[发明专利]转位钻头

权利要求书

1.一种钻头，其包括：

钻头本体；

至少两个牙轮组件，所述至少两个牙轮组件安装到所述钻头本体，所述至少两个牙轮组件包括至少两个驱动缸，所述至少两个驱动缸上安装有至少两个牙轮；以及

转位机构，所述转位机构耦接到所述钻头本体并且被配置为将所述至少两个牙轮组件转位并且锁定至少一个驱动缸。

2.根据权利要求1所述的钻头，所述转位机构包括：

转位缸；

齿轮，所述齿轮耦接到所述转位缸的第一端；以及

活塞，所述活塞位于所述转位缸的第二端处。

3.根据权利要求2所述的钻头，所述转位缸还包括位于其外表面上的转位通道。

4.根据权利要求3所述的钻头，其还包括转位销，所述转位销耦接到所述活塞的内表面并且被配置为沿着所述转位通道移动。

5.根据权利要求2所述的钻头，其还包括位于由所述转位缸和所述活塞形成的中心腔室中的弹簧。

6.根据权利要求2所述的钻头，所述活塞包括位于其端部的外表面上的轨道。

7.根据权利要求6所述的钻头，其还包括锁定机构，所述锁定机构啮合所述轨道并且被配置为相对于所述轨道移动以啮合对应牙轮。

8.一种钻头，其包括：

钻头本体；

至少两个可转位结构，所述至少两个可转位结构包括多个切削元件；以及

转位机构，所述转位机构位于所述钻头本体上，所述转位机构啮合所述至少两个可转位结构中的至少一个，所述转位机构被配置为啮合并选择性地旋转所述至少两个可转位结构。

9.根据权利要求8所述的钻头，所述可转位结构被配置为在执行切削操作时相对于所述钻头本体保持静止。

10.根据权利要求8所述的钻头，所述转位机构被配置为使所述至少两个可转位结构中的每一个旋转离散量并且锁定所述至少两个可转位结构以防止其旋转。

11.根据权利要求8所述的钻头，其还包括至少一个传感器，所述至少一个传感器耦接到所述钻头本体并且被配置为监测所述可转位结构中的至少一个的旋转位置。

12.根据权利要求8所述的钻头，所述至少两个可转位结构中的至少一个为轮或牙轮。

13.根据权利要求12所述的钻头，所述至少两个可转位结构中的每一个均为轮，并且所述轮中的至少一个为第一轮，所述第一轮被离轴安装，使得所述钻头的直径随着所述第一轮的转位而变化。

14.根据权利要求8所述的钻头，其还包括至少一个传感器，所述至少一个传感器被配置为监测所述多个切削元件的至少一部分的磨损。

15.根据权利要求8所述的钻头，所述多个切削元件中的至少一个的切削端的形状选自由以下各项组成的群组：圆柱形；锥形；终止于顶点的凹表面；终止于顶点的凸侧表面；双曲抛物面形状；以及抛物柱面。

16.一种钻出井筒的方法，所述方法包括：

在钻柱的远端处向钻头提供流体，所述钻头包括至少两个可转位结构，所述至少两个可转位结构在第一位置中具有多个刀具和一个转位机构；

旋转所述钻柱并且由此钻进地层；

使所述转位机构在所述钻头的中心腔室内移动轴向距离到达第二位置；

响应于所述转位机构的移动而旋转所述至少两个可转位结构；以及

锁定所述至少两个可转位结构。

17.根据权利要求16所述的方法，其中在所述多个刀具已被确定为处于磨损状态后执行所述转位机构的移动。

18.根据权利要求16所述的方法，其中旋转所述至少两个可转位结构包括使至少一个可转位结构与所述转位机构的齿轮啮合。

19.根据权利要求16所述的方法，其中移动所述转位机构包括改变通往所述钻头的流体流率。

20.根据权利要求19所述的方法，其中移动所述转位机构包括轴向地移动基本上安置在活塞腔室中的所述转位机构的活塞，其中所述活塞的第一端位于所述中心腔室中，从而旋转所述转位机构的齿轮。