CN207999216U

CN207999216U - 用于将由钻杆形成的钻柱钻入到地下的水平定向钻机

Info

Publication number: CN207999216U
Application number: CN201621423333.6U
Authority: CN
Inventors: 布兰登·A·毛雷尔; 沃德·E·赖恩; 克林特·雷克
Original assignee: Vermeer Manufacturing Co
Current assignee: Vermeer Manufacturing Co
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2018-10-23
Anticipated expiration: 2026-12-22
Also published as: US10358879B2; US20170175461A1; DE102016226011B4; DE102016226011A1

Abstract

一种用于将由钻杆形成的钻柱钻入到地下的水平定向钻机，包括具有大容量的钻杆盒，其允许HDD机连续操作更长的时长。钻杆盒具有上端和下端，并且在邻近钻杆盒的下端定位的枢转轴线处被枢转连接到HDD机的框架。钻杆盒可在贮存位置与操作位置之间枢转地移动。当钻杆盒在贮存位置时，钻杆盒阻止HDD机的钻头移动，并且当钻杆盒在操作位置时，钻杆盒横向偏离钻头以不妨碍钻头的移动。钻杆盒成锥形以使得邻近钻杆盒的上端处的宽度大于邻近钻杆盒的下端处的宽度。

Description

用于将由钻杆形成的钻柱钻入到地下的水平定向钻机

技术领域

本公开涉及一种用于水平定向钻机的枢转钻杆盒。

背景技术

用于水、电、气体、电话和电缆电视的公共设施管线出于安全和美观性的原因而通常在地下延伸。水平定向钻(HDD)机通常用于这种公共设施管线的放置。在典型的水平定向钻进程序中，水平定向钻机以倾斜角度将井眼钻入地下，然后沿着大致水平路径驱动一连串相互连接的钻杆(，钻柱)以产生水平井眼。通常将公共设施管线或其它导管连接到钻柱，以使得公共设施管线或其它导管被拖曳在后面通过所述井眼。

典型的水平定向钻机包括框架，可以沿着框架的纵向轴线可滑动地移动的驱动机构安装在所述框架上。驱动机构适于绕其纵向轴线旋转钻柱。驱动机构沿着框架的滑动运动与钻柱的旋转配合使钻柱纵向进入或退出地层。

水平定向钻机还包括用于存储用于形成钻柱的钻杆(即，管或其它细长构件)的钻杆盒(即，架或盒)。存储在水平定向钻机上的钻杆越多，水平定向钻机可以连续操作得更长。进一步，将钻杆存储在水平定向钻机上使得机器的运输和操作更加有效。

然而，水平定向钻机受到特定尺寸要求的约束，因此水平定向钻机上的钻杆盒的尺寸也被约束到特定尺寸要求。例如，可以基于机器的重心的位置限制水平定向钻机的高度以防止机器的不稳定性。进一步，当水平定向钻机需要从拖车移动(即，被驱动)到工作现场时，钻杆盒和水平定向钻机总体的宽度也是重要的。因此，能够通过诸如门的特定窄开口对于水平定向钻机的实用性是重要的。

因此，需要进行各种改进以增加或至少保持(例如，相对于标准钻杆盒) 钻杆盒的容量，同时还能保持特定水平定向钻机尺寸。

实用新型内容

本公开的至少一个目的在于克服上述现有技术中存在的至少一个缺陷，提供一种可增加或至少保持钻杆盒的容量、同时还能保持特定水平定向钻机尺寸的用于将由钻杆形成的钻柱钻入到地下的水平定向钻机。

本公开总体涉及用于水平定向钻(HDD)机的可枢转钻杆盒。在一个可能的构造中，并且通过非限制性示例，钻杆盒可在贮存位置与操作位置之间枢转，其中贮存位置减小HDD机的总宽度。

在本公开的第一方面中，公开了一种用于将由钻杆形成的钻柱钻入到地下的HDD机。HDD机包括支撑钻头轨道的框架，所述钻头轨道限定纵向轴线。HDD机还包括安装在所述钻头轨道上的钻头，所述钻头包括旋转钻杆驱动装置。HDD机还包括推进机构，用于使钻头沿着钻头轨道的纵向轴线在邻近钻头轨道的第一端的收缩位置与邻近钻头轨道的相对的第二端的伸出位置之间移动。HDD机还包括用于保持多个钻杆的钻杆盒。所述钻杆盒具有上端和下端，所述钻杆盒在邻近钻杆盒的下端定位的枢转轴线处枢转地连接到框架。枢转轴线被定向成沿着钻头轨道的纵向轴线延伸，并且钻杆盒可绕着枢转轴线在贮存位置与操作位置之间枢转地移动。当钻杆盒在贮存位置时，钻杆盒悬垂在钻头轨道的纵向轴线之上，并且阻止钻头从收缩位置移动到伸出位置。当钻杆盒在操作位置时，钻杆盒与钻头轨道的纵向轴线上方的区域横向偏离，以不妨碍钻头沿着纵向轴线移动。钻杆盒具有紧邻钻杆盒的上端的装载/卸载开口，以便允许钻杆被手动装载到钻杆盒中和从钻杆盒中被手动移除。钻杆盒还包括面向钻头轨道的第一侧部和背离钻头轨道的第二侧部。钻杆盒的装载/卸载开口邻近第一侧部定位，并且钻杆盒限定在第一侧部与第二侧部之间延伸的宽度。钻杆盒还成锥形以使得邻近钻杆盒的上端处的宽度大于邻近钻杆盒的下端处的宽度。钻杆盒能够在横跨邻近上端的宽度处比在横跨邻近下端的宽度处容纳更多的钻杆。

在本公开的第二方面中，公开了一种用于将由钻杆形成的钻柱钻入到地下的HDD机。所述HDD机包括支撑钻头轨道的框架，所述钻头轨道限定纵向轴线，所述纵向轴线位于大致垂直于地面的竖直参考平面中。HDD机还包括安装在所述钻头轨道上的钻头，所述钻头包括旋转钻杆驱动装置。 HDD机还包括推进机构，用于使钻头沿着钻头轨道的纵向轴线在邻近钻头轨道的第一端的收缩位置与邻近钻头轨道的相对的第二端的伸出位置之间移动。HDD机还包括用于保持多个钻杆的钻杆盒。钻杆盒具有大致三角形横截面和大致平行于框架的纵向轴线的纵向轴线。钻杆盒枢转地连接到框架并且能够在贮存位置与操作位置之间移动。当在操作位置时，钻杆可以在钻进操作期间被装载到钻杆盒中和从钻杆盒中移除。当在操作位置时，钻杆盒距离竖直参考平面的最远部分位于距离所述竖直参考平面的距离D1处。当在贮存位置时，钻杆盒距离竖直参考平面的最远部分位于距离所述竖直参考平面的距离D2处。距离D1大于距离D2。

在本公开的第三方面中，公开了一种用于将由钻杆形成的钻柱钻入到地下的水平定向钻机，所述水平定向钻机包括：

支撑钻头轨道的框架，所述钻头轨道限定纵向轴线；

安装在所述钻头轨道上的钻头，所述钻头包括旋转钻杆驱动装置；

推进机构，用于使钻头沿着钻头轨道的纵向轴线在邻近钻头轨道的第一端的收缩位置与邻近钻头轨道的相对的第二端的伸出位置之间移动；

用于保持多个钻杆的钻杆盒，所述钻杆盒具有上端和下端，所述钻杆盒在邻近钻杆盒的下端定位的枢转轴线处枢转地连接到框架，枢转轴线被定向成沿着钻头轨道的纵向轴线延伸，钻杆盒能够绕着枢转轴线在贮存位置与操作位置之间枢转地移动，当钻杆盒在贮存位置时，钻杆盒以阻止钻头从收缩位置移动到伸出位置的方式悬垂在钻头轨道的纵向轴线之上，当钻杆盒在操作位置时，钻杆盒以不妨碍钻头沿着纵向轴线移动的方式与钻头轨道的纵向轴线上方的区域横向偏离，钻杆盒具有紧邻钻杆盒的上端的装载/卸载开口，装载/卸载开口被构造成选择性地允许钻杆被手动装载到钻杆盒中和从钻杆盒中被手动移除，钻杆盒包括面向钻头轨道的第一侧部和背离钻头轨道的第二侧部，装载/卸载开口邻近第一侧部定位，钻杆盒限定在第一侧部与第二侧部之间延伸的宽度，钻杆盒成锥形以使得在邻近钻杆盒的上端处的宽度大于在邻近钻杆盒的下端处的宽度，其中钻杆盒能够在横跨邻近上端的宽度处比在横跨邻近下端的宽度处容纳更多的钻杆。

在本公开的至少一个实施例中，当钻杆盒处于操作位置时，第一侧部是竖直的，而第二侧部相对竖直方向成一角度，并且其中，当钻杆盒处于贮存位置时，第一侧部相对于竖直方向成一角度，而第二侧部是竖直的。

在本公开的至少一个实施例中，当钻杆盒处于贮存位置时，水平定向钻机具有小于或等于36英寸的宽度。

在本公开的至少一个实施例中，钻杆盒具有开口内部结构，所述开口内部结构不包括限定用于容纳钻杆的任意预先定义的排或列的结构。

在本公开的至少一个实施例中，在邻近钻杆盒的上端处的宽度为在邻近钻杆盒的下端处的宽度的至少两倍。

在本公开的至少一个实施例中，框架包括主动止挡件，所述主动止挡件与钻杆盒相互作用以防止钻杆盒旋转超过操作位置和贮存位置。

在本公开的至少一个实施例中，钻杆盒包括用于使钻杆盒在贮存位置与操作位置之间移动的杆件。

在本公开的至少一个实施例中，杆件能够滑动地连接到钻杆盒，并且能够在与钻杆盒相关联的通道构件内移动，并且其中杆件与框架接合以将钻杆盒锁定在操作位置或贮存位置。

在本公开的至少一个实施例中，框架包括操作凹部和贮存凹部，并且其中当钻杆盒处于操作位置时，钻杆盒的杆件能够定位在操作凹部内，而当钻杆盒处于贮存位置时，钻杆盒的杆件能够定位在贮存凹部内。

在本公开的至少一个实施例中，框架包括操作硬止挡件和贮存硬止挡件，并且其中当钻杆盒处于操作位置时，钻杆盒的一部分与操作硬止挡件接触，而当钻杆盒处于贮存位置时，钻杆盒的所述部分与贮存硬止挡件接触。

在本公开的至少一个实施例中，钻杆盒能够被锁定在贮存位置或操作位置中并且被防止在贮存位置或操作位置中移动。

在本公开的第四方面中，公开了一种用于将由钻杆形成的钻柱钻入到地下的水平定向钻机。所述水平定向钻机包括：

支撑钻头轨道的框架，所述钻头轨道限定纵向轴线，所述纵向轴线位于大致垂直于地面的竖直参考平面中；

用于保持多个钻杆的钻杆盒，所述钻杆盒具有大致三角形的横截面和大致平行于框架的纵向轴线的纵向轴线，钻杆盒枢转地连接到框架并且能够在贮存位置与操作位置之间移动，其中，当在操作位置时，钻杆能够在钻进操作期间被装载到钻杆盒中和从钻杆盒中移除，并且其中，当在操作位置时，钻杆盒距离竖直参考平面的最远部分位于距离所述竖直参考平面的距离D1处，并且其中，当在贮存位置时，钻杆盒距离竖直参考平面的最远部分位于距离所述竖直参考平面的距离D2处，其中距离D1大于距离D2。

在本公开的至少一个实施例中，当钻杆盒处于贮存位置时，水平定向钻机具有小于或等于42英寸的宽度。

在本公开的至少一个实施例中，当钻杆盒处于贮存位置时，所述水平定向钻机具有小于或等于36英寸的宽度。

在本公开的至少一个实施例中，杆件能够滑动地连接到钻杆盒并且能够在与钻杆盒相关联的通道构件内移动，并且其中杆件与框架接合以将钻杆盒锁定在操作位置或贮存位置中。

本公开提供的用于将由钻杆形成的钻柱钻入到地下的水平定向钻机中，钻杆盒枢转地连接到HDD机，从而允许钻杆盒从贮存位置移动到操作位置。当在贮存位置时，钻杆盒允许HDD机保持窄宽度，同时仍然能将相当大量的钻杆存储在HDD机上。当从贮存位置移动到操作位置时，钻杆盒枢转远离HDD机以允许HDD机的充分操作。

各种其它方面将在以下描述中阐述。所述方面涉及单个特征以及多个特征的组合。将要理解的是以上总体描述和以下详细描述两者都仅仅是示例性和说明性的，并且不限制这里所公开的实施例所基于的宽泛的实用新型构思。

附图说明

以下附图说明了本公开的具体实施例，并因此不限制本公开的保护范围。附图没有按照比例绘制，并且旨在用于接合以下详细说明进行说明。本公开的实施例将结合附图在下文中被描述，其中相同的附图标记表示相同的元件。

图1示出了根据本公开的一个实施例的在停止位置的HDD机的透视图；

图2示出了图1的HDD机在停止位置的侧视图；

图3示出了图1的HDD机在工作位置的透视图；

图4示出了图1的HDD机在工作位置的侧视图；

图5示出了图1的HDD机在停止位置的前视图；

图6示出了图1的HDD机在工作位置的前视图；

图7示出了根据本公开的一个实施例的HDD机的驱动组件、框架和处于贮存位置的钻杆盒的透视图；

图8示出了图7的驱动组件、框架和钻杆盒的透视图，其中钻杆盒处于操作位置；

图9示出了图7的驱动组件、框架和钻杆盒的后透视图，其中钻杆盒处于贮存位置；

图10示出图7的驱动组件、框架和钻杆盒的后透视图，其中钻杆盒处于操作位置；

图11示出了图7的驱动组件、框架和钻杆盒的俯视图，且钻杆盒处于贮存位置；

图12示出了图7的驱动组件、框架和钻杆盒的俯视图，且钻杆盒处于操作位置；

图13示出了图7的驱动组件、框架和钻杆盒的前视图，且钻杆盒处于贮存位置；

图14示出了图7的驱动组件、框架和钻杆盒的俯视图，且钻杆盒处于操作位置；

图15示出了根据本公开的一个实施例的钻杆盒的透视图；

图16示出了图15的钻杆盒在没有钻杆的情况下的透视图；

图17示出了图15的钻杆盒的侧视图；

图18示出了图15的钻杆盒在贮存位置的后端视图；

图19示出了图15的钻杆盒在贮存位置的前端视图；

图20示出了图15的钻杆盒在操作位置的后端视图；

图21示出了图15的钻杆盒在操作位置的前端视图；

图22示出了根据本公开的一个实施例的在贮存位置的钻杆盒的后端视图；以及

图23示出了图22的钻杆盒在操作位置的后端视图。

具体实施方式

以下参照附图详细地描述各种实施例，其中相同的附图标记在多个视图中表示相同的部件和组合。各种实施例的说明不限制所附权利要求的保护范围。此外，该说明书中阐述的任意示例不旨在进行限制，而仅仅是阐述所附权利要求的多种可能实施例中的一些。

这里公开的HDD机具有多个优点。具体地，本公开的钻杆盒枢转地连接到HDD机，从而允许钻杆盒从贮存位置移动到操作位置。当在贮存位置时，钻杆盒允许HDD机保持窄宽度(例如，窄到足以通过庭院门(通常大约 36或42英寸宽))，同时仍然能将相当大量的钻杆存储在HDD机上。当从贮存位置移动到操作位置时，钻杆盒枢转远离HDD机以允许HDD机的充分操作。一般地说，本公开的枢转钻杆盒允许HDD机的其它部件(即，发动机) 的尺寸增加，同时仍然保持HDD机的充分的钻杆存储和尺寸要求。此外，本HDD机在操作位置和贮存位置都提供较低的重心，从而最小化不稳定性的趋势。

图1-2显示处于停止位置的HDD机100。HDD机100包括前端102和后端 104。HDD机100还包括框架106、前操作者台108、后操作者台110、一对履带112、钻具组件114、发动机壳体116、和钻杆盒118。当在停止位置时， HDD机100可以由拖车运输、驱动到现场、或在钻进操作之间被停车和存储。停止位置允许HDD机100保持紧凑的覆盖区，同时还允许HDD机100处于停止位置以防止HDD机100的意外或非故意操作。在一个变形例中，紧凑的覆盖区包括大约36英寸或更小的整体停止机器宽度，从而有助于导航通过通常的庭院或花园门。在另一变形例中，紧凑的覆盖区包括大约42 英寸或更小的整体的停止机器宽度，从而有助于导航通过典型的庭院或花园门。当移动HDD机100时，操作者可以通过从后操作者台110驱动HDD 机100来控制一对履带112的移动，并因此控制HDD机100的移动。

图3-4显示处于工作位置的HDD机100。HDD机100被构造成在工作位置执行钻进操作，所述钻进操作包括在现场沿着大致水平路径在地下驱动钻柱。在所述实施例中，HDD机100的一些部件被构造成当HDD机100从停止位置移动到工作位置时移动。在一些实施例中，前操作者台108能够摆动远离HDD机100以允许操作者清楚地看到钻具组件114并且还允许操作者访问多个不同的控制并访问钻杆盒118。钻具组件114被构造成当HDD机 100从停止位置移动到工作位置时朝向HDD机100的前端102倾斜。这允许钻具组件114在现场以倾斜角度将钻杆输送进地表115中。最后，在所述实施例中，钻杆盒118能够相对于框架106可枢转地移动，以当HDD机100从停止位置移动到工作位置时允许钻杆盒118枢转远离HDD机100。

HDD机100的框架106被构造成支撑操作者台108、110、钻具组件114、发动机壳体116、和钻杆盒118。框架106为HDD机100提供结构支撑。

前操作者台108定位成靠近HDD机100的前端102。前操作者台108被构造成允许操作者从就座位置控制HDD机的操作。后操作者台110被定位成靠近HDD机100的后端104并允许操作者从站立位置操作HDD机100。

履带112被构造成允许操作者移动HDD机100。在一些实施例中，履带 112具有小于拖车宽度的宽度，以使得HDD机100可以经由拖车在公共道路上被长距离运输。在一些实施例中，HDD机100可以具有邻接于其它机器在平板拖车上被同时运输的宽度。

钻具组件114被构造成在钻进操作期间将推力和旋转力提供给一连串的钻杆(即，钻柱)。此外，钻具组件114被构造成将钻杆添加到钻柱和从钻柱移除钻杆。钻具组件114通过位于发动机壳体116内的发动机部件(未示出) 被驱动。

发动机壳体116被构造成覆盖能够使HDD机100操作的发动机部件。发动机部件可以包括原动机及其部件和液压系统及其部件。原动机可以是内燃机、电动马达或其它类似混合发动机。在一些实施例中，发动机壳体116 安装到HDD机100的框架106。发动机壳体116被构造成包括多个面板，所述面板中的一些是可移除的。

将针对图13-18更详细地论述的钻杆盒118(即，盒或架)被构造成存储多个钻杆。钻杆盒118还被构造成在钻进操作期间允许钻杆被容易地移除和被添加到钻杆盒118。在一些实施例中，钻杆盒118可以存储大量钻杆以允许在不需要从额外的存储位置取出钻杆的情况下完成钻进操作。在一些实施例中，钻杆盒118可以存储大约150英尺的钻杆。

图5显示处于停止位置的HDD机100的前视图。在停止位置，HDD机 100具有种第一机器宽度W1，所述第一机器宽度还可以被认为是贮存或紧凑宽度W1。在一些实施例中，W1是小于大约36英寸的宽度。在一些实施例中，宽度W1是小于标准花园/庭院门的宽度。图6显示处于工作位置的 HDD机100的前视图。如图所示，HDD机100具有第二机器宽度W2，所述第二机器宽度可以被认为是展开或工作宽度W2。W2大于W1。在所述实施例中，W2是从发动机壳体116的最宽部分测量到钻杆盒118的最宽部分。在一些实施例中，前操作者台108还能够在横向上可移动地枢转远离HDD 机100，这还能够增加HDD机100的工作宽度W2。

图7-8显示钻具组件114、钻杆盒118、和框架106的透视图。在图7中，钻杆盒118被示出处于贮存位置。在图8中，钻杆盒118进一步被示出处于操作位置。图9-10显示钻具组件114、钻杆盒118、和框架106的后透视图。在图9中，钻杆盒118被示出处于贮存位置。在图10中，钻杆盒118被示出处于操作位置。钻具组件114包括钻头120、轴122、钻头轨道124、和钳夹 /锚定组件126。钻头120将推力和旋转动力提供给轴122，并使钻杆128沿着钻具组件114的纵向轴线移动。

当执行钻进操作时，首先，钻杆盒118被移动到操作位置。钻杆128 接着从钻杆盒118移除并连接到轴122。一旦连接到轴122，钻头120沿着钻头轨道124移动，从而使钻杆128在朝向HDD机100的前面102的方向上移动。在一些示例中，钻头120可以经由齿轮(即，齿条和小齿轮)沿着钻头轨道124行进。在其它示例中，钻头轨道124可以包括用于沿着钻头轨道124 推进钻头120的气缸或电缆。一旦钻头120邻近钳夹/锚定组件126，钻杆128 则从轴122被移除，并且钻头120沿着钻头轨道124在远离HDD机100的前面 102的方向上向后行进，从而可以添加另一根钻杆。重复这种过程直到钻柱完成为止。进一步，虽然在图中没有示出钻杆装载机构，但是在一些实施例中，可以使用钻杆装载机构以将钻杆从钻杆盒118移动到钻具组件 114。

图11-12显示钻具组件114和钻杆盒118的俯视图。图11显示处于贮存位置的钻杆盒118，而图12显示处于操作位置的钻杆盒118。如图11所示，当枢转到贮存位置时，钻杆盒118阻止钻头120沿着钻头轨道124朝向钳夹/锚定组件126的移动。具体地，当钻杆盒118处于贮存位置时，钻杆盒118与钻具组件114的纵向轴线A重叠。进一步，当处于贮存位置时，钻杆盒118 距离纵向轴线A的最远部分为距离D2。由于与HDD机100相比钻杆盒118的高度通常较低，并且由于当处于贮存位置时钻杆盒118与纵向轴线A重叠，因此钻杆盒118有助于将HDD机100的重心定位成更靠近地面和更靠近纵向轴线A。例如，当输送HDD机100以及当在具有阶梯的不平整地面或表面上执行钻进操作时，这是重要的。

如图12所示，钻杆盒118绕枢转轴线B紧邻钻杆盒118的底部或基部(未标注)枢转，以在该钻杆盒的贮存位置和操作位置之间移动，并且当移动到操作位置时，钻杆盒118不与纵向轴线A重叠。不与纵向轴线重叠允许钻头 120沿着钻头轨道124移动。进一步地，当处于操作位置时，钻杆盒118距离纵向轴线A的最远部分是距离D1。如图所示，D1大于D2。此外，枢转轴线B和纵向轴线A大致平行。

图13显示处于贮存位置的钻具组件114和钻杆盒118的前视图。图14显示处于操作位置的钻具组件114和钻杆盒118的前视图。如图所示，钻杆盒 118通过一对臂130连接到框架106。

图15-21显示与HDD机100分离的钻杆盒118。钻杆盒118被构造成将多个钻杆保持在紧邻钻具组件114的位置。钻杆盒118具有上端132和下端 134，并且在下端134处在枢转连接部135处被枢转地连接到臂130以可绕枢转轴线B移动。进一步，钻杆盒118具有大致开口侧136、封闭侧138、前端 140、后端142、和部分开口顶部侧144。钻杆盒118具有大致三角形的横截面，并且在一些实施例中，钻杆盒118成锥形以使得邻近钻杆盒118的上端132处的宽度大于钻杆盒118的下端134处的宽度。此外，上端132经由部分开口顶部侧144为使用者提供对存储在钻杆盒118内的钻杆的访问。

图16显示没有钻杆的钻杆盒118。钻杆盒118具有不包括限定用于钻杆的任意预定义的排或列的结构的开口内部结构。

钻杆盒118的大致开口侧136被构造成面向钻具组件114的钻头轨道 124。大致开口侧136包括开口侧元件136a和136b，所述开口侧元件用于将钻杆保持在钻杆盒118内，同时仍然提供所述元件之间的大致开口轮廓。通过使大致开口侧136和部分开口顶部侧144作为整个钻杆盒结构的一部分，钻杆盒118能够基本上保持钻杆，同时仍建立钻杆访问区137。在一些实施例中，钻杆访问区137与开口顶部侧144相对应。在其它实施例中，钻杆访问区137可以对应于开口侧136的一部分。经由钻杆访问区137，HDD 机100的操作者可以在钻进操作期间将钻杆手动移除到钻杆盒118和从钻杆盒118手动更换钻杆。具体地，操作者可以从钻杆访问区137移除并更换钻杆，并且在从操作者台108操作HDD机100的同时进行该操作，如图3所示。

图18-19显示当钻杆盒118处于贮存位置时钻杆盒118的端部140、142。当钻杆盒118处于贮存位置时，大致开口侧136相对于竖直方向成一角度，而封闭侧138大致是竖直的。图20-21显示当钻杆盒118处于操作位置时钻杆盒118的端部140、142。当钻杆盒118处于操作位置时，开口侧136大致是竖直的，而封闭侧138相对于竖直方向大致成一角度。

如图所示，臂130a/130b包括主动止挡件(positive stop)，当使钻杆盒 118在贮存位置与工作位置之间移动时该主动止挡件防止钻杆盒118的过度旋转。具体地，靠近钻杆盒118的后端142定位的臂130a包括通道146，且通道146的形状内在地呈现一对行进限制部(travel limit)。钻杆盒118的背侧142包括销148(peg)，所述销148被构造成在由臂130a的通道146建立的行进限制部(即，第一和第二侧部150、152)内行进。如图18所示，当钻杆盒118处于贮存位置时，销148被定位在通道146的第一侧部150处。当钻杆盒118移动到图19所示的操作位置时，销148在通道146内滑动并被定位在通道146的第二端152处。

靠近钻杆盒118的前端140定位的臂130b包括贮存凹部154和操作凹部156。凹部154、156被构造成与可移动地固定到钻杆盒118的前端140的可移动杆件158接合。可移动杆件158定位在杆件通道160内，并且还包括手柄162。在所示的示例中，杆件通道160由连接到钻杆盒118的托架161限定。在所示的实施例中，杆件158被弹簧加载并且通过弹簧164在朝向臂130b的向下方向上被偏压。如图19所示，当钻杆盒118处于贮存位置时，杆件158 被定位在臂130b的贮存凹部154内。当移动到操作位置时，如图21所示，杆件158通过操作者沿向上方向移动，然后被定位在臂130b的操作凹部156 内。臂130b的与可移动杆件158结合的贮存凹部154和操作凹部156允许钻杆盒118被锁定在存储位置或操作位置。

虽然这里公开的钻杆盒118的移动被描述为由操作者手动控制，但是在其它实施例中，钻杆盒118的移动可以由液压或气动致动器控制。

图22和23显示根据本公开的另一个实施例的钻杆盒218。图22显示当钻杆盒218处于贮存位置时钻杆盒218的前端240。图23显示处于操作位置的钻杆盒218。钻杆盒218基本上类似于上述钻杆盒118。

钻杆盒218通过一对臂230a、230b连接到框架106。臂230a基本上类似于上述臂130，而臂230b类似于臂130b。类似于臂130b，臂230b包括贮存凹部254和操作凹部256。凹部254、256被构造成与可移动地固定到钻杆盒 218的可移动杆件258接合。臂230b还包括贮存硬止挡件(hard stop)257 和操作硬止挡件259，所述硬止挡件有助于将钻杆盒218保持在贮存位置或操作位置。

可移动杆件258被定位在杆件通道260内，所述杆件通道由连接到钻杆盒218的托架261限定。杆件258通过连接到杆件258和托架261的弹簧264被弹簧加载并沿朝向臂230b的向下方向被偏压。

如图22所示，类似于钻杆盒118，当钻杆盒218处于贮存位置时，杆件 258被定位在臂230b的贮存凹部254内。在所述实施例中，钻杆盒218的托架261还与臂230b的贮存硬止挡件257接触。贮存硬止挡件257有助于防止钻杆盒218过度旋转，同时还当钻杆盒218处于贮存位置时移除杆件258上的过剩力。在一些示例中，当在贮存位置时，杆件258可以松散地定位在贮存凹部254内，同时钻杆盒的重量经由托架261依靠在贮存硬止挡件257 上。在这种示例中，通过将杆件258定位在贮存凹部254中，能够防止钻杆盒218沿朝向操作位置的方向向后旋转。然而，在常规使用中，钻杆盒218 的重量由贮存硬止挡件257和托架261支撑，从而允许使用者容易地操纵杆件258进行上下运动，而不需要克服贮存凹部254与杆件258之间过多的摩擦力。在一些示例中，贮存硬止挡件257可以由诸如橡胶材料的缓冲材料做衬里。

当移动到操作位置时，如图23示，杆件258通过操作者沿向上方向移动，然后被定位在臂230b的操作凹部256内。类似于上述贮存硬止挡件257，操作硬止挡件259被构造成与托架261接合以在操作位置支撑钻杆盒218的重量，并防止钻杆盒218过度旋转超过操作位置。进一步，类似于贮存凹部254，杆件258可以松散地定位在操作凹部256内以防止钻杆盒218沿朝向贮存位置的方向向后旋转。在一些示例中，操作硬止挡件259可以由诸如橡胶材料的缓冲材料做衬里。

仅以示例的方式提供了上述各种实施例，并且所述实施例不应该被解释为限制所附权利要求。本领域的技术人员将要容易地认识到在没有以下示例性实施例和这里所示和所述的应用的情况下并且在不背离以下权利要求的实际精神和保护范围的情况下可以进行各种修改和改变。

Claims

1.一种用于将由钻杆形成的钻柱钻入到地下的水平定向钻机，其特征在于，所述水平定向钻机包括：

支撑钻头轨道的框架，所述钻头轨道限定纵向轴线；

2.根据权利要求1所述的水平定向钻机，其特征在于，当钻杆盒处于操作位置时，第一侧部是竖直的，而第二侧部相对竖直方向成一角度，并且其中，当钻杆盒处于贮存位置时，第一侧部相对于竖直方向成一角度，而第二侧部是竖直的。

3.根据权利要求1所述的水平定向钻机，其特征在于，当钻杆盒处于贮存位置时，水平定向钻机具有小于或等于36英寸的宽度。

4.根据权利要求1所述的水平定向钻机，其特征在于，钻杆盒具有开口内部结构，所述开口内部结构不包括限定用于容纳钻杆的任意预先定义的排或列的结构。

5.根据权利要求1所述的水平定向钻机，其特征在于，在邻近钻杆盒的上端处的宽度为在邻近钻杆盒的下端处的宽度的至少两倍。

6.根据权利要求1所述的水平定向钻机，其特征在于，框架包括主动止挡件，所述主动止挡件与钻杆盒相互作用以防止钻杆盒旋转超过操作位置和贮存位置。

7.根据权利要求1所述的水平定向钻机，其特征在于，钻杆盒包括用于使钻杆盒在贮存位置与操作位置之间移动的杆件。

8.根据权利要求7所述的水平定向钻机，其特征在于，杆件能够滑动地连接到钻杆盒，并且能够在与钻杆盒相关联的通道构件内移动，并且其中杆件与框架接合以将钻杆盒锁定在操作位置或贮存位置。

9.根据权利要求8所述的水平定向钻机，其特征在于，框架包括操作凹部和贮存凹部，并且其中当钻杆盒处于操作位置时，钻杆盒的杆件能够定位在操作凹部内，而当钻杆盒处于贮存位置时，钻杆盒的杆件能够定位在贮存凹部内。

10.根据权利要求8所述的水平定向钻机，其特征在于，框架包括操作硬止挡件和贮存硬止挡件，并且其中当钻杆盒处于操作位置时，钻杆盒的一部分与操作硬止挡件接触，而当钻杆盒处于贮存位置时，钻杆盒的所述部分与贮存硬止挡件接触。

11.根据权利要求1所述的水平定向钻机，其特征在于，钻杆盒能够被锁定在贮存位置或操作位置中并且被防止在贮存位置或操作位置中移动。

12.一种用于将由钻杆形成的钻柱钻入到地下的水平定向钻机，其特征在于，所述水平定向钻机包括：

13.根据权利要求12所述的水平定向钻机，其特征在于，当钻杆盒处于贮存位置时，水平定向钻机具有小于或等于42英寸的宽度。

14.根据权利要求13所述的水平定向钻机，其特征在于，当钻杆盒处于贮存位置时，所述水平定向钻机具有小于或等于36英寸的宽度。

15.根据权利要求12所述的水平定向钻机，其特征在于，框架包括主动止挡件，所述主动止挡件与钻杆盒相互作用以防止钻杆盒旋转超过操作位置和贮存位置。

16.根据权利要求12所述的水平定向钻机，其特征在于，钻杆盒包括用于使钻杆盒在贮存位置与操作位置之间移动的杆件。

17.根据权利要求16所述的水平定向钻机，其特征在于，杆件能够滑动地连接到钻杆盒并且能够在与钻杆盒相关联的通道构件内移动，并且其中杆件与框架接合以将钻杆盒锁定在操作位置或贮存位置中。

18.根据权利要求12所述的水平定向钻机，其特征在于，钻杆盒能够被锁定在贮存位置或操作位置中并且被防止在贮存位置或操作位置中移动。