專利名稱：將動力鉗定位于管道接頭上的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將一個動力鉗定位于管道接頭上的方法。更具體的說，是指一 種將動力鉗定位于管路中的管道接頭上的方法，當(dāng)管道接頭進(jìn)入到動力鉗的工 作區(qū)域后，動力鉗必須被移動到與管道接頭的位置相一致的位置上。 一臺與顯 示器相連接的攝像機(jī)可與管道平行移動，直至管路接頭的圖像與 一個記號相重 合。接著，信號會被傳輸至一個控制器，表明動力鉗移動到了與攝像機(jī)和管路 接頭相一致的位置上。優(yōu)選的，這個接收攝像機(jī)和動力鉗的相關(guān)位置信息的控 制器，還可以被植入程序，用來引導(dǎo)動力鉗到達(dá)該位置。本發(fā)明還涉及一個應(yīng) 用該方法的裝置。
背景技術(shù)：
在螺紋連接和拆卸管柱時，例如在地面進(jìn)行鉆井時，動力鉗被普遍應(yīng)用于螺紋 連接操作中。除了包含一個備用鉗的動力鉗之外，動力鉗在管道接頭上的定位 必須相對精確，以避免對管道的連接造成損壞，并確保上卸橾作的成功。
一段管柱可包含鉆桿或套管。在本文中，管道的定義還包含其他例如鉆環(huán)或通 常連接到管柱上的工具部件。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，動力鉗旁邊的操作人員將動力鉗引導(dǎo)到正確的位置上。還有一 種眾所周知的方法是在管柱上放置傳感器，用于指示管道接頭的位置，這樣， 動力鉗可以自動的被引導(dǎo)到正確的位置上。
美國文書2005/0 104 583描述了 一個依靠所謂的渦電流來定位管道接頭的裝 置。使用渦電流場來進(jìn)行位置測量只能提供一個大約的位置報告，這是由于在 接近管路接頭時，渦電流場會發(fā)生相對"模糊"的改變。
由于安全原因，在進(jìn)行上述操作的時候，操作人員不應(yīng)該出現(xiàn)在鉆臺的現(xiàn)場。 此外，感應(yīng)器被證明無法足夠精確地指明管道接頭的位置。其原因是，除了別 的之外，感應(yīng)器幾乎不能顧及管道部件是經(jīng)過維修的或由于其他原因而具有不 同尺寸的事實(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是改善或消除現(xiàn)有技術(shù)中的至少 一個缺點(diǎn)。
該目的是依照本發(fā)明，并通過以下描述中所陳迷的特征和以下的權(quán)利要求而實(shí) 現(xiàn)的。
將動力鉗定位于管路中的管道接頭上后，當(dāng)管道接頭進(jìn)入到動力鉗的工作區(qū)域
后，動力鉗必須被移動到與管道接頭的位置相一致的位置上， 一臺與顯示器相 連接的攝像機(jī)可與管道平行移動，其朝著管道接頭的方向移動，直至管路接頭 的圖像與一個記號相重合。接著，信號會被傳輸至一個控制器，表明動力鉗移 動到了與攝像機(jī)和管路接頭相一致的位置上，更優(yōu)選的，這個接收攝像機(jī)和動 力鉗的相關(guān)位置信息的控制器，還可以被植入程序，用來引導(dǎo)動力鉗到達(dá)該位 置。
這個更優(yōu)選的出現(xiàn)在顯示器上的記號，可以是例如顯示器中，攝像機(jī)光學(xué)部件 上的十字準(zhǔn)線，或是一個電子脈沖記號。
優(yōu)選的，這個朝向管柱的攝像機(jī)可以依靠一個傳動裝置沿著一個導(dǎo)向裝置移動。 該導(dǎo)向裝置被緊固在一個相對于動力鉗來說是固定高度的位置上。該傳動裝置 可以是一個連結(jié)到一個進(jìn)給螺桿上的電動馬達(dá)，也可以是一個液壓缸。該傳動 裝置由一個第一傳感器控制，更優(yōu)選的，通過控制器。
這個能夠顯示管柱在攝像機(jī)當(dāng)前垂直高度上的圖像的顯示器，被置于靠近第一 傳感器附近，以便讓操作人員基于顯示器上的圖像來對第 一傳感器進(jìn)行操作。
優(yōu)選的，當(dāng)從第一傳感器上接收到，表明攝像機(jī)達(dá)到管道接頭上的正確位置的 信息后，控制器會自動引導(dǎo)動力鉗到達(dá)管道接頭上的期望位置。
本發(fā)明的方法和裝置提供了一個可靠的，能夠遠(yuǎn)程控制的和相對節(jié)約成本的， 將動力鉗定位在管道接頭上的解決方案。


以下描迷了在所附的圖示中所闡述的 一個首選的方法和實(shí)施例的非限定的示 例，其中
圖1是一個動力鉗處于閑置狀態(tài)下的圖解示意圖，而管道接頭被置于動力鉗的 工作區(qū)域內(nèi)；
圖2類似于圖1,不同的是一個攝像機(jī)被移動到與管道接頭的高度相一致的位 置上，所連接的顯示器上的管道接頭的圖像與顯示器上的記號重合；
圖3是一個當(dāng)動力鉗移動到與攝像機(jī)的位置相一致的位置上的圖解示意圖，動 力鉗處于一個于管道接頭上的期望位置。
具體實(shí)施例方式
在圖示中，1指的是一個沿著圓柱6垂直運(yùn)動的，由一個動力鉗2和一個備鉗4 以聯(lián)合形式或是以分離形式組成的集合。圓柱6被安裝在一個基座8上，集合 1的整體能被放置在鉆臺IO之上。
管柱12在集合1之內(nèi)延伸穿過。動力鉗2和備鉗4共同被用于裝上和卸下管柱
12上的管道接頭14，這是通過以下方法實(shí)現(xiàn)的，將鉗2, 4置于管道接頭"的 不同部分上，并緊抓住管道，動力鉗2以預(yù)期的方向旋轉(zhuǎn)管柱12的上部，同時 備鉗4抓住管柱12的其余部分使其靜止。
一臺通過線路20連接著顯示器18的攝像機(jī)16指向管柱12，顯示器18顯示管 柱的12的圖像。
攝像機(jī)16是可以被移動的，更優(yōu)選的是依靠一個導(dǎo)向裝置22平行于管柱12進(jìn) 行移動。攝像機(jī)16由一個第一傳感器24, —個可編程的控制器26和一個馬達(dá) 28依靠一個進(jìn)給螺桿來(未畫出)進(jìn)行控制的。線路30將第一傳感器24和馬 達(dá)28連接到控制器26上。
馬達(dá)28配有一個第二傳感器32,以眾所周知的方式被用于向控制器26傳遞信 號，這樣控制器26可以保持對攝像機(jī)16相對位置的追蹤。
控制器26通過線路34連接到動力鉗2和備鉗4之上?？刂破?6用于控制鉗2, 4沿著圓柱6的移動，同時依靠從第三傳感器36和第四傳感器38發(fā)出的信號 來保持對鉗2， 4的相對位置的追蹤。
當(dāng)管柱12的管道接頭14位于鉗2, 4的工作區(qū)域中時，見圖1，第一傳感器開 始運(yùn)行，于是攝像機(jī)16朝著管道接頭14的方向移動，直到管道接頭14,更確 切的說是管道接頭14的上下部之間的可見縫隙與顯示器18上的記號40重合， 見圖2。
接著， 一個信號會通過第一傳感器24被傳輸?shù)娇刂破?6中，指導(dǎo)鉗2， 4沿著 管柱12移動到與攝像機(jī)16的位置相一致的位置上，更優(yōu)化的是自動進(jìn)行移動。 這個位置與管道接頭14的位置相一致，見圖3，于是管柱部件可以從管柱12 上以眾所周知的方式被分離開。
權(quán)利要求
1.一種將動力鉗(2)定位于管柱(12)中的管道接頭(14)上的方法，當(dāng)管道接 頭(14)進(jìn)入到動力鉗(2)的工作區(qū)域后，動力鉗(2)必須被移動到與管道 接頭(14)的位置相一致的位置上，其特征是一臺與顯示器(18)相連接的攝 像機(jī)(16)可平行于管柱(12)進(jìn)行移動，直至管路接頭(14)的圖像與一個 記號(40)相重合，于是，一個信號會被傳輸至一個控制器(26)，表明動力鉗 (2)移動到了與攝像機(jī)(16)以及管路接頭(14)相一致的位置上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求(1 )所述的一個方法，其特征為接收攝像機(jī)(16 )和動力鉗(2 ) 相對位置的信息的控制器(26)，可自動的將動力鉗(2)引導(dǎo)到正確的位置上。
3. —個用于管柱(12)中的管道接頭(14)上的動力鉗(2)的定位裝置，當(dāng)管道 接頭(")進(jìn)入到動力鉗(2)的工作區(qū)域后，動力鉗(2)必須被移動到與管 道接頭(14)的位置相一致的位置上，其特征是該定位裝置包含一臺與顯示器(18)相連接的，可平行于管柱(12)進(jìn)行移動，并直至管路接頭(14)的圖 像與顯示器(18)中一個記號(40)相重合的攝像機(jī)(16),該裝置中還有一個 連接到控制器(26)上的，服務(wù)于動力鉗(2)的第一傳感器(24)，被用于向 控制器(26)傳輸信號，從而將動力鉗(2)移動至與管道接頭(14)的位置相 一致的位置上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所迷的一個定位裝置，其特征為攝像機(jī)(16)可依靠一個傳動 裝置進(jìn)行移動。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一個定位裝置，其特征為攝像機(jī)(16)可依靠一個電動 馬達(dá)進(jìn)行移動。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一個定位裝置，其特征為攝像機(jī)(16)可依靠一個液壓 缸進(jìn)行移動。
全文摘要
一種將動力鉗2定位于管柱12中的管道接頭14上的方法和裝置，當(dāng)管道接頭14進(jìn)入到動力鉗2的工作區(qū)域后，動力鉗2必須被移動到與管道接頭14的位置相一致的位置上，一臺與顯示器18相連接的攝像機(jī)16可平行于管道12進(jìn)行移動，直至管路接頭14的圖像與顯示器18上的一個記號40相重合，于是，信號會被傳輸至一個控制器26，表明動力鉗2需要被移動到與攝像機(jī)16和管路接頭14相一致的位置上。
文檔編號E21BGK101365859SQ200680044026
公開日2009年2月11日 申請日期2006年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月25日
發(fā)明者黑格-魯本·哈瑟 申請人:V-技術(shù)有限責(zé)任公司