的可用高度和寬度可以用于儲(chǔ)存鉆井管件。
[0023] 在一個(gè)實(shí)施方案中，升降機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括第二左提升臂、第二左致動(dòng)器臂和第二 左框架結(jié)構(gòu)樞軸，其中第二左致動(dòng)器臂固定地連接至第二左提升臂，使得圍繞第二左框架 結(jié)構(gòu)樞軸節(jié)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)用于提升可提升的支撐結(jié)構(gòu)，并且左液壓缸從第一左致動(dòng)器臂的第一端 部延伸至第二左致動(dòng)器臂的第一端部。具有第二左提升臂和致動(dòng)器臂允許穩(wěn)定的支撐，以 及支撐結(jié)構(gòu)的提升和降低。
[0024] 優(yōu)選地，升降機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括左穩(wěn)定桿，所述左穩(wěn)定桿從第一左致動(dòng)器臂延伸至 第二左致動(dòng)器臂。左穩(wěn)定桿在第一左致動(dòng)器臂上的點(diǎn)處可旋轉(zhuǎn)地連接至第一左致動(dòng)器臂， 所述點(diǎn)位于離第一左框架結(jié)構(gòu)樞軸的遠(yuǎn)離第一左致動(dòng)器臂的第一端部的距離d處，并且左 穩(wěn)定桿在第二左致動(dòng)器臂上的點(diǎn)處可旋轉(zhuǎn)地連接至第二左致動(dòng)器臂，所述點(diǎn)位于離第二框 架結(jié)構(gòu)樞軸的朝向第二左致動(dòng)器臂的第一端部的相同的距離d處。穩(wěn)定桿為保證第一和第 二左提升臂的相同旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單解決方案。
[0025] 在一個(gè)實(shí)施方案中，可提升的支撐結(jié)構(gòu)包括左縱梁、右縱梁和至少兩個(gè)橫梁，所述 至少兩個(gè)橫梁在所述左縱梁和右縱梁之間延伸并且連接至左和右縱梁。左縱梁設(shè)置有第一 左支撐結(jié)構(gòu)樞軸，右縱梁設(shè)置有第一右支撐結(jié)構(gòu)樞軸。
[0026] 在一個(gè)實(shí)施方案中，可提升的支撐結(jié)構(gòu)包括至少兩個(gè)支柱，所述支柱固定在左側(cè) 框架和右側(cè)框架的一者中，并且可從收縮位置移動(dòng)至至少一個(gè)升高位置，在所述收縮位置 處至少兩個(gè)支柱不延伸超過各自的側(cè)框架，在所述升高位置處至少兩個(gè)支柱延伸部分地超 過各自的側(cè)框架。當(dāng)儲(chǔ)倉裝載有鉆井管件時(shí)，或者當(dāng)可提升的支撐結(jié)構(gòu)被提升和/或傾斜 時(shí)，這些支柱避免鉆井管件在儲(chǔ)倉的錯(cuò)誤側(cè)從鉆井管件儲(chǔ)倉中滾出。
[0027] 在一個(gè)實(shí)施方案中，鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)包括至少兩個(gè)鉆井管件儲(chǔ)倉，和至少兩個(gè) 滑動(dòng)棒，所述滑動(dòng)棒在其各自的端部處可連接至至少兩個(gè)鉆井管件儲(chǔ)倉用于提供使得鉆井 管件從一個(gè)鉆井管件儲(chǔ)倉至另一個(gè)鉆井管件儲(chǔ)倉的滾動(dòng)結(jié)構(gòu)。通過用滑動(dòng)棒聯(lián)接至少兩個(gè) 鉆井管件儲(chǔ)倉，可以以靈活方式增加系統(tǒng)的儲(chǔ)存容量。
[0028] 優(yōu)選地，滑動(dòng)棒可連接至支柱的頂部。這是有效的，因?yàn)橹е梢詧?zhí)行多個(gè)功能。 通過升高或降低支柱，可以將附接的滑動(dòng)棒的角度改變成優(yōu)選值。
[0029] 控制裝置優(yōu)選地包括一個(gè)或多個(gè)液壓泵，所述液壓泵優(yōu)選電操作但是也有可能手 動(dòng)操作。所述一個(gè)或多個(gè)泵可以設(shè)置在儲(chǔ)倉本身上，但是優(yōu)選與儲(chǔ)倉脫離從而設(shè)置在遠(yuǎn)程 位置處，例如作為與鉆機(jī)相連的液壓?jiǎn)卧囊徊糠?。?yōu)選在一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程泵和儲(chǔ)倉上的 液壓缸之間通過液壓軟管建立連接，所述液壓軟管設(shè)置有包括自動(dòng)閥的快速連接器，所述 自動(dòng)閥在建立連接時(shí)打開并且在脫離連接時(shí)關(guān)閉。
[0030] 在一個(gè)實(shí)施方案中，控制裝置的至少一部分設(shè)置在遠(yuǎn)離鉆井管件儲(chǔ)倉的位置（例 如鉆機(jī)的液壓?jiǎn)卧械谋茫┨帯?br> [0031] 在一個(gè)實(shí)施方案中，從遠(yuǎn)程控制室（例如鉆機(jī)控制室，其中也存在對(duì)鉆探過程的 控制）進(jìn)行儲(chǔ)倉的操作控制。這允許控制從安全位置裝載和/或卸載鉆井管件儲(chǔ)倉，這是 因?yàn)殂@井管件相當(dāng)重并且應(yīng)當(dāng)避免鉆井管件和操作人員之間的碰撞。
[0032] 優(yōu)選地，控制裝置電連接至管子裝載器的控制單元。這允許了鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng) 的自動(dòng)控制。
[0033] 在一個(gè)實(shí)施方案中，鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)包括至少一個(gè)重量傳感器用于確定鉆井管 件儲(chǔ)倉中的鉆井管件的總重量。這允許在裝載的過程中控制鉆井管件儲(chǔ)倉中的總重量，從 而避免過度裝載。
[0034] 框架結(jié)構(gòu)優(yōu)選用尺寸體現(xiàn)從而允許其作為40ft ISO容器進(jìn)行運(yùn)輸，在底部框架8 的拐角上具有ISO角件。
[0035] 所述系統(tǒng)可以例如與US-7, 255, 180中公開的模塊化鉆機(jī)系統(tǒng)結(jié)合使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036] 通過附圖中顯示的示例性實(shí)施方案闡述本發(fā)明，在附圖中：
[0037] 圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的鉆井管件儲(chǔ)倉的一個(gè)實(shí)施例的橫截面；
[0038] 圖2顯示了圖1的鉆井管件儲(chǔ)倉的縱視圖，其中可提升的支撐結(jié)構(gòu)在下方位置 處；
[0039] 圖3顯示了圖2的視圖，其中可提升的支撐結(jié)構(gòu)在中間位置處；
[0040] 圖4顯示了圖2的視圖，其中可提升的支撐結(jié)構(gòu)在上方位置處；
[0041] 圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)的橫截面，所述鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)具 有三個(gè)鉆井管件儲(chǔ)倉；
[0042] 圖6顯示了圖5的系統(tǒng)，其中一個(gè)鉆井管件儲(chǔ)倉被清空；
[0043] 圖7顯示了圖1的細(xì)節(jié)VII ;和
[0044] 圖8顯示了可提升的支撐結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例。

【具體實(shí)施方式】
[0045] 鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)包括鉆井管件儲(chǔ)倉和控制裝置（未示出），所述鉆井管件儲(chǔ)倉 整體用附圖標(biāo)記1表示。鉆井管件儲(chǔ)倉1包括框架結(jié)構(gòu)2和升降機(jī)構(gòu)4,用于固定和提升多 層鉆井管件6,每層包括多個(gè)鉆井管件6。
[0046] 鉆井管件6可以為用于鉆井的任何細(xì)長(zhǎng)的管件材料，例如鉆管、套管和管。用于該 實(shí)施方案的通常的鉆井管件的直徑可以為8. 9厘米至14厘米（3. 5"至5. 5")。
[0047] 框架結(jié)構(gòu)2包括底部框架8、固定至底部框架8的左側(cè)框架10,和固定至底部框架 8的右側(cè)框架12。左側(cè)框架10和右側(cè)框架12具有相同的高度。每個(gè)側(cè)框架由縱向頂部鋼 梁14、堅(jiān)直鋼梁16和斜鋼梁18組成，所述縱向頂部鋼梁14、堅(jiān)直鋼梁16和斜鋼梁18焊接 在一起并且焊接至鋼制底部框架8。
[0048] 所述框架結(jié)構(gòu)優(yōu)選尺寸具體化為允許其作為40ft ISO容器進(jìn)行運(yùn)輸，在底部框架 8的拐角上具有ISO角件。此外，優(yōu)選地，ISO角件存在于側(cè)框架的頂部拐角上，例如允許兩 個(gè)儲(chǔ)倉摞在一起進(jìn)行堆疊運(yùn)輸。
[0049] 升降機(jī)構(gòu)4包括可提升的支撐結(jié)構(gòu)20、左液壓缸22和右液壓缸24,其中可提升的 支撐結(jié)構(gòu)20限定支撐平面26用于支撐鉆井管件6。
[0050] 支撐結(jié)構(gòu)20可從下方位置28提升至上方位置30,在所述下方位置28處支撐平面 低于側(cè)框架的高度的一半（圖2)，在所述上方位置30處支撐平面至少等于側(cè)框架之一的頂 部，并且在該實(shí)施方案中比側(cè)框架之一的頂部高至少25厘米，優(yōu)選40厘米（圖3)。支撐結(jié) 構(gòu)20還可提升至在下方位置28和上方位置之間的位置，例如中間位置31 (圖3)。
[0051] 控制裝置包括至少一個(gè)液壓泵，所述液壓泵可以為鉆機(jī)（未示出）的液壓系統(tǒng)中 的液壓泵。升降機(jī)構(gòu)4具有液壓連接（未示出），例如快速連接器，用于將升降機(jī)構(gòu)連接至 液壓系統(tǒng)?？刂蒲b置可以進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)閥，例如遠(yuǎn)程操作閥（未示出）。
[0052] 設(shè)置控制裝置從而啟動(dòng)左液壓缸22和右液壓缸24使得可提升的支撐結(jié)構(gòu)20以 水平方式升高和降低?？刂蒲b置還可以不同地啟動(dòng)左液壓缸和右液壓缸，使得可提升的支 撐結(jié)構(gòu)獲得相對(duì)于水平面的朝向左側(cè)框架和右側(cè)框架中的一個(gè)的傾斜角?？刂蒲b置可以包 括電子控制單元，所述電子控制單元位于控制室處，從所述控制室來控制管子的給送操作。 也可以從控制室控制管子裝載器32 (圖5)，并且優(yōu)選地，電子控制單元（在集成的情況下） 與管子裝載器32的控制單元電連接，所述管子裝載器32的控制單元可以進(jìn)一步與整個(gè)鉆 機(jī)的控制單元集成。
[0053] 升降機(jī)構(gòu)4進(jìn)一步包括第一左提升臂34和第二左提升臂36,以及第一右提升臂 38和第二右提升臂40。第一左提升臂34在第一端部42處用第一左支撐結(jié)構(gòu)樞軸44可旋 轉(zhuǎn)地連接至可提升的支撐結(jié)構(gòu)4。第一左提升臂34在與第一端部42相對(duì)的第二端部46處 用第一左支撐結(jié)構(gòu)樞軸48可旋轉(zhuǎn)地連接至框架結(jié)構(gòu)4。第二左提升臂36在第一端部50處 用第二左支撐結(jié)構(gòu)樞軸52可旋轉(zhuǎn)地連接至可提升的支撐結(jié)構(gòu)4。第二左提升臂36在與第 一端部50相對(duì)的第二端部54處用第二左框架結(jié)構(gòu)樞軸56可旋轉(zhuǎn)地連接至框架結(jié)構(gòu)4。
[0054] 第一左支撐結(jié)構(gòu)樞軸44和第二左支撐結(jié)構(gòu)樞軸52各自由樞軸銷釘56制成，其中 背面圓錐形的樞軸銷釘頭58附接至各自的左提升臂34、36,和可提升的支撐結(jié)構(gòu)20中的細(xì) 長(zhǎng)銷釘孔60。這種設(shè)置允許圍繞三個(gè)不同的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，以及可提升的支撐結(jié)構(gòu)20與第 一左提升臂34和第二左提升臂36之間進(jìn)行平移移動(dòng)。
[0055] 第一和第二左框架結(jié)構(gòu)樞軸48、56各自限定一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸線，所述旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于 框架結(jié)構(gòu)2并相對(duì)于各自的提升臂34、36固定。
[0056] 升降機(jī)構(gòu)4進(jìn)一步包括第一和第二左致動(dòng)器臂62、64,所述第一和第二左致動(dòng)器 臂62、64分別固定地連接至第一左提升臂34和第二左提升臂36,使得第一左致動(dòng)器臂62 和第一左提升臂34圍繞第一左框架結(jié)構(gòu)樞軸48節(jié)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，并且使得第二左致動(dòng)器臂64和 第二左提升臂36圍繞第二左框架結(jié)構(gòu)樞軸56節(jié)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。
[0057] 左液壓缸22在第一致動(dòng)器臂62的端部66處經(jīng)由第一致動(dòng)器臂62連接至第一提 升臂34,所述第一致動(dòng)器臂62的端部66為相對(duì)于第一左框架結(jié)構(gòu)樞軸48的遠(yuǎn)端。左液壓 缸22還在第一致動(dòng)器臂64的端部68處經(jīng)由第二致動(dòng)器臂64連接至第二提升臂36,所述 第一致動(dòng)器臂64的端部68為相對(duì)于第二左框架結(jié)構(gòu)樞軸56的遠(yuǎn)端。因此，左液壓缸22 經(jīng)由各自的第一致動(dòng)器臂62、64啟動(dòng)兩個(gè)左提升臂34、36。第一左致動(dòng)器臂62和左液壓缸 22設(shè)置在左側(cè)框架10中。第一和第二左框架結(jié)構(gòu)樞軸48、56以及左提升臂34、36在支撐 平面26下方延伸。
[0058] 升降機(jī)構(gòu)4進(jìn)一步包括左穩(wěn)定桿70,所述左穩(wěn)定桿70從第一左致動(dòng)器臂62延伸 至第二左致動(dòng)器臂64。左穩(wěn)定桿70在第一左致動(dòng)器臂62上的點(diǎn)72處可旋轉(zhuǎn)地連接至第 一左致動(dòng)器臂62,所述點(diǎn)72在第一左致動(dòng)器臂62上，并位于距離第一左框架結(jié)構(gòu)樞軸48 的遠(yuǎn)離第一端部66的距離d處，并且左穩(wěn)定桿70在第二左致動(dòng)器臂64上的點(diǎn)74處可旋 轉(zhuǎn)地連接至第二左致動(dòng)器臂64,所述點(diǎn)74在第二左致動(dòng)器臂64上，并位于距離第二框架結(jié) 構(gòu)樞軸56的朝向第二左致動(dòng)器臂64的第一端部68的相同距離d處。
[0059] 升降機(jī)構(gòu)4在鉆井管件儲(chǔ)倉1的右側(cè)處以與如上所述的左側(cè)相似、相同或鏡像的 方式包括臂和樞軸。這些元件的一些，例如第一右提升臂38、右液壓缸24、第一右致動(dòng)器臂 76、第一右支撐結(jié)構(gòu)樞軸78和第一右框架結(jié)構(gòu)樞軸80在圖1、5和6的橫截面中可見。右 側(cè)上的這些臂和樞軸以與左側(cè)相同的方式協(xié)作用以提升和降低可提升的支撐結(jié)構(gòu)20的右 偵k只要可提升的支撐結(jié)構(gòu)20的兩側(cè)提升或降低至相同的水平，可提升的支撐結(jié)構(gòu)20保 持水平，即平行于水平面。與液壓致動(dòng)器24使右支撐結(jié)構(gòu)樞軸78旋轉(zhuǎn)相比，如果左液壓致 動(dòng)器22使左支撐結(jié)構(gòu)樞軸44旋轉(zhuǎn)至更低的水平，則可提升的支撐結(jié)構(gòu)20側(cè)向傾斜至鉆井 管件儲(chǔ)倉1的左側(cè)，并且反之亦然。
[0060] 可提升的支撐結(jié)構(gòu)20包括左縱梁82、右縱梁84,和至少兩個(gè)橫梁86、88,所述至少 兩個(gè)橫梁86、88在所述左縱梁82和右縱梁84之間延伸并且焊接至左和右縱梁82、84 (圖 8)?？商嵘闹谓Y(jié)構(gòu)20進(jìn)一步包括支架90,所述支架90加大支撐平面26的寬度。左縱 梁82設(shè)置有第一左支撐結(jié)構(gòu)樞軸44和第二左支撐結(jié)構(gòu)樞軸52。右縱梁84設(shè)置有第一右 支撐結(jié)構(gòu)樞軸78和第二右支撐結(jié)構(gòu)樞軸（不可見）。
[0061] 兩個(gè)支柱92保持在左側(cè)框架10和右側(cè)框架12的每一個(gè)中，并且可從收縮位置移 動(dòng)至至少一個(gè)升高位置，在所述收縮位置處至少兩個(gè)支柱不延伸超過各自的側(cè)框架（參見 圖2)，在所述升高位置處至少兩個(gè)支柱92延伸部分地超過各自的側(cè)框架（參見圖3-6)。
[0062] 鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)包括重量傳感器（未示出）用于確定鉆井管件儲(chǔ)倉中的鉆井管 件的總重量。在該情況下，重量傳感器設(shè)置在支撐結(jié)構(gòu)樞軸44、52、78中。
[〇〇63] 圖5和6的鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)包括三個(gè)鉆井管件儲(chǔ)倉1，和四個(gè)滑動(dòng)棒94,所述四 個(gè)滑動(dòng)棒94在其各自的端部處可連接至鉆井管件儲(chǔ)倉1的支柱92的頂部用于提供滾動(dòng)結(jié) 構(gòu)使得鉆井管件6從一個(gè)鉆井管件儲(chǔ)倉1滾動(dòng)至另一個(gè)鉆井管件儲(chǔ)倉1。對(duì)于每個(gè)滑動(dòng)棒 94,優(yōu)選通過升高各自的支柱92中的一個(gè)從而使滑動(dòng)棒94傾斜，如圖6中所示。鉆井管件 儲(chǔ)倉1中的一個(gè)經(jīng)由運(yùn)輸臺(tái)96連接至管子裝載器32。運(yùn)輸臺(tái)96中的遠(yuǎn)離管子裝載器32 的一個(gè)端部設(shè)置在各自的鉆井管件儲(chǔ)倉1的支柱92上。
【權(quán)利要求】
1. 一種鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)，包括鉆井管件儲(chǔ)倉和控制裝置，所述鉆井管件儲(chǔ)倉包括框 架結(jié)構(gòu)⑵和升降機(jī)構(gòu)⑷用于固定和提升多層鉆井管件（6)， 其中所述框架結(jié)構(gòu)（2)包括底部框架（8)、固定至所述底部框架（8)的左側(cè)框架（10)， 和固定至所述底部框架（8)的右側(cè)框架（12)，所述左側(cè)框架（10)和所述右側(cè)框架（12)具 有相同的高度， 其中所述升降機(jī)構(gòu)（4)包括能夠提升的支撐結(jié)構(gòu)（20)、左液壓缸（22)和右液壓缸 (24)，其中所述能夠提升的支撐結(jié)構(gòu)（20)限定支撐平面用于支撐多層鉆井管件，所述支撐 結(jié)構(gòu)可從下方位置提升至上方位置，在所述下方位置處支撐平面低于側(cè)框架的高度的一 半，在所述上方位置處支撐平面的高度至少等于側(cè)框架之一的頂部，并且 其中所述控制裝置適合于啟動(dòng)所述左液壓缸和所述右液壓缸（22、24)使得所述能夠 提升的支撐結(jié)構(gòu)（20)以水平方式升高和降低，并且所述控制裝置適合于啟動(dòng)所述左液壓 缸和所述右液壓缸使得所述能夠提升的支撐結(jié)構(gòu)（20)獲得朝向所述左側(cè)框架和所述右側(cè) 框架（12)中的一個(gè)的相對(duì)于水平面的傾斜角，其特征在于， 所述升降機(jī)構(gòu)（4)進(jìn)一步包括第一左提升臂（34)和第一右提升臂（38)，所述提升臂可 在堅(jiān)直平面中、優(yōu)選在靠近各自的所述左側(cè)框架和右側(cè)框架（12)的內(nèi)部的平面中旋轉(zhuǎn)， 其中所述左液壓缸（22)連接至所述第一左提升臂（34)使得所述第一左提升臂（34) 旋轉(zhuǎn)，并且所述右液壓缸（24)連接至所述第一右提升臂（38)使得所述第一右提升臂（38) 旋轉(zhuǎn)，并且 其中所述第一左提升臂（34)在第一端部處用第一左支撐結(jié)構(gòu)樞軸（44)能夠旋轉(zhuǎn)地連 接至所述能夠提升的支撐結(jié)構(gòu)（20)，并且在與所述第一端部相對(duì)的第二端部處用第一左框 架結(jié)構(gòu)樞軸（48)能夠旋轉(zhuǎn)地連接至框架結(jié)構(gòu)（2)，并且所述第一右提升臂（38)在第一端部 處用第一右支撐結(jié)構(gòu)樞軸（78)能夠旋轉(zhuǎn)地連接至所述能夠提升的支撐結(jié)構(gòu)（20)，并且在 與所述第一端部相對(duì)的第二端部處用第一右框架結(jié)構(gòu)樞軸（80)能夠旋轉(zhuǎn)地連接至所述框 架結(jié)構(gòu)（2)，使得所述液壓缸的啟動(dòng)造成所述第一左提升臂（34)和所述第一右提升臂（38) 旋轉(zhuǎn)，用以使所述能夠提升的支撐結(jié)構(gòu)（20)提升、降低或傾斜。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)，其中所述第一左支撐結(jié)構(gòu)樞軸（44)和所 述第一右支撐結(jié)構(gòu)樞軸（78)各自允許圍繞至少兩個(gè)不同的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)，其中所述第一左支撐結(jié)構(gòu)樞軸 (44)和所述第一右支撐結(jié)構(gòu)樞軸（78)各自允許分別所述支撐結(jié)構(gòu)與所述第一左提升臂 (34)的各自的第一端部之間以及所述支撐結(jié)構(gòu)與第一右提升臂（38)的各自的第一端部之 間進(jìn)行平移移動(dòng)。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)，其中所述第一左框架結(jié)構(gòu)樞軸 (48)和所述第一右框架結(jié)構(gòu)樞軸（80)各自限定一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸線，所述旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于所述 框架結(jié)構(gòu)（2)并相對(duì)于各自的提升臂（34、38)固定。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)，其中所述升降機(jī)構(gòu)（4)進(jìn)一 步包括第一左致動(dòng)器臂（62)，所述第一左致動(dòng)器臂（62)固定地連接至所述第一左提升臂 (34)，使得第一左致動(dòng)器臂（62)和第一左提升臂（34)圍繞第一左框架結(jié)構(gòu)樞軸（48)節(jié)點(diǎn) 旋轉(zhuǎn)，并且所述左液壓缸（22)在第一左致動(dòng)器臂（62)的端部處經(jīng)由第一左致動(dòng)器臂（62) 連接至第一左提升臂（34)，所述第一左致動(dòng)器臂（62)的端部為相對(duì)于所述第一左框架結(jié) 構(gòu)樞軸（48)的遠(yuǎn)端。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)，其中所述第一左致動(dòng)器臂￠2)和所述左 液壓缸（22)設(shè)置在所述左側(cè)框架（10)中。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)，其中所述升降機(jī)構(gòu)（4)進(jìn)一步 包括第二左提升臂（36)、第二左致動(dòng)器臂（64)和第二左框架結(jié)構(gòu)樞軸（56)，其中所述第二 左致動(dòng)器臂（64)固定地連接至所述第二左提升臂（36)，使得圍繞所述第二左框架結(jié)構(gòu)樞 軸（56)節(jié)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)用于提升所述能夠提升的支撐結(jié)構(gòu)（20)，并且所述左液壓缸（22)從所述 第一左致動(dòng)器臂（62)的第一端部延伸至所述第二左致動(dòng)器臂（64)的第一端部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)，其中所述升降機(jī)構(gòu)（4)進(jìn)一步包括左 穩(wěn)定桿（70)，所述左穩(wěn)定桿（70)從所述第一左致動(dòng)器臂（62)延伸至所述第二左致動(dòng)器臂 (64)，并且所述左穩(wěn)定桿（70)在第一左致動(dòng)器臂（62)上的點(diǎn)處能夠旋轉(zhuǎn)地連接至所述第 一左致動(dòng)器臂（62)，所述點(diǎn)在第一左致動(dòng)器臂（62)上，并位于距離所述第一左框架結(jié)構(gòu)樞 軸（48)的遠(yuǎn)離第一端部的距離d處，并且所述左穩(wěn)定桿（70)在所述第二左致動(dòng)器臂（64) 上的點(diǎn)處能夠旋轉(zhuǎn)地連接至第二左致動(dòng)器臂（64)，所述點(diǎn)在第二左致動(dòng)器臂（64)上，并位 于距離第二框架結(jié)構(gòu)樞軸的朝向第二左致動(dòng)器臂（64)的第一端部的同樣距離d處。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)，其中所述能夠提升的支撐結(jié)構(gòu) (20)包括左縱梁（82)、右縱梁（84)和至少兩個(gè)橫梁（86、88)，所述至少兩個(gè)橫梁在所述左 縱梁（82)和右縱梁（84)之間延伸并且連接至所述左縱梁和所述右縱梁（82、84)，并且 所述左縱梁（82)設(shè)置有第一左支撐結(jié)構(gòu)樞軸（44)，并且所述右縱梁（84)設(shè)置有第一 右支撐結(jié)構(gòu)樞軸（78)。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)，進(jìn)一步包括至少兩個(gè)能夠移 動(dòng)的支柱（92)，所述能夠移動(dòng)的支柱（92)固定在所述左側(cè)框架和右側(cè)框架（10、12)中的 一個(gè)上，并且能夠從收縮位置移動(dòng)至至少一個(gè)升高位置，在所述收縮位置處至少兩個(gè)支柱 (92)不延伸超過各自的側(cè)框架，在所述升高位置處至少兩個(gè)支柱（92)延伸部分地超過各 自的側(cè)框架。
11. 一種鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)，其包括至少兩個(gè)根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的鉆井管 件儲(chǔ)倉（1)，和至少兩個(gè)滑動(dòng)棒（94)，該滑動(dòng)棒（94)在其各自的端部處能夠連接至至少兩 個(gè)鉆井管件儲(chǔ)倉（1)用于提供滾動(dòng)結(jié)構(gòu)，使得鉆井管件從一個(gè)鉆井管件儲(chǔ)倉滾動(dòng)至另一個(gè) 鉆井管件儲(chǔ)倉。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10和11所述的鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)，其中所述滑動(dòng)棒（94)能夠連接 至所述支柱（92)的頂部。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)，其中控制裝置的至少一部分 位于遠(yuǎn)離鉆井管件儲(chǔ)倉（1)的位置處，例如液壓泵單元中，例如能夠從遠(yuǎn)程鉆探操作控制 室來控制液壓泵單元，并且其中所述控制裝置優(yōu)選電連接至鉆機(jī)管子裝載器的控制單元， 從而例如使管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)與管子裝載器的操作同步。
14. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的鉆井管件儲(chǔ)倉系統(tǒng)，進(jìn)一步包括至少一個(gè)重量傳 感器用于確定鉆井管件儲(chǔ)倉（1)中的鉆井管件的總重量。
15. -種用于運(yùn)輸和儲(chǔ)存鉆井管件的方法，其中使用根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的 系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】E21B19/15GK104066922SQ201380005941
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月18日
【發(fā)明者】A·A·德穆爾, D·B·韋寧, J·魯?shù)遣? 申請(qǐng)人:伊特里克公司