[发明专利]井下振动组件及其使用方法

说明书

在至少一个方面，本公开涉及一种用于可定位在地层中的井下工具的振动组件。该振动组件包括定位在该井下工具中的振动座圈，该振动座圈具有非平面的接合表面。该振动组件还包括在所述井下工具中被定位成与振动座圈相隔一定距离的附加座圈，该附加座圈具有与振动座圈的所述非平面的接合表面面向的另一接合表面。该振动组件还包括定位在所述振动座圈与附加座圈之间的保持架以及可定位在所述保持架中的滚子，所述滚子以可滚动方式与所述非平面的接合表面及所述另一接合表面接合，以改变所述振动座圈与附加座圈之间的距离，由此，在所述井下工具中提供轴向移动。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年4月8日提交的美国临时申请No.62/144,801的优先权，其全部内容通过引用的方式并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及用于执行井场操作的技术。更具体地，本公开涉及井下设备，例如钻井工具。

背景技术

可以执行油田操作来定位和收集有价值的井下流体。石油钻塔被定位于井场，并且，诸如钻井工具的井下设备由钻柱部署到地下而到达地下储层。在地面上，设置有石油钻塔，以将管道的立管部署到井筒中而形成钻柱。可以使用诸如顶部驱动器、方钻杆(Kelly)和旋转台等的各种地面设备向管道的立管施加扭矩并将管道的立管通过螺纹连接到一起。钻头被安装在钻柱的井下端上并且从地面推进到土壤中以形成井筒。

沿着钻柱设有井底钻具组件(BHA)。BHA可以设有各种井下部件，例如随钻测量、随钻测井、遥测、马达和/或其他井下工具，以执行各种井下操作，例如为钻头提供动力以钻出井筒。美国专利/申请No.2005/003438、2009/0223676、2011/0031020、7419018、6431294、6279670和4428443以及PCT申请No.WO2014/089457中提供了BHA或井下部件的示例，它们的全部内容都通过引用的方式并入本文。

发明内容

在至少一个方面，本公开涉及一种用于能够定位在地层中的井下工具的振动组件。该振动组件包括定位在井下工具中的振动座圈，该振动座圈具有非平面的接合表面。该振动组件还包括在井下工具中被定位成与所述振动座圈相隔一定距离的附加座圈。该附加座圈具有与振动座圈的所述非平面的接合表面面向的另一接合表面。该振动组件还包括定位在所述振动座圈与所述附加座圈之间的保持架以及能够定位在该保持架中的滚子。所述滚子以可滚动方式与所述非平面的接合表面及所述另一接合表面接合，以改变所述振动座圈与所述附加座圈之间的距离，由此，在所述井下工具中提供轴向移动。

所述附加座圈可以是轴承座圈，并且所述另一接合表面可以是平面的接合表面。所述附加座圈可以是可以与所述振动座圈相同或不同的、具有另一非平面的表面的另一振动座圈。

所述振动座圈、所述附加座圈和所述保持架可以是具有贯穿延伸的通道的环形构件。所述保持架可以具有滚子孔，以将所述滚子容纳在滚子孔中。所述滚子可以是圆柱形、球形和/或截头圆锥形的。

所述非平面的接合表面可以是围绕所述振动座圈径向延伸的波形表面。所述非平面的接合表面可以是延伸到所述振动座圈的内表面中的圆形通道。所述圆形通道可以具有非平滑的表面。所述非平面的接合表面可以具有处于平滑、弯曲、正弦状、阶状、斜坡式、对称和/或非对称的构造中的波峰和波谷。所述振动座圈和所述附加座圈可具有连接件孔，以容纳穿过该连接件孔的连接件，以便连接到所述井下工具。