钻孔工具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在石油钻井平台的水泥压载舱中钻出开孔以进入所述压载舱的 内部空间的钻孔工具。本发明还涉及一种井下系统。
【背景技术】
[0002] -些石油钻井平台/钻塔安装在压载舱中，当这些石油钻井平台废弃时，在压载舱 能被封闭前，必须检查这些压载舱中的内容物。因为石油钻井平台的托起结构或类似的结 构，由于空间是十分有限的，很难进入至压载舱的顶部。
【发明内容】
[0003] 本发明的一个目的是整体或者部分地克服上述的已有技术的缺点和缺陷。更具体 地说，本发明的一个目的是提供能够从所述压载舱的顶部进入至压载舱的入口的井下工 具。
[0004] 从下面的描述中将变得显而易见的上述的目的和众多其他目的、优点和特征通过 根据本发明的解决方案而实现，本发明的解决方案通过用于在石油钻井平台的水泥压载舱 中钻孔的工具以进入至所述压载舱的内部空间，所述钻孔工具包括：
[0005] -驱动第一轴的电动马达
[0006] -栗，其由电动马达驱动以栗送井流体通过入口进入和通过出口离开，
[0007] -齿轮装置，其由延伸穿过所述栗的第一轴驱动以减小第二轴的转速，和
[0008] -钻孔头部，其具有钻头和至少一个钻孔头部流体通道且由第二轴驱动，栗的出口 与所述流体通道流体连接以通过所述流体通道将井流体栗出，
[0009] 其中，所述齿轮装置布置在齿轮壳体中，齿轮壳体布置在工具壳体中并限定了提 供所述栗和钻孔头部流体通道之间流体连通的齿轮装置流体通道以阻止井流体进入所述 齿轮装置。
[0010]所述钻孔工具还包括与所述齿轮壳体流体连通的补偿器，以使用补偿器流体挤压 所述齿轮壳体。
[0011] 另外，所述钻孔工具还包括与线缆电连接的控制部段，所述补偿器布置在所述控 制部段和马达之间。
[0012] 在一个实施例中，所述补偿器可被布置在齿轮壳体和栗之间。
[0013] 另外，第一轴可为空心的且补偿器可通过所述空心的第一轴和齿轮壳体流体地连 接。
[0014] 另外，空心的第一轴可延伸通过所述栗并且驱动所述栗。
[0015] 另外，所述齿轮装置可以为行星齿轮。
[0016] 在一个实施例中，所述行星齿轮可具有多级。
[0017] 在另一实施例中，所述行星齿轮可为多级行星齿轮。
[0018] 所述齿轮壳体还可包括轴承。
[0019 ]另外，所述钻头可以为孔锯钻头。
[0020] 所述钻孔工具还可包括布置在所述齿轮装置和所述钻孔头部之间的联接部段。
[0021] 另外，所述联接部段可与所述第二轴连接并且可包括用于承受轴向载荷的轴承。
[0022] 在一个实施例中，所述联接部段还可包括例如安全销(剪切销）的释放元件，以释 放所述钻孔头部。
[0023] 所述钻孔工具还可包括用于引导所述钻孔头部的引导装置。
[0024] 所述引导装置也可从所述工具壳体内伸出。
[0025] 另外，所述钻孔工具可包括驱动单元，例如井下牵引器，用于在井中推动所述工具 前进。
[0026] 本发明还涉及一种井下系统，包括
[0027] -如上所述的钻孔工具，和
[0028] -部分地由部分水泥和铁制成的压载舱。
【附图说明】
[0029] 本发明及其很多优点在下面将参照示意性附图更详细地进行描述，所述附图用于 示意性地示出一些非限制性实施例，图中
[0030] 图1示出了具有用于在石油钻井平台的压载舱中钻孔的钻孔工具的井下系统，
[0031] 图2示出了井下钻孔工具，
[0032] 图3示出了另一井下钻孔工具，
[0033]图4A示出了钻孔工具的钻孔头部的横截面视图，
[0034]图4B示出了钻孔头部的部分放大视图，
[0035]图5示出了钻孔工具的栗，
[0036]图6示出了钻孔工具的齿轮装置，
[0037]图7示出了钻孔工具的联接部段，和
[0038] 图8不出了另一钻孔工具。
[0039] 所有的附图为高度示意性地且不必然地成比例，并且它们仅仅示出对于阐释本发 明必须的那些部分，其它部分被省略或仅仅是提及。
【具体实施方式】
[0040] 图1示出了钻孔工具1在水泥压载舱3中钻出开孔2,石油钻井平台4被支承在水泥 压载舱3上。钻孔工具1钻出纵向开孔以进入所述压载舱3中的内部空间5。当这种舱被废弃 时，需要检查所述舱中的内容物，以保证这些舱不含有可能对环境有影响的任何物质。压载 舱3可由水泥和强化铁制成并且为空心的。
[0041] 图2的钻孔工具1包括具有用于钻入压载舱3的钻头15的钻孔头部14。所述钻孔工 具1还包括电动马达6,所述电动马达通过控制部段21由线缆22供电且驱动栗8以用于将井 流体通过入口 9栗送入和通过钻孔头部14栗送出。传动装置/齿轮装置11布置在钻孔头部14 和所述栗8之间并且借助延伸穿过所述栗的第一轴7(在图5和6中示出）由马达6驱动以减小 驱动钻孔头部的第二轴12的转速(在图4中示出）。钻孔工具还包括用于挤压齿轮装置11的 补偿器20，以防止脏的井流体进入所述齿轮装置。
[0042] 在图3中，钻孔头部14为孔锯钻头并且通过联接部段24(在图4A中示出）和第二轴 12连接，所述联接部段24包括用于承载轴向载荷的轴承44(在图7中示出）。所述联接部段24 还包括第一释放元件26(在图7中示出），例如安全销，其用于在当钻孔操作期间钻孔头部被 卡住的情况下，将所述钻孔头部14从钻孔工具1的其它部分释放。
[0043]图4A示出了在压载舱3中进行钻孔操作期间的孔锯钻头形式的钻孔头部14的截面 图。钻孔头部14和第二轴12连接并且具有面向联接部段24中的流体通道28的若干个钻孔流 体通道16。如箭头所表示的，通过在栗中的入口9栗入的井流体通过钻孔头部流体通道16并 且被迫沿着所述孔锯钻头的内表面29流动直到所述井流体达到所述钻头15，围绕所述钻头 流动并且然后沿着所述孔锯钻头的外表面30流回至栗入口 9。
[0044]如在图4B中看到的，所述孔锯钻头的外表面30和压载舱3的水泥材料之间的外距 X。大于所述孔锯钻头的内表面29和压载舱3的水泥之间的内距X1。通过经由钻孔头部流体通 道16将井流体栗出，所述井流体被迫沿着所述钻头15以在钻孔操作期间冷却钻头15,并且 由于内矩小于外距，在井流体中的碎片不会被卡住。如果井流体通过所述钻孔头部而被吸 入，能够沿着外表面通过的碎片当试图通过所述孔锯钻头的内表面时仍然会被卡住。通过 使得所述流体首先沿着最小距离流动，该碎片不会被卡住。
[0045] 在图5中示出的栗8由用于通过入口 9栗入和通过出口 10栗出井流体的马达驱动。 栗8具有工具壳体18,且所述第一轴7延伸穿过所述栗。所述栗8为离心栗，且所述栗级由第 一轴7的旋转驱动。第一轴7为空心的以为所述齿轮装置11(在图2中示出）提供补偿流体，所 述井流体在所述第一轴7的外侧流动且通过所述齿轮装置被栗送入钻孔