[發(fā)明專利]用于控制在地球地層中鉆井眼用的鉆井系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410032693.2
• 申請日: 2008-08-12
• 公開（公告）號: CN103774990A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阿什利·約翰遜;沃特·阿爾德雷德;杰弗里·唐頓;賴得·布阿勒格;科扎爾·豪格沃爾德斯泰德;邁克爾·謝帕德
• 申請（專利權(quán)）人: 普拉德研究及開發(fā)股份有限公司
• 主分類號: E21B7/06
• 分類號: E21B7/06;E21B17/10
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 湯雄軍

1.一種利用鉆井系統(tǒng)在正在通過所述鉆井系統(tǒng)在地球地層內(nèi)被鉆進(jìn)的井眼中的動態(tài)運(yùn)動來對鉆井系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)向的方法，所述鉆井系統(tǒng)包括鉆柱和底部鉆具組合，所述底部鉆具組合包括鉆頭，所述方法包括以下步驟：

利用與所述底部鉆具組合連接的接觸元件控制所述井眼的內(nèi)表面和底部鉆具組合之間的動態(tài)相互作用，其中所述接觸元件相對于所述底部鉆具組合是非對稱的并且被構(gòu)造成使所述接觸元件與所述內(nèi)表面之間的動態(tài)相互作用繞所述接觸元件沿圓周方向變化；

在所述鉆井系統(tǒng)的操作期間保持所述接觸元件在所述井眼內(nèi)對地靜止，以偏置所述動態(tài)相互作用從而在具體方向上對所述鉆井系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)向；和

根據(jù)需要將所述接觸元件重新定位在所述底部鉆具組合上以保持在具體方向上對所述鉆井系統(tǒng)的導(dǎo)向或者在新的方向上對所述鉆井系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)向。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述接觸元件包括圓筒，所述圓筒以偏心的方式與所述底部鉆具組合連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述接觸元件包括鉆鋌或量規(guī)伸縮片，所述鉆鋌或量規(guī)伸縮片以偏心的方式與所述底部鉆具組合連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述接觸元件包括非對稱鉆鋌或非對稱量規(guī)伸縮片。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述接觸元件與所述底部鉆具組合連接，以使得所述接觸元件設(shè)置在所述鉆頭的鉆切輪廓內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述接觸元件與所述底部鉆具組合連接，以使得所述接觸元件的至少一部分設(shè)置在所述鉆頭的鉆切輪廓之外。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟：

使用處理器以控制所述接觸元件。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述處理器實(shí)時(shí)操縱對所述接觸元件的控制。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括以下步驟：

使用所述處理器以對所述接觸元件在所述底部鉆具組合上的作用位置進(jìn)行處理，以提供對所述鉆井系統(tǒng)的期望的導(dǎo)向；和

將所述接觸元件定位在所述作用位置處。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括以下步驟：

感測數(shù)據(jù)；以及

將所述感測數(shù)據(jù)通信給所述處理器。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述感測數(shù)據(jù)包括功能數(shù)據(jù)，并且其中所述功能數(shù)據(jù)包括關(guān)于所述鉆井系統(tǒng)的至少一個功能元件的功能的數(shù)據(jù)。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述感測數(shù)據(jù)包括關(guān)于所述鉆井系統(tǒng)在所述井眼內(nèi)的動態(tài)運(yùn)動的數(shù)據(jù)。

13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述感測數(shù)據(jù)包括關(guān)于包圍所述井眼的地球地層的地震數(shù)據(jù)。

14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述感測數(shù)據(jù)包括井眼數(shù)據(jù)，并且其中所述井眼數(shù)據(jù)包括關(guān)于所述井眼內(nèi)的條件的數(shù)據(jù)。

15.一種用于對在地球地層中鉆進(jìn)井眼的鉆井系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)向的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

所述鉆井系統(tǒng)，其中所述鉆井系統(tǒng)包括鉆柱和底部鉆具組合，所述底部鉆具組合包括鉆頭，并且由所述鉆井系統(tǒng)鉆的所述井眼由包括所述井眼的內(nèi)壁和所述井眼的底部的內(nèi)表面限定；

相互作用元件，所述相互作用元件與所述底部鉆具組合連接并且被構(gòu)造成在使用時(shí)控制所述底部鉆具組合與所述內(nèi)表面之間的動態(tài)相互作用，其中所述相互作用元件被構(gòu)造成使得所述相互作用元件和所述底部鉆具組合的外輪廓是非對稱的，以在鉆井過程期間當(dāng)作為所述底部鉆具組合在所述井眼中的隨機(jī)運(yùn)動的結(jié)果所述相互作用元件與所述內(nèi)表面重復(fù)地相互作用時(shí)在所述相互作用元件與所述內(nèi)表面之間提供在圓周方向上變化的相互作用，并且其中所述相互作用元件被構(gòu)造成在鉆井過程期間當(dāng)所述底部鉆具組合在所述井眼中旋轉(zhuǎn)時(shí)在所述底部鉆具組合上保持靜止；和

致動器，所述致動器構(gòu)造成使所述相互作用元件在所述底部鉆具組合上移動。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述相互作用元件在距離所述鉆頭小于20英尺的位置處與所述底部鉆具組合連接。