[发明专利]具有跟随刀片的旋转前导面的凹坑并具有设置在其中的切削元件的钻地工具及相关方法

说明书

本发明公开了一种钻地工具，该钻地工具可包括从主体轴向和径向延伸的多个刀片。第一多个切削元件可沿着多个刀片的旋转前导面设置。凹坑可在刀片内形成，并且凹坑可在刀片的肩部区域内从刀片的旋转前导面成角度地延伸到刀片中。第二多个切削元件可设置在至少一个凹坑内。该钻地工具的切削轮廓高度与该钻地工具的直径的比率可在约0.15至约0.25的范围内。第二多个切削元件中的至少一个切削元件的旋转路径可与第一多个切削元件中的至少一个切削元件的另一个旋转路径至少部分地重叠。

优先权声明

根据35U.S.C.§119(e)，本专利申请要求2018年3月2日提交的美国临时专利申请序列号62/637,924的权益，该专利的公开内容据此全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开整体涉及钻地工具，该钻地工具具有限定在钻地工具的一个或多个刀片中的凹坑。

背景技术

通常用钻杆柱来钻削油井(井筒)。钻杆柱包括管状构件，该管状构件具有在其底端处包括单个钻头的钻井组件。钻井组件还可包括设备和传感器，该设备和传感器提供涉及与钻井操作相关的各种参数(“钻井参数”)、与钻井组件的行为相关的参数(“钻井组件参数”)以及与井筒所穿透的地层相关的参数(“地层参数”)的信息。通过从钻机旋转钻杆柱和/或通过井底钻具组合(“BHA”)中的钻井电机(也称为“泥浆电机”)来旋转附接到钻井组件的底端的钻头和/或扩孔钻，以移除地层材料来钻削井筒。

发明内容

本公开的一些实施方案包括钻地工具。该钻地工具可包括主体，该主体包括多个刀片，该多个刀片中的每个刀片相对于主体的中心纵向轴线轴向和径向延伸，该多个刀片中的至少一个刀片具有凹坑，该凹坑在至少一个刀片的至少肩部区域中从至少一个刀片的旋转前导面延伸到至少一个刀片中。该钻地工具还可包括第一多个切削元件，该第一多个切削元件沿着多个刀片的旋转前导面固定；和第二多个切削元件，该第二多个切削元件靠近至少一个凹坑的背表面固定到多个刀片中的至少一个刀片，其中钻地工具的切削轮廓高度与钻地工具的直径的比率在约0.15至约0.25的范围内。

在附加的实施方案中，该钻地工具可包括主体，该主体包括多个刀片，该多个刀片中的每个刀片相对于主体的中心纵向轴线轴向和径向延伸，该多个刀片中的至少一个刀片具有凹坑，该凹坑在至少一个刀片的至少肩部区域中从至少一个刀片的旋转前导面延伸到至少一个刀片中。该钻地工具还可包括第一多个切削元件，该第一多个切削元件沿着多个刀片的旋转前导面固定；以及第二多个切削元件，该第二多个切削元件靠近至少一个凹坑的背表面固定到多个刀片中的至少一个刀片，其中第二多个切削元件中的由钻地工具的完整旋转限定的至少一个切削元件的旋转路径与第一多个切削元件中的至少一个切削元件的另一个旋转路径至少部分地重叠。

本公开的一些实施方案包括形成钻地工具的方法。该方法可包括：形成钻地工具的主体，该主体包括多个刀片并且在多个刀片中的至少一个刀片中具有至少一个凹坑，该至少一个凹坑在至少一个刀片的肩部区域内从至少一个刀片的旋转前导面延伸到至少一个刀片中；沿着多个刀片的旋转前导面固定第一多个切削元件；以及靠近至少一个刀片的背表面将第二多个切削元件固定到至少一个刀片，其中第二多个切削元件中的由钻地工具的完整旋转限定的至少一个切削元件的旋转路径与第一多个切削元件中的至少一个切削元件的另一个旋转路径至少部分地重叠。

附图说明

为了详细地理解本公开，应结合附图参考以下详细描述，在附图中，相似的元件已经大体用相似的数字指定，并且其中：

图1是根据本公开的一个或多个实施方案的包括钻杆柱的井筒系统的示意图，该钻杆柱包括钻地工具；

图2A是根据本公开的一个或多个实施方案的钻地工具的侧透视图；

图2B是根据本公开的一个或多个实施方案的钻地工具的底视图；

图3是根据本公开的一个或多个实施方案的具有在其中形成的凹坑的钻地工具的刀片的局部透视图；