[發明專利]用于鉆臺底座組件的張力環

無效

• 申請號: 201380023347.1
• 申請日: 2013-05-01
• 公開（公告）號: CN104487646A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 理查德·D·索切克;凱斯·J·奧勒格羅恩
• 申請（專利權）人: T&T技術維護公司
• 主分類號: E21B3/04
• 分類號: E21B3/04;E21B19/16;E21B19/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 陸弋;金潔

技術領域

本發明涉及一種在可用于地下勘探的鉆機上使用的新型張力環(tension?link)鉆臺平面連接系統。本發明提供一種張力環，用于克服底座的各個部分之間發生的分離力。特別地，本發明提供一種鉆臺平面(drill?floor?level)處的機構，該機構克服由“八字形”或寬腿井架結構導致的分離力，該分離力傾向于使底座邊箱與底座中心部分分離。在本發明的替代實施例中，還提供了一種閂鎖機構，以防止底座的各個部分的豎直移動。

背景技術

石油、天然氣和地熱能的勘探中，鉆井操作用來在地層中形成井眼或井。地下勘探中使用的鉆機必須運輸到要進行鉆探活動的地點。這些地點通常非常遙遠。此類鉆機在國家公路上的運輸需要遵從公路安全法并符合橋下或隧道內的間隙。這種要求會導致全尺寸鉆機的大量拆卸以維持最大的可運輸寬度和可運輸高度，還需要進一步限定最大重量、數目和軸距、以及整體載荷長度和轉彎半徑。這些運輸的限制在每個州都不同，且地形的限制也不同。這些限制可能限制可輸送及使用的鉆機的尺寸和能力，從而與為了在地下鉆得更深或更長以及更快到達水平井而需要更大鉆機的要求相悖。

在更深的(或者水平更長的)鉆井操作中，需要更大、更高能力的鉆機，因為用于更深操作的鉤載是非常高的，要求鉆機具有500，0001bs或更高的能力。構建更長更深的井需要增加的扭矩、泥漿泵能力以及在更長的鉆柱中使用更大直徑的管件。需要更大的設備來處理這些更大的管件和更長的鉆柱。所有的這些考慮因素都觸發了對更大鉆機的需求。

現今的高能力鉆機是分成多個部分運輸的并在所需位置重新組裝在一起。典型的組件包括在中心部分的任一側上的一對頂部和底部邊箱，以形成完整的底座。井架通常被分成三個部分來運輸：井架下部分、井架中心部分以及上部分。底座的頂部形成了鉆臺。井架被組裝并升高到鉆臺上方。然后，底座被升高，從而提升所述已升高的井架。底座的頂部部分在鉆臺下方的位置連接到所述中心部分。

為了強度和抗風穩定性，更大的鉆機需要更寬的底座結構，但這種要求與運輸限制性及其移動時間和成本是相沖突的。更高能力鉆機的寬腿基部和大載荷在它們彼此連接的鉆臺平面處施加了更高的向外的力。腿部與底座的連接是在頂部邊箱處進行的。所述向外的力迫使這些邊箱離開連接在它們之間的中心部分，從而在鉆臺平面下方的連接部處樞轉。

依然期望防止高能力鉆機上的頂部邊箱和中心部分之間發生的分離。希望在可負擔的范圍內完成這項任務。也期望在不對鉆機的現有常規設計進行重大改動的情況下完成這項任務。還期望在不顯著增加鉆機組裝過程和鉆機拆卸過程所需時間的情況下完成這項任務。還期望在不向方案中增加機器或起重機工作的情況下完成這項任務。還期望在底座下方不需要人力的情況下完成這項任務。

總之，本發明的優選實施例提供了針對由于一系列重疊的設計約束(包括設計限制、鉆機組裝和鉆機拆卸以及成本約束)引起的諸多問題的解決方案。

發明內容

本發明涉及在可用于地下勘探的鉆機上使用的新型張力環鉆臺平面連接系統。本發明提供一種張力環組件，用于克服底座的各個部分之間發生的分離力。特別地，本發明提供一種位于鉆臺平面處的機構，該機構克服由“八字形”或寬腿井架結構所賦予的分離力，該分離力趨向于使底座邊箱與底座中心部分分離。

在一個實施例中，提供了一種鉆機，該鉆機包括可折疊(collapsible)底座，該底座包括頂部邊箱以及能夠連接到該頂部邊箱的中心部分。鉆臺形成在該頂部邊箱的頂側以及中心部分的頂側。第一聯結元件形成在頂部邊箱上，在鉆臺附近。第二聯結元件形成在中心部分上，與第一聯結元件相鄰。張力環能夠連接到第一聯結元件和第二聯結元件，從而，迫使第一聯結元件和第二聯結元件分離的力被該張力環克服。

在另一個實施例中，所述張力環能夠從鉆臺連接到第一聯結元件和第二聯結元件。在另一個實施例中，第一聯結元件、第二聯結元件和張力環基本位于鉆機的鉆臺平面處。

在另一個實施例中，第一聯結元件是連接到頂部邊箱的凸塊。第二聯結元件是連接到中心部分的凸塊。張力環能夠連接在第一聯結元件和第二聯結元件上，從而，迫使第一聯結元件和第二聯結元件分離的力被該張力環克服。

在另一個實施例中，第一聯結元件是頂部邊箱中的凹槽，且第二聯結元件是中心部分中的凹槽。所述張力環能夠插入到第一聯結元件和第二聯結元件中，從而，迫使第一聯結元件和第二聯結元件分離的力被該張力環克服。

在另一個實施例中，提供了一種閂鎖機構來防止頂部邊箱和中心部分相對于彼此以及相對于鉆臺的向上移動。