沿所述轴从所述第一轴向位置轴向平移至第二轴向位置；以及操作所述致动装置，以通过保持所述导向件与处于所述第二轴向位置的多角度击打环之间的方位角相关接触，来保持所述铰接件相对于所述轴的第二角偏移量，其中，所述第二角偏移量显著不同于所述第一角偏移量。
[0069]这种方法还可包括:在延伸至地下岩层中的钻孔内输送耦合至一串管状件的井底钻具组合(BHA)，其中，所述BHA包括所述轴、所述多角度击打环、所述铰接件、所述导向件、所述致动装置、以及与所述的一串管状件耦合的接口。所述方法还可包括:通过转动所述的一串管状件来转动所述BHA。转动所述BHA可包括转动所述铰接件的钻头。所述方法还可包括:通过把所述多角度击打环与所述导向件之间的方位角相关接触保持为相对于所述钻孔发生方位角变化的接触，来沿一条有效笔直的轨迹拓展所述钻孔。保持的接触相对于所述钻孔的方位角变化可与所述钻孔内的轴的转动量成比例。所述方法还可包括:通过把所述多角度击打环与所述导向件之间的方位角相关接触保持为相对于所述钻孔保持大致恒定的方位角的接触，来沿一条曲线轨迹拓展所述钻孔。
[0070]沿所述轴轴向平移所述多角度击打环可包括改变所述的一串管状件内的流体压力。
[0071]所述第一角偏移量可大约为一度，所述第二角偏移量可大约为半度。
[0072]所述多角度击打环可在所述第一和第二轴向位置之间大致连续地重新轴向定位。
[0073]本公开还提出一种方法，所述方法包括:使用一井下工具通过转动耦合至所述井下工具的一串管状件来钻掘钻孔的第一部分，同时操作所述井下工具的致动装置以保持所述井下工具和由所述井下工具承载的钻头的轴线之间的第一角偏移量;通过改变从所述的一串管状件流过所述井下工具的钻井液的压力或流速把所述第一角偏移量调节为第二角偏移量；以及使用所述井下工具通过转动所述的一串管状件来钻掘所述钻孔的第二部分，同时操作所述致动装置以保持所述第二角偏移量。
[0074]操作所述致动装置以保持所述第一角偏移量可包括操作所述致动装置以保持下列部件之间的方位角相关接触:相对于所述井下工具的轴处于第一轴向位置的多角度击打环，其中，所述多角度击打环可在所述第一轴向位置和第二轴向位置之间重新定位;和由可枢转地耦合至所述轴的铰接件承载的导向件。所述第一钻孔部分可以是大致有效笔直的，并且，操作所述致动装置以保持所述导向件与处于所述第一轴向位置的多角度击打环之间的方位角相关接触可包括保持相对于所述钻孔发生方位角变化的接触，所述方位角变化与所述钻孔内的轴的转动量成比例。
[0075]把所述第一角偏移量调节为第二角偏移量可包括沿所述轴把所述多角度击打环从所述第一轴向位置轴向平移至所述第二轴向位置。操作所述致动装置以保持所述第二角偏移量可包括操作所述致动装置以保持所述导向件与处于所述第二轴向位置的多角度击打环之间的方位角相关接触。所述第二钻孔部分可遵循一条大致为曲线的轨迹，并且，操作所述致动装置以保持所述导向件与处于所述第二轴向位置的多角度击打环之间的方位角相关接触可包括把接触保持在相对于所述钻孔大致恒定的方位角位置。
[0076]所述钻孔可延伸至地下岩层中。
[0077]所述第一钻孔部分可遵循一条曲线轨迹，所述第二部分可遵循一条有效笔直的轨迹。所述有效笔直的轨迹可包括沿一条大致的直线的大致为螺旋形的轨迹。
[0078]所述第一角偏移量可显著大于所述第二角偏移量。
[0079]所述第一角偏移量可大约为半度，所述第二角偏移量可大约为一度。
[0080]所述井下工具可构成一旋转导向系统的至少一部分。
[0081]把所述第一角偏移量调节为所述第二角偏移量可包括改变所述的一串管状件内的流体压力。
[0082]上文列出了多种实施方式的特性，以便本领域普通技术人员更好地理解本公开的特征。本领域普通技术人员应理解，本公开很容易作为设计或修改其它过程和结构的基础，以达到相同的目的和/或获得在本文中介绍的实施方式的相同优点。本领域普通技术人员还应理解，这种等效构造未脱离本公开的精神和范围，并且在不脱离本公开的精神和范围的前提下，能够做出各种变化、替代和更改。
[0083]本公开所附的摘要是为了符合37C.F.R.§1.72(b)的规定而提供的，以便读者迅速确定本技术公开的性质。应理解，提供摘要的目的不是用于解释或限制权利要求的范围或含义。
【主权项】
1.一种设备，包括: 轴(110); 可沿所述轴重新轴向定位的多角度击打环(120); 耦合至所述轴的铰接件(130); 由所述铰接件承载的导向件(140);和 致动装置(160)，可操作所述致动装置(160)，以通过保持所述多角度击打环与所述导向件之间的方位角相关接触来保持所述铰接件相对于所述轴的角偏移量(201、202)。2.如权利要求1所述的设备，还包括井底钻具组合(BHA)，所述BHA包括所述轴、所述多角度击打环、所述铰接件、所述导向件、所述致动装置、以及用于与一串管状件(25)耦合的接口( 180)，所述的一串管状件(25)可彼此协作，以在延伸至地下岩层(35)中的钻孔(20)内输送所述BHA，其中，所述铰接件包括可通过所述轴的转动而转动的钻头(30)。3.如权利要求2所述的设备，其中，所述多角度击打环可响应所述的一串管状件内的流体压力变化沿所述轴重新轴向定位。4.如权利要求1所述的设备，其中，所述多角度击打环可在所述轴上的第一位置与所述轴上的第二位置之间重新轴向定位，其中，当所述多角度击打环处于所述第一位置时，所述致动装置和所述多角度击打环可彼此协作，以保持所述铰接件相对于所述轴的第一角偏移量(201)，其中，当所述多角度击打环处于第二位置时，所述致动装置和所述多角度击打环可彼此协作，以保持所述铰接件相对于所述轴的第二角偏移量(202)，其中，所述第二角偏移量显著不同于所述第一角偏移量。5.如权利要求4所述的设备，其中，所述多角度击打环可在所述第一位置和第二位置之间大致连续地重新轴向定位。6.如权利要求1所述的设备，其中，所述设备布置在沿一条有效笔直的轨迹(24)拓展的钻孔(30)中，其中，保持所述多角度击打环与所述导向件之间的方位角相关接触包括保持相对于所述钻孔发生方位角变化的接触。7.如权利要求1所述的设备，其中，所述设备布置在沿一条弯曲轨迹(22)拓展的钻孔(30)中，其中，保持所述多角度击打环与所述导向件之间的方位角相关接触包括:将接触保持在相对于所述钻孔大致恒定的方位角位置。8.一种方法，包括: 使用一井下工具(100)通过转动耦合至所述井下工具的一串管状件(25)来钻掘钻孔(30)的第一部分(22)，同时操作所述井下工具的致动装置(160)以保持所述井下工具和由所述井下工具承载的钻头(30)的轴线之间的第一角偏移量(201); 通过改变从所述的一串管状件流过所述井下工具的钻井液(55、70)的压力或流速把所述第一角偏移量调节为第二角偏移量(202);和 使用所述井下工具通过转动所述的一串管状件来钻掘所述钻孔的第二部分(24)，同时操作所述致动装置以保持所述第二角偏移量。9.如权利要求8所述的方法，其中，操作所述致动装置以保持所述第一角偏移量包括操作所述致动装置以保持下列部件之间的方位角相关接触: 相对于所述井下工具的轴(110)处于第一轴向位置的多角度击打环(120)，其中，所述多角度击打环可在所述第一轴向位置和第二轴向位置之间重新定位;和 由可枢转地耦合至所述轴的铰接件(130)承载的导向件(140)。10.如权利要求9所述的方法，其中，操作所述致动装置以保持所述第一角偏移量包括操作所述致动装置以保持所述导向件与处于所述第一轴向位置的多角度击打环之间的方位角相关接触。11.如权利要求10所述的方法，其中，所述第一钻孔部分遵循一条大致为曲线的轨迹，其中，操作所述致动装置以保持所述导向件与处于所述第一轴向位置的多角度击打环之间的方位角相关接触包括:将接触保持在相对于所述钻孔大致恒定的方位角位置。12.如权利要求9所述的方法，其中，所述第二钻孔部分大致是有效笔直的，其中，操作所述致动装置以保持所述导向件与处于所述第二轴向位置的多角度击打环之间的方位角相关接触包括保持相对于所述钻孔发生方位角变化的接触，所述方位角变化与所述钻孔内的轴的转动量成比例。13.如权利要求9所述的方法，其中，把所述第一角偏移量调节为第二角偏移量包括:沿所述轴把所述多角度击打环从所述第一轴向位置轴向平移至所述第二轴向位置。14.如权利要求8所述的方法，其中，所述第一钻孔部分遵循一条曲线轨迹，所述第二部分遵循一条有效笔直的轨迹，其中，所述有效笔直的轨迹包括围绕一条大致笔直的轴线的大致为螺旋形的轨迹。15.如权利要求8所述的方法，还包括:在所述钻孔内输送耦合至所述的一串管状件的井底钻具组合(BHA)，其中: 所述BHA包括所述井下工具、所述钻头、以及用于与所述的一串管状件耦合的接口(180);和 转动所述的一串管状件会使所述BHA转动，从而使所述井下工具和所述钻头转动。
【专利摘要】旋转导向钻井设备和利用所述设备的方法，所述设备包括：轴、可沿所述轴重新轴向定位的多角度击打环、耦合至所述轴的铰接件、以及由所述铰接件承载的导向件。可操作一致动装置，以通过保持方位角相关接触来保持所述铰接件相对于所述轴的角偏移量。
【IPC分类】E21B17/00, E21B7/04
【公开号】CN105637164
【申请号】CN201480056521
【发明人】M.皮尔斯, 杉浦淳一
【申请人】普拉德研究及开发股份有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年10月9日
【公告号】US20150114719, WO2015061047A1