專利名稱:具有聚晶金剛石復(fù)合嵌入物的擴(kuò)孔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本申請(qǐng)主要涉及鉆井方法和用于巖心鉆探的設(shè)備。具體地,本發(fā)明涉及一種在擴(kuò) 孔器和其它巖心鉆探裝置中使用聚晶金剛石復(fù)合片的方法和裝置。
背景技術(shù):
目前許多鉆井工藝為公知并被使用。鉆探是鉆井工藝的一種,其通常包括從地表 以下取回所需材料的樣品。在鉆探所使用的一些工藝中,開(kāi)放的鉆頭與用于取回所需樣品 的巖心筒的底邊或邊緣相連接。然后巖心筒與鉆柱連接,鉆柱為一系列相連接的鉆桿,隨著 巖心筒向所需的地下地層更深地移動(dòng),鉆桿被一部分接著一部分的安裝起來(lái)。巖心筒被轉(zhuǎn) 動(dòng)、推動(dòng)和/或振動(dòng)進(jìn)入到上述地層中,以取得所需材料的樣品(通常被稱為巖心樣品)。 一旦獲得所述巖心樣品,含有該巖心樣品的巖心筒通過(guò)拆除(或取出)巖心筒被取回。然 后從巖心筒中取走巖心樣品。擴(kuò)孔器有時(shí)在鉆柱中使用,以保持所需的鉆孔直徑并從鉆孔壁除去松散或不均勻 的材料。擴(kuò)孔器有時(shí)也用于保持鉆孔中鉆柱的直線排列,因?yàn)閿U(kuò)孔器具有與鉆孔內(nèi)徑相似 的外徑,而鉆柱的直徑通常比鉆孔小。通常使用鋼管制造擴(kuò)孔器,該鋼管可與鉆柱同一線安 裝。所述鋼管可具有圍繞該鋼管延伸的研磨墊或研磨環(huán),從而實(shí)現(xiàn)所需的鉆柱穩(wěn)定性,和/ 或保持鉆孔的直徑。從鉆孔的頂部至其底部保持一致的直徑,和對(duì)鉆孔壁與鉆柱之間清理,有助于鉆 柱的取出和更換,并為鉆孔切屑的清理留出了空間。因此,擴(kuò)孔器確保了鉆孔不會(huì)壓在鉆柱 上,如果壓在鉆柱上,將需要額外的動(dòng)力使與鉆孔相當(dāng)大部分的表面接觸的鉆柱轉(zhuǎn)動(dòng)。在保 持鉆柱的側(cè)向支撐和降低轉(zhuǎn)動(dòng)和推進(jìn)鉆柱所需的能量的同時(shí),擴(kuò)孔器還可以使與鉆孔壁摩 擦接觸的鉆柱的表面積最小化。在一些應(yīng)用中,為了維修或更換新的擴(kuò)孔器,破損或磨損的 擴(kuò)孔器需要取出整根鉆柱。
發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)記載了在巖心鉆探中使用的擴(kuò)孔器、鎖緊聯(lián)接器和適配聯(lián)接器中使用聚晶 金剛石復(fù)合片(PDC)嵌入物的方法和裝置。擴(kuò)孔器、鎖緊聯(lián)接器和適配聯(lián)接器在此有時(shí)被 統(tǒng)稱為“擴(kuò)孔器”。所述擴(kuò)孔器可以包括一個(gè)或多個(gè)PDC嵌入物,這些嵌入物以圍繞圓柱形 本體的方式安裝。所述擴(kuò)孔器可用于巖心樣品鉆取,并且可以為了便于實(shí)現(xiàn)特定的目的,而 選取和/或安裝所述PDC嵌入物。例如,可以為了在鉆芯樣品鉆取操作時(shí)穩(wěn)定鉆柱,而選擇 擴(kuò)孔器上的嵌入物并將其安裝在擴(kuò)孔器上,從而降低鉆柱的偏移,并保持鉆孔從頂至底的 固定直徑而不擴(kuò)大鉆孔。類似地,可使用直徑比鉆孔更大的擴(kuò)孔器來(lái)擴(kuò)大鉆孔。除在擴(kuò)孔 器上使用PDC嵌入物之外,它們還可用于鎖緊聯(lián)接器和適配聯(lián)接器,以降低它們的偏移,穩(wěn) 定鉆柱,并保持鉆孔從頂至底的固定直徑。所述PDC嵌入物可包括在碳化鎢基體上的聚晶金剛石層。所述PDC嵌入物可從擴(kuò) 孔器上被選擇性的拆除,從而允許根據(jù)需要更換磨損或破壞的PDC嵌入物。類似的,其它類型的嵌入物可以與PDC嵌入物結(jié)合使用,從而減小或增大摩擦力,實(shí)現(xiàn)所需的切削參數(shù),保 持所需的孔徑,保持鉆柱的線性等。當(dāng)土地狀況為較低磨蝕性時(shí),PDC嵌入物可由類似幾何 形狀的碳化鎢塊補(bǔ)充或代替,以降低成本??蓪⑺鯬DC嵌入物以特定的方式安裝到沿?cái)U(kuò) 孔器本體的位置上,從而使所需的效果最大化。根據(jù)特定的需求,還可將所述PDC嵌入物生 產(chǎn)為各種不同的形狀,例如平面,圓形,穹頂形,尖形,鑿子形(chiseled),方形,長(zhǎng)方形等, 從而使具有PDC嵌入物的擴(kuò)孔器與傳統(tǒng)擴(kuò)孔器相比適應(yīng)性更強(qiáng)。所述PDC復(fù)合片也可被形 成為與擴(kuò)孔器桿身輪廓相配合的形狀。與具有許多研磨墊和圈的傳統(tǒng)擴(kuò)孔器相比,所述具有PDC嵌入物的擴(kuò)孔器的制造 更容易。此外,代替了環(huán)或墊已破壞或磨損的擴(kuò)孔器的廢棄,通過(guò)更換PDC嵌入物可使具有 PDC嵌入物的擴(kuò)孔器得以再利用。本發(fā)明實(shí)施例的其它特征和優(yōu)點(diǎn)通過(guò)之后的記載說(shuō)明,部分通過(guò)所述記載將顯而 易見(jiàn),或可通過(guò)實(shí)施這些實(shí)施例而被認(rèn)識(shí)到。通過(guò)所附屬權(quán)利要求書(shū)中特別指出的裝置和 組合,可以認(rèn)識(shí)和獲得這些實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)下述記載和所附屬權(quán)利要求書(shū),這些 和其它特征將更加充分顯現(xiàn),或者可通過(guò)之后記載的這些實(shí)施例的實(shí)施而被認(rèn)識(shí)到。
為了進(jìn)一步闡明本發(fā)明的上述及其它方面,參照附圖公開(kāi)中的具體實(shí)施方式
,對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行了更具體的描述。值得注意的是這些附圖公開(kāi)了本發(fā)明的僅僅一些實(shí)施例的方 面,因此不能被認(rèn)為是對(duì)其范圍的限定。通過(guò)結(jié)合使用附圖,將具體詳細(xì)的記載和解釋了本 發(fā)明實(shí)施方式,它們?yōu)閳D1是揭示一個(gè)具有PDC嵌入物的擴(kuò)孔器實(shí)施例的各方面的透視圖;圖2A是揭示一個(gè)PDC嵌入物實(shí)施例的各方面的截面圖;圖2B是揭示一個(gè)PDC嵌入物實(shí)施例的各方面的截面圖;圖2C是揭示一個(gè)PDC嵌入物實(shí)施例的各方面的截面圖;圖2D是揭示一個(gè)PDC嵌入物實(shí)施例的各方面的截面圖;圖3是揭示一個(gè)包括PDC嵌入物的擴(kuò)孔器實(shí)施例的各方面的透視圖;圖4是一個(gè)包括PDC嵌入物的擴(kuò)孔器實(shí)施例的透視圖;圖5是一個(gè)鉆柱實(shí)施例的分解視圖,其中鉆柱包括擴(kuò)孔器、鎖緊聯(lián)接器和適配聯(lián) 接器,并具有PDC嵌入物。
具體實(shí)施例方式為了提供透徹的理解,下述的描述提供了具體的細(xì)節(jié)。然而,技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白, 所述裝置和使用該裝置的相關(guān)方法可無(wú)需應(yīng)用這些具體細(xì)節(jié)而被實(shí)施和應(yīng)用。事實(shí)上,可 以通過(guò)修改所說(shuō)明的裝置和相關(guān)的方法,來(lái)實(shí)施所述裝置和相關(guān)的方法,并所述裝置和相 關(guān)的方法可以與該工業(yè)中常規(guī)應(yīng)用的任何其它裝置和工藝結(jié)合使用。例如,當(dāng)下述描述重 點(diǎn)在于巖心樣品作業(yè)時(shí),所述裝置和相關(guān)的方法同樣適用于其它鉆井工藝,例如應(yīng)用于傳 統(tǒng)的鉆孔鉆取,并可與其它任何數(shù)量或種類的鉆井系統(tǒng)一起使用,例如旋轉(zhuǎn)鉆井系統(tǒng)、沖擊 鉆系統(tǒng)等。一個(gè)用于巖心樣品鉆探的擴(kuò)孔器實(shí)施例的一些方面為在圖1中,圖示了具有聚晶金剛石復(fù)合嵌入物110的擴(kuò)孔器100。擴(kuò)孔器100具有本體120,該本體120具有第一接 頭140和第二接頭150。所述本體120可由任何可用于巖心鉆探作業(yè)擴(kuò)孔器的,或?qū)τ诒绢I(lǐng) 域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)適合用于巖心鉆探作業(yè)的材料制成。例如,所述本體120可由各種不 同等級(jí)的鋼、碳化鎢、其它合金或耐磨材料制成。擴(kuò)孔器100的本體120可包括任何特定應(yīng)用所需的形狀。例如,如圖1所示,本體 120可為通常的圓柱形,該形狀具有基本一致的外表面。然而,應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到根據(jù)具體應(yīng)用的 需要,本體120可包括多個(gè)的不同形狀和表面特征。例如,擴(kuò)孔器100的本體120可包括多 個(gè)的背脊、溝槽、齒、缺口、螺旋槽、切割器等。此外,本體120的形狀可為通常的錐形、橢圓 形、凹形、圓形、多角形等。具體地,本體120可包括任何本領(lǐng)域公知的或使用的用于擴(kuò)孔器 和聯(lián)接器的形狀或構(gòu)造。如圖1所示,擴(kuò)孔器100的所述第一接頭140和第二接頭150可為螺紋聯(lián)接器,其 用于螺紋連接鉆柱中的不同部件。第一接頭140可為內(nèi)螺紋,其與第一鉆桿的外螺紋配合 工作,從而使擴(kuò)孔器100與第一鉆桿的部分相連接。類似的,第二接頭150可為外螺紋,其 與第二鉆桿的內(nèi)螺紋配合工作,從而使擴(kuò)孔器100與第二鉆桿的部分相連接。以這種構(gòu)造, 擴(kuò)孔器100可被安裝于鉆柱上。所述第一接頭140和第二接頭150也可為任何其它本領(lǐng)域公知或使用的用于連接 擴(kuò)孔器和鉆桿的接頭。在某些情況中,第一接頭140和第二接頭150每個(gè)均可為盒接頭、銷(xiāo) 接頭,螺紋接頭,滑動(dòng)接頭或任何其它本領(lǐng)域公知的用于將擴(kuò)孔器連接到鉆柱上的接頭。第 一接頭140和第二接頭150可為相同或不同類型的接頭。在另一實(shí)施方式中,擴(kuò)孔器100 在第一接頭140焊接到管的一部分上,然后在第二接頭150使用例如螺紋連接的不同連接 方式與管的另一部分連接。如圖2A-2D所揭示,PDC嵌入物110可含有結(jié)合在背襯基體(或背襯112)上的聚 晶金剛石復(fù)合(PDC)層114。所述包括背襯112和所述層114的PDC嵌入物110,可制造成 不同的形狀和構(gòu)造。例如,所述PDC嵌入物110可為圓形、方形、矩形或任何其它幾何構(gòu)造。 PDC嵌入物110可具有任何相應(yīng)于擴(kuò)孔器的長(zhǎng)度、直徑和壁厚的尺寸。在一些實(shí)施方式中, PDC嵌入物110的尺寸可為直徑在大約0. Imm和大約50mm之間。特別是,PDC層114其本身可結(jié)合為不同的尺寸和形狀構(gòu)造。PDC嵌入物110的聚 晶金剛石層114的一些形狀和構(gòu)造的實(shí)施例可為拱形、角形、尖形或任何其它所需的構(gòu)造。 例如,PDC層114可具有如圖2A所示的基本上平的表面,如圖2B所示的穹頂形表面,如圖 2C所示的尖形或鑿子形的中心部分,和/或如圖2D所示的角形表面。圖2A揭示了具有PDC層114的PDC嵌入物110的一個(gè)實(shí)施例,其中PDC層114具 有基本上平的表面,所述層114與背襯112連結(jié)。基本上平的層114可配置為便于與相接 合的表面接觸并使其磨損。在一個(gè)實(shí)施例中,所述層114可具有基本上平的表面、圓的邊緣 和圓形的形狀。所述背襯可具有任何相應(yīng)于所述層114和其在擴(kuò)孔器本體120上的位置所 必需的形狀和尺寸。具體地,在至少一個(gè)實(shí)施例中,背襯可具有通常的圓柱形形狀,該圓柱 形具有一個(gè)基本上平的連結(jié)表面。然而,應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到,所述層114和背襯112在其它的實(shí)施 方式中可被重新構(gòu)造成另外的形狀。具體地,所述層114可具有略微凹或凸的表面、角形的 邊緣,并且所述層114和背襯112的總體尺寸和形狀可根據(jù)需要變化。圖2B揭示了 PDC嵌入物110’的一個(gè)實(shí)施例,其具有與背襯112’連結(jié)的穹頂形層114’。所述穹頂形層114’可被配置為便于與相接合的表面接觸并使其磨損。在一個(gè)實(shí)施 例中,PDC嵌入物110’的所述層114’可為通常的圓形,且其在層114的表面中心凸起。在 其它實(shí)施例中,為了特定應(yīng)用所述層114’的形狀和構(gòu)造可根據(jù)需要變化。具體地,在其它 的實(shí)施例中,所述層114’表面的曲率半徑、穹頂形的高度、邊緣的圓角和所述層114’和背 襯112’的整體尺寸和形狀均可根據(jù)需要變化。圖2C揭示了 PDC嵌入物110”的一個(gè)實(shí)施例,其具有與背襯112”連結(jié)的通常的尖 形層114”。所述通常的尖形層114”可被配置為便于與相接合的表面接觸并使其磨損。在 至少一個(gè)實(shí)施例中,PDC嵌入物110”的所述層114”可具有這樣的表面,其通常從外部邊緣 向中心逐漸變細(xì),因而形成通常的尖形中心。在其它實(shí)施例中,為了特定應(yīng)用所述層114” 的形狀和構(gòu)造可根據(jù)需要變化。特別是,應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到,在其它實(shí)施例中,尖的高度、錐形表面 的角度或斜度、邊緣的圓角和所述層114”和背襯112”的整體尺寸和形狀均可根據(jù)需要變 化。圖2D揭示了 PDC嵌入物110”,的一個(gè)實(shí)施方式,其具有與背襯112”,連結(jié)的角形 層114”’。所述角形層114”’可被配置為便于與相接合的表面接觸并使其磨損。圖2D中所 述層114”’表面的傾角α可為任何本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所需要的角度。例如,在一些實(shí)施 方式中,該角度α可在大約0度至大約90度之間。在另外的實(shí)施方式中,該角度α可在 大約0度至大約25度之間。此外,對(duì)于不同的應(yīng)用,所述角度α的方向和朝向可根據(jù)需要 變化。具體地,為了特定的應(yīng)用,所述角度α根據(jù)需要可為前角或后角。另外,從一個(gè)PDC 嵌入物110到下一個(gè),每個(gè)PDC嵌入物110的朝向可以變化?,F(xiàn)在參照?qǐng)D2A-2D,背襯可具有補(bǔ)充的形狀,以支撐所需的PDC層的表面形狀,或 者說(shuō)為其提供基體。圖2A-2D中描繪了這些形狀中的一些實(shí)施例,其具有基本上為圓形的 底部和變形為基本上與所述層114相配合的頂部。所述背襯112可由任何公知的適合用于 支撐PDC層的材料制成。在一些實(shí)施例中,背襯可含有碳化鎢。所述PDC嵌入物110-110”’可使用任何公知的技術(shù)連接在擴(kuò)孔器100-100”’的本 體120-120”’上。在至少一個(gè)實(shí)施例中,所述本體120-120”’可包括多個(gè)為特定的形狀和尺 寸的嵌入物110-110”,準(zhǔn)備的用于安裝PDC嵌入物110-110”,的位置,其中的PDC嵌入物 110-110”,已被制造成特定的尺寸和形狀。在另外的實(shí)施例中,所述PDC嵌入物110-110”, 的背襯112-112”’與擴(kuò)孔器本體120-120”’或者松散配合或過(guò)盈配合(壓入)。在插入后, 然后調(diào)整PDC嵌入物110-110”’,以提供擴(kuò)孔器100所需的外部直徑和朝向,之后對(duì)PDC嵌 入物110-110”’進(jìn)行機(jī)械固定,軟釬焊,硬釬焊,或以其它方式結(jié)合到擴(kuò)孔器100-100”’的 本體 120-120”,上。在另外的實(shí)施例(未示出)中,PDC嵌入物可螺旋安裝到本體的位置上,或放置在 本體上并使用一組螺釘或其它螺紋固定技術(shù)進(jìn)行固定。例如,本體的位置上可包括內(nèi)螺紋, 而PDC嵌入物的背襯包括互補(bǔ)的外螺紋。因此,為了容易的交換或更換擴(kuò)孔器的嵌入物,可 將PDC嵌入物旋進(jìn)本體的位置中或從中旋出??梢哉J(rèn)識(shí)到,帶螺紋的PDC嵌入物可進(jìn)一步 通過(guò)焊接、釬焊等連結(jié)在本體上。在至少一個(gè)實(shí)施例中,當(dāng)所述PDC嵌入物磨損后,可容易的將其從擴(kuò)孔器100中更 換。例如,當(dāng)PDC嵌入物的磨損達(dá)到一定水平時(shí),可拆除磨損的嵌入物,并更換為新的嵌入 物,以延長(zhǎng)擴(kuò)孔器的壽命并避免更換擴(kuò)孔器的成本和時(shí)間。在一些實(shí)施例中,PDC嵌入物可為非螺旋安裝和更換的,或者為加熱,拆除,然后使用新PDC嵌入物110更換。在一些實(shí)施 例中,依據(jù)沿?cái)U(kuò)孔器100的不同PDC嵌入物110的磨損方式和損壞,選擇性的拆除和更換單 獨(dú)的PDC嵌入物110。此外,一些嵌入物110可更換不同尺寸的新PDC嵌入物,以達(dá)到不同 鉆孔直徑和/或鉆柱和鉆孔之間不同的穩(wěn)定性和摩擦力數(shù)值。如圖3和4所示,PDC嵌入物110可具有多種尺寸,并且可以多種方式圍繞擴(kuò)孔器 100的外圍安裝。在一些實(shí)施例中,一種特定尺寸和形狀的PDC嵌入物110可以以螺旋方式 分布,且另外一種尺寸和/或形狀的PDC嵌入物110設(shè)置在第一 PDC嵌入物110之間,或至 圍繞其設(shè)置。在另外的實(shí)施例中,不同尺寸和形狀的PDC嵌入物110以一系列環(huán)或列的方 式圍繞本體120布置。此外,所述PDC嵌入物110可以任何方式布置,或根據(jù)需要變化。在一些實(shí)施例中,擴(kuò)孔器100可包括不同數(shù)量的嵌入物110。具體地,擴(kuò)孔器100 可包括多個(gè)的PDC嵌入物110,該數(shù)量與嵌入物110的尺寸和本體120的尺寸相符合。例 如,所述嵌入物110可沿本體120的整個(gè)表面延伸,或可僅沿本體120的一部分延伸。本體 120可包括更大數(shù)量的相對(duì)較小嵌入物110,或可以包括較小數(shù)量的較大嵌入物110,或大 小嵌入物Iio的任何組合。因此,可以實(shí)現(xiàn)PDC嵌入物110圍繞擴(kuò)孔器100的任何數(shù)量的 覆蓋和設(shè)計(jì)。為實(shí)施特定的任務(wù),可選擇任何具體的擴(kuò)孔器100使用的具體PDC嵌入物110,例 如進(jìn)一步打開(kāi)鉆孔,穩(wěn)定鉆孔中的鉆柱,最小化鉆孔中鉆柱的摩擦力,穩(wěn)定安裝在鉆柱上的 巖心筒,保持鉆孔的筆直,或這些所需任務(wù)的任意組合。在一些實(shí)施方式中,PDC嵌入物110 可與其它類型的嵌入物結(jié)合使用,例如陶瓷、碳化鎢或本領(lǐng)域公知的任何其它嵌入物或紐 塊。在一些實(shí)施方式中,為了主要穩(wěn)定鉆孔中的鉆柱,這樣選擇PDC嵌入物110,以使 得可以以穩(wěn)定的擴(kuò)孔殼的方式操作擴(kuò)孔器100。例如,擴(kuò)孔器100可具有鉆柱中標(biāo)準(zhǔn)管的 長(zhǎng)度,同時(shí)PDC嵌入物沿?cái)U(kuò)孔器100的本體120設(shè)置,從而在最小化鉆柱與鉆孔間的總體摩 擦力的同時(shí)穩(wěn)定鉆柱。在另外的實(shí)施例中,多個(gè)擴(kuò)孔器100可在鉆柱上移連續(xù)方式一端接 一端的布置,從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定或任何其它所需的功能。例如,當(dāng)鉆柱向鉆孔內(nèi)推進(jìn)時(shí),擴(kuò)孔器 100可沿鉆柱依次增加外部直徑,以小增量擴(kuò)大鉆孔。在又一個(gè)實(shí)施例中,擴(kuò)孔器100可分 布在沿整個(gè)鉆柱長(zhǎng)度而變化的位置上,從而保持鉆孔,并穩(wěn)定鉆柱的整個(gè)長(zhǎng)度。如圖5所示,PDC設(shè)計(jì)可延伸到其它的鉆井部件。例如,PDC嵌入物可連結(jié)到鎖定 聯(lián)接器300的本體上。類似的適配聯(lián)接器350也可沿其外表面包括PDC嵌入物。結(jié)果,鎖 定聯(lián)接器300和適配聯(lián)接器350可有助于穩(wěn)定鉆孔和保持鉆柱和巖心筒部件的合適方向。 另外,PDC嵌入物可連結(jié)到不同的其它鉆井部件上,這些部件用于巖心樣品或其它類型的鉆 井。在巖心樣品鉆取中,擴(kuò)孔器PDC嵌入物的使用需要更少的維護(hù),提高了生產(chǎn)率,使
鉆孔直徑得到更好的維護(hù),簡(jiǎn)化了生產(chǎn),可在線維護(hù),降低了總成本,并延長(zhǎng)了鉆井部件的
壽命。另外,能夠更換PDC嵌入物110,及使用其它類型的嵌入物,使得在具體環(huán)境中可更靈
活的提供和使用鉆井部件,而無(wú)需購(gòu)買(mǎi)其它鉆井部件或等待特定鉆井部件的向鉆井位置的 、一 、· /. 還送。在不偏離本發(fā)明的精神和本質(zhì)特征的情況下,本發(fā)明可以以其它具體形式實(shí)施。 所述的具體實(shí)施方式
在各個(gè)方面應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是示意性的,而非限制性的。因此,通過(guò)附屬權(quán)利要求書(shū)指出了本發(fā)明的范圍,而不是通過(guò)前述描述。在權(quán)利要求等價(jià)變形的內(nèi)涵及范圍 內(nèi)得出的所有改變都應(yīng)當(dāng)包括在其范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鉆井?dāng)U孔器包括一配置為用于巖心樣品鉆取的本體; 一配置為連結(jié)本體和另一鉆井部件的接頭;和多個(gè)聚晶金剛石復(fù)合(PDC)嵌入物,其連結(jié)在本體之上且圍繞本體布置。
2.如權(quán)利要求1所述的擴(kuò)孔器,其中所述PDC嵌入物可拆卸的連接在本體上。
3.如權(quán)利要求2所述的擴(kuò)孔器,其中所述PDC嵌入物軟釬焊或硬釬焊在本體上。
4.如權(quán)利要求1所述的擴(kuò)孔器,其中所述本體包括多個(gè)凹進(jìn)部分,所述凹進(jìn)部分限定 為其中可收納PDC嵌入物的至少一部分。
5.如權(quán)利要求1所述的擴(kuò)孔器,其中接頭為螺紋接頭。
6.如權(quán)利要求1所述的擴(kuò)孔器,其中所述PDC嵌入物中的一個(gè)與其它PDC嵌入物在尺 寸、材料、大小或形狀中的至少一個(gè)方面不同。
7.如權(quán)利要求所述1所述的擴(kuò)孔器,其中所述PDC嵌入物包括結(jié)合在背襯基體上的聚集金剛石復(fù)合層。
8.如權(quán)利要求所述7所述的擴(kuò)孔器,其中背襯基體包括陶瓷、鋼或碳化鎢中的至少一種。
9.如權(quán)利要求1所述的擴(kuò)孔器,其中一個(gè)或更多個(gè)PDC嵌入物的外表面具有選自穹頂 形、角形、鑿子形、尖形、或平面中的任一種的形狀。
10.一種包括有鉆井部件的巖心鉆探系統(tǒng),其中鉆井部件包括 一配置為用于巖心樣品鉆取的本體;一配置為連結(jié)本體和另一鉆井部件的接頭;和多個(gè)聚晶金剛石復(fù)合(PDC)嵌入物,其連結(jié)在本體之上且圍繞本體布置,以便于巖心 樣品鉆取。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng),其中鉆井部件為適配聯(lián)接器、鎖定聯(lián)接器或擴(kuò)孔器中 的一個(gè)。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng),其中所述PDC嵌入物為可拆卸的和可重新連結(jié)的。
13.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng),其中擴(kuò)孔器被布置在巖心筒中。
14.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng),其中所述PDC嵌入物中的一個(gè)與其它PDC嵌入物在尺 寸、材料、大小或形狀中的至少一個(gè)方面不同。
15.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng),其中所述PDC嵌入物包括結(jié)合在背襯基體上的聚集金 剛石復(fù)合層。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng),其中背襯基體包括陶瓷、鋼或碳化鎢中的至少一種。
17.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng),其中一個(gè)或更多個(gè)PDC嵌入物的外表面具有選自穹頂 形、角形、鑿子形、尖形、或平面中的任一種的形狀。
18.一種鉆井方法,包括在配置為用于巖心樣品鉆取的鉆柱上安裝鉆井部件,該鉆井部件包括 一配置為用于巖心樣品鉆取的本體,一配置為連結(jié)本體和另外的鉆井部件的接頭,和 多個(gè)聚晶金剛石復(fù)合(PDC)嵌入物,該嵌入物連結(jié)在本體之上且圍繞本體布置,以便于鉆 ?。缓腿』貛r心樣品。
19.如權(quán)利要求18所述的方法,還包括監(jiān)視所述多個(gè)PDC嵌入物的狀態(tài),并當(dāng)所述嵌入 物被磨損時(shí),更換所述PDC嵌入物中的至少一個(gè)。
20.如權(quán)利要求18所述的方法,其中所述多個(gè)PDC嵌入物被配置為可從所述本體上選 擇性的拆除。
21.如權(quán)利要求18所述的方法,其中所述鉆井部件被布置在巖心筒中。
22.如權(quán)利要求18所述的方法,其中所述PDC嵌入物包括結(jié)合在背襯基體上的聚集金剛石復(fù)合層。
23.如權(quán)利要求22所述的方法,其中背襯基體包括陶瓷、鋼或碳化鎢中的至少一種。
24.如權(quán)利要求23的方法,其中一個(gè)或更多個(gè)PDC嵌入物的外表面具有選自穹頂形、角 形、鑿子形、尖形、或平面中的任一種的形狀。
25.一種鉆井方法,包括在鉆柱上安裝鉆井部件,該鉆井部件包括一配置為用于巖心樣品鉆取的本體,一配置為連結(jié)本體和另外的鉆井部件的接頭,和 多個(gè)聚晶金剛石復(fù)合(PDC)嵌入物,該嵌入物連結(jié)在本體之上且圍繞本體布置,以便于鉆 ?。缓褪褂勉@柱鉆井。
26.如權(quán)利要求25的方法,其中鉆井部件為適配或鎖定聯(lián)接器。
27.如權(quán)利要求25的方法,其中鉆井部件為擴(kuò)孔器。
28.如權(quán)利要求25的方法,其中所述多個(gè)PDC嵌入物被配置為從所述本體上選擇性的 拆卸。
全文摘要
本申請(qǐng)記載了用于巖心樣品鉆取的具有PDC嵌入物的擴(kuò)孔器和使用該具體PDC嵌入物的擴(kuò)孔器的方法。具有PDC嵌入物的擴(kuò)孔器可用于保持鉆孔的直徑,減小偏離,和/或穩(wěn)定用于巖心樣品鉆取的鉆柱。所述PDC嵌入物可為不同的尺寸和形狀,并可圍繞擴(kuò)孔器以不同的方式布置。
文檔編號(hào)E21B10/26GK101999028SQ200980112934
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2009年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月15日
發(fā)明者克里斯蒂安·S·德里弗德?tīng)? 艾瑞克·M·戈夫, 邁克爾·D·魯普 申請(qǐng)人:長(zhǎng)年Tm公司