[发明专利]转位钻头

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年3月30日提交的美国临时专利申请序号62/139,948的权益和优先权，所述申请全文以引用的方式明确地并入本文。

发明背景

用于通过地质地层钻出井筒的钻头通常属于两个主要类别的钻头结构中的一个：“滚柱牙轮”钻头和“固定刀具”或“刮刀”钻头。滚柱牙轮包括一个或多个可旋转地安装到钻头本体的滚柱牙轮。在操作期间，滚柱牙轮将相对于钻柱旋转以在地质地层中钻出井筒。刮刀钻头具有由钢或另一高强度材料形成的本体，以及在选定位置处附接到钻头本体的切削元件(有时称为刀具元件、刀具或插入件)。切削元件位于多个刀片上。与滚柱牙轮钻头的牙轮不同，刮刀钻头的刀片是相对于钻柱静止的。刮刀钻头依靠钻柱的旋转来切穿地质地层。

由于刮刀钻头的刀片是相对于钻柱静止的，因此相同的切削元件在钻井期间暴露于地质地层。切削元件可以包括镶嵌在刀片或钻头上(在称为镶嵌金刚石的钻头的钻头上)的金刚石，或可以形成为具有由碳化物(例如碳化钨)制成的圆柱形衬底或支撑柱以及由沉积或以其他方式粘结到衬底(在称为PDC钻头的钻头上)的多晶金刚石材料或多晶氮化硼材料制成的超硬切削表面层。

发明内容

在一方面中，本公开的实施方案涉及一种钻头。所述钻头包括钻头本体。可以将至少两个牙轮组件安装在钻头本体上，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。钻头还可以在钻头本体上包括转位机构，所述转位机构被配置为旋转并锁定至少一个驱动缸。

在另一方面中，本公开的实施方案涉及一种钻头。所述钻头具有钻头本体和至少两个可转位结构，所述至少两个可转位结构具有多个切削元件。钻头可以在钻头本体上包括转位机构，使得转位机构被配置为啮合并旋转至少两个可转位结构并且啮合至少两个可转位结构中的至少一个。

在又一方面中，本公开的实施方案涉及一种钻出井筒的方法。所述方法包括旋转钻柱，所述钻柱在其远端具有钻头，从而钻进地层。钻头在第一位置中包括至少两个可转位结构和一个转位机构。转位机构可以在钻头的中心腔室内移动轴向距离。因此，转位机构的移动可随着转位机构的移动旋转至少两个可转位结构。随后可以锁定可转位结构。

提供本发明内容是为了介绍供选择的在以下详细描述中进一步描述的概念。本发明内容并不旨在识别要求保护的主题的关键或基本特征，也不旨在被用作来辅助限制要求保护的主题的范围。

附图简述

图1和图2是根据本公开的实施方案的钻头的透视图。

图3是根据本公开的实施方案的钻头的截面图。

图4是根据本公开的实施方案的转位机构。

图5和图6是根据本公开的实施方案的钻头的截面图。

图7示出了根据本公开的实施方案的转位机构。

图8是根据本公开的实施方案的钻头的截面图。

图9示出了根据本公开的实施方案的转位机构。

图10和图11是根据本公开的实施方案的钻头的截面图。

图12和图13示出了根据本公开的实施方案的转位机构。

图14至图16是根据本公开的实施方案的钻头的截面图。

图17示出了根据本公开的实施方案的转位机构。

图18是根据本公开的实施方案的钻头的截面图。

图19示出了根据本公开的实施方案的转位机构。

图20是根据本公开的实施方案的钻头的透视图。

图21和图22是根据本公开的实施方案的钻头的截面图。

图23是根据本公开的实施方案的转位机构的分解图。

图24是根据本公开的实施方案的钻头的截面图。

图25示出了根据本公开的实施方案的锁定机构。

图26示出了根据本公开的实施方案的转位机构。

图27是根据本公开的实施方案的钻头的截面图。

图28和图29示出了根据本公开的实施方案的转位机构。

图30和图31示出了根据本公开的实施方案的锁定机构。

具体实施方式