УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАНИПУЛИРОВАНИЯ ШТАНГАМИ БУРОВОЙ УСТАНОВКИ

1. Устройство (102) для манипулирования буровыми штангами для подачи штанг к и от бурильной колонны, создаваемой посредством буровой установки (101), причем упомянутое устройство (102) содержит:
зажимной узел (106), содержащий:
штангозахваты (301, 302, 403) для вхождения в контакт и удерживания первой штанги (400), которая должна быть перемещена к буровой установке (101);
транспортер (109) для перемещения зажимного узла (106) из положения сбора штанг в положение соединения штанг на буровой установке (101), так что в упомянутом положении соединения штанг первая штанга (400) аксиально центрируется с бурильной колонной;
причем упомянутое устройство отличается:
центрирующим инструментом (104), закрепленным на зажимном узле (106) посредством удлиненного соединителя (113), причем упомянутый центрирующий инструмент (104) содержит пару центрирующих кулачков (204), причем по меньшей мере один из упомянутых кулачков (204) выполнен с возможностью перемещения, чтобы позволять кулачкам (204) размыкаться и замыкаться вокруг первой штанги (400);
причем часть упомянутых кулачков (204) в замкнутом состоянии образует соединительный участок (706) и направляющую горловину (707), выступающую радиально наружу из одного конца части соединительного участка (706), для направления осевого центрирования соединительного участка (706) относительно второй штанге (100), образующей конец бурильной колонны, чтобы обеспечить центрированное соединение первой (400) и второй (100) штанг в пределах соединительного участка (706).
2. Устройство по п. 1, в котором каждый кулачок (204) поворотно закреплен на опорной раме (212) и выполнен с возможностью поворота для перемещения радиально к и от продольной оси, проходящей через соединительный участок (706).
3. Устройство по п. 1 или 2, в котором соединительный участок (706) содержит муфту, содержащую обращенную радиально внутрь поверхность (501) с по существу цилиндрическим профилем.
4. Устройство по любому предыдущему пункту, в котором направляющая горловина (707) содержит обращенную радиально внутрь поверхность (500), имеющую по существу конический профиль.
5. Устройство по любому предыдущему пункту, дополнительно содержащее приводной исполнительный механизм (211), закрепленный на опорной раме (212) и соединенный с по меньшей мере одним из кулачков (204), для осуществления перемещения упомянутого по меньшей мере одного кулачка (204) для размыкания и замыкания вокруг первой штанги (400).
6. Устройство по любому предыдущему пункту, в котором первый конец (217) удлиненного соединителя (113) закреплен на зажимном узле (106), а второй конец (216) удлиненного соединителя (113) закреплен на центрирующем инструменте (104), причем упомянутый соединитель (113) приспособлен для сгибания в направлении поперек его продольной оси, так что центрирующий инструмент (104) выполнен с возможностью поперечных отклонений относительно зажимного узла (106).
7. Устройство по любому предыдущему пункту, в котором штангозахваты (301, 302, 403) содержат:
пару захватных кулачков (301, 302), выполненных с возможностью перемещения для размыкания и замыкания вокруг первой штанги (400); и
захватные валики (403), закрепленные на кулачках (301, 302), для вхождения в контакт и удерживания первой штанги (400) в закрепленном положении в зажимном узле (106).
8. Устройство по любому предыдущему пункту, дополнительно содержащее по меньшей мере один датчик (208), закрепленный на зажимном узле (106), для регистрации изменения осевого перемещения между зажимным узлом (106) и первой штангой (400).
9. Устройство по п. 7, в котором упомянутый соединительный участок (706) расположен по существу коаксиально с кулачками (301, 302), захватывающими штангу, так что первый участок первой штанги (400) может быть зажат посредством кулачков (301, 302), захватывающих штангу, а второй участок первой штанги (400) может быть окружен центрирующими кулачками (204).
10. Устройство по любому предыдущему пункту, в котором упомянутая направляющая горловина (707) выступает радиально наружу из направленной внутрь поверхности (501) соединительного участка (706) под углом, находящимся в пределах 5-20°.
11. Автоматизированный узел для манипулирования буровыми штангами, содержащий устройство (102) по любому предыдущему пункту, содержащее средства для управления перемещением зажимного узла (106) и центрирующего инструмента (104) относительно бурильной колонны в соответствии с автоматизированной последовательностью.
12. Буровая установка (101) для подачи штанг к и от бурильной колонны, содержащая:
раму (111) подачи;
вращатель (107), закрепленный на раме (111) подачи, для сообщения вращательного движения упомянутой бурильной колонне;
штангодержатель (108), закрепленный на раме (111) подачи, для закрепления концевого участка бурильной колонны, причем упомянутый вращатель (107) выполнен с возможностью осевого перемещения к и от штангодержателя (108); и
устройство (102) для манипулирования штангами по любому предыдущему пункту, приспособленное для перемещения штанг (400) между положением сбора штанг и положением соединения штанг, для аксиального центрирования первой штанги (400) с концевой штангой (100) бурильной колонны, удерживаемой посредством штангодержателя (108) и/или вращателя (107).
13. Способ подачи штанг к бурильной колонне, создаваемой посредством буровой установки (101), причем упомянутый способ включает:
вхождение в контакт и удерживание первого участка первой штанги (400) в положении сбора штанг посредством штангозахватов (301, 302, 403), расположенных в зажимном узле (106);
перемещение зажимного узла (106) из положения сбора штанг в положение соединения штанг, в котором первая штанга (400) размещается по существу аксиально с второй штангой (100), образующей концевую часть бурильной колонны;
причем упомянутый способ отличается:
захватыванием второго участка первой штанги (400), аксиально отделенного от первого участка, посредством центрирующего инструмента (104), содержащего пару центрирующих кулачков (204), которые замыкаются вокруг упомянутого второго участка и поддерживают первую штангу (400) поперек соединительного участка (706), образованного посредством кулачков (204) во время этапа контактирования первого участка штанги с штангозахватами (301, 302, 403);
аксиальным продвижением первой штанги (400) к второй штанге (100); и
направлением зацепления второй штанги (100) в пределах соединительного участка (706) через направляющую горловину (707), расширенную радиально наружу от части соединительного участка (706), чтобы размещать соединяемые первую (400) и вторую (100) штанги по меньшей мере частично в пределах соединительного участка (706) в осевом центрировании.
14. Способ по п. 13, в котором этап вхождения в контакт и удерживания первого участка первой штанги (400) включает захватывание первого участка посредством пары захватных кулачков (204), которые замыкаются вокруг первой штанги (400).
15. Способ по п. 14, включающий синхронизацию замыкания захватных кулачков (301, 302) и центрирующих кулачков (204) вокруг штанги.