[发明专利]定向钻探方法及定向钻探系统

权利要求书

1.一种定向钻探方法，其特征在于，包括：

在钻孔中通过旋转套管柱的上部区段而基本不旋转所述套管柱的下部区段来旋转钻头，所述套管柱的所述上部区段可操作地联接到所述钻头；以及

利用旋转可导向系统将所述钻头自所述钻孔的纵向轴线径向转向，所述旋转可导向系统联接到所述套管柱的所述下部区段并且至少部分地设置在所述套管柱的所述下部区段内。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述套管柱的所述上部区段通过转环联接到所述套管柱的所述下部区段。

3.如权利要求1所述的方法，其中使所述钻头径向转向包括使所述钻头的所述纵向轴线和所述套管柱的所述纵向轴线自所述钻孔的所述纵向轴线径向转向。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述旋转可导向系统包括一个或多个RSS垫，每一个RSS垫接合沿所述套管柱的所述下部区段设置的套管垫，所述套管垫能够自所述套管柱径向地向外延伸到所述钻孔中；并且

其中使所述钻头径向转向还包括致动所述RSS垫中的一个或多个，以使得每个致动的RSS垫抵靠着其对应的套管垫推动，所述对应的套管垫进而抵靠着所述钻孔的壁推动。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述套管柱包括尾管柱，所述套管柱的所述上部区段包括所述尾管柱的上部区段，并且所述套管柱的所述下部区段包括所述尾管柱的下部区段；并且

其中所述尾管柱的所述上部区段通过转环联接到所述尾管柱的所述下部区段。

6.如权利要求5所述的方法，其中使所述钻头径向转向包括使所述钻头的所述纵向轴线和所述尾管柱的所述纵向轴线自所述钻孔的所述纵向轴线径向转向。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述旋转可导向系统包括一个或多个RSS垫，每一个RSS垫接合沿所述尾管柱的所述下部区段设置的套管垫，所述套管垫能够自所述尾管柱径向地向外延伸到所述钻孔中；并且

其中使所述钻头径向转向还包括致动所述RSS垫中的一个或多个，以使得每个致动的RSS垫抵靠着其对应的套管垫推动，所述对应的套管垫进而抵靠着所述钻孔的壁推动。

8.如权利要求1和5中任一项所述的方法，其中使所述钻头径向转向包括径向地偏转驱动轴的设置在所述旋转可导向系统内以便指向所述钻头的至少一部分。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述旋转可导向系统包括能够径向地偏转所述驱动轴的至少一部分的一个或多个驱动轴致动器。

10.如权利要求1和5中任一项所述的方法，其还包括使用设置在所述旋转可导向系统的外壳上的器械来感测与所述钻探操作有关的一个或多个参数。

11.一种定向钻探系统，其特征在于，包括：

套管柱，其包括通过转环彼此联接的上部区段和下部区段；

旋转可导向系统，其至少部分地设置在所述套管柱的所述下部区段内，所述旋转可导向系统包括联接到所述套管柱的所述下部区段的外壳；

驱动轴，其由所述外壳接收以使得其能够相对于所述外壳旋转；以及

钻头，其联接到所述驱动轴并且设置在所述套管柱的所述下部区段的下端处；

其中所述套管柱的所述上部区段经由所述驱动轴联接到所述钻头，以使得所述套管柱的所述上部区段的旋转引起所述钻头绕所述钻头的纵向轴线旋转。

12.如权利要求11所述的系统，其中所述旋转可导向系统还包括：

上部焦点，其设置在所述外壳内并且使所述驱动轴的上部部分基本上保持在所述外壳内的中心；

下部焦点，其设置在所述外壳内并且使所述驱动轴的下部部分基本上保持在所述外壳内的中心；以及

驱动轴致动器，其设置在所述外壳内、在所述上部焦点与所述下部焦点之间，所述驱动轴致动器能够在所述驱动轴的所述上部部分与所述下部部分之间的某一点处径向地偏转所述驱动轴。

13.如权利要求12所述的系统，其中所述钻头在其绕所述钻头的所述纵向轴线旋转的同时并不绕所述套管柱的纵向轴线旋转。

14.如权利要求11所述的系统，其中所述外壳和所述套管柱的所述下部区段中的每一个在所述钻头旋转时基本上不旋转。

15.如权利要求14所述的系统，其还包括设置在所述外壳上的随钻测量器械。