[发明专利]对井下钻井工具的可调节式切割深度控制

权利要求书

1.一种钻头，其包括：

钻头本体；

多个刀片，所述多个刀片位于所述钻头本体上；

多个切割元件，所述多个切割元件位于所述多个刀片上；

可调节式切割深度控制器(DOCC)，所述可调节式DOCC定位在刀片上以对所述多个切割元件中的至少一者提供切割深度控制；以及

定位单元，所述定位单元耦接到所述可调节式DOCC并且被配置来基于来自控制单元的控制信号来调节所述DOCC相对于所述切割元件的位置。

2.如权利要求1所述的钻头，其中所述定位单元包括杆，所述杆耦接到所述可调节式DOCC的基底部分。

3.如权利要求1所述的钻头，其还包括：

螺纹通道，所述螺纹通道位于所述可调节式DOCC中；以及

螺纹杆，所述螺纹杆与所述螺纹通道啮合。

4.如权利要求1所述的钻头，其中所述定位单元包括电动机。

5.如权利要求1所述的钻头，其中所述定位单元包括液压泵。

6.如权利要求1所述的钻头，其中：

所述刀片包括开槽开口；

所述开槽开口包括多个DOCC位置；

所述多个DOCC位置中的第一位置与所述多个切割元件中的第一切割元件的径向位置重叠；并且

所述多个DOCC位置中的第二位置与所述多个切割元件中的第二切割元件的径向位置重叠。

7.如权利要求1所述的钻头，其中所述定位单元在所述刀片上被定向来沿着大致垂直于钻头旋转方向的轴线调节所述可调节式DOCC的位置。

8.如权利要求1所述的钻头，其中所述定位单元在所述刀片上被定向来沿着与所述钻头的旋转路径的弧线大致相切的轴线调节所述可调节式DOCC的位置。

9.一种钻头，其包括：

钻头本体；

刀片，所述刀片位于所述钻头本体上；

切割元件，所述切割元件位于所述刀片上；

切割深度控制器(DOCC)，所述DOCC定位在所述刀片上以控制所述切割元件的切割深度；以及

弹簧，所述弹簧耦接到所述DOCC以向所述DOCC提供偏置力。

10.如权利要求9所述的钻头，其中所述DOCC在钻井操作期间的平衡位置是基于所述弹簧的所述偏置力以及由所述DOCC引起的摩擦力。

11.如权利要求10所述的钻头，其中所述弹簧的所述偏置力和所述摩擦力在所述平衡位置处大致相等。

12.如权利要求9所述的钻头，其中所述弹簧被定向来在与所述DOCC在钻井期间引起的摩擦力的方向大致相反的方向上向所述DOCC提供偏置力。

13.如权利要求12所述的钻头，其中所述弹簧包括螺旋弹簧、碟形弹簧、波形弹簧、液压元件或低模量材料中的一者。

14.如权利要求9所述的钻头，其中所述弹簧耦接到所述DOCC以向所述DOCC提供扭转偏置力。

15.如权利要求14所述的钻头，其中所述弹簧包括扭转弹簧、液压元件或低模量材料中的一者。

16.如权利要求9所述的钻头，其中：

所述DOCC侧倾地安置在所述刀片上；

所述弹簧被定向来提供大致垂直于钻头旋转方向的偏置力；并且

所述DOCC在钻井操作期间沿着大致垂直于所述钻头旋转方向的路径的平衡位置是基于所述偏置力，以及所述摩擦力在所述DOCC的大致垂直于所述钻头旋转方向的面处的分量。

17.一种方法，其包括：

将切割深度控制器(DOCC)设定到钻头的刀片上的第一位置；

在所述DOCC处于所述钻头的所述刀片上的所述第一位置中的情况下钻探地下地层；

将所述DOCC设定到所述钻头的所述刀片上的第二位置；以及

在所述DOCC处于所述钻头的所述刀片上的所述第二位置中的情况下钻探所述地下地层。

18.如权利要求17所述的方法，其还包括：

将控制信号传输到所述钻头的定位单元；以及

基于所述控制信号将所述DOCC的位置从所述第一位置调节到所述第二位置。