[发明专利]用于移动钻机桅杆的连接总成

说明书

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。

附图说明

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1A图示了钻进系统，其中桅杆总成处于运输位置；

图1B图示了图1A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1C图示了图1A和图1B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；