1.一种井下转向系统,包括:
基本为管状的壳体;
轴,该轴定位在基本管状的壳体内并且相对于其是可旋转的;
第一轴承和第二轴承,该第一轴承和第二轴承构造成支撑所述轴相对于壳体的旋转,其中第一轴承、第二轴承、轴和壳体至少部分地限定在它们之间的室;和
至少一个可延伸结构,该至少一个可延伸结构轴向地位于第一轴承和第二轴承之间并构造成响应于传递至室的压力而从壳体的外部延伸。
2.根据权利要求1所述的井下转向系统,其中,压力经由限定在所述第一轴承中的一个或多个流动通道被传递至所述室。
3.根据权利要求2所述的井下转向系统,其中,所述第一轴承包括内轴颈和外部壳体,所述内轴颈和所述外部壳体在它们之间限定间隙,该间隙提供所述一个或多个流动通道的至少一部分。
4.根据权利要求2所述的井下转向系统,其中,所述第二轴承限定一个或多个延伸穿过其中的流动通道,以便允许穿过所述第二轴承与所述室进行压力传递。
5.根据权利要求4所述的井下转向系统,其中,所述第一轴承构造成维持第一压力差,并且其中所述第二轴承构造成维持第二差,该第二差大于所述第一差。
6.根据权利要求5所述的井下转向系统,其中,所述第一轴承位于所述室的上孔,并且其中所述第二轴承位于所述室的下孔。
7.根据权利要求2所述的井下转向系统,其中,所述第一轴承的一个或多个流动通道包括在所述第一轴承的表面上的凹槽,该凹槽至少部分地轴向地延伸穿过所述第一轴承。
8.根据权利要求1所述的井下转向系统,还包括控制装置,该控制装置构造成控制所述室与所述至少一个可延伸结构之间的压力传递。
9.根据权利要求8所述的井下转向系统,其中,所述控制装置构造成响应于钻井流体流量、钻头旋转速度或两者而在所述室与所述至少一个可延伸结构之间传递或阻挡压力传递。
10.根据权利要求8所述的井下转向系统,其中,所述控制装置包括偏压构件和阀元件,其构造成阻挡或允许所述室与所述至少一个可延伸结构之间的传递。
11.根据权利要求8所述的井下转向系统,其中,所述控制装置轴向地定位在所述第一轴承和第二轴承之间。
12.根据权利要求8所述的井下转向系统,其中,所述控制装置包括一个或多个传感器,该一个或多个传感器被构造为接收来自所述控制装置的上孔的传递,并且其中所述控制装置被构造为响应于所述传递而致动所述阀以阻挡或允许室与至少一个可延伸结构之间的传递。
13.根据权利要求8所述的井下转向系统,其中,所述控制装置包括一个或多个传感器,该一个或多个传感器被构造为测量以下中的一个或多个:
至少一个可延伸结构延伸的距离或施加的力;
壳体的方向、倾斜度、角位置、旋转、横向位移或其组合;或
围绕壳体的地层的特性。
14.根据权利要求1所述的井下转向系统,其中,所述至少一个结构包括轴向地位于所述第一轴承和第二轴承之间的柱塞。
15.根据权利要求1所述的井下转向系统,其中,所述轴被固定到钻头,并且至少一个切割元件在与所述钻头相邻的所述轴上暴露。
16.根据权利要求0所述的井下转向系统,其中,所述轴至少部分地限定从所述轴的中空内部径向地延伸到所述室的孔。
17.一种钻井系统,包括:
钻头;
联接到钻头的轴,其中,该轴的旋转使钻头旋转;
围绕所述轴的至少一部分定位的基本管状的壳体,其中轴和钻头相对于壳体是可旋转的;
第一轴承和第二轴承,该第一轴承和第二轴承构造成支撑所述轴相对于壳体的旋转,其中第一轴承、第二轴承、轴和壳体至少部分地在它们之间限定一室;
一个或多个径向可延伸的柱塞,该柱塞轴向地位于第一轴承和第二轴承之间,并与室进行压力传递,一个或多个柱塞被构造成响应于传递到室的压力而从壳体的外部向外延伸;和
阀,该阀被构造为控制室和可径向延伸的柱塞之间的压力传递。
18.根据权利要求17所述的钻井系统,其中,所述阀包括阀元件和偏压构件,其中,所述阀构造成响应于所述壳体的旋转速度、钻井流体压力或速度或两者而致动。
19.根据权利要求18所述的钻井系统,其中,所述阀元件包括转位槽,使得所述阀元件的向下行程导致公扣在所述转位槽中前进并旋转所述阀,并且其中所述偏置构件被构造成用以迫使阀元件处于向上行程,以便使公扣进一步进入转位槽并再次旋转阀。
20.一种用于转向钻头的方法,包括:
将钻头和井下转向系统部署到井眼中,该井下转向系统包括:
基本为管状的壳体;
定位在基本管状的壳体内的轴;
第一轴承和第二轴承,该第一轴承和第二轴承构造成支撑所述轴相对于壳体的旋转,其中第一轴承、第二轴承、轴和壳体至少部分地在它们之间限定一室;
至少一个可延伸结构,该至少一个可延伸结构轴向地位于第一轴承和第二轴承之间,并构造成响应于传递至室的压力而从壳体的外部延伸;
使钻井流体流入井下转向系统中,位于轴和管状壳体之间,使得使轴相对于管状的壳体旋转,其中,轴的旋转使钻头旋转;和
致动一阀以便允许室与至少一个结构之间的压力传递,使得至少一个可延伸结构径向向外延伸并接合井眼。
21.一种用于转向井下系统的方法,包括:
将钻柱放置在井中,该钻柱包括钻头和马达,该马达包括与钻头连接的轴和该轴位于其中的定子壳体,其中至少一个结构从该定子壳体是径向可延伸的;
使钻井流体从井眼的入口沿钻柱并在轴与定子壳体之间通过,其中使钻井流体在轴与定子壳体之间通过导致所述轴使钻头相对于定子壳体旋转;
保持所述定子壳体旋转地固定;和
经由径向延伸穿过定子的端口选择性地将钻井流体的压力传递到所述结构,以便使所述结构抵靠井眼的壁径向向外延伸,并改变钻头的轨迹。
22.根据权利要求221所述的方法,其中,选择性地传递所述压力包括:
响应于第一水平的钻井流体压力,阻挡钻井流体与所述结构进行压力传递;和
响应于钻井流体压力处于与第一水平不同的第二水平,允许钻井流体与所述结构进行压力传递。
23.根据权利要求21所述的方法,其中,选择性地传递所述压力包括:
通过调节钻柱的旋转在钻柱内径向移动质量块;
通过调节沿钻柱通过的钻井流体的流量在钻柱内纵向移动质量块;
使物体与钻井流体一起通过钻柱;
通过调节钻柱的钻压来用棘轮渐进槽-公扣机构;或
通过增加沿钻柱通过的钻井流体的压力使井下构件破裂。
24.根据权利要求21所述的方法,其中,在没有来自所述入口的控制的情况下选择性地进行传递。
25.根据权利要求21所述的方法,其中,响应于定位在所述结构近侧的所述钻柱的控制装置从所述入口接收信号,选择性地进行传递。
26.根据权利要求21所述的方法,其中,还包括感测钻头的方向、倾斜度、角位置、旋转或横向位移,并响应于此选择性地进行传递。
27.根据权利要求21所述的方法,还包括感测所述井眼或所述井眼延伸穿过的地层的性质,并响应于此而延伸所述结构。
28.根据权利要求21所述的方法,其中,还包括利用井下装置与所述结构间隔开一轴向距离来感测所述钻头或井眼的性质,从所述井下装置传送至控制装置,并基于所感测到的性质进行选择性传递。
29.根据权利要求28所述的方法,其中,从所述井下装置传送到所述控制装置包括经由通过电线的电、通过所述钻柱的声波或通过流体的压力波发送信息。
30.根据权利要求29所述的方法,其中,所述井下装置包括从所述结构设置在泥浆马达对面的随钻测量单元。
31.根据权利要求21所述的方法,还包括在所述井眼的入口处感测所述结构的延伸。
32.根据权利要求21所述的方法,还包括在入口处调节钻柱的旋转速度,其中选择性地传递至少部分地基于该旋转速度。
33.根据权利要求32所述的方法,错误!找不到引用源,其中:
旋转所述钻柱包括旋转所述钻柱以大致笔直地钻第一距离;
保持所述钻柱旋转地固定包括保持所述钻柱旋转地固定以在曲线上钻第二距离;和
该方法还包括旋转所述钻柱以再次大致笔直地钻第三距离。
34.根据权利要求32所述的方法,其中,调节旋转速度包括在使钻柱在入口处旋转和保持其旋转地固定之间交替,以产生钻头的轨迹的一定变化率。
35.根据权利要求34所述的方法,其中,选择性地进行传递包括:
感测井下钻柱的旋转;和
基于所感测到的旋转,致动一阀以将钻柱内的钻井流体传送至所述结构。
36.根据权利要求35所述的方法,其中,选择性地传递还包括:
测量在所述结构处的流体压力;和
调节所述阀以控制在所述结构处的流体压力。
37.一种井下转向系统,包括:
基本上为管状的壳体,包括纵向轴线和外部;
轴,该轴联接到钻头,延伸穿过壳体,并且相对于壳体是可旋转的;和
第一结构、第二结构和第三结构,所述第一、第二和第三结构从所述壳体的外部向外是可延伸的,所述第一结构从所述第二和第三结构周向地偏移,
其中,第一结构、第二结构和第三结构在围绕壳体前进时沿小于约120度的角度间隔定位。
38.根据权利要求37所述的井下转向系统,其中,所述壳体限定至少一个沿着所述外部纵向延伸的流体通道。
39.根据权利要求38所述的井下转向系统,其中,所述至少一个流体通道的总面积是围绕所述轴线的全旋转的五分之二以上的角度范围。
40.根据权利要求39所述的井下转向系统,其中,所述第一结构、第二结构和第三结构每个都限定中心轴线,所述第一结构和第二结构的中心轴线基本上设置在垂直于所述壳体的轴线的单个平面中。
41.根据权利要求40所述的井下转向系统,其中,所述第一结构和第二结构的轴线在围绕所述壳体的轴线的全旋转的五分之一的角度范围内。
42.根据权利要求41所述的井下转向系统,其中,所述第三结构的轴线被设置为垂直于所述壳体的轴线并且基本上位于所述第一结构和第二结构的轴线之间的中间。
43.根据权利要求42所述的井下转向系统,其中,当在垂直于所述壳体的轴线的平面中观察时,所述第一结构和第二结构的远端每个都关于它们各自结构的轴线是不对称的。
44.根据权利要求43所述的井下转向系统,其中,所述至少两个结构的远端在彼此面对的侧上比在相反侧上更远离所述壳体的轴线延伸。
45.根据权利要求37所述的井下转向系统,其中,紧邻所述结构的所述壳体的外部从所述纵向轴线比与该纵向轴线相反的所述外部上的点更远地延伸。
46.根据权利要求45所述的井下转向系统,其中,与所述相反的外部相比,从所述轴线到所述相邻的外部的距离的差基本等于所述结构从所述外部的延伸的长度。
47.根据权利要求46所述的井下转向系统,其中,从所述轴线到所述相邻外部以及到相反的外部的距离的总和小于固定到穿过所述壳体的轴的钻头的直径。
48.根据权利要求37所述的井下转向系统,其中,在垂直于所述轴线的平面内,所述结构的远端包括基本为圆弧的几何形状,该几何形状均共享相同的半径和中心,其中,所述中心从所述壳体的轴线偏移所述结构从外部延伸的长度。
49.根据权利要求37所述的井下转向系统,其中,所述结构中的至少一个沿着所述壳体轴向地定位成距离固定到所述轴的钻头的远端的距离等于或小于所述钻头的直径的两倍。
50.一种钻井系统,包括:
钻头;
基本上为管状的壳体,包括纵向轴线和外部;
轴,该轴联接到钻头,延伸穿过壳体,并且相对于壳体是可旋转的,其中,轴的旋转使钻头旋转;和
第一结构、第二结构和第三结构,该第一、第二和第三结构从所述壳体的外部向外是可延伸的,所述第一结构从所述第二和第三结构周向地偏移,
其中,第一结构、第二结构和第三结构在围绕壳体前进时沿小于约120度的角度间隔定位。
51.根据权利要求50所述的钻井系统,其中,所述壳体至少部分地限定扁平区域,该扁平区域构造成提供用于在所述壳体与井眼壁之间的钻井流体的返回路径。
52.根据权利要求51所述的钻井系统,其中,所述第一结构、第二结构和第三结构每个都限定中心轴线,这些中心轴线以彼此非零的锐角延伸。
53.根据权利要求50所述的钻井系统,其中,所述第一结构和第二结构的中心轴线在垂直于所述壳体的纵向轴线的单个平面中。
54.根据权利要求50所述的钻井系统,其中,所述第三结构的中心轴线周向地位于所述第一结构和第二结构的中心轴线之间。
55.根据权利要求54所述的钻井系统,其中,所述第一结构的外端关于其中心轴线是不对称的,其中所述第二结构的外端关于其中心轴线是不对称的,并且其中所述第三结构的外端围绕其中心轴线是不对称的。
56.一种用于转向钻头的方法,包括:
使钻井流体在壳体和轴之间流动,使得导致所述轴相对于壳体旋转,其中,旋转所述轴使钻头旋转;
保持壳体相对于岩层旋转地固定;和
在保持壳体旋转地固定的同时,将压力选择性地传递到联接至壳体的至少三个可延伸结构,其中,将压力传递到至少三个可延伸结构使该结构向外延伸并与岩层接合,其中,至少三个可延伸结构每个都限定中心轴线,该中心轴线彼此成角度地偏移,并且其中至少三个可延伸结构在围绕壳体前进时沿小于约120度的角度间隔定位。