钻机移动系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种钻机重定位系统。提升框架设置在钻机底部结构的底座盒的两个相反端。提升缸和支承底板组件在该提升框架下方以可旋转的方式连接。该支承底板组件可以旋转到用于移动该钻机的期望的方向。然后伸展该提升缸，从而将支承底板组件放置到地面上并将底座盒和钻机提离地面。该钻机被支撑在可滑动地安装在支承底板组件中的直线套筒轴承上。支承底板上的平移缸伸展，以通过沿着该轴平移所述直线套筒轴承来移动钻机。在该提升缸伸展到将支承底板放置在地面上之后，该平移缸缩回，从而提供带有该轴的整个长度的直线轴承以用于下一次的运动。
【专利说明】钻机移动系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于将重型装备在自然地表上重新定位的重定位系统。例如，本发明使得钻机能够在将在紧邻区域内钻出多个井眼的地方自行重定位。特别地，本发明提供了一种提升和滑动机构，对于该机构，滑动机构利用了被接合在圆柱形滑动件对(Slidepairs)上的直线套筒轴承，其中该轴承位于主密闭壳体中，该主密闭壳体提供了无污染的环境。该壳体能够填充有润滑剂。这种设计的结果是显著减小了阻碍该重型装备的滑动运动的摩擦力，从而提供了更平滑的平移。
【背景技术】
[0002]在石油、天然气和地热能源的勘探中，钻井作业用于在地球上形成钻孔或井。在地下勘探中使用的钻机必须被运输到要开始钻井活动的场所。这些场所通常很遥远且处于起伏不平的地形中。在国道上运输这种钻机需要符合高速公路安全法并适应桥下或隧道内的间隙。一旦运输到期望的场所，所有的大型钻机部件都必须从运输拖车上移走而进入与钻井垫块上的其他部件接合的状态。
[0003]移动全尺寸的钻机和竖起常规的井架和底座结构通常需要在钻井位置处的大型起重机的辅助。当完成钻探活动并且要拆卸该钻机并准备将其运输到新的钻井位置时，将再次需要这些起重机。一旦起重机已经竖起了井架和底座结构，则需要重新安装与钻机的操作有关的大部分机械。这些机械例如包括:具有泥浆软管和电气服务回路的顶驱(topdrive)、AC绞车、回转台、扭矩扳手、立管管汇和Β0Ρ。将钻机井架从运输拖车移动到与底座结构接合的状态仍然很耗时间，并且很困难。
[0004]为了优化钻井作业的经济性，在单次租赁中钻出几个定向控制的井已经成为惯例。因此，钻机仅需要被移动几英尺。这优化了租赁费用并极大地减少了由于运输而引起的停工时间。在固定平台上的海上作业在几十年前已经通过将钻机放置在轨道系统上实践了该惯例，例如在远离加利福尼亚长滩海岸的萨姆群岛处。然而，在传统的陆地钻井作业中，需要在钻机无最小程度的拆卸的情况下、跨自然地形移动钻机。
[0005]为了完成该移动，传统的做法已经利用了在底座盒的角部处的吊板(liftingpads)。以此方式，完全搭建好的钻机能够每次移动几英尺，直到它被定位在下一个井眼位置上。多年来，钻机能够由吊舱移动。已经公布了各种关于钻机重定位设备的专利。
[0006]例如，Davidson的美国专利N0.2，660，253描述了一种设备，其中，平台置于在底座上，并且轨道被固定在底座的下侧以提供水平移动并且该底座由立式千斤顶支撑。在操作中，不同组的千斤顶交替地伸展和缩回。附接到所述轨道的液压装置然后使底座相对于浮筒移动，以使整个平台在向前方向上移动。Davidson的专利中公开的设备使得包括承载元件且提供纵向移位的轨道不受保护且暴露于多种因素下，这些因素能够造成环境污染、摩擦增大、振动、磨损增加和寿命减少。轨道上的增大的摩擦负载最终使该设备的水平移动性能下降了。
[0007]Ricouard的美国专利N0.2，914，127公开了一种用于支撑重型装备的可移动平台，该平台包括设有许多滚子的底架，这些滚子以课旋转方式安装在由支撑件固定到底架的主轴上。这些滚子沿着滑道滚动，该滑道包括带有底板的刚性轨道，此底板形成能够支撑该机器的支撑面。该机器通过如下方式运转:最初放置在轨道上并且千斤顶被供给有压力以便延伸并与地面接触来提升底架。然后，该底架借助于所述滚子而沿着导轨滚动。当滑道到达其行程的终点时，通过促动千斤顶来降低底架，直到滑道再一次置于地面上。Ricouard所利用的该机构具有诸多限制，即，承受底架的负载并提供该机构的水平移动的滚子未受到保护且暴露于最终将积聚污染物并需要维护的多个因素下。该机器的工作情形中存在的污染物和其他碎屑也将增加抵抗水平运动的摩擦力的易变性。
[0008]Chambers的美国专利N0.3, 576, 225教导了一种模块和系统，该模块和系统用于移动地面上的物体并采用了由多个立式千斤顶支撑的多个分离的模块。伸展这些立式千斤顶，从而将该模块提离地面。这些立式千斤顶中的至少一个还包括可在平坦的润滑界面上滑动的水平滑动组件。在操作期间，这些立式千斤顶与卧式千斤顶交替地支撑该模块，当卧式千斤顶为该模块提供支撑时，通过卧式千斤顶的移位来促进该模块的水平运动。在Chambers的专利中，支撑该模块的卧式千斤顶的润滑的承载界面直接暴露于多个因素且不受保护，从而积聚了在环境中存在的泥土、岩石和其他污染物。随着时间的流逝，由于这种暴露，润滑的界面可能被污染，从而导致更大的易变的摩擦系数并且卧式千斤顶更难以促进所述移动。
[0009]Smith的美国专利N0.6, 581, 525教导了一种承载运输设备,该运输设备用于移动诸如钻机的重型负载。Smith的设备提供了用于承载钻机的底座结构，该底座结构包括支撑钻机的一对间隔开的框架结构和定位在地面上的细长导轨或次梁，当所述框架结构被提升时，所述框架结构在该导轨或次梁上沿该导轨或次梁滚动。在端部上的带有关联臂的提升组件和滚子组件既提供了竖直支撑又提供了水平运动。类似于链轨(caterpillar track),该滚子组件包括可绕水平轴线旋转的多个滚子。通过使主梁沿着预先放置在地面上以移动钻机的次梁滚动来使主梁移位。由于Smith的专利中的这种设计，承受运输设备的负载的滚子组件非常接近于地面并且未针对灰尘、泥土和其他因素进行保护。这样，随着异物的积聚并磨损所述滚子组件，滚子组件最终将破损并堵塞。这导致最终需要维护与修理，从而使得该设备在一段时间内不可用。
[0010]此外，某些其他现有技术文献也使用了各种滚子组件或相关机构，以在运输设备或重定位设备的水平移动期间承受结构的负载。例如，Patch的美国专利N0.3，807，519公开了一种行走机构，该行走机构用于使接地装置在开放地形上移动，该机构利用了这种滚子组件中的一个示例。Patch的专利中的机构包括支撑垫和板。这些板和支撑垫被设置用于允许相对于该装置的纵向运动。滚子构件被布置在所述板和垫之间以支撑该机构并促进纵向运动。该滚子构件包括多个纵向对准的滚子，所述多个纵向对准的滚子由穿过相关的中心轴线的通道固定为一个单元。
[0011]另一个公开了用于纵向运动的滚子组件的现有技术示例是Reed的美国专利N0.5，921，336，该专利公开了一种带有多个提升千斤顶的行走底座结构装置，且每个千斤顶均具有连接到底座结构的上端和连接到滚子组件的下端，该滚子组件承受所述提升千斤顶的重量并继而承受底座结构的重量。Reed专利中的设备运行以利用滚子组件、通过底座结构的渐增的移位来移动该底座结构。滚子组件支撑该行走底座结构并在千斤顶垫的中心梁上滚动。一对液压缸形式的推拉机构在每个千斤顶和滚子组件之间延伸，以使滚子组件相对于中心梁移动。
[0012]Barnes 的美国专利 Nos.7，681，674,7, 806, 207 和 8，051, 930 均教导了一种用于定位和运输可重定位装备的行走车辆。该车辆具有附接到车架的至少四个行走组件，且垫附接到接触端部的表面。Barnes专利中的行走车辆进一步公开了用于提供该行走组件的运动的推拉移动系统。行走车辆的重量由滚子组件支撑，该滚子组件位于带有中心套管的壳体中。在操作期间，Barnes专利中的推拉移动系统推动滚子组件的滚子，就像坦克在滚子支承表面的顶部上行进那样。以这种方式，车辆能够沿第一方向行走。
[0013]在Patch、Reed和Barnes的一系列参考文献中，用于承受设备负载的机构借助于一组滚子，该一组滚子未针对各种因素被密封，最终可能被该设备的操作环境中存在的碎屑和其他材料影响。由于大量的负载放置在滚子上，滚子易受到可能产生相邻滚子之间的附加摩擦力的其他粒子的影响。这导致了滚子接触表面处的更易变的摩擦系数，其中，一个承载组件可能变得更难以在水平方向上平移，从而不利地影响整个结构的同步运动。进而，所需要的是这样一种行走组件:该行走组件能够在整个运动过程中均匀地促进水平运动并使该组件保持处于无污染的环境中，以便防止通常与现有技术相关的污染问题。
[0014]仍然很期望的是，以避免摩擦滑动表面由于环境因素而受到污染的方式短距离运输钻机。也期望的是，利用在每个设备中提供一致且较低摩擦力的多个设备来短距离运输钻机。为此，也希望提供一种包括与滑动表面连通的润滑剂贮存器的系统。还期望的是，使该贮存器与周围环境完全密封隔离。还期望一种在无外部引导件的情况下自动对中的、稳定的设备。也期望提供一种设备，该设备带有避免不平度引起的振动的平稳滑动动作。也期望提供一种设备，该设备具有带有低竖直轮廓的滑动机构。
[0015]总的来说，本发明的优选实施例针对提供耐用的低轮廓的钻机移动系统的工程约束和环境挑战提供了一种独特的解决方案，该钻机移动系统被保护而免受环境污染，并且提供了平滑的、低摩擦滑动的低能耗动作，该动作防止了对于钻机和钻机移动系统的损坏。
【发明内容】
[0016]本发明提供了一种充分改进的用于重新定位钻机的系统。在一个实施例中，钻机重定位系统包括提升框架，该提升框架能够连接到钻机底座结构的一对底座盒部分的每个端部。提升缸连接到每个提升框架。每个提升缸均具有可伸展轴，该可伸展轴具有可伸展端。轴承壳体以可旋转方式连接到所述提升缸的可伸展端。锁定板连接到该轴承壳体。
[0017]锁定杆被选择性地连接到锁定板，以将锁定板相对于提升框架锁定在预定的旋转位置。提供了具有地面侧和与之相反的顶侧的支承底板。滑动壳体在该支承底板的顶侧上方延伸。圆柱形滑动轴由滑动壳体支撑。直线套筒轴承安装在轴承壳体中并以可滑动的关系定位在滑动轴上。可伸展的移动缸在一端处连接到支承底板的顶侧并在相反的另一端处连接到锁定板。
[0018]在另一个实施例中，在提升框架的内侧部分上设置有一对大致竖直的凸缘。孔位于每个凸缘上，并且所述孔能够通过销连接到底座盒上的配合孔，以允许所述提升框架的拆卸和分开运输。
[0019]在另一个实施例中，推力板被安装到提升框架，并具有用于收容所述可伸展轴的开口。预载板将该提升缸固定到推力板。
[0020]在另一个实施例中，球形支承端位于提升缸的所述可伸展轴的端部上。在可伸展轴上设置有周向退避部。负载板形成轴承壳体的顶部。负载板中的腔以可旋转接合的方式收容所述球形支承端。轴承保持器位于所述轴的退避部中，并且轴承保持器连接到负载板。
[0021]在另一个实施例中，轴承壳体具有安装在轴承壳体上的孔中的多个直线套筒轴承。多个圆柱形轴安装在成对的滑动轴承之间。
[0022]在另一个实施例中，轴承壳体包括具有多个孔的轴承框架。滑动轴承安装在这些孔中，并且在轴承框架的顶部上设置有负载板。轴承壳体在圆柱形滑动轴的至少一部分上和所有滑动轴承上形成封闭件。
[0023]在另一个实施例中，密封件以与圆柱形轴密封且滑动接合的方式紧邻每个直线套筒轴承设置。由此，轴承壳体在圆柱形滑动轴的至少一部分上和所有滑动轴承上形成密封的封闭件。
[0024]在另一个实施例中，密封的轴承封闭件至少部分地填充有润滑剂。
[0025]在另一个实施例中，壳体盖附接到负载板的顶部，使得壳体盖和滑动壳体形成充分包围轴承壳体和圆柱形轴的副封闭件。
[0026]在另一个实施例中，多个定位销附接到锁定板，使得定位销能够选择性地与锁定杆接合。以此方式，定位销与锁定杆接合，以将锁定板相对于提升框架锁定在预定的旋转位置。
[0027]在另一个实施例中，定位环附接到锁定板，并且多个定位孔位于在定位环上的预定位置。在锁定杆上设置有键销，使得该键销能够选择性地与定位孔接合，以将锁定板相对于提升框架锁定在预定的旋转位置。
[0028]在另一个实施例中，缸底板支架附接到支承底板，并且缸板支架附接到锁定板。移动缸的一端连接到底板支架并且其相反端连接到板支架。
[0029]本发明的主要优点是:它为直线滑动轴承和可选的润滑剂提供了主密闭空间，提供了针对环境污染的防护，从而提供了较小摩擦(较小的力)和钻机的更平滑的滑动。
[0030]本发明的双缸实施例的优点是:它提供了高度稳定的双轴安装组件。这种双缸滑动构造的另一个优点是:它允许更低的装配高度，更低的装配高度需要与提升缸的更小间隙来获得期望的离地间隙。
[0031]本发明的另一个优点是:当竖直负载分布在受到快速磨损和扭曲而产生不平坦表面高点的、受污染的平坦表面上时，圆柱形滑动件上的直线套筒轴承上的竖直负载分布是更加可预测的。
[0032]本发明的另一个优点是:它提供了对于使用无需镀铬或其他抗氧化涂层或化学物的非腐蚀的不锈钢的轴的选择。本发明的另一个优点是:圆柱形轴的几何形状允许使用高度可靠的低摩擦的套筒，并且可使用最佳的套筒技术。
[0033]本发明的另一个优点是:使用液压缸密封刮油环技术的润滑油的套筒壳体密封将不受腐蚀的轴维持浸没在油脂润滑/油浴中，从而极大地减少套筒和滑动磨损并减少维护。
[0034]本发明的另一个优点是:它提供了针对环境污染保护摩擦表面的副密封区域。如本领域技术人员将理解的，可以修改在此公开的具体组件和步骤顺序并获得同样的优势效果O
【专利附图】
【附图说明】
[0035]当结合相同的标记代表相同的元件的附图阅读时，从以下详细说明和附加的权利要求，本发明的目的和特征将变得更容易理解。
[0036]附图构成该说明书的一部分，并且包括针对本发明的示例性实施例，能够以各种形式实施本发明。应该理解，在有些情况下，本发明的各种方面可以被夸张或放大地示出，以促进对本发明的理解。
[0037]图1是具有本发明的特征的钻机移动系统的等距视图；
[0038]图2是从稍高于机构的视角示出的、具有本发明的特征的将位于底座框架的一个角部上的提升和滑动机构的等距视图；
[0039]图3是从稍低于机构的视角示出的、具有本发明的特征的将位于底座框架的一个角部上的提升和滑动机构的等距视图；
[0040]图4是从高于该机构的视角观察到的、在图2和图3中示出的的提升和滑动机构的等距分解视图；
[0041]图5是从低于该机构的视角观察到的、在图2和图3中示出的提升和滑动机构的等距分解视图；
[0042]图5A是从机构的侧视视角观察到的、在图2和图3中示出的提升和滑动机构的等距分解视图；
[0043]图6是图4和图5中示出的实施例的轴承壳体、轴承、保持器和圆柱形滑动件的分解视图；
[0044]图7是以组装后的状态示出的、在图4和图5中示出的实施例的轴承壳体、轴承、保持器和圆柱形滑动件的等距视图；
[0045]图8是该提升和滑动机构的一个替代实施例的等距视图；
[0046]图9是本发明的具有提升和滑动机构的钻机的俯视简图，仅绘出了底座盒，并示出了被定向为用于钻机的向前运动的支承底板；
[0047]图10是本发明的具有提升和滑动机构的钻机的俯视简图，仅绘出了底座盒，并示出了被定向为用于钻机的旋转运动的支承底板；
[0048]图11是本发明的具有提升和滑动机构的钻机的俯视简图，仅绘出了底座盒，并示出了被定向为用于钻机的角运动的支承底板；
[0049]图12是本发明的具有提升和滑动机构的钻机的俯视简图，仅绘出了底座盒，并示出了被定向为用于钻机的侧向运动的支承底板。
【具体实施方式】
[0050]呈现下列说明以使得任意本领域的技术人员能够制作和使用本发明，并且在特定应用及其需求的背景下提供以下说明。针对公开的实施例的各种改型对于本领域的技术人员将是简易地显而易见，并且在不背离本发明的精神和范围的情况下，本文限定的基本原理可以被应用到其他实施例和应用。因此，本发明无意被限制于所示的实施例，而是被赋予与本文公开的原理和特征一致的最宽泛的范围。
[0051]图1是具有本发明的特征的钻机移动系统I的等距视图。为了清晰起见，图1仅示出了钻机I的底座盒组件。如图1所示，底座盒组件10包括由底座盒横撑16分开的司钻侧底座盒(driller，s side base box) 12和非司钻侧底座盒(off-driller，s side basebox) 14。司钻侧底座盒12和非司钻侧底座盒14的每个端部处均设有提升和滑动机构100。
[0052]每个提升框架102借助于多个可移除的销104连接到司钻侧底座盒12和非司钻侧底座盒14各自的端部。以此方式，该提升和滑动机构100能够被移除并与底座盒部分分开运输，以减小司钻侧底座盒12和非司钻侧底座盒14的运输尺寸和重量。
[0053]图2是从稍高于机构100的视角示出的、将位于底座盒组件10的一个角部上的提升和滑动机构100的等距视图。提升框架102具有一对凸缘108。容座106位于凸缘108上，用于收容销104，以便连接到司钻侧底座盒12或非司钻侧底座盒14。在所示出的优选实施例中，提升框架102具有在与凸缘108相反的端部上的开口 110。
[0054]提升组件120连接到提升框架102。底板组件170连接到提升组件120的底部。提升组件120能够可控地伸展和收缩，以控制该提升框架102和底板组件170之间的竖直距离。一对平移缸200将底板组件170连接到提升组件120。平移缸200能够可控地伸展和收缩，以控制该提升框架102和底板组件170之间的水平距离。
[0055]提升组件120包括位于轭开口 110中的提升缸122。提升缸122具有可伸展的轴124。轴124向下延伸穿过锁定板130。锁定板130具有用于使轴124可旋转地穿过的轴开口 132。轴承保持器板150以可水平旋转的关系将轴124竖直地固定到锁定板130。以这种连接方式，提升缸122的缩回将使锁定板130以及所述提升和滑动机构100的所有附接到该锁定板130的部件上升。而且，锁定板130以及所述提升和滑动机构100的所有附接到该锁定板130的部件可相对于提升缸122的轴124水平地旋转。这允许底板组件170旋转，以选择钻机I的运动方向。
[0056]如图2和图3可见，锁定杆146可移动地位于推力板140的套筒144中。锁定杆146能够与位于锁定板130的表面上的定位销136接合。借助于锁定杆146与锁定板130上的选定的定位销的接合，预先确定了钻机10的运动的角方向。在优选实施例中，多个定位销136提供了可能的预定对准的多个方向。通过适当地选择，可以布置各种提升和滑动机构来获得钻机10的不同的运动，例如向前、后退、侧向和旋转运动。
[0057]底板组件170包括支承底板172。底板172具有上表面174和与之相反的用于接触地面的底表面176(图3中最佳示出)。
[0058]滑动壳体180位于底板172的顶表面174上。一对支架182位于底板172的顶表面174上，以连接到平移缸200。如图所示，支架182可以连接到滑动壳体180或与滑动壳体180 —体地形成。
[0059]图3是现在从稍低于该机构的视角示出的、将位于底座盒组件10的一个角部上的提升和滑动机构100的等距视图。如图3所见，提升组件120包括附接到提升框架102的底侧的推力板140。可选地，凸缘112(未示出)可位于开口 110的每一侧，以便于推力板140与提升框架102的连接。在推力板140中设置有开口 142 (参见图4和图5)，用于使轴124竖直穿过。
[0060]图4是从高于机构100的视角观察到的提升和滑动机构100的等距分解图。图5是从低于机构100的视角观察到的提升和滑动机构100的另一个等距分解图。图5A是从该机构的侧视视角观察到的提升和滑动机构100的等距分解图。
[0061]首先参考图5，可以看到提升缸122具有多个显著的特征件。提升缸122通常包括本体123、预载板129 (参见图5A)和轴124。轴124具有退避部126和球形支承端128 (参见图5A)。如上所述并且如图3所示，提升缸122通过预载板129而固定到推力板140并位于提升框架102的开口 110中。
[0062]回过来参考图4，还设置有轴承壳体250。轴承壳体250包括轴承框架252和负载板254。负载板254具有腔256，该腔256以可旋转的承载关系收容所述提升缸122的球形端128。保持器板150位于退避部126中并连接到轴承壳体250的负载板254。以此方式，轴承壳体250以旋转方式连接到提升缸122。
[0063]仍然参考图4，一对轴向对准的圆形孔258位于轴承壳体250上，以形成穿过轴承壳体250的通道。在优选实施例中，至少一对孔258位于轴承壳体250上。直线套筒轴承260位于每个孔258中。轴承保持器262附接到轴承壳体250，以将直线套筒轴承260在孔258中保持到位。
[0064]还设置有圆柱形滑动件190，用于以相对于每个套筒轴承260对可滑动的关系定位在每个套筒轴承260对的内部。在一个优选实施例中，轴承保持器262包括密封部件，该密封部件提供了轴承壳体250的内部的主密封。因此，轴承壳体250的密封的内部可以填充有润滑剂，例如与套筒轴承260及圆柱形滑动件190的材料相匹配的油脂。由此，密封的轴承壳体250提供了用于套筒轴承260的主密封系统，其中，套筒轴承260接合圆柱形滑动件190，从而提供了免受外界污染的连续润滑的滑动系统。
[0065]在一个优选实施例中，在每个轴承壳体250中均设置有一对圆柱形滑动件190。以此方式，充分减小了轴承壳体250的竖直高度，并大大提高了机构100的稳定性。低的竖直轮廓对于确定钻机10的提升范围来说是很重要的。这种构造的另一个优点是套筒轴承260上的载荷分布被分开了。此构造的另一个优点是:平行的圆柱形滑动件190在负载下滑动平移期间提供了增加的稳定性。此构造的另一个优点是由于部件较少而降低了成本。
[0066]如图4所示，底板组件170的滑动壳体180还可以包括在每一端处的支架184。圆柱形滑动件190与处于适当位置的轴承壳体250安装在滑动壳体180内。如果提供了支架184，则圆柱形滑动件190的每一端均位于支架184中。借助于紧固件186或其他适当的装置，可以将圆柱形滑动件190固定到滑动壳体180。一组紧固件安装部192位于圆柱形滑动件190的两个相反端以促进与紧固件186接合。如图5和图2中最佳地看到的，还设置有壳体盖152。盖152具有供所述轴124穿过的开口 154。壳体盖152附接到轴承壳体250。盖152足够大，以覆盖滑动壳体180并由此形成包围轴承壳体250和圆柱形滑动件190的封闭件。
[0067]滑动壳体180和滑动壳体盖152形成用于保护轴承壳体250外部的表面的主密封系统。滑动壳体180和滑动壳体盖152形成针对套筒轴承260与圆柱形滑动件190的交界面处的环境污染的副密封系统和屏障，从而为钻机移动系统中的滑动表面界面提供空前的保护。结果，保护了本地环境免受轴承壳体250内的大量润滑剂的影响，并且保护了圆柱形滑动件190和套筒轴承260免受来自周围本地环境的其他某些污染的影响。
[0068]在上文所示和描述的部件的通常构造中，轴承壳体250的升高将使底板组件170升高。轴承壳体250的降低(由于提升缸122的伸展)将使底板组件170降低，直到支承底板172的底表面176接触地面。提升缸122的继续伸展将钻机10的重量从地面与底座盒12、14之间的界面处传递到每个提升和滑动机构100的提升缸122的球形支承端128。支承端128上的力被施加到负载板254的球形腔256。负载板254上的力被施加到抵靠圆柱形滑动件190的套筒轴承260。圆柱形滑动件190上的力被施加到滑动壳体180并施加到底板172的与地面相对的底表面176。
[0069]在一个实施例中，圆柱形滑动件190由非腐蚀性的不锈钢制成，无需铬涂层或其他抗氧化涂层或化学物质。在一个实施例中，套筒轴承260由Duralor/材料制成。
[0070]图6是轴承壳体250、套筒轴承260、轴承保持器262和圆柱形滑动件190的分解图，该圆柱形滑动件190具有位于其端部上的紧固件安装部192。在该视图中，还可看到位于轴承保持器262中的密封件264。利用以与圆柱形滑动件190密封且滑动接合的方式紧邻每个直线套筒轴承260定位的密封件264，轴承壳体250形成每个圆柱形滑动件190的至少一部分上的主密封封闭件。
[0071]图7是以组装后的状态示出的轴承壳体250、套筒轴承260、轴承保持器262和圆柱形滑动件190的等距视图。在优选实施例中，轴承壳体250填充有适当的润滑剂以减少摩擦。所示出的组件被降低到滑动壳体180中，其中，圆柱形滑动件190经由紧固件186固定到滑动壳体180。如上文所述且如图2所示，滑动壳体盖152位于滑动壳体180上，以形成用于保护圆柱形滑动件190和轴承壳体250的副密封区域。
[0072]在轴承壳体250位于滑动壳体180中的情况下，平移缸200连接在提升组件120和底板组件170之间。如上所述，提升组件120连接到提升框架102，且底板组件170连接到提升组件120的底部。提升组件120能够可控地伸展和收缩，以控制所述提升框架102和底板组件170之间的相对竖直距离。平移缸200能够可控地伸展和收缩，以控制所述提升框架102和底板组件170之间的水平距离。
[0073]图8是提升和滑动机构100的替代实施例的等距视图。在该实施例中，定位环160附接到锁定板130的顶部。多个定位孔162策略性地位于定位环160上。设置有键销164用于将锁定杆146连接到选定的定位孔162。以此方式，固定了支承底板172与底座盒12(或14)之间的角度关系。在一个实施例中，可以设置有手柄192，以便于手动旋转底板组件170。手柄192可以与支承底板172的上表面174 —体地形成或连接到支承底板172的上表面174。
[0074]图9是具有提升和滑动机构100的钻机10的俯视简图，仅绘出了底座盒12、14和底座盒横撑16。图9示出了被定向为用于钻机10在所示的箭头方向上的向前运动的支承底板172。在图9中
[0075]图10是具有提升和滑动机构100的钻机10的俯视简图，仅绘出了底座盒12、14和底座盒横撑16。图10示出了被定向为用于钻机10在所示的箭头方向上的旋转运动的支承底板172。在图10中，提升和滑动机构100正使钻机10沿第一方向转动。
[0076]图11是具有提升和滑动机构100的钻机10的俯视简图，仅绘出了底座盒12、14和底座盒横撑16。图11示出了被定向为用于钻机10在所示的箭头方向上的角运动的支承底板172。在图11中，提升和滑动机构100允许钻机10以相对于底座盒12和14的偏移角度沿直线方向运动。
[0077]图12是具有提升和滑动机构100的钻机10的俯视简图，仅绘出了底座盒12、14和底座盒横撑16。图12示出了被定向为用于钻机10在所示的箭头方向上的侧向运动的支承底板172。在图12中，提升和滑动机构100允许钻机10在与底座盒12、14垂直的方向上运动。
[0078]如图9至图12所示，通过利用所示出的一个或多个位置，能够使用提升和滑动机构100来快速重定位该钻机10。在操作中，将预先知道钻机10的新位置。首先，提升缸122被缩回以将支承底板174提离地面。然后，可以手动旋转底板组件170，直到其处于期望的旋转位置。传统上，如果设置有手柄，可以通过推拉该手柄192来促进手动旋转。替代地，旋转也可以是自动的。提升缸122的球形支承端128与负载板254的球形腔256之间的连接允许支承底板组件170和提升框架102的旋转。
[0079]—旦支承底板组件170旋转到用于移动钻机10的期望位置，则底板组件170的旋转位置被锁定到位。这能够以多种方式来完成。在图2和图3所示的一个实施例中，锁定杆146与定位销136接合。在图8所示的另一个实施例中，锁定杆146与定位环160上的定位孔162接合，例如通过键销164来实现。所存在的定位销136和定位孔162为钻机10的协调且平稳的滑动运动提供了每个底板组件170的准确可选的旋转位置。锁定底板组件170的旋转位置的其他装置也是可用的，并且其应用并不会缩小本发明的精神范围。
[0080]在底板组件170被锁定在期望的旋转位置的情况下，然后，提升缸122被伸展，直到支承底板组件170接触地面。提升缸122的继续伸展将钻机10的重量从底座盒12、14传递到接地界面，到支承底板底部176并到接地界面。提升缸122的伸展继续进行，直到获得期望的离地间隙。
[0081]在该位置，钻机10的重量被支撑在以可滑动方式安装在圆柱形滑动件190上的直线套筒轴承260上，所述圆柱形滑动件190安装在支承底板组件170中。然后，平移缸200伸展(或收缩)，使得直线套筒轴承260在圆柱形滑动件190上向前滑动。该运动使得钻机10在每个底板组件170的对准方向上前进(参见图9至12)。当平移缸200达到其最大伸展(或收缩)时，钻机10将借助于提升缸122的缩回而被放回到地面上。提升缸122的缩回使得底座盒12、14接合地面并且支承底板组件170之后将再次被提离地面。
[0082]在该位置，平移缸200全部缩回，从而导致直线套筒轴承260横向移动到圆柱形滑动件190的相反端。这再次提供了带有整个长度的圆柱形滑动件190的直线轴承260，以用于钻机10的下一次运动。如有必要，可以重复该循环，直到钻机10到达其预期目的地。
[0083]已经通过参考本发明的优选实施例中的某些优选实施例描述了本发明，注意，所公开的实施例在本质上是说明性而非限制性的，并且在前述公开中考虑了大量的变型、改型、改变和替代，在一些情况下，可以利用本发明的一些特征而无需对应地应用其他特征。基于优选实施例的前述说明的回顾，本领域的技术人员可能认为许多这样的变型和改型是理想的。因此，广泛地并且以与本发明的范围一致的方式解释所附权利要求是恰当的。
【权利要求】
1.一种钻机重定位系统,包括: 提升框架，所述提升框架能够连接到钻机底座结构的一对底座盒部分的每个端部； 提升缸，所述提升缸连接到每个提升框架，并具有可伸展轴，所述可伸展轴具有可伸展端; 轴承壳体，所述轴承壳体以可旋转方式连接到所述提升缸的所述可伸展端； 支承底板，所述支承底板具有地面侧和相反的顶侧； 滑动壳体，所述滑动壳体在所述支承底板的所述顶侧上方延伸； 圆柱形滑动轴，所述圆柱形滑动轴由所述滑动壳体支撑； 直线套筒轴承，所述直线套筒轴承安装在所述轴承壳体中，并以可滑动的关系定位在所述滑动轴上；以及 可伸展的移动缸，所述可伸展的移动缸在一端处连接到所述支承底板的所述顶侧并在相反的另一端处连接到锁定板。
2.根据权利要求1所述的钻机重定位系统，还包括: 锁定板，所述锁定板连接到所述轴承壳体；和 锁定杆，所述锁定杆能够选择性地连接到所述锁定板，以将所述锁定板相对于所述提升框架锁定在预定的旋转位置。
3.根据权利要求1所述的钻机重定位系统，还包括: 一对大致竖直的凸缘，所述一对大致竖直的凸缘位于所述提升框架的内侧部分上； 位于每个凸缘上的孔；并且 所述孔能够通过销连接到所述一对底座盒部分上的配合孔。
4.根据权利要求1所述的钻机重定位系统，还包括: 推力板，所述推力板安装到所述提升框架，并具有用于收容所述可伸展轴的开口 ；和 预载板，所述预载板将所述提升缸固定到所述推力板。
5.根据权利要求1所述的钻机重定位系统，还包括: 球形支承端，所述球形支承端位于所述提升缸的所述可伸展轴的端部上； 大致周向的退避部，所述退避部位于所述可伸展轴上； 负载板，所述负载板形成所述轴承壳体的顶部； 位于所述负载板中的腔，用于以可旋转接合的方式收容所述球形支承端； 轴承保持器，所述轴承保持器以可与所述轴旋转接合的方式位于所述轴的所述退避部中；并且 所述轴承保持器连接到所述负载板。
6.根据权利要求1所述的钻机重定位系统，还包括: 所述轴承壳体具有多个直线套筒轴承，所述多个直线套筒轴承安装在所述轴承壳体上的孔中；和 多个圆柱形的轴，每个轴均安装在滑动轴承对之间。
7.根据权利要求1所述的钻机重定位系统，所述轴承壳体还包括: 轴承框架； 位于所述轴承框架中的多个孔，所述滑动轴安装在所述多个孔中；以及 负载板，所述负载板位于所述轴承框架的顶部上；并且 其中，所述轴承壳体在所述圆柱形滑动轴的至少一部分上形成封闭件。
8.根据权利要求1所述的钻机重定位系统，还包括: 密封件，密封件以与所述圆柱形滑动轴密封且滑动接合的方式紧邻所述直线套筒轴承定位；并且 其中，所述轴承壳体在所述圆柱形滑动轴的至少一部分上形成密封的封闭件。
9.根据权利要求8所述的钻机重定位系统，还包括: 润滑剂，所述润滑剂大致填满所述轴承壳体。
10.根据权利要求7所述的钻机重定位系统，还包括: 壳体盖，所述壳体盖附接到所述负载板；并且 所述壳体盖和所述滑动壳体形成大致包围所述轴承壳体和所述圆柱形轴的封闭件。
11.根据权利要求2所述的钻机重定位系统，还包括: 多个定位销，所述多个定位销附接到所述锁定板；并且 所述定位销能够选择性地与所述锁定杆接合，以将所述锁定板相对于所述提升框架锁定在预定的旋转位置。
12.根据权利要求2所述的钻机重定位系统，还包括: 定位环，所述定位环附接到所述锁定板； 多个定位孔，所述多个定位孔位于所述定位环上的多个预定位置； 键销，所述键销位于所述锁定杆上；并且 所述键销能够选择性地与所述多个定位孔接合，以将所述锁定板相对于所述提升框架锁定在预定的旋转位置。
13.根据权利要求2所述的钻机重定位系统，还包括: 缸底板支架，所述缸底板支架附接到所述支承底板； 缸板支架，所述缸板支架附接到所述锁定板；并且 所述圆柱形滑动轴的一端连接到所述缸底板支架，并且所述圆柱形滑动轴的相反的另一端连接到所述缸板支架。
【文档编号】E21B4/16GK104204396SQ201380016150
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年2月14日 优先权日:2012年2月14日
【发明者】F·艾伦·布兰特, 凯斯·J·奥勒格罗恩, 马克·W·特里维西克 申请人:T&T技术维护公司