剪切头设备制造技术

剪切头设备包括在圆柱形主体内具有传感器和发射器的监测头(303)。剪切头(205)从下方耦合到监测头。剪切头(205)具有管状结构，该管状结构具有围绕该管状结构的外表面形成的多个孔(203)。多个牙轮(603)与修改的刀头耦合并设置在多个孔(203)内。板(601)在剪切头(205)内支撑多个牙轮(603)。板(601)可选择性地在第一径向位置和第二径向位置之间移动，以通过调节剪切头(205)的内部压力使修改的刀头向岩石(605)施加径向力。发射器将记录的声发射发送到计算系统，用于在设备测试钻孔中的岩石时确定岩石(605)的性质。定岩石(605)的性质。定岩石(605)的性质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】剪切头设备

技术介绍

[0001]在油田中，钻井操作包括建造用于开采自然资源的井眼所必需的一系列复杂操作。钻孔的钻进效率通常取决于钻进速度(ROP)，钻进速度是钻头为了加深钻孔而破碎岩石的速度。当钻头在钻孔中破碎岩石时产生钻屑，并且钻屑需要被从钻头运走以便使钻头能够继续破碎新的岩石。为了有效地进行钻井作业，ROP必须与钻井作业的其他方面相平衡。因此，当解决诸如储层压实、水力压裂、钻孔稳定性和出砂的问题时，通常需要地下地层和钻孔中的岩石的性质。

技术实现思路

[0002]在第一概括示例中，一种设备测试钻孔中的岩石。该设备包括在圆柱形主体内具有传感器和发射器的监测头，以及从下方耦合到监测头的剪切头。所述剪切头具有管状结构，所述管状结构具有围绕所述管状结构的外表面形成的多个孔。多个牙轮与修改的刀头耦合并设置在多个孔内。板在剪切头内支撑多个牙轮。所述板可选择性地在第一径向位置和第二径向位置之间移动，以通过调节所述剪切头的内部压力使所述修改的刀头向所述岩石施加径向力。当所述板处于所述第一径向位置时，所述修改的刀头在所述外表面内。当所述板处于第一径向位置和第二径向位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于测试钻孔中的岩石的设备，所述设备包括：监测头(201)，所述监测头在圆柱形主体内具有传感器(303)和发射器(301)，从下方耦合到所述监测头(201)的剪切头(205)，所述剪切头具有管状结构，该管状结构具有围绕所述管状结构的外表面形成的多个孔(203)，多个牙轮(603)，所述多个牙轮与修改的刀头(409)耦合并设置在所述多个孔(203)内，以及板(601)，所述板在所述剪切头(205)内支撑所述多个牙轮(603)，并且可在第一径向位置(A)和第二径向位置(C)之间选择性地移动，以通过调节所述剪切头(205)的内部压力使所述修改的刀头(409)向所述岩石(605)施加径向力，其中，当所述板(601)处于所述第一径向位置(A)时，所述修改的刀头(409)在所述外表面内，当所述板(601)处于所述第一径向位置(A)和所述第二径向位置(C)之间的第三径向位置(B)时，所述修改的刀头(409)与所述岩石(605)接触，并且当所述板(601)处于所述第二径向位置(C)时，所述修改的刀头(409)在所述岩石(605)中的最大穿透距离处，并且其中，所述传感器(303)记录在所述修改的刀头(409)和所述岩石(605)之间产生的声发射，并且所述发射器(301)将记录的声发射发送到计算系统(105)，用于在所述设备测试钻孔中的所述岩石(605)时确定所述岩石(605)的性质。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述监测头(201)还包括耦合到管柱(109)下端的上端，所述管柱用于以预定速率旋转所述设备并且用于使所述修改的刀头(409)向所述岩石施加剪切力。3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述多个牙轮(603)是硬钢，而所述修改的刀头(409)是具有抗磨损的本体的多晶金刚石复合片钻头。4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中，所述修改的刀头(409)包括多个不同的刀头，用于在用于准确地确定所述岩石(605)的性质的振幅和频率范围内产生声发射。5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述多个不同的刀头包括圆锥形切削齿、斧形切削齿、球形刀头、多边形刀头等中的一个或其组合。6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其中，所述岩石(605)的性质包括岩石的硬度、粘结性、摩擦角、抗拉强度、脆性和抗破坏性。7.一种系统，包括：连接到外部驱动(107)和计算系统(105)的管柱(109)，测试设备，所述测试设备耦合到所述管柱(109)的下端并且设置在钻孔中以测试所述钻孔中的岩石(605)，所述测试设备包括：监测头(201)，所述监测头在圆柱形主体内具有传感器(303)和发射器(301)，从下方耦合到所述监测头的剪切头(205)，所述剪切头(205)具有管状结构，该管状结构具有围绕所述管状结构的外表面形成的多个孔(203)，多个牙轮(603)，所述多个牙轮与修改的刀头(409)耦合并设置在所述多个孔(203)内，以及板(601)，所述板在所述剪切头(205)内支撑所述多个牙轮(603)，并且可选择性地在第一径向位置(A)和第二径向位置(C)之间移动，以通过调节所述剪切头(205)的内部压力使所述修改的刀头(409)向所述岩石施加径向力，
其中，当所述板(601)处于所述第一径向位置(A)时，所述修改的刀头(409)在所述外表面内，当所述板(601)处于所述第一径向位置(A)和所述第二径向位置(C)之...

【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：现地集成公司，
类型：发明
国别省市：