[发明专利]带有流体清洁器的钻具

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于井下钻孔的钻具，其中，流体围绕该钻具，该钻 具连接到例如钢丝/油井电缆的导电装置上。

背景技术

当井下钻孔时，需要使用钻具。也可以在已有的井中进行钻孔，以形 成分支井。当对地下地层(formation)钻孔时，钻具周围的流体内充满了 例如碎片和从地层释放出来的地层块等组分。如果不把碎片和地层块泵送 上来，它们会干扰和破坏钻孔进程。

通常，将含有碎片和地层块的流体泵送到地面上，然后将碎片和地层 块从流体里过滤出来。这个过程非常耗能，因为必须将流体一直泵送到地 面上，而该泵送到地面上的流体却要再次灌入井中。

DE 28 08 206公开了一种在钻孔时从井下流体中过滤出碎片和地层块 的尝试，其中，钻具经由钻头喷射出被过滤的流体，该钻具在其距离钢丝 最近的部位具有流体入口。这样，含有碎片和地层块的流体沿钻具的侧面 被加压，这导致碎片和地层块被挤在地层和钻具之间，从而使得钻具有被 卡住的风险。

此外，沿钻具的侧面被加压的碎片和地层块被泵送到钻具上方。从而， 碎片和地层块填充钻具上方的空间，这会阻塞钻具返回地面的通道。与使 用连续油管钻井的工具相比，这个问题对于具有有限动力的钢丝起下的工 具来说尤其攸关。

发明内容

本发明的一个方面是，至少部分地克服上述工具的缺点，并提供一种 结构简单的改进的钻具。

这方面和从以下描述显而易见的优点由以下这种用于井下钻孔的钻具 获得：流体围绕该钻具，该钻具具有壳体并连接到例如钢丝的导电装置上， 该钻具包括：

-钻头，

-泵，该泵用于通过钻具内的入口泵送流体，

-驱动单元，该驱动单元用于驱动泵和钻头，

-流体清洁器，该流体清洁器用于在井下钻孔时从流体中去除例如碎 片和地层块的组分，其中，该流体清洁器具有：

-腔室，以及

-过滤器，该过滤器位于腔室内部，用于从流体中分离出所述组 分，

其中，所述泵将流体泵送通过所述入口进入所述腔室、泵送通过所述 过滤器、然后泵送通过所述钻具的壳体内的出口流出，以及

所述入口位于所述钻头内。

在一个实施例中，所述钻头可以具有至少两个用于提供转动钻孔过程 的钻臂。

在另一实施例中，钻头可以具有多个钻头刃(drilling bit)。

此外，所述泵可以是离心泵、喷射泵或活塞泵。

另外，所述腔室可以具有与所述钻头邻接的腔室入口，所述腔室入口 可具有至少一个单向阀，所述单向阀设置成使得可打开以允许流体进入所 述腔室，并可关闭以阻止所述流体通过所述腔室入口流出所述腔室。

在另一实施例中，钻具的单向阀可具有至少一个片状件，该片状件可 打开以允许流体进入所述腔室，并可关闭以防止所述流体通过所述入口流 出腔室。

在又一实施例中，所述过滤器可以是在所述腔室内延伸的细长的过滤 器，所述腔室具有长度L，所述过滤器的长度是所述腔室长度L的至少1/4。

另外，所述过滤器可以与所述腔室具有相同的长度，从而过滤器完全 延伸通过所述腔室。

此外，本发明涉及一种用于在井下钻孔时从流体中去除例如碎片和地 层块的组分的钻孔系统，包括：

-如上所述的钻具，以及

-例如井下牵引器的用于在井内移动所述流体清洁器的驱动单元。

最后，本发明还涉及一种用于例如在井下的地层等内钻井的钻孔工艺， 包括以下步骤：

-引入如上所述的钻具，

-钻入地层并释放出地层组分，

-通过钻头内的至少一个入口吸入含有所述组分的流体，

-从所述流体中过滤出所述组分，

-通过位于所述钻具的最靠近所述钢丝的端部内的钻具的至少一个出 口将过滤后的流体泵送回井内；

-通过位于所述钻具与所述井的地层内壁之间的间隙吸入过滤后的流 体。

附图说明

下面参照附图对本发明进行详细解释，其中：

图1示出根据本发明的钻具；

图2示出钻头；

图3示出钻头的另一实施例；

图4示出钻头的又一实施例；

图5示出钻头的再一实施例；