CN102369335B - 具有铰接的可缩回外伸支架的钻机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有基础框架的可动钻井结构，该钻井结构适于容纳一个或多个拖拉器单元以便在油田中钻出一系列较紧密地间隔开的井眼。钻井结构具有多个铰接的外伸支架，该外伸支架适于将钻井机构的重量传到多个外侧拖拉器，但是在不需要时其可缩回。铰接的外伸支架允许钻井机构需要在狭窄区域横向和纵向运动时更容易移动该钻井结构。

Description

具有铰接的可缩回外伸支架的钻机
技术领域
本发明针对一种油田钻井结构，该钻井结构可通过使用外侧的铰接的外侧支架容易地从一个钻井位置运动到另一个钻井位置。在需要非常多的井眼来维持油的生产的情况下，这些结构在钻油井时是有用的。本申请还提供了一种具有允许钻机沿着公路从一个油田钻井场所运输到另一个油田钻井场所的结构的钻机。
背景技术
有很多关于“可动”油井钻机的专利和公开物，在特定油田内钻出多个相邻井时，该“可动”油井钻机可沿着公路以“拖运”模式运输，并且还可以“竖起”模式运动。一个这样的专利US3,754,361通过引用将其全部内容结合到本文，该专利公开了一种用于利用可旋转轮组件运输钻井的有轮结构，该可旋转轮组件通过使用可转向任何角度的“五轮”装置使钻机运动。这些轮子被永久性地附接，然而，这将占用相当大的空间并且增加不必要的重量。
美国专利4,375,892公开了一种更灵活的“车式”结构，该结构还允许钻机沿任何期望方向运动。但是，该结构具有很多与如上所述的US3,754,361相同的普遍问题。
而且，美国专利4,305,237；4,290,495；3,807,109；4,823,953；4,823,870和美国公开2007/0215359都显示出用于可运动的钻机的各种布置。
发明内容
本公开总体涉及带有铰接的外伸支架的可动钻机结构。在一个说明性实施例中，一种可动钻机尤其包括：框架结构和多个铰接的外伸支架，所述多个铰接的外伸支架适于在钻井操作期间能缩回到大致竖直位置，以及在所述可动钻机运动期间能延伸到大致水平位置。而且，所述框架结构适于在所述运动期间将所述可动钻机的重量通过所述多个铰接的外伸支架传到多个有轮框架车。
在另一个示例性实施例中，公开了一种铰接的外伸支架，所述外伸支架操作地连接到可动钻机，所述铰接的外伸支架包括与所述铰接的外伸支架操作地连接的至少一个伺服机构。所述铰接的外伸支架适于在钻井操作期间能缩回到大致竖直位置，以及在所述可动钻机运动期间能延伸到大致水平位置。另外，所述铰接的外伸支架还适于在所述运动期间将所述可动钻机的重量从框架结构传到一个或多个有轮框架车。而且，所述至少一个伺服机构包括液压伺服机构和气动伺服机构中的至少一种，而且所述至少一个伺服机构适于提供所述铰接的外伸支架的延伸和缩回，并且适于便于电子协调所述运动
附图说明
图1是本发明的钻机的侧视图。
图2是有轮框架车布置成位于图1的钻机的支承柱内的切除部分的俯视图。
图3是图1的钻机布置用于沿着公路运输的侧视图。
图4是与图1类似的结构的切除部分的俯视图，用于显示出有轮框架车安装在钻机结构的外侧并且由本发明的可铰接的外伸支架承载。
图5是图4的结构和铰接的外伸支架的端视图。
图6是与图1类似的结构的切除部分的俯视图，用于显示出有轮框架车适于使钻机横向运动，由钻机结构自身以及本发明的缩回的可铰接的外伸支架支承。
图7A是与图1类似的结构的切除部分的俯视图，用于显示出有轮框架车安装在内侧，并且由钻机结构自身以及本发明的缩回的可铰接的外伸支架支承。
图7B是图7A的结构和缩回的铰接的外伸支架的端视图。
图8A是钻机沿着已钻出的井眼排钻出新井眼的侧视图。
图8B是与图8A类似的结构的切除部分的俯视图。
图9是具有本发明的可缩回的铰接的外伸支架的钻机的一部分的端视图，所述外伸支架承载钻机的负载并且将该负载传到有轮框架车。
图10是钻机的一部分的端视图，显示出可缩回的铰接的外伸支架处于缩回位置。
具体实施方式
现在转向图1，本发明的钻机12是一种可运输类型的钻机，该钻机不仅用于诸如如图1所示的构型的从一个要钻出的井眼到下一个要钻出的井眼距离几百英尺的短距离运动，而且还可被拆开、包装好并且在公路上从一个位置拖运到另一个可隔开几百英里的位置(如图3所示)。
由于完全组装好的钻机12可能重几百吨，使其运动甚至非常短的距离可能也有问题。本发明的钻机12可被放置在一个或多个有轮框架车18上，该有轮框架车装配有很多个轮子14(如图1所示)并且可被单个牵引杆16往前牵拉。在一些情况下，如图2所示，具有可转动轮子14的有轮车18可通过它们各自的拖拉杆22中的每一个被拖运到下一个井场。
可替代地，(而且优选地)这些车18可具有建造到它们的轮子14中的马达，这允许它们自动推进。在这种情况下，有轮车18的每个轮子14可被独立地提供动力，并且单独且独立地转向左或右，以便在钻机被移动时操纵钻机12。另外，车18可具有嵌入式起重装置，该嵌入式起重装置允许它们放置在下部结构24下方，并且被升高以接触和提升钻机12。如图1-10所示的本发明的钻机12适于承载在这些有轮框架车18上。
在使上述钻机12运动的两种方式中，有另外一种选择：将有轮车18放置在钻机12下方(如图7A和7B所示)，或者将有轮车18放置在钻机12的外侧部分的两侧(例如如图4-6所示)。在这种情况下，一对铰接的外伸支架26可被降下并且锁定到位，以将钻机的重量传到有轮框架车18。
由于油田变得更衰竭，它常常要求很多额外的井以盈利性地产出一些量的油。而且，一些类型的地层不具有良好的流体连通。在这两种情况下，常常期望钻出呈网格模式的很多个井眼。图8B图示了一种井眼28A、28B、28C和28D排成一行的构型。
在要满足这种需要时，使钻机12运动的任务变得甚至更有问题，因为在钻机从一行运动到下一行时，现在需要它既向前后又向左右运动。在现有技术的钻机中，钻机不得不旋转90度以完成该转向，因为之前钻好的井眼可能限制钻机的运动一例如如图8A和8B所示，它们是本申请的钻机12的侧视图和平面图，钻出另外的一系列井眼28A、28B、28C和28D。
再者，因为本发明的钻机12具有既利用有轮框架车18横向运动又通过利用铰接的外伸支架26和有轮框架车18纵向运动的能力，与本实施相比，先前的令人畏缩的横向和纵向运动组合的任务可在少得多的时间内实现，存在少得多的损坏钻机12或现场其它设备的风险。而且，本发明的铰接的外伸支架26可包括使用传统的液压、气动、伺服类型的机构，所述机构设置用于自动延伸/缩回，并且用于运动的电子协调。这可与其它系统组合，并且在多个装置可以可选地利用计算机化的控制系统进行控制的情况下，允许与其它用于非常复杂的运动任务的钻机设备电子同步。
铰接的外伸支架的另一个优点在于在钻机12被部分拆卸以用于运输时(如图3所示)，负载可较小，这是因为在拖运时，外伸支架可不再突出到钻机的框架结构之外。
虽然已经特别地参照所附附图描述了本发明，然而应理解的是，在本发明的范围和精神内，可进行与在此所示或暗示的那些不同的其它和另外的修改。

Claims (20)

1.一种可动钻机，包括：
框架结构；
多个铰接的外伸支架，所述多个铰接的外伸支架适于在钻井操作期间能缩回到大致竖直位置，以及在所述可动钻机运动期间能延伸到大致水平位置，其中，所述框架结构适于在所述运动期间将所述可动钻机的重量通过所述多个铰接的外伸支架传到多个有轮框架车。
2.根据权利要求1所述的可动钻机，其中所述框架结构适于放置在一个或多个有轮框架车上。
3.根据权利要求1所述的可动钻机，还包括安装在所述有轮框架车中每一个上的多个轮子，其中所述可动钻机适于被单个牵引杆往前牵拉。
4.根据权利要求1所述的可动钻机，其中，所述运动是从一个井场到相邻井场，其中所述可动钻机适于在从所述一个井场到所述相邻井场的所述运动期间处于完全组装好的状态，其中所述可动钻机还适于被拆卸开并且包装好以用于公路运输。
5.根据权利要求3所述的可动钻机，其中，所述运动是从一个井场到相邻井场，其中所述可动钻机适于在从所述一个井场到所述相邻井场的所述运动期间处于完全组装好的状态，其中所述可动钻机还适于被拆卸开并且包装好以用于公路运输。
6.根据权利要求5所述的可动钻机，其中，所述框架结构适于放置在一个或多个有轮框架车上。
7.根据权利要求6所述的可动钻机，其中，所述可动钻机适于在所述运动期间利用一个或多个有轮框架车横向运动，所述可动钻机还适于在所述运动期间利用所述一个或多个有轮框架车和所述多个铰接的外伸支架纵向运动。
8.根据权利要求1所述的可动钻机，还包括适于便于所述运动的一个或多个有轮框架车，其中，所述运动是从一个井场到相邻井场，其中所述可动钻机适于在所述运动期间处于完全组装好的状态，所述可动钻机还适于被拆卸开并且包装好以用于公路运输。
9.根据权利要求8所述的可动钻机，其中，所述框架结构适于放置在所述一个或多个有轮框架车上。
10.根据权利要求9所述的可动钻机，还包括安装在所述有轮框架车中每一个上的多个轮子，其中所述可动钻机适于被单个牵引杆往前牵拉。
11.根据权利要求1所述的可动钻机，其中，所述多个铰接的外伸支架中的每一个包括与其操作地连接的至少一个伺服机构，所述至少一个伺服机构中的每一个包括液压伺服机构和气动伺服机构中的至少一种，所述至少一个伺服机构适于提供所述多个铰接的外伸支架的延伸和缩回，并且与控制系统成一体，所述控制系统适于便于电子协调所述可动钻机的所述运动。
12.根据权利要求11所述的可动钻机，所述可动钻机适于在所述运动期间利用一个或多个有轮框架车横向运动，所述可动钻机还适于在所述运动期间利用所述一个或多个有轮框架车和所述多个铰接的外伸支架纵向运动。
13.根据权利要求11所述的可动钻机，其中，所述可动钻机的所述运动是从一个井场到相邻井场至少大约100英尺的距离。
14.一种铰接的外伸支架，所述外伸支架操作地连接到可动钻机，所述铰接的外伸支架包括：
与所述铰接的外伸支架操作地连接的至少一个伺服机构，其中所述铰接的外伸支架适于在钻井操作期间能缩回到大致竖直位置，以及在所述可动钻机运动期间能延伸到大致水平位置，其中，所述铰接的外伸支架还适于在所述运动期间将所述可动钻机的重量从框架结构传到一个或多个有轮框架车，其中所述至少一个伺服机构包括液压伺服机构和气动伺服机构中的至少一种，而且所述至少一个伺服机构适于提供所述铰接的外伸支架的延伸和缩回，并且适于便于电子协调所述运动。
15.根据权利要求14所述的铰接的外伸支架，所述铰接的外伸支架操作地连接到框架结构，所述框架机构适于放置在一个或多个有轮框架车上。
16.根据权利要求14所述的铰接的外伸支架，还包括安装在所述有轮框架车中每一个上的多个轮子，其中所述铰接的外伸支架适于便于通过单个牵引杆牵拉所述可动钻机。
17.根据权利要求14所述的铰接的外伸支架，所述运动是从一个井场到相邻的井场，其中所述铰接的外伸支架在所述可动钻机处于完全组装好的状态时适于便于所述可动钻机的所述运动，其中所述铰接的外伸支架还适于被拆卸开并且包装好以用于公路运输。
18.根据权利要求16所述的铰接的外伸支架，所述运动是从一个井场到相邻井场，其中所述铰接的外伸支架在所述可动钻机处于完全组装好的状态时适于便于所述可动钻机的所述运动，其中所述铰接的外伸支架还适于被拆卸开并且包装好以用于公路运输。
19.根据权利要求18所述的铰接的外伸支架，所述铰接的外伸支架操作地连接到框架结构，所述框架机构适于放置在一个或多个有轮框架车上。
20.根据权利要求19所述的铰接的外伸支架，其中，所述铰接的外伸支架适于便于所述可动钻机在所述运动期间利用所述一个或多个有轮框架车纵向运动。
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