[发明专利]具有其他套管钻头的套管钻头

说明书

优先权要求

本申请要求于2008年8月28日提交的、名称为“具有其他套管钻头的套管钻头”的、序列号为12/200,344的美国专利申请的申请日的优先权。

技术领域

本发明一般涉及钻出地下井眼，更具体地，涉及布置在套管或衬管的末端上的钻井结构。

背景技术

石油和天然气产物的钻井操作常规地利用钻管的纵向延伸节段或所谓的“管柱”，直径较大的钻头在一端固定到所述管柱。在井眼的选定节段被钻出之后，通常用套管的一个管柱或节段为井眼设置衬垫或衬套。这样的套管或衬管通常具有比钻管大的直径和比钻头小的直径。所以，根据常规方法的钻井和衬套典型地需要顺序地使用附连有钻头的钻柱钻出井眼，从井眼去除钻柱和钻头，和将套管布置到井眼中。此外，常常在用套管(其通常被灌注水泥固定就位)衬垫井眼的一部分之后，超出套管的末端的额外钻进可能是期望的。

然而，顺序钻进和套管可能是耗时和高成本的，原因是在相当大的深度执行复杂回缩过程以收回钻柱所需的时间可能很长。

发明内容

用另一个套管钻头钻进套管中的套管钻头和任何其他设备，其中直径不同并且具有关联套管节段的至少两个套管钻头可以被组装以形成用于钻进地下岩层的钻井组件，所述至少两个套管钻头和套管节段以可伸缩关系被布置。

本领域的普通技术人员通过考虑以下描述、附图和附带权利要求将显而易见本发明的特征和优点。

附图说明

在示出当前被认为是用于实现本发明的最佳模式的图中：

图1A显示了钻井组件的示意性横截面图，所述钻井组件包括以嵌套可可伸缩关系被布置的两个套管钻头(casing bit)；

图1B显示了处于伸展的可伸缩关系的图1A中所示的钻井组件的示意性横截面图；

图1C显示了根据本发明的钻井组件的示意性横截面图，所述钻井组件包括三个套管节段和旋转式钻头；

图1D显示了根据本发明的钻井组件的示意性横截面图，所述钻井组件包括本发明的套管钻头和三个套管节段；

图2显示了本发明的钻头的透视图；

图3显示了本发明的另一个钻头的一部分的放大透视图；

图4显示了图2的钻头的端面的放大图；

图5显示了根据本发明的钻头的切削元件布置设计的示意性侧视横截面图，显示了布置在其上的第一和第二类型的切削元件的相对暴露量的情况；

图6A是适合于钻透套管钻头和在套管钻头之上的套管内的注水泥设备部件(如果有的话)的切削元件的一个构造的透视图，图6B是图6A中所示的切削元件的前视图，图6C是通过图6B上的线6C-6C获得的截面图，并且图6D是图6C的被圆圈圈起来的区域中的切削元件的切削刃的放大图；

图7A-7H示意性地显示了适合于钻透套管钻头和在套管钻头之上的套管内的注水泥设备部件(如果有的话)的切削元件的其他构造，其中图7A，7C，7E和7G显示了切削元件的横向构造，并且图7B，7D，7F和7H显示了侧视图；

图8A-8B显示了适合于钻透套管钻头和在套管钻头之上的套管内的注水泥设备部件(如果有的话)并且随后钻透在套管钻头之前的地下岩层的双用途切削元件的构造；

图9示意性地显示了套管组件，所述套管组件具有在其底部的套管钻头和在套管钻头之上的注水泥设备部件组件，套管组件布置在井眼内；

图10显示了例如可以用于图8的套管组件中的典型注水泥设备部件组件的详细、侧视横截面图；以及

图11显示了根据本发明的钻头的示意性横截面图，所述钻头布置在套管钻头内，所述套管钻头具有内部轮廓以及与钻头的切削元件所限定的钻进轮廓基本一致的外部轮廓。

具体实施方式

在本发明中，直径不同并且具有关联套管节段的至少两个套管钻头可以被组装以形成用于钻进地下岩层的钻井组件，其中径向相邻的套管节段彼此选择性地、可释放地固定，并且其中所述至少两个套管钻头和套管节段以可伸缩关系被布置。这样的构造可以减小将附连到每个较大和较小套管钻头的套管节段布置到井眼中所需的时间。