[发明专利]多功能多孔钻机

说明书

技术领域

本发明涉及在地层中钻油和气井筒；在某些特定方面，涉及从单个钻机钻出和完成这样的多个井筒；并且在某些特定方面，涉及钻出和完成这样的多个井筒以使其彼此比较靠近。

背景技术

已知多种钻机和方法用于在地层中钻油和气井筒。在很多已知系统和方法中，使用钻机钻出单个井筒，然后，为了钻另一个井筒，将钻机移到通常在已钻出井筒附近的新的位置。

图1A和1B示出了本领域已知的一种钻机，其中，井架140中已知的顶部驱动系统TDS1悬挂在滑轮索环18上，滑轮索环18以典型方式悬挂在井架140上。可使用用于钩住标准索环的钩和标准滑轮。升降机74支撑管状立根142，其包括两件(或三件)钻杆143。立根142已从架工操作台145移到与井筒147轴向对准的位置，架工操作台145带有多根已构造的立根149。可例如使用小鼠洞144来制备立根。司钻从司钻控制面板141控制钻井。立根149设置在钻杆盒子位置ST。可任选地，系统包括紧急刹车系统和/或紧急停车装置，并且可任选地，其中之一或两者都可从控制面板141控制。

图2也示出了本领域公知的一种钻机，其中，已知系统TDS2包括动力水龙头30和导向机构50，其安装在总体由数字100标示的传统便携式旋转地层钻机的机柱102上。如后文更全面说明的，动力水龙头30通过称为小车70的浮动式扭矩臂组件枢转地固定到一对移动车75，移动车75可在安装到机柱102上的导轨50上纵向移动。附图的图7-9中所示的导向机构50与图10和11中所示的小车70形成扭矩约束系统。

钻机100为传统的118英尺车载液压伸缩井架，具有钩承载能力为例如365000磅的倾斜机柱102。机柱102通常相对于在井上对中设置的竖直轴线125以3.5度的倾斜角119倾斜。

机柱102枢转地安装在拖车104上，并且在水平位置中输送，其中上部机柱部分120伸缩地套到下部机柱部分110中。当机柱102竖立时，伸缩地相套的部分110和120通过液压致动柱塞106的作用而绕着水平轴线旋转约90度到竖直位置。在下部机柱部分110上的腿与地面或其它支撑表面接合时，液压流体被传送到液压致动缸，其将上部机柱部分120升高到图1中示出的位置，其中，仅上部部分120的下端向下延伸到下部部分110的上端中。

该车载平台包括单卷筒绞车105，其通过传统的变速器和传动箱由柴油发动机103驱动。快绳107从绞车105向上延伸越过天车108，如图1中所示，以提供多根绳109，所述多根绳承载连接到顶部驱动系统20中的动力水龙头30的动滑轮112。传统的折叠井架底座140与倾斜的伸缩机柱102邻近安装，该折叠井架底座140配备有V型门142、猫道145和两组平行并且与猫道并置的管架(未显示)。

立根组件系统包括直接安装在小鼠洞上方的顶部悬臂式单根吊卡扣绳滑轮21、辅助缆线22、活动水龙头组件23和单根吊卡148。该系统永久性安装在钻机中，以随时使用。

辅助缆线22设计用于快速附接到现有液压或气动驱动的辅助拉绳，并且用于从管坡道将单根24’提起到小鼠洞，并且用于将完成的立根25从小鼠洞提起到指杆台136，并且将立根25放回到钻杆盒子SK。

单根吊卡148为特别设计的吊卡，具有例如2000磅的提升能力，以快速附接到钻杆和从钻杆脱离。其利用活动枢转组件23附接到辅助缆线22，以防止缆线上旋，同时在小鼠洞中将立根25端面压紧。

在操作过程中，利用吊卡48将立根25附接到钻柱150或从钻柱150去除。

导轨50为刚性的，并且是连续的；其沿机柱102纵向延伸。导轨50以至少两部分形成：分别固定到下部机柱部分110和上部机柱部分120的下部导轨部分52和上部导轨部分54(参见图1)。所显示的导轨50可包括例如3.5英寸的标准管段，每一个标准管段约20英尺长(以易于操作)。但是，应意识到，在不偏离扭矩约束系统的基本概念的情况下，导轨50可由具有非圆形横截面的构件形成，例如由H形梁形成。

用于构造立根25的程序和构造的立根怎样添加到钻柱是本领域普通技术人员公知的，并且在本文中不再描述。