[发明专利]管下扩眼器刀翼

说明书

一种井下切削设备包括刀翼。所述刀翼包括具有面向地层的表面，所述面向地层的表面具有与其联接的切削元件。所述切削元件布置为使得至少一个切削元件具有与至少一个其他切削元件不同的相对于所述面向地层的表面的暴露量。在一些实施方案中，一行切削元件可以具有逐渐改变的暴露量。所述暴露量可以改变为使得更靠近所述刀翼的保径的切削元件比更远离所述刀翼的所述保径的切削元件具有更少的暴露量。在另外的实施方案中，管下扩眼器可以包括多个刀翼。所述刀翼每个可以在反向扩眼部分、保径部分、管下扩眼部分、其任何部分或前述的组合中具有不同的构造。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年1月28日提交的美国专利申请号62/288,209的权益和优先权，该申请的全文通过引用明确地并入本文。

背景技术

在石油和天然气井的钻井中，随着钻井进行到增加的深度，同心套管柱被安装在井筒中并进行固井。每个新的套管柱可以从地面延伸，或者可以包括悬挂在先前安装的套管柱上的衬里。新的套管柱可以位于先前安装的套管柱内，从而限制了可用于固井操作的环形区域。此外，随着使用直径依次减小的套管柱，减少了用于生产石油和天然气的流动面积。为了增加用于固井操作的环形空间，并且为了增加生产流动面积，可能需要在井筒的先前下套管的部分的末端下方扩大井筒。通过扩大井筒，为随后安装和固井比以其他方式可能更大的套管柱提供了更大的环形区域。因此，通过在井筒的先前下套管的部分下方扩大井筒，可以在增加的深度处使用相对较大直径的套管，从而为生产石油和天然气提供更多的流动面积。

已经设计了各种方法用于使钻井组件穿过井筒的现有的下套管的部分并且扩大套管下方的井筒。一种这样的方法是使用具有基本上两种操作状态的管下扩眼器。第一状态是闭合、缩回或收缩状态，其中该工具的直径足够小以允许该工具穿过井筒的现有的下套管的部分。第二状态是打开、活动或扩展状态，其中臂或刀翼(cutter block)从工具的主体延伸。在该第二状态中，当工具在井筒中旋转并轴向降低及移动时，管下扩眼器扩大井筒直径。

发明内容

在一些实施方案中，切削设备包括刀翼和联接到该刀翼的切削元件。切削元件可包括与另外的切削元件相比相对于面向地层的表面具有不同暴露量的切削元件。在一些实施方案中，暴露量可以在切削元件之间逐渐改变，这可选地沿着刀翼的轴向方向进行。

在另外的实施方案中，切削设备包括主体和联接到该主体的刀翼。刀翼中的每一个可以具有与其联接的切削元件，并且刀翼中的至少两个可以是不同的。

另外的实施方案涉及一种用于管下扩眼的方法，并且包括在管下扩眼器处于缩回位置时将管下扩眼器下钻到井筒中。可以扩展管下扩眼器的多个刀翼以将管下扩眼器转换到扩展位置。扩展所述多个刀翼可以包括扩展具有不同构造的多个刀翼。可以通过在所述井筒内轴向和旋转地移动该管下扩眼器来使井筒周围的地层被剥蚀。

提供本发明内容是为了介绍将在以下详细说明中进一步描述的所选概念。本发明内容既不意在识别所要求保护主题的关键或必要特征，也不意在用来帮助限制所要求保护主题的范围。

附图说明

图1是钻井操作的示意图；

图2-1和图2-2是根据本文公开的实施方案的管下扩眼器的局部剖视图；

图3-1是根据本文公开的实施方案的刀翼的透视图；

图3-2是图3-1的刀翼的侧视图；

图3-3是图3-1的刀翼的俯视图；

图4是根据本文公开的实施方案的另一个刀翼的侧视图；

图5是根据本文公开的实施方案的具有引导切削元件和跟随切削元件的刀翼的一部分的截面侧视图；

图6-1至图6-3是根据本文公开的实施方案的刀翼的剖视图；

图7至图9是根据本文公开的实施方案的切削元件的侧剖视图；