[发明专利]方向控制钻井系统

权利要求书

1.一种井维修系统，包括：

非旋转运送系统；

连接到所述非旋转运送系统并且包括锚件的工具，当所述工具位于 井眼中时可通过所述锚件将所述工具锚定在位；

连接到所述工具的可更换操作头；

用于转动所述可更换操作头的电机，所述电机位于所述可更换操作 头与所述工具之间；

设置在所述工具与所述可更换操作头之间的方向控制系统；所述工 具包括用于给所述可更换操作头施加推力的轴向驱动系统，所述方向控 制系统包括位于所述工具中并且所述可更换操作头通过其被连接的万向 接头、以及位于所述工具中的方向控制机构，所述方向控制机构可被操 作以调节操作头轴线相对于工具轴线的角度以及调节操作头轴线的方位 角方向；以及

在所述可更换操作头与所述方向控制机构之间延伸经过所述万向接 头的轴，其中，在使用时，使所述井维修系统位于井眼中，所述方向控 制系统能够被操作以使所述可更换操作头移离所述工具的轴线，从而在 井壁或套管处进行各种操作。

2.如权利要求1所述的井维修系统，其特征在于，所述方向控制系 统包括一对相互接合的偏心环，其中的一个偏心环连接到所述工具、并 且另一个偏心环连接到所述轴，所述环的相对旋转允许调节所述操作头 轴线的角度，以及共同旋转允许调节所述操作头轴线的方位角方向。

3.如权利要求2所述的井维修系统，其特征在于，连接到所述工具 的偏心环是第一外环，以及连接到所述轴的偏心环是置于所述第一外环 内的第二内环。

4.如权利要求1所述的井维修系统，其特征在于，所述方向控制机 构包括至少三个活塞，所述至少三个活塞作用在连接到所述轴的头部， 所述活塞可被操作以调节操作头轴线相对于工具轴线的角度以及调节操 作头轴线的方位角方向。

5.如权利要求4所述的井维修系统，其特征在于，所述活塞沿着径 向方向作用以调节所述轴的位置。

6.如权利要求1所述的井维修系统，其特征在于，所述方向控制机 构包括至少三个可膨胀囊，所述至少三个可膨胀囊绕着所述轴位于所述 工具内，所述囊可膨胀以作用在所述轴上并且调节所述轴的位置。

7.如权利要求1所述的井维修系统，其特征在于，所述方向控制机 构包括用于调节操作头轴线相对于工具轴线的角度的机构、以及用于调 节操作头轴线的方位角方向的机构。

8.一种使用如前述任一权利要求所述的井维修系统在套管中开设窗 口的方法，所述井维修系统具有铣削工具作为所述可更换操作头，所述 方法包括：

将工具定位且锚定在所述套管中靠近窗口的所需位置；

使用电机转动所述铣削工具；以及

操作所述方向控制系统，从而使旋转的铣削工具的头移离工具轴线 紧靠所述套管、并且开设具有预定形状和尺寸的窗口。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，包括操作所述方向控制 系统从而在铣削所述套管的同时使所述铣削工具在轴向方向和方位角方 向移动。

10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，还包括在开设窗口 之后释放锚件以及从所述套管退出所述井维修系统。