与钻头和用于扩眼孔的油管之间的管柱配合的井下工具的制作方法
【专利摘要】一种井下工具，具有管状主体，该管状主体具有位于第一端段和第二端段之间的中心切割部，其中，该中心切割部具有多个被凹部隔开的多个螺旋刀片，且每一螺旋刀片具有相互连接的至少两个螺旋倾斜部、聚金刚石切割器节点、高强度硬质合金切割节点、碳化钨表面硬化涂层或它们的位于刀片上的上述特征的组合，其中，中心切割部的外径比每一端段外径大。该井下工具可以在深度10000英尺以上，包括但不限于18000深度的井中使用。在一个或多个实施方式中，该井下工具可以在从1000英尺到30000英尺深度的井中使用。
【专利说明】与钻头和用于扩眼孔的油管之间的管柱配合的井下工具
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求共同申请的美国临时专利申请61/693459的优先权和效益，其在2012年8 月 27 号提出，发明名称为“D0WNH0LE TOOL FOR EN-GAGING A TUBING STRING BETWEENA DRILL BIT AND TUBULAR FOR REAMING A WELLB0RE(与钻头和用于扩眼孔的油管之间的管柱配合的井下工具)”。这一文献以参考方式全文引入本申请中。
【技术领域】
[0003]本发明实施方式大体上涉及用在井眼的岩心钻探中的钻井装置。
【背景技术】
[0004]现有技术已经公开了在扩孔钻中使用聚晶金刚石复合片，但是存在能够利用聚金刚石片、高密度切割器或者同时利用两者、或利用扩孔钻两侧绞入或者绞出井眼的需要。
[0005]本发明实施方式涉及双向并可进一步的用作钻来形成井眼的扩孔钻。
[0006]现有技术已经公开了扩孔钻，但是这些扩孔钻不能双向扩宽井眼并使井眼平滑。存在对双向扩孔钻的需求，该双向扩孔钻能在进入或移出井眼时、既可以双向扩宽井眼又能使井眼平滑，以快速插入并移出井底钻具组件。
[0007]需要钢制或者非磁性材料所制的工具，使得工具可以在需要高度精确性的定向钻孔应用中使用。
[0008]本发明实施方式满足了这些需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]结合下面附图，本发明能得到更好的理解:
[0010]图1为井眼中井下工具的实施方式的截面视图。
[0011]图2为井下工具实施方式的详细侧视图。
[0012]图3为井下工具实施方式的管状主体的第一端部的视图，该工具具有远离纵轴线延伸的第一螺旋倾斜部分。
[0013]图4为远离管状主体延伸的第二螺旋倾斜部分的详细视图，还进一步显示了凹槽深度以及多个聚金刚石切割器节点。
[0014]图5为井下工具中央切割部分的台阶式实施方式的视图。
[0015]图6为井下工具实施方式的详细视图，显示了螺旋刀片上的表面硬化涂层。
[0016]图7示出了仅使用于两个螺旋刀片的井下工具的实施方式。
[0017]本发明实施方式参考所列附图在下面进行详细说明。
【具体实施方式】
[0018]在详细说明本发明设备之前，需要理解的是，该设备不限于特定的实施方式，且可以各种方式实施或者执行。
[0019]本发明实施方式涉及用在井眼的岩心钻探中的钻孔设备。本发明实施方式进一步涉及扩孔设备。
[0020]扩孔设备，在实施方式中，可以使用多晶金刚石片，以及螺旋刀片来切割井眼并使井眼光滑，同时连接到钻柱，进入和移出井眼，边钻孔边扩孔。
[0021]井下工具可以随着井眼轴线扩宽井眼，当连接到钻柱上时随着钻柱插入到井眼并被拉出井眼而在两个方向上，(i)进入井眼以及(ii)离开井眼。该工具可以在钻头和井中所用的油管之间连接。
[0022]井下工具可以具有中心环，该中心环可以使得钻井液穿过工具泵出，并用于增强钻井。
[0023]这种井下工具的优点在于，井下工具可以在深度10000英尺以上，包括但不限于18000深度的井中使用。在一个或多个实施方式中，该井下工具可以在从1000英尺到30000英尺深度的井中使用。
[0024]在一个或更多的实施方式中，随着膨胀封隔器进入到井中，该井下工具可以在膨胀封隔器一端连接到膨胀封隔器时使用。
[0025]当前，操作者使用从20到40个以上膨胀封隔器或者机械封隔器。这些钻井操作者需要非常干净的井眼，以使膨胀封隔器精确地平移。钻井操作者使用这种井下工具，使得膨胀封隔器或者机械封隔器放置在它们在井眼中所需的精确位置。本发明井下工具的优点在于，该井下工具能够形成非常干净、光滑的井眼，没有大块的岩石卡在井眼中，这些岩石会造成损害或使膨胀封隔器错误放置。
[0026]井下工具的另一个优点在于井下工具被制造在井底工具组件之中，替代传统的稳定装置。
[0027]井下工具为传统稳定装置提供了更为便宜的解决方式。
[0028]井下工具可执行套管钻井，简化需要多程的当前技术为单程钻井操作。由于进入井眼中的每一程需要花费约250000美元每程，相对于当前可得的单向扩孔钻来说，仅仅需要一程来扩宽井眼，每次扩孔工作可以节省约250000美元。
[0029]井下工具提供光滑的井眼，这可以进行更快的钻孔以及更快的封隔器安装。
[0030]这一井下工具的优点在于，更大外径的膨胀封隔器可以在钻井中使用，这可以安全地支承井中的高压，并对井眼提供更好的压裂作业。
[0031]井下工具可用来钻透井的浮动设备。
[0032]井下工具可以用于钻岩石并同时扩宽井眼。
[0033]井下工具可以边扩边钻。井下工具可以在利用钻井设备进行测量的时候扩宽。
[0034]在实施方式中，用于配合第一井底钻具组件的部件以及第二井底钻具组件的部件以在井眼中使用的井下工具可以具有带中心切割部分的管状主体。这个中心切割部分可以由具有第一端和第一端段外径的第一端段、具有第二端和第二端段外径的第二端段、以及沿着第一端段和第二端段之间的管状主体纵向延伸离开纵轴线的中心切割部组成。
[0035]在实施方式中，井下工具可具有带突出部的管状主体，在本发明中也可以称之为中心切割部。
[0036]中心切割部可以从具有第一端的第一端段和具有第二端的第二端段之间的管状主体延伸而形成。
[0037]中心切割部可在两端之间形成，且在一些实施方式中具有比两端外径大2%到15%的外径。
[0038]井下工具可具有中心环，使得钻井液可在一个方向上流动，而井材料在另一个方向上流动。
[0039]在实施方式中，具有中心切割部的管状主体可包括非磁性材料，比如非磁性钢，比如蒙乃尔合金(M0NEL?)。
[0040]实施方式中的管状主体具有从一端延伸到一端的纵轴线。井下工具可以绕着纵轴线旋转从而切割岩石。中心切割部可远离第一端段和第二端段之间的纵轴线突起。
[0041]井下工具可具有形成在井下工具的端段之间的至少两个螺旋刀片。端段可具有小于中心切割部直径的端段直径，且每一端段可以为工具总长度的1%到10%。端段可形成为从工具的各一端延伸。
[0042]在一个或多个实施方式中，在中心切割部中可以使用2到16个螺旋刀片。每一螺旋刀片具有60英寸到80英寸的长度。
[0043]在实施方式中，每一螺旋刀片可以具有半径从第一端段向着井下工具中点渐增的第一螺旋倾斜部。该中点与纵轴线垂直相交。
[0044]每一螺旋刀片可以具有远离第一端段以约I度到约20度的角度延伸的第一螺旋倾斜部。该螺旋刀片部并不延伸到工具的第一端，因为随着螺旋刀片延伸到端部会发生弱化。
[0045]每一螺旋刀片可具有远离第二端段以约I度到约20度的角度延伸的第二螺旋倾斜部。该螺旋刀片部并不延伸到工具的第二端。
[0046]第二螺旋倾斜部的半径可以从第二端段向着井下工具的中点增加。
[0047]两个螺旋倾斜部可以汇聚到井下工具及中心切割部的中点处。每一螺旋倾斜部可以相同角度形成，以从工具的一个端段到另一个端段形成光滑曲线。
[0048]每一螺旋倾斜部可以远离端段、但是不从端部朝向中心切割部的中点延伸。
[0049]在实施方式中，每一螺旋倾斜部可以从第一端段和第二端段以约10度到约30度的角度远离第一和第二端段的平面延伸。
[0050]在一个或多个实施方式中，螺旋刀片可具有多于两个的螺旋倾斜部。
[0051]这些螺旋倾斜部可以一体式相互连接，形成具有强大强度的平滑连续螺旋刀片，在不变形的情况下为其他类型的扩孔钻的强度的两倍。
[0052]在实施方式中，井下工具可使用宽度从约1.5英寸到约6英寸范围的螺旋刀片。
[0053]在一个或多个实施方式中，管状主体可以是由单片切割钢形成的一体钢部件。
[0054]在另一个实施方式中，螺旋刀片可以焊接到形成中心切割部的管状主体上。
[0055]多个聚金刚石切割器节点可以设置在每一个螺旋倾斜部上。聚金刚石切割器节点可以按圆圈成组、布置为旋转图样或者其他图样。实施方式中聚金刚石切割器节点的密度在约I个每英寸到约6个每英寸的范围中。在实施方式中，聚金刚石切割器节点可以2个聚金刚石切割器节点到16个聚金刚石切割器节点成排对齐。在另一个实施方式中，对于每一螺旋倾斜部中，聚金刚石切割器节点可以对齐为两排，例如多个节点以3个成排。
[0056]在实施方式中，聚金刚石节点可以由犹他州的奥勒姆美国合成材料制造的合成金刚石材料制成。聚金刚石切割器节点可以是平整表面、拱形外形或其组合。聚金刚石切割器节点可具有这样的形状，椭圆、圆形、三角形或其组合。每一聚金刚石切割器节点从螺旋倾斜部之一的表面上测得的高度可以在整平到约3/4英寸的范围内。
[0057]螺旋倾斜部可以连接起来以形成弯曲部分。在一个或多个实施方式中，螺旋倾斜部可以为焊接起来或者以其它方式连接起来的一系列阶梯式部分。在实施方式中，每一螺旋倾斜部可以具有形成在其上的高强度硬质合金切割节点。
[0058]高强度硬质合金切割节点能以单排、双排、三排、多排或者片区形成在螺旋倾斜部上。高强度硬质合金切割节点在工业中以“硬质合金齿”为人所知。可采用的高强度硬质合金切割节点可以是圆的、椭圆的或者三角的。可使用的高强度硬质合金切割节点可以是平面或者圆面的。
[0059]在实施方式中，齿可以形成在一个或多个螺旋倾斜部的一个或两个边缘上，以通过至少一个螺旋刀片增强切割。
[0060]在一个或多个实施方式中，凹部位于螺旋刀片之间。每一凹部可以提供“屑槽容积”，以提供优化的钻井液流动路径，以及使得“屑料”在不受阻的情况下从井眼自由地流经井下工具的切屑移除通道。凹槽对于工具连续地双向工作来说至关重要。在实施方式中，凹部在两端上可以是锥形的。
[0061]井下工具上螺旋形状的刀片可以使得井下工具在井眼中轻易地活动。
[0062]在实施方式中，第一连接器可以连接到井下工具的第一端，以配合井底钻孔组件的部件，如钻头。
[0063]在实施方式中，第二连接器可以连接到井下工具的第二端，以配合井底钻孔组件的部件，如油管。
[0064]井下工具可使用承插式接合，以使工具作为第一连接器、第二连接器或其组合从钻柱上快速安装和移除。
[0065]快速安装和移除连接可以配合浮动组件，或者涉及钻井部件的测量。
[0066]在井下工具的实施方式中，螺旋倾斜部可以为两个或者多个阶梯式部分中每一阶梯式部分上设置有高强度硬质合金切割节点的多个。阶梯式部分的每一个可针对扩孔提供不同尺寸的外径。在实施方式中，阶梯部外径可以每一台阶增加约1%。
[0067]在实施方式中，一个阶梯式部分可以具有约I厘米到约3厘米的高度，每一台阶与相邻阶梯式部来说高度不同。
[0068]在一个或多个实施方式中，井下工具的中心切割部可以包括比基体油管更柔软的切割材料，因而使得井下工具在坚硬岩石存在的情况下，不发生损坏而持续。井下工具可由两种不同材料构成，每一种材料具有不同的物理性能，比如中心切割部可以比绕着中心环的油管具有更软的材料。
[0069]在实施方式中，井下工具可具有从螺旋倾斜部最外表面计算的井下工具外径。在一个或多个实施方式中，井下工具外径可以在约3英寸到约36英寸的范围内，且可以具有特定的外径:5又3/4英寸，5又7/8英寸，6英寸，6又3/4英寸，8又3/4英寸，8又5/8英寸，9又3/4英寸，9又7/8英寸，10又5/8英寸，12英寸，13又1/2英寸，16英寸，以及17又1/2英寸。
[0070]在实施方式中，井下工具可以具有高强度硬质合金切割节点，这些切割节点由碳化钨材料制成，比如彭蒂克顿的Casmet供应公司、英国哥伦比亚产的被称为“碳化钨插齿”的材料。合成金刚石切割材料可以为，比如是那些美国合成材料公司制造并被称之为“螺刀2184”的金刚石增强切割材料。Casmet供应公司也提供了在上面设置有金刚石颗粒的碳化钨插齿，或者孕镶金刚石的金属基体，比如被称为“螺刀”的美国合成材料公司产品，其是天然金刚石和合成金刚石的混合，或者这些材料的组合物。
[0071]在一个或多个实施方式中，螺旋刀片对于5又7/8英寸直径的井下工具长度可达22英寸。螺旋刀片可以更长，长至48英寸。
[0072]井下工具可以安装在井底钻具组件的任意位置，或者相邻于包括钻头的钻井部件安装。
[0073]现在转到附图，图1显示了具有井眼轴线8的井眼7。在井眼7中示出了第一井底钻井组件的部件42。第一井底钻具组件的部件42可以是钻头。第一连接器38可以配合第一井底钻具组件的部件42并可以配合井下工具9的第一端。
[0074]这个图显示了第二连接器40，该第二连接器配合第二井底钻具组件的部件44以及井下工具9的第二端。
[0075]在实施方式中，中心切割部，有时候也被称为“扩孔器”，可以安装在钻头上平直地运动，或者可以定位在钻头后方几英尺处。
[0076]图2显示了井下工具9的实施方式的的详细侧视图，该井下工具具有含第一端13以及第一端段外径14的第一端段12。
[0077]井下工具9被示出为具有第二端段15，该第二端段具有第二端16以及第二端段外径17。
[0078]在这个附图中示出的井下工具具有包括纵轴线11的大体上柱状主体。
[0079]中心切割部18被示为具有多个螺旋刀片，并设置在第一端段12和第二端段15之间。示出了四个螺旋刀片20a、20b、20c和20d。
[0080]中心切割部18可以具有尺寸不同的切割部外径19。切割部的相邻于端段的直径小于中点27处切割部的直径。切割部18可以具有大于每一端段外径的外径。
[0081]凹部32a、32b、32c和32d可以设置在螺旋刀片之间。这个实施方式显示了每一具有锥形端部34a和34b的凹部。
[0082]每一凹部可具有远离螺旋刀片向着凹部中心点倾斜的侧部。每一凹部的深度可形成凹槽，该凹槽的深度等于第一端段外径14和第二端段外径17。
[0083]第一螺旋倾斜部22c可以从第一端段12延伸。第一螺旋倾斜部22c被示为具有单排的聚金刚石切割器节点26a-26g。
[0084]第一螺旋倾斜部22c的半径可以从第一端段12向着井下工具27的中点增加。该中点与纵轴线11垂直相交。第一螺旋倾斜部的角度可以与纵轴线成7.7度+/-0.5度。
[0085]第二螺旋倾斜部24b的半径可以从第二端段15向着井下工具27的中点增加。
[0086]第一螺旋倾斜部22c可以具有从3个到10个聚金刚石切割器节点。聚金刚石切割器节点能以单排定位、双排定位或者甚至是在第一螺旋倾斜部的表面上呈圆形图案或者螺旋图案。
[0087]每一聚金刚石切割器节点可具有范围从约3/8英寸到约I英寸的直径。每一聚金刚石切割器节点具有这样的形状:平直表面、凹形、三角或者凸形。每一聚金刚石切割器节点可以装饰到或者融入到每一螺旋倾斜部上。
[0088]聚金刚石切割器节点可以靠近中点，设置在每一倾斜部的各部分上。可替换地，多个高强度硬质合金切割节点可以靠近中点，设置在每一倾斜部的各部分上。仍然在另一个实施方式中，聚金刚石切割器节点和高强度硬质合金节点都可以在螺旋倾斜部的各部分上使用。
[0089]每一螺旋刀片被示出为具有刀片边缘，比如刀片边缘72a和72b。在实施方式中，刀片边缘可以是平滑的，具有齿70，或者两者的结合。
[0090]凹部可以形成在成对的螺旋刀片之间。每一凹部可以具有凹部深度为比(a)第一端段外径、(b)第二端段外径、或者(c)两个端段外径的组合任一个小0-15%。
[0091]第三螺旋倾斜部28b被示为具有圆形的三排高强度硬质合金切割节点30a_30bw。第三螺旋倾斜部28b可以具有定位在单排或者多排中的高强度硬质合金切割节点。
[0092]在实施方式中，高强度硬质合金切割节点可以设置为多于三排。也希望在实施方式中，高强度硬质合金切割节点可以以片区定位，每一片区中具有密集的高强度硬质合金切割节点。高强度硬质合金切割节点也可以旋转或者螺旋图案形成在螺旋倾斜部中。
[0093]高强度硬质合金切割节点各具有从约1/8到约3/4英寸的直径。每一高强度硬质合金切割节点可以是平整的，形成摩擦。平整的高强度硬质合金切割节点可以使得螺旋刀片更持久，因为高强度硬质合金切割节点比螺旋刀片的钢更硬。
[0094]在实施方式中，高强度硬质合金切割节点可以相互偏移地设置，而不是按规则成排。在实施方式中，在22英寸长的每一螺旋刀片上高强度硬质合金切割节点的密度可以为在螺旋刀片上具有约180个高强度硬质合金切割节点。
[0095]图3为从井下工具实施方式的管状主体第一端观察到的视图，该井下工具具有从管状主体延伸的第一螺旋倾斜部。
[0096]在这个图中，中心切割部的第一螺旋倾斜部22a、22b、22c、22d、22e及22f被示为从管状主体10延伸。
[0097]聚金刚石切割器节点26a_26d的单排可以位于每一第一螺旋倾斜部上。
[0098]在一个或多个实施方式中，多个聚金刚石切割节点可在第一螺旋倾斜部的每一个上使用。第二螺旋倾斜部可取决于切割工具的特殊用途具有相同数量的切割器节点或者不同数量的切割器节点。
[0099]在实施方式中，环25可以具有2.5英寸的内直径环，且工具的中心切割部的整体外径可以为5又7/8英尺。流体可以双向流过该环。
[0100]在其他实施方式中，工具的中心切割部的外径可以为36英寸大。
[0101]图4为第二螺旋倾斜部24b的细节图，显示了具有凹部深度36和多个聚金刚石切割器节点26a-26d的凹部34a。在这个图中，第二端段15可见到，包含具有凹部深度36和形成在该第二螺旋倾斜部24b的表面上的多个聚金刚石切割器节点26a-26d的凹部。
[0102]图5为井下工具切割部的阶梯式实施方式的视图，该井下工具在第一螺旋倾斜部22和第二螺旋倾斜部24之间具有阶梯部46a、46b、46c、46d和46e。
[0103]每一阶梯部可以隔开约1/4英寸到约1/2英寸而定位。在实施方式中，每一阶梯部在每一侧可具有不同的宽度，也即，阶梯部46a可具有小于阶梯部46b的宽度，阶梯部46d可具有比阶梯部46c小的宽度。同样地，阶梯部46d可与阶梯部46b具有相同的宽度，或者如有需要可以稍不同，而阶梯部46c可具有与阶梯部46b相同的宽度。
[0104]图6为在螺旋刀片20b之一上应用碳化钨表面硬化涂层70a、70b、70c的实施方式，其中碳化钨表面硬化涂层可以安装到每一螺旋刀片上。在这个实施方式中，碳化钨表面硬化涂层被示为形成有多个长方形碳化钨插齿表面硬化表面。每一表面硬化表面具有约3mm的厚度。
[0105]在实施方式中，碳化钨表面硬化涂层可以在每一螺旋倾斜部上退火。
[0106]在实施方式中，碳化钨表面硬化涂层可以是在镍青铜基体中的粉碎碳化钨。在实施方式中，碳化钨表面硬化涂层可以是多个分离的碳化钨切割段，比如6到20个长方形切割段，或者形成为其他形状的段，比如多边形、方形、八角形或三角形。
[0107]图7显示了井下工具9的实施方式，该井下工具仅仅使用了两个螺旋刀片20a和20b。
[0108]在实施方式中，每一螺旋刀片可以在安装聚金刚石切割器节点、高强度硬质切割节点或其组合之前回火处理。在实施方式中，表面布氏硬度可以为HB285-341。
[0109]在一个或多个实施方式中，中心切割部可以具有比每一端段外径大的切割部外径，以及多个螺旋刀片。每一螺旋刀片可具有第一螺旋倾斜部，该第一螺旋倾斜部的半径从第一端段向着井下工具中点逐渐增加，其中中点与纵轴线相交。每一螺旋刀片具有第二螺旋倾斜部，该第二螺旋倾斜部的半径从第二端段向着井下工具中点逐渐增加。
[0110]在实施方式中，⑴多个聚金刚石切割节点可以，比如通过焊接，固定安装到靠近中点的每一倾斜部的各部分上，(2)多个高强度硬质合金切割节点可以远离中点设置在每一倾斜部上，或者(3)两种类型节点的组合可以在刀片的每一螺旋倾斜部上使用。
[0111]井下工具可以绕着纵轴线旋转，使得中心切割部扩宽井眼，比如中心切割部可以双向扩宽井眼，而使得钻井液流下管状主体的环中，同时使得井眼颗粒上流，并穿过凹部。这个同时动作是全新的，并在井中提供了改进的安全性。
[0112]虽然这些实施方式已经基于实施方式的重点进行说明，应该理解的是，在附随权利要求的范围内，这些实施方式可以按除了如本文中特别所述之外的方式实践。
【权利要求】
1.一种井下工具，所述井下工具用于配合第一井底钻具组件的部件以及第二井底钻具组件的部件从而在具有井眼轴线的井眼中使用，其中所述井下工具为管状主体，所述管状主体包括: a.第一端段，所述第一端段具有第一端和第一端段外径； b.第二端段，所述第二端段具有第二端和第二端段外径； c.纵轴线，所述纵轴线从所述第一端段延伸到所述第二端段；以及 d.中心切割部，其中，所述中心切割部沿着所述第一端段和所述第二端段之间的管状主体纵向地远离所述纵轴线延伸，所述中心切割部包括: (i)切割部外径，所述切割部外径大于每一端段外径； (ii)多个螺旋刀片，每一螺旋刀片包括: (1).第一螺旋倾斜部，所述第一螺旋倾斜部的半径从所述第一端段向着所述井下工具的中点增加，其中，所述中点与所述纵轴线垂直相交； (2).第二螺旋倾斜部，所述第二螺旋倾斜部的半径从所述第二端段向着所述井下工具的中点增加； (3).靠近所述中点设置在每一螺旋倾斜部的各部分上的多个聚金刚石切割器节点、设置在每一螺旋倾斜部上的多个高强度硬质合金切割节点，或者设置在所述螺旋倾斜部的各部分上的两者的组合；以及 (iii)形成在每一对螺旋刀片之间的多个凹部，其中每一凹部具有比所述第一端段外径、所述第二端段外径或两者组合还要小0%到5%的凹部深度；且 当所述井下工具绕着所述纵轴线旋转的时候，所述中心切割部双向地扩宽所述井眼，同时使得钻井液流下所述管状主体的环且同时使得井眼颗粒能流上并穿过所述凹部。
2.如权利要求1所述的井下工具，其特征在于，每一凹部在所述螺旋刀片之间的每一凹部的端部上具有凹部锥形端。
3.如权利要求1所述的井下工具，其特征在于，所述第一和第二螺旋倾斜部远离所述第一和第二端部以从10度到30度的角度延伸。
4.如权利要求1所述的井下工具，其特征在于，进一步包括配合所述第一端的第一连接器以及配合所述第二端的第二连接器。
5.如权利要求1所述的井下工具，其特征在于，所述螺旋倾斜部包括多个阶梯部。
6.如权利要求1所述的井下工具，其特征在于，每一高强度硬质合金切割节点包括: a.碳化鹤插齿； b.合成金刚石切割材料； c.金刚石增强切割材料； d.含有金刚石的金属基体；或 e.它们的组合。
7.如权利要求1所述的井下工具，其特征在于，所述中心切割部包括2到16个螺旋刀片。
8.如权利要求1所述的井下工具，其特征在于，所述切割部外径的范围从3英寸到36英寸。
9.如权利要求1所述的井下工具，其特征在于，所述井下工具为非磁性材料。
10.如权利要求1所述的井下工具，其特征在于，所述管状主体为一体式结构。
11.如权利要求1所述的井下工具，其特征在于，进一步包括设置在至少一个螺旋刀片的刀片边缘上的齿。
12.如权利要求1所述的井下工具，其特征在于，所述多个聚金刚石切割器节点包括在每一螺旋倾斜部上的至少两排聚金刚石切割器节点。
13.如权利要求1所述的井下工具，其特征在于，所述多个聚金刚石切割器节点和多个高强度硬质合金切割节点为平面、弓形、或者二者的组合。
14.如权利要求1所述的井下工具，其特征在于，所述多个聚金刚石切割器节点和多个高强度硬质合金切割节点的形状选自由以下形状构成的组:圆形、椭圆形、三角形或其组口 ο
15.如权利要求1所述的井下工具，其特征在于，每一螺旋刀片在安装所述聚金刚石切割器节点、高强度硬质合金切割接点或其组合之前进行退火处理。
16.一种井下工具，所述井下工具用于配合第一井底钻具组件的部件以及第二井底钻具组件的部件从而在具有井眼轴线的井眼中使用，所述井下工具包括: a.管状主体，所述管状主体具有包括第一端段和第一端段外径的第一端段，以及包括第二端段和第二端段外径的第二端段；以及 b.形成突出的中心切割部，其中，所述中心切割部在所述第一端段和所述第二端段之间沿着所述管状主体远离所述纵轴线纵向延伸，且所述中心切割部包括: (i)中心切割外径，所述中心切割外径比每一端段外径大； (?)至少两个螺旋刀片，每一螺旋刀片具有60到80英寸的长度，每一螺旋刀片包括: (1).第一螺旋倾斜部，所述第一螺旋倾斜部的半径从所述第一端段向着所述井下工具的中点增加，其中，所述中点与所述纵轴线垂直相交； (2).第二螺旋倾斜部，所述第二螺旋倾斜部的半径从所述第二端段向着所述井下工具的中点增加；以及 (3).碳化钨表面硬化涂层，所述碳化钨表面硬化涂层在每个螺旋倾斜部上退火；以及 (iii)形成在每一对螺旋刀片之间的多个凹部，其中每一凹部具有比所述第一端段外径、所述第二端段外径或两者组合还要小0%到15%的凹部深度；且 当所述井下工具绕着所述纵轴线旋转的时候，所述中心切割部双向地扩宽所述井眼，同时使得钻井液流下所述管状主体的环且同时使得井眼颗粒和井眼流体流上并穿过所述凹部。
17.如权利要求16所述的井下工具，其特征在于，所述碳化钨表面硬化涂层为镍青铜基体中的粉碎碳化钨。
18.如权利要求17所述的井下工具，其特征在于，所述碳化钨表面硬化涂层为形成多边形的多个分离的碳化钨切割段。
【文档编号】E21B7/28GK104213839SQ201410310202
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年5月8日 优先权日:2013年5月8日
【发明者】L·M·史密斯 申请人:特塞尔Ip有限公司