CN105308256A - 高生产率钻头尖 - Google Patents

Abstract

在此披露具有合作以便排出钻粉的冲洗通道和表面特征部的钻头尖。这些表面特征部可以被提供为限定在这些钻尖的一个主体部分中的槽、飞边和/或肋。任选地，这些表面特征部可以限定允许倒铰孔的后切削刃。

Description

高生产率钻头尖

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年6月17日提交的美国临时专利申请号61/836,048的申请日的权益，该申请通过引用以其全文结合在此。

技术领域

本发明涉及一种用于在钻探操作中使用的钻尖，并且更具体地说，涉及用于将钻粉从钻孔中排出的钻头尖。

背景技术

在当前孔中铰孔应用中，总钻探时间显著少于将一个钻具串组从孔中移除所要求的时间。该钻具串组的移除典型地因钻粉堵塞在钻尖面后方而减速。钻具串组移除在不利的地面状况、诸如柔软和/或起伏的地面状况下花费甚至更长的时间。在这些不利条件下，常规钻具串组经常丢失在孔中。

因此，在相关领域中对于改进排出钻孔内的钻粉并加快将钻具串组从钻孔中移除的铰孔钻尖存在一种需要。

发明内容

在此描述一种用于在钻探操作、诸如在地层中形成一个孔中使用的钻尖。任选地，该地层可以包括岩石。该钻尖可以具有：一个中央纵向轴线；一个钻尖面，该钻尖面具有一个顶表面；以及一个主体部分，该主体部分远离该钻尖面轴向延伸。该钻尖的该主体部分可以具有一个外表面以及限定多个表面特征部的一个近侧部分。每个表面特征部的至少一部分可以被配置用于在形成孔的过程中倒铰孔。该主体部分和该钻尖面可以合作以便限定多个周向间隔的冲洗通道。该多个表面特征部可以与该多个冲洗通道合作以便在形成该孔时将钻粉从该孔中移除。

任选地，该多个表面特征部可以是限定在该主体部分的外表面内的多个槽。每个槽可以相对于该中央纵向轴线成角度地取向。

任选地，该多个表面特征部可以是从该主体部分向外突出的多个飞边。该多个飞边中的每个飞边可以任选地被定位成与该多个冲洗通道中的至少一个冲洗通道连通。

任选地，该多个表面特征部可以是从该主体部分的该近侧部分向外突出的多个肋。该多个肋中的每个肋可以任选地被定位成与该多个冲洗通道中的至少一个冲洗通道连通。该多个肋中的每个肋可以任选地相对于该中央纵向轴线成角度地取向。

任选地，该钻尖面的该顶表面可以具有一个总体上修圆的轮廓。该钻尖面可以限定从该钻尖面的该顶表面延伸的至少一个伸出部分。该钻尖面的该顶表面可以限定邻近该钻尖的中央轴线的至少一个孔眼。该至少一个孔眼可以延伸到该钻尖的一个内部部分之中。该孔眼可以被定位成与限定在该钻尖内的一个纵向延伸中央通道处于流体连通。在一个方面中，该中央通道可以与一个加压冲洗介质源处于选择性连通。该加压冲洗介质可以经由流体连接的该中央通道和该至少一个孔眼来提供到该钻尖的该顶表面。

在使用中，该钻头尖可以允许将钻粉从一个形成的孔中移除。这些钻粉可以总体上由该加压冲洗介质携带穿过这些冲洗通道，该加压冲洗介质被约束在该钻头尖的这些冲洗通道与所形成的孔的内壁表面之间。

本发明的另外优点的一部分将在以下说明书中提出，并且一部分将从本说明书中变得清楚或可以通过实践本发明来学习。将借助于所附权利要求书中特别指出的元件和组合来实现和获得本发明的这些优点。应当理解的是，前面的大体说明和以下详细说明两者都仅是示例性的和解释性的，并且不限制所要求保护的本发明。

附图说明

本发明的这些优选实施例的这些和其他特征将在参考附图的详细说明中变得更清楚，其中：

图1A-3B描绘了如在此披露的多个示例性铰孔钻尖。图1A-3B的这些铰孔钻尖具有限定一个前刃(切削刃)的多个间隔槽。

图1A是一个示例性铰孔钻尖的前透视图，并且图1B提供了该铰孔钻尖的不同技术视图。图1C是如在此披露的一个钻头尖的一个示例性开槽的孤立侧视图。图1D是如在此披露的一个示例性钻头尖沿着一个第一壁表面取得的截面视图，该第一壁表面示例性地被示出为被定位在包括一根平面弦的一个第一平面中。

图2描绘了另一个示例性铰孔钻尖的前透视图。

图3A是一个示例性铰孔钻尖的前透视图，并且图3B提供了该铰孔钻尖的不同技术视图。

图4A-4B示意性地描绘了在如在此披露的一个铰孔钻尖的外表面上形成一个槽。图4A中描绘的该铰孔钻尖的取向对应于该铰孔钻尖当在笔直切削到该钻尖中以便形成该槽时的相对取向。在操作中，当该铰孔钻尖被旋转直到其中央轴线基本上在该画图页面的平面内时(见图4B中描绘的该铰孔钻头的取向)，该槽相对于该钻尖的该中央轴线的角度取向可见。

图5A和5B描绘了如在此披露的具有四个周向间隔的槽的一个示例性铰孔钻尖。图5C描绘了如在此披露的具有五个周向间隔的槽的一个示例性铰孔钻尖。图5D和5E描绘了如在此披露的具有六个周向间隔的槽的一个示例性铰孔钻尖。

图6描绘了具有多个任选飞边元件和直肋的一个钻头尖，如在此进一步披露的，该多个任选飞边元件和直肋可以代替或结合在此披露的这些螺旋槽使用。

图7描绘了如在此披露的另一个示例性铰孔钻尖。图7的铰孔钻尖具有至少两个成角度槽，其中至少一个成角度槽被放置在该钻尖面的每个侧上。

图8描绘了如在此披露的具有多个后切削刃的一个示例性导径铰刀。

图9A-9D描绘了如在此披露的具多个有后切削刃的一个示例性铰孔钻尖。

图10A-10B是如在此披露的一个示例性铰孔钻尖在实验测试之前的多张图像。

图11A-11B是图10A-10B的该铰孔钻尖在完成实验测试之后的多张图像。

具体实施方式

通过参考以下详细说明、实例、附图和权利要求书及它们的先前和之后的说明可以更容易地理解本发明。然而，在披露和描述本发明装置、系统和/或方法之前，应当理解的是，除非另外说明，本发明不限于所披露的这些定装置、系统和/或方法，因此当然可以改变。还应当理解的是，在此使用术语的目的仅在于描述多个特定方面，并不意味着限制。

本发明的以下说明以本发明最好的当前已知实施例提供作为本发明的实施教示。为此，相关领域的技术人员将认识到并理解的是，可以在仍然获得本发明的有益结果的同时对在此描述的本发明的不同方面做出许多改变。还应当清楚的是，本发明的一些所希望的益处可以通过选择本发明的一些特征而不利用其他特征来获得。因此，本领域的技术人员将理解的是，对本发明的许多修改和改编是可能的并且在某些情况下甚至可能是所希望的，并且是本发明的一部分。因此，以下说明被提供作为本发明的这些原理的解说而非对其进行限制。

除非上下文另有明确指示，如自始至终所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指示物。因此，例如，除非上下文另有指示，对“一个冲洗通道”的提及可以包括两个或更多个此类清洗通道。

范围在此可以表述为从“大约”一个特定值和/或到“大约”另一个特定值。当表述这种范围时，另一个方面包括从该一个特定值和/或到该另一个特定值。类似地，当多个值表述为近似值时，通过使用先行词“大约”，将理解该特定值形成另一个方面。将进一步理解的是，每个范围的端点相对于另一个端点以及独立于另一个端点都是有意义的。

如在此所使用的术语“任选的”或“任选地”意味着随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，并且该描述包括其中所述事件或情况发生的实例以及其中它不发生的实例。

如在此所使用的词语“或”意味着一个特定列表的任何一个成员并且还包括该列表的多个成员的任何组合。

在此参考图1A-11B描述一种用于在钻探操作中使用的钻头尖。在示例性操作中，该钻头尖可以在一个钻探地层中形成一个孔。任选地，在一些示例性操作中，该钻探地层可以包括岩石。如在此进一步描述的，考虑到在此披露的这些钻头尖可以在不添加导引特征部的情况下增加钻探生产率。任选地，该钻头尖可以是一个铰孔钻尖。然而，考虑到在此披露的这些特征部可以不受限制地用于螺纹钻尖(包括例如但不限于平面钻尖)、潜孔钻尖、穹顶钻尖/开孔机钻尖、导径铰刀以及类似物中。

在一个方面中，钻尖10可以具有：一个中央纵向轴线12；一个钻尖面20，该钻尖面具有一个顶表面22；以及一个主体部分30，该主体部分远离该钻尖面轴向延伸。如图1A-11B所示，考虑到钻尖面20的顶表面22可以具有一个总体上修圆的轮廓。在另一个方面中，如图7、10A-10B以及11A-11B中所示，钻尖面20可以任选地限定或联接到至少一个凸起26或其他表面元件，如本领域中常规已知的。在此方面中，考虑到该至少一个凸起26可以包括多个凸起。在另外一个方面中，钻尖面20可以限定至少一个孔眼24。任选地，该至少一个孔眼24可以邻近钻尖10的中央纵向轴线12被定位。在一个方面中，考虑到该至少一个孔眼24可以延伸到该钻尖的一个内部部分中。进一步考虑到该至少一个孔眼可以被配置成用于将流体递送到该钻尖面附近。

在一个方面中，至少一个孔眼24可以与限定在钻尖10的该内部部分内的一个纵向延伸中央通道38处于流体连通。在一个方面中，该中央通道38可以与一个加压冲洗介质源处于选择性连通。在此方面中，考虑到该加压冲洗介质可以经由流体连接的该中央通道38和该至少一个孔眼24来提供到钻尖面20。任选地，在一个示例性方面中，该至少一个孔眼24中的至少一个孔眼可以由钻尖面20的顶表面22限定。在此方面中，考虑到多个孔眼24可以由钻尖面20的顶表面22限定。在多个其他示例性方面中，考虑到该至少一个孔眼24中的至少一个孔眼可以由钻尖面20的一个侧部限定。在多个进一步方面中，考虑到该至少一个孔眼24可以由钻头尖10的主体部分30邻近钻尖面20的一个侧部限定。

在另一个方面中，该钻头尖的主体部分30可以具有一个外表面32、一个近侧部分34和一个远侧部分36。在此方面中，近侧部分34可以限定多个表面特征部。

在一个进一步方面中，如图1A-7和10A-11B中所示，钻尖10的主体部分30可以与钻尖面20合作以便限定多个周向间隔的冲洗通道100。在此方面中，该多个表面特征部可以与该多个冲洗通道100合作以便在形成该孔时将钻粉从该孔中移除。在此方面中，考虑到该多个冲洗通道100可以围绕钻尖面20的圆周基本上等距间隔。在多个示例性方面中，该多个冲洗通道100可以包括3个、4个、5个或6个冲洗通道(见图5A-5E)。然而，考虑到该多个冲洗通道100可以如在此所披露包括允许排出钻粉的任何数量的冲洗通道。

具有多个槽的钻头尖

在一个示例性方面中，如图1A-5E、7以及10A-11B中所示，该多个表面特征部可以包括多个槽40。在此方面中，该多个槽中的每个槽40可以相对于钻尖10的中央轴线12成角度地取向。任选地，考虑到每个槽40的至少一部分可以形成被配置用于倒铰孔的一个切削元件42。在另外一个方面中，考虑到该多个槽中的每个槽40的切削元件42可以限定一个切削刃(前刃)44。

任选地，考虑到至少一个槽40可以被定位成与至少一个冲洗通道100处于流体连通。在多个示例性方面中，该多个槽中的每个槽40的一部分可以被配置用于与该多个冲洗通道中的至少一个冲洗通道100的一部分进行流体连通。然而，考虑到可以使用多个槽40和冲洗通道100的任何构型。例如，在一些方面中，考虑到该多个槽40可以独立于该多个冲洗通道100起作用。在这些方面中，考虑到该多个槽40可以相对于钻尖10的中央轴线12与该多个冲洗通道100间隔。因此，考虑到该至少一个槽40可以被配置成与该至少一个冲洗通道100处于流体连通，并且可替代地，在多个其他示例性方面中，该至少一个槽40可以被配置成不与该至少一个冲洗通道100处于流体连通。

在一个示例性方面中，每个槽40可以包括一个第一壁表面46(基本上被定位在一个第一平面47内)和一个第二壁表面48(基本上被定位在一个第二平面49内)。在此方面中，第一壁表面46和第二壁表面48可以由钻尖10的主体部分30的近侧部分34的外表面32限定。在另一个方面中，考虑到第二平面49(基本上包括第二壁表面48)可以相对于第一平面47(基本上包括第一壁表面46)被定位成具有一个选定取向角50。在一个示例性方面中，取向角50的范围可以是从大约30°到大约130°。在另一个示例性方面中，取向角50的范围可以是从大约60°到大约100°。在又一个示例性方面中，取向角50的范围可以是从大约80°到大约95°。任选地，考虑到第二平面49(基本上包括第二壁表面48)可以基本上横向于第一平面47(基本上包括第一壁表面46)。

如图1A-5E中所示并且在图1B和1D中具体示出的，第一平面47(基本上包括第一壁表面46)可以包括从一个第一端点A延伸到一个第二端点B的一个平面弦AB。考虑到第二端点B可以在钻尖面20相对于钻尖10的纵向轴线12的方向上与第一端点A轴向间隔。进一步考虑到第二端点B可以被定位在第一壁表面46与钻尖10的主体部分30的外圆周表面32的交点处。任选地，平面弦AB可以基本上被定位在第一壁表面46与第二壁表面48之间的边界处(并且基本上在第一平面47与第二平面49之间的相交处)。在多个示例性方面中，平面弦AB可以具有范围示例性地是从大约5°到大约80°的一个弦角54，其中该弦角是由平面弦AB和第一平面47内的切线56形成的角。在这些方面中，平面弦AB和切线56可以在钻尖10的主体部分30的外圆周表面32上在第二端点B处相交。在多个其他示例性方面中，弦角54的范围可以是从大约20°到大约70°。在再多个其他方面中，弦角54的范围可以是从大约30°到大约65°。在一个进一步示例性方面中，弦角54可以是大约40°。

在一个进一步方面中，并且参考图1B，考虑到第二壁表面48可以被定位成使得从第二平面49(基本上包括该第二壁表面)延伸的一个法线(垂直线)64相对于钻尖10的纵向轴线12被定位成具有一个选定切削角66。在此方面中，考虑到该选定切削角66相对于钻尖10的纵向轴线12的范围可以是从大约10°到大约120°。在另一个方面中，考虑到该选定切削角66相对于钻尖10的纵向轴线12的范围可以是从大约20°到大约100°。在一个进一步方面中，考虑到该选定切削角66相对于钻尖10的纵向轴线12的范围可以是从大约25°到大约90°。在再一个示例性方面中，考虑到该选定切削角66的范围可以使从大约30°到大约65°。在一个示例性方面中，该选定切削角66可以是大约40°。

任选地，考虑到该多个槽中的每个槽40可以具有一个基本上螺旋形的轮廓。在另外一个方面中，该多个槽中的每个成螺旋形状的槽40的切削元件42可以限定被配置用于倒铰孔的一个前刃(切削刃)44。

任选地，在多个其他示例性方面中，如图7中所示，考虑到该多个螺旋槽40可以被定位在一个基本上垂直的取向中。在这些方面中，考虑到该多个槽中的至少一个槽40可以与至少一个冲洗通道合作以便限定用于接收流体和/或钻粉的一个连续路径，如在此所披露的。任选地，考虑到该多个槽中的每个槽40可以基本上平行于钻尖10的纵向轴线12取向。

具有带一个切削型面的一个背面的钻头尖

任选地，在多个示例性方面中，并且参考图8-9D，考虑到钻尖10的主体部分30的近侧部分34可以具有设置有一个切削型面92的一个背面90，该切削型面包括被配置用于倒铰孔的至少一个切削刃94。在多个示例性方面中，限定在背面90上的至少一个切削刃94可以具有一个基本上锯齿形切削型面。考虑到背面90的该至少一个切削刃94可以被配置成用于切削和/或搅动钻粉，从而促进将钻尖10从该孔中移除并增加钻探操作的生产率。

在多个示例性方面中，切削型面92可以包括多个后切削齿96。在这些方面中，该多个齿96可以围绕背面90周向间隔。任选地，考虑到该多个齿96可以围绕背面90基本上等距地周向间隔。在另外一个方面中，考虑到该多个齿中的每个齿96可以限定背面90的一个对应切削刃94。在一个示例性方面中，该多个后切削齿96可以包括三个后切削齿。

在多个其他方面中，切削型面92可以包括被定位在该多个后切削齿的相邻齿96之间的多个凹陷部分98。例如，在一个方面中，当该多个后切削齿96包括三个齿时，考虑到该多个凹陷部分98可以包括三个凹陷部分。在多个进一步方面中，这些凹陷部分98可以由切削型面92的相应倾斜部分93限定。在这些方面中，如图9B-9D所示，考虑到切削型面92的这些倾斜部分93可以相对于垂直于钻尖10的纵向轴线12定位的一个平面95被取向成具有一个选定角99。进一步考虑到该选定角99的范围可以是从大约5°到大约45°。在一个示例性方面中，考虑到该选定角99的范围可以是从大约10°到大约30°。在另一个示例性方面中，考虑到该选定角99的范围可以是从大约15°到大约20°。

具有多个飞边的钻头尖

在另一个示例性方面中，并且参考图6，该钻头尖的该多个表面特征部可以任选地包括从钻尖10的主体部分30向外凸起的多个飞边70。在此方面中，该多个飞边70可以被配置成充当被配置用于倒铰孔的多个切削元件。在此方面中，考虑到该多个飞边中的至少一个飞边70可以被定位成与钻尖10的至少一个冲洗通道100连通。进一步考虑到该多个飞边中的每个飞边70可以被定位成与钻尖10的至少一个冲洗通道100连通。然而，考虑到可以使用多个飞边70和冲洗通道100的任何构型。例如，在一些方面中，考虑到该多个飞边70可以独立于该多个冲洗通道100起作用。在这些方面中，考虑到该多个飞边70可以相对于钻尖10的中央轴线12与该多个冲洗通道100间隔。因此，考虑到该至少一个飞边70可以被配置成与该至少一个冲洗通道100处于流体连通，并且可替代地，在多个其他示例性方面中，该至少一个飞边70可以被配置成不与该至少一个冲洗通道100处于流体连通。

进一步任选地考虑到这些飞边70可以任选地具有一个基本上螺旋形的轮廓。在使用中，考虑到这些飞边70可以与在此披露的这些槽以相同的一般方式起作用，从而提高钻探操作的生产率。

具有多个肋的钻头尖

在再一个示例性方面中，并且参考图6，该钻头尖10的该多个表面特征部可以任选地包括从钻尖10的主体部分30向外凸起的多个肋80。在此方面中，该多个肋80可以被配置成充当被配置用于倒铰孔的多个切削元件。在此方面中，考虑到至少一个肋80可以被定位成与该钻尖的至少一个冲洗通道100处于流体连通。进一步考虑到该多个肋中的每个肋80可以被定位成与钻尖10的至少一个冲洗通道100连通。然而，考虑到可以使用多个肋80和冲洗通道100的任何构型。例如，在一些方面中，考虑到该多个肋80可以独立于该多个冲洗通道100起作用。在这些方面中，考虑到该多个肋80可以相对于钻尖10的中央轴线12与该多个冲洗通道100间隔。因此，考虑到该至少一个肋80可以被配置成与该至少一个冲洗通道100处于流体连通，并且可替代地，在多个其他示例性方面中，该至少一个肋80可以被配置成不与该至少一个冲洗通道100处于流体连通。

进一步考虑到这些肋80可以相对于该钻尖的中央轴线12被定位成具有一个选定角。在使用中，考虑到这些肋80可以与在此披露的这些槽和飞边以相同的一般方式起作用，从而提高钻探操作的生产率。

在多个示例性方面中，考虑到该多个表面特征部可以包括如在此披露的这些槽40、飞边70和肋80中的至少两者。因此，考虑到该多个表面特征部可以包括至少一个槽40和至少一个飞边70。类似地，考虑到该多个表面特征部可以包括至少一个槽40和至少一个肋80。进一步考虑到该多个表面特征部可以包括至少一个飞边70和至少一个肋80。再进一步考虑到该多个表面特征部可以包括至少一个槽40、至少一个飞边70和至少一个肋80。

钻头尖的使用

在使用中，考虑到所披露的钻头尖可以被放置成与地层相接触，并且以一种常规方式相对于该地层被推进以便形成一个钻孔。考虑到该多个表面特征部可以与该多个冲洗通道合作以便排出钻粉并且由此促进将该钻具串组从一个钻孔、例如像但不限于形成于一个岩石地层中的一个钻孔中移除。考虑到这些钻粉可以总体上由该加压冲洗介质携带穿过这些冲洗通道和这些表面特征部，该加压冲洗介质总体上被约束在这些冲洗通道与所形成的孔的一个内壁表面之间。进一步考虑到该钻尖上没有导引直径可以允许该钻尖更好地沿循一个导向孔并在该铰削孔内“浮动”而不接触该孔的这些内部边缘。

在操作中，考虑到与包括一个常规钻头尖的钻具串组相比，包括这些所披露钻头尖中的一个的钻具串组可以更快地从一个孔中被移除并且具有更小的阻力。更具体地说，考虑到这些所披露钻头尖可以通过钻进堵塞的钻粉中并通过在此披露的这些冲洗通道和其他表面特征部有效地排出这些钻粉来增加生产率。

实例

在一个实验测试中，将如在此披露的一个高生产率铰孔钻尖的性能与一个常规铰孔钻尖的性能进行比较。将两种钻尖连接到一个蒙特贝(Montabert)钻探机械上并使用其在松散的起伏地面中钻出四个16英尺的孔。图10A-10B显示该高生产率铰孔钻尖在钻出这些孔之前的多张图像。图11A-11B显示该高生产率铰孔钻尖在钻出这些孔之后的多张图像。

该高生产率铰孔钻尖能够在大约三分钟内穿透16英尺。用于该高生产率铰孔钻尖的提钻时间是平均约十秒，而用于该常规铰孔钻尖的提钻时间是平均约八分钟。与该常规铰孔钻尖相比，该高生产率铰孔钻尖展现出更高稳定性(更少甩摆)，并且该高生产率铰孔钻尖与该常规铰孔钻尖相比形成更直的孔。

示例性钻头尖

在多个示例性方面中，提供了一种用于在地层内形成一个孔的钻头尖，该钻头尖具有一个中央纵向轴线并且包括：一个钻尖面，该钻尖面具有一个顶表面；以及一个主体部分，该主体部分远离该钻尖面轴向延伸，该主体部分具有一个外表面和一个近侧部分，该近侧部分在该主体部分的该外表面内限定多个槽，该多个槽中的每个槽相对于该中央纵向轴线成角度地取向，其中该主体部分和该钻尖面合作以便限定多个周向间隔的冲洗通道，并且其中该多个槽与该多个冲洗通道合作以便在形成该孔时将钻粉从该孔中移除。

在另一个示例性方面中，该主体部分限定被配置成用于接收一种冲洗介质的一个中央通道，其中该钻尖面的该顶表面限定被定位成与该中央通道处于流体连通的至少一个孔眼。

在另一个示例性方面中，每个槽的至少一部分形成被配置用于倒铰孔的一个切削元件。

在另一个示例性方面中，该多个槽中的每个槽包括一个第一基本上平面的壁表面和一个第二基本上平面的壁表面。

在另一个示例性方面中，该多个槽中的每个槽的该第一壁表面被定位在包括一根平面弦的一个第一平面中，该平面弦具有由该平面弦和该第一平面内的一个切线形成的一个弦角，该平面弦和该切线在该主体部分的该外表面上在该第一壁表面和该主体部分的该外表面的一个末端交点处相交，其中该弦角的范围是从大约5°到大约60°。

在另一个示例性方面中，该多个槽中的每个槽的该第二壁表面被定位在一个第二平面中，该第二平面相对于该第一平面被定位成具有一个取向角，其中该取向角的范围是从大约30°到大约130°。在另一个示例性方面中，该取向角的范围是从大约60°到大约100°。在另一个示例性方面中，该取向角的范围是从大约80°到大约95°。在另一个示例性方面中，该第二壁表面基本上横向于该第一壁表面。

在另一个示例性方面中，该第二壁表面被定位成使得从该第二壁表面延伸的一个法线相对于该钻头尖的该中央纵向轴线被定位成具有一个切削角。

在另一个示例性方面中，该切削角的范围是从大约10°到大约120°。在另一个示例性方面中，该切削角的范围是从大约20°到大约100°。在另一个示例性方面中，该切削角的范围是从大约25°到大约90°。

在另一个示例性方面中，该多个槽中的每个槽具有一个基本上螺旋形的轮廓。

在另一个示例性方面中，该钻尖面限定从该钻头尖的该顶表面延伸的至少一个凸起。

在多个其他示例性方面中，可以提供一种用于在地层内形成一个孔的钻头尖，该钻头尖具有一个中央纵向轴线并且包括：一个钻尖面，该钻尖面具有一个顶表面；以及一个主体部分，该主体部分远离该钻尖面轴向延伸，该主体部分具有一个外表面和一个近侧部分，该近侧部分限定多个表面特征部，其中该主体部分和该钻尖面合作以便限定多个周向间隔的冲洗通道，并且其中该多个表面特征部与该多个冲洗通道合作以便在形成该孔时将钻粉从该孔中移除。

在另一个示例性方面中，该多个表面特征部包括限定在该主体部分的该外表面内的多个槽，该多个槽中的每个槽相对于该中央纵向轴线成角度地取向。

在另一个示例性方面中，该多个表面特征部包括从该主体部分向外凸起的多个飞边，其中该多个飞边中的每个飞边被定位成与该多个冲洗通道中的至少一个冲洗通道连通。在另一个示例性方面中，该多个飞边中的每个肋与该多个冲洗通道间隔，这样使得该多个飞边独立于该多个冲洗通道起作用。

在另一个示例性方面中，该多个表面特征部包括从该主体部分的该近侧部分向外凸起的多个肋，其中该多个肋中的每个肋被定位成与该多个冲洗通道中的至少一个冲洗通道连通。在另一个示例性方面中，该多个肋中的每个肋与该多个冲洗通道间隔，这样使得该多个肋独立于该多个冲洗通道起作用。

在另一个示例性方面中，该多个肋中的每个肋具有一个纵向轴线，该纵向轴线相对于包括该钻头尖的该中央纵向轴线的一个平面成角度地取向。

在另一个示例性方面中，该多个表面特征部中的每个表面特征部的至少一部分被配置用于倒铰孔。

在一个进一步示例性方面中，一种用于在地层内形成一个孔的方法包括：将一个钻头尖定位成与地层相接触，该钻头尖具有一个中央纵向轴线并且包括：一个钻尖面，该钻尖面具有一个顶表面；以及一个主体部分，该主体部分远离该钻尖面轴向延伸，该主体部分具有一个外表面和一个近侧部分，该近侧部分在该主体部分的该外表面内限定多个槽，该多个槽中的每个槽相对于该中央纵向轴线成角度地取向，其中该主体部分和该钻尖面合作以便限定多个周向间隔的冲洗通道；以及在该地层内推进该钻头尖以便形成该孔，其中该多个槽与该多个冲洗通道合作以便在形成该孔时将钻粉从该孔中移除。在另一个示例性方面中，该地层是一个岩石地层。

尽管已经在上述说明书中披露了本发明的若干实施例，但本领域的技术人员应当理解，受益于在上述说明和相关联附图中呈现的传授内容，本发明涉及的本发明的许多修改和其他实施例将显而易见。因此应当理解的是，本发明不限于上文中披露的这些特定实施例，并且许多修改和其他实施例旨在包括在所附权利要求书的范围内。此外，尽管在此以及以下权利要求书中采用了特定术语，但它们仅以一种一般性且描述性意义来使用，而不是为了限制本发明或以下权利要求书的目的。

Claims (23)

1.一种用于在地层中形成一个孔的钻头尖，该钻头尖具有一个中央纵向轴线并且包括：

一个钻尖面，该钻尖面具有一个顶表面；以及

一个主体部分，该主体部分轴向延伸远离该钻尖面，该主体部分具有一个外表面和一个近侧部分，该近侧部分在该主体部分的该外表面内限定多个槽，该多个槽中的每个槽相对于该中央纵向轴线成角度地取向，

其中该主体部分和该钻尖面合作以便限定多个周向间隔的冲洗通道，并且其中该多个槽与该多个冲洗通道合作以便在形成该孔时将钻粉从该孔中移除。

2.如权利要求1所述的钻头尖，其中该主体部分限定被配置成用于接收一种冲洗介质的一个中央通道，并且其中该钻尖面的该顶表面限定被定位成与该中央通道处于流体连通的至少一个孔眼。

3.如权利要求1所述的钻头尖，其中每个槽的至少一部分形成被配置用于倒铰孔的一个切削元件。

4.如权利要求1所述的钻头尖，其中该多个槽中的每个槽包括一个第一基本上平面的壁表面和一个第二基本上平面的壁表面。

5.如权利要求4所述的钻头尖，其中该多个槽中的每个槽的该第一壁表面被定位在包括一根平面弦的一个第一平面中，该平面弦具有由该平面弦和该第一平面内的一个切线形成的一个弦角，该平面弦和该切线在该主体部分的该外表面上在该第一壁表面和该主体部分的该外表面的一个末端交点处相交，其中该弦角的范围是从大约5°到大约60°。

6.如权利要求5所述的钻头尖，其中该多个槽中的每个槽的该第二壁表面被定位在一个第二平面中，该第二平面相对于该第一平面被定位成具有一个取向角，其中该取向角的范围是从大约30°到大约130°。

7.如权利要求6所述的钻头尖，其中该取向角的范围是从大约60°到大约100°。

8.如权利要求6所述的钻头尖，其中该取向角的范围是从大约80°到大约95°。

9.如权利要求4所述的钻头尖，其中该第二壁表面基本上横向于该第一壁表面。

10.如权利要求4所述的钻头尖，其中该第二壁表面被定位成使得从该第二壁表面延伸的一个法线相对于该钻头尖的该中央纵向轴线被定位成具有一个切削角。

11.如权利要求10所述的钻头尖，其中该切削角的范围是从大约10°到大约120°。

12.如权利要求11所述的钻头尖，其中该切削角的范围是从大约20°到大约100°。

13.如权利要求11所述的钻头尖，其中该切削角的范围是从大约25°到大约90°。

14.如权利要求3所述的钻头尖，其中该多个槽中的每个槽具有一个基本上螺旋形的轮廓。

15.如权利要求1所述的钻头尖，其中该钻尖面限定从该钻头尖的该顶表面延伸的至少一个凸起。

16.一种用于在地层中形成一个孔的钻头尖，该钻头尖具有一个中央纵向轴线并且包括：

一个钻尖面，该钻尖面具有一个顶表面；以及

一个主体部分，该主体部分轴向延伸远离该钻尖面，该主体部分具有一个外表面和一个近侧部分，该近侧部分限定多个表面特征部，

其中该主体部分和该钻尖面合作以便限定多个周向间隔的冲洗通道，并且其中该多个表面特征部与该多个冲洗通道合作以便在形成该孔时将钻粉从该孔中移除。

17.如权利要求16所述的钻头尖，其中该多个表面特征部包括限定在该主体部分的该外表面内的多个槽，该多个槽中的每个槽相对于该中央纵向轴线成角度地取向。

18.如权利要求16所述的钻头尖，其中该多个表面特征部包括从该主体部分向外凸起的多个飞边，其中该多个飞边中的每个飞边被定位成与该多个冲洗通道中的至少一个冲洗通道连通。

19.如权利要求16所述的钻头尖，其中该多个表面特征部包括从该主体部分的该近侧部分向外凸起的多个肋，其中该多个肋中的每个肋被定位成与该多个冲洗通道中的至少一个冲洗通道连通。

20.如权利要求19所述的钻头尖，其中该多个肋中的每个肋具有一个纵向轴线，该纵向轴线相对于包括该钻头尖的该中央纵向轴线的一个平面成角度地取向。

21.如权利要求16所述的钻头尖，其中该多个表面特征部中的每个表面特征部的至少一部分被配置用于倒铰孔。

22.一种在地层内形成一个孔的方法，该方法包括：

将一个钻头尖定位成与地层相接触，该钻头尖具有一个中央纵向轴线并且包括：

一个钻尖面，该钻尖面具有一个顶表面；以及

一个主体部分，该主体部分轴向延伸远离该钻尖面，该主体部分具有一个外表面和一个近侧部分，该近侧部分在该主体部分的该外表面内限定多个槽，该多个槽中的每个槽相对于该中央纵向轴线成角度地取向，

其中该主体部分和该钻尖面合作以便限定多个周向间隔的冲洗通道；以及

在该地层内推进该钻头尖以便形成该孔，

其中该多个槽与该多个冲洗通道合作以便在形成该孔时将钻粉从该孔中移除。

23.如权利要求22所述的方法，其中该地层是岩石地层。