本文公開的實施例涉及用于使重物相對于鉆臺移動的系統(tǒng)和方法。具體地，本文公開的實施例涉及可以用于在鉆機(jī)上移動并且固定貓道(例如用于在鉆臺與鉆機(jī)或鉆場下部之間運送管件的貓道)的橫移系統(tǒng)的閘裝置。

背景技術(shù)：

在鉆井操作或者鉆機(jī)維修操作中，無論是水基(海上)還是陸基鉆機(jī)，管件(例如鉆桿、立管、套管或者其它管件)通常存儲在低于鉆臺的位置處或者從低于鉆臺的位置處供應(yīng)。在一些海上鉆井操作中，管件存儲在鄰近鉆臺但低于鉆臺的管甲板上。管件從管甲板運輸?shù)姐@臺，然后可以從鉆臺運回到管甲板。可以使用“貓道”轉(zhuǎn)移管件，以使管件在管甲板和鉆臺之間移動。

在某些海上鉆機(jī)中，鉆臺可以相對于鉆機(jī)移動，以鉆多口井。因此，要求貓道移動以使管件靠近井位和/或以使貓道接近鉆臺，例如鉆臺的“井架大門”。貓道可以被支撐在一系列間隔開的梁上，這些梁形成了支撐貓道框架的有效平臺。梁的縱向長度(長度可以為大約30英尺)通常垂直于貓道的縱向長度定位，使得能夠相對于鉆臺或者井位來跨梁的縱向長度橫向推動或者拉動貓道框架。通常，通過絞盤或者液壓頂來使貓道框架移動，絞盤或者液壓頂沿著梁的縱向長度推動或者拉動貓道框架。在貓道框架不移動時，使用銷將框架緊固到梁。

為了提供穩(wěn)定的支撐面并且促進(jìn)貓道框架橫跨梁順暢移動，各梁的頂面(凸緣)必須基本共面和/或齊平。然而，由于梁的制造不規(guī)則和/或梁的安裝表面中的不規(guī)則，因此梁不能令人滿意地共面和/或齊平。因此，必須實施校平處理(例如銑削處理)來使梁校平。由于梁的尺寸和數(shù)量，因此需要銑削機(jī)，并且必須在鉆機(jī)上實施銑削處理，這要求將銑削機(jī)運送到鉆機(jī)。銑削機(jī)、運輸和銑削操作中的任意一種或者它們的組合都是成本高昂。

需要一種新式和/或改進(jìn)的用于使貓道在梁上移動的方法和設(shè)備。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在一個實施例中，提供了一種構(gòu)造成使貓道相對于梁移動的橫移系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：主體；上閘片，聯(lián)接到主體并且構(gòu)造成接觸梁的凸緣的一側(cè)；和下閘片，聯(lián)接到主體并且構(gòu)造成接觸凸緣的另一側(cè)；和促動器，聯(lián)接到上下閘片中的至少一個并且構(gòu)造成使得上下閘片在抓持凸緣的抓持位置和使得上下閘片中的一個與凸緣分開的打開位置之間移動。

在另一個實施例中，提供了一種用于轉(zhuǎn)移管件的貓道系統(tǒng)。貓道系統(tǒng)包括：用于支撐貓道的框架；梁式平臺，包括多個間隔開的梁以支撐框架；和閘裝置，其用于使框架相對于一個梁的凸緣移動。閘裝置包括：閘體，閘體包括殼體，殼體中形成有狹縫，狹縫的尺寸大于凸緣的厚度；布置在閘殼體中的上閘片和下閘片，上閘片用于接觸凸緣的一側(cè)，下閘片用于接觸凸緣的另一側(cè)；和促動器，促動器聯(lián)接到上下閘片中的至少一個，以使得上下閘片在抓持凸緣的抓持位置和使得上下閘片中的一個與凸緣分開的打開位置之間移動。

在另一個實施例中，提供了一種用于使框架相對于鉆臺移動的方法。該方法包括：提供框架；提供多個間隔開的梁以支撐框架，每個梁均具有凸緣和縱向長度，縱向長度定位成基本垂直于框架的縱向長度；和通過用閘裝置抓持一個凸緣來使框架沿著一個梁的縱向長度移動。

附圖說明

為了能夠詳細(xì)理解本公開的上述特征，可以參照實施例更加詳細(xì)描述在上文簡要總結(jié)的公開內(nèi)容，在附圖中示出了實施例中的一些。然而，應(yīng)當(dāng)注意的是附圖僅僅示出了本公開的典型實施例，因此不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為限制本公開的范圍，因為本公開可以允許其它同樣有效的實施例。

圖1是鉆機(jī)一部分和根據(jù)一個實施例具有橫移系統(tǒng)的貓道的透視圖；

圖2是橫移系統(tǒng)的一個實施例的軸測圖；

圖3a至圖3c是示出了橫移系統(tǒng)的操作的示意性側(cè)視圖；

圖4和圖5是橫移系統(tǒng)的閘裝置的一個實施例的側(cè)剖視圖；

圖6是另一個閘裝置的一個實施例的側(cè)剖視圖；

圖7是圖6中示出的閘裝置的側(cè)剖視圖；

圖8是用于本文所述橫移系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的一個實施例的示意圖。

為了便于理解，在可能的情況下使用相同附圖標(biāo)記表示附圖中共有的相同元件。應(yīng)當(dāng)理解的是，一個實施例中公開的元件可以在其它實施例中使用而無需具體敘述。

具體實施方式

圖1示出了鉆機(jī)100的一部分的透視圖。鉆機(jī)100可以是海上鉆機(jī)或者陸基鉆機(jī)。貓道105定位成鄰近且低于鉆臺110的上層。貓道105用于從下層(例如鄰近貓道105的管存儲位置)將管件(未示出，例如鉆管、立管、套管或者其它管件)運輸?shù)姐@臺110或者從鉆臺110運輸走。貓道105包括v狀槽道112，在管件轉(zhuǎn)移到鉆臺110的上層期間v狀槽道112支撐管件。盡管未示出，但是滑靴或者其它運送裝置可以沿著槽道112的長度移動，以便在轉(zhuǎn)移期間推動或者拉動管件。

如圖所示，貓道105被支撐在框架114上，框架114被支撐在平臺115上，平臺115包括多個間隔開的梁120。梁120可以為工字梁、波形梁或者t形梁，每個梁120均可以包括介于大約20英尺至大約40英尺的縱向長度。每個梁120均包括至少部分地接觸框架114的凸緣125。由于梁120的制造不規(guī)則和/或梁120的安裝表面中的不規(guī)則，因此梁120會不平。梁120的縱向長度可以定位成垂直于框架114的縱向長度，以便沿著箭頭“f”的方向提供貓道105的行進(jìn)路徑。如果由轉(zhuǎn)盤130表示的井位發(fā)生移動，則需要或者希望貓道105移動。例如，鉆臺110可以沿著箭頭“g”的方向橫向移動，以便鉆多口井。鉆臺110的移動還使得位于鉆臺110上和/或貓道105的接近點處的管件搬運裝置移動。因此，需要使得貓道105移動以便接近鉆臺110和/或靠近轉(zhuǎn)盤130。

為了使貓道105移動和/或固定到平臺115，通過橫移系統(tǒng)132把框架114聯(lián)接到平臺115。橫移系統(tǒng)132可以包括附接到框架114上的多個閘裝置135a、135b。閘裝置135a是可促動的，以將框架114固定到一個或多個梁120以及使得框架114相對于梁120移動。閘裝置135b是可促動的，以抓持梁120的凸緣125從而將框架114固定到平臺115，以及釋放梁120的凸緣125以允許框架114或者允許閘裝置135a相對于平臺115移動。閘裝置135a和135b在平臺115上可操作，不需要對梁120實施銑削或者其它校平處理。盡管在圖1中示出了兩個閘裝置135a和四個閘裝置135b，但是根據(jù)框架114的尺寸可以使用更多的閘裝置135a并且可以使用更多或者更少的閘裝置135b。

圖2是閘裝置135a的一個實施例的軸測圖。閘裝置135a包括閘體200，在形成在殼體206中的狹縫204內(nèi)具有一個或多個閘促動器201，以選擇性地抓持梁120的凸緣125。閘體200還包括移動裝置202，移動裝置202聯(lián)接到貓道105的框架114。閘體200可以選擇性地在一個操作模式中抓持凸緣125而在另一個操作模式中釋放凸緣125。閘裝置135a還可以使用移動裝置202來在一個操作模式中使框架114相對于梁120移動，或者在另一個操作模式中使閘體200相對于框架114和/或梁120移動。

移動裝置202可以是液壓缸205，液壓缸205具有從缸體215延伸的第一桿210a和第二桿210b。缸體215還包括端口218，以聯(lián)接到液壓流體源。缸體215可以通過耳軸結(jié)構(gòu)220聯(lián)接到閘體200。耳軸結(jié)構(gòu)220可以允許移動裝置202圍繞軸線z至少部分旋轉(zhuǎn)和/或縱向移動(與此同時，沿著x或者y方向固定移動裝置202)。第一桿210a的遠(yuǎn)端和第二桿210b的遠(yuǎn)端聯(lián)接到框架114的對置支撐構(gòu)件225，如圖所示。引導(dǎo)滾柱230也可以聯(lián)接到框架114的對置支撐構(gòu)件225，以有助于沿著凸緣125引導(dǎo)框架114。

圖3a至圖3c是示意性側(cè)視圖，示出了橫移系統(tǒng)132的操作。圖3a示出了相對于框架114位于第一位置處的閘裝置135a。在第一位置中，閘促動器201可以設(shè)定成抓持梁120的凸緣125，以將框架114固定到梁120。第一位置還可以用于使框架移動到第二位置，如圖3b所示。兩個以上閘裝置135a可以用于使框架114移動，如圖1所示。閘裝置135a能夠相對于框架114移動到第三位置，如圖3c所示。

如圖3a所示，在使框架114移動的移動操作中，閘促動器201可以設(shè)定成抓持梁120的凸緣125，同時使第一桿210a離開缸體215伸出(和/或可以使第二桿210b朝向缸體215縮回)。閘裝置135b(如圖1所示)設(shè)定成在該移動操作期間懸浮。第一桿210a的伸出使框架114沿著y方向移動至第二位置，如圖3b所示。在圖中包括有基準(zhǔn)線300，以助于示出相對移動。在第二位置中，閘促動器201可以設(shè)定成抓持梁120的凸緣125，以將框架114固定到梁120。如果需要更大的位移，則閘促動器201可以設(shè)定成釋放凸緣125，并且可以使第二桿210b離開缸體215伸出(和/或可以使第一桿210a朝向缸體215縮回)，這使閘體200沿著y方向移動到第三位置，如圖3c所示。在閘體200移動期間，閘裝置135b(圖1中示出)可以設(shè)定成抓持框架114，以允許閘體200因重力和/或閘裝置135b提供的制動而橫向相對移動。在這個第三位置中，閘促動器201可以設(shè)定成抓持梁120的凸緣125以將框架114固定到梁120。如果要求框架114從圖3c示出的第三位置進(jìn)行更大的位移，則閘促動器201可以設(shè)定成抓持梁120的凸緣125，同時使第一桿210a離開缸體215伸出(和/或可以使第二桿210b朝向缸體215縮回)，如圖3a至圖3b所示。可以如圖3a至圖3c所示重復(fù)閘體200和/或框架114的移動直到實現(xiàn)框架114的所需位移為止，這僅僅受梁120長度的限制。

圖4和圖5是閘裝置135a的閘體200的一個實施例的側(cè)剖視圖。圖4示出了處于釋放(即，懸浮)位置中的閘體200，而圖5示出了處于固定(即，制動)位置中的閘體200。每個閘促動器201均可以包括彈簧機(jī)構(gòu)400和液壓促動系統(tǒng)405。彈簧機(jī)構(gòu)400和液壓促動系統(tǒng)405二者均控制閘片410a和410b的抓持。彈簧機(jī)構(gòu)400始終壓縮，不管閘片410a和410b的位置如何。彈簧機(jī)構(gòu)400可以是多個碟型墊圈或者其它類型的壓縮墊圈或者彈簧。因此，如果沒有壓力提供給液壓促動系統(tǒng)405，則彈簧機(jī)構(gòu)400使閘片410a、410b夾緊，從而提供了閘體200的制動。閘片410a可以由金屬材料(例如鋼)制成，而閘片410b可以由聚合物材料或者復(fù)合材料制成，但也可以使用其它材料。

液壓促動系統(tǒng)405包括液壓缸415，液壓缸415聯(lián)接到連桿臂420和閘體板425。連桿臂420圍繞樞軸點430樞轉(zhuǎn)并且聯(lián)接到連桿臂435，連桿臂435聯(lián)接到閘片410b。通過增壓液壓缸415使桿伸出以便使連桿臂435移動(經(jīng)由連桿臂420)，這使閘片410b沿著z方向略微提升離開閘片410a。連桿臂435的移動還使彈簧機(jī)構(gòu)400壓縮，這使閘片410a和410b彼此移離，從而松開對凸緣125的夾持。由于框架114(以及聯(lián)接于其上的貓道105)的重量，因此閘片410b保持與凸緣125的上表面始終接觸，但是閘片410a和410b之間的略微相對移動使閘片410a移動離開凸緣125的下表面。

在松開位置中，凸緣125的下表面和閘片410a的抓持表面之間的間隔可以大于大約0毫米(mm)至大約2mm。在一個實施例中，在松開位置中，閘片410a和410b的抓持表面之間的間隔440介于大約36mm至大約38mm之間，這在由美國試驗材料學(xué)會(astm)規(guī)定的凸緣125的出廠公差范圍內(nèi)(即，凸緣厚度的出廠公差，凸緣平直度的出廠公差)。然而，在其它實施例中，間隔440可以設(shè)定成適合允許閘片410a和410b沿著梁120的縱向長度移動所需的任何公差。

當(dāng)液壓缸415減壓時，彈簧機(jī)構(gòu)400略微解壓，并且閘片410a和410b抓持凸緣125，如圖5所示。由彈簧機(jī)構(gòu)400提供的始終壓縮提供了主動式制動，并且與提供制動相反，液壓壓力釋放閘片410a和410b。這樣，通過防止框架114和聯(lián)接于其上的貓道105移動，提供了安全措施。液壓缸415包括螺紋支架，螺紋支架能夠在維修期間通過轉(zhuǎn)動桿而旋出以釋放閘，以在沒有液壓力的情況下更換閘片或者移除貓道。

通過銷445把耳軸結(jié)構(gòu)220安裝到閘體200。耳軸結(jié)構(gòu)220可以安裝到閘體200，以在閘體200沿著y方向移動時使閘體200沿著z軸懸浮。因凸緣125的差異(沿著y方向)，提供空間450以便提供閘體200的略微移動。例如，空間450可提供閘體200沿著z方向大約+/﹣10mm的移動。

液壓缸205的擴(kuò)展部455可以相對于z軸樞轉(zhuǎn)。這允許缸體215和/或閘體200在框架114或者閘裝置135a移動期間略微樞轉(zhuǎn)。該樞轉(zhuǎn)還可以允許框架114以非法向角橫跨梁120移動。

圖6是閘裝置135b的一個實施例的側(cè)剖視圖。閘裝置135b可以聯(lián)接到框架114的支撐構(gòu)件600，并且用于選擇性地抓持梁120的凸緣125。閘裝置135b包括閘促動器601，閘促動器601控制將閘片夾持到凸緣125。

圖7是圖6中示出的閘裝置135b的側(cè)剖視圖。圖示的閘裝置135b處于釋放(即懸浮)位置中。閘裝置135b的操作可以與閘裝置135a的操作類似，為了簡潔沒有示出夾緊位置。

閘裝置135b包括液壓促動系統(tǒng)705，液壓促動系統(tǒng)705包括液壓缸715，液壓缸715聯(lián)接到連桿臂720和閘體板725。連桿臂720圍繞樞軸點730樞轉(zhuǎn)并且聯(lián)接到連桿臂735，連桿臂735聯(lián)接到閘片710b。通過為液壓缸715增壓來使閘片710b沿著z方向略微提升。連桿臂720的移動還使彈簧機(jī)構(gòu)700壓縮，從而使閘片710a和710b移動離開彼此，從而松開對凸緣125的夾持。由于框架114(以及聯(lián)接于其上的貓道105)的重量，因此閘片710b保持與凸緣125的上表面始終接觸，但是閘片710a和710b之間的略微相對移動使閘片710a移動離開凸緣125的下表面。閘片710a可以由金屬材料(例如鋼)制成，而閘片710b可以由聚合物材料或者復(fù)合材料制成，但也可以使用其它材料。

在松開位置中，凸緣125的下表面和閘片710a的抓持表面之間的間隔可以大于大約0mm至大約2mm。在松開位置中，閘片710a和710b的抓持表面之間的間隔740介于大約36mm至大約38mm之間，這在由astm規(guī)定的凸緣125的出廠公差范圍內(nèi)(即，凸緣厚度的出廠公差，凸緣平直度的出廠公差)。然而，在其它實施例中，間隔740可以設(shè)定成適合允許閘片710a和710b沿著梁120的縱向長度移動所需的任何公差。

與閘裝置135a類似，彈簧機(jī)構(gòu)700始終施加彈簧力，使得當(dāng)液壓缸715沒有增壓時，閘片710a和710b處于制動位置中。因此，如果系統(tǒng)失去壓力，則閘促動器701處于制動位置中以便將框架114固定到梁120。

圖8是用于本文所述橫移系統(tǒng)132的控制系統(tǒng)800的一個實施例的示意圖?？刂葡到y(tǒng)800包括控制板805，控制板805具有多個控制桿810a至810c。控制系統(tǒng)800還包括流體源815和泵送系統(tǒng)820，泵送系統(tǒng)820將流體從流體源815泵送到閘裝置135a和135b?？刂葡到y(tǒng)800還可以包括監(jiān)測裝置825，監(jiān)測裝置825可以是壓力表，以監(jiān)測流體源815和閘裝置135a和135b之間的流體管路中的壓力。還可以包括控制器，以控制沿著流體管路布置的閥，以控制流體流量和/或泵送系統(tǒng)820。盡管控制板805示出了控制桿，但是也可以使用旋鈕、按鈕或者觸摸屏顯示裝置?？刂茥U810a控制框架114相對于梁120移動的方向，或者在控制桿810a處于空擋時將框架114鎖定到梁120(所有閘固定，原因在于沒有液壓壓力提供給閘裝置135a和135b)?？刂茥U810b控制閘裝置135a2(閘裝置135a2可以是圖1中最遠(yuǎn)離井中心的閘裝置135a)相對于框架114的行進(jìn)方向?？刂茥U810b還可以根據(jù)行進(jìn)方向自動釋放或者固定閘裝置200。控制桿810c控制閘裝置135a1(閘裝置135a1可以是圖1中最靠近井中心的閘裝置135a)相對于框架114的行進(jìn)方向?？刂茥U810c還可以根據(jù)行進(jìn)方向自動釋放或者固定閘裝置200。這允許垂直于梁120在若干度內(nèi)調(diào)節(jié)框架114。

根據(jù)行進(jìn)方向，控制桿810b和810c可以控制是在促動閘裝置135b懸浮的同時促動閘裝置135a夾持梁120，還是在促動閘裝置135a懸浮的同時促動閘裝置135b夾持梁?？刂茥U810a、810b和810c中的一個或多個還可以控制移動裝置202，以控制框架114和閘體200的移動方向。

例如，如果框架114要沿著向右方向移動，則控制桿810a將移動到“向右”位置，并且根據(jù)操作者是重置閘裝置200還是使框架114移動而將控制桿810b和810c移動到“移動/重置”位置(上或者下)。在框架移動模式中，促動閘裝置135a制動，并且促動閘裝置135b懸浮，以使框架114移動。在閘裝置的重置模式中，促動閘裝置135a懸浮，并且促動閘裝置135b在梁120上制動。具體地，在重置模式中，促動閘裝置135a的閘促動器201懸浮，同時促動閘裝置135b的閘促動器701制動(例如，沒有施加到閘促動器701的液壓壓力)。此外，在這種模式中，促動閘裝置135a的缸體215，以在閘釋放或者懸浮的情況下使各閘體200沿著所選方向移動，。

在具體示例中，如果閘體200要沿著向左方向移動，則控制桿810a將移動以選擇“向左”，并且控制桿810b和810c將移動以選擇“移動/重置”(在這個示例中向下)，這將使得閘裝置135a1和135a2脫開以懸浮?！耙苿?重置”位置也不將液壓流體提供給閘裝置135b，這使閘裝置135b制動?！耙苿?重置”位置也將液壓流體提供給移動裝置202(即，缸體215)，這使桿210a和/或桿210b根據(jù)移動方向而伸縮。在這個示例中，缸體215將操作，以便促動桿210a和210b，使閘體200沿著向左方向移動。

在具體示例中，為了使框架114沿著向左方向移動，控制桿810a將移動以選擇“向左”，并且控制桿810b和810c將移動以選擇“移動/重置”(在這個示例中向上)，這使得通過將液壓流體提供給閘裝置135b的閘促動器701而使閘裝置135b從梁120脫開?！耙苿?重置”位置也不將液壓流體提供給閘裝置135a1和135a2的閘促動器201，這使閘片410a和410b夾持梁120。“移動/重置”位置也將液壓流體提供給移動裝置202(即，缸體215)，這使桿210a和/或桿210b根據(jù)移動方向而伸縮。在這個示例中，每個缸體215均將工作，以促動桿210a和210b，使框架114沿著向左方向移動。

如果操作者僅僅想要使框架114或者一個閘體200沿著具體方向移動，則可使用控制桿810b或者810c中的僅僅一個。例如，如果閘裝置135a1要沿著向左方向移動或者框架114要沿著向左方向移動，則控制桿810a設(shè)定到“向左”并且如上使用控制桿810c?？刂茥U810b保持空擋，從而不會將液壓流體提供給閘裝置135a2的閘促動器201。類似地，如果在不使用閘裝置135a1的情況下要使用閘裝置135a2來使框架114或者閘體200移動，則連同控制桿810a一起使用控制桿810b，同時控制桿810c處于空擋。

如本文描述的具有閘裝置135a和135b之一或者兩者的橫移系統(tǒng)132簡化了大型重型結(jié)構(gòu)(例如貓道)的移動。閘裝置135a和135b能夠沿著豎直軸線懸浮以適應(yīng)梁的弧度，以及在其軸線上旋轉(zhuǎn)以適應(yīng)梁之間的平行度。通過使用彈簧機(jī)構(gòu)400和/或700提供了主動式制動，這增加了安全性。通過使用如本文所述的橫移系統(tǒng)132還提供了物體相對于梁的長度橫跨不平表面的移動。閘裝置135a和135b可以液壓方式聯(lián)接到彼此以及其它系統(tǒng)(例如，液壓式井架大門)?？刂葡到y(tǒng)控制閘裝置135a和135b二者的同時操作以及框架114的移動方向和閘裝置135a相對于框架114的移動方向。由于每個閘裝置135a和135b的彈簧機(jī)構(gòu)400、700，因此提供了主動式制動控制。

盡管以上涉及本公開的實施例，但是可以在不背離本發(fā)明基本范圍的情況下設(shè)想其它實施例，并且由后述權(quán)利要求確定本發(fā)明的范圍。