钻头臂凹座的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本公开大体涉及地下钻井设备，并且更具体地说，涉及钻头臂凹座。
[0002] 背景
[0003] 烃类，诸如油和气体，常见地从可以位于陆上或者海上的地下地层获得。涉及将烃 类从地下地层移除的地下操作和过程的发展是复杂的。通常，地下操作涉及许多不同步骤， 例如像在所希望的井现场处钻探钻孔，处理所述钻孔以便优化烃类的生产，以及执行必要 步骤以便生产并处理来自地下地层的烃类。
[0004] 用于钻探井孔的钻头(诸如旋转锥形钻头)通常通过锻造和/或铸造过程以生产半 制品，之后进行机械加工和/或表面处理以获得所需几何形状以及表面精加工而制成。钻头 可以包括支撑构件，所述支撑构件包括用于在钻头旋转时对钻井液提供向上压力的提升表 面。钻井液还可以用来清洁、冷却以及润滑切割元件、切割结构和与牙轮钻头相关联的其他 部件。钻井液可以辅助井下地层的相邻部分的断裂、磨损和/或腐蚀。支撑构件还可以支撑 旋转锥形切割器，所述切割器的齿在操作期间碾碎地层。
[0005] 附图
[0006] 通过部分地参考以下描述和附图可理解本公开的一些具体的示例性实施方案。 [0007]图1是示例钻井系统的一个实施方案的选定元件的方框图；
[0008] 图2示出显示凹座可以包括在其中的钻头臂的一个实施方案的选定元件；
[0009] 图3示出在其中具有凹座的钻头臂的一个实施方案的选定元件;并且
[0010] 图4示出在其中具有凹座的钻头臂的一个实施方案的选定元件。
[0011] 虽然本公开的实施方案已经得以描绘和描述并且通过参考本公开的示例性实施 方案来加以限定，但是所述参考并不暗示对本公开的限制，并且不能推断出这样的限制。如 本领域中的技术人员以及受益于本公开的人员将想到，所公开的主题能够在形式和功能上 存在许多修改、变更和等效形式。所描绘和描述的本公开的实施方案仅为示例性的，并且并 非详尽说明本公开的范围。
[0012] 具体实施方案的描述
[0013] 本公开大体涉及钻井设备，并且更具体地说，涉及钻头臂凹座。这些钻头臂凹座可 以在保留由钻头臂的其他特征提供的所希望的流体流动特性的同时用来减轻钻头并减少 用于钻头的材料的量。
[0014] 为了促进更好理解本公开，给出某些实施方案的以下实施例。以下实施例决不应 被理解为限制或限定本公开的范围。本公开的实施方案可适用于任何类型地层中的水平、 垂直、偏斜、多边、u形管连接、交叉、绕开(钻探被卡住的中深落物周围并且返回井下）或其 他非线性钻孔。实施方案可以应用到注入井以及生产井，包括自然资源生产井，诸如硫化 氢、烃类或地热井。根据本文所描述的实施方案的装置和方法可以在钢缆、缆绳、随钻测量 (MWD)和随钻测井(LWD)操作中的一个或多个中使用。下文参照一个实现方式(诸如钢缆)描 述的实施方案不旨在限制。实施方案可以在适于沿着地层的区段进行测量、数据获取和/或 记录数据的各种地层工具中实现，所述地层工具例如，可以通过管柱中的流体通道或使用 钢缆、缆绳、牵引机、活塞、活塞牵引机、复绕管、井下机器人或等等传送。实施方案可以在各 种大小的钻头(诸如但不限于表1中列出的钻头的大小）中实现。
[0015]
[0016] 表1:钻头指称和大小。
[0017]现转向附图，图1示出钻井系统100的实施方案的选定元件。如图所示，钻井系统 100包括安装在地面122处的钻塔102,其定位在地下地层106内的钻孔104的上方。图1中，钻 塔102可以经由顶部驱动器126连接到多个钻管118和120。钻井系统100可以包括管中管钻 井系统，其中内管120可以设置在外管118内。钻井泥衆例如可以在由外管118内的内管120 限定的环形物内栗送到钻孔104中。钻井泥浆可以在井下通过井底组件(BHA)IOS栗送到钻 头110 AHA 108可以包括各种井下工具和/或另一个LWD/MWD元件112,其可以联接到外管 118和内管120上。在某些实施方案中，钻井液可以在环形物116内返回至地面122或转移到 内管120中。地面122处的控制单元124可以控制钻井设备中的至少一些的操作。
[0018]图1中，钻头110可以是旋转锥形钻头，并且可以具有许多钻头臂，其各自具有用于 分别支撑旋转锥形切割器的锥形件。尽管可以使用不同数量的钻头臂和相关联的锥形件， 但是图1中描绘的实施方案通过示例的方式包括三个钻头臂，其各自支撑在相应锥形件上。 当组装时，锥形切割器可以相互配对以便产生用于在钻头110在钻柱的末端处旋转时在地 质地层中钻孔的有效切割工具。钻头110的钻头臂可以包括提升表面，其向围绕钻头110循 环的钻井液提供向上的压力。在操作中，钻头110的钻头臂各自支撑相应旋转锥形件并保持 旋转锥形件附接到钻柱。当钻头旋转时，每个钻头臂还可以为钻井液提供提升表面。
[0019] 牙轮钻头的钻头臂可以多种方法中的任何一种制造。通常，尽管非排他地，钻头臂 由单个工件锻造(或铸造)并且随后进行后续机械加工，这涉及一定量的工件材料和机械加 工的时间，这两者都表示形成钻头的费用。在某些实例中，用于钻头臂的机械加工时间可能 与钻头臂的部分的总的外部表面积有关。如将进一步详细描述的，钻头110可以使用具有凹 座（图1中未示出，参见图3和图4)的钻头臂，所述凹座在锻造、铸造和/或另一个形成过程期 间在钻头臂内形成。钻头110的钻头臂中的凹座可以表示相对于用于钻头臂的常规形成过 程已经消除的工件材料。当相比于常规钻头时，凹座可以作用于减少钻头110中的材料的 量，这可以节约材料成本。当相比于常规钻头时，凹座可以导致减少用于形成钻头110的机 械加工的时间和努力，这可以进一步减少制造成本。然而，凹座仍然可以在钻头110的操作 期间为旋转锥形件提供充分的强度和支撑，旋转锥形切割器可以安装在所述旋转锥形件 上。在一些实施方案中，当钻头110设计具有总体上涉及在钻头110的钻头臂处的另外的工 件材料的提升表面时，凹座的上述特征在优化工件材料的量和生产钻头110的制造努力上 可以尤其地有益。
[0020] 现转向图2,其示出钻头臂200。图2中，钻头臂200示为包括上部分206、具有提升表 面204的外表面202、前缘208、后缘210以及下部分212,后者包括用于支撑旋转锥形切割器 (未示出）的旋转锥形件214。钻头臂200示为120°几何区段，3个此类区段可以配合以便形成 具有3个切割元件的钻头。外表面202可以表示钻头臂200的支撑构件216的表面，其接合上 部分206和下部分212。钻头臂200的支撑构件216和下部分212可以由上部分206挂起并保持 在适当位置。在钻头臂200中，支撑构件216包括外表面202,其可以具有相对大的面积，所述 面积可以在钻头臂200锻造和/或铸造后机械加工。
[0021]也在图2中示出的是凹座轮廓220,其描绘支撑构件216的区域，材料可以从所述区 域移除以便形成凹座，如下文关于图3和图4所描述。凹座轮廓220的凹座深度可以如所需改 变。在某些实施方案中，凹座轮廓220可以表示用于材料移除的最大线，这样使得当形成钻 头臂200时，可以移除比由凹座轮廓220给定的更小量的材料。可以为钻头臂200的给定实例 确定凹座轮廓220的精确位置，例如，通过使用几何材料模拟以便在预期的荷载条件下，诸 如在钻井操作期间计算和/或估算钻头臂200内的应力集中。因此，凹座轮廓220的精确定位 可以根据钻头臂200的设计和/或尺寸、用于钻头臂200的预期使用条件以及钻头臂200的所 需强度和/或韧性，如示例标准等等改变。在某些实施方案中，在钻头臂200的现存实例中需 要由凹座轮廓220给定的凹座的情况下，可以从钻头臂200移除材料以便形成凹座。材料移 除过程可以包括机械加工、锻造和/或切割操作。在使用本文所描述的各种方式中的任何并 如由凹座轮廓220给定来形成凹座后，热处理可以应用到钻头臂200以便释放应力和/或达 到所需冶金条件。
[0022]在图2的实施方案中，钻头臂200包括提升表面204以便在钻井操作期间改善钻井 液(未示出）的向上循环。如图所示，提升表面204可以表示倾斜水平面，其可以在相对于钻 头臂200的所需旋转方向的向上方向上弯曲。提升表面204的向上的弯曲部分可以给予(或 增加）向上力或压力，其在钻柱旋转时施加到钻井液。提升表面204可以具有相对于相应支 撑构件216的外表面202并且相对于钻头旋转轴线(未示出）总体上向上的倾斜。可以选择每 个提升表面204的构型和尺寸以便辅助形成相应液流(未示出），其具有在钻孔中总体上向 上的螺旋。由于提升表面204的形成可以通过向钻头臂200添加另外的材料实现，凹座轮廓 220处的凹座的形成在实现用来形成钻头臂200的一些材料之间最佳平衡和钻头臂200的所 需强度中可以尤其地有益。
[0023]在操作中，钻头臂200被设计来在引起前缘208引导、后缘210追随以及引起提升表 面204在钻井液上在钻头臂200可以附接的钻柱（见图1)的方向上生成提升力的方向上旋 转。当由凹座轮廓220给定的凹座包括在其中时，钻头臂200可以进一步以所需方式操作。凹 座可以减少钻头的总重，在所述钻头中钻头臂200的3个实例例如已经接合。凹座可以减少 钻头在钻孔中的外阻力或摩擦。凹座可以通过减少与钻孔接触的相关面积来减少钻头臂上 的总磨损。
[0024]现转向图3，其示出钻头臂300的一个实施方案的选定元件。图3中，钻头臂300以正 视图示出，其示出上部分306、具有提升表面304、前缘308、后缘310的外表面302以及下部分 312,后者包括用于支撑旋转锥形切割器(未示出）的旋转锥形件314。钻头臂300示为120°几 何区段，3个此类区段配合以便形成具有3个切割元件的钻头。外表面302可以表示钻头臂 300的支撑构件316的表面，其接合上部分306和下部分312。钻头臂300的支撑构件316和下 部分312可以由上部分306挂起并保持在适当位置。
[0025]图3中，钻头臂300示为包括凹座320,其表示工件材料已经选择性地移除以便形成 支撑构件316的空孔。凹座320可以具有各种形状并具有各种边缘。凹座320的形状和/或大 小可以基于用来形成钻头臂300的至少支撑构件316的材料定尺寸。支撑构件316的某些边 缘和角可以具