專利名稱：用于懸置向下打眼的井柱的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及井的鉆取、調(diào)查和維護(hù)。更具體地，本發(fā)明涉及一種夾緊裝置以及 對(duì)向下打眼的井柱(well string)增加部件(例如，鉆桿、穩(wěn)定器、其他井底部件)以及從井柱拆除這些部件的方法。更具體地，本發(fā)明涉及從鉆孔的上方抓握和懸置井柱部件。
背景技術(shù)：
鉆探碳?xì)浠衔锸前ㄊ褂迷诖蟮刂行纬傻你@孔中的向下打眼井柱的操作的例子。在鉆井的情況下，向下打眼的井柱也被稱為鉆柱。在石油和天然氣行業(yè)中已知其他類型的向下鉆孔井柱，例如完井作業(yè)的完井井柱和生產(chǎn)作業(yè)的生產(chǎn)井柱。鉆井包括將鉆柱插入鉆孔，并且操作鉆柱以鉆進(jìn)該鉆孔。通常這樣鉆進(jìn)鉆孔，即使用布置在鉆孔上方的頂驅(qū)設(shè)備或者轉(zhuǎn)盤以與鉆柱的頂部接合并且使其旋轉(zhuǎn)。隨著鉆柱旋轉(zhuǎn)，處于鉆柱底部的鉆頭就切入大地。在鉆井操作期間，必需有時(shí)向鉆柱增加幾段鉆桿(“接頭”)，或者從鉆柱拆下幾段鉆桿。增加接頭的一個(gè)原因是延長鉆柱，以使其能夠鉆入大地更深。從鉆柱拆下接頭的一個(gè)原因是從鉆孔收回鉆柱，以便能夠更換鉆頭，或者能夠?qū)Ω綄儆阢@柱底部的井底組件做其他改變。能夠以立柱(stand)的形式向鉆柱增加接頭或從鉆柱拆下接頭，其中每個(gè)立柱都由多個(gè)經(jīng)連接的接頭組成。在向鉆柱增加接頭、立柱或其他部件或從鉆柱拆下它們時(shí)，必須將鉆柱的全部重量從鉆孔上方的位置懸置。傳統(tǒng)上，布置在轉(zhuǎn)盤中的懸置部件被用于懸置鉆柱，并且其包括這樣的部件，諸如補(bǔ)心、插入座和卡瓦(slip)。通常，補(bǔ)心安裝在轉(zhuǎn)盤中的開口中。補(bǔ)心具有接納鉆柱的開口。在補(bǔ)心和鉆柱的鄰近于補(bǔ)心的部件之間插入卡瓦?？ㄍ邽樾ㄐ误w并且可具有用于抓握鉆柱部件的抓握表面，例如齒。卡瓦位于由補(bǔ)心提供的錐形座上。在一些情況下，卡瓦將不完全橋接補(bǔ)心和鉆柱之間的間隙，所以插入座被插入補(bǔ)心和鉆柱之間，以使得卡瓦能夠接合鉆柱部件。由于它們的楔形形狀，卡瓦在懸置的鉆柱上施加徑向夾緊力。夾緊力取決于懸置鉆柱的重量，以便在更多接頭被增加至接頭時(shí)，重量和夾緊力都提高。該效應(yīng)將導(dǎo)致過大夾緊力，并且能夠限制不壓碎由卡瓦直接保持的部件所能懸置的鉆柱的長度。附屬于鉆柱的底部的井底組件通常由許多工具或部件組成。這樣的部件的例子包括鉆頭、鉆環(huán)、減震器、震擊器、泥漿馬達(dá)、隨鉆測(cè)量工具、穩(wěn)定器等等。這些部件具有不同直徑，從而為了懸置井底組件(“BHA”)，在轉(zhuǎn)盤中需要許多不同構(gòu)造的懸置部件。在BHA單次進(jìn)入鉆孔期間，為了容納BHA組件的不同直徑，可能必須多次拆下和移位懸置部件的卡瓦、補(bǔ)心、插入座和其他部件。這些多次拆下和移位常常需要以起重索套人工處理重的部件，這是耗時(shí)并且勞動(dòng)密集的操作，其中必須始終遵守針對(duì)人員安全的程序。此外，現(xiàn)代鉆井塔使用成本大約是每小時(shí)幾千美元，因而需要盡可能避免耗時(shí)操作。因此，本領(lǐng)域仍存在一種對(duì)在鉆孔中有效和安全地抓握和懸置井柱的改進(jìn)方法的需求
發(fā)明內(nèi)容
因此，本文公開了一種用于沿基本豎直軸線諸如沿井孔的軸線懸置井柱的設(shè)備。在一些實(shí)施例中，該設(shè)備包括底板，其具有用于接納井柱部件的開口 ；夾緊機(jī)構(gòu)，其由底板支撐，并且具有多個(gè)被支撐以相對(duì)于底板線性運(yùn)動(dòng)的夾具體，并且具有用于與井柱接合的抓握表面。該設(shè)備還包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于移動(dòng)夾具體，并且使它們的抓握表面與井柱接合。至少一個(gè)夾具體適于在第一位置和第二位置之間移動(dòng)，在第一位置中其阻礙開口接納井柱部件，在第二位置中其不阻礙開口。在某些實(shí)施例中，該懸置設(shè)備適于當(dāng)在第一操作模式中夾具體與井柱接合時(shí)支撐整個(gè)井柱的重量。同樣地，在某些實(shí)施例中，該設(shè)備包括轉(zhuǎn)接器(adapter)構(gòu)件，其被耦接至底板，并且被構(gòu)造成用于將底板耦接至外部結(jié)構(gòu)，諸如鉆井塔地板，以及用于將井柱的重量從夾緊機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移至該外部結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，夾具體包括抓握構(gòu)件，其自調(diào)整至井柱部件的尺寸。在一些實(shí)施例中，夾具體可能包括具有凹表面的至少一個(gè)接納凹部，并且包括被布置在該接納凹部中的承載器構(gòu)件，其具有凸表面，承載器的凸表面面對(duì)接納凹部的凹表面。在該實(shí)施例中，承載器構(gòu)件也可能具有至少一個(gè)具有凹表面的接納凹部，其接納具有與承載器的凹表面面對(duì)的凸表面的抓握插入體。也公開了某些這樣的實(shí)施例，其中懸置設(shè)備包括多個(gè)風(fēng)箱狀體，其被耦接至底板，并且被構(gòu)造成提供該設(shè)備的操作模式的視覺指示，在夾緊機(jī)構(gòu)未支撐井柱的重量的模式中，風(fēng)箱狀體膨脹，并且在夾緊機(jī)構(gòu)支撐井柱的重量的模式中，風(fēng)箱狀體收縮。在一些公開的實(shí)施例中，夾緊機(jī)構(gòu)包括多個(gè)夾具體，其被支撐為相對(duì)于底板進(jìn)行線性運(yùn)動(dòng)；以及一對(duì)輔助夾具體，其被支撐為相對(duì)于底板進(jìn)行獨(dú)立的線性運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)。輔助夾具體可樞轉(zhuǎn)，以便擺動(dòng)到阻礙開口的第一位置中，并且從第一位置擺動(dòng)至其中它們不阻礙開口的第二位置。當(dāng)處于第一位置時(shí)，可將輔助夾具體銷緊在一起，從而將其固定在第一位置，所述銷可拆除以便允許輔助夾具體移動(dòng)至第二位置。在一些實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括至少一對(duì)缸組件，該對(duì)缸組件中的每個(gè)缸組件都具有第一端和第二端，第一端被可樞轉(zhuǎn)地連接至底板，第二端被構(gòu)造成當(dāng)夾具體處于第一操作模式時(shí)可釋放地接合阻礙底板開口的夾具體。在某些實(shí)施例中，該缸被構(gòu)造成至少在第一操作模式中它們的第二端從底板開口擺動(dòng)離開。在包括主夾具體和一對(duì)輔助夾具體的實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可包括一對(duì)心軸，其中第一和第二輔助夾具體被可旋轉(zhuǎn)地附接至心軸的前端，并且其中主夾具體被可滑動(dòng)地支撐在心軸的后端上。在某些該實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還可能包括一對(duì)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和用于將驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為心軸的線性平移的齒輪裝置。同樣地，在該實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還可能包括一對(duì)缸，其被耦接至第一和第二輔助夾具體，并且可操作以獨(dú)立地將線性和圓周運(yùn)動(dòng)賦予第一和第二輔助夾具體。因而，本文所述的實(shí)施例包括用于解決與某些現(xiàn)有裝置、系統(tǒng)和方法關(guān)聯(lián)的各種缺點(diǎn)的特征和優(yōu)點(diǎn)的組合。閱讀下文詳細(xì)說明以及參考附圖后，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，上述各種特征和其他特征將是顯而易見的。


下文是附圖中的各圖的說明。圖I示出包括鉆井的井操作系統(tǒng)的實(shí)施例的示意性正視圖。圖2示出根據(jù)本文所述的原理的用于懸置井柱的夾緊裝置的第一實(shí)施例的透視圖。圖3示出圖2的夾緊裝置的底透視圖。 圖4示出處于完全開啟位置、也稱為拆除模式中的圖2的夾緊裝置的頂視圖。圖5示出處于操作開啟位置的圖2的夾緊裝置的頂視圖。圖6示出處于操作閉合位置的圖2的夾緊裝置的頂視圖。圖7示出處于操作開啟位置的圖2的夾緊裝置的水平橫截面圖。圖8示出處于操作閉合位置的圖2的夾緊裝置的水平橫截面圖。圖9示出用于控制圖2的夾緊裝置的操作的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的示意圖。圖IOA示出根據(jù)本文所述的原理的用于懸置井柱的夾緊裝置的第二實(shí)施例的前透視圖。圖IOB示出圖IOA中所示的夾緊裝置的一部分的雙L閂鎖的放大圖。圖11示出圖10的夾緊裝置的后透視圖。圖12示出補(bǔ)償器部件的透視圖，其包括作為圖10的夾緊裝置的部件的第一底板和第二底板。圖13示出圖10的夾緊裝置的第二底板的透視圖。圖14示出在拆除模式的階段I中處于部分開啟位置的圖10的夾緊裝置的頂視圖。圖15示出在拆除模式的階段2中處于完全開啟位置的圖10的夾緊裝置的頂視圖。圖16示出處于操作開啟位置中的圖10的夾緊裝置的頂視圖。圖17示出處于操作開啟位置中的圖10的夾緊裝置的側(cè)視圖。圖18示出處于操作閉合位置中的圖10的夾緊裝置的頂視圖。圖19示出當(dāng)夾緊裝置未支撐井柱的重量時(shí)沿圖17中所示的線19-19截取的圖10的夾緊裝置的截面端視圖。圖20示出當(dāng)夾緊裝置支撐井柱的重量時(shí)沿圖17中所示的線19-19截取的圖10的夾緊裝置的截面端視圖。圖21示出具有用于圖10的夾緊裝置的部分組裝的插入體承載器和一個(gè)壓模插入體的夾具體的頂剖視圖。圖22示出具有用于圖10的夾緊裝置的部分組裝的插入體承載器和一個(gè)壓模插入體的夾具體的前剖視圖。圖23示出用于控制圖10的夾緊裝置的操作的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的示意圖。圖24示出圖19中所示的行程限制底板引導(dǎo)組件的放大橫截面圖。圖25示出用于流體動(dòng)力缸與圖10的夾緊裝置中的夾具體結(jié)合的拉動(dòng)塊的透視圖。
具體實(shí)施例方式下文討論涉及本發(fā)明的各種實(shí)施例。不應(yīng)將公開的實(shí)施例解釋為或以其他方式用于限制包括權(quán)利要求的本公開的范圍。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，下面的描述具有廣泛 應(yīng)用，并且任何實(shí)施例的討論都意于僅例證該實(shí)施例，并且無意暗示包括權(quán)利要求的本公開的范圍受該實(shí)施例的限制。在下文描述和權(quán)利要求中使用特定術(shù)語來指代具體特征或部件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，不同的人可能以不同的名稱來指代這些特征或部件。本文件無意將名稱不同但是功能相同的部件或特征進(jìn)行區(qū)別。附圖不一定按比例。本文的某些特征和部件可能以夸大的比例示出，或者以稍微示意的形式示出，并且為了清晰和簡(jiǎn)明，可能未示出傳統(tǒng)元件的一些細(xì)節(jié)。另外，可使用類似或相同的附圖標(biāo)記來識(shí)別共同或類似的元件。在以下討論中以及在權(quán)利要求書中，以開放形式使用術(shù)語“包括…”和“包含…”，并且應(yīng)將其解釋為意思是“包括，但不限于…”。同樣地，術(shù)語“耦接(couple)”或“耦接(couples) ”用于表示間接或直接連接。因而，如果第一裝置耦接至第二裝置，則該連接可通過直接連接，或者通過經(jīng)其他裝置、部件和連接的間接連接。另外，本文使用的術(shù)語“軸向的”和“軸向地”通常意思是沿著或平行于給定軸線(例如，本體或端口的中心軸線)，而術(shù)語“徑向的”和“徑向地”通常意思是垂直于該軸線。例如，軸向距離指的是沿著或平行于軸線測(cè)量的距離，并且徑向距離意思是垂直于該軸線測(cè)量的距離。向下打眼的井柱是一系列被結(jié)合在一起的鉆桿和部件，其被構(gòu)造為在鉆孔中工作。井柱的總長度通過其中將使用井柱的鉆孔的深度來確定。井柱的具體構(gòu)造通過其有意用途來確定。石油和天然氣行業(yè)中的向下打眼井柱的例子為鉆井井柱、完井井柱和生產(chǎn)井柱。井柱可包括被連接在一起的鉆桿接頭、鉆桿立柱、鉆頭、穩(wěn)定器和其他向下打眼部件。這些部件可具有不同直徑。因而，井柱的直徑可能沿其長度變化。首先參考圖I,其示意性示出井操作系統(tǒng)300的實(shí)施例。井操作系統(tǒng)300包括示意性示出為陸地鉆井塔的鉆井塔305，但是其他鉆井塔(例如，海上鉆井塔和鉆井平臺(tái)、自升式鉆井塔、半潛式鉆井平臺(tái)、鉆井船等等)也在本公開的范圍內(nèi)。鉆井塔305包括被支撐在鉆井塔地板314上的鉆架310。鉆井塔305還包括起重設(shè)備，其包括通過纜索319相互連接的被安裝至鉆架310的天車316和游車318，通過絞車320 (具有馬達(dá)或幾個(gè)馬達(dá)320m)驅(qū)動(dòng)纜索319，以控制游車318的向上和向下運(yùn)動(dòng)。游車318帶有吊鉤322，其懸置頂驅(qū)系統(tǒng)324?？墒褂脛?dòng)力水龍頭代替頂驅(qū)系統(tǒng)。頂驅(qū)系統(tǒng)324旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸332，驅(qū)動(dòng)軸332旋轉(zhuǎn)鉆孔334內(nèi)的鉆柱330。能夠操作頂驅(qū)系統(tǒng)324，以在任一方向上旋轉(zhuǎn)鉆柱330?？扇芜x地，可由布置在鉆井地板(例如，鉆井塔地板314)中的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤338旋轉(zhuǎn)鉆柱。通過儀表子系統(tǒng)340將鉆柱330耦接至頂驅(qū)系統(tǒng)324，儀表子系統(tǒng)340包括提供鉆井參數(shù)信息的傳感器?？刂葡到y(tǒng)和用戶界面312控制鉆井塔305的操作。
井系統(tǒng)300還包括夾緊裝置1，其用于在組裝和拆卸期間抓握和懸置鉆柱330和/或驅(qū)動(dòng)軸332。夾緊裝置I被圍繞鉆孔334定位和安裝在鉆井塔地板314上，或者被耦接至另一部件，諸如轉(zhuǎn)盤338。視需要，也能夠在井操作期間安裝或拆除夾緊裝置I。鉆柱330可為任何典型的鉆柱，并且在一個(gè)方面中，鉆柱330包括多個(gè)相互連接的鉆桿段342 ;井底組件(BHA) 344，其包括穩(wěn)定器、鉆環(huán)、和/或一套隨鉆測(cè)量(MWD)儀器，該儀器包括導(dǎo)向工具346以提供鉆頭刃面角度信息?？扇芜x地，與向下打眼或泥漿馬達(dá)350和鉆頭352 —起使用彎接頭348。鉆孔334可具有鉆孔套管336，其主要包括水泥和管道。仍參考圖I，通過由馬達(dá)或多個(gè)馬達(dá)360m驅(qū)動(dòng)的泥漿泵360，將鉆井流體通過泥漿軟管362傳送至鉆柱330。通過頂驅(qū)系統(tǒng)324、轉(zhuǎn)盤338、泥漿馬達(dá)350或其組合，使鉆柱330在鉆孔334內(nèi)旋轉(zhuǎn)。通過泥漿泵360供應(yīng)的鉆井泥漿將隨著鉆頭352鉆入大地而產(chǎn)生的鉆屑帶出鉆孔334。夾'緊裝置的第一實(shí)施例的物理說明 圖2示出用于支撐向下打眼的井柱的部件的夾緊裝置I的透視圖。夾緊裝置I包括夾緊機(jī)構(gòu)8、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)10和支撐結(jié)構(gòu)3。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)10操作夾緊機(jī)構(gòu)8，從而與井柱330的組件(本文中為鉆桿接頭2)接合或與其脫離。支撐結(jié)構(gòu)3將夾緊機(jī)構(gòu)8和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)10保持在一起，并且相對(duì)于轉(zhuǎn)盤338、鉆井塔地板314或另一接納結(jié)構(gòu)支撐它們以及接頭2。支撐結(jié)構(gòu)現(xiàn)在參考圖3，支撐結(jié)構(gòu)3包括足夠剛性的矩形底板4 ;大體環(huán)形的底板轉(zhuǎn)接器12，其附接至底板4的底部；以及多個(gè)轉(zhuǎn)接器銷14，其附接至底板轉(zhuǎn)接器12的下表面，并且向下延伸超過該下表面。底板轉(zhuǎn)接器圖3中的環(huán)形底板轉(zhuǎn)接器12被構(gòu)造成裝配到接納結(jié)構(gòu)中，諸如在轉(zhuǎn)盤例如轉(zhuǎn)盤338中的主補(bǔ)心。底板轉(zhuǎn)接器12能夠采取幾種不同的構(gòu)造，以匹配任何接納結(jié)構(gòu)。底板4的一些部分也可與接納結(jié)構(gòu)接觸，并且由接納結(jié)構(gòu)直接支撐。底板轉(zhuǎn)接器12包括將隨后描述的與底板4中的狹槽5對(duì)應(yīng)的狹槽5’。轉(zhuǎn)接器銷14的間隔和橫截面形狀被構(gòu)造成匹配接納結(jié)構(gòu)中的接納孔或狹槽(未示出)。底板參考圖3和圖4，底板4具有在底板4的最長尺寸方向上延伸的狹槽5。狹槽5為鎖眼形，并且包括中心開口 7和交叉的側(cè)開口 9。中心開口 7位于底板4的中心，或者靠近中心，并且與側(cè)開口 9鄰接。側(cè)開口 9從中心開口 7延伸到底板4的外邊緣11。中心開口7的直徑比將由夾緊裝置I保持的部件的最大直徑大。底板4具有平行于側(cè)開口 9并且垂直于邊緣11的兩個(gè)外邊緣11’。返回參考圖2，底板4的頂表面15被水平布置，并且包括兩個(gè)對(duì)稱的、局部深度的狹槽或“底板溝槽”6，在側(cè)開口 9的每一側(cè)上都有一個(gè)。每個(gè)底板溝槽6的大部分長度都平行于側(cè)開口 9，但是底板溝槽6的最靠近外邊緣11的末端從側(cè)開口 9離開，以鈍角延伸至邊緣11’。在底板4的頂表面15上，導(dǎo)向條200、201、202、203被與側(cè)開口 9和兩個(gè)底板溝槽6平行地附接在側(cè)開口 9和兩個(gè)底板溝槽6之間。夾緊機(jī)構(gòu)參考圖5，夾緊機(jī)構(gòu)8包括多個(gè)夾具，它們彼此相對(duì)并且與接頭2(圖2)徑向接合，以將接頭2以及附接的井柱部件懸置在中心開口 7中。夾緊機(jī)構(gòu)8被可滑動(dòng)地安裝在底板4的頂表面15上。在圖5的實(shí)施例中，夾緊機(jī)構(gòu)8具有主夾具體17和兩個(gè)輔助夾具體73、75。當(dāng)輔助夾具體73、75被構(gòu)造成抓握接頭時(shí)，輔助夾具體73、75被與主夾具體17相對(duì)地定位，并且由銷109相互連接。如下文更詳細(xì)所述，夾具體17、73、75由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)10保持和控制，并且平行于底板4的頂表面15移動(dòng)。參考圖5和圖7，主夾具體17具有大致矩形形狀，其具有接納下文所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)10的部件的凹部。主夾具體17具有面對(duì)中心開口 7的前面19、頂面23、背面39以及兩個(gè)通孔16、18，兩個(gè)通孔16、18的中心軸線16’、18’平行于底板4中的狹槽5的側(cè)開口 9延伸。一個(gè)通孔16及其中心軸線16’位于側(cè)開口 9的一側(cè)，并且另一通孔18及其中心軸線18’位于側(cè)開口 9的另一側(cè)。如圖7中所示，在主夾具體17的前面19上的凹進(jìn)的彎曲表面19’內(nèi)安裝具有嵌入式壓模插入體25的多個(gè)可樞轉(zhuǎn)的壓模插入體保持器24。壓模插入體25抓握被接納在中心開口 7中的接頭2。再次參考圖5，壓模插入體25被兩個(gè)端板21保持在適當(dāng)位置。一個(gè)端板21安裝在主夾具體17的頂面23上，并且另一端板(未示出)被安裝至主夾具體17的底側(cè)。鄰近背 面39，主夾具體17結(jié)合有下文更詳細(xì)描述的液壓控制塊20。如圖5和圖7中所示，輔助夾具體73、75由銷109連接，以形成一種與主夾具體17類似尺寸和作用的結(jié)構(gòu)。輔助夾具體73、75被布置在主夾具體17的中心開口 7的相對(duì)側(cè)上，并且當(dāng)由銷109連接時(shí)，跨越底板4中的側(cè)開口 9。如圖2中最佳示出，輔助夾具體73、75分別包括聯(lián)鎖肋78、80。銷109穿過肋78、80布置。輔助夾具體73、75還包括靠近底板4的中心開口 7布置的樞軸接頭99、100，以及更靠近底板4的外邊緣即邊緣11和11’的可旋轉(zhuǎn)接頭104、114?？尚D(zhuǎn)接頭104、114的底部包括向下延伸到底板溝槽6中的延伸銷(未示出)。在該實(shí)施例中，可旋轉(zhuǎn)接頭104、114的延伸銷不穿過底板4，但是在底板溝槽6中延伸。樞軸接頭99、100和可旋轉(zhuǎn)接頭104、114都具有與底板4的頂面15垂直的豎直軸線。參考圖7，在包括樞軸接頭99、100的區(qū)域中，水平(即平行于頂面15)且大致矩形的狹槽74、76被加工到輔助夾具體73、75中，以便將樞軸接頭99、100分為上部和下部，以接納驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)10的構(gòu)件。樞軸接頭99、100獨(dú)立于底板4并且未被附接至底板4。在可旋轉(zhuǎn)接頭104、114的區(qū)域中，水平的矩形狹槽74’、76’(圖2)被加工到輔助夾具體73、75中，以便將可旋轉(zhuǎn)接頭104、114分為上部和下部，以接納驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)10的構(gòu)件。仍參考圖7，輔助夾具體73、75具有凹狀的豎直延伸的表面79、81，在該表面上分別安裝插入體承載器83、85。插入體承載器83、85的背表面與凹狀的豎直表面79、81相符合。插入體承載器83、85大致面對(duì)底板4中的中心開口 7，并且大致與中心開口 7周向?qū)R。插入體承載器83、85具有面對(duì)中心開口 7的多個(gè)凹狀的豎直延伸表面87、89。在表面87,89上分別安裝多個(gè)更小的壓模插入體保持器90、92。壓模插入體保持器90、92保持具有有齒表面的壓模插入體91、93，以抓握接頭2的圓周。壓模插入體保持器90、92的背表面與插入體承載器83、85的凹狀的豎直表面87、89相符合。主夾具體17和輔助夾具體73、75中所結(jié)合的上述抓握元件和彎曲表面允許當(dāng)接頭2落入指定直徑范圍內(nèi)時(shí)壓模插入體25、91、93的取向自動(dòng)調(diào)整至接頭2的彎曲表面。在美國專利No. 6，971，283和7，748，297中示出和描述了抓握元件，在此通過引用將其每個(gè)專利的全部公開并入。
驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)參考圖7，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)10包括一對(duì)平行心軸45、47、一對(duì)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)27、29、一對(duì)驅(qū)動(dòng)齒輪41、43、一對(duì)防松螺母61、63以及一對(duì)流體動(dòng)力缸103、105。在圖6中更易于觀察驅(qū)動(dòng)齒輪41、43。隨后將描述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)10的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)?？稍谄渌麑?shí)施例中使用更多數(shù)目的本實(shí)施例中成對(duì)使用的部件。心軸45,47具有前端95、97、后端96,98和中 心軸線45，、47，，中心軸線45，、47，與主夾具體47中的中心軸線16’、18’同軸，因此平行于底板4中的側(cè)開口 9。螺紋49、51從后端96、98延伸跨過心軸45、47的大部分長度。心軸45的前端95被插入輔助夾具體73內(nèi)的矩形狹槽74中，并且心軸47的前端97被插入輔助夾具體75內(nèi)的矩形狹槽76中。前端95、97經(jīng)由樞軸接頭99、100耦接至輔助夾具體73、75。通過該布置，心軸45、47被固定，以防止相對(duì)于心軸中心軸線45’和47’旋轉(zhuǎn)。心軸45的后端96被插入主夾具體17中的通孔16中，并且心軸47的后端98被插入主夾具體17中的通孔18中。因此，心軸45、47與通孔16、18同軸。心軸45、47可滑動(dòng)地接合平滑且無螺紋的通孔16、18，并且能夠相對(duì)于主夾具體17線性移動(dòng)。類似地，主夾具體17能夠相對(duì)于心軸45、47軸向滑動(dòng)。如圖2中最佳示出的，心軸45、47的后端96、98也可滑動(dòng)地接合L形安裝支架31、33的豎直部分中的安裝支架孔32、34，其靠近離外邊緣11最遠(yuǎn)的底板4的末端附接。通孔16、18和安裝支架孔32、34可包括平滑補(bǔ)心，以降低摩擦。仍參考圖7，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)10包括兩個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)27、29，其同時(shí)運(yùn)行但是以相反方向旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)27、29安裝在底板4的頂表面15上，并且包括平行于心軸軸線45’、47’延伸的驅(qū)動(dòng)軸，并且驅(qū)動(dòng)馬達(dá)27、29靠近心軸后端96、98布置?？墒褂冒惭b支架31、33或其他適當(dāng)?shù)陌惭b固定裝置將驅(qū)動(dòng)馬達(dá)27、29固定至底板4。在所示實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)27、29為液壓傳動(dòng)馬達(dá)，然而也可使用其他類型的馬達(dá)代替，例如電動(dòng)馬達(dá)。驅(qū)動(dòng)齒輪41、43分別被耦接至驅(qū)動(dòng)馬達(dá)27、29，并且被靠近心軸后端96、98布置。防松螺母61、63安裝在心軸45,47上，并且具有與心軸螺紋49、51接合的內(nèi)螺紋。結(jié)果，防松螺母61、63旋轉(zhuǎn)并且在心軸45、47上平移。防松螺母61、63還鄰近于驅(qū)動(dòng)齒輪41、43，并且與其匹配接合。如圖6中更清晰所示，防松螺母61、63具有外齒65、67，外齒65、67與驅(qū)動(dòng)齒輪41、43的伸長的外齒69,71嚙合且沿驅(qū)動(dòng)齒輪41、43的伸長的外齒69、71的表面滑動(dòng)，并且在滑動(dòng)時(shí)仍包括與齒69、71接合。因而，當(dāng)驅(qū)動(dòng)齒輪41、43由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)27、29旋轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)齒輪41、43旋轉(zhuǎn)防松螺母61、63，并且旋轉(zhuǎn)中的防松螺母61、63沿心軸45、47移動(dòng)，同時(shí)沿伸長的外齒69、71滑動(dòng)。驅(qū)動(dòng)齒輪41、43被定位在其各自心軸45、47的相對(duì)側(cè)上。也就是說，一個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪位于其心軸的右手側(cè)，而另一驅(qū)動(dòng)齒輪位于其心軸的左手側(cè)。結(jié)果，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)27、29必須以相反方向旋轉(zhuǎn)，從而使防松螺母61、63同時(shí)在相同方向上行進(jìn)。心軸45、47上的螺紋49、51和防松螺母61、63的配合內(nèi)螺紋具有足夠小的螺紋角，以便當(dāng)施加切向力，諸如通過旋轉(zhuǎn)中的驅(qū)動(dòng)齒輪41和43施加切向力時(shí)，防松螺母61、63將僅在各自心軸45或47上旋轉(zhuǎn)。當(dāng)施加軸向力，諸如夾具體17抓握接頭2時(shí)施加的反作用力時(shí)，防松螺母61、63將不旋轉(zhuǎn)。因此，使用術(shù)語“防松螺母”來描述部件61和63。通過圖7和圖8應(yīng)理解，防松螺母61、63能夠在朝著中心開口 7的向前方向上沿心軸45、47行進(jìn)，推動(dòng)主夾具體17的后面39。當(dāng)主夾具體17與中心開口 7中的接頭2接合時(shí)，主夾具體17的運(yùn)動(dòng)停止。如圖7中所示，防松螺母61、63也能夠在向后方向上行進(jìn)，直到它們由于與安裝固定裝置31、33的接合而停止。由于防松螺母61、63未附接至主夾具體17，所以在該實(shí)施例中，防松螺母61、63不拉動(dòng)夾具體17以將其縮回。而是通過流體動(dòng)力缸103、105的力使夾具體17從中心開口 7縮回。再次參考圖5，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)10還包括流體動(dòng)力缸103、105。流體動(dòng)力缸103在其一端處經(jīng)由樞軸接頭102耦接至主夾具體17，并且在其另一端處經(jīng)由可旋轉(zhuǎn)接頭104耦接至輔助夾具體73。類似地，流體動(dòng)力缸105在其一端處經(jīng)由第二樞軸接頭112耦接至主夾具體17，并且在其另一端處經(jīng)由可旋轉(zhuǎn)接頭114耦接至輔助夾具體75。在所示實(shí)施例中流體動(dòng)力缸103、105為液壓缸，但是也可以為氣壓缸。流體動(dòng)力缸103、105為線性致動(dòng)器的例子?？偟膩碚f，可使用包括不以流體為動(dòng)力的那些致動(dòng)器的線性致動(dòng)器，來實(shí)現(xiàn)與流體動(dòng)力缸103、105相同的目的。在一些操作模式中，如下文更全面所述，流體動(dòng)力缸103、105與心軸45、47平行排列。
驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)現(xiàn)在參考圖8和圖9，驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)180提供液壓流體，從而在將接頭2抓握在中心開口 7中時(shí)，驅(qū)動(dòng)流體動(dòng)力缸103、105、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)27、29的間或同時(shí)運(yùn)動(dòng)，并且進(jìn)行檢測(cè)和作出反應(yīng)。夾緊裝置I包括力檢測(cè)機(jī)構(gòu)115 (圖8)，其用于感測(cè)何時(shí)防松螺母61、63朝著中心開口 7推動(dòng)主夾具體17，以及同時(shí)感測(cè)何時(shí)壓模插入體保持器24中的一個(gè)相對(duì)于接頭閉合(圖8中的壓模插入體保持器24a)。力檢測(cè)機(jī)構(gòu)115被靠近背面39地結(jié)合在主夾具體17中，并且其包括液壓控制塊20、插裝閥116、118、120、推動(dòng)銷122、124、126、桿128、130、耐磨元件132、134、彈簧加載銷136、以及用于高壓液壓流體處理的操控管線138。耐磨元件132、134附接至防松螺母61、63的前端。液壓控制塊20包括上述插裝閥116、118、120、推動(dòng)銷122、124和包括導(dǎo)向管線136的用于控制信號(hào)的液壓通道。導(dǎo)向管線136與力檢測(cè)機(jī)構(gòu)115內(nèi)的高壓液壓流體連通，從而當(dāng)接頭2已被夾緊機(jī)構(gòu)8抓握時(shí)(圖2)，向驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)180的其他部分提供信號(hào)。隨著防松螺母61、63朝著中心開口 7推動(dòng)主夾具體17，耐磨元件132、134鄰接于桿128、130，其繼而在推動(dòng)銷122、126上施加力，并且因此開啟插裝閥116、120。隨著繼續(xù)行進(jìn)，由主夾具體17承載的壓模插入體保持器24最終接觸并且壓靠接頭2，這導(dǎo)致壓模插入體保持器24也壓靠被嵌入主夾具體17中的相鄰的彈簧加載銷136。彈簧加載銷136壓靠推動(dòng)銷124，其推動(dòng)并且開啟第三閥，即插裝閥118。如上所述，插裝閥116、120保持開啟。一旦所有三個(gè)插裝閥116、118、120都開啟，作為響應(yīng)，高壓液壓流體就經(jīng)由操控管線138到達(dá)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)180的另一部分(如下文所述)。三個(gè)插裝閥116、118、120連續(xù)地接入，所以在發(fā)出液壓信號(hào)之前，必須同時(shí)開啟所有插裝閥。作為替換方式，桿128、130和彈簧加載銷136每個(gè)都能壓靠專用接近傳感器，從而當(dāng)抓握接頭2時(shí)向驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)180發(fā)送分離電信號(hào)。驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)180能夠容易地適合于接收并且利用這些信號(hào)。圖9示出一種用于控制夾緊裝置I的操作的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)180的示意圖。流體供應(yīng)管線139將加壓液壓流體從泵或供應(yīng)儲(chǔ)存器(未示出)輸送至減壓閥141 (設(shè)定為系統(tǒng)運(yùn)行壓力)，其流入方向控制閥(四通、三位、四端口)140。泄壓閥143 (設(shè)定為系統(tǒng)運(yùn)行壓力)布置在減壓閥141和方向控制閥140之間，以保護(hù)系統(tǒng)不受過高壓力。例如，在所示實(shí)施例中，可分別將閥141、143設(shè)定為2000psi和2200psi。也經(jīng)由流體管線142、144將方向控制閥140連接至流體動(dòng)力缸103、105。方向控制閥140確定流體動(dòng)力缸103、105是伸出還是縮回，并且確定驅(qū)動(dòng)馬達(dá)27、29的旋轉(zhuǎn)方向。當(dāng)方向控制閥140向流體管線142供應(yīng)加壓流體時(shí)，流體進(jìn)入縮回的流體動(dòng)力缸103、105的桿端，導(dǎo)致將夾具體17、73、75 —起朝著接頭2拉動(dòng)(圖8)?？商鎿Q地，當(dāng)將加壓流體供應(yīng)至流體管線144時(shí)，流體進(jìn)入伸出的流體動(dòng)力缸103、105的蓋端，導(dǎo)致夾緊機(jī)構(gòu)8即夾具體17、73、75分開，并且因而釋放接頭2。減壓閥145被布置在通往流體動(dòng)力缸103、105的蓋端和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)27、29 (經(jīng)由閥153)的流體管線144和144’中，從而在開啟夾具體17、73和75期間提供低壓。在該例子中，可將減壓閥145設(shè)定在500psi。然而，當(dāng)閉合夾緊機(jī)構(gòu)8時(shí)，流體以相反流動(dòng)方向流動(dòng)，即從管線144’返回至管線144，繞過閥145，代替地選擇通過止回閥164行進(jìn)。方向控制閥(三通、二位、三端口)146布置在流體管線142中，以在缸103、105延伸以開啟夾緊機(jī)構(gòu)8時(shí)控制流體填充缸103、105的蓋端的速度。為了完成該步驟，首先，方向控制閥140將流體傳輸至流體管線144和144’。同時(shí)，如圖9中所示的位置中所構(gòu)造的，方向控制閥146通過閥146內(nèi)的集成彈簧被轉(zhuǎn)換至第一或“開啟”位置。因而，閥146的“開啟”位置相當(dāng)于其“原始”位置。在該開啟位置中，方向控制閥140將流體通過彈簧加載的止回閥149從缸103、105的桿端排出，并且使其進(jìn)入正在填充蓋端的加壓管線144’。這有可 能是因?yàn)樵诟?03、105的桿端上，推動(dòng)和排出液壓流體的活塞區(qū)域是環(huán)形的。因此，桿端面積小于蓋端處的該活塞的全部圓形面積。當(dāng)來自流體管線144的壓力進(jìn)入流體管線144’并且然后對(duì)缸103、105的蓋端進(jìn)行加壓時(shí)，力被施加在活塞的蓋端上(由流體施加在活塞的蓋端上的力等于流體管線144’中的壓力乘以活塞的蓋端的面積)。通過一些摩擦力損失，在桿端中的流體上施加基本相等的力。然而，由于桿端具有更小面積，而活塞施加相同的力，所以桿端中的最終壓力大于正在填充的蓋端中的壓力(桿端中的最終流體壓力等于由活塞施加的力除以活塞的桿端面積)。然后，在更高壓力的情況下，來自桿端的流體就能夠行進(jìn)通過方向控制閥146、通過彈簧加載止回閥，并且進(jìn)入流體管線144’。向缸103、105的蓋端增加流體體積流量提高了伸出速率。應(yīng)注意，對(duì)于活塞的每一行進(jìn)距離(例如，一英寸)，桿端都將排出比填充膨脹的蓋端所需的更少的流體，所以流體能夠不斷從止回閥149和流體管線144流動(dòng)。當(dāng)被轉(zhuǎn)換至第二或“閉合”位置時(shí)，將方向控制閥146設(shè)定為通過將流體引導(dǎo)至缸103、105的桿端來閉合夾緊機(jī)構(gòu)8。當(dāng)然，方向控制閥140首先應(yīng)將加壓流體傳輸至流體管線142。然后，管線142對(duì)流體導(dǎo)向管線168進(jìn)行加壓，其改變方向控制閥146的方向。如參考圖9所述，應(yīng)將閥146的內(nèi)部位置轉(zhuǎn)換至左側(cè)。同時(shí)，管線142中的流體準(zhǔn)備進(jìn)入閥146。在第二位置中，方向控制閥146允許來自管線142的流體穿過，但是不對(duì)到缸103、104的流體流速產(chǎn)生其他影響。因此，缸103、105以“通?！彼俣?，即受系統(tǒng)壓力影響的速度壓縮(縮回)。夾具體17和耦接的一對(duì)夾具體71、74被彼此更接近地拉動(dòng)。可替換地，在開啟夾緊機(jī)構(gòu)8時(shí)，方向控制閥146能夠仍保持在第二位置中，使得管線142始終與缸103、105的桿端連通。在該替換情況下，缸103、105的伸出和縮回都應(yīng)以相同的“通?！彼俣?，即受系統(tǒng)壓力影響的速度發(fā)生。流體管線148和148’將流體管線142連接至每個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)27、29的其中一側(cè)。馬達(dá)27、29的另一側(cè)經(jīng)由流體管線152連接至流體管線144’。對(duì)于給定運(yùn)行模式_開啟或閉合，馬達(dá)27、29都接收來自相同來源，即管線148或管線152的加壓流體。然而，馬達(dá)被單獨(dú)地接入，以便對(duì)于給定的運(yùn)行模式，它們以相反方向旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)27、29每個(gè)都響應(yīng)于流體管線148中的流體壓力而以相反的規(guī)定方向旋轉(zhuǎn)，以閉合夾緊機(jī)構(gòu)8。兩個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)27,29都響應(yīng)于流體管線152中的流體壓力而使它們的方向反向，以開啟夾緊機(jī)構(gòu)8。在兩個(gè)馬達(dá)27、29都反向后，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)27再次以與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)29相反的方向旋轉(zhuǎn)。在流體管線148、152中布置截止閥151、153，從而如下文所述，當(dāng)以“拆除模式”操作時(shí)(圖4)隔離驅(qū)動(dòng)馬達(dá)27、29。返回圖9，在流體管線148和流體管線148’之間布置減壓閥150，從而在閉合夾緊機(jī)構(gòu)8時(shí)將到達(dá)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)27、29的壓力限定至預(yù)定值，例如500psi。在相反的流動(dòng)方向中，當(dāng)開啟夾緊機(jī)構(gòu)8時(shí)，從馬達(dá)27、29返回的流體進(jìn)入管線148’，但是繞過閥150，替代地選擇通過止回閥166行進(jìn)，以便到達(dá)管線148。減壓閥150對(duì)缸103、105的壓力和速度無影響。已說明過，在開啟夾緊機(jī)構(gòu)8時(shí)，另一減壓閥，即閥145降低兩個(gè)馬達(dá)27、29和缸103、105的壓力。在夾緊機(jī)構(gòu)8閉合時(shí)且接頭2或其他部件已抓握之前，馬達(dá)27、29在由閥150調(diào)節(jié)的較低壓力下運(yùn)行。在通過插裝閥116、118、120檢測(cè)到接觸并且抓握接頭后，經(jīng)由操控 管線(圖8中的138)將馬達(dá)27、29轉(zhuǎn)換至高扭矩夾緊模式。為了描述高扭矩夾緊模式如何運(yùn)行，首先將解釋必要的管路。每個(gè)插裝閥116、118、120都具有三個(gè)有效端口和“C”。在圖9中，第一端口，即端口 A示出為處于每個(gè)插裝閥116、118、120的頂部。第一端口，即端口 A用作正常連接排出端口，并且被連接至流體返回管線154，流體返回管線154被連接至流體返回管線156，以引回到液壓流體儲(chǔ)存器。插裝閥116的第二或進(jìn)口端口，即端口 B從插裝閥供應(yīng)管線142’接收流體，其從方向控制閥140經(jīng)由流體管線142供給。然后，插裝閥116的第三端口，即端口 C被串聯(lián)連接至插裝閥118的端口 B。繼而，將插裝閥118的端口 C串聯(lián)連接至插裝閥120的端口 B。最后，將插裝閥120的端口 C連接至操控管線138以及順序閥155。將操控管線138的另一端連接至減壓閥150上的控制信號(hào)輸入端，減壓閥150控制被輸送至驅(qū)動(dòng)馬達(dá)27、29的在管線148’中的流體的壓力。在夾緊機(jī)構(gòu)8繞接頭2閉合時(shí)，當(dāng)分別同時(shí)通過桿130、通過彈簧加載銷136和通過桿128致動(dòng)插裝閥116、118、120時(shí)，便開始高扭矩夾緊模式。該事件的發(fā)生導(dǎo)致來自插裝閥供應(yīng)管線142’的高壓液壓流體依次穿過每個(gè)插裝閥116、118、120，并且最后到達(dá)操控管線138和順序閥155。操控閥138中的高壓流體調(diào)整減壓閥150，并且允許增加的流體壓力從流體管線148傳遞至驅(qū)動(dòng)馬達(dá)供應(yīng)管線148’，提高馬達(dá)27、29的扭矩，并且因此提高接頭2上的夾具體17、73、75的抓握。在夾具體8繞接頭2閉合時(shí)，流體動(dòng)力缸103、105始終可獲得高壓液壓流體。繼續(xù)高扭矩夾緊模式，被設(shè)定在預(yù)定壓力例如1750psi下的順序閥155將高壓信號(hào)經(jīng)由流體管線160傳遞至抓握指示裝置158和控制面板170，以通知操作者和/或驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)180的其他部件接頭2已被夾緊裝直I抓握。隨后，驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)180能夠?qū)碜皂樞蜷y155或來自抓握指示裝置158的消息傳達(dá)至井操作系統(tǒng)303的控制系統(tǒng)和用戶界面312。然后，在操作者發(fā)出信號(hào)并且驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)開始反向并且釋放接頭2之后的某一時(shí)間，桿130、彈簧加載銷136和桿128釋放它們對(duì)閉合的插裝閥116、118、120施加的力。每個(gè)插裝閥116、118、120再次將其自身的端口 C連接至其自身的端口 A，從而將高壓釋放至流體返回管線154并且最終到達(dá)流體返回管線156。在該過程中，高壓流體從操控管線138通過插裝閥120排出，使減壓閥150恢復(fù)至其通常的、較低設(shè)定點(diǎn)，并且降低供應(yīng)給到驅(qū)動(dòng)馬達(dá)27、29的流體壓力。同時(shí)，來自抓握指示裝置158的加壓流體回流通過指示器流體管線160和止回閥162，繞過順序閥155，流經(jīng)插裝閥120，并且最終到達(dá)流體返回管線156。在圖9中所示的實(shí)施例中，抓握指示裝置158為彈簧恢復(fù)的單動(dòng)式缸。然而，可替代地使用其他類型的指示裝置，例如壓力開關(guān)?？刂崎y140、減壓閥141、泄壓閥143以及發(fā)信號(hào)或抓握指示裝置158的位置能夠位于單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制面板170上，控制面板170可配備有若干種選項(xiàng)，以控制夾緊裝置I的安全“聯(lián)鎖”或與控制系統(tǒng)和用戶界面312通信，控制系統(tǒng)和用戶界面312對(duì)井操作系統(tǒng)300進(jìn)行完全控制。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制面板170可具備控制其他工具如動(dòng)力卡瓦(未示出)的能力。如果使用單獨(dú)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制面板170，在夾緊裝置I和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制面板170之間就僅需要兩條高壓流體管線。這些管線為流體管線142、144，它們?cè)诠?yīng)以驅(qū)動(dòng)流體動(dòng)力缸103、105和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)27、29與返回以驅(qū)動(dòng)流體動(dòng)力缸103、105和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)27、29之間交替。也可提供兩個(gè)另外的低壓管線。一個(gè)為專用流體返回管線156，另一個(gè)為指示器流體管線160。 夾'緊裝置的第一實(shí)施例的一般操作現(xiàn)在將描述關(guān)于上述夾緊裝置I的操作的另外細(xì)節(jié)。夾緊裝置I在其運(yùn)行順序或循環(huán)中具有三種主要模式。這些模式為操作閉合、操作開啟和拆除模式。將依次討論這些模式。首先將描述該模式的物理布置和目的。然后，將描述從上一模式轉(zhuǎn)變至該模式的方法。操作閉合模式參考圖2、圖6和圖8能最好地理解夾緊裝置I的操作閉合模式。在該模式中，夾緊機(jī)構(gòu)8徑向接合鉆桿接頭2，鉆桿接頭2為井柱諸如圖I中的鉆柱330的部件。在接頭2下方以及可能在其上方可附接另外的部件。附接在接頭2下方的另外部件能夠延伸到夾緊裝置I下方的鉆孔334中。夾緊機(jī)構(gòu)8能夠抓握接頭和其他具有在預(yù)定直徑范圍內(nèi)的直徑的部件，例如在一個(gè)實(shí)施例中直徑為6-10英寸。在可包括具有不同直徑的部件的井底組件的情況下，該抓握范圍特別有用。該預(yù)定范圍能夠包括在井底組件中出現(xiàn)的所有不同直徑。夾緊機(jī)構(gòu)8將通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)10簡(jiǎn)單地進(jìn)一步開啟或進(jìn)一步閉合，從而例如在井底組件344進(jìn)入鉆孔334或井底組件344從鉆孔334縮回期間，抓握井底組件的不同部分。對(duì)于落入預(yù)定范圍內(nèi)的直徑，調(diào)整夾緊機(jī)構(gòu)8不需要替換或拆除夾緊機(jī)構(gòu)8的任何部分。對(duì)于新的預(yù)定范圍，能夠替換夾緊機(jī)構(gòu)8的部分，諸如插入體承載器83、85。在替換該部分后，夾緊機(jī)構(gòu)8將抓握具有落入新預(yù)定范圍內(nèi)的直徑的接頭。例如，對(duì)于所述實(shí)施例，能夠選擇用于夾緊的預(yù)定直徑范圍包括4-6英寸、6-10英寸和8-12英寸；然而，也可能有其他范圍。夾緊裝置I能夠保持豎直負(fù)荷(例如，接頭2以及附接至接頭2的其他接頭和部件的重量)、水平力以及沿接頭2的軸線施加的順時(shí)針或逆時(shí)針扭矩。因而，當(dāng)拼扣或卸開接頭之間的連接時(shí)，可將夾緊裝置I用作支持工具。保持接頭2的夾緊力通過被施加至驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)10的液壓壓力確定，并且與接頭的重量無關(guān)且與可附接至接頭2的鉆柱的重量無關(guān)。提供了指定夾緊力與負(fù)荷無關(guān)的該能力，以允許系統(tǒng)支撐更大負(fù)荷重量，而不壓壞所夾緊的部件，例如接頭2。這與使用傳統(tǒng)的卡瓦不同，在使用傳統(tǒng)的卡瓦時(shí)，部件上的抓握力直接關(guān)聯(lián)所支撐的重量，并且有時(shí)將過大徑向力施加至被支撐的部件。
通過底板4，可將夾緊裝置I耦接至任何適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，例如鉆孔334上方的轉(zhuǎn)盤338或鉆井塔地板314。當(dāng)通過底板4下的底板轉(zhuǎn)接器12將夾緊裝置I安裝至接納結(jié)構(gòu)時(shí)，底板轉(zhuǎn)接器12將能夠向接納結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移由所支撐的負(fù)荷同時(shí)或單獨(dú)施加至夾緊機(jī)構(gòu)8的豎直、水平和扭矩的負(fù)荷?？商娲?，底板4的一部分或全部都可與接納結(jié)構(gòu)接觸，或者由該接納結(jié)構(gòu)直接支撐。來自所支撐負(fù)荷的負(fù)荷力和扭矩將被從夾緊機(jī)構(gòu)8轉(zhuǎn)移至導(dǎo)向條200、201、202、203 (圖7)，以及轉(zhuǎn)移至包括安裝支架31、33的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)10，以及轉(zhuǎn)移至接頭104、114。然后，將負(fù)荷力和扭矩轉(zhuǎn)移至包括其中安置接頭104、114的底板溝槽6的底板4，并且然后轉(zhuǎn)移至底板轉(zhuǎn)接器12，并且轉(zhuǎn)移至接納結(jié)構(gòu)。
_0] 操作開啟模式參考圖5最佳描述夾緊機(jī)構(gòu)I的操作開啟模式。在該模式中,壓模插入體25、91、93已從接頭脫離，在中心開口 7中已不再示出該接頭。由主夾具體17和輔助夾具體73、75 承載，壓模插入體25、91、93已被從中心開口 7的中心移動(dòng)至其外圍。為了從操作閉合模式轉(zhuǎn)換至操作開啟模式(從圖6至圖5)，將缸103、105移動(dòng)至伸出位置。缸103、105的伸出使得該對(duì)輔助夾具體73、74以及單個(gè)主夾具體17在平行于底板4的方向上彼此移動(dòng)離開，并且移動(dòng)離開中心開口 7的中心。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)齒輪41、43旋轉(zhuǎn)以在相反方向上驅(qū)動(dòng)防松螺母61、63。隨著在相反方向上驅(qū)動(dòng)防松螺母61、63，它們旋轉(zhuǎn)并且沿心軸45、47平移，直到它們鄰接安裝支架31、33。如上文所述，防松螺母61、63未附接至主夾具體17，因此不將主夾具體17拉動(dòng)離開中心開口 7。相反，隨著流體動(dòng)力缸103、105伸出，該對(duì)輔助夾具體73、75和單個(gè)主夾具體17被彼此推開，并且因此離開中心開口 7。由于夾緊機(jī)構(gòu)8和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)10未被剛性固定至底板4，而是在底板4上橫向浮動(dòng)，所以縮回期間，不指定夾具體17、73、75的運(yùn)動(dòng)模式，直到可旋轉(zhuǎn)接頭104、114的底部處的延伸銷達(dá)到底板溝槽6的遠(yuǎn)端(在圖5中觀察為左側(cè))，或者直到防松螺母61、63鄰接安裝支架31、33并且主夾具體17達(dá)到且鄰接防松螺母61、63。也就是說，隨著流體動(dòng)力缸103、105伸出，輔助夾具體73、75可能首先達(dá)到底板4的左側(cè)，或者主夾具體17可能首先達(dá)到底板4的右側(cè)，或者這些事件能夠同時(shí)發(fā)生。隨后，在向操作閉合模式轉(zhuǎn)變時(shí)，該橫向“浮動(dòng)”允許夾緊機(jī)構(gòu)8和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)10在被布置在中心開口 7中的接頭2上自定中心，即使接頭2不處于中心開口 7的中間也是如此。在操作開啟模式中，與操作閉合模式相同，缸103、105保持與心軸45、47平行。拆除模式在圖4中示出夾緊裝置I的拆除模式或完全開啟位置。在該模式中，已從輔助夾具體73、75拆除連接銷109 (圖2)，并且輔助夾具體73、75已繞樞軸接頭99、100且相對(duì)于底板4旋轉(zhuǎn)。結(jié)果，不阻礙底板4中的狹槽5，并且經(jīng)由側(cè)開口 9橫向接近中心開口 7是可能的。在拆除模式中，無論是否已將鉆柱330布置在鉆孔334中以及可能從鉆孔334向外延伸，都能夠?qū)⒄麄€(gè)夾具體I從鉆孔334拆除或?qū)⑵浞胖迷阢@孔334上。當(dāng)與鉆孔334對(duì)齊時(shí)，中心開口 7能夠接納鉆柱330的接頭2，鉆柱330被布置在鉆孔334中，或者鉆柱330進(jìn)入鉆孔334中或從鉆孔334拆除。在改變至拆除模式之前，首先必須將夾緊裝置I放置在操作開啟模式中，以便將輔助夾具體73、75完全定位在底板4的左側(cè)。為了從操作開啟模式移動(dòng)至拆除模式(從圖5至圖4)，通過截止閥151、153將驅(qū)動(dòng)馬達(dá)27、29與液壓流體壓力隔離，并且驅(qū)動(dòng)馬達(dá)27、29不旋轉(zhuǎn)，以便使樞軸接頭99、100保持在其當(dāng)前位置不橫向移動(dòng)。從輔助夾具體73、75拆除銷109。然后流體動(dòng)力缸103、105縮回。這在輔助夾具體73、75上施加繞樞軸接頭99、100的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且輔助夾具體73、75向外并且離開狹槽5運(yùn)動(dòng)。隨著輔助夾具體73、75旋轉(zhuǎn)，可旋轉(zhuǎn)接頭104、114的延伸銷(未示出)從底板溝槽6的側(cè)開口移出，并且離開底板4。在拆除模式中，中心開口 7可通過側(cè)開口 9接近，并且壓模插入體25、91、93不定位成抓握在中心開口 7中布置的接頭。在拆除模式中，能夠通過橫向移動(dòng)夾緊裝置I將其從鉆孔334上方的位置拆除。如果在鉆孔334上方存在其他結(jié)構(gòu)或設(shè)備件，則該特征尤其有用。夾緊裝置I的該設(shè)計(jì)使得在對(duì)豎直布置和在高處的其他結(jié)構(gòu)或設(shè)備的很少或無干擾的情況下能夠從鉆孔334上方的位置拆除夾緊裝置I。當(dāng)在鉆孔334上安裝夾緊裝置I時(shí)也是如此，其也通過使用“拆除模式”完成。在拆除模式中，缸103、105移動(dòng)至這樣的位置，其相對(duì)于心軸45、47成角度，并且因而不再與其平行。為了從拆除模式變回到操作開啟模式(從圖4中所示的位置到圖5中所示的位置)，缸103、105伸出，同時(shí)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)27、29被隔離并且不旋轉(zhuǎn)。這使輔助夾具體73、75朝 著狹槽5擺動(dòng)?？尚D(zhuǎn)接頭104、114的延伸銷進(jìn)入并且移動(dòng)穿過底板溝槽6的側(cè)開口，并且朝著狹槽5的側(cè)開口 9移動(dòng)。輔助夾具體73、75返回至其在操作開啟模式中的前一位置(圖5)。然后，能夠使用連接銷109將輔助夾具體73、75固定在一起。一旦實(shí)現(xiàn)操作開啟模式，夾緊機(jī)構(gòu)8就防止從側(cè)開口 9橫向接近中心開口 7。為了從操作開啟模式移動(dòng)至操作閉合模式(從圖5中所示的位置至圖6中所示的位置)，缸103、105縮回，并且使輔助夾具體73、75相對(duì)于主夾具體17移動(dòng)。以該方式，夾具體17、73、75朝著中心開口 7移動(dòng)。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)齒輪41、43旋轉(zhuǎn)防松螺母61、63，使得該防松螺母沿心軸45、47朝著中心開口 7行進(jìn)。防松螺母61、63接合主夾具體17，并且在相同方向上推動(dòng)主夾具體17。這些同時(shí)動(dòng)作繞接頭2拉動(dòng)夾具體17、73、75。參考圖6，在操作閉合模式中，與夾具體17、73、75關(guān)聯(lián)的壓模插入體25、91、93徑向抓握被布置在中心開口 7中的接頭2。壓模插入體25、91、93的位置可自調(diào)整，以適應(yīng)在預(yù)定直徑范圍內(nèi)的大直徑井柱部件或小直徑部件。隨著夾具體17、73、75平行于底板4且朝著或離開中心開口 7的中心移動(dòng)，壓模插入體25、91、93的位置調(diào)整，以匹配將抓握的接頭的直徑。心軸45、47和導(dǎo)向條(200、201、202、203)限定夾具體17、73、75沿其行進(jìn)的平行線性路徑。在操作閉合模式中，缸103、105平行于心軸45、47并且彼此平行，并且處于縮回位置。當(dāng)夾具體17、73、75與接頭接合時(shí)，流體動(dòng)力缸103、105和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)27、29都向夾具體17、73、75施加夾緊力。如圖8中所示，防松螺母61、63與主夾具體17的后面39接合。防松螺母61、63接合和心軸45、47將夾具體17、73、75機(jī)械鎖定在任何(可變)位置，以適應(yīng)接頭尺寸。即使失去驅(qū)動(dòng)馬達(dá)27、29的動(dòng)力，防松螺母61、63也能夠保持其沿心軸45、47的位置。該鎖定是在驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)180中存在動(dòng)力故障情況下的機(jī)械備份安全裝置。參考圖8和9，使用指示裝置158來指示夾緊裝置I何時(shí)處于操作閉合模式，即何時(shí)抓握接頭2。當(dāng)所有閥116、118、120被激活時(shí)，夾緊裝置I處于操作閉合模式。在該模式中，向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)27、29供應(yīng)高壓流體(經(jīng)由操控管線138)，從而使夾緊機(jī)構(gòu)8能夠收緊其在接頭2上的抓握。在任何操作階段或在幾個(gè)操作階段期間，都可結(jié)合井操作系統(tǒng)300使用夾緊裝置I。例如，可在調(diào)查探測(cè)期間、在最初鉆井期間、已在一些或全部鉆孔上增加套管和水泥的連續(xù)鉆井期間、和/或在生產(chǎn)期間使用夾緊裝置I。因此，夾緊裝置I可與探井、生產(chǎn)井或其他井相關(guān)操作一起使用。夾'緊裝置的第二實(shí)施例的物理說明圖10示出用于支撐向下打眼的井柱的部件的夾緊裝置500的前透視圖。圖11示出夾緊裝置500的后透視圖。夾緊裝置500主要包括支撐 結(jié)構(gòu)505、夾緊機(jī)構(gòu)630和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)800。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)800操作夾緊機(jī)構(gòu)630，從而接合井柱的部件或與其脫離。支撐結(jié)構(gòu)505將夾緊機(jī)構(gòu)630和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)800耦接在一起，并且相對(duì)于轉(zhuǎn)盤338或鉆井塔地板314(圖I)或另一接納結(jié)構(gòu)支撐夾緊機(jī)構(gòu)630和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)800以及井柱部件。支撐結(jié)構(gòu)現(xiàn)在參考圖12，支撐結(jié)構(gòu)505包括足夠剛性的大致矩形的上部底板510、足夠剛性的大致矩形的下部底板570、鎖眼狀狹槽520、多個(gè)氣動(dòng)風(fēng)箱狀體590、多個(gè)行程限制底板引導(dǎo)組件605、以及多個(gè)轉(zhuǎn)接器凸耳508，其被附接至下部底板570的底部表面，并且向下延伸超過下部底板570的底部表面。鎖眼狀狹槽520包括中心開口 522和側(cè)開口 524，并且延伸通過整個(gè)支撐結(jié)構(gòu)505。鎖眼狀狹槽520接納向下打眼的井柱的部件。下文將更詳細(xì)地描述鎖眼狀狹槽520的構(gòu)造。上部底板仍參考圖12，上部底板510包括水平頂表面512、外邊緣514 (前邊緣)、兩個(gè)長外邊緣516以及鎖眼狀狹槽520a。鎖眼狀狹槽520a在上部底板510的最長尺寸的方向上延伸，并且包括中心開口 522a和交叉的側(cè)開口 524a。中心開口 522a的中心523a (圖14)位于或者靠近上部底板510的中心。中心開口 522a與側(cè)開口 524a鄰接。側(cè)開口 524a從中心開口 522a延伸到外邊緣514，并且將外邊緣514分為兩部分。中心開口 522a的直徑比將由夾緊裝置500保持的最大直徑接頭更大。頂表面512包括兩個(gè)T形狹槽535，側(cè)開口524a的每一側(cè)上都有一個(gè)，并且延伸上部底板510的整個(gè)長度。在頂表面512上，靠近整個(gè)外邊緣514且包括整個(gè)外邊緣514地形成兩個(gè)L形凹部540，在側(cè)開口 524a的每一側(cè)上有一個(gè)。L形凹部540與T形狹槽535相交，并且因而移除了 T形狹槽535的一部分。也就是說，T形狹槽535終止于L形凹部540中。每個(gè)L形凹部540都包括靠近T形狹槽535的末端的豎直V形缺口 542。在拆除夾具體655之前，凹部540和缺口 542 —起提供空隙，以在夾具體655的底部提供雙L閂鎖690。下文描述在圖10中出現(xiàn)的部件690和655。如圖12中所示,沿上部底板510的所有邊緣,例如外邊緣514和外邊緣516布置的是多個(gè)小的螺紋孔，以螺紋接合用于附接底板側(cè)蓋530的機(jī)器螺釘。如圖12中最佳示出的，上部底板510包括用于接納和附接夾緊裝置500的其他構(gòu)件的另外的特征部。在側(cè)開口 524a的每一側(cè)上，在表面512中形成三個(gè)凹部546，其用于接納下文所述的終點(diǎn)擋板547。終點(diǎn)擋板凹部546a沿外邊緣514布置，并且與T形狹槽535 —致。終點(diǎn)擋板凹部546b幾乎在一個(gè)方向上與中心開口 522a的中心523對(duì)齊，并且在另一方向上被均勻間隔在T形狹槽535和最近的外邊緣516之間。終點(diǎn)擋板凹部546c靠近上部底板510的作為相對(duì)外邊緣514的邊緣布置。形成兩個(gè)狹槽548，以匹配接納導(dǎo)向條550 (圖15)。導(dǎo)向條550和它們的狹槽548平行于T形狹槽535，并且?guī)缀跖c中央開口522a的相對(duì)兩側(cè)相切，并且位于相對(duì)兩側(cè)上。每個(gè)導(dǎo)向條550的中心都與中心開口 522a的中心523a對(duì)齊。同樣地，將導(dǎo)向條550定位為鄰近這樣的區(qū)域，其中T形狹槽535與中心開口 522a相交。導(dǎo)向條550幫助夾具體655在其中T形狹槽535不存在且因此不能提供引導(dǎo)的區(qū)域中運(yùn)動(dòng)。繼續(xù)參考圖12，用于氣動(dòng)風(fēng)箱狀體590的附接凹部552為在頂表面512中形成的第三接納特征部。形成五個(gè)這樣的凹部552。在每個(gè)風(fēng)箱狀體附接凹部552中，都穿過上部底板510加工出中心孔554和四個(gè)鉆孔(未示出)，以接近和安裝氣動(dòng)風(fēng)箱狀體590。在五個(gè)風(fēng)箱狀體附接凹部552中，四個(gè)風(fēng)箱狀體附接凹部552以矩形圖案繞中心開口 522a均勻地布置。這四個(gè)中的每一個(gè)都在一側(cè)的中間結(jié)合有為氣動(dòng)連通管線提供的L形溝槽556。第五風(fēng)箱狀體附接凹部552b在中心開口 522的與側(cè)開口 524a相對(duì)側(cè)上形成，并且不具有用于空氣供應(yīng)的溝槽。靠近上部底板510的四個(gè)外部角布置具有中心軸線563的四個(gè)橢圓形孔或狹槽562 (圖17)，以接納和附接下文所述的行程限制地板引導(dǎo)組件605 (圖19)。使用狹槽562代替圓孔，以避免伸出或縮回時(shí)約束組件605的可能性。上部底板510還包括鉆孔564和同心埋頭孔566，以接納重量傳感器760，重量傳感器760在下文描述并且靠近中心開口 522a的相對(duì)側(cè)上的第五風(fēng)箱狀體附接凹部552b布置。
下部底板參考圖12和圖13，在上部底板510之下并且與其耦接地布置下部底板570。下部底板570具有水平頂表面572、外邊緣574 (前邊緣)、兩個(gè)長的外邊緣576以及在下部底板570的最長尺寸方向上延伸的鎖眼狀狹槽520b。鎖眼狀狹槽520b包括中心開口 522b和交叉的側(cè)開口 524b。中心開口 522b的中心523b位于下部底板570的中心處或靠近下部底板570的中心定位。中心開口 522b鄰接側(cè)開口 524b。側(cè)開口 524b從中心開口 522b延伸到下部底板570的外邊緣574，并且將外邊緣574分為兩個(gè)部分。中心開口 522b具有截頭圓錐形狀其具有與上部底板510上的相應(yīng)中心開口 522a的直徑匹配的上部直徑，以及比其上部直徑大的下部直徑。換句話說，中心開口 522b的直徑朝著底部擴(kuò)張。仍參考圖12和圖13，四個(gè)轉(zhuǎn)接器翼578水平地延伸離開長外邊緣576，并且被繞中心開口 522b以矩形圖案布置。第五轉(zhuǎn)接器翼578水平地延伸離開與外邊緣574相對(duì)的邊緣的中心。如圖12中最佳示出的，其中三個(gè)轉(zhuǎn)接器翼578具有附接有擺動(dòng)起重環(huán)579的凹部。為了提供一種與接納結(jié)構(gòu)諸如轉(zhuǎn)盤338、動(dòng)力卡瓦或其他這樣的支撐結(jié)構(gòu)接合并將力和扭矩傳遞到其上的裝置，轉(zhuǎn)接器凸耳508被附接至轉(zhuǎn)接器翼578的底部?，F(xiàn)在關(guān)注圖13，下部底板570包括五個(gè)風(fēng)箱狀體接納埋頭孔580，其與上部底板510中的相應(yīng)中心孔554軸向?qū)R。每個(gè)埋頭孔580都具有四個(gè)圓周定位、均勻間隔的螺柱鉆孔581，以接納用于保持風(fēng)箱狀體590的螺柱。在下部底板570中布置四個(gè)引導(dǎo)缸鉆孔584，并且使其與上部底板510中的狹槽562的相應(yīng)中心軸線563軸向?qū)R。另外，繞頂表面572上的中心開口 522b周向布置多個(gè)短圓柱突出體582。這些圓柱突出體582匹配上部底板510的底部表面中的埋頭鉆孔(未示出)，并且當(dāng)夾緊裝置500支撐井柱部件諸如鉆管接頭2的重量時(shí)，使上部底板510穩(wěn)定以抵抗水平位移。氣動(dòng)風(fēng)箱狀體和引導(dǎo)組件再次參考圖12，多個(gè)氣動(dòng)風(fēng)箱狀體590和多個(gè)行程限制底板引導(dǎo)組件605將上部底板510耦接并且支撐在下部底板570上方。氣動(dòng)風(fēng)箱狀體590給出夾緊裝置500何時(shí)支撐或未支撐井柱330的重量的視覺指示。該視覺指示是安全特征。當(dāng)井柱330的重量被施加至夾緊裝置500時(shí)，氣動(dòng)風(fēng)箱狀體590中的壓力升高。然后，通過排氣泄壓閥(未示出)釋放風(fēng)箱狀體590中的空氣，然后風(fēng)箱狀體590壓縮。如圖20中所示，上部底板510安置在下部底板570上。當(dāng)通過絞車320 (圖I)從夾緊裝置500移除重量時(shí)，風(fēng)箱狀體590就膨脹，并且上部底板510就上升為圖19中所示的構(gòu)造。同時(shí)，隨著將井柱的重量添加至夾緊裝置500或從其中取下該重量，引導(dǎo)組件605限制行程，即豎直行進(jìn)的距離，并且減少上部底板510的水平運(yùn)動(dòng)。在夾緊裝置500中，如參考圖12和圖13所述，存在五個(gè)氣動(dòng)風(fēng)箱狀體590，其底端安裝在適當(dāng)?shù)穆耦^孔580中，并且其頂端安裝在附接凹部522中。在所示實(shí)施例中，氣動(dòng)風(fēng)箱狀體590包括兩個(gè)氣穴，然而，可使用具有更多或更少個(gè)氣穴的風(fēng)箱狀體。氣動(dòng)風(fēng)箱狀體590具有圓形底板，其具有與下部底板570中的埋頭孔580接合的螺柱。螺柱穿過下部底板570中的鉆孔581，從而與螺母(未示出)螺紋接合。在頂端處，氣動(dòng)風(fēng)箱狀體590具有這樣的螺柱，該螺柱穿過上部底板510，并且與風(fēng)箱狀體附接凹槽552中的螺母(未示出)螺紋 接合，并且由其保持。也可以其他裝置來緊固風(fēng)箱狀體590。同樣在風(fēng)箱狀體附接凹槽552中，九十度肘狀風(fēng)箱狀體耦接頭594在其一端處通過中心孔554附接至氣動(dòng)風(fēng)箱狀體590。風(fēng)箱狀體耦接頭594的另一端面對(duì)用于附接至氣動(dòng)空氣管線(未示出)的L形通道556。如圖19和圖24中所示，引導(dǎo)組件605是一系列軸向?qū)R的筒，其隨著上部底板510在鉆柱330的負(fù)荷下上升和下降而可伸縮地延伸以及交替地坍縮。在圖24中更好地看出，引導(dǎo)組件605包括下部導(dǎo)套608、中間導(dǎo)套614、上部導(dǎo)桿620以及行程限制銷626。下部導(dǎo)套608具有上部鉆孔609和下部埋頭孔610，產(chǎn)生面向下的內(nèi)部圓形凸緣612。在引導(dǎo)缸608的頂部布置銷凹槽611 (圖13)，其垂直于引導(dǎo)筒608的中心軸線并且穿過引導(dǎo)筒608的中心軸線延伸。中間導(dǎo)套614具有第一外部直徑615和更大的第二外部直徑616，第一外部直徑615限定大部分外表面，第二外部直徑616被限制在小的底部部分。不同直徑615和617產(chǎn)生面向上的外部圓形凸緣617，其接觸內(nèi)部圓形凸緣612，并且當(dāng)引導(dǎo)組件605延伸時(shí)限制豎直運(yùn)動(dòng)的范圍。中間導(dǎo)套614也具有軸向鉆孔618和徑向?qū)R銷孔619，其水平地穿過中間導(dǎo)套614的側(cè)壁，以接納行程限制銷626。上部導(dǎo)桿620具有徑向?qū)R的銷槽612，從而接納行程限制銷626。上部導(dǎo)桿620還具有徑向?qū)R的橫孔622，以接納導(dǎo)桿保持銷628并且與上部底板510結(jié)合(圖19)。在圖24中最佳示出如何組裝引導(dǎo)組件605的部件以及各種部件的相對(duì)尺寸。最主要的，行程限制銷626穿過中間導(dǎo)套614和上部導(dǎo)桿620，以限制引導(dǎo)組件605的向上延伸。夾緊裝置500包括了其上端安裝在上部底板510中的狹槽562中的四個(gè)引導(dǎo)組件605。下部導(dǎo)套608被附接在引導(dǎo)筒鉆孔584內(nèi)部，并且延伸超過下部底板570的頂表面572。每個(gè)下部導(dǎo)套608的上部的延伸部分都具有上部的外部直徑613，其小于鉆孔584的內(nèi)部直徑，但是與上部底板510的底部中的相應(yīng)凹部(未示出)匹配。底板510的底部中的每個(gè)相應(yīng)凹部都為圓形的，并且與配對(duì)狹槽562具有共同的中心軸線563。夾緊裝置第二實(shí)施例的夾緊機(jī)構(gòu)參考圖18，夾緊機(jī)構(gòu)650包括兩個(gè)相對(duì)的夾具體655，它們朝著彼此移動(dòng)，以接合和懸置中心開口 522內(nèi)的井柱部件(例如，接頭2)。參考圖10，夾緊機(jī)構(gòu)650被可滑動(dòng)地安裝在上部底板510的頂表面512上。夾緊機(jī)構(gòu)650具有兩個(gè)類似的夾具體655。第一或前夾具體655a跨越側(cè)開口 524，并且面對(duì)支撐結(jié)構(gòu)505中的鎖眼狀狹槽520的中心開口 522。第二或后夾具體522b定位在中心開口 522的相對(duì)側(cè)上。后夾具體655b轉(zhuǎn)至第一夾具體655a的相對(duì)方向，因此其也面對(duì)中心開口 522。夾具體655a、655b包括與接頭2接合的抓握壓模插入體722。夾具體655a、655b由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)800保持和控制，并且平行于頂表面512移動(dòng)。參考圖10和圖15，每個(gè)夾具體655都具有大致矩形形狀并且包括兩對(duì)水平布置的臂680。每對(duì)臂680都包括上臂和下臂。每對(duì)臂680都在夾具體655的面向外的末端上形成大致矩形凹部681 (圖19中最佳示出)，以接納下文更充分討論的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)800的部件。夾具體655也包括頂面656、大致面向中心開口 522的內(nèi)部面660、外部面670和兩個(gè)豎直軸 685。參考圖15和圖21，內(nèi)部面660包括平坦區(qū)域以及兩個(gè)凹狀豎直延伸表面662，其共用處于內(nèi)部面660的中間的公共中心邊緣663。如圖21的頂視圖中所示，凹狀豎直延伸表面662部分地面向彼此，并且部分地面向中心開口 522。如圖21中最佳示出以及圖22的 正視圖中所不，表面662始于頂面656,并且向下幾乎延伸至夾具體655的底部,產(chǎn)生位于中心的底部凸緣667。短的豎直定向的承載器保持銷668 (圖21)與底部凸緣667耦接并且在底部凸緣667上方延伸。從公共中心邊緣663到承載器保持銷668的水平距離大于從承載器保持銷668到凹狀的豎直表面662的外部豎直邊緣664的距離。重新參考圖10，夾具體655的上臂680與頂面656齊平或共面，并且是向外延伸并且離開側(cè)開口 524a的水平金屬板。下臂680類似，但是與夾具體655的底部共面或齊平。夾具體655的下臂和上臂680都朝著上部底板510的外邊緣514延伸。在一側(cè)上，下臂和上臂680限定夾具體655的外部面670的窄部分。面670包括基本半圓形的凹槽682a，其由豎直中心軸線698部分限定(圖15)。如圖10中最佳不出，夾具體655的頂面656具有與凹狀豎直表面662的上部邊緣鄰近的矩形凹部658。仍參考圖10,在大致處于上部底板510中的T形狹槽535上方的夾具體655中嵌入豎直軸685。豎直軸685充分靠近外部面670定位，以便外部面670包括向外彎曲的突出體?，F(xiàn)在參考圖IOa-IOb,在夾具體655中布置小閂鎖空隙狹槽686，其與頂面656下方的外部面670相交。円鎖空隙狹槽686繞一部分豎直軸685產(chǎn)生缺口?？傮w地，四個(gè)円鎖空隙狹槽686布置在夾具體685的兩個(gè)上部和兩個(gè)下部角部中。每個(gè)狹槽686都滑動(dòng)地接納雙L閂鎖690。如下文所述，閂鎖構(gòu)件690為缸組件805從橫跨側(cè)開口 524的夾具體655橫向擺動(dòng)離開而提供空隙。閂鎖空隙狹槽686足夠長，以向雙L閂鎖690的配對(duì)構(gòu)件提供豎直滑動(dòng)的足夠空間。在外部面670上安裝四個(gè)滑動(dòng)鎖672。滑動(dòng)鎖672的軸水平地移動(dòng)，并且與由夾具體655上的兩個(gè)豎直軸685中的四個(gè)閂鎖空隙狹槽686對(duì)齊且由它們接納。再次參考圖10，布置在夾具體655的上部的外部角上的雙L閂鎖690匹配地接納并耦接缸組件805的拉動(dòng)塊820。在從夾具體655拆除缸組件805之前，將雙L閂鎖690從夾具體655豎直移開以提供空隙。雙L閂鎖690形成為具有兩個(gè)L形臂692、694，其每個(gè)都位于與另一個(gè)臂垂直的平面內(nèi)，并且在每個(gè)“L”的頂端結(jié)合。大L形臂692平行于并且靠近頂面656，并且被大致定位成延伸超過外部面670。然而，大L形臂692的“足”部沿著夾具體655的鄰近下或上臂680 —側(cè)往回延伸，并且包括達(dá)到下或上臂680的中間中的切口的矩形突出體693。大L形臂692的“L”的頂部被定位成靠近豎直軸685的頂部。小L形臂694的上端在相同位置開始，并且大致豎直延伸，小“L”的“足”部或下部達(dá)到夾具體655的外部面670，并且延伸到繞豎直軸685的閂鎖空隙狹槽686中。豎直軸685滑動(dòng)地耦接小L形臂694的下部中的豎直鉆孔。閂鎖空隙狹槽686足夠大，從而即使在豎直軸685接納小L形臂后也具有開放的缺口。閂鎖空隙狹槽686的該缺口允許整個(gè)雙L閂鎖690上升和下降，以將夾具體655與缸組件805耦接或?qū)⑵涿擇罱印?duì)于布置在夾具體655的底部處的雙L閂鎖690，耦接和脫耦接的行進(jìn)方向相反。為了與缸組件805耦接，每個(gè)雙L閂鎖690的大L形臂692都具有半圓形凹槽682b，其與鄰近下或上臂680的半圓形凹槽682a具有共同的豎直中心軸線698。半圓形凹槽682a和682b —起形成接納缸組件805的拉動(dòng)塊820上的圓柱形螺柱822的圓孔。夾'緊裝置的第二實(shí)施例的可樞轉(zhuǎn)抓握裝置現(xiàn)在首先參考圖15、21和22描述夾緊裝置500的抓握能力。每個(gè)夾具體655都被在凹狀豎直表面662處和在矩形凹部658處耦接至多個(gè)可樞轉(zhuǎn)抓握裝置720。每個(gè)壓模保持裝置720都包括多個(gè)壓模插入體722、多個(gè)可樞轉(zhuǎn)壓模插入體保持器724、多個(gè)保持器固定銷730、插入體承載器725、多個(gè)承載器保持銷668以及保持板734。將大致以逆序描述 它們。每個(gè)插入體承載器725都大致面對(duì)并且與支撐結(jié)構(gòu)505中的中心開口 522大致周向?qū)R。插入體承載器725的凸?fàn)詈蟊砻媾c夾具體655上的凹狀豎直表面622相符合并且與其滑動(dòng)匹配。插入體承載器725的兩端都具有彎曲的豎直狹槽732，其匹配地接納承載器保持銷668。因此，在該實(shí)施例中，每個(gè)插入體承載器725都由兩個(gè)承載器保持銷668耦接。如上所述，這些承載器保持銷中的一個(gè)668a與底部凸緣667耦接并且在底部凸緣667上方延伸。另一個(gè)承載器保持銷668b (圖22)與保持板734耦接并從保持板734的一部分向下延伸。在保持板734處的相對(duì)端附接至夾具體655的頂面656下方的內(nèi)部矩形凹部658。此外，彎曲豎直狹槽732的寬度、長度和曲率允許插入體承載器725在承載器保持銷668上樞轉(zhuǎn)，并且沿凹狀豎直表面662滑動(dòng)。以該方式，插入體承載器725由夾具體655保持，并且被耦接至夾具體655。以類似方式，插入體承載器725與多個(gè)壓模插入體保持器724可滑動(dòng)地且可樞轉(zhuǎn)地耦接。為了便于該布置，插入體承載器725具有多個(gè)凹狀的豎直溝槽728，其面對(duì)開口522。壓模插入體保持器724的凸?fàn)畋潮砻媾c凹狀的豎直溝槽728相符合，并且抵靠著其安裝。壓模插入體保持器724的兩端都具有彎曲的豎直狹槽723，其匹配地接納來自插入體承載器725的保持器固定銷730。彎曲的豎直狹槽723的寬度、長度和曲率允許壓模插入體保持器724繞保持器固定銷730樞轉(zhuǎn)，并且抵靠著豎直溝槽728滑動(dòng)。每個(gè)壓模插入體724都保持和耦接多個(gè)壓模插入體722，而壓模插入體722具有有齒表面以抓握接頭2的圓周。如果接頭2落入指定直徑范圍內(nèi)，則被結(jié)合在夾具體655中的互補(bǔ)的凹狀豎直表面622和可樞轉(zhuǎn)抓握裝置720的上述特征就允許壓模插入體722的方向自動(dòng)調(diào)整至接頭2的彎曲表面。在每個(gè)夾具體655上，多個(gè)片彈簧738安裝在內(nèi)部面660上，以便自由端延伸超過凹狀的豎直表面662的外部豎直邊緣664。每個(gè)片彈簧738的自由端壓靠插入體承載器725，以將其朝著凹狀豎直表面662的公共中心邊緣663推動(dòng)或偏壓。當(dāng)夾緊裝置500未接合接頭2時(shí)，就靠近公共中心邊緣663將兩個(gè)鄰近的插入體承載器725 —起推動(dòng)。隨著接頭2被抓握，推靠壓模插入體722的壓縮力導(dǎo)致壓模插入體保持器724沿凹狀的豎直溝槽728滑動(dòng)和樞轉(zhuǎn)，并且也導(dǎo)致插入體承載器沿凹狀的豎直表面662滑動(dòng)和樞轉(zhuǎn)，直到壓縮力在所有的抓握表面上即所有的壓模插入體上更均勻分布。以該方式，可樞轉(zhuǎn)的抓握裝置720自動(dòng)調(diào)整至布置在夾緊裝置500的夾緊機(jī)構(gòu)650中的接頭2的具體直徑。夾緊裝置第二實(shí)施例上的重暈傳感器參考圖19，重量傳感器760指示夾緊裝置550何時(shí)支撐接頭2或其他井柱部件的重量。重量傳感器760包括彈簧加載的接觸銷762、保持帽、具有液壓通道的位置開關(guān)766以及輪子和連桿部件768。彈簧加載的接觸銷762可滑動(dòng)地匹配由上部底板510中的鉆孔564和埋頭孔566形成的豎直凹部，并且延伸至上部底板510的上方和下方。彈簧加載的接觸銷762被保持帽764保持在上部底板510內(nèi)。彈簧加載的接觸銷762的上部部分漸縮，并且接觸輪子和連桿部件768，輪子和連桿部件768與接近開關(guān)可旋轉(zhuǎn)地耦接，該接近開關(guān)被附接至第二夾具體655b的外部面670。當(dāng)被夾緊機(jī)構(gòu)650抓握時(shí)，接頭2的重量導(dǎo)致氣動(dòng)風(fēng)箱狀體590中的空氣通過泄壓閥(未示出)排出(釋放)。因此，所有風(fēng)箱狀體590都?jí)嚎s， 并且上部底板510安置在下部底板570上。該動(dòng)作導(dǎo)致接觸銷762相對(duì)于上部底板510、第二夾具體655b、位置開關(guān)766以及輪子和連桿部件768上升。結(jié)果，按下文關(guān)于驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)900所述，接觸銷762的漸縮端將輪子和連桿部件768朝著位置開關(guān)766推動(dòng)，從而改變開關(guān)766中的流體通道構(gòu)造，并且控制夾緊裝置500的行為。在另一實(shí)施例中，位置開關(guān)766能夠與類似的電位置開關(guān)耦接，以便能夠?qū)⑿盘?hào)發(fā)送至控制系統(tǒng)和用戶界面312。當(dāng)從夾緊裝置500釋放重量時(shí)，氣動(dòng)風(fēng)箱狀體通過由氣動(dòng)耦接頭594供應(yīng)的空氣再膨脹，并且上部底板510上升，允許接觸銷762下降并且停止將輪子和連桿部件768壓靠在位置開關(guān)766上，取消了重量信號(hào)。夾'緊裝置的第二實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)參考圖10、圖15和圖17，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)800包括多個(gè)缸組件805。在該實(shí)施例中，每個(gè)缸組件805都包括一個(gè)或多個(gè)流體動(dòng)力缸810、一個(gè)或多個(gè)拉動(dòng)塊820、用于每個(gè)缸810的負(fù)荷傳感器840以及缸蓋842和844。在大多數(shù)操作期間，缸組件805都平行于鎖孔狀狹槽520的側(cè)開口 524。缸組件805的前端靠近上部底板510的外邊緣或前邊緣514。拉動(dòng)塊820位于缸組件805的前端。如圖25中所示，拉動(dòng)塊820為大致矩形塊，其最長尺寸豎直地布置。大致圓柱形螺柱822位于拉動(dòng)塊820的頂部和底部。拉動(dòng)塊820的前面具有多個(gè)組合孔824 (示出兩個(gè))，其由接納流體動(dòng)力缸810的帶螺紋桿端的鉆孔和接納負(fù)荷傳感器840的埋頭孔形成。拉動(dòng)塊820的后豎直面(未示出)是平坦的。圖17中示出這些部件的組裝?，F(xiàn)在參考圖17，在缸組件805的后端或背端，缸內(nèi)部蓋842圍繞流體動(dòng)力缸810的蓋端。在前端處，缸桿814朝著并且超過前邊緣514延伸。在該區(qū)域中，如上所述，缸桿814與拉動(dòng)塊820和負(fù)荷傳感器840耦接。大螺母和墊圈816螺紋接合缸桿814的末端，從而將負(fù)荷傳感器840和拉動(dòng)塊820緊密耦接在缸桿814上。如幾幅圖諸如圖10和15中所示，缸外部蓋844被布置在缸桿814周圍，并且被附接至拉動(dòng)塊820。隨著流體動(dòng)力缸810擴(kuò)張和縮回，外部蓋844在內(nèi)部蓋842的外部上滑動(dòng)。如圖16中所示，拉動(dòng)塊820的螺柱822與前夾具體655a上的半圓形凹槽682a、682b耦接，以形成上部和下部可拆裝前接頭826。前接頭826將缸組件805與前夾具體655a耦接。在缸組件805的另一端，即離前邊緣514最遠(yuǎn)的末端，圓柱形螺柱812接合缸組件805的上表面和下表面。更特別地，螺柱812與后夾具體655b上的半圓形凹槽682a、682b耦接，以形成上部和下部樞軸后接頭828。后接頭828將缸組件805與前夾具體655b耦接。夾'緊裝置的第二實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)圖23示出驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)900的示意圖，驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)900包括方向控制閥910、與缸810的桿端連通的流體管線912、912a、912b、與缸810的蓋端連通的流體管線922、922a、922b、順序閥926、位置開關(guān)766(上文已介紹)、操控(信號(hào))管線942、942a、942b、延時(shí)缸944、止回閥950和955以及其他支持部件。止回閥950和955與缸組件805位于同一區(qū)域。止回閥950和955被操控以接收壓力信號(hào)，從而在需要時(shí)命令該閥允許逆流。每個(gè)流體動(dòng)力缸810都具有缸安全止回閥955，以確保缸的桿端中的流體壓力在動(dòng)力損耗的情況下不損失。缸組件805包括多個(gè)缸810 (例如，在該實(shí)施例中所述為兩個(gè))。對(duì)于每個(gè)缸組件805，二級(jí)安全止回閥950都串聯(lián)接入T耦接頭952，T耦接頭952連接來自鄰近缸810的兩個(gè)安全止回閥955。在控制歧管905 (圖11和23)中安裝驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)900的幾個(gè)其他部件。驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)900接收來自泵(未示出)或另一加壓液壓流體裝置的動(dòng)力。如圖23的底部所示，通過方向控制閥910接收和返回流體。通過適當(dāng)調(diào)整流體流動(dòng)的方向，閥910設(shè)定缸810的行進(jìn)方向。當(dāng)缸810縮回以將兩個(gè)夾具體655a和655b拉到一起時(shí)，加壓流體就被引導(dǎo)至與缸810的桿端連通的流體管線912。流體首先穿過第一過濾器914。將一部分流體作為重新設(shè)定延時(shí)缸944的操控或控制信號(hào)而引導(dǎo)至流體管線943。即，管線943被加壓。隨后將明白延時(shí)缸944的目的?，F(xiàn)在將解釋缸944的一種操作模式。944的適當(dāng)端填充，推動(dòng)其內(nèi)部活塞或膜，并且排出在另一側(cè)的流體，并且通過孔948回流。排出的流體通過流體管線·上無重量”，所以排出的流體行進(jìn)至并且通過流體管線941至管線922，并且結(jié)合管線922中的其他流體(下文將解釋)，通過閥910行進(jìn)返回至液壓槽。同時(shí)，來自順序閥926的操控端口的流體與來自延時(shí)缸944的流體一起通過管線942排出。閥926中的集成彈簧將閥926從開啟位置變?yōu)殚]合位置。繼續(xù)至加壓流動(dòng)管線912，流過過濾器914，主要流體流分為兩個(gè)流徑，即流動(dòng)管線912a和912b，以供應(yīng)布置在鎖眼狀狹槽520的相對(duì)兩側(cè)上的缸組件805。從該點(diǎn)往后，都將僅討論每個(gè)缸組件805的流動(dòng)路徑“a”。流動(dòng)路徑“b”是相同的。加壓流體在流體管線912a中行進(jìn)，到達(dá)夾緊裝置及其缸組件805。在該位置，流體再次分開。而大部分流體繼續(xù)處于管線912中，并且穿過二級(jí)安全止回閥950a。在閥950之后，流體最后一次分開，一部分流向兩個(gè)缸安全止回閥955a中的每個(gè)閥，最后到達(dá)耦接缸810的桿端。桿端中的壓力導(dǎo)致缸810縮回，將前夾具體655a和后夾具體655b拉到一起。在所述操作模式中，止回閥950a和955a確保流體能夠行進(jìn)至缸810的桿端，但是不返回。隨著缸810縮回，流體從蓋端通過流體管線922a釋放，并且在到達(dá)控制歧管905中的流體管線922時(shí)接入流體管線922b。流體穿過止回閥以繞過順序閥926，并且穿過另一止回閥以繞過第二流體過濾器924。然后，流體穿過方向控制閥910，并且最后返回流體儲(chǔ)存器(未示出)。在夾緊裝置500已穩(wěn)固地抓握接頭2之后，操作者允許絞車320將接頭2和附接的鉆柱330的重量傳遞至夾緊裝置500。此時(shí)并且直到被改變，起重量指示順序閥作用的位置開關(guān)766都由向下拉上部底板510的鉆柱330的重量觸發(fā)。位置開關(guān)766移動(dòng)(根據(jù)圖23中的構(gòu)造，向左移動(dòng))并且隔離管線941，所以沒有流體能夠從管線922流至管線941并且流經(jīng)位置開關(guān)766。否則，在夾緊裝置500正在支撐重量的一些情況下，來自管線922和941的流體可能以其他方式穿過開關(guān)766并且對(duì)通向順序閥926的控制端口的流體操控管線942和946進(jìn)行加壓。相反，作為由開關(guān)766隔離管線941的結(jié)果，順序閥926仍處于在管線943被加壓時(shí)實(shí)現(xiàn)的閉合位置中。當(dāng)位置開關(guān)766感測(cè)到夾緊裝置上有重量時(shí)，就將操縱管線942連接至流體管線958，如果或者當(dāng)管線958中的壓力更高時(shí)，其能夠排出至管線912或管線922。管線958由止回閥保護(hù)，所以不能通過管線912或管線922對(duì)管線958加壓。仍參考圖23，之后，當(dāng)缸810伸出以將兩個(gè)夾具體655a和655b推動(dòng)分開時(shí)，加壓流體幾乎沿相反路徑，但是以兩個(gè)階段發(fā)生這些情況。在第一階段中，向止回閥950和955發(fā)送加壓控制信號(hào)，以命令它們?cè)试S逆流，使得能夠排空缸810的桿端。為了實(shí)現(xiàn)該目的，控制閥910將加壓流體引導(dǎo)至管線922，并且允許從管線912回流。管線922中的加壓流體 穿過過濾器923，并且抵達(dá)此時(shí)閉合的順序閥926，所以主要流體流仍不能到達(dá)缸810的蓋端，缸810不膨脹。然而，一部分流體被作為控制信號(hào)引導(dǎo)至操控流體管線941。管線941將流體引導(dǎo)至位置開關(guān)766。如果如重量傳感器760 (圖19)指示的，夾緊裝置500未保持重量例如接頭2的重量，則位置開關(guān)766就允許來自管線941的流體進(jìn)入流體管線942。管線942中的流體采取兩個(gè)路徑。沿第一路徑，管線942中的流體流經(jīng)管線942a和942b，到達(dá)靠近夾緊裝置500上的兩個(gè)缸組件定位的安全控制閥950、955，并且將其釋放以允許逆流。結(jié)果，缸810的桿端降壓，但是由于蓋端仍未被加壓，所以很少的流體流出桿端。在第一操作階段期間，缸810的活塞是靜止的。沿離開開關(guān)766的第二路徑，流體穿過孔948，隨著流體進(jìn)入流體管線946降低流速，并且導(dǎo)致流體壓力降低。管線946中的流體的目的在于激活順序閥926，所以其將允許主要流體流繼續(xù)在管線922中行進(jìn)，到達(dá)缸810的每個(gè)蓋端。然而，為了激活順序閥926，在管線946中需要特定壓力，但是管線946中的流體必須首先填充延時(shí)缸944。隨著缸944被填充，管線946中的壓力保持低于順序閥926的激活壓力。當(dāng)延時(shí)缸944變滿時(shí)，管線946中的壓力上升，最終達(dá)到閥926所需的激活壓力。這開始缸伸出順序的階段2。此時(shí)，順序閥926轉(zhuǎn)換，并且允許流體穿過，達(dá)到管線922的其他部分，其中流體分開并且在管線922a和922b中行進(jìn)，以達(dá)到缸的蓋端并且使缸桿814伸出。來自缸810的蓋端的流體通過管線912a、912b返回。如上所述，因?yàn)橐厌尫潘邪踩够亻y950和955以允許逆流，所以該行進(jìn)方向是可能的。流體會(huì)聚到管線912中，并且抵達(dá)控制面板。流體穿過止回閥，以繞過第一流體過濾器914，并且然后通過方向控制閥910返回并到達(dá)流體儲(chǔ)存器。夾緊裝置的第二實(shí)施例的一般操作夾緊裝置500在其操作順序或循環(huán)中具有三個(gè)主要模式或位置。這些模式為操作閉合、操作開啟和拆除。將依次討論這些模式。已解釋驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)900的必需性能?，F(xiàn)在，在本部分中，將描述每種操作模式的目的和每一模式期間各個(gè)組件采用的物理布置。隨后將描述從前一模式轉(zhuǎn)換至每種模式的方法。操作閉合模式
參考圖18最好地理解夾緊裝置500的操作閉合模式或位置。在該模式中，夾緊機(jī)構(gòu)650徑向接合井柱的部件，諸如鉆桿接頭2，其可能為圖I中的鉆柱330的部件。另外的部件可附接在接頭2下方和可能上方。附接在接頭2下方的另外部件能夠延伸到夾緊裝置500下方的鉆孔334中。夾緊機(jī)構(gòu)650能夠抓握其直徑落入預(yù)定直徑范圍內(nèi)的接頭和其他部件，例如在一個(gè)實(shí)施例中該預(yù)定直徑范圍為6-10英寸。在可能包括不同直徑的部件的井底組件的情況下，該抓握范圍特別有用。該預(yù)定范圍能夠包含在井底組件中出現(xiàn)的所有不同直徑。夾緊機(jī)構(gòu)650能夠被驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)800簡(jiǎn)單地進(jìn)一步開啟或進(jìn)一步閉合，從而例如在使井底組件344進(jìn)入鉆孔334期間或?qū)⒕捉M件244從鉆孔334縮回期間抓握井底組件的不同部分。對(duì)于落入預(yù)定范圍內(nèi)的直徑，夾緊機(jī)構(gòu)650的調(diào)整不需要替換或拆除夾緊機(jī)構(gòu)650的任何部分。對(duì)于新的預(yù)定范圍，能夠替換夾緊機(jī)構(gòu)650的部分，諸如插入體承載器725。在替換該部分后，夾緊機(jī)構(gòu)650就能夠抓握具有落入新預(yù)定范圍內(nèi)的直徑的接頭。作為例 子，對(duì)于所述實(shí)施例，選擇用于夾緊的預(yù)定直徑范圍包括4-6英寸、6-10英寸和8-12英寸；然而，其他范圍是可能的。在處于操作閉合模式中時(shí)，與夾具體655關(guān)聯(lián)的壓模插入體722徑向抓握布置在中心開口 522中的接頭2。本文中使用的術(shù)語“徑向抓握”意思是，通過在徑向方向上施加力而將力作用在井柱部件上。夾緊裝置500能夠保持豎直負(fù)荷(例如，接頭2以及被附接至接頭2的其他接頭和部件的重量)、水平力和沿接頭2的軸線施加的順時(shí)針和逆時(shí)針扭矩。因而，當(dāng)拼扣或卸開接頭之間的連接時(shí)，能夠使用夾緊裝置500作為支持工具。當(dāng)將接頭2和井柱330的重量施加至夾緊裝置500時(shí)，從氣動(dòng)風(fēng)箱狀體590釋放空氣，導(dǎo)致風(fēng)箱狀體590壓縮并且上部底板510坐落在下部底板570上。能夠通過圖19和圖20觀察到該轉(zhuǎn)換。在操作閉合模式中，缸810保持平行于支撐結(jié)構(gòu)505中的側(cè)開口 524。 保持接頭2的夾緊力由被施加至驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)800的液壓力確定，并且其獨(dú)立于接頭2的重量且獨(dú)立于可附接至接頭2的鉆柱的重量。提供指定夾緊力獨(dú)立于負(fù)荷的該能力，以允許系統(tǒng)支撐更大重量的井柱，而不壓壞被夾緊的部件，例如接頭2。這與傳統(tǒng)的卡瓦使用不同，在傳統(tǒng)的卡瓦使用中，部件上的抓握力直接與所支撐的重量相關(guān)，并且有時(shí)向被支撐部件施加過大徑向力。 通過下部底板570，夾緊裝置500可被耦接至任何適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，諸如鉆孔334上方的轉(zhuǎn)盤338或鉆井塔地板314。當(dāng)通過下部底板570、轉(zhuǎn)接器翼578和轉(zhuǎn)接器凸耳508或類似部件將夾緊裝置500安裝至接納結(jié)構(gòu)時(shí)，這些部件(570、508和587)將能夠向接納結(jié)構(gòu)傳遞由所支撐負(fù)荷同時(shí)或單獨(dú)向夾緊機(jī)構(gòu)650施加的豎直、水平和扭矩負(fù)荷。來自所支撐負(fù)荷的負(fù)荷力和扭矩將被從夾緊機(jī)構(gòu)650傳遞至驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)800。然后，通過導(dǎo)向條550和T形狹槽535將負(fù)荷力和扭矩傳遞至上部底板510 (圖15)。通過圓柱形突出體582 (圖13)和下部導(dǎo)套608將水平負(fù)荷從上部底板510傳遞至下部底板570。通過下部導(dǎo)套608將旋轉(zhuǎn)即扭矩傳遞至下部底板570。翼578和凸耳508將負(fù)荷從下部底板570傳遞至接納結(jié)構(gòu)。_3] 操作開啟模式參考圖16和圖17最佳描述夾緊裝置500的操作開啟模式。在該模式中，壓模插入體722已與接頭2脫接合，在中心開口 522中已不再示出接頭2。通過夾具體655承載，壓模插入體722已從中心開口 522的中心移開至開口的外圍。在從操作閉合模式移動(dòng)至操作開啟模式(從圖18至圖16)之前，必須將重量從夾緊裝置500轉(zhuǎn)移至絞車320(圖I)。按該事件的視覺指示，氣動(dòng)風(fēng)箱狀體590膨脹，并且上部底板510上升至圖19中所示的構(gòu)造，指示操作者夾緊裝置500已開啟。此時(shí)，能夠?qū)⒏?10移動(dòng)至伸出位置。缸810的延伸使夾具體655a和夾具體655b在平行于上部底板510并且離開中心開口 522的中心的方向上彼此離開地移動(dòng)。隨著流體動(dòng)力缸810伸出，夾具體655a和夾具體655b被彼此推開，并且因此離開中心開口 522。由于夾緊機(jī)構(gòu)650和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)800未被剛性固定至上部底板510，而是在上部底板510上橫向浮動(dòng)，所以直到缸810到達(dá)外部終點(diǎn)擋板凹部547a、547c (圖15)，都未規(guī)定夾具體655在縮回期間的運(yùn)動(dòng)模式。也就是說，隨著流體動(dòng)力缸810伸出，夾具體655a可能首先達(dá)到上部底板510的左側(cè)，或者夾具體655b可能首先達(dá)到上部底板510的右側(cè)，或者這些事件能夠同時(shí)發(fā)生。隨后，當(dāng)轉(zhuǎn)換至操作閉合模式時(shí)，該橫向“浮動(dòng)”允許夾緊機(jī)構(gòu)650和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)800在被布置在中心開口 522中的接頭2上自定中心，即使接頭2不處于中心開口 522的中間也是如此。在操作開啟模式中，與操作閉合模式一樣，缸810保持平行于支撐結(jié)構(gòu)505中的側(cè)開口 524。拆除模式 在圖14和圖15中示出夾緊裝置500的拆除模式或完全開啟位置。在該模式中，缸組件805已繞樞軸后接頭828旋轉(zhuǎn)，并且已將夾具體655a從夾具體500的剩余部分拆除。結(jié)果，不阻礙鎖眼狀狹槽520的側(cè)開口 524，并且能夠經(jīng)由側(cè)開口 524橫向接近中心開口 522。在拆除模式中，無論是否已將鉆柱330布置在鉆孔334中并且其可能從鉆孔334延伸出來，都能夠?qū)⒄麄€(gè)夾緊裝置500從鉆孔334拆除或?qū)⑵浞胖迷阢@孔334上。當(dāng)與鉆孔334對(duì)齊時(shí)，中心開口 522能夠接納鉆柱330的接頭2，鉆柱330被布置在鉆孔334中，并且能夠進(jìn)入鉆孔334或從中拆除。在拆除模式中，缸810移動(dòng)至這樣的位置，其中缸810與側(cè)開口 524成角度，并且因而不再與其平行。夾緊裝置500能夠從操作開啟模式移動(dòng)至拆除模式(從圖16至圖14，以及至圖15)。在轉(zhuǎn)變?yōu)椴鸪Ｊ交蛭恢们?將夾具體655b鎖定至關(guān)于上部底板510的位置。然后，必須通過伸出液壓傳動(dòng)氣缸810將前夾具體655a定位在上部底板510的遠(yuǎn)左側(cè)。然后縮回前夾具體655a的外面670上的滑動(dòng)鎖672。繼而，夾具體655a的頂部上的兩個(gè)雙L閂鎖690上升，并且夾具體655a的底部上的兩個(gè)雙L閂鎖690下降。然后，在拉動(dòng)塊820上的圓柱形螺柱822以及下臂和上臂680上的半圓形凹槽682之間產(chǎn)生空隙。以兩個(gè)步驟產(chǎn)生該空隙。首先，既然底部兩個(gè)雙L閂鎖已降低，缸810就向內(nèi)沖擊(縮回)，導(dǎo)致底部兩個(gè)雙L閂鎖緊密位于上部底板510中的V形缺口中。其次，執(zhí)行相反動(dòng)作。缸810在向外方向沖擊(伸出)。現(xiàn)在，空隙是可用的，并且每個(gè)缸組件805都繞樞軸后接頭828旋轉(zhuǎn)，離開夾具體655a。在缸組件805的旋轉(zhuǎn)期間，前夾具體655a保持處于某一位置。當(dāng)完成旋轉(zhuǎn)時(shí)，就能夠拆除前夾具體655a。為了從拆除模式反向改變至操作開啟模式(從圖15中所示的位置至圖16中所示的位置)，按相反程序進(jìn)行。為了從操作開啟模式移動(dòng)至操作閉合模式(從圖16中所示的位置至圖18中所示的位置)，缸810縮回并且相對(duì)于夾具體655b移動(dòng)夾具體655a。通過該方式,夾具體655a、655b朝著中心開口 522并且朝著井柱330的部件例如鉆柱接頭2移動(dòng)。隨著夾具體655a、655b移動(dòng)，如果接頭2更靠近一個(gè)長的外邊緣516或另一邊緣，則接頭對(duì)準(zhǔn)楔形體就將接頭2朝著中心開口 522的中心推動(dòng)。組裝在可樞轉(zhuǎn)抓握裝盒子720中后，壓模插入體722的位置可自調(diào)整以適應(yīng)預(yù)定直徑范圍內(nèi)的大直徑井柱部件或小直徑部件。隨著夾具體655平行于上部底板510、繼續(xù)朝著中心開口 522的中心移動(dòng)，并且開始接觸接頭2，壓模插入體722的位置調(diào)整，以匹配將抓握的接頭的直徑。如上所述，通過關(guān)聯(lián)可樞轉(zhuǎn)的抓握裝置720的彎曲表面的多樣性促進(jìn)該調(diào)整。當(dāng)與接頭接合時(shí)，流體動(dòng)力缸810向夾具體655施加夾緊力?？稍谌魏尾僮麟A段或者幾個(gè)操作階段期間結(jié)合井操作系統(tǒng)300使用夾緊裝置500。例如，可在調(diào)查探測(cè)期間、最初鉆井期間、已在一些或全部鉆孔上增加套管和水泥的連續(xù)鉆井期間和/或生產(chǎn)期間使用夾緊裝置500。因此，夾緊裝置500可與探井、生產(chǎn)井或其他井相關(guān)操作一起使用。此外，雖然參考用于鉆探和最終獲得石油和天然氣的井描述夾緊裝置I和500，但是也可在水井、地?zé)峋蛉魏卧诖蟮刂行纬摄@孔的應(yīng)用中使用夾緊裝置I和500及其使用方法。雖然已示出和描述了優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在不偏離本文的范圍或教導(dǎo)的情況下做出其變型。本文所述的實(shí)施例僅為例示性的，并且不進(jìn)行限制。本文所 述的系統(tǒng)、設(shè)備和工藝的許多變化和變型是可能的，并且也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，各個(gè)部分的相對(duì)尺寸、制造各個(gè)部分的材料、操作壓力和其他參數(shù)都能夠變化。作為另一例子，主要討論了液壓傳動(dòng)和控制，但是可能有其他液壓、氣動(dòng)和/或電動(dòng)布置，并且其也符合本公開。因此，保護(hù)范圍不限于本文描述的實(shí)施例，而是僅由所附的權(quán)利要求書限定，其范圍應(yīng)包括權(quán)利要求的主題的所有等同物。
權(quán)利要求
1.一種用于懸置由一個(gè)或多個(gè)井柱部件構(gòu)成的井柱的設(shè)備，包括 底板，所述底板具有用于接納井柱部件的開口； 夾緊機(jī)構(gòu)，所述夾緊機(jī)構(gòu)包括主夾具體，所述主夾具體被支撐為相對(duì)于所述底板進(jìn)行線性運(yùn)動(dòng)；第一輔助夾具體，所述第一輔助夾具體被支撐為相對(duì)于所述底板進(jìn)行獨(dú)立的線性運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)；以及第二輔助夾具體，所述第二輔助夾具體被支撐為相對(duì)于所述底板進(jìn)行獨(dú)立的線性運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)，在每個(gè)所述夾具體的一面上承載有用于與在所述開口中接納的井柱部件接合的抓握構(gòu)件；以及 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)被耦接至所述夾具體，并且被構(gòu)造成相對(duì)于所述底板移動(dòng)所述夾具體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其中，所述第一輔助夾具體和第二輔助夾具體與所述主夾具體相對(duì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)被構(gòu)造成在第一操作模式中將線性運(yùn)動(dòng)同時(shí)賦予所述夾具體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述夾具體被支撐以沿平行路徑線性地移動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)被構(gòu)造成在第二操作模式中將圓周運(yùn)動(dòng)同時(shí)賦予所述第一輔助夾具體和第二輔助夾具體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述開口包括大致圓形開口和側(cè)開口，所述側(cè)開口與所述大致圓形開口鄰接并且延伸至所述底板的邊緣，并且其中所述第一輔助夾具體和第二輔助夾具體被支撐為沿圓形路徑移動(dòng)，以允許或阻礙經(jīng)由所述側(cè)開口接近所述大致圓形開口。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一對(duì)心軸，其中所述第一輔助夾具體和第二輔助夾具體被可旋轉(zhuǎn)地附接至所述心軸的前端，并且其中所述主夾具體被可滑動(dòng)地支撐在所述心軸的后端上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括一對(duì)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)以及用于將所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為所述心軸的線性平移的齒輪裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，所述齒輪裝置包括被耦接至所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的一對(duì)驅(qū)動(dòng)齒輪和鄰近于所述驅(qū)動(dòng)齒輪的一對(duì)防松螺母，所述驅(qū)動(dòng)齒輪和防松螺母具有齒，所述齒嚙合以將旋轉(zhuǎn)和平移運(yùn)動(dòng)賦予所述防松螺母。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述防松螺母安裝在所述心軸上。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括一對(duì)缸，所述一對(duì)缸被耦接至所述第一輔助夾具體和第二輔助夾具體，并且可操作以將所述線性運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)獨(dú)立地賦予所述第一輔助夾具體和第二輔助夾具體。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，還包括被耦接至所述底板的轉(zhuǎn)接器，所述轉(zhuǎn)接器被構(gòu)造成用于將所述底板耦接至外部結(jié)構(gòu)并且將負(fù)荷從所述夾緊機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移至所述外部結(jié)構(gòu)。
13.一種用于沿大致豎直軸線懸置井柱的設(shè)備，包括 底板，所述底板具有帶狹槽的開口，用于接納大致沿所述軸線布置的所述井柱的部件； 夾緊機(jī)構(gòu)，所述夾緊機(jī)構(gòu)由所述底板支撐，所述夾緊機(jī)構(gòu)包括第一夾具體，所述第一夾具體被支撐為相對(duì)于所述底板進(jìn)行線性運(yùn)動(dòng)并且位于所述軸線的第一側(cè)；以及第二夾具體，所述第二夾具體被支撐為相對(duì)于所述底板進(jìn)行線性運(yùn)動(dòng)并且位于所述軸線的第二側(cè)，所述第一夾具體和第二夾具體包括用于與在所述開口中接納的所述井柱部件接合的抓握表面；以及 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)被耦接至所述夾具體，并且被構(gòu)造成朝著所述軸線移動(dòng)所述夾具體且使所述抓握表面與所述井柱部件接合。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述夾緊機(jī)構(gòu)被構(gòu)造成當(dāng)在第一操作模式中所述夾具體被定位成與所述井柱接合時(shí)支撐整個(gè)井柱的重量。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述開口具有鎖眼形狀。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述開口包括大致圓形開口和側(cè)開口，所述側(cè)開口與所述大致圓形開口鄰接并且延伸至所述底板的邊緣，并且其中至少在第一操作模式中，所述夾具體中的一個(gè)阻礙經(jīng)由所述側(cè)開口接近所述大致圓形開口。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，在所述第一操作模式中阻礙接近所述開口的所述夾具體在第二操作模式中能夠重新定位在允許井柱部件穿過所述側(cè)開口且進(jìn)入所述大致圓形開口的位置。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述底板包括上部底板和下部底板以及布置在所述上部底板和下部底板之間的多個(gè)風(fēng)箱狀體，所述風(fēng)箱狀體被構(gòu)造成在所述夾緊機(jī)構(gòu)不支撐所述井柱的重量的模式中膨脹，并且在所述夾緊機(jī)構(gòu)支撐所述井柱的重量的模式中收縮。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)被構(gòu)造成至少在第一操作模式中將線性運(yùn)動(dòng)同時(shí)賦予所述第一夾具體和第二夾具體。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，還包括被耦接至所述底板的轉(zhuǎn)接器，所述轉(zhuǎn)接器被構(gòu)造成用于將所述底板耦接至外部結(jié)構(gòu)并且將所述井柱的重量從所述夾緊機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移至所述外部結(jié)構(gòu)。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括至少一對(duì)缸組件，所述一對(duì)缸組件中的每一個(gè)具有被可樞轉(zhuǎn)地連接至所述底板的第一端以及被構(gòu)造成與在所述第一操作模式中阻礙所述開口的所述夾具體可釋放地接合的第二端。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中，所述缸被構(gòu)造成使得所述缸的所述第二端至少在所述第一操作模式中從所述底板中的所述開口擺動(dòng)離開。
23.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述夾具體包括抓握構(gòu)件，抓握構(gòu)件自調(diào)整至所述井柱部件的尺寸。
24.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述夾具體中的至少一個(gè)包括 至少一個(gè)具有凹表面的接納凹部； 承載器構(gòu)件，所述承載器構(gòu)件被布置在所述接納凹部中，并且具有與所述接納凹部的凹表面面對(duì)的凸表面，并且所述承載器構(gòu)件具有至少一個(gè)具有凹表面的接納凹部； 插入體構(gòu)件，所述插入體構(gòu)件被布置在所述承載器構(gòu)件中，并且具有與所述承載器構(gòu)件的凹表面面對(duì)的凸表面，并且所述插入體構(gòu)件具有用于抓握所述井柱部件的抓握表面。
25.一種用于沿大致豎直軸線懸置井柱的設(shè)備，包括 底板，所述底板具有帶狹槽的開口，用于接納大致沿所述軸線布置的所述井柱的部件；夾緊機(jī)構(gòu)，所述夾緊機(jī)構(gòu)由所述底板支撐，所述夾緊機(jī)構(gòu)包括多個(gè)夾具體，所述多個(gè)夾具體被支撐為相對(duì)于所述底板進(jìn)行線性運(yùn)動(dòng)并且被繞所述開口定位，所述夾具體包括用于與在所述開口中接納的所述井柱部件接合的抓握表面； 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)被耦接至所述夾具體，并且被構(gòu)造成朝著所述軸線移動(dòng)所述夾具體并且使所述抓握表面與所述井柱部件接合； 其中，所述夾具體中的至少一個(gè)夾具體適于在第一位置和第二位置之間移動(dòng)，在所述第一位置中，所述至少一個(gè)夾具體阻礙所述開口接納井柱部件，而在所述第二位置中，所述至少一個(gè)夾具體不阻礙所述開口。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的設(shè)備，還包括主夾具體，所述主夾具體被支撐為相對(duì)于所述底板進(jìn)行線性運(yùn)動(dòng)；以及一對(duì)輔助夾具體，所述輔助夾具體被支撐為相對(duì)于所述底板進(jìn)行獨(dú)立的線性運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的設(shè)備，還包括當(dāng)所述輔助夾具體處于阻礙所述開口的第一位置中時(shí)將所述輔助夾具體連接在一起的銷，所述銷能夠拆除以允許所述輔助夾具體移動(dòng)至所述第二位置。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中，所述夾具體被構(gòu)造成當(dāng)在第一操作模式中所述夾具體被定位成與所述井柱接合時(shí)支撐整個(gè)井柱的重量。
29.根據(jù)權(quán)利要求25所述的設(shè)備，還包括被耦接至所述底板的轉(zhuǎn)接器，所述轉(zhuǎn)接器被構(gòu)造成用于將所述底板耦接至外部結(jié)構(gòu)并且將所述井柱的重量從所述夾緊機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移至所述外部結(jié)構(gòu)。
30.根據(jù)權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括至少一對(duì)缸組件，所述一對(duì)缸組件中的每一個(gè)都具有被可樞轉(zhuǎn)地連接至所述底板的第一端以及被構(gòu)造成與在所述第一操作模式中阻礙所述開口的夾具體可釋放地接合的第二端。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其中，所述缸被構(gòu)造成使得所述缸的所述第二端至少在所述第一操作模式中從所述開口擺動(dòng)離開。
32.根據(jù)權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中，所述夾具體包括抓握構(gòu)件，所述抓握構(gòu)件自調(diào)整至所述井柱部件的尺寸。
33.根據(jù)權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中，所述夾具體中的至少一個(gè)包括 至少一個(gè)具有凹表面的接納凹部； 承載器構(gòu)件，所述承載器構(gòu)件被布置在所述接納凹部中，并且具有與所述接納凹部的凹表面面對(duì)的凸表面，并且所述承載器構(gòu)件具有至少一個(gè)具有凹表面的接納凹部； 插入體構(gòu)件，所述插入體構(gòu)件被布置在所述承載器構(gòu)件中，并且具有與所述承載器構(gòu)件的凹表面面對(duì)的凸表面，并且所述插入體構(gòu)件具有用于抓握所述井柱部件的抓握表面。
34.根據(jù)權(quán)利要求25所述的設(shè)備，還包括被耦接至所述底板并且被構(gòu)造成提供操作模式的視覺指示的多個(gè)風(fēng)箱狀體，所述風(fēng)箱狀體在所述夾緊機(jī)構(gòu)不支撐所述井柱的重量的模式中膨脹，并且在所述夾緊機(jī)構(gòu)支撐所述井柱的重量的模式中收縮。
全文摘要
一種用于支撐鉆孔中的井柱的夾緊裝置，其包括具有中心開口的底板和被支撐成相對(duì)于所述底板進(jìn)行線性運(yùn)動(dòng)的主夾具體。所述夾具裝置還包括其他夾具體，其被支撐為相對(duì)于所述底板進(jìn)行獨(dú)立的線性運(yùn)動(dòng)。在某些實(shí)施例中，夾具體被支撐為進(jìn)行樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以開啟和閉合所述中心開口。在每個(gè)所述夾具體的一面上承載有抓握構(gòu)件，其用于與在所述中心開口中接納的井柱部件接合。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)被耦接至所述夾具體，并且被構(gòu)造成相對(duì)于所述底板移動(dòng)所述夾具體。
文檔編號(hào)E21B19/14GK102933788SQ201180020354
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2011年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月21日
發(fā)明者雷內(nèi)·馬爾德, 安東·克里金恩, 尼爾斯·德凱撒, 理查德·費(fèi)爾霍夫 申請(qǐng)人:國民油井華高有限公司