CN106574480A - 钢缆系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种在钻井操作过程中使用的钢缆系统。所述钢缆系统具有钢缆组件和辊组件。所述钢缆组件和所述辊组件都定位于钻机的前部。在一个方面，本文所述的是一种在钻机上使用的钢缆系统。所述钻机可包括钻井系统，并且所述钻井系统可包括桅杆、钻柱和被构造成将旋转传输给钻井地层中的所述钻柱的钻头。

Description

钢缆系统及其使用方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年5月20日提交的美国临时专利申请No.62/000,725的优先权和提交日期的权益，该美国临时专利申请全文以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及一种在钻井操作过程中使用的钢缆系统。

背景技术

利用钢缆缆绳的常规钻井系统包括钢缆组件，该钢缆组件被定位在钻井系统的桅杆后或定位到桅杆一侧(例如当在可变高度处工作时)。这些系统提供较差的钢缆系统可视性，并且通常不会在操作过程中充分阻止钢缆缆绳扭曲。通常，常规钢缆钻井系统难以在现场维护，并且缺乏期望的可靠性。

因此，在相关领域中需要提供改进的钢缆可视性、改进的钢缆控制、改进的可维护性和改进的可靠性中一者或多者的钢缆钻井系统和方法。

发明内容

在一个方面，本文所述的是一种在钻机上使用的钢缆系统。该钻机可包括钻井系统，并且钻井系统可包括桅杆、钻柱和被构造成将旋转传输给钻井地层中的钻柱的钻头。桅杆可具有纵向轴线以及相背对的第一端和第二端。桅杆的第一端可被构造成靠近钻井地层定位。钻头可任选地被构造用于相对于桅杆的纵向轴线选择性运动。钻井系统可具有第一横向轴线和相对于第一横向轴线垂直延伸的第二横向轴线。当桅杆处于基本上竖直位置上时，第一横向轴线和第二横向轴线可基本上垂直于桅杆的纵向轴线。第一横向轴线将钻机分隔为前部和后部，并且第二横向轴线从钻机的前部延伸至钻机的后部。

在另一方面，钢缆系统可包括钢缆组件，该钢缆组件操作性地在相对于桅杆的纵向轴线的第一轴向位置处固定到桅杆上。第一轴向位置可靠近钻机桅杆的第一端。钢缆组件可包括被构造成与钻井缆绳接合的转筒。

在又一方面，钢缆系统可还包括辊组件，该辊组件操作性地在相对于桅杆的纵向轴线的第二轴向位置处固定到桅杆上。第二轴向位置可相对于桅杆的纵向轴线定位于第一轴向位置和桅杆的第二端之间。辊组件可被构造成与钻井缆绳接合。钢缆组件和辊组件可定位于钻机的前部内，并且钢缆组件的至少一部分和辊组件的至少一部分可相对于第二横向轴线与桅杆轴向地间隔开。

在另一方面，本文所公开的是一种用于在钻井地层内执行钻井操作的钻井系统。钻井系统可定位在钻机上。钻井系统可包括桅杆、钻柱、钻头、钢缆组件和辊组件。

在又一方面，本文所公开的是一种用于调节桅杆上钻头的角位置的示例性倾斜拖运器。倾斜拖运器可任选地与本文所公开的钻机系统一起使用。

本发明的其他优点将在下面部分地阐明，而且将部分地从该描述中显而易见，或可以通过本发明的实践而获知。通过在所附权利要求中特别指出的要素和组合，可实现和获得本发明的优点。应当理解，上述一般描述和以下详细描述仅是示例性和说明性的，而不是对如受权利要求所保护的本发明进行限制。

附图说明

本发明的优选实施例的这些和其他特征在参照附图的详细描述中将变得更加显而易见，其中：

图1A示出了如本文所公开的包括示例性钻井系统的钻机的透视图。图1B示出了图1A的钻机的左侧视图。图1C示出了图1A的钻机的前视图。

图2示出了如本文所公开的包括具有竖直位置的桅杆的示例性钻井系统的钻机的顶视图。

图3是如本文所公开的示例性钻井系统的安全笼和控制面板的透视图。

图4是如本文所公开的示例性卷带组件的透视图。

图5是示例性安全笼和钢缆组件的分离透视图，示出了用于访问钢缆组件的辅助门。

图6A至图6B提供了如本文所公开的示例性辊组件的各种透视图。

图7A是如本文所公开的示例性辊组件的横截面透视图。图7B至图7D是图7A的辊组件的一些部分的各种透视图。图7B是图7A中辊组件的端视图。图7C是如本文所公开的定位于辊组件的槽轮限定的凹槽内的钻井缆绳的分离透视图。图7D是如本文所公开的围绕辊组件的连接器的轴承的分离横截面视图。

图8是如本文所公开的示例性钢缆组件的透视图。

图9至图10是如本文所公开的示例性钢缆组件的横截面视图。图9示出了电机保持在适当位置的钢缆组件，而图10未示出电机。

图11是如本文所公开的示例性钢缆组件的转筒的分离端视图。

图12是如本文所公开的示例性倾斜拖运器的透视图，其中保持钻头。

图13是如本文所公开的示例性倾斜拖运器的透视图，其中保持钻头在完全倾斜位置。

图14是如本文所公开的示例性倾斜拖运器的分离透视图。

图15是如本文所公开的示例性倾斜拖运器后部的特写透视图。

图16是如本文所公开的倾斜拖运器的示例性液压缸和示例性锁定销的独立视图。

图17是如本文所公开的示出倾斜拖运器的示例性辊、导轨和链条/缆绳连接部的特写透视图。

具体实施方式

通过参照以下详细说明、实例、附图和权利要求及其以上和以下的说明可更加容易地理解本发明。然而，在公开并描述本发明装置、系统和/或方法之前，应当理解，除非另有指明，本发明并不局限于所公开的具体装置、系统和/或方法，因为此类具体装置、系统和/或方法理所当然可能会发生变化。也应当了解本文所用的术语仅是为了描述特定方面，而不旨在进行限制。

本发明的以下描述被提供为以当前熟知的最佳实施例实现本发明的教导。为此，相关领域的技术人员将认识和理解，可在本文描述的本发明的各个方面作出许多更改，同时仍能获得本发明的有益效果。还显而易见的是，可以通过选择本发明的一些特征而不利用其他特征来获得本发明的一些所需的有益效果。因此，本领域的技术人员将认识到，对本发明做出的许多修改和调整是可能的，并且在某些情况下甚至是期望的，并构成本发明的一部分。因此，以下描述被提供为本发明的原理的示例性说明而并非限制本发明。

如全文所用，除非上下文清楚地另外指明，单数形式的“一个”、“一种”以及“所述”包括复数涵义。因此，例如，提及“辊”可包括两个或更多个此类的辊，除非上下文另有指示。

范围在本文中可被表达为始于“约”某一特定值和/或止于“约”另一特定值。当表达此类范围时，另一方面包括从一个特定值和/或至另一特定值。类似地，当采用先行词“约”将数值表达为近似值时，应当理解，该具体值也构成了另一个方面。还应理解，每个范围的端值相对于另一个端值，还是不取决于另一个端值来说，都是有意义的。

如本文所用，术语“任选的”或“任选地”是指随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，并且所述描述包括其中发生所述事件或情况的实例和其中不发生所述事件或情况的实例。

如本文所用的单词“或”意指特定列表中的任意一个成员，并且还包括该列表成员的任意组合。

参照图1A至图11，本文所述的是一种在钻机200上使用的钢缆系统100。钻机200可包括钻井系统205，该钻井系统可包括桅杆210、钻柱220和被构造成将旋转传输给钻井地层中的钻柱的钻头230。桅杆210可具有纵向轴线212和相背对的第一端214和第二端216，其中桅杆的第一端被构造成靠近钻井地层定位。钻头230可任选地被构造用于相对于桅杆210的纵向轴线212选择性运动。钻机200可具有第一横向轴线202和相对于第一横向轴线垂直延伸的第二横向轴线204。当桅杆210定位在竖直位置时，如图2所示，可以设想的是，第一横向轴线202和第二横向轴线204可基本上垂直于桅杆的纵向轴线212。第一横向轴线202将钻机200分隔为前部206和后部208，并且第二横向轴线204从钻机的前部延伸至钻机的后部。在示例性方面，钢缆系统100可包括钢缆组件10和辊组件20。

在操作中，钻井系统205可旋转并将钻柱送入钻井地层中。钻井系统205还可包括底脚夹持件207，如本领域中常规已知的。任选地，底脚夹持件207可与破碎机和/或扳手相关联地提供。在示例性方面，钻井系统205可包括定位于钻机200前部206中的控制面板209，通过该控制面板控制钻井功能。如本文所进一步公开的，旋转钻头230、底脚夹持件207和钻井系统205的其他移动部分可在钻井期间固定于安全笼150中。可以设想的是，当安全笼150的至少一个门152打开时，在更换钻杆过程中钻井系统205可任选地接入较低电源(rpm、旋转、馈送)设置。在勘探钻井操作过程中，本文所公开的钢缆系统100可被构造成相对于钻井地层使用缆绳140选择性地下降和提升岩芯筒。如本领域中的常规情况，岩芯筒可针对地质分析收集钻井地层的岩芯样本。在示例性方面，辊组件20可与钢缆组件10操作关联，并且，任选地，可以是安装于桅杆210上部上的定滑轮。如本文中所进一步公开的，钢缆系统100可通常定位于钻机200的前部206中，从而从靠近控制面板209定位的钻井操作人员的角度上改进钢缆系统的可视性。在深井钻井操作过程中，可以设想的是，钢缆系统100可被构造成以精确方式高速运行。

在一个方面，钢缆系统100的钢缆组件10可操作性地在相对于桅杆的纵向轴线212的第一轴向位置12处固定于桅杆210上。在这一方面，第一轴向位置12可靠近钻机桅杆210的第一端214。在示例性方面，钢缆组件10可包括被构造成与钻井缆绳140接合的转筒14。

在另一方面，钢缆系统100的辊组件20可操作性地在相对于桅杆210的纵向轴线212的第二轴向位置22处固定于桅杆210上。在这一方面，第二轴向位置22可相对于桅杆的纵向轴线212定位于第一轴向位置12和桅杆210的第二端216之间。在操作中，辊组件20可被构造成与钻井缆绳140接合。在示例性方面，钢缆组件10和辊组件20可定位于钻机200的前部206内，并且钢缆组件的至少一部分和辊组件的至少一部分可相对于第二横向轴线204与桅杆210轴向隔开。

在操作中，可以设想的是，钻头230可相对于桅杆210的纵向轴线212定位于顶部位置。还可以设想的是，当钻头230定位于顶部位置时，辊组件20可相对于桅杆210的纵向轴线212定位于钢缆组件10和钻头230之间。

在示例性方面，钢缆组件10的至少一部分和辊组件20的至少一部分可相对于第一横向轴线202在任一方向上与桅杆210和钻头230轴向间隔开，前提是钢缆组件10的至少一部分和辊组件20的至少一部分定位于钻机200的前部206内。在这些方面，钢缆组件10和辊组件20可沿着轴线30基本上轴向对准。任选地，可以设想的是，轴线30可相对于桅杆210的纵向轴线212以选定角度32延伸。在一些示例性方面，选定角度32可以是选定锐角，例如诸如非限制地，约5°至约60°范围内的锐角。另选地，在其他任选方面，轴线30可基本上平行于桅杆210的纵向轴线212延伸。在另外的示例性方面，参照图1C，可以设想的是，轴线30可基本上对应于钢缆组件10和辊组件20之间缆绳140的轴向路径。

在另外的方面，钢缆组件10可包括基座部分17和相对的第一支撑托架18a和第二支撑托架18b。在这些方面，可以设想的是，转筒14可定位于第一支撑托架18a和第二支撑托架18b之间。在另外的方面，转筒14可具有旋转轴线15，并且可限定相对于旋转轴线轴向延伸的内部腔室16。在进一步另外的方面，钢缆系统100还可包括液压电机40。任选地，在这些方面，液压电机40可至少部分地定位于转筒14的内部腔室16中，并且可操作性地联接至转筒。当液压电机40激活时，转筒14可被构造成相对于第一支撑托架18a和第二支撑托架18b围绕旋转轴线15旋转。在示例性方面，第一支撑托架18a和第二支撑托架18b可任选地限定与转筒14的内部腔室16连通定位的相应开口19a、19b。

在另一方面，并且参照图4和图8，钢缆系统100还可包括卷带装置50。在这一方面，卷带装置50可被构造成从转筒14接收钻井缆绳140并将钻井缆绳导向辊组件20。卷带装置50还可被构造成引导钻井缆绳140以确保缆绳的卷绕和退绕。在示例性方面，卷带装置50可包括固定于第一支撑托架18a和第二支撑托架18b的安装托架52。在这些方面，可以设想的是，安装托架52可任选地限定与转筒14的内部腔室16连通的开口54。还可以设想的是，钢缆组件10可包括防护装置130，该防护装置被构造成在钻井系统205操作过程中限制接触卷带装置50和钻井缆绳140。在示例性方面，可由钢缆组件10的基座部分17支撑卷带装置和转筒14。在这些方面，基座部分17可任选地包括至少两对相对的腿部，所述至少两对相对的腿部通过如图8所示的横杆连接在一起。

钢缆组件10可使用至少一个支撑托架11安装于桅杆的第一端214。所述至少一个支撑托架可任选地被构造成支撑安全笼150。钢缆组件10可任选地包括至少一个护网元件13，该护网元件周向围绕转筒14的至少一部分。任选地，在一些方面，安全笼150可被定位以包围转筒14的至少一部分，包括不被所述至少一个护网元件13围绕的转筒的部分。在示例性方面，安全笼150可设置有至少一个门152，其允许选择性地接触钢缆系统100。在这些方面，可以设想的是，可选择性地打开所述至少一个门152，以允许钢缆系统100的有效维护与保养。当安全笼150的一个或多个门152被打开时，如图3所示，可自由接触钻柱和岩芯筒组件。可以设想的是，安全笼150的每个门152可被构造成打开约180°。还可以设想的是，一旦钻井操作人员通过所述至少一个门152进入安全笼150，就通过护网元件13和防护装置130保护该钻井操作人员免于受伤。在另外的示例性方面，并且参照图5，可以设想的是，安全笼150可包括至少一个辅助通道门153，该至少一个辅助通道门使得可从安全笼外部接近钢缆组件10。

在操作中，因为钻井缆绳140定位于钻机桅杆200的前部206中，所以可以设想的是，钻井缆绳(包括沿着向上方向移动的部分和沿着向下方向移动的部分)可由靠近控制面板209定位的操作人员自由地看到。在操作中，因为钢缆组件10和辊组件20二者都被安装到桅杆210，所以还可以设想的是，相对于桅杆的纵向轴线212的钢缆组件和辊组件之间的轴向距离34可保持基本上不变。该轴向距离34的一致性可保护钻井系统100的部件免受损坏，并且在钻井系统定位于成角度位置或传输位置时，避免对额外固定工具的需求。更具体地讲，在钢缆组件和辊组件都未安装到桅杆上的常规钢缆系统中，钢缆组件和辊组件之间的距离和缆绳的可操作长度根据桅杆的翻倾功能、钻井角度(例如90°至45°)和传输位置而变化。相比之下，在本文所公开的钻机200的初始设置过程中，不需要另外检查钢缆组件10、辊组件20和钻井缆绳140。在示例性方面，可以设想的是，钢缆组件10和辊组件20之间的轴向距离34可超过4m，从而形成辊组件中的软运转。在这些方面，还可以设想的是，通过定位安装托架52使得安装托架的开口54成角度从而以选定角度32接收钻井缆绳，来形成软运转。

在操作中，卷带装置50可被构造成相对于转筒14选择性地旋转。在示例性方面，并且参照图9至图10，钢缆组件10还可包括定位于转筒14中的连接外壳60。在这些方面，连接外壳60可操作地联接至第一支撑托架18a。在另外的方面，连接外壳60可被构造成接纳液压电机40的至少一部分。在这些方面，连接外壳60可任选地限定突出部62，该突出部在连接外壳中周向延伸并且被构造成在操作位置中支撑液压电机40。在另外的示例性方面，转筒14可包括轴70、中心毂72、第一内壁74和第二内壁76。在这些方面，可以设想的是，钢缆组件10还可包括支撑法兰80。还可以设想的是，中心毂72可被固定到第一内壁74，该第一内壁可相对于旋转轴线15被定位在第一支撑托架18a和第二支撑托架18b之间。还可以设想的是，连接外壳60的突出部62可固定到第一内壁74，从而径向围绕中心毂72。在该位置中，中心毂72可被构造成与液压电机40操作性地接合。在操作中，第二支撑托架18b可被构造成支撑支撑法兰80。在示例性方面，支撑法兰80可限定被构造成接纳转筒14的轴70的中央开口82。在这些方面，转筒14的轴70可被固定于第二内壁76，并且可以设想的是，支撑法兰80可被构造成相对于旋转轴线15与中心毂72基本上轴向对准地支撑转筒14的轴70。可以设想的是，在转筒14的中心毂72和液压电机40之间操作接合时，转筒的中心毂可被构造成接收来自液压电机的旋转力，并且将旋转力传输给转筒。在另外的示例性方面，钢缆组件10还可包括由支撑法兰80支撑并围绕转筒14的轴70的至少一部分的轴承84。在这些方面，可以设想的是，支撑法兰80可被构造成当轴承84围绕并支撑转筒14的轴70时支撑轴承。在示例性方面，支撑法兰80可任选地限定与中央开口82隔开的观察窗口，该观察窗口允许观察连接至转筒14的缆绳连接部，如本文进一步所述。可以设想的是，转筒14的轴70可以能旋拧进入轴承84。

在示例性方面，并且参照图8至图10，卷带装置50的安装托架52可任选地使用节圆操作性地旋转联接至第一支撑托架18a和第二支撑托架18b，这就允许根据限定于节圆中的孔模的安装托架(和卷带装置)的旋转。在示例性方面，节圆的每个序列孔可对应于30°步长。在另外的示例性方面，可以设想的是，卷带装置50的安装托架52可固定到所述至少一个护网元件13，使得该护网元件与卷带装置50和安装托架52一起旋转。在操作中，可以设想的是，卷带装置50和护网元件13可围绕至少三个旋转位置并在至少三个旋转位置之间旋转，包括例如居中位置、左位置和右位置。图8示出了示例性左旋转位置。可以设想的是，中间旋转位置可大体对应于卷带装置50取向成基本上平行于轴线212的位置。还可以设想的是，左旋转位置和右旋转位置可对应于卷带装置相对于轴线212成角度取向的位置。在另外的示例性方面，可以设想的是，至少一个护网元件13可包括下保护元件，当卷带装置不在居中位置时，该下保护元件可选择性地移除并定位于钢缆组件10的另一部分上。可以设想的是，护网元件13的构造的这种选择可调整性可允许与其他钻机一起使用钢缆组件10，并且还可允许在成角度钻井应用中使用钢缆组件10。具体地讲，由于转筒14中的卷带装置50、保护元件13和缆绳连接部的可变性(如本文进一步所述)，可以设想的是，转筒可转动最多至180°以针对不同布置和/或成角度钻井实现较好液压连接。

在示例性方面，如图10所示，中心毂72和液压电机40可以是选择性地能置换的。在这些方面，可以设想的是，第一液压电机可选择性地用第二液压电机置换。还可以设想的是，与第一液压电机相容(例如尺寸和形状设定为与其互补相互作用)的第一中心毂可选择性地用第二中心毂置换，该第二中心毂与第二液压电机相容(例如尺寸和形状设定为与其互补相互作用)。

在其他示例性方面，并且参照图10，钢缆组件还可包括传动带85，该传动带操作性地联接至转筒的轴70以及操作性地联接至卷带装置50。在这些方面，传动带85可被构造成随着转筒14的轴70相对于旋转轴线15旋转，将旋转运动传输至卷带装置50。任选地，可以设想的是，传动带85可包括多个互连皮带齿轮86。在另外的方面，卷带装置50可具有可调节卷带外形。在这些方面，可通过改变至少一对互连皮带齿轮86之间的齿轮比来选择性地调节卷带外形50。本领域的技术人员应当理解，这可允许或容纳不同线径的改变。

在操作中，转筒14的轴70可使用传动带85产生运动，该传动带可任选地通过与旋转传感器88(诸如例如且非限制地，CAN传感器)的1:1比例给予旋转脉冲，以测定RPM计数。可以设想的是，可在突出部62和第一内壁74和/或中心毂72之间以及在轴70和支撑法兰80之间提供紧密间隙。

在另外的方面，在钢缆系统100操作过程中，可以设想的是，缆绳140可以任一方向缠绕到转筒14。在这些方面，可以设想的是，针对缆绳140的连接孔55、56可被构造成接纳以任一方向缠绕的缆绳。任选地，如图11所示，连接孔55、56可对应于形成于第二支撑托架18b中的成角度的切口。

在另外的示例性方面，并且参照图6A至图7D，辊组件20可任选地包括支撑臂24和枢转接头26，该枢转接头操作性地联接到支撑臂，并且被构造成相对于支撑臂选择性地枢转运动。在这些方面，支撑臂24可操作地在第二轴向位置22处(优选地在桅杆的前侧和后侧之间延伸的桅杆的侧部分(即桅杆的左侧或右侧)上)固定到桅杆210。在另外的方面，辊组件20可包括相背对的第一槽轮90a和第二槽轮90b以及操作性地固定于枢转接头26的托架96。在这些方面，第一槽轮90a和第二槽轮90b的每一者可限定相应的周向凹槽92a、92b，并且被构造成围绕相应的旋转轴线94a、94b旋转。可以设想的是，每个槽轮90a、90b的周向凹槽92a、92b可被构造成接纳钢缆缆绳140。还可以设想的是，托架96被构造成接合第一槽轮90a和第二槽轮90b，使得第一槽轮和第二槽轮的旋转轴线94a、94b基本上彼此平行并且基本上垂直于桅杆210的纵向轴线212。在示例性方面，并且参照图6A至图6B，托架96可包括第一轻质部分和第二轻质部分，其中第一部分限定被构造成接纳第一连接器91a的至少一个孔，并且第二部分限定被构造成接纳第二连接器91b的至少一个孔。在这些方面，可以设想的是，第一连接器91a可被构造成将第一槽轮90a联接至托架96的第一部分，而第二连接器91b可被构造成将第二槽轮90b联接至托架的第二部分。任选地，在一些方面，托架96可通过螺栓或其他紧固件操作性地联接至枢转接头26，如本领域中所公知的。任选地，在其他方面，第一连接器91a和第二连接器91b可以是螺栓或其他紧固件，如本领域中所公知的。在另外任选方面，可以设想的是，托架96可设置有轴承126，该轴承周向围绕第一连接器91a和第二连接器91b的至少一部分。

任选地，在一些示例性方面，并且参照图7A，辊组件20可包括相背对的第一引导板98a和第二引导板98b。在这些方面，第一引导板98a和第二引导板98b可固定到托架96。可以设想的是，第一引导板98a可与第一槽轮90a间隔开并相对于第一槽轮操作性地定位，以防止钢缆缆绳140与第一槽轮的周向凹槽92a脱离接合。相似地，可以设想的是，第二引导板98b可与第二槽轮90b间隔开并相对于第二槽轮操作性地定位，以防止钢缆缆绳140与第二槽轮的周向凹槽92b脱离接合。可以设想的是，可将引导板98a、98b和槽轮90a、90b之间的分离最小化，以确保缆绳紧紧接纳在引导板和槽轮之间。还可以设想的是，引导板98a、98b可分别相对于第一槽轮90a和第二槽轮90b具有对应的相背对的轮廓。在示例性方面，第一引导板98a和第二引导板98b可包含塑料。

在另外的示例性方面，并且参照图6A至图7A，第一引导板98a可任选地与第一槽轮90a的周向凹槽92a合作，以限定辊组件20的入口110。相似地，可以设想的是，第二引导板98b可与第二槽轮90b的周向凹槽92b合作，以限定辊组件20的出口112。

在另外任选的方面，辊组件20还可包括至少一个入口辊114，所述至少一个入口辊靠近辊组件的入口110定位并且与第一槽轮90a的周向凹槽92a间隔开。在这些方面，辊组件20可再进一步包括至少一个出口辊116，所述至少一个出口辊靠近辊组件的出口112定位并且与第二槽轮90b的周向凹槽92b间隔开。在操作中，所述至少一个入口辊114可被构造成将钢缆缆绳140引导到第一槽轮90a的周向凹槽92a中，并且所述至少一个出口辊116可被构造成在钢缆缆绳退出辊组件的出口112时引导钢缆缆绳。在示例性方面，可以设想的是，所述至少一个入口辊114可具有相对于第一槽轮90a的周向凹槽92a的对应的基本上相背对的轮廓。相似地，可以设想的是，所述至少一个出口辊116可具有相对于第二槽轮90b的周向凹槽92b的对应的基本上相背对的轮廓。因此，可以设想的是，槽轮90a、90b的周向凹槽92a、92b可向内延伸(进入槽轮)，而入口辊114和出口辊116的轮廓表面可延伸离开槽轮。任选地，在一个方面，所述至少一个入口辊114和所述至少一个出口辊116可被构造成围绕相应的旋转轴线115、117旋转。在这一方面，可以设想的是，所述至少一个入口辊114和所述至少一个出口辊116的旋转轴线115、117可基本上平行于第一槽轮90a和第二槽轮90b的旋转轴线94a、94b。在另外的方面，所述至少一个入口辊114可任选地被构造成随着钢缆缆绳进入辊组件的入口110而相对于所述至少一个入口辊的旋转轴线115约束钢缆缆绳140的移动。相似地，可以设想的是，所述至少一个出口辊116可任选地被构造成随着钢缆缆绳退出辊组件的出口112而相对于所述至少一个出口辊116的旋转轴线117约束钢缆缆绳140的移动。

任选地，在另一示例性方面，辊组件20还可包括相对于桅杆210的纵向轴线212从辊组件的入口110间隔开的第一导辊118a和相对于桅杆的纵向轴线从辊组件的出口112间隔开的第二导辊118b。在这一方面，第一导辊118a可被构造成围绕基本上垂直于第一槽轮90a和第二槽轮90b的旋转轴线94a、94b的旋转轴线120a旋转。可以设想的是，第二导辊118b可被构造成围绕基本上垂直于第一槽轮90a和第二槽轮90b的旋转轴线94a、94b的旋转轴线120b旋转。在操作中，第一导辊118a可被构造成随着钢缆缆绳接近辊组件20的入口110而接合钢缆缆绳140，从而约束钢缆缆绳相对于第一导辊118a的旋转轴线120a移动。还可以设想的是，第二导辊118b可被构造成随着钢缆缆绳退出辊组件的出口112而接合钢缆缆绳140，从而约束钢缆缆绳相对于第二导辊118b的旋转轴线120b移动。在示例性方面，在辊组件“摇摆”过程中，可产生钻井缆绳140的入口运行角度的较小差异。在这些方面，可以设想的是，第一导辊118a和第二导辊118b可被构造成吸收入口110和出口112处缆绳运行角度的全距，从而允许在两个方向上引导缆绳。在另外的示例性方面，并且参照图6A至图7C，第一导辊118a和第二导辊118b中的每一者可包括相应的弓部124，所述弓部与对应的导辊合作以限定用于接纳钻井缆绳140的开口。在这一方面，弓部124可被构造成在钻井系统操作过程中确保缆绳140保持与其相关的导辊操作性地连通。

可以设想的是，钻井缆绳140可具有横截面直径，并且第一槽轮90a和第二槽轮90b可具有直径。在示例性方面，可以设想的是，钻井缆绳140的横截面直径可基本上小于第一槽轮90a和第二槽轮90b的直径。任选地，可以设想的是，第一槽轮90a和第二槽轮90b的直径和钻井缆绳140的横截面直径之间的比率可高达约19:1。

在操作中，如果钻头230移动至桅杆210的顶端位置，那么辊组件可回转和/或滑动进入钻井绳。可以设想的是，可用致动器122引发该回转和滑动功能，该致动器(如图6A至图6B所示)可使得辊组件在功能上摇摆过程中在选定位置停止。任选地，可以设想的是，辊组件和/或钢缆系统可被安装到桅杆的左侧或右侧上。

在示例性方面，钻井系统205还可包括被构造成实现钻头230移动的拖运器。在这些方面，可以设想的是，功能上的回转和钻头的移动可彼此互锁。例如，应当理解，钻井系统205可被构造成使得当辊组件被放置于钻井绳中时，拖运器不能移动。还可以设想的是，拖运器可被构造成当辊组件定位于外位置(与回转位置相背对)时，仅沿着向下方向馈送钻头。任选地，可以设想的是，钻井系统205还可包括开关，该开关监测辊组件是否定位于外位置以使得除非开关被致动(指示辊组件位于外位置)，否则拖运器不被允许沿着向下方向馈送钻头。

在操作中，可以设想的是，如本文所公开的钢缆系统100可允许钻井操作人员(诸如定位于如本文所公开的控制面板附近的钻井操作人员)易于识别钢缆放置。更具体地讲，可以设想的是，如本文所公开的钢缆系统100可提供钻井缆绳(向上方向和向下方向)、卷带装置和钢缆组件的良好可视性。

此外，可以设想的是，由于在较低高度放置，钢缆系统100可便于接触系统的部件。例如，可以设想的是，安全笼150的所述至少一个门152可允许钢缆系统部件的轻松维修，从而消除对高空工作的需求。还可以设想的是，可拆卸钢缆组件10的电机和/或轴承，而不需要从转筒14上退绕钻井缆绳140，在此类维修活动中，该钢缆组件仍被支撑。

还可以设想的是，所公开的钢缆系统的改进的可视性和与高空工作相关联的风险的消除可显著地改进所公开系统的安全。

在操作过程中，还可以设想的是，钢缆系统可提供钢缆组件和辊组件的使用和放置的可变性。具体地讲，可以设想的是，辊组件及其相关联的引导装置可被构造成提供钻井缆绳的优化引导。还可以设想的是，钢缆系统可被构造成允许在任一方向(左旋或右旋)上卷绕钻井缆绳。还可以设想的是，钢缆组件可允许卷带装置和转筒的防护装置旋转高达180°，以允许使用多种不同钻机来优化液压连接和/或成角度的钻井。另外，可以设想的是，卷带装置和防护装置的旋转运动可确保钢缆组件维持基本上紧凑的外形。

在另外的示例性方面，可以设想的是，如本文所公开的钢缆系统可被构造成与钻井控制系统操作性地联接，如本领域中所公知的。例如，在这些方面，任选地，可以设想的是，安装于钢缆组件内的旋转传感器可操作性地联接至计算机的处理器，该计算机被提供为钻井控制系统的一部分。

一般来讲，用于从地层检索岩芯的步骤包括：停止钻井过程；在钻孔中底脚夹持件上方将钻头与钻柱断开连接，其中钻头将钻柱保持在适当的位置；激活拖运器的馈送功能，以将钻头移动至钻机桅杆的顶端位置；将辊组件摇摆和/或滑动进入钻头下方的钻井轴线中，从而激活钻井系统的互锁系统以防止钻头移动；将打捞器和钻井缆绳下降进入钻孔，直至打捞器的一部分接合岩芯筒的上端；从钻孔抽取打捞器和岩芯筒；当岩芯筒的下端到达保持在底脚夹持件内并在杆上方具有约三英寸间隙的钻杆上端时，将钢缆起重机外摆回停靠位置(与钻井轴线向外间隔开)，从而与互锁系统断开接合，并且允许钻头移动；将岩芯筒下降至地面或其他支撑装置(例如且非限制地，岩芯推出装置)上的水平位置；当岩芯筒被牢固存放时，断开打捞器与岩芯筒的连接，并且将打捞器放置在其停靠位置，直至下一个岩芯钻取序列完成；并且在必要时重复之前的步骤，直至执行完整的钻井运转。

通过常规钢缆钻机，钢缆绞盘通常安装于桅杆后方，从而钻井操作人员不能自由地观察钢缆绞盘。钢缆绞盘以高速(高钻井缆绳速度)操作，其中钢缆转筒以最高达400m/分钟的速度在钻孔顶端行进，并且以最高达150m/分钟的速度在钻孔底部行进，并且平均速度为约275m/分钟。

如果打捞器碰到位于孔中的水/泥的表面(“水位”)，则打捞器可迅速减速。在该事件中，保持打捞器的缆绳可在钢缆转筒上失去其张力，并且存在缆绳缠结的高风险。此类缆绳缠结可导致缆绳破裂和/或其他钻井设备(诸如且非限制地，卷带装置)的损坏。相较于常规方法，可提供所公开的钢缆系统的布置和位置，钻井操作人员可自由观察钢缆绞盘(转筒)，从而允许钻井操作人员在此类问题事件中反应快得多，并且减少损坏钻井系统的缆绳和其他元件的风险。

在操作中，可以设想的是，本文所公开的钢缆系统的构造可允许钢缆起重机放置于钻头下方，从而在钻井缆绳被拔出钻孔时，减少或消除通常流出钻孔并覆盖钻机的泥的量。另外，如本文进一步所公开的，可以设想的是，钢缆组件的所公开的布置可为钻井操作人员提供钻井操作的改进观察。还可以设想的是，钢缆组件放置于桅杆前方较低位置可增加转筒的可维护性和维修。高空工作不是必须的，其与转筒的放置提供的改进的可视性一起可增加钻井系统的安全。

如本文进一步所公开的，可以设想的是，液压电机和/或转筒的轴承可重新安装和/或交换，而不需要从转筒上退绕完整的缆绳。还可以设想的是，连接外壳、支撑法兰和轴承可最低限度地与转筒的内径间隔开，从而通过重新安装电机和/或轴承而允许转筒基本上居中放置。

在示例性方面，如本文进一步所公开的，可以设想的是，钢缆组件可配备有旋转计数器，该旋转计数器监测或跟踪钢缆组件的旋转，以有助于操作人员在高速牵引过程中控制转筒的操作。可以设想的是，旋转计数器可允许操作人员接近岩芯退出钻孔的时机。

在示例性方面，钻井系统的钻头可安装于可被引导于桅杆上或桅杆内部的拖运器(或滑架)上。可以设想的是，本发明的钢缆系统可联接至任何常规拖运器设计和/或与任何常规拖运器设计一起使用。在操作中，拖运器可被构造成产生钻头的馈送运动(向上或向下)。继而，钻头可产生旋转和扭转，以将钻杆钻进钻井地层。可提供钻杆用于通过旋拧、拧松或通过卡盘来连接至钻头。可通过本领域中已知的不同过程来产生该杆抓握功能。

钻头可安装于固定拖运器、倾斜拖运器或具有横向移动(右方向或左方向)的拖运器上。当拖运器定位于钻井绳中时，可手动(用手)或通过升降装置(诸如且非限制地，绞盘、操纵器臂和杆演示器等)的支持而发生杆供给。本领域的技术人员将理解，对于拖运器安装的每一个不同类型，杆供给可以是不同的。还可以设想的是，钻杆供给可包括从钻机前方以90°(水平)至约45°范围内的角度相对于钻头或类似于钻井绳0°的固定拖运器来供给杆。在该过程中，在角度达到约45°至90°之间时，钻头必须倾斜出钻井绳。水平至锐角杆供给的优点是提供相对容易的杆抓握。然而，较低的工作高度(钻头的倾斜出角度)是优选的，尤其是在手动、水平钻杆供给过程中。

在一个示例性方面，钻头可在头部上配备有卡盘、顶部驱动主轴或/和另一杆夹具，以在进入和退出钻头上的钻井绳的倾斜功能中固定杆。可使用冲洗头(转体)提供冲洗介质，该冲洗头连接至钻柱中的旋转头。冲洗头可安装于钻头前方或后侧。旋转头可配备有用于液压功能和用于分配冲洗介质的多根软管。钻头可被构造成移动和旋转，尤其是在金刚石芯勘探钻取过程中，该钻头通常非常坚硬，而没有振动和滑动粘附现象。由于从前到后钻井引导系统的长距离，可以设想的是，拖运器的引导必须高度稳定并且与钻井绳基本上精确对准。馈送系统可在没有滑动粘附的情况下工作，并且被构造成为钻柱提供必须的馈送力(拉/推力)。

在各种示例性方面，并且参照图12至图17，本文所公开的是用于选择性调节钻头230相对于桅杆210的纵向轴线212的成角度取向的示例性拖运器400。在这些方面，可以设想的是，钻头230可以是固定头、倾斜头或被构造成横向移动的头。还可以设想的是，拖运器400可任选地与本文所公开的钢缆系统一起使用。

在一个方面，并且参照图12至图15，拖运器400可包括被构造成安装到桅杆210的基座410。在这一方面，基座410可具有相背对的第一端部412和第二端部414。可以设想的是，第一端部412可相对于桅杆210的纵向轴线212与第二端部414间隔开。

在另一方面，并且参照图12至图15，托运器400可包括第一连杆组件420a和第二连杆组件420b。在这个方面，可以设想的是，每个连杆组件420a、420b可包括在第一枢转位置424处枢转固定于基座410的第一端部412的第一连杆422、在第二枢转位置432处枢转固定于基座的第二端部414的第二连杆430、以及固定于基座上并具有纵向轴线442的支架440。在另一方面，第一连杆422可从基座410的第一端部412延伸至基座的第二端部414。在再一方面，第二连杆430可从基座410的第二端部414延伸至基座的第一端部412。在这个方面，第一连杆422可在第三枢转位置450处选择性地枢转固定于第二连杆430。任选地，连杆组件420a、420b可包括第三连杆445，该第三连杆在第三枢转位置450处枢转联接至第一连杆和第二连杆，并且在第二枢转位置枢转联接至基座。可以设想的是，第三连杆445可自第一连杆422和第二连杆430径向向内定位，并且可被构造成支撑支架的一些部分和/或托运器的额外元件，包括例如锁定组件470的至少一部分。任选地，在另外的示例性方面，可以设想的是，基座410的第二端部414可包括自基座的其他部分向上突出并且限定第二枢转位置432的结构。在又一些示例性方面，参照图12至图15，可以设想的是，第三枢转位置可任选地被定位成略高于第二枢转位置，其中第二枢转位置和第三枢转位置与基座的距离明显远于第一枢转位置与基座的距离。

还又一方面，支架440可定位于第一连杆组件422和第二连杆组件430之间。在这个方面，支架440可被构造成容纳处于操作位置的钻头230。在操作位置上，钻头230可被构造成用于钻井操作，如本文所述。在操作中，每个连杆组件420a、420b的第一连杆422可被构造成用于相对于连杆组件的第一枢转位置424和第三枢转位置450进行选择性枢转，并且每个连杆组件的第二连杆430可被构造成用于相对于连杆组件的第二枢转位置432和第三枢转位置450进行选择性枢转，从而允许支架440围绕直线位置和成角度位置、并且在直线位置和成角度位置之间进行移动，在所述直线位置上，支架的纵向轴线442对准桅杆210的纵向轴线212(对应于基座410的第一端部412相对于基座的第二端部414的完全伸展)，在所述成角度位置上，支架的纵向轴线以选定角度相对于桅杆的纵向轴线进行定位(对应于基座的第一端部至少部分地朝向基座的第二端部回缩的位置)。任选地，可以设想的是，选定角度的范围可以为约0°至约90°。在其他任选的方面，选定角度的范围可为约30°至约60°。

任选地，在示例性的方面，参照图15，当支架440处于直线位置时，每个连杆组件420a、420b的第三枢转位置450可相对于支架的纵向轴线442定位于每个连杆组件的第一枢转位置424和第二枢转位置432之间。在示例性的方面，可以设想的是，第三枢转位置450(在该位置上第一连杆枢转连接至第二连杆)可与第二枢转位置432(在该位置上第二连杆枢转连接至基座的第二端部)隔开，从而在支架倾斜过程中产生由于液压缸回缩和伸展而带来的动量，如本文进一步公开的那样。

在另外的示例性方面，参照图12至图15，托运器400可包括操作性地固定于基座410的第二端部414的至少一个致动器460。在这些方面，所述至少一个致动器460可操作性地联接至基座410的第一端部412。如本文进一步公开的，所述至少一个致动器460可被构造成选择性地使得基座410的第一端部412朝向和远离基座的第二端部414进行线性平移，从而实现支架围绕直线位置和成角度位置、并在直线位置和成角度位置之间进行的选择性移动。当基座410的第一端部412完全伸展时(远离基座的第二端部414)，支架440将被定位在直线位置上。相比之下，随着基座410的第一端部412朝向基座的第二端部414回缩，本文所公开的连杆组件420a、420b可被构造成朝向成角度位置移动支架440。任选地，在一个方面，所述至少一个致动器460可包括至少一个液压缸。然而，可以设想的是，可使用任何常规线性致动器。在另外的任选方面，托运器400还可包括锁定组件470，该锁定组件被构造成将支架440选择性地锁定到基座410的第一端部412，从而防止基座相对于支架移动。

使用中，可以设想的是，托运器可在钻井、抓握杆、拔钻柱、岩芯/地热循环处理和冲洗操作过程中支撑旋转头。还可以设想的是，托运器可被构造成相对于桅杆的纵向轴线移动(向上和向下)。可以设想的是，可用不同样式的设备(诸如且非限制地，辊和/或导轨)将托运器引导至桅杆。还可以设想的是，托运器可通过各种已知系统(诸如且非限制地，液压缸、链条/缆绳滑轮、直接馈送缸牵引或用链条/缆绳的馈送齿轮牵引)产生所需的馈送力。

本文所公开的托运器可被构造成用于与水平(少量角度)人工装载或与从钻机前方提供钻杆的杆装载机一起使用。在操作中，如本文进一步所公开的，本文所公开的托运器可被构造成根据需要而倾斜钻头，以允许使用这些技术来装载钻杆。

如图12至图13中所示，托运器大体被设计成两个引导段，即固定于并包括基座410的第一端部412的前段、以及固定于并包括基座的第二部分414的后段。后引导段大体对应于基础托运器。如图17中所示，馈送链条550可安装于托运器的后部上(例如基座的第二端部上)。

如图15中所示，每个液压缸460(或其他致动器)可设置有一体式安全阀(负载保持阀)510。可以设想的是，缸460可经由枢转连接安装于基座410或托运器的其他外壳部分。在液压缸460伸展和回缩过程中，可通过使用导轨520或辊540(诸如图14至图15和图17中所示的那些)来完成将托运器的前部引导至桅杆的过程。参照图15和图17，可以设想的是，两个额外导杆530可设置于托运器前部和后部之间(例如基座的第一端部和第二端部之间)，以保护托运器的前部(例如第一端部)免于滑动粘附，该滑动粘附现象可由于引导长度较短或辊距离较短而发生。还可以设想的是，导杆530可使得这两个液压缸460发生基本上平行的移动。任选地，导杆530可由轴衬535围绕。

在示例性的方面，当液压缸(或其他致动器)460伸展时，托运器400可定位于钻井位置(直线取向)。如果液压缸(或其他致动器)460回缩(诸如500mm的行程)，则托运器400可定位于倾斜位置。在这个位置上，参照图13，可以设想的是，前托运器部分(例如基座410的第一端部412)可紧邻托运器的后段(例如基座的第二端部414)，从而在托运器下方产生额外空间，并且使得托运器更加紧凑，继而可降低钻井系统的工作高度。

在示例性的方面，参照图16，当托运器400处于钻井位置时，托运器可由锁定销472锁定，该锁定销由液压缸(或其他致动器)462选择性地致动，并且操作性地联接至液压缸(或其他致动器)。在这些方面，可以设想的是，锁定销472可被构造成消减运动空隙，从而维持钻井操作的稳定性。

参照图16，可以设想的是，第一连杆422和第二连杆430各自可具有相应的套筒426、434，当托运器400处于钻井(直线)位置时，所述套筒基本上对准或居中在一起。当托运器400处于钻井位置时，锁定销472可被允许延伸穿过这两个套筒426、434至锁定位置。相反地，当锁定销472定位于解锁(回缩)位置时，托运器400仅被允许倾斜，在该解锁(回缩)位置处，锁定销不被容纳于套筒426、434中的任一者，并且第一连杆422和第二连杆430能够相对于彼此自由移动。尽管所公开的用于实现锁定销伸展和回缩的工具为两个液压缸，但是可以设想的是，如本文所公开的托运器和钻井系统中可采用实现线性伸展和回缩的其他常规工具。

一般来讲，可以设想的是，如本领域中是已知的那样，所有所公开的套筒和托运器的枢转接头可设置有磨损套筒和/或轴衬。一般来讲，还可以设想的是，托运器可以在重量上经过优化，从而得到稳定设计。

如图12至15中所示，旋转钻头230可在第二枢转位置432前方安装于第二连杆430上。可以设想的是，在倾斜位置上，第二枢转位置432在头部连接后方的这种构造可为旋转头后侧的冲洗头(转体)和/或软管(例如，液压软管)提供额外空间。

如上所述，参照图14至图15和图17，托运器400可用至少两个导轨520和/或辊540来引导。在示例性的方面，可使用六个导轨，其中两个在托运器的前段(例如在基座的第一端部上)，四个导轨在托运器的后段(例如基座的第二端部上)。可以设想的是，偏心辊可用于调整对于托运器的侧边的引导，其中至少一个辊(任选地，两个辊)定位于托运器的每个拐角。在示例性的方面，在托运器移动过程中，可提供擦拭器来清洁桅杆轨。

在示例性的方面，参照图17，托运器可与缸链条/缆绳滑轮系统550连接。链条和/或缆绳可连接于后托运器段的上端和/或下端(例如基座410的第二端部414)。针对托运器400的每一种布置，一个链条/缆绳连接部可操作性地联接至(例如，旋拧进入)托运器，并且另一个链条/缆绳连接部可用螺纹和埋头螺母或其他常规可调节紧固件进行调节。可以设想的是，这种调节可允许针对滑轮系统的每一个侧边进行两个链条/缆绳连接部的恰当张紧。如果使用直接馈送缸，则直接馈送缸可操作性地连接至托运器的顶部。

为了在馈送过程中提供期望的稳定程度，托运器可被构造成具有细长尺寸，例如前导轨/辊和后导轨/辊之间的距离可具有足够的长度，以生成稳定的馈送以及改善的侧调节。可以设想的是，托运器的细长长度可有助于在馈送过程中减少滑动粘附问题。

在操作中，为了产生倾斜功能，托运器的下段(例如基座的第一端部)必须回缩；在回缩时，提供托运器的紧凑构造，其中导轨和辊彼此紧邻。这种回缩显著地缩短了完整托运器长度，例如约500mm。馈送系统可凭借托运器下方的这个额外自由空间而使托运器下降。这继而可得到较低工作高度，例如在竖直位置上最高至约500mm。如可以理解的，根据钻井角度的不同，成角度钻井过程中的高度减少量会发生改变。

操作中，可以设想的是，与常规倾斜托运器相比，本文所公开的托运器可具有紧凑和轻质的设计。还可以设想的是，与常规倾斜托运器相比，本文所公开的托运器可被构造成当钻头定位于倾斜位置时，在钻头下方产生额外空间。这继而可使得工作高度降低，并且将托运器的前段回缩靠近托运器的后段。在示例性的方面，可以设想的是，当托运器定位于钻井位置时，托运器的锁定系统可在消减运动间隙的同时维持其稳定性。在另外的方面，可以设想的是，本发明所公开的托运器构造可产生额外空间，以便当托运器定位于倾斜位置上时容纳冲洗头和软管。在额外的方面，还可以设想的是，托运器的后段的馈送链条保持器可被构造成允许下桅杆辊上方的托运器的前段发生移动，并且提供较低的工作高度。在这些方面，还可以设想的是，馈送链条长度可以能选择性地调节。

在操作中，托运器的前段相对于螺纹的后段的回缩可同时得到紧凑型托运器并且向钻头提供倾斜功能。在倾斜位置上，可以设想的是，本发明所公开的托运器可提供比使用常规倾斜托运器可能实现的工作高度更低的工作高度。还可以设想的是，无论采用何种回缩机构类型(例如非限制地，缸、齿条和小齿轮等)，都可实现这个结果。

示例性方面

在各种示例性方面，本文公开了用于在钻机上使用的钢缆系统，钻机包括桅杆、钻柱和被构造成向钻井地层中的钻柱传输旋转的钻头，所述桅杆具有纵向轴线和相背对的第一端和第二端，所述桅杆的第一端被构造成用于靠近钻井地层进行定位，所述钻机具有第一横向轴线和相对于第一横向轴线垂直延伸的第二横向轴线，其中当桅杆定位于竖直位置上时，第一横向轴线和第二横向轴线基本上垂直于桅杆的纵向轴线，其中第一横向轴线将钻机分隔成前部和后部，其中第二横向轴线从钻机的前部延伸至钻机的后部，钢缆系统包括：钢缆组件，该钢缆组件在相对于桅杆的纵向轴线的第一轴向位置操作性地固定于桅杆上，该第一轴向位置靠近钻机桅杆的第一端，其中钢缆组件包括被构造成用于与钻井缆绳接合的转筒；以及辊组件，该辊组件在相对于桅杆的纵向轴线的第二轴向位置操作性地固定于桅杆上，该第二轴向位置相对于桅杆的纵向轴线定位于第一轴向位置和桅杆的第二端之间，其中辊组件被构造成用于与钻井缆绳接合，其中钢缆组件和辊组件定位于钻机的前部中，并且其中钢缆组件的至少一部分和辊组件的至少一部分相对于第二横向轴线与桅杆轴向隔开。

在另一示例性方面，当钻头相对于桅杆的纵向轴线定位于顶部位置时，辊组件相对于桅杆的纵向轴线定位于钢缆组件和钻头之间。

在另一示例性方面，钢缆组件的至少一部分和辊组件的至少一部分相对于第一横向轴线与桅杆和钻头轴向隔开。

在另一示例性方面，钢缆组件和辊组件沿着相对于桅杆的纵向轴线以选定角度延伸的轴线基本上轴向对准。在另一示例性方面，选定角度为选定的锐角。在另一示例性方面，钢缆组件和辊组件沿着基本上平行于桅杆的纵向轴线延伸的轴线基本上轴向对准。

在另一示例性方面，在钻机操作过程中，相对于桅杆的纵向轴线钢缆组件和辊组件之间的轴向距离基本上保持不变。

在另一示例性方面，钢缆组件包括基座部分和相对的第一支撑托架和第二支撑托架，并且其中转筒定位于第一支撑托架和第二支撑托架之间。在另一示例性方面，转筒具有旋转轴线，并且限定了相对于旋转轴线轴向延伸的内部腔室，其中钢缆系统还包括液压电机，该液压电机至少部分地定位于转筒的内部腔室中并且操作性地联接至转筒，并且其中在激活液压电机时，转筒被构造成相对于第一支撑托架和第二支撑托架围绕旋转轴线旋转。在另一示例性方面，钢缆系统还包括卷带装置，该卷带装置被构造成从转筒接收钻井缆绳并且将钻井缆绳导向至辊组件。在另一示例性方面，卷带装置包括固定于第一支撑托架和第二支撑托架上的安装托架，并且安装托架以及第一支撑托架和第二支撑托架限定了与转筒的内部腔室连通的相应开口。在另一示例性方面，卷带装置以及第一支撑托架和第二支撑托架被构造成用于相对于转筒进行选择性旋转。在另一示例性方面，钢缆组件还包括定位于转筒中的连接外壳，其中连接外壳操作性地联接至第一支撑托架，所述支撑外壳限定了在连接外壳内周向延伸并且被构造成将液压电机支撑于操作位置上的突出部。

在另一示例性方面，转筒包括轴和中心毂，其中钢缆组件还包括支撑法兰，所述中心毂相对于旋转轴线定位于第一支撑托架和第二支撑托架之间，所述中心毂操作性地联接至支撑外壳的突出部并且被构造成用于与液压电机操作性地接合，其中第二支撑托架被构造成支撑该支撑法兰，该支撑法兰限定了被构造容纳转筒的轴的中央开口，该支撑法兰被构造成以相对于旋转轴线与中心毂基本上轴向对准的方式支撑转筒的轴。在另一示例性方面，在转筒的中心毂和液压电机之间发生操作性接合时，转筒的中心毂被构造成接收来自液压电机的旋转力，并且将旋转力传输给转筒。在另一示例性方面，中心毂和液压电机能选择性地被置换。在另一示例性方面，钢缆组件还包括由支撑法兰支撑的轴承。

在另一示例性方面，钢缆组件还包括操作性地联接至转筒的轴和卷带装置的传动带，并且该传动带被构造成随着转筒的轴相对于旋转轴线旋转而将旋转运动传输至卷轴。在另一示例性方面，传动带包括多个互连皮带齿轮。在另一示例性方面，卷带装置具有可调节卷带外形，并且卷带外形能通过改变至少一对互连皮带齿轮之间的齿轮比而选择性地被调节。

在另一示例性方面，辊组件包括支撑臂和枢转接头，该枢转接头操作性地联接至支撑臂并且被构造成用于相对于支撑臂而选择性地枢转移动，并且其中支撑臂在第二轴向位置处操作性地固定于桅杆。在另一示例性方面，辊组件包括相对的第一槽轮和第二槽轮以及操作性地固定于枢转接头的托架，第一槽轮和第二槽轮各自限定相应的周向凹槽，并且被构造成用于围绕相应的旋转轴线旋转，其中每个槽轮的周向凹槽被构造成容纳钢缆缆绳，并且其中托架被构造成接合第一槽轮和第二槽轮，使得第一槽轮和第二槽轮的旋转轴线基本上彼此平行并且基本上垂直于桅杆的纵向轴线。在另一示例性方面，辊组件包括相对的第一引导板和第二引导板，第一引导板和第二引导板固定于托架上，其中第一引导板与第一槽轮隔开，并且相对于第一槽轮操作性地定位，以防止钢缆缆绳与第一槽轮的周向凹槽脱离接合，并且其中第二引导板与第二槽轮隔开，并且相对于第二槽轮操作性地定位，以防止钢缆缆绳与第二槽轮的周向凹槽脱离接合。

在另一示例性方面，第一引导板与第一槽轮的周向凹槽配合以限定辊组件的入口，并且其中第二引导板与第二槽轮的周向凹槽配合以限定辊组件的出口。在另一示例性方面，辊组件还包括：至少一个入口辊，该入口辊紧邻辊组件的入口，并且与第一槽轮的周向凹槽隔开；以及至少一个出口辊，该出口辊紧邻辊组件的出口，并且与第二槽轮的周向凹槽隔开，其中所述至少一个入口辊被构造成将钢缆缆绳引导进入第一槽轮的周向凹槽，并且其中所述至少一个出口辊被构造成随着钢缆缆绳退出辊组件的出口而引导钢缆缆绳。

在另一示例性方面，所述至少一个入口辊和所述至少一个出口辊被构造成用于围绕相应的旋转轴线旋转，并且其中所述至少一个入口辊和所述至少一个出口辊的旋转轴线基本上平行于第一槽轮和第二槽轮的旋转轴线。在另一示例性方面，所述至少一个入口辊被构造成随着钢缆缆绳进入辊组件的入口而约束钢缆缆绳相对于所述至少一个入口辊的旋转轴线的移动，并且其中所述至少一个出口辊被构造成随着钢缆缆绳退出辊组件的出口而约束钢缆缆绳相对于所述至少一个出口辊的旋转轴线的移动。

在另一示例性方面，辊组件还包括：相对于桅杆的纵向轴线与辊组件的入口隔开的第一导辊，该第一导辊被构造成围绕基本上垂直于第一槽轮和第二槽轮的旋转轴线的旋转轴线旋转；以及相对于桅杆的纵向轴线与辊组件的出口隔开的第二导辊，该第二导辊被构造成围绕基本上垂直于第一槽轮和第二槽轮的旋转轴线的旋转轴线旋转，其中第一导辊被构造成随着钢缆缆绳接近辊组件的入口而接合钢缆缆绳，从而约束钢缆缆绳相对于第一导辊的旋转轴线的移动，并且其中第二导辊被构造成随着钢缆缆绳退出辊组件的出口而接合钢缆缆绳，从而约束钢缆缆绳相对于第二导辊的旋转轴线的移动。

在另外的示例性方面，本文所公开了用于在钻井地层中进行钻井操作的钻井系统，该钻井系统定位于钻机上并且包括：具有纵向轴线和相背对的第一端和第二端的桅杆，桅杆的第一端部被构造成用于靠近钻井地层进行定位，其中钻井系统具有第一横向轴线和相对于第一横向轴线垂直延伸的第二横向轴线，其中当桅杆定位于竖直位置上时，第一横向轴线和第二横向轴线基本上垂直于桅杆的纵向轴线，其中第一横向轴线将钻机分隔成前部和后部，并且其中第二横向轴线从钻机的前部延伸至钻机的后部；钻柱；被构造成向钻柱传输旋转的钻头，所述钻头被构造成用于相对于桅杆的纵向轴线进行选择性移动；钢缆组件，该钢缆组件在相对于桅杆的纵向轴线的第一轴向位置操作性地固定于桅杆，第一轴向位置靠近钻机桅杆的第一端，其中钢缆组件包括被构造成用于与钻井缆绳接合的转筒；以及辊组件，该辊组件在相对于桅杆的纵向轴线的第二轴向位置操作性地固定于桅杆上，该第二轴向位置相对于桅杆的纵向轴线定位于第一轴向位置和桅杆的第二端之间，其中辊组件被构造成用于与钻井缆绳接合，其中钢缆组件和辊组件定位于钻机的前部中，并且其中钢缆组件的至少一部分和辊组件的至少一部分相对于第二横向轴线与桅杆轴向隔开。

在另一示例性方面，钻头被构造成用于相对于桅杆的纵向轴线围绕着顶部和底部、并且在顶部和底部之间进行移动，底部位置靠近桅杆的第一端，并且顶部位置靠近桅杆的第二端部，并且其中当钻头定位于顶部位置时，辊组件相对于桅杆的纵向轴线定位于钢缆组件和钻头之间。

在另一示例性方面，钢缆组件的至少一部分和辊组件的至少一部分与桅杆和钻头相对于第一横向轴线轴向隔开。在另一示例性方面，钢缆组件和辊组件沿着相对于桅杆的纵向轴线以选定角度延伸的轴线基本上轴向对准。在另一示例性方面，选定角度为选定的锐角。在另一示例性方面，钢缆组件和辊组件沿着基本上平行于桅杆的纵向轴线延伸的轴线基本上轴向对准。

在另一示例性方面，在钻井系统操作过程中，相对于桅杆的纵向轴线钢缆组件和辊组件之间的轴向距离基本上保持不变。

在另一示例性方面，钢缆组件包括基座部分和相对的第一支撑托架和第二支撑托架，并且转筒定位于第一支撑托架和第二支撑托架之间。

在另一示例性方面，转筒具有旋转轴线，并且限定了相对于旋转轴线轴向延伸的内部腔室，其中钢缆组件还包括液压电机，该液压电机至少部分地定位于转筒的内部腔室中并且操作性地联接至转筒，并且其中在激活液压电机时，转筒被构造成相对于第一支撑托架和第二支撑托架围绕旋转轴线旋转。

在另一示例性方面，钻井系统还包括卷带装置，该卷带装置被构造成从转筒接收钻井缆绳并且将钻井缆绳导向至辊组件。

在另一示例性方面，卷带装置包括固定于第一支撑托架和第二支撑托架上的安装托架，并且安装托架以及第一支撑托架和第二支撑托架限定了与转筒的内部腔室连通的相应开口。

在另一示例性方面，卷带装置以及第一支撑托架和第二支撑托架被构造成用于相对于转筒进行选择性旋转。

在另一示例性方面，钻井系统还包括安全笼，该安全笼具有门，其中钢缆组件定位于安全笼中，并且其中安全笼的门被构造成允许选择性地接触钢缆组件和钻柱。

虽然本发明的数个实施例已在前文的说明书中所公开，但本领域的技术人员应当理解，本发明所属的许多修改和其他实施例将被想到，其具有在前述描述和相关附图中呈现的教导的有益效果。因此，应当理解，本发明不限于上文所公开的具体实施例，并且许多修改形式和其他实施例旨在被涵盖于所附权利要求书的范围内。此外，虽然本文采用了特定的术语，以及以下的权利要求也采用了特定的术语，它们仅仅用于一般性和描述性的意义，而不是为了限制所述发明的目的，也不是为了限制以下的权利要求的目的。

Claims (41)

1.一种用于在钻机上使用的钢缆系统，所述钻机包括桅杆、钻柱和被构造成向钻井地层中的钻柱传输旋转的钻头，所述桅杆具有纵向轴线和相背对的第一端和第二端，所述桅杆的所述第一端被构造成用于靠近所述钻井地层进行定位，所述钻机具有第一横向轴线和相对于所述第一横向轴线垂直延伸的第二横向轴线，其中当所述桅杆定位于竖直位置上时，所述第一横向轴线和所述第二横向轴线基本上垂直于所述桅杆的所述纵向轴线，其中所述第一横向轴线将所述钻机分隔成前部和后部，其中所述第二横向轴线从所述钻机的所述前部延伸至所述钻机的所述后部，所述钢缆系统包括：

钢缆组件，所述钢缆组件在相对于所述桅杆的所述纵向轴线的第一轴向位置操作性地固定于所述桅杆，所述第一轴向位置靠近所述钻机的所述桅杆的所述第一端，其中所述钢缆组件包括被构造成用于与钻井缆绳接合的转筒；以及

辊组件，所述辊组件在相对于所述桅杆的所述纵向轴线的第二轴向位置操作性地固定于所述桅杆，所述第二轴向位置相对于所述桅杆的所述纵向轴线定位于所述第一轴向位置和所述桅杆的所述第二端之间，其中所述辊组件被构造成用于与所述钻井缆绳接合，

其中所述钢缆组件和所述辊组件定位于所述钻机的前部中，并且其中所述钢缆组件的至少一部分和所述辊组件的至少一部分相对于所述第二横向轴线与所述桅杆轴向隔开。

2.根据权利要求1所述的钢缆系统，其中当所述钻头相对于所述桅杆的所述纵向轴线定位于顶部位置时，所述辊组件相对于所述桅杆的所述纵向轴线定位于所述钢缆组件和所述钻头之间。

3.根据权利要求1所述的钢缆系统，其中所述钢缆组件的至少一部分和所述辊组件的至少一部分相对于所述第一横向轴线与所述桅杆和所述钻头轴向隔开。

4.根据权利要求3所述的钢缆系统，其中所述钢缆组件和所述辊组件沿着相对于所述桅杆的所述纵向轴线以选定角度延伸的轴线基本上轴向对准。

5.根据权利要求4所述的钢缆系统，其中所述选定角度为选定的锐角。

6.根据权利要求4所述的钢缆系统，其中所述钢缆组件和所述辊组件沿着基本上平行于所述桅杆的所述纵向轴线延伸的轴线基本上轴向对准。

7.根据权利要求1所述的钢缆系统，其中在所述钻机操作过程中，相对于所述桅杆的所述纵向轴线的所述钢缆组件和所述辊组件之间的轴向距离基本上保持不变。

8.根据权利要求1所述的钢缆系统，其中所述钢缆组件包括基座部分和相对的第一支撑托架和第二支撑托架，并且其中所述转筒定位于所述第一支撑托架和所述第二支撑托架之间。

9.根据权利要求8所述的钢缆系统，其中所述转筒具有旋转轴线，并且限定了相对于所述旋转轴线轴向延伸的内部腔室，其中所述钢缆系统还包括液压电机，所述液压电机至少部分地定位于所述转筒的所述内部腔室中并且操作性地联接至所述转筒，并且其中在激活所述液压电机时，所述转筒被构造成相对于所述第一支撑托架和所述第二支撑托架围绕所述旋转轴线旋转。

10.根据权利要求9所述的钢缆系统，还包括卷带装置，所述卷带装置被构造成从所述转筒接收所述钻井缆绳并且将所述钻井缆绳导向至所述辊组件。

11.根据权利要求10所述的钢缆系统，其中所述卷带装置包括固定于所述第一支撑托架和所述第二支撑托架上的安装托架，并且其中所述安装托架以及所述第一支撑托架和所述第二支撑托架限定了与所述转筒的所述内部腔室连通的相应开口。

12.根据权利要求11所述的钢缆系统，其中所述卷带装置以及所述第一支撑托架和所述第二支撑托架被构造成用于相对于所述转筒进行选择性旋转。

13.根据权利要求12所述的钢缆系统，其中所述钢缆组件还包括定位于所述转筒中的连接外壳，其中所述连接外壳操作性地联接至所述第一支撑托架，支撑外壳限定了在所述连接外壳内周向延伸并且被构造成将所述液压电机支撑于操作位置上的突出部。

14.根据权利要求13所述的钢缆系统，其中所转筒包括轴和中心毂，其中所述钢缆组件还包括支撑法兰，所述中心毂相对于所述旋转轴线定位于所述第一支撑托架和所述第二支撑托架之间，所述中心毂操作性地联接至所述支撑外壳的所述突出部并且被构造成用于与所述液压电机操作性地接合，其中所述第二支撑托架被构造成支撑所述支撑法兰，所述支撑法兰限定了被构造成容纳所述转筒的所述轴的中央开口，所述支撑法兰被构造成以相对于所述旋转轴线与所述中心毂基本上轴向对准的方式支撑所述转筒的所述轴。

15.根据权利要求14所述的钢缆系统，其中在所述转筒的所述中心毂和所述液压电机之间发生操作性接合时，所述转筒的所述中心毂被构造成接收来自所述液压电机的旋转力，并且将所述旋转力传输给所述转筒。

16.根据权利要求15所述的钢缆系统，其中所述中心毂和所述液压电机能选择性地被置换。

17.根据权利要求14所述的钢缆系统，其中所述钢缆组件还包括由所述支撑法兰支撑的轴承。

18.根据权利要求14所述的钢缆系统，其中所述钢缆组件还包括操作性地联接至所述转筒的所述轴和所述卷带装置的传动带，并且其中所述传动带被构造成随着所述转筒的所述轴相对于所述旋转轴线旋转而将旋转运动传输至卷轴。

19.根据权利要求18所述的钢缆系统，其中所述传动带包括多个互连皮带齿轮。

20.根据权利要求19所述的钢缆系统，其中所述卷带装置具有可调节卷带外形，并且其中所述卷带外形能通过改变至少一对互连皮带齿轮之间的齿轮比而选择性地被调节。

21.根据权利要求1所述的钢缆系统，其中所述辊组件包括支撑臂和枢转接头，所述枢转接头操作性地联接至所述支撑臂并且被构造成用于相对于所述支撑臂而选择性地枢转移动，并且其中所述支撑臂在所述第二轴向位置处操作性地固定于所述桅杆。

22.根据权利要求21所述的钢缆系统，其中所述辊组件包括相对的第一槽轮和第二槽轮以及操作性地固定于所述枢转接头的托架，所述第一槽轮和所述第二槽轮各自限定相应的周向凹槽，并且被构造成用于围绕相应的旋转轴线旋转，其中每个槽轮的所述周向凹槽被构造成容纳所述钢缆缆绳，并且其中所述托架被构造成接合所述第一槽轮和所述第二槽轮，使得所述第一槽轮和所述第二槽轮的所述旋转轴线基本上彼此平行并且基本上垂直于所述桅杆的所述纵向轴线。

23.根据权利要求22所述的钢缆系统，其中所述辊组件包括相对的第一引导板和第二引导板，所述第一引导板和所述第二引导板固定于所述托架上，其中所述第一引导板与所述第一槽轮隔开，并且相对于所述第一槽轮操作性地定位，以防止所述钢缆缆绳与所述第一槽轮的所述周向凹槽脱离接合，并且其中所述第二引导板与所述第二槽轮隔开，并且相对于所述第二槽轮操作性地定位，以防止所述钢缆缆绳与所述第二槽轮的所述周向凹槽脱离接合。

24.根据权利要求23所述的钢缆系统，其中所述第一引导板与所述第一槽轮的所述周向凹槽配合以限定所述辊组件的入口，并且其中所述第二引导板与所述第二槽轮的所述周向凹槽配合以限定所述辊组件的出口。

25.根据权利要求24所述的钢缆系统，其中所述辊组件还包括：

至少一个入口辊，所述入口辊紧邻所述辊组件的所述入口，并且与所述第一槽轮的所述周向凹槽隔开；以及

至少一个出口辊，所述出口辊紧邻所述辊组件的所述出口，并且与所述第二槽轮的所述周向凹槽隔开，

其中所述至少一个入口辊被构造成将钢缆缆绳引导进入所述第一槽轮的所述周向凹槽，并且

其中所述至少一个出口辊被构造成随着钢缆缆绳退出所述辊组件的所述出口而引导所述钢缆缆绳。

26.根据权利要求25所述的钢缆系统，其中所述至少一个入口辊和所述至少一个出口辊被构造成用于围绕相应的旋转轴线旋转，并且其中所述至少一个入口辊和所述至少一个出口辊的所述旋转轴线基本上平行于所述第一槽轮和所述第二槽轮的所述旋转轴线。

27.根据权利要求26所述的钢缆系统，其中所述至少一个入口辊被构造成随着所述钢缆缆绳进入所述辊组件的所述入口而约束所述钢缆缆绳相对于所述至少一个入口辊的所述旋转轴线的移动，并且其中所述至少一个出口辊被构造成随着钢缆缆绳退出所述辊组件的所述出口而约束所述钢缆缆绳相对于所述至少一个出口辊的所述旋转轴线的移动。

28.根据权利要求25所述的钢缆系统，其中所述辊组件还包括：

相对于所述桅杆的所述纵向轴线与所述辊组件的所述入口隔开的第一导辊，所述第一导辊被构造成围绕基本上垂直于所述第一槽轮和所述第二槽轮的所述旋转轴线的旋转轴线旋转；以及

相对于所述桅杆的所述纵向轴线与所述辊组件的所述出口隔开的第二导辊，所述第二导辊被构造成围绕基本上垂直于所述第一槽轮和所述第二槽轮的所述旋转轴线的旋转轴线旋转，

其中，所述第一导辊被构造成随着所述钢缆缆绳接近所述辊组件的所述入口而接合所述钢缆缆绳，从而约束所述钢缆缆绳相对于所述第一导辊的所述旋转轴线的移动，并且

其中，所述第二导辊被构造成随着所述钢缆缆绳退出所述辊组件的所述出口而接合所述钢缆缆绳，从而约束所述钢缆缆绳相对于所述第二导辊的所述旋转轴线的移动。

29.一种用于在钻井地层中进行钻井操作的钻井系统，所述钻井系统定位于钻机上并且包括：

具有纵向轴线和相背对的第一端和第二端的桅杆，所述桅杆的所述第一端被构造成用于靠近所述钻井地层进行定位，其中所述钻井系统具有第一横向轴线和相对于所述第一横向轴线垂直延伸的第二横向轴线，其中当所述桅杆定位于竖直位置上时，所述第一横向轴线和所述第二横向轴线基本上垂直于所述桅杆的所述纵向轴线，其中所述第一横向轴线将所述钻机分隔成前部和后部，并且其中所述第二横向轴线从所述钻机的所述前部延伸至所述钻机的所述后部；

钻柱；

被构造成向所述钻柱传输旋转的钻头，所述钻头被构造成用于相对于所述桅杆的所述纵向轴线进行选择性移动；

钢缆组件，所述钢缆组件在相对于所述桅杆的所述纵向轴线的第一轴向位置操作性地固定于所述桅杆，所述第一轴向位置靠近所述钻机的所述桅杆的所述第一端，其中所述钢缆组件包括被构造成用于与钻井缆绳接合的转筒；以及

辊组件，所述辊组件在相对于所述桅杆的所述纵向轴线的第二轴向位置操作性地固定于所述桅杆，所述第二轴向位置相对于所述桅杆的所述纵向轴线定位于所述第一轴向位置和所述桅杆的所述第二端之间，其中所述辊组件被构造成用于与所述钻井缆绳接合，

其中所述钢缆组件和所述辊组件定位于所述钻机的前部中，并且其中所述钢缆组件的至少一部分和所述辊组件的至少一部分相对于所述第二横向轴线与所述桅杆轴向隔开。

30.根据权利要求29所述的钻井系统，其中所述钻头被构造成用于相对于所述桅杆的所述纵向轴线围绕着顶部和底部、并且在所述顶部和所述底部之间进行移动，所述底部位置靠近所述桅杆的所述第一端，并且所述顶部位置靠近所述桅杆的所述第二端，并且其中当所述钻头定位于所述顶部位置时，所述辊组件相对于所述桅杆的所述纵向轴线定位于所述钢缆组件和所述钻头之间。

31.根据权利要求29所述的钻井系统，其中所述钢缆组件的至少一部分和所述辊组件的至少一部分相对于所述第一横向轴线与所述桅杆和所述钻头轴向隔开。

32.根据权利要求31所述的钻井系统，其中所述钢缆组件和所述辊组件沿着相对于所述桅杆的所述纵向轴线以选定角度延伸的轴线基本上轴向对准。

33.根据权利要求32所述的钻井系统，其中所述选定角度为选定的锐角。

34.根据权利要求32所述的钻井系统，其中所述钢缆组件和所述辊组件沿着基本上平行于所述桅杆的所述纵向轴线延伸的轴线基本上轴向对准。

35.根据权利要求29所述的钻井系统，其中在所述钻井系统操作过程中，相对于所述桅杆的所述纵向轴线的所述钢缆组件和所述辊组件之间的轴向距离基本上保持不变。

36.根据权利要求29所述的钻井系统，其中所述钢缆组件包括基座部分和相对的第一支撑托架和第二支撑托架，并且其中所述转筒定位于所述第一支撑托架和所述第二支撑托架之间。

37.根据权利要求34所述的钻井系统，其中所述转筒具有旋转轴线，并且限定了相对于所述旋转轴线轴向延伸的内部腔室，其中所述钢缆组件还包括液压电机，所述液压电机至少部分地定位于所述转筒的所述内部腔室中并且操作性地联接至所述转筒，并且其中在激活所述液压电机时，所述转筒被构造成相对于所述第一支撑托架和所述第二支撑托架围绕所述旋转轴线旋转。

38.根据权利要求35所述的钻井系统，还包括卷带装置，所述卷带装置被构造成从所述转筒接收所述钻井缆绳并且将所述钻井缆绳导向至所述辊组件。

39.根据权利要求36所述的钻井系统，其中所述卷带装置包括固定于所述第一支撑托架和所述第二支撑托架上的安装托架，并且其中所述安装托架以及所述第一支撑托架和所述第二支撑托架限定了与所述转筒的所述内部腔室连通的相应开口。

40.根据权利要求38所述的钻井系统，其中所述卷带装置以及所述第一支撑托架和所述第二支撑托架被构造成用于相对于所述转筒进行选择性旋转。

41.根据权利要求29所述的钻井系统，还包括安全笼，所述安全笼具有门，其中所述钢缆组件定位于所述安全笼中，并且其中所述安全笼的所述门被构造成允许选择性地接触所述钢缆组件和所述钻柱。当所述安全笼门关闭时，所述钻井系统仅处于钻井模式。