[發明專利]可定位支架組件

在審

• 申請號: 201580076719.6
• 申請日: 2015-12-22
• 公開（公告）號: CN107429540A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 雅各布·塞維特斯;皮特·C·羅澤達爾
• 申請（專利權）人: 維米爾制造公司
• 主分類號: E21B7/02
• 分類號: E21B7/02;E21B19/15
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 郭雪茹

本申請作為PCT國際專利申請于2015年12月22日提交，并要求于2014年12月22日提交的美國臨時專利申請62/095,395號的優先權，該申請的公開內容在此整體通過引用并入本文。

技術領域

本發明總體上涉及可定位支架組件。可定位支架組件可以用于各種實施方式，例如作為滑出式露營器組件的一部分或者作為用于移動一對桿裝載臂或鉆桿料倉(magazine)支架的定向鉆機的一部分。

背景技術

用于支撐和定位負載的可定位支架組件是已知的。一些可定位支架組件包括齒條齒輪驅動系統，其中一個或多個從動支架臂包括由具有小齒輪的液壓或電動式電動機驅動的齒條。在需要這種系統的精確定位的情況下，這些類型的支架組件可能具有限制。例如，由于液壓電動機的結構，不能以高精度可靠地確定小齒輪的確切位置。液壓流體溫度的變化也會影響精度。這些限制類型可能導致控制系統的振蕩。這種類型的支架組件也可能需要大量零件，從而導致增加的成本和降低的可靠性。另外，一些實施方式也可能導致(多個)電動機，特別是軸承的過度磨損。此外，許多現有系統需要用于安裝(多個)電動機和其他相關部件的大量空間。因此，需要一種耐用且緊湊的可定位支架組件，所述支架組件具有可以被精確和可靠地定位的幾個可移動部件。

可定位支架組件的一個非限制性應用是定向鉆機應用。定向鉆機用于沿著地下的基本水平的路徑鉆井筒。在鉆井筒之后，產品(例如，線纜、管子或類似產品)的長度可以通過該井筒。這種定向鉆機不需要挖掘長的溝槽來將一段產品鋪設在地下。

典型的定向鉆機包括可以相對于地面以傾斜方向對準的細長軌道。驅動頭安裝在軌道上，以便可沿著軌道的長度移動。驅動頭包括圍繞基本上平行于軌道的驅動軸線旋轉的驅動構件。驅動構件適于連接到一段管子。例如，驅動構件可以包括具有陰螺紋或陽螺紋的螺紋端。

為了提高鉆采率，重要的是最大化可以將管子被從定向鉆機的料倉裝載和卸載的效率。直到最近，管子在鉆機的料倉和驅動頭之間被手動運輸，并且還被手動地從料倉裝載和卸載。最近的發展通過自動化具有提高的管子裝卸效率。例如，Rozendaal等人的美國專利5,556,253號(′253專利)和Rozendaal的美國專利5,607,280號(′280專利)公開了改進的管裝載/卸載裝置。′253和′280專利公開了有效利用重力自動從料倉卸載管子的裝置。′253和′280專利還公開了每一個都具有管子傳輸構件的裝置，所述管子傳輸構件自動地在料倉與驅動頭之間移動管子。′253和′280專利中公開的裝置提供的進步有助于顯著提高鉆機操作者提高鉆井生產率的能力。Novelo的PCT公開申請WO 2012/075289(′289公開申請)還公開了一種系統，該系統包括用于在鉆桿料倉和驅動頭之間移動管子的滑閘。US 5,556,253；US5,607,280；和PCT WO 2012/075289中的每一個都在此整體通過引用并入本文。

發明內容

本公開的一個方面涉及一種致動裝置，所述致動裝置通常包括流體缸筒、驅動齒條結構、從動齒條和齒輪結構。流體缸筒裝置可包括缸筒和活塞。驅動齒條結構可以通過流體缸筒裝置沿著第一方向往復運動。從動齒條可以連接到一從動部件，該從動部件相對于第一方向沿著第二方向往復運動(例如，成角度、共線或平行)。在一個方面，齒輪結構將來自驅動齒條結構的扭矩傳遞給從動齒條，使得當驅動齒條結構通過流體缸筒裝置沿著第一方向移動時，從動齒條和從動部件通過齒輪結構沿著第二方向移動。

總的來說，這種致動裝置在一個廣泛的方面來說可以促進兩個間隔開的點的同步運動。這些間隔開的點可以是例如兩個分開的部件上的相應位置或單個部件上的兩個間隔開的位置。

在一個示例中，致動裝置可以用作水平定向鉆井系統的一部分。然而，應當理解的是在其他系統中可以采用類似的益處，其中涉及細長結構的運動，所述細長結構例如僅在露營器滑出情況的示例中也具有一些相應的寬度和/或深度。因此，這些類型的用途被認為在本公開的保護范圍內。

在與作為水平定向鉆機系統的一部分的致動裝置的使用相關聯的示例中，一對桿裝載臂可以是由致動裝置驅動的部件。具體地，要同步移動的兩個點中的第一點可以是第一桿裝載臂的一部分，而第二點可以是第二桿裝載臂的一部分。在該示例中，目標是移動由桿裝載臂支撐的桿，使得桿的一個端部處的第一點在由第一桿裝載臂支撐時以與由第二桿裝載臂支撐的桿的相對端處的第二點同步的方式移動。