[发明专利]与钻头接头一起使用的膨胀式封隔器元件

权利要求书

1.一种在地下井筒22中使用的系统20，所述系统20包括：

钻地钻头40，其位于一组钻管30的端部上，以限定钻柱26；

其特征在于，

位于所述钻柱26上的密封组件，所述密封组件包括：

密封元件；

流动线路，其位于所述钻柱26中的轴向孔与所述密封元件之间；以及

入口阀68，其位于所述流动线路中，当所述钻柱26中的压力超过用于钻地操作的压力时，所述入口阀68能够移动到打开构造，使得所述密封元件与所述钻柱26中的环形空间流体连通并且所述密封元件沿径向向外扩展成与所述井筒22的壁部密封接合；以及

压裂口76，其位于所述钻头40的远离所述一组钻管的端部与所述密封元件之间，当所述钻柱26中的压力处于用于压裂与所述井筒22邻近的地层的压力时，所述压裂口76选择性地移动到打开位置。

2.根据权利要求1所述的系统20，其特征在于，所述入口阀68包括：轴，其沿径向形成为从所述钻柱26的侧壁穿过，具有面向所述钻柱26中的孔的端部并且限定了圆筒70；活塞72，其在所述圆筒70中同轴地设置；通道，其位于所述钻柱26中，与所述圆筒70相交并且延伸到所述钻柱26的面向所述密封元件的外表面；以及弹簧74，其位于所述圆筒70的端部中且朝所述圆筒70的面向所述钻柱26中的所述孔的端部偏置所述活塞72。

3.根据权利要求2所述的系统20，其特征在于，当所述钻柱26中的压力高于用于钻地操作的压力时，所述弹簧74被压缩。

4.根据权利要求2或3所述的系统20，其特征在于，所述活塞72能够在所述圆筒70中从位于所述钻柱26中的所述孔与所述通道和所述圆筒70相交处之间以限定所述入口阀68的闭合构造移动至位于所述通道与所述圆筒70相交处的相反侧以限定所述打开构造。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的系统20，其特征还在于，套环60，所述套环60位于安装在所述钻头40的邻接所述一组钻管的端部上的所述钻柱26上，所述密封元件包括环形膜，所述环形膜具有固定在所述套环60的相反端部上的横向端部。

6.根据权利要求5所述的系统20，其特征在于，所述入口阀68设置在所述套环60中。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的系统20，其特征在于，所述圆筒70中的位于所述活塞72的背离所述钻柱26中的所述孔的一侧上的压力基本上小于用于钻地操作的压力，使得当流体从与所述密封元件邻近处穿过所述入口阀68流动到达所述钻柱26中的所述孔时，所述入口阀68处于所述打开构造。

8.一种在地下井筒22中使用的钻地钻头40，所述钻地钻头40包括：

主体；

连接件，其位于所述主体上，所述连接件用于连接在一组钻管30上；

封隔器62，其位于所述主体上，且与所述连接件邻近；

其特征在于，

入口阀68，其包括如下的元件：所述元件能够从在所述钻管30的内部与所述封隔器62之间限定流动阻挡物的闭合位置选择性地移动到使所述钻管30的内部与所述封隔器62连通的打开位置。

9.根据权利要求8所述的钻地钻头40，其特征在于，所述元件包括活塞72并且能够在形成于所述主体内的圆柱形空间中移动。

10.根据权利要求9所述的钻地钻头40，其特征还在于，弹簧74和通道，所述弹簧74在所述圆柱形空间内位于所述活塞72的与所述钻管30的内部远离的一侧上，所述通道形成在所述主体中且与所述圆柱形空间和所述封隔器62的内部连通。

11.根据权利要求10所述的钻地钻头40，其特征在于，当所述钻管30内部的压力约为用于钻井操作的压力时，所述弹簧74将偏置力施加在所述活塞72上，以将所述活塞72保持在所述闭合位置，当所述钻管30内部的压力为比用于钻井操作的压力大的指定值时，所述偏置力被克服。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的钻地钻头40，其特征还在于位于所述主体的外表面上的压裂口76和位于所述主体的外表面上的钻井喷嘴46，当所述入口阀68处于所述打开位置时，所述压裂口76与所述钻管30的内部连通，并且当所述入口阀68处于所述闭合位置时，所述钻井喷嘴46与所述钻管30的内部连通。