[发明专利]海上钻机指梁锁闩的位置指示

说明书

本申请要求美国临时专利申请系列号61/515369，申请日为2011年8月5日，标题为″Offshore Drilling Rig Fingerboard Latch Position Indication″的利益，其内容通过引用在各种目的下整体合并于此。

技术领域

本发明涉及钻机指梁，并且，更具体地，涉及用于经由过程控制网络提供实时锁闩位置反馈的指梁锁闩组件。

背景技术

油气井钻探系统包括多种类型的管道，通常称为″管件(tubulars)″。管件包括钻杆、套管和其它可螺纹连接的油气井结构。接合的管件的长″柱″，或钻柱，典型地用于钻井眼和防止钻后井眼的坍陷。典型地，钻柱保存在通常被称为指梁的结构中。典型地，指梁包括延长的支撑结构或″指梁列″，每一个都能容纳多个钻柱。典型地，各钻柱分别通过对应的锁闩固定在一个指梁列上，其能够在锁定和解锁位置之间移动。典型地，在海上钻机上，这些管件被竖直的堆叠在指梁中，而锁闩保持所述管件的位置直到需要的时候。

在一些指梁中，穿过该指梁的油或气井工人手动地在锁定和解锁位置之间移动所述锁闩，以手动地移动所述锁闩至期望的锁定或解锁位置。由于指梁的极限高度(在有些情况下90英尺高或更高)，工人手工操作锁闩是相当危险的。当工人在走过指梁时通过将锁闩踢入或踢出锁定位置而将锁闩在锁定和解锁位置之间移动的时候，这种实践会特别地危险，而这并非是罕见的作法。

为了降低指梁的危险性，一些制造商具有气动驱动的自动锁闩。相对于上述手动方法，虽然这些锁闩可降低对工人的危险，但它们仍有缺陷。举例来说，当钻机操作者需要收集和使用一个管件时，他就要按下控制面板上的按钮，这将提高锁闩至其解锁位置以释放该管件。然而，典型地，传统的气动锁闩控制装置并不向操作者提供锁闩实际位置的反馈。有时，锁闩不会完全升起并达到其在起重机上的高度，通常难以确认锁闩的实际位置。在这样的情况下，工人通常需要爬上起重机并走出到指梁上去，以确定锁闩的位置。如上所述，指梁的高度势必使之成为危险作业。而且，在某些情况下，钻机操作者没有先确定锁闩位置就再次按下按钮，试图发送另一个打开它的信号。这可使得第一锁闩后面的第二锁闩打开，释放它的管柱，其会与未释放的钻杆碰撞。这样的碰撞可损坏指梁，使其不能工作。由于油钻通常离岸有8-10英里远，因此指梁的维修/修理可能是困难和/或费时的。同时，由于所述碰撞的结果，管道可以被释放并撞在下面的钻机平台上，这可能伤害到人并造成损坏。

还应注意，由于它们的功能，任何与指梁连接而使用的设备都易于损坏，这是因为与泥浆和海水相关联的相对苛刻的条件，例如，当它们被从井中取出并放回指梁以供存储和再使用时可由管件运输。

因此，需要有这样的指梁锁闩驱动系统，其解决先有技术有关的缺陷。

发明内容

在本发明的一个方面中，指梁锁闩组件包括锁闩，其被配置用于可操作地接合于指梁，以至少将一个管件锁定地保持在所述指梁上。所述锁闩可在从锁定位置延伸到解锁位置的移动范围内移动。操作地接合于所述锁闩的定位器通信地耦合至过程控制网络(PCN)。所述定位器被配置为：响应于接收自PCN的信号在移动范围内移动所述锁闩，并基本上实时捕获锁闩的位置数据。所述位置数据包括移动范围内基本上任一点处的锁闩位置。所述定位器还被配置为基本上实时地将捕获的位置数据传输至PCN。

在本发明的另一个方面中，指梁锁闩组件包括锁闩，其被配置用于可操作地接合于指梁，以至少将一个管件锁定地保持在所述指梁上。所述锁闩可在至少从锁定位置延伸到解锁位置的移动范围内移动。操作地接合于所述锁闩的定位器通信地耦合至过程控制网络(PCN)，并且，其大小与形状形成为使得将其容纳在指梁的锁闩通道内。所述定位器被配置为：响应于接收自PCN的信号在移动范围内移动所述锁闩，并捕获锁闩的位置数据，包括锁闩在移动范围内多个点处的位置。所述定位器还被配置为将捕获的位置数据传输至PCN。

在本发明的另一方面中，操作指梁的方法包括将本发明的前述方面的指梁锁闩组件的至少一部分放置于指梁的锁闩通道内。该方法还包括经由过程控制网络(PCN)接收指梁锁闩组件处的信号，以及响应于所述信号，在锁闩的移动范围内移动所述锁闩。所述锁闩组件捕获移动范围内多个点处的锁闩的位置数据，并经由所述PCN传输所捕获的位置数据。