[发明专利]用于向下钻进工具的控制模块

说明书

本发明涉及用于向下钻进工具的控制模块。该控制模块包括：安装在本体内的元件，其可在第一位置和第二位置之间移动；马达，用于控制元件的运动；与马达相关连的齿轮机构，用于将来自马达的驱动力传递到元件；以及腔室和端口，腔室与活塞相关连，端口具有打开位置和关闭位置，打开位置和关闭位置由元件的相应的第二位置和第一位置确定，端口在其打开位置中允许流体流入腔室内，并增大其中的压力，以操作活塞来扩张每个可扩张臂。

本申请是国际申请日为2012年10月22日、国际申请号为PCT/IB2012/055804、进入中国国家阶段的申请号为201280076493.6、名称为“向下钻进工具中的改进或有关的改进”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及向下钻进工具中的改进或有关的改进，具体来说，尽管不是排外地，但本发明涉及扩孔器工具。

背景技术

地层钻探使用长的钻管柱以及偶联在一起的工具。钻柱的所有元件一起转动，以便转动钻柱端部处的切削钻头。切削钻头在地层中形成孔，钻柱的其余部分通过该孔沿着钻探方向移动。偶联在钻柱的两个其它元件之间的管下扩孔器，用来拓宽钻头所形成的孔壁。管下扩孔器也被称作扩孔器，其在撤回位置中通常具有总体的直径，该直径等于或小于被钻探的孔的直径。当处于展开的位置中时，切削元件从管下扩孔器的本体中移出，以形成大于被钻探的孔直径的直径。当管下扩孔器随着钻柱转动而向下钻进地移动时，其在钻头后面拓宽地层中的孔。此外，管下扩孔器可在其向上返回到地面的路上用来打开坍塌的地层。

WO-A-2005/124094描述了一个如此的管下扩孔器或扩孔器工具。扩孔器工具包括管形本体，本体具有轴向内腔和围绕其外围布置的外壳，以形成外部开口。在每个这些开口中，割刀元件被容纳在其中，割刀元件包括两个割刀臂，割刀臂可在缩进位置和伸展位置之间移动，在缩进位置中，每个割刀元件完全被保持在其相关的外壳内，而在伸展的位置中，每个割刀元件延伸到其开口外，以使更多材料可从地层中的孔壁上切削下来，由此扩大了孔的直径。驱动机构设置在管形本体内，以在缩进和伸展位置之间移动割刀元件。

在WO-A-2005/124094所描述的扩孔器工具中，一个割刀臂可枢转地连接到管形本体的一端上，本体的另一端连接到另一个割刀臂，该另一个割刀臂连接到驱动机构，以使两个割刀臂可缩进和伸展。两个割刀臂所形成布置在展开时呈“V”形，其中，V的顶点在开口的外面。

一般地，如此的扩孔器工具借助于通过钻柱的流体压力来操作，尤其是，通过工具部分自身的流体。流体压力由与钻柱相连的泵的操作来控制。在US-A-201/0006339中，流过工具的流体压力用来操作扩孔器，使得扩孔器根据流体压力伸展或缩进。这里，扩孔器组件包括割刀元件和用于在槽上滑动而安装的稳定器垫。在缩进位置中，扩孔器组件容纳在凹陷内，扩孔器组件借助于沿着槽的运动而移至伸展的位置，使它位于凹陷外面。流体压力可被感知而致动扩孔器的伸展和缩进。

US-A-2010/0096191披露了管下扩孔器和稳定工具，其中，刀片元件通过偶联到驱动管上的楔形元件从缩进位置移动到伸展位置，楔形元件与刀片元件的倾斜面互相作用，以实现刀片元件相对于导向通道抬起(伸展)和下降(缩进)运动。当驱动管沿着工具本体的长度移动时，楔形元件连同驱动管一起被曳拉，它们在刀片元件的倾斜面下滑动，致使刀片元件作径向运动而抬起(伸展)到其导向通道之外。驱动管沿着工具本体的长度沿相反方向运动，则从刀片元件的倾斜面下抽拔楔形元件，允许刀片元件作径向运动而下降(缩回)到其导向通道内。刀片元件的伸展受致动机构限制，即，驱动管和楔形元件与致动机构偶联。

发明内容

因此，本发明的目的是提供改进的扩孔器工具，其中，在扩孔器工具的缩进和伸展位置中，割刀臂或刀片保持平行于扩孔器工具的轴线，同时提供较高的打开范围。

本发明的另一目的是提供扩孔器工具，其中，打开可在地面上根据打开范围内的某一值进行调整，同时提供更加有效的扩孔器工具。