[發(fā)明專利]鉆井系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910588406.9
• 申請日: 2019-07-02
• 公開（公告）號: CN110671043B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M.卡雷斯塔;F.卡皮;H.西胡斯;K.霍格瓦爾斯塔德;R.布阿萊格;J.西勒爾;A.B.約翰遜
• 申請（專利權(quán)）人: 斯倫貝謝技術(shù)有限公司
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B7/12
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 王增強(qiáng)

一種定向鉆井系統(tǒng)，包括鉆出穿過巖石的孔的鉆頭。鉆頭包括第一材料的外部部分和聯(lián)接到外部部分的內(nèi)部部分。內(nèi)部部分包括第二材料。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2018年7月2日提交的題為“Drilling Systems and Methods”的美國專利申請No.16/025,441的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)，該申請通過援引整體并入于此。

背景技術(shù)

該部分旨在向讀者介紹可能與下面描述和/或要求保護(hù)的本公開的各個方面有關(guān)的技術(shù)的各個方面。相信該討論有助于向讀者提供背景信息以促進(jìn)更好地理解本公開的各個方面。因此，應(yīng)該理解，這些陳述應(yīng)該從這個角度來閱讀，而不是作為對現(xiàn)有技術(shù)的承認(rèn)。

本公開總體上涉及一種用于在地層中定向鉆出井眼的轉(zhuǎn)向組件。定向鉆井是井眼與其自然采取的路徑的有意偏差，其可包括鉆頭的轉(zhuǎn)向以使其沿預(yù)定方向行進(jìn)。在許多工業(yè)中，可能希望定向地鉆出穿過地層的井眼，以便例如繞過障礙物和/或到達(dá)巖層中的預(yù)定位置。

在石油和天然氣工業(yè)中，井眼被鉆入地下以接近地球表面下的自然資源(例如，石油、天然氣、水)。這些鉆孔可以在干陸或海底環(huán)境中鉆井。為了鉆出井的井眼，鉆井平臺位于自然資源附近。該鉆井平臺懸掛并為鉆頭提供動力，該鉆頭聯(lián)接到鉆柱，該鉆柱鉆出穿過一層或多層沉積物和/或巖石的孔。在訪問資源后，從井中取出鉆柱和鉆頭并安裝生產(chǎn)設(shè)備。然后，自然資源可以流到地面和/或被泵送到地面以便運輸和進(jìn)一步處理。

已經(jīng)開發(fā)了定向鉆井技術(shù)以使得能夠利用單個鉆井平臺從相同的地面位置鉆探多個井，和/或通過其期望的目標(biāo)地層橫向延伸井筒以改善資源回收。通過改變鉆井方向，每個井眼可以在地面和目標(biāo)儲層之間的不同深度處多次改變方向。井可以在不同位置和/或不同的烴儲層進(jìn)入相同的地下儲層。例如，使用傳統(tǒng)的鉆井技術(shù)進(jìn)入多個小型儲層可能不經(jīng)濟(jì)，因為安裝和拆除鉆井平臺可能是耗時且昂貴的。然而，從單個位置鉆多個井和/或在其目標(biāo)儲層內(nèi)鉆出具有橫向區(qū)段的井的能力可以降低成本和環(huán)境影響。

發(fā)明內(nèi)容

以下闡述本文公開的某些實施例的概述。應(yīng)當(dāng)理解，提供這些方面僅僅是為了向讀者提供這些特定實施例的簡要概述，并且這些方面不旨在限制本公開的范圍。實際上，本公開可以包含可能未在下面闡述的各種方面。

本公開大體上涉及用于定向鉆出井眼的系統(tǒng)和方法，包括但不限于美國專利申請No.15/945158的那些，該專利申請通過引用整體并入本文并用于所有目的。

在實施例中，定向鉆井系統(tǒng)包括鉆出穿過巖石的孔的鉆頭。鉆頭包括第一材料的外部部分和聯(lián)接到外部部分的內(nèi)部部分，內(nèi)部部分包括第二材料。

在實施例中，定向鉆井系統(tǒng)包括鉆頭、聯(lián)接到鉆頭并構(gòu)造成將旋轉(zhuǎn)動力從馬達(dá)傳遞到鉆頭的驅(qū)動軸，以及聯(lián)接到驅(qū)動軸的軸承系統(tǒng)，其中軸承系統(tǒng)包括圍繞并軸向聯(lián)接到驅(qū)動軸的內(nèi)軸承和圍繞內(nèi)軸承的外軸承。

在實施例中，定向鉆井系統(tǒng)包括控制鉆頭的鉆井方向的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括帶通道的套筒。轉(zhuǎn)向墊聯(lián)接到套筒，并且轉(zhuǎn)向墊相對于鉆頭的軸向移動通過改變轉(zhuǎn)向角來改變鉆井方向。轉(zhuǎn)向墊通過聯(lián)接特征聯(lián)接到套筒，該聯(lián)接特征使轉(zhuǎn)向墊能夠在通道內(nèi)軸向移動。

下面參考圖1-17提供關(guān)于本公開的鉆井系統(tǒng)和方法的操作的附加細(xì)節(jié)。

可以關(guān)于本公開的各個方面對上述特征進(jìn)行各種改進(jìn)。其他特征也可以包含在這些不同方面中。這些改進(jìn)和附加特征可以單獨進(jìn)行或以任何組合進(jìn)行。例如，以下關(guān)于一個或多個所示實施例討論的各種特征可以單獨或以任何組合結(jié)合到本公開的任何上述方面中。以上呈現(xiàn)的簡要概述僅旨在使讀者熟悉本公開的實施例的某些方面和上下文，而不限于所要求保護(hù)的主題。

附圖說明

當(dāng)參照附圖閱讀以下詳細(xì)描述時，將更好地理解本公開的各種特征/方面和優(yōu)點，附圖中相同的附圖標(biāo)記在所有附圖中表示相同的部件，在附圖中：