钻井单元制造技术

一种用于钻孔的钻井单元，其中，钻井单元包括钻头(1)。所述钻头(1)还包括：拉动构件(2)，其用于将套管(7)拉入孔中；定向钻头(3)，其用于钻中心孔；连接构件；和环形钻头组件(4)，环形钻头组件(4)，其用于对套管(7)的中心孔进行扩孔。所述环形钻头组件(4)通过连接构件连接至所述定向钻头(3)，并且通过拉动构件(2)连接至所述套管(7)。所述环形钻头组件(4)包括承载件(5)和多个环形钻头段(6)，承载件(5)包括承载件联接构件(23)，多个环形钻头段(6)以可移动的方式附接至所述承载件联接构件(23)。(23)。(23)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】钻井单元


[0001]本专利技术涉及在地面钻孔。本专利技术尤其涉及钻井单元和用于钻孔的布置、以及用于生产环形钻头段的方法。

技术介绍

[0002]在地面钻孔时使用钻井装置。按照惯例，钻井装置包括钻井单元，该钻井单元被送入待钻孔的孔中。钻井装置具有套管，套管内部有钻井单元。钻井单元具有钻头，该钻头包括拉动构件和定向钻头，拉动构件用于将套管拉入孔中，定向钻头用于钻中心孔。钻井装置还包括：环形钻头，其连接至套管，用于对套管的中心孔进行扩孔。在钻井并将套管安装到孔中之后，通过套管将定向钻头从孔中拉出。因为环形钻头连接至套管，因此它和套管一起留在孔中。这意味着，环形钻头不可重复使用，并且每次钻孔都需要新的环形钻头。这增加了钻井成本。
[0003]也使用一种包括套管的钻井装置，该套管内部有钻井单元，钻井单元被送入待钻孔的孔中。钻井单元包括钻头，钻头具有定向钻头和拉动构件，定向钻头具有多个翼部，拉动构件用于在钻井期间将套管拉入孔中。当翼部处于伸展状态时，它们正在对套管钻更大的孔，而当它们位于缩回位置时，它们正在钻更小的孔。定向钻头翼部可以是进给致动或旋转致动的。在地面钻孔时，进给致动的定向钻头是被推向孔的底部，并且通过内部机构使翼部被推出并锁定到这个位置。在钻井并将套管安装到孔中之后，通过拉出定向钻头来使翼部缩回。旋转致动的定向钻头通过以下方式致动：将定向钻头推向孔的底部并使其朝一个方向旋转，以使翼部转动或滑动到伸展位置。通过反向旋转，翼部缩回到原始位置。在钻井之后，通过套管使翼部缩回的定向钻头被向上拉动并从孔中拉出。r/>[0004]当使用翼部附接至定向钻头主体的钻井装置时，已经发现几个缺点，主要涉及该布置的结构。首先，设计在地面具有挑战性的条件下能够取出和缩回的翼部是十分复杂的。而且，复杂的锁定构件用于将翼部锁定至定向钻头，在许多情况下，更换或修理翼部是困难甚至不可能的。此外，将翼部锁定至取出或缩回位置往往会失败，从而导致翼部意外关闭和打开、以及对工作造成不必要的中断。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术的目的是提供一种用于钻孔的新装置和一种用于钻孔的布置、以及一种用于生产环形钻头段的方法，以解决上述问题。通过其特征在于独立权利要求所述内容的方法和装置，来实现本专利技术的目的。从属权利要求中公开了本专利技术的优选实施例中的一些实施例。
[0006]本专利技术所基于的思想是，提供一种用于钻孔的新型钻井单元，其中，环形钻头段以可移除的方式附接至承载件。
[0007]本专利技术的布置和方法的优点是，环形钻头段与定向钻头主体分离并附接至承载件，从而使该设计十分简单。通过本专利技术的装置和方法，更换环形钻头段和环形钻头组件较
容易。此外，将环形钻头段锁定至取出或缩回位置较简单。钻井并将套管安装入孔中之后，通过定向钻头将环形钻头组件从孔中取出较容易。因此，可重复使用环形钻头组件，从而降低了钻井成本。将结合说明书解释该解决方案的其他优点。
附图说明
[0008]下面将参照附图，通过优选实施例更详细地描述本专利技术，其中，
[0009]图1示出了根据实施例的钻头；
[0010]图2是根据图1的钻头的分解图；
[0011]图3a是根据实施例的环形钻头组件的分解图；
[0012]图3b示出了根据图1的环形钻头组件，此时环形钻头段位于伸展位置；
[0013]图3c示出了根据图1的环形钻头组件，此时环形钻头段位于缩回位置；
[0014]图4示出了根据实施例环形钻头段如何滑动进入定向钻头的槽中；
[0015]图5a示出了根据实施例的提升工具和连接至套管的环形钻头组件；
[0016]图5b示出了通过提升工具来取回环形钻头组件；
[0017]图6是根据另一个实施例的定向钻头和环形钻头段的分解图；
[0018]图7a是定向钻头的侧视图，此时定向钻头旋转而锁定环形钻头段；
[0019]图7b是图7a的定向钻头处于钻井位置的前视图；
[0020]图8a是定向钻头的侧视图，此时定向钻头旋转而将环形钻头段解锁；和
[0021]图8b是图8a的定向钻头的前视图，此时将环形钻头组件从孔中取回。
具体实施方式
[0022]下面的实施例是示例性的。尽管说明书在正文几个位置可能提到“一”、“一个”或“一些”实施例，但这并不一定意味着，每次提到这些都针对相同的实施例，或者某个特定特征仅适用于单个实施例。也可以组合不同实施例的单个特征以提供其他实施例。
[0023]在地面钻孔并同时将套管拉入孔中时使用钻井装置。该钻井装置包括钻井单元，该钻井单元被送入待钻孔的孔中。该钻井装置进一步包括套管，至少在钻井情况期间，套管内部可能有所述钻井单元。该钻井单元包括根据实施例的钻头1，图1中示出了钻头1。钻头1可以进一步包括拉动构件2、定向钻头3、连接构件和环形钻头组件4，拉动构件2用于将套管7拉入孔中，定向钻头3用于钻中心孔，环形钻头组件4用于对套管7的中心孔进行扩孔。环形钻头组件4将拉力从定向钻头3传递至套管7。环形钻头组件4可以通过连接构件连接至所述定向钻头3，通过拉动构件2连接至所述套管7。
[0024]图3a至图3c是可以用于图1布置中的环形钻头组件4的示例性实施例。图3a是环形钻头组件4的分解图。环形钻头组件4可以包括承载件5和多个环形钻头段6，承载件5包括承载件联接构件23，多个环形钻头段6以可移动的方式附接至所述承载件联接构件23。承载件联接构件23可以包括多个承载孔8和承载肋9。优选地，可以具有6个孔8和6个肋9，但是其他数量也是可能的。环形钻头段6可以包括分段式冲击台肩10和分段式扩孔台肩11，它们位于环形钻头段6的外表面上。环形钻头段6的外表面是这样的表面，该表面在附接至承载件5之前面向承载件5的内表面，而在附接至承载件5时局部穿过孔8。分段式冲击台肩10将冲击力或拉力从定向钻头3传递至套管7。分段式冲击台肩10也起到承载件5和环形钻头段6之间的
锁定构件的作用。分段式冲击台肩10具有钩型几何结构，以确保：在操纵套管7、套管鞋12、承载件5和环形钻头段6时，环形钻头段6将保持就位。一旦定向钻头3位于环形钻头组件4内部，就不需要其他锁定构件。
[0025]图3b示出了环形钻头段6的分段式冲击台肩10附接至承载孔8的情形，并且其中，当所述环形钻头段6处于伸展位置时，分段式扩孔台肩11和分段式冲击台肩10被布置成将环形钻头段6从承载件5内部附接至承载肋9。环形钻头段6能够径向伸展和缩回，因此，它们可以在承载孔8内部和外部移动。在对套管7的中心孔进行扩孔时，环形钻头段6可以布置在伸展位置。因而，环形钻头段6可以布置在比套管7的外径更靠外的伸展位置。
[0026]图3c示出了在将环形钻头组件4从孔中移除时如何将环形钻头段6布置在缩回位置。当环形钻头段6布置在缩回位置时，它们位于比套管7的内径更靠内的位置。当将环形钻头组件4从孔中移除时，分段式扩孔台肩11可以在套管7内部移动到承载肋9上。这样，分段式扩孔台肩11的外表面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于钻孔的钻井单元，其中，所述钻井单元包括钻头，其中所述钻头还包括：拉动构件，所述拉动构件用于将套管拉入所述孔中；定向钻头，所述定向钻头用于钻中心孔；连接构件；和环形钻头组件，所述环形钻头组件用于对所述套管的所述中心孔进行扩孔；其中，所述环形钻头组件通过所述连接构件连接至所述定向钻头，通过所述拉动构件连接至所述套管，并且其中，所述环形钻头组件包括：承载件，所述承载件包括承载件联接构件；和多个环形钻头段，所述多个环形钻头段以可移动的方式附接至所述承载件联接构件。2.根据权利要求1所述的钻井单元，其中，所述承载件未联接至所述定向钻头。3.根据权利要求1或2所述的钻井单元，其中，所述环形钻头段能够径向伸展和缩回，并且其中，在对所述套管的所述中心孔进行扩孔时，所述环形钻头段布置在伸展位置，而在将所述环形钻头组件从所述孔中移除时，所述环形钻头段布置在缩回位置。4.根据前述权利要求中任一项所述的钻井单元，其中，所述环形钻头段布置成：在对所述套管的所述中心孔进行扩孔时，位于比所述套管的外径更靠外的所述伸展位置；在将所述环形钻头组件从所述孔中移除时，位于比所述套管的内径更靠内的所述缩回位置。5.根据前述权利要求中任一项所述的钻井单元，其中，所述承载件联接构件包括多个承载孔和承载肋，而所述环形钻头段包括分段式冲击台肩和分段式扩孔台肩，其中，所述分段式冲击台肩附接入所述承载孔中，并且其中，所述分段式扩孔台肩和所述分段式冲击台肩布置成：在所述环形钻头段位于所述伸展位置时，将所述环形钻头段从所述承载件的内侧附接至所述承载肋。6.根据前述权利要求中任一项所述的钻井单元，其中，所述拉动构件包括套管鞋，所述套管鞋位于所述套管的头部处，用于将所述套管和所述环形钻头段以可移动的方式联接在一起，...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫，
申请(专利权)人：敏康诺狄克公司，
类型：发明
国别省市：