JP2010538187A - 2つのボトムホールアセンブリを有する掘削システム - Google Patents
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Abstract
Description
回転を組合せた上下移動を用いるJ字形スロット機構を備えた摺動マンドレル。
泥水の流れが最初に確立されたかどうかに応じて圧縮されたり圧縮されなかったりする摺動マンドレル。
パッドを備えたスリーブ上の抵抗(drag)を保証するための回転。この回転は、泥水の流れが正しい順序で開始された場合にのみ達成できる。
流量の変化による液圧ビット設定値。このシステムは、典型的には、流れ期間の開始時に作動する。次いで、所定のタイミングで、流れがない状態から流れが多い状態にし、更に流れが中程度の状態にすることによって、又は、これとは異なる順序によって、システムが横孔掘削を開始させたり、掘削を終了させたりすることを可能にする。
(a)両方の小径BHAを引込め、主BHAに設けられたビットで掘削/粉砕を行う、
(b)頂部小径BHAを掘削モードにし、底部小径BHAを引込める、
(c)頂部小径BHAを引込め、底部小径BHAを粉砕モードにする。
Claims (41)
- 掘削装置であって、
1次掘削アセンブリの一部分を形成するドリルカラーを有し、前記ドリルカラーは、その側部に、外向きに開口した溝を有し、
更に、2次掘削アセンブリを有し、前記2次掘削アセンブリは、管状のドリルストリングと、前記ドリルストリング内に設けられた掘削モータと、前記掘削モータに連結されたドリルビットとを有し、前記管状のドリルストリングは、その一端が前記ドリルカラーに連結され、前記ドリルビットは、前記ドリルストリングの他端に取付けられ、
前記2次掘削アセンブリは、前記ドリルビットが前記溝内に着座する第1位置と、前記ドリルビットが前記ドリルカラーの側部の溝から横方向に突出する第2位置との間を移動可能であるように、前記ドリルカラー内に取付けられる、掘削装置。 - 前記2次掘削アセンブリは、前記ドリルカラー内に摺動可能に取付けられたピストンを有し、
前記管状のドリルストリングは、前記ドリルカラーの内側を延び、前記ドリルストリングの一端は、前記ピストンに連結され、
前記第1位置と前記第2位置との間を移動中、前記ピストンは、前記ドリルカラー内で前進させられる、請求項1に記載の掘削装置。 - 前記溝は、前記ドリルカラーの外面まで傾斜した傾斜下端部を有する、請求項1又は2に記載の掘削装置。
- 前記溝は、前記ドリルカラーに連結された掘削ツールのツールフェースに合わせられ、その結果、前記ツールフェースを特定の方向に差し向けることにより、それに対応する仕方で前記溝の向きが定められる、請求項1〜3の何れか1項に記載の掘削装置。
- 前記ドリルカラーは、摺動シャッタを有し、前記摺動シャッタは、前記溝が覆われる第1の位置と、前記溝が開口する第2の位置との間を移動可能である、請求項1〜4の何れか1項に記載の掘削装置。
- 更に、前記2次掘削アセンブリを前記第2位置から前記第1位置に移動させる引込めシステムを有する、請求項1〜5の何れか1項に記載の掘削装置。
- 前記溝は、摺動シールを有し、
前記2次掘削アセンブリをその第2位置に移動させるとき、前記ドリルストリングは、前記摺動シールを貫いて突出する、請求項1〜6の何れか1項に記載の掘削装置。 - 更に、伝動シャフトを有し、前記伝動シャフトは、前記ドリルビットを前記掘削モータに連結するように前記ドリルストリングの中を延びる、請求項1〜7の何れか1項に記載の掘削装置。
- 前記ドリルビットは、支持ハウジングを有し、前記支持ハウジングは、前記ドリルビットと前記伝動シャフトとの間の連結部を含む、請求項8に記載の掘削装置。
- 前記支持ハウジングは、更に、曲がりハウジングを含む、請求項9に記載の掘削装置。
- 前記支持ハウジングは、更に、測定装置を収容する、請求項9又は10に記載の掘削装置。
- 前記ピストンは、更に、圧力リリーフ弁を有し、前記圧力リリーフ弁は、流体が前記ドリルカラーに沿って流れることを、前記ピストンを移動させることなしに可能にする、請求項1〜11の何れか1項に記載の掘削装置。
- 前記掘削モータは、レギュレータを有し、前記レギュレータは、モータ速度に従ってバイパスの開度を制御する、請求項12に記載の掘削装置。
- 前記掘削モータは、サイレンを有し、前記サイレンは、前記ピストンに連結されたステータと、前記ステータに隣接して取付けられ且つ前記ドリルビットに連結されたロータを含む、請求項1〜13の何れか1項に記載の掘削装置。
- 前記ロータは、捩りばねを介して前記ドリルビットに連結される、請求項14に記載の掘削装置。
- 更に、前記ロータを、前記ステータに対する開放位置に押圧する手段を有する、請求項14又は15に記載の掘削装置。
- 前記押圧手段は、前記ロータ及び前記ステータに設けられた磁石を含む、請求項16に記載の掘削装置。
- 更に、前記サイレンの作動によって引き起こされる圧力パルスを検出して信号を生じさせる圧力検出器と、前記信号を用いて前記2次掘削アセンブリの作動を制御する制御システムと、を有する請求項14〜17の何れか1項に記載の掘削装置。
- 前記ピストンは、バイパスを有し、前記バイパスは、前記ピストンを移動させることなしに、流体が前記ドリルカラーに沿って流れることを可能にする、請求項1〜18の何れか1項に記載の掘削装置。
- 前記2次掘削アセンブリが前記第2位置に向かって移動するとき、前記ロータ及び前記ステータの角度方向位置を調節する手段を有する、請求項14〜19の何れか1項に記載の掘削装置。
- 前記調節手段は、前記ドリルカラーに設けられ且つカム面を構成する溝を有し、
前記2次掘削アセンブリが移動するとき、ロータ位置決めキーが前記カム面に沿って摺動する、請求項20に記載の掘削装置。 - 前記ドリルカラーは、前記2次掘削アセンブリに作用することができる作動可能なクランプ装置を有し、
前記2次掘削アセンブリを前記ドリルカラーにクランプするように前記クランプ装置を作動させることにより、前記2次掘削アセンブリを移動させる前記ドリルカラーの移動を可能にし、
前記2次掘削アセンブリを解放するように前記クランプ装置を作動させることにより、前記1次掘削アセンブリと前記2次掘削アセンブリの独立した移動を可能にする、請求項1〜21の何れか1項に記載の掘削装置。 - 前記クランプ装置は、前記2次掘削アセンブリに作用する1対の回動式偏心体を有する、請求項22に記載の掘削装置。
- 更に、前記2次掘削アセンブリの作動によって生じるトルクに抵抗する手段を有する、請求項1〜23の何れか1項に記載の掘削装置。
- 前記抵抗手段は、前記ドリルストリングに設けられた細長いキーを含み、前記細長いキーは、それに対応する前記ドリルカラーの溝に係合する、請求項24に記載の掘削装置。
- 前記抵抗手段は、前記掘削モータの上方に位置する前記ドリルストリングの延長部を有し、前記延長部は、前記ドリルストリングに設けられた細長いキーを有し、前記細長いキーは、それに対応する前記ドリルカラーの溝に係合する、請求項25に記載の掘削装置。
- 前記抵抗手段は、非円形断面を有するドリルストリングを有し、前記ドリルストリングは、それに対応するように形作られたシールを貫き且つ摺動する、請求項24に記載の掘削装置。
- 更に、前記2次掘削アセンブリを前記第2位置から前記第1位置に移動させる回収ラインを連結するための取付け箇所を、前記2次掘削アセンブリに有する、請求項1〜27の何れか1項に記載の掘削装置。
- 更に、前記2次掘削アセンブリを前記第2位置から前記第1位置に移動させる前記ドリルカラー内の流体の流れを前記ピストンの下側に差し向けるように作動可能な2次ピストンバイパス及び弁装置を有する、請求項1〜28の何れか1項に記載の掘削装置。
- 更に、前記2次掘削アセンブリを前記溝から押出すように作動可能な制御機構を有する、請求項1に記載の掘削装置。
- 前記2次掘削アセンブリは、枢動部を介して前記ドリルカラーに連結される、請求項30に記載の掘削装置。
- 前記ドリルストリングは、可撓性である、請求項30又は31に記載の掘削装置。
- 前記2次掘削アセンブリは、前記ドリルカラー内に設けられたクローラ装置を有し、
前記管状のドリルストリングの一端は、前記クローラ装置に連結され、前記ドリルストリングは、前記ドリルカラーの内側を延び、
前記第1位置と前記第2位置との間での移動中、前記クローラ装置は、前記ドリルカラー内で前進させられる、請求項1に記載の掘削装置。 - 前記1次掘削アセンブリは、窓を孔ケーシングに孔あけするように構成され、前記2次掘削アセンブリは、前記窓を通って前進させられる、請求項1〜33の何れか1項に記載の掘削装置。
- 請求項1〜34の何れか1項に記載の掘削装置を用いてドリル孔を掘削する方法であって、
主ドリル孔を掘削する工程と、
前記掘削装置を前記主ドリル孔内の予め決められた箇所に位置決めする工程と、
前記2次掘削アセンブリを作動させ、それにより、前記ドリルビットを前進させて前記第1位置から遠ざけ、前記主ドリル孔を包囲する地層中に横方向に掘削し、横ドリル孔を形成する工程と、
前記2次掘削アセンブリを前記第2位置に引込める工程と、を有する方法。 - 前記1次掘削アセンブリを用いて前記主ドリル孔を掘削する工程を有する、請求項35に記載の方法。
- 更に、前記2次掘削アセンブリが地層中を掘削している間、前記ドリルカラーを前進させる工程を有する、請求項35又は36に記載の方法。
- 更に、前記2次掘削アセンブリが前記地層中を掘削している間、前記主ドリル孔内において短い距離にわたって前記ドリルカラーの前進と引込めを交互に実施する工程を有する、請求項37に記載の方法。
- 前記主ドリル孔は、ケーシングで内張りされ、
更に、前記1次掘削アセンブリを用いて前記ケーシングに窓を開け、その後、前記2次掘削アセンブリを作動させて、前記窓の中を通し、前記地層の中を掘削させる工程を有する、請求項35に記載の方法。 - 更に、前記2次掘削アセンブリを使用して、S字形の横ドリル孔を掘削する工程を有する、請求項35〜39の何れか1項に記載の方法。
- 更に、前記2次掘削アセンブリを使用して、螺旋経路を有する横ドリル孔を掘削する工程を有する、請求項35〜39の何れか1項に記載の方法。
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