Способ и устройство для позиционирования приводного ключа на соединении труб

011912 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к способу позиционирования приводного ключа на трубном соединении. Более конкретно, оно относится к способу позиционирования приводного ключа на трубном соединении, в котором после помещения соединения в рабочую зону приводного ключа, приводной ключ должен быть переведен в положение, соответствующее положению трубного соединения. Камеру,которая может перемещаться параллельно колонне труб и которая связана с дисплеем, перемещают до тех пор, пока изображение трубного соединения не совпадет с меткой. При этом передают на устройство управления сигнал, указывающий, что приводной ключ следует переместить в положение, которое совпадает с положением камеры, тем самым с положением трубного соединения. Предпочтительно устройство управления, которое получает информацию об относительных положениях камеры и приводного ключа, запрограммировано для направления приводного ключа в это положение. Изобретение относится также к устройству для осуществления способа. Предшествующий уровень техники При свинчивании и развинчивании колонн труб, например, в связи с бурением грунта, для непосредственных операций свинчивания или развинчивания обычно используются приводные ключи. Позиционирование на соединении труб приводного ключа, который обычно в дополнение к приводному ключу как таковому содержит также удерживающий ключ, должно быть относительно точным, чтобы избежать повреждения соединения и обеспечить успешные операции свинчивания или развинчивания. Колонна труб может состоять, например, из бурильных или обсадных труб. В данном контексте термин труба охватывает также другие элементы, такие как бурильные удлинители или инструментальные компоненты, которые обычно присоединены к колонне труб. В решениях уровня техники приводной ключ обычно направляется в нужное положение оператором, находящимся возле приводного ключа. Известна также установка на колонне труб датчиков, предусмотренных для индикации положения соединения труб, так что приводной ключ может автоматически направляться в правильное положение. В патентном документе США 2005/0104583 описано устройство для позиционирования соединений труб с помощью так называемого вихревого тока. Измерение положения с использованием вихревого поля обеспечивает определение только приблизительного положения вследствие относительно расплывчатого или нечеткого изменения вихревого поля при приближении к соединению труб. По соображениям безопасности предпочтительно, чтобы во время указанных операций на буровой площадке не было персонала. Кроме того, оказалось, что датчики не в состоянии определять положение соединения труб с достаточной точностью. Одной из причин, помимо прочих, является то, что датчики не могут учитывать изменение размеров компонентов труб вследствие произведенного ремонта или других обстоятельств. Сущность изобретения Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в устранении или снижении влияния по меньшей мере одного из недостатков известных решений. В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается за счет признаков, изложенных далее в описании и пунктах формулы изобретения. При позиционировании приводного ключа на трубном соединении, когда после помещения трубного соединения в рабочую зону приводного ключа, приводной ключ должен быть переведен в положение,соответствующее положению трубного соединения, камеру, установленную с возможностью перемещения параллельно колонне труб и связанную с дисплеем, перемещают по направлению к трубному соединению до тех пор, пока изображение трубного соединения не совпадет с меткой на дисплее. Затем передают на устройство управления сигнал, указывающий, что приводной ключ следует переместить в положение, которое соответствует положению камеры, тем самым положению соединения труб. Устройство управления, которое получает информацию об относительных положениях камеры и приводного ключа,предпочтительно запрограммировано для направления приводного ключа в это положение. Метка, которая предпочтительно появляется на дисплее, может иметь форму перекрестия на дисплее, в оптической системе камеры или представлять собой метку, генерируемую электронным средствами. Предпочтительно камера, которая направлена на колонну труб, установлена с возможностью перемещения вдоль направляющей с помощью исполнительного устройства. Направляющая закреплена на фиксированной высоте относительно приводного ключа. Исполнительное устройство может представлять собой электромотор, соединенный с ходовым винтом, или гидроцилиндр. Исполнительное устройство управляется первым преобразователем, предпочтительно через устройство управления. Дисплей, который отображает колонну труб на текущем вертикальном высотном положении камеры, расположен вблизи первого преобразователя, чтобы оператор мог управлять работой преобразователя на основе информации, отображаемой на дисплее. Предпочтительно, при получении сигнала от первого преобразователя, указывающего, что камера находится в правильном положении в области соединения, устройство управления автоматически направляет приводной ключ в требуемое положение в области трубного соединения.-1 011912 Способ и устройство по изобретению являются надежным, дистанционно управляемым и экономичным решением по позиционированию приводного ключа на трубном соединении. Краткий перечень фигур чертежей Далее со ссылками на прилагаемые чертежи будет подробно описан пример осуществления изобретения, не имеющий ограничительного характера. На чертежах: фиг. 1 схематично изображает приводной ключ в нерабочем состоянии при нахождении трубного соединения в рабочей зоне приводного ключа,фиг. 2 - компоненты в положении по фиг. 1, но камера перемещена в положение, соответствующее высотному положению трубного соединения, причем изображение соединения на подключенном дисплее совпадает с меткой на дисплее,фиг. 3 - приводной ключ, перемещенный в положение, соответствующее положению камеры, при этом приводной ключ находится также в требуемом положении относительно трубного соединения. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения На чертежах позицией 1 обозначен узел, состоящий из приводного ключа 2 и удерживающего ключа 4, которые могут совместно или раздельно вертикально перемещаться вдоль стоек 6. Стойки 6 установлены на основании 8, и весь узел может быть перемещен на буровую площадку 10. Колонна 12 труб проходит через узел 1. Приводной ключ 2 и удерживающий ключ 4 выполнены таким образом, что могут совместно соединять и разъединять соединения 14 колонны 12 труб. Эти операции выполняются путем того, что ключи 2, 4 накладывают на две различные части трубного соединения 14 и зажимают их, а затем приводной ключ 2 вращает верхнюю часть колонны 12 труб в желаемом направлении, в то время как удерживающий ключ 4 удерживает неподвижной другую часть колонны 12 труб. Камера 16, подсоединенная к дисплею 18 по линии 20, направлена на колонну 12 труб, а дисплей 18 показывает изображение колонны 12 труб. Камера 16 может быть перемещена предпочтительно параллельно колонне 12 труб, с помощью направляющей 22. Камера 16 управляется первым преобразователем 24, программируемым устройством 26 управления и электромотором 28 с помощью ходового винта (не показан). Линии 30 соединяют первый преобразователь 24 и электромотор 28 с устройством 26 управления. Электромотор 28 снабжен вторым преобразователем 32, который известным образом передает сигнал на устройство 26 управления, так что оно может отслеживать относительное положение камеры 16. Устройство 26 управления соединено с приводным ключом 2 и удерживающим ключом 4 по линии 34. Устройство 26 управления выполнено таким образом, что управляет перемещением ключей 2, 4 вдоль стоек 6, а также отслеживает относительные положения ключей 2, 4 с использованием сигналов от третьего преобразователя 36 и четвертого преобразователя 38. Когда трубное соединение 14 колонны 12 труб находится в рабочей зоне ключей 2, 4 в положении по фиг. 1, первый преобразователь 24 приводится в действие, в результате чего камера 16 перемещается к соединению 14 до тех пор, пока соединение 14, конкретнее, видимый разрыв между частями соединения 14, не совпадет с меткой 40 на дисплее 18 - фиг. 2. Далее сигнал передается от первого преобразователя 24 на устройство 26 управления, которое предпочтительно автоматически выдает команду на перемещение ключей 2, 4 вдоль колонны 12 труб в положение, соответствующее положению камеры 16. Это положение совпадает с положением соединения 14,фиг. 3. После этого часть колонны может быть отсоединена известным образом от колонны 12 труб. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ позиционирования приводного ключа (2) на трубном соединении (14) колонны (12) труб,в котором после помещения трубного соединения (14) в рабочую зону приводного ключа (2) приводной ключ (2) переводят в положение, соответствующее положению трубного соединения (14), отличающийся тем, что камеру (16), установленную с возможностью перемещения параллельно колонне (12) труб и соединенную с дисплеем (18), перемещают до тех пор, пока изображение трубного соединения (14) не совпадет с меткой (40) на дисплее, и затем передают на устройство (26) управления сигнал, указывающий на необходимость перевода приводного ключа (2) в положение, которое соответствует положению камеры(16), тем самым положению трубного соединения (14). 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что устройство (26) управления, которое получает информацию об относительных положениях камеры (16) и приводного ключа (2), автоматически направляет приводной ключ (2) в правильное положение. 3. Устройство для позиционирования приводного ключа (2) на трубном соединении (14) колонны(12) труб, выполненное с возможностью после помещения трубного соединения (14) в рабочую зону приводного ключа (2), перевода приводного ключа (2) в положение, соответствующее положению трубного соединения (14), отличающееся тем, что содержит камеру (16), которая установлена с возможностью перемещения параллельно колонне (12) труб, связана с дисплеем (18) и предназначена для перемещения до тех пор, пока изображение трубного соединения (14) не совпадет с меткой (40) на дисплее (18),-2 011912 причем предусмотрен первый преобразователь (24), связанный с устройством (26) управления, выполненный с возможностью передачи сигнала на устройство (26) управления для перевода приводного ключа (2) в положение, которое соответствует положению трубного соединения (14). 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что для перемещения камеры (16) предусмотрено исполнительное устройство. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что для перемещения камеры (16) предусмотрен электромотор (28). 6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что для перемещения камеры (16) предусмотрен гидроцилиндр.