[发明专利]用于转子和定子的衬套

说明书

一种转子和/或定子阻尼系统，包括定子和/或转子，其中衬套选自一种或多种材料，以实现期望的阻尼效果。在一个实施方式中，渐进腔马达或泵包括具有穿过其中的内部轴向孔的定子。定子具有沿其轴向长度的衬套，其具有限定穿过其中的内部轴向孔的面向内的表面。衬套具有多个轴向部分，其中多个轴向部分中的至少两个由不同的材料构成。抗压机构比如弹簧或类似弹簧的装置设置在衬套的至少一个轴向部分内。渐进腔马达或泵还包括转子，其设置并且可在定子的内部轴向孔内旋转，以在转子与定子之间形成移动室。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年12月31日提交的美国临时专利申请号62/098983的权益和优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本文所述的一个或多个实施方式通常涉及Moineau型泵和马达，其包括正位移或渐进腔马达和泵。当钻地下井的井眼时，可以使用这样的实施方式。更具体地，这样的实施方式可以将衬套结合到定子和/或转子中，其中衬套选自一种或多种材料以实现期望的阻尼效果。

背景技术

井眼常被钻入地球的地层以回收藏于地球表面以下的烃和其他所需物质的沉积物。可以使用联接到本领域中已知的钻柱的下端部分的钻头来钻井。钻柱具有多个钻杆关节，其使用螺纹连接端对端地联接在一起。钻柱由表面上的旋转台或顶部驱动器旋转，这也可以在井下旋转所联接的钻头。钻井液或泥浆通过钻柱的孔向下泵送，并通过钻头处或钻头附近的端口离开。钻井液用于在钻井操作期间润滑和冷却钻头。钻井液还通过钻柱与井眼的侧壁之间的环空将切屑返回到表面。在表面上，钻井液被过滤以除去切屑。

井底组件(BHA)通常设置在钻柱中朝向其下端部分。BHA是钻井工具和测量装置的集合，并且可以包括钻头、任何方向或地层测量工具、偏斜的钻孔机构、泥浆马达(例如Moineau泵/马达)和重量钻铤。钻井时测量(MWD)或钻井时记录(LWD)钻铤通常位于钻头的正上方，以便在钻井时进行与地层属性相关的测量。从MWD和LWD系统记录的测量可以通过使用本领域技术人员已知的各种方法实时地被传输到表面。一旦接收到，这些测量就帮助在表面上的操作人员做出与钻井作业相关的决策。

定向钻井是井眼与自然采用的路径有意的偏离。换句话说，定向钻井是钻柱的转向，使得钻柱沿期望的方向行进。定向钻井在海上钻井中是有利的，因为定向钻井允许从单个海上钻井平台钻出数个井眼。定向钻井还能够水平钻井通过地层，这允许更长的井眼长度穿过储层并且可以允许增加的烃产量。定向钻井也可能有利于钻垂直井眼。通常，由于地下地层的有时不可预测的性质和/或钻头经历的力，钻头将偏离预期的钻井轨迹。当发生这种偏差时，可以采用定向钻井系统将钻头返回到其预期的钻井轨迹。

常见的定向钻井系统及其使用方法采用包括弯曲壳体和Moineau马达/泵的BHA，其也称为正位移马达(PDM)或泥浆马达。弯曲壳体包括形成在钻杆的同一部分上的上部和下部，但是各个部分由管中的弯曲部分开。具有联接至其的钻头的弯曲壳体指向所需的钻井方向。采用泥浆马达来旋转弯曲壳体，从而沿所需方向旋转钻头来进行钻井。

泥浆马达将一些能量从钻井液或泥浆流向下通过钻柱的钻孔转换成驱动钻头的旋转运动。因此，通过将弯曲壳体相对于钻孔保持在相同的方位角，钻头将沿着期望的方向钻孔。当需要直钻孔时，如前所述，整个钻柱(包括弯曲壳体)通过旋转台或顶部驱动器从表面旋转，如前所述。钻头可能与弯曲壳体成角度，因此可能钻出轻微的过孔，但是是直的井眼。