CN104024565B - 与钻头接头一起使用的膨胀式封隔器元件 - Google Patents
与钻头接头一起使用的膨胀式封隔器元件 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种在地下井筒(22)中使用的系统(20)，系统(20)包括位于钻柱(26)的下端上的钻地钻头(40)和膨胀式封隔器系统。封隔器系统包括压力致动的入口阀(68)，入口阀(68)调节从钻柱(26)内部到封隔器(62)的增压流体以使封隔器(62)膨胀。当压力高于用于钻井的压力时，入口阀(68)打开并且入口阀(68)包括活塞(72)和设置在圆筒(70)中的弹簧(74)；弹簧(74)提供作用在活塞(72)上的偏置力并且将活塞(72)定位在环隙与封隔器(62)的入口之间。当膨胀时，封隔器(62)从钻柱(26)沿径向向外延伸且与井筒(22)的内表面密封接合。
Description
发明人：Shaohua Zhou
受让人：Saudi Arabian Oil Company(沙特阿拉伯石油公司)
技术领域
本发明涉及一种用于钻地钻头组件的膨胀式封隔器。更具体而言，本发明涉及一种响应于被输送到钻头组件的流体的压力增大而选择性部署的封隔器；其中膨胀的封隔器形成用于压裂地下地层的密封空间。
背景技术
生产烃的井筒在地面下延伸并且与圈闭有烃的地下地层交叉。井筒通常是通过位于钻柱末端的钻头来产生的，通常，位于井筒开口上方的驱动系统使钻柱和钻头旋转。在钻头上设置有切削元件，随着钻头旋转，切削元件刮除井筒的底部且挖掘材料，从而将井筒加深。钻井流体通常沿钻柱向下泵送并且从钻头引入井筒。钻井流体在钻柱与井筒壁之间的环隙中沿井筒向上回流。在挖掘时产生的钻屑随着循环的钻井流体沿井筒向上载送。
有时在井筒壁中形成裂缝，裂缝延伸到与井筒邻近的地层中。压裂通常是通过将高压流体注入井筒中并且密封井筒的一部分来进行的。压裂一般在井筒中的压力超过地层中的岩石强度时开始。通常通过注入诸如砂或树脂涂层颗粒等支撑剂(proppant)支撑裂缝。支撑剂通常还用于阻止从地层向井筒产出砂或其它颗粒物质。
发明内容
本文所描述的是一种在地下井筒中使用的系统的示例性实施例。在实例中，系统包括位于一组钻管的端部上的钻地钻头，其中钻头和钻管的组合限定了钻柱。系统的该实例还包括位于钻柱上的密封组件，所述密封组件由如下部件构成：密封元件；流动线路，其位于所述钻柱中的轴向孔与所述密封元件之间；以及入口阀，其位于所述流动线路中，当所述钻柱中的压力超过用于钻地操作的压力时，所述入口阀能够移动到打开构造。所述密封元件与所述管柱中的环形空间流体连通并且所述密封元件沿径向向外扩展成与所述井筒的壁部密封接合。压裂口位于所述钻头的远离所述一组钻管的端部与所述密封元件之间，当所述钻柱中的压力处于用于压裂与所述井筒邻近的地层的压力时，所述压裂口选择性地移动到打开位置。所述入口阀可以包括：轴，其沿径向形成为从所述钻柱的侧壁穿过，具有面向所述钻柱中的孔的端部并且限定了圆筒；活塞，其在所述圆筒中同轴地设置；通道，其位于所述钻柱中，与所述圆筒相交并且延伸到所述钻柱的面向所述密封元件的外表面；以及弹簧，其位于所述圆筒的端部中且朝所述圆筒的面向所述钻柱中的所述孔的端部偏置所述活塞。当所述钻柱中的压力高于用于钻地操作的压力时，所述弹簧可以被压缩。所述活塞能够在所述圆筒中从位于所述钻柱中的所述孔与所述通道和所述圆筒相交处之间以限定所述入口阀的闭合构造移动至位于所述通道与所述圆筒相交处的相反侧以限定所述打开构造。系统还可以包括套环，所述套环位于安装在所述钻头的邻接所述一组钻管的端部上的所述钻柱上。在该实例中，所述密封元件包括环形膜，所述环形膜具有固定在所述套环的相反端部上的横向端部。可选地，入口阀设置在套环中。在实例中，所述圆筒中的位于所述活塞的面向远离所述钻柱中的所述孔的一侧上的压力基本上小于用于钻地操作的压力，使得当流体从与所述密封元件邻近处穿过所述入口阀流动到达所述钻柱中的所述孔时，所述入口阀处于所述打开构造。
本文还公开了一种在地下井筒中使用的钻地钻头。在一个实例中，钻头包括：主体；连接件，其位于所述主体上，所述连接件用于连接在一组钻管上；封隔器，其位于所述主体上，且与所述连接件邻近；以及入口阀，其包括如下的元件：所述元件能够从闭合位置选择性地移动且在所述钻管的内部与所述封隔器之间限定流动阻挡物。该元件还能够移动到打开位置，这种情况下钻管的内部与封隔器连通。在一个实例中，所述元件是活塞并且能够在形成于主体内的圆柱形空间中移动。钻头还可以包括弹簧和通道，所述弹簧在所述圆柱形空间内位于所述活塞的与所述钻管的内部远离的一侧上，所述通道形成在所述主体中且与所述圆柱形空间和所述封隔器的内部连通。在一个可选实例中，当所述钻管的内部中的压力约为用于钻井操作的压力时，所述弹簧将偏置力施加在所述活塞上，以将所述活塞保持在所述闭合位置，当所述钻管的内部中的压力为比用于钻井操作的压力大的指定值时，所述偏置力被克服。钻地钻头还可以包括位于主体的外表面上的压裂口和位于主体的外表面上的钻井喷嘴，其中，当入口阀处于打开位置时，压裂口与钻管的内部连通，并且当入口阀处于闭合位置时，钻井喷嘴与钻管的内部连通。
附图说明
为了实现以及能够具体理解本发明的上述特征、方案和优点以及变得显然的其他特征、方案和优点，下面参考在附图中图示说明的本发明的实施例对上文简要概述的本发明做更具体的描述，附图构成本说明书的一部分。然而，值得注意的是，附图仅图示了本发明的优选实施例，因此，不应视为是对本发明范围的限制，因为本发明可容许有其他同等有效的实施例。
图1是根据本发明的使用具有钻头组件的钻井系统来形成井筒的示例性实施例的侧面局部剖视图。
图2是根据本发明的图1的具有膨胀式封隔器的钻头组件的实例的侧面剖视图。
图3是根据本发明的从钻取井筒转换为压裂地层的图1的实例的侧面局部剖视图。
图4是根据本发明的在压裂步骤过程中的图2的钻头的实例的侧面局部剖视图。
图5是根据本发明的在压裂步骤过程中的图1的具有已膨胀封隔器的钻井系统的实例的侧面局部剖视图。
图6是根据本发明的井筒中多个区域具有裂缝的图5的钻井系统和钻头的实例的侧面局部剖视图。
具体实施方式
在图1的侧面局部剖视图中提供了钻井系统20的示例性实施例。钻井系统20的实施例被示出为用细长的钻柱26形成穿过地层24的井筒22。用于驱动钻柱26的旋转力可以由示意性示出为在地面上并且位于井筒22的开口上方的驱动系统28提供。驱动系统28的实例包括顶部驱动器以及旋转台。螺纹连接在一起的多段钻管30形成钻柱26的上部。可选的钻柱旋转头32(swivel master)被示意性示出为位于最下面的钻管30的下端。钻柱旋转头32允许钻柱26的位于钻柱旋转头32上方的部分进行旋转，而不向钻柱旋转头32下方的钻柱26施加任何旋转或转矩。钻柱旋转头32的下端被示出为连接到定向钻井组件34的上端；其中定向钻井组件34可以包括用于使钻柱26的下端转向的陀螺仪或其他方向型装置。另外，可选地，提供了与定向钻井组件34的下端相连的增强器36。
在一个实例中，压力增强器36在与钻井组件34邻近的入口处接收流体，增加流体的压力，并且从与钻头组件38邻近的端部排出流体，钻头组件38显示为安装到增强器36的下端上。在实例中，增强器36所增压的流体从地面流动通过钻柱26。钻头组件38包括显示为刮板钻头或固定钻头的钻头40，但是还可以包括延伸式计量器旋转锥型钻头(extendedgauge rotary cone type bit)。切削刮板42顺着钻头40的外表面沿轴向延伸并且显示为具有切削器44。切削器44可以是柱形形状的部件，或者还可以任选地由多晶金刚石材料形成。在图1的钻头40上还设置有喷嘴46，喷嘴46散布在切削器44之间并用于在钻井操作期间从钻头40排出钻井流体。众所周知的是，从喷嘴46流出的流体不仅对由于岩石切削动作而产生热量的切削器44提供冷却而且在钻屑产生时水力地冲走钻屑。钻井流体还沿井筒22向上再循环且携载走在挖掘井筒22时形成的岩层钻屑。钻井流体可以从显示为位于地面上的存储罐48提供，存储罐48经由线路50将流体引入钻柱26中。
在图2中以侧面剖视图更详细示出的是图1的钻头组件38和钻柱26的下部的示例性实施例。在图2的实例中，在钻柱26中设置有环隙52，并且环隙52被示出为将流体53从存储罐48(图1)引向钻头组件38。图2的钻头40包括主体54，在主体54中形成有流体腔室56。腔室56经由形成在主体54的上端中的口58与环隙52流体连通。在钻头40的上端上还设置有环状套环60，套环60被示出为具有大致矩形的截面并且与钻柱26同轴。因此，在一个实例中，由套环60和钻头40构成的钻头组件38可以称为钻头接头(drill bit sub)。封隔器62被示出为设置在套环60的径向外周上并且是与套环60大致同轴的环状元件。在图2的实例中，封隔器62包括可由弹性体类型的材料形成的大致膜状部件。封隔器安装件64被示意性地示出在封隔器62的上部末端和下部末端上，封隔器安装件64用于将封隔器62固定在套环60上。封隔器安装件64在图2中被示出为是大致环状部件，封隔器安装件64的一部分分别沿径向向内悬挂在套环60和封隔器62的上方和下方。各个安装件64均具有与封隔器62的径向外边缘互搭的轴向悬挂部。
利用示出为延伸穿过套环60的主体的通道66，可以提供环隙52与封隔器62内部之间的选择性流体连通。封隔器入口阀68被示出为设置在圆筒70中，圆筒70被示出为形成在套环60的主体中。在圆筒70中，入口阀68位于通道66的入口与环隙52之间。封隔器入口阀68选择性地允许环隙与封隔器62内部之间的流体连通，以使封隔器62膨胀，这将在下面更详细地进行描述。圆筒70被示出为具有面向环隙52的开口端和与通道66相交的侧壁。活塞72被示出为设置在圆筒70中，其中活塞72具有形成为与圆筒70的壁接触并且形成活塞72与圆筒70之间的密封界面的弯曲外周面。弹簧74被示出为位于圆筒70中并且位于活塞72的与环隙52相反的一侧上。弹簧74沿着朝向环隙52的方向偏置活塞72，从而在处于图2的构造时阻断从环隙52到通道66的流动。
仍然参考图2，喷嘴46被示出为经由通道75与腔室56流体连通，通道75从腔室56延伸到喷嘴46中。压裂口76同样被示出为与腔室56流体连通。如下面将描述的那样，压裂口76用于将压裂流体从钻头40输送到井筒22。在腔室56内示意性地示出有用于选择性地向喷嘴46或一个或多个压裂口76提供流液的阀组件78。更具体而言，阀组件78被示出为具有在腔室56内沿轴向滑动的环形套管80。进一步示出了形成为沿径向穿过套管80的孔82。在腔室56中进一步示出有细长柱塞84，借助从柱塞84沿径向延伸为与套管80的内表面连接的支撑杆85，细长柱塞84在套管80中同轴地安装。在图2的实例中，腔室56经由从腔室56沿径向向外延伸穿过主体54的压裂线路86与压裂口76选择性地流体连通。在图2的实例中，套管80定位成与通往压裂线路86的开口相邻，从而阻断从腔室56到压裂口76的流动。
在图2的实施例的一个实例中，流体53处于典型用于钻取钻孔22的压力。此外，流体53流动穿过腔室56、穿过通道75(由此离开喷嘴76)、以及沿井筒22向上再循环回到地面。钻井时环隙52中的流体53的示例性压力可以从约为5,000psi变动到约为10,000psi以上。众所周知，钻井时这些压力取决于许多因素，例如底孔的深度、钻井泥浆密度和通过钻头的压降。
现在参考图3，以侧面局部剖视图示出的是从井筒底部88被竖直向上拉动了小段距离的钻柱26的实例；其中该距离可以从小于1英尺变动达到约10英尺。可选地，可以将钻头40的下端设置在底部88上方大于约10英尺的任何距离处。向上拉动钻柱26而使钻头40与井筒底部88远离地间隔开的可选步骤允许对井筒22的一部分进行增压，以便能够在地层24中的与井筒22邻近的所选择部分中产生裂缝。
图4以侧面剖视图示出了部署封隔器62的实例，通过使封隔器62膨胀，使得封隔器62沿径向向外扩展成与井筒22的内表面接触来部署。在图4的实例中，增大环隙52中的流体53A的压力，使该压力高于钻井步骤(图2)期间的压力。在一个实例中，图4中的流体53A的压力可以超过20,000psi。然而，与钻井时影响流体压力的变量类似，压裂时的流体压力可能取决于诸如深度、流体组成和压裂区域等因素。在图4的实例中进一步示出了环隙52中的压力充分超过了通道66中的压力，以便在活塞72上形成压差并且克服弹簧74施加在活塞72上的力。结果，活塞72示出为被沿径向向外推动到圆筒70中并且经过通道66的入口，使得流体53A通过通道66进入到封隔器62中，以使封隔器62膨胀成所示的部署构造。当被部署时，封隔器62限定了封隔器62与井筒底部88之间的密封空间90。如上面所指出的那样，阀组件78选择性地使从喷嘴46或压裂口76流出的流体转向。当环隙52中的压力超过钻井操作过程中产生的压力时，入口阀68受致动。在一个实例中，将入口阀68致动的压力大约为2000psi且大于钻井操作压力。地面上的泵(未示出)(其对存储罐48中的流体或来自增强器36(图1)的流体增压)能够使流体的压力增大。
在图4的实例中，阀组件78向下移动，使柱塞84的下端插入到通道75的入口中。将柱塞84插入到通道75的入口中会阻断腔室56与通道75之间的连通。孔82策略性地定位在套管80上，使得当柱塞84被设置在通道75的入口中时，孔82与压裂线路86对准，以允许流体从腔室56流动到空间90中。因此，当孔82与压裂线路86对准并且腔室56中的压力超过空间90中的压力时，压裂流体从腔室56流过孔82和通道86并且从压裂口76排出。流体53A填充密封空间90，从而将力施加在地层24上，最终克服地层24中的张应力而产生示出为从井筒22的壁延伸到地层24中的裂缝92(图5)。此外，压裂流体94(其可以与流体53A相同或不同)被示出为填充裂缝92。在实例中，压裂线路86的横截面积大于喷嘴46和通道75这二者的横截面积，这意味着与经由喷嘴46和通道75相比，经由压裂线路86能够以更低的压降将流体输送到空间90。另外，压裂流体更适合于更大直径的通道。如上所述，通过压裂线路86输送压裂流体优于通过喷嘴46和通道75输送压裂流体。
可选地，如图6所示，钻井系统20(其还可以称为钻井与压裂系统)可以在形成第一裂缝92(图5)之后继续钻井并且产生额外的裂缝。如上所述，在图6的实例中，一系列裂缝921-n被示出为形成在井筒22内的沿轴向间隔开的位置处。在图6的实例中还示出了封隔器62已经缩回并且安放在套环60附近，从而允许钻头40自由地旋转并且使井筒22进一步加深。在各个压裂操作之后缓慢释放流体中的压力能够允许封隔器62进行收缩，这样钻头40能够在井筒22内移动。
因此，本文所描述的本发明非常适合于实现上述目标以及实现所提及的目的、优点以及本发明所具有的其他目标。虽然出于公开的目的给出了本发明的当前优选的实施例，但为了实现期望结果，步骤细节上可以存在多方面改变。这些以及其他相似的变型对于本领域技术人员而言是显而易见的，并且应被包含在本文披露的本发明的主旨和随附权利要求书的范围之内。
Claims (19)
1.一种在地下井筒(22)中使用的系统(20)，所述系统(20)包括：
钻地钻头(40)，其连接至一组钻管(30)的端部，以限定钻柱(26)；
其特征在于，
位于所述钻柱(26)上的密封组件，所述密封组件包括：
密封元件；
流动线路，其位于所述钻柱(26)中的轴向孔与所述密封元件之间；以及
入口阀(68)，其位于所述流动线路中，当所述钻柱(26)中的压力超过用于钻地操作的压力时，所述入口阀(68)能够移动到打开构造，使得所述密封元件与所述钻柱(26)中的环形空间流体连通并且所述密封元件沿径向向外扩展成与所述井筒(22)的壁部密封接合；
压裂口(76)，其位于所述钻头(40)的远离所述一组钻管的端部与所述密封元件之间；以及
位于所述钻头中且邻近所述压裂口的压裂阀，并且当所述入口阀处于打开构造时，所述压裂阀选择性地改变为打开构造，从而使所述钻柱中的环形空间与所述压裂口之间流体连通。
2.根据权利要求1所述的系统(20)，其特征在于，所述入口阀(68)包括：轴，其沿径向形成为从所述钻柱(26)的侧壁穿过，具有面向所述钻柱(26)中的孔的端部并且限定了圆筒(70)；活塞(72)，其在所述圆筒(70)中同轴地设置；通道，其位于所述钻柱(26)中，与所述圆筒(70)相交并且延伸到所述钻柱(26)的面向所述密封元件的外表面；以及弹簧(74)，其位于所述圆筒(70)的端部中且朝所述圆筒(70)的面向所述钻柱(26)中的所述孔的端部偏置所述活塞(72)。
3.根据权利要求2所述的系统(20)，其特征在于，当所述钻柱(26)中的压力高于用于钻地操作的压力时，所述弹簧(74)被压缩。
4.根据权利要求2或3所述的系统(20)，其特征在于，所述活塞(72)能够在所述圆筒(70)中从位于所述钻柱(26)中的所述孔与所述通道和所述圆筒(70)相交处之间以限定所述入口阀(68)的闭合构造移动至位于所述通道与所述圆筒(70)相交处的相反侧以限定所述打开构造。
5.根据权利要求2或3所述的系统(20)，其特征还在于，套环(60)，所述套环(60)位于安装在所述钻头(40)的邻接所述一组钻管的端部上的所述钻柱(26)上，所述密封元件包括环形膜，所述环形膜具有固定在所述套环(60)的相反端部上的横向端部。
6.根据权利要求4所述的系统(20)，其特征还在于，套环(60)，所述套环(60)位于安装在所述钻头(40)的邻接所述一组钻管的端部上的所述钻柱(26)上，所述密封元件包括环形膜，所述环形膜具有固定在所述套环(60)的相反端部上的横向端部。
7.根据权利要求5所述的系统(20)，其特征在于，所述入口阀(68)设置在所述套环(60)中。
8.根据权利要求6所述的系统(20)，其特征在于，所述入口阀(68)设置在所述套环(60)中。
9.根据权利要求2或3所述的系统(20)，其特征在于，所述圆筒(70)中的位于所述活塞(72)的背离所述钻柱(26)中的所述孔的一侧上的压力基本上小于用于钻地操作的压力，使得当流体从与所述密封元件邻近处穿过所述入口阀(68)流动到达所述钻柱(26)中的所述孔时，所述入口阀(68)处于所述打开构造。
10.根据权利要求4所述的系统(20)，其特征在于，所述圆筒(70)中的位于所述活塞(72)的背离所述钻柱(26)中的所述孔的一侧上的压力基本上小于用于钻地操作的压力，使得当流体从与所述密封元件邻近处穿过所述入口阀(68)流动到达所述钻柱(26)中的所述孔时，所述入口阀(68)处于所述打开构造。
11.根据权利要求5所述的系统(20)，其特征在于，所述圆筒(70)中的位于所述活塞(72)的背离所述钻柱(26)中的所述孔的一侧上的压力基本上小于用于钻地操作的压力，使得当流体从与所述密封元件邻近处穿过所述入口阀(68)流动到达所述钻柱(26)中的所述孔时，所述入口阀(68)处于所述打开构造。
12.根据权利要求6所述的系统(20)，其特征在于，所述圆筒(70)中的位于所述活塞(72)的背离所述钻柱(26)中的所述孔的一侧上的压力基本上小于用于钻地操作的压力，使得当流体从与所述密封元件邻近处穿过所述入口阀(68)流动到达所述钻柱(26)中的所述孔时，所述入口阀(68)处于所述打开构造。
13.根据权利要求7所述的系统(20)，其特征在于，所述圆筒(70)中的位于所述活塞(72)的背离所述钻柱(26)中的所述孔的一侧上的压力基本上小于用于钻地操作的压力，使得当流体从与所述密封元件邻近处穿过所述入口阀(68)流动到达所述钻柱(26)中的所述孔时，所述入口阀(68)处于所述打开构造。
14.根据权利要求8所述的系统(20)，其特征在于，所述圆筒(70)中的位于所述活塞(72)的背离所述钻柱(26)中的所述孔的一侧上的压力基本上小于用于钻地操作的压力，使得当流体从与所述密封元件邻近处穿过所述入口阀(68)流动到达所述钻柱(26)中的所述孔时，所述入口阀(68)处于所述打开构造。
15.一种在地下井筒(22)中使用的钻地钻头(40)，所述钻地钻头(40)包括：
主体；
连接件，其位于所述主体上，所述连接件用于连接在一组钻管(30)上；
钻井喷嘴，其位于所述主体上，所述钻井喷嘴与所述钻管中的环隙选择性地连通；
压裂口，其位于所述主体上，所述压裂口与所述环隙选择性地连通；
封隔器(62)，其位于所述主体上，且与所述连接件邻近，所述封隔器选择性地膨胀成部署构造，以使所述封隔器的外周面沿径向向外扩展成与所述井筒的内表面密封接触，从而在所述井筒中形成密封空间，所述密封空间的轴向长度与所述主体的长度相同；
其特征在于，
入口阀(68)，其包括如下的元件：所述元件能够从在所述钻管(30)的内部与所述封隔器(62)之间限定流动阻挡物的闭合位置选择性地移动到使所述钻管(30)的内部与所述封隔器(62)连通的打开位置。
16.根据权利要求15所述的钻地钻头(40)，其特征在于，所述元件包括活塞(72)并且能够在形成于所述主体内的圆柱形空间中移动。
17.根据权利要求16所述的钻地钻头(40)，其特征还在于，弹簧(74)和通道，所述弹簧(74)在所述圆柱形空间内位于所述活塞(72)的与所述钻管(30)的内部远离的一侧上，所述通道形成在所述主体中且与所述圆柱形空间和所述封隔器(62)的内部连通。
18.根据权利要求17所述的钻地钻头(40)，其特征在于，当所述钻管(30)内部的压力约为用于钻井操作的压力时，所述弹簧(74)将偏置力施加在所述活塞(72)上，以将所述活塞(72)保持在所述闭合位置，当所述钻管(30)内部的压力为比用于钻井操作的压力大的指定值时，所述偏置力被克服。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的钻地钻头(40)，其特征还在于，位于所述主体的外表面上的压裂口(76)和位于所述主体的外表面上的钻井喷嘴(46)，当所述入口阀(68)处于所述打开位置时，所述压裂口(76)与所述钻管(30)的内部连通，并且当所述入口阀(68)处于所述闭合位置时，所述钻井喷嘴(46)与所述钻管(30)的内部连通。
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| CN105806535B (zh) * | 2016-05-10 | 2019-04-16 | 贵州永润煤业有限公司 | 一种锚杆钻机压力检测装置及其检测方法 |
| NO343814B1 (en) * | 2016-11-09 | 2019-06-11 | Vladimir Andreev | Pressure Balanced Double Acting Shear Gate Valve |
| CN106988756B (zh) * | 2017-05-27 | 2024-01-19 | 中国铁建重工集团股份有限公司 | 一种破岩装置及方法 |
| US10544647B2 (en) * | 2017-12-05 | 2020-01-28 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Multiple setting and unsetting of inflatable well packer |
| US10934783B2 (en) * | 2018-10-03 | 2021-03-02 | Saudi Arabian Oil Company | Drill bit valve |
| CN111206910B (zh) * | 2020-01-19 | 2020-10-27 | 延安兴庆石油工程技术服务有限公司 | 一种水平井水力喷射分段压裂工具 |
| CN112761567B (zh) * | 2020-12-31 | 2022-01-04 | 中国矿业大学 | 一种适用于煤巷的钻、裂一体式封孔装置及使用方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2663545A (en) * | 1952-02-16 | 1953-12-22 | Donovan B Grable | Method and apparatus for well drilling and testing |
| US2783026A (en) * | 1954-05-07 | 1957-02-26 | Exxon Research Engineering Co | Method for fracturing formations |
| US5050690A (en) * | 1990-04-18 | 1991-09-24 | Union Oil Company Of California | In-situ stress measurement method and device |
| CN102007264A (zh) * | 2007-12-31 | 2011-04-06 | 普拉德研究及开发股份有限公司 | 用于可编程压力钻井和可编程梯度钻井和完井的方法和设备 |
| US7963325B2 (en) * | 2007-12-05 | 2011-06-21 | Schlumberger Technology Corporation | Method and system for fracturing subsurface formations during the drilling thereof |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2511759A (en) | 1948-04-23 | 1950-06-13 | Standard Oil Dev Co | Oil well formation tester |
| US3809157A (en) * | 1972-11-21 | 1974-05-07 | A Dufrene | Tubing plug |
| US3876000A (en) | 1973-10-29 | 1975-04-08 | Schlumberger Technology Corp | Inflatable packer drill stem testing apparatus |
| US4588035A (en) | 1983-02-04 | 1986-05-13 | I I. E. Innovation Enterprise Ltd. | Down hole blow out preventer and method of use |
| CA2155918C (en) | 1994-08-15 | 2001-10-09 | Roger Lynn Schultz | Integrated well drilling and evaluation |
| DE69636665T2 (de) | 1995-12-26 | 2007-10-04 | Halliburton Co., Dallas | Vorrichtung und Verfahren zur Frühbewertung und Unterhalt einer Bohrung |
| US6561269B1 (en) | 1999-04-30 | 2003-05-13 | The Regents Of The University Of California | Canister, sealing method and composition for sealing a borehole |
| US7096976B2 (en) | 1999-11-05 | 2006-08-29 | Halliburton Energy Services, Inc. | Drilling formation tester, apparatus and methods of testing and monitoring status of tester |
| EP1228290A4 (en) | 1999-11-05 | 2005-03-23 | Halliburton Energy Serv Inc | FORMATION TESTER, METHOD AND DEVICE FOR TESTING AND MONITORING THE CONDITION OF THE TESTER |
| US7516792B2 (en) | 2002-09-23 | 2009-04-14 | Exxonmobil Upstream Research Company | Remote intervention logic valving method and apparatus |
| US7503404B2 (en) * | 2004-04-14 | 2009-03-17 | Halliburton Energy Services, Inc, | Methods of well stimulation during drilling operations |
| US8851178B2 (en) | 2007-10-12 | 2014-10-07 | Schlumberger Technology Corporation | System and method for fracturing while drilling |
| US8714244B2 (en) | 2007-12-18 | 2014-05-06 | Schlumberger Technology Corporation | Stimulation through fracturing while drilling |
| NO20080452L (no) | 2008-01-24 | 2009-07-27 | Well Technology As | A method and an apparatus for controlling a well barrier |
| US8752629B2 (en) | 2010-02-12 | 2014-06-17 | Schlumberger Technology Corporation | Autonomous inflow control device and methods for using same |
| US9091121B2 (en) * | 2011-12-23 | 2015-07-28 | Saudi Arabian Oil Company | Inflatable packer element for use with a drill bit sub |
-
2012
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2663545A (en) * | 1952-02-16 | 1953-12-22 | Donovan B Grable | Method and apparatus for well drilling and testing |
| US2783026A (en) * | 1954-05-07 | 1957-02-26 | Exxon Research Engineering Co | Method for fracturing formations |
| US5050690A (en) * | 1990-04-18 | 1991-09-24 | Union Oil Company Of California | In-situ stress measurement method and device |
| US7963325B2 (en) * | 2007-12-05 | 2011-06-21 | Schlumberger Technology Corporation | Method and system for fracturing subsurface formations during the drilling thereof |
| CN102007264A (zh) * | 2007-12-31 | 2011-04-06 | 普拉德研究及开发股份有限公司 | 用于可编程压力钻井和可编程梯度钻井和完井的方法和设备 |
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