CN116134208A - 管状件搬运系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括管件搬运装置的系统，所述管件搬运装置可包括：基座；在支撑件的一个端部处可旋转地附接到所述基座的所述支撑件；被构造成将所述支撑件伸缩地延伸至与钻机接合并且将所述支撑件伸缩地缩回以从所述钻机脱离的第一致动器；和靠近所述支撑件的相对端部可旋转地附接到所述支撑件的管件搬运装置机构，其中所述管件搬运装置机构被构造成夹持物体并将所述物体从拾取位置运输到交付位置，并且涉及一种包括可固定地安装到钻台的管件搬运装置的系统，其中管件搬运装置机构可旋转地附接到支撑件，其中所述管件搬运装置机构被构造成夹持物体并将所述物体从拾取位置运输到交付位置。

Description

管状件搬运系统

技术领域

本发明总体上涉及井的钻井和井处理领域。更具体地，本发明的实施例涉及一种用于在地下操作期间操纵管状件的系统和方法。

背景技术

在地下操作中，分段管柱可以用于进入土质层中的油气储层。分段管柱可以由单独的管段或管段的管架组成。在管段或管架组装在一起以形成管柱时，管柱可以进一步延伸至井场处的井眼中，这可以称为将管柱“下钻”。当管柱需要至少部分地从井眼移除时，在管柱从井眼被向上拉时，单独的管段或管架可以从管柱的顶端移除。这可以称为将管柱“起钻”。

由于在起下钻操作期间需要大量管段，因此可以利用钻机附近或钻机上的管状件存储区域以改进钻机操作的效率。许多钻机可以具有定位在钻机的V型门侧上的水平存储区域，其中在水平取向上存储管状件。钻机也可以包括通常在钻台上的指梁竖直存储，以用于在竖直取向上固持管状件。如本文所用，“水平取向”或“水平位置”是指大体平行于钻台的水平面的水平面，其中水平面可以为与钻台的水平面相差“0”度+/-10度的范围内的任何平面。如本文所用，“竖直取向”或“竖直位置”是指大体垂直于钻台的水平面的竖直面，其中竖直面可以为与钻台的水平面相差90度+/-10度的范围内的任何平面。如本文所用，“倾斜取向”或“倾斜位置”是指相对于钻台的水平面大体成角度的平面，其中倾斜平面可以为从钻台的水平面旋转10度至高达80度(包括该值)的范围内的任何平面。

管件搬运装置系统用于在钻机操作期间根据需要在水平存储区域、竖直存储区域和井中心之间移动管状件。这些管件搬运装置系统的效率可能极大地影响地下操作期间钻机的整体效率。因此，持续需要这些管件搬运装置系统的改进。

发明内容

一个一般方面可包括一种用于进行地下操作的系统。管件搬运装置可包括：基座；支撑件，该支撑件在该支撑件的一个端部处可旋转地附接到该基座；第一致动器，该第一致动器被构造成将该支撑件伸缩地延伸至与结构(例如，管件搬运装置可能需要耦接的钻机或其他结构)接合；和管件搬运装置机构，该管件搬运装置机构靠近该支撑件的相对端部可旋转地附接到该支撑件，该管件搬运装置机构被构造成夹持物体并将该物体从拾取位置运输到交付位置。

一个一般方面可包括一种用于进行地下操作的系统。该系统还包括基座；支撑件，该支撑件在一个端部处可旋转地附接到该基座并被构造成在相对端部接合钻机；管件搬运装置机构，该管件搬运装置机构靠近该支撑件的相对端部可旋转地附接到该支撑件，该管件搬运装置机构可包括：第一臂，该第一臂可旋转地耦接到一个或多个夹持器；和多个提升梁，该多个提升梁在一个端部处可旋转地耦接到该支撑件并且在相对端部处可旋转地耦接到该第一臂，其中该第一臂被构造成独立于该多个提升梁旋转。

一个一般方面可包括一种用于进行地下操作的方法。该方法还包括经由第一致动器将支撑件从基座上的收起位置旋转到相对于该基座的竖直位置；经由第二致动器将该支撑件竖直地延伸至与第一钻机接合；和将管件搬运装置机构相对于该支撑件从收起位置旋转到部署位置，该管件搬运装置机构可旋转地耦接到该支撑件并被构造成夹持物体并将其从拾取位置运输到交付位置。

一个一般方面可包括一种用于进行地下操作的系统，管件搬运装置可包括：支撑件，该支撑件固定地安装到钻台；和管件搬运装置机构，该管件搬运装置机构可旋转地附接到该支撑件，该管件搬运装置机构被构造成夹持物体并将其从拾取位置运输到交付位置。

附图说明

当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本发明的实施例的这些和其他特征、方面和优点，其中在整个附图中，相同的字符表示相同的部分，附图中：

图1为根据某些实施例的具有管件搬运装置的钻机的代表性透视图；

图2为根据某些实施例的具有的管件搬运装置的钻机的代表性侧视图；

图3为根据某些实施例的处于部署位置的管件搬运装置的代表性侧视图；

图4为根据某些实施例的在部署之后与钻机接合的管件搬运装置的代表性局部透视图；

图5为根据某些实施例的在运输工具上处于收起位置的管件搬运装置的代表性侧视图；

图6为根据某些实施例的钻机的代表性透视图，其中管件搬运装置处于收起位置靠近准备部署的钻机；

图7至图10为根据某些实施例的靠近钻机的管件搬运装置的代表性侧视图，管件搬运装置被示出处于从收起位置到部署位置的各种位置；

图11为根据某些实施例的在钻机处部署并且刚好在从水平存储区域收集管状件之后或者刚好在将管状件存放在水平存储区域之前定位的管件搬运装置的代表性透视图；

图12至图15为根据某些实施例的在钻机处部署的管件搬运装置的代表性侧视图，管件搬运装置被示出处于从定位在水平存储区域上方到定位在井中心的各种位置；

图16至图17为根据某些实施例的在钻机处部署的管件搬运装置的代表性侧视图，管件搬运装置被示出当在水平存储区域与钻台或井中心之间运输工具时处于各种位置；

图18为根据某些实施例的钻机处的另一个管件搬运装置的代表性侧视图，该管件搬运装置处于运输管状件的部署位置；

图19至图24为根据某些实施例的钻机处的另一个管件搬运装置的代表性侧视图，该管件搬运装置处于运输管状件的各种部署位置；

图25为根据某些实施例的钻机处的另一个管件搬运装置的代表性侧视图，该管件搬运装置被示出处于运输管状件的各种部署位置；

图26A为根据某些实施例的与用于管理水平存储区域中的管状件的水平管件搬运装置相互作用的管件搬运装置的代表性透视图；

图26B为根据某些实施例的用于管理水平存储区域中的管状件的水平管件搬运装置的端部的代表性详细透视图；

图27A至图27C为根据某些实施例的从剖面线27-27看去的图26A的水平管件搬运装置的代表性详细正视图；

图28至图29为根据某些实施例的从水平存储区域中的水平管件搬运装置取回管状件的管件搬运装置的代表性透视图；

图30为根据某些实施例的用于管理水平存储区域中的管状件的水平管件搬运装置的代表性正视图，该水平管件搬运装置包括用于涂布管状件的母扣端的涂布装置；

图31是根据某些实施例的用于涂布管状件的母扣端的涂布装置的代表性透视图；

图32是根据某些实施例的用于涂布管状件的销接端的涂布装置的代表性透视图；

图33为根据某些实施例的将管状件递送到水平存储区域中的水平管件搬运装置的管件搬运装置的代表性透视图；

图34为根据某些实施例的从水平水平管件搬运装置中清除管状件的水平存储区域中的水平管件搬运装置的代表性透视图；

图35为根据某些实施例的从水平水平管件搬运装置中清除管状件的水平存储区域中的水平管件搬运装置的代表性详细正视图；

图36至图37为根据某些实施例的管件搬运装置校准其与其他结构的对准的代表性透视图；和

图38A至图38B为根据某些实施例的管件搬运装置校准其与井中心的对准的代表性功能框图。

具体实施方式

结合附图提供以下描述以帮助理解本文公开的教导。下面的讨论将集中在教导的具体实施方式和实施例上。提供此焦点以帮助描述教导且不应被解释为对教导的范围或适用性的限制。

如本文所用，术语“包括(comprises、comprising)”、“包含(includes、including)”、“具有(has、having)”或其任何其他变型，意图涵盖非排他性的包含。例如，包括特征列表的过程、方法、物品或设备不一定仅限于那些特征，而是可以包括未明确列出的或此类过程、方法、物品或设备固有的其他特征。进一步地，除非有相反的明确说明，“或”是指包含性的或而不是排他性的或。例如，条件“A”或“B”由以下各项中的任一项满足：A为真(或存在)且B为假(或不存在)；A为假(或不存在)且B为真(或存在)；以及A和B两者均为真(或存在)。

采用“一个”或“一种”来描述本文所描述的元件和部件。这样做仅是为了方便并给出本发明范围的一般含义。该描述应被理解为包括一个或至少一个，并且单数形式也包括复数形式，反之亦然，除非明确指出并非如此。

字词“约”、“大约”或“基本上”的使用旨在表示参数的值接近于所陈述的值或位置。然而，微小的差异可能会妨碍值或位置与所陈述完全一致。因此，高达值的百分之十(10％)的差异是与所描述完全相同的理想目标的合理差异。当差额大于百分之十(10％)时，可能会出现显著差异。

如本文所用，“管状件”是指细长的圆柱形管并且可以包括围绕钻机操纵的任何管状件，诸如管段、管架、管状件和管柱。因此，在本公开中，“管状件”与“管段”、“管架”和“管柱”以及“管件”、“管件段”、“管件架”、“管件柱”、“套管”、“套管段”或“套管柱”同义。

如本文所用，“EX认证”表示该制品(诸如管件搬运装置100)可获得“ATEX认证”和“IECEx认证”中的一者或两者的批准。ATEX是“大气层爆炸”的缩写。IECEx代表国际电工委员会对爆炸性环境的认证。ATEX是用于控制爆炸性环境的两个欧洲指令的通用名称：1)指令99/92/EC(也称为“ATEX 137”或“ATEX工作场所指令”)，关注改善可能受到爆炸性环境威胁的工人的健康及安全防护的最低要求。2)指令94/9/EC(也称为“ATEX 95”或“ATEX装备指令”)，关注成员国有关潜在爆炸性环境中使用的装备及保护系统的法律的近似。因此，如本文所用，“获得ATEX认证”表示制品(诸如管件搬运装置100)满足针对爆炸性(EX)Zone 1环境的两个规定指令ATEX 137和ATEX 95的要求。IECEx为自愿体系，它提供了国际认可的证明符合IEC标准的手段。IEC标准在许多国家批准计划中使用，因此，IECEx认证可用于支持国家合规性，在大多数情况下无需额外测试。因此，如本文所用，“获得IECEx认证”表示制品(诸如管件搬运装置100)符合针对EX Zone 1环境在IEC标准中定义的要求。

图1为具有机器人管件搬运装置100的钻机10的代表性透视图，该机器人管件搬运装置可用于在水平存储区域30与钻台16上的井中心58(或其他位置，诸如竖直存储区域20或管理存储区域的管件搬运装置(未示出))之间运输管状件60。钻机10被描绘为基于陆地的钻机，但本公开的原理也可以用于海中钻机，其中在将管件搬运装置输送到钻机/从钻机输送管件搬运装置方面可能有所变化。尽管管件搬运装置100可用于海中钻机，但它也非常适用于基于陆地的钻机。如本文所用，“钻机”是指在地下操作期间使用的所有地表结构(例如平台、井架、竖直存储区域、水平存储区域、钻台等)。

钻机10可具有平台12，该平台可在收起位置被运输到井场，并且通过旋转平台12支撑件竖立在井场以通过围绕一个或多个枢轴(例如，枢轴89)旋转(箭头99)支撑件将钻台16升高到基座上方。应理解，当前的机器人管件搬运装置100不限于任何一种类型的钻机10。钻机10可包括现场建造的钻机、通过旋转平台移入和竖立的钻机(类似于图1中的钻机10)、从先前的井场步行到井场的钻机、经由运输船漂浮到井场的钻机等。钻机10可以是具有距水平存储区域不同高度的钻台的钻机。钻机10应具有接合装置，当管件搬运装置100在井场部署时，该接合装置接合机器人管件搬运装置100。

钻台16可包括井架14，该井架为其他装备(诸如顶部驱动装置、竖直存储区域20等)提供结构支撑。随着平台12和井架14竖立到它们的工作位置，钻机10可以用于组装分段管柱66并将该分段管柱延伸到井眼50中(下钻)或从井眼50拆卸和缩回分段管柱66(起钻)。

参照图2至图4，将描述管件搬运装置100的元件。图2为具有管件搬运装置100的钻机10的代表性侧视图。图3为处于部署位置的管件搬运装置100的代表性侧视图。图4为部署后与钻机10接合的管件搬运装置100的代表性局部透视图。在下钻时，管状件60可以从水平存储区域30收集并被送到交付位置(例如，并中心58、竖直存储区域20、另一个管件搬运装置、顶部驱动装置、升降机、下套管工具、鼠洞、卡瓦、立柱等)。管件搬运装置100可将新的管状件60与立柱18对准，并将管状件60旋转到管柱66的顶端上，释放管状件60并返回到水平存储区域30以收集另一管状件60。竖直存储区域20可具有在管件搬运装置100与竖直存储区域20之间传递管状件60的另一个管件搬运设备。管柱66可以是钻柱，其可用于通过旋转钻头54使井眼50延伸穿过地层8。钻井泥浆可以向下流过管柱66，穿过钻头54，并且进入环形空间52，在该环形空间中向上流过环形空间52的钻井泥浆可以带走钻屑。

在起钻时，管件搬运装置100可将管状件60旋离管柱66的顶端，并将管状件60运输到另一个交付位置(例如，竖直存储区域20、水平存储区域30、另一个管件搬运装置等)。在下钻或起钻过程中，管件搬运装置100可用于经由涂布桶40来清洗、干燥和涂布管状件60的销接端62和母扣端64，该涂布桶可定位在钻台16上，或水平存储区域30中，或靠近钻机10的适于管件搬运装置100进入涂布桶40的任何其他地方。管件搬运装置100可将销接端62或母扣端64插入涂布桶40中并且当其在涂布桶40中时旋转端部(围绕轴线80的箭头90)，以清洗、干燥螺纹并向螺纹施涂均匀涂层的涂料。

管件搬运装置100可包括基座101，该基座搁置在表面(诸如地层8的表面6)上并且支撑可组装在基座101的多个侧面中的一者上的水平存储区域30。管件搬运装置100还可包括用于与钻机10接合的伸缩支撑件102和用于操纵管状件的管件搬运装置机构103。

涂布桶40中的一者可靠近基座101的一个端部(如图所示)或基座101的示出具有涂布桶40的端部相对的端部定位。伸缩支撑件102可具有伸缩地耦接到上支撑件104的下支撑件106。伸缩支撑件102的一个端部124可以在枢轴81处可旋转地耦接到基座101。伸缩支撑件102可通过一个或多个致动器132围绕枢轴81(箭头91)在收起位置与部署位置之间旋转，这些致动器可以是液压、电动、气动或手动(例如，通过绞盘)致动型致动器。

当管件搬运装置100移动到靠近钻机10的位置并放置在表面6(或另一表面，如果需要)上时，伸缩支撑件102可通过致动致动器132并围绕枢轴81旋转伸缩支撑件102(箭头91)而旋转到基本上竖直位置(如图2所示)。当处于基本上竖直位置时，可使用一个或多个致动器134相对于下支撑件106伸缩地延伸上支撑件104(箭头122)，直到伸缩支撑件102的端部126接合钻机接合装置110。当管件搬运装置100部署并操作以在钻机10与水平存储区域30之间移动管状件时，致动器134可以保持伸缩支撑件102与接合装置110接合。接合装置110还可包括锁定机构(未示出)以将端部126可靠地固定到接合装置110而不需要致动器134来维持伸缩支撑件102的延伸位置。

应当理解，不需要将伸缩支撑件102相对于基座旋转至基本上竖直取向。设想到，伸缩支撑件102可以倾斜取向部署，以容纳可相对于管件搬运装置100的基座101移动的钻台16(和可能的钻机10)。在倾斜取向中，基于支撑托架108a、108b与伸缩支撑件102一切并且相对于基座101旋转，伸缩支撑件102可被限制在钻台16下方的水平深度。由枢轴82、83形成的平面144可基于四连杆机构的操作改变管件搬运装置100可进入的竖直深度(参见图3)。如果伸缩支撑件102和平面144逆时针旋转，则管件搬运装置100可沿着钻台16进入更大的距离，但是可具有管件搬运装置100将可进入的距钻台的减小的竖直距离和减小的水平距离。相反，如果伸缩支撑件102和平面144顺时针旋转，则管件搬运装置100可具有沿着钻台16的减小的可进入距离，但是可具有管件搬运装置100将可进入的距钻台的增加的竖直距离和增加的水平距离。

管件搬运装置机构103可包括上梁112a、112b、下梁114a、114b、耦接结构116、臂118、臂120和夹持器130a、130b。伸缩支撑件102可包括支撑托架108a、108b，该支撑托架可被视为大致三角形，该三角形的底边沿着上支撑件104定位，并且该三角形的边向外延伸以形成上梁112a、112b和下梁114a、114b在枢轴82、83处与支撑托架108a、108b的倾斜连接。一个或多个致动器(例如，能够通过EX认证的外壳中的电动马达，未示出)可用于使上梁112a、112b绕枢轴82(箭头92)旋转并使下梁114a、114b绕枢轴83旋转(箭头93)。上梁112a、112b及下梁114a、114b中每一者的一个端部可以可旋转地连接到支撑托架108a、108b，上梁112a、112b及下梁114a、114b中每一者的另一端部可旋转地连接到耦接结构116。支撑托架108a、108b、上梁112a、112b、下梁114a、114b和耦接结构116可形成两个并排的四杆平行四边形，其用于控制耦接结构116的高度和取向。

支撑托架108a、上梁112a、下梁114a和耦接结构116可形成并排四杆平行四边形中的一者，支撑托架108b、上梁112b、下梁114b和耦接结构116形成并排四杆平行四边形中的另一者。当致动器使上梁112a、112b和下梁114a、114b围绕枢轴82、83旋转时，上梁112a、112b保持基本上平行于下梁114a、114b，上梁112a、112b与下梁114a、114b之间的竖直空间随着它们的旋转而改变。

由枢轴82、83限定的平面也可基本上平行于由枢轴84、85形成的平面。因此，上梁112a、112b、下梁114a、114b、由枢轴82、83形成的平面144(参见图3)和由枢轴84、85形成的平面146形成了该两个平行四边形，用于升高和降低耦接结构116。随着上梁112a、112b和下梁114a、114b相对于支撑托架108a、108b旋转，耦接结构116可相对于水平存储区域30升高或降低，耦接结构116保持其相对于支撑托架108a、108b的取向，使得平面144、146保持彼此平行。上梁112a、112b和下梁114a、114b相对于耦接结构116围绕枢轴84、85旋转(相应的箭头94、95)，以在上梁112a、112b和下梁114a、114b相对于支撑托架108a、108b上下旋转时保持平行四边形。

臂118可在枢轴86处可旋转地耦接到耦接结构116，并且可以通过一个或多个致动器(例如，能够通过EX认证的外壳中的电动马达，未示出)围绕枢轴86旋转(箭头96)。臂118可围绕枢轴86旋转高达160度，臂118被构造成穿过一对上梁112a、112b之间的第一水平空间，并穿过一对下梁114a、114b之间的第二水平空间，第一水平空间和第二水平空间竖直对准，以允许臂118从中旋转穿过。应当理解，臂118可以独立于上梁112a、112b和下梁114a、114b的运动而围绕枢轴86旋转。例如，如果上梁112a、112b和下梁114a、114b是静止的，则臂118仍然可以围绕枢轴86旋转。相反地，当上梁112a、112b和下梁114a、114b围绕枢轴82、83旋转时，臂118可保持其相对于枢轴86的方位角取向。还应理解，上梁112a、112b和下梁114a、114b可与臂118同时旋转，但一个的旋转不依赖于另一个的旋转。

臂118的长度可以定尺寸成支撑水平存储区域30中的接合管状件60，并且在一对上梁112a、112b和下梁114a、114b之间运送管状件，管状件60与伸缩支撑件102之间具有必要的间隙，这可取决于上梁112a、112b和下梁114a、114b的长度。距离L5代表枢轴86与枢轴87之间的纵向距离，其通常代表臂118的长度。平面140、142之间的距离L6提供平行四边形中所需的间隙，以允许管件搬运装置100进入井中心58和水平存储区域30。当平行四边形的上梁112a、112b和下梁114a、114b旋转时，上梁112a、112b和下梁114a、114b之间的距离L3变化，并且该距离必须等于或大于允许耦接结构116从水平存储区域30上方的位置移动到靠近井中心58的位置的距离，使得耦接到臂118的夹持器130a、130b可进入水平存储区域30中的或井中心58处的管状件。夹持器130a、130b在2015年12月1日提交并以美国公布号2017/0328149公布的专利申请15/531,644中有详细描述。申请2017/0328149据此全文以引用方式并入。上梁112a、112b和下梁114a、114b的长度可从平面144、146之间的距离L7导出。

臂120可在枢轴87处可旋转地耦接到臂118，并且可围绕枢轴87旋转140度(箭头97)。臂120可具有两个部分，这两个部分相对于彼此以钝角从枢轴87延伸，每个部分具有附接到端部的夹持器130a或130b。夹持器130a、130b可用于接合管状件60，并在被夹持器130a、130b接合的同时使管状件60围绕其中心轴线80旋转(箭头90)。还应理解，每个单独的夹持器130a、130b可用于接合和运输较小的物体，诸如接头、工具等。夹持器以合适的距离间隔开，以在水平存储区域30与井中心58之间移动管状件60时提供稳定性和控制。每个夹持器130a、130b位于臂120的一个部分的端部处，每个夹持器距枢轴87水平距离L9(参考图3中的取向)，且距枢轴87竖直距离L8。因此，从夹持器130a的外侧到夹持器130b的外侧的距离可表示为距离L8或距离L10的2倍。

应理解，臂120可独立于臂118围绕枢轴86的旋转而围绕枢轴87旋转。例如，如果臂120相对于枢轴87静止，则臂118仍然可围绕枢轴86旋转。相反，如果臂118相对于枢轴86静止，则臂120仍然可围绕枢轴87旋转。应理解，臂120可与臂118同时旋转，但一个的旋转不依赖于另一个的旋转。管件搬运装置100(包括伸缩支撑件102和管件搬运装置机构103)的讨论可类似地应用于本公开中描述的任何实施例。

当伸缩支撑件102升高到其部署位置152并延伸到与钻机10的接合位置154时，伸缩支撑件102的端部126(在高度L1处)可接合钻机接合装置110，该钻机接合装置位于距钻机所搁置的表面(例如，表面6)为L2的高度处。当L1基本上等于L2时，伸缩支撑件102可被视为与接合装置110接合。接合装置110的高度L2可与被示出处于高度L4的钻台16处于不同的高度处。仅通过将伸缩支撑件102延伸到期望的高度L1以接合接合装置110，本公开的管件搬运装置100就可适应具有不同高度的钻台的钻机10。

可能期望的是，当旋转到部署位置152时，由管件搬运装置100支撑的接合装置110的最小高度L2略大于伸缩支撑件102的最小高度L1，使得钻机所搁置的表面与管件搬运装置100所搁置的表面是共同的。然而，可使管件搬运装置100搁置在比钻机10所搁置的表面(例如，表面6)低的表面上。通过将管件搬运装置100竖直降低到钻机10所搁置的表面下方，管件搬运装置100可适应接合装置110的高度，这些高度小于当上支撑件104没有相对于下支撑件106从其收起位置延伸时的最小高度L1。

返回参考图2，钻机10上的装备可以经由网络202通信地耦接到钻机控制器200，其中网络202有线或无线地连接至装备和其他钻机资源。应当理解，钻机控制器200可以包括一个或多个处理器、可以存储数据和可执行指令的非暂时性存储器(其中该一个或多个处理器被配置成执行可执行指令)、一个或多个人机接口(HMI)、一个或多个输入装置、一个或多个显示器以及连接至远程位置的通信链路。钻机控制器200也可以包括设置在机器人中(例如，机器人管件搬运装置100的控制器210)以用于对机器人进行本地控制，或分布在钻机10周围的处理器。每个处理器均可以包括可以存储数据和可执行指令的非暂时性存储器。

然而，应理解，管件搬运装置100(300、400，参见图19至图25)中的本地控制器210可以自主操作并控制管件搬运装置100(300，400)旋转上梁112a、112b、下梁114a、114b、臂118、臂120和夹持器130a、130b，以选择性地接合物体(例如，管状件60、BHA、工具68或其他钻机装备)，将这些物体从拾取位置操纵到交付位置，并将物体存放在交付位置处。控制器210可以自主地控制管件搬运装置100旋转上梁112a、112b、下梁114a、114b、臂118、臂120和夹持器130a、130b，使得控制器210避免管件搬运装置100(300，400)与管件搬运装置100(300，400)的部件碰撞，并且知道被管件搬运装置100、300、400操纵、拾取或递送的物体(例如，管状件60、工具68等)的参数，使得控制器210自动避免物体与管件搬运装置100、300、400的部件、其他钻机装备、人员、其他物体等的碰撞。

知道物体的参数(例如，长度、直径、重量、形状、尺寸、夹持区、非夹持区等)，控制器210(或钻机控制器200)可以自主地确定将物体从拾取位置运输到交付位置的方向和路径，以避免碰撞并将管件搬运装置部件上的负载(如果可能的话)最小化。这些参数还可以包括管件搬运装置的一个或多个夹持器的期望拾取位置或接合位置，使得物体以正确的取向和期望的间隙被递送。管件搬运装置控制器210还可以从数据输入中知道井中心和立柱的位置，因此它可以将管状件刺入到管柱66的顶端，并将管状件60旋转至与管柱66螺纹连接。不要求管件搬运装置100、300、400将管状件刺入并旋转到管柱上，但是它能够如此。管件搬运装置100、300、400还可以将管状件60移交到其他钻机装备(顶部驱动装置、另一管件搬运装置、升降机、钻工、钻台机器人等)，且其他钻机装备可将管状件60螺纹连接到管柱66，或者将管状件60存储在竖直存储区域中以供后来使用。

由管件搬运装置控制器210执行的控制程序可以执行本公开中描述的任务，或者至少指导由管件搬运装置100执行的任务。管件搬运装置控制器210可以与钻机上的其他控制器(例如钻机控制器200)连通，以便于在交付位置和拾取位置移交和拾取物体。控制器210可根据需要设置在支撑件102中或管件搬运装置机构103中的位置。控制器210还可以包括多个控制器，这些控制器根据需要设置在支撑件102中或者管件搬运装置机构103中的位置。

具体参考图4，示出了接合装置110的示例，该接合装置与伸缩支撑件102的顶端126接合。应当理解，当制造伸缩支撑件102时，可以根据需要调节支撑托架108a、108b相对于伸缩支撑件102的顶端126的位置，以在上梁112a、112b朝向井中心58旋转以将管状件或另一物品(例如，工具、接头等)递送到井中心58或钻台16时，为上梁112a、112b留出适当的间隙。

图4还示出了上梁112a、112b和下梁114a、114b的布置，因为它们可以连接到支撑托架108a、108b。上梁112a、112b水平地间隔开距离L11(即，空间160)，并且下梁114a、114b也水平地间隔开距离L11(即，空间162)，该距离在管件搬运装置100的整个操作过程中保持大致恒定。当在钻台16与水平存储区域30之间运输管状件60或其他物品(例如，工具、接头、底部钻具组合(BHA)等)时，臂118、120和夹持器130a、130b被运输穿过空间160、162。

上梁112a可以竖直地定位在下梁114a的上方，并且与下梁114a间隔开距离L3，该距离可以随着管件搬运装置100操纵管状件60而变化。上梁112b可以竖直地定位在下梁114b的上方，并与下梁114b间隔开距离L3，该距离可以随着管件搬运装置100操纵管状件60而变化。图4清楚地示出了连接到支撑托架108a、108b的上梁112a、112b和下梁114a、114b排列位置。应当理解，上梁112a、112b和下梁114a、114b的另一端部在连接到耦接结构116时类似地排列。由梁112a、114a、支撑托架108a和耦接结构116形成的平行四边形可以形成竖直平面148。由梁112b、114b、支撑托架108b和耦接结构116形成的平行四边形可以形成竖直平面149，其中竖直平面148、149平行且水平间隔开。

图5至图10示出了用于靠近钻机10部署管件搬运装置100的各种操作，用于在钻台16与水平存储区域30之间操纵和运输管状件60或其他物品(例如，工具、接头、BHA组件等)。图5是在运输工具70上处于收起位置150、156的管件搬运装置100的代表性侧视图。图6是钻机10的代表性透视图，其中管件搬运装置100靠近钻机10处于收起位置150、156并准备部署。图7至图10为靠近钻机10的管件搬运装置100的代表性侧视图，管件搬运装置100被示出处于从收起位置150、156到部署位置152、154、158的各种位置。

参考图5，管件搬运装置100可以由运输工具70(例如，18轮牵引拖车)运输到井场，在井场，管件搬运装置100可以从靠近钻机10的运输工具70上卸载。管件搬运装置100的伸缩支撑件102和管件搬运装置机构103被示出处于它们的收起位置150、156。基座101搁置在运输工具70上，其中管件搬运装置机构103旋转到收起位置156并搁置在基座101上。伸缩支撑件102的上支撑件104相对于下支撑件106缩回到它们的最小(或收起)位置，并且伸缩支撑件102围绕枢轴81旋转，使得管件搬运装置机构103搁置在基座101上。

参考图6，管件搬运装置100可以在收起位置150、156从运输工具70卸载，并靠近钻机10的V门侧定位。用于管状件和其他装备的水平存储区域30可以围绕管件搬运装置100建构。管件搬运装置100应定位成使得当伸缩支撑件102旋转到竖直位置时，其可以延伸以接合钻机10上的接合装置110。

参考图7，伸缩支撑件102处于收起位置150，并且管件搬运装置机构103处于收起位置156。围绕枢轴81旋转伸缩支撑件102(箭头91)可以从基座101升高伸缩支撑件102，并随之升高管件搬运装置机构103。钻台16可定位在离表面6距离L4处，其中接合装置110定位在离表面6距离L2处。

参考图8，伸缩支撑件102已经经由一个或多个致动器132升高(箭头91)到收起位置150与部署位置152之间的倾斜位置。当伸缩支撑件102被升高时，管件搬运装置机构103保持在收起位置156。

参考图9，伸缩支撑件102已经由一个或多个致动器132升高(箭头91)到相对于基座101大致竖直的部署位置152。当伸缩支撑件102被升高时，管件搬运装置机构103保持在收起位置156。

参考图10，当伸缩支撑件102处于部署位置152时，一个或多个致动器134可用于相对于下支撑件106伸缩地延伸(箭头122)上支撑件104，从而当端部126接合接合装置110时，将端部126从表面6上方的初始高度L1(即，在伸缩支撑件102已经升高到部署位置152之后)延伸到从该表面到端部126的接合高度L1。当伸缩支撑件102相对于基座101竖直并延伸至与接合装置110接合时，看到该伸缩支撑件处于其最终部署位置154。

图11至图16示出了在伸缩支撑件102已经移动到最终部署位置154之后，管件搬运装置机构103的各种部署位置158。一旦伸缩支撑件102已经移动到最终部署位置154，管件搬运装置机构103就可以从其收起位置156移动到允许进入水平存储区域30的部署位置与允许进入井中心58的部署位置之间的任何部署位置158。

图11为在钻机10处部署且刚好从水平存储区域30收集管状件60之后或刚好在将管状件60存放在水平存储区域30之前定位的管件搬运装置100的代表性透视图。图12至图15为在钻机10处部署的管件搬运装置100的代表性侧视图，管件搬运装置100被示出处于从定位在水平存储区域30上方到定位在井中心58处的各种部署位置158。图16为在钻机10处部署并且刚好在从井中心58收集管状件60之后或者刚好在将管状件60递送到井中心58之前定位的管件搬运装置100的代表性透视图。使用上文关于图1至图4描述的管件搬运装置100的元件，上梁112a、112b、下梁114a、114b、臂118和臂120可以相对于支撑托架108a、108b旋转，以将管件搬运装置100定位在进入水平存储区域30与进入井中心58之间的任何部署位置158。

参考图11，上梁112a、112b和下梁114a、114b可以相对于支撑托架108a、108b旋转，以朝向水平存储区域30降低耦接结构116，这也降低了臂118和120。臂118、120可以旋转到如图所示的位置，以将夹持器130a、130b与水平存储区域30中的管状件60对准，用夹持器130a、130b夹持管状件60，并且从水平存储区域30提升管状件60。通过从夹持器130a、130b释放管状件60并将管状件60存放在水平存储区域30中，部署位置158也可用于将管状件60递送到水平存储区域30。

参考图12，其示出了处于部署位置158的管件搬运装置100的侧视图，其中管状件60定位在水平存储区域30中的管状件60的正上方，其中夹持器130a、130b将管状件60保持在升高的位置。可以很容易地看到管件搬运装置100的平行四边形是如何操作来降低臂118、120的。可以控制管件搬运装置100将管状件60插入涂布桶40中，并在涂布桶40中旋转管状件60的端部，以清洗、干燥和涂布管状件60的端部62或64上的螺纹。

参考图13，其示出了处于部署位置158的管件搬运装置100的侧视图，其中上梁112a、112b和下梁114a、114b相对于水平存储区域30向上旋转，从而加宽了一对上梁112a、112b和一对下梁114a、114b之间的空间L3。带有与管状件60接合的夹持器130a、130b的臂120和臂118已经将管状件60旋转到梁112a、112b之间的水平空间160(参见图4)和梁114a、114b之间的水平空间162中。当管状件60在水平存储区域30与井中心58之间移动时，控制管件搬运装置100以避免管状件60与其他装备、钻机10或钻机人员碰撞。

参考图14，其示出了处于部署位置158的管件搬运装置100的侧视图，其中上梁112a、112b和下梁114a、114b相对于水平存储区域30进一步向上旋转，其中当平行四边形形成矩形形状时，一对上梁112a、112b和一对下梁114a、114b之间的空间L3从其最大距离变窄。臂118、120已经朝向井中心58旋转。在该位置或该位置附近的部署位置158，管件搬运装置100可以将另一端部62或64插入到涂布桶40中，以清洗、干燥和涂布该端部上的螺纹。应理解，涂布桶40被示出处于可以提供管件搬运装置100进入的可能位置，然而，钻机10上的和水平存储区域30中的其他位置也是可能的。涂布桶不限于图14中所示的两个位置。

参考图15，其示出了处于部署位置158的管件搬运装置100的侧视图，其中上梁112a、112b和下梁114a、114b进一步朝向井中心58旋转，其中随着保持管状件60的夹持器130a、130b更靠近井中心58移动，一对上梁112a、112b和一对下梁114a、114b之间的空间L3进一步变窄。在该部署位置158，夹持器130a、130b可以用于将管状件60旋转到井中心58处的立柱18上，或者用于将管状件60旋转离开管柱66，在井中心58处留下立柱18。臂118、120可容纳管柱66，通过使附接到立柱的管状件60成角度以匹配相对于钻台16的立柱角度，该管柱可在井中心58处成角度，或者臂118、120可用于使夹持器130a、130b成角度以接合附接到管柱66的顶端的管状件60，该管柱的顶端可相对于钻台16成角度。

替代地，管件搬运装置100可以将管状件60与顶部驱动装置(未示出)对准，并将管状件60移交到顶部驱动装置，然后顶部驱动装置可以将管状件60降低到立柱18，并将管状件60旋转到立柱18上。管件搬运装置100还可以接收已经通过顶部驱动装置(或其他钻机装备)从管柱66的顶端断开的管状件60，并且从顶部驱动装置(或其他钻机装备)收集管状件60，然后将管状件60运输到水平存储区域30(或其他交付位置)。

图16至图17示出了在钻台16与水平存储区域30之间运输工具68(或仅由一个夹持器130a或130b承载的其他小型装备)的管件搬运装置机构103的各种部署位置158。臂118、120可以旋转，以适应从拾取位置(例如，水平存储区域30、钻台16、钻台上的竖直存储区域、另一个管件搬运装置、顶部驱动装置、升降机、下套管工具、鼠洞、卡瓦、立柱等)拾取竖直取向的工具68，并将工具68(或其他小型装备)运输到交付位置(例如，水平存储区域30、钻台16、钻台上的竖直存储区域、另一个管件搬运装置、顶部驱动装置、升降机、下套管工具、鼠洞、卡瓦、立柱等)。图16示出了当臂118、120将工具68向上运输到钻台16或向下运输到水平存储区域30时，臂118、120旋转到梁之间的水平空间160、162中。应当理解，工具68也可以水平取向或倾斜取向存储在任何拾取位置。根据需要，管件搬运装置100可以与工具68、或管状件60、或BHA、或其他物体对准，以在钻机10周围接合和操纵它们。图17为钻机10和处于部署位置158的管件搬运装置100的代表性侧视图，其中臂118、120位于钻台16上方以将工具68存放到交付位置，或者刚好在管件搬运装置100已经从拾取位置收集工具68之后。应理解，管件搬运装置100的本地控制器210可以设置在管件搬运装置100中或该管件搬运装置上的一个或多个位置。控制器210(或者钻机控制器200)可以控制管件搬运装置100在交付位置与拾取位置之间拾取或递送物体(例如，管状件、工具、钻机装备等)。通过接收关于将由管件搬运装置100夹持和运输的物体的信息(即，测量、大小、重量、长度、在拾取区域中的位置、物体上无夹持区和可夹持区的位置等)，控制器210(或钻机控制器200)可以操作管件搬运装置100以自动适应物体相对于钻台16的各种水平位置和各种竖直位置，从而在拾取位置与交付位置之间拾取和递送物体。例如，图13具有的钻台在竖直方向上高于图16中的钻台。由于管件搬运装置100的适应性，管件搬运装置100可自主适应水平存储区域30与钻台16(或立柱18)之间的各种竖直距离。还可以示出(下面将更详细地描述)，管件搬运装置100可自主地适应水平存储区域30与钻台16(或立柱18)之间的各种水平距离。

图18是钻机10处的管件搬运装置100的代表性侧视图，其中管件搬运装置被示出处于将管状件60运输到水平存储区域30或从该水平存储区域运输的部署位置158。该管件搬运装置100的实施例与前述管件搬运装置100的实施例非常相似，除了它没有形成两个平行四边形的梁阵列。该管件搬运装置100可仅包括两个梁112a、112b，该两个梁被空间160水平间隔开并且彼此平行。每个梁112a、112b的一个端部可在枢轴82处可旋转地耦接到各自的支撑托架108a、108b，其中每个梁112a、112b的另一端部在枢轴86处可旋转地耦接到臂118。臂118可旋转地耦接到臂120的枢轴87，其中枢轴87基本上位于两个夹持器130a、130b之间的臂120的中间。

随着梁112a、112b向上或向下旋转，臂118、120可以旋转以进入水平存储区域30或钻台16(或沿着水平存储区域30与钻台16上的井中心58之间的路径的任何其他期望的位置)。臂118、120可以旋转穿过梁112a、112b之间的水平空间160，以在水平存储区域30与井中心58之间运输物体(例如，管状件60、工具68、接头、BHA等)。具有单对梁112a、112b的管件搬运装置100可以类似于先前描述的管件搬运装置100进行操作，包括在收起位置150、156被运输和被部署到部署位置(例如，152、154、158)，并且操作以在水平存储区域30或钻台16之间运输物体。

钻机控制器200可包括用于存储可执行命令的非暂时性存储器以及用于读取和执行控制程序的命令以执行本公开中描述的任何操作(或方法)的一个或多个处理器。控制器200可以包括管件搬运装置100中的本地控制器，这些本地控制器一起协调以旋转上梁112a、112b、下梁114a、114b、臂118、臂120和夹持器130a、130b，以选择性地接合物体(例如，管状件60、BHA、工具68或其他钻机装备)，将这些物体从拾取位置操纵到交付位置，并将物体存放在交付位置。由钻机控制器200执行的控制程序协调管件搬运装置100的元件以执行本公开中描述的任务。

然而，应理解，管件搬运装置100中的本地控制器210可以自主操作并控制管件搬运装置100旋转上梁112a、112b、下梁114a、114b、臂118、臂120和夹持器130a、130b，以选择性地接合物体(例如，管状件60、BHA、工具68或其他钻机装备)，将这些物体从拾取位置操纵到交付位置，并将物体存放在交付位置处。由管件搬运装置控制器210执行的控制程序可以执行本公开中描述的任务，或者指导由管件搬运装置100执行的任务。

管件搬运装置100可以经由来自地面操作(例如，水平存储区域操作)、用于其他交付位置和拾取位置的钻机操作的数据，以及操作员输入来接收管状件60、BHA、工具68或其他钻机装备的特征，以将这些特征传递至管件搬运装置控制器。

图19至图24示出了根据某些实施例的管件搬运装置300的管件搬运装置机构303的各种部署位置158。管件搬运装置300的操作类似于以上关于管件搬运装置100描述的操作，具有相同附图标记的元件被构造成与管件搬运装置100中相同编号的元件相同地操作。因此，与相同编号的项目相关的上述描述直接适用于管件搬运装置300，这也适用于与图19至图24中未具体标识的相同编号的元件相关的元件。例如，上梁112a、112b、下梁114a、114b、耦接结构116、臂118和120以及夹持器130a、130b元件包括相关的枢轴82、83、84、85、86、87，尽管这些枢轴在图19至图24中没有用附图标记明确表示，但是它们仍然包括在管件搬运装置300中。此外，图19至图24示出了将管状件从水平存储区域30中的拾取位置操纵到井中心58a、58b处的交付位置的管件搬运装置300。然而，管件搬运装置300不限于图19至图24所示的操作。例如，拾取位置可以是井中心58a、58b，而交付位置可以是水平存储区域30。除了管状件60之外，该物体可以是工具68或适于由管件搬运装置300运输的任何其他物体。图19至图24仅示出了使用管件搬运装置300和由管件搬运装置控制器210(或钻机控制器200)控制的移动部件来运输物体的示例，以便于管件搬运装置300的自主操作(这也适用于管件搬运装置100、400，因为它们不受图中所示实施例的限制)。

图19是附接到钻机10的管件搬运装置300的代表性侧视图，管件搬运装置300处于部署位置158，示出在水平存储区域30上伸展。该构造中的钻机10可包括平台12，该平台支撑具有可移动钻台16的井架14，该可移动钻台可沿着平台12在两个间隔开的井中心58a、58b之间移动。钻台16可根据需要在井中心58a(即，具有中心轴线312a的井A)与井中心58b(即，具有中心轴线312b的井B)之间沿着平台12的顶面横向移动(箭头310)，以在井A和B上执行地下操作。通过支撑件302附接到钻台16的一侧的管件搬运装置300可与钻台16一起相对于平台12移动。管件搬运装置300被构造成从井A或井B位置中的任一个进入静止水平存储区域30。

管件搬运装置300可经由支撑件302附接到钻台16，该支撑件可包括一对支撑托架308a、308b、耦接件306和竖直端部支撑件307，以及一个或多个角撑304，以将端部支撑件307稳定到耦接件306或钻台16。该对支撑托架308a、308b可以固定地附接到端部支撑件307，并且在相应的枢轴82、83处可旋转地附接到上梁112a、112b的一个端部，以及下梁114a、114b的一个端部(参考图2)。支撑托架308a、308b类似于管件搬运装置100的支撑托架108a、108b，除了支撑托架308a、308b固定地附接到钻台16。枢轴82、83可以形成平面144，该平面可以相对于钻台16成角度A1。角度A1可以确定管件搬运装置300沿着钻台16进入以及管件搬运装置300可进入的钻台16下方的竖直距离。

图19中的钻机10被构造成使得井架14和钻台16定位在井眼50a中具有管柱66a的井A位置上方。管件搬运装置300在水平存储区域30上方延伸，使得距钻台最远的夹持器(例如夹持器130b)与中心轴线312a间隔开距离L10。管状件60被定位在水平存储区域30中的拾取位置，其中管状件60的端部(在该示例中管状件60的销接端)在离中心轴线312a距离L11处距钻台16最远。这提供了夹持器130b与管状件60的销接端之间的距离L12。距离L12可以是在管件搬运装置300从水平存储区域30中的拾取位置接合并提升管状件60时，夹持器130b与销接端之间的期望距离。

应当理解，管状件60和水平存储区域的参数可被传送到管件搬运装置控制器210(或钻机控制器200)并用于自主控制管件搬运装置300以适应管状件60上的夹持器130a、130b的位置，从而提供从夹持器130b到管状件60的销接端的距离L12。例如，如果管状件60比先前的管状件60更靠近水平存储区域30中的钻台16定位，则管件搬运装置控制器210可以自主地控制管件搬运装置300接合管状件60，使得距离L11更小，以允许期望的距离L12保持恒定。不要求距离L12保持恒定，但是它可能是优选的，因为在将管状件60递送到井中心58a时，距离L12确定了在管件搬运装置300将管状件60递送到井中心58a时，在井中心58a处将管状件60在竖直取向上升高到立柱18a上方所需的高度。

应理解，期望距离L12可以被传送到控制器210(或钻机控制器200)，并且对于将被管件搬运装置300的一个或多个夹持器130a、130b接合的每个管状件60或物体，其可以是不同的。控制器210知道钻台的位置(在井A位置还是井B位置上方)和水平存储区域30的位置，并且通过操纵梁112a、112b、114a、114b和臂118、120来调节管件搬运装置300，以适应从中心轴线312a或312b到物体(例如，管状件60)的端部的可变距离L11。

可以看出，如果水平存储区域30比图19中所示者在竖直方向上更低(即，距离L4更长或者水平存储区域30更低)，则由管件搬运装置300支撑的最大距离L10可以减小，因为它将不得不进一步向下旋转管件搬运装置机构303以接合管状件60。应理解，类似于管件搬运装置100，管件搬运装置300可以自主地适应相对于钻台16处于不同竖直高度的水平存储区域30，以及距井中心不同水平距离处的水平存储区域30。

参考图20，管件搬运装置机构303已经由夹持器130a、130b接合管状件60，并且将管状件60从拾取位置(例如，水平存储区域30)旋转至少部分地穿过梁112a、112b之间的水平空间和梁114a、114b之间的水平空间。梁112a、112b、114a、114b已经朝着钻台16向上旋转，臂118、120被控制以操纵管状件60，使得当管状件60从水平存储区域30被拾起并被提升穿过梁112a、112b和梁114a、114b之间的空间时，该管状件的母扣端避开支撑托架308a、308b。应当理解，类似于图18中的管件搬运装置100，在管件搬运装置300中可以仅使用一对梁(例如，112a、112b)。

参考图21，管件搬运装置机构303已经由夹持器130a、130b接合管状件60，并且将管状件60从拾取位置(例如，水平存储区域30)旋转穿过梁112a、112b之间的空间和梁114a、114b之间的空间，并且将管状件60以竖直取向呈现在井中心58a处的立柱18a上方。梁112a、112b、114a、114b已经朝向钻台16旋转，臂118、120被控制以操纵管状件60，使得当管状件60被提升到竖直取向时，该管状件的母扣端避开井架14和管状件60的运输路径附近的任何其他障碍物。然后，控制器210可以操作管件搬运装置300的部件，以保持管状件60的竖直取向，同时降低管状件60至在井中心58a处与管柱66a的立柱18a接合，并将管状件60的销接端旋入管柱66a的母扣端。

应理解，图19至图21中所示的操作顺序可以反向执行，如当井中心58a处的管状件66a被从井眼50a中起出时。控制器210可以自主地在井中心58a处接合竖直取向的管状件60，旋转管状件60使其脱离与管柱66a的连接，并且将管状件60运输穿过梁112a、112b和梁114a、114b中的空间，以将管状件60递送到水平存储区域30。

图22是附接到钻机10的管件搬运装置300的代表性侧视图，管件搬运装置300处于部署位置158，示出为在水平存储区域30上方。该构造中的钻机10可包括平台12，该平台支撑具有可移动钻台16的井架14，该可移动钻台可沿着平台12在两个间隔开的井中心58a、58b之间移动。钻台16可根据需要在井中心58a(即，具有中心轴线312a的井A)与井中心58b(即，具有中心轴线312b的井B)之间沿着平台12的顶面横向移动(箭头310)，以在井A和B上执行地下操作。通过支撑件302附接到钻台16的一侧的管件搬运装置300可与钻台16一起相对于平台12移动。管件搬运装置300被构造成从井A或井B位置中的任一个进入静止水平存储区域30。

管件搬运装置300可经由支撑件302附接到钻台16，该支撑件可包括一对支撑托架308a、308b、耦接件306和竖直端部支撑件307，以及一个或多个角撑304，以将端部支撑件307稳定到耦接件306或钻台16。该对支撑托架308a、308b可以固定地附接到端部支撑件307，并且在相应的枢轴82、83处可旋转地附接到上梁112a、112b的一个端部，以及下梁114a、114b的一个端部(参考图2)。支撑托架308a、308b类似于管件搬运装置100的支撑托架108a、108b，除了支撑托架308a、308b固定地附接到钻台16。

图22中的钻机10被构造成使得井架14和钻台16定位在井眼50b中具有管柱66b的井B位置上方。管件搬运装置300在水平存储区域30上方延伸，使得距钻台最远的夹持器(例如夹持器130b)与中心轴线312b间隔开距离L10。管状件60被定位在水平存储区域30中的拾取位置，其中管状件60的端部(在该示例中管状件60的销接端)在离中心轴线312b距离L11处距钻台16最远。这提供了夹持器130b与管状件60的销接端之间的距离L12。距离L12可以是在管件搬运装置300从水平存储区域30中的拾取位置接合并提升管状件60时，夹持器130b与销接端之间的期望距离。如比较图19和图22时可以看出，管件搬运装置300可以适应水平存储区域30距井中心58a或井中心58b的各种水平距离。

应当理解，管状件60和水平存储区域的参数可被传送到管件搬运装置控制器210(或钻机控制器200)并用于自主控制管件搬运装置300以适应管状件60上的夹持器130a、130b的位置，从而提供从夹持器130b到管状件60的销接端的距离L12。例如，如果管状件60比先前的管状件60更靠近水平存储区域30中的钻台16定位，则管件搬运装置控制器210可以自主地控制管件搬运装置300接合管状件60，使得距离L11更小，以允许期望的距离L12保持恒定。不要求距离L12保持恒定，但是它可能是优选的，因为在将管状件60递送到井中心58b时，距离L12确定了在管件搬运装置300将管状件60递送到井中心58b时，在井中心58b处将管状件60在竖直取向上升高到立柱18b上方所需的高度。

应理解，期望距离L12可以被传送到控制器210(或钻机控制器200)，并且对于将被管件搬运装置300的一个或多个夹持器130a、130b接合的每个管状件60或物体，其可以是不同的。控制器210知道钻台16的位置(在井A位置还是井B位置上方)和水平存储区域30的位置，并且通过操纵梁112a、112b、114a、114b和臂118、120来调节管件搬运装置300，以适应从中心轴线312a或312b到物体(例如，管状件60)的端部的可变距离L11。

可以看出，如果水平存储区域30比图22中所示者在竖直方向上更低(即，距离L4更长或者水平存储区域30更低)，则由管件搬运装置300支撑的最大距离L10可以减小，因为它将不得不进一步向下旋转管件搬运装置机构303以接合管状件60。应理解，类似于管件搬运装置100，管件搬运装置300可以自主地适应相对于钻台16处于不同竖直高度的水平存储区域30，以及距井中心不同水平距离处的水平存储区域30。

参考图23，管件搬运装置机构303已经由夹持器130a、130b接合管状件60，并且将管状件60从拾取位置(例如，水平存储区域30)旋转至少部分地穿过梁112a、112b之间的水平空间和梁114a、114b之间的水平空间。梁112a、112b、114a、114b已经朝着钻台16向上旋转，臂118、120被控制以操纵管状件60，使得当管状件60从水平存储区域30被拾起并被提升穿过梁112a、112b和梁114a、114b之间的空间时，该管状件的母扣端避开支撑托架308a、308b。应当理解，类似于图18中的管件搬运装置100，在管件搬运装置300中可以仅使用一对梁(例如，112a、112b)。

参考图24，管件搬运装置机构303已经由夹持器130a、130b接合管状件60，并且将管状件60从拾取位置(例如，水平存储区域30)旋转穿过梁112a、112b之间的空间和梁114a、114b之间的空间，并且将管状件60以竖直取向呈现在井中心58b处的立柱18b上方。梁112a、112b、114a、114b已经朝向钻台16旋转，臂118、120被控制以操纵管状件60，使得当管状件60被提升到竖直取向时，该管状件的母扣端避开井架14和管状件60的运输路径附近的任何其他障碍物。然后，控制器210可以操作管件搬运装置300的部件，以保持管状件60的竖直取向，同时降低管状件60至在井中心58a处与管柱66a的立柱18a接合，并将管状件60的销接端旋入管柱66a的母扣端。为了清楚起见，在图24中省略了井架，且井架14的边缘由虚线表示，以参考井架14在井B位置中的相对位置。

应理解，图22至图24中所示的操作顺序可以反向执行，如当井中心58b处的管状件66b被从井眼50b中起出时。控制器210可以自主地在井中心58b处接合竖直取向的管状件60，旋转管状件60使其脱离与管柱66b的连接，并且将管状件60运输穿过梁112a、112b和梁114a、114b中的空间，以将管状件60递送到水平存储区域30。

图25为钻机10处的另一个管件搬运装置400的代表性侧视图，管件搬运装置400的管件搬运装置机构403被示出处于在拾取位置(例如，水平存储区域30)与交付位置(例如，井中心58)之间运输管状件60的各种部署位置158。

管件搬运装置400可经由支撑件402(其非常类似于图19的支撑件302)附接到钻台16，该支撑件可包括一对支撑托架408a、408b、耦接件406和竖直端部支撑件407，以及一个或多个角撑404，以将端部支撑件407稳定到耦接件406或钻台16。该对支撑托架408a、408b可以固定地附接到端部支撑件407，并且在相应的枢轴82、83处可旋转地附接到上梁112a、112b的一个端部，以及下梁114a、114b的一个端部(参考图2)。支撑托架408a、408b类似于管件搬运装置100的支撑托架108a、108b，除了支撑托架408a、408b固定地附接到钻台16。枢轴82、83可以形成平面144，该平面可以相对于钻台16成角度A1(类似于图19)。角度A1可以确定管件搬运装置400沿着钻台16进入以及管件搬运装置400可进入的钻台16下方的竖直距离。

该示例中的钻机10是具有多个区段(或模块)的钻机，这些区段可以在井场之间单独或一起运输。具有平台12的井架14模块可包括附接到钻台16的管件搬运装置400，该钻台与井架14区段(或模块)一起移动。可以在水平存储区域30或其他位置对由管件搬运装置400操纵的物体进行表征。从供应商报告中测量、收集或以其他方式确定的数据可以被传送到控制器210(或钻机控制器200)，因此当物体被管件搬运装置400运输时，管件搬运装置400可以自主地确定物体的运输路径。应当理解，管件搬运装置400以与其他管件搬运装置100、300大致相同的方式操作，以在拾取位置与交付位置之间安全地运输物体。

图26A为管件搬运装置100的代表性透视图，该管件搬运装置可以与水平管件搬运装置(HPH)220相互作用，用于管理水平存储区域30中的管状件。管件搬运装置100能够以与前述管件搬运装置100、300、400大致相同的方式操作，其中上梁112a、112b与下梁114a、114b协作以提升可旋转地附接到臂118的耦接结构116。臂118可以可旋转地附接到臂120，该臂可以包括位于臂120每一端部处的夹持器130a、130b。当管件搬运装置100将管状件从拾取位置(例如，水平存储区域30、另一个管件搬运装置等)移动到交付位置(例如，井中心、另一个管件搬运装置等)时，夹持器130a、130b可以夹持管状件并将其运送穿过在左上梁112a和右上梁112b之间形成的空间。图26A的管件搬运装置100至少不同于其他先前描述的管件搬运装置100、300、400，因为基座101与支撑件102之间的旋转(箭头91)的枢转点(轴线81)与支撑件102的底端124间隔开。因此，当支撑件102经由致动器132旋转到收起位置时，控制器222的外壳可以与支撑件102一起旋转到基座101上方的收起位置。

水平管件搬运装置220可以包括定位在基座101左侧上的多个左水平管件搬运装置(LHPH)230a-c(从线27-27看)以及定位在基座101右侧上的右水平管件搬运装置(RHPH)330a-c(从线27-27看)。LHPH 230a-c和RHPH 330a-c可用于操纵水平取向的管状件朝向和背离基座101中心处的托架212a、212b。示出了三个LHPH 230a-c和三个RHPH 330a-c，但是应当理解，根据本公开的原理，可以使用更多或更少的这些水平管件搬运装置230a-c、330a-c。例如，左侧可能仅有两个LHPH 230a-b，且右侧可能有三个RHPH 330a-c(或更少)，以操纵水平取向的管状件。此外，左侧可以有四个LHPH，且右侧可以有三个RHPH 330a-c(或更少)，以操纵水平取向的管状件朝向和背离基座101中心处的托架212a、212b。请注意，在图26A的非限制性实施例中，HPH 220可以不包括托架212c，或者LHPH 230c和RHPH 330c可以不包括各自的进料臂240c、340c，以为涂布装置440提供间隙，从而沿着基座101朝向涂布装置450轴向行进经过LHPH 230c和RHPH 330c，以接合较短的管状件。以下非限制性实施例可能不包括托架212c或臂240c、340c，但是如果需要的话可以包括它们。

在该非限制性实施例中，提供了三个LHPH 230a-c和三个RHPH 330a-c，每组定位在基座101的相对侧(右侧和左侧)上。LHPH 230a-c可包括围绕公共轴线280旋转的臂，使得当LHPH 230a-c中每一者的类似臂一起旋转时，它们可围绕公共轴线280同步旋转，并在水平取向上升高或降低管状件。应当理解，LHPH 230a-c中每一者的臂的旋转轴线可以与公共轴线280基本上对准。RHPH 330a-c可包括围绕公共轴线380旋转的臂，使得当RHPH 330a-c中每一者的类似臂一起旋转时，它们可围绕公共轴线280同步旋转，并在水平取向上升高或降低管状件。应当理解，RHPH330a-c中每一者的臂的旋转轴线可以与公共轴线380基本上对准。

图26B为用于管理水平存储区域30中的管状件的水平管件搬运装置220的端部(即，图26A中的区域26B)的代表性详细透视图。示出了一个LHPH 230a和一个RHPH 330a。其他LHPH和RHPH(例如，LHPH230b-c和RHPH 330b-c)的部件的操作可以类似于LHPH 230a和RHPH330a的部件的操作的以下描述。

LHPH 230a可以包括附接到基座101的支撑腿270a。支撑腿270a可用于经由调节器272a调节基座101离开表面6的高度。进料臂240a和斜坡臂250a可以通过各自的端部244a和254a在轴线280处可旋转地附接到支撑腿270a。进料臂240a和斜坡臂250a可以独立地围绕轴线280旋转(箭头290)。进料臂240a可以通过延伸/缩回致动器274a(箭头293a)围绕轴线280旋转(箭头290)。致动器274a的延伸可以相对于托架212a升高进料臂240a的端部242a(箭头291a)，并且致动器274a的缩回可以相对于托架212a降低进料臂240a的端部242a(箭头291a)。斜坡臂250a可以通过延伸/缩回致动器276a(箭头294a)围绕轴线280旋转(箭头290)。致动器276a的延伸可以相对于托架212a升高斜坡臂250a的端部252a(箭头292a)，并且致动器276a的缩回可以相对于托架212a降低斜坡臂250a的端部252a(箭头292a)。

RHPH 330a可以包括附接到基座101的支撑腿370a。支撑腿370a可用于经由调节器372a调节基座101离开表面6的高度。进料臂340a和斜坡臂350a可以通过各自的端部344a和354a在轴线380处可旋转地附接到支撑腿370a。进料臂340a和斜坡臂350a可以独立地围绕轴线380旋转(箭头390)。进料臂340a可以通过延伸/缩回致动器374a围绕轴线380旋转(箭头390)。致动器374a的延伸可以相对于托架212a升高进料臂340a的端部342a(箭头391a)，并且致动器374a的缩回可以相对于托架212a降低进料臂340a的端部342a(箭头391a)。斜坡臂350a可以通过延伸/缩回致动器376a围绕轴线380旋转(箭头390)。致动器376a的延伸可以相对于托架212a升高斜坡臂350a的端部352a(箭头392a)，并且致动器376a的缩回可以相对于托架212a降低斜坡臂350a的端部352a(箭头392a)。

进料臂240a、340a和斜坡臂250a、350a与相应的其他进料臂(例如，进料臂240b-c、340b-c)和其他斜坡臂(例如，斜坡臂250b-c、350b-c)的协作操作可有助于将水平取向的管状件移至托架212a-b和从其移动。管件搬运装置100可进入托架212a-b以将管状件递送至水平存储区域30或从该水平存储区域取回管状件。HPH 220可用于将管状件定位在托架212a-b中，以便由管件搬运装置100移除，或者在管件搬运装置100已经将管状件存放在托架212a-b之后将管状件从托架移开。当然，HPH 220也可以将管状件移动到托架212a-b和背离托架212a-b移动，而不与管件搬运装置100相互作用。托架212a-b可以包括传感器(例如，传感器214a)以检测搁置在托架212a-b中的管状件的特征(例如，重量、直径等)。

图27A至图27C为从线27-27看去将管状件360装载到托架212a中的图26A的水平管件搬运装置220的代表性详细正视图。支撑托架212a(以及相应的托架212b)可以具有形成V形状的两个表面，其中V形状的低点基本上定位在托架212a的中心，使得管状件360(在基本上平行于基座101的纵向轴线180的水平取向上)被放置在任一表面上，其将趋向于向托架212a的中心滚动。

图27A示出了LHPH 230a，其中多个管状件260以水平取向并排放置在斜坡臂250a上。管状件260可以向另一个LHPH 230b-c延伸，并且可以由LHPH 230b-c中的一者或二者支撑在水平取向上。管状件260可以搁置在斜坡臂250a上，并且被示出处于静止位置的斜坡臂250a可以如图所示朝向托架212a倾斜。当其他LHPH 230b-c的其他斜坡臂250b-c类似地倾斜并处于静止位置时，管状件260将趋向于向托架212a滚动并在端部252a处停止，该端部可以如图所示向上转动以停止管状件260向托架212a的移动。

如前所述，致动器274a可以延伸/缩回，以围绕轴线280旋转进料臂240a，从而升高/降低进料臂240a的端部242a。致动器276a可以延伸/缩回，以围绕轴线280旋转斜坡臂250a，从而升高/降低斜坡臂250a的端部252a。进料臂240a、340a和斜坡臂250a、350a被示出处于静止位置。致动器274a、276a、374a、376a可以将相应的臂240a、250a、340a、350a从静止位置升高到倾斜位置或者至少旋转离开静止位置的位置。

图27A示出了RHPH 330a，其中多个管状件360以水平取向并排放置在斜坡臂350a上。管状件360可以向另一个RHPH 330b-c延伸，并且可以由RHPH 330b-c中的一者或二者支撑在水平取向上。管状件360可以搁置在斜坡臂350a上，如图所示，该斜坡臂可以朝向托架212a倾斜。当其他RHPH 330b-c的其他斜坡臂350b-c类似地倾斜时，管状件360将趋向于向托架212a滚动并在端部352a处停止，该端部可以如图所示向上转动以停止管状件360向托架212a的移动。

如前所述，致动器374a可以延伸/缩回，以围绕轴线380旋转进料臂340a，从而升高/降低进料臂340a的端部342a。致动器376a可以延伸/缩回，以围绕轴线380旋转斜坡臂350a，从而升高/降低斜坡臂350a的端部352a。

在图27B中，致动器274a可以延伸(箭头293a)以升高端部242a(箭头291a)从而接合管状件360，该管状件可以处于初始位置360’(图27A)，在该位置管状件360邻接斜坡臂的端部352a的卷起部分。进料臂的端部242a可以从斜坡臂350a向上提升管状件360，使得管状件360可以由于端部242a的倾斜而朝向托架212a(位置360”)滚动经过斜坡臂的端部352a的卷起部分(箭头395a)。当管状件360滚动经过端部352a的卷起部分时，如图27C所示，致动器274a可以缩回(箭头293a)，以降低端部242a(箭头291a)，并使端部242a从管状件360脱离。然后，管状件360可以滚动到V形托架212a的中心，到达位置360”’。管件搬运装置100可以从托架212a-b收集管状件360，并将管状件360运输到交付位置(例如，井中心、另一管件搬运装置等)。因此，左进料臂240a-c可用于将管状件360从HPH 220的右侧进给到托架212a-b，其中管状件360可搁置在托架212a-b的V形状中，等待被管件搬运装置100拾取或被HPH 220弹出。

类似地，通过延伸致动器374a以升高进料臂340a的端部342a并由此从斜坡臂250a的端部252a升高管状件260，使管状件260滚动经过端部252a的卷起部分，通过缩回致动器374a降低端部342a，并让管状件260滚动到V形托架212a的中心，右进料臂340a-c可用于将管状件260从HPH 220的左侧进给到托架212a-b。其他LHPH 230b-c和RHPH 330b-c可与相应的LHPH 230a和RHPH 330a同步操作，以操纵水平取向的管状件360或260被进给到托架212a-b或从托架212a-b移除。

图28至图29为在水平存储区域30中从水平管件搬运装置220取回管状件360的管件搬运装置100的代表性透视图。HPH 220可以包括从HPH220的左侧上的相应LHPH 230a-c延伸的左轨道232a-c，以及从HPH 220右侧上的相应RHPH 330a-c延伸的右轨道332a-c。左轨道232a-c可以为多个管状件260提供水平存储区域，每个管状件具有销接端262和母扣端264。多个管状件260可以定位在LHPH 230a-c的倾斜斜坡臂250a-c上。应当注意，在该非限制性实施例中，管状件260比管状件360短，并且不延伸到第三LHPH 230c。因此，根据本公开的原理，不要求管状件260或360延伸到所有LHPH 230a-c或RHPH 330a-c。

右轨道332a-c可以为多个管状件360提供水平存储区域，每个管状件具有销接端362和母扣端364。多个管状件360可以定位在RHPH 330a-c的倾斜斜坡臂350a-c上。如上所述，进料臂240a-c可用于将管状件360从RHPH 330a-c进给到托架212a-b，该托架可定位在LHPH 230a-b与相应的RHPH 330a-b之间的中心位置。

当管状件360被移动以搁置在托架212a-b中时，涂布装置440可以轴向移动(箭头190)以与搁置在托架212a-b中的管状件360的母扣端364接合。当涂布装置440接合母扣端364时，涂布装置440可以继续轴向移动(箭头190)，从而朝向涂布装置450轴向移动管状件360(箭头192)，直到管状件360的销接端362接合涂布装置450。在母扣端364与涂布装置440接合并且销接端362与涂布装置450接合的情况下，由于涂布装置440相对于涂布装置450的位置是已知的，因此管状件360的长度L10(参见图29)可以由控制器(例如200、210、222)确定。对于非限制性实施例，当管状件260移动到托架212a-b时，涂布装置440可以移动经过LHPH 230c和RHPH 330c，以在管状件260没有延伸经过LHPH 230c和RHPH 330c时接合管状件260的母扣端264。

此外，相应托架212a-b中的传感器214a-b可用于在管状件360还没有与涂布装置440、450接合时，确定管状件360的至少一个特征(例如，实际重量、实际直径等)。当管状件360搁置在托架212a-b中并且与涂布装置440、450接合时，控制器(例如，200、210、222)可以使用相应托架212a-b中的传感器214a-b和涂布装置440、450中的传感器来确定管状件360的至少一个特征(例如，实际重量、实际直径等)。

如图29所见，管件搬运装置100可以经由夹持器130a、130b与管状件360接合。在管状件360的销接端362与涂布装置450接合(或至少非常接近)的情况下，管件搬运装置100可以在离管状件360的销接端362距离L11处利用夹持器130b一致地接合管状件360。这不是必需的，因为管件搬运装置100可以在沿着管状件360的其他位置选择性地接合管状件360。然而，可能优选的是将夹持器130b一致地定位在离销接端362距离L11处，用于在井中心58处的一致定位，或者当将管状件360移交到另一个管件搬运装置(例如，铁钻工、竖直管件搬运装置、钻台机器人等)时。

当管件搬运装置100夹持管状件360时，管件搬运装置100可以旋转管状件360，同时涂布装置440、450(单独或同时)清洗、干燥管状件360的销接端362和母扣端364并向其施涂涂料。在端部362、364被涂布的情况下，管件搬运装置100然后可以将管状件360运输到井中心58、另一个管件搬运装置(例如，用于管理竖直管件存储区域或支架建筑的竖直管件搬运装置)等。

图30为用于管理水平存储区域30中的管状件260、360的水平管件搬运装置220的一部分的代表性详细正视图。水平管件搬运装置220可以包括涂布装置440，用于在管件搬运装置100旋转管状件360(或260)时涂布管状件360(或260)的母扣端。在管件搬运装置100接合管状件360之前，设置在托架212a中的传感器214a可以向控制器(例如，200、210、222)提供传感器数据，用于确定管状件360的至少一个特征。在管状件360被管件搬运装置100的夹持器130a、130b接合的情况下，管件搬运装置100能够旋转管状件360，该管状件能够被定位在托架212a-b(这里仅示出了托架212a)上方。随着管状件360旋转，涂布装置440的喷嘴442(其可以指向管状件360的母扣端364的内螺纹)可以清洗、干燥内螺纹并向其施涂涂料。

图31为用于涂布相应管状件260、360的母扣端264、364的涂布装置440的代表性透视图。传感器448可用于引导母扣端264、364向上倾斜(箭头195)，该倾斜由传感器448形成，以将母扣端264、364对准并将其定位在接合表面446和喷嘴442的前面。管件搬运装置100可以相对于喷嘴442旋转母扣端264、364(箭头194)。当旋转母扣端264、364时，喷嘴442中的一者或多者可以投射喷射图案444，该喷射图案可用于清洗、干燥母扣端264、364的内螺纹或向其施涂涂料。

图32为用于涂布相应管状件260、360的销接端262、362的涂布装置450的代表性透视图。传感器458可用于引导销接端262、362向上倾斜(箭头196)，该倾斜由传感器458形成，以将销接端262、362对准并将其定位在接合表面456和喷嘴452的前面。管件搬运装置100可以相对于喷嘴452旋转销接端262、362(箭头194)。当旋转销接端262、362时，喷嘴452中的一者或多者可以投射喷射图案454，该喷射图案可用于清洗、干燥销接端262、362的外螺纹或向其施涂涂料。

图33为将管状件360递送到水平存储区域30中的水平管件搬运装置220的管件搬运装置100的代表性透视图。管状件360由HPH 220接收并移动到轨道332a-c。然而，应当理解，管件搬运装置100也可以将管状件360递送到HPH 220，该HPH可以将它们移动到轨道232a-c。管件搬运装置100也可以将管状件260递送到HPH 220，并将它们移动到轨道232a-c或332a-c中的任一组。因此，关于图33的讨论同样适用于接收管状件260或360并将其移动到轨道232a-c或轨道332a-c。

在非限制性实施例中，当管件搬运装置100将管状件360递送到HPH 220时，管件搬运装置100可以将管状件360定位在托架212a-b(或中间存储位置)正上方。然而，在管件搬运装置100将管状件360降低到托架212a-b之前，HPH 220可以将托架212a-b上方的进料臂340a-c升高到倾斜位置，并且在斜坡臂端部352a-c的卷起部分上方。因此，当管件搬运装置100将管状件360从位置360’移动到位置360”(箭头197)时，管件搬运装置100可以将管状件360释放到进料臂340a-c上。由于进料臂340a-c被升高到朝向轨道332a-c倾斜的位置，因此管状件360可以朝向轨道332a-c从位置360”滚动(箭头198)到位置360”’。一旦管状件360已经滚动到轨道332a-c，操作员就可以将管状件360操纵到轨道332a-c上的位置360””。对于由HPH 220从管件搬运装置100接收的每个管状件360，可以重复该过程。替代地，进料臂240a-c可以升高到倾斜位置。当倾斜的进料臂240a-c接收管状件360(或260)时，管状件360(或260)可朝向轨道232a-c滚动以进行存储(在该非限制性示例中，较短的管状件260可仅在轨道232a-b上方延伸，而不延伸至轨道232c)。左存储区域示出了多个管状件260，但是管状件360也可以存储在轨道232a-c上。应理解，该过程也可以用于移除已经放置在托架212a-b上的管状件260、360。通过升高进料臂组240a-c或340a-c中的任一组，放置在托架212a-b上的管状件260、360通过倾斜的一组进料臂240a-c或340a-c可以从托架212a-b上提升，并且滚离托架212a-b。

图34为从水平管件搬运装置220中清除管状件260的水平存储区域30中的水平管件搬运装置220的代表性透视图。新型HPH 220提供的另一个特征是在这些斜坡臂已经装载了水平取向的管状件260、360之后，能够从斜坡臂250a-c或350a-c清除管状件。对于图34所示的非限制性实施例，管状件260(在该示例中为长管状件260)已经被装载到斜坡臂250a-c上。无论出于何种原因，可能希望将管状件260从斜坡臂250a-c上清除。HPH 220可提供将斜坡臂250a-c从静止位置升高(箭头292a-c)到背离托架212a-b倾斜的位置的能力。这可以促使管状件260背离托架212a-b并朝向轨道232a-c滚动(箭头199)。操作员可以通过沿着轨道232a-c滚动管状件260来使其进一步背离LHPH 230a-c。

图35为从HPH 220中清除管状件360的水平存储区域30中的HPH 220的一部分的代表性正面详细视图。在该非限制性示例中，管状件360已经被装载到斜坡臂350a-c上。为了将管状件360从RHPH 330a上清除，致动器376a可以延伸(箭头394a)以升高斜坡臂350a(箭头392a)，直到管状件360被推动从托架212a滚离。斜坡臂250a-c、350a-c被设计成搬运多个管状件260、360的重量，其中进料臂240a-c、340a-c可被设计成用于较轻的负载(例如，一个管状件260、360)。

图36为管件搬运装置100的代表性透视图，该管件搬运装置校准管状件360与托架212a-b(仅示出了托架212b)的对准。为了沿着基座101的纵向轴线180在纵向方向上调节管状件360的位置，管件搬运装置100可以围绕支撑件102同步旋转上梁112a-b和下梁114a-b，围绕耦接结构116旋转臂118，并且根据需要相对于臂118旋转臂120，以将管状件沿着纵向轴线180定位在期望的纵向位置。然而，如果管状件360的位置需要在基本上垂直于纵向轴线180的方向上进行调节，则管件搬运装置100可以不同于上述的方式操作上梁112a-b和下梁114a-b，以提供垂直位置调节。

在管件搬运装置100处于如图36所示的部署位置时，相对于梁112b、114b升高梁112a、114a(箭头492)可以旋转耦接结构116(箭头490)并使臂120在左方向上摆动(箭头496)。相对于梁112a、114a升高梁112b、114b(箭头494)可以旋转耦接结构116(箭头490)并使臂120在右方向上摆动(箭头496)。此外，梁112a、114a(箭头492)可以相对于梁112b、114b在相反方向上移动，同时梁112b、114b也在移动，这可以旋转耦接结构116(箭头490)并根据需要使臂120在左或右方向上摆动(箭头496)，以对准管状件360。

当确定了臂120(以及因此管状件360)的正确的左右位置时，控制器(200、210、222)可以存储重复地将管状件360放置在托架212a-b中或者从托架212a-b中取回管状件360所需的调节。因此，每次管件搬运装置100与HPH 220相互作用时，可以应用调节来将管件搬运装置100与HPH 220正确地对准。管状件360的左右定位的这种校准可以在安装时或者在安装后根据需要进行。校准可以经由交互式人工控制或者经由管件搬运装置100的自主控制经由控制器200、210或222执行。

图37为校准管状件360与井中心58的对准的管件搬运装置100的代表性透视图。为了调节管状件360在纵向方向(其在该构造中是指从管件搬运装置支撑件102到井中心58的方向)上的位置，管件搬运装置100可以围绕支撑件102同步旋转上梁112a-b和下梁114a-b，围绕耦接结构116旋转臂118，并且根据需要相对于臂118旋转臂120，以将管状件360定位在井中心58上方的期望纵向位置。然而，如果管状件360的位置需要在基本上垂直于纵向方向的方向上进行调节，则管件搬运装置100可以类似于上文关于图36所述的那样操作上梁112a-b和下梁114a-b，以提供垂直(或从左到右)位置调节(箭头496)。

在管件搬运装置100处于如图37所示的部署位置时，相对于梁112b、114b移动梁112a、114a(箭头492)可以旋转耦接结构116(箭头490)并使臂120在左或右方向上摆动(箭头496)。替代地，或者除此之外，相对于梁112a、114a移动梁112b、114b(箭头494)可以旋转耦接结构116(箭头490)并且使臂120在左或右方向上摆动(箭头496)。

当确定了臂120(以及因此管状件360)的正确的左右位置时(即，管状件360的纵向轴线482与井中心58的中心轴线480基本上对准)，控制器(200、210、222)可以存储重复将管状件360与井中心58对准所需的调节。因此，每次管件搬运装置100与井中心58相互作用时，可以进行调节，以使管状件360与井中心58正确对准。管状件360的左右和纵向定位的这种校准可以在安装时或者在安装后根据需要进行。校准可以经由交互式人工控制或者经由管件搬运装置100的自主控制由控制器200、210或222执行。

图38A至图38B是校准其管状件360与井中心58的对准的管件搬运装置100的代表性功能框图。钻机控制器200可以经由有线或无线网络202通信地耦接到管件搬运装置控制器210，该有线或无线网络还可以将控制器200、210通信地耦接到正夹持管状件360的管件搬运装置100和井中心58处的传感器466。管状件360可以包括安装到管状件360的端部的光发射器460，发射器460具有光源462，可以投射来自光源462的光束464。在管件搬运装置100安装在钻机现场之后(或者在钻机10的操作期间)，管件搬运装置100可以执行管件搬运装置100与井中心58的对准校准。管件搬运装置100可以拾取具有光发射器460附接到一个端部(诸如销接端362)的管状件360。管件搬运装置100可以操纵管状件360，使得光发射器460被定位成向井中心58发射光束464。光束464可以与管状件360的纵向轴线482对准。

当管件搬运装置100操纵管状件360时，光束464的方向可以被调节以补偿轴线482偏离中心轴线480的角度A1，以及光束464偏离中心轴线480的距离L12。当控制器200、210从对所接收的光束的强度以及接收光束的方向敏感的传感器466接收传感器数据时，传感器466可以向控制器200、210提供传感器数据。通过如上关于图37所述调节管状件360的位置，如图38B所示，管件搬运装置100可以使光束464(以及因此管状件360的轴线482)与中心轴线480对准(即，角度A1和距离L1近似等于“0”)。控制器(200，210)可以存储将光束464与中心轴线480对准所需的调节，并且控制器200、210可以在管件搬运装置100与井中心58处的管状件(例如，260、360)相互作用时应用这些调节。

各种实施例

实施例1.一种用于进行地下操作的系统，所述系统包括：

管件搬运装置，所述管件搬运装置包括：

基座；

支撑件，所述支撑件在所述支撑件的一个端部处可旋转地附接到所述基座；

第一致动器，所述第一致动器被构造成将所述支撑件伸缩地延伸至与钻机接合；和

管件搬运装置机构，所述管件搬运装置机构靠近所述支撑件的相对端部可旋转地附接到所述支撑件，所述管件搬运装置机构被构造成夹持物体并将所述物体从拾取位置运输到交付位置。

实施例2.根据实施例1所述的系统，其中所述管件搬运装置被构造成接合第一钻台并经由所述管件搬运装置机构进入距所述第一钻台第一竖直距离的第一水平存储区域，并且其中所述管件搬运装置被构造成接合第二钻台并且适于在所述第二钻台距第二水平存储区域第二竖直距离时经由所述管件搬运装置机构进入第二水平存储区域。

实施例3.根据实施例1所述的系统，其中所述第一致动器被构造成伸缩地缩回所述支撑件以使所述支撑件从所述钻机脱离。

实施例4.根据实施例1所述的系统，其中所述拾取位置是井中心、钻台、竖直存储区域、另一个管件搬运装置和水平存储区域中的一者。

实施例5.根据实施例1所述的系统，其中所述交付位置是井中心、钻台、竖直存储区域、另一个管件搬运装置和水平存储区域中的一者。

实施例6.根据实施例1所述的系统，其中所述支撑件被构造成在所述管件搬运装置机构将物体从拾取位置运输到交付位置时保持与所述钻机接合。

实施例7.根据实施例6所述的系统，其中所述支撑件被构造成在所述管件搬运装置机构将物体从所述拾取位置运输到所述交付位置时相对于所述基座保持在基本上竖直取向。

实施例8.根据实施例1所述的系统，其中所述物体包括管状件、工具、底部钻具组合(BHA)或接头。

实施例9.根据实施例1所述的系统，其中所述管件搬运装置机构包括第一梁和第二梁，所述第一梁和所述第二梁靠近所述支撑件的相对端部可旋转地附接到所述支撑件，并且在所述第一梁和所述第二梁的相对端部处可旋转地耦接到第一臂，其中所述第一梁和所述第二梁由水平空间分开。

实施例10.根据实施例9所述的系统，其中所述第一梁和所述第二梁可旋转地附接至耦接结构，并且所述耦接结构可旋转地附接至所述第一臂，其中所述第一臂可旋转地附接至第二臂，所述第二臂具有附接至所述第二臂的每个端部的夹持器。

实施例11.根据实施例9所述的系统，其中所述第一臂被构造成当在所述拾取位置与所述交付位置之间运输所述物体时，旋转穿过所述第一梁与所述第二梁之间的所述水平空间。

实施例12.根据实施例9所述的系统，其中所述第一梁包括第一上梁和第一下梁，其中所述第一上梁和所述第一下梁彼此竖直对准并且由它们之间的第一空间分开。

实施例13.根据实施例12所述的系统，其中随着所述第一上梁和所述第一下梁在管件搬运装置机构的不同部署位置之间旋转，所述第一空间的尺寸发生变化。

实施例14.根据实施例12所述的系统，其中所述第一上梁和所述第一下梁彼此平行。

实施例15.根据实施例14所述的系统，其中所述第一上梁的一个端部可旋转地连接到靠近支撑件的相对端部设置的第一支撑托架上的第一上枢轴，并且其中所述第一下梁的一个端部可旋转地连接到所述第一支撑托架上的第一下枢轴。

实施例16.根据实施例15所述的系统，其中所述第一上梁的相对端部可旋转地连接到耦接结构上的第三上枢轴，并且其中所述第一下梁的相对端部可旋转连接到耦接结构上的第三下枢轴，并且其中所述耦接结构可旋转地耦接到臂，所述臂可旋转地耦接到第一夹持器和第二夹持器，所述第一夹持器和所述第二夹持器被构造成接合和保持物体。

实施例17.根据实施例16所述的系统，其中所述第一支撑托架、所述第一上梁、所述第一下梁和所述耦接结构形成第一平行四边形，所述第一平行四边形是四连杆机构构造。

实施例18.根据实施例17所述的系统，其中所述第二梁包括第二上梁和第二下梁，其中所述第二上梁和所述第二下梁彼此竖直对准并且由其之间的第二空间分开。

实施例19.根据实施例18所述的系统，其中随着所述第二上梁和所述第二下梁在管件搬运装置机构的不同部署位置之间旋转，所述第二空间的尺寸发生变化。

实施例20.根据实施例18所述的系统，其中所述第二上梁和所述第二下梁彼此平行。

实施例21.根据实施例20所述的系统，其中所述第二上梁的一个端部可旋转地连接到第二支撑托架上的第二上枢轴，所述第二支撑托架靠近支撑件的相对端部设置并且与第一支撑托架水平间隔开，并且其中所述第二下梁的一个端部可旋转地连接到所述第二支撑托架上的第二下枢轴。

实施例22.根据实施例21所述的系统，其中所述第二上梁的相对端部可旋转地连接到耦接结构上的第四上枢轴，并且其中所述第二下梁的相对端部可旋转地连接到所述耦接结构上的第四下枢轴。

实施例23.根据实施例22所述的系统，其中所述第二支撑托架、所述第二上梁、所述第二下梁和所述耦接结构形成第二平行四边形，所述第二平行四边形是四连杆机构构造。

实施例24.根据实施例23所述的系统，其中所述第一平行四边形形成第一竖直平面并且所述第二平行四边形形成第二竖直平面，所述第二竖直平面平行于所述第一竖直平面并且与所述第一竖直平面水平间隔开。

实施例25.根据实施例1所述的系统，其中所述支撑件包括：上支撑件和下支撑件，其中所述上支撑件可滑动地耦接到所述下支撑件，其中所述第一致动器使所述上支撑件相对于所述下支撑件滑动以相对于所述下支撑件伸缩地延伸或缩回所述上支撑件。

实施例26.根据实施例25所述的系统，其中所述上支撑件包含上端部，所述上端部被构造成当上支撑件延伸至与钻机接合时接合所述钻机上的接合装置。

实施例27.根据实施例1所述的系统，还包括第二致动器，所述第二致动器延伸以将所述支撑件朝向相对于基座基本上竖直的部署位置旋转，或缩回以将所述支撑件朝向基座上的收起位置旋转。

实施例28.根据实施例1所述的系统，其中所述管件搬运装置被构造成在运输工具上被运输到井场和从井场运输，其中所述管件搬运装置处于收起位置。

实施例29.根据实施例28所述的系统，其中所述运输工具包括牵引拖车。

实施例30.根据实施例1所述的系统，其中所述管件搬运装置机构包括第一臂，所述第一臂的一个端部可旋转地耦接到所述支撑件，且另一端部可旋转地附接到第二臂的中心，其中所述第二臂包括从中心彼此成钝角延伸的第一部分和第二部分，其中夹持器附接在第一部分和第二部分中的每一者的端部处。

实施例31.一种用于进行地下操作的系统，所述系统包括：

基座；

支撑件，所述支撑件在一个端部处可旋转地附接到基座并被构造成在相对端部处接合钻机；

管件搬运装置机构，所述管件搬运装置机构靠近支撑件的相对端部可旋转地附接到所述支撑件，所述管件搬运装置机构包括：

第一臂，所述第一臂可旋转地耦接到一个或多个夹持器；和

多个提升梁，所述多个提升梁在一个端部处可旋转地耦接到支撑件并且在相对端部处可旋转地耦接到第一臂，其中所述第一臂被构造成独立于所述多个提升梁旋转。

实施例32.根据实施例31所述的系统，其中所述多个提升梁的相对端部可旋转地附接到耦接结构并且所述耦接结构可旋转地附接到第一臂，其中所述第一臂可旋转地附接到第二臂的中心。

实施例33.根据实施例32所述的系统，其中所述第二臂包括第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分从中心彼此成钝角延伸，其中夹持器附接在第一部分和第二部分中的每一者的端部处。

实施例34.根据实施例31所述的系统，其中所述多个提升梁至少包括第一提升梁和第二提升梁，所述第一提升梁和所述第二提升梁由水平空间彼此分开，并且其中所述管件搬运装置机构被构造成夹持物体并将物体从拾取位置运输到交付位置，其中物体被运输穿过水平空间。

实施例35.根据实施例31所述的系统，还包括第一致动器，所述第一致动器被构造成将支撑件伸缩地延伸至与钻机接合或伸缩地缩回支撑件以使支撑件从钻机脱离。

实施例36.一种用于进行地下操作的方法，所述方法包括：

经由第一致动器将支撑件从基座上的收起位置旋转到相对于所述基座的竖直位置；

经由第二致动器将所述支撑件竖直地延伸至与第一钻机接合；和

将管件搬运装置机构相对于所述支撑件从收起位置旋转到部署位置，所述管件搬运装置机构可旋转地耦接到所述支撑件并被构造成夹持物体并将所述物体从拾取位置运输到交付位置。

实施例37.根据实施例36所述的方法，进一步包括：

在所述拾取位置经由所述管件搬运装置机构的一个或多个夹持器夹持物体；

通过旋转所述管件搬运装置机构的多个提升梁并旋转耦接所述一个或多个夹持器的至少一个臂，将所述物体朝向所述交付位置运输；

运输所述物体穿过在所述多个提升梁之间形成的空间；和

将所述物体递送到所述交付位置。

实施例38.根据实施例37所述的方法，进一步包括：

将管件搬运装置机构从拾取位置到交付位置旋转到部署位置，同时支撑件在竖直位置保持静止。

实施例39.根据实施例37所述的方法，其中所述物体是管状件，其中所述方法还包括：

在将所述管状件朝向所述交付位置运输的同时，将所述管状件的端部插入涂布桶中；和

清洗、干燥所述管状件的所述端部上的螺纹并向其施涂一层涂料，同时所述管件搬运装置机构相对于所述涂布桶旋转所述管状件，而所述涂布桶相对于所述第一钻机的第一钻台保持静止。

实施例40.根据实施例36所述的方法，进一步包括：

将所述管件搬运装置机构相对于所述支撑件从所述部署位置旋转到所述收起位置；

经由所述第二致动器从与所述第一钻机的接合竖直地缩回所述支撑件；

将所述支撑件从所述竖直位置旋转到所述基座上的所述收起位置；经由运输工具将所述基座、所述支撑件和处于所述收起位置的所述管件搬运装置机构从所述第一钻机运输到第二钻机；和

靠近所述第二钻机定位所述基座，其中与所述第一钻机的第一钻台距所述基座在靠近所述第一钻机进行定位时所搁置的表面的高度相比，所述第二钻机的第二钻台处于距所述基座所搁置的表面的不同高度。

实施例41.根据实施例40所述的方法，进一步包括：

经由所述第一致动器将所述支撑件从所述基座上的所述收起位置旋转到相对于所述基座的所述竖直位置；

经由所述第二致动器将所述支撑件竖直地延伸至与所述第二钻机的接合装置接合；和

将所述管件搬运装置机构相对于所述支撑件从所述收起位置旋转到所述部署位置。

实施例42.一种用于进行地下操作的系统，所述系统包括：

管件搬运装置，所述管件搬运装置包括：

支撑件，所述支撑件固定地安装到钻台；和

管件搬运装置机构，所述管件搬运装置机构可旋转地附接到所述支撑件，所述管件搬运装置机构被构造成夹持物体并将所述物体从拾取位置运输到交付位置。

实施例43.根据实施例42所述的系统，其中所述管件搬运装置被构造成经由所述管件搬运装置机构进入距所述钻台第一水平距离的水平存储区域，并且其中所述管件搬运装置被构造成当所述钻台距所述钻台第二水平距离时，适于经由所述管件搬运装置机构进入所述水平存储区域。

实施例44.根据实施例43所述的系统，其中所述钻台被构造成沿着平台从第一井中心横向移动到第二井中心，其中所述钻台在所述第一井中心处距所述水平存储区域所述第一水平距离，且所述钻台在所述第二井中心处距所述水平存储区域所述第二水平距离。

实施例45.根据实施例42所述的系统，其中所述拾取位置是井中心、钻台、竖直存储区域、另一个管件搬运装置和水平存储区域中的一者。

实施例46.根据实施例42所述的系统，其中所述交付位置是井中心、钻台、竖直存储区域、另一个管件搬运装置和水平存储区域中的一者。

实施例47.根据实施例42所述的系统，其中所述物体包括管状件、工具、底部钻具组合(BHA)或接头。

实施例48.根据实施例42所述的系统，其中所述管件搬运装置机构包括第一梁和第二梁，所述第一梁和所述第二梁可旋转地附接到所述支撑件，并且在所述第一梁和所述第二梁的相对端部处可旋转地耦接到第一臂，其中所述第一梁和所述第二梁由水平空间分开。

实施例49.一种操作本公开中描述的管件搬运装置的任一实施例以将管状件操纵到水平存储区域/从其操纵管状件的方法。

实施例50.本公开中描述的管件搬运装置实施例中的任一个或多个。

实施例51.一种管状件搬运系统，所述管状件搬运系统包括：

管件搬运装置，所述管件搬运装置包括：

基座；

支撑件，所述支撑件在所述支撑件的一个端部处可旋转地附接到所述基座；

第一致动器，所述第一致动器被构造成将所述支撑件伸缩地延伸至与结构接合；和

管件搬运装置机构，所述管件搬运装置机构靠近所述支撑件的相对端部可旋转地附接到所述支撑件，所述管件搬运装置机构被构造成夹持物体并将所述物体从拾取位置运输到交付位置。

实施例52.根据实施例51所述的系统，其中所述结构是第一结构，其中所述管件搬运装置被构造成接合所述第一结构并经由所述管件搬运装置机构进入在所述第一结构下方第一竖直距离处的第一水平存储区域，并且其中所述管件搬运装置被构造成接合第二结构并且适于在所述第二结构处于第二水平存储区域下方第二竖直距离处时经由所述管件搬运装置机构进入所述第二水平存储区域，其中所述第一竖直距离不同于所述第二竖直距离。

实施例53.根据实施例51所述的系统，其中所述拾取位置是井中心、钻台、竖直存储区域、另一个管件搬运装置和水平存储区域中的一者，并且其中所述交付位置是所述井中心、所述钻台、所述竖直存储区域、所述另一个管件搬运装置和所述水平存储区域中的另一者。

实施例54.根据实施例51所述的系统，其中所述管件搬运装置机构包括第一梁和第二梁，所述第一梁和所述第二梁靠近所述支撑件的相对端部可旋转地附接到所述支撑件，并且在所述第一梁和所述第二梁的相对端部处可旋转地耦接到第一臂，其中所述第一梁和所述第二梁由水平空间分开。

实施例55.根据实施例54所述的系统，其中所述第一臂被构造成当在所述拾取位置与所述交付位置之间运输所述物体时，在第一方向上旋转穿过所述第一梁与所述第二梁之间的所述水平空间。

实施例56.根据实施例55所述的系统，其中所述第一梁相对于所述第二梁和所述支撑件旋转，使得所述第一臂在基本上垂直于所述第一方向的第二方向上旋转。

实施例57.根据实施例56所述的系统，其中耦接到所述第一臂的夹持器夹持管状件，并且其中所述第一臂在所述第二方向上的旋转调节所述管状件与井中心的对准。

实施例58.根据实施例54所述的系统，其中所述第一梁包括第一上梁和第一下梁，其中所述第一上梁和所述第一下梁彼此竖直对准并且由它们之间的第一空间分开，并且其中所述支撑件、所述第一上梁、所述第一下梁、和所述耦接结构形成第一平行四边形，所述第一平行四边形是四连杆机构构造。

实施例59.根据实施例58所述的系统，其中所述第二梁包括第二上梁和第二下梁，其中所述第二上梁和所述第二下梁彼此竖直对准并由其之间的第二空间分开，并且其中所述支撑件、所述第二上梁、所述第二下梁和所述耦接结构形成第二平行四边形，所述第二平行四边形是四连杆机构构造。

实施例60.根据实施例51所述的系统，其中所述支撑托架包括：上支撑件和下支撑件，其中所述上支撑件可滑动地耦接到所述下支撑件，其中所述第一致动器使所述上支撑件相对于所述下支撑件滑动以相对于所述下支撑件伸缩地延伸或缩回所述上支撑件。

实施例61.一种管状件搬运系统，所述管状件搬运系统包括：

基座；

支撑件，所述支撑件在一个端部处可旋转地附接到基座并被构造成在相对端部处接合结构；

管件搬运装置机构，所述管件搬运装置机构靠近支撑件的相对端部可旋转地附接到所述支撑件，所述管件搬运装置机构包括：

第一臂，所述第一臂可旋转地耦接到一个或多个夹持器；和

多个提升梁，所述多个提升梁在一个端部处可旋转地耦接到支撑件并且在相对端部处可旋转地耦接到第一臂，其中所述第一臂被构造成独立于所述多个提升梁旋转。

实施例62.根据实施例61所述的系统，其中所述多个提升梁的相对端部可旋转地附接到耦接结构并且所述耦接结构可旋转地附接到第一臂，其中所述第一臂可旋转地附接到第二臂的中心。

实施例63.根据实施例61所述的系统，其中所述多个提升梁至少包括第一提升梁和第二提升梁，所述第一提升梁和所述第二提升梁由水平空间彼此分开，并且其中所述管件搬运装置机构被构造成夹持物体并将物体从拾取位置运输到交付位置，其中物体被运输穿过水平空间。

实施例64.根据实施例61所述的系统，还包括第一致动器，所述第一致动器被构造成将支撑件伸缩地延伸至与所述结构接合或伸缩地缩回支撑件以使支撑件从所述结构脱离。

实施例65.一种用于进行地下操作的方法，所述方法包括：

经由第一致动器将支撑件从基座上的收起位置旋转到相对于所述基座的竖直位置；

经由第二致动器将所述支撑件竖直地延伸至与结构接合；和

将管件搬运装置机构相对于所述支撑件从收起位置旋转到部署位置，所述管件搬运装置机构可旋转地耦接到所述支撑件并被构造成夹持物体并将所述物体从拾取位置运输到交付位置。

实施例66.根据实施例65所述的方法，还包括：

在所述拾取位置经由所述管件搬运装置机构的一个或多个夹持器夹持物体；

通过旋转所述管件搬运装置机构的多个提升梁并旋转耦接所述一个或多个夹持器的至少一个臂，将所述物体朝向所述交付位置运输；

运输所述物体穿过在所述多个提升梁之间形成的空间；和

将所述物体递送到所述交付位置。

实施例67.根据实施例66所述的方法，还包括：

将管件搬运装置机构从拾取位置到交付位置旋转到部署位置，同时支撑件在竖直位置保持静止。

实施例68.根据实施例66所述的方法，其中所述结构是第一钻机并且所述物体是管状件，其中所述方法还包括：

在将所述管状件朝向所述交付位置运输的同时，将所述管状件的端部插入涂布桶中；和

清洗、干燥所述管状件的所述端部上的螺纹并向其施涂一层涂料，同时所述管件搬运装置机构相对于所述涂布桶旋转所述管状件，而所述涂布桶相对于所述第一钻机的第一钻台保持静止。

实施例69.根据实施例65所述的方法，其中所述结构是第一钻机，其中所述方法还包括：

将所述管件搬运装置机构相对于所述支撑件从所述部署位置旋转到所述收起位置；

经由所述第二致动器从与所述第一钻机的接合竖直地缩回所述支撑件；

将所述支撑件从所述竖直位置旋转到所述基座上的所述收起位置；经由运输工具将所述基座、所述支撑件和处于所述收起位置的所述管件搬运装置机构从所述第一钻机运输到第二钻机；和

靠近所述第二钻机定位所述基座，其中与所述第一钻机的第一钻台距所述基座在靠近所述第一钻机进行定位时所搁置的表面的高度相比，所述第二钻机的第二钻台处于距所述基座所搁置的表面的不同高度。

实施例70.根据实施例69所述的方法，还包括：

经由所述第一致动器将所述支撑件从所述基座上的所述收起位置旋转到相对于所述基座的所述竖直位置；

经由所述第二致动器将所述支撑件竖直地延伸至与所述第二钻机的接合装置接合；和

将所述管件搬运装置机构相对于所述支撑件从所述收起位置旋转到所述部署位置。

实施例71.一种水平管件搬运系统，所述水平管件搬运系统包括：

基座，所述基座具有中心纵向轴线；

中间存储位置，所述中间存储位置包括附接至所述基座的托架，其中所述托架被构造成将第一管状件支撑在水平取向上；

第一水平管件搬运装置，所述第一水平管件搬运装置具有在第一轴线处可旋转地附接到所述基座的第一进料臂，所述第一轴线设置在所述中心纵向轴线的第一侧上，其中所述第一进料臂从所述第一轴线延伸，经过所述托架，并且到达所述中心纵向轴线的第二侧，其中所述第一侧和所述第二侧相对于所述中心纵向轴线彼此相对；和

第二水平管件搬运装置，所述第二水平管件搬运装置具有在第二轴线处可旋转地附接到所述基座的第一斜坡臂，所述第二轴线设置在所述中心纵向轴线的第二侧上，其中所述第一斜坡臂被构造成将一个或多个管状件支撑在水平取向上，所述水平取向基本上平行于所述中心纵向轴线。

实施例72.根据实施例71所述的系统，其中所述第一进料臂围绕所述第一轴线在第一方向上的旋转将第一管状件提升离开第一斜坡臂并且将第一管状件朝向托架滚动。

实施例73.根据实施例72所述的系统，其中所述第一进料臂围绕所述第一轴线在第二方向上的旋转将第一管状件降低至托架。

实施例74.根据实施例73所述的系统，其中所述托架的两个顶面形成卷起的V形状，当第一管状件降低到托架时，所述卷起的V形状将第一管状件推向卷起的V形状的中心。

实施例75.根据实施例71所述的系统，其中所述第一斜坡臂围绕所述第二轴线在第一方向上的旋转促使所述一个或多个管状件滚离中心纵向轴线。

实施例76.根据实施例71所述的系统，其中当所述第一斜坡臂处于静止位置时，所述第一斜坡臂形成朝向中心纵向轴线倾斜的倾斜表面。

实施例77.根据实施例76所述的系统，其中当所述第一斜坡臂在第一方向上围绕第二轴线旋转至升高位置时，所述倾斜表面背离中心纵向轴线倾斜。

实施例78.根据实施例76所述的系统，其中所述第一斜坡臂具有在第二轴线处可旋转地附接至基座的第一端部和具有卷起的顶面的第二端部，其中，当第一斜坡臂处于静止位置时，倾斜表面促使所述一个或多个管状件朝向中心纵向轴线滚动，直到所述一个或多个管状件接合卷起的顶面。

实施例79.根据实施例71所述的系统，其中所述托架包括第一托架和第二托架，并且其中所述第二托架沿所述中心纵向轴线与所述第一托架间隔开。

实施例80.根据实施例79所述的系统，进一步包括：

第三水平管件搬运装置，所述第三水平管件搬运装置具有在第一轴线处可旋转地附接至基座的第二进料臂，其中所述第二进料臂从第一轴线延伸，经过第二托架，并且延伸至中心纵向轴线的第二侧；和

第四水平管件搬运装置，所述第四水平管件搬运装置具有在第二轴线处可旋转地附接至基座的第二斜坡臂，其中所述第二斜坡臂被构造成将所述一个或多个管状件支撑在水平取向上。

实施例81.根据实施例80所述的系统，其中所述第一进料臂和所述第二进料臂围绕第一轴线在第一方向上的旋转将第一管状件提升离开第一斜坡臂和第二斜坡臂并且将第一管状件朝向第一托架和第二托架滚动。

实施例82.根据实施例81所述的系统，其中所述第一进料臂和所述第二进料臂围绕第一轴线在第二方向上的旋转将第一管状件降低至第一托架和第二托架。

实施例83.根据实施例82所述的系统，其中所述第一托架的两个顶面形成第一卷起的V形状并且第二托架的两个顶面形成第二卷起的V形状，其中第一卷起的V形状和第二卷起的V形状在第一管状件被降低到第一托架和第二托架时，将第一管状件推向第一卷起的V形状和第二卷起的V形状的中心。

实施例84.根据实施例80所述的系统，其中所述第一进料臂和所述第二进料臂在第一方向上的旋转将第一管状件从第一托架和第二托架提升并且将第一管状件背离中心纵向轴线并朝向第一侧滚动。

实施例85.根据实施例80所述的系统，其中所述第一进料臂和所述第二进料臂在第一方向上旋转到倾斜位置，在所述倾斜位置所述第一进料臂和所述第二进料臂背离中心纵向轴线并朝向第一侧倾斜。

实施例86.根据实施例85所述的系统，其中所述第一进料臂和所述第二进料臂在水平取向上从机器人管件搬运装置接收第二管状件，并且由于倾斜位置，第一进料臂和第二进料臂将第二管状件背离中心纵向轴线并朝向第一侧滚动。

实施例87.一种用于搬运管件的方法，所述方法包括：

将一个或多个管状件存储在水平存储区域中；

在水平管件搬运系统处接收所述一个或多个管状件，所述水平管件搬运系统包括具有中心纵向轴线的基座和定位在基座两侧的任一侧上的水平管件搬运装置；

将所述一个或多个管状件中的第一管状件定位在中心纵向轴线的一侧上；

经由所述水平管件搬运装置中的至少一者的进料臂提升第一管状件，所述进料臂从中心纵向轴线的相对侧延伸；

沿进料臂将第一管状件朝向中心纵向轴线处的中间存储位置滚动；和

将第一管状件定位在中间存储位置。

实施例88.根据实施例87所述的方法，进一步包括：

将第一管状件的母扣端与可移动涂布装置接合；

经由可移动涂布装置沿中心纵向轴线朝向静止涂布装置移动第一管状件；和

将第一管状件的销接端与静止涂布装置接合。

实施例89.根据实施例88所述的方法，进一步包括：

基于可移动涂布装置相对于静止涂布装置的位置确定第一管状件的长度。

实施例90.根据实施例88所述的方法，进一步包括：

基于中间存储位置中的传感器确定第一管状件的重量。

实施例91.根据实施例90所述的方法，进一步包括：

从控制器处的传感器接收数据；和

经由控制器确定第一管状件的实际重量，其中传感器设置在一个或多个托架上，所述托架支撑中间存储位置中的第一管状件。

实施例92.根据实施例88所述的方法，进一步包括：

将所述中间存储位置的所述第一管状件与管件搬运装置的夹持器接合。

实施例93.根据实施例92所述的方法，进一步包括：

经由管件搬运装置的夹持器在中间存储位置在水平取向上旋转第一管状件。

实施例94.根据实施例93所述的方法，进一步包括：

在第一管状件旋转的同时，经由可移动涂布装置清洗、干燥和涂布第一管状件的母扣端的内螺纹。

实施例95.根据实施例93所述的方法，进一步包括：

在第一管状件旋转的同时，经由静止涂布装置清洗、干燥和涂布第一管状件的销接端的外螺纹。

实施例96.根据实施例92所述的方法，进一步包括：

从中间存储位置提升第一管状件并经由管件搬运装置将第一管状件运输到钻台。

实施例97.根据实施例87所述的方法，进一步包括：

将进料臂升高到倾斜位置，从而将第一管状件从中间存储位置提升；和

在进料臂处于倾斜位置时，通过将第一管状件沿着进料臂滚动，使第一管状件滚离中心纵向轴线。

实施例98.根据实施例87所述的方法，进一步包括：

经由管件搬运装置将第二管状件从拾取位置运输到中间存储位置上方的水平取向；

当进料臂处于倾斜位置时，将第二管状件从管件搬运装置释放到进料臂上；和

当进料臂处于倾斜位置时，通过将第二管状件沿着进料臂滚动，使第二管状件滚离中心纵向轴线。

实施例99.根据实施例87所述的方法，进一步包括：

将定位在中心纵向轴线与进料臂相对的一侧上的斜坡臂升高到倾斜位置；和

当斜坡臂处于倾斜位置时，将所述一个或多个管状件滚离中心纵向轴线。

实施例100.一种用于搬运管件的方法，所述方法包括：

在水平管件搬运系统处接收一个或多个管状件，所述水平管件搬运系统包括：

基座，所述基座具有中心纵向轴线；

中间存储位置，所述中间存储位置沿中心纵向轴线设置；

第一水平管件搬运装置，所述第一水平管件搬运装置具有第一进料臂和第一斜坡臂，在第一轴线处可旋转地附接到基座，所述第一轴线设置在中心纵向轴线的第一侧上；

第二水平管件搬运装置，所述第二水平管件搬运装置具有第二进料臂和第二斜坡臂，在第一轴线处可旋转地附接到基座；

第三水平管件搬运装置，所述第三水平管件搬运装置具有第三进料臂和第三斜坡臂，在第二轴线处可旋转地附接到基座，所述第二轴线设置在中心纵向轴线的第二侧上，其中第一侧和第二侧相对于中心纵向轴线彼此相对；和

第四水平管件搬运装置，所述第四水平管件搬运装置具有第四进料臂和第四斜坡臂，在第二轴线处可旋转地附接到基座。

实施例101.根据实施例100所述的方法，进一步包括：

围绕第一轴线在第一方向上旋转第一进料臂和第二进料臂，从而从第三斜坡臂和第四斜坡臂提升管状件中的一者或多者的第一管状件；

将第一管状件朝向中心纵向轴线滚动；和

在第二方向上旋转第一进料臂和第二进料臂，从而将第一管状件降低到中间存储位置中。

实施例102.根据实施例100所述的方法，进一步包括：

将所述一个或多个管状件接收到第三斜坡臂和第四斜坡臂上；

围绕第二轴线在第一方向上旋转第一斜坡臂和第二斜坡臂，从而将第一斜坡臂和第二斜坡臂升高到倾斜位置；和

在第一斜坡臂和第二斜坡臂处于倾斜位置时，将所述一个或多个管状件滚离中心纵向轴线。

实施例103.根据实施例100所述的方法，进一步包括：

围绕第一轴线在第一方向上旋转第一进料臂和第二进料臂，从而将第一进料臂和第二进料臂升高到倾斜位置；

从中间存储位置上方的管件搬运装置将第二管状件接收到水平取向的第一进料臂和第二进料臂上；和

当第一进料臂和第二进料臂处于倾斜位置时，将第二管状件沿第一进料臂和第二进料臂并背离中心纵向轴线滚动。

虽然本公开可能容易存在各种修改和替代形式，但在附图和表格中以示例的方式示出具体实施例，并且在本文已详细描述了具体实施例。然而，应当理解，实施例并不旨在限于所公开的特定形式。相反，本公开将涵盖落入由所附权利要求所限定的本公开的精神和范围内的所有修改、等效形式和替代形式。此外，尽管本文讨论了各个实施例，但本公开旨在涵盖这些实施例的所有组合。

Claims (15)

1.一种管状件搬运系统，所述管状件搬运系统包括：

管件搬运装置，所述管件搬运装置包括：

基座；

支撑件，所述支撑件在所述支撑件的一个端部处可旋转地附接到所述基座；

第一致动器，所述第一致动器被构造成将所述支撑件伸缩地延伸至与结构接合；和

管件搬运装置机构，所述管件搬运装置机构靠近所述支撑件的相对端部可旋转地附接到所述支撑件，所述管件搬运装置机构被构造成夹持物体并将所述物体从拾取位置运输到交付位置。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述结构是第一结构，其中所述管件搬运装置被构造成接合所述第一结构并经由所述管件搬运装置机构进入在所述第一结构下方第一竖直距离处的第一水平存储区域，并且其中所述管件搬运装置被构造成接合第二结构并且适于在所述第二结构处于第二水平存储区域下方第二竖直距离处时经由所述管件搬运装置机构进入所述第二水平存储区域，其中所述第一竖直距离不同于所述第二竖直距离。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述管件搬运装置机构包括第一梁和第二梁，所述第一梁和所述第二梁靠近所述支撑件的相对端部可旋转地附接到所述支撑件，并且在所述第一梁和所述第二梁的相对端部处可旋转地耦接到第一臂，其中所述第一梁和所述第二梁由水平空间分开。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述第一臂被构造成当在所述拾取位置与所述交付位置之间运输所述物体时，在第一方向上旋转穿过所述第一梁与所述第二梁之间的所述水平空间。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述第一梁相对于所述第二梁和所述支撑件旋转，使得所述第一臂在基本上垂直于所述第一方向的第二方向上旋转。

6.根据权利要求5所述的系统，其中耦接到所述第一臂的夹持器夹持管状件，并且其中所述第一臂在所述第二方向上的旋转调节所述管状件与井中心的对准。

7.一种用于进行地下操作的方法，所述方法包括：

经由第一致动器将支撑件从基座上的收起位置旋转到相对于所述基座的竖直位置；

经由第二致动器将所述支撑件竖直地延伸至与结构接合；和

将管件搬运装置机构相对于所述支撑件从收起位置旋转到部署位置，所述管件搬运装置机构可旋转地耦接到所述支撑件并被构造成夹持物体并将所述物体从拾取位置运输到交付位置。

8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：

在所述拾取位置经由所述管件搬运装置机构的一个或多个夹持器夹持物体；

通过旋转所述管件搬运装置机构的多个提升梁并旋转耦接所述一个或多个夹持器的至少一个臂，将所述物体朝向所述交付位置运输；

运输所述物体穿过在所述多个提升梁之间形成的空间；和

将所述物体递送到所述交付位置。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述结构是第一钻机并且所述物体是管状件，其中所述方法还包括：

在将所述管状件朝向所述交付位置运输的同时，将所述管状件的端部插入涂布桶中；和

清洗、干燥所述管状件的所述端部上的螺纹并向其施涂一层涂料，同时所述管件搬运装置机构相对于所述涂布桶旋转所述管状件，而所述涂布桶相对于所述第一钻机的第一钻台保持静止。

10.根据权利要求7所述的方法，其中所述结构是第一钻机，其中所述方法还包括：

将所述管件搬运装置机构相对于所述支撑件从所述部署位置旋转到所述收起位置；

经由所述第二致动器从与所述第一钻机的接合竖直地缩回所述支撑件；

将所述支撑件从所述竖直位置旋转到所述基座上的所述收起位置；经由运输工具将所述基座、所述支撑件和处于所述收起位置的所述管件搬运装置机构从所述第一钻机运输到第二钻机；和

靠近所述第二钻机定位所述基座，其中与所述第一钻机的第一钻台距所述基座在靠近所述第一钻机进行定位时所搁置的表面的高度相比，所述第二钻机的第二钻台处于距所述基座所搁置的表面的不同高度。

11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：

经由所述第一致动器将所述支撑件从所述基座上的所述收起位置旋转到相对于所述基座的所述竖直位置；

经由所述第二致动器将所述支撑件竖直地延伸至与所述第二钻机的接合装置接合；和

将所述管件搬运装置机构相对于所述支撑件从所述收起位置旋转到所述部署位置。

12.一种用于进行地下操作的系统，所述系统包括：

管件搬运装置，所述管件搬运装置包括：

支撑件，所述支撑件固定地安装到钻台；和

管件搬运装置机构，所述管件搬运装置机构可旋转地附接到所述支撑件，所述管件搬运装置机构被构造成夹持物体并将所述物体从拾取位置运输到交付位置。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述管件搬运装置被构造成经由所述管件搬运装置机构进入距所述钻台第一水平距离的水平存储区域，并且其中所述管件搬运装置被构造成当所述水平存储区域距所述钻台第二水平距离时，适于经由所述管件搬运装置机构进入所述水平存储区域。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述钻台被构造成沿着平台从第一井中心横向移动到第二井中心，其中所述钻台在所述第一井中心处距所述水平存储区域所述第一水平距离，且所述钻台在所述第二井中心处距所述水平存储区域所述第二水平距离。

15.根据权利要求12所述的系统，其中所述拾取位置是井中心、钻台、竖直存储区域、另一个管件搬运装置和水平存储区域中的一者，并且其中所述交付位置是所述井中心、所述钻台、所述竖直存储区域、所述另一个管件搬运装置和所述水平存储区域中的另一者。

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