[发明专利]控制井下行为的系统和方法

权利要求书

1.一种用于钻井眼的系统，该系统包括：

井底组件(BHA)，包括：

切割工具，具有主体和沿纵向方向取向的纵向轴线；

活动元件，连接到主体，该活动元件至少部分地在切割工具的纵向方向上相对于主体是可移动的；

致动器，联接到活动元件并被配置为移动所述活动元件；

至少一个传感器，该传感器配置为测量至少一个井下参数；和

至少一个处理器，与至少一个传感器和致动器通信，以基于至少一个井下参数与目标参数之间的差值来移动所述活动元件。

2.根据权利要求1所述的系统，至少一个传感器是定位在BHA中以测量所述切割工具的旋转速度的旋转速度传感器，并且其中，所述处理器还被配置为通过将切割工具的旋转速度与切割工具旋转速度的历史值或与切割工具的扭矩源的旋转速度进行比较，计算至少一个井下参数和目标参数之间的差值。

3.根据权利要求2所述的系统，所述切割工具旋转速度的历史值是滚动平均值。

4.根据权利要求1所述的系统，至少一个传感器是被配置为测量至少一个地层特性的地层传感器。

5.根据权利要求1所述的系统，至少一个传感器是定位在BHA中并且被配置为测量钻压(WOB)的力传感器，其中，处理器还被配置为通过将WOB与目标WOB进行比较，计算从至少一个传感器接收的至少一个井下参数和目标参数之间的差值。

6.根据权利要求1所述的系统，至少一个传感器是定位在BHA中以测量所述切割工具上的扭矩的扭矩传感器，其中，处理器还被配置为通过将切割工具上的扭矩与由扭矩源施加的扭矩进行比较，计算从至少一个传感器接收的至少一个井下参数和目标参数之间的差值。

7.根据权利要求1所述的系统，还包括提供扭矩以旋转所述钻头的井下马达，至少一个传感器包括一个或多个压力传感器，该一个或多个压力传感器定位成测量所述井下马达上的压力降。

8.根据权利要求1所述的系统，所述活动元件具有在0.1英寸(0.25厘米)和1.5英寸(3.81)之间的最大行程。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，在最大行程处，所述活动元件的最井下端在所述切割工具的最井下切割元件的井上。

10.一种用于钻井眼的系统，该系统包括：

钻头，具有纵向轴线，该钻头绕该纵向轴线是可旋转的；

活动元件，位于钻头中，该活动元件相对于钻头沿着纵向轴线是可移动的；

致动器，向活动元件施加力以使活动元件移动；

至少一个传感器，配置为测量至少一个井下参数；和

处理器，与至少一个传感器和致动器通信，以在当至少一个井下参数超过致动阈值时将所述活动元件朝向伸出状态移动，并且在当至少一个井下参数在停用阈值内时将所述活动元件朝向缩回状态移动。

11.根据权利要求10所述的系统，所述致动阈值和停用阈值是不同的。

12.根据权利要求11所述的系统，所述停用阈值比所述激活阈值更接近目标参数。

13.根据权利要求10所述的系统，至少一个传感器是第一传感器，至少一个井下参数是第一井下参数，并且致动阈值是第一致动阈值，所述系统还包括：

第二传感器，其中处理器被配置为当第一井下参数超过第一致动阈值时致动所述致动器以将活动元件移动第一距离，并且处理器被配置为当来自第二传感器的第二井下参数超过第二致动阈值时使活动元件移动第二距离。