[发明专利]利用旋转外壳和选择性可偏移驱动轴的定向钻井

权利要求书

1.一种用于控制钻井组件在井筒内的方向的系统，包括：

外壳；

可偏移驱动轴，所述可偏移驱动轴耦接到钻头，并且至少部分地设置在所述外壳内；以及

马达，所述马达耦接到所述外壳，其中，当所述马达激活时，所述马达使所述外壳独立地旋转。

2.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括工具套圈，其中：

所述可偏移驱动轴耦接到所述工具套圈；以及

所述外壳紧邻所述工具套圈的端部定位。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述马达设置在所述工具套圈和所述工具外壳中的一者内。

4.根据权利要求1、2或3所述的系统，其中所述马达包括电动马达和液压马达中的一者。

5.根据权利要求2所述的系统，其中所述工具套圈耦接到钻柱，使得当所述钻柱沿第一方向以第一速度旋转时，所述工具套圈和所述可偏移驱动轴沿所述第一方向以所述第一速度旋转。

6.根据权利要求5所述的系统，其中当所述马达激活时，所述马达通过至少使所述外壳沿与所述第一方向相反的第二方向以与所述第一速度相同的第二速度旋转而使所述外壳独立地旋转。

7.根据权利要求2所述的系统，其中在所述外壳内维持所述可偏移驱动轴的偏移角度。

8.根据权利要求2所述的系统，其中在所述外壳内可改变所述可偏移驱动轴的偏移角度。

9.一种用于控制钻井组件在井筒内的方向的方法，包括：

将可偏移驱动轴定位在所述井筒内，其中所述可偏移驱动轴耦接到钻头，并且至少部分地设置在外壳内；

使所述可偏移驱动轴和钻头沿第一方向以第一速度旋转；

使所述外壳沿与所述第一方向相反的第二方向以第二速度旋转。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第二速度与所述第一速度相同，并且其中旋转的外壳维持所述钻头相对于所述钻井组件的纵向轴线的角定向。

11.根据权利要求9所述的方法，其中：

所述可偏移驱动轴耦接到工具套圈；

所述外壳紧邻所述工具套圈的端部定位。

所述可偏移驱动轴和钻头通过钻柱来旋转；以及

所述外壳通过耦接到所述外壳的马达来旋转。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述马达设置在所述工具套圈和所述工具外壳中的一者内。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其中所述马达包括电动马达和液压马达中的一者。

14.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括，通过使所述外壳沿所述第一方向或所述第二方向以不同于所述第一速度的速度旋转，改变所述钻头相对于所述钻井组件的角定向。

15.根据权利要求9所述的方法，其中所述可偏移驱动轴的偏移角度在所述外壳内是固定的。

16.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括，在所述外壳内改变所述可偏移驱动轴的偏移角度。

17.一种用于控制钻井组件在井筒内的方向的系统，包括：

工具套圈，所述工具套圈耦接到钻柱；

可旋转地独立的外壳，所述可旋转地独立的外壳紧邻所述工具套圈的端部定位；

可偏移驱动轴，可偏移驱动轴耦接到所述工具套圈，并且至少部分地设置在所述外壳内；

偏移机构，所述偏移机构在所述外壳内围绕所述可偏移驱动轴部分地设置，其中所述偏移机构控制所述可偏移驱动轴的偏移角度；以及

马达，所述马达设置在所述工具套圈内，其中当所述马达激活时，所述马达使所述可旋转地独立的外壳旋转。

18.根据权利要求17所述的系统，其中所述马达包括电动马达和液压马达中的一者。

19.根据权利要求17所述的系统，其中所述工具套圈耦接到所述钻柱，使得当所述钻柱沿第一方向以第一速度旋转时，所述工具套圈和所述可偏移驱动轴沿所述第一方向以所述第一速度旋转。

20.根据权利要求19所述的系统，其中当所述马达激活时，所述马达至少使所述可旋转地独立的外壳沿与所述第一方向相反的第二方向以与所述第一速度相同的第二速度旋转。