[发明专利]移动式钻机

说明书

相关专利申请的交叉引用

本申请是于2015年5月4日提交的美国序列号14/702，853的部分继续申请，并且要求于2014年9月25日提交的美国申请序列号为62/055，158以及于2015年2月23日提交的美国临时申请序列号62/119，316的权益。

技术领域

本申请涉及用于在地下钻孔的钻机，且更具体地涉及可穿越陆地到为了各种目的将孔钻入地面的位置，即创建油井或水井，用于获得岩芯样本等的移动式钻机。

背景技术

这种移动式钻机是已知的，但是不太适合于横穿许多道路条件并且安全地越过具有陡峭坡度的区域的崎岖地形。

这种钻机通常在可能的钻孔深度方面受到限制，因为钻孔装置不能充分稳定以允许深井被钻探，并且当尝试深钻孔时垂直反作用力变得相当大。

这种钻机由于其复杂性而趋向于建设和维护起来相当昂贵。

本发明的目的是提供通用目的的移动式钻机，比起先前的移动式钻机，其能够容易且安全地越过更崎岖的地形和变化的表面条件，允许支撑钻头的直立桅杆的通用定位，钻头可以沿着桅杆的长度快速移动，并且允许其侧向倾斜和向前倾斜，以使倾斜的地形钻出成角度的孔适应到地下。

本发明的另一个目的是提供移动式钻机，其可以用于通过牢固地稳定钻机以防倾翻运动而钻出比常规移动钻机更深的孔。

本发明的另一个目的是提供一种移动式钻机，其可以相对便宜地制造和维护，并且可以适于各种各样的现场条件和用途。

本发明的又一个目的是提供一种移动式钻机，其设置有用于操作者的可伸缩座，该可伸缩座允许在进行操作钻井的位置之间在钻机的钻井和运动期间具有良好的可见性。

发明内容

本发明的上述目的和本领域技术人员将理解的其它目的通过模块化构造的移动式钻机来实现。驱动底盘(其可由各种类型的行走装置支撑和驱动)包括车轮、再循环轨道或雪地驱动器，驱动底盘支撑搁置在驱动机架顶部上的主机架，并且由于仅需要移除或安装几个紧固件，快速地附接或从其拆卸。

主机架由固定在一起的细长构件制成，其可以形成X形，每个构件在其一端具有伸缩式延伸部，从而能够延伸细长构件以增加主机架的稳定性。

垂直支撑件安装到每个伸缩式延伸部的端部，该垂直支撑件也是可延伸的，以使主机架升高或降低到地面和驱动底盘之上。

支撑钻头的细长桅杆在桅杆枢轴支撑件上安装到主机架的一端上，该桅杆枢轴支撑件允许桅杆从在主机架上方延伸的水平位置摆动回到在主机架的正前方的位置处的垂直钻孔位置。

当垂直定向时，桅杆也可在桅杆支撑件上进行上下移动，或当处于收起的水平位置时进行前后移动。

钻头可沿着桅杆的长度可进行移动，优选地通过动力缸和机械移动装置移动，所述机械移动配置加速了其相对于动力缸的运动的移动。

滑动底盘支撑动力设备，动力设备包括引擎和一个或多个液压泵、燃料箱，用于液压流体的储水器和为液压操作的各种致动器提供动力所需的其它部件，以及用于驱动支撑在行走装置上的驱动底盘，诸如通过车轮，再循环轨道或雪地驱动。

自提供动力平板卡车可以可选地用作驱动机架，在这种情况下，动力设备不用于推进钻机，而是仅用于操作各种致动器和钻机发动机。

滑动底盘可移动地位于一对轨道上，所述一对轨道在其另一端处从桅杆支撑件附接到主机架，以被定位在距离主机架的另一端可变的距离处。

动力设备的滑动运动有助于促进引擎和其他动力设备部件的维护和/或更换，以及在如下所述传输时增加钻机的稳定性。

主机架可以在轮式或履带式驱动底盘上传输。

如上所述，钻头通过由双作用动力缸操作的机械运动被提供动力，以在桅杆上的上下方向(以及当桅杆处于水平位置时是前后移动)移动，该动力缸在其任一端具有成对的链轮，每对链轮中的每个链轮与绕过相应链轮组的相应链环啮合。

动力气缸致动器的通过气缸杆在任一端固定到桅杆。由于当气缸被加压时，气缸沿着桅杆在任一方向移动，所以链轮将链环推进的距离远大于气缸的行程距离。钻头附接到每个链环的一个段，并且与那些链段一起在桅杆的引导表面上移动。每个链环的另一个段锚定到桅杆。

根据本发明的一个重要方面，动力设备、桅杆和桅杆上的钻头的前后水平运动可以在当钻机在向上或向下倾斜的地形上被驱动时通过操作相关联的致动器帮助保持稳定性。