[发明专利]钻机底座和用于操作钻机底座的方法

说明书

本发明大体上涉及一种可移动钻机的可收缩底座。在一个说明性实施例中，公开了一种钻机底座，其包括基座，该基座具有安装于其上的固定钻台，其中固定钻台的上表面位于基座上方的操作高度以用于在钻井工地的井眼位置执行钻井操作。而且，还包括可升高钻台，其适于位于降低的运输位置以用于将底座运输到钻井工地且升高到邻近固定钻台的操作位置以用于执行钻井操作，其中当可升高钻台位于降低的运输位置时，可升高钻台的上表面的高度水平比固定钻台的上表面的高度水平低。

本申请是国家申请号为201380005583.0、国际申请号为PCT/US2013/020923、申请日为2013年1月10日、名称为“用于可移动钻机的可收缩底座”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本主题一般涉及可移动钻机组件,尤其是涉及可收缩钻机底座的使用以利于可移动钻机的公路运输和钻井工地移动。

背景技术

在很多基于陆地的油气钻井操作中，通过将钻机的各种部件在道路和/或公路上运输而将钻机输送到油田钻井工地。典型地，各种钻机部件被在一个或更多卡车/拖车组合上运输到钻井工地，卡车/拖车的数量取决于钻机的尺寸、重量和复杂性。一旦到钻井工地，然后部件被组装，钻机井架被竖立到适当操作位置。在很多应用中，钻机井架被升高到大致竖向操作位置，从而能够执行钻井操作以便在地球上钻出井眼。对于一些油气井，需要执行定向钻井操作，使得钻出的井眼从大致竖直朝向偏离到与竖直呈一定角度的倾斜朝向，在某些应用中，可以甚至成大致水平朝向的角度。

在一些应用中，定向钻出的井眼的水平腿的目标深度相对浅，例如在300-500英尺的范围内，而在其它应用中，水平腿的深度可达1500英尺或更深。在这种近表目标深度的情况下，需要在表面以非竖直朝向即以相对于水平非零角度开始钻井活动，从而在达到浅目标深度时井眼可转到大致水平朝向。在这种情况下，可使用特别设计的斜向钻机，其中，在钻井操作期间，钻机井架可被调整成特定角度，例如45°到水平。因此，斜向钻机在更传统的基于陆地的油气钻机(即具有以大致竖直朝向竖立的钻机井架)上、在近表水平钻井应用中可提供显著改进。然而，在钻井操作期间各斜向钻机部件的相对位置在斜向钻机部件在油田现场之间的公路和/或道路运输、斜向钻机的组装和竖立以及衬垫钻井期间组装好的斜向钻机在相邻井眼之间的移动时可导致一些问题和/或无效。

图1A-1E示出已被用于斜向钻机钻井应用的一个代表性现有技术可移动钻机。更具体地，图1A示出位于拖车101上的钻机井架组件结构120，该拖车由卡车100在公路和/或道路表面105上牵引。拖车101由多个车轮102支撑，车轮的数量可根据井架组件结构120的尺寸和/或重量而改变。井架组件结构120包括钻井井架110，该井架带有位于其上端的天车组件111以在钻井操作期间利于顶部驱动组件125的移动。井架组件结构120还典型地包括一个或更多液压缸124，该液压缸用于通过使井架110绕销连接部115枢转而将钻井井架110竖立到希望的操作位置，例如相对于水平呈45°角。而且，如图1A所示，刚性腿121(见图1E)以两个部分运输—枢转地连接到拖车101的下部121a和在竖立之后将在其下端连接到下部121a且在其上端连接到钻机井架110以便将井架110支撑在适当角度的上部121b。另外，井架组件结构120包括连接部122a、122b，在斜向钻机195(见图1D和1E)的组装期间钻机底座160(见图1B-1E)将连接到该连接部。

图1B和1C示出位于拖车151上的钻机底座160，该拖车由卡车150在公路和/或道路表面105上牵引。拖车151由多个车轮152支撑，车轮的数量根据钻机底座160的尺寸和/或重量改变。钻机底座160包括多个结构构件165和用于支撑斜向钻机195(见图1D和1E)的自身和操作负载的承载衬垫支撑梁161。另外，钻机底座160包括在钻机组装期间可连接到井架组件结构120(见图1A)的连接部120a、120b的连接部162a、162b。如图1B所示，钻机底座160支撑绞车170，在运输期间，也可支撑井头设备190，例如采油树、防喷器(BOP)等，如图1C所示。