[发明专利]用于制造井下工具部件的系统和方法

说明书

提供一种用于由多个层来制造钻柱(诸如，管状工具)的区段的方法。所述方法包括基于所述区段的选择长度来布置多个层。所述多个层中的每个包括被接纳在对齐特征上方的孔口，所述对齐特征将所述多个层的移动限制在两个或更少自由度。执行接合过程以将所述多个层接合，所述多个层可以包括至少一个更换层。

技术领域

本公开总体涉及钻井系统，确切地说，涉及用于油气勘探和生产操作的钻井系统。更具体地说，本公开描述用于使用渐进式构造技术和减材制造技术来制造井下工具部件的技术。

背景技术

钻柱用于油气勘探和生产，以到达地下目的地或地层。在钻井作业期间通过接合管状节段来组装钻柱，所述管状节段包括钻管、过渡管和底部钻具组合(“BHA”)。钻管的单个节段在本领域中可以被称为接合部。预先组装的两个或更多接合部的组在本领域中可以被称为架。在钻井时，从地面将接合部或架添加到钻柱，直到达到所需的深度为止。BHA通常包括钻头、钻铤和钻具稳定器。钻铤可以包括井下工具。钻管和钻铤可以使用螺纹连接接合在一起。接头(Sub)可以用来连接具有不同螺纹的节段。

钻铤的长度可以是大约6到10英尺(1.8m到3m)，并且可以包括诸如井下电动机、旋转式可操纵或定向钻井系统、随钻测量(“MWD”)设备、随钻测井(“LWD”)设备和遥测系统等工具。接合部通常长约30英尺(9.1m)，并且具有较小的直径和相对较长的长度，诸如，深度与钻孔直径之比大于10:1。例如，每个接合部可以包括范围在1.5到5英寸的直径和30英尺的长度。

钻柱内的部件或模块可以包括形成用于布线或引导流体穿过钻柱的导管的复杂内孔特征。所形成的钻孔特征可以与轴向穿过钻柱的中心线平行、成一定角度和/或垂直。

现有的制造技术采用复杂设备诸如“枪钻”，以便对轴向穿过各节段的狭长通道进行钻孔。现有的制造技术必须满足特定角度公差、轮廓公差或位置公差，以精确地形成穿过各节段的导管或通道。因此，归因于设计容错，可能需要丢弃并重新制造部分完成的节段部分。

附图说明

现在将参考附图仅仅通过实例的方式来描述本技术的实施方式，在附图中：

图1A是示出用于利用根据本公开的原理配置的钻井系统来钻出钻井孔的钻机的实施例的局部截面图；

图1B是示出根据本公开的包住由多个层构造的区段的钻管的透视截面图；

图2是根据本公开的与图5中示出的区段对应的单层的一个实施例的透视图；

图3是根据本公开的与用来形成区段的夹具对应的一个实施例的透视图；

图4是根据本公开的与安装有区段的夹具对应的一个实施例的透视图，该区段由多个层构造而成；

图5是根据本公开的由多个融合层构造的区段的一个实施例的透视图，该区段包括狭长的钻孔特征；

图6是根据本公开的与图9中示出的区段对应的单层的另一实施例的透视图；

图7是根据本公开的与用来形成区段的夹具对应的另一实施例的透视图；

图8是根据本公开的与安装有区段的夹具对应的另一实施例的透视图，该区段由多个层构造而成；

图9是根据本公开的由多个融合层构造的区段的一个实施例的透视图，该区段包括狭长的钻孔特征；

图10是根据本公开的示例方法的流程图。

具体实施方式