专利名称：用于管柱的转台设备的制作方法
技术领域：
本发明描述一种转台设备，其设有设置为用于悬挂管柱的装置，该转台包括围绕转台的中心轴线可旋转地设置的旋转环，该旋转环更具体地由两个或更多个环段形成，每个环段连接到包括轴承外壳段的系统，所述轴承外壳段相对于基底段可旋转，轴承外壳槽在轴承外壳段上的基底接触表面中形成，相应的基底槽在位于基底段中的相对的轴承接触表面中形成，所述槽的曲率中心与转台的中心轴线重合，而且滚动体的滚动直径超过所述槽的共同深度(collective depth),在轴承外壳段中形成连接轴承外壳槽的多个端部的通道。
背景技术：
当使用悬挂管柱(如钻柱)并使其旋转的转台时(其中该转台通常构成钻探机器中的驱动元件，该钻探机器可替换地设置在钻塔井架(rig derrick)或者相似物中，使得当钻 柱在钻孔中沿着它的路径向下作业时，钻探机器能够沿竖向被替换)，需要能够打开转台，从而使得钻探机器能够抽离管柱并且沿竖向被替换以便为其它操作作准备。这在连续的钻探操作中尤其有重大意义，其中多个钻探机器在建筑物中配合并且旋转管柱。在这种可分性的方案(divisibility)中，当转台能够运送几百吨重量的管柱时,在可分的基底中向可分的转台提供功率和功能充足的支撑是很复杂的。从N0323330中可知一种动力钳，其包括两个相互旋转的外壳半部，由于这两个外壳半部设置为能够在关闭的工作位置与打开的非工作位置之间旋转，并且其中设有指向动力钳中心轴线的液压致动夹钳的径向分开式驱动环位于外壳半部中，该驱动环被连接到使驱动环相对于所述轴线旋转的驱动马达并且在其中被支撑，并且该驱动环设有至少一个锁定机构，所述锁定机构设置为能够将多个驱动环部分可锁定地束缚在一起。
发明内容
本发明的目的在于改善或者减少现有技术的缺陷中的至少一个，或者至少提供一种有用的对现有技术的替代方案。该目的通过以下描述和随后的权利要求书中公开的特征而实现。提供一种转台，其由两个基本上相同的转台段组成，附连在框架中的每个转台段围绕平行于中心轴线的枢转轴线被枢转地支撑，所述中心轴线穿过转台中的中心开口。当转台关闭时，多个转台段被合到一起形成环形体，当转台打开时，形成从转台中心到其边缘的开口，该开口适于管相对于转台中心开口沿径向移入转台或移出转台。每个转台段包括基底段、环段以及轴承外壳段。轴承外壳段在面向基底段的端部表面设有一个或更多个水平的、埋头的、连续的槽，这些槽是弧形的并通过由环段形成的扇形的必要部分延续，所述弧形的弯曲中心与转台的中心开口的弯曲中心重合。同样地，相应的滚动轨道被设置在基底段的相对表面中。两个相对的槽一起形成旋转体(通常是球)的滚动轨道，并且具有对应于旋转体的形状的轮廓。同样地，相应的返回通道封闭地设置在轴承外壳段中，并且每一端借助第一和第二竖向的弧形过渡通道连接到所述槽，使得所述槽、过渡通道和返回通道形成设置为用于接收一组旋转体的连续的滚动轨道圈，在轴承外壳段相对于基底段转动的过程中，这些旋转体在基底段和轴承外壳段的相对的槽中滚动直到其到达槽的端部并且移动到第一过渡通道中，进入返回通道，并通过第二过渡通道返回到槽中，在返回行进期间，滚动体在从槽到返回通道的途中被随后的滚动体恰如所需地向前推动。滚动轨道的数量取决于所采用的旋转体的尺寸以及转台能够运送的负载的尺寸。本发明更具体地涉及一种用于转台的设备，该转台设有设置为用于悬挂管柱的装置，其中该转台包括围绕转台的中心轴线旋转地设置的旋转环，其特征在于，该旋转环由两个或更多个环段形成，每个环段连接到包括相对于基底段可旋转的轴承外壳段的系统，轴承外壳槽在轴承外壳段上的基底接触表面中形成，相应的基底槽在基底段中的相对的轴承接触表面中形成，所述槽形成用于滚动体的弧形轨道，所述轨道的曲率中心与转台的中心轴线重合，并且该滚动体的滚动直径超过所述槽的共同深度，在轴承外壳段中形成连接轴承外壳槽的端部的通道。
该通道可设有向下伸入到基底槽中的引导部。因此滚动体更容易被引导到返回通道中。滚动体可以呈球形。因此可以不考虑槽与转台中心轴线的距离而使用相同尺寸的滚轴体。至少一个环段和附属的基底段可形成转台段，其能够在转台径向关闭的第一位置与在该转台中提供径向管柱开口的第二位置之间移动。每个环段可具有与其连接的驱动单元。这些环段因此在旋转期间受到更大的负载。转台可以包括可旋转地支撑在框架中的两个转台段。因而以简单的方式设置径向管柱开口。转台段可以被支撑在接触表面上，该接触表面垂直于转台中心轴线地设置在框架中。因此，支撑功能基本上由静态的元件提供，并且提供转台段打开和关闭功能的元件因而可制成更小的尺寸。接触框架的接触表面的元件和/或该框架设有一组弹性滑动座，当转台卸载时，所述弹性滑动座设置为能够维持接触表面与基底段上的相对端表面之间的空隙，每个滑动座被弹性地支撑在位于所述元件中的凹部内或者可能支撑在框架中，并且分别从所述元件的端部表面和接触表面伸出。轴承外壳段可设置在基底段的上方。可替代地，轴承外壳段可设置在基底段的下方。这具有更大的灵活性，尤其是当转台设有多重轴承系统时，例如在旋转期间可能忽略管柱的运行。
以下将描述附图中示出的优选的实施例的示例，其中图I示出了根据本发明的转台处于打开位置的俯视图；图2示出了转台处于关闭位置的俯视图；图3示出了转台处于关闭位置的侧视图4通过轴承外壳段和基底段的一部分以更大比例示出了图I中的竖向剖面IV - IV ；图5示出了转台处于关闭位置的侧视图，同时轴承外壳设置在基底的下方。
具体实施方式
在附图中，附图标记I表示附连到框架2并且由框架2支撑的转台。框架2附连到竖向井架3，竖向井架3通常从钻机(未示出)中的钻台(未示出)向上伸出。框架2借助多个连接器22连接到井架3并且可沿着设置在井架上的滑动表面31在竖向上进行替换。转台I设有用于容纳已知类型的管柱4的轴向管柱开口 18。在第一实施例示例中(具体见图I和图2)，转台I包括两个转台段la、lb，每个转台段设有借助转环114附连在框架中的基底段11，同时转台段la、lb借助枢轴驱动器115围绕各自的枢转轴线114a可枢转。基底段可在枢转轴线114a的方向上被替换。基底段11被支撑在垂直于旋转轴线114a而设置的接触表面21上。多个滑动座116设置在基底段11中的凹部118中，同时它们被设置为借助弹簧117从端部表面112推向接触表面21。在卸载位置时，转台段la、Ib抵靠于框架2而支承在滑动座116上，基底段11的端部表面112借助滑动座116及其弹簧117而被抬起脱离接触表面21。当转台段la、Ib装载时，由于滑动座116被推入到它们各自的凹部118中，所以基底段11的端部表面112将邻接基底接触表面21。接触表面21设有凹部211 (见图1)，当转台段la、lb移离彼此时，凹部211从外部边缘向内朝向转台中心延伸并且与转台段la、lb —起形成径向管柱开口 17。轴承接触表面111凹入地设置在基底段11的上部中，并且由侧壁119和构成轴向管柱开口 18的一部分的中心开口(未示出)限定。两个转台段la、lb的基底段11的轴承表面111与邻近的侧壁119在其被推到一起的情况下形成圆柱凹部外壳的两个半圆柱轴承外壳段13，该轴承外壳段13由设置成与侧壁119相连的多个支撑轴承136径向地支撑。轴承外壳段13是环形的，在其被推到一起的情况下形成转台I中的轴向管柱开口18的一部分。轴承外壳段13分别附连到每个环段12a和12b，在其被推到一起的状态下形成圆柱旋转环12，该圆柱旋转环12构成转台I中的轴向管柱开口 18的一部分。环段12a、12b各自设有用于容纳楔形邻接物15和楔形带段16的凹部122。在轴承外壳段13上的基底接触表面131中设置与轴承外壳段13的中心轴线同心的多个平行的弧形槽132。槽132的端部132a与基底接触表面131的径向设置的侧边缘间隔开。穿过轴承外壳段13的返回通道133平行于槽132延伸，返回通道133的截面大于滚动体14的截面，并且在其每一端借助引导到各个槽132的端部的弧形过渡部134与所述槽132连接。在基底段11的轴承接触表面111中设置槽113，这些槽113与轴承外壳段13上的相对的基底接触表面131中的槽132补。这些槽延伸到轴承接触表面111的径向设置的侧边缘。弓丨导部135向下伸出到形成过渡部134的外周延伸部的基底段11的槽113。由于槽113、132的共同深度小于滚动体14的直径，所以这些槽形成用于一组滚动体14的滚动轨道。当多个滚动体14被安置在它们的槽113、132中时，轴承外壳段13与基底段11将具有空隙，而且轴承外壳段13将在滚动体14上滚动，当它们移动到基底段11中的槽113的端部时,滚动体14经由过渡部134被引入到返回通道133中。当滚动体在此通过新的滚动体14的连续供给而被向前推动时，由于滚动体14在轴承外壳段13相对于基底段11旋转的过程中在槽113、132中被驱动向前直到它们遇到引导部135，并且滚动体14被引入过渡部134和返回通道133，所以滚动体14在槽113、132和返回通道133中形成连续线路。每个转台段la、Ib均设有旋转驱动单元19，该旋转驱动单元与设置在环段12a、12b上的分段的齿轮缘121接合。在关闭的状态中(见图2)，由于基底段11形成连续的环形槽113，所以形成圆柱形体的轴承外壳段13可连续地旋转，同时当滚动体14遇到伸入基底槽113的引导部135时，滚动体14经由过渡部134被引入到返回通道133。 如图I中所示，当转台I准备被打开以便能够抽离管柱4时，环段12a、12b旋转到初始位置，在该处它们与其相应的基底段11齐平，使得转台段la、lb抵靠彼此形成基本上是平面的接触面。为根据本发明的转台I设置安全防护装置是显而易见的，该安全防护装置保证转台段la、lb不会移离彼此，除非环段12a、12b处于其初始位置。尽管之前描述和示出了球形的滚动体14，但是不排除使用其它形式的旋转本体，例如锥角对应于滚动路径113、132的半径的锥形滚柱。在此示出的滑动座116嵌入在基底段11中，但是显而易见的是，滑动座116嵌入在框架2中(在这种情况下，滑动座116向上朝向基底段11伸出)将提供上述的相同的弹性支撑。为表面21、112 (滑动座在该表面21、112上滑动)提供可替换的滑动轨道(未示出)是显而易见的。尽管之前示出的两个半圆柱形的环段12a、12b具有围绕竖向旋转轴线114a可旋转的相应的基底段11，但是径向的管柱开口 17也能够以其它方式设置，例如通过补全环段(completing ring section,未示出)沿径向移入和移出C形环段开口而打开和关闭C形环段(未示出)，之后补全环段被移离C形环段的外周以外的开口扇形部。在参考图I-图4的上述的示例性实施例中，轴承外壳段13设置在基底段11的上方。这并不排除这些元件改变位置使得基底段11如图5中所示那样由轴承外壳段13支撑。在这样的实施例中，所述滑动座116设置在支撑表面137中的凹部118中，该支撑表面137设置在轴承外壳段13中并且面向框架2的接触表面21。对本领域技术人员显而易见的是，根据本发明的转台I设有第二轴承系统(未示出)，所述第二轴承系统镜像对应于上述的用于转台I的轴承系统并且连接该轴承系统，有此当管柱必须被作用力驱动向下进入所谓的“强行下入(snubbing)”中的钻孔中时，能够对管柱4施加轴向向下的力。
权利要求
1.一种转台设备(1)，设有设置为用于悬挂管柱(4)的装置(15，16，122)，所述转台(I)包括围绕所述转台(I)的中心轴线可旋转地设置的旋转环(12)，其特征在于，所述旋转环(12)由两个或更多个环段(12a，12b)形成，每个环段均连接到包括相对于基底段(11)可旋转的轴承外壳段(13)的系统，在所述轴承外壳段(13)上的基底接触表面(131)中形成有轴承外壳槽(132)，并且在所述基底段(11)中的相对的轴承外壳表面(111)中形成有相应的基底槽(113)，所述槽(113，132)形成用于滚动体(14)的曲线形状的轨道，并且所述槽(113，132)具有与所述转台(I)的中心轴线重合的曲率中心，所述滚动体(14)的滚动直径超过所述槽(113，132)的共同深度，在所述轴承外壳段(13)中形成连接轴承外壳槽(132)的端部(132a)的通道(133)，所述通道(133)包括多个过渡部(134)，每个过渡部均设有伸入到所述基底槽(113)中的引导部(135)。
2.根据权利要求I的设备，其特征在于，所述滚动体是球形的。
3.根据权利要求I的设备，其特征在于，至少一个环段(12a，12b)和附带的基底段(11) 形成转台段(la，lb)，所述转台段能够在所述转台(I)沿径向被关闭的第一位置与在所述转台(I)中提供径向管柱开口(17)的第二位置之间移动。
4.根据权利要求I的设备，其特征在于，每个环段(12a，12b)均连接有驱动单元(19)，所述驱动单元(19)与设置在所述环段(12a，12b)上的分段式齿轮缘(121)接合。
5.根据权利要求I的设备，其特征在于，所述转台(I)包括可旋转地支撑在框架(2)中的两个转台段(la, lb)。
6.根据权利要求5的设备，其特征在于，所述转台段(la,Ib)被支撑在接触表面(21)上，所述接触表面与所述转台(I)的中心轴线垂直地设置在所述框架(2)中。
7.根据权利要求6的设备，其特征在于，所述基底段(11)和所述轴承外壳段(13)中的邻接所述框架(2)的接触表面(21)的一个，和/或所述框架(2)设有一组有弹性的滑动座(116)，当所述转台(I)被卸载时，所述滑动座(116)被设置为能够维持所述接触表面(21)与所述基底段(11)上的相对的端部表面(112，137)之间的空隙，每个滑动座(116)均被弹性地支撑在位于所述元件(11，13)中的凹部(118)中或者可能支撑在所述框架(2)中，并且分别从所述元件(11，13)的端部表面(112，137)或者从所述接触表面(21)伸出。
8.根据权利要求I的设备，其特征在于，所述轴承外壳段(13)被设置在所述基底段(11)的上方。
9.根据权利要求I的设备，其特征在于，所述轴承外壳段(13)被设置在所述基底段(11)的下方。
全文摘要
描述一种转台设备(1)，其设有设置为用于悬挂管柱(4)的装置(15，16，122)，该转台(1)包括围绕转台(1)的中心轴线可旋转地设置的旋转环(12)，并且旋转环(12)由两个或更多个环段(12a，12b)形成，每个环段均连接到包括相对于基底段(11)可旋转的轴承外壳段(13)的系统，轴承外壳槽(132)在轴承外壳段(13)上的基底接触表面(131)中形成，相应的基底槽(113)在基底段(11)中的相对的轴承外壳表面(111)中形成，所述槽(113，132)形成用于滚动体(14)的曲线形状的轨道，所述槽(113，132)具有与转台(1)的中心轴线重合的曲率中心，滚动体(14)的滚动直径超过所述槽(113，132)的共同深度，在轴承外壳段(13)中形成连接轴承外壳槽(132)的端部(132a)的通道(133，134)。
文档编号F16C19/00GK102725474SQ201180007201
公开日2012年10月10日 申请日期2011年1月25日 优先权日2010年1月26日
发明者奥德·B·斯凯尔塞特, 奥韦·卡尔瓦藤, 马斯·格兰若德, 黑尔格·克龙 申请人:西部钻探产品有限公司