[发明专利]连续旋转式钻井系统和使用方法

权利要求书

1.一种在地下地层42中形成井筒40的方法，包括：

a.提供管状钻柱26，所述管状钻柱26包括管状段54和轴向地连接相邻的管状段54的连接器56，所述连接器56在解锁构造和锁定构造之间选择性地改变，在所述解锁构造中，相邻的管状段54能够相对于彼此旋转，在所述锁定构造中，相邻的管状段54彼此旋转地连接；

b.将连接器56从所述解锁构造改变成所述锁定构造，以形成所述管状钻柱26的大致旋转结合部；

c.将所述管状钻柱26的所述大致旋转结合部插入到所述井筒40中；以及

其特征在于，所述方法还包括：

d.旋转所述管状钻柱26的所述大致旋转结合部，以便当钻头38设置在所述管状钻柱26的端部上时，从所述地下地层42移除切削物，以形成所述井筒40。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(d)包括：将所述管状钻柱26与布置在所述井筒40的开口上方的旋转驱动系统58接合。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述管状钻柱26施加向下的力，以将所述管状钻柱26更深地推进到井筒40中。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(b)包括：在短时间段内，暂时中止所述管状钻柱26的旋转结合部的旋转，以便所述管状钻柱26保持不与所述井筒40的壁部粘合。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述管状钻柱26的旋转结合部中止旋转的所述时间段明显比在常规钻具操作中向螺纹管状件的管柱添加管接头的时间段短。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：从所述井筒40中拉动所述管状钻柱26，以及将连接器56从所述锁定构造改变成所述解锁构造。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述管状钻柱26布置和储存在卷筒27上。

8.一种用于在井筒40中使用的组件，包括：

由管状段54构成的钻柱26，所述管状段54沿轴向连接；

其特征在于，

所述组件还包括位于相邻的管状段54之间的连接器56，所述连接器56能够在解锁构造和锁定构造之间改变，以便当所述连接器56中的单个连接器56处于解锁构造时，与所述单个连接器56相邻的管状段54能够相对于彼此旋转，而当所述单个连接器56处于锁定构造时，与所述单个连接器56相邻的管状段54彼此旋转地连接；以及

位于管状段54的钻柱的端部上的钻地钻头38，当所述钻头38接触地下地层42、扭矩施加到所述钻柱上、并且位于所述钻头和所述扭矩施加到所述钻柱26上的位置之间的所有连接器56处于锁定构造时，所述钻头38在所述地层42中挖掘井筒40。

9.根据权利要求8所述的组件，其特征在于，注入头28轴向地将力施加在所述钻柱26上，以对着所述地下地层42推进所述钻头38。

10.根据权利要求8或9所述的组件，其特征在于，所述钻柱的一部分缠绕到卷筒27上。

11.根据权利要求8-10中任一项所述的组件，其特征在于，位于卷筒27上的未被施加所述扭矩的钻柱26上的所有连接器56都处于所述解锁构造。

12.根据权利要求8-11中任一项所述的组件，其特征在于，一对相邻的管状段54限定了上管状段和下管状段，其中所述上管状段包括销部64，所述销部64插入到所述下管状段中的盒部66中。

13.根据权利要求12所述的组件，其特征在于，所述组件还包括：

位于所述销部的外表面上的凹槽，所述凹槽与所述盒部66的内表面上的凹槽对准以限定通道70；以及

设置在通道70中的支承件72，当所述上管状段和下管状段中的一个在轴向上相对于另一个被推动时，所述支承件72与所述销部64和所述盒部66中的至少一个干涉接触。

14.根据权利要求8-13中任一项所述的组件，其特征在于，所述连接器56包括扭矩传递离合器67，所述扭矩传递离合器67选择性地在第一管状段54的外表面上的第一狭槽68内轴向地移动，并且移动到位于与所述第一管状段54相邻的第二管状段54的外表面上的第二狭槽69中。