[发明专利]具有可伸展保径垫的钻头

说明书

本发明公开了一种用于井筒中的钻头，所述钻头包括钻头主体，所述钻头主体具有纵向轴线；以及至少一个可移动构件，所述至少一个可移动构件与所述钻头主体的横向延度相关联，其中所述至少一个可移动构件被配置成沿着基本上呈纵向的构件轴线平移。另外，公开了一种钻探井筒的方法，所述方法包括提供钻头，所述钻头包括钻头主体，所述钻头主体具有纵向轴线；以及至少一个可移动构件，所述至少一个可移动构件与所述钻头主体的横向延度相关联；将钻柱运送到地层中，所述钻柱在其端部处具有所述钻头；使用所述钻柱来钻探所述井筒；以及选择性地使至少一个可移动构件沿着基本上呈纵向的构件轴线平移。

优先权声明

本申请要求于2014年10月6日提交的“Drill Bit With Extendable Gauge Pads”的美国临时专利申请序列号14/506,730的申请日的权益。

背景信息

1.发明领域

本公开总体涉及钻头和利用所述钻头来钻探井筒的系统。

2.技术背景

油井(又称为“井筒”或“钻孔”)利用钻柱来钻探，所述钻柱包括在管件的底端处具有钻探组件(又称为“井底组件”或“BHA”)的管状构件。BHA通常包括提供与以下各项相关的信息的装置和传感器：与钻井操作相关的各种参数(“钻井参数”)、与BHA的行为相关的参数(“BHA参数”)和与井筒周围的地层相关的参数(“地层参数”)。附接至BHA底端的钻头通过使钻柱旋转和/或通过BHA中的钻井马达(又称为“泥浆马达”)来旋转以崩解岩层，从而钻探井筒。大量井筒都是沿带轮廓的轨迹钻探的。例如，单一井筒可以包括不同类型的岩层中的一个或多个垂直部段、偏斜部段、弯曲部段以及水平部段。钻井条件根据井筒轮廓、岩层和井筒深度而不同。通常希望具有以下这样的钻头：在垂直井部段的钻探过程中，在钻头周围具有较长的垂直或纵向部段(又称为保径垫)，以提高钻头稳定性和井筒品质；以及在钻探偏斜井部段、弯曲井部段和水平井部段中具有相对较短的保径垫以实现更好的偏转和钻头控制。

本文的公开内容提供一种包括可调节纵向部段或保径垫的钻头和使用所述钻头的钻井系统。

发明内容

一方面，公开了一种用于井筒中的钻头，所述钻头包括钻头主体，所述钻头主体具有纵向轴线；以及至少一个可移动构件，所述至少一个可移动构件与钻头主体的横向延度相关联，其中至少一个可移动构件被配置成沿着基本上呈纵向的构件轴线平移。

另一方面，公开了一种钻探井筒的方法，所述方法包括提供钻头，所述钻头包括钻头主体，所述钻头主体具有纵向轴线；以及至少一个可移动构件，所述至少一个可移动构件与钻头主体的横向延度相关联；将钻柱运送到地层中，所述钻柱在其端部处具有钻头；使用钻柱来钻探井筒；以及选择性地使至少一个可移动构件沿着基本上呈纵向的构件轴线平移。

另一个方面，公开了一种用于钻探井筒的系统，所述系统包括钻探组件，所述钻探组件具有钻头，所述钻头被配置来钻探井筒，所述钻头包括：钻头主体，所述钻头主体具有纵向轴线；以及至少一个可移动构件，所述至少一个可移动构件与钻头主体的横向延度相关联，其中至少一个可移动构件被配置成沿着基本上呈纵向的构件轴线平移。

为了可以更好地理解以下具体实施方式，相当广泛地总结了本文公开的设备和方法的某些特征的实例。当然，存在本文之后公开的将形成随附权利要求书的主题的设备和方法的附加特征。

附图简述

为了详细了解本文公开的设备和方法，应当参考附图及其具体实施方式，其中相同元件通常具有相同编号，并且在其中：

图1是包括具有根据本公开的一个实施方案制造的钻头的钻柱的示例性钻井系统的示意图；

图2A示出根据本公开的一个实施方案的处于缩回位置的在钻头主体上具有可调节构件的示例性钻头的截面图；