可沿着齿条移动并且包括由电马达驱动的小齿轮的钻机滑架的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开大体涉及钻机，并且具体地涉及一种采用可沿着齿条移动的滑架并且包括由电马达驱动的小齿轮的钻机。在几个示例性实施例中，顶部驱动装置联接到滑架。
【发明内容】
[0002]本公开包含多个方面，其中第一方面涉及一种设备，该设备包括:钻机井架，包括纵向延伸的框架，该纵向延伸的框架具有第一侧部和第二侧部，该第二侧部以平行关系并且在与框架的纵向延伸部垂直的第一方向上与第一侧部隔开；在框架的第一侧部处联接到框架的第一齿条；和在框架的第一侧部处联接到框架的第二齿条；其中，第二齿条与第一齿条以平行关系并且在与第一方向和框架的纵向延伸部中的每一个均垂直的第二方向上隔开；并且其中，第二齿条背向第一齿条；和适于沿着钻机井架移动的钻机滑架，该钻机滑架包括:本体结构；联接到本体结构的第一和第二电马达；和分别可操作地联接到第一和第二电马达的第一和第二小齿轮；其中，第二小齿轮在第二方向上与第一小齿轮隔开，使得第一和第二小齿轮分别适于接合第一齿条和第二齿条。
[0003]在第二方面中，本公开包含一种方法，该方法包括:提供沿着第一轴线纵向地延伸的塔，该塔包括第一齿条和第二齿条，所述第一齿条和第二齿条以平行关系隔开并且背向彼此；提供用以装配或拆卸成串的管状构件的顶部驱动装置，该顶部驱动装置能够沿着第一轴线并且相对于塔移动；将第一和第二电马达联接到顶部驱动装置；将第一和第二电马达分别可操作地联接到第一和第二小齿轮；并且将第一和第二小齿轮分别与第一齿条和第二齿条接合，以使至少顶部驱动装置和第一和第二电马达沿着第一轴线并且相对于塔移动。每个方面连同其它方面可以与各实施例组合，如本文进一步描述的。
【附图说明】
[0004]从当结合附图阅读下列详细描述最好地理解本公开。根据在工业中的标准实践，强调的是，各种特征不按比例绘制。事实上，为了讨论的清晰，各种特征的尺寸可以被任意地放大或缩小。
[0005]图1为根据本公开的一个或多个方面的设备的侧视图。
[0006]图2为根据本公开的一个或多个方面的图1所示的设备的一部分的透视图。
[0007]图3为根据本公开的一个或多个方面的图1所示的设备的一部分的透视图。
[0008]图4为根据本公开的一个或多个方面的图1所示的设备的一部分的前视图。
[0009]图5为根据本公开的一个或多个方面的沿着图4的线5-5截取的截面图。
[0010]图6为根据本公开的一个或多个方面的图1所示的设备的部件的截面图。
[0011]图7为根据本公开的一个或多个方面的图1所示的设备的部件的后立视图。
[0012]图8为根据本公开的一个或多个方面的设备的透视图。
[0013]图9为根据本公开的一个或多个方面的图8中所示的设备的一部分的放大图。
[0014]图10为根据本公开的一个或多个方面的图8所示的设备的一部分的前视图。
[0015]图11为根据本公开的一个或多个方面的图10中所示的部分的侧视图。
[0016]图12为根据本公开的一个或多个方面的沿着图10的线12-12截取的截面图。
[0017]图13为根据本公开的一个或多个方面的设备的右侧视图。
[0018]图14为根据本公开的一个或多个方面的图13所示的设备的钻机滑架的透视图。
[0019]图15-18分别为根据本公开的一个或多个方面的图14的钻机滑架的前立视图、左侧立视图、右侧立视图和俯视图。
[0020]图19为根据本公开的一个或多个方面的图13所示的设备的一部分的前立视图。
[0021]图20为根据本公开的一个或多个方面的沿着图19的线20-20截取的截面图。
[0022]图21为根据本公开的一个或多个方面的沿着图19的线21-21截取的截面图。
[0023]图22为根据本公开的一个或多个方面的设备的俯视图。
[0024]图23为根据本公开的一个或多个方面的设备的俯视图。
【具体实施方式】
[0025]应当理解的是，下列公开内容提供许多不同的实施例或用于实施各实施例的不同特征的示例。下面描述部件和布置的特定示例以简化本公开。当然，这些仅仅是示例并且不旨在为限制性的。此外，本公开可以在各示例中重复附图标记和/或字母。该重复是为了简单和清晰目的并且在本质上不决定所讨论的各实施例和/或构造之间的关系。而且，在接下来的描述中，第一特征形成在第二特征上方或之上可以包括第一特征和第二特征以直接接触的形式形成的实施例，并且还可以包括可以形成置入第一特征与第二特征之间的附加结构的实施例，使得第一特征和第二特征可以不直接接触。
[0026]参照图1，示出设备10的立视图。设备10可以是陆地钻机，包括陆地钻机，或为陆地钻机的一部分。在几个示例性实施例中，代替陆基钻机，设备10可以是任意类型的钻机，包括任意类型的钻机或为任意类型的钻机的一部分，所述任意类型的钻机尤其诸如自升式钻机、半潜式钻机、钻进船、挠性管钻机、平台钻机、斜向钻机、或套管钻机。设备10包括平台12，该平台12包括钻台14，该钻台14被定位成与井眼16相邻或在井眼16上方。在几个示例性实施例中，平台12可以是几个类型的平台中的中的一个或多个，包括几个类型的平台中的中的一个或多个，或为几个类型的平台中的中的一个或多个的一部分。钻机井架或塔18联接到平台12，并且沿着轴线20纵向地延伸。在一个实施例中，塔18可释放地联接。支撑构件22在平台12与塔18之间延伸。钻机滑架24可移动地联接到塔18。顶部驱动装置26联接到滑架24。顶部驱动装置26以与塔18呈平行关系纵向地延伸。如将在下文中进一步详细地描述的，滑架24和联接到其的顶部驱动装置26能够相对于塔18沿着轴线20移动。如将在下文中进一步详细地描述的，顶部驱动装置26能够相对于塔18在位置28与30之间移动，如图1所示。在几个示例性实施例中，设备10不包括顶部驱动装置26 ;作为替代，设备10可以是另一种类型的钻机，包括另一种类型的钻机，或为另一种类型的钻机的一部分，所述另一个型的钻机诸如例如旋转回转钻机或动力回转钻机。
[0027]参照图2和图3，示出设备10的部分的透视图。塔18包括框架32和在框架32与钻台14之间延伸的支撑支腿34a和34b。齿条36a和36b联接到框架32的相对侧。在另一个实施例(未示出)中，齿条36a和36b通过与框架32—体化形成而联接到框架32。齿条36a和36b以平行关系隔开且背向彼此。齿条36a和36b延伸过由滑架24限定的开口38。框架32包括在齿条36a与36b之间延伸的前面板40。联结构件42在枢轴连接部44处可枢转地联接到滑架24。联结构件42包括平行隔开的弓形构件46a和46b和在所述弓形构件46a和46b之间延伸的多个横向延伸的构件47。致动器48a和48b分别在滑架24与弓形构件46a和46b之间有角度地延伸。在一示例性实施例中，致动器48a和48b是液压缸。在几个示例性实施例中，致动器48a和48b中的每一个为液压致动器、电磁致动器、气动致动器、线性致动器和/或其任意组合，包括液压致动器、电磁致动器、气动致动器、线性致动器和/或其任意组合，或为液压致动器、电磁致动器、气动致动器、线性致动器和/或其任意组合的一部分。
[0028]参照图4，示出设备10的一部分的立视图。如图4所示，顶部驱动装置26在枢轴连接部50处可枢转地联接到联结构件42。电马达52a、52b和52c联接到滑架24并且因此也联接到顶部驱动装置26。同样地，电马达54a、54b和54c联接到滑架24并且因此也联接到顶部驱动装置26，并且在垂直于轴线20的方向上与电马达52a、52b和52c隔开。在一示例性实施例中，电马达52a-52c和54a_54c中的每一个为AC马达并且受到单个变频驱动器(VFD)或多个VFD的控制，其被同步化并且被编程以与其它马达同时工作以提供均匀运动和扭矩。在一示例性实施例中，电马达52a-52c和54a_54c中的一个或多个受到单个VFD的控制。在一示例性实施例中，电马达52a-52c和54a_54c —个或多个受到多个VFD的控制。在一示例性实施例中，电马达52a-52c和54a_54c中的每一个为AC马达并且提供初级动态制动。在一示例性实施例中，电马达52a-52c和54a_54c中的每一个包括齿轮箱和在齿轮箱中或在齿轮箱处的制动器。在一示例性实施例中，电马达52a-52c和54a_54c中的每一个包括译码器，该译码器合并在马达轴上以提供更多精确的VFD控制。
[0029]参照图5和图6，分别示出沿着图4的线5-5截取的截面图和框架32的截面图。小齿轮56可操作地联接到电马达52a。小齿轮56与齿条36a接合。同样地，小齿轮58可操作地联接到电马达54a。小齿轮58与齿条36b接合，并且在垂直于轴线20的方向59上与小齿轮56隔开。如图5中所示，滑架24包括中心部分60和从中心部分60延伸的引导部分62a和62b。引导部分62a延伸经过齿条36a，并且缠绕框架32以经引导元件66a接合框架32的板64。类似地，引导部分62b延伸经过齿条36b并且缠绕框架32以经引导元件66b接合板64。电马达52a-52c和54a_54c联接到滑架24的中心部分60。中心部分60经引导元件68a和68b接合框架32的板40。
[0030]参照图7，示出小齿轮56、齿条36a、滑架24的中心部分60、和塔18的框架32的板40相应的部分的后视图。如图7所示，小齿轮56的齿56a在齿条36a的相邻的齿36aa和36ab之间延伸并且接合齿条36a的相邻的齿36aa和36ab。虽然在图形中未示出，各自与小齿轮56大致完全相同的小齿轮分别可操作地联接到电马达52b和52c，并且接合齿条36a。同样地，各自与小齿轮58大致完全相同的小齿轮分别可操作地联接到电马达54b和54c，并且接合齿条36b。
[0031]在操作中，在继续参照图1-7的一示例性实施例中，采用设备10来装配成串的管状构件(或管件)，诸如作为油气开采作业的部分的钻管或套管。更具体地，至少一个管状构件临时联接到顶部驱动装置26，该顶部驱动装置26工作以将那个管状构件联接到已经在井眼16内延伸或竖直地定位在井眼16与联接到顶部驱动装置26的管状构件之间的另一个管状构件或从该另一个管状构件分离。对于本文所描述的所有实施例，本文所公开的操作可以反向进行以将管松开或将套筒从井眼取出或从成串的管状构件卸下管状构件或成对的管状构件。例如，如图2所示，开口 70形成在平台12中，并且开口 70接纳来自管状操作装置(未示出)的管状构件72。如图1和图2中所示，管状构件73可以联接到管状构件72，并且可以采用顶部驱动装置26来将管状构件72和73两者联