CN102257239A

CN102257239A - 具有合成的构架的领眼扩眼器

Info

Publication number: CN102257239A
Application number: CN2009801514442A
Authority: CN
Inventors: R·J·巴斯克
Original assignee: Baker Hughes Inc
Current assignee: Baker Hughes Holdings LLC
Priority date: 2008-11-11
Filing date: 2009-11-10
Publication date: 2011-11-23
Also published as: WO2010056641A2; US7992658B2; CA2742481A1; EP2352895A2; EP2352895A4; US20100116556A1; WO2010056641A3; WO2010056641A4; MX2011004770A; BRPI0921760A2

Abstract

一种用于地下井眼的扩眼器，可以包括合成的构架，所述构架可以包括一个或更多个高强度柄部，每个柄部具有一个或更多个连接其上的扩眼器本体。所述本体可以包括多块连接在一起的板件并且可以包括与其一体地形成或连接于其上的附加元件。一种形成扩眼工具的方法可以包括形成高强度柄部和扩眼器本体并且将所述本体连接到所述柄部。一种使用所述扩眼工具的方法可以包括将一个或更多个本体连接在钻柱中并且扩眼。

Description

具有合成的构架的领眼扩眼器

主张优先权

该申请要求于2008年11月11日申请的、名称是“具有合成的构架的领眼扩眼器(PILOT REAMER WITH COMPOSITEFRAMEWORK)”的美国专利申请12/268,920的申请日的优先权。

技术领域

这里披露和教导的发明总体涉及用于扩眼的工具；更特别地涉及扩眼器工具的结构和制造。

背景技术

用于穿过地层钻出井孔的钻头一般具有名义切削直径，比如大约等于钻头穿过地层某部分后留下的孔眼直径的直径。经常地，将孔眼的直径扩大超出钻头的名义直径是理想的。可以至少部分地使用领眼扩眼器来完成这样的任务。

例如授权给Beaton的美国专利6,386,302披露了一种“用于钻出具有大于通过直径(pass through diameter)的直径的孔的扩眼器，在一个方面中其包括具有固定在方位角间隔位置上的扩眼器刀片的本体”。

另一个示例，授权给Forstner等人的、转让给本发明的受让人的美国专利7,416,036披露了一种“BHA，其包括领眼钻头和在其上方的直径大于悬浮衬套的扩眼器”。

这里披露并教导的发明涉及具有合成构架的用于扩眼的改进工具以及制造和使用该改进工具的方法

发明内容

披露了一种用于地下井眼的扩眼器，其中该扩眼器可以包括合成的构架。所述构架可以包括具有上端和下端的柄部，所述柄部可以包括一个或更多个部分。所述构架还可以包括具有一个或更多个径向布置的容置部的本体，这些容置部可以容纳用于扩眼的一个或更多个元件。这些元件可以包括稳定器或切削元件，比如固定式刀片或径向布置的具有牙轮的臂，从而例如限定扩眼直径。可以沿着柄部的长度连接一个或更多个本体。领眼扩眼器的至少一个实施方式可以包括具有上端和下端的管状柄部，在上端和下端之间具有圆柱形部分，其中每个端部具有连接器，比如带螺纹的端部，或者其他连接器，其中所述柄部可以具有接近上端的肩部。所述扩眼器还可以包括具有顶部和底部的管状本体，管状本体可以由多块连接在一起的板件构成。这些板件可以限定内部通道和多个径向布置的元件，比如垫或容置部。所述本体可以连接到所述柄部，例如使得所述本体的顶部邻接所述柄部的肩部。所述扩眼器还可以包括连接在所述本体与所述柄部之间的管。扩眼器的其他示例性实施方式可以包括具有两个部分的柄部，其中所述本体连接在这两个部分之间，或者作为另一个示例，多于一个本体连接到柄部上和/或连接到钻柱中。

还披露了一种形成领眼扩眼器的方法。该方法可以包括形成具有上端和下端的管状柄部。该方法还可以包括在柄部的两端之间形成肩部，例如自柄部的纵轴线或圆周面径向向外延伸的肩部。该方法可以包括例如通过将多块板件连接在一体而形成具有上端和下端的管状扩眼器本体。形成所述本体可以包括限定内部通道、一个或更多个直径比如切削直径和/或更多个径向布置或以其他方式布置的构型。该方法还可以包括将扩眼器本体连接到所述柄部。所述本体可以沿着所述柄部连接在任意地方，例如使得所述本体的上端邻接所述柄部的肩部。所述本体可以可移除地、永久地或以其他形式连接到所述柄部。

披露了形成合成的扩眼器的另一种方法。该方法可以包括形成具有上部和下部的管状柄部。该方法还可以包括形成扩眼器本体以及将该本体连接在柄部的上部与下部之间。还披露了一种使用本发明的方法。该方法可以包括提供一个或更多个合成扩眼器、将每个扩眼器连接在钻柱中以及转动所述扩眼器以扩眼。

附图说明

图1图示了使用本发明的某些方面的领眼扩眼器的众多实施方式中的其中一个。

图2图示了使用本发明的某些方面的柄部的众多实施方式中的其中一个。

图3图示了使用本发明的某些方面的本体的众多实施方式中的其中一个。

图4图示了由板件组成的使用本发明的某些方面的本体的众多实施方式中的其中一个。

图5图示了具有柄部和本体的使用本发明的某些方面的扩眼器的众多实施方式中的其中一个的截面。

图6图示了具有附加的连接器管的使用本发明的某些方面的本体的众多实施方式中的另一个。

图7图示了具有上柄部和下柄部的使用本发明的某些方面的领眼扩眼器的众多实施方式中的另一个。

图8图示了具有叠置构造的使用本发明的某些方面的扩眼器的众多实施方式中的其中一个。

图9图示了具有叠置构造的使用本发明的某些方面的扩眼器的众多实施方式中的另一个。

图10图示了具有领眼钻头的使用本发明的某些方面的扩眼器的众多实施方式中的其中一个。

图11图示了具有领眼钻头的使用本发明的某些方面的扩眼器的众多实施方式中的另一个。

图12图示了具有领眼钻头的使用本发明的某些方面的图11的扩眼器的实施方式的另一个视图。

图13图示了具有领眼钻头的使用本发明的某些方面的扩眼器的众多实施方式中的另一个。

图14图示了具有切削件的使用本发明的某些方面的扩眼器的众多实施方式中的另一个。

具体实施方式

上面所描述的这些附图以及下面对具体结构和功能的书面描述并不对申请人所发明的内容的范围或所附权利要求的范围造成限定。相反，这些附图以及书面描述被提供用来教导本领域的技术人员制造和使用寻求专利保护的本发明。本领域技术人员将会意识到的是，为了清楚和理解的目的，并没有描述和示出本发明的商业性实施方式的所有特征。本领域技术人员还将会意识到的是，结合了本发明的一些方面的实际商业性实施方式的开发需要许多视实施情况而定的决定来获得开发人员对于商业性实施方式的最终目标。这种视实施情况而定的决定可以包括，可能不局限于，与系统相关的、商业相关的、政府相关的和其它的约束的一致性，这可能通过具体的实施情况、位置而变化并且可能时不时地变化。虽然开发人员的努力在绝对意义上可能是复杂的和耗时的，但是这些努力对于从本发明公开内容中获益的本领域技术人员来说只是普通工作。必须理解的是这里所披露和教导的发明可以具有许多不同的变型和替换形式。最后，单数术语的使用，比如但不局限于“一”并不旨在限制物件的数量。还有，关系术语的使用，比如但不局限于“顶”、“底”、“左”、“右”、“上”、“下”、“向下”、“向上”、“侧面”等用在书面描述中是为了在具体参考附图时清楚起见，并不对本发明的范围或所附权利要求构成限定。在本文中广泛使用术语“连接”、“被连接”、“处于连接”、“连接器”以及类似术语，所述术语可以包括用于以可拆卸或不可拆卸的方式、直接地或借助于中间元件(一个或更多个构件一起)间接地固定、捆扎、粘结、紧固、附连、连接、插入其中、形成其上或其中、联通、例如机械地、磁性地、电学地、化学地相连的任意方法或者装置，并且还可以没有限制地包括将一个功能构件与另一个功能构件一体地形成。这种连接可以在任何方向上进行，包括转动地连接。

本发明人已经创造了一种具有合成的构架的领眼扩眼器以及制造和使用该扩眼器的方法。所述构架可以包括用于支撑扩眼器的一个或更多个元件以及用于将扩眼器连接到钻柱中的柄部，其可以包括管、底部钻具组合(“BHA”)和/或其他井底设备。所述柄部可以由任何材料制成，并且可以包括可以是圆柱形的一个或更多个部分。所述柄部优选地可以由高强度钢构成，但是不必一定要这样。所述柄部可以是管状的，使得流体能够从中流动，并且可以在一端或两端上包括连接器或接头部，比如美国石油学会(“API”)公接头部或母接头部连接器，以用于将扩眼器连接在适当位置上，或者例如连接到其他元件上。所述柄部还可以包括具体应用所需的其他元件，比如其他连接器，或者肩部，比如用于将元件定位在所述柄部上。作为另一个示例，所述柄部可以包括用于将流体导向所需位置上的流体孔。例如，这些孔可以包括喷射器，比如用于喷射切屑、清洁或冷却。这些元件可以以任何方式构成，比如与柄部一体形成，作为修改或者作为另一个示例，它们可以单独制造并连接到所述柄部。

所述构架还可以包括用于接触井眼的本体，比如用来扩眼，其可以包括扩大钻孔和/或以其他方式接触孔壁，比如来稳定一件或几件井底设备。“扩眼”在本文广泛使用并且可以在任何方向上和任何时间段上连续地或间歇地进行。可以将一个或更多个本体连接到所述柄部，每个本体可以由与柄部相同的材料或不同的材料制成。所述本体可以由具体应用所需的任何方式连接，比如通过焊接、螺纹连接、公接头部连接和/或其他方法。在至少一个实施方式中，所述本体可以由两块或更多块连接在一起的板件制成。所述本体可以限定一个或更多个轮廓，比如垫或刀片。作为另一个示例，所述本体可以包括容置部，比如用于附连切削元件、头部、固定器、支腿、稳定器或其他对于扩眼有用的装置。本体的一些元件或者其一些部分可以与本体一体地形成，而其他的元件可以单独形成并连接到本体上。此外，本发明人已经发明了形成和使用领眼扩眼器的方法。该方法可以包括两个或更多个元件比如柄部或本体的单独、同时或以其他方式的形成，还可以包括以一种或更多种方式将这些元件连接以构成扩眼器工具和/或扩眼。

图1图示了使用本发明的某些方面的领眼扩眼器100的众多实施方式中的其中一个。所述扩眼器100可以包括柄部102和本体104。所述扩眼器100还可以包括联接器或连接器，比如用于将扩眼器100连接在钻柱内。所述联接器可以与所述柄部102一体地形成或者连接到柄部102上。在图1的示例性实施方式中，所述扩眼器100包括井口端上的公接头部连接器106和井下端上的母接头部连接器108。但是，这些连接器可以位置颠倒或者仅使用一个，或者作为另一个示例可以用如由具体应用所需要的任何类型的连接器代替。所述本体104可以包括一个或更多个块110，所述块例如可以是相对于扩眼器100的中心轴线径向延伸的稳定器。在具有稳定器的实施方式中，例如这些稳定器可以延伸成持续地或间歇地接触钻井壁，但是并非必须如此。这些块110可以包括径向布置的切削元件或刀片(未示出)，以限定切削直径，所述切削直径可以是具体应用所需要的任何直径，例如22-28英寸。一个或更多个块110可以包括一个或更多个切削件，比如聚晶金刚石复合片(“PDC”)或硬质合金嵌入件。在一些实施方式中，这些块110可以是保径垫，或者可以用于其他功能。所述本体104还可以包括支撑件，比如支腿114，例如来支撑切削元件，比如牙轮(未示出)，和/或其他设备，比如头部116、垫圈、密封件或轴承。这些支撑件可以单个地或以组合的方式以任何方式形成，比如与本体104一体地形成或者单独形成并连接到所述本体104。所述柄部102可以包括孔112，例如喷射器或端口，用于使钻井液流向所需的位置，比如从柄部102的内部流到外部。

扩眼器100的每个元件，比如上面描述的那些元件，可以永久地、可移除地或以其他方式连接到所述柄部102或本体104。例如，所述块110和支腿114可以永久地焊接到本体104，或者它们可以容易地移除，比如使用公接头部、螺钉、螺栓等。这些元件是可以替代的、可互换的或者可再度使用的，并且可以以任何顺序连接到所述本体104。在至少一个示例性实施方式中，优选地可以以交替的形式围绕本体104的圆周面径向连接四个块110和四个支腿114，但是并非必须如此。替代性地，这些元件可以是对于扩眼有用的任何类型元件，包括块110和支腿114。这些元件可以以任何顺序和任何方式连接。

图2图示了使用本发明的某些方面的柄部102的众多实施方式中的其中一个。在该示例性实施方式中，所述柄部102可以包括轴212，轴在其任一端上可以具有连接器，比如在井口端204上的公接头部连接器102和/或在井下端208上的母接头部连接器108。柄部102可以在一端或两端上包括具体应用所需的任何连接器，或者根本没有连接器。一个或更多个连接器例如可以与柄部102一体形成、或者单独制造并且随后连接到柄部102或者以其他方式与柄部102相连。柄部102可以是管状的，例如使得流体在内部能够从一端流到另一端。还有，柄部102可以包括一个或更多个孔112，例如使流体比如钻井液从柄部102的内部流到外部。所述轴212可以在沿其长度的某点处包括肩部210，例如环形延伸部，其中所述肩部210的外径可以超过轴212的外径。在考虑与具体应用关联的诸如强度、成本或任何其他因素的情况下，所述柄部102可以由任何材料制成，比如金属或复合物，并且可以由任意数量的工件构成。

图3图示了使用本发明的某些方面的本体104的众多实施方式中的其中一个。所述本体104可以是管状的，具有内部通道302，并且可以包括一个或更多个块110。例如，所述本体104可以具有相对于本体104的纵轴线径向延伸的多个块110。一个或更多个块110可以是稳定器，比如来持续地或者间歇地或以其他方式接触井孔壁。作为其他的示例，一个或更多个块110可以是垫，或者可以包括切削件，比如对于扩眼有用的PDC、硬质合金嵌入件或者其他切削件。所述本体104还可以包括支腿114(未示出，见图1)，比如来支撑钻头或牙轮。例如，支腿114可以包括具有轴承、密封件或者对于扩眼或钻孔有用的其他所需设备的头部。所述本体104可以由任何材料制成，比如金属或复合物。此外，所述本体104可以由单个材料件或更多材料件制造并且可以包括诸如块110之类的元件，或者包括作为其他示例的支腿114、容置部304或者用于将元件连接到本体的其他连接器。本体104的一些元件可以与其一体地形成，而其他元件可以单独形成并连接其上。虽然扩眼器100的任何特别元件可以整体上是一体的或分离的，但是所述元件并非必须如此并且可以由一体的和独立的元件的组合来构成。

图4图示了由多个板件构成的使用本发明的某些方面的本体104的众多实施方式中的其中一个。本体104可以由多个材料件制造。获得的本体104可以与上面参照图3描述的本体类似，但是可以由两个或更多个连接在一起的构件或板件制成。例如，所述本体104可以包括上板件402、中板件404和底板件406。每块板件可以具有一个或更多个轮廓，比如内部轮廓408、块轮廓410或者作为另一个示例的容置部轮廓412。每个轮廓可以是相同的或不同的并且可以集体构成本体104的一个或更多个特征。在至少一个示例性实施方式中，这些板件可以是火焰切割板件，比如火焰切割钢，其可以切割成特殊的形状并且彼此焊接、层压或连接以构成本体104。例如在一些实施方式中，这些板件可以具有配合的轮廓(未示出)，比如公接头部、孔、槽或其它部件，它们可以辅助将一块板件相对于另一块板件对齐或者完成特殊的取向。诸如上面所讨论的这些实施方式可以具有许多优点，例如，减少部件或者在特殊的应用中产生其它所需的结果。例如，使用多块较薄的板件来构成所述本体104可以比使用单块较厚的板件更便宜，并且它们的使用可以进一步使刀片、稳定器或者作为另一个示例的容置部能够全体或部分地一体构造到所述本体104中。因此，可以降低材料成本以及其它成本，比如与机加工、焊接、连接、抛光或其它成型方面相关的成本。此外，这样一种制造所述本体104的方法可以比如通过允许使用比传统上可用的或可行的元件更大的元件来在经济上或其它方面减弱尺寸限制。

图5图示了具有柄部102和本体104的使用本发明的某些方面的扩眼器100的众多实施方式中的其中一个的截面。正如先前讨论过的，扩眼器100可以使用两个或更多个单独形成的元件(比如柄部102和本体104)制成，所述元件可以由一种或更多种材料制成。在至少一个优选的实施方式中，所述柄部102可以由高强度材料构成，比如4145H钢或另外的高强度钢。所述本体104可以由相同或不同的材料构成，例如低碳钢，比如8620或1018钢。这样的合成物对于具体应用是有利的或者是理想的。例如，该合成物可以实现在本体上焊接而不超出连接到本体的一个或更多个元件(比如含有密封件的头部)的热极限。传统的扩眼器可以由单个工件制成，为了焊接或连接的目的，其需要大量的热，比如大到足以危害一些元件的完整性的热量。本构架可以克服该缺陷以及其他缺陷。

扩眼器100的元件可以以任何方式制造，比如铸造、锻造或者作为另一个示例的机械加工。本领域技术人员将会意识到的是，根据具体应用的需求可以作出各种制造决定，其中要考虑诸如用途、强度、成本或者作为另一个示例的材料可获得性之类的因素。在一些实施方式中，比如其中所述本体104是由两块或更多块板件构成的情形，这些板件可以切削成原始尺寸，例如通过焊炬、水、激光或其他方法。一旦形成扩眼器100的这些元件，就可以将它们以任何方式接合或连接在一起。例如，所述柄部102可以插入到本体104的内部通道中，比如直到所述肩部210与所述本体104相邻地抵接。这两个元件可以比如通过公接头部连接、螺纹连接、压配合或者例如焊接(单一地或者以组合方式)彼此连接。在各个实施方式中，例如焊点可以设置在一个或更多个位置上，比如设置在接缝608或610上，或者可以根本没有焊点。

图6图示了本体104的众多实施方式中的另一个，该本体104具有附加的连接器管602并且使用本发明的某些方面。除了上面描述的特征之外，本体104的一个或更多个实施方式可以包括连接器管602，比如管或其他管状构件。所述本体104可以连接到所述管602，以使得例如所述本体104的至少一部分内表面紧接或邻接管602的至少一部分外表面。所述本体104和管602可以以任何方式比如焊接、公接头部连接、装配或者其他方式(单一地或以组合方式)连接。例如在至少一个实施方式中，所述本体104可以根据需要制造，比如上面所描述过的，然后沿着管602的长度设置在任意一点并连接到所述管。例如在该实施方式中，管602的内径可以限定本体104的内径。这例如可以使所述本体104能够更容易或更有效地以任何所需的方式(例如通过允许本体104或管602的内部与柄部102的外部之间采用更简单或更受控的配合比如冷缩配合或其他配合)连接到所述柄部102。与先前所述的实施方式类似，具有管602的所述本体104可以定位在所述柄部102上，比如通过在柄部102的至少一部分上滑动所述管602，直到例如所述本体104和/或管602的井口端接触所述肩部210或到达另一个位置。此后，所述本体104和管602可以可移除地或以其他方式例如通过焊接、机械装置或任何方法连接到所述柄部。所述本体104和/或管602可以沿着所述柄部102的长度固定在任意位置上或者可以在两个或更多个位置之间滑动。此外，所述本体104和/或管602可以容易地沿着柄部102的外表面滑动，但是并非必须如此。例如，所述本体104和/或管602可以压到或螺纹连接到所述柄部102上。替代性地，所述管602可以在所述本体104连接到所述管602之前连接到所述柄部102。这些元件可以以任何方式和任何顺序连接。

图7图示了具有上柄部和下柄部的使用本发明的某些方面的领眼扩眼器100的众多实施方式中的另一个。所述本体104可以与上面所描述的那些实施方式类似，比如具有形成于其中或连接于其上的块110或容置部304。本体104还可以包括上连接器702和下连接器704。连接器702，704例如可以是API公接头部和母接头部连接器，或者具体应用所需的另外类型的连接器。连接器702，704可以是相同的或不同的，它们可以连接到所述本体104，比如通过焊接，或者它们可以优选地与所述本体104一体地形成。扩眼器100还可以包括上柄部706和下柄部708。每个柄部706和708可以由任何材料构成，它们彼此可以是相同的或不同的材料。每个柄部706，708可以优选地例如由高强度钢构成。每个柄部706，708的一个或更多个端部例如可以具有连接器，使得每个柄部的一个端部可以连接到所述本体104。例如在图7的实施方式中，上柄部706的下端可以连接到本体104的连接器702，下柄部708的上端可以连接到连接器704。每个柄部706，708的自由端可以包括具体应用所需的任何连接装置，比如根据具体应用允许扩眼器100连接至井下部件。

图8图示了具有叠置构造的使用本发明的某些方面的扩眼器100的众多实施方式中的其中一个。当需要钻较大的孔时，例如可以在一个整体的柄部上使用多于一个的扩眼器部，或者可以沿着钻柱连接两个或更多个单独的扩眼器。例如，在图8的示例性实施方式中，扩眼器100可以包括柄部102，柄部102具有多个连接其上的本体104。这些本体104可以具有任何形式，比如上面描述的一个或更多个实施方式，它们可以具有任何直径(直径不同或者相同)。图8的示例性实施方式示出了叠置在单个柄部102上的两个本体104，但是在柄部102上可以存在任意数量的本体104。这些本体104可以具有相同的构造，例如上面所描述的构造，或者它们可以具有不同的构造。例如，一个本体104可以配置成用于扩眼而另一个可以配置成在井眼内稳定井下设备。这些本体104可以根据具体应用所需要沿着柄部102以任何方式连接在任何位置。例如，一个或更多个本体104可以彼此邻接，或者它们可以间隔开，正如图8中出于示例性目的示出的。

下本体104可以优选地具有比领眼钻头(未示出)更大而比上本体104更小的切削直径，但是并非必须如此。例如，在需要领眼钻头比如PDC钻头的一些应用中，可能发生粘滑(slip stick)，比如在使领眼钻头掘入地层太深的时候。可以从领眼钻头沿井身上行连接一个或更多个可以不像领眼钻头那样具有侵彻性的扩眼器100。扩眼器100可以抵消领眼钻头的侵彻性，这可以例如实现较平滑的整体钻进。例如，更具侵彻性的领眼钻头可能往往想要比扩眼器100钻的更快，这可以导致钻压从领眼钻头传递到一个或更多个扩眼器100。例如，一个或更多个扩眼器100可以在增加的钻压下更好地钻进和/或可以在操作期间不发生粘滑，这可以产生更平滑的操作。

其他应用可以不包括领眼钻头的使用。例如，井眼或领眼可以是存在的钻好的孔，比如井眼、矿井或其他孔，其中领眼钻头不再是必需的。例如，在矿井上升掘进应用中，从矿井中的一个高度到另一个高度可以已经存在领眼。一个或更多个扩眼器100可以在低高度上连接到钻柱，例如钻进可以沿着井身上行方向进行。本发明可以有利地减小或消除对排屑的钻井液的需要、减小井底压力问题或者作为另一个示例允许重力保持钻进表面清洁。

图9图示了具有另一叠置构造的使用本发明的某些方面的扩眼器100的众多实施方式中的另一个。在该示例性实施方式中，扩眼器100可以根据具体应用所需要地包括沿着钻柱902连接在任意数量的位置上的多个柄部102和本体104。每个柄部102可以包括一个或更多个本体104，每个本体104可以以由具体应用所需的任何形式配置。例如，比如这里所描述的一个或更多个扩眼器100可以连接到或紧接领眼钻头(未示出)、BHA中或者钻柱中的别的位置。图8和图9的扩眼器100出于示例性的目的示出，本领域技术人将会理解的是每个扩眼器100可以具有具体应用所需的任何形式，比如这里所描述的一种或更多种(单独地或者组合)。

图10图示了具有领眼钻头的使用本发明的某些方面的扩眼器100的众多实施方式中的其中一个。在该示例性实施方式中，扩眼器100可以包括连接器106，比如用于将扩眼器100连接到钻柱或其他井下元件。所述扩眼器还可以包括连接到柄部102的本体104。所述本体104可以具有任何形式，比如这里所描述的一种或更多种实施方式。例如，所述本体104可以包括连接到本体或形成在本体上的一个或更多个块110和/或一个或更多个支腿114。在图10的示例性实施方式中，扩眼器100可以包括例如以交替的形式围绕本体104径向布置的四个块110和四个支腿114。但是，扩眼器100并非必须如此，其替代性地可以根据具体应用所需要地包括任何组合的任何数量的块110或支腿114。这些块110例如可以是稳定器或保径垫，或者它们可以包括切削元件，比如PDC切削件。一个或更多个支腿114可以包括头部116，头部可以包括用于扩眼的轴承、密封件或者用于支撑切削元件的其他元件，比如牙轮118。柄部102可以包括一个或更多个流体孔112和/或用于将扩眼器100连接到钻进或扩眼系统中的其他元件(比如领眼钻头120或其他设备)的井下连接器108。所述连接器108可以包括具体应用所需要的螺纹、孔、公接头部、轮廓部或者类似元件。在图10的示例性实施方式中，所示出的领眼钻头120是混合式钻头，但是应该理解的是领眼钻头120可以是具体应用所需的任何钻头，比如PDC钻头、孕镶钻头或者作为另一个示例的牙轮钻头。在一个或更多个其他实施方式中，例如在包括先前存在的领眼或井眼的应用中，可以没有领眼钻头120。例如，扩眼器100可以连接到另外的钻柱元件，比如管或井下工具。

图11图示了具有领眼钻头的使用本发明的某些方面的扩眼器的众多实施方式中的另一个。图12图示了具有领眼钻头的使用本发明的某些方面的图11的扩眼器的所述实施方式的另一个视图。下面将会结合图11和12来讨论图11和12。正如上面所述的，扩眼器100可以包括领眼钻头120，比如PDC钻头。领眼钻头120可以包括连接器122，其可以是具体应用所需的任何种类的连接器。例如，连接器122可以用于将领眼钻头120连接到轴102。在图11和12的示例性实施方式中，所示出的扩眼器100包括四个块110和四个切削元件118，其中这些元件以交替的形式围绕本体104径向布置。但是，本领域技术人员将会理解的是，扩眼器100可以根据具体应用所需包括以任何顺序连接到本体104的任何数量的块110或切削元件118。作为另一个示例，扩眼器100可以不包括块110或不包括切削元件118。

图13图示了具有领眼钻头的使用本发明的某些方面的扩眼器的众多实施方式中的另一个。正如上面所述的，例如扩眼器100可以包括领眼钻头120。在图13的具体实施方式中，所示出的领眼钻头120是牙轮钻头，比如三牙轮钻头。但是，仅出于示例性的目的将领眼钻头120示出为三牙轮钻头，替代性地，其可以是具体应用所需的任何钻头，包括没有该钻头。

图14图示了具有切削件的使用本发明的某些方面的扩眼器的众多实施方式中的另一个。在该示例性实施方式中(其仅是许多实施方式中的一个)，扩眼器100可以包括多个用于扩眼的切削件124。例如，当扩眼器100向下钻进旋转时，切削件124可以从井眼壁上移除材料。扩眼可以根据具体应用的需要而持续地或者间歇地进行或者根本不进行。切削件例如可以是PDC刀片、硬质合金切削件或者具体应用所需的任何切削件。这些切削件124可以连接到一个或更多个块110，所述块可以是刀片。在图14的该具体实施方式中，仅出于示例性的目的将扩眼器100示出为同时具有切削件124和切削元件118。本领域技术人员将会理解的是，扩眼器100可以根据具体应用所需地包括切削件124和切削元件118的任意组合：仅包括切削件124、仅包括切削元件118或者根本什么都不包括。

在不脱离本发明的精髓的前提下，可以设计出使用上面所述的本发明的一个或更多个方面的其他的和进一步的实施方式。例如，所述本体可以连接到所述柄部，从而其可以在使用之后移除和/或替代使得柄部在井下或别处可以再使用。此外，虽然这里所描述的本体具有固定的直径，但是与其关联的这些元件可以是可移动的或是可扩张的(比如通过钻井液或机械装置的使用)。此外，可以包括领眼扩眼器的各种方法和实施方式的组合，以获得所披露的方法和实施方式的变型。单个元件的讨论包括多个元件，反之亦然。

步骤的顺序可以以多种顺序进行，除非特别限定。这里所讨论的各个步骤可以与其他步骤组合、可以插入所提到的步骤和/或分成多个步骤。类似地，已经从功能上描述了元件，这些元件可以具体体现为单独的元件或者可以结合成具有多个功能的元件。

已经结合优选的和其他实施方式对本发明进行了描述，并且没有对本发明的每个实施方式进行描述。对于本领域技术人员来说，对所描述的实施方式的明显修改和改变是可行的。所披露的和未披露的实施方式并不旨在对本发明的范围或应用进行限定或限制，相反，根据专利法，其旨在完全保护落入如下权利要求的范围或等同范围内的所有这样的修改和改进。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于地下井眼的扩眼器，包括：

由高强度钢制成的具有上端和下端的管状柄部；

管状本体，其具有多个径向布置的容置部；

其中所述本体在所述上端与下端之间连接到所述柄部的外表面。

2.根据权利要求1所述的领眼扩眼器，还包括在所述上端与下端之间连接到所述柄部上的多于一个的本体。

3.根据权利要求1所述的领眼扩眼器，其中所述管状本体包括连接在一起的上部、中部和下部。

4.根据权利要求3所述的领眼扩眼器，其中所述上部、中部和下部是焊接在一起的板件。

5.根据权利要求1所述的领眼扩眼器，其中所述本体可移除地连接到所述柄部。

6.根据权利要求1所述的领眼扩眼器，其中所述管状本体包括多块连接在一起的板件。

7.根据权利要求1所述的领眼扩眼器，其中至少一端具有连接器。

8.根据权利要求7所述的领眼扩眼器，其中所述至少一个连接器与所述柄部是一体的。

9.根据权利要求1所述的领眼扩眼器，还包括连接在所述本体与所述柄部之间的管。

10.一种用于扩眼的工具，包括：

管状柄部，所述柄部具有上端和下端以及位于所述上端与下端之间的圆柱形部分，其中每个端部具有连接器，其中所述柄部在上端连接器之下具有肩部；

具有顶部和底部的本体，所述本体具有径向布置在其外表面上的多个容置部，所述本体具有纵向贯通的中心通道；

连接到其中一个容置部的至少一个支腿，所述支腿具有位于其上的切削元件；

连接到其中一个容置部的至少一个块；

其中所述本体连接到所述柄部，使得所述本体的所述顶部邻近所述柄部的所述肩部。

11.根据权利要求10所述的领眼扩眼器，其中所述本体包括多块连接在一起的板件。

12.根据权利要求10所述的领眼扩眼器，其中所述至少一个块是稳定器。

13.一种用于形成扩眼工具的方法，包括：

形成高强度管状柄部，所述柄部具有上端和下端以及位于所述上端与下端之间的肩部，所述肩部自所述柄部的外表面径向向外延伸；

形成管状扩眼器本体，所述本体具有顶部和底部、多个径向布置的容置部以及纵向贯通的中心通道；

将所述扩眼器本体连接到所述柄部。

14.根据权利要求13所述的方法，其中形成所述管状扩眼器本体包括将多块板件彼此叠置地连接。

15.根据权利要求13所述的方法，还包括将连接器连接到所述柄部的至少一个端部上。

16.根据权利要求13所述的方法，其中将连接器连接到所述柄部的至少一个端部上包括将连接器的至少一部分与所述柄部一体地形成。

17.根据权利要求13所述的方法，还包括形成多于一个的扩眼器本体并将每个扩眼器本体连接到所述柄部。

18.一种用于地下井眼的领眼扩眼器，包括：

具有顶部和底部的本体，所述本体具有位于其上的径向布置的一个或更多个容置部；

具有上部和下部的管状柄部，每个部分具有上端和下端；

其中所述上部的下端连接到所述本体的顶部，且所述下部的上端连接到所述本体的底部。

19.根据权利要求18所述的领眼扩眼器，其中所述本体包括多块连接在一起的板件。

20.根据权利要求18所述的领眼扩眼器，其中至少一个容置部具有连接于其上的切削元件。

Claims

1.一种用于地下井眼的扩眼器，包括：

由高强度钢制成的具有上端和下端的管状柄部；

管状本体，其具有多个径向布置的容置部；

2.根据权利要求1所述的扩眼器，其中所述柄部和本体是由不同材料构成的。

3.根据权利要求1所述的扩眼器，还包括连接到所述多个容置部的一个或更多个上的一个或更多个切削元件。

4.根据权利要求1所述的扩眼器，还包括连接到所述多个容置部的一个或更多个上的一个或更多个块。

5.根据权利要求1所述的领眼扩眼器，还包括在所述上端与下端之间连接到所述柄部上的多于一个的本体。

6.根据权利要求1所述的领眼扩眼器，其中所述管状本体包括连接在一起的上部、中部和下部。

7.根据权利要求6所述的领眼扩眼器，其中所述上部、中部和下部是焊接在一起的板件。

8.根据权利要求1所述的领眼扩眼器，其中所述本体可移除地连接到所述柄部。

9.根据权利要求1所述的领眼扩眼器，其中所述管状本体包括多块连接在一起的板件。

10.根据权利要求1所述的领眼扩眼器，其中至少一端具有连接器。

11.根据权利要求10所述的领眼扩眼器，其中所述至少一个连接器与所述柄部是一体的。

12.根据权利要求1所述的领眼扩眼器，还包括连接在所述本体与所述柄部之间的管。

13.一种用于扩眼的工具，包括：

连接到其中一个容置部的至少一个块；

14.根据权利要求13所述的领眼扩眼器，其中所述本体包括多块连接在一起的板件。

15.根据权利要求13所述的领眼扩眼器，还包括至少一个钻井液端口，所述端口使流体能够从柄部的内部流到外部。

16.根据权利要求13所述的领眼扩眼器，其中所述本体还包括至少部分地连接在所述内部通道内、用于将所述本体连接到所述柄部的管。

17.根据权利要求13所述的领眼扩眼器，其中所述至少一个块是稳定器。

18.一种用于形成扩眼工具的方法，包括：

将所述扩眼器本体连接到所述柄部。

19.根据权利要求18所述的方法，其中形成所述管状扩眼器本体包括将多块板件彼此叠置地连接。

20.根据权利要求18所述的方法，其中将所述扩眼器本体连接到所述柄部包括邻接所述柄部的所述肩部定位所述本体的顶部。

21.根据权利要求18所述的方法，其中形成所述扩眼工具还包括在所述扩眼器本体与所述柄部之间连接管。

22.根据权利要求18所述的方法，还包括将具有切削件的至少一个支腿连接到至少一个容置部。

23.根据权利要求18所述的方法，还包括将连接器连接到所述柄部的至少一个端部上。

24.根据权利要求18所述的方法，其中将连接器连接到所述柄部的至少一个端部上包括将连接器的至少一部分与所述柄部一体地形成。

25.根据权利要求18所述的方法，还包括形成多于一个的扩眼器本体并将每个扩眼器本体连接到所述柄部。

26.一种用于地下井眼的领眼扩眼器，包括：

具有上部和下部的管状柄部，每个部分具有上端和下端；

27.根据权利要求26所述的领眼扩眼器，其中所述本体包括多块连接在一起的板件。

28.根据权利要求26所述的领眼扩眼器，其中至少一个容置部具有连接于其上的切削元件。

29.一种扩眼的方法，包括：

提供根据权利要求1所述的扩眼器；

提供钻柱；

将所述扩眼器连接在所述钻柱中；以及

转动所述扩眼器以扩眼。

30.根据权利要求29所述的方法，还包括提供多于一个的根据权利要求1所述的扩眼器并将每个扩眼器连接在所述钻柱中。