[发明专利]具有测井器件的钻头组件

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是于2006年3月24日提交的题为“A Drill Bit Assembly Adapted to Provide Power Downhole”的美国申请第11/277,380号的部分继 续申请。该美国申请第11/277,380号是于2006年1月18日提交且题为“Drill Bit Assembly for Directional Drilling”的美国专利申请第11/306,976号的部 分继续申请。美国专利申请第11/306,976号是于2005年12月22日提交 的题为“Drill Bit Assembly with an Indenting Member”的11/306,307的部分 继续申请。美国专利申请第11/306,307号是于2005年12月14日提交的 题为“Hydraulic Drill Bit Assembly”的美国专利申请第11/306,022号的部 分继续申请。美国专利申请第11/306,022号是于2005年11月21日提交的 题为“Drill Bit Assembly”的美国专利申请第11/164,391号的部分继续申 请。所有这些申请的全部内容在此以引用方式并入。

发明背景

本发明涉及井下油、气和/或地热勘探领域，且更具体地说，涉及用 于这种勘探的工具串的钻头领域。

自从井下钻井(downhole drilling)开始以来，在发展用于井下工具串 的最佳钻头上已经投入了大量的时间和资源。由于与运转钻机相关的巨额 费用，钻头的作业质量可能提供大量的经济利益。

现在的钻头通常适用至少两个目的。通过使用由工具串提供的转动 能，钻头钻穿井下地层，因此推动工具串进一步进入地面。钻头还用来分 散通过工具串抽吸的钻井泥浆，而工具串则润滑零件，并清洁岩屑和地层 物质。

已有技术包含对具有传感器或其它用于数据检索(data retrieval)的装 置的钻头的参考。例如，Hong等人的美国专利第6,150,822号公开了一种 布置于金刚石或PDC钻头面上的微波频率范围传感器(microwave frequency range sensor)(天线或波导器)，而金刚石或PDC钻头设置成使 侵入钻头前面地层中的钻井液减到最少。传感器与布置于插入钻杆内的代 用品(sub)的仪器相连，以引起微波能的改变，并对其进行测量。

Moran等人的美国专利第6,814,162号公开了一种钻头，其包括钻头 体、布置于钻头体内的传感器、可拆装地安装到钻头体的单个轴颈(journal) 以及可旋转地安装到单个轴颈的辊锥(roller cone)。该钻头也可包括适合 于将数据从传感器传输给位于钻柱上的钻头上方的随钻测量器件 (measurement-while-drilling device)的短程遥测传输器件(short-hop telemetry transmission device)。

Krueger的美国专利第6,913,095号公开了一种利用井底组件(bottom hole assembly)(“BHA”)的闭环钻井系统，其具有带布置于其上的旋转构 件和非旋转套筒(non-rotating sleeve)的导向组件(steering assembly)。该 套筒具有接合井壁的多个可扩展的施力构件(expandable force application member)。用于为施力构件提供能量的动力源和相关的电子器件位于非旋 转套筒的外面。

发明简述

在本发明的一方面，钻头组件具有在柄部分和工作部分中间的主体部 分。工作部分具有至少一个切割元件。钻头组件还具有带端部的杆状物 (shaft)，杆状物基本上与组件的中心轴同轴。杆状物的第二端部从工作部 分突出，且至少一个井下测井器件(downhole logging device)布置于杆状 物内。