本發(fā)明通常涉及一種鉆桿處理設(shè)備和方法，更具體地，涉及一種用于鉆機(jī)類型的半自動(dòng)鉆桿處理設(shè)備和方法，該鉆機(jī)為包括主絞盤(pán)和帶有適配器的牽引插塞(haulplug)，該牽引插塞用于組裝或拆卸鉆柱，以及在鉆桿堆垛平臺(tái)(或類似的地方)和鉆機(jī)之間運(yùn)載鉆桿。

本發(fā)明還涉及一種手持式牽引插塞旋轉(zhuǎn)器(haulplugspinner)與牽引插塞的結(jié)合件，該結(jié)合件可在這種半自動(dòng)鉆桿處理設(shè)備上使用。

本發(fā)明也涉及一種鉆桿處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括所論述的鉆桿處理設(shè)備，以及手持式牽引插塞旋轉(zhuǎn)器與牽引插塞的結(jié)合件。

背景技術(shù)：

巖石鉆探工藝中，例如金剛石鉆研，鉆頭安裝在鉆柱底部，該鉆柱由部分鉆桿或部分通過(guò)螺紋連接結(jié)合的管子組成。鉆機(jī)通常配備有桅桿以支撐和引導(dǎo)用于鉆孔的工具，當(dāng)鉆機(jī)運(yùn)行時(shí)，桅桿確定鉆柱中心線。鉆機(jī)進(jìn)一步配備有上下移動(dòng)鉆柱所用的牽制/進(jìn)給系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)單元，該旋轉(zhuǎn)單元通常包括連接到該進(jìn)給系統(tǒng)的頭頂驅(qū)動(dòng)裝置，或夾頭驅(qū)動(dòng)裝置。

巖石鉆探的主要操作是處理鉆柱桿，即在桅桿和桿堆垛架之間的輸送柱桿、處理水平平臺(tái)或某種類型的貨棧，以及從鉆柱添加或移除鉆桿(這種操作通常被稱為“解扣”)，在此，鉆柱一次一節(jié)地在鉆機(jī)的桅桿中組裝/拆卸。這些都是勞動(dòng)密集型操作，且非常容易發(fā)生人工事故。

鉆桿具有螺紋銷端(或陽(yáng)端)和相反的螺紋箱形端(threadedboxend)(或陰端)，且鉆桿常常從該螺紋箱形端處抬升。鉆桿一般以縱向多層布置的方式被堆垛在平臺(tái)上，其中鉆桿的螺紋箱形端對(duì)準(zhǔn)靠近鉆機(jī)(即面向鉆機(jī))的平臺(tái)端。

在金剛石鉆研中，緊固在絞纜端的牽引插塞和主絞盤(pán)通常用于在鉆探操作期間組裝和拆卸鉆桿，并將這些鉆桿單獨(dú)地從它們的堆垛位置運(yùn)載到桅桿，反之亦然。牽引插塞為實(shí)心金屬圓柱形元件，其一端具有連接起吊纜的裝置，比如吊環(huán)或凸耳，而相對(duì)的另一端(通過(guò)陰螺紋端)用于可釋放地連接各種適配器，這取決于這些桿的直徑。適配器通常依次為圓柱形金屬元件，具有用于分別擰入鉆桿的螺紋箱形端和牽引插塞的螺紋端。盡管在組裝和拆卸鉆柱時(shí)也用到了諸如鉆桿旋轉(zhuǎn)器之類的鉆桿機(jī)械裝置，但通常情況下仍是通過(guò)手動(dòng)將牽引插塞擰緊在鉆桿上或從鉆桿上擰出牽引插塞。

鉆桿是非常重的元件，并且它們的端部是鋒利的，所以需要使用特別的技術(shù)來(lái)防止操作者在處理這些桿時(shí)受傷。為避免在堆垛位置和桅桿之間單獨(dú)運(yùn)載這些桿時(shí)的人力操作，機(jī)械旋轉(zhuǎn)夾臂被開(kāi)發(fā)以用于夾緊和移動(dòng)鉆桿。然而，這些自動(dòng)的桿處理設(shè)備由復(fù)雜的機(jī)構(gòu)構(gòu)成，且它們中的許多并非獨(dú)立的單元，而是由鉆機(jī)特別適配或集成的，這需要對(duì)這些待安裝的機(jī)構(gòu)進(jìn)行大量的改進(jìn)。另外，它們中的許多明顯比上面描述的手動(dòng)裝置更慢，因?yàn)樗鼈冎袔缀鯖](méi)有充分地利用適配器提供的牽引插塞和主絞盤(pán)的速度和簡(jiǎn)單性，所以它們幾乎很少被使用到。

發(fā)明目的

本發(fā)明的目的在于提供一種半自動(dòng)鉆桿處理設(shè)備，其中上面提到的問(wèn)題已列出，并且半自動(dòng)鉆桿處理設(shè)備至少部分地解決了上面提到的問(wèn)題。

在此方面，本發(fā)明的第一目的在于提供一種半自動(dòng)鉆桿處理設(shè)備，以適用于與具有主絞盤(pán)和牽引插塞的鉆機(jī)一起使用，其用于垂直地組裝和拆卸鉆柱并在桅桿上抬升或降低鉆桿，其中該設(shè)備的運(yùn)行簡(jiǎn)單、安全、快速且經(jīng)濟(jì)，而且裝配也簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)。

此外，本發(fā)明的設(shè)備最好還可以作為獨(dú)立的(即，無(wú)所依附的或者獨(dú)立自治的)單元進(jìn)行運(yùn)輸和安裝，而不需要對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行任何的改裝。需要注意的是，盡管該設(shè)備也能夠安裝在任何與鉆桿起重平臺(tái)足夠相鄰的結(jié)構(gòu)上，但是該設(shè)備最好可以安裝在鉆桿起重平臺(tái)上。

此外，本發(fā)明的目的在于，半自動(dòng)鉆桿處理裝置能夠同時(shí)與頭頂驅(qū)動(dòng)的鉆機(jī)和夾頭驅(qū)動(dòng)的鉆機(jī)兩者一起使用，并且良好地適于在傾斜孔以及垂直孔兩者中的解扣操作。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種手持式牽引插塞旋轉(zhuǎn)器與牽引插塞的結(jié)合件，通過(guò)該結(jié)合件消除了在鉆桿上擰緊牽引插塞或從鉆桿上擰下?tīng)恳迦氖止げ僮?，尤其是?dāng)在桅桿上抬升或降低鉆桿的時(shí)候，以及特別是用于與諸如上面提到的半自動(dòng)鉆桿處理設(shè)備一起使用的情況，另外在沒(méi)有自動(dòng)機(jī)械設(shè)備可用時(shí)鉆柱的組裝/拆卸的情況下，通過(guò)該結(jié)合件消除了在鉆桿上擰緊牽引插塞或從鉆桿上擰下?tīng)恳迦氖止げ僮鳎贿@使得這個(gè)方法能夠以最少的人力安全且連續(xù)地將牽引插塞緊固到鉆桿上。

本發(fā)明另外的目的在于提供一種鉆桿處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括上面提到的半自動(dòng)鉆桿處理設(shè)備以及上面提到的手持式牽引插塞旋轉(zhuǎn)器與牽引插塞結(jié)合件。

本發(fā)明最后一個(gè)目的在于提供一種鉆桿處理方法，該方法可以簡(jiǎn)單、輕易、安全又經(jīng)濟(jì)地以半自動(dòng)的形式從鉆機(jī)桅桿上起升和降低鉆桿，該鉆機(jī)類型包括主絞盤(pán)和牽引插塞，該牽引插塞用于上述的這些操作并用于垂直地組裝和拆卸鉆柱。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

如已經(jīng)提到的，本發(fā)明的半自動(dòng)鉆桿處理設(shè)備適用于與具有主絞盤(pán)和帶有適配器的牽引插塞類型的鉆機(jī)一起使用，其中牽引插塞用于組裝和拆卸鉆柱并在鉆機(jī)和鉆柱堆垛平臺(tái)之間運(yùn)載鉆桿。通常，鉆機(jī)具有確定鉆柱中心線的桅桿，而該平臺(tái)位于鉆機(jī)旁邊，其中鉆機(jī)具有相對(duì)于鉆機(jī)的近端和相對(duì)于鉆機(jī)的遠(yuǎn)端。

該半自動(dòng)鉆桿處理設(shè)備包括以下主要元件：

伸長(zhǎng)構(gòu)架，該伸長(zhǎng)構(gòu)架基本平行于該平臺(tái)的縱向軸線地安裝在橫向高架水平梁上，該橫向高架水平梁位于該平臺(tái)近端的上方且在該平臺(tái)縱向軸線的一側(cè)，其中該伸長(zhǎng)構(gòu)架在該高架水平梁上的位置是可以軸向地和橫向地調(diào)整的，且在垂直于高架水平梁垂直面內(nèi)的角度也可以調(diào)節(jié)；以及

鉆桿絞纜導(dǎo)向裝置，該鉆桿絞纜導(dǎo)向裝置沿著該伸長(zhǎng)構(gòu)架是可以縱向移動(dòng)的，與主絞盤(pán)和擰緊在鉆桿箱形端的牽引插塞協(xié)同，以在鉆機(jī)和平臺(tái)之間輔助運(yùn)載鉆桿。

其中提供了一種基本矩形的起重平臺(tái)，包括每個(gè)邊角的起重頂桿，該起重平臺(tái)位于鉆機(jī)旁邊，其中鉆機(jī)具有相對(duì)于鉆機(jī)的第一端或近端，和相對(duì)于鉆機(jī)的第二端或遠(yuǎn)端，優(yōu)選地，高架水平梁被安裝成從位于該平臺(tái)第一端的起重頂桿中的一個(gè)起重頂桿所伸出的懸臂?？蛇x地，高架梁可以被支撐在與該平臺(tái)的一側(cè)相鄰并與該平臺(tái)近端相靠近(或基本處于該平臺(tái)的近端處)的獨(dú)立豎直桿或柱結(jié)構(gòu)上。

為了在高架梁的軸向方向上調(diào)節(jié)伸長(zhǎng)構(gòu)架的位置，該設(shè)備可以并入這些裝置以在所述軸向方向上移動(dòng)伸長(zhǎng)構(gòu)架，并在其抵達(dá)期望位置時(shí)，將其鎖在高架水平梁地位置處?？蛇x地，伸長(zhǎng)構(gòu)架可以被牢固地耦合到高架水平梁、起重頂桿、或獨(dú)立結(jié)構(gòu)牢固，這取決于高架水平梁由哪個(gè)元件支撐，伸長(zhǎng)構(gòu)架可以包括在所述方向上移動(dòng)并在伸長(zhǎng)構(gòu)架抵達(dá)期望位置時(shí)于適當(dāng)位置將其鎖住的裝置，以使半自動(dòng)鉆桿處理設(shè)備按照設(shè)計(jì)進(jìn)行運(yùn)行。

有利地，鉆桿絞纜導(dǎo)向裝置包括開(kāi)槽行進(jìn)滾輪，該開(kāi)槽行進(jìn)滾輪沿著該設(shè)備的伸長(zhǎng)構(gòu)架是可移動(dòng)的，其中開(kāi)槽行進(jìn)滾輪的尺寸和形狀設(shè)置成用于可滑動(dòng)地接納鉆桿和穿過(guò)它的絞纜。特別地，開(kāi)槽行進(jìn)滾輪被安裝到可在伸長(zhǎng)構(gòu)架上滑動(dòng)的滑架上。液壓動(dòng)機(jī)鏈條組件優(yōu)選地作為鉆桿絞纜導(dǎo)向裝置的驅(qū)動(dòng)裝置。然而，也可以使用其它驅(qū)動(dòng)裝置，例如液壓汽缸或齒條齒輪型系統(tǒng)。

該設(shè)備可以包括起重機(jī)，以分別將桿加載到該平臺(tái)或從該平臺(tái)上卸載桿。該平臺(tái)也可以是軌道安裝和自推進(jìn)的，以便于現(xiàn)場(chǎng)安裝和在支撐拖車(chē)上運(yùn)輸。

該設(shè)備被設(shè)計(jì)成，將鉆桿運(yùn)輸至平臺(tái)的縱向軸線的限定范圍或附近，以及被設(shè)計(jì)成從平臺(tái)的縱向軸線的限定范圍或附近運(yùn)輸鉆桿。為此，更靠近平臺(tái)側(cè)面的桿或需要被運(yùn)載至所述位置的桿必須手動(dòng)地運(yùn)輸(滾動(dòng))至所述縱向軸線附近，或從所述縱向周線附近手動(dòng)地運(yùn)輸(滾動(dòng))出來(lái)。所以，該平臺(tái)可以包括自動(dòng)的鉆桿轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)這種操作。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，提供一種手持式牽引插塞旋轉(zhuǎn)器與牽引插塞的結(jié)合件。

所述牽引插塞與現(xiàn)有型號(hào)基本類似，因?yàn)槠渚哂谢緢A柱體，該圓柱體具有擰入鉆桿箱形端的陽(yáng)螺紋端或銷螺紋端，和從圓柱體中軸向突出的吊環(huán)或凸耳元件用于與絞纜連接的相對(duì)端。然而，本發(fā)明的牽引插塞還包括中心體部分，該中心體部分具有適用于與其機(jī)械嚙合的外表面。優(yōu)選地，該中心體部分具有縱向花鍵外表面。

牽引插塞旋轉(zhuǎn)器在一端包括用于夾持鉆桿的夾持裝置，在相對(duì)的另一端具有用于嚙合牽引插塞的旋轉(zhuǎn)裝置，該旋轉(zhuǎn)裝置還用于旋轉(zhuǎn)其自身以將插塞擰入鉆桿或從鉆桿上擰出插塞。理想地，夾持裝置包括一對(duì)相對(duì)的樞轉(zhuǎn)桿夾持爪，而旋轉(zhuǎn)裝置包括一組對(duì)立的齒輪，該齒輪設(shè)置成與牽引插塞中心體部分的花鍵嚙合。一對(duì)把手從旋轉(zhuǎn)器本體的每個(gè)側(cè)部延伸，以操縱該旋轉(zhuǎn)器本體，并且在旋轉(zhuǎn)器本體頂部上還具有凸耳，該凸耳用于將旋轉(zhuǎn)器本體從合適的結(jié)構(gòu)上懸吊，或在鉆機(jī)的鉆桿堆垛旁邊，并為電機(jī)提供了方便。

當(dāng)不使用時(shí)，牽引插塞旋轉(zhuǎn)器被放置在遠(yuǎn)離鉆桿在堆垛鉆桿的平臺(tái)和桅桿之間運(yùn)輸時(shí)的行進(jìn)線。投入使用時(shí)，在牽引插塞被移動(dòng)到與平臺(tái)上所選的堆垛鉆桿的螺紋箱形端所對(duì)齊的位置及所接觸的位置之后(牽引插塞將被抬升到桅桿，或者牽引插塞剛從桅桿上降低至平臺(tái))，旋轉(zhuǎn)器隨后被手動(dòng)地從其靜止位置移動(dòng)至牽引插塞和所選的桿上；其中首先開(kāi)動(dòng)該旋轉(zhuǎn)器以用一對(duì)夾爪夾緊鉆桿，其次通過(guò)將齒輪與花鍵外表面嚙合來(lái)旋轉(zhuǎn)與鉆桿相關(guān)的牽引插塞。優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)器的齒輪通過(guò)液壓電機(jī)來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將牽引插塞擰入并緊固到鉆桿上，或反過(guò)來(lái)，按要求使?fàn)恳迦麖你@桿上松開(kāi)擰出。

本發(fā)明還包括一種桿處理系統(tǒng)，包括：上述定義的半自動(dòng)桿處理設(shè)備，和上述定義的手持式旋轉(zhuǎn)器與牽引插塞的結(jié)合件，其中該手持式牽引插塞旋轉(zhuǎn)器被懸吊在平衡懸掛機(jī)構(gòu)上并且可在該平衡和懸掛機(jī)構(gòu)上搖擺。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，平衡懸掛機(jī)構(gòu)包括樞轉(zhuǎn)支撐臂和拉纜。該平衡懸掛機(jī)構(gòu)相對(duì)于所述平臺(tái)的所述縱向軸線，被設(shè)置在所述伸長(zhǎng)構(gòu)架反面的所述平臺(tái)上，并且它至少在所述平臺(tái)的所述縱向軸線的橫向方向上是可移動(dòng)的，以為所述牽引插塞旋轉(zhuǎn)器提供預(yù)設(shè)工作區(qū)域，并為從所述平臺(tái)抬升的所述鉆桿或下降至所述平臺(tái)的所述鉆桿提供間距。拉纜的一端固定到樞轉(zhuǎn)臂，而另一端具有抓住牽引插塞旋轉(zhuǎn)器的鉤子。該拉纜使得工具基本上無(wú)重量，并且非常容易操作。樞轉(zhuǎn)臂可以被支撐在平臺(tái)第一端的起重頂桿上，或者可以由固定在起重平臺(tái)側(cè)面上的豎直桿或柱結(jié)構(gòu)支撐。

應(yīng)當(dāng)理解的是，除了樞轉(zhuǎn)臂，還可以使用其它合適的結(jié)構(gòu)來(lái)使?fàn)恳迦D(zhuǎn)器從拉纜上懸吊下來(lái)，并遠(yuǎn)離鉆桿行進(jìn)行線在運(yùn)行位置和靜止位置之間移動(dòng)。例如，可以為高架水平梁組件提供滾輪，其中該滾輪可在高架水平梁組件上移動(dòng)，并且拉纜可以連接到該滾輪上。

該設(shè)備的主要可開(kāi)動(dòng)元件(伸長(zhǎng)構(gòu)架定位裝置、滑架)和手持式旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)器齒輪和夾爪通常是液壓的，并且由連接到平臺(tái)或遙控器的操作員的主控臺(tái)來(lái)控制。

在準(zhǔn)備該設(shè)備的運(yùn)行中，首先在高架水平梁上調(diào)節(jié)伸長(zhǎng)構(gòu)架的位置，與鉆機(jī)旁邊的平臺(tái)的位置協(xié)同，使得在沿著伸長(zhǎng)構(gòu)架朝向鉆桅的最大行程處的鉆桿和絞纜導(dǎo)向裝置，能夠使用絞盤(pán)和牽引插塞來(lái)組裝和拆卸鉆柱。基本上，如此的調(diào)整，使得在鉆桿絞纜導(dǎo)向裝置的所述最大行程位置中，經(jīng)該設(shè)備處理并通過(guò)行進(jìn)滾輪凹槽的鉆桿應(yīng)當(dāng)與鉆柱的中心線對(duì)齊。

為了將鉆桿從平臺(tái)運(yùn)載至鉆機(jī)的桅桿上，首先，主絞纜具有牽引插塞，和附接在牽引插塞端部的所需適配器，主絞纜必須穿過(guò)鉆桿絞纜導(dǎo)向裝置的開(kāi)槽行進(jìn)滾輪，該開(kāi)槽行進(jìn)滾輪被設(shè)置于鉆桿箱形端的垂直上方。然后將該牽引插塞適配器擰入鉆桿的箱形端，該鉆桿中心定位在平臺(tái)上多層布置的鉆桿的頂部，也就是說(shuō)，該鉆桿在該平臺(tái)縱向軸線附近。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，這個(gè)步驟由本發(fā)明的手持式牽引插塞旋轉(zhuǎn)器以前述的方式來(lái)輔助執(zhí)行。

一旦牽引插塞被完全緊固到鉆桿，鉆機(jī)的主絞盤(pán)被開(kāi)動(dòng)以從平臺(tái)上拉動(dòng)鉆桿并同時(shí)抬升鉆桿，首先從箱形端開(kāi)始，將其傳送經(jīng)過(guò)絞纜鉆桿導(dǎo)向裝置，該絞纜鉆桿導(dǎo)向裝置沿著伸長(zhǎng)構(gòu)架適當(dāng)移動(dòng)以使其一直與鉆桿保持接觸，絞纜鉆桿導(dǎo)向裝置完全朝著桅桿沿著伸長(zhǎng)構(gòu)架向上移動(dòng)至最大行程點(diǎn)，直至該鉆桿被抬升到在組裝時(shí)鉆桿與鉆柱對(duì)齊的點(diǎn)。

對(duì)于將鉆桿從鉆機(jī)上降下，其步驟與上述的相同，但是順序相反。

為便于對(duì)上述構(gòu)思的理解，參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

在附圖中：

圖1描述了本發(fā)明的半自動(dòng)鉆桿處理設(shè)備的軸測(cè)圖，圖中具體示出了各元件的布置。

圖2描述了本發(fā)明的半自動(dòng)鉆桿處理設(shè)備在運(yùn)行中從起重平臺(tái)上抬升鉆桿并將其運(yùn)載至鉆機(jī)桅桿時(shí)的側(cè)面圖，圖中具體示出鉆桿連接至牽引插塞和絞纜之時(shí)該絞纜穿過(guò)鉆桿絞纜導(dǎo)向裝置的階段。

圖3描述了圖2中的系統(tǒng)，具體示出鉆桿從起重平臺(tái)上進(jìn)一步抬升并向上傾斜時(shí)的階段。

圖4描述了圖2中的系統(tǒng)，具體示出鉆桿更進(jìn)一步的抬升和向上傾斜并被置于鉆桿絞纜導(dǎo)向裝置上時(shí)的階段，其沿著伸長(zhǎng)構(gòu)架移動(dòng)以同鉆桿一直保持接觸，鉆桿實(shí)際上將會(huì)被抬升至脫離平臺(tái)且牽引插塞抵達(dá)其安置在鉆機(jī)桅桿上的點(diǎn)。

圖5描述了圖2中的系統(tǒng)，具體示出鉆桿到達(dá)桅桿上的最終位置并將與鉆機(jī)的驅(qū)動(dòng)頭連接時(shí)的階段。

圖6描述了根據(jù)本發(fā)明的牽引插塞旋轉(zhuǎn)器與牽引插塞的結(jié)合件的軸測(cè)圖。

圖7描述本發(fā)明的鉆桿處理系統(tǒng)的軸測(cè)圖，具體示出在鉆桿和本發(fā)明的牽引插塞旋轉(zhuǎn)器與牽引插塞的結(jié)合件嚙合時(shí)各元件的位置。

具體實(shí)施方式

參照附圖，其示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，其中區(qū)分了下列組成元件：

●鉆桿處理系統(tǒng)1

●鉆桿2

●鉆機(jī)3

●頂部驅(qū)動(dòng)4

●桅桿5

●主絞盤(pán)6

●絞纜7

●牽引插塞8

●適配器9

●桿旋轉(zhuǎn)器10

●平臺(tái)11

●縱向軸線12

●平臺(tái)的第一端或近端13

●平臺(tái)的第二端或遠(yuǎn)端14

●平臺(tái)側(cè)部15

●起重頂桿16

●軌道17

●鉆桿處理設(shè)備18

●伸長(zhǎng)構(gòu)架19

●高架水平梁20

●鉆桿絞纜導(dǎo)向裝置21

●開(kāi)槽行進(jìn)滾輪22

●滑架23

●手持式牽引插塞旋轉(zhuǎn)器24

●齒輪25

●夾爪26

●把手27

●凸耳28

●平衡懸掛機(jī)構(gòu)29

●樞轉(zhuǎn)支撐臂組件30

●拉纜31

●花鍵32

在圖1中，起重平臺(tái)11被描述為安置在四個(gè)起重頂桿16上，每個(gè)邊角一個(gè)，并且具有許多鉆桿2，所述鉆桿2以多層布置的方式堆垛在起重平臺(tái)11的頂板上。所示的平臺(tái)安裝在軌道17上，并且該平臺(tái)是自推進(jìn)的，以便于實(shí)地安裝和在支撐拖車(chē)上運(yùn)輸。然而，這種情況可以不是必須的，因?yàn)楸景l(fā)明可以使用任何合適的自推進(jìn)或非自推進(jìn)鉆桿平臺(tái)。

本發(fā)明的半自動(dòng)鉆桿處理設(shè)備18的伸長(zhǎng)構(gòu)架19被支撐在橫向高架水平梁20上，該橫向高架水平梁以懸臂的方式從起重平臺(tái)11的第一端13的起重頂桿16中的一個(gè)凸出。該設(shè)備的鉆桿和絞纜導(dǎo)向裝置21包括安裝在滑架23上沿著伸長(zhǎng)構(gòu)架19滑動(dòng)的開(kāi)槽行進(jìn)滾輪22。

參照?qǐng)D2至圖5，根據(jù)本發(fā)明的鉆桿處理設(shè)備18被示出，與具有頂部驅(qū)動(dòng)器4的鉆機(jī)3一起運(yùn)行。如本發(fā)明所要求的，鉆機(jī)3還具有主絞盤(pán)6和帶有適配器9的牽引插塞8。在圖中示出的本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，鉆機(jī)包括安裝在拖車(chē)上的鉆桅5，其中該桅桿其上安裝有桿旋轉(zhuǎn)器10，桿旋轉(zhuǎn)器10用于解扣操作并因此確定鉆柱中心線(未示出)。

圖中的細(xì)長(zhǎng)起重平臺(tái)11被放置成其第一端13靠近于鉆機(jī)3以用于運(yùn)行，鉆桿2以縱向多層布置的方式被堆垛在所述平臺(tái)上，其中該鉆桿的箱形端位于該平臺(tái)的近端，面向鉆機(jī)3。首先，伸長(zhǎng)構(gòu)架19被調(diào)整到高架水平梁20上的位置內(nèi)，伴隨著平臺(tái)11的位置緊接著鉆機(jī)3，使得朝向鉆桅5處于最大行程的鉆桿絞纜導(dǎo)向裝置21能夠沿著伸長(zhǎng)構(gòu)架19與鉆柱中心線對(duì)齊，從而使鉆柱的裝配成為可能。而后，來(lái)自鉆機(jī)3的所需的適配器和具有牽引插塞8的主絞纜7一起經(jīng)過(guò)鉆桿導(dǎo)向裝置21和絞纜的開(kāi)槽行進(jìn)滾輪22。

為了將鉆柱從該平臺(tái)運(yùn)載至鉆機(jī)的桅桿，需執(zhí)行以下步驟：

1、絞纜鉆桿導(dǎo)向裝置21最初被配置于所述平臺(tái)近端的豎直上方。然后，將具有適配器9的牽引插塞8擰入鉆桿的箱形端，該鉆桿被中心地定位在所述平臺(tái)上多層布置的鉆桿的頂部(圖2)。

2、一旦牽引插塞8被完全緊固住，主絞盤(pán)6被開(kāi)動(dòng)，使得所選的鉆桿2通過(guò)該桿的箱形端(圖3)被從平臺(tái)11上抬升，直至牽引插塞和鉆桿經(jīng)過(guò)絞纜鉆桿導(dǎo)向裝置21的行進(jìn)滾輪22的凹槽，然后所選的鉆桿2在被主絞盤(pán)朝著桅桿方向拉動(dòng)的同時(shí)，也被進(jìn)一步抬升，從而將該鉆桿運(yùn)載到鉆機(jī)處。這種操作與絞纜鉆桿導(dǎo)向裝置21協(xié)同執(zhí)行，該絞纜鉆桿導(dǎo)向裝置21根據(jù)需要沿著伸長(zhǎng)構(gòu)架21朝向鉆機(jī)移動(dòng)，以隨時(shí)支撐并維持和鉆桿的接觸。

3、主絞盤(pán)6繼續(xù)拉動(dòng)并抬升鉆桿，直至牽引插塞與鉆機(jī)桅桿(圖4)接觸且鉆桿被抬升離開(kāi)該平臺(tái)，其單獨(dú)被懸掛在絞纜7上且由絞纜鉆桿導(dǎo)向裝置21支撐。

4、隨著主絞盤(pán)6持續(xù)抬升和拉動(dòng)該鉆桿，絞纜鉆桿導(dǎo)向裝置21漸漸地完全朝著桅桿5沿著伸長(zhǎng)構(gòu)架19移動(dòng)至最大行程點(diǎn)，這將使鉆桿2與用于組裝鉆柱的鉆柱中心線對(duì)齊(圖5)。

5、在組裝鉆桿和鉆柱中，該鉆桿通過(guò)主絞盤(pán)6被降低到桅桿中，并通過(guò)鉆桿旋轉(zhuǎn)器10在其銷螺紋端擰入至現(xiàn)有鉆柱中。然后，鉆桿2還被降低經(jīng)過(guò)絞纜鉆桿導(dǎo)向裝置21，隨同鉆柱一起下降至孔中，使得帶有適配器9的牽引插塞8可以通過(guò)鉆桿旋轉(zhuǎn)器10或其它裝置移除。隨后，帶有適配器9的牽引插塞8被主絞盤(pán)6抬升，并被垂直地布置在平臺(tái)11近端上方，將另一個(gè)桿從所述平臺(tái)運(yùn)載至所述鉆機(jī)。

根據(jù)需要，多次重復(fù)這些工序。

為了將鉆桿從鉆機(jī)運(yùn)載至平臺(tái)，其反向過(guò)程按照如下描述進(jìn)行執(zhí)行：

1、首先，絞纜鉆桿導(dǎo)向裝置21被配置在沿著伸長(zhǎng)構(gòu)架朝向桅桿的最大行程的點(diǎn)上，其中主絞纜和牽引插塞以及所需的適配器一起通過(guò)開(kāi)槽行進(jìn)滾輪。將絞纜和具有適配器的牽引插塞下降，并在鉆柱旋轉(zhuǎn)器10的幫助下擰入鉆桿的箱形端，其中該鉆桿位于鉆柱的頂部。

2、然后，將鉆桿2與主絞盤(pán)一起抬升，直至鉆桿2可以從鉆柱上用鉆桿旋轉(zhuǎn)器10或其它裝置擰下。一旦被擰下，鉆桿被抬升離開(kāi)鉆柱并抬升到其被支撐在行進(jìn)滾輪上的高度。

3、隨后，降低鉆桿，并將其運(yùn)載至起重平臺(tái)，其中主絞盤(pán)把持著桿的箱形端，而鉆桿導(dǎo)向裝置21沿著所述伸長(zhǎng)構(gòu)架往該平臺(tái)的方向上移動(dòng)，在此過(guò)程中，絞纜鉆桿導(dǎo)向裝置朝向該平臺(tái)拉動(dòng)該桿。在此過(guò)程中，在鉆桿被懸吊在牽引纜上并被支撐在絞纜鉆桿導(dǎo)向裝置21上時(shí)，牽引插塞與鉆機(jī)桅桿接觸。然后，隨著該鉆桿的銷端接近平臺(tái)并最終通過(guò)重力落在平臺(tái)上時(shí)，該桿被移動(dòng)離開(kāi)鉆機(jī)桅桿。縱觀這整個(gè)階段，行進(jìn)滾輪按照要求沿著伸長(zhǎng)構(gòu)架19朝向起重平臺(tái)移動(dòng)，以隨時(shí)保持與所述鉆桿接觸。

4、一旦鉆桿的螺紋銷端下降到該平臺(tái)(或已經(jīng)堆垛在該平臺(tái)上的鉆桿的頂部)，該桿將通過(guò)重力朝著該平臺(tái)的第二端或遠(yuǎn)端滑動(dòng)，直至行進(jìn)滾輪到達(dá)該平臺(tái)近端垂直上方的點(diǎn)，該鉆桿的銷端便到達(dá)該平臺(tái)的第二端，然后該桿也最終完全落到該平臺(tái)上。

5、在該鉆桿完全安置在該平臺(tái)上時(shí)，牽引插塞及其所需的適配器被擰下，然后絞纜和牽引插塞被重新布置在桅桿上，以便鉆柱頂部的下一個(gè)桿通過(guò)絞纜鉆桿導(dǎo)向裝置21向桅桿移動(dòng)返回。

在圖6中，描述了一種根據(jù)本發(fā)明的手持式牽引插塞旋轉(zhuǎn)器24與牽引插塞8的組合體的實(shí)例，其中適配器9附接到牽引插塞8。該旋轉(zhuǎn)器的齒輪25與牽引插塞8的花鍵32嚙合，旋轉(zhuǎn)器的夾爪26是張開(kāi)的并準(zhǔn)備夾取鉆桿。把手27用于操縱該旋轉(zhuǎn)器，使其從靜止位置旋轉(zhuǎn)牽引插塞，并從運(yùn)行位置將該牽引插塞從鉆桿上擰出。該旋轉(zhuǎn)器能通過(guò)其頂部的凸耳28懸掛在合適的結(jié)構(gòu)上。

從圖7(示出了根據(jù)本發(fā)明的桿處理系統(tǒng)1)中可以看出，用于懸吊牽引插塞旋轉(zhuǎn)器24的樞轉(zhuǎn)支撐臂組件30被顯示安裝在平臺(tái)11的對(duì)面?zhèn)?，其中該?duì)面?zhèn)劝惭b有伸長(zhǎng)構(gòu)架。該臂組件30至少能夠在該平臺(tái)上方一固定高度的水平面內(nèi)移動(dòng)，使該牽引插塞旋轉(zhuǎn)器24在需要的地方被定位和使用。然而，在不偏離本發(fā)明原理的情況下，也可以使用用于支撐所述旋轉(zhuǎn)器的其它結(jié)構(gòu)。

盡管所描述的手持式牽引插塞旋轉(zhuǎn)器與牽引插塞的結(jié)合件可以用在半自動(dòng)桿處理設(shè)備中，例如本發(fā)明中的一個(gè)，但是通常情況下，它也能夠用于處理其它桿處理設(shè)備中的鉆桿，并能用于處理主絞盤(pán)和帶有適配器的牽引插塞的那種類型的鉆機(jī)。