井下导向钻井系统的制作方法

文档序号:12070660阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于在钻井期间进行导向的系统,所述系统包括:

钻柱,所述钻柱具有钻井系统,所述钻井系统能够沿直线形钻孔轴线钻探钻孔的直线部段并且能够钻探所述钻孔的偏斜部段,所述钻井系统包括:

轴承壳体;

钻头杆,所述钻头杆可旋转地安装在所述轴承壳体中并且具有钻头杆轴线;以及

致动器,所述致动器可选择性地在以下两者之间移位:未偏置模式,其中所述钻头杆轴线与所述直线形钻孔轴线充分对准以实现对所述钻孔的直线部段的钻探;以及偏置模式,其中所述钻头杆轴线在所述钻柱旋转地固定时相对于所述直线形钻孔轴线偏离轴线以实现偏斜钻探。

2.如权利要求1所述的系统,其还包括稳定器,所述稳定器设置在所述轴承壳体周围,其中所述轴承壳体包括正排量式马达的壳体。

3.如权利要求2所述的系统,其中所述致动器包括设置在所述稳定器与所述轴承壳体之间的活塞。

4.如权利要求3所述的系统,其还包括弹簧,所述弹簧安置在所述稳定器与所述轴承壳体之间以提供偏压来防止所述钻头杆偏离轴线,其中使所述钻头杆移位改变了相对于所述轴承壳体所成的工具面角。

5.如权利要求1所述的系统,其中所述致动器包括可延伸稳定器叶片。

6.如权利要求1所述的系统,其中所述致动器包括多个致动器。

7.如权利要求1所述的系统,其还包括钻头,所述钻头联接至所述钻头杆。

8.如权利要求1所述的系统,其中所述致动器包括液压移位型致动器。

9.如权利要求1所述的系统,其还包括控制系统,所述控制系统具有经由液压通道而与所述致动器流体连通的液压泵。

10.如权利要求9所述的系统,其中所述液压泵与所述致动器之间的流量自动经由传感器、阀和在所述钻孔中位于井下的控制电子器件来控制。

11.一种用于导向的方法,所述方法包括:

在井下部署具有钻井系统的钻柱;

向所述钻井系统提供钻头,所述钻头联接至可旋转地安装在壳体中的钻头杆;

将致动器定位成接近所述壳体;以及

在使所述钻柱保持固定为所需的旋转取向时,选择性地使所述致动器移位以使所述钻头杆的钻头轴线偏离直线形钻探钻孔轴线以实现对偏斜钻孔部段的钻探,从而确立钻井方向。

12.如权利要求11所述的系统,其还包括在所述钻柱旋转时,使所述致动器移位至未偏置模式以实现对直线钻孔部段的钻探。

13.如权利要求11所述的方法,其还包括为所述致动器构造稳定器,并且对所述致动器定向以便横向移动,其中选择性地移位包括使所述钻头杆的所述钻头轴线相对于所述稳定器移位。

14.如权利要求11所述的方法,其中选择性地使所述致动器移位包括以液压方式移动活塞。

15.如权利要求11所述的方法,其中选择性地移位包括通过使稳定器的叶片延伸来使所述钻头杆偏离所述直线形钻探钻孔轴线。

16.如权利要求11所述的方法,其中选择性地移位包括通过经由斜面机构来使稳定器的叶片延伸而使所述钻头杆偏离所述直线形钻探钻孔轴线。

17.一种方法,所述方法包括:

沿钻柱提供钻井系统,所述钻井系统具有钻头;钻头杆,所述钻头杆沿钻头轴线联接至所述钻头,所述钻头杆可旋转地设置在壳体中;以及稳定器,所述稳定器联接至所述壳体,所述稳定器与在径向方向上可移动的致动器相关联;

在直线钻孔部段的钻探过程中,相对于直线形钻孔轴线确立所述钻头轴线的未偏置取向;以及

在所述钻柱保持旋转地固定时,经由所述致动器来选择性地使所述钻头杆和所述钻头相对于所述直线形钻孔轴线移位以使所述钻头轴线移动至偏置取向,从而实现对偏斜钻孔部段的钻探。

18.如权利要求17所述的方法,其还包括在径向向内方向上移动所述致动器,直到所述钻头轴线与所述直线形钻孔轴线对准为止,并且之后使所述钻柱旋转以钻探所述钻孔的另一个直线部段。

19.如权利要求18所述的方法,其还包括使用沿所述壳体定位的控制系统,所述控制系统从传感器接收输入以控制所述致动器的位置并且因此控制对偏斜钻孔部段和直线钻孔部段的钻探。

20.如权利要求17所述的方法,其还包括使所述稳定器形成而具有至少一个径向可延伸叶片。

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