专利名称：将动力钳定位于管道接头上的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将一个动力钳定位于管道接头上的方法。更具体的说，是指一 种将动力钳定位于管路中的管道接头上的方法，当管道接头进入到动力钳的工 作区域后，动力钳必须被移动到与管道接头的位置相一致的位置上。 一台与显 示器相连接的摄像机可与管道平行移动，直至管路接头的图像与 一个记号相重 合。接着，信号会被传输至一个控制器，表明动力钳移动到了与摄像机和管路 接头相一致的位置上。优选的，这个接收摄像机和动力钳的相关位置信息的控 制器，还可以被植入程序，用来引导动力钳到达该位置。本发明还涉及一个应 用该方法的装置。
背景技术：
在螺紋连接和拆卸管柱时，例如在地面进行钻井时，动力钳被普遍应用于螺紋 连接操作中。除了包含一个备用钳的动力钳之外，动力钳在管道接头上的定位 必须相对精确，以避免对管道的连接造成损坏，并确保上卸橾作的成功。
一段管柱可包含钻杆或套管。在本文中，管道的定义还包含其他例如钻环或通 常连接到管柱上的工具部件。
根据现有技术，动力钳旁边的操作人员将动力钳引导到正确的位置上。还有一 种众所周知的方法是在管柱上放置传感器，用于指示管道接头的位置，这样， 动力钳可以自动的被引导到正确的位置上。
美国文书2005/0 104 583描述了 一个依靠所谓的涡电流来定位管道接头的装 置。使用涡电流场来进行位置测量只能提供一个大约的位置报告，这是由于在 接近管路接头时，涡电流场会发生相对"模糊"的改变。
由于安全原因，在进行上述操作的时候，操作人员不应该出现在钻台的现场。 此外，感应器被证明无法足够精确地指明管道接头的位置。其原因是，除了别 的之外，感应器几乎不能顾及管道部件是经过维修的或由于其他原因而具有不 同尺寸的事实。
发明内容
本发明的目的是改善或消除现有技术中的至少 一个缺点。
该目的是依照本发明，并通过以下描述中所陈迷的特征和以下的权利要求而实 现的。
将动力钳定位于管路中的管道接头上后，当管道接头进入到动力钳的工作区域
后，动力钳必须被移动到与管道接头的位置相一致的位置上， 一台与显示器相 连接的摄像机可与管道平行移动，其朝着管道接头的方向移动，直至管路接头 的图像与一个记号相重合。接着，信号会被传输至一个控制器，表明动力钳移 动到了与摄像机和管路接头相一致的位置上，更优选的，这个接收摄像机和动 力钳的相关位置信息的控制器，还可以被植入程序，用来引导动力钳到达该位 置。
这个更优选的出现在显示器上的记号，可以是例如显示器中，摄像机光学部件 上的十字准线，或是一个电子脉沖记号。
优选的，这个朝向管柱的摄像机可以依靠一个传动装置沿着一个导向装置移动。 该导向装置被紧固在一个相对于动力钳来说是固定高度的位置上。该传动装置 可以是一个连结到一个进给螺杆上的电动马达，也可以是一个液压缸。该传动 装置由一个第一传感器控制，更优选的，通过控制器。
这个能够显示管柱在摄像机当前垂直高度上的图像的显示器，被置于靠近第一 传感器附近，以便让操作人员基于显示器上的图像来对第 一传感器进行操作。
优选的，当从第一传感器上接收到，表明摄像机达到管道接头上的正确位置的 信息后，控制器会自动引导动力钳到达管道接头上的期望位置。
本发明的方法和装置提供了一个可靠的，能够远程控制的和相对节约成本的， 将动力钳定位在管道接头上的解决方案。
以下描迷了在所附的图示中所阐述的 一个首选的方法和实施例的非限定的示 例，其中
图1是一个动力钳处于闲置状态下的图解示意图，而管道接头被置于动力钳的 工作区域内；
图2类似于图1,不同的是一个摄像机被移动到与管道接头的高度相一致的位 置上，所连接的显示器上的管道接头的图像与显示器上的记号重合；
图3是一个当动力钳移动到与摄像机的位置相一致的位置上的图解示意图，动 力钳处于一个于管道接头上的期望位置。
具体实施例方式
在图示中，1指的是一个沿着圓柱6垂直运动的，由一个动力钳2和一个备钳4 以联合形式或是以分离形式组成的集合。圆柱6被安装在一个基座8上，集合 1的整体能被放置在钻台IO之上。
管柱12在集合1之内延伸穿过。动力钳2和备钳4共同被用于装上和卸下管柱
12上的管道接头14，这是通过以下方法实现的，将钳2, 4置于管道接头"的 不同部分上，并紧抓住管道，动力钳2以预期的方向旋转管柱12的上部，同时 备钳4抓住管柱12的其余部分使其静止。
一台通过线路20连接着显示器18的摄像机16指向管柱12，显示器18显示管 柱的12的图像。
摄像机16是可以被移动的，更优选的是依靠一个导向装置22平行于管柱12进 行移动。摄像机16由一个第一传感器24, —个可编程的控制器26和一个马达 28依靠一个进给螺杆来(未画出)进行控制的。线路30将第一传感器24和马 达28连接到控制器26上。
马达28配有一个第二传感器32,以众所周知的方式被用于向控制器26传递信 号，这样控制器26可以保持对摄像机16相对位置的追踪。
控制器26通过线路34连接到动力钳2和备钳4之上。控制器26用于控制钳2, 4沿着圆柱6的移动，同时依靠从第三传感器36和第四传感器38发出的信号 来保持对钳2， 4的相对位置的追踪。
当管柱12的管道接头14位于钳2, 4的工作区域中时，见图1，第一传感器开 始运行，于是摄像机16朝着管道接头14的方向移动，直到管道接头14,更确 切的说是管道接头14的上下部之间的可见缝隙与显示器18上的记号40重合， 见图2。
接着， 一个信号会通过第一传感器24被传输到控制器26中，指导钳2， 4沿着 管柱12移动到与摄像机16的位置相一致的位置上，更优化的是自动进行移动。 这个位置与管道接头14的位置相一致，见图3，于是管柱部件可以从管柱12 上以众所周知的方式被分离开。
权利要求
1.一种将动力钳(2)定位于管柱(12)中的管道接头(14)上的方法，当管道接 头(14)进入到动力钳(2)的工作区域后，动力钳(2)必须被移动到与管道 接头(14)的位置相一致的位置上，其特征是一台与显示器(18)相连接的摄 像机(16)可平行于管柱(12)进行移动，直至管路接头(14)的图像与一个 记号(40)相重合，于是，一个信号会被传输至一个控制器(26)，表明动力钳 (2)移动到了与摄像机(16)以及管路接头(14)相一致的位置上。
2. 根据权利要求(1 )所述的一个方法，其特征为接收摄像机(16 )和动力钳(2 ) 相对位置的信息的控制器(26)，可自动的将动力钳(2)引导到正确的位置上。
3. —个用于管柱(12)中的管道接头(14)上的动力钳(2)的定位装置，当管道 接头(")进入到动力钳(2)的工作区域后，动力钳(2)必须被移动到与管 道接头(14)的位置相一致的位置上，其特征是该定位装置包含一台与显示器(18)相连接的，可平行于管柱(12)进行移动，并直至管路接头(14)的图 像与显示器(18)中一个记号(40)相重合的摄像机(16),该装置中还有一个 连接到控制器(26)上的，服务于动力钳(2)的第一传感器(24)，被用于向 控制器(26)传输信号，从而将动力钳(2)移动至与管道接头(14)的位置相 一致的位置上。
4. 根据权利要求3所迷的一个定位装置，其特征为摄像机(16)可依靠一个传动 装置进行移动。
5. 根据权利要求4所述的一个定位装置，其特征为摄像机(16)可依靠一个电动 马达进行移动。
6. 根据权利要求4所述的一个定位装置，其特征为摄像机(16)可依靠一个液压 缸进行移动。
全文摘要
一种将动力钳2定位于管柱12中的管道接头14上的方法和装置，当管道接头14进入到动力钳2的工作区域后，动力钳2必须被移动到与管道接头14的位置相一致的位置上，一台与显示器18相连接的摄像机16可平行于管道12进行移动，直至管路接头14的图像与显示器18上的一个记号40相重合，于是，信号会被传输至一个控制器26，表明动力钳2需要被移动到与摄像机16和管路接头14相一致的位置上。
文档编号E21BGK101365859SQ200680044026
公开日2009年2月11日 申请日期2006年11月23日 优先权日2005年11月25日
发明者黑格-鲁本·哈瑟 申请人:V-技术有限责任公司