[发明专利]使用热膨胀材料控制钻头切削深度的设备

权利要求书

1.一种用于钻制钻孔的钻头，其包括：

主体，其包括侧部和工作面部；

位于主体中的通道；和

设置在冠部的研磨部件，所述研磨部件配置成控制钻头的切削深度，其中研磨部件包括与所述通道热连通的热响应材料，所述热响应材料配置成控制研磨部件相对于所述工作面部的位置。

2.如权利要求1所述的钻头，其中，通过加热或冷却热响应材料，改变研磨部件的位置。

3.如权利要求1所述的钻头，其中，热响应材料基于通道中流体的温度，使研磨部件从工作面部伸出或缩回。

4.如权利要求1所述的钻头，其中，当热响应材料改变研磨部件的位置时，研磨部件在基本上平行于钻头轴线的方向上移动。

5.如权利要求1所述的钻头，其中，研磨部件还包括研磨块，热响应材料位于研磨块和所述通道之间。

6.如权利要求1所述的钻头，其中，研磨块配置成基于热响应材料的状态从工作面部的表面伸出或缩回。

7.如权利要求1所述的钻头，其中，热响应材料配置成：在流体通过所述通道的流动受到限制而该热响应材料受热时膨胀，以及在流体通过所述通道的流动未受到限制时该热响应材料收缩，由此改变研磨部件的位置。

8.如权利要求1所述的钻头，其中，热响应材料包括形状记忆材料，所述形状记忆材料配置成在对该形状记忆材料加热时从第一形状膨胀到第二形状。

9.如权利要求8所述的钻头，其中，在对所述形状记忆材料加热至一大约等于或大于其玻璃态转化温度的温度时，该形状记忆材料从所述第一形状膨胀到所述第二形状。

10.如权利要求1所述的钻头，其中，研磨部件位于钻头轴线与所述工作面部上的刀具之间。

11.一种用于钻井眼的设备，该设备包括：

钻井组件，该钻井组件在其一端部具有钻头，所述钻头包括：侧部和工作面部；位于钻头主体中的通道；和设置在工作面部中的研磨部件，所述研磨部件配置成控制钻头的切削深度，其中，研磨部件包括与所述通道热连通的热响应材料，所述热响应材料配置成控制研磨部件相对于所述工作面部的位置。

12.如权利要求11所述的设备，其中，热响应材料配置成：在流体通过所述通道的流动受到限制而该热响应材料受热时膨胀，以及在流体通过所述通道的流动未受到限制时该热响应材料收缩，由此改变研磨部件的位置。

13.如权利要求11所述的设备，其中，研磨部件还包括研磨块，并且其中，热响应材料位于研磨块和所述通道之间。

14.如权利要求11所述的设备，其中，热响应材料包括形状记忆材料，所述形状记忆材料配置成在对该形状记忆材料加热时从第一形状膨胀到第二形状。

15.如权利要求11所述的方法，其中，研磨部件位于钻头轴线与所述工作面部上的刀具之间。

16.如权利要求11所述的设备，还包括控制阀，所述控制阀响应于所需的参数而被操作，从而控制流体通过所述通道的流动，以控制热响应材料的温度。

17.一种钻井眼的方法，该方法包括:

输送钻井组件，该钻井组件在其一端部具有钻头，所述钻头包括：主体，所述主体包括侧部、工作面部；位于主体中的通道；和位于所述工作面部中的研磨部件，所述研磨部件配置成控制钻头的切削深度，其中研磨部件包括与所述通道热连通的热响应材料，所述热响应材料配置成控制研磨部件相对于所述工作面部的位置；

用钻头钻井眼；和

控制流体通过所述通道的流动，以加热热响应材料，从而控制钻头的切削深度。

18.如权利要求17所述的方法，其中，所述研磨部件配置成，当热响应材料改变研磨部件的位置时，该研磨部件在基本上平行于钻头轴线的方向上移动。

19.如权利要求17所述的方法，其中，研磨部件还包括研磨块，并且其中，热响应材料处于研磨块和所述通道之间。

20.如权利要求17所述的方法，其中，热响应材料包括形状记忆材料，所述形状记忆材料配置成在由通过所述通道的流体流动而对该形状记忆材料加热时从第一形状膨胀到第二形状。

21.如权利要求17所述的方法，其中，所述研磨部件位于钻头轴线与所述工作面部上的至少一个刀具之间。