用于固定刀具鉆頭的受控刀片撓曲制造技術

一種示例性鉆頭可包括鉆頭體和定位在所述鉆頭體上的可撓曲刀片。所述鉆頭還可包括切削元件，所述切削元件耦接到所述可撓曲刀片的面上并且延伸超過所述可撓曲刀片的面一定距離。所述切削元件可具有后傾角和側傾角。所述距離、后傾角和側傾角中的至少一個可取決于所述可撓曲刀片的撓曲位置。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本公開大體上涉及井鉆探操作，并且更具體地，涉及用于固定刀具鉆頭的受控刀片撓曲。
技術介紹
烴回收鉆探操作通常需要延伸到地球中數百和數千米的鉆孔。鉆探操作本身可以是復雜的、費時的和昂貴的。可鉆探鉆孔的速率取決于許多因素，諸如地層的地質類型、鉆探扭矩、在鉆探操作期間的在鉆頭上的重量和鉆頭的特性。一個示例性鉆頭特性是鉆頭的切削元件與地層嚙合的深度。更大的深度可更快地切削地層，但也引起鉆頭/切削元件更快地磨損。相反地，更小的深度可更慢地切削地層，但增加鉆頭的壽命。附圖說明通過部分地參考以下描述和附圖可理解本公開的一些具體的示例性實施方案。圖1是示出根據本公開的各方面的示例性鉆探系統的圖。圖2A-圖2E是示出根據本公開的各方面的示例性固定刀具鉆頭的圖。圖3是示出根據本公開的各方面的固定刀具鉆頭的示例性刀片的圖。圖4是示出根據本公開的各方面的固定刀具鉆頭的另一個示例性刀片的圖。圖5是示出根據本公開的各方面的固定刀具鉆頭的另一個示例性刀片的圖。圖6是示出根據本公開的各方面的固定刀具鉆頭的另一個示例性刀片的圖。圖7是示出根據本公開的各方面的固定刀具鉆頭的另一個示例性刀片的圖。圖8是示出根據本公開的各方面的具有雙流體路徑鉆探組件的示例性鉆頭的圖。圖9是示出根據本公開的各方面的固定刀具鉆頭的另一個示例性刀片的圖。雖然本公開的實施方案已經得以描繪和描述并且通過參考本公開的示例性實施方案來加以限定，但是所述參考并不暗示對本公開的限制，并且不應推斷出這樣的限制。如本領域中的技術人員以及受益于本公開的人員將想到，所公開的主題能夠在形式和功能上存在許多修改、變更和等效形式。所描繪和描述的本公開的實施方案僅為示例性的，并非詳盡說明本公開的范圍。具體實施方式本公開大體上涉及井鉆探操作，并且更具體地，涉及用于固定刀具鉆頭的受控刀片撓曲。為了本公開的目的，信息處理系統可能包括為了商業、科學、控制或其他目的而可操作用來計算、分類、處理、傳輸、接收、檢索、創立、切換、存儲、顯示、表現、檢測、記錄、再生、處理、或利用任何形式的信息、情報、或數據的任一工具或工具的集合。例如，信息處理系統可以是個人計算機、網絡存儲裝置、或任何其他合適的裝置，并且可以在尺寸、形狀、性能、功能和價格上變化。所述信息處理系統可包括隨機存取存儲器(RAM)、諸如中央處理單元(CPU)或硬件或軟件控制邏輯的一個或多個處理資源、ROM、和/或其他類型的非易失存儲器。信息處理系統的附加部件可以包括一個或多個盤驅動器、用于與外部裝置進行通信的一個或多個網絡端口以及各種輸入和輸出(I/O)裝置，諸如鍵盤、鼠標和視頻顯示器。所述信息處理系統還可包括可操作用來在各種的硬件部件之間傳輸通信的一個或多個總線。所述信息處理系統還可包括能夠將一個或多個信號傳輸至控制器、致動器或類似裝置的一個或多個接口單元。為了本公開的目的，計算機可讀介質可包括可保持數據和/或指令持續一個時間段的任一工具或工具的集合。計算機可讀介質例如可包括但不限于：存儲裝置，諸如直接存取存儲裝置(例如，硬盤驅動器或軟盤驅動器)、按序存取存儲裝置(例如，磁帶驅動器)、高密度磁盤、CD-ROM、DVD、RAM、ROM、電擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)和/或閃存存儲器；以及通信介質，諸如電線、光纖、微波、無線電波以及其他電磁和/或光學載體；和/或上述內容的任何組合。本文詳細描述本公開的說明性實施方案。為了清晰起見，并非實際實現方式的所有特征都在本說明書中進行描述。當然應該理解的是，在任何這種實施方案的開發中，必須做出許多實現特定的決定以獲得特定的實現目標，這些目標因不同的實現而不同。此外，應該理解的是，這種開發努力可能是復雜的且耗時的，但是仍將是受益于本公開的本領域一般技術人員的常規任務。為了促進更好理解本公開，給出某些實施方案的以下實施例。以下實施例決不應被理解為限制或限定本公開的范圍。本公開的實施方案可適用于鉆探操作，所述鉆探操作包括但不限于：目標(諸如相鄰井)跟蹤、目標相交、目標定位、諸如在SAGD(蒸汽輔助重力泄油法)井結構中的孿生井鉆取、針對井噴鉆探減壓井、跨河測量、構建隧道以及水平的、豎直的、偏斜的、多邊的、u形管連接、相交、迂回(圍繞中間深度被卡落魚鉆探和回到以下井中)、或者在任何類型的地下地層中的另外的非線性井筒。實施方案可以適用于注入井和生產井，包括自然資源生產井例如硫化氫、烴類或地熱井；以及用于過河隧道的鉆孔建設和其他用于接近表面建設目的或用于流體比如烴類輸送的u形管的管道的其他這樣的隧道鉆孔。下面關于一種實現描述的實施方案不欲具有限制性。現代石油鉆探和生產操作需要與井下參數和條件相關的信息。存在幾種用于井下信息收集的方法，包括隨鉆測井(“LWD”)和隨鉆測量(“MWD”)。在LWD中，數據通常在鉆探過程期間收集，從而避免移除鉆探組件以插入電纜測井工具的任何需要。因此LWD允許鉆機做出精確實時的修改或更正以優化性能同時最小化停機時間。MWD是用于當鉆探繼續時，測量井下關于鉆探組件的運動和位置條件的術語。LWD更注重于地層參數測量。雖然在MWD和LWD之間可能存在區別，但是術語MWD和LWD經常交換地使用。為了本公開的目的，使用術語LWD時應理解這個術語包含地層參數的收集和與鉆探組件運動和位置相關的信息的收集。如本文所用，術語“耦接”旨在意指間接或直接連接。因此，如果第一裝置耦接到第二裝置上，所述連接可以是通過直接連接或通過借由其他裝置和連接進行的間接機械或電子連接。類似地，如本文使用的術語“通信地耦接”旨在表示直接或間接通信連接。此類連接可以是有線或無線連接，例如像以太網或LAN。除本公開的教義之外，此類有線或無線連接對本領域中技術人員是眾所周知的，并且因此在本文中不作詳細論述。因此，如果第一裝置通信地耦接至第二裝置，所述連接可以是通過直接連接或通過借由其他裝置和連接進行的間接通信連接。如權利要求書中使用的不定冠詞“一個(a/an)”在本文中定義為意為其引入的一個或一個以上元件。圖1示出根據本公開的各方面的示例性鉆探系統100。鉆探系統100包括鉆塔101，其安裝在地面102處并且定位在地下地層104內的鉆孔105的上方。在某些實施方案中，地面102可包括用于海上鉆探應用的鉆塔平臺，并且地下地層104可以是通過一定體本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于地下鉆探操作的鉆頭，其包括：鉆頭體；可撓曲刀片，其定位在所述鉆頭體上；以及切削元件，其耦接到所述可撓曲刀片的面上并且延伸超過所述可撓曲刀片的面一定距離，并且包括后傾角和側傾角，所述距離、后傾角和側傾角中的至少一個取決于所述可撓曲刀片的撓曲位置。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種用于地下鉆探操作的鉆頭，其包括：
鉆頭體；
可撓曲刀片，其定位在所述鉆頭體上；以及
切削元件，其耦接到所述可撓曲刀片的面上并且延伸超過所述可撓曲刀
片的面一定距離，并且包括后傾角和側傾角，所述距離、后傾角和側傾角中
的至少一個取決于所述可撓曲刀片的撓曲位置。
2.如權利要求1所述的鉆頭，其中所述可撓曲刀片包括以下至少一種：
選擇性地保持所述撓曲位置的材料；以及
具有隨溫度、壓力、磁場和電能中的至少一種而變化的彈性模量的材料。
3.如權利要求1所述的鉆頭，其中所述可撓曲刀片包括至少一個機械、
液壓和/或電氣元件。
4.如權利要求3所述的鉆頭，其中：
所述可撓曲刀片包括耦接至第二部分的第一部分；并且
所述至少一個機械、液壓和/或電氣元件包括：
鉸接件或撓曲點，所述鉸接件或撓曲點定位在所述第一部分與所述
第二部分之間；以及
可壓縮構件和流體驅動活塞中的至少一個，所述可壓縮構件和流體
驅動活塞定位在所述第一部分與所述第二部分之間。
5.如權利要求3所述的鉆頭，其中：
所述刀片包括耦接至第二部分的第一部分；并且
所述第一部分包括第一彈性模量并且所述第二部分包括第二彈性模量。
6.如權利要求5所述的鉆頭，其中至少一個機械、液壓和/或電氣元件
更改所述第一部分和所述第二部分的相對位置。
7.如權利要求5所述的鉆頭，其中：
所述可撓曲刀片還包括第三部分，所述第三部分具有小于所述第一彈性
模量和所述第二彈性模量的第三彈性模量；并且
所述第三部分至少部分地設置在所述第一部分和所述第二部分中的至少
一個內。
8.如權利要求1至7中任一項所述的鉆頭，其還包括設置在所述刀片的
表面上的耐磨材料。
9.如權利要求1至8中任一項所述的鉆頭，其還包括耦接至所述刀片的
輔助力傳送機構。
10.一種用于在地下地層中進行鉆探操作的方法，其包括：
將鉆頭耦接至鉆探組件，
所述鉆頭包括可撓曲刀片和耦接到所述可撓曲刀片的面并且延伸
超過所述可撓曲刀片的面一定距...

【專利技術屬性】
技術研發人員：J·G·托馬斯，C·A·歐恩比，
申請(專利權)人：哈利伯頓能源服務公司，
類型：發明
國別省市：美國;US