对准总成、钻孔系统和方法技术方案

一种对准总成包括轴、耦合至所述轴的第一夹具以及耦合至所述轴的第二夹具。所述第一夹具包括固定夹具体以及旋转耦合至所述固定夹具体的第一旋转夹具体。所述第二夹具可包括第二旋转夹具体和第三旋转夹具体。轴心枢轴旋转耦合所述第二旋转夹具体和所述第三旋转夹具体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于相对于钻孔系统对准螺纹构件的总成、系统和方法。
技术介绍
通常使用钻机在各种基材进行钻孔。此类钻机通过包括一个或多个安装至桅杆的钻机头。所述钻机包括能至少沿所述桅杆的一部分移动所述钻机头的机构和装置。所述钻机头通常进一步包括接收和啮合螺纹构件上端的机构，如钻杆或钻杆和套管系统。所述钻杆或所述钻杆和套管系统可单独使用或作为钻柱的一部分，所述钻柱包括切割钻头或位于相对端的其他装置，且所述相对端可被称为钻头端。所述钻机头用于向传送至所述钻柱的所述钻杆或管施力。如果所施加的力为旋转力，所述钻机头则可能会因此使所述钻柱在钻孔中旋转。所述钻柱的旋转可包括所述切割钻头的相应旋转，其反过来也会导致所述钻头的切割动作。所述钻机头施加的力可包括轴 向力，所述轴向力可被传送至所述钻柱从而便于向地层的渗透。一旦所述钻杆的上端靠近地层的表面，则会夹紧所述钻杆，从所述钻杆解耦合所述钻机头，并将另外的钻杆耦合至所述钻机头。随后，将所述另外的钻杆耦合至夹具钻杆，且再继续进行钻孔操作。本专利技术要求保护的主题并不限于可解决任何缺点或仅运行在环境(例如上述的环境)中的实施例。相反，该背景仅用于说明可实施一些实施例的示例性技术。
技术实现思路
一种对准总成，包括轴、耦合至所述轴的第一夹具以及耦合至所述轴的第二夹具。所述第一夹具包括固定夹具体以及旋转耦合至所述固定夹具体的第一旋转夹具体。所述第二夹具可包括第二旋转夹具体和第三旋转夹具体。轴心枢轴旋转耦合所述第二旋转夹具体和所述第三旋转夹具体。本概述简单地介绍了概念，且这些概念将在下面的详述中进行进一步说明。本概述的目的既不是用以识别所要求保护主题的关键特征或本质特征，也不是用作确定所要求保护主题范围的辅助手段。附图说明为了进一步阐明上述事项，下面将结合在附图中阐述的具体实施例进行本公开的更特定的说明。需要理解的是，这些附图仅用于描绘典型的实施例，因此不能认为其是限定性的。使用额外的具体性和细节并通过使用附图详细说明和解释所述实施例，在附图中图I阐述了根据一个实施例的具有对准总成的钻孔系统；图2A阐述了根据一个实施例的耦合至桅杆的对准总成的正视图；图2B阐述了图2A的对准总成的立体图；图3A阐述了根据一个实施例的第一夹具的分解图；图3B阐述了处于开放状态的图3A的第一夹具的俯视图3C阐述了处于关闭状态的图3B的第一夹具的俯视图；图4A阐述了根据一个实施例的第二夹具的分解图；图4B阐述了处于开放状态的图4A的第二夹具的俯视图；图4C阐述了处于关闭状态的图4B的第一夹具的俯视图；图5阐述了根据一个实施例的支架总成的立体图；图6A-6C阐述了根据一个实施例将螺纹构件与钻机头对准和耦合的过程。连同下面的说明，附图说明了示例性装置和方法的非限制性特征。为清楚起见，在附图中可以放大组件的厚度和配置。不同附图中相同的参考数字代表相似的元件，尽管不一定代表相同的兀件。 具体实施例方式本专利技术提供了用于相对于钻孔系统对准和耦合螺纹构件的总成、系统和方法，所述螺纹构件为套管、钻杆等。在至少一个实施例中，对准总成包括第一夹具和第二夹具。在一个示例性过程中，所述对准总成便于将若干螺纹构件耦合至与至少一个钻机头相联的若干连续器上。更具体地，所述第一夹具可同时定向和啮合套管。特别地，所述第一夹具包括固定夹具体和旋转夹具体。所述旋转夹具体旋转耦合至所述固定夹具体，从而使所述旋转夹具体相对于所述固定夹具旋转。由于所述旋转夹具体的旋转，所述旋转夹具体可将所述套管移至与所述固定夹具体啮合。由于所述固定夹具体的位置是已知的，将所述套管移至与所述固定夹具体啮合的操作可将所述套管移至已知的位置和方向。此后，所述套管里的钻杆将相对于套管移动并通过所述第二夹具进行啮合。然后，将旋转头的内连接器耦合至所述钻杆。随着将所述钻杆随后耦合至所述内连接器，可使所述第二夹具从所述钻杆脱离。在那一点上，所述套管可能尚未耦合至所述旋转头的外连接器上。由于所述钻杆位于所述套管中，所述套管比所述钻机头大，因此所述外连接器可能需要有比内连接器大的直径。可将所述第二夹具配置成充分打开以允许所述第二个较大的连接器从其通过。结果是，由于所述第二个连接器可通过所述第二夹具，当所述第二个连接器离开已装配到位的所述对准总成时，所述第二连接器可移至与所述套管啮合。一旦所述第二钻机头耦合至所述套管，则可使所述第一夹具脱离并按要求将所述套管和钻杆螺纹结合至额外的钻杆或套管。这样的配置可使螺纹构件快速地与钻孔系统对准和耦合，从而可提高钻孔操作的效率。尽管下文所述的套管和钻杆所处位置不同，但需理解的是所述对准总成可适用于任何类型的螺纹构件。进一步地，为了清楚起见，可放大各种位置、方向、配置和/或尺寸。而附图则不一定要按比例绘制。图I说明了一种钻孔系统100，其包括滑板总成105和耦合至所述滑板总成的钻机头110AU10B。所述滑板总成105可耦合至桅杆120，且所述桅杆120依次耦合至钻机130。所述钻机头110AU10B配置成具有一个或多个与其耦合的螺纹构件。所述螺纹构件可包括分别通过内外连接器150AU50B耦合至所述钻机头110AU10B的内螺纹构件140A和外螺纹构件140B。在图示的实施例中，所述内螺纹构件140A也可位于所述外螺纹构件140B内。结果是，所述内螺纹部件140A的外径小于所述外螺纹构件140B的内径。同样地，由于所述内连接器150A延伸穿过所述外连接器150B，所述内连接器150A可小于所述外连接器150B。在至少一个实施例中，所述外连接器150B的外径等于或大于所述外螺纹构件140B的螺纹直径。所述螺纹直径可为内螺纹或外螺纹的直径。这样的配置可使所述钻机头110AU10B同时驱动所述内外螺纹构件140A、140B。尽管示出了两个钻机头，但是需理解的是本文所述的对准总成200也可使用单个钻机头，包括驱动单个螺纹构件的单个旋转头以及使用双管连接器耦合至两个螺纹构件的单个旋转头。螺纹构件可包括但不限于钻杆和杆套管。所述螺纹构件140A、140B可依次耦合至额外的螺纹构件140A’、140B’以形成钻柱。所述钻柱也可耦合至钻头或其他井下工具，其配置成与待钻孔材料(例如地层)建立界面连接。在至少一个实施例中，将所述钻机头110A、IlOB配置成在钻孔过程中旋转所述螺纹构件140AU40B。特别地，所述钻机头110A、1 IOB可根据钻孔过程的需要变化所述螺纹构件140A、140B的旋转速度和/或方向。进一步地，所述滑板总成105可配置成相对于所述桅杆120平移，从而向所述钻 机头110A、110B施加轴向力以在钻孔过程中将钻柱的远端堆至地层中，其中所述螺纹构件140AU40B为所述钻柱的一部分。特别地，所述钻机头110AU10B可平行于钻轴D-D平移。由于所述螺纹构件140AU40B到达了所述桅杆120的底部，也可添加所述额外的螺纹构件140A’、140B’以在地层中实现更深的穿透。特别地，由于所述钻机头110A、IIOB接近所述桅杆120的底部，启动了也位于所述桅杆120底部附近的夹紧/脱离总成160以夹紧所述内外螺纹构件140AU40B。然后，所述钻机头150AU50B可旋转连接器150A、150B，以使其脱离所述螺纹构件140A、140B本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.09 US 12/757,7601.一种夹具总成，包括 限定基轴的基臂； 耦合至所述基臂的基座延伸部，所述基座延伸部从所述基轴向外延伸； 旋转耦合至所述基臂的第一连接构件； 旋转耦合至所述第一连接构件的第二连接构件； 旋转耦合至所述第二连接构件的第一旋转夹具体； 旋转耦合至所述第一连接构件的第三连接构件；以及 旋转耦合至所述第三连接构件的第二旋转夹具体，其中，所述第一旋转夹具体、所述第二旋转夹具体和所述第一基座延伸部通过轴心枢轴而被旋转耦合。2.根据权利要求I所述的夹具总成，其进一步包括耦合至所述第一连接构件的驱动机构。3.根据权利要求2所述的夹具总成，其进一步包括耦合至所述基臂的第二基座延伸部，所述第二基座延伸部从所述基轴向外延伸且其延伸方向与所述第一基座延伸部从所述基轴向外延伸的方向相同，所述第二基座延伸部进一步耦合至所述驱动机构。4.根据权利要求3所述的夹具总成，其中，所述夹具总成包括横轴，所述横轴横向于所述基轴且经过所述基轴，所述轴心枢轴位于所述横轴的第一侧上，其中第一驱动枢轴旋转耦合所述第二基座延伸部和所述驱动机构，且其中所述第一驱动枢轴位于所述横轴的第二侧上，所述横轴的所述第二侧与所述横轴的所述第一侧相对。5.根据权利要求I所述的夹具总成，其中第一连接枢轴将所述第一连接构件旋转耦合至所述基臂，第二连接枢轴将所述第二连接构件旋转耦合至所述第一连接构件，且第三连接枢轴将所述第三连接构件耦合至所述第一连接构件；其中，所述第一连接枢轴、所述第二连接枢轴和所述第三连接枢轴为非共线的。6.根据权利要求I所述的夹具总成，其中，相对于所述轴心枢轴移动所述第一连接构件的一端使所述第一旋转夹具体的第一爪部相对于所述第二旋转夹具体的第二爪部移动，从而改变所述第一爪部与所述第二爪部之间的开口的直径。7.根据权利要求6所述的夹具总成，其中，所述第一连接构件的所述一端的移动使所述第一爪部和所述第二爪部在关闭状态与开放状态之间移动，所述开口在所述关闭状态时具有关闭直径且在所述开放状态时具有开放直径，其中所述开放直径为所述关闭直径的约5倍以上。8.一种夹具总成，包括 轴； 旋转耦合至所述轴的第一夹具，所述第一夹具配置成在开放状态与关闭状态之间移动，从而选择性地啮合和释放具有螺纹直径的第一螺纹构件；以及 旋转耦合至所述轴的第二夹具，所述第二夹具配置成在开放状态与关闭状态之间移动，从而选择性地啮合和释放具有外直径的第二螺纹构件，所述螺纹直径大于所述外直径。9.根据权利要求8所述的夹具总成，其中，当所述第二夹具处于所述开放状态时，所述第二夹具配置成允许直径等于或大于所述第一外直径的组件从其通过。10.根据权利要求8所述的夹具总成，其进一步包括定位机构，所述定位机构配置成围绕所述轴旋转所述第一夹具。11.根据权利要求10所述的夹具总成，其中，所述第一夹具和所述第二夹具配置成围绕所述轴一起旋转。12.—种对准总成，包括 轴； 耦合至所述轴的第一夹具，所述第一夹具包括固定夹具体和旋转耦合至所述固定夹具体的第一旋转夹具体；以及 耦合至所述轴的第二夹具，所述第二夹具包括第二旋转夹具体、第三旋转夹具体和旋转耦合所述第二旋转夹具体和所述第三旋转夹具体的轴心枢轴。13.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·弗雷德，托尔丝腾·乌普迈尔，克里斯托夫·克鲁泽，
申请(专利权)人：长年TM公司，
类型：
国别省市：