井下鉆井組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種井下穩(wěn)定器(5)，如鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定器，包括至少一個(gè)擴(kuò)孔裝置和／或加強(qiáng)裝置(10)。本發(fā)明還涉及一種組件(30)，如井下鉆井組件(31)，包括至少一個(gè)這樣的穩(wěn)定器(5)和／或鉆頭(40，41)，鉆頭(40，41)包括在其鉆井端(45)處或附近的量規(guī)鉆頭(42)和用于將鉆頭(40，41)連接到鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)組件(60)連接裝置(46)，，其中鉆頭量規(guī)(42)包括大致圓柱部(46)，其具有小于或等于約1.0倍標(biāo)稱鉆頭直徑的長(zhǎng)度。本發(fā)明還涉及到新的鎖定機(jī)構(gòu)(80)，諸如鎖鍵機(jī)構(gòu)，以允許通過(guò)或與穩(wěn)定器(5’)一起鎖定軸(70’)，例如，發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸(71’)。
【專利說(shuō)明】井下鉆井組件
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01080012786.9的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)(申請(qǐng)日:2010年3月19日；發(fā)明名稱:井下鉆井組件)的分案申請(qǐng)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種井下穩(wěn)定器，如鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定器，還涉及包括這種穩(wěn)定器的井下組件。
[0003]本發(fā)明還涉及用于鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)的改善的穩(wěn)定器裝置，尤其是，但非排他地，涉及與在井筒中運(yùn)行的可轉(zhuǎn)向高速發(fā)動(dòng)機(jī)一起使用的穩(wěn)定裝置。
[0004]本發(fā)明還涉及到新穎的鎖定機(jī)構(gòu)，諸如鎖鍵機(jī)構(gòu)，以允許通過(guò)穩(wěn)定器或與穩(wěn)定器一起(例如，鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定器)鎖定軸，例如，發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸，特別是，雖然非排他地，該鎖定機(jī)構(gòu)用于將鉆頭(如短量規(guī)鉆頭)連接、固定至所述軸的下端和/或從所述軸的下端拆除所述鉆頭。
【背景技術(shù)】
[0005]各類井下發(fā)動(dòng)機(jī)，包括容積式馬達(dá)和渦輪鉆具，可以適于在鉆井的鉆探期間在鉆井內(nèi)驅(qū)動(dòng)鉆頭。可轉(zhuǎn)向高速發(fā)動(dòng)機(jī)，又稱渦輪鉆具或渦輪，是井下發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用的類型，并在井下鉆探領(lǐng)域已經(jīng)變?yōu)楣摹?br> [0006]在可轉(zhuǎn)向高速發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展過(guò)程中，人們認(rèn)識(shí)到，在高速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和鉆頭組件的穩(wěn)定是必要的，以減少或消除井筒曲折-俗稱為螺旋。這種在高速時(shí)可能發(fā)生的螺旋式運(yùn)動(dòng)可能嚴(yán)重降低鉆井速度，以及造成發(fā)動(dòng)機(jī)組件的各個(gè)部分的過(guò)度磨損。這種螺旋效應(yīng)可能在某些類型的其中形成鉆孔的地質(zhì)構(gòu)造的情況下尤為嚴(yán)重。
[0007]在典型的鉆井組件中，鉆頭連接到位于發(fā)動(dòng)機(jī)主體內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)軸。
[0008]井筒形成的方向可控制，如:通過(guò)設(shè)置位于組件的合適位置處的彎曲、偏移裝置或偏心穩(wěn)定器。
[0009]在正常鉆井期間，發(fā)動(dòng)機(jī)主體部分以比鉆頭的速度低的速度旋轉(zhuǎn)，從而減輕偏移裝置的效果。另一方面，當(dāng)需要定向和側(cè)向鉆探時(shí)，在期望的方向上調(diào)節(jié)組件的偏移裝置并且保持穩(wěn)定，鉆頭通過(guò)井下發(fā)動(dòng)機(jī)以高速旋轉(zhuǎn)。
[0010]為了最大化井筒偏移，所謂的鉆頭伸出量(即從發(fā)動(dòng)機(jī)主體殼體上的下端，如下部軸承或下部穩(wěn)定器，到鉆頭的操作面的距離)應(yīng)保持到最小。
[0011]通常情況下，大多數(shù)鉆頭包括銷連接(陽(yáng))，其具有API螺紋以與匹配部件上的套筒連接(陰)的API螺紋配合，匹配部件可以鉆鋌(drill collar)、接頭或發(fā)動(dòng)機(jī)軸。然而，在潤(rùn)輪鉆探中，反轉(zhuǎn)螺紋連接已成為普遍做法，鉆頭設(shè)置有盒連接(box connection)。
[0012]在井下鉆探中，術(shù)語(yǔ)“短量規(guī)鉆頭(short gauge bit) ”或“長(zhǎng)量規(guī)鉆頭”是指外徑用于由鉆頭形成的孔的最后修整和鉆頭在該孔內(nèi)導(dǎo)向的目的穩(wěn)定或?qū)虿?。量?guī)可以包括套筒，用于在較長(zhǎng)的長(zhǎng)度范圍內(nèi)延長(zhǎng)鉆頭的導(dǎo)向部。這個(gè)套筒可以作為鉆頭結(jié)構(gòu)的一體部分。延長(zhǎng)的套筒部的直徑通常為標(biāo)稱鉆頭直徑+ / -1 / 32英寸。[0013]在現(xiàn)有技術(shù)中，短量規(guī)鉆頭被理解為是指具有外圓柱部的鉆頭，外圓柱部分的長(zhǎng)度測(cè)量約為I英寸至1.0倍標(biāo)稱鉆頭直徑。這與所謂的長(zhǎng)量規(guī)鉆頭相反，長(zhǎng)短量規(guī)鉆頭可能具有其長(zhǎng)度超過(guò)I倍鉆頭直徑的圓柱形部分。此外，所謂的長(zhǎng)量規(guī)鉆頭通常由分離件制成，并且具有形成鉆頭頭部的一部分的短圓柱部和由單獨(dú)的套筒形成并且連接到鉆頭頭部的第二圓柱部。應(yīng)理解，兩個(gè)圓柱部結(jié)合以使圓柱部長(zhǎng)度超過(guò)I倍標(biāo)稱鉆頭直徑。兩個(gè)圓柱部直徑大致相同，但可以略有不同；由于存在正常制造公差變化，約I / 32英寸的差別是可能的。
[0014]短量規(guī)鉆頭已經(jīng)在鉆井組件中使用。然而，已知的包括短量規(guī)鉆頭的組件涉及在量規(guī)鉆頭和發(fā)動(dòng)機(jī)主體的端部之間使用穩(wěn)定器。盡管這種布置在穩(wěn)定鉆頭中是有效的，鉆頭伸出量顯著增加，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)組件的可操控性。
[0015]目前的渦輪機(jī)往往采用具有長(zhǎng)的總量規(guī)長(zhǎng)度的鉆頭，該總量規(guī)長(zhǎng)度通常為從I倍標(biāo)稱鉆頭直徑至2倍標(biāo)稱鉆頭直徑以上。這已成為必要，以確保產(chǎn)生光滑的井筒。然而，這引入鉆頭可能被滯留在井筒中的風(fēng)險(xiǎn)，也增加了鉆頭的成本。
[0016]鉆頭最近的發(fā)展通向不再需要在發(fā)動(dòng)機(jī)軸的下端和鉆頭之間存在鉆頭套筒的發(fā)動(dòng)機(jī)組件。這樣的布置在美國(guó)專利5853053 (GILCHRIST等)中公開(kāi)。雖然其中公開(kāi)的組件的鉆頭伸出量減少，但一些相關(guān)缺點(diǎn)可能包括穩(wěn)定器的過(guò)早磨損，和長(zhǎng)量規(guī)鉆頭可能被滯留在鉆孔中的相對(duì)聞的風(fēng)險(xiǎn)。
[0017]本發(fā)明的至少一個(gè)方面的至少一個(gè)實(shí)施例的目的在于避免和/或減輕在現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)缺點(diǎn)。
[0018]本發(fā)明的至少一個(gè)方面的至少一個(gè)實(shí)施例的目的在于提供井下鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定器，包括擴(kuò)孔部件或擴(kuò)孔裝置，其至少設(shè)置在穩(wěn)定器的至少一個(gè)刀片的前端部處或附近。
[0019]本發(fā)明的至少一個(gè)方面的至少一個(gè)實(shí)施例的目的在于提供鉆頭，其包括量規(guī)鉆頭(例如短量規(guī)鉆頭)和用于將鉆頭連接到鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)組件的連接裝置。
[0020]本發(fā)明的至少一個(gè)方面的至少一個(gè)實(shí)施例的目的在于提供井下鉆頭組件，包括改進(jìn)的穩(wěn)定器和任選的鉆頭，諸如短量規(guī)鉆頭，和發(fā)動(dòng)機(jī)組裝。
[0021]本發(fā)明的至少一個(gè)方面的至少一個(gè)實(shí)施例的目的在于提供鎖定裝置或鎖鍵機(jī)構(gòu)，其用于通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定器或與發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定器一起鎖定發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸，并且有利地實(shí)現(xiàn)容易操作，以及容易將鉆頭連接至發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸和/或從發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸上拆除鉆頭。
[0022]本發(fā)明的至少一個(gè)方面的至少一個(gè)實(shí)施例的目的在于提供井下鉆組件，其包括鎖定裝置或鎖鍵機(jī)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0023]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供穩(wěn)定器，包括至少一個(gè)擴(kuò)孔裝置和/或加強(qiáng)裝置。
[0024]在現(xiàn)有技術(shù)中，已知并了解術(shù)語(yǔ)穩(wěn)定器。然而，將理解，可以使用現(xiàn)有技術(shù)中其他同等術(shù)語(yǔ)，例如:對(duì)中器。
[0025]穩(wěn)定器可以包括井下穩(wěn)定器。
[0026]有利的是，穩(wěn)定器可以為鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定器。
[0027]穩(wěn)定器可以包括位于其外表面上或周圍的例如圓周地間隔開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)刀片，如多個(gè)刀片，例如縱向延伸刀片。[0028]可替換地，所述一個(gè)或多個(gè)刀片，例如，所述多個(gè)刀片可以被成型，例如，相對(duì)穩(wěn)定器的旋轉(zhuǎn)軸線傾斜或成波浪狀。
[0029]穩(wěn)定器可以包括圓柱體，所述外表面可以包括所述圓柱體的外表面。
[0030]每個(gè)刀片可以包括至少一個(gè)頂部或最外部或表面。
[0031]每個(gè)刀片可以包括在刀片的所述至少一個(gè)頂部或最外部或表面和穩(wěn)定器(例如圓柱體)在其第一端或下端和/或第二端或上端處或附近的主體部或端部之間延伸的至少一個(gè)傾斜部或傾斜面。
[0032]典型地，每個(gè)刀片可以包括在所述至少一個(gè)頂部或頂面和其至少一個(gè)傾斜部或傾斜面之間的至少一個(gè)邊緣。
[0033]有利地，擴(kuò)孔裝置設(shè)置在穩(wěn)定器的至少一個(gè)刀片上。
[0034]穩(wěn)定器包括至少一個(gè)第一擴(kuò)孔裝置/加強(qiáng)裝置，其至少設(shè)置在穩(wěn)定器的第一端或下端處或附近，所述第一端在使用中最靠近其鉆頭端。通過(guò)這樣的設(shè)置，在鉆井過(guò)程中由于鉆頭離中心軸的位移所產(chǎn)生的鉆井輪廓中的任何變化和/或不完善，可以通過(guò)對(duì)中器對(duì)井筒的擴(kuò)孔而被校正，從而提高了井筒質(zhì)量。
[0035]穩(wěn)定器包括至少一個(gè)第二擴(kuò)孔裝置和/或加強(qiáng)裝置，其至少設(shè)置在穩(wěn)定器的第二端或上端部處，所述第二端在使用中最遠(yuǎn)離其鉆頭端。通過(guò)這樣的設(shè)置，井筒的進(jìn)一步擴(kuò)孔可以通過(guò)鉆頭組件移除或“拉出孔”(“P00H”)期間穩(wěn)定器的旋轉(zhuǎn)執(zhí)行。
[0036]優(yōu)選地，第一和/或第二擴(kuò)孔裝置可以包括至少部分地從至少一個(gè)刀片的頂面延伸到其傾斜面上方或延伸至其傾斜面的裝置，諸如擴(kuò)孔塊。
[0037]第一和/或第二擴(kuò)孔裝置中的每一個(gè)都可以具有大致平坦的最外表面。第一和/或第二擴(kuò)孔裝置的最外表面的一部分可以與所述刀片的其上設(shè)置第一和/或第二擴(kuò)孔裝置的最外表面大致平齊或水平。第一和/或第二擴(kuò)孔裝置的最外表面的其它部分可以徑向地設(shè)置在對(duì)應(yīng)的傾斜面之外。
[0038]穩(wěn)定器可以包括至少一個(gè)第三擴(kuò)孔裝置和/或加強(qiáng)裝置，其設(shè)置在至少一個(gè)刀片的至少一個(gè)傾斜部上，例如，設(shè)置在至少一個(gè)刀片的傾斜部上。通過(guò)這樣的設(shè)置，在使用中，可以防止刀片的傾斜部如由于“鉆蝕(undercutting) ”而過(guò)度或過(guò)早磨損。
[0039]穩(wěn)定器可以包括至少一個(gè)第四擴(kuò)孔裝置和/或加強(qiáng)裝置，其設(shè)置在其至少一個(gè)刀片的至少一個(gè)頂部或頂面上。
[0040]通常情況下，第三和/或第四擴(kuò)孔和/或加強(qiáng)裝置可以與穩(wěn)定器的至少一個(gè)刀片的外表面大致水平或平齊。
[0041]穩(wěn)定器可以還包括至少一個(gè)第五擴(kuò)孔裝置和/或加強(qiáng)裝置，其至少部分地沿著至少一個(gè)刀片的至少一個(gè)縱向邊緣設(shè)置。
[0042]便利地，在使用中，所述至少一個(gè)第五擴(kuò)孔裝置和/或加強(qiáng)裝置可以至少部分地至少沿著或靠近至少一個(gè)刀片的大致面向穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)方向的縱向邊緣設(shè)置。通過(guò)這樣的設(shè)置，可以改善擴(kuò)孔性能，和/或防止至少一個(gè)刀片例如由于“鉆蝕”而過(guò)度或過(guò)早磨損。
[0043]通常情況下，第一、第二、第三和/或第五擴(kuò)孔裝置和/或加強(qiáng)裝置可以包括多個(gè)塊和/或由鉆石浸潰材料制成，例如油鉆石浸潰碳化鎢材料制成。
[0044]通常情況下，任選地，第四擴(kuò)孔和/或加強(qiáng)裝置可以由碳化鎢材料制成。
[0045]有利地，第四擴(kuò)孔裝置和/或加強(qiáng)裝置可能包括多個(gè)塊，例如，成形塊的混合物，所述塊可以由碳化鎢材料制成和/或由鉆石浸潰碳化鎢材料制成。
[0046]由不同材料制成的擴(kuò)孔塊或加強(qiáng)塊可以設(shè)置有不同形狀。
[0047]通常情況下，由鉆石浸潰碳化鎢材料制成的擴(kuò)孔塊是圓形、六角形或八角形形狀，并且由非增強(qiáng)碳化鎢材料制成的加強(qiáng)塊可以設(shè)置成長(zhǎng)方形形成。
[0048]優(yōu)選地，擴(kuò)孔裝置和/或加強(qiáng)裝置可以設(shè)置在穩(wěn)定器的一個(gè)刀片上。
[0049]可替換地，擴(kuò)孔裝置和/或加強(qiáng)裝置可以設(shè)置在穩(wěn)定器的一個(gè)以上的刀片上，如設(shè)置在穩(wěn)定器的每個(gè)刀片上。
[0050]優(yōu)選地，擴(kuò)孔裝置和/或加強(qiáng)裝置可以設(shè)置在穩(wěn)定器的相同刀片上。
[0051]可替換地，第一、第二、第三、第四和第五擴(kuò)孔和/或加強(qiáng)裝置中的每一個(gè)可以獨(dú)立地設(shè)置在穩(wěn)定器的一個(gè)或多個(gè)刀片上。
[0052]第一、第二、第三、第四和/或第五擴(kuò)孔裝置和/或加強(qiáng)裝置可以包括結(jié)合的擴(kuò)孔和加強(qiáng)裝置。
[0053]應(yīng)理解，設(shè)置在本發(fā)明的穩(wěn)定器上的擴(kuò)孔不見(jiàn)可以在穩(wěn)定器進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，如在正常鉆井模式期間，實(shí)現(xiàn)其功能。
[0054]有利的是，第一、第二、第三、第四和/或第五擴(kuò)孔裝置和/或加強(qiáng)裝置可以由比穩(wěn)定器的主體更硬的材料制成。
[0055]通常情況下，穩(wěn)定器可以由低碳合金鋼制成，如由“AISI4145”鋼制成。
[0056]有利的是，穩(wěn)定器可以是井下鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定器。
[0057]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種鉆頭，包括在鉆頭的鉆頭端處或附近的量規(guī)鉆頭和用于將鉆頭連接到鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)組件的連接裝置，其中鉆頭量規(guī)可以包括大致圓柱部，該圓柱部具有小于或等于約1.0倍標(biāo)稱鉆頭直徑的長(zhǎng)度，并且典型地，該長(zhǎng)度在I英寸到1.0倍標(biāo)稱鉆頭直徑范圍內(nèi)。
[0058]通過(guò)這樣的設(shè)置，鉆頭可被稱為“短量規(guī)鉆頭”。
[0059]鉆頭量規(guī)可以有在I英寸至8英寸，典型地，2英寸至6英寸的范圍內(nèi)的長(zhǎng)度。
[0060]有利地，鉆頭可以沒(méi)有鉆頭套筒。通過(guò)這樣的設(shè)置，鉆頭可以只取決于用于穩(wěn)定性的整數(shù)矩陣量規(guī)(integral matrix gauge)。此外,可以顯著減少鉆頭伸出兩,從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)組件的可操控性，并減少鉆頭被卡住或滯留的可能性。此外，在鉆頭被卡住的情況下，可以減小釋放鉆頭所需的作用力。在鉆頭可能未被釋放的情況下，在鉆頭上重復(fù)施加拉力和/或震動(dòng)力可能導(dǎo)致鉆頭打破，從而避免放棄底孔組件和/或井筒的一部分的需要，從而降低在這種情況下的經(jīng)營(yíng)成本。
[0061]連接裝置，例如，螺紋連接，可以將鉆頭連接到鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)組件的發(fā)動(dòng)機(jī)軸。
[0062]通常情況下，連接裝置，例如，螺紋連接，可以包括外螺紋銷，外螺紋銷構(gòu)造為用于結(jié)合并連接接收部，如所述軸的下端部的內(nèi)螺紋。通過(guò)這樣的設(shè)置，消除了對(duì)鉆頭和鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)組件(如發(fā)動(dòng)機(jī)軸)的端部之間的連接器(如鉆頭盒)的需要。
[0063]便利地，鉆頭可以還包括頸部，其設(shè)置在例如量規(guī)鉆頭的上端處或附近，以允許例如由鉆頭夾具夾緊。
[0064]通常情況下，鉆頭可以由滲透有合適的粘結(jié)劑材料的浸潰鉆石碳化物材料制成。
[0065]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種組件，如井下組件，包括根據(jù)本發(fā)明的第一方面的穩(wěn)定器，和/或包括根據(jù)本發(fā)明的第二方面的鉆頭。[0066]有利的是，該組件可以包括鉆井組件。
[0067]該組件可以進(jìn)一步包括鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)組件。
[0068]優(yōu)選地，穩(wěn)定器可以設(shè)置在鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)組件的下端(即最靠近其鉆頭端端部)處。
[0069]通常情況下，鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)組件可以包括適于進(jìn)行選擇性旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的管狀發(fā)動(dòng)機(jī)主體部、設(shè)置在管狀發(fā)動(dòng)機(jī)主體部中或內(nèi)部的發(fā)動(dòng)機(jī)軸，以及設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)軸的下端部處或附近的鉆頭連接裝置。
[0070]通常，管狀發(fā)動(dòng)機(jī)主體部可以連接和/或旋轉(zhuǎn)地連接到穩(wěn)定器。通過(guò)這樣的設(shè)置，例如，在正常鉆井期間，發(fā)動(dòng)機(jī)主體部的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以引起穩(wěn)定器的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。相反地，在定向或側(cè)向鉆孔期間，發(fā)動(dòng)機(jī)主體部不進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可以導(dǎo)致穩(wěn)定器相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)軸保持穩(wěn)定。
[0071]通常情況下，所述軸的下端部可以設(shè)置有接收部，如，內(nèi)螺紋，例如，諸如鉆頭的外螺紋銷之類的螺紋連接被接收在該內(nèi)螺紋中。組件可以沒(méi)有在鉆頭和鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)組件(如發(fā)動(dòng)機(jī)軸)的下端或鉆井端之間的連接器，例如鉆頭盒。
[0072]便利地，穩(wěn)定器的下端部可以與發(fā)動(dòng)機(jī)軸的下端部和/或發(fā)動(dòng)機(jī)主體部大致水平或平齊。
[0073]便利地，鉆頭可以進(jìn)一步包括頸部，其例如設(shè)置在量規(guī)鉆頭的上端處或附近，以允許例如由鉆頭夾具夾緊。
[0074]穩(wěn)定器的形狀可以相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)軸和/或發(fā)動(dòng)機(jī)主體部大致同心。
[0075]可替換地，穩(wěn)定器的形狀可以相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)軸和/或發(fā)動(dòng)機(jī)主體部離心或偏心。
[0076]穩(wěn)定器的外徑可以與鉆頭的全量規(guī)直徑大致相同，即比標(biāo)稱孔尺寸小0到I / 8英寸。
[0077]可替換地，穩(wěn)定器具有偏移，以使穩(wěn)定器的至少一個(gè)偏移刀片掃過(guò)的半徑等于或大于鉆頭量規(guī)半徑。典型地，偏移半徑可以比鉆頭量規(guī)半徑達(dá)0到3毫米。
[0078]鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)組件可能包括偏移裝置，例如偏移穩(wěn)定器或彎曲。
[0079]有利地，當(dāng)本發(fā)明的穩(wěn)定器的形狀相對(duì)于在發(fā)動(dòng)機(jī)軸和/或發(fā)動(dòng)機(jī)主體部離心或偏心時(shí)，離心或偏心穩(wěn)定器可以與偏移裝置對(duì)齊和/或相對(duì)于偏移裝置對(duì)齊。通過(guò)這樣的設(shè)置，可以通過(guò)將離心或偏心穩(wěn)定器與偏移裝置對(duì)齊和/或相對(duì)于偏移裝置對(duì)齊來(lái)調(diào)整、改善和/或增加鉆頭組件的偏移。
[0080]有利地，鉆頭可以沒(méi)有鉆頭套管。通過(guò)這樣的設(shè)置，鉆頭只取決于用于穩(wěn)定性的整數(shù)矩陣量規(guī)，并且可以顯著減少伸出量，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)組件的可操控性。
[0081]通常情況下，鉆頭可以包括大致圓柱部，其具有小于或等于約1.0倍標(biāo)稱鉆頭直徑的長(zhǎng)度，且該長(zhǎng)度通常在I英寸至1.0倍標(biāo)稱鉆頭直徑的范圍內(nèi)。通過(guò)這樣的設(shè)置，該鉆頭可被稱為“短量規(guī)鉆頭”。
[0082]鉆頭量規(guī)可具有在I英寸至8英寸，通常為2英寸至6英寸范圍內(nèi)的長(zhǎng)度。
[0083]通常情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)主體(如發(fā)動(dòng)機(jī)軸)和/或穩(wěn)定器的下端或鉆井端，與鉆頭量規(guī)之間的距離可以在在I英寸至8英寸，通常為2英寸至6英寸范圍內(nèi)。
[0084]通常情況下，鉆頭可由滲透有合適的粘結(jié)劑材料的浸潰鉆石碳化物材料制成。
[0085]通常情況下，鉆頭組件可以是井下鉆頭組件。
[0086]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種可鎖定裝置或鎖鍵機(jī)構(gòu)，其適于通過(guò)、連同或相對(duì)于穩(wěn)定器鎖定傳動(dòng)軸。
[0087]有利地，克鎖定裝置構(gòu)造為暫時(shí)和/或可釋放地鎖定傳動(dòng)軸和穩(wěn)定器。
[0088]有利的是,傳動(dòng)軸是發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸,和/或穩(wěn)定器是鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定器。
[0089]通過(guò)這種設(shè)置，在將鉆頭連接至所述軸或從所述軸拆除鉆頭時(shí)，所述軸的設(shè)置在穩(wěn)定器下方或內(nèi)部的下端部可以保持在合適的位置。
[0090]通常情況下，可鎖定裝置或鎖鍵機(jī)構(gòu)可以包括鎖裝置和鍵裝置。
[0091]鎖定裝置可以包括設(shè)置在穩(wěn)定器的一部分中或穿過(guò)穩(wěn)定器的一部分的至少一個(gè)開(kāi)口、孔或槽和設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸的至少一個(gè)部分上的至少一個(gè)接收或鎖定部。
[0092]便利地，在使用中，穩(wěn)定器的所述至少一個(gè)開(kāi)口或所述至少一個(gè)開(kāi)口中的一個(gè)可以與發(fā)動(dòng)機(jī)軸的所述至少一個(gè)接收或鎖定部或其中的一個(gè)對(duì)齊。
[0093]所述至少一個(gè)開(kāi)口可以由覆蓋裝置(如口蓋或蓋子)可打開(kāi)地覆蓋或保護(hù)。這樣可以在使用中設(shè)法阻止碎片或鉆井顆粒的在開(kāi)口內(nèi)或開(kāi)口附近的進(jìn)入、外出或聚集。
[0094]通常情況下，鍵裝置可以包括至少一個(gè)操作部和至少一個(gè)結(jié)合部。
[0095]便利地，所述至少一個(gè)開(kāi)口的部分的形狀和尺寸可以形成為使得鍵裝置的至少一個(gè)結(jié)合部可以插入穿過(guò)所述至少一個(gè)開(kāi)口。
[0096]便利地，所述軸的至少一個(gè)接收或鎖定部可以適于接受鍵裝置的至少一個(gè)結(jié)合部。
[0097]通常情況下，所述軸的至少一個(gè)接收或鎖定部包括例如槽，鍵裝置的所述至少一個(gè)結(jié)合部例如是T形。
[0098]通常情況下，所述軸可以設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)，例如兩個(gè)，接收或鎖定部，可選地這些接收或鎖定部彼此徑向相對(duì)。
[0099]通常，穩(wěn)定器也可以設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口，例如兩個(gè)開(kāi)口。
[0100]優(yōu)選地，鎖定裝置或鎖鍵機(jī)構(gòu)可以適于井下鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)組件。
[0101]優(yōu)選地，鉆具穩(wěn)定器可以是根據(jù)本發(fā)明第一方面的穩(wěn)定器。
[0102]根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供井下鉆井組件，包括根據(jù)本發(fā)明的第四方面的至少一個(gè)可鎖定裝置或鎖鍵機(jī)構(gòu)。
[0103]優(yōu)選地，井下鉆井組件可以進(jìn)一步包括根據(jù)本發(fā)明第一方面的穩(wěn)定器和/或根據(jù)本發(fā)明第二方面的鉆頭，以及選擇地鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)組件。
[0104]根據(jù)本發(fā)明第六方面，提供了一種穩(wěn)定器，其包括根據(jù)本發(fā)明的第四方面的可鎖定裝置或鎖鍵機(jī)構(gòu)的所述鎖裝置的至少一個(gè)開(kāi)口、孔或槽。
[0105]優(yōu)選地，穩(wěn)定器是根據(jù)本發(fā)明的第一方面的穩(wěn)定器。
[0106]根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供一種鍵裝置，用于通過(guò)、連同或相對(duì)于穩(wěn)定器鎖定傳動(dòng)軸。
[0107]根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供了一種軸，包括至少一個(gè)接收或鎖定部，例如槽，其適于接收根據(jù)本發(fā)明的第四方面的可鎖定裝置或鎖鍵機(jī)構(gòu)的鍵裝置的至少一個(gè)結(jié)合部。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0108]現(xiàn)在將僅通過(guò)示例的方式并參照附圖描述本發(fā)明實(shí)施例:
[0109]圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定器的側(cè)視圖；[0110]圖2是圖1的穩(wěn)定器的鉆頭端的放大側(cè)視圖；
[0111]圖2a是圖2的鉆頭端的放大橫斷面圖；
[0112]圖3是圖1的穩(wěn)定器的上部的透視圖；
[0113]圖4是圖1的鉆頭穩(wěn)定器的替代實(shí)施例的側(cè)視圖，顯示偏心穩(wěn)定器。
[0114]圖5是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的鉆頭的透視圖；
[0115]圖6是包括圖1的穩(wěn)定器的和圖5的鉆頭的第一鉆井組件的側(cè)視圖；
[0116]圖7是包括類似于圖1的穩(wěn)定器的修改后的穩(wěn)定器的第二鉆井組件的側(cè)視圖；
[0117]圖8是圖7的鉆井組件的進(jìn)一步側(cè)視圖，拆除了鉆頭并且鍵裝置處于結(jié)合位置；
[0118]圖9是圖7的鉆井組件的穩(wěn)定器和發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸的下端的前透視圖，顯示與鎖定裝置結(jié)合的鍵裝置；
[0119]圖10是圖7的鉆井組件的下端(未顯示穩(wěn)定器)的切斷側(cè)視圖，顯示與鎖定裝置結(jié)合的鍵裝置；和
[0120]圖11是圖6或圖7的鉆井組件的側(cè)視圖，其中拆除了鉆頭。
【具體實(shí)施方式】
[0121]參照?qǐng)D1至4，顯示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定器5。穩(wěn)定器5包括擴(kuò)孔裝置和/或加強(qiáng)裝置10。
[0122]穩(wěn)定器5包括位于在其外表面4周圍的例如圓周地間隔開(kāi)的多個(gè)刀片20，如縱向沿刀片。
[0123]穩(wěn)定器5包括圓柱體8，并且外表面4包括圓柱體8的外表面。每個(gè)刀片20包括至少一個(gè)頂部或最外部或表面22。
[0124]每個(gè)刀片20還包括至少一個(gè)傾斜部或傾斜面23，其在刀片20的至少一個(gè)頂部或最外部或表面22和穩(wěn)定器5 (如圓筒體)的位于或靠近其第一或下或鉆井端6和/或第一或上端7的主體部8或端部9之間延伸。
[0125]通常情況下，每個(gè)刀片20包括在它的所述至少一個(gè)頂部或頂面22和它的所述至少一個(gè)傾斜部或傾斜面23之間的至少一個(gè)邊緣21。
[0126]有利地，擴(kuò)孔裝置和/或加強(qiáng)裝置10設(shè)置在穩(wěn)定器5的至少一個(gè)刀片20上。
[0127]穩(wěn)定器5包括第一擴(kuò)孔裝置11，其至少設(shè)置在穩(wěn)定器5的第一端部或下端部6處或者靠近穩(wěn)定器5的第一端部或下端部6，在使用中，第一端6最靠近其鉆頭端。
[0128]穩(wěn)定器5還包括第二擴(kuò)孔裝置12，其至少設(shè)置在穩(wěn)定器5的第二端部或上端部7處或者靠近穩(wěn)定器5的第二端部或上端部7，在使用中，第二端7最遠(yuǎn)離其鉆頭端。
[0129]如從圖2和圖3可以看出的那樣，在此實(shí)施例中，第一和/或第二擴(kuò)孔裝置11、12包括擴(kuò)孔塊11a，擴(kuò)孔塊12a至少部分地從至少一個(gè)刀片20的頂面22的端部延伸到其傾斜面23上方或延伸至其傾斜面23。
[0130]第一和/或第二擴(kuò)孔裝置11、12中的每一個(gè)都具有大致平坦的最外表面。第一和第二擴(kuò)孔裝置11、12的最外表面的一部分與刀片20的它們?cè)O(shè)置在其上的最外表面22大致平齊或水平。第一和/或第二擴(kuò)孔裝置11、12的最外表面的其它部分徑向地設(shè)置在對(duì)應(yīng)的傾斜面23之外。
[0131]在另一個(gè)實(shí)施例中，任選地，穩(wěn)定器5進(jìn)一步包括第三擴(kuò)孔裝置或加強(qiáng)裝置13，其設(shè)置在至少一個(gè)刀片20的至少一部分上，如設(shè)置在至少一個(gè)刀片20的傾斜部分23上。通過(guò)這樣的設(shè)置，在使用中，防止刀片20的傾斜部分23例如由“鉆蝕”引起的過(guò)度或過(guò)早磨損。穩(wěn)定器5進(jìn)一步包括第四擴(kuò)孔裝置14a或加強(qiáng)裝置14b，其至少設(shè)置在其至少一個(gè)刀片20的頂部或頂面22上。
[0132]通常情況下，第三擴(kuò)孔和/或加強(qiáng)裝置13和第四擴(kuò)孔和/或加強(qiáng)裝置14a、14b與穩(wěn)定器5的至少一個(gè)刀片20的外表面25大致水平或平齊。
[0133]如圖1和2所示，穩(wěn)定器進(jìn)一步包括至少一個(gè)第五擴(kuò)孔裝置和/或加強(qiáng)裝置15，其至少部分地沿著至少一個(gè)刀片20的縱向邊緣26設(shè)置。
[0134]在此實(shí)施例中，在使用中，至少一個(gè)第五擴(kuò)孔裝置和/或加強(qiáng)裝置15至少部分地沿著大致面向穩(wěn)定器5的旋轉(zhuǎn)方向的縱向邊緣26設(shè)置。通過(guò)這樣的設(shè)置，擴(kuò)孔性能提高，和/或防止由于“鉆蝕”引起所述至少一個(gè)刀片20過(guò)度或過(guò)早磨損。
[0135]通常情況下，第一擴(kuò)孔和/或加強(qiáng)裝置11、第二擴(kuò)孔和/或加強(qiáng)裝置12、第三擴(kuò)孔和/或加強(qiáng)裝置13和第五擴(kuò)孔和/或加強(qiáng)裝置15包括多個(gè)塊和/或由鉆石浸潰材料(如鉆石浸潰碳化鎢材料)制成。
[0136]通常情況下，任選地，第四擴(kuò)孔裝置14a或加強(qiáng)裝置14b可由鉆石浸潰碳化鎢材料制成。
[0137]第四擴(kuò)孔裝置14a或加強(qiáng)裝置14b包括鉆石浸潰碳化鎢材料制成的塊14c和由碳化鎢材料制成的塊14d。
[0138]在此實(shí)施例中，從不同材料制成的擴(kuò)孔塊14c或加強(qiáng)塊14d設(shè)置有不同形狀。
[0139]由鉆石浸潰碳化鎢材料制成的擴(kuò)孔塊14c設(shè)置成圓形、六角形或八角形，由非加強(qiáng)碳化鎢材料制成的加強(qiáng)塊14d設(shè)置成長(zhǎng)方形。
[0140]在此實(shí)施例中，擴(kuò)孔和/或加強(qiáng)裝置ll、12、13、14a、15包括結(jié)合的擴(kuò)孔和加強(qiáng)裝置，例如同時(shí)提供擴(kuò)孔和加強(qiáng)功能，而加強(qiáng)裝置14b提供加強(qiáng)功能。
[0141]在此實(shí)施例中，擴(kuò)孔和/或加強(qiáng)裝置ll、12、13、14a、15和/或加強(qiáng)裝置14b設(shè)置在穩(wěn)定器5的刀片20上。
[0142]在可替換實(shí)施例中，擴(kuò)孔和/或加強(qiáng)裝置ll、12、13、14a、15和/或加強(qiáng)裝置14b設(shè)置在穩(wěn)定器5的一個(gè)以上的刀片20上，如設(shè)置在穩(wěn)定器5的每個(gè)刀片上。
[0143]在此實(shí)施例，擴(kuò)孔和/或加強(qiáng)裝置11、12、13、14a、15和/或加強(qiáng)裝置14b設(shè)置在穩(wěn)定器5的相同刀片20上。
[0144]在另一個(gè)實(shí)施例中，第一、第二、第三、第四和第五擴(kuò)孔和/或加強(qiáng)裝置11、12、13、14a、15和/或加強(qiáng)裝置14b中的每一個(gè)單獨(dú)地設(shè)置在穩(wěn)定器的一個(gè)或多個(gè)刀片。
[0145]應(yīng)理解，當(dāng)穩(wěn)定器5處于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，例如在正常鉆井模式期間，設(shè)置在本發(fā)明的穩(wěn)定器5上的擴(kuò)孔裝置10可以實(shí)現(xiàn)其功能。
[0146]擴(kuò)孔和/或加強(qiáng)裝置11、12、13、14a、15和/或加強(qiáng)裝置14b由比穩(wěn)定器5的主體8的材料更硬的材料制成。
[0147]在通常情況下，穩(wěn)定器5由低碳合金鋼(如“AISI4145”鋼)制成。
[0148]有利的是，穩(wěn)定器5是井下鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定器。
[0149]參考圖5，提供了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的鉆頭40，其包括在其鉆井端45處或附近的量規(guī)鉆頭(gauge bit)42和用于將鉆頭40連接到鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)組件的連接裝置46。連接裝置46，例如，螺紋連接，設(shè)置為用于將鉆頭40連接到鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)組件的發(fā)動(dòng)機(jī)軸。
[0150]在此實(shí)施例中，連接裝置46包括螺紋連接，例如外螺紋銷47，其構(gòu)造為用于結(jié)合和連接軸的下端部的接收部，例如，內(nèi)螺紋。通過(guò)這樣的設(shè)置，取消了對(duì)鉆頭40和發(fā)動(dòng)機(jī)主體(如發(fā)動(dòng)機(jī)軸)的端部之間的連接器(如鉆頭盒)的需要。
[0151 ] 便利地，鉆頭還包括頸部50，其設(shè)置在量規(guī)鉆頭42的上端處或靠近量規(guī)鉆頭42的上端，以允許例如由鉆頭夾具夾緊。
[0152]在此實(shí)施例中，頸部50包括用于允許由鉆頭夾具夾緊的兩個(gè)直徑相對(duì)的平直部55。
[0153]有利的是,鉆頭40沒(méi)有鉆頭套筒。
[0154]通常情況下，鉆頭40包括大致圓柱部分量規(guī)42，其具有小于或等于約1.0倍標(biāo)稱鉆頭直徑的長(zhǎng)度，而通常在I英寸到1.0倍標(biāo)稱鉆頭直徑的范圍內(nèi)。
[0155]通過(guò)這樣設(shè)置，鉆頭40可稱為“短量規(guī)鉆頭”41。
[0156]鉆頭量規(guī)42可以具有在范圍I英寸至8英寸，通常為2英寸至6英寸的長(zhǎng)度。
[0157]通常情況下，鉆頭42可由滲透有合適的粘結(jié)劑材料的浸潰鉆石碳化物材料制成。
[0158]現(xiàn)在參照?qǐng)D6，提供了鉆井組件30，其包括根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的穩(wěn)定器5、根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的鉆頭40、以及鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)組件60。
[0159]穩(wěn)定器5設(shè)置在鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)組件60的下端處，即最接近其鉆頭端45的端部。
[0160]通常情況下，鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)組件60包括適于選擇性旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的管狀發(fā)動(dòng)機(jī)主體部65、設(shè)置在所述管狀發(fā)動(dòng)機(jī)主體部中或內(nèi)部的發(fā)動(dòng)機(jī)軸、以及設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)軸的下端部處或附近的鉆頭連接裝置。
[0161]管狀發(fā)動(dòng)機(jī)主體部65通常還連接和/或旋轉(zhuǎn)地連接到穩(wěn)定器5。通過(guò)這樣的設(shè)置，例如，在正常鉆井期間，發(fā)動(dòng)機(jī)主體部65的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)引起穩(wěn)定器5的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。相反地，如在定向或側(cè)向鉆井期間發(fā)動(dòng)機(jī)主體部65不進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)，使穩(wěn)定器5相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)軸保
持穩(wěn)定。
[0162]通常情況下，軸的下端部設(shè)置有內(nèi)部螺紋，其中鉆頭40的外螺紋銷47容納在該內(nèi)部螺紋中。
[0163]該組件沒(méi)有連接器，例如，鉆頭40和發(fā)動(dòng)機(jī)主體65 (例如，發(fā)動(dòng)機(jī)軸)的下端或鉆井端之間的鉆頭盒(bit box) ο
[0164]便利地，穩(wěn)定器5的下端部與發(fā)動(dòng)機(jī)軸的下端部大致水平或平齊。
[0165]優(yōu)選地,鉆頭40是短量規(guī)鉆頭41?，F(xiàn)有技術(shù)中，短量規(guī)鉆頭(short gauge bit)理解為是指具有外圓柱部的鉆頭，其長(zhǎng)度小于或等于約1.0倍標(biāo)稱鉆頭直徑，通常在I英寸至1.0倍標(biāo)稱鉆頭直徑的范圍內(nèi)。
[0166]便利地，鉆頭40，41包括用于允許例如由鉆頭夾具夾緊的頸部50。
[0167]在一個(gè)實(shí)施例中，如圖1至圖3所示，穩(wěn)定器5的形狀相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)軸是大致同心的。
[0168]在此實(shí)施例中，穩(wěn)定器5的外徑大致等于鉆頭40、41的全量規(guī)直徑(full gaugediameter)，即比標(biāo)稱孔尺寸小O至I / 8英寸。
[0169]在另一個(gè)實(shí)施例中，如圖4所示，穩(wěn)定器5的形狀相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)軸是離心的或偏心的。穩(wěn)定器5顯不偏移，以使穩(wěn)定器5的偏移刀片20a掃過(guò)等于或大于鉆頭量規(guī)半徑的半徑。通常情況下，偏移半徑比鉆頭量規(guī)半徑大O到+3毫米。
[0170]有利地，鉆頭40，41沒(méi)有鉆頭套筒。通過(guò)這樣的設(shè)置，鉆頭僅依賴于用于穩(wěn)定性的整數(shù)矩陣量規(guī)(integral matrix gauge),鉆頭伸出量顯著地降低,從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)組件的可操作性。
[0171]鉆頭量規(guī)(drill bit gauge)42長(zhǎng)度范圍為I英寸至8英寸，通常為2英寸至6英寸。
[0172]發(fā)動(dòng)機(jī)主體65 (例如發(fā)動(dòng)機(jī)軸)和/或穩(wěn)定器5)的下端或鉆井端與鉆頭量規(guī)42之間的距離在I英寸至8英寸，通常為2英寸至6英寸的范圍內(nèi)。
[0173]通常情況下，鉆頭40、41是由滲透有合適的粘結(jié)劑材料的浸潰鉆石碳化物材料制成的。
[0174]通常情況下，鉆頭組件30是井下鉆組件31。
[0175]參照?qǐng)D7至10，提供鉆頭組件30’，其包括根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的穩(wěn)定器5’。穩(wěn)定器5’包括可鎖定裝置或鎖鍵機(jī)構(gòu)80。
[0176]可鎖定裝置或鎖鍵機(jī)構(gòu)80適于通過(guò)鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定器5’或與鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定器5’ 一起暫時(shí)和/或可釋放地鎖定傳動(dòng)軸70’。
[0177]有利的是，傳動(dòng)軸70’是發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軸71’，和/或穩(wěn)定器5’是鉆頭穩(wěn)定器。
[0178]通過(guò)這種設(shè)置，在將鉆頭40’連接至軸70’或從軸70’上拆除鉆頭40’的同時(shí)，可以將鉆頭軸70’的設(shè)置在穩(wěn)定器5’下方或內(nèi)部的下端部70可以保持在合適的位置。
[0179]通常情況下，可鎖定裝置或鎖鍵機(jī)構(gòu)包括鎖裝置90和鍵裝置100。
[0180]鎖裝置90包括至少一個(gè)開(kāi)口、孔或槽91，其設(shè)置在穩(wěn)定器5’的一部分中或穿過(guò)穩(wěn)定器5’的一部分設(shè)置，并且至少一個(gè)接收或鎖定部95設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軸70’的至少一部分處。
[0181]方便地，在使用中，穩(wěn)定器5’的至少一個(gè)開(kāi)口 91與發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軸70’的至少一個(gè)接收或鎖定部95對(duì)齊。
[0182]至少一個(gè)開(kāi)口 91由覆蓋裝置92(如，口蓋或蓋子)能夠打開(kāi)地覆蓋或保護(hù)。在使用中，這樣可以設(shè)法阻止碎片或鉆井顆粒在開(kāi)口 91內(nèi)或開(kāi)口 91附近進(jìn)入、外出或聚集。
[0183]通常情況下，鍵裝置100包括至少一個(gè)操作部101和至少一個(gè)結(jié)合部102。
[0184]便利地，至少一個(gè)開(kāi)口的部分91的形狀和尺寸形成為使得鍵裝置100的結(jié)合部102可以從中插入穿過(guò)。
[0185]方便地，軸70’的至少一個(gè)接收或鎖定部95適于接收鍵裝置100的至少一個(gè)結(jié)合部 102。
[0186]通常情況下，軸70’的至少一個(gè)接收或鎖定部95包括，例如槽，鍵裝置100的至少一個(gè)結(jié)合部102例如是T形。
[0187]通常情況下，軸70’設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)(例如兩個(gè))接收或鎖定部95，可選地，所述接收或鎖定部95彼此徑向相對(duì)。
[0188]通常地，穩(wěn)定器55’也設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)(例如兩個(gè))開(kāi)口 91。
[0189]優(yōu)選地，動(dòng)力鉆頭穩(wěn)定器5’是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的穩(wěn)定器。
[0190]優(yōu)選地，鎖定裝置或鎖鍵機(jī)構(gòu)80適合用于井下鉆井發(fā)動(dòng)機(jī)組件31’。
[0191]優(yōu)選地，井下鉆井組件31’包括穩(wěn)定器5’、鉆頭40’、鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)組件60’。[0192]現(xiàn)在參考圖11，提供鉆井組件30，30’，其包括根據(jù)本發(fā)明第一或第三的實(shí)施例的穩(wěn)定器的5、5’、鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)組件60、60’、和據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的鉆頭(未顯不)。
[0193]在一個(gè)實(shí)施例中，鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)組件60、60’包括偏移裝置110、110’，例如，偏移穩(wěn)
定器或彎曲。
[0194]當(dāng)本發(fā)明的穩(wěn)定器5、5’的形狀相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)軸70、70’和/或發(fā)動(dòng)機(jī)主體部65，65’離心或偏心時(shí)，離心或偏心穩(wěn)定器5、5’可與和/或相對(duì)偏移裝置110、110’對(duì)齊。通過(guò)這樣的設(shè)置，通過(guò)將離心或偏心穩(wěn)定器5、5’與和/或相對(duì)于偏移裝置110、110’對(duì)齊，可以由偏移裝置110、110’調(diào)整、改善和/或增加鉆孔組件30、30’的偏移。通常情況下，在與穩(wěn)定器5、5’的偏移刀片20a相反的方向上會(huì)發(fā)生偏移。
[0195]應(yīng)理解，上文所述本發(fā)明的實(shí)施例僅以示例方式給出，并不意圖以任何方式限制其范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種井下穩(wěn)定器，用于包括鉆頭的井下鉆井組件，該穩(wěn)定器包括至少一個(gè)擴(kuò)孔裝置，其中該穩(wěn)定器的形狀相對(duì)于該井下鉆井組件的發(fā)動(dòng)機(jī)軸和/或發(fā)動(dòng)機(jī)主體部偏心或離心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穩(wěn)定器，其中穩(wěn)定器在旋轉(zhuǎn)配置和穩(wěn)定配置都相對(duì)于該井下鉆井組件的發(fā)動(dòng)機(jī)軸和/或發(fā)動(dòng)機(jī)主體部偏心或離心。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穩(wěn)定器，其中穩(wěn)定器包括鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定器，和/或其中井下鉆井組件是鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)組件。
4.根據(jù)任何一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的穩(wěn)定器，其中，穩(wěn)定器包圍位于其外表面上或周圍的一個(gè)或多個(gè)刀片。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的穩(wěn)定器，其中穩(wěn)定器包括多個(gè)圓周間隔開(kāi)的刀片。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的穩(wěn)定器，其中穩(wěn)定器包括圓柱體，并且所述外表面包括所述圓柱體的外表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任何一項(xiàng)所述的穩(wěn)定器，其中每個(gè)刀片包括至少一個(gè)傾斜部或傾斜面，所述至少一個(gè)傾斜部或傾斜面在該刀片的至少一個(gè)頂部或最外部或表面和所述穩(wěn)定器的位于其第一端或下端和/或第二端或上端處或附近的主體部或端部之間延伸。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7中任何一項(xiàng)所述的穩(wěn)定器，其中擴(kuò)孔裝置設(shè)置在穩(wěn)定器的至少一個(gè)刀片上。
9.根據(jù)權(quán)利要求4至8中任何一項(xiàng)所述的穩(wěn)定器，其中穩(wěn)定器包括至少設(shè)置在穩(wěn)定器的第一端或下端部處或附近的至少一個(gè)第一擴(kuò)孔裝置和/或加強(qiáng)裝置，所述第一端在使用中最靠近穩(wěn)定器的鉆頭端。
10.根據(jù)權(quán)利要求4至7中任何一項(xiàng)所述的穩(wěn)定器，其中穩(wěn)定器包括至少設(shè)置在穩(wěn)定器的第二端或上端部處或附近的至少一個(gè)第二擴(kuò)孔裝置或加強(qiáng)裝置，所述第二端在使用中最遠(yuǎn)尚穩(wěn)定器的鉆頭立而。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10中任何一項(xiàng)所述的穩(wěn)定器，其中，穩(wěn)定器包括設(shè)置在至少一個(gè)刀片的至少一個(gè)傾斜部分上的至少一個(gè)第三擴(kuò)孔裝置和/或加強(qiáng)裝置。
12.根據(jù)要求4至11中任何一項(xiàng)所述的穩(wěn)定器，其中，穩(wěn)定器包括設(shè)置在至少一個(gè)刀片的至少一個(gè)傾斜部分上的至少一個(gè)第四擴(kuò)孔裝置和/或加強(qiáng)裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的穩(wěn)定器，其中，所述至少一個(gè)第三和/或第四擴(kuò)孔裝置和/或加強(qiáng)裝置與穩(wěn)定器的至少一個(gè)刀片的外表面大致水平或平齊。
14.根據(jù)權(quán)利要求4至13中任何一項(xiàng)所述的穩(wěn)定器，其中，穩(wěn)定器包括至少部分地沿著至少一個(gè)刀片的至少一個(gè)大致縱向邊緣設(shè)置的至少一個(gè)第五擴(kuò)孔裝置和/或加強(qiáng)裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的穩(wěn)定器，其中，在使用中，所述至少一個(gè)第五擴(kuò)孔裝置和/或加強(qiáng)裝置至少部分地沿著或靠近至少一個(gè)刀片的大致面向穩(wěn)定器的旋轉(zhuǎn)方向的邊緣設(shè)置。
16.根據(jù)權(quán)利要求8至15中任何一項(xiàng)所述的穩(wěn)定器，其中，第一、第二、第三和/或第五擴(kuò)孔裝置和/或加強(qiáng)裝置包括多個(gè)塊和/或由鉆石浸潰材料制成。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的穩(wěn)定器，其中，鉆石浸潰材料包括鉆石浸潰碳化鎢。
18.根據(jù)權(quán)利要求12至17中任何一項(xiàng)所述的穩(wěn)定器，其中，第四擴(kuò)孔和/或加強(qiáng)裝置包括多個(gè)塊和/或由碳化鎢材料制成。
19.根據(jù)權(quán)利要求8至18中任何一項(xiàng)所述的穩(wěn)定器，其中，擴(kuò)孔裝置和/或加強(qiáng)裝置設(shè)置在穩(wěn)定器的一個(gè)刀片上。
20.根據(jù)權(quán)利要求8至18中任何一項(xiàng)所述的穩(wěn)定器，其中，擴(kuò)孔裝置和/或加強(qiáng)裝置設(shè)置在穩(wěn)定器的一個(gè)以上的刀片上。
21.根據(jù)權(quán)利要求8至18中任何一項(xiàng)所述的穩(wěn)定器，其中，擴(kuò)孔裝置和/或加強(qiáng)裝置設(shè)置在穩(wěn)定器的相同的至少一個(gè)刀片上。
22.根據(jù)權(quán)利要求9至18中任何一項(xiàng)所述的穩(wěn)定器，其中，第一、第二、第三、第四和/或第五擴(kuò)孔和/或加強(qiáng)裝置中的每一個(gè)獨(dú)立地設(shè)置在穩(wěn)定器的一個(gè)或多個(gè)刀片上。
23.根據(jù)權(quán)利要求1至22中任何一項(xiàng)所述的穩(wěn)定器，其中，穩(wěn)定器由低碳合金鋼制成。
24.根據(jù)上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的穩(wěn)定器，其中，至少一個(gè)擴(kuò)孔裝置包括結(jié)合的擴(kuò)孔和加強(qiáng)裝置。
25.根據(jù)上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的穩(wěn)定器，其中，至少一個(gè)擴(kuò)孔裝置和/或加強(qiáng)裝置由比穩(wěn)定器的主體更硬的材料制成。
26.一種組件，包括根據(jù)上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的至少一個(gè)穩(wěn)定器。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的組件，其中所述組件包括井下鉆井組件，并且還包括鉆頭。
28.根據(jù)權(quán)利要求26或27所述的組件，其中所述組件還包括鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)組件。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所 述的組件，其中穩(wěn)定器設(shè)置在鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)組件的最接近鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)組件的鉆頭端的下端處。
30.根據(jù)權(quán)利要求28或29所述的組件，其中鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)組件包括構(gòu)造為用于選擇性旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的管狀發(fā)動(dòng)機(jī)主體部和設(shè)置在管狀發(fā)動(dòng)機(jī)主體部中或內(nèi)部的發(fā)動(dòng)機(jī)軸。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的組件，其中管狀發(fā)動(dòng)機(jī)主體部連接和/或旋轉(zhuǎn)地連接到穩(wěn)定器。
32.根據(jù)權(quán)利要求30或31所述的組件，包括設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)軸下端部處或附近的鉆頭附件裝置。
33.根據(jù)權(quán)利要求30至32中任何一項(xiàng)所述的組件，其中所述軸的下端部設(shè)置有接收部，鉆頭的連接裝置被容納在該接收部中。
34.根據(jù)權(quán)利要求28至33中任何一項(xiàng)所述的組件，其中組件在鉆頭和鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)組件的下端或鉆頭端之間沒(méi)有連接器或鉆頭盒。
35.根據(jù)權(quán)利要求30至34中任何一項(xiàng)所述的組件，其中穩(wěn)定器的下端部分與發(fā)動(dòng)機(jī)軸和/或發(fā)動(dòng)機(jī)主體部的下端部大致水平或平齊。
36.根據(jù)權(quán)利要求26至35任何一項(xiàng)所述的組件，其中穩(wěn)定器的外部直徑與鉆頭的全量規(guī)直徑大致相同，即比標(biāo)稱孔尺寸小0到I / 8英寸(0到0.3cm)。
37.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的組件，其中穩(wěn)定器具有偏移量，以使穩(wěn)定器的至少一個(gè)偏移刀片掃過(guò)的半徑等于或大于鉆頭量規(guī)半徑。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的組件，其中偏移半徑在比鉆頭量規(guī)半徑大0到3毫米的范圍內(nèi)。
39.根據(jù)權(quán)利要求28至38的任何一項(xiàng)所述的組件，其中鉆頭發(fā)動(dòng)機(jī)組件包括偏移裝置。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的組件，其中離心或偏心穩(wěn)定器能夠與偏移裝置對(duì)齊和/或相對(duì)于偏移裝置對(duì)齊。
【文檔編號(hào)】E21B17/10GK103643902SQ201310444973
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2009年3月20日
【發(fā)明者】安德魯·麥克弗森·唐尼, 帕斯卡·邁克爾·瓦伊塔爾, 巴卡爾·布西 申請(qǐng)人:哈利伯頓能源服務(wù)公司