[发明专利]注入钻头

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在井管中钻孔并且用于随后将流体或流体混合物注入到围绕该井管的环形空间或岩层内的设备，该设备包括：外壳；布置在所述外壳内部的钻头组件，该钻头组件包括钻头，钻头具有一个或更多个切削刃及沿着其外表面延伸的凹槽；以及连接至所述钻头组件的旋转装置，该旋转装置能够旋转钻头组件。

背景技术

当建造用于石油和气体生产的井时，井管被引入到钻出的井内。为了优化生产，有时需要执行影响围绕井管的环形空间的操作，例如，注入物质。

通常的做法是在井管中形成穿孔并且随后注入物质。然而形成穿孔并注入物质的任务并不轻松。其常常需要在井的内部进行多项耗时的操作。首先，井必须要在穿孔区域下方被密封。其次，要配置用于形成穿孔的设备。第三，要将用于注入物质通过穿孔的设备降低到井内，以及第四，必须移除已形成的密封，以便井能够操作。

美国专利No.6,195,853公开了一种用于在油井中钻水平孔的设备。该设备包括用于将该设备定位在井中的保持装置和能够径向延伸以便对井的壳体进行穿孔的钻孔装置。当该设备定位在井中时，钻孔装置能够通过激活起动钻孔操作的杆径向地延伸。

美国专利No.6,772,839公开了一种用于刺穿井管并且将物质注入通过该刺穿构件到环形空间内的设备。该设备包括适于布置在井管中的工具本体、穿孔组件和用于将该设备定位在井管中的设定组件。该设备还包括至井的表面的流体连接，用于供应将通过该设备注入的物质。

当在油井内部执行操作时，时间是一项关键因素。现有技术中示出了许多关于如何在井管中钻孔并注入物质的例子。然而其是在单独的操作中被执行，每个操作都要求大量的装备和执行时间。

发明内容

此处公开的是一种用于在井管中钻孔并用于随后将流体或流体混合物注入到围绕所述井管的环形空间或岩层内的设备。其通过以下来实现，该设备包括：流体供应装置，用于将流体或流体混合物供应到旋转的钻头的凹槽；围绕钻头的钻密封件，用于将设备相对于井管密封；驱动装置，用于朝向井管推进钻头组件。

此处还公开了该设备如何能够用于执行在井管内部的操作，以及用于将流体或流体混合物注入通过在井管的表面中的穿孔。

还公开一种钻头，其具有沿着钻头的外表面延伸的凹槽和切削刃，还具有外围安装的钻密封件。

在该方面的优点在于，对凹槽的钻孔和注入流体或流体混合物的结合使用。通过使用与钻头结合的密封件，凹槽能够被用于注入目的。其是减少用于将物质注入到围绕井管的环形空间内所必须的操作次数和时间的方法。

在本发明的一个实施方式中，提供一种设备，其中，沿着钻头的外表面延伸的凹槽为螺旋形凹槽。

在本发明的另一实施方式中，提供一种设备，其中，用于将流体或流体混合物供应到凹槽的流体供应装置流体连接至外壳内部的容器，并且该容器适于容纳流体或流体混合物。

在本发明的又一实施方式中，提供一种设备，其中，用于将流体或流体混合物供应到所述凹槽的流体供应装置连接至钻头的与切削刃相对的端部，使得流体能够经由凹槽，从该设备输送至环形空间内，而同时钻头延伸穿过井管。

本发明的其他实施方式在从属权利要求2、4和6-16中叙述。

附图说明

在下文中，将参照通过附图公开所示出的实施方式，较详细地描述本发明。应当强调，示出的实施方式仅用于示例目的，而不应当用来限定本发明的范围。

图1a-c是图3中示出的设备沿横截面A-A的视图。

图1a示出了在钻头已经穿透井管的中间位置的钻头组件。

图1b示出了在钻密封件正接触井管的内表面的中间位置的钻头组件。

图1c示出了在钻密封件被挤压在井管的内表面上的最大延伸位置的钻头组件。

图2是钻密封件的一个实施方式的示意图。

图3是该设备的一部分在纵向方向上的横截面视图。

图4示出了该设备的一个实施方式的示意图，其在延伸位置具有顶托臂。

应当强调，当在本说明中使用时，术语“包括/包含/由...组成”用来详细指明所阐明的特征、整体、步骤或部件的存在，但不排除存在或附加一个或更多个其他的特征、整体、步骤、部件或它们的组。

具体实施方式

参照附图，其中示出了设备(50)的一个实施方式，该设备具有外壳(11)、钻头组件和旋转装置(14)。该钻头组件布置在外壳(11)中并连接至旋转装置(14)。