[发明专利]等速接头设备、系统和方法

说明书

背景

本公开总体涉及与井下钻探系统相关的所利用的装备和所执行的操作。

多年来，在油气井和其他井的钻探中使用了井下钻探电机。在通常的操作模式中，电机的旋转动力输出轴和钻头将相对于电机的外壳旋转。许多井下钻探电机通常由容纳在螺旋形定子内的细长的螺旋形转子提供动力。转子和定子产生偏心旋转，所述偏心旋转通常通过接头或不对齐的旋转轴传递，这将动力传递穿过轴承组件以使钻头旋转。当前的实现方式受限于可向井下递送的扭矩量。

附图简述

图1是根据本发明的各种实施方案的示例性钻探系统的图。

图2是根据本发明的各种实施方案的示例性井下电机组件的透视图。

图3是描绘根据本发明的各种实施方案的示例性接头连接部的分解图。

图4A-4B是示出根据本发明的各种实施方案的中间构件的侧正视图和透视图的图。

图5A-5B是示出根据本发明的各种实施方案的已组装的等速接头的侧剖视图和侧正视图的图。

图6是根据本发明的各种实施方案的具有一个中间构件的接头连接部的侧正视图。

图7是根据本发明的各种实施方案的具有两个中间构件的接头连接部的侧正视图。

图8是根据本发明的各种实施方案的每个构件具有三个凸榫和凹槽的接头连接部的透视图。

图9是示出根据本发明的各种实施方案的接头组件的一些方法的流程图。

详述

以下详细描述参照描绘被选定来示出可如何实现具体实施方案的实例的各种细节的附图。本文的论述至少部分地参考这些附图来提出本发明主题的各种实例，并且足够详细地描述了所描绘的实施方案，以使得本领域的技术人员能够实践本发明。除了本文论述的说明性实例之外，也可利用许多其他实施方案来实践本发明的主题，并且除了本文特别论述的替代方案之外，也可在不脱离本发明主题的范围的情况下做出许多结构和操作的改变。

本公开描述了用于在井下电机组件与钻头之间传送扭矩的机构。所公开的工具和方法在其操作所在的较大系统的上下文中得到最好的理解。因此，图1示出根据本发明的各种实施方案的示例性钻探系统100。钻机或钻探平台102支撑井架104或其他支撑结构，诸如包括或联接到绞车106。绞车106用于升高或降低装备或其他设备(诸如钻柱108)。钻柱108诸如通过井口112进入钻孔110(也被称为井筒)。钻柱108的下端包括用于提供钻孔110的各种设备，诸如钻头114。井下电机组件116使钻头114旋转。当钻头114旋转时，它使穿过各种地下地层F的钻孔110延伸。井下电机组件116可包括使得钻探队能够沿着期望的路径引导钻孔110的旋转可导向系统(RSS)。

钻探流体或“泥浆”在钻头114周围的环形区域中或其他地方循环，诸如通过供应管道118提供给钻孔110、通过泵120循环以及返回到地面以便捕获在保持坑122或贮槽中。钻探流体将钻屑从钻孔输送到保持坑122中，并且帮助维持钻孔完整性。

钻头114和井下电机组件116形成底孔组件(BHA)124的一部分，所述部分包括一个或多个钻铤(厚壁钢管)以便提供重量和硬度来帮助钻探过程。各种接头(sub)或工具组件也可沿着钻柱108定位和/或定位在BHA 124中。例如，BHA 124可包括电阻率测井仪126，所述电阻率测井仪126收集关于各种地层性质以及工具取向和/或其他钻探条件的测量值。当BHA 124穿过地层F的各个区域时，可获得信息。

遥测接头128包括在底孔组件124中以提供与地面的通信链路。遥测接头128包括无线遥测能力或记录能力或者两者，诸如用于将关于多分量感应数据的信息发送或稍后提供给地面上的操作者，或者用于稍后访问以便评估地层F性质。泥浆脉冲遥测术是一种用于将工具测量值传递到地面接口130以及从地面接口130接收命令的常见遥测技术，但也可使用其他遥测技术。例如，地面接口130包括无线遥测装置、处理器电路或存储器设施中的一个或多个，诸如以便支持随钻测井(LWD)或随钻测量(MWD)操作。