钻井工具和设备的制作方法
【专利摘要】一种钻井设备包括旋转切割工具，所述旋转切割工具具有近端和远端并且进一步限定大体上在所述近端和所述远端之间延伸的旋转轴线。所述旋转切割工具包括位于所述近端和所述远端之间的且主要面向近端方向的朝向近端的面。所述旋转切割工具还包括在所述朝向近端的面和所述近端之间延伸的倾斜安装面。所述倾斜安装面相对于所述朝向近端的面和所述旋转轴倾斜，其中安装孔和安装突出件中的一个被设置在所述朝向近端的面上。所述安装孔和所述安装突出件中的一个具有大致在所述旋转轴的方向上延伸的安装深度。所述远端包括构造为用于切割和磨削中的至少一个的特征部。
【专利说明】钻井工具和设备
【技术领域】
[0001 ] 本发明总体上涉及一种地下钻井装备。更具体地，本发明涉及一种适用于被安装在钻具组的端部的钻头和探测仪壳体。
【背景技术】
[0002]地下钻井系统经常使用旋转钻井工具以在地层中形成一个钻孔。旋转钻井工具典型地被安装在包括多个端对端地串接在一起的钻杆(例如，钻管)的钻具组的远端。钻具组将来自近端驱动机构(例如，地上驱动机构)的推力和转矩传递到旋转钻井工具。以此方式，钻具组被用于围绕钻具组的纵轴线旋转旋转钻井工具并且同时用于在远端方向上向旋转钻井工具施加推力。钻杆被不断地添加到钻具组以增加孔的长度。对于特定的应用，旋转钻井工具包括允许引导或操纵旋转钻井工具以控制钻孔的方向的结构(例如，斜面/带角度的面)。探测仪可以被设置在靠近旋转钻井工具，用于监视旋转钻井工具的诸如螺距(pitch)和转动取向(即，滚动角或钟点位置)的操作参数。探测仪也可以与其他设备一起工作以允许确定钻井工具的几何位置。探测仪典型地与用于控制旋转钻井工具行进的方向的控制系统互相联系。在U.S.专利N0.7，172，035中公开了包括探测仪的示例钻井系统，其全部内部通过引用纳入此文。
【发明内容】
[0003]本发明的特定方面涉及一种用于将旋转切削工具联接到诸如探测仪壳的驱动构件的方法和装置。
[0004]在下文的描述中将提及多种其他方面。这些方面可以涉及独立的特征部以及这些特征部的组合。应当理解之前的总体描述和以下的详细描述仅仅是示例性的和说明性的，并且不是对本文描述的实施方式所基于的宽泛概念的限制。
【专利附图】
【附图说明】
[0005]图1是根据本发明的原理的探测仪壳和旋转切削工具的分解立体图；
[0006]图2是图1的探测仪壳和旋转切削工具的近端立体图，其中旋转切削工具联接到探测仪壳；
[0007]图3是图2的探测仪壳和旋转切削工具的远端立体图，其中旋转切削工具联接到探测仪壳；
[0008]图4是图1的探测仪壳的局部立体图；
[0009]图4A是图1的探测仪壳的局部立体图，其中第一和第二销连接到探测仪壳；
[0010]图5是图1的旋转切削工具的立体图；
[0011]图6是图5的旋转切削工具侧视图；
[0012]图7是图5的旋转切削工具的底部立体图；
[0013]图8是图5的旋转切削工具的另一底部立体图；
[0014]图9是与图6的旋转切削工具的侧视图相对侧的侧视图；
[0015]图10是图5的旋转切削工具的顶视图；
[0016]图11是图5的旋转切削工具的近端侧立体图；
[0017]图12是图1的探测仪壳和旋转切削工具的顶视图，其中旋转切削工具联接到探测仪壳;
[0018]图13是沿图12的剖面线13-13截取的剖视图；
[0019]图14是图1的示出为彼此联接的探测仪壳和旋转切削工具的侧视图；
[0020]图15是沿图14的剖面线15-15截取的剖面图；
[0021]图16是在图15中示出的旋转切削工具的放大图；
[0022]图17是图10的旋转切削工具的底视图；
[0023]图18是图5的旋转切削工具的远端视图；
[0024]图19是图5的旋转切削工具的近端视图；
[0025]图20示出了可以与图1的旋转切削工具互换的另一旋转切削工具；
[0026]图21是图20的旋转切削工具的侧视图；
[0027]图22是图20的旋转切削工具的顶视图；
[0028]图23是图20的旋转切削工具的底视图；
[0029]图24是图20的旋转切削工具的远端视图；以及
[0030]图25是图20的旋转切削工具的近端视图。
【具体实施方式】
[0031]图1示出了根据本发明的原理的钻井设备20。钻井设备20包括探测仪壳22 (例如，连接部件)和安装到探测仪壳22的旋转切削工具24 (即，旋转钻井工具)。联接接口26可以被设置在探测仪壳22和旋转切削工具24之间。钻井设备20可以适于连接到钻具组30的远端28，从而钻具组30可以用于以围绕钻具组30的中心旋转轴线的旋转切削运动方式旋转钻井设备20。
[0032]联接接口 26可以适于将旋转切削工具24机械地固定到探测仪壳22从而可以在探测仪壳22和旋转切削工具24之间传递转矩。另外，联接接口 26可以构造为保证旋转切削工具24在钻井操作期间保持为附接到探测仪壳22，并且也允许推力和后拉(pull back)载荷被从探测仪壳22传递到旋转切削工具24。联接接口 26也可以构造为允许旋转切削工具24被快速地联接到探测仪壳22和从探测仪壳22拆卸下来。
[0033]参考图1-3，探测仪壳22具有细长体32，该细长体32具有沿着中央纵轴线34延伸的长度。探测仪壳22的细长体32可以沿着中央纵轴线34从探测仪壳22的近端36延伸到探测仪壳22的远端38。探测仪壳22的近端36可以适于连接到钻具组30。在一个示例中，探测仪壳22可以限定细长的探测仪腔体40 (参见图1)，该探测仪腔体40具有沿着探测仪壳22的中央纵轴线34延伸的长度。探测仪腔体40可以具有可以通过可拆卸盖构件44覆盖的开口顶侧42。可拆卸盖构件44可以包括近端凸片46和远端凸片48。当可拆卸盖构件44被安装在探测仪腔体40上时，近端凸片46配合在探测仪壳22的凹口 50中(参见图13)并且远端48被扣在旋转切削工具24的后部之下。
[0034]再次参考图1，通过将柱塞52放置通过可拆卸盖构件44所限定的孔54，可拆卸盖构件44可以被固定到探测仪腔体40，从而当可拆卸盖构件44被安装到探测仪腔体40时，柱塞52可以经由探测仪腔体40的远部56接收。柱塞52可以被定位成靠近远端凸片48。柱塞52可以具有在其中的用于接收横向构件60的槽58。在一个示例中，槽58可以具有开口侧置构造，该开口侧置构造具有靠近探测仪壳22的远端38的开口侧部位置。
[0035]在一个示例中，横向构件60(例如，辊销)可以接合柱塞52的槽58，从而当横向构件60处于适当位置时防止可拆卸盖构件44沿远端方向D滑动。横向开口 65可以接收横向构件60,并且通过将横向构件60插入到横向开口 65中，横向构件60和槽58防止近端凸片46与凹口 50分开。在横向构件60被插入到横向开口 65中之后,冗余的固定件62 (例如，帽螺钉)可以被固定(例如，拧入)在紧靠远端凸片48的末端的位置处，从而也防止可拆卸盖构件44沿远端方向D滑动。当旋转切削工具24已经被固定到探测仪壳22时，旋转切削工具24上的开口 114允许固定件62进入到其中。
[0036]为了从探测仪壳22上移除可拆卸盖构件44，通过从探测仪壳22将横向构件60横向地冲出到横向开口 65之外而移除横向构件60，并且通过从探测仪壳22上松解冗余固定件62可以移除冗余固定件62。在横向构件60和冗余固定件62被移除的情况下，可拆卸盖构件44可以沿远端方向D滑动从而从凹口 50上解除近端凸片46。随后，可拆卸盖构件44的近端和远端凸片48可以从旋转切削工具24的后部的下部滑出去。
[0037]参考图4，探测仪壳22可以包括第一倾斜面64，该第一倾斜面64相对于中心纵轴线34成角度或倾斜并且随着第一倾斜面64朝向探测仪壳22的远端38延伸而朝向中心纵轴线34汇聚。探测仪壳22的第一倾斜面64可以限定多个用于接收位于其中的紧固件68 (参见图1)的内螺纹孔66。探测仪壳22的远端38可以包括远端面70 (例如，垂直面)，远端面70可以大致垂直于探测仪壳22的中心纵轴线34。远端面70可以限定凹部72 (例如，安装孔)，该凹部72限定了延伸进入探测仪壳22中的第一开口 74和第二开口 76。在此示例中，第一和第二开口 74、76 ( S卩，第一和第二销安装开口)可以从远端面70朝向近端地延伸到探测仪壳22中。第一和第二开口 74、76可以具有沿着探测仪壳22的中心纵轴线34延伸的中轴线。
[0038]探测仪壳22的凹部72可以具有远端71、近端73以及在远端和近端71、73之间延伸的深度dl (例如，安装深度)。凹部72的远端71可以具有开口，并且近端73至少可以部分地通过面向远端方向D的凹端面75来限定。在示出的示例中，探测仪壳22的凹部72具有开口侧77，该开口侧77在凹部72的远端和近端71、73之间延伸。在特定的示例中，凹部72可以围绕其外周而被完全包围从而不设置开口侧。
[0039]参考图5-6，更加详细地示出了限定安装块90的旋转切削工具24。旋转切削工具24可以被安装到探测仪壳22的远端38。旋转切削工具24可以包括主体78，该主体78具有远端侧80和近端侧82。主体78可以沿着旋转切削工具24的旋转轴线101在主体78的近端侧82和主体78的远端侧80之间延伸。旋转切削工具24的旋转轴线101是旋转切削工具24在钻井期间旋转的轴线。远端侧80可以包括远端面84，在该远端面84中限定多个切削齿孔86。近端侧82可以包括位于主体78的近端侧82并且面向近端方向的近端面88 (例如，指向近端的面)。近端面88可以布置和构造成与探测仪壳22的远端面70相对。
[0040]参考图7，近端面88可以与块状元件90(例如，安装突出件)形成为一体或连接到块状元件90 (例如，安装突出件)。块状元件90从主体78的近端面88朝向近端突出。块状元件90可以被限定为与旋转切削工具24的主体78形成一单体件或整体件。在其他示例中，块状元件90可以通过诸如紧固件或焊接安装件的其他装置连接到旋转切削工具24的主体78。旋转切削工具24可以限定沿近端至远端的方向延伸通过块状元件90的第一销开口 96和第二销开口 100。第一和第二销开口 96、100(即，第一和第二销插座)也朝向远端地延伸通过近端面88进入旋转切削工具24的主体78中。第一和第二销开口 96、100可以被布置和构造为分别与探测仪壳22的第一和第二开口 74、76同轴地对齐。
[0041]参考图8至11，旋转切削工具24的主体可以限定第二倾斜面或倾斜导引面102 (即，斜坡面)，随着第二倾斜面102沿远端方向D延伸，该第二倾斜面至少部分地面向远端方向并且朝向中心纵轴线34倾斜。在其他示例中，随着第二倾斜面102沿着旋转轴线101沿远端方向D延伸，第二倾斜面102可以朝向旋转轴线101倾斜。第二倾斜面102可以被用于方便导引钻具设备20。凹陷区域104可以被限定在第二倾斜面102中，在此位置处，凹陷区域104限定用于流过流体的排出口 106。远端面84可以大致垂直于中心纵轴线34。
[0042]在特定的实施例中，旋转切削工具24可以包括近端面88，该近端面88位于远端侧80和近端侧82之间并且取向成大致垂直于旋转轴线101。第二倾斜安装面102可以在近端面88和近端侧82之间延伸。
[0043]在一个示例中，旋转切削工具24可以包括从旋转切削工具24的主体78的近端面88朝向近端延伸的近端尾部或延伸体108。近端延伸体108可以具有底面110,该底面110与探测仪壳22的第一倾斜面64相对使得当旋转切削工具24被联接到探测仪壳22时，位于第一倾斜面64中的多个孔66与位于近端延伸体108中的孔112对齐。然后如上所述，冗余紧固件62(例如，帽螺钉)可以插入旋转切削工具24中的开口 114并且被拧入到探测仪壳22中以帮助防止可拆卸盖构件44沿远端方向D滑动。紧固件68能够被插入孔112并且被拧入到多个开口 66中以将旋转切削工具24固定到探测仪壳22。
[0044]在特定示例中，块状元件90可以与近端延伸体108分离开一间隙S (参见图9)，使得旋转轴线101延伸通过间隙S并且块状元件90可以偏离旋转轴线101。在其他示例中，凹陷部72可以偏离旋转轴线101。在一些示例中，近端延伸体108可以具有在近端至远端的方向上测量的长度。
[0045]再次参考图4-5，联接接口 26可以包括具有销-孔装置的块状元件90，其中该销-孔装置具有第一销116和第二销118，当旋转切削工具24与探测仪壳22配合时第一销116和第二销118可以滑入旋转切削工具24的第一和第二销开口 96、100。第一和第二销116、118可以被固定(例如，拧入)到探测仪壳22的相应的第一和第二开口 74、76。在其他示例中，第一和第二销116、118可以被固定到(例如，被拧入到)旋转切削工具24的第一和第二销开口 96、100中并且滑入探测仪壳22的第一和第二开口 74、76中。在一些示例中，第一和第二销116、118中的一个可以被固定到(例如，被拧入到)探测仪壳22，并且第一或第二销116、118中的另一个可以被固定到(例如，被拧入到)旋转切削工具24。
[0046]在一个示例中，第一和第二销116、118能够与探测仪壳22 —体(例如，一体件单元)。在特定的示例中，第一和第二销116、118可以与旋转切削工具24—体(例如，一体件单元)。换句话说，第一和第二销116、118可以由探测仪壳22或者旋转切削工具24支承。图4A示出了连接到探测仪壳22的第一和第二销116、118。
[0047]在特定的示例中，单个销可以被用于将旋转切削工具24和探测仪壳22固定在一起。块状元件90能够限定至少一个销插座，该销插座延伸通过块状元件90的深度d2。探测仪壳22可以限定至少一个开口，该开口在沿深度dl延伸的取向上延伸。应当理解，单个销可以被拧入或者滑入到块状元件90或探测仪壳22中。
[0048]在特定的示例中，块状元件90和凹部72能够被颠倒。在一些示例中，块状元件90可以被定位在探测仪壳22上，并且凹部72可以通过旋转切削工具24限定。换句话说，块状元件90或凹部72可被设置在旋转切削工具24的近端面88。在其他示例中，块状元件90或凹部72可以被设置在探测仪壳22的近端面70上。旋转切削工具24的远端侧80可以包括构造用于切削和研磨的至少一个的特征部。
[0049]在其他示例中，当探测仪壳22和旋转切削工具24被联接在一起时，探测仪壳22的第一斜面64和近端延伸体108的底面110可以一起轴向滑动。紧固件68 (例如，帽螺钉)可以被拧入到位于探测仪壳22的多个孔66中并且穿过位于近端延伸体108的孔口 112以将探测仪壳22和旋转切削工具24联接在一起。在特定的示例中，近端延伸体108和块状元件90能够由旋转切削工具24的主体78整体地形成。
[0050]在一个示例中，探测仪壳22的远端面70的凹部72能够被布置和构造为容纳一体结合到或者联接到旋转切削工具24的近端面88的块状元件90，从而延伸自探测仪壳22的第一和第二销116、118能够被插入到旋转切削工具24的第一和第二销开口 96、100中。联接接口 26的块状元件90可具有与探测仪壳22的远端面70的凹部72相对应的构造，从而当第一和第二销116、118被接收在第一和第二销开口 96、100中时允许块状元件90被插入到凹部72中。当探测仪壳22和旋转切削工具24被联接在一起时，块状元件90可以沿着沿探测仪壳22的中心纵轴线34延伸的插入方向ID上插入到凹部72中。块状元件90的外周形状可以与凹部72的外周形状匹配或互补。在一些示例中，块状元件90可以具有圆角。应当理解，块状元件90可具有其他形状的角部(例如，非圆角)。在特定的示例中，当块状元件90与凹部72配合时，转矩和剪切力可以通过块状元件90和凹部72之间的配合界面在旋转切削工具24和探测仪壳22之间传递。因此，由块状元件90和凹部72所提供的配合界面与由第一和第二销116、118以及第一和第二开口 74、76所提供的销-插座联接协同合作以加强在旋转切削工具24和探测仪壳22之间的界面上提供的最大剪应力和最大转矩。
[0051]块状元件90和凹部72之间的配合关系可以允许扭力和剪应力在部件之间传递。在一个示例中，该配合界面可以偏离旋转轴线101，从而不论配合部件的形状如何都能够传递该转矩。在一个示例中，配合界面可以居中于旋转轴线101。在此构造中，有利地，使用非圆形配合界面形状以有助于转矩的传递。在特定的示例中，块状元件90的细长构造可以允许该块状元件90容纳两个销并且也提供大量的用于传递转矩和/或抗剪应力的材料。
[0052]在其他示例中，块状元件90或凹部72可以包括沿块状元件的主轴线91延伸的第一横向尺寸CD1、沿块状元件90的短轴线93延伸的第二横向尺寸CD2以及沿旋转轴线101延伸的深度d2 (例如，安装深度)。
[0053]在特定示例中，主轴线和短轴线91、93可以垂直于深度dl、d2。主轴线和短轴线91,93可相对于彼此垂直，并且第一横向尺寸⑶I可以比第二横向尺寸⑶2长。在一些示例中，主轴线93可以相对于旋转轴线101沿径向延伸。在特定的示例中，深度d2可以是第二横向尺寸⑶2的至少10%。在其他示例中，深度d2可以是第二横向尺寸⑶2的至少20%。
[0054]在一些不例中，第一横向尺寸⑶I可以是第二横向尺寸⑶2的1.5倍。在又一不例中，第二横向尺寸⑶2可以比深度d2长。在一些示例中，第二横向尺寸⑶2可以是深度d2的至少两倍。在其他示例中，第二横向尺寸⑶2可以是深度d2的至少三倍。在特定的示例中，第一横向尺寸⑶I的长度可以是旋转切削工具24的切削直径的至少25%。在一些示例中，近端延伸体108可以具有长度L (参见图6)，该长度L是块状元件90的深度d2的至少5倍。在其他示例中，近端延伸体108的长度L可以是块状元件90的深度d2的至少10倍。
[0055]参考图12至15，对于大多数钻井应用来说，期望在钻井过程中将钻井流体提供到旋转切削工具24。典型地，钻井流体可被向下沿着钻具组30泵送到旋转切削工具24并且经由排出口 97排出。探测仪壳22可以适于经由探测仪壳22的近端36处的插座120容纳钻井流体。通过插座120，钻井流体可以流过两个自插座120延伸第一和第二开口 74、76的分离的、平行的通道122。第一和第二销116、118可以是中空的以在探测仪壳22的流体通道和旋转切削工具24的流体通道之间提供流体连通。
[0056]参考图16，流体从第一和第二开口 74、76开始流过第一和第二销116、118到延伸通过旋转切削工具24的主体78的远端通道124。远端通道124可以从它们各自的销116、118延伸到由第二斜面102的凹陷区域104所限定的排出口 97。有利地，该布置使用从探测仪壳22的近端26处的插座120分开地延伸到排出口 97的两个分开的通道和/或流体管线。通过提供基本上在钻井设备20的整个长度延伸的两个分开的流体管线，在一个发生堵塞的情况下另一个流体管线总是能够使用。此外，流体管线的大致直的路径降低了堵塞的可能性。
[0057]应当理解，探测仪壳22可以被构造为用于保持探测仪，该探测仪用于监测旋转钻井工具的诸如螺距和旋转取向(即，滚动角或钟点位置)的操作参数。探测仪可以被固定在相对于第一倾斜面64和凹部72的固定位置处的探测仪壳的腔体中。探测仪壳22可以构造为允许探测仪的滑动装载、探测仪的端部装载或者其他装载构造。在US专利N0.7，172,035,中公开了示例探测仪的更详细的细节，其内容在此通过引用纳入此文。
[0058]探测仪壳22的近端36适用于连接到钻具组30的远端28。例如，如图1_2所示，探测仪壳22的近端36包括具有带内螺纹121的插座120的凹端，并且钻具组30的远端28包括具有带外螺纹的柄126的凸端。以此方式，钻具组30的远端28可以简单地拧入到探测仪壳22的近端36。
[0059]联接接口 26的第一和第二销116、118优选地被固定在探测仪壳22的第一和第二开口 74、76中。在特定的示例中，第一和第二销116、118可以被固定在旋转切削工具24的第一和第二销开口 96、100中。例如，第一和第二销116、118可以包括具有外螺纹的螺纹端，该外螺纹被拧入到设置在第一和第二开口 74、76中的相应的内螺纹中。销116、118的螺纹端可以被固定在第一和第二开口 74、76中，并且销116、118的相对端可以包括自由端117，该自由端117从块状元件90的近端面朝向远端地向外突出。第一和第二销116、118的自由端117可被插入到旋转切削工具24的第一和第二销开口 96、100以将旋转切削工具24联接到探测仪壳22。在其他示例中，第一和第二销116、118的自由端117可被插入到探测仪壳22的第一和第二开口 74、76。在其他示例中，单个销可用于将探测仪壳22固定到旋转切削工具24。在一些示例中，一个销可以被固定在探测仪壳22中，并且一个销可以被固定在旋转切削工具24中。在特定示例中，第一和第二销开口 96、100可以沿主轴91对齐。在其他示例中，第一和第二销116、118可具有围绕它们的O形环密封件，该O形环密封件在第一和第二销开口 96、100中围绕第一和第二销116、118提供周向密封。
[0060]参考图17-19，钻井设备20的旋转切削工具24包括主体78，主体78具有远端侧80和近端侧82。远端侧80包括远端面84，在该远端面84中限定多个切削齿孔86。切削齿128可被安装在切削齿孔86中。摩擦环(未示出)可被用于将切削齿128固定在切削齿孔86中。摩擦环可允许切削齿128在钻井操作期间围绕它们的中心轴线旋转。可以提供后部进入开口(未示出)以有助于从切削齿孔86敲掉切削齿128。
[0061]在一个示例中，旋转切削工具24的旋转运动确定了旋转切削工具24的第二倾斜面102所面向的方向。通过知晓旋转切削工具24的第二倾斜面102所面向的方向，操作者能够操作旋转切削工具24以沿期望的方向(例如，与第二倾斜面102所面向的方向相反的方向)引导旋转切削工具24。因为旋转切削工具24由于联接接口 26的构造没有旋拧在探测仪壳22上并且只能够沿旋转取向安装，所以每次将新的切削工具安装到探测仪壳22上时，不需要重新校准。
[0062]应当理解，使用用于将旋转切削工具24固定到探测仪壳22的远端38的相同的联接装置，其他类型的工具也可以被安装到探测仪壳22的远端38。例如，图20-25示出了备选的旋转切削工具24a，使用参考旋转切削工具24而描述的相同类型的联接接口 26可将该旋转切削工具24a联接到探测仪壳22。旋转切削工具24a可以包括沿第二倾斜面102a周边的切削齿128a。旋转切削工具24a可以与旋转切削工具24类似，但是具有尺寸不同的切削齿128a、不同的齿图案和带有较大的前端凹度的主体。
[0063]如上所述，钻井设备20可以被用于将孔钻到想要的地下位置。在期望的位置，矿井能够被清空以使得旋转切削工具24或24a进入到地下位置。然后可以从探测仪壳22上移除旋转切削工具24并且替换上其他的工具(例如，后向扩孔钻)。
[0064]为了便于说明，多种部件以诸如“上”、“下”、“向上”和“向下”的方向术语的形式说明，以便提供用于描述部件的相关参考框架。这些术语并不表示公开的设备需要被用在特定的取向中。相反地，在钻井操作中，钻井设备围绕钻井轴旋转使得钻井设备的多种部件所面向的方向是一直变化的。用在本文中的“孔口”、“插座”和“槽”可以被称为开口。在所描述的实施方式中，旋转切削工具24在图中被示出为连接到探测仪壳22。在替换的实施方式中，旋转切削工具24能够被连接到不包括“探测仪”的诸如杆、柄或其他结构的其他类型的驱动构件。
[0065]从前述的详细说明中，在不脱离本发明的精神和范围的基础上可进行多种修改和改变是显而易见的。
【权利要求】
1.一种钻井设备，所述设备包括: 旋转切割工具，其具有近端和远端并且进一步限定大体上在所述近端和所述远端之间延伸的旋转轴线，所述旋转切割工具包括位于所述近端和所述远端之间的且主要面向近端方向的朝向近端的面，所述旋转切割工具还包括在所述朝向近端的面和所述近端之间延伸的倾斜安装面，所述倾斜安装面相对于所述朝向近端的面和所述旋转轴线倾斜，其中安装孔和安装突出件中的一个被设置在所述朝向近端的面上，所述安装孔和所述安装突出件中的所述一个具有大致沿所述旋转轴线的方向上延伸的安装深度，所述远端包括构造为用于切割和磨削中的至少一个的特征部。
2.如权利要求1所述的钻井设备，其中，所述倾斜安装面限定多个紧固件开口。
3.如权利要求1所述的钻井设备，其中，所述旋转切割工具的所述朝向近端的面由所述旋转切割工具的主体限定并且基本上垂直于所述旋转轴线，其中，所述旋转切割工具包括与所述主体一体的并且从所述旋转切割工具的所述朝向近端的面朝向近端突出的近端尾部，其中，所述倾斜安装面由所述旋转切割工具的所述近端尾部限定。
4.如权利要求1所述的钻井设备，其中，通过所述安装孔和所述安装突出件中的所述一个限定流体流路。
5.如权利要求3所述的钻井设备，其中，所述安装突出件和所述安装孔中的所述一个偏离所述旋转轴线。
6.如权利要求5所述的钻井设备，其中，所述安装突出件和所述安装孔中的一个限定彼此垂直并且也垂直于所述深度的主轴线和短轴线，其中，所述安装突出件和所述安装孔中的所述一个限定沿着所述主轴线的第一横向尺寸和沿着所述短轴线的第二横向尺寸，所述第一横向尺寸比所述第二横向尺寸长。
7.如权利要求6所述的钻井设备，其中，所述第一横向尺寸是所述第二横向尺寸的至少1.5倍，其中，所述第二横向尺寸比所述深度长，其中，所述安装深度是所述第二横向尺寸的至少10%。
8.如权利要求6所述的钻井设备，其中，所述第一横向尺寸是所述钻井工具的切割直径的至少25%。
9.如权利要求8所述的钻井设备，其中，所述近端尾部具有沿近端至远端方向测量的近端尾部长度，其中，所述近端尾部长度是所述安装深度的至少5倍。
10.如权利要求1所述的钻井设备，其中，所述安装突出件被设置在所述朝向近端的面。
11.如权利要求10所述的钻井设备，其中，所述安装突出件限定至少一个销插座，该销插座延伸通过所述安装突出件的安装深度。
12.如权利要求10所述的钻井设备，其中，所述安装突出件限定延伸通过所述安装突出件的安装深度的第一和第二销插座。
13.如权利要求1所述的钻井设备，还包括与所述旋转切割工具配合的探测仪壳。
14.如权利要求13所述的钻井设备，其中，所述探测仪壳包括朝向远端的面，当所述探测仪壳和所述旋转切割工具被配合在一起时所述朝向远端的面与所述旋转切割工具的所述朝向近端的面相对，其中，所述安装孔和所述安装突出件中的另一个被设置在所述探测仪壳的所述朝向远端的面，以及其中，所述探测仪壳限定倾斜安装面，所述倾斜安装面当所述探测仪壳和所述旋转切割工具被配合在一起时与所述旋转切割工具的倾斜安装面相对。
15.如权利要求14所述的钻井设备，其中，所述安装孔由所述探测仪壳限定并且所述安装突出件由所述旋转切割工具限定，其中，当所述探测仪壳与所述旋转切割工具配合时，所述安装孔与所述安装突出件配合，其中，当所述旋转切割工具和所述探测仪壳被联接在一起时，所述探测仪壳的倾斜安装面和所述旋转切割工具的倾斜安装面通过紧固件被固定在一起，其中，销在沿所述安装深度延伸的取向上延伸通过所述安装突出件和所述安装孔，并且其中，所述流体流路由所述销限定。
16.一种钻井设备，包括: 钻井工具，所述钻井工具包括: 钻井工具主体，其沿着所述钻井工具的旋转轴线在所述主体的近端和所述主体的远端之间延伸，所述主体限定倾斜引导面，所述倾斜引导面至少部分面向远端方向并且随着引导面沿所述旋转轴线沿所述远端方向延伸所述倾斜引导面朝向所述旋转轴线倾斜，所述主体还包括位于所述主体的近端的且面向近端方向的近端面； 近端尾部，其从所述主体的近端面朝向近端突出； 块状元件，其从所述主体的近端面朝向近端突出；以及 所述钻井工具限定沿近端至远端的方向延伸的至少第一插座，所述第一插座延伸通过所述块状元件而进入到所述主体中。
17.一种钻井设备，所述钻井设备包括: 钻井工具；以及 连接部件，其在插座布置处与所述钻井工具配合，所述插座布置包括由所述钻井工具和所述连接部件中的一个限定的凹部以及由所述钻井工具和所述连接部件中的另一个限定的块部，当所述连接部件与所述钻井工具配合在一起时所述块部安装在所述凹部中，所述插座布置还包括销，当所述连接部件与所述钻井工具配合在一起时所述销延伸通过所述凹部的闭合端并且进入到所述块中。
18.如权利要求17所述的钻井设备，其中，经由所述销限定流体通道。
19.一种钻井设备，所述设备包括: 钻井工具，所述钻井工具包括: 钻井工具主体，其沿所述钻井工具的旋转轴线在所述主体的近端和所述主体的远端之间延伸，所述主体限定倾斜引导面，所述倾斜引导面至少部分面向远端方向并且随着引导面沿旋转轴线沿所述远端方向延伸所述倾斜引导面朝向所述旋转轴线倾斜，所述主体还包括位于所述主体的近端且面向近端方向的近端面； 近端尾部，其从所述主体的近端面朝向近端突出； 块状元件，其从所述主体的近端面朝向近端突出；以及 所述钻井工具限定沿近端至远端的方向延伸的第一和第二销插座，所述第一和第二销插座延伸通过所述块状元件并进入到所述主体中。
20.如权利要求19所述的钻井设备，其中，所述块状元件包括沿所述块状元件的主轴线延伸的第一横向尺寸，沿所述块状元件的短轴线延伸的第二横向尺寸以及沿所述旋转轴线延伸的深度，其中，所述主轴线和所述短轴线彼此垂直并且其中所述第一横向尺寸比所述第二横向尺寸长。
21.如权利要求20所述的钻井设备，其中，所述第二横向尺寸比所述深度长。
22.如权利要求20所述的钻井设备，其中，所述第二横向尺寸是所述深度的至少两倍。
23.如权利要求20所述的钻井设备，其中，所述第二横向尺寸是所述深度的至少三倍。
24.如权利要求22所述的钻井设备，其中，所述第一横向尺寸是所述第二横向尺寸的至少1.5倍。
25.如权利要求24所述的钻井设备，其中，所述块状元件具有圆形角部。
26.如权利要求24所述的钻井设备，其中，所述深度是所述第二横向尺寸的至少10%。
27.如权利要求24所述的钻井设备，其中，所述深度是所述第二横向尺寸的至少20%。
28.如权利要求26所述的钻井设备，其中，所述第一横向尺寸是所述钻井工具的切割直径的至少25%。
29.如权利要求26所述的钻井设备，其中，所述块状元件与所述近端尾部间隔开一间距，并且其中，所述旋转轴线延伸通过所述间距使得所述块状元件偏离所述旋转轴线。
30.如权利要求26所述的钻井设备，其中，所述近端尾部具有沿近端至远端的方向测量的近端尾部长度，并且其中，所述近端尾部长度是所述块状元件的深度的至少5倍。
31.如权利要求26所述的钻井设备，其中，所述近端尾部具有沿近端至远端的方向测量的近端尾部长度，其中，所述近端尾部长度是所述块状元件的深度的至少10倍。
32.如权利要求30所述的钻井设备，其中，所述近端尾部限定多个紧固件开口。
33.如权利要求30所述的钻井设备，其中，切割齿被设置在所述钻井工具的所述远端。
34.如权利要求20所述的钻井设备，其中，所述短轴线相对于所述旋转轴线沿径向方向延伸。
35.如权利要求20所述的钻井设备，其中，所述第一和第二销插座沿所述主轴线对齐。
36.如权利要求19所述的钻井设备，其中，所述近端尾部和所述块状元件与所述主体一体地形成。
37.如权利要求19所述的钻井设备，还包括适于与所述钻井工具配合的连接部件，所述连接部件包括具有远端的部件主体，所述远端包括在其中限定有凹部的远端面，所述凹部的尺寸形成为当所述连接部件与所述钻井工具配合在一起时所述凹部容纳所述块状元件，所述凹部具有远端、近端和在所述远端和所述近端之间延伸的深度，所述凹部的远端是开口的并且近端至少部分地由面向远端方向的凹部端面限定，所述连接部件主体限定第一和第二销安装开口，第一和第二销安装开口朝向近端地延伸通过所述凹部端面进入所述部件主体，所述连接部件还包括固定在所述第一和第二销安装开口中的第一和第二销，其中当所述连接部件和所述钻井工具被配合在一起时，所述连接部件的第一和第二销配合在所述钻井工具的第一和第二销插座中，并且所述钻井工具的块状元件配合在所述连接部件的所述凹部中。
38.如权利要求37所述的钻井设备，其中，围绕所述第一和第二销设置0形环密封件用于围绕位于所述第一和第二销插座中的所述第一和第二销提供周向密封件。
39.如权利要求38所述的钻井设备，其中，所述第一和第二销是中空的并且在所述连接部件的流体通道和所述钻井工具的流体通道之间提供流体连通。
40.如权利要求37所述的钻井设备，其中，所述第一和第二销被拧入到第一和第二销安装开口中。
41.如权利要求37所述的钻井设备，其中，所述凹部和所述块状元件具有互补配合的横断剖面形状。
42.如权利要求37所述的钻井设备，其中，所述凹部具有在所述凹部的远端和近端之间延伸的开口侧。
43.如权利要求37所述的钻井设备，其中，所述连接部件是探测仪壳。
44.如权利要求37所述的钻井设备，其中，所述部件主体限定倾斜工具安装面，所述倾斜工具安装面至少部分面向远端方向并且相对于所述旋转轴线倾斜，其中，利用用于将所述钻井工具固定到所述部件主体的多个紧固件将所述钻井工具的近端尾部固定到所述倾斜工具安装面，并且其中，所述近端尾部包括主面，当所述钻井工具被固定到所述连接部件时所述主面与所述倾斜工具安装面相对和接合。
45.一种适于与钻井工具配合的钻井工具连接部件，所述连接部件包括: 具有远端的部件主体，所述远端包括在其中限定有凹部的远端面，所述凹部具有远端、近端和在所述远端和所述近端之间延伸的深度，所述凹部的远端是开口的并且所述近端至少部分由面向远端方向的凹部端面限定，所述连接部件主体限定朝向近端地延伸通过所述凹部端面进入所述部件主体的第一和第二销安装开口，所述连接部件还包括固定在所述第一和第二销安装开口中的第一和第二销。
46.如权利要求45所述的钻井工具连接部件，其中，所述第一和第二销被拧入到所述第一和第二销安装开口。
47.如权利要求45所述的连接部件，其中，所述凹部具有在所述凹部的远端和近端之间延伸的开口侧。
48.如权利要求45所述的钻井工具连接部件，其中，所述连接部件是探测仪壳
49.如权利要求45所述的钻井工具连接部件，其中，所述部件主体限定倾斜工具安装面，所述倾斜工具安装面至少部分面向远端方向并且相对于所述旋转轴线是倾斜的，并且其中，所述倾斜工具安装面与所述部件主体的远端面相交并且限定多个紧固件开口
【文档编号】E21B3/00GK104420819SQ201410432655
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2013年8月29日
【发明者】克里斯托弗·R·芳塔娜, 基思·艾伦·霍汀, 兰迪·R·兰奎斯特 申请人:维米尔制造公司