CN104343387A - 钻井系统及空气承载运输系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气承载运输系统，包括一带支承面的支承结构、多个推进器和多个牵引单元，多个推进器与支承结构连接，每个推进器产生一股气流，气流方向与支承面基本垂直，多个牵引单元可旋转地连接到支承结构外侧，每个牵引单元包含一个牵引构件。本发明，每个牵引单元都通过一个旋转总成以及一个法向力施力装置与支承结构连接，每个牵引单元都可独立操纵，多个牵引单元经控制与同步后，可采用不同的组合与配置加以操纵，将钻机精确定位在井口位置上，并可将钻机从一个油田移动至另一个。在此基础上，本发明还提供了一种具有上述空气承载运输系统的钻井系统。

Description

钻井系统及空气承载运输系统

技术领域

本发明涉及一种适合于超重物件使用的支撑系统，例如钻机。更准确地说，本发明涉及一种钻井系统及空气承载运输系统，其中空气承载运输系统用以在经过准备的地面上运输重物件。

背景技术

石油与天然气生产是一个涉及万亿美元的产业。生产厂商不断寻求增加陆上与海上石油与天然气生产装备的移运速度与灵活性并降低其成本的方法。在陆上，钻机与支承装置必须拆卸成可供卡车运输的散件才能运往新油田或在同一油田不同油井（丛式井钻机）间运输。这一过程可能需要耗时三四天。因此，长期存在对钻井装备在不同油田或油井间快速、有效运输的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是钻井装备在不同油田或油井间快速、有效运输问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种空气承载运输系统，包括一带支承面的支承结构、多个推进器和多个牵引单元，多个推进器与支承结构连接，每个推进器产生一股气流，气流方向与支承面基本垂直；多个牵引单元可旋转地连接到支承结构外侧，每个牵引单元包含一个牵引构件。

在上述运输系统中，多个牵引单元中的每一个都包含有一个法向力施力装置。

在上述运输系统中，多个牵引单元中的每一个都通过与支承构件连接的滑板滑动连接在支承结构上。

在上述运输系统中，法向力施力装置连接滑板与支承构件。

在上述运输系统中，还包含一旋转总成，牵引构件通过旋转总成连接到滑板上。

在上述运输系统中，旋转总成包括旋转执行器和电机支承，电机支承固定在牵引构件上，其上端设有水平延伸部，滑板上设有横向支承，旋转执行器包含一个连接到水平延伸部上的转子和一个连接到横向支承上的定子。

在上述运输系统中，牵引构件包含一个电机，电机设置在电机支承上。

在上述运输系统中，多个推进器包含第一推进器组与第二推进器组，第一推进器组与第二推进器组沿支承结构中线对称分布。

在上述运输系统中，多个推进器在支承面上产生至少一百万磅的作用力。

在上述运输系统中，牵引单元中的牵引构件为双牵引构件。

本发明还提供了一种钻井系统，包括一个钻机和一个底座，底座设置在空气承载运输系统上，空气承载运输系统包括一带支承面的支承结构、多个推进器和多个牵引单元，多个推进器与支承结构连接，每个推进器产生一股气流，气流方向与支承面基本垂直；多个牵引单元可旋转地连接到支承结构外侧，每个牵引单元包含一个牵引构件。

在上述钻井系统中，牵引单元进一步包含一个法向力施力装置。

在上述钻井系统中，牵引单元进一步包含一个旋转总成，牵引构件通过旋转总成连接到滑板上。

在上述钻井系统中，还包括一个可移动面，空气承载运输系统设置在可移动面上。

在上述钻井系统中，可移动面由多个联锁六角形瓦片组合而成。

在上述钻井系统中，联锁六角形瓦片的一个或多个边缘上设有边缘屏障。

在上述钻井系统中，牵引单元的牵引构件为双牵引构件。

在上述钻井系统中，多个牵引单元由两个牵引单元组成，分别布置在支承结构的对角部。

本发明，每个牵引单元都通过一个旋转总成以及一个法向力施力装置与支承结构连接，每个牵引单元都可独立操纵。多个牵引单元经控制与同步后，可采用不同的组合与配置加以操纵，将钻机精确定位在井口位置上，并可将钻机从一个油田移动至另一个。

另外，本发明包括一个可移动面，可配合空气承载运输系统使用。可移动面采用模块化形式，因此可移动面的形状能够进行调整，而且可移动面能够动态定位到空气承载运输系统的移动方向上。

附图说明

本发明的上述特征可以通过更为具体的发明描述加以理解，这些可参见实施例，同时附图中提供了一些实施例的图解。然而，应注意到，附图仅展示了本发明的典型实施例，因此不得视为对发明范围的限制，因为本发明还可能存在其他同等有效的实施例。

图1钻机采用本发明提供的空气承载运输系统第一实施例提供支承的钻井系统的侧视图；

图2是图1所示空气承载运输系统的牵引单元的第一种实施例立体图；

图3是图2所示牵引单元的局部剖视图；

图4是图2所示牵引单元的侧视图；

图5是空气承载运输系统牵引单元的第二种实施例侧视图；

图6是空气承载运输系统牵引单元的第三种实施例侧视图；

图7是空气承载运输系统牵引单元的第四种实施例立体图；

图8是图7所示牵引单元的侧视图；

图9是图1所示空气承载运输系统的俯视图；

图10是钻井系统的一个实施例俯视图；

图11是可移动面的两个联锁瓦片的第一实施例俯面图；

图12是图11所示两个联锁瓦片的剖视图；

图13是可移动面的两个联锁瓦片的第二实施例剖面图。

为了方便理解，采用了相同的参考编号（如有可能），以便为图片通用的相同元件命名。一般认为，本发明一个实施例中涉及到的元件在其他实例中使用时，不再进行描述。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做出详细的说明。

图1是钻机108采用本发明提供的空气承载运输系统102第一实施例提供支承的钻井系统100的侧视图。其中，空气承载运输系统102能够使钻机108在油田经过准备的地面上运输，而无需铺设道路或垫层。

钻机108的底座106置于空气承载运输系统102的支承结构111的支承面110上。空气承载运输系统102具有多个推进器，多个推进器与支承结构111连接，每个推进器产生基本垂直于支承面110的作用力，使钻井系统100能够浮在气垫上。牵引单元112连接支承结构111，以带动空气运输设备102移动，从而移动钻机108。

空气承载运输系统102可用于运输大型和/或重型物件，而无需铺设道路或垫层，运输路径上应无裂缝、裂隙、孔洞或其它类型可能影响空气承载运输系统升降的裂口。

牵引单元112可独立操纵，以搬运支承结构111上的货物。对于钻机108而言，牵引单元112能够将钻机108和底座106与目标钻井点位精确对齐，如精确对齐预装的钻井套管。独立各操纵牵引单元112，将钻机108与底座106旋转，为进入目标钻井点位提供定位，或者为其他的钻井设施（如动力单元、液体处理单元及搬运设备）的连接提供定位。牵引单元112可由单独的动力单元114供电，每个动力单元114与一个牵引单元112连接。

图2是牵引单元200的第一种实施例的立体图，可配合图1中的空气承载运输系统102使用（即图1中的每个牵引单元112都可以是图2所示的牵引单元200）。牵引单元200具有一个牵引构件202，通过接触部位238与地面接触，以便通过摩擦在牵引构件202上产生前进推力。牵引构件202具有一个电机204，负责驱动牵引构件202的传动转子240。传动转子240带动履带246围绕辊轴架248旋转，实现移动。

牵引构件202包括横向支承212、轨道支承224和框架构件236。旋转总成242将牵引构件202连接在横向支承212上，横向支承212用于保持牵引构件202与旋转总成242的位置，使牵引构件202与轨道支承224保持一定的距离，保证牵引构件202能够自由旋转。轨道支承224与框架构件236固定连接，框架构件236连接到支承结构111上（如图1所示）。框架构件236可以是支承结构111的一部分，为支承面110提供支承。

旋转总成242具有一个用于安装电机204的电机支承206，电机支承206固定在牵引构件202上，电机支承206的上端水平延伸部244延伸至牵引构件202的上方，其长度超出牵引构件202的旋转轴线，该旋转轴可以位于牵引构件202的中线上。旋转执行器210设置在旋转轴上并与电机支承206连接。旋转执行器210连接到水平延伸部244上，并可包含一个连接到水平延伸部244上的转子和一个连接到横向支承212上的定子。

横向支承212的设置应允许牵引构件202在旋转时，不会使电机204或履带246接触到轨道支承224或框架构件236。横向支承212与滑板218连接，滑板218嵌入轨道支承224上的一个滑槽内，使其滑动连接在轨道支承224上，滑板218通过支架214固定连接到横向支承212上。滑板218具有至少两个滑槽222，每个滑槽连接至少两个连杆，即上连杆226和下连杆228。上连杆226和下连杆228用于引导滑板218沿轨道支承224上下移动，并限制滑板218的移动范围。支架214、滑槽222、上连杆226和下连杆228分别设置在滑板218的左右两侧。当滑板218沿轨道支承224向下移动时，滑槽222的滑槽222上缘会接触到上连杆226，阻止滑板218继续向下移动。同样，当滑板218沿轨道支承224向上移动时，滑槽222的下缘会接触到下连杆228，阻止滑板218继续向上移动。因此，滑板218的移动和牵引构件202的伸展范围可由滑板218、滑槽222以及上连杆226和下连杆228的间距决定。

横向支承212可与滑板218在滑板218的上端254（如图3所示）、滑板218的下端256或滑板218的上端254与下端256之间的位置连接。如果横向支承212与滑板218在上端254位置连接，滑槽222与上连杆226、下连杆228将位于横向支承212的下方。如果横向支承212与滑板218在下端256位置连接，滑槽222与上连杆226、下连杆228将位于横向支承212的上方。如果横向支承212与滑板218在上端254和下端256之间的位置连接，滑槽222可能位于横向支承212下方或下方，或者滑槽222穿过横向支承212的连接位置，使得滑槽222的上缘在横向支承212上方，而滑槽222的下缘在横向支承212的下方。在本实施例中，上连杆226设置在横向支承212的上方，而下连杆228设置在横向支承212的下方。此外，本实施例中，位于滑板218左右两侧的上连杆226和下连杆228放置的位置可使滑板218的移动受限于上连杆226和下连杆228中的一个或两个接触到横向支承212，而不是接触滑槽222的极限位置（如果需要）。

滑板218的移动可由线性执行器234驱动，线性执行器234固定连接到横向支承212或滑板218作为法向施力装置。线性执行器234（可以采用液压油缸），第一个联轴节230连接线性执行器234的一个末端250，第二个联轴节232连接至线性执行器234的另一个末端252，第一和第二联轴节230、232分别连接轨道支承224和横向支承212，并具有一个或多个旋转自由度（如果需要）来控制线性执行器234上的应力。

横向支承212可以配置一个滑槽，以便为支承牵引构件202和旋转总成242提供抗剪切强度。轨道支承224还可以配置一个滑槽提供横向支承212的抗剪切稳定性，并提供另一个滑槽来引导滑板218的移动。滑板218与轨道支承224的接触面可涂覆一层防滑涂层，例如特氟龙（如果需要），以便降低动力要求与零件磨损。横向支承212与轨道支承224的滑槽深度基于支承牵引构件202的机械强度要求来选择。在图2所示的实施例中，横向支承212的滑槽为3英寸深，横向支承224的滑槽为3英寸深。可以通过选择滑槽的深度来提供相应的强度。滑槽越深，提供的机械强度越大，可支承更多的重量。

图3是图2所示牵引单元200的局部剖视图。轨道支承224连同滑板218都显示在横截面上。可以看到上连杆226和下连杆228从轨道支承224伸出至滑板218。上连杆226和下连杆228中的一个或一个以上可能带有垫圈257，用来防止滑板218脱离轨道支承224（如果需要）。牵引构件202的杠杆臂作用通常会产生一个力矩，倾向于拉动滑板218远离轨道支承224。这一力矩可能仅通过线性执行器234传导，上连杆226和下连杆228上的一个或两个上的垫圈257也可能部分抵消这一力矩，吸收一些作用力并减少线性执行器234上施加的应力。如果上连杆226和下连杆228中的一个或两个上带有垫圈257，一个或一个以上的轴承260也可以放置在合适的位置，以便抵消可能影响到滑板218的扭矩。轴承260可以选用滚珠轴承或圆柱（滚子）轴承，置于滑板218上的开口槽中固定。开口槽的深度可能略微小于其内放置的轴承260的直径，因此部分轴承260会凸出滑板218表面一部分。

如果在每个滑槽222中，上连杆226和下连杆228上都设有垫圈257，轨道支承224上可能设置一处开口258，以便安装一个栓钉，用于停靠滑板218，这样便可以拆除或更换线性执行器234。贯穿开口258的栓钉与上连杆226和下连杆228上垫圈257的组合将滑板218、牵引构件202以及旋转总成242固定，直至线性执行器234恢复使用。

图4是图2所示牵引单元200的侧视图。可以看到横向支承212从轨道支承224的侧面伸出（如图3所示，滑板218位于轨道支承224的里侧）。支架214将横向支承212固定在滑板218上。图4中，支架214是一个三角形连接件，可采用任意合适的角度，如：支架214可以是等边三角形、等腰三角形或不等边三角形。支架214可以并不采用三角形的形状，例如可采用矩形与正方形。支架214还可以采用非矩形的平行四边形，例如菱形。支架214通常与滑板218和横向支承212焊接固定，但是也可以栓接而不是焊接到滑板218或横向支承212或二者上。

轨道支承224通过焊接、螺栓或销钉固定到框架构件236上，具体取决于所需载重量。如图4所示，框架构件236为支承面110提供支承，并可放置推进器，以便为支承面110提供起升力。轨道支承224针对此支承面110提供了提升牵引单元200离开地面（或其他表面）的能力，并可在无摩擦情况下旋转牵引单元200。

图5是连接空气承载运输系统的牵引单元200的第二种实施例的侧视图。在图5中轨道支承224连接有滑槽构件262。滑槽构件262为支承面110提供支承。板264与滑槽构件262共同界定了容纳气体喷嘴266（推进器）的空间。气体喷嘴266具有一个挠性端270，下端268设有一个或多个气体排出的开口269，以便为板264提供向上的作用力，进而为支承面110提供支承。气体流入气体喷嘴266，为气体喷嘴的挠性端270充气。开口269的直径设置为可维持气体喷嘴266内的压力，以便在支承面110上产生向上的作用力。气体喷嘴266是推进器的一个实施例，将在下文中结合图9深入讨论。

图6是连接空气承载运输系统的牵引单元251的第三种实施例的侧视图。在图6所示的实施例中，牵引构件是一种双牵引构件253，包含两个牵引构件202，两个牵引构件202通过贯穿支承255的轴261和联轴节259连接到电机204上。旋转执行器210将贯穿支承255连接到横向支承212上，并能够旋转双牵引构件253来操纵空气承载运输系统。

图7是连接至空气承载运输系统的牵引单元271的第四种实施例的立体图。牵引单元271通过连接板280连接至空气承载运输系统的支承框架278上，例如图1支承结构111一端，可选择焊接、栓接或其他合适的方式连接支承框架278。牵引单元271通过悬臂构件276连接至连接板280。旋转执行器210通过合适的连接手段（例如栓接或焊接）连接至悬臂构件276的跨接件294上。跨接件294连接至跨接角288，跨接角288再连接至铰接部296。悬臂构件276的铰接部296通过合适类型的铰链282连接到连接板280上。在图7所示的实施例中，铰链282包含一个销轴298，销轴298的两端分别与铰接部296相连（在图8中，仅可见销轴298的一端），铰链282连接至旋转支架299，以允许悬臂构件276围绕销轴298旋转。悬臂构件276的旋转由液压执行器284驱动，液压执行器284通过铰链286连接到连接板280。

图8是图7所示牵引单元271的侧视图。在液压执行器284的一端293连接到连接板280，液压执行器284的另一端295连接到悬臂构件276。液压执行器284通过铰链290连接到悬臂构件276。铰链282、286和290允许液压执行器284围绕铰链282旋转悬臂构件276，并根据需要升降牵引单元271，同时向牵引单元271施加向下作用力，在牵引单元271的履带274与履带274所部署表面之间提供摩擦力。液压执行器284可能是双作用活塞，允许在液压执行器284线性范围内将作用力施加在任意方向上。这样，液压执行器284可能施加伸长力以便伸长并提升牵引单元271，或者由液压执行器284施加收缩力，以收缩并降低牵引单元271，同时向牵引单元271施加一个向下的作用力。

随着液压执行器284的伸长，牵引单元271上升，液压执行器284的另一端295会向支承构件278移动。再参见图7，在悬臂构件276的跨接角件288内提供了槽297以便液压执行器284移动向支承构件278时避免液压执行器284与悬臂构件276发生意外接触。槽297的宽度“W”大于液压执行器284的最大宽度，为执行器284提供一定间隙。槽297的长度“L”足以避免接触到伸长至最大限度的液压执行器284。尽管未在图7的实施例中给出，槽297可从跨接角288延伸至铰链部296（如果需要），以允许为液压执行器284留下一定得间隙。

再参见图8，履带274具有多个齿片292，提升了与履带274所部署表面之间的摩擦力。图8中齿片292具有规则梯形实体结构，每个齿片292的所有侧面上形成逐渐变窄的表面。当齿片离开地表时，逐渐变窄的表面可方便各齿片从下方地表中释放，减少滚动阻力以及将牵引单元271提升至地表之上所需的作用力。可通过调整齿片的尺寸来适应从坚硬光滑的地表到软泥地表等各类地表。如有需要，履带可能采用不规则的梯形实体结构以增加与地表的摩擦力和/或穿透地表的程度。还可能使用其他形状，如三角形实体结构、圆角三角形实体结构、矩形实体结构或圆角矩形结构。

图9是空气承载运输系统300的一个实施例俯视图。空气承载运输系统300类似于图1的空气承载运输系统102，具有带支承面110的支承结构111、多个置于支承结构111角部的牵引单元112（或200或250）以及置于牵引单元112附近的动力单元114。在本实施例中，多个牵引单元可置于支承结构111上的对角部的两个牵引单元，例如350和352。设置多个推进器306，将气流导向基本垂直于支承面110的方向。多个推进器306位于支承结构111的下部，在支承面110以下，因此来自推进器306的气流会形成承载支承结构111的气垫（如空气）。如上所述，推进器306可以连接到框架构件236下部（图3、4）。

图9中的多个推进器306划分为第一推进器组310和第二推进器组312，每个推进器组排成一排，与支承结构111的轴线平行。第一、第二推进器组310、312由间隙308分隔开，在第一、第二推进器组之间提供了进出支承结构111的通道（如果需要）。例如，支承面110可能具有开口，以允许操作图1所示钻机108穿过该开口以及第一、第二推进器组310、312之间进入下方地面。多个推进器306可采用方便的方式设置。可由单台或多台压缩机和/或鼓风机为推进器306提供气体。压缩机可能放置在支承面110上或者可能放置在支承面110附近，例如在支承面110一侧并行的卡车上。图9中的推进器306显示为圆形，但是可以使用其它方便且合适的外形。推进器306可能是喷嘴、导管、管道或这些的组合，并可能采用圆形、正方形或矩形或任何其它合适的外形。

在操作期间，多个推进器306产生垂直于支承面110的作用力，以便由气垫为支承结构111以及放置在支承面110上的物件或货物提供支承。线性执行器234伸长，直至牵引单元112加载足够的法向力，以提供足够的摩擦力，使得牵引构件获得动力后履带202（图2-6）不会打滑。牵引单元112通常带有一个力传感器，连接至履带或线性执行器。在本实施例中，如果线性执行器234为液压型，力传感器可是连接至液压介质的压力传感器。各牵引单元112上的法向力通常相等。通常由压缩机或压缩机总成为推进器306提供气体（如空气），压缩机或压缩机总成可置于空气承载运输系统300内，例如在支承面110上或放置在支承面110下方的底部结构。或者，可能采用外设压缩机或压缩机总成，例如置于卡车或拖车上，在操作期间置于空气承载运输系统300一侧并通过软管、线路或导管连接到空气承载运输系统300。

借助空气承载运输系统102一侧的牵引单元提供差别动力，可使各牵引单元200的旋转总成242（或通过牵引单元251内的旋转执行器210）来操纵空气承载的支承设备102转动。在履带202与地面或其他表面接触时，可能执行增量操纵与牵引。更大幅度的操纵，例如拐弯或其他方向突然急变，可通过收缩线性执行器234，提升履带202，然后旋转履带202至新位置，完成转向。通过伸长线性执行器234，然后降低履带202，平衡作用力，再次提供动力，将货物移向另一个方向。

在支承面110之上或支承面110之下进行一项操作时，空气承载运输系统102可能用于精确定位货物。在钻机示例中，井口位置通常在钻机部署前已经定位，因此钻机必须精确定位，才能将钻柱放入预先钻好的孔中。放置在空气承载运输系统102上的钻机108可能放置在x-_y平面上，通过旋转牵引单元112并增量推进牵引单元112达到大约1mm的精度。

提供给推进器306的气体压力与体积基于空气承载运输系统300需要携带的负载加以选择。对于钻机等负载，推进器306选用的尺寸应能够提供总计至少1,000,000磅的向上推力，施加到支承结构111上。图1、图9和图10的支承面110表面积大约2500平方英尺，因此在支承面110上分布的支承作用力会产生2.8psi的压强。推进器306占据这一面积的一部分，例如支承面总面积的10%左右。各推进器306因此会维持大约30psi的压力以浮起大约1,000,000磅的总负载。可以设计或指定不同数量的推进器单元，以支承所需的负载。

为牵引单元提供的动力基于实施例所需的加速度性能进行选择。空气承载能够消除负载法向力产生的摩擦力，进而大大降低牵引单元的动力要求。在本文所述运输钻机的实施例中，各牵引单元获得的动力能够产生大约2500磅的侧向推力。四个单元共计产生大约10,000磅的推力。

对于各牵引单元200，线性执行器234是法向力的施力装置。选择各线性执行器234施加的法向力，以便提供足够的摩擦力，供履带202提供2500磅的侧向推力。施加到各履带202的法向力取决于履带202与履带202所接触地表之间的静摩擦力，其数值大约在100磅与1000磅之间，例如各履带202大约为500磅。

图1中的空气承载运输系统102可以配合一个可移动面使用（如果需要）。图10是钻井系统400的俯视图，该系统使用了图9所示的空气承载运输系统300。空气承载运输系统300放置在一个可移动面418上，可移动面包含多个瓦片402。瓦片402可相互拆分，因此一个瓦片可能从可移动面418的一部分移动至可移动面418的另一部分，进而改变了可移动面418的形状。可移动面418因此实现了模块化，并可能通过预期方式来变换形状。在图10的实施例中，瓦片402为六角形，但是可能使用合适形状的瓦片有效整合为一个平面。图10中瓦片402具有相同的一般形状，全部都是六角形，但是可以使用不同形状的瓦片来构成可移动面。例如，正方形瓦片可与八角形瓦片配合使用，而矩形瓦片可与六角形瓦片配合使用。六角形瓦片利于构成负重大的可移动面，因为六角形瓦片消除了长直缝，因此不会在负重时弯折。混合形状的瓦片也可能提供坚固的可移动面。

图11是间隔布设的两类瓦片402A与402B。第一类瓦片402A与第二类瓦片402B都有连接功能件。第一类瓦片402A具有凹槽功能件410，而第二类瓦片瓦片402B具有凸缘功能件412，凸缘功能件412可以与凹槽功能件410连接，将第一类瓦片402A与第二类瓦片402B连接在一起。凸缘功能件412和凹槽功能件410可连续布设在第一类瓦片402A与第二类瓦片402B一周。在图11中，凹槽功能件410连续围绕第一类瓦片瓦片402A一周。凸缘功能件412包含多个凸出部位，分布在第二类瓦片402B各边上，在第二类瓦片402B各顶点有间隙将凸出部位隔开。这些间隙方便凸缘功能件412和凹槽功能件410之间的啮合，以便将第一类瓦片402A与第二类瓦片402B连接在一起。

图12显示了第一类瓦片402A与第二类瓦片402B的横截面。可观察到第一类瓦片402A的凹槽功能件410与第二类瓦片402B的凸缘功能件412。凹槽功能件410在上缘具有凸出部位414，方便与第二类瓦片402B的凸出功能件412啮合。凸出功能件412在下缘同样具有凸出部位416，方便与第一类瓦片402A的凹槽功能件410啮合。通过将凸出功能件412定位在凹槽功能件410内侧，然后向两侧移动瓦片第一类瓦片402A与第二类瓦片402B，凸出部位414和416即可啮合在一起，这样就在第一类瓦片402A与第二类瓦片402B之间实现了连接。在一些实施例中，当凸出部位414和416啮合时，第一类瓦片402A与第二类瓦片402B之间仍有间隙。如果需要，可插入填料构件填补间隙，这一填料构件可能是瓦片锁。填料构件可能是硬橡胶材质，形状如连杆或销轴，尺寸可基本填补瓦片之间的间隙。使用橡胶等柔软材料可允许将应力通过填料构件分散到整个可移动面上。填充瓦片之间的间隙可改善可移动面的空气支承特性，以便配合空气承载系统使用，如空气承载运输系统300。

瓦片402通常厚度大约为3-6英寸，例如4英寸左右。凸出部位414、416通常伸出不到1英寸，例如0.5-1.0英寸，而在凸出部位啮合后，第一类瓦片402A与第二类瓦片402B之间仍留下大约0.6-1.1英寸的间隙，留下很小的0.1英寸余隙供凸出功能件412插入凹槽功能件410。凹槽功能件410最低深度可能为1-4英寸。具有凹槽功能件410的第一类瓦片402A具有平底面，因此凹槽功能件410在第一类瓦片402A上表面形成一个凹槽。

第一类瓦片402A与第二类瓦片402B可能具有一个边缘屏障420，用以容纳可移动面418上的液体。边缘屏障420可能在六角形瓦片402六条边上的任意边上设置，为可移动面418提供形状灵活性，并在可移动面418上设定一个围护区。例如，在油田，可能会使用带有一、二、三、四、五、六个边缘屏障的边缘屏障瓦片，具体取决于可移动面的需要。相邻瓦片的边缘屏障可能使用方便的手段进行密封。可能将密封胶带粘贴在两个边缘屏障之间，或者使用盖子盖在两个相邻边缘屏障上，以遮蔽间隙。盖子可以是土工膜材料或刚性或半刚性夹片，安装在边缘屏障上，密封间隙。填隙构件可能还具有凸起的屏障功能件，凸出可移动面418，强化可移动面418的屏障功能件。带边缘屏障的瓦片可能用于为可移动面418提供一个以上的围护屏障（如果需要）。例如，可能部署带边缘屏障的瓦片来提供内部围护区，周围围绕着外部围护区。内部围护区可能位于溢出风险区周围，而外部围护区位于内部围护区周围，以便在内部围护区丧失时，提供二级围护。在一个实施例中，使用可移动面418将钻机108与空气承载运输系统300从一个油田运往另一个油田时，可以沿着油田路径构建一条围护通道。

瓦片402通常根据具体实施例的需要来选择尺寸。在图10的实施例中，钻机108与底座106设置在支承面110上，以方便运输，六角形瓦片402两个对角之间的尺寸大约为4英尺。瓦片可能采用方便且合适的材料制造。对于施加重负载的情况，如图10的实施例，瓦片402可能采用坚固的聚合材料制造，如聚丙烯或聚苯乙烯。瓦片402通常采用模塑制造，在图10的实施例中，瓦片402厚度大约为3英寸。瓦片402的厚度通常至少为2英寸，例如在2英寸和4英寸之间。

图13是两个连接在一起的第一类瓦片与第二类瓦片的另一个实施例剖视图依据，。第一类瓦片402C与第二类瓦片402D通过轨道422连接在一起，后者可以是锁固轨道，其上每一侧都有一个凹部，用于与瓦片402啮合。第一类瓦片402C与第二类瓦片402D中的每一个都具有一个边缘424，其形状能够与轨道422啮合。第一类瓦片402C与第二类瓦片402D的凸出部位426能够与瓦片的沟槽428啮合，将第一类瓦片402C与第二类瓦片402D与轨道422锁固在一起。图13的锁固机构将负载分布在可移动面418上，因为轨道422能够从一个瓦片402传递到另一个。

在操作期间，可移动面418可能用于动态铺设出一处区域，供空气承载运输系统300通过。如果将空气承载运输系统300移向特定方向，根据空气承载运输系统300的移动方向，可移动面418会有一个前缘404和一个后缘406，在设备300移动期间，瓦片402可能在可移动面418后缘406处或之后离开可移动面，并沿可移动面418前缘404部署。因此，可移动面可能动态铺设在空气承载运输系统300将穿行的区域。如果空气承载运输系统300将改变方向，例如转弯，瓦片可能沿侧缘408部署至可移动面，将可移动面延伸向新方向。

瓦片402可能包被有方便的材料，以便根据所需特性来硬化、隔离、平整或适应可移动面418的接触面。在一个实施例中，瓦片可能包被有金属片，吸收工具或设备掉落产生的冲击。金属片可能通过粘合剂粘附在瓦片上，或者可能通过熔化焊，连接到瓦片上，这一过程为：将金属片贴在瓦片上，加热金属片，软化或融化瓦片的聚合物，允许聚合物重新凝固在金属片上。瓦片还可能包被耐热、耐化学品的材料。

应注意到，空气承载运输系统，例如空气承载运输系统102或空气承载运输系统300可能用于运输几乎任何物品。在一个典型例子中，第一类空气承载运输系统可能用于运输钻机，如图1所示，而第二类空气承载运输系统用于运输钻机的辅助单元，例如液体制备单元、调节单元、动力单元或控制单元。在运输钻机期间，第二类空气承载运输系统将保持辅助单元处在可供钻机使用的临近位置。通过这种方式，钻机与辅助单元可方便地在整个油田内运输。可能使用多个空气承载运输系统，以方便为上文所述钻机运输所有常用的辅助单元，因此整个钻井操作可同时在油田范围内移动。

最终，空气承载运输系统102或300的移动可由一个控制器来控制。空气承载运输系统102上的机载计算机可能激活并控制气流以及单独的法向力施力装置、旋转促动器和传动转子，以方便操作。空气承载运输系统的多个控制器可协同工作，同步或相互协调（如果需要）控制物件移动。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种空气承载运输系统，其特征在于，包括：

一带支承面的支承结构；

多个推进器，与支承结构连接，每个推进器产生一股气流，气流方向与支承面基本垂直；以及

多个牵引单元，可旋转地连接到支承结构外侧，每个牵引单元包含一个牵引构件。

2.如权利要求1所述的空气承载运输系统，其特征在于，多个牵引单元中的每一个都包含有一个法向力施力装置。

3.如权利要求2所述的空气承载运输系统，其特征在于，多个牵引单元中的每一个都通过与支承构件连接的滑板滑动连接在支承结构上。

4.如权利要求3所述的空气承载运输系统，其特征在于，法向力施力装置连接滑板与支承构件。

5.如权利要求4所述的空气承载运输系统，其特征在于，还包含一旋转总成，牵引构件通过旋转总成连接到滑板上。

6.如权利要求5所述的空气承载运输系统，其特征在于，旋转总成包括旋转执行器和电机支承，电机支承固定在牵引构件上，其上端设有水平延伸部，滑板上设有横向支承，旋转执行器包含一个连接到水平延伸部上的转子和一个连接到横向支承上的定子。

7.如权利要求6所述的空气承载运输系统，其特征在于，牵引构件包含一个电机，电机设置在电机支承上。

8.如权利要求7所述的空气承载运输系统，其特征在于，多个推进器包含第一推进器组与第二推进器组，第一推进器组与第二推进器组沿支承结构中线对称分布。

9.如权利要求8所述的空气承载运输系统，其特征在于，多个推进器在支承面上产生至少一百万磅的作用力。

10.如权利要求1所述的空气承载运输系统，其特征在于，牵引单元中的牵引构件为双牵引构件。

11.钻井系统，其特征在于，包括：

一个钻机和一个底座，底座设置在空气承载运输系统上，空气承载运输系统包括：

一带支承面的支承结构；

多个推进器，与支承结构连接，每个推进器产生一股气流，气流方向与支承面基本垂直；以及

多个牵引单元，可旋转地连接到支承结构外侧，每个牵引单元包含一个牵引构件。

12.如权利要求11所述的钻井系统，其特征在于，牵引单元进一步包含一个法向力施力装置。

13.如权利要求12所述的钻井系统，其特征在于，牵引单元进一步包含一个旋转总成，牵引构件通过旋转总成连接到滑板上。

14.如权利要求13所述的钻井系统，其特征在于，还包括一个可移动面，空气承载运输系统设置在可移动面上。

15.如权利要求14所述的钻井系统，其特征在于，可移动面由多个联锁六角形瓦片组合而成。

16.如权利要求15所述的钻井系统，其特征在于，联锁六角形瓦片的一个或多个边缘上设有边缘屏障。

17.如权利要求12所述的钻井系统，其特征在于，牵引单元的牵引构件为双牵引构件。

18.如权利要求17所述的钻井系统，其特征在于，多个牵引单元由两个牵引单元组成，分别布置在支承结构的对角部。