[發明專利]用于牙輪鉆頭的潤滑壓力釋放的方法和系統

在審

• 申請號: 201380054479.0
• 申請日: 2013-10-08
• 公開（公告）號: CN104736792A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 楊·H·李
• 申請（專利權）人: 哈利伯頓能源服務公司
• 主分類號: E21B10/60
• 分類號: E21B10/60;E21B10/573
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 黃艷;聶慧荃

技術領域

本發明涉及牙輪鉆頭，并且更具體地涉及用于牙輪鉆頭的潤滑壓力釋放的方法和系統。

背景技術

牙輪鉆頭已被用于并且當前正被用于在地下地層中形成井孔。此類牙輪鉆頭一般包括至少一個支承臂且通常是三個支承臂。相應牙輪組件可旋轉地安裝在每個支承臂的內部部分上。

每個牙輪組件通常包括帶有形成在其中的腔體或開口的基部。每個牙輪腔體的尺寸可設為接收相關聯的軸頸或心軸的外部部分，以便允許牙輪組件在鉆挖井孔時相對于相關聯的軸頸或心軸旋轉。各種各樣的軸承、軸承組件、軸承表面、密封件和/或其它支承結構可設置在每個牙輪組件的內部部分與相關聯的軸頸或心軸的外部部分之間。

牙輪鉆頭通常包括潤滑系統以將潤滑劑供應給軸頸、軸承、軸承組件、軸承表面、密封件和/或與安裝在相應支承臂上的每個牙輪組件的旋轉相關聯的其它支承結構。可將各種各樣的潤滑劑用于牙輪鉆頭，以便適應每個牙輪組件相對于相應心軸的旋轉。各種各樣的密封件以及密封組件可被用于阻擋在井下井內流體與關聯每個牙輪組件的旋轉的潤滑劑之間的連通。已經使用各種類型的系統來維持潤滑系統壓力，以便最小化對軸承、軸承組件、密封件、軸頸以及與牙輪組件相對于相關聯的支承臂的旋轉相關聯的其它支承結構所造成的損壞。

發明內容

根據一個實施例，本發明涉及一種牙輪鉆頭，所述牙輪鉆頭包括：鉆頭體，所述鉆頭體具有從其延伸出的至少一個支承臂；牙輪組件，所述牙輪組件包含軸承或保持球并且可旋轉地安裝在從每個支承臂延伸出的軸頸上；潤滑劑貯存器，所述潤滑劑貯存器設置在每個支承臂中；潤滑劑室，所述潤滑劑室設置在每個支承臂中并且流體耦接至所述軸承或保持球；鉆孔，所述鉆孔設置在每個支承臂中以便使潤滑劑在所述潤滑劑貯存器與所述潤滑劑室之間連通；以及壓力釋放機構，所述壓力釋放機構設置在所述鉆孔內。所述壓力釋放機構在所述潤滑劑貯存器內的潤滑劑的壓力超過所述潤滑劑室中的潤滑劑的壓力時可進行操作以將潤滑劑從所述潤滑劑貯存器釋放至所述潤滑劑室中。在更具體實施例中，所述壓力釋放機構可包括漂珠或止回閥。附加，在更具體實施例中，所述鉆孔可包含了開口，以便允許使潤滑劑在所述潤滑劑貯存器與所述潤滑劑室之間連通。

根據另一實施例，本發明涉及一種用于潤滑劑壓力釋放的方法，所述方法包括每當潤滑劑貯存器中的壓力超過潤滑劑室中的壓力時便通過打開壓力釋放機構來將潤滑劑從所述潤滑劑貯存器釋放至所述潤滑劑室中。所述壓力釋放機構可設置在牙輪鉆頭中，如上所述。在特定的實施例中，所述方法可包括移動漂球或打開止回閥以便允許釋放潤滑劑。

附圖說明

結合附圖參考以下描述即可獲得對本實施例及其優點的更完整和更充分的理解，附圖中相同的參考標號指示相同的特征，并且其中：

圖1圖示示出根據本發明的實施例的牙輪鉆頭的一個實例的等距視圖的示意圖；

圖2圖示以截面示出的部分被剖開的示意圖,該圖示出根據本發明的實施例的牙輪鉆頭的各個部件和結合有漂珠的相關聯的潤滑系統；

圖3圖示示出根據本發明的實施例的鉆頭的部分被剖開的等距視圖的示意圖，該視圖示出結合有漂珠的相關聯的潤滑系統；

圖4圖示示出根據本發明的實施例的鉆頭的部分被剖開的等距視圖的示意圖，該視圖示出交叉部分的展開圖；

圖5圖示以截面示出的部分被剖開的示意圖,該圖示出根據本發明的實施例的牙輪鉆頭的各個部件和結合有止回閥的相關聯的潤滑系統；

圖6圖示以截面示出的部分被剖開的示意圖,該圖示出根據本發明的實施例的牙輪鉆頭的各個部件和結合有長孔的相關聯的潤滑系統；

圖7圖示以截面示出的部分被剖開的示意圖,該圖示出根據本發明的一些實施例的牙輪鉆頭的各個部件和結合有兩個潤滑劑貯存器的相關聯的潤滑系統；以及

圖8A-C圖示根據本發明的一些實施例的可在相關聯的潤滑系統中使用的不同的漂珠的示例橫截面圖。

具體實施方式

本發明涉及用于牙輪鉆頭中的壓力釋放的系統和方法。具體地說，本發明涉及其中來自主要壓力補償系統的潤滑油替代地轉移到相互壓蓋式(intergland)潤滑系統的系統和方法，其中該潤滑油本來應將從鉆頭中排出。這些系統和方法的使用可以通過增加其間鉆頭具有充足的潤滑劑的時間量或通過降低鉆頭以非常少的潤滑劑操作的機會來延長鉆頭壽命或增加維修和維護之間的時間長度。

本發明的一些實施例和相關聯的優點可以參考圖1-8進行理解，其中相似數字指示相同和相似的部分。