探角度控制機構(gòu)302還可接收或產(chǎn)生控制信號，以控制電動機310和操縱組件300的鉆探角度。一旦鉆探角度已經(jīng)設(shè)定，電動機310可使偏移心軸303保持相對于偏心凸輪305的轉(zhuǎn)動定向，這樣，偏移心軸303和偏心凸輪可通過流體受控的驅(qū)動機構(gòu)一起轉(zhuǎn)動，以使鉆頭軸304保持相對于地球位置不變的位置。
[0030]根據(jù)本發(fā)明諸方面，用來控制鉆孔內(nèi)鉆探組件方向的示例方法可包括在鉆孔內(nèi)定位操縱組件。該操縱組件可包括外殼、設(shè)置在外殼內(nèi)的可變流體流動路徑、與可變流體流動路徑流體地連通的流體受控的驅(qū)動機構(gòu)；以及偶聯(lián)到流體受控的驅(qū)動機構(gòu)的偏移心軸。該操縱組件可以是與上述的操縱組件200和300相同或相類似。該方法可包括:獨立于外殼轉(zhuǎn)動偏移心軸，以及通過改變可變流體流動路徑來改變偏移心軸的轉(zhuǎn)速。在某些實施例中，改變可變流體流動路徑可包括使用流動控制閥來改變通過可變流體流動路徑的流體流動。
[0031]在示例方法的某些實施例中，操縱組件還可包括可樞轉(zhuǎn)地偶聯(lián)到外殼上的鉆頭軸。該鉆頭軸可以部分地設(shè)置在偏移心軸的偏心座內(nèi)。此外，外殼可以構(gòu)造成將轉(zhuǎn)矩賦予到鉆頭軸上。而且流體受控的驅(qū)動機構(gòu)可包括渦輪機和泥漿馬達中的一者，且操縱組件還可包括偶聯(lián)到流體受控的驅(qū)動機構(gòu)的發(fā)電機。
[0032]在上述方法的某些實施例中，偏移心軸可以至少部分地設(shè)置在偏心凸輪內(nèi)。而偏心凸輪可偶聯(lián)到流體受控的驅(qū)動機構(gòu)的輸出上。此外，偏移心軸可偶聯(lián)到電動機上，該電動機構(gòu)造成獨立于偏心凸輪轉(zhuǎn)動偏移心軸。如上所述，電動機可相對于偏心凸輪轉(zhuǎn)動偏移心軸以改變操縱組件的鉆探角度。
[0033]根據(jù)本發(fā)明諸方面，用來控制鉆孔內(nèi)鉆探組件方向的另一示例方法可包括在鉆孔內(nèi)定位操縱組件，其中，操縱組件包括偶聯(lián)到鉆頭軸的偏移心軸。操縱組件、偏移心軸和鉆頭軸可與以上參照圖2A-2D和3A-3C所描述的相同或相類似。該方法還可包括用偶聯(lián)到偏移心軸的電動機來轉(zhuǎn)動偏移心軸。用電動機來轉(zhuǎn)動偏移心軸可改變鉆頭軸的縱向軸線。該方法還可包括:通過改變與流體受控的驅(qū)動機構(gòu)流體地連通的可變流體流動路徑來改變偏心凸輪的轉(zhuǎn)速。該可變流體流動路徑可包括流動控制閥。
[0034]因此，本發(fā)明很好地適合于達到以上提及的目標(biāo)和優(yōu)點以及其固有的優(yōu)點。以上披露的特殊的實施例只是說明性的，因為本披露可以不同的但等價的方式進行修改和實踐，這種方式為從本文內(nèi)容中獲益的本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員所明白。此外，對于本文所示的構(gòu)造或設(shè)計的細節(jié)并不意圖加以限制，附后的權(quán)利要求書中描述了其它的構(gòu)造或設(shè)計細節(jié)。因此，很顯然以上披露的特殊的說明性實施例可以改變或修改，所有如此的變化都被認為納入到本發(fā)明范圍和精神之內(nèi)。還有，權(quán)利要求書中的權(quán)項具有其樸素的通常的含義，除非由專利權(quán)所有人用其它方式明確地和清楚地加以定義。如權(quán)利要求書中所使用的不定冠詞“一”或“一個”在文中定義為意指所引入的一個或多于一個的元件。此外，如在詳細描述中所用到的術(shù)語“偶聯(lián)”或“被偶聯(lián)”或任何普遍的變化并不意圖局限于直接的偶聯(lián)。相反，兩個元件可間接地偶聯(lián)，并在詳細描述和權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)仍然被認為是偶聯(lián)的。
【主權(quán)項】
1.一種用來控制鉆孔內(nèi)鉆探組件方向的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 夕卜殼; 位于所述外殼內(nèi)的可變的流體流動路徑； 流體受控的驅(qū)動機構(gòu)，其與所述可變的流體流動路徑流體地連通；以及偏移心軸，其偶聯(lián)到所述流體受控的驅(qū)動機構(gòu)的輸出，其中，所述偏移心軸相對于所述外殼獨立地轉(zhuǎn)動。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括樞轉(zhuǎn)地偶聯(lián)到所述外殼的鉆頭軸，其中， 所述鉆頭軸部分地設(shè)置在所述偏移心軸的偏心座內(nèi)；以及 所述外殼構(gòu)造成對所述鉆頭軸賦予轉(zhuǎn)矩。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述可變流體流動路徑包括流動控制閥，其構(gòu)造成改變通過可變流體流動路徑的流體流動。
4.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述流體受控的驅(qū)動機構(gòu)包括渦輪機和泥漿馬達中的一者。
5.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括偶聯(lián)到所述流體受控的驅(qū)動機構(gòu)的發(fā)電機。
6.如上述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述偏移心軸至少部分地設(shè)置在偏心凸輪內(nèi)， 所述偏心凸輪偶聯(lián)到所述流體受控的驅(qū)動機構(gòu)的所述輸出。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述偏移心軸偶聯(lián)到電動機；以及 所述電動機構(gòu)造成獨立于所述偏心凸輪轉(zhuǎn)動所述偏移心軸。
8.一種用來控制鉆孔內(nèi)鉆探組件方向的方法，包括: 將操縱組件定位在鉆孔內(nèi)，其中，所述操縱組件包括: 夕卜殼; 設(shè)置在所述外殼內(nèi)的可變流體流動路徑； 與所述可變流體流動路徑流體地連通的流體受控的驅(qū)動機構(gòu)；以及 偶聯(lián)到所述流體受控的驅(qū)動機構(gòu)的偏移心軸； 獨立于所述外殼轉(zhuǎn)動所述偏移心軸；以及 通過改變所述可變流體流動路徑來改變所述偏移心軸的轉(zhuǎn)速。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于， 所述操縱組件還包括可樞轉(zhuǎn)地偶聯(lián)到所述外殼的鉆頭軸； 所述鉆頭軸部分地設(shè)置在所述偏移心軸的偏心座內(nèi)；以及 所述外殼構(gòu)造成將轉(zhuǎn)矩賦予到所述鉆頭軸上。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，改變所述可變流體流動路徑包括使用流動控制閥來改變通過所述可變流體流動路徑的流體流動。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述流體受控的驅(qū)動機構(gòu)包括渦輪機和泥漿馬達中的一者。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述操縱組件還包括偶聯(lián)到所述流體受控的驅(qū)動機構(gòu)的發(fā)電機。
13.如權(quán)利要求8-12中任一項所述的方法，其特征在于， 所述偏移心軸至少部分地設(shè)置在偏心凸輪內(nèi)， 所述偏心凸輪偶聯(lián)到所述流體受控的驅(qū)動機構(gòu)的所述輸出上。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于， 所述偏移心軸偶聯(lián)到電動機；以及 所述電動機構(gòu)造成獨立于所述偏心凸輪轉(zhuǎn)動所述偏移心軸。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，還包括通過相對于所述偏心凸輪轉(zhuǎn)動所述偏移心軸，改變所述操縱組件的鉆探角度。
16.一種用來控制鉆孔內(nèi)鉆探組件方向的方法，包括: 將操縱組件定位在鉆孔內(nèi)，其中，所述操縱組件包括偶聯(lián)到鉆頭軸的偏移心軸； 用偶聯(lián)到偏移心軸的電動機來轉(zhuǎn)動所述偏移心軸； 使用偶聯(lián)到所述偏移心軸的流體受控的驅(qū)動機構(gòu)來轉(zhuǎn)動所述偏移心軸； 通過改變與所述流體受控的驅(qū)動機構(gòu)流體地連通的可變流體流動路徑，來改變所述偏移心軸的轉(zhuǎn)速。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，用所述電動機轉(zhuǎn)動所述偏移心軸，改變所述鉆頭軸的縱向軸線。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述鉆頭軸的所述縱向軸線對應(yīng)于鉆探裝置的鉆探角度。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述可變流體流動路徑包括流動控制閥。
20.如權(quán)利要求16-19中任一項所述的方法，其特征在于，所述流體受控的驅(qū)動機構(gòu)包括渦輪機和泥漿馬達中的一者。
【專利摘要】根據(jù)本發(fā)明諸方面，本文描述用來控制鉆孔內(nèi)鉆探組件方向的系統(tǒng)和方法。一示例的系統(tǒng)可包括外殼201b(圖2B)和外殼201b內(nèi)的可變的流體流動路徑203(圖2B)。流體受控的驅(qū)動機構(gòu)209(圖2C)可與可變的流體流動路徑203流體地連通。此外，偏移心軸212可偶聯(lián)到流體受控的驅(qū)動機構(gòu)209的輸出。該偏移心軸212可相對于外殼201b獨立地轉(zhuǎn)動。該系統(tǒng)還可包括樞轉(zhuǎn)地偶聯(lián)到外殼201b并偶聯(lián)到偏移心軸212的偏心座的鉆頭軸216。
【IPC分類】E21B7-06
【公開號】CN104812987
【申請?zhí)枴緾N201280077257
【發(fā)明人】D·溫斯洛, N·德拉里卡
【申請人】哈里伯頓能源服務(wù)公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2012年12月21日
【公告號】CA2892167A1, EP2920399A1, WO2014098900A1