Управление торцом долота скважинного инструмента с уменьшенным трением бурильной колонны - заявка 2016135929 на патент на изобретение в РФ

1. Буровая система, содержащая:
бурильную колонну, содержащую по меньшей мере одну бурильную трубу и буровое долото;
первый двигатель, установленный вдоль указанной бурильной колонны и соединенный между указанной по меньшей мере одной бурильной трубой и указанным буровым долотом с возможностью избирательного поворачивания указанного бурового долота в первом направлении относительно указанной по меньшей мере одной бурильной трубы, причем указанный первый двигатель содержит механизм искривления, и
двигатель системы управления, соединенный между указанным первым двигателем и указанной по меньшей мере одной бурильной трубой с возможностью избирательного поворачивания указанного первого двигателя во втором направлении, которое противоположно указанному первому направлению.
2. Буровая система по п. 1, в которой:
указанная по меньшей мере одна бурильная труба имеет гидравлическую связь с указанным первым двигателем; а
указанный первый двигатель представляет собой забойный гидротурбинный двигатель.
3. Буровая система по п. 1, в которой:
указанный двигатель системы управления представляет собой электродвигатель.
4. Буровая система по п. 3, в которой:
указанная по меньшей мере одна бурильная труба имеет гидравлическую связь с указанным двигателем системы управления.
5. Буровая система по п. 1, в которой:
указанная бурильная колонна содержит внутреннюю трубу и наружную трубу, причем указанная внутренняя труба расположена внутри указанной наружной трубы и задает канал кольцевого течения между ними; а
буровая система дополнительно содержит устройство отклонения потока, которое гидравлически соединяет внутреннюю часть указанной внутренней трубы с наружной частью указанной наружной трубы.
6. Буровая система по п. 5, в которой:
указанный двигатель системы управления представляет собой электродвигатель;
указанная внутренняя труба образует первый электрический проводник, соединенный с указанным двигателем системы управления; а
указанная наружная труба образует второй электрический проводник, соединенный с указанным двигателем системы управления.
7. Буровая система по п. 1, дополнительно содержащая:
датчик частоты оборотов, соединенный с указанной бурильной колонной; и
контроллер двигателя, соединенный с указанным датчиком частоты оборотов и указанным двигателем системы управления и установленный с возможностью управления частотой оборотов ротора указанного двигателя системы управления на основании сигналов указанного датчика частоты оборотов.
8. Буровая система по п. 1, дополнительно содержащая:
датчик крутящего момента, соединенный с указанной бурильной колонной; и
контроллер двигателя, соединенный с указанным датчиком крутящего момента и указанным двигателем системы управления и установленный с возможностью управления крутящим моментом ротора указанного двигателя системы управления на основании сигналов указанного датчика крутящего момента.
9. Буровая система по п. 1, дополнительно содержащая:
датчик ориентации торца долота, соединенный с указанной бурильной колонной; и
контроллер двигателя, соединенный с указанным датчиком ориентации торца долота и указанным двигателем системы управления и установленный с возможностью управления указанным двигателем системы управления на основании указанного датчика ориентации торца долота.
10. Способ бурения ствола скважины в подземной формации, согласно которому:
обеспечивают бурильную колонну, содержащую по меньшей мере одну бурильную трубу и буровое долото;
обеспечивают первый двигатель, установленный вдоль указанной бурильной колонны и соединенный между указанной по меньшей мере одной бурильной трубой и указанным буровым долотом;
обеспечивают двигатель системы управления, соединенный между указанным первым двигателем и указанной по меньшей мере одной бурильной трубой, причем указанный первый двигатель содержит механизм искривления, причем положение указанного механизма искривления определяет ориентацию торца долота;
поворачивают указанную по меньшей мере одну бурильную трубу в первом направлении с первой частотой оборотов и
управляют ориентацией указанного торца долота путем поворачивания, одновременно с поворачиванием указанной по меньшей мере одной бурильной трубы в первом направлении с первой частотой оборотов, ротора указанного двигателя системы управления во втором направлении, которое противоположно указанному первому направлению.
11. Способ по п. 10, который дополнительно включает:
поворачивание указанного бурового долота указанным первым двигателем.
12. Способ по п. 10, который дополнительно включает:
поворачивание указанного ротора указанного двигателя системы управления с указанной первой частотой оборотов таким образом, чтобы ориентация указанного торца долота оставалась постоянной.
13. Способ по п. 10, в котором:
указанная вторая частота оборотов является большей, чем указанная первая частота оборотов, так что ориентация указанного торца долота вращается в указанном втором направлении.
14. Способ по п. 10, в котором:
указанная вторая частота оборотов является меньшей, чем указанная первая частота оборотов, так что ориентация указанного торца долота вращается в указанном первом направлении.
15. Способ по п. 10, который дополнительно включает:
обеспечение протекания бурового раствора к указанному первому двигателю по указанной бурильной колонне; и
приведение в движение указанного первого двигателя указанным течением бурового раствора.
16. Способ по п. 10, в котором:
указанный двигатель системы управления представляет собой электродвигатель; и
способ дополнительно включает приведение в движение указанного двигателя системы управления путем подачи электрического тока посредством указанной по меньшей мере одной бурильной трубы.
17. Способ по п. 10, в котором:
указанный двигатель системы управления представляет собой электродвигатель; и
способ дополнительно включает обеспечение протекания бурового раствора к указанному двигателю системы управления через указанную бурильную колонну и охлаждение указанного двигателя системы управления по меньшей мере частью указанного течения бурового раствора.
18. Узел нижней части бурильной колонны для бурения ствола скважины в подземной формации, содержащий:
буровое долото;
первый двигатель, соединенный с указанным буровым долотом с возможностью избирательного поворачивания указанного бурового долота в первом направлении, причем указанный первый двигатель содержит механизм искривления; и
двигатель системы управления, соединенный с указанным первым двигателем с возможностью избирательного поворачивания указанного первого двигателя во втором направлении, которое противоположно указанному первому направлению.
19. Узел нижней части бурильной колонны по п. 18, в котором:
указанный двигатель системы управления содержит по меньшей мере один образованный в нем путь течения флюида, который обеспечивает возможность гидравлического соединения между указанной бурильной трубой и указанным первым двигателем; и
указанный первый двигатель представляет собой забойный гидротурбинный двигатель.
20. Узел нижней части бурильной колонны по п. 18, в котором:
указанный двигатель системы управления представляет собой электродвигатель, который обеспечивает возможность приема электрической энергии от указанной бурильной трубы.
Наверх