根據一個實施方式制造的裝置，包括鉆頭，所述鉆頭具有在其端部處的腔體和布置在所述腔體中的通訊裝置，其中所述通訊裝置包括第一部分和第二部分，其中所述第二部分的外部尺寸大于所述第一部分的外部尺寸，其中所述第二部分包括管道，所述管道構造成提供傳導體的從所述鉆頭到所述鉆頭外部的位置的通道以便于從所述鉆頭到所述鉆頭外部的元件提供直接的連接。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術總體上涉及鉆頭，其包括傳感器，所述傳感器用于提供連接到所述鉆頭的鉆進組件中的元件的各種測量值，并且提供與連接到所述鉆頭的鉆進組件中的元件的測量和/或處理數據的通訊。
技術介紹
油井(井孔)通常是利用鉆柱鉆出的，所述鉆柱包括管狀構件，所述管狀構件具有鉆進組件(也稱作井底鉆具組合或者“BHA”)，所述鉆進組件帶有連接到其底端的鉆頭。使所述鉆頭轉動以使地層碎裂來鉆出所述井孔。所述BHA包括用于提供關于與鉆進操作、BHA的行為和正被鉆探的井孔周圍的地層(地層參數)相關的多種參數的信息的裝置和傳感器。多種傳感器，比如壓力傳感器、傾角計、敏感伽瑪射線傳感器等等，嵌入在鉆頭中用于提供關于各種鉆進和地層參數的信息。來自于鉆頭傳感器的數據通常存儲在鉆頭中的存儲器裝置中，在將鉆頭從井孔移出之后找回該數據用于進一步處理和使用。在鉆進井孔的同時將鉆頭傳感器數據和/或處理過的數據從鉆頭中的電路傳輸到BHA和/或地表——即實時地——是理想的，因為鉆頭一般沒有足夠的空間用于容納處理大量數據的電子電路。BHA通常包括可以處理大量傳感器數據的處理器，因此在BHA中處理鉆頭數據是經濟的。還有，鉆頭承受比BHA的某些部件更大的振動和推力，更希望將這些處理器定位在此處。本專利技術提供了一種用于在鉆頭與連接到鉆頭的另一個裝置(比如BHA)之間進行實時的數據和電力通訊的設備和方法。
技術實現思路
根據一個實施方式做出的設備包括鉆頭，所述鉆頭具有在其端部上的腔體和布置在所述腔體中的通訊裝置，其中所述通訊裝置包括第一部分和第二部分，其中第二部分的外部尺寸大于第一部分的外部尺寸，其中所述第二部分包括構造成允許自鉆頭引出的傳導體延伸到鉆頭外部位置的通道，以便于提供自所述鉆頭引出的傳導體與鉆頭外部元件的直接連接。這里所披露的該設備的某些特征的示例是相當概略性的，以便于可以更好地理解接下來的詳細描述。當然，存在下文披露的該設備和方法的附加特征，它們將構成所附權利要求的主題。附圖說明為了詳細地理解本專利技術，應該結合附圖參照如下的詳細描述，在這些附圖中相似的兀件一般用相似的附圖標記表不，其中圖1是鉆進系統的示意圖，該鉆進系統包括其上連接有鉆頭的BHA以及在鉆頭與BHA之間的通訊設備；圖2是示例性鉆頭的軸測圖，其示出了傳感器在鉆頭中的布置以及連接到鉆頭頸部的相應的通訊連接件(communication links)；圖3是圖2的鉆頭的柄部的軸測線條簡圖，其示出了用于處理鉆頭傳感器信號的電子電路在柄部的頸部中的布置；圖4是通訊連接件的軸測圖，其構造成容納電子電路并且提供用于在所述鉆頭與所述BHA之間的直接數據和電力連接的通路；圖5是示出了根據本專利技術的一個實施方式的布置在鉆頭與連接到鉆頭的另一個工具(比如BHA)之間的圖4的通訊連接件的線條簡圖；以及圖6示出了一種可自動縮回的裝置，其可以用在通訊裝置中用于連接鉆頭與另一個裝置(比如BHA)之間的傳導體。具體實施例方式本專利技術涉及鉆頭在使用中時鉆頭與連接到鉆頭的裝置或工具之間的實時通訊。本專利技術可以有不同形式的各種實施方式。這些圖示出以及文字內容描述了本專利技術的特殊實施方式，其中應該理解的是所披露的內容被認為是這里所披露的原理的示例，其不旨在將本專利技術限制到這里所圖示和描述的內容中。圖1是示例性鉆進系統100的示意圖，其可以使用這里披露的用于在鉆進井孔中使用的鉆頭和數據通訊裝置。圖1示出了井孔110，該井孔包括其中安裝有套管112的上部111和利用鉆柱118正在鉆進的下部114。所述鉆柱118包括在其底端攜帶鉆進組件130(也稱做底部鉆具組合或“BHA”)的管狀構件116。所述管狀構件116可以通過將鉆桿節段連接起來而形成或者其可以是連續油管。鉆頭150連接到BHA130的底端，以用于使巖石地層碎裂以在地層119中鉆出具有選定直徑的井孔110。沒有示出的裝置包括諸如推進器、穩定器、定心器之類的裝置以及諸如用于使鉆進組件以所需的方向轉向的轉向單元之類的裝置。術語“井孔”和“井眼”這里用作同義詞。圖中示出了將鉆柱118從地表167處的鉆塔180輸送到井孔110中。圖1中示出的示例性鉆塔180為了便于解釋是陸上鉆塔。這里所披露的該裝置和方法還可以與用于鉆進海上井孔的鉆塔一起使用。在地表處的連接到鉆柱118的轉盤169或頂部驅動器(未示出)可以用于使鉆柱118轉動，從而使鉆進組件130和鉆頭150轉動來鉆出井孔110。還可以設置鉆進電機155 (也稱作“井下動力鉆具”)來使鉆頭轉動。BHA130中的控制單元(或控制器)170可以構造成接收并處理來自于鉆頭150中的傳感器160和鉆進組件130中的傳感器175的數據，并且控制鉆進組件130中各種裝置和傳感器的選定操作。所述控制器170可以包括處理器172(比如微處理器)、數據存儲裝置174和由所述處理器170使用來處理來自于傳感器160和175的數據的程序176。另外，可以是基于計算機系統的控制器190可以布置在地表167處，以用于接收和處理由鉆頭中的傳感器和鉆進組件130中的傳感器175傳輸的數據并且用于控制鉆進組件130中的各種裝置和傳感器的選定操作。在一個實施方式中，地表控制器190可以包括處理器192、用于存儲數據的數據存儲裝置(或計算機可讀介質)194以及計算機程序196。所述數據存儲裝置174和194可以是任何合適的裝置，包括但不局限于只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、閃存、磁帶、硬盤和光盤。為了鉆出井孔，在壓力下將鉆進流體從源179泵送到管狀構件116中。BHA中的遙測單元188 在BHA與地表控制器190之間提供雙向通訊。在鉆進期間，鉆進流體在鉆頭150的底部處排出并且經由鉆柱118與井孔110內壁之間的環形空間(也稱作“環空”)返回到地表。仍然參見圖1，鉆頭——比如鉆頭150——通常包括在其頂端處的螺紋銷連接部， 其連接到BHA130的底部處的箱形端部。所述箱形端部包括與鉆頭銷連接部上的螺紋互補的內螺紋。使箱形端部與銷端部配合提供了 BHA與鉆頭150之間的固定連接。這種連接不利于提供自鉆頭150到BHA130的傳導體的直接路徑。因此，在鉆頭150與BHA130中的數據總線之間沒有提供電學通訊，或者在一些情況下，在箱形端部處和銷連接部的頸部處使用電連接環，當箱形端部與銷端部配合時該連接環彼此接觸，從而在鉆頭150與BHA130之間提供電學路徑。在圖1中示出的結構中，經由通訊連接件154提供了鉆頭150與BHA130 之間的直接數據和電力連接。參照圖4-6描述示例性通訊連接件154的細節。圖2示出了示例性鉆頭150的透視圖。為了解釋這里描述的概念的目的，所示出的該鉆頭150是roc (聚晶金剛石復合片)鉆頭。但是，對于本專利技術的目的，可以使用任何其他類型的鉆頭。所示出的鉆頭150包括鉆頭本體212，鉆頭本體212包括頭端部212a和柄部212b。所述頭端部212a包括多個刮刀輪廓部(或者輪廓件)214a，214b，...214η。沿著每個輪廓部布置有多個切削裝置。例如，所示出的輪廓部214η含有切削裝置216a-216m。 所示出的所有輪廓部在鉆頭150的底部215處終止。每個切削裝置具有切削表面或者切削元件，比如切削裝置216a的元件216a’—本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.08.06 US 61/371,5501.一種用在井孔中的設備，包括 鉆頭; 連接到所述鉆頭的工具，其中在所述鉆頭與所述工具之間形成腔體；以及 在所述腔體中的通訊裝置，所述通訊裝置包括貫穿的管道，所述管道能夠實現所述鉆頭與所述工具之間的直接通訊。2.根據權利要求1所述的設備，其中所述腔體包括在所述鉆頭中的第一腔體和在所述工具中的第二腔體。3.根據權利要求2所述的設備，其中所述通訊裝置包括布置在所述鉆頭中的所述第一腔體中的第一部分和布置在所述工具中的第二腔體中的第二部分。4.根據權利要求3所述的設備，其中所述第二部分的外部尺寸大于所述第一部分的外部尺寸，并且其中所述管道形成在所述第二部分中。5.根據權利要求3所述的設備，其中所述第二部分構造成密封所述第一腔體和所述第二腔體。6.根據權利要求3所述的設備，其中所述通訊裝置還包括布置在所述工具中的所述第二腔體中的第三部分，其中所述第一部分、第二部分和第三部分形成雙線軸，其構造成提供壓力密封的第一腔體和壓力密封的第二腔體。7.根據權利要求1所述的設備，還包括穿過所述管道布置在所述鉆頭與所述工具之間的通訊連接件。8.根據權利要求7所述的設備，還包括在所述鉆頭中的傳感器，當使用所述鉆頭鉆進井孔時，所述傳感器提供與所關注參數相關的信號。9.根據權利要求3所述的設備，還包括在所述通訊裝置的所述第一部分中的電路，所述電路構造成處理來自于所述鉆頭中的所述傳感器的信號，并且其中所述通訊連接件連接到所述第一部分中的所述電路和所述第二部分中的電路。10.根據權利要求1所述的設備，其中所述第一腔體在所述鉆頭的銷部中，所述第二部分在所述工具的箱形部分中。11.根據權利要求7所述的設備，還包括可收回裝置，其連接到穿過所述管道的傳導體，其中所述可收回裝置構造成能夠使所述工具可轉動地連接到所述鉆頭。12.—種執行井孔操作的方法，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：T·T·鄭，E·沙利文，
申請(專利權)人：貝克休斯公司，
類型：
國別省市：
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