[发明专利]包括可缩回垫的钻土工具、包括用于这种工具的可缩回垫的筒、及相关方法

说明书

优先权请求

本申请请求享有美国专利申请序列No.13/160,015号的权益，该美国专利申请提交于2011年6月14日、目前在审，名称为“包括可缩回垫的钻土工具、包括用于这种工具的可缩回垫的筒组件、以及相关方法”。

技术领域

本发明公开的实施例通常涉及包括可缩回垫的钻土工具。一些实施例还涉及用于这类钻土工具的部件（如，包括可缩回垫的筒组件）以及相关方法。

背景技术

在美国，陆地和其他非常规油气勘探倾向于油气井的水平开发，在该水平开发中，先钻进井眼，然后横向跟随烃开采地层。这种油气井的水平开发通常要求定向钻井，其中，首先钻竖直井眼部分，然后钻弯曲井眼部分，弯曲井眼部分进而过渡到水平井眼部分或横向延伸跟随地层的其它井眼部分。通常，弯曲井眼部分通过攻击性较低的钻头来钻，以使工具工作面稳定并提供对工作面的控制。在形成横向或水平井眼部分的过程中，操作者可能想使钻速（ROP）最优。在使用传统钻头时，为了使整体ROP最优，操作者可使用圆形路径，以相对较小的攻击性起出钻头，并以较高的攻击性下入另一个钻头。这种圆形路径由于浪费了钻井时间以及必须使用两种不同的钻头，因此耗时且成本高。

根据上述内容，需要改进的钻土工具、改进的钻土工具部件以及改进的钻探方法。

发明内容

在某些实施例中，钻土工具包括至少一个形成在其工作面上的腔。可缩回垫可靠近该工作面定位在该至少一个腔中并联接到活塞上，该活塞至少部分地位于该至少一个腔内。另外，基本上不可压缩的流体可接触活塞并容纳在第一贮存器内。阀可定位在钻土工具内，并被构造成调节流过第一贮存器的开口的液流。

在其他实施例中，用于钻土工具的筒组件可包括筒壁和活塞，筒壁界定了第一孔，活塞包括至少一个可缩回垫，该可缩回垫至少部分地位于第一孔内。另外，筒组件可包括第一贮存器、开口和阀，第一贮存器靠近活塞位于第一孔内，开口通向第一贮存器，阀被定位和配置成调节流过开口的液流。

在其他实施例中，钻土钻头可包括可缩回垫和位于钻土钻头的工作面上的多个腔，可缩回垫联接到第一活塞上，第一活塞至少部分地位于所述多个腔中的每个腔内。钻土钻头可另外地包括基本上不可压缩的流体以及多个孔，该基本上不可压缩的流体接触活塞并被容纳在第一贮存器内，所述多个孔与所述多个腔流体连通并接触所述基本上不可压缩的流体。另外，第二活塞至少部分地位于所述多个孔中的每个孔内；旋转斜盘可操作地联接到每个第二活塞上。

在又一另外的实施例中，一种操作钻土工具的方法可包括：通过具有至少一个可缩回垫的钻土工具钻探井眼，该可缩回垫从钻土工具的靠近至少一个切削结构的工作面突出。该方法还包括：打开钻土工具内的阀，以使流体从位于该至少一个可缩回垫之下的第一贮存器释放，并且在位于井眼内时，减小该至少一个可缩回垫从钻土工具的工作面的突出量，以及减小了该至少一个可缩回垫从钻土工具的工作面的突出量之后，重新开始钻进。

在又一进一步的实施例中，一种形成弯曲井眼的方法包括：钻进时，使位于钻头工作面内的至少一个可缩回垫在井眼的第一侧伸展；以及，钻进时，使该至少一个可缩回垫在井眼的第二侧缩回。

附图说明

图1示出了钻机的示意图，该钻机包括根据本发明公开的一实施例的钻头；

图2示出了钻头的等轴测视图，该钻头包括根据本发明公开的一实施例的可缩回垫；

图3示出了图2所示的钻头的底视图；

图4A示出了图2中的钻头的一部分示意图，示出了经过钻头的钻头体的流体通道以及示出了位于伸展位置中的可缩回垫；

图4B示出了图4A所示的钻头的所述部分的示意图，此时可缩回垫处于缩回位置中；

图5A示出了包括可缩回垫的筒组件，该筒组件用于例如图2所示的钻头中，所示出的该可缩回垫处于伸展位置中；

图5B示出了图5A中的筒组件，所示出的可缩回垫处于缩回位置中；

图6A示出了包括可缩回垫和第二活塞的筒组件，该筒组件用于例如图2所示的钻头上，所示出的可缩回垫处于伸展位置中；

图6B示出了图6A中的筒组件，所示出可缩回垫处于缩回位置中；

图7A示出了包括可缩回垫和膜片的筒组件，该筒组件用于例如图2所示的钻头上，所示出的可缩回垫处于伸展位置中；

图7B示出图7A中的筒组件，所示出的可缩回垫处于缩回位置中；

图8示出了图2中的钻头的钻柄和电子模块的分解图；

图9示出了图8中的钻柄的截面图；