[发明专利]动态搅拌控制设备、系统和方法

说明书

在一些实施方案中，一种设备和一种系统以及一种方法和一种制品可以包括操作具有一对输出孔口的正排量马达，所述对输出孔口包括安置在固定内部输出孔口附近的可选择性移动的外部输出孔口。操作可以包括当钻井液流过所述对孔口时使所述外部输出孔口绕所述马达的纵轴旋转以控制来自所述外部输出孔口的液压脉冲振幅。本发明还公开了额外设备、系统和方法。

发明背景

多年以来一直在使用呈泥浆马达形式的单螺杆马达来提供直井眼和定向钻井操作的动力。在一些情况下，诸如在水平钻井期间，由钻井液或泥浆提供动力的单螺杆马达的运动用来搅拌钻柱以减小粘附和摩擦，增加钻井效率。然而，单螺杆马达操作期间产生的振动可干扰信号采集，包括勘测和泥浆脉冲遥测活动。

附图简述

图1A是形成根据本发明的各个实施方案配置的设备的部分的正排量马达(诸如单螺杆马达)的侧面剖视图，且图1B到1D是正视图。

图2是根据本发明的各个实施方案配置的设备中的内部及外部孔口的后视图，其中齿轮传动机构和弹簧用来控制外部孔口的旋转。

图3是根据本发明的各个实施方案的计量活塞总成的侧面剖视图。

图4说明根据本发明的各个实施方案的设备和系统。

图5说明本发明的随钻系统实施方案。

图6是说明根据本发明的各个实施方案的几种方法的流程图。

图7是根据本发明的各个实施方案的包括具体机器的制品的方框图。

具体实施方式

在各个实施方案中，本发明提供一种用于动态地控制由正排量马达(诸如单螺杆马达)提供动力的钻柱式搅拌器的机构。动态控制可以只由使搅拌器呈现为活动或不活动组成，或其可以涉及改变由搅拌器产生的振动的振幅。动态控制的提供实现可选搅拌以避免干扰例如泥浆脉冲遥测活动。还可以存在诸多状况，在所述状况下，希望可只在明显存在粘/滑运动时启动搅拌器。可获得各种其它优点。

为了此文档目的，“单螺杆马达”包括渐进式空腔马达、正排量马达。术语“正排量马达”包括单螺杆马达和渐进式空腔马达两者。因此，虽然术语“单螺杆马达”出于方便简洁原因而在此文档中使用，但是在所有情况下，术语“正排量马达”和“渐进式空腔马达”均可以替代术语“单螺杆马达”。以此方式，可了解以下描述不限于只使用单螺杆马达的特定实例。

在井下操作期间，当钻井液或泥浆流到单螺杆马达中时，起始转子的偏心运动，所述偏心运动然后可经由液压脉冲而直接或间接地转移到其它组件。不同的转子和定子配置(例如改变转子上的凸角的数量)可用来提供增加的动力。在许多实施方案中，单螺杆马达用作用于引发钻柱中的振动的“搅拌器”。

图1A是形成根据本发明的各个实施方案配置的设备100的部分的正排量马达104(诸如单螺杆马达)的侧面剖视图，且图1B到1D是正视图。当用作搅拌器时，单螺杆马达104接受钻井液132，从而朝形成于内部孔板116中的内部输出孔口124引导液流136。随着单螺杆马达104的转子108上下偏心移动(从侧面观察)，离开马达104的液流136的中心也随之移动。

流动136最初是指向内部孔板116和内部输出孔口124。液流136相对于内部输出孔口124的位置变化造成压力波动。此类波动产生压力脉冲152，其可用来使钻柱振动。

可用来控制单螺杆马达104的输出的机构之一是用包括外部输出孔口128的可旋转外部孔板156扩增固定的内部孔板116。外部输出孔口128可以具有类似于或相似于内部输出孔口124的形状的形状。