专利名称：用于移动钻机桅杆的连接总成的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钻探设备，特别是一种用于定位钻机桅杆的连接总成。
背景技术：
钻机通常用于在不同地层上钻孔。钻机包括动力头或凿岩机或两者结合作为双头系统安装在桅杆总成上，其中桅杆总成定位在所需的钻进方向。该钻机通常含有一个能够至少沿桅杆的一部分移动动力头的机构和装置。动力头通常还包括容置钻杆上端并与之连接的机构。钻杆可为单钻杆或为作为超载荷系统的套管与钻杆的组合，或者是钻杆柱末端连接钻头或其他装置的钻杆柱，可称为钻头端。钻杆柱包括多根钻杆，每根钻杆的长度比桅杆有效行程短。动力头可向钻杆施加一种或多种力，作用到钻杆柱上。如果施加的力为旋转力，动力头可驱动钻杆柱在钻孔内旋转。钻杆柱的旋转可包括钻头的相应旋转，旋转运动使钻头产生切削动作。动力头施加的力也包括轴向推力，被传送至钻杆柱，促使钻杆柱以所需钻进角度切入地层。在钻机上经常提供桅杆连接总成，其用于定位钻机桅杆方向至所需的角度。这种连接总成经常包括悬臂总成(jib assembly)，用于提升、下放和倾斜桅杆总成。特别是，悬臂总成经常包括支撑桅杆总成的起重臂(jib boom)。起重臂经常通过起重油缸提升和下放桅杆。倾斜油缸经常直接安装在起重臂的一端，并在另一端与桅杆总成结合。倾斜油缸伸缩可调整钻机桅杆方向至所需的角度。尽管这种连接总成能够定向桅杆总成，但连接总成的结构经常升降桅杆总成导致钻进角度的改变。因此，在以相同钻进角度钻进多个孔的钻进作业时，钻完一个孔后，将桅杆总成降下，将钻机移至新的钻孔位置，再用起重油缸提升桅杆总成，并调度倾斜油缸使桅杆总成回到合适的钻进角度。每次重设钻进角度都增加了辅助作业时间，从而增加了钻进作业的成本。在此要求保护的主题并不限于解决上述任何缺点的实施方式或仅在上述环境下作业的实施方式。相反，提供这些背景技术仅是用于说明一个示例性的技术领域，在此描述的一些实施方式可被应用在该技术领域中。
发明内容
在至少一个实施例中，钻机使用的悬臂总成包括具有第一端和第二端的起重臂， 起重臂可绕第一端旋转，第二端与桅杆总成底座连接。起重臂还包括有连接总成，连接总成包括至少一个具有第一端和第二端的变距连杆。变距连杆的第一端与起重臂偏离，第二端被配置成可旋转地与桅杆总成底座连接。悬臂总成也可包括起重臂，其具有第一端和第二端，第一端与底座连接，第二端与桅杆总成底座连接配合连接。悬臂总成也可包括连接总成，连接总成包括至少一个变距连杆，该变距连杆与起重臂的第一端和第二端的连线保持平行。
此外，提供的用于定位钻机桅杆的总成，包括桅杆总成底座，具有第一端和第二端的起重臂，其中第一端与底座连接，第二端与桅杆总成底座连接。悬臂升降器被配置为使起重臂绕第一端旋转。悬臂连接总成可包括变距连杆，其一端与起重臂端部偏离一定位移，第二端与桅杆总成底座连接，当悬臂升降器使起重臂绕起重臂第一端旋转时，变距连杆与起重臂的第一端和第二端的连线保持平行。钻进系统包括桅杆和与钻机连接的悬臂总成。悬臂总成包括桅杆总成底座、具有第一端和第二端的起重臂，其中起重臂第一端与底座连接，第二端与桅杆总成底座连接。悬臂升降器可使起重臂绕第一端旋转。悬臂连接总成包括变距连杆，其第一端与起重臂偏离， 第二端和与桅杆总成底座连接，当悬臂升降器驱动起重臂绕起重臂第一端旋转时，变距连杆与起重臂的第一端和第二端的连线保持平行。钻进系统还包括与桅杆滑行总成底端连接的钻杆柱和与钻杆柱连接的钻头。提供该概要用于以简要形式介绍发明思想，在以下的详细描述中将对此进一步描述。该概要不有意于确定所要求主题的关键特征或必要特性，也不有意于被用于辅助确定所要求主题的范围。
为了进一步说明本发明如上所述的以及其他的优点和特征，将参照在附图中图示的具体实施方式
对本发明进行更具体的描述。应当意识到，这些附图仅图示了本发明的典型实施方式，因此不应被认为是对其范围的限制。通过使用如下附图，在添加特征和细节的情况下将对本发明进行描述和解释。附图如下图IA图示了钻进系统，其中桅杆总成处于运输位置；图IB图示了图IA的钻孔系统，其中桅杆总成被定位和定向至钻进作业的钻进角度；图IC图示了图IA和图IB的钻孔系统，其中在保持桅杆总成处于钻进角度的同时桅杆总成被提升；图2A图示了悬臂总成和部分桅杆总成，其中桅杆总成处于运输位置；图2B图示了图2A的悬臂总成和桅杆总成，其中桅杆总成被定位和定向至钻进角度；图2C图示了图2A和图2B的连接总成和桅杆总成，其中桅杆总成相对应于图2B 的位置被提升；和图3图示了根据一个实施例的连接总成和桅杆总成的平面图。与如下描述一起，
了示例性装置和方法的非限制性特征。为了清楚地说明，图中的组件的厚度和结构可被放大。不同附图中相同的参考数字代表相似元件，并不必须相同。
具体实施例方式在此提供了连接总成、悬臂总成和钻进系统，其被配置用于当桅杆被提升或降下时保持桅杆总成处于钻进角度。桅杆可被提升或降下，以使得钻机或钻孔系统可被移动。因此，当钻孔系统或钻探设备被在位于悬臂位置上的钻进位置之间移动时，可保持钻进角度，其中的钻进位置使用相同的钻进角度。连接总成可提供较高的回拉扭矩，这可使得连接总成容易地将桅杆总成移动至前端的极限位置之外的运输位置。此外，连接总成可降低钻机桅杆被过度旋转的可能性，因此增加了钻孔系统的稳定性。为了便于参考，术语“连接”应当被广泛理解为表示运动连接，例如连接件沿其移动的点之间的线，例如连接件绕其旋转的点，无论连接件的周边形状或其他结构。为了提供透彻的理解，如下描述提供了具体细节。然而本领域技术人员应当认识到总成和相关系统的实施和应用无需使用这些具体细节。图IA图示了钻进系统100，其包括钻探设备105，悬臂总成110和桅杆总成115，其中桅杆总成115被定位和定向用于运输。悬臂总成110可与支持结构连接，例如钻探设备 105。例如悬臂总成110可与钻探设备105连接，或者悬臂总成110可被作为钻探设备105 不可分割的一部分而提供。桅杆总成115与悬臂总成110连接并由其支撑。桅杆总成115还通过悬臂总成 110来被定位和定向。悬臂总成110通常包括起重臂125，其通过悬臂升降器130，例如提升液压油缸，而被提升或降下。悬臂总成110还包括悬臂连接总成135，其被配置为用于控制桅杆总成115的方向。桅杆总成115的方向可相对于通常的垂直方向140而被描述。悬臂总成110可包括悬臂旋转总成(jib slewing assembly) 145，其被配置为用于在一个平面内移动起重臂125，该平面通常垂直于竖轴140。该平面通常被称为水平面。因此，起重臂125由悬臂升降器130和悬臂旋转总成145定位。桅杆总成115的方向可由悬臂连接总成135控制。如图1所示，悬臂连接机构135包括至少一个可变长度的连接件，其偏离起重臂125设置。在悬臂连接总成135控制桅杆总成115相对于悬臂总成110的方向的同时，这种结构可允许悬臂升降器130和悬臂旋转总成145变化起重臂125的位置。在至少一个实施例中，可变连接件可以运动方式(in a kinematic sense)大体平行于起重臂 125。当桅杆总成115如前述方式移动时，悬臂连接总成135还可保持桅杆总成115相对于竖轴140的方向。保持桅杆总成115相对于垂直轴线140的方向可描述整个桅杆总成 115的方向或具体组件的方向。在至少一个实施例中，桅杆总成115不同组件的方向可在桅杆总成115的内部变化。在其他实施例中，桅杆总成115内组件的方向可被相对固定。为了便于参考，下面将论述桅杆总成115内组件可被变化的实施例。如图IA所示，桅杆总成115可包括桅杆总成底座150，其与悬臂总成110连接。在示例性实施例中，悬臂连接总成135与桅杆总成底座150以这样的方式连接，即悬臂连接总成135的一个或多个连接件可被变化，以控制桅杆总成底座150的方向。为了便于参考，桅杆总成115的运动将被相对于悬臂总成110来描述，而桅杆总成115内部的其他组件的运动将被相对于桅杆总成底座150来描述。桅杆总成底座150用于支撑桅杆支架152，其转而用于支撑桅杆155。桅杆倾斜油缸160也可被连接在桅杆支架152上，以提升桅杆155。桅杆总成115可进一步包括桅杆旋转总成165。桅杆旋转总成165可被桅杆总成底座150支撑，并与桅杆支架152连接。这种结构可允许桅杆旋转总成165相对于桅杆总成底座150旋转桅杆支架152。在至少一个实施例中，桅杆巧5可被配置为相对于桅杆支架152调动。具体地，伸缩油缸(未示出)可被连接在桅杆支架152和桅杆155两者上，以使得桅杆支架152的伸展和缩回使桅杆155相对于桅杆支架152调动。这种结构允许伸缩油缸可选择将桅杆155压到地面上，从而在钻进过程，为钻进系统，特别是悬臂总成110和悬臂连接总成135提供更多的稳定性。如下所述，悬臂总成110和桅杆总成115用于定向和定位桅杆155。悬臂连接总成 135用于当桅杆155被提升和降下时保持桅杆155的方向。动力头170可与桅杆155连接。如图IB所示，悬臂总成110和桅杆总成115可配合将桅杆支架152，特别是桅杆155移动至钻进位置。如图IB进一步所示，动力头170可连接钻杆175。钻杆175依次与另外的钻杆连接组成钻杆柱180。钻杆柱180可与钻头185 连接，钻头185可用于钻进材料，例如地层190。在至少一个实施例中，图1所示的动力头170用于在钻进作业时旋转钻杆柱180。 特别是，在钻进作业时钻杆柱180的旋转速度可根据需要变化。此外，动力头170可沿桅杆 155相对滑移，以向动力头170施加轴向力，促使钻进作业时钻头185进入地层190。桅杆155相对于垂直轴线140的定向有助于当钻杆柱180穿过地层190时，确定钻杆柱180的方向。桅杆155的定向，及当进入地层190时随之的钻杆柱180的方向，可以描述为钻进角度，且可相对于任何任意的轴线作为参考，例如垂直轴线140。在所示的实施例中，通过变化悬臂连接件135的一个或多个连杆和/或变化桅杆倾斜油缸160的长度，桅杆巧5可被移至钻进角度θ d(theta下标d)。在图IB中，所示的桅杆总成115被放置在邻近地层190的位置，且桅杆155被定向为钻进角度9d。如前面的介绍，悬臂连接总成135被配置为用于在保持桅杆总成115 处于钻进角度θ d的同时提升和降下桅杆总成115。如图IC所示的结构，其中悬臂升降器 130已被操作，在悬臂连接总成135保持桅杆总成115处于所需钻进角度θ d的同时，将桅杆总成115提升出地层190。因此，悬臂连接总成135被配置用于当桅杆总成115移动时， 保持桅杆总成115处于所需方向。因此，使用悬臂连接总成135使桅杆总成115达到所需角度θ d，在不改变起重臂连接总成的连接件的长度的情况下，钻孔可被保持不变，例如改变倾斜油缸230的冲程(图2A)。这种结构可允许钻孔系统100在保持相同钻进角度的同时调节更高的钻进位置。这种现象是通过连接件225和235(图2A)产生的。提供图示的钻探设备105仅为了便于参考。应当意识到钻探设备105可具有任何结构，例如轮式钻机、履带式钻机以及它们的结合，或任何其他类型的钻探设备。此外，在所示的实施例中，可使用桅杆倾斜油缸160和桅杆旋转总成165定位和/或定向桅杆155。在其他实施例中，桅杆155可被固定安装在桅杆底座150上，以使得悬臂连接总成135控制桅杆155的位置和方向。在另外其他实施例中，桅杆总成115可包括比前述更多或更少的定位和/或方向定向组件。此外，尽管所示的为旋转型动力头，但应当认识到任何类型的动力头可被连接到任何类型的桅杆上，包括冲击动力头，声波，或任何其他类型的动力头。此外， 任何数量的动力头可被可操作的连接在钻机桅杆上。图2A-2C更详细地图示了悬臂总成110和部分桅杆总成的正视图，其中的桅杆总成包括桅杆底座150，桅杆支架152和桅杆旋转总成165。特别是，图2A-2C图示了这些组件分别处于与它们在图1A-1C中钻孔系统100中所示位置类似的位置。图3更详细地图示了悬臂总成110，桅杆支架152，桅杆倾斜油缸160和桅杆旋转总成165的平面图。在至少一个实施例中，悬臂总成110和桅杆支架152可包括两个半部分300A和300B，它们大体上关于线305表示的平面对称。为了便于参考，半部分300A的组件将参照图2A-2C来描述。应当意识到相同的论述也适合于半部分300B。首先论述悬臂总成110和桅杆倾斜总成160定向桅杆支架152相对于垂直轴线140的方向的操作，随后论述悬臂旋转总成145和桅杆旋转总成165相对于水平面定位桅杆支架152的操作。转到图2A，悬臂总成110包括悬臂底座200，其与基底结构连接，例如钻机105(图 1A-1C)。起重臂125与悬臂底座200连接。具体地，起重臂125包括第一端125A，该端通过枢轴205与悬臂底座200连接。起重臂125的第二端125B与桅杆总成底座150连接，如下所述。悬臂升降器130也可与起重臂125 —起被连接在悬臂底座200上，以使得悬臂升降器130的第一端130A通过枢轴210与悬臂底座200连接。悬臂升降器130的第二端130B与起重臂125连接，以使得当悬臂升降器130伸展和缩回是，悬臂升降器130提升和降下起重臂125。例如，枢轴215可将悬臂升降器130的第二端130B连接至靠近第二端125B的起重臂125上。在所示实施例中，枢轴215连接在偏置底座220上，以使得悬臂升降器130的第二端130B与起重臂125偏离。所示的悬臂连接总成135包括下部连接件225和上部连接件230，他们通过旋转连接件235连接。第一端225A通过枢轴240与悬臂底座200可旋转连接，而第二端225B通过枢轴245与旋转连接件235的第一端235A可旋转连接。旋转连接件235也可与起重臂125连接，例如通过枢轴250。旋转连接件235的第二端235B可进一步与上部连接件230的第一端230A连接，例如通过枢轴255。上部连接件 230的第二端230B可与桅杆总成底座150连接。具体地，桅杆总成底座150可包括多根臂 150A 和 150B。在所示实施例中，起重臂125的第二端125B通过枢轴260与150A连接，而上部连接件230的第二端230B通过枢轴265与150B连接。桅杆总成底座150的方向取决于，至少部分，臂150A和150B的相对位置。在至少一个实施例中，桅杆总成底座150可为刚性的， 以使得臂150A的移动导致另一臂150B成比例的移动，或反之。因此，桅杆总成底座150的方向取决于臂150A和150B的相对位置，该相对位置反而取决于，至少部分，起重臂125的悬臂连接总成135的运动。如下详述，当起重臂125被提升或降下时，臂150A和150B的方向可被保持相对稳定。首先描述从运输位置移动桅杆总成115的情况下桅杆倾斜油缸160的操作。此后将描述确立桅杆支架152的方向的情况下，悬臂连接总成135和桅杆倾斜油缸160的动作，随后描述起重臂125被提升时，悬臂连接总成135、起重臂125和桅杆总成底座150的相互作用。如图2A所示，桅杆旋转总成165可被安装在桅杆总成底座150上。桅杆支架152 转而与桅杆旋转总成165连接。桅杆旋转总成165的作业将参照附图3进行更详细的描述。 继续参照附图2A，桅杆支架152通常包括与桅杆旋转总成165连接的基底部分270。平台 275通过枢轴277与基底270可旋转连接。桅杆倾斜油缸160将基底部分270以这样的方式与平台275连接，即当桅杆倾斜油缸160被伸展和缩回时，平台275被提升和降下。在至少一个实施例中，桅杆倾斜油缸 160为液压油缸，其包括通过枢轴280与基底270可旋转连接的第一端160A和通过枢轴285 与平台275可旋转连接的第二端160B。因此，通过伸展桅杆倾斜油缸160使平台275和任何与其连接的组件绕枢轴277旋转至运输位置，如图2A所示朝向钻进位置，平台275可被提升。在至少一个实施例中，首先论述的调度油缸(未示出)可与一个或多个底座295连接。桅杆155(图1A-1C)转而与底座295连接，以使得伸展或缩回使得底座四5，从而桅杆 155(图1A-1B)相对平台275被调度。图2B图示了处于提升位置的桅杆支架152，从而相对于枢轴140定向平台275至所需角度。通过桅杆倾斜油缸160的进一步作业或悬臂连接总成135的作业，平台275的方向可被进一步改变。悬臂连接总成135的作业改变整个桅杆总成115的方向，因此也改变桅杆倾斜油缸160的方向。如上所述，悬臂连接总成135包括至少一个具有变距连杆。在所示的实施例中，上部连接件230为变距连杆。应当意识到，下部连接件225可具有可变长度或固定长度。因此，下部连接件225的任何一个或两个同时可具有可变长度。其他连接件也可根据需要具有可变长度。上部连接件230可为任何所需结构，以提供可变长度。在所示的实施例中，上部连接件230为液压油缸，其可伸展和缩回以改变上部连接件230的长度。如上所述，臂150A 通过枢轴沈0与起重臂的第二端125B连接。因此，伸展上部连接件230引起臂150B相对于臂150A绕枢轴260旋转，从而改变桅杆总成115相对于枢轴140的方向。如之前介绍，起重臂125可通过悬臂升降器130被提升或降下。具体地，悬臂升降器130伸展和缩回以使起重臂125绕枢轴205旋转。由于绕枢轴205旋转引起的起重臂 125的运动同时包括竖直和水平运动，因此，当起重臂125旋转至图2C所示位置时，第二端 125B的运动同时包括竖直和水平运动。从图2B位置向图2C位置旋转起重臂125的水平分量被导向悬臂底座200.悬臂连接总成135可与起重臂125连接，以使得悬臂连接总成135跟随起重臂 125。此外，起重臂125和悬臂连接总成135的相互作用使得悬臂连接总成135保持了臂 150B相对于臂150A的方向。连接总成可包括任何数目的连接件和枢轴，以保持臂150A和 150B的方向。此外，连接件可被以任何方式定位和定向，以保持臂150A和150B间的结构。 现在将对一个示例性连接结构进行详细论述。如图2B和2C所示，下部连接件225和上部连接件230彼此连接，并通过旋转连接件235与起重臂125连接。旋转连接件235可如图所示，以使得下部连接件225和上部连接件230通常彼此平行。在至少一个实施例中，旋转连接件235可定位和保持下部连接225 和上部连接件230相对于彼此的平行，和/或保持连接件225和/或上部连接件230平行于起重臂125。因此，悬臂连接总成135的运动可与起重臂125的运动耦合。例如，当起重臂125 被提升时，起重臂125带动旋转连接件235。当旋转连接件235随着起重臂125旋转而移动时，下部连接件225同时与旋转连接件235和悬臂底座200的连接引起下部连接件225绕枢轴210旋转。随着下部连接件225因此的旋转，第二端225B由于旋转同时竖直和水平移动。起重臂125和下部连接件225通过旋转连接件235的连接引起下部连接件225竖直和水平运动，其与起重臂125的竖直和水平运动成比例的。上部连接件230的运动与下部连接件225的运动通过旋转连接件235连接。因此， 下部连接件225成比例的运动经旋转连接件235被传递至上部连接件230。由下部连接件 225向上部连接件传递的成比例的运动引起上部连接件230竖直和水平运动，其与下部连接件225的竖直和水平运动成比例。如之前论述，上部连接件230与臂150B连接，而起重臂125与臂150A连接。因此，上部连接件230相对于下部连接件225的成比例运动导致臂150A和150B的成比例运动。150A和150B的成比例运动可保持150A和150B相对于彼此的方向。保持臂150A和150B具有相同的相对方向可保持桅杆总成底座150的方向，并因此保持所附桅杆总成115(图1A-1C)的方向。由此可见，所提供的机构中下部连接件225和上部连接件230大体上彼此平行。在至少一个实施例中，下部连接件225和上部连接件230也可大体上平行于起重臂125。在至少一个实施例中，下部连接件225和上部连接件230也可通常彼此偏离，并与起重臂125 偏离。上部连接件230也可为与起重臂125偏离的变距连杆。在其他实施例中，连接件也可被提供在起重臂125的一侧，其中包括至少一个变距连杆。在该实施例中，变距连杆可与起重臂125偏离。此外，在该实施例中，当起重臂125旋转提升或降下桅杆总成115时(图 1A-1C)，连接件或连接件们可大体上平行于起重臂125运动。在另一实施例中，可采用大体上与起重臂平行的单根连杆。该单根连杆可旋转的在一端与偏离起重臂的底座连接，在另一端与桅杆总成底座连接。因此，各种结构可被提供，其中变距连杆可被设置在相对于起重臂偏离的位置，同时保持变距连杆大体上平行于起重臂，从而当起重臂被提升或降下时保持桅杆总成底座的方向。图3图示了悬臂总成110，桅杆总成底座150，桅杆旋转总成165和桅杆倾斜油缸 160的平面图。如之前介绍，悬臂总成110包括悬臂旋转总成145。在所示实施例中，悬臂旋转总成145可包括旋转油缸305A和305B。旋转油缸305A和305B可与静止结构连接，例如悬臂底座200。通过缩回旋转头305B实现旋转头305A的伸展，导致悬臂总成110的其余部分绕枢轴310旋转，从而相对于固定结构定位悬臂总成110。当旋转油缸305A缩回使悬臂总成110向相反方向旋转时，旋转油缸305B类似的伸展。以类似的方式，桅杆旋转总成165可驱动桅杆支架152相对于悬臂总成110旋转。 具体地，桅杆支架152可与桅杆旋转头315通过枢轴290连接，如图2A-2C所示。再参见图 3，桅杆旋转总成165可进一步包括桅杆旋转油缸320。桅杆旋转油缸320可通过底座325 被锁定在桅杆旋转头315上。底座325可提供相对静止的基底，由此桅杆旋转油缸320可被伸展和缩回，以旋转桅杆支架152。桅杆旋转油缸320可通过枢轴330连接在桅杆支架152上。枢轴330允许桅杆旋转油缸320当其伸展或缩回时旋转。相对于桅杆旋转头315旋转桅杆支架152，可允许桅杆旋转总成165进一步相对于悬臂总成110定位桅杆支架152。当桅杆旋转总成145旋转起重臂152时，桅杆升降器130的相对伸展(图2A-2C) 被保持。因此，悬臂总成110可被配置为这样，以使得起重臂125的旋转不会改变起重臂 125的方向。类似地，桅杆总成115(图2A-2B)可被配置为这样，以使得通过桅杆旋转总成 165产生的桅杆支架152的旋转也不会改变桅杆支架152的方向。因此，当起重臂和桅杆支架152在旋转的同时被提升和降下时，起重臂125和/或桅杆支架152的方向可被保持。如上所述，悬臂连接总成135 (图2A-2C)可被配置为提供相对高的拉回扭矩，同时帮助当桅杆总成115从钻进位置向运输位置移动时，将桅杆总成115过度旋转的可能最小化。钻进位置如图2B所示，而运输位置如图2A所示。如上所述，上部连接件230从起重臂125偏离。如图2A和2B所示，上部连接件 230改变相对短的长度就可从钻进位置向运输位置移动桅杆总成115。与起重油缸直接安装在起重臂上的结构相比，相对短的长度变化可增加上部连接件230施加在桅杆总成底座
10150上的扭矩。此外，上部连接件230上相对短的长度变化，可降低上部连接件230伸展引起上部连接件230过度旋转桅杆总成115通过竖轴140的可能性。因此，该结构可允许作业人员朝向和远离钻探设备(105，图1A-1B)均可旋转桅杆总成115至所需钻进角度。由此可见，当桅杆被提升或降下时，连接总成、悬臂总成和钻孔系统可保持桅杆总成处于钻进角度。桅杆可被提升和降下，从而允许钻机或钻孔系统移动。因此，当钻孔系统或设备在悬臂位置上的钻进位置间移动时，可保持钻进角度。其中悬臂位置使用相同的钻进角度。连接总成可提供相对高的拉回扭矩，这可允许连接总成容易地移动桅杆总成至运输位置。此外，连接总成的结构可降低钻机桅杆过度旋转的可能性，从而增加钻机系统的稳定性。在不偏离本发明的精神或基本特征的情况下，本发明可按照其他方式实施。所描述的实施方式被认为在各方面仅是用于说明而非限制。因此本发明的范围由所附权利要求书而不是由前述描述指出。权利要求等价含义和范围内的所有改变都应当包括在其范围内。
权利要求
1.一种钻机使用的悬臂总成，包括具有第一端和第二端的起重臂，所述起重臂配置成绕所述第一端旋转，且所述第二端被配置为与桅杆总成底座连接；和具有至少一个变距连杆的连接总成，所述变距连杆具有第一端和第二端，所述第一端与所述起重臂偏离，且所述第二端被配置成与桅杆总成底座旋转连接。
2.如权利要求1的悬臂总成，其中所述变距连杆平行于所述起重臂。
3.如权利要求1的悬臂总成，其中所述连接总成包括上部连接件、下部连接件和旋转连接件，旋转连接件与所述上部连接件和所述下部连接件连接，其中所述旋转连接件还与所述起重臂可旋转连接，所述下部连接件和所述上部连接件彼此平行，且其中上部和下部连接件中的至少一个包括变距连杆。
4.如权利要求3的悬臂总成，其中所述上部连接件包括所述变距连杆。
5.如权利要求4的悬臂总成，其中所述上部连接件和所述下部连接件平行于所述起重臂。
6.如权利要求5的悬臂总成，其中上部连接件和下部连接件位于所述起重臂相对的侧。
7.如权利要求5的悬臂总成，其中桅杆总成底座包括第一臂和与第一臂偏离的第二臂，所述起重臂被配置为与第一臂连接，且所述上部连接件被配置为与第二臂连接。
8.如权利要求1的悬臂总成，其中变距连杆包括液压油缸。
9.一种悬臂总成，包括具有第一端和第二端的起重臂，其中第一端被配置为与底座连接，第二端被配置为与桅杆总成底座连接；和，具有至少一个变距连杆的连接总成，所述变距连杆被保持平行于所述起重臂的所述第一端和所述第二端间的连线。
10.如权利要求9的悬臂总成，其中所述变距连杆被设置在所述起重臂的第一侧，且还包括将所述变距连杆连接至起重臂的旋转连接件。
11.如权利要求10的悬臂总成，还包括连接件和第二端，其中连接件配置为与底座连接，第二端与所述旋转连接件连接。
12.如权利要求10的悬臂总成，其中所述连接件位于所述起重臂的与变距连杆相对的一侧。
13.如权利要求12的悬臂总成，其中所述旋转连接件与所述起重臂可旋转连接。
14.如权利要求9所述的悬臂总成，还包括悬臂升降器，其可操作的与所述起重臂连接，所述悬臂升降器被配置为使起重臂绕所述第一端旋转。
15.一种用于定位钻机桅杆的总成，包括 桅杆总成底座；具有第一端和第二端的起重臂，其中第一端与一底座连接，第二端与所述桅杆总成底座连接；悬臂升降器，其被配置为使所述起重臂绕所述第一端旋转；同时具有变距连杆的悬臂连接总成，其中变距连杆具有第一端和第二端，第一端与所述起重臂偏离，第二端与桅杆总成底座连接，以使得当悬臂升降器使所述起重臂绕所述起重臂的所述第一端旋转时，所述变距连杆平行于所述起重臂的所述第一端和所述第二端间的连线。
16.如权利要求15的总成，还包括旋转连接件，其与所述变距连杆的所述第一端连接， 和与所述旋转连接件的第二端连接的连接件。
17.如权利要求16的总成，其中所述旋转连接件还与所述起重臂可旋转连接，且所述连接件与所述底座连接。
18.如权利要求17的总成，其中所述连接件和所述变距连杆被设置在所述起重臂的相对侧。
19.如权利要求18的总成，其中所述连接件平行于所述可变连接件。
20.如权利要求18的总成，还包括与所述起重臂连接的悬臂旋转总成。
21.如权利要求15的总成，还包括与所述桅杆总成底座连接的桅杆支架。
22.如权利要求21的总成，还包括桅杆旋转总成，其与所述桅杆支架和所述桅杆总成底座连接，所述桅杆旋转总成被配置为使所述桅杆支架相对于所述桅杆总成底座旋转。
23.一种钻孔系统，包括钻探设备；与钻探设备连接的悬臂总成，悬臂总成包括桅杆总成底座；具有第一端和第二端的起重臂，其中第一端与所述钻探设备连接，第二端与所述桅杆总成底座连接；悬臂升降器，其被配置为使所述起重臂绕所述第一端旋转；和具有变距连杆的悬臂连接总成，其中变距连杆具有第一端和第二端，第一端与所述起重臂偏离，第二端与桅杆总成底座连接，以使得当悬臂升降器使所述起重臂绕所述起重臂的所述第一端旋转时，所述变距连杆平行于所述起重臂的所述第一端和所述第二端间的连线；与所述桅杆总成底座连接的桅杆；和与所述桅杆连接的动力头。
24.如权利要求23的系统，其中所述悬臂总成可拆卸的与所述钻探设备连接。
25.如权利要求23的系统，还包括与所述桅杆总成底座连接的桅杆支架，所述桅杆支架被配置为使所述桅杆相对于所述桅杆总成底座旋转。
26.如权利要求25的系统，还包括与所述桅杆总成底座和所述桅杆支架连接的桅杆旋转总成，所述桅杆旋转总成被配置为使所述桅杆支架相对于所述桅杆总成底座旋转。
全文摘要
一种钻机使用的悬臂总成，包括具有第一端和第二端的起重臂。所述起重臂被配置为绕所述第一端旋转，且所述第二端被配置为与桅杆总成底座连接。悬臂总成还包括具有至少一个变距连杆的连接总成，所述变距连杆具有第一端和第二端。所述第一端与所述起重臂偏离，且所述第二端与桅杆总成底座旋转配合连接。
文档编号E21B15/00GK102159788SQ200980136877
公开日2011年8月17日 申请日期2009年9月16日 优先权日2008年9月18日
发明者克里斯托弗·克鲁泽, 斯蒂芬·雷德 申请人:长年Tm公司