本發(fā)明涉及特別是油氣生產(chǎn)領(lǐng)域中用于支承諸如管的筒形構(gòu)件的設(shè)備。

背景技術(shù)：

在鉆探工業(yè)中，通常實(shí)踐是用不同容量的起重機(jī)升降諸如鉆頭系統(tǒng)的不同類型的管以及生產(chǎn)管材。起重機(jī)的內(nèi)徑和構(gòu)造專門設(shè)計(jì)成與待處置的管的工具接頭為精確相互裝配關(guān)系。

實(shí)現(xiàn)具有不同外徑管的支承的起重機(jī)在專利公開文獻(xiàn)US4361940A中示出。該設(shè)備具有承載結(jié)構(gòu)，所述承載結(jié)構(gòu)限定用于接收管的中心開口。為了保持管，設(shè)置能夠移動(dòng)的夾持元件。夾持元件是能夠移動(dòng)的豎直的缸-活塞結(jié)構(gòu)，所述缸-活塞結(jié)構(gòu)位于所述承載結(jié)構(gòu)中并且通過水平定向的桿件作用在所述夾持元件上。

在專利公開文獻(xiàn)CN 203382753中公開了用于支承筒形構(gòu)件的另一種設(shè)備。該設(shè)備的夾持元件也通過豎直的缸-活塞結(jié)構(gòu)被移動(dòng)，所述豎直的缸-活塞結(jié)構(gòu)定位在本體內(nèi)，通過水平的桿件作用在夾持元件上。夾持元件具有楔形的形狀，并且沿著相對(duì)于豎直軸線傾斜的承載結(jié)構(gòu)表面移動(dòng)。

在專利公開文獻(xiàn)US 7762343B2中公開了一種用于支承筒形構(gòu)件的設(shè)備，其具有夾持元件。夾持元件通過位于承載結(jié)構(gòu)中的豎直的缸-活塞結(jié)構(gòu)被移動(dòng)，所述豎直的缸-活塞結(jié)構(gòu)通過水平的桿件作用在夾持元件上。

在專利公開文獻(xiàn)US 8720589B2中，公開了一種經(jīng)由形狀配合方式(positive form fit)保持管的設(shè)備。用于保持管的承載結(jié)構(gòu)的能夠?qū)Ш降谋３制魍ㄟ^缸-活塞結(jié)構(gòu)被致動(dòng)，所述缸-活塞結(jié)構(gòu)位于承載結(jié)構(gòu)中并通過水平的桿件作用在夾持元件上。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

考慮到以上內(nèi)容，本發(fā)明的實(shí)施例的目的在于提供上述設(shè)備的至少一種替代，提供一種背景技術(shù)部分中那種類型的設(shè)備，其更加高效地施加夾持力，從而設(shè)備能夠相應(yīng)地施加更高的夾持力和/或被設(shè)計(jì)具有更輕的重量和/或減小的功率輸入，并且提供了更簡單、更經(jīng)濟(jì)以及更健壯構(gòu)造的夾持機(jī)構(gòu)。

該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備得以實(shí)現(xiàn)。在本申請(qǐng)中，術(shù)語“筒形構(gòu)件”將被概括地且寬廣地用于指代任何細(xì)長的構(gòu)件，該細(xì)長的構(gòu)件被能夠釋放地保持在設(shè)備中，其特別地可以包括管、筒、實(shí)心或空心桿、工具軸或柄、或任何其它細(xì)長的構(gòu)件。

根據(jù)本發(fā)明，特別在油氣生產(chǎn)領(lǐng)域中用于支承諸如管的筒形構(gòu)件的設(shè)備包括：

承載結(jié)構(gòu)，所述承載結(jié)構(gòu)能夠機(jī)械地附接至一搬運(yùn)設(shè)備、沿著一軸線圍繞著一中心開口環(huán)形延伸、并具有約束/界定所述中心開口的內(nèi)周表面，其中所述內(nèi)周表面以相對(duì)于所述軸線的錐角錐形地延伸；

多個(gè)夾持元件，所述夾持元件在所述中心開口中相對(duì)于所述承載結(jié)構(gòu)能夠移動(dòng)地布置，每個(gè)所述夾持元件在其徑向外側(cè)上具有傾斜的表面，所述傾斜的表面相對(duì)于所述軸線以所述錐角傾斜、并被構(gòu)造和布置成沿著所述內(nèi)周表面滑動(dòng)，并且其中每個(gè)所述夾持元件具有與所述軸線平行的夾持表面；以及

多個(gè)直線致動(dòng)器，每個(gè)所述直線致動(dòng)器各自具有第一致動(dòng)器部件和第二致動(dòng)器部件，所述第一致動(dòng)器部件和所述第二致動(dòng)器部件能夠沿著致動(dòng)軸線相對(duì)于彼此直線地被驅(qū)動(dòng)，所述致動(dòng)軸線相對(duì)于所述軸線以所述錐角傾斜，所述第一部件附接至所述承載結(jié)構(gòu)，所述第二部件附接至相應(yīng)一個(gè)所述夾持元件，所述第一部件和所述第二部件都位于相應(yīng)的夾持元件的傾斜的表面的凹部中。

上述描述的結(jié)構(gòu)提供了在承載結(jié)構(gòu)內(nèi)并相對(duì)于承載結(jié)構(gòu)的夾持元件的高精度且高可裝載性以及健壯的引導(dǎo)和致動(dòng)。因?yàn)橹本€致動(dòng)器沿著錐角傾斜并且它們定位在夾持元件內(nèi)，所以它們可以施加最佳的行程或保持致動(dòng)力以及最終的最佳徑向夾持或保持力?？梢允÷詾榱藢⒅本€致動(dòng)器與夾持元件相連的諸如桿件的附屬元件。也就是說，直線致動(dòng)器將致動(dòng)力相應(yīng)地沿著錐角的方向施加至每個(gè)夾持元件，并且相應(yīng)的夾持元件沿著承載結(jié)構(gòu)的錐形縮窄的內(nèi)周表面滑動(dòng)，該表面也相應(yīng)地以該錐角傾斜。因而，所施加的致動(dòng)力平滑地并最佳地驅(qū)動(dòng)夾持元件沿著錐角滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，而徑向運(yùn)動(dòng)分量致使夾持元件的夾持力作用到穿過起重機(jī)的中心開口縱向延伸的筒形構(gòu)件上。此外，上述結(jié)構(gòu)顯著地減小或甚至防止了直線致動(dòng)器的扭轉(zhuǎn)或傾斜。因此，直線致動(dòng)器可以被設(shè)計(jì)并被構(gòu)造成具有更輕的重量和/或施加更高的夾持力和/或需要減小的輸入致動(dòng)功率。附加地，因?yàn)橹本€致動(dòng)器定位在滑動(dòng)件上，所以承載結(jié)構(gòu)可以被制造成更加緊密地布置，這使得中心開口更大，并且因而使得更大的管由未改變的外承載結(jié)構(gòu)延伸而支承。應(yīng)當(dāng)注意到，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備1并不限于升高和降低操作。一個(gè)示意性替代的應(yīng)用是使用根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備1來將管道的筒形元件彼此抵靠地保持和擠壓，從而產(chǎn)生焊接接頭。因而，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備1還可以是焊接機(jī)的一部分。作為焊接機(jī)的一部分，根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)設(shè)備可以被提供，每個(gè)設(shè)備保持一個(gè)筒形構(gòu)件。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，直線致動(dòng)器是缸-活塞結(jié)構(gòu)，所述第一部件是缸，所述第二部件是活塞，所述活塞能夠沿著所述致動(dòng)軸線在所述缸內(nèi)能夠移動(dòng)地被引導(dǎo)，并且所述活塞通過保持元件附接至所述夾持元件，所述保持元件沿著所述致動(dòng)軸線穿過所述活塞桿延伸。諸如液壓缸-活塞結(jié)構(gòu)的缸-活塞結(jié)構(gòu)是可靠的，健壯致動(dòng)的并施加高致動(dòng)力。因?yàn)楸３衷┻^活塞桿延伸，所以有助于夾持元件的替換?；旧希瑑H僅保持元件必須被取下，以松動(dòng)缸-活塞結(jié)構(gòu)與對(duì)應(yīng)的夾持元件之間的連接。

為了確保缸處于其期望的組裝位置，每個(gè)缸具有形狀配合元件，所述形狀配合元件與所述承載結(jié)構(gòu)的對(duì)立元件接合。此外，形狀配合接合防止了缸的相對(duì)移動(dòng)。

附加地，所述缸通過螺釘被固定至所述承載結(jié)構(gòu)，所述螺釘與所述形狀配合元件螺紋接合。

優(yōu)選地，每個(gè)活塞將相應(yīng)的缸空間分成第一壓力室和第二壓力室。各壓力室優(yōu)選具有同樣的體積以及同樣的行程長度，并因而實(shí)現(xiàn)了容易致動(dòng)。

缸-活塞結(jié)構(gòu)的致動(dòng)可以更加容易，如果所述缸-活塞結(jié)構(gòu)串聯(lián)連接從而從一個(gè)缸-活塞結(jié)構(gòu)的第一壓力室壓出的流體被壓入到隨后的缸-活塞結(jié)構(gòu)的第二壓力室的話，并且反之亦然。因?yàn)檫@種主-從-致動(dòng)，所以可以省略為了連接夾持元件的機(jī)械機(jī)構(gòu)。所有缸-活塞結(jié)構(gòu)可以通過流體泵并通過僅僅一個(gè)四位兩通閥被致動(dòng)，因?yàn)榱黧w被依次供應(yīng)經(jīng)過所有的缸-活塞結(jié)構(gòu)。

每個(gè)缸-活塞結(jié)構(gòu)的壓力室通過具有縮窄開口的旁通管道彼此相連。由此，在各缸-活塞結(jié)構(gòu)并非同步的情況下，首先可以自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)各夾持元件在軸向運(yùn)動(dòng)和徑向運(yùn)動(dòng)中的同步。因而，提供了重置的功能。其次，經(jīng)由旁通管道，流體泄漏被自動(dòng)地補(bǔ)償。由于相對(duì)于引至/出壓力室的流體管道的收窄的開口，防止了缸-活塞結(jié)構(gòu)全都被旁通。

在一個(gè)實(shí)施例中，閥元件位于每個(gè)旁通管道中，防止在夾持元件向下移動(dòng)時(shí)流體流經(jīng)旁通管道。由此，在降低夾持元件的過程中并且在抓持筒形構(gòu)件的過程中，防止了旁通流。因而，確保了必要的保持力/工作壓力可以被施加至夾持元件從而保持筒形構(gòu)件。附加地，由于閥元件的這種定向，所以確保了夾持元件在它們向下移動(dòng)之前在同一上高度位置處開始，因而使得待保持的筒形構(gòu)件對(duì)中。優(yōu)選的閥元件是單向閥。

然而，在另一實(shí)施例中，在每個(gè)旁通管道中定位一閥元件，防止在夾持元件向上升高時(shí)流體流經(jīng)旁通管道。由此，在降低夾持元件時(shí)可以建立一種壓力釋放，因?yàn)閴毫α黧w可以旁經(jīng)相應(yīng)的缸-活塞結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的閥元件是單向閥。

為了產(chǎn)生緊湊的缸，優(yōu)選的是在降低操作中和在搬運(yùn)操作中采用整個(gè)行程長度。為了使得流體流至處于結(jié)束位置的活塞的壓力側(cè)，每個(gè)活塞在其外周表面上具有至少一個(gè)倒角，提供了流體能夠被泵到壓力室內(nèi)的最小體積。

出于安全的原因，有利的是產(chǎn)生體現(xiàn)夾持元件處于降低位置或升高位置的第一和第二信號(hào)。優(yōu)選地，兩個(gè)開關(guān)或傳感器型元件針對(duì)每個(gè)夾持元件專用，其中一個(gè)開關(guān)在相應(yīng)的夾持元件下降時(shí)產(chǎn)生信號(hào)，另一個(gè)開關(guān)在相應(yīng)的夾持元件上升時(shí)產(chǎn)生信號(hào)。

本發(fā)明的其它有利實(shí)施例是其它從屬權(quán)利要求的主題。

附圖說明

以下，參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備處于關(guān)閉位置的立體圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備處于打開位置的立體圖；

圖3示出了通過夾持元件及其缸-活塞結(jié)構(gòu)的剖視圖；

圖4示出了四個(gè)缸-活塞結(jié)構(gòu)在被降低時(shí)的連接體系；

圖5示出了四個(gè)缸-活塞結(jié)構(gòu)在被升高時(shí)的連接體系；并且

圖6示出了通過缸-活塞結(jié)構(gòu)之一的活塞的剖視圖。

具體實(shí)施方式

在圖1和2中，示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備1的實(shí)例，其分別處于關(guān)閉位置(圖1)和打開位置(圖2)。設(shè)備1被用于在水上和陸地油氣鉆探平臺(tái)上升高、降低和保持諸如管的筒形構(gòu)件。在鉆探技術(shù)中，這種設(shè)備1大體上是所謂的起重機(jī)(elevator)。應(yīng)當(dāng)注意到的是，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備1并不限于升高和降低操作。示意性替代的應(yīng)用是使用根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備1來將管線的各筒形元件彼此相對(duì)地保持和擠壓，從而產(chǎn)生焊接接頭。因而，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備1也可以是焊接機(jī)的一部分。

為了將設(shè)備1機(jī)械地附接至鉆探平臺(tái)的未示出的搬運(yùn)或升高系統(tǒng)，設(shè)備在相對(duì)兩側(cè)上具有兩個(gè)外耳形保持元件2、3。每個(gè)保持元件限定了用于接收升降系統(tǒng)的連接桿等的開口4。優(yōu)選地，各保持元件具有能夠樞轉(zhuǎn)的鎖定臂5，從而周向地打開和關(guān)閉開口。

設(shè)備1具有承載結(jié)構(gòu)6，所述承載結(jié)構(gòu)包括起重機(jī)本體8以及兩個(gè)門10、12，所述兩個(gè)門在相對(duì)側(cè)上通過鉸鏈14、16能夠樞轉(zhuǎn)地連接至起重機(jī)本體8。承載結(jié)構(gòu)6沿著軸線圍繞著中心開口18環(huán)形地延伸。門10、12能夠相對(duì)于起重機(jī)本體8在關(guān)閉位置(圖1)與打開位置(圖2)之間被移動(dòng)。在關(guān)閉位置，門10、12通過共用的鎖具19并通過未示出的鎖定裝置被鎖定，所述未示出的鎖定裝置防止了它們的未期望的打開。在打開位置，中心開口18在周向上被打開，并且筒形構(gòu)件能夠相對(duì)于中心開口18的軸線20徑向地被插入到中心開口18中。門10、12附接至起重機(jī)本體8，以使得中心開口18能夠在180°的周向角度范圍內(nèi)被打開。因而，每個(gè)門10、12在60°的周向區(qū)域內(nèi)延伸。門10、12的以及鎖定裝置的移動(dòng)優(yōu)選地以液壓的方式實(shí)現(xiàn)。

在中心開口18中，在承載結(jié)構(gòu)6的內(nèi)周表面22上布置多個(gè)夾持元件24、26、28、30，所述多個(gè)夾持元件在所述中心開口18中相對(duì)于承載結(jié)構(gòu)6能夠移動(dòng)。在所示的實(shí)施例中，設(shè)置了四個(gè)相同的夾持元件24、26、28、30。各夾持元件24、26、28、30沿著周向均勻地分布。因而，兩個(gè)夾持元件26、28在承載結(jié)構(gòu)6上被引導(dǎo)，一個(gè)夾持元件24、30在一個(gè)門10、12上被引導(dǎo)。然而，應(yīng)當(dāng)清楚的是，可以設(shè)置更少或更多個(gè)夾持元件24、26、28、30。

各夾持元件24、26、28、30是所謂的滑動(dòng)件(slip)，并且能夠在降低的位置與升高的位置之間移動(dòng)。在升高的位置，夾持元件24、26、28、30徑向向外移動(dòng)，從而引入或取出筒形構(gòu)件。在降低的位置，夾持元件24、26、28、30徑向向內(nèi)移動(dòng)，從而抓握并保持筒形元件以備隨后的降低或升高操作。通過直線制動(dòng)器32、34、36、38、特別是通過液壓缸-活塞結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)夾持元件24、26、28、30的降低和升高，所述液壓缸-活塞結(jié)構(gòu)位于夾持元件24、26、28、30的凹部40中。在圖3、4和5中給出了缸-活塞結(jié)構(gòu)32、34、36、38的更詳細(xì)的說明。

為了保護(hù)夾持元件24、26、28、30免于與待搬運(yùn)的筒形構(gòu)件非期望地接觸，引導(dǎo)板42、44在承載結(jié)構(gòu)6的下側(cè)和上側(cè)上設(shè)置。如圖1和2所示，每一個(gè)起重機(jī)側(cè)設(shè)置三個(gè)引導(dǎo)板42、44，其中，門12上的引導(dǎo)板彼此形成了60°的周向角，升降機(jī)本體8上的引導(dǎo)板彼此形成了180°的周向角。引導(dǎo)板42、44具有凹形內(nèi)表面46、48，并且在處于升高位置的夾持元件24、26、28、30上徑向地延伸。在承載結(jié)構(gòu)6的關(guān)閉位置，凹形內(nèi)表面46、48形成了上內(nèi)周向引導(dǎo)表面和下內(nèi)周向引導(dǎo)表面。借助于上和下內(nèi)周向引導(dǎo)表面46、48，待處置的筒形元件將在它們被夾持元件24、26、28、30抓持之前在中心開口18中被對(duì)中。

在圖3中，示出了經(jīng)過示意性夾持元件28的橫截面。特別地，圖3示出了經(jīng)過根據(jù)圖2的右夾持元件28的橫截面。然而，應(yīng)當(dāng)提到的是以下說明并不限于這一個(gè)夾持元件28，而是代表了所有夾持元件24、26、28、30。

如圖3所示，承載結(jié)構(gòu)6的約束中心開口18的內(nèi)周表面22相對(duì)于所述軸線20以錐角α錐形地縮窄。

夾持元件28具有楔形橫截面。在所述夾持元件的徑向外側(cè)上具有傾斜的表面50，所述傾斜的表面50相對(duì)于所述軸線20以所述錐角α傾斜，并且被構(gòu)造且被設(shè)置成沿著所述內(nèi)周表面22滑動(dòng)。用于接收缸-活塞結(jié)構(gòu)32、34、36、38之一的凹部40在傾斜的表面50中設(shè)置。

在徑向內(nèi)側(cè)上，夾持元件28具有與所述軸線20平行的夾持表面52。為了改善與待處置的筒形元件的接觸，設(shè)置多個(gè)楔形部54。各楔形部54在承載件56上支承，所述承載件沿著與軸線20平行的方向能夠釋放地固定至夾持表面52。

為了檢測(cè)一個(gè)夾持元件28的位置，設(shè)置下開關(guān)53和上開關(guān)55。開關(guān)53、55位于承載結(jié)構(gòu)6的下孔58和上孔60中。為了有助于承載結(jié)構(gòu)6的制造，適配元件59可以位于夾持元件28與承載結(jié)構(gòu)6之間的下開關(guān)53所在的區(qū)域內(nèi)，具有楔形的橫截面。由此，因?yàn)閮A斜的表面22由楔形的適配元件59部分地形成，所以承載結(jié)構(gòu)6可以具有下豎直表面積。為了將適配元件59固定至承載結(jié)構(gòu)6，適配元件59的后突出部61可以在承載結(jié)構(gòu)6的對(duì)應(yīng)對(duì)立凹部63中接收。在適配元件59被使用時(shí)，下孔58延伸穿過適配元件59，并且開關(guān)53至少部分地位于適配元件59中。

開關(guān)53、55例如液壓開關(guān)以接觸區(qū)段57在中心開口18中延伸出孔58、60超過內(nèi)周表面22，并且開關(guān)通過夾持元件28的致動(dòng)表面62、64被致動(dòng)。致動(dòng)表面62、64可以具有相對(duì)于夾持元件28的傾斜的表面50的傾斜的表面區(qū)域，所述傾斜的表面區(qū)域位于夾持元件28的相對(duì)端部上。如圖2所示，在夾持元件28被降低時(shí)，下致動(dòng)表面62覆蓋下孔58，因而下開關(guān)53被致動(dòng)，并且產(chǎn)生夾持元件28處于其降低位置的信號(hào)。在夾持元件28被升高時(shí)，上致動(dòng)表面62接觸上開關(guān)55，因而上開關(guān)被致動(dòng)并且產(chǎn)生夾持元件28處于其升高位置的信號(hào)。

缸-活塞結(jié)構(gòu)36具有缸66以及活塞68，它們可以沿著致動(dòng)軸線70相對(duì)于彼此直線地被驅(qū)動(dòng)，所述致動(dòng)軸線相對(duì)于所述軸線20以所述錐角α傾斜。缸66附接至承載結(jié)構(gòu)6，并且活塞68附接至夾持元件28。同時(shí)，缸66和活塞68位于夾持元件28的傾斜的表面50的凹部40中。

缸66與承載結(jié)構(gòu)6的附接通過柱形形狀配合元件72來實(shí)現(xiàn)，所述柱形形狀配合元件固定至缸68的外表面區(qū)段，并接合到承載結(jié)構(gòu)6的內(nèi)周表面22中的對(duì)立凹部73中。優(yōu)選地，形狀配合元件72被焊接至缸66的外周表面區(qū)段。附加地，缸68通過螺釘74附接至承載結(jié)構(gòu)6。螺釘74相對(duì)于夾持元件28從后部穿過承載結(jié)構(gòu)6的通孔76延伸，并且與形狀配合元件72的內(nèi)螺紋78螺合。優(yōu)選地，通孔垂直于致動(dòng)軸線70地定向。在擰緊螺釘74時(shí)，螺釘74被旋入到內(nèi)螺紋78中，并且螺釘?shù)念^部80壓靠著后向表面82。為了保護(hù)螺釘頭部80，后向表面82由壁84包圍，所述壁延伸超過頭部80。

活塞68與夾持元件28的附接通過細(xì)長的保持元件86來實(shí)現(xiàn)，所述細(xì)長的保持元件穿過沿著致動(dòng)軸線70支承活塞68的活塞桿88延伸。保持元件86在所示的實(shí)施例中是雙頭螺栓，所述雙頭螺栓穿過夾持元件28的凹部40的上孔90被供到凹部40中，并且所述雙頭螺栓的足部92在凹底96的對(duì)應(yīng)容腔94內(nèi)接收。保持元件86具有上外螺紋區(qū)段97，借助于所述上外螺紋區(qū)段，所述保持元件與上孔90的內(nèi)螺紋實(shí)現(xiàn)螺紋接合。為了避免保持元件86松脫，環(huán)形鎖定裝置99位于保持元件的頭部98與殼體102之間，所述保持元件穿過所述殼體被供到凹部40之外。殼體102由體現(xiàn)了上孔90的外表面101承載，并且與垂直于外表面101延伸的肩部103接觸。為了實(shí)現(xiàn)保持元件86的快速且容易的拆卸，殼體102以及鎖定裝置99在組裝和拆卸狀態(tài)中通過鎖定環(huán)100被保持在一起，所述鎖定環(huán)與保持元件86的在頭部98下方由殼體102覆蓋的未示出的周向槽接合。

活塞桿88延伸穿過缸66的兩個(gè)面?zhèn)?04、106，并且與凹底96以及相對(duì)的凹頂108接觸。因而，活塞桿88通過保持元件72被徑向地固定，并且通過其與凹底98和凹頂108的接觸而被軸向地固定。

活塞68是活塞桿88的一體區(qū)段。其具有圓環(huán)的形狀，并且將缸68的內(nèi)部空間分成了下壓力室110和上壓力室112。隨著夾持元件28向下處于所示的位置，下壓力室110被最小化。為了避免各壓力室110、112之間泄漏，活塞68在對(duì)應(yīng)的外周槽114中支承未示出的密封環(huán)。

兩個(gè)壓力室110、112具有同一內(nèi)徑以及同一行程長度。因而，各壓力室具有同一總體積。下壓力室110被加壓，從而將夾持元件28升高。上壓力室112被加壓，從而將夾持元件28降低。

為了將壓力流體、尤其液壓油供到壓力室110、112內(nèi)并從壓力室110、112排出，相應(yīng)地設(shè)置了兩個(gè)流體管道116、118。這兩個(gè)管道116、118在承載結(jié)構(gòu)6中設(shè)置成它們靠近缸的端面104、106地、特別地直接在缸的端面104、106的高度處進(jìn)入壓力室110、112。

管道116、118在管元件120、122中設(shè)置，所述管元件具有作為管道的縱向穿通通道、加寬的足區(qū)段124以及設(shè)有外螺紋128的頭區(qū)段126。管元件120、122在通孔130、132中接收，所述通孔平行于將缸66固定至承載結(jié)構(gòu)6的螺釘74的通孔76地穿過承載結(jié)構(gòu)6延伸。管元件120、122利用其足區(qū)段124接合在缸66與承載結(jié)構(gòu)6之間，并且通過螺母134固定至承載結(jié)構(gòu)6，所述螺母螺合在管元件的外螺紋128上。管元件120、122以其足區(qū)段124焊接至缸66的外周表面區(qū)段。因而，甚至在螺釘74的損害的不太可能的事件中，缸66通過管元件120、122被可靠地固定至承載結(jié)構(gòu)6。為了實(shí)現(xiàn)管元件120、122和缸通道136、138的預(yù)對(duì)正，承載結(jié)構(gòu)6在其相對(duì)的表面區(qū)段內(nèi)具有凹陷140、142，所述凹陷對(duì)應(yīng)于加寬的足部124。未示出的外部流體管線與流體通道116、118的機(jī)械連接通過適配元件144、146來實(shí)現(xiàn)，所述適配元件與管元件120、122的內(nèi)螺紋148為螺紋接合。夾持元件28以及外部流體管線的致動(dòng)將參照?qǐng)D4和5被描述。

如圖4所示，每個(gè)夾持元件24、26、28、30具有其各自的缸-活塞結(jié)構(gòu)32、34、36、38。缸-活塞結(jié)構(gòu)32、34、36、38串聯(lián)連接，從而從一個(gè)缸-活塞結(jié)構(gòu)32、34、36、38的下壓力室110被壓出的流體被壓入到下一個(gè)的缸-活塞結(jié)構(gòu)32、34、36、38的上壓力室112中，并且反之亦然。缸-活塞結(jié)構(gòu)32、34、36、38在端部處連接至關(guān)聯(lián)的閥元件152。

在所示的實(shí)施例中，閥元件152是4位/2通閥，借助于所述閥，流體連接可以向流體泵和流體容器打開和關(guān)閉。閥元件具有進(jìn)出口A、B、P和T。從進(jìn)出口，流體154被直接供至左缸-活塞結(jié)構(gòu)24的上壓力室112a，從進(jìn)出口B，流體管線156被直接供至右缸-活塞結(jié)構(gòu)38的下壓力室110d。進(jìn)出口P與泵相連，進(jìn)出口T與容器相連。

右缸-活塞結(jié)構(gòu)38的上壓力室112d通過流體管線158與位于其左側(cè)的相鄰的缸-活塞結(jié)構(gòu)36的下壓力室110c相連。該缸-活塞結(jié)構(gòu)36的上壓力室112c通過流體管線160與位于其左側(cè)的相鄰的缸-活塞結(jié)構(gòu)34的下壓力室110c相連。該缸-活塞結(jié)構(gòu)34的上壓力室112c通過流體管線162與位于其左側(cè)的相鄰的缸-活塞結(jié)構(gòu)32(即，與閥的進(jìn)出口A直接相連的左缸-活塞結(jié)構(gòu)32)的下壓力室110a相連。

如圖4所示，所有缸-活塞結(jié)構(gòu)的活塞68a、68b、68c、68d都被降低。因而，下壓力室110a、110b、110c、110d被最小化，并且夾持元件24、26、28、30被降低并相應(yīng)地保持筒形元件。

為了升高夾持元件24、26、28、30，閥元件152被帶到其所示的第一工作位置，在該第一工作位置，泵與進(jìn)出口B相連，并且進(jìn)出口A與容器相連。因此，流體被泵入右缸-活塞結(jié)構(gòu)38的下壓力室110d，并且該右缸-活塞結(jié)構(gòu)的活塞68d被升高。由此，該右缸-活塞結(jié)構(gòu)的上壓力室112d被最小化，并且上壓力室112d中的流體將經(jīng)由流體管線160被壓入隨后的缸-活塞結(jié)構(gòu)36的下壓力室110c中。因?yàn)楦?活塞結(jié)構(gòu)32、34、36、38串聯(lián)連接，所以該特征在隨后的缸-活塞結(jié)構(gòu)36、34、和34、32之間重復(fù)。最后，左缸-活塞結(jié)構(gòu)32的活塞68a將被升高，并且其上壓力室112a中的流體被供至容器。因?yàn)閴毫α黧w是不可壓縮的，所以所有活塞68a、68b、68c、68d以及因而所有夾持元件28被同時(shí)升高。

關(guān)于圖5，為了降低夾持元件24、26、28、30，閥元件152被帶到其第二工作位置，在該第二工作位置，泵與進(jìn)出口A相連，并且進(jìn)出口B與容器相連。因此，流體被泵入到左缸-活塞結(jié)構(gòu)32的上壓力室112a中，并且其活塞68a被降低。由此，左缸-活塞結(jié)構(gòu)的下壓力室110a將被最小化，并且下壓力室110a中的流體將經(jīng)由流體管線被壓入到隨后的缸-活塞結(jié)構(gòu)34的上壓力室112b中。因?yàn)楸?活塞結(jié)構(gòu)32、34、36、38串聯(lián)連接，所以該特征在隨后的缸-活塞結(jié)構(gòu)34、36和36、38之間重復(fù)。最后，右缸-活塞結(jié)構(gòu)38的活塞68d將被降低，并且其下壓力室110d中的流體被供至容器。因?yàn)閴毫α黧w是不可壓縮的，所以所有活塞68a、68b、68c、68d以及因而所有夾持元件28被同時(shí)地降低。

關(guān)于圖4和5，每個(gè)缸-活塞結(jié)構(gòu)32、34、36、38包括旁通管道162、164、166、168，它們將所述缸-活塞結(jié)構(gòu)的相應(yīng)的壓力室110a、112a；110b、112b；110c、112c；110d、112d彼此相連。旁通管道163、164、166、168在非同時(shí)行動(dòng)的情況中使得所有缸-活塞結(jié)構(gòu)32、34、36、38重置，并且實(shí)現(xiàn)了泄漏補(bǔ)償。每個(gè)旁通管道162、164、166、168具有縮窄的開口170，其具有比流體管線154、156、158、160更小的內(nèi)徑。由此，大體上確保了流體被供到壓力室110a、112a；110b、112b；110c、112c；110d、112d之一中且不僅經(jīng)過旁通管道163、164、166、168。

附加地，為了僅僅在夾持元件24、26、28、30的升高或降低操作的過程中實(shí)現(xiàn)缸-活塞結(jié)構(gòu)32、34、36、38的重置，在每個(gè)旁通管道163、164、166、168中可以設(shè)置閥元件172。在所示的實(shí)施例中，閥元件172是單向閥，并且被這樣地定向以使得經(jīng)過旁通管道163、164、166、168的流體連接在夾持元件24、26、28、30的降低操作的過程中被阻塞。因而，在所示的實(shí)施例中，缸-活塞結(jié)構(gòu)32、34、36、38的重置以及泄漏補(bǔ)償可以僅僅在升高操作的過程中采用。

在圖6中，示出了活塞68的細(xì)節(jié)。為了在活塞處于其結(jié)束位置(即與缸的端面104、106接觸)時(shí)使得流體作用在活塞68上，每個(gè)活塞68在其外周表面176上具有兩個(gè)相反的倒角174。在圖5中出于清楚的原因并未示出朝向上壓力室指向的倒角。倒角174限定了最小壓力室體積178，并且使得流體通過流體管道116、118進(jìn)入壓力室110、112中。

公開了一種用于諸如管的筒形構(gòu)件的支承設(shè)備，特別是用于油氣生產(chǎn)、例如深度鉆探領(lǐng)域中，其中，用于使得夾持元件移動(dòng)的多個(gè)直線致動(dòng)器的致動(dòng)軸線以用于夾持元件的滑動(dòng)表面的錐角被指向，并且直線致動(dòng)器定位在夾持元件中。

附圖標(biāo)記列表

1 設(shè)備

2 保持元件

3 保持元件

4 開口

5 鎖定臂

6 承載結(jié)構(gòu)

8 起重機(jī)本體

10 門

12 門

14 鉸鏈

16 鉸鏈

18 中心開口

19 鎖具

20 軸線

22 內(nèi)周表面22

24 夾持元件

26 夾持元件

28 夾持元件

30 夾持元件

32 直線致動(dòng)器/缸-活塞結(jié)構(gòu)

34 直線致動(dòng)器/缸-活塞結(jié)構(gòu)

36 直線致動(dòng)器/缸-活塞結(jié)構(gòu)

38 直線致動(dòng)器/缸-活塞結(jié)構(gòu)

40 凹部

42 引導(dǎo)板

44 引導(dǎo)板

46 凹形內(nèi)表面

48 凹形內(nèi)表面

50 傾斜的表面

52 夾持表面

53 開關(guān)

54 楔形部

55 開關(guān)

56 承載件

57 接觸區(qū)段

58 孔

59 適配元件

60 孔

61 突出部

62 致動(dòng)表面

63 凹陷

64 致動(dòng)表面

66 缸

68、68a、68b、68c、68d 活塞

70 致動(dòng)軸線

72 形狀配合元件

73 對(duì)立凹部

74 螺釘

76 通孔

78 內(nèi)螺紋

80 頭/螺釘頭

82 后向表面

84 壁

86 保持元件

88 活塞桿

90 上孔

92 足部

94 容腔

96 凹底

97 螺紋區(qū)段

98 頭

99 鎖定裝置

100 鎖定環(huán)

101 外表面

102 殼體

103 肩部

104 面?zhèn)?端面

106 面?zhèn)?端面

108 凹頂

110、110a、110b、110c、110d 下壓力室

112、112a、112b、112c、112d 上壓力室

114 周向槽

116 流體管道

118 流體管道

120 管元件

122 管元件

124 足區(qū)段

126 頭區(qū)段

128 外螺紋

130 通孔

132 通孔

134 螺母

136 缸通道

138 缸通道

142 凹陷

144 適配元件

146 適配元件

148 內(nèi)螺紋

150

152 閥元件

154 流體管線

156 流體管線

158 流體管線

160 流體管線

162 流體管線

163 旁通管道

164 旁通管道

166 旁通管道

168 旁通管道

170 收縮開口

172 閥元件/單向閥

174 倒角

176 外周表面

178 最小壓力室體積

α 錐角