[发明专利]挖掘物体的工具

说明书

技术领域

本项发明涉及挖掘物体的工具，该工具包括具有喷嘴部件的喷射系统，该喷嘴部件被设置成通过磨粒进口接收流体和磨粒并且用混有磨粒的流体喷射流冲击需要挖掘的物体。

背景技术

这样一类工具可典型地设置在在地下井眼中工作的钻柱的下端。在作业过程中，流体以钻井流体形式从地面通过钻柱上的纵向通道泵入该工具，并且在回流中通过在钻柱与井眼壁之间的环形空间基本上回到地面。为了避免磨粒通过钻柱和环形空间连续循环，US 6510907提出给该工具配置一个再循环系统，用于将磨粒与回流分开，并且将这些粒子重新注入喷射系统。

另一类这样的工具在国际出版物WO 02/34653中作了描述。再循环系统基于一种螺旋分离器磁铁，螺旋分离器磁铁同心地布置在一个支持构件内。支持构件由圆柱形套筒构成，该套筒的外表面构成一个支持表面。磁性粒子由螺旋分离器磁铁产生的磁场滞留在支持表面上。分离器磁铁有一个中心纵向轴，该分离器磁铁可环绕该中心纵向轴相对该套筒旋转。

当分离器磁铁被驱动绕轴旋转时，磁性粒子受到垂直于螺旋槽的磁场强度的移动梯度，粒子将沿着该螺旋槽而运动。这样，粒子在支持表面上被送回到喷射系统，以便重新注入。

这两类先有技术的工具都依靠磨粒从分离器磁铁有效转送到喷射系统。在单位时间内有大量磨粒必须再循环时，有效转送是特别重要的，因为在这种情况下，磨粒的聚集会使喷射系统的磨粒进口被阻塞。磨粒的聚集因其磁性相互作用而增强。

此外，磨粒应从中分离出来的回流通常还含有挖掘碎片。这些碎片可包括大于进入喷射系统的磨粒进口的通道窗口的岩粒。这类粒子会阻塞喷射系统的磨粒进口，从而阻碍磨粒的再循环过程。

发明内容

根据本项发明，提供一种挖掘物体的工具，该工具包括具有喷嘴部件的喷射系统，该喷嘴部件设置成经磨粒进口接收流体和磨粒，并设置成用混有磨粒的流体喷射流冲击需要挖掘的物体。该工具还包括再循环系统，该再循环系统设置成使至少一些磨粒从喷射流的对需要挖掘的物体的冲击的下游的回流再循环而通过磨粒进口回到喷射系统。磨粒进口具有进入窗口，因此在将该回流与进入窗口相流体连接的路径上设置过滤部件，这种过滤部件可让磨粒通过。

因此，使磨粒进口不会有与进入窗口大小相同的或比之更大的物体，而磨粒可以到达磨粒进口。

过滤部件可以设置一个或多个滤孔，滤孔被成形为或设置成使过滤部件不能让与磨粒进口的进入窗口具有相同的预定的尺寸和形状的粒子通过，并且同时使一个或多个滤孔不会被一个这样的粒子完全阻塞。这样，即使当一个这样的粒子阻塞一个或多个滤孔时，仍可通过其它的孔或穿过未被阻塞的一部分孔来输送。

这一点可以这样来实现，即滤孔具有相当大的宽高比，以致滤孔在一个方向上的尺寸被确定为小于磨粒进口的进入窗口，而在另一方向上大于该进入窗口。

滤孔的全部可通过面积有利的是应大于磨粒进口的进入窗口面积，从而使过滤部件可能具有的对磨粒再循环的不利影响减到最小。

在一个有利的实施例中，其中再循环系统包括一个支持表面，以将磨粒向磨粒进口引导，过滤部件设置成裙的形式，在裙与支持表面之间形成狭缝形式的滤孔。

围绕着支持表面的这样的裙引导钻井流体沿着支持表面从井眼环空流向磨粒进口，从而进一步为使支持表面上的磨粒送往磨粒进口并进入喷射系统提供支持。

附图说明

现将参考附图用实例对本发明加以描述，其简要表示在下列图中：

图1是沿着挖掘物体工具的一部分的B-B线的纵断面；

图2是图1的工具的视图，表示以裙状具体实现的过滤部件；

图3是通过磨粒进口和裙的A-A线的横断面图；

图4是图1中工具的可能的磁铁表面配置的表面形态图；和

图5(a-c部分)是工具中使用的备选磁铁配置。

在这些图中，相同部分标有相同的标记。其中，在下列描述中，对旋转方向作了规定，每次的传输方向是与所限定的旋转方向相关联的观察方向。

具体实施方式

在图1以纵断面简要表示了挖掘物体的工具的一部分。工具可与钻柱(未示出)下端相连接，该钻柱延伸到一个井眼中，该井眼形成在例如地层的物体中。该工具设置成将混有磨粒的钻井流体流对着需要挖掘的物体喷射，并且使至少部分磨粒再循环。

工具设置有纵向钻井流体通道1，它在其一端与钻柱上设置的钻井流体通道相流体连通，并且它在其另一端与具有喷嘴部件3、2、5的喷射系统相流体连通。喷嘴部件3、2、5包括一个混合室2，混合室通过钻井流体进口3与钻井流体通道1相连接。