CN106232930B - 钻机桅杆和相关组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于钻机的桅杆，该桅杆包括：主臂，该主臂具有适于和钻机的桅杆支撑件枢转连接的下端；以及从主臂延伸的桅杆止挡件。在使用过程中，桅杆在存放状态和竖立状态之间枢转，并且当处于竖立状态时，桅杆在和所述下端隔开的位置上抵靠在桅杆支撑件上。

Description

钻机桅杆和相关组件

技术领域

本发明涉及冲洗机、修井机和干预机，尤其涉及影响冲洗机的桅杆竖立状态的装置和机构。

背景技术

冲洗机尤其可以用于清扫堵塞的油气井，并从传统的油气井、煤层气井和非传统的页岩气井中移除损坏的井壁。在一些冲洗机的操作过程中，冲洗机退到井上，起重顶杆(jack legs)延伸以使钻机的甲板水平，承力外伸支架作为防止钻机翻转的保护装置延伸设置，桅杆的伸缩臂扩展以将伸缩臂上端的滑轮提升至操作高度，并且桅杆的主臂旋转到井上方的位置上，操作绞车绞盘以将绞车线和动滑轮下降到井中。

滑轮必须直接定位在井的上方，以保证绞车线从滑轮到井可以垂直下落。绞车线直接(即，垂直)从井向上传递到滑轮是至关重要的。举例来说，如果钻机要移除损坏的井壁，则井壁必须直接向上拔出，从而避免套管和井口的破碎和分裂。

如果滑轮在设立钻机时未正确定位，则桅杆会退缩并收回，承力外伸支架和起重顶杆收缩，钻机的位置被重置。因此，大量的时间浪费在钻机的重新定位上。

桅杆可以通过枢轴或铰链与钻机上的支撑件连接。支撑件被固定到钻机的甲板上，桅杆在支撑件上在存放状态和竖立状态之间枢转。为了将桅杆固定在竖立状态，将外部杆栓接到支撑件上，并且提供牵绳以稳定桅杆。除了用于提升桅杆的提升缸之外，桅杆还通过螺栓和牵绳固定在位置上。由于不平衡的牵绳负载可能对桅杆施加巨大的力，尤其是在遭受冲击负荷，例如，在突然堵塞或者遇到岩石的情况时，因此，桅杆会来回振荡。这些问题可能导致枢轴、桅杆以及将桅杆与钻机机体连接的支撑件过早疲劳或失效。

发明内容

本发明可以应用于不同类型的钻机，包括冲洗机、修井机和干预机。

本发明提供了一种用于钻机的桅杆，包括：

从主臂的下端延伸的桅杆止挡件，

其中，在使用过程中，桅杆在存放状态和竖立状态之间枢转，并且当桅杆处于竖立状态时，桅杆止挡件在与所述主臂的下端隔开的位置上抵靠桅杆支撑件。

当桅杆转换为竖立状态时，桅杆止挡件可以抵靠在桅杆支撑件上。

当桅杆处于竖立状态时，桅杆支撑件的一部分可以与桅杆接触，从而阻止桅杆的移动。

在桅杆的一些使用示例中，支撑板可以与钻机的桅杆支撑件连接。还可以在桅杆支撑件上设置可变楔形装置(例如，枢轴楔)，该可变楔形装置允许桅杆被锁定在一系列操作角度的任何一个角度的位置上。该一系列角度可以连续变化。该一系列角度可以包括预定数量的特定的或离散的角度。在这些示例中，桅杆在竖立状态下可以在一系列操作角度范围内枢转，并且被锁定在任意一个操作角度上。特别地，桅杆可以被锁定在定位在井上方的滑轮(位于桅杆的上端)的角度上。进而可变楔形装置被插入到连接在钻机上的支撑板和桅杆止挡件之间。

主臂具有与下端相对的上端，桅杆止挡件可以从下端沿着桅杆纵向延伸，也就是说，桅杆止挡件可以沿着远离上端的方向延伸，并且与桅杆的纵向平行。桅杆止挡件可以沿着与桅杆的纵向不同的方向延伸。

主臂沿其长度可以具有大体上恒定的横截面。主臂实际上可以具有方形截面。主臂实际上可以为装配式结构。主臂的横截面还可以沿其长度具有相反的变化。例如，主臂的横截面可以变化以在穿过主臂的枢轴上达到所需的载荷分配。主臂的横截面可以大体上为正方形。主臂的横截面还可以为任意其他所需的形状。

桅杆可以包括一个或多个加强构件。每个加强构件可以包括叶片或鳍片。该叶片或鳍片可以设置成位于主臂的一侧。加强构件还可以设置两种这样的叶片或鳍片。该两种叶片或鳍片可以设置在主臂的相反侧上。该叶片或鳍片可以平行于主臂的纵向从侧面突出。该叶片或鳍片可以朝着桅杆的方向向上逐渐变细。主臂和辅臂可以各自包括一个或多个所述加强构件。每个加强构件都可以提高桅杆的稳定性和抗弯性。

桅杆止挡件可以在与桅杆的枢转连接处隔开的位置上抵靠桅杆支撑件。在使用过程中，桅杆止挡件可以向桅杆支撑件施加力，该力垂直作用在主臂下端的枢转轴线上。或者，桅杆止挡件以所需角度向枢转轴线施加力。该桅杆止挡件可以设计成能够抵抗预定的最大力。该预定的最大力可以是仅足以防止桅杆超过其操作(即，竖立)位置过度旋转的力。该预定的最大力还可以只是足以抵抗桅杆上的负荷的瞬时波动的力，例如，绞车遇到向桅杆施加冲击负荷的岩石或堵塞时。

桅杆的竖立状态的位置可以被预先设置(也就是说，在桅杆到达竖立状态之前设置)，该预先设置的位置为，在绞车正常使用过程中可能遇到的所有的力都将被施加的与桅杆支撑件枢转连接的位置。桅杆的竖立状态还可以预先设置到一个位置上，在该位置，在绞车正常使用过程中可能遇到的所有的力中的没有一个力被施加的桅杆止挡件和桅杆支撑件之间的位置。处于竖立状态时桅杆的位置可以通过在桅杆处于竖立状态之前将桅杆支撑件的一部分移动到预定位置上而预先设置，在所述预定位置，桅杆的抵靠将进一步防止桅杆的顶点从钻机的机舱移开。

桅杆止挡件可以设置在主臂上，位于主臂的一侧。当主臂处于竖立状态时，桅杆止挡件可以从位于主臂后方的下端延伸设置。

桅杆止挡件可以为鸭嘴形。桅杆止挡件可以包括主支承板，该主支承板(例如，通过焊接，螺栓或任何其他连接方式)连接到主臂上，并相对于钻机甲板大体上从一侧到另一侧延伸设置。在使用过程中，当桅杆处于竖立状态时，主支承板可以抵靠在桅杆支撑件上。

支承板(主支撑板)可以包括一个或多个固定点，在使用过程中，支承板通过所述固定点固定到桅杆支撑件上。每个固定点可以包括用于安装螺栓的槽。支承板可以包括连个固定点。

支承板可以通过一个或多个刚化构件支撑，所述刚化构件防止支承板的弯曲超出支承板的平面。至少一个该刚化构件可以包括至少一个增强肋。每个增强肋可以从支承板垂直突出。每个增强肋可以大体上沿支撑板的长度方向延伸。每个增强肋可以沿着主臂的纵向延伸。支撑板可以设置多个至少包括一个增强肋的刚化构件。

桅杆可以通过至少一个桅杆提升缸，在存放状态和竖立状态之间移动。桅杆可以设置两个桅杆提升缸。每个桅杆提升缸可以与延伸指示器关联，所述延伸指示器确定各个提升缸的延伸。每个延伸指示器可以包括线性传感器。可以设置与每个桅杆提升缸关联的单独延伸指示器。

主臂和桅杆支撑件之间的枢转连接可以包括铰链构件。铰链构件可以包括一个或多个铰链。铰链构件可以包括多个铰链。多个铰链可以包括三个铰链。多个铰链中的两个铰链可以位于主臂的纵向中心线的相反侧上。两个铰链可以与，或者可以不与主臂的纵向中心线隔开。铰链，或者铰链之一可以位于主臂的纵向中心线上，该铰链的一部分可以包括主臂下端的一部分。

桅杆支撑件可以包括用于在使用过程中将桅杆支撑在钻机甲板上方的框架。框架可以包括一个或多个提升管(riser)构件。框架可以包括两个提升管构件。用于使钻机甲板水平的顶杆可以缩回到各个提升管构件中。每个顶杆可以具有用于确定顶杆何时延伸到地面上的传感器。每个传感器可以包括接近传感器。

框架可以包括在提升管构件之间延伸的一个或多个侧向构件。框架可以包括用于安装桅杆的第一侧向构件。桅杆可以与第一侧向构件枢转连接。框架可以包括用于安装抵靠机构的第二侧向构件。当桅杆处于竖立状态时，桅杆止挡件可以抵靠在抵靠机构上。

桅杆止挡件可以相对于桅杆固定在适当位置上。因此，桅杆止挡件的角位置依赖于桅杆处于竖立状态时的角度。桅杆支撑件可以是可配置的，因此，不管处于竖立状态时桅杆的角位置如何，桅杆止挡件与桅杆支撑件都能够全面接触(即，面对面)。桅杆止挡件可以抵靠在桅杆支撑件的抵靠机构上。抵靠机构的位置可以变化，从而适应当桅杆处于竖立状态时桅杆止挡件角位置的变化。抵靠机构的位置可以在桅杆移动到竖立状态之前变化，例如，设置处于竖立状态时桅杆的最大角度之前，或者在桅杆移动到竖立状态之后变化。

需要注意，术语“角位置”，“角定向”，“定向”或类似术语在本申请中可交换地使用，应理解为指代当桅杆处于竖立状态时的相关部分，例如，桅杆或桅杆止挡件的角度。

辅臂可以从主臂延伸。辅臂可以从主臂的上端延伸。辅臂可以具有和主臂一样的横截面形状。辅臂可以是伸缩臂。

辅臂可以通过延伸器延伸和缩回。延伸器可以包括延伸缸。延伸缸可以设置在主臂内部。

在使用过程中，辅臂的延伸可以通过一个或多个限制构件限制。一个或多个限制构件可以包括锁定销。一个或多个限制构件可以包括一对，或者多个锁定销。在每个限制构件上可以设置位置检测装置，从而检测辅臂何时位于或靠近限制构件。每个位置检测装置可以包括接近传感器。

辅臂可以具有下端，该下端位于主臂内，或者与主臂连接。辅臂可以具有远离主臂的上端。绞车线导轮可以连接到辅臂的上端。绞车线导轮可以包括滑轮。

本发明还提供一种用于钻机的桅杆组件，包括：

桅杆，该桅杆具有适于与桅杆支撑件连接的下端，和与所述下端相反的上端，所述桅杆可以在存放状态和竖立状态之间移动；以及

引导构件，该引导构件位于所述桅杆的所述上端，用于运转所述钻机的绞车线；

其中当所述桅杆处于竖立状态时，所述引导构件的中心线沿着向后的方向从所述桅杆的中心线偏移。

引导构件可以包括滑轮。

引导构件可以包括超大尺寸滑轮，因此当桅杆处于竖立状态时，滑轮圆周的最靠后部分的位置比标准尺寸滑轮圆周的最靠后部分在桅杆上处于相同位置时更加靠后。

桅杆可以通过如上所述的一个或多个桅杆提升缸在存放状态和竖立状态之间移动。一个或多个桅杆提升缸可以是维持桅杆处于竖立位置的唯一机构。或者，可以设置多种支撑机构中的一种来协助维持桅杆处于竖立位置。举例来说，桅杆可以包括上述桅杆止挡件，从而通过抵靠在桅杆支撑件上来协助维持桅杆处于竖立位置。

应该注意，描述“桅杆移动到竖立状态”的短语的范围应该包括桅杆离开存放状态之后，并移动到竖立状态之前的任何位置。其他诸如“当桅杆达到竖立状态时”或“当桅杆处于竖立状态时”这样的短语表达桅杆进入竖立状态的点，诸如“当桅杆移动到竖立状态时”这样的短语表达桅杆立即进入竖立状态。

本发明还提供一种用于钻机桅杆的桅杆支撑件，包括：

支承面；

抵靠机构，在使用过程中，并且当所述桅杆处于竖立状态时，所述抵靠机构位于所述桅杆和所述支承面之间，从而限制所述桅杆相对于所述支承面的角位置；以及

调节装置，该调节装置用于当所述桅杆处于竖立状态时调节所述抵靠机构在所述支承面上的位置，从而匹配所述桅杆的角位置。

当使用时，支承面可以固定在钻机上。抵靠机构和支承面因此可以在桅杆处于竖立状态时限制桅杆相对于钻机机体或甲板的角位置。

支承面可以包括平板。支承面可以由钢形成。支承面可以焊接或栓接到桅杆支撑件上。支承面可以向上朝着机舱以一定角度延伸到垂直(即，在使用时垂直于钻机的甲板)。

抵靠机构可以在支承面上上下滑动。抵靠机构的滑动可以是在调节装置的作用下进行的。在上下移动支承面的过程中，抵靠机构可以分别移向钻机的机舱，或者从机舱移开。

在使用过程中，当桅杆处于竖立状态时，抵靠机构可以夹在桅杆和支承面之间。在使用过程中，当桅杆处于竖立状态时，抵靠机构可以楔入桅杆和支承面之间。抵靠机构可以调节，因此不管处于竖立状态时桅杆的角度如何，桅杆都能抵靠在抵靠装置的平坦面上。抵靠机构可以在桅杆移到竖立状态之前或之后移动到支承板的合适位置上。

抵靠机构的形式可以为蝶形枢轴。抵靠机构可以包括枢轴楔。枢轴(称为碟形枢轴或者枢轴楔)可以在使用过程中楔入到桅杆和支承面之间。

枢轴可以包括可枢转地连接在一起的两个部分。这两个部分各自可以包括三角棱柱。该三角棱柱部分可以沿着顶端边缘枢转连接。

上述的两个部分的基座可以顶在支承板上。第一部分可以沿着支承板滑动，从而调节抵靠机构在支承板上的位置。枢轴的两个部分中的第二部分的基座可以在桅杆处于竖立状态时抵靠在桅杆止挡件上。第一部分相对于第二部分的角度方向(angularorientation)，以及第一部分的基座相对于第二部分的基座的角度方向(angularorientation)是可变的。第二部分可以在抵靠在第二部分上的桅杆止挡件的作用下相对于第一部分枢转，因为调整机构限制(urges)位于支承面和桅杆之间的抵靠机构。

第二部分相对于第一部分的枢转，可以确保桅杆到达竖立状态时，第二部分的基座总是平贴在桅杆支撑件上。话句话说，第一部分和第二部分的基座之间的角度方向(angular orientation)的可变性，促进抵靠机构与桅杆不管处于竖立状态时的桅杆的角位置如何都能啮合。

抵靠机构可以将桅杆角度限制为预定最大角度。预定最大角度可以是超过垂直方向7°的角度。抵靠机构在使用过程中可以防止桅杆的顶点从钻机的机舱移开。桅杆的下端在使用过程中可释放地固定在钻机上(例如，支承面上)，从而防止桅杆的顶点朝钻机的机舱移动。

桅杆支撑件还包括用于调节抵靠机构在支承面上的位置的调节装置。如果抵靠机构在桅杆到达竖立状态之前移动到抵靠位置上，则操作调节装置可以调节竖立状态时的桅杆的角位置。通过调节抵靠机构在支承面上的位置，可以改变当处于竖立状态时桅杆的角度方向(angular orientation)。

调节机构可以延伸和缩回，从而调节抵靠机构在支承面上的位置。抵靠机构在支承面上的位置可以由竖立状态的桅杆的位置确定。

调节装置可以包括气压缸或液压缸。调节机构的极限可以选择为当调节机构处于完全延伸状态和完全缩回状态中的一种时，使得抵靠机构定位为匹配桅杆超过垂直的最大旋转。优选地，当调节机构处于完全缩回状态时，抵靠机构定位为匹配桅杆超过垂直的最大旋转。优选地，当调节机构处于完全延伸状态时，抵靠机构定位为匹配桅杆超过垂直的最小旋转。

桅杆超过垂直的最大旋转角度可以为7°。桅杆超过垂直的最小旋转角度可以为2.8。°

与现有技术中的钻机相比，利用上述的桅杆、桅杆组件或桅杆支撑件构造的钻机，可以针对钻机相对于井的特定位置提供更大的角度方向(angular orientation)的灵活性，和/或更大的钻机稳定性。利用上述桅杆支撑件构造的钻机，可以提供机械制动，即用于在桅杆处于竖立状态时限制桅杆超过垂直旋转，和/或限制桅杆超过所需角度移动的抵靠机构。与现有技术中的钻机相比，利用上述桅杆组件构造的钻机，可以保证在不需要增加桅杆的角度的情况下，使绞车垂直下落的位置能够在钻机甲板的后部更加靠后。

这里描述的桅杆和钻机的一些实施方式可以较少依靠螺栓和牵绳方法维持桅杆的位置。这里描述的桅杆和钻机的一些实施方式可以提供机构或装置，通过该机构或装置，与现有钻机相比，绞车线的垂直下落可以在更大的水平距离上定位，不需要重新定位钻机。

附图说明

下面仅以非限制性示例的方式，参照附图来描述本发明，在这些附图中：

图1是冲洗机的侧视图，桅杆处于存放状态；

图2是图1所示冲洗机的局部侧视图和局部放大图，桅杆处于竖立延伸状态，超过垂直7°(虚线)和超过垂直2.4°(实线)；

图3是图2的简化版本；

图4是图1所示冲洗机的局部侧视图和局部后端视图，桅杆处于缩回状态；以及

图5是鸭嘴件和枢轴楔设置的特写侧视图。

具体实施方式

图1显示了用于实施洗井和扫井的清洗钻机10。该钻机10显示为处于输送状态。钻机10包括卡车体，卡车体包括甲板12，在甲板12的一端具有机舱14，在甲板12的相对的另一端具有桅杆支撑件。桅杆支撑件以框架16的形式支撑桅杆18，桅杆18可以在图1所示的存放状态，和图2所示的围绕桅杆枢轴27旋转到的竖立状态之间移动。

为了定位钻机10，钻机10翻转到直到与井(未显示)具有合适的距离，从而实施井维修。在翻转的过程中，钻机10的纵向中心线与井(未显示)对准。

钻机10通过起重顶杆和承力外伸支架被稳定。在图1所示的钻机10中，设置了两对稳定起重顶杆20，甲板12两端各设置一对。起重顶杆20可以从图1所示的存放状态延伸至延伸状态，在该延伸状态，每个起重顶杆20的脚部顶在地面上。在钻机10移动到井上的位置之后，起重顶杆20使甲板12水平。

接近开关可以用来指示承力外伸支架就位和起重顶杆与地面接触。

在甲板12上设置有水平传感器(未显示)以确定甲板12在水平面中是水平的。调节千斤顶支腿20直到甲板12水平。甲板12的“水平”状态通常被认为是与水平线相差0.1°以内的状态。

在甲板12的后部设置有在甲板12水平之后延伸的一对承力外伸支架(未显示)。承力外伸支架稳定甲板12，包括抵抗风力造成的移动。可以在每个承力外伸支架上设置接近开关，从而确保每个承力外伸支架的承力外伸起重顶杆与地面接触。

确定甲板12是否水平的水平传感器(未显示)可以是倾角计。如果钻机10从其水平位置移动1°以上，则会向钻工发出警告，绞盘或泵送操作将停止。

为了提升桅杆18，桅杆提升缸22被激活并连接到主臂19上，伸缩臂24缩回。在该阶段，绝对垂直度通常不是必需的。

桅杆18包括主臂19和辅臂，辅臂的形式为伸缩臂24。在该结构中，主臂19形成外壁，伸缩臂24形成内臂。一旦桅杆18大体上垂直，伸缩臂通过伸缩臂延伸缸从主臂19延伸，直到伸缩臂延伸缸位于其极限，也就是说，伸缩臂延伸缸完全延伸为止。接下来插入两个锁定销(未显示)，从而将伸缩臂24锁定为延伸状态。设置在每个锁定销上的传感器，例如，接近传感器指示相应的锁定销与伸缩臂24啮合。同样地，伸缩臂延伸缸包括接近传感器以确定伸缩臂延伸缸何时完全延伸。伸缩臂延伸缸的接近传感器和锁定销的接近传感器可以用于锁定并防止绞车和其他装置的操作，直到锁定销和缸25被分别锁定在各自的位置上。

一旦伸缩臂24获得所需延伸，桅杆提升缸22就旋转桅杆18以进行操作。桅杆提升缸22的延伸被控制，直到桅杆18位于所需角度，所需角度通常是指当“吊钩”或从滑轮46垂直下落的绞车(下面讨论)位于井口的正上方时所对应的角度。

通过利用张紧螺栓和螺母45将桅杆18栓接到形成在桅杆支撑件的一部分的支承板38上，将桅杆18固定。该固定步骤因此涉及使用鸭嘴件28，支承板38，抵靠机构(下面更详细描述的枢轴楔32)以及张紧螺栓和螺母45。支承板38位于钻机10上的桅杆支撑框架16中。抵靠机构(枢轴楔32)接下来被设置在支承板38和鸭嘴件28之间。螺栓和螺母45将鸭嘴件28固定到支承板38上，防止鸭嘴件28向外移动，以及桅杆18的顶点25向机舱14移动。抵靠机构，特别是枢轴楔32作用在支承板38上，防止桅杆18的顶点从机舱14移开。

钻机10设计为在伸缩臂处于延伸或缩回状态时装配。一旦钻机10自身被正确定位，就形成一个共同区域，在该共同区域中，桅杆可以在伸缩臂缩回或延伸位置操作。可以向处于伸缩臂缩回位置的绞车绞盘施加更高的负荷，钻机10能够在伸缩臂缩回或延伸位置操作，不需要移动钻机10。

主臂19的下端26适于和钻机10的框架16枢转连接。主臂19在桅杆支撑件16上，如图1所示的存放状态，和如图2所示的竖立状态之间枢转。桅杆止挡件，现以鸭嘴件28的形式，从主臂19的下端26延伸，并且在桅杆到达竖立状态时在和下端26隔开的位置上抵靠在框架16上，尤其是抵靠在支承板38上。如同下面所讨论的那样，当枢轴楔32缩回时，桅杆18在与枢轴楔32接触时位于限制角度。该限制角度可以为7°，或者适于钻机10的另一个限制角度。该限制角度是钻机10运行过程中桅杆18的最大角度。

当桅杆18处于竖立状态时，鸭嘴件28抵靠在抵靠机构上，抵靠机构的形式为可变的楔形装置或枢轴楔32。如下所述，枢轴楔32的结构是可变的。可变的结构使枢轴楔32能够在桅杆18处于竖立状态时，一直与鸭嘴件28的支承板32，和框架16的支承板38牢固接触，当处于该状态时不考虑桅杆18的角度。例如，如图5所示，鸭嘴件28和枢轴楔32显示为第一状态(实线)，在该第一状态中，桅杆18和鸭嘴件28位于第一角度。此外，在图5中，鸭嘴件28和枢轴楔32显示为第二状态(虚线)，在该第二状态中，桅杆18和鸭嘴件28位于和第一角度不同的第二角度，并且枢轴楔32自动调节，从而在与支承板38保持接触的同时与鸭嘴件28的支承板34进行全面接触(即，面对面)。通过这种方式，鸭嘴件32和桅杆支撑件(即，支承板38和楔子32)形成机械制动器，防止当处于竖立状态时桅杆18超过所需角位置过度旋转。此外，鸭嘴件32施加的机械制动力与桅杆18的枢转轴线垂直并隔开。

鸭嘴件28施加与主臂19的下端26的枢轴轴线垂直的力。如果桅杆18的角位置设置合适，在井上操作时作用在主臂19上的力将直接作用在枢轴轴线上。因此，只需要将鸭嘴件28设计为施加足以防止桅杆18向其操作(即，竖立)位置过度旋转的力和/或足以抵抗由桅杆18上的负荷引起的桅杆18的位置瞬时波动的力。在理想状态下，主臂19将定位为使得所有的力都作用在桅杆18和枢转轴线上，没有任何力作用在鸭嘴件28上。

虽然鸭嘴件28位于主臂19的一侧，沿着与桅杆18的纵向平行的方向延伸。鸭嘴件28从下端26朝远离上端30的方向延伸。因此，鸭嘴件28和枢轴楔32之间的接触和桅杆18的枢转轴线隔开。当与通过作用于桅杆的枢轴从而对桅杆运动进行制动的制动器相比时，鸭嘴件28可以施加小得多的力就可以提供相同的制动力。这是因为鸭嘴件28和枢轴楔32之间的接触和桅杆18的枢转轴线隔开，从而相对延长了施加制动力的力矩臂。此外，桅杆止挡件或鸭嘴件向桅杆自身施加制动力，而不是向桅杆的枢轴施加制动力。话句话说，向桅杆而不是枢轴施加力。

鸭嘴件28包括主支承面，该主支承面的形式为焊接到主臂18上，并且相对于钻机10的甲板12从一侧向另一侧延伸的板，或者一系列板34。在使用过程中，当桅杆18处于竖立状态时，支承板34抵靠在桅杆支撑件上。如图2所最佳显示，支承板34由从支承板34垂直突出的多个增强肋36支撑。增强肋36沿着主臂19的纵向大体上在板34的长度方向上延伸。增强肋36防止支承板34的弯曲超出支承板34的平面，从而刚化支承板34。

如上所述，当桅杆18处于竖立状态时，鸭嘴件28抵靠在枢轴楔32上。为了将枢轴楔32维持在位置上，桅杆支撑件的框架16包括形式为板38的支承面，并且当桅杆18处于竖立状态时，枢轴楔32楔入到桅杆18和支承板38之间。枢轴楔32和支承板38因此一起工作，限制桅杆18相对于钻机10的机体或甲板12的夹角位置。

为了确保桅杆18保持竖立状态，鸭嘴件28固定到支承板38上。为此，参见图2，支承板34包括两个形式上为槽的固定点。两个槽35朝着支承板34的下端的相反侧定位。当桅杆18处于竖立状态并且支承板34抵靠在枢轴楔32上时，将螺栓或其他类型的紧固件41插入支承板34，螺栓固定到支承板34上。

桅杆支撑件还包括形式上为缸体40的调节装置，用于移动枢轴楔32，从而适应桅杆18的所需角位置的变化。该缸体40调节位于支承板38和支承板34之间的枢轴楔32的位置。在使用过程中，桅杆18设置为所需角度，并且缸40体开动以将枢轴楔32插入到支承板34，38之间，从而抵靠支承板34，38。因此，当处于竖立状态时，桅杆18的角度增加。相反地，在接触点下降的情况下，桅杆18的当处于竖立状态时，桅杆18的角度减小。操作缸体40以调节枢轴楔32的位置，从而匹配当处于竖立状态时桅杆18的角位置。缸体40可以被任何其他形式的调节构件，例如，绞盘，或棘轮构件，或任何其他的合适装置所替代，以调节抵靠机构的位置。

一旦枢轴楔32被挤入支承板34，38之间，可以拉紧(即，拧紧)螺栓和螺母，从而将支承板34，38固定在位置上。或者，螺栓和螺母41可以在插入枢轴楔32之前拧紧。不论哪种情况，枢轴楔32和支承板38都可以防止桅杆18的顶点从机舱14向着井(未显示)移动。同样地，螺栓和螺母41防止桅杆18的顶点从井向着机舱14移动。

支承板38是焊接到桅杆支撑件的框架16上的平坦钢板。如图3所示，支承板38向上朝着机舱14垂直延伸成一定角度。因此，当枢轴楔32在缸体40的作用下在支承面上上下滑动时，支承板38稍微朝向或远离机舱14移动。

支承板38可以提供至少一个标记，该标记对应枢轴楔32的至少一个位置，所述位置对应于桅杆18处于竖立状态时的预定角位置。操作人员因此只需要调节缸体40以将枢轴楔32移动到所需标记，处于竖立状态的桅杆18的角位置就会被适当限定。操作人员可以使用标记识别绞车上的最大负荷，可以设置两个这种标记来识别延伸状态和缩回状态(即，辅臂或伸缩臂24延伸或缩回)时桅杆18相关角度上的绞车的最大负荷。

枢轴楔32的形式为蝶形枢轴。枢轴楔32的两半三角棱柱沿着顶端边缘枢转连接。枢轴楔32的第一半42的基座顶在支承板38，并沿着支承板38滑动，从而调节枢轴楔32在支承板38上的位置。第二半44的基座在桅杆18处于竖立状态时抵靠在鸭嘴件28上。因此，第一半42相对于第二半44的角度是可变的。

由于当处于竖立状态时，桅杆18的角度根据将伸缩臂24的上端(即，下面所讨论的滑轮46)定位在井上方所需的角度而变化，因此，鸭嘴件28的板的角度同样如上所述发生变化。由于枢轴楔32的形式为蝶形枢轴，第二半44枢转以在楔子32被楔入到鸭嘴件28和支承面38之间时和鸭嘴件28的支承板34接触。这确保了第二半44的表面在桅杆18处于竖立状态时总是平贴在鸭嘴件支承板34上。

可以根据需要用其他抵靠机构替代枢轴楔32。例如，枢轴楔32可以被安装在液压缸下端的万向节上的板替代，液压缸替代了气压缸40。使用万向节就意味着鸭嘴件28抵靠在液压缸的板上会引起板平贴在鸭嘴件上，并且液压缸将把板以及鸭嘴件保持在位置上。

除了前面描述的钻机10的设置和使用，可以利用特定设置过程来设置延伸状态的桅杆18。该过程可以包括：

1.倒退钻机10至距离井口周围大约3m处；

2.将桅杆提高到与垂直状态大致相差±2°；

3.延伸伸缩臂24，并利用锁定销将其锁定在合适的位置上；

4.将工作平台下降到水平位置，并将其提高到井口上方大约0.5m处，从而使平台上的操作人员能够看到井口；

5.将稳定器(起重顶杆20)延伸到地面上方大约100mm处；

6.在井上倒退钻机10，直到井的中心线离桅杆的枢轴大约1300mm，这可以通过利用工作平台上设置的标记实现；

7.进一步延伸起重顶杆20，并将它们锁定到合适的位置上；

8.延伸承力外伸支架和承力外伸支架的支腿，直到它们与地面结合；

9.使桅杆18倾斜，直到吊钩与井中心线一致，理想地，当处于该状态时桅杆18的角度将为大约3.2°；

10.将枢轴楔32插入到鸭嘴件32和支承板38之间；以及

11.将鸭嘴件32锁定到框架16上，从而防止伸缩臂24的上端(即，桅杆顶点)朝机舱移动，并且枢轴楔32防止桅杆顶点从机舱14移开；

-如果桅杆18需要缩回，则返回至步骤9并重复以下步骤；

12.缩回桅杆18；

13.使桅杆18倾斜，直到绞车沿着井口的中心线向下延伸，该角度大约为5°至6°；

14.将枢轴楔32插入到鸭嘴件32和支承板38之间；以及

15.将鸭嘴件32锁定到框架16上，从而防止伸缩臂24的上端(即，桅杆顶点)朝机舱移动，并且枢轴楔32防止桅杆顶点从机舱14移开。

同样，可以使用特定设置过程来设置缩回状态的桅杆18。该过程可以包括：

1.将钻机10倒退到距离井口大约3m处；

2.将桅杆提高到与垂直状态大致相差±2；°

3.将工作平台下降到水平位置，并将其提高到井口上方大约0.5m，从而使平台上的操作人员能够看到井口；

4.将稳定器(起重顶杆20)延伸到地面上方大约100mm处；

5.在井上倒退钻机10，直到井的中心线离桅杆的枢轴大约1300mm，这可以通过利用工作平台上设置的标记实现；

6.进一步延伸起重顶杆20，并将它们锁定到合适的位置上；

7.延伸承力外伸支架和承力外伸支架的支腿，直到它们与地面结合；

8.使桅杆18倾斜，直到吊钩与井中心线一致，理想地，当处于该状态时桅杆18的角度将为大约5°至6°；

9.将枢轴楔32插入到鸭嘴件32和支承板38之间；以及

10.将鸭嘴件32锁定到框架16上，从而防止伸缩臂24的上端(即，桅杆顶点)朝机舱移动，并且枢轴楔32防止桅杆顶点从机舱14移开；

-如果桅杆18需要延伸，则返回至步骤8并重复以下步骤；

11.延伸伸缩臂24，并利用锁定销将其锁定在合适的位置上；

12.使桅杆18倾斜，直到绞车沿着井口的中心线向下延伸，该角度大约为3.2°；

13.将枢轴楔32插入到鸭嘴件32和支承板38之间；以及

14.将鸭嘴件32锁定到框架16上，从而防止伸缩臂24的上端(即，桅杆顶点)朝机舱移动，并且枢轴楔32防止桅杆顶点从机舱14移开。

在伸缩臂24的上端设置有引导构件，该引导构件的形式为滑轮46，绞车线47围绕该滑轮46从绞车绞盘49传递到井(未显示)中。为确保绞车施加的力作用在桅杆18上，滑轮46的中心通常定位为沿着桅杆18的中心线X-X。在图3所示实施方式中，滑轮46的沿着直线Y-Y的中心位于伸缩臂24的中心线X-X的后方。通过将滑轮46定位在伸缩臂24中心的后方，绞车线从滑轮46朝井的垂直下落将比滑轮中心定位在桅杆18上的情况更加靠后。因此，桅杆18的角度可以小幅度减小。考虑到应用于桅杆18的力的大小，小幅度减小桅杆18的角度可以极大地增加桅杆18的负荷能力。滑轮46的位置被确定为，在桅杆18位于最大角度时，应用于桅杆18的力通过或围绕枢转轴线基本上向下传递。

在本发明的权利要求以及前面对清洗机和其某些组件的描述中，除非上下文通过明确的语言或必要的暗示要求，词语“”包括“”或其变体，例如“”包含“”是根据包含意义使用，亦即，指定所陈述特征的存在，但是不排除在清洗机和/或其某些组件的不同实施方式中还存在或添加其他特征。

本领域技术人员理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以做出许多修改，从上述一种实施方式中选择的特征可以合并到其他实施方式中。

Claims (16)

1.一种用于钻机的桅杆组件，该组件包括：

具有主臂的桅杆；以及

钻机的桅杆支撑件；

其中在使用过程中，所述桅杆能够在存放状态和竖立状态之间枢转，并且当处于所述竖立状态时，所述桅杆超过垂直竖立；

其中所述主臂具有下端和桅杆止挡件，该下端适于和所述钻机的所述桅杆支撑件枢转连接；以及

所述桅杆支撑件包括支承面，该支承面至少部分由所述桅杆止挡件形成；抵靠机构，该抵靠机构用于在所述桅杆处于竖立状态时限制所述桅杆相对于所述支承面的角位置；

其特征在于，所述桅杆止挡件从所述主臂的下端延伸，并且当所述桅杆处于竖立状态时，所述桅杆止挡件在和所述下端隔开的位置上抵靠在所述桅杆支撑件上，

以及所述组件包括调节装置，该调节装置用于在所述桅杆处于超过垂直的竖立状态时调节所述抵靠机构在所述支承面上的位置，从而匹配所述桅杆的角位置。

2.根据权利要求1所述的用于钻机的桅杆组件，其中，所述桅杆止挡件包括一个或多个固定点，在使用过程中，所述桅杆止挡件在所述固定点上固定到所述桅杆支撑件上，从而将所述桅杆固定在竖立状态。

3.根据权利要求1或2所述的用于钻机的桅杆组件，其中，所述桅杆止挡件具有鸭嘴形状。

4.根据权利要求1所述的用于钻机的桅杆组件，其中，所述调节装置沿着所述支承面滑动所述抵靠机构，从而调节所述抵靠机构在所述支承面上的位置。

5.根据权利要求4所述的用于钻机的桅杆组件，其中，所述抵靠机构在所述支承面上的位置为可调节的，以在处于超过垂直的竖立状态时与所述桅杆的多个角位置中的一个相匹配。

6.根据权利要求1所述的用于钻机的桅杆组件，其中，所述抵靠机构包括楔子，所述楔子在使用过程中楔入到所述支承面之间。

7.根据权利要求6所述的用于钻机的桅杆组件，其中，所述支承面至少部分由所述桅杆止挡件形成，并且至少部分由相对的支承板形成，并且支承面为V形，从而在使用过程中将所述楔子楔入到所述支承面之间。

8.根据权利要求6所述的用于钻机的桅杆组件，其中，所述楔子为枢轴楔。

9.根据权利要求8所述的用于钻机的桅杆组件，其中，所述枢轴楔包括枢转互连的两半。

10.根据权利要求9所述的用于钻机的桅杆组件，其中，所述两半中的一半适于沿着所述支承面滑动。

11.根据权利要求9所述的用于钻机的桅杆组件，其中，所述两半中的一半适于和所述桅杆止挡件的所述支承面接触，并且在接触的作用下枢转，从而呈现与所述桅杆止挡件的所述支承面接触抵靠的平坦面。

12.根据权利要求1所述的用于钻机的桅杆组件，其中，所述抵靠机构在使用过程中防止所述桅杆的顶点从所述钻机的机舱移开。

13.根据权利要求1所述的用于钻机的桅杆组件，其中，所述桅杆的下端在使用过程中可释放地固定在所述钻机的防止所述桅杆的顶点向所述钻机的机舱移动的位置上。

14.根据权利要求1所述的用于钻机的桅杆组件，该桅杆组件还包括引导构件，该引导构件位于所述桅杆的上端，用于运转所述钻机的绞车线，

其中当所述桅杆处于竖立状态时，所述引导构件的中心线沿着向后的方向从所述桅杆的中心线偏移。

15.根据权利要求14所述的用于钻机的桅杆组件，其中所述引导构件为滑轮。

16.根据权利要求1所述的用于钻机的桅杆组件，其中，所述钻机是清洗机，修井机和干预机中的一种。