[發明專利]用于提供對鉆井裝備的方向控制的設備

有效

• 申請號: 201680078890.5
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN108495974B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 邁克爾·金·拉塞爾
• 申請（專利權）人: 滑動離合器系統有限公司
• 主分類號: E21B7/06
• 分類號: E21B7/06
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 陸弋;安翔

1.一種用于提供對鉆井裝備的方向控制的設備，所述設備包括：

液壓泵，所述液壓泵包括輸入軸，所述輸入軸被構造成從鉆桿接收輸入扭矩并且被構造成連接至鉆井頭；和

控制裝置，所述控制裝置被配置成改變流經所述液壓泵的流體的流速；

其中，所述控制裝置包括：

閉環充油系統，所述閉環充油系統包括所述液壓泵和主閥，其中，在所述閉環充油系統內，所述液壓泵的出口通往所述主閥，并且所述主閥包括通往所述液壓泵的入口的流出管；和

孔口控制系統，所述孔口控制系統被構造成包括齒輪箱和發電機，其中，所述齒輪箱被構造成產生機械輸出扭矩，以響應于來自控制處理器的輸入信號來控制所述主閥的位置，并且其中，所述發電機被從所述控制處理器的輸出端提供電流負載。

2.根據權利要求1所述的設備，其中，所述孔口控制系統包括控制閥，所述控制閥設置在所述閉環系統中并連接至所述主閥；

其中，所述控制閥被構造成控制所述主閥的位置。

3.根據權利要求2所述的設備，其中，所述控制閥被構造成基于所述控制閥兩端的壓力變化來改變所述主閥的位置。

4.根據權利要求1所述的設備，其中，所述主閥包括滑閥。

5.根據權利要求3所述的設備，其中，所述齒輪箱包括機械輸入端和差動輸出端，所述機械輸入端被構造成由鉆桿驅動，所述差動輸出端被構造成驅動所述發電機；并且

其中，所述齒輪箱的所述機械輸出扭矩被構造成改變所述控制閥兩端的壓力變化。

6.根據權利要求5所述的設備，其中，所述齒輪箱的所述機械輸出扭矩與所述齒輪箱的輸入/輸出差動扭矩成比例。

7.根據權利要求5所述的設備，其中，所述齒輪箱是行星式的。

8.根據權利要求7所述的設備，其中，所述控制閥是瓣閥。

9.根據權利要求5所述的設備，其中，所述控制處理器被配置成產生輸出，該輸出向所述發電機提供負載。

10.根據權利要求1所述的設備，其中，所述控制閥是球閥。

11.根據權利要求1所述的設備，還包括被構造成向所述控制處理器提供輸入的滾動傳感器系統。

12.根據權利要求1所述的設備，其中，所述控制處理器被配置成計算輸出信號，以限制鉆頭扭矩和/或提供對粘滑振蕩的衰減。

13.根據權利要求1所述的設備，其中，所述輸入軸被構造成經由可旋轉接頭連接到鉆桿的井下端；并且

其中，所述設備還包括被構造成聯接至井底鉆具組件的井下端。

14.一種對鉆井裝置提供方向控制的方法，所述方法包括：

提供液壓泵，所述液壓泵在其下游端處連接到井底鉆具組件，并且具有上游輸入軸，所述上游輸入軸間接地聯接到鉆桿的井下端；

提供閉環油系統和孔口控制系統，所述閉環油系統包括所述液壓泵和主閥，油在返回到所述泵之前被泵送通過所述主閥，所述孔口控制系統用于改變所述主閥的位置；

把與所述井底鉆具組件和鉆桿的定向及位置有關的輸入接收到控制處理器中；

用所述控制處理器計算輸出信號以限制鉆頭扭矩和/或提供對粘滑振蕩的衰減；

將所述輸出信號提供給所述孔口控制系統；

用所述鉆桿驅動差動齒輪箱；

用所述齒輪箱驅動發電機；以及

將所述齒輪箱的機械輸出扭矩施加到所述孔口控制系統的控制閥，以改變所述主閥的位置。