[发明专利]用于钻井工具的回拉系统

说明书

一种与水平定向钻柱一起使用的旋转钻头(200A)。在近侧轴向端部处的联接器(206)被配置成将所述旋转钻头附接到所述钻柱的远侧端部处的回转器。在远侧轴向端部处的切削部分设有多个叶片(204)，所述多个叶片具有相应的牙轮，当所述旋转钻头围绕中心轴线旋转时，所述牙轮操作以在土地中切削出井眼。所述多个叶片从所述切削部分的表面沿径向向外突出，使得所述表面形成相应的沟槽(214)，所述沟槽与所述多个叶片在周向上交错。多个接合特征部(212a)沿轴向定位在所述切削部分内，并且在径向上定位在外切削直径的内侧，以在不需要从所述回转器移除所述旋转钻头或所述旋转钻头的任何部分的情况下，有助于生产装置回拉装置(1000)在所述多个叶片之间的附接。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年8月21日提交的美国临时专利申请No.62/889,717的优先权，该专利申请的全部内容通过引用并入本文。

背景技术

水平定向钻井操作通常使用旋转钻头在土地中钻出大致水平井眼。典型地，旋转钻头安装在钻柱的远侧端处，该钻柱包括首尾串在一起的多个钻杆(例如，钻管)。钻柱将推力和扭矩从驱动机构(例如，地上驱动机构)传递到旋转钻头。钻柱使旋转钻头绕着钻柱的纵向轴线旋转，并且同时沿远端方向向该旋转钻头施加推力。

一旦井眼被完成，将诸如线缆、管、导管等的生产装置附接到钻柱，并且钻柱被回拉通过井眼，以将生产装置安装在井眼中。为了拉动生产装置通过井眼，旋转钻头或该旋转钻头的至少一部分被从钻柱移除，以允许附接将生产装置连接到钻柱的回拉装置。该过程是耗时的，并且需要额外的工具来移除或部分地移除旋转钻头，以完成回拉过程。因此，需要改进。

发明内容

本公开总体涉及一种旋转钻头和一种用于水平定向钻井操作所使用的旋转钻头的回拉装置。在一种可能的构造中，并且通过非限制性的示例，在无需从钻柱移除钻头或该钻头的任何部分的情况下，回拉装置以能够移除的方式被固定到旋转钻头。

在一个方面中，本发明提供了一种与水平定向钻柱一起使用的旋转钻头。在近侧轴向端部处的联接器被配置成将旋转钻头附接到所述钻柱的远侧端部处的回转器(drillhead)。在远侧轴向端部处的切削部分设置有多个叶片，所述多个叶片具有相应的牙轮，当旋转钻头绕着中心轴线旋转时，所述牙轮操作以在土地中切削出井眼。多个叶片从所述切削部分的表面沿径向向外突出，使得所述表面形成相应的沟槽，所述沟槽在周向上与多个叶片交错。多个接合特征部沿轴向定位在所述切削部分内，并且沿径向定位在外切削直径的内侧，以便在不需要从所述回转器移除所述旋转钻头或所述旋转钻头的任何部分的情况下，有助于生产装置回拉装置在所述多个叶片之间的附接。

在另一方面中，本发明提供一种方法，所述方法包括操作水平定向钻井机器，以将具有旋转钻头的钻柱推入到土地中，以将地下井眼从起始位置钻到终止位置，所述旋转钻头具有由多个叶片限定的切削部分，所述切削部分从一表面沿径向向外突出以限定外切削直径。在终止位置处，，回拉装置被附接到所述旋转钻头的在沿着该旋转钻头的表面的相应位置处多个接合特征部，所述多个接合特征部沿轴向位于所述切削部分内并沿径向位于外切削直径的内侧。在所述终止位置处，生产装置附接到所述回拉装置的附接部分。包括所述旋转钻头、回拉装置和所述生产装置的钻柱被从所述终止位置拉动通过所述地下井眼回到所述起始位置，以便将所述生产装置安装到所述地下井眼中。在所述起始位置处，从所述回拉装置拆除所述生产装置。

一个方面涉及一种用于在无不需要从钻柱拆卸或移除旋转钻头的情况下附接至该旋转钻头的回拉装置。所述回拉装置包括：框架构件；套环，所述套环被配置成将所述回拉装置附接到所述旋转钻头；和臂，每个臂都具有第一端部和第二端部，所述第一端部与所述框架构件以能够滑动的方式接合，所述第二端部与所述套环以能够滑动的方式接合。