鉆孔工具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在石油鉆井平臺(tái)的水泥壓載艙中鉆出開(kāi)孔以進(jìn)入所述壓載艙的 內(nèi)部空間的鉆孔工具。本發(fā)明還涉及一種井下系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] -些石油鉆井平臺(tái)/鉆塔安裝在壓載艙中，當(dāng)這些石油鉆井平臺(tái)廢棄時(shí)，在壓載艙 能被封閉前，必須檢查這些壓載艙中的內(nèi)容物。因?yàn)槭豌@井平臺(tái)的托起結(jié)構(gòu)或類(lèi)似的結(jié) 構(gòu)，由于空間是十分有限的，很難進(jìn)入至壓載艙的頂部。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的一個(gè)目的是整體或者部分地克服上述的已有技術(shù)的缺點(diǎn)和缺陷。更具體 地說(shuō)，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供能夠從所述壓載艙的頂部進(jìn)入至壓載艙的入口的井下工 具。
[0004] 從下面的描述中將變得顯而易見(jiàn)的上述的目的和眾多其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征通過(guò) 根據(jù)本發(fā)明的解決方案而實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明的解決方案通過(guò)用于在石油鉆井平臺(tái)的水泥壓載艙 中鉆孔的工具以進(jìn)入至所述壓載艙的內(nèi)部空間，所述鉆孔工具包括：
[0005] -驅(qū)動(dòng)第一軸的電動(dòng)馬達(dá)
[0006] -栗，其由電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)以栗送井流體通過(guò)入口進(jìn)入和通過(guò)出口離開(kāi)，
[0007] -齒輪裝置，其由延伸穿過(guò)所述栗的第一軸驅(qū)動(dòng)以減小第二軸的轉(zhuǎn)速，和
[0008] -鉆孔頭部，其具有鉆頭和至少一個(gè)鉆孔頭部流體通道且由第二軸驅(qū)動(dòng)，栗的出口 與所述流體通道流體連接以通過(guò)所述流體通道將井流體栗出，
[0009] 其中，所述齒輪裝置布置在齒輪殼體中，齒輪殼體布置在工具殼體中并限定了提 供所述栗和鉆孔頭部流體通道之間流體連通的齒輪裝置流體通道以阻止井流體進(jìn)入所述 齒輪裝置。
[0010]所述鉆孔工具還包括與所述齒輪殼體流體連通的補(bǔ)償器，以使用補(bǔ)償器流體擠壓 所述齒輪殼體。
[0011] 另外，所述鉆孔工具還包括與線(xiàn)纜電連接的控制部段，所述補(bǔ)償器布置在所述控 制部段和馬達(dá)之間。
[0012] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述補(bǔ)償器可被布置在齒輪殼體和栗之間。
[0013] 另外，第一軸可為空心的且補(bǔ)償器可通過(guò)所述空心的第一軸和齒輪殼體流體地連 接。
[0014] 另外，空心的第一軸可延伸通過(guò)所述栗并且驅(qū)動(dòng)所述栗。
[0015] 另外，所述齒輪裝置可以為行星齒輪。
[0016] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述行星齒輪可具有多級(jí)。
[0017] 在另一實(shí)施例中，所述行星齒輪可為多級(jí)行星齒輪。
[0018] 所述齒輪殼體還可包括軸承。
[0019 ]另外，所述鉆頭可以為孔鋸鉆頭。
[0020] 所述鉆孔工具還可包括布置在所述齒輪裝置和所述鉆孔頭部之間的聯(lián)接部段。
[0021] 另外，所述聯(lián)接部段可與所述第二軸連接并且可包括用于承受軸向載荷的軸承。
[0022] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述聯(lián)接部段還可包括例如安全銷(xiāo)(剪切銷(xiāo)）的釋放元件，以釋 放所述鉆孔頭部。
[0023] 所述鉆孔工具還可包括用于引導(dǎo)所述鉆孔頭部的引導(dǎo)裝置。
[0024] 所述引導(dǎo)裝置也可從所述工具殼體內(nèi)伸出。
[0025] 另外，所述鉆孔工具可包括驅(qū)動(dòng)單元，例如井下?tīng)恳?，用于在井中推?dòng)所述工具 前進(jìn)。
[0026] 本發(fā)明還涉及一種井下系統(tǒng)，包括
[0027] -如上所述的鉆孔工具，和
[0028] -部分地由部分水泥和鐵制成的壓載艙。
【附圖說(shuō)明】
[0029] 本發(fā)明及其很多優(yōu)點(diǎn)在下面將參照示意性附圖更詳細(xì)地進(jìn)行描述，所述附圖用于 示意性地示出一些非限制性實(shí)施例，圖中
[0030] 圖1示出了具有用于在石油鉆井平臺(tái)的壓載艙中鉆孔的鉆孔工具的井下系統(tǒng)，
[0031] 圖2示出了井下鉆孔工具，
[0032] 圖3示出了另一井下鉆孔工具，
[0033]圖4A示出了鉆孔工具的鉆孔頭部的橫截面視圖，
[0034]圖4B示出了鉆孔頭部的部分放大視圖，
[0035]圖5示出了鉆孔工具的栗，
[0036]圖6示出了鉆孔工具的齒輪裝置，
[0037]圖7示出了鉆孔工具的聯(lián)接部段，和
[0038] 圖8不出了另一鉆孔工具。
[0039] 所有的附圖為高度示意性地且不必然地成比例，并且它們僅僅示出對(duì)于闡釋本發(fā) 明必須的那些部分，其它部分被省略或僅僅是提及。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 圖1示出了鉆孔工具1在水泥壓載艙3中鉆出開(kāi)孔2,石油鉆井平臺(tái)4被支承在水泥 壓載艙3上。鉆孔工具1鉆出縱向開(kāi)孔以進(jìn)入所述壓載艙3中的內(nèi)部空間5。當(dāng)這種艙被廢棄 時(shí)，需要檢查所述艙中的內(nèi)容物，以保證這些艙不含有可能對(duì)環(huán)境有影響的任何物質(zhì)。壓載 艙3可由水泥和強(qiáng)化鐵制成并且為空心的。
[0041] 圖2的鉆孔工具1包括具有用于鉆入壓載艙3的鉆頭15的鉆孔頭部14。所述鉆孔工 具1還包括電動(dòng)馬達(dá)6,所述電動(dòng)馬達(dá)通過(guò)控制部段21由線(xiàn)纜22供電且驅(qū)動(dòng)栗8以用于將井 流體通過(guò)入口 9栗送入和通過(guò)鉆孔頭部14栗送出。傳動(dòng)裝置/齒輪裝置11布置在鉆孔頭部14 和所述栗8之間并且借助延伸穿過(guò)所述栗的第一軸7(在圖5和6中示出）由馬達(dá)6驅(qū)動(dòng)以減小 驅(qū)動(dòng)鉆孔頭部的第二軸12的轉(zhuǎn)速(在圖4中示出）。鉆孔工具還包括用于擠壓齒輪裝置11的 補(bǔ)償器20，以防止臟的井流體進(jìn)入所述齒輪裝置。
[0042] 在圖3中，鉆孔頭部14為孔鋸鉆頭并且通過(guò)聯(lián)接部段24(在圖4A中示出）和第二軸 12連接，所述聯(lián)接部段24包括用于承載軸向載荷的軸承44(在圖7中示出）。所述聯(lián)接部段24 還包括第一釋放元件26(在圖7中示出），例如安全銷(xiāo)，其用于在當(dāng)鉆孔操作期間鉆孔頭部被 卡住的情況下，將所述鉆孔頭部14從鉆孔工具1的其它部分釋放。
[0043]圖4A示出了在壓載艙3中進(jìn)行鉆孔操作期間的孔鋸鉆頭形式的鉆孔頭部14的截面 圖。鉆孔頭部14和第二軸12連接并且具有面向聯(lián)接部段24中的流體通道28的若干個(gè)鉆孔流 體通道16。如箭頭所表示的，通過(guò)在栗中的入口9栗入的井流體通過(guò)鉆孔頭部流體通道16并 且被迫沿著所述孔鋸鉆頭的內(nèi)表面29流動(dòng)直到所述井流體達(dá)到所述鉆頭15，圍繞所述鉆頭 流動(dòng)并且然后沿著所述孔鋸鉆頭的外表面30流回至栗入口 9。
[0044]如在圖4B中看到的，所述孔鋸鉆頭的外表面30和壓載艙3的水泥材料之間的外距 X。大于所述孔鋸鉆頭的內(nèi)表面29和壓載艙3的水泥之間的內(nèi)距X1。通過(guò)經(jīng)由鉆孔頭部流體通 道16將井流體栗出，所述井流體被迫沿著所述鉆頭15以在鉆孔操作期間冷卻鉆頭15,并且 由于內(nèi)矩小于外距，在井流體中的碎片不會(huì)被卡住。如果井流體通過(guò)所述鉆孔頭部而被吸 入，能夠沿著外表面通過(guò)的碎片當(dāng)試圖通過(guò)所述孔鋸鉆頭的內(nèi)表面時(shí)仍然會(huì)被卡住。通過(guò) 使得所述流體首先沿著最小距離流動(dòng)，該碎片不會(huì)被卡住。
[0045] 在圖5中示出的栗8由用于通過(guò)入口 9栗入和通過(guò)出口 10栗出井流體的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。 栗8具有工具殼體18,且所述第一軸7延伸穿過(guò)所述栗。所述栗8為離心栗，且所述栗級(jí)由第 一軸7的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。第一軸7為空心的以為所述齒輪裝置11(在圖2中示出）提供補(bǔ)償流體，所 述井流體在所述第一軸7的外側(cè)流動(dòng)且通過(guò)所述齒輪裝置被栗送入鉆孔