[发明专利]钻井单元

说明书

一种用于钻孔的钻井单元，其中，钻井单元包括钻头(1)。所述钻头(1)还包括：拉动构件(2)，其用于将套管(7)拉入孔中；定向钻头(3)，其用于钻中心孔；连接构件；和环形钻头组件(4)，环形钻头组件(4)，其用于对套管(7)的中心孔进行扩孔。所述环形钻头组件(4)通过连接构件连接至所述定向钻头(3)，并且通过拉动构件(2)连接至所述套管(7)。所述环形钻头组件(4)包括承载件(5)和多个环形钻头段(6)，承载件(5)包括承载件联接构件(23)，多个环形钻头段(6)以可移动的方式附接至所述承载件联接构件(23)。

技术领域

本发明涉及在地面钻孔。本发明尤其涉及钻井单元和用于钻孔的布置、以及用于生产环形钻头段的方法。

背景技术

在地面钻孔时使用钻井装置。按照惯例，钻井装置包括钻井单元，该钻井单元被送入待钻孔的孔中。钻井装置具有套管，套管内部有钻井单元。钻井单元具有钻头，该钻头包括拉动构件和定向钻头，拉动构件用于将套管拉入孔中，定向钻头用于钻中心孔。钻井装置还包括：环形钻头，其连接至套管，用于对套管的中心孔进行扩孔。在钻井并将套管安装到孔中之后，通过套管将定向钻头从孔中拉出。因为环形钻头连接至套管，因此它和套管一起留在孔中。这意味着，环形钻头不可重复使用，并且每次钻孔都需要新的环形钻头。这增加了钻井成本。

也使用一种包括套管的钻井装置，该套管内部有钻井单元，钻井单元被送入待钻孔的孔中。钻井单元包括钻头，钻头具有定向钻头和拉动构件，定向钻头具有多个翼部，拉动构件用于在钻井期间将套管拉入孔中。当翼部处于伸展状态时，它们正在对套管钻更大的孔，而当它们位于缩回位置时，它们正在钻更小的孔。定向钻头翼部可以是进给致动或旋转致动的。在地面钻孔时，进给致动的定向钻头是被推向孔的底部，并且通过内部机构使翼部被推出并锁定到这个位置。在钻井并将套管安装到孔中之后，通过拉出定向钻头来使翼部缩回。旋转致动的定向钻头通过以下方式致动：将定向钻头推向孔的底部并使其朝一个方向旋转，以使翼部转动或滑动到伸展位置。通过反向旋转，翼部缩回到原始位置。在钻井之后，通过套管使翼部缩回的定向钻头被向上拉动并从孔中拉出。

当使用翼部附接至定向钻头主体的钻井装置时，已经发现几个缺点，主要涉及该布置的结构。首先，设计在地面具有挑战性的条件下能够取出和缩回的翼部是十分复杂的。而且，复杂的锁定构件用于将翼部锁定至定向钻头，在许多情况下，更换或修理翼部是困难甚至不可能的。此外，将翼部锁定至取出或缩回位置往往会失败，从而导致翼部意外关闭和打开、以及对工作造成不必要的中断。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于钻孔的新装置和一种用于钻孔的布置、以及一种用于生产环形钻头段的方法，以解决上述问题。通过其特征在于独立权利要求所述内容的方法和装置，来实现本发明的目的。从属权利要求中公开了本发明的优选实施例中的一些实施例。

本发明所基于的思想是，提供一种用于钻孔的新型钻井单元，其中，环形钻头段以可移除的方式附接至承载件。

本发明的布置和方法的优点是，环形钻头段与定向钻头主体分离并附接至承载件，从而使该设计十分简单。通过本发明的装置和方法，更换环形钻头段和环形钻头组件较容易。此外，将环形钻头段锁定至取出或缩回位置较简单。钻井并将套管安装入孔中之后，通过定向钻头将环形钻头组件从孔中取出较容易。因此，可重复使用环形钻头组件，从而降低了钻井成本。将结合说明书解释该解决方案的其他优点。

附图说明

下面将参照附图，通过优选实施例更详细地描述本发明，其中，

图1示出了根据实施例的钻头；

图2是根据图1的钻头的分解图；

图3a是根据实施例的环形钻头组件的分解图；

图3b示出了根据图1的环形钻头组件，此时环形钻头段位于伸展位置；

图3c示出了根据图1的环形钻头组件，此时环形钻头段位于缩回位置；