[發(fā)明專利]井下導向鉆井系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580052718.8
• 申請日: 2015-08-28
• 公開（公告）號: CN106715822A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設計）人: E.G.帕金;S.霍夫;M.德爾加多;杉浦淳一
• 申請（專利權）人: 施藍姆伯格技術公司
• 主分類號: E21B7/06
• 分類號: E21B7/06;E21B17/00;E21B47/022
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 王增強

相關申請的交叉引用

本文檔是基于2014年8月28日提交的美國臨時申請序列號：62/042883以及2015年8月27日提交的美國非臨時申請序列號：14/838315，并且要求它們的優(yōu)先權，所述申請以引用的方式整體并入本文。

背景技術

已經(jīng)使用受控定向鉆井來提高對各種烴儲層的接近能力。定向鉆井實現(xiàn)了對偏斜鉆孔的鉆井。已經(jīng)采用各種技術來為沿所需的偏斜軌跡鉆探鉆孔提供便利，所述技術包括使用旋轉(zhuǎn)導向鉆井系統(tǒng)和彎殼體馬達的技術。彎殼體馬達配置包括正排量式馬達，諸如泥漿馬達；以及彎接頭或彎殼體，它們用于提供導向能力和方向控制。彎接頭或彎殼體與鉆柱的其余部分相比較使鉆頭定向在偏斜方向上。在鉆柱旋轉(zhuǎn)時，彎殼體與鉆井系統(tǒng)的鉆頭一起旋轉(zhuǎn)并且實現(xiàn)對大體直線形鉆孔的鉆井。為了提供偏斜軌跡，使鉆柱保持旋轉(zhuǎn)，直到彎殼體被定向在鉆工希望鉆孔沿著它延伸的方向上為止。之后使鉆柱保持旋轉(zhuǎn)地固定，并且通過例如經(jīng)由鉆柱泵運流體以使與鉆頭聯(lián)接的泥漿馬達旋轉(zhuǎn)來使鉆頭旋轉(zhuǎn)。這允許在鉆井系統(tǒng)偏離直線形鉆孔時通過鉆頭在由彎殼體確立的偏斜方向上繼續(xù)鉆探偏斜鉆孔。

發(fā)明內(nèi)容

一般而言，提供用于在鉆孔的鉆井期間導向的系統(tǒng)和方法論。所述系統(tǒng)和方法論采用可以沿鉆柱設置的鉆井系統(tǒng)。鉆井系統(tǒng)可以用于沿直線形鉆孔軸線鉆探鉆孔的直線部段，并且還選擇性地鉆探鉆孔的偏斜部段。鉆井系統(tǒng)包括殼體；鉆頭桿，所述鉆頭桿可旋轉(zhuǎn)地安裝在殼體中；以及致動器，所述致動器可以被選擇性地致動來使鉆頭桿相對于直線形鉆孔軸線移位至另一個位置。致動器可在未偏置模式與偏置模式之間選擇性地移位。在未偏置模式下，鉆頭桿軸線在鉆孔的直線部段的鉆探過程中相對于直線形鉆孔軸線處于第一位置，例如，與直線形鉆孔軸線對準的位置。致動器可以選擇性地移位至偏置模式，在所述偏置模式下，鉆頭桿軸線相對于直線形鉆孔軸線偏離軸線以實現(xiàn)對鉆孔的所需的偏斜部段的鉆探。在一些應用中，允許鉆柱在鉆孔的直線部段的鉆探過程中旋轉(zhuǎn)，并且允許所述鉆柱在鉆孔的偏斜部段的鉆探過程中保持旋轉(zhuǎn)地固定。在這些類型應用中，鉆井系統(tǒng)可以有效地用作選擇性可控制的彎殼體。

然而，在本質(zhì)上不脫離本公開的教義的情況下，許多修改是可能的。因此，這類修改意在被包括在如由權利要求書所限定的本公開的范圍內(nèi)。

附圖說明

在下文將參考附圖來描述本公開的某些實施方案，其中相同參考號表示相同元件。然而，應理解，附圖展示本文描述的各種實現(xiàn)方式并且并不打算限制本文描述的各種技術的范圍，并且：

圖1是根據(jù)本公開的實施方案的鉆井系統(tǒng)的實例的截面圖；

圖2是根據(jù)本公開的實施方案的圖1中所示的但處于不同操作位置的鉆井系統(tǒng)的截面圖；

圖3是根據(jù)本公開的實施方案的沿鉆井系統(tǒng)的縱向軸線取得的鉆井系統(tǒng)的實例的截面圖；

圖4是根據(jù)本公開的實施方案的用于控制鉆井系統(tǒng)的致動器的液壓回路的實例的示意圖；

圖5是根據(jù)本公開的實施方案的用于控制鉆井系統(tǒng)的致動器的液壓回路的另一個實例的示意圖；

圖6是根據(jù)本公開的實施方案的用于控制鉆井系統(tǒng)的致動器的液壓回路的另一個實例的示意圖；

圖7是根據(jù)本公開的實施方案的用于控制鉆井系統(tǒng)的致動器的液壓回路的另一個實例的示意圖；

圖8是根據(jù)本公開的實施方案的用于控制鉆井系統(tǒng)的致動器的液壓回路的另一個實例的示意圖；

圖9是根據(jù)本公開的實施方案的沿鉆井系統(tǒng)的縱向軸線取得的鉆井系統(tǒng)的另一個實例的截面圖；

圖10是根據(jù)本公開的實施方案的圖9中所示的但處于不同操作位置的鉆井系統(tǒng)的截面圖；

圖11是根據(jù)本公開的實施方案的具有單葉片致動器穩(wěn)定器的鉆井系統(tǒng)的實例的示意圖；

圖12是根據(jù)本公開的實施方案的呈可調(diào)穩(wěn)定器葉片形式的致動器處于縮回位置的鉆井系統(tǒng)的示意圖；

圖13是根據(jù)本公開的實施方案的具有可調(diào)葉片的穩(wěn)定器處于延伸或偏置位置的鉆井系統(tǒng)的示意圖；

圖14是根據(jù)本公開的實施方案的穩(wěn)定器具有多個可調(diào)葉片的鉆井系統(tǒng)的示意圖；

圖15是根據(jù)本公開的實施方案的致動器呈泥漿操作式穩(wěn)定器葉片形式的鉆井系統(tǒng)的截面圖；

圖16是根據(jù)本公開的實施方案的凸輪軌道的實例的示意圖，所述凸輪軌道可以用于在鉆具組合的導向期間控制致動器；

圖17是根據(jù)本公開的實施方案的凸輪軌道的另一個實例的示意圖，所述凸輪軌道可以用于在鉆具組合的導向期間控制致動器；