專利名稱：用于使用穿過地下巖層的通道的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
大體上，本發(fā)明各方面涉及可用于在穿過地下巖層的通道內(nèi)執(zhí)行操作的系統(tǒng)和方法，包括限制在地下巖層內(nèi)的斷裂的萌生和擴(kuò)展、尾管的安置和粘固、鉆井、套管鉆井、尾管鉆井、完井及它們的組合。
背景技術(shù)：
本發(fā)明第一方面的實施例涉及由鉆出通道內(nèi)的巖屑存貨制造地下堵漏劑(LCM)， 用于抑制穿過地下巖層的通道的井壁內(nèi)萌生斷裂或擴(kuò)展。利用該第一方面的裝置可與鉆柱接合，以便在緊靠穿過地下巖層的通道的鉆孔部分的新暴露的地層井壁處產(chǎn)生LCM，用以及時地向所述井壁應(yīng)用所產(chǎn)生的地下LCM。包括該第一方面的碎石工具的實施例包括通道擴(kuò)大工具(圖5-7的6 、偏心銑刀(圖8-9的56)、套管銑刀(圖10-12的57)和巖石漿化工具(圖15-39的65)。通道擴(kuò)大工具和偏心銑刀工具的可用實施例依賴于被選擇使用的嵌套鉆柱工具(圖145-166 的49)。所述套管銑刀工具的實施例展現(xiàn)了對描述于美國專利3，982，594中的類似傳統(tǒng)工具的顯著改進(jìn)，該美國專利的內(nèi)容通過參考包括于本文。涉及巖石漿化工具(圖15-39的 65)的實施例展現(xiàn)了描述于美國專利4，090，673中的傳統(tǒng)地上技術(shù)的顯著改進(jìn)，該美國專利的內(nèi)容通過參考包括于本文，該巖石漿化工具設(shè)置在鉆柱內(nèi)以便從地下環(huán)境中的巖屑產(chǎn)生LCM。涉及所述巖石漿化工具的實施例通過使用旋轉(zhuǎn)葉輪沖擊來破壞位于泥漿中的巖屑或其它可破壞材料，或者通過離心加速所述巖屑或附加材料來沖擊相對固定或相對的旋轉(zhuǎn)表面。碎石工具的實施例還使用從鉆頭或開孔機(jī)產(chǎn)生的巖屑存貨的巖石漿化和磨碎來產(chǎn)生LCM，而傳統(tǒng)的方法依賴于表面添加LCM，其在通過循環(huán)漿料流的損失檢測到地下斷裂與后續(xù)添加LCM之間具有固有的時間差。本發(fā)明的實施例通過在出現(xiàn)斷裂的萌生或顯著擴(kuò)展之前，從被涂覆所鉆通道的巖壁的循環(huán)漿料經(jīng)由所述通道推出的巖屑存貨產(chǎn)生LCM來抑制巖層斷裂的萌生或擴(kuò)展。由于它的無彈性性質(zhì)，巖石在鉆孔和壓力漿料循環(huán)期間具有高度的斷裂傾向。通過及時地應(yīng)用LCM，本發(fā)明的實施例可用來通過增強(qiáng)地下巖層與循環(huán)漿料之間的壓差擋板 (稱為濾餅)，在使用保護(hù)套管裝襯巖層通道之前把更深的地下地層定為目標(biāo)，其中通過將堵漏劑及時推入覆有循環(huán)漿料的所述井壁中的孔隙、斷裂或小縫隙中來增強(qiáng)壓差擋板，以減輕斷裂萌生和擴(kuò)展的傾向。將LCM封裝在濾餅中，覆蓋整個巖石的孔隙，通過提高所述濾餅的壓差承受特性來抑制斷裂的萌生。限制巖層內(nèi)斷裂的萌生和擴(kuò)展存在多種方法，美國專利5，207，282中有所描述，該專利的內(nèi)容通過參考包括于本文。本發(fā)明的實施例，包括礦石工具(56，57，58，59)、漿料通道工具(圖42至70、 88-118及121至124的58)、及嵌套鉆柱工具(圖145至166的49)，使用地下生成LCM的機(jī)械和壓力應(yīng)用來將添加了 LCM的表面補償和/或替換至巖層孔和斷裂空間，進(jìn)一步增強(qiáng)所述汛餅的壓差承受能力，以通過所述LCM的及時應(yīng)用和封裝來進(jìn)一步抑制斷裂的萌生或擴(kuò)展，被本領(lǐng)域的專家稱為鉆孔應(yīng)力籠加強(qiáng)。傳統(tǒng)的方法通常需要停止鉆孔來執(zhí)行井孔的應(yīng)力籠加強(qiáng)，而本發(fā)明的實施例可用來連續(xù)地改變作用在壁孔上的壓力，在采用所述實施例的導(dǎo)管柱的鉆孔、循環(huán)和/或旋轉(zhuǎn)期間增強(qiáng)井孔。本發(fā)明第二方面的實施例涉及在不需要移除鉆柱的情況下模擬地下巖層中保護(hù)內(nèi)襯的套管鉆井和尾管鉆井配置。另外，該第二方面可用于將防沙篩管、穿孔槍、采油封隔器及其它完井裝置布置在地下巖層中。一旦達(dá)到期望的地下巖層孔深度，漿料通道工具 (圖42-70,88-118和121至124的58)或嵌套鉆柱工具(圖145-166的49)的實施例就拆除一個或多個同心鉆柱，并將所述述鉆柱接合至穿過地下巖層的通道。本發(fā)明的該第二方面可與利用本發(fā)明第一方面的碎石工具(56，57，63，65)的實施例組合，以減小斷裂萌生和擴(kuò)展的傾向，直到本發(fā)明的第二方面使用保護(hù)內(nèi)襯隔離了地下巖層為止。該手段首先去除了抽出鉆柱的風(fēng)險，隨后去除了在穿過地下巖層的通道中軸向向下推進(jìn)襯砌、套管、完井或其它保護(hù)內(nèi)襯鉆柱，在此期間，限制了尋址地下危害物的能力。本發(fā)明第三方面的實施例涉及穿過地下巖層與保護(hù)內(nèi)襯之間的第一環(huán)形通道軸向向下或軸向向上推進(jìn)結(jié)合劑漿料的能力，使用漿料通道工具(圖42-70、88-118和 121-124的58)將所述襯料與穿過地下巖層的通道的井壁接合。傳統(tǒng)的粘固方法依賴于推進(jìn)結(jié)合劑漿料軸向向上通過第一環(huán)形通道，而本發(fā)明的第三方面可使用更高比重的所述結(jié)合劑漿料來幫助其推進(jìn)軸向向下通過所述第一環(huán)形通道，有效允許施加最小的壓力使?jié){料落入位置。由于為了產(chǎn)生隔絕脆弱薄巖層結(jié)構(gòu)的壓差擋板，保護(hù)內(nèi)襯上端的粘固是最重要的，所以本發(fā)明第三方面的重力輔助布置增加了在上端布置結(jié)合劑漿料的可能性，與傳統(tǒng)方法相比，不會引起巖層的損失。所述漿料通道工具的實施例還設(shè)有用作鉆井套管或尾管鞋的柔性隔膜(圖58-59 和88-93的76)，防止布置的結(jié)合劑一旦布置就從U形管中上下軸向竄動，無需移除內(nèi)部的鉆柱或強(qiáng)制結(jié)合劑通過敏感裝置(例如在所述內(nèi)部鉆柱中的電機(jī)及測井儀器或鉆井裝置)。在出現(xiàn)粘固和所述充氣隔膜防止導(dǎo)管U形化之后，雙導(dǎo)管柱應(yīng)用(圖145-166的 49)的內(nèi)部鉆柱可用于繼續(xù)鉆孔地下通道，同時硬化布置的結(jié)合劑。盡管粘固是本發(fā)明第三方面的常見應(yīng)用，但是通過漿料通道工具(圖42-70、 88-118和121-1 的58)的實施例可軸向向下或向上地轉(zhuǎn)向包括鉆井或完井流體的任意漿料流通過第一環(huán)形通道。在高環(huán)形摩擦因素的實例中，鉆井或完井流體的循環(huán)，包括在損失之前設(shè)置礫石填充或鉆井，第一環(huán)形通道的有限間隙的摩擦可用來減慢漿料的損失，同時保持循環(huán)任意流體時的靜壓頭和/或重力流。本發(fā)明第四方面的實施例去除了傳統(tǒng)鉆井、尾管鉆井和套管鉆井方法的在環(huán)空漿料速度與相關(guān)環(huán)空壓力之間選擇的需求。使用該第四方面，可以用來支撐具有鉆井組件的保護(hù)內(nèi)襯的大直徑鉆柱(圖145-166的49)來模仿更加顯著的環(huán)隙流速及相關(guān)環(huán)空壓力效果。如果使用保護(hù)內(nèi)襯作為鉆柱，那么用于在穿過地下巖層的通道內(nèi)執(zhí)行操作的傳統(tǒng)方法需要獨家選擇尾管鉆井或套管鉆井高環(huán)隙流速及相關(guān)的環(huán)空壓力。本發(fā)明的實施例 (圖145-166的49)支持具有鉆柱的保護(hù)內(nèi)襯，允許選擇傳統(tǒng)鉆柱的較低環(huán)隙流速和環(huán)空壓力，直到所述保護(hù)內(nèi)襯與巖層壁接合，其后，鉆柱可繼續(xù)向前鉆，如同本發(fā)明第三方面中所描述的，從未從穿過地下巖層的通道中脫離。如果內(nèi)部鉆柱支撐多個保護(hù)內(nèi)襯，那么可設(shè)置一套保護(hù)內(nèi)襯，無需移除內(nèi)部鉆柱，如圖159的尾管鉆井實施例中所述。尾管鉆井類似于套管鉆井，其區(qū)別在于在鉆柱的上端具有與其交叉的裝置。由于所述交叉裝置通常不是布置在地下巖層內(nèi)，對巖層孔經(jīng)受的環(huán)隙流速和壓力僅有微小的影響，所以在本文其余部分中，尾管鉆井與套管鉆井含義相同。另外，在現(xiàn)有套管鉆井裝置的大直接提供漿料涂抹效果益處的地方，通常無法應(yīng)用于較小直徑的鉆柱，通過沿著與巖層和鉆柱之間環(huán)形通道內(nèi)的循環(huán)流體相同的軸向方向引導(dǎo)內(nèi)部環(huán)形通道流，嵌套鉆柱工具的實施例(圖145-166的49)還模仿所述涂抹效果，無需更高的環(huán)隙流速并且沒有與傳統(tǒng)套管鉆柱相關(guān)的摩擦損失，從而提高了沿環(huán)空流方向的流動能力，并降低了速度和相關(guān)壓力損失。包括本發(fā)明第四方面的實施例可模仿鉆井或套管鉆井的涂抹效果、環(huán)隙流速及相關(guān)的壓力。與傳統(tǒng)的套管鉆井方法相反，嵌套鉆柱工具的實施例(圖145-166的49)具有多個內(nèi)部循環(huán)通道，這些通道可被漿料通道工具(圖42-70、88-118和121-1 的58)在多個方向引導(dǎo)，以模仿在鉆柱工具與穿過地下巖層的通道之間的第一環(huán)形通道內(nèi)的鉆井或套管鉆井的環(huán)隙流速和摩擦損失。本發(fā)明第五方面的實施例涉及反復(fù)選擇和重新選擇沿多個方向的漿料流循環(huán)速度及相關(guān)壓力模仿的能力，通過使用上述本發(fā)明的第三和第四方面，多功能工具(圖73-87 和125-131)的實施例用于通過漿料通道工具的實施例(圖42-70,88-118和121-124的 58)控制通道的連接。本發(fā)明第六方面的實施例涉及將本發(fā)明的各種實施例包括進(jìn)具有多個導(dǎo)管柱的單一工具中(圖145-166的49)的能力，所述單一工具具有漿料通道工具(圖42_70、88_118 和121-124的58)、控制所述漿料通道工具的多功能工具(圖73-87和125-131)、及地下 LCM產(chǎn)生工具(圖5-39的56、57、63、65)，以實現(xiàn)所述五個方面的效果以及比那些當(dāng)前使用傳統(tǒng)技術(shù)更深的目標(biāo)地下深度。需要用來增大可用LCM量的系統(tǒng)和方法，以及時地應(yīng)用于地下巖層，從而減小巖層斷裂萌生和擴(kuò)展的傾向。需要這樣的系統(tǒng)和方法，其用于將保護(hù)尾管、套管和完井裝置與地下巖層接合，而無需移除鉆柱。需要這樣的系統(tǒng)和方法，其在尾管、套管、完井、其它保護(hù)內(nèi)襯與地下巖層之間軸向向上或軸向向下地借重力協(xié)助循環(huán)漿料和結(jié)合劑漿料，而不影響對漿料敏感的內(nèi)部鉆柱和完井裝置，例如泥漿電機(jī)、測井鉆井裝置、穿孔槍和防沙篩管。需要對鉆井敏感的完井部件，其后鉆柱可用作生產(chǎn)或流向柱。需要這樣的方法和系統(tǒng)，其模仿處在易受斷裂影響的敏感性巖層結(jié)構(gòu)中的現(xiàn)有鉆井或完井鉆柱的環(huán)隙流速和相關(guān)壓力，而沒有損失涂抹效果、保護(hù)內(nèi)襯的支架，或者對所述鉆柱內(nèi)敏感裝置的不利影響。還需要這樣的系統(tǒng)和方法，其中所述環(huán)隙流速、相關(guān)壓力和涂抹效果的選擇不是排外的，而是在反復(fù)推進(jìn)通道穿過地下巖層和將保護(hù)內(nèi)襯接合至通道期間是可重復(fù)的，無需移除內(nèi)部鉆柱，將井下操作暴露于脫離和重新進(jìn)入所述通道的風(fēng)險。對于與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的單獨選擇效果存在顯著的危害和成本，當(dāng)被設(shè)置的通道和保護(hù)內(nèi)襯的數(shù)量加倍時，展現(xiàn)了極大的操作成本。還需要這樣的系統(tǒng)和方法，其通?？蓱?yīng)用于易受斷裂影響的整個地下巖層，以在旋轉(zhuǎn)保護(hù)鉆柱和完井襯之前達(dá)到比當(dāng)前現(xiàn)有技術(shù)實際或現(xiàn)實可達(dá)到的更深的深度。本發(fā)明滿足了這些需要。


本發(fā)明各實施例的詳細(xì)描述通過參考

如下，其中圖1至4示出了用于確定深度的現(xiàn)有技術(shù)的方法，在該方法中必須在地下巖層中設(shè)置保護(hù)套管，根據(jù)地下巖層的斷裂梯度及防止斷裂萌生和擴(kuò)展所需的泥漿密度來說明該方法，包括可說明和控制所述斷裂萌生和擴(kuò)展的現(xiàn)有技術(shù)方法。圖5-7示出了用于通過兩段或多段可伸縮刀具來擴(kuò)展地下孔的擴(kuò)孔工具的實施例。圖8-9示出了巖石銑刀工具的實施例，其具有用于磨碎從巖層通道的井壁伸出的突起以及逆向巖層通道井壁破碎攜帶有流漿的巖石顆粒的固定結(jié)構(gòu)。圖10-12示出了套管銑刀工具的實施例，其具有用于銑去從巖層通道壁伸出的突起以及逆向所述巖層通道的壁壓碎攜帶有漿料流的巖層顆粒的多個偏心可旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。圖13-14示出了用于離心破碎巖石顆粒的現(xiàn)有技術(shù)裝置。圖15和圖18-22示出了巖石漿化工具的實施例，其中穿過地下巖層的通道與所述工具的壁接合，該巖石漿化工具具有多種實施方式，其中布置在所述壁中與巖層接合的內(nèi)部附加壁相對于固定在內(nèi)部旋轉(zhuǎn)導(dǎo)管柱上的內(nèi)部葉輪旋轉(zhuǎn)，并且布置成用于加速、沖擊和破碎經(jīng)由所述工具的內(nèi)腔泵出的巖屑，其后，破碎的巖屑被泵出所述內(nèi)腔。圖16-17示出了可接合至沖擊表面以幫助破碎或切割巖石的沖擊面的兩個實例。圖23-25示出了巖石漿化工具的兩個實施例，其可分別與單壁導(dǎo)管柱或雙壁導(dǎo)管柱接合，以便通過經(jīng)由所述工具的中心腔泵出漿料中所含的巖屑來產(chǎn)生LCM，所述工具通過葉輪沖擊并離心加速密集的巖屑，以幫助所述巖屑的破碎。圖沈-31示出了巖石漿化工具的實施例的構(gòu)件，所述巖石漿化工具處于接合所述工具的所述構(gòu)件的臺階，其中構(gòu)件從圖26到圖30相繼地接合，產(chǎn)生的組件示出在圖30中， 大小適于接合在圖31的沖擊壁中。圖32示出了本發(fā)明巖石漿化工具的實施例，包括圖沈-31的構(gòu)件，其中圖31的沖擊壁布置在圖30的內(nèi)部構(gòu)件的附近，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)管連接和推力軸承表面接合至用于接合布置在地下巖層中的導(dǎo)管柱的兩端上。圖33-34示出了可與圖32的巖石漿化工具組合的巖石漿化工具的構(gòu)件的實施例， 其中圖33的工具可與單壁鉆柱接合，圖34的工具可與具有接合至圖34的構(gòu)件的端部的外導(dǎo)管柱的雙壁導(dǎo)管柱接合，并且其中圖32的工具可通過內(nèi)部鉆柱收回。圖35-39示出了圖32的工具，其與圖34的構(gòu)件接合，以產(chǎn)生用于旋轉(zhuǎn)單壁導(dǎo)管柱的巖石漿化工具。圖40-41示出了單壁鉆井和套管鉆柱，分別示出了傳統(tǒng)的軸向向下和軸向向上推漿料。圖42示出了接合在雙壁導(dǎo)管柱的末端的兩個漿料通道工具的實施例，所述雙壁導(dǎo)管柱具有分別識別上下漿料通道工具的明細(xì)線A和B。圖43-48分別示出了圖42的上下漿料通道工具的放大明細(xì)線A和B視圖，其中識別軸向向下和軸向向上推進(jìn)漿料，圖43和44示出傳統(tǒng)鉆柱漿料流模仿，圖45和46示出套管鉆柱流模仿，圖47和48示出工具與通道之間軸向向下的循環(huán)，在通道中布置成軸向向上就能過內(nèi)部通道。圖49-53示出了漿料通道工具組件的實施例的構(gòu)件，示出了接合所述構(gòu)件的臺階，其中從圖49到圖53構(gòu)件相繼接合，產(chǎn)生可用作鉆入保護(hù)管懸掛器或鉆入完井生產(chǎn)封隔器的圖53的組件，其布置在穿過地下巖層的通道的壁內(nèi)并與該壁接合。圖54-55示出了圖52_53中所示工具的構(gòu)件，用于將圖52的保護(hù)內(nèi)襯接合至穿過地下巖層的通道的壁，并壓力差密封圖52的保護(hù)內(nèi)襯。圖56-59示出了漿料通道工具組件的實施例的構(gòu)件，示出了接合所述構(gòu)件的臺階，其中從圖56到圖59相繼地接合，產(chǎn)生可用作鉆入保護(hù)套管靴的圖59的組件，該鉆入保護(hù)套管靴防止結(jié)合劑的U管化，并便于圖57中所示構(gòu)件的釋放，用以從穿過地下巖層的通道收回或繼續(xù)鉆井。圖60-64示出了漿料通道工具的實施例，其圖示為圖50中的內(nèi)部構(gòu)件，圖60和63 示出了具有用于圖61、62和64中所示等距剖面圖的剖面線的平面圖，示出了內(nèi)部可旋轉(zhuǎn)徑向延伸通道和具有用于輸送漿料流的孔的壁的各種布置。圖65-70示出了圖60-64的可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，圖60-64示出了徑向延伸通道和具有用于推進(jìn)漿料的孔的壁。圖71-72示出了圖60-70中用于旋轉(zhuǎn)圖68和70中所示構(gòu)件的較低部分的另一布置的實施例，其中軸向移動接合在相關(guān)接收器中的心軸轉(zhuǎn)動了圖68和70的較低構(gòu)件，而不是漸進(jìn)所述構(gòu)件的上部上所示齒。圖73-78示出了圖60-64的構(gòu)件，可用作內(nèi)部多功能功具，用于在致動工具接合所述構(gòu)件內(nèi)的芯軸突起時反復(fù)反射圖60-64的內(nèi)部通道布置，在脫離所述構(gòu)件之前將它們軸向地向下移動。圖79-87示出了圖73_78中所示多工具的構(gòu)件，圖87為組裝好的所述構(gòu)件的平面圖，虛線示出了隱藏面。圖88-93示出了圖58中布置在穿過地下巖層的通道內(nèi)的工具，剖面圖示出了構(gòu)件之間的操作配合。圖94-103示出了圖49_53和圖60_87中布置在穿過地下巖層的通道內(nèi)的工具，剖面圖示出了構(gòu)件之間的操作配合。圖104示出了用于激活多功能工具實施例和/或密封漿料通道工具實施例的內(nèi)部通道以改向流動的致動工具。
圖105-107示出了漿料通道工具的實施例，其中該工具的軸向長度可變化，并且保護(hù)內(nèi)襯可分離和接合至穿過地下巖層的通道的壁，致動工具改向通過軸向延伸通道的流動。圖108示出了通過漿料通道工具的垂直和向外徑向延伸通道的實施例，在所述工具和大直徑外導(dǎo)管之間具有花鍵，其中可發(fā)生在所述漿料通道工具上方和下方的軸向向下漿料流與軸向向上漿料流的交叉。圖109-117示出了漿料通道工具的實施例，其中具有孔的可旋轉(zhuǎn)壁和堵塞第一環(huán)形通道的柔性隔膜可用于控制模仿傳統(tǒng)鉆柱或套管鉆柱的漿料流、環(huán)隙流速及相關(guān)壓力。圖118示出了漿料通道工具構(gòu)件的實施例，其中具有孔的兩個滑動壁可軸向地移動，以對正或堵塞所述鉆孔，用以在所述滑動壁的內(nèi)側(cè)通道與外側(cè)通道之間推進(jìn)或阻止?jié){料流。圖119-120示出了用于去除內(nèi)部通道內(nèi)所設(shè)致動裝置的堵塞功能的工具的各種實施例，允許多個裝置被筐布置抓住。圖121-124示出了漿料通道工具的實施例，其中具有孔的軸向移動壁與第一環(huán)形通道以及最內(nèi)通道和第一環(huán)形通道之間的附加環(huán)形通道連通，其中具有孔的滑動壁軸向地移動，以模仿鉆柱和套管鉆柱的壓力和角速度。圖125-131示出了多功能工具的實施例，該多功能工具可用于反復(fù)地和有選擇地旋轉(zhuǎn)鉆柱和軸向移動具有孔的滑動壁，或者接合和分離在雙壁鉆柱的相關(guān)接收器內(nèi)的滑動芯軸，所述雙壁鉆柱使用通過軸向移動和旋轉(zhuǎn)內(nèi)導(dǎo)管柱而接合和致動的液壓泵。圖132示出了圖示為鉆桿射鏢的現(xiàn)有致動裝置。圖133-135示出了鉆桿射鏢的實施例，其具有由叉鏢刺穿的內(nèi)部不同壓力隔膜， 以降低所述不同壓力隔膜，并為通過內(nèi)部通道的通道釋放所述叉鏢。圖136-139示出了用于連接布置在更大外鉆柱內(nèi)的兩個內(nèi)管柱的漿料通道工具的實施例。圖140-144示出了鉆柱或套管鉆井的現(xiàn)有實例。圖145-147示出了嵌套導(dǎo)管柱，其中圖145中所示針柱的下部可與圖146中所示鉆柱的兩個上部中的任意一個組合。圖148-155示出了可用于實施本發(fā)明范圍內(nèi)的多個方面的構(gòu)件的接合和分離的實施例，其中所述接合和分離發(fā)生在穿過地下巖層的通道內(nèi)。圖156-161示出了使用在本發(fā)明范圍內(nèi)的多個方面同時在地下巖層內(nèi)鉆孔通道和布置保護(hù)內(nèi)襯的工具和/或接合構(gòu)件的實施例，圖A-E示出了在布置保護(hù)內(nèi)襯或完井期間使用的嵌套鉆柱工具的上端的實施例。圖162-166示出了嵌套鉆柱工具的用于與圖A-E的上端接合的下端的實施例。
具體實施例方式在詳細(xì)說明本發(fā)明所選的實施例之前，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于本文所描述的特定實施例，本發(fā)明可以多種方式實施或?qū)崿F(xiàn)。大體上，本發(fā)明的第一方面涉及從巖屑及時產(chǎn)生堵漏劑(LCM)，用于在接合到巖層壁的被稱作濾餅的擋板內(nèi)沉積到壓差密封巖層鉆孔空間和斷裂，從而抑制巖層內(nèi)斷裂的萌生或擴(kuò)展?，F(xiàn)在參照圖1，示出了疊加在具有兩個鉆孔布置的地下巖層柱上的普遍接受的現(xiàn)有技術(shù)曲線的等距視圖，該曲線示出了地下深度與漿料密度及地下巖層的當(dāng)量孔隙和斷裂梯度壓力之間的關(guān)系。該曲線示出了必須保持超過地下巖層鉆孔壓力(1)的有效循環(huán)漿料流密度，以防止不期望的地下物質(zhì)進(jìn)入所述循環(huán)漿料流或者巖石因壓力從巖層通道的壁崩落。圖1還示出，鉆井流體密度(3)必須介于地下巖層斷裂壓力(2)與地下孔隙壓力 (1)之間，以防止發(fā)生斷裂和循環(huán)漿料流損失，形成的流體或氣體流入巖層壁和/或巖層從
巖層壁崩落。在許多現(xiàn)有申請中，鉆井流體密度C3)必須保持在可接受的界限(1和2)內(nèi)，直到設(shè)置保護(hù)內(nèi)襯(3A)以允許提高漿料密度(3)并防止巖層斷裂的發(fā)生或擴(kuò)展，其后，反復(fù)該過程并且可設(shè)置另外的保護(hù)內(nèi)襯(3B和3C)直到達(dá)到最終深度。本發(fā)明的第一方面使用碎石工具的實施例(圖5-39的56、57、63、6幻，通過在濾餅中嵌入LCM來將斷裂梯度⑵提高到更高的梯度(6)，這被稱為井孔應(yīng)力籠加強(qiáng)，以便壓差密封巖層中的孔和斷裂空間，從而允許有效循環(huán)密度在設(shè)置保護(hù)內(nèi)襯GB)之前在新界限 (1和6)之間變化，以防止巖層斷裂萌生和擴(kuò)展。由于限制了漿料流的LCM攜帶能力，所以地下產(chǎn)生的LCM可取代或表面添加的補充LCM允許在表面上添加額外的具有小顆粒尺寸的LCM，并且LCM的總量可增加以用于井孔應(yīng)力籠增強(qiáng)的問題。通過井孔應(yīng)力籠增強(qiáng)來提高斷裂梯度壓力(從2到6)，能夠在布置更深的保護(hù)內(nèi)襯GB)之前通過增大地下巖層內(nèi)的漿料流密度(4)將目標(biāo)設(shè)定為新的深度而不萌生或擴(kuò)展斷裂，這樣可潛在地節(jié)省時間和花費。在圖1的實例中，在提高的斷裂梯度壓力(6)處， 可以使用比在較低斷裂梯度壓力(2)處所用的保護(hù)內(nèi)襯或籠柱(3A，;3B，3C)更少的保護(hù)內(nèi)襯或籠柱(4A，4B)來達(dá)到最終深度，從而節(jié)省時間和成本。如果使用傳統(tǒng)的鉆井方法和裝置來實現(xiàn)新的目標(biāo)深度，則當(dāng)鉆井液有效循環(huán)密度 ⑷超過具有包括圖1的損失循環(huán)面積(5)的密度與深度的各種組合的斷裂梯度(2)時，鉆井液漿料將會使巖層斷裂并流失到所述斷裂處。現(xiàn)在參照圖2，示出了地下巖層立方體的等距視圖，還示出了覆蓋薄弱斷裂地下巖層構(gòu)造的堅固地下巖層構(gòu)造(7)以及覆蓋堅固地下巖層構(gòu)造(8)的地下斷裂巖層構(gòu)造(9) 之間的關(guān)系的現(xiàn)有技術(shù)模型，其中通道(17)穿過各地下巖層構(gòu)造?，F(xiàn)在參照圖2和3，如圖3中等距視圖所示，作用在圖2的模型和薄弱斷裂構(gòu)造(9) 上的力包括由上部巖層重量引起的有效上覆巖層壓力(圖2中的10)，其中力作用在最大水平應(yīng)力面(圖2的11、12和13及圖3的20)上，以及作用在最小水平應(yīng)力面(圖2的14、 15和16及圖3的21)上。最大水平應(yīng)力面內(nèi)的斷裂阻力隨著深度(11)增加，但是經(jīng)由較薄弱的地層結(jié)構(gòu) (12)降低。在該實例中，顯示為反力的鉆井流體有效循環(huán)密度(13)超過較薄弱地層結(jié)構(gòu)抵抗所述力的能力，結(jié)果斷裂(18)萌生和/或擴(kuò)展。最小水平應(yīng)力面內(nèi)的斷裂阻力也隨著深度(14)增加，但是經(jīng)由較薄弱的地層結(jié)構(gòu)(15)降低，顯示為反力的有效循環(huán)密度(16)超過較薄弱地層結(jié)構(gòu)的阻力，結(jié)果斷裂(18)萌生和/或擴(kuò)展?，F(xiàn)在參照圖3，由于大多地下巖層的相對無彈性，小的地下水平斷裂03)通常形成在最大水平應(yīng)力面中。這可被直觀地看作從最大水平應(yīng)力面OO)向最小水平應(yīng)力面 (21)擴(kuò)展的圓周應(yīng)力(22)，從而在鉆孔(17)的壁上產(chǎn)生小的斷裂(23)如果抵抗斷裂擴(kuò)展(圖2中的12和15)的水平應(yīng)力小于由循環(huán)漿料流的有效循環(huán)密度(ECD)所施加的壓力(圖2中的13和16)或所述漿料流的靜態(tài)流體靜壓力，那么斷裂03)將擴(kuò)展(M)，當(dāng)它們通向最小水平應(yīng)力面時，最大水平應(yīng)力面圓周應(yīng)力OO) 有助于所述擴(kuò)展(M)，其中最小水平應(yīng)力面圖示為作用在所述斷裂邊緣和斷裂擴(kuò)展點05)的虛線凸起箭頭?，F(xiàn)在參照圖4，示出了與穿過涂覆有濾餅06)的地下巖層的通道(17)相交叉的兩個水平斷裂的等距視圖。尺寸比LCM顆粒尺寸分布大的巖屑(XT)會堵塞在斷裂內(nèi)并產(chǎn)生大的鉆孔空間，其中壓力可穿過該大的鉆孔空間直至斷裂擴(kuò)展點(25)，以允許斷裂的進(jìn)一步擴(kuò)展。斷裂擴(kuò)展可通過在斷裂內(nèi)堵塞LCM尺寸顆粒09)來抑制，使得濾餅在LCM顆粒之間橋接和密封，通過ECD和進(jìn)一步的擴(kuò)展來壓差密封斷裂擴(kuò)展點05)。碎石工具的實施例(圖5-39的56、57、63、65)可用于在巖層鉆孔空間和斷裂(18) 的最近處產(chǎn)生LCM，以替換或補充表面添加的LCM，而漿料通道工具的實施例(圖42-70、 88-118和121-124的58)可用來降低E⑶和相關(guān)的漿料流損失，直到在斷裂中布置充足的 LCM，* /或通過使用所述漿料通道工具在較低和較高壓力之間選擇性地轉(zhuǎn)換以便以更高的ECD壓力注射或壓力壓實所述LCM，這可通過使用多功能工具的實施例(圖73-87和圖 125-131的112)來實現(xiàn)。嵌套鉆柱工具的實施例(圖145-166的49)也可用于抵靠巖層壁鉆孔和斷裂空間來機(jī)械涂抹和/或壓實濾餅和LCM，以抑制斷裂萌生或擴(kuò)展。本發(fā)明的實施例均勻地處理水平面(圖2-4的18)中的斷裂以及那些不在水平面 (圖2的19)中的斷裂，通過使用產(chǎn)生LCM的向下鉆井、表面添加LCM或它們的組合來填充， 其中選擇性地操作有效循環(huán)密度以便管理水平斷裂萌生，并通過濾餅和LCM以及時的方式密封巖層鉆孔空間和斷裂，以防止斷裂進(jìn)一步萌生或擴(kuò)展?，F(xiàn)在參照圖5 to 39，示出了可用于產(chǎn)生向下鉆孔LCM的碎石工具的實施例，包括擴(kuò)孔工具(圖5-7的63)、偏心銑刀(圖8-9的56)、偏心內(nèi)襯銑刀(圖10-12的57)和巖石漿化工具(圖15至39的65)。有關(guān)LCM的普遍做法是，足量供給尺寸范圍從250微米到600微米或者細(xì)沙與粗沙大小之間的可見的顆粒，以抑制斷裂萌生和斷裂擴(kuò)展。例如，如果對大多巖石類型使用 PDC切割技術(shù)來產(chǎn)生相對一致的顆粒尺寸，并且破壞巖石顆粒的可能性與所述PDC技術(shù)產(chǎn)生的巖屑尺寸相關(guān)，則大約4到5個破碎巖屑將導(dǎo)致被循環(huán)漿料流推出鉆孔巖層通道的一半以上的巖屑顆粒存量轉(zhuǎn)化為LCM尺寸的顆粒。通過垂直和傾斜鉆孔中的循環(huán)漿料的重力和滑移速度以及旋轉(zhuǎn)扭曲路徑的組合，提高了通過碎巖的大顆粒的難度，本發(fā)明的實施例為巖屑存量內(nèi)的大顆粒提供了充足的存留時間，以便在變成易被循環(huán)漿料容易提取的有效尺寸之前破碎4到5次。用于產(chǎn)生地下LCM的碎石工具(56，57，63或65)還可使用拋光類動作提高穿過地下巖層的通道的壁的摩擦特性，以減小摩擦阻力、扭矩和拖曳，同時將濾餅和LCM擠入到巖層鉆孔空間和斷裂中。
當(dāng)來自井孔的巖屑破碎成LCM尺寸顆粒并被應(yīng)用于濾餅時，巖層鉆孔空間和巖層通道的斷裂不僅抑制斷裂萌生和擴(kuò)展，并且減少了必須從井孔抽出的巖屑量，由于其減小了顆粒尺寸及相關(guān)的密度，所以該巖屑更易于攜帶。盡管傳統(tǒng)的方法包括在表面添加更大的LCM顆粒，例如壓碎的堅果殼和其它硬質(zhì)顆粒，但是在這些顆粒通常在返回的鉆井漿料通過泥漿振動篩時的加工期間會損失掉。相反，本發(fā)明的實施例不斷地替換所述較大顆粒，以允許小顆粒更容易地攜帶，并且在加工期間不易損失掉而是保留在鉆井漿料中，從而降低了向表面連續(xù)添加較大顆粒的成本。不同數(shù)量的顆粒尺寸的混合可用于堵塞地下斷裂，以便在與濾餅組合時產(chǎn)生有效的壓差密封。在漿料加工期間損失大顆粒的地方，如果可以避免鉆井離心力，那么小較顆粒通常將保留下來。添加在表面的較小顆粒尺寸的LCM與產(chǎn)生較大顆粒尺寸LCM的向下鉆孔的組合可用來提高可用的LCM的水平，并減少產(chǎn)生足夠LCM水平所需的碎石機(jī)和/或碎石工具的數(shù)量。由于在斷裂附近持續(xù)向下鉆井而產(chǎn)生LCM，同時軸向向下推進(jìn)穿過地下巖層的通道，所以本發(fā)明的實施例降低了連續(xù)添加LCM顆粒的需求，并減少了巖層擴(kuò)展與處理之間的時間。濾餅與LCM的組合通過密封斷裂擴(kuò)展點加強(qiáng)了井孔。傳統(tǒng)鉆井裝置沒有解決LCM 的產(chǎn)生或及時應(yīng)用的問題，或者只是在斷裂擴(kuò)展點之后附帶且有效地解決上述問題，此時在泥漿振動篩處可看到較大比例的小尺寸巖屑，該小尺寸巖屑產(chǎn)生于不再需要的保護(hù)套管內(nèi)。通常，碎石工具(56，57，63或6 可具有上端和下端，其中上端與來自一個或多個漿料泵出口的通道的下端接合，下端與用于通過一個或多個旋轉(zhuǎn)鉆孔裝置泵出的漿料的一個或多個通道的上端接合。所示的碎石工具的實施例具有環(huán)繞第一壁(50)的一個或多個環(huán)繞壁(51，51A， 51B)，其中第一壁(50)具有與導(dǎo)管柱的導(dǎo)管接合的上端和下端，導(dǎo)管柱具有迫使?jié){料沿軸向向下方向進(jìn)入所述鉆孔裝置的內(nèi)部通道。所述一個或多個環(huán)繞壁與巖屑和/或鉆孔通道的壁接合，碎石工具的葉片(56A，111)、突起或類似構(gòu)件抵靠沖擊壁或巖層壁壓碎巖屑，以便磨光所述巖層壁，并將LCM尺寸的顆粒壓實到巖層孔和斷裂空間。所述碎石工具的環(huán)繞壁將使得漿料抵靠壁和/或通過更小的向上通道，從而橫斷所述工具產(chǎn)生扭曲路徑和壓降，并抑制較大巖屑通過以便進(jìn)一步壓碎或磨碎。巖石漿化工具(65)的實施例包括位于壁(50，51，51A，51B)之間的內(nèi)腔，其中葉輪或刀片被用于將漿料從所述工具與巖層孔壁之間的環(huán)形通道泵送至內(nèi)腔，在這里較大的顆粒被離心地沖擊和破碎，隨后被泵出內(nèi)腔而進(jìn)入環(huán)形通道?，F(xiàn)在參照圖5和圖6，示出了用于通過兩段或多段來擴(kuò)大地下巖石地層內(nèi)的孔的碎石工具和擴(kuò)孔工具(6 的等距視圖。圖5示出了刀具縮回狀態(tài)的伸縮拉長子組件，而圖6示出了刀具展開后(圖6的70)的伸縮刀具陽8)。具有沖擊表面(123)的第一級刀具(63A)、第二級刀具(61)和第三級刀具(61)顯示為以向外方向(圖6的71)伸縮展開 (68)，并可包括PDC技術(shù)。第一導(dǎo)管柱(50)在其內(nèi)部通道(53)中攜帶漿料，并使所述刀具接合至附加壁(51)。繞工具的軸向中心線(67)的旋轉(zhuǎn)使第一及后續(xù)臺階的刀具與巖層壁接合，以便切割巖石并擴(kuò)大穿過地下巖層的通道。具有兩級或多級的刀具減小了巖屑的顆粒尺寸并產(chǎn)生了分步扭曲路徑，提高了產(chǎn)生LCM的傾向，并減少了在穿過地下巖層的通道內(nèi)產(chǎn)生LCM所需的額外碎石機(jī)的數(shù)量?，F(xiàn)在參照圖7，示出了擴(kuò)孔工具的具有孔(59)和接收器(89)的附加壁(51)的實施例的等距圖，其中分段刀具(圖5和6的61、63A)通過所述鉆孔和接收器可延伸和縮回。 所述鉆孔或接收器在旋轉(zhuǎn)時提供對分段刀具的橫向支撐。附加壁(51)的上端可與漿料通道工具(圖 42-70,88-118,121-124 ^P 136-139 的 58)或嵌套鉆柱工具(圖 145-166 的 49) 的附加壁接合，以擴(kuò)大用于額外工具的通道的孔?，F(xiàn)在參照圖8，示出了偏心巖石銑刀工具(56)的實施例的等距視圖，該巖石銑刀工具(56)具有偏心刀片(56A)和例如硬質(zhì)金屬插入件或PDC刀片等的沖擊表面(123)，從而形成了設(shè)置在第一導(dǎo)管柱(50)周圍的附加導(dǎo)管柱(51)的主要部分。巖石銑刀工具的上、下端部可設(shè)置在雙壁鉆柱或嵌套鉆柱工具(圖145-166)的導(dǎo)管之間，用于通過抵靠通道壁來捕集和壓碎巖石來推進(jìn)收存的巖石碎片，或者與從巖層壁伸出的巖石突起接合而迫使LCM尺寸顆粒產(chǎn)生于巖屑。現(xiàn)在參照圖9，示出了圖8中碎石工具的平視剖面圖，其中偏心刀片(56A)具有半徑(R2)并且從工具的中心軸線偏移(D)，這與嵌套的附加壁(51)的內(nèi)部直徑(ID)和半徑 (Rl)相對，還具有例如與所述刀片(56A)接合的PDC刀片或硬質(zhì)金屬插入件等的沖擊表面 (123)。在使用時，該工具可布置在雙壁鉆柱或嵌套鉆柱工具實施例(圖145-166的49)的導(dǎo)管之間?，F(xiàn)在參照圖10，示出了套管銑刀(57)的實施例的等距視圖，該套管銑刀(57)具有多個堆疊的附加旋轉(zhuǎn)壁或套管，所述旋轉(zhuǎn)壁或套管具有與硬質(zhì)沖擊表面(12 和中間推力軸承(12 接合的偏心表面(124)。所示的套管銑刀工具具有布置在嵌套附加壁(51)和第一導(dǎo)管柱(50)周圍的偏心銑刀套管，用于與嵌套管柱工具(圖145-166的49) 一起使用。 具有偏心表面(124)的多個旋轉(zhuǎn)套管自由地旋轉(zhuǎn)并圍繞雙壁鉆柱布置，該雙壁鉆柱具有通向布置在通道內(nèi)的導(dǎo)管柱的連接件(72)，以使得巖屑碎片具有LCM尺寸的顆?！，F(xiàn)在參照圖11，示出了布置在穿過地下巖層(52)的通道內(nèi)的套管銑刀(57)的實施例的平面圖。所述三個旋轉(zhuǎn)偏心銑削套管(124)在穿過地下巖層(5 的通道內(nèi)產(chǎn)生曲折漿料路徑，使得第一環(huán)形通道(5 內(nèi)的巖屑被捕集并且在所述套管銑刀(57)與穿過地下巖層(5 的通道的壁之間壓碎，從而推進(jìn)各套管的旋轉(zhuǎn)并將巖石碎片進(jìn)一步破碎成LCM 尺寸的顆粒?，F(xiàn)在參照圖12，示出了圖11的套管銑刀沿著線AA-AA的剖面圖，其中穿過地下巖層的通道被移除了以便示出銑刀產(chǎn)生的曲折漿料路徑。緊靠套管的非偏心表面被捕集的巖屑上的摩擦管柱旋轉(zhuǎn)推進(jìn)偏心表面旋轉(zhuǎn)，巖屑可被軸向上方的偏心套管進(jìn)一步捕集，這可捕集和壓碎更大的顆粒，而較小的顆粒被循環(huán)的漿料攜帶圍繞所述套管扭曲路徑行進(jìn)。現(xiàn)在參照圖13，示出了現(xiàn)有離心碎石機(jī)的平面圖，其用于通過經(jīng)由中心供給 (127)供給所述巖石抵靠沖擊表面推進(jìn)巖石(1 )，以及使所述巖石與旋轉(zhuǎn)葉輪接合。現(xiàn)在參照圖14，示出了圖13的現(xiàn)有離心碎石機(jī)沿著線AB-AB的截面等距視圖。圖 14示出了向沿所示方向(70)旋轉(zhuǎn)的葉輪(111)供給巖石(126)的中央通道(127)。葉輪
(111)將巖石推到?jīng)_擊表面(128)上，以使得與葉輪(111)和/或表面(128)的接合打碎巖石，巖石隨后通過排出通道(129)被排出。現(xiàn)在參照圖15to 39，示出了巖石漿化工具(6 的多個實施例，該巖石漿化工具(65)推進(jìn)固定至附加壁(51A)的一個或多個葉輪刀片(111)和/或偏心刀片(56A)，其中附加壁(51A)圍繞第一壁(50)布置并接合至巖層壁(52)。第一壁(50)旋轉(zhuǎn)，從而推進(jìn)固定至所述第一壁(50)或圍繞所述第一壁布置的附加壁(51B)的一個或多個附加葉輪刀片(111)和/或偏心刀片(56A)，并通過所述第一壁(50)與接合至巖層壁的附加壁(51A) 之間的傳動裝置來驅(qū)動。布置在第一壁(50)和與巖層壁接合的附加壁(51)之間的附加壁(51B)可通過沿相同或相反旋轉(zhuǎn)的傳動裝置來旋轉(zhuǎn)，并可具有用于推進(jìn)巖屑的固定刀片 (56A，111)，或用作用于推進(jìn)巖屑的沖擊表面。更高密度的巖屑顆粒與葉輪刀片(111)或偏心刀片(56A)的接合沖擊和破碎所述更高密度元素和/或?qū)⑵涑驔_擊壁和葉輪刀片離心地加速。葉輪刀片(111)、偏心刀片(56)和/或沖擊壁(50，51，51A，51B，52)之間的相對轉(zhuǎn)速和方向可變化，以提高破碎率和/或通過壓實的巖屑防止工具發(fā)生堵塞?，F(xiàn)在參照圖15，示出了巖石漿化工具(65)的實施例的截面平視圖，其中虛線表示隱藏面，示出了漿料被軸向向下泵送通過內(nèi)部通道(5 并且在巖石漿化工具(6 與穿過地下巖層(5 的通道之間通過第一環(huán)形通道(5 返回。巖石漿化工具(6 用作離心泵， 用于經(jīng)由進(jìn)口(127)從所述第一環(huán)形通道向附加環(huán)形通道(54)泵送漿料，在該附加環(huán)形通道(54)中，葉輪刀片(111)沖擊和推進(jìn)碎片和/或朝向具有沖擊表面(12 的沖擊壁 (51)加速稠密的巖屑，以便破碎所述加速的稠密巖屑顆粒(126)。葉輪刀片(111)、巖屑顆粒(126)和沖擊壁(51)之間的接合一直持續(xù)到所述漿料通過出口(129)排出為止。沖擊壁(51)具有用于轉(zhuǎn)動偏心刀片壁(56A)的花鍵(91)，并且該花鍵在偏心壁形成保護(hù)內(nèi)襯的一部分時可被去除。在本發(fā)明的各實施例中，具有固定葉輪刀片(111)的附加壁(51B)可經(jīng)由與旋轉(zhuǎn)的第一導(dǎo)管柱(50)的連接而旋轉(zhuǎn)，上述連接可通過在軸向上方或下方固定至所述附加壁設(shè)置正排量液壓馬達(dá)、接合至巖層壁的壁(51A)與所述旋轉(zhuǎn)的第一導(dǎo)管柱壁(50)之間的傳動裝置或它們的組合來實現(xiàn)。沖擊表面(123)可接合至圖15中所示附加壁(51A)，或通過圖18-25中所示的傳動裝置相對于第一導(dǎo)管柱(50)沿相同或相反的方向旋轉(zhuǎn)。現(xiàn)在參照圖16和17，示出了沖擊表面(123)的可用形狀實施例的等距視圖，該沖擊表面(123)可與沖擊壁(51)的各種實施例(例如圖15所示)接合，或與圖5-12的刀具接合。沖擊表面可由在向下鉆井的環(huán)境中使用的任意通常使用的剛性材料構(gòu)造而成，例如淬火鋼或PDC技術(shù)。圖16示出了具有圓形形狀的沖擊表面(123)，而圖17示出了具有棱錐形形狀的沖擊表面123，但是，應(yīng)當(dāng)注意，依據(jù)要鉆的或破碎的巖層的性質(zhì)，可使用具有任意形狀的沖擊表面?，F(xiàn)在參照圖18，可以看出四分之一的巖層壁被移除了，示出了圖21中巖石漿化工具(65)的實施例的一片構(gòu)件的等距視圖，其中具有沖擊表面(123)的垂直葉輪刀片(111) 與穿過地下巖層(5 的通道的壁接合。所示的接合用于將連接至附加壁(51A)的傳動裝置(130)推至近似于固定狀態(tài)，同時漿料被推進(jìn)穿過巖石漿化工具構(gòu)件與巖層壁(5 之間的第一環(huán)形通道(54)。現(xiàn)在參照圖19，示出了圖21中巖石漿化工具(65)的實施例的構(gòu)件的等距視圖，其中具有用于推進(jìn)漿料的內(nèi)部通道(53)的第一壁(50)旋轉(zhuǎn)(67)，并且其中固定齒輪(132) 和相接合的葉輪刀片(111)沿與附加壁(圖20的51B)相反的方向旋轉(zhuǎn)(67)。
現(xiàn)在參照圖20，示出了圖21中巖石漿化工具(65)的實施例的構(gòu)件的等距視圖，示出了具有沖擊表面(12 和傳動裝置(131)的附加壁(51B)，該巖石漿化工具(6 在其下端部具有進(jìn)口(127)和位于其壁內(nèi)的排出孔(1 )。附加壁(51B)可旋轉(zhuǎn)(70)以防止發(fā)生堵塞，并提高葉輪刀片、巖屑以及附加壁(51B)之間的沖擊的相對速度，從而進(jìn)一步推進(jìn)巖石碎片，并提高產(chǎn)生LCM尺寸顆粒的傾向?，F(xiàn)在參照圖21，示出了由圖18-20中的接合的構(gòu)件構(gòu)造的巖石漿化工具(65)的實施例的等距視圖，該視圖具有圖18的傳動裝置(130)的一半截面和附加壁(圖20的51B) 的四分之三截面，示出了葉輪刀片(111)與沖擊壁(51B)之間的相對轉(zhuǎn)速可通過傳動裝置 (130，131和132)的使用來增大，以引起葉輪刀片(111)和附加壁(51B)的反向旋轉(zhuǎn)(67和 70)，從而提高與葉輪刀片(111)和附加壁(51B)的沖擊表面(123)接合的巖屑的相對沖擊速度，這進(jìn)一步推進(jìn)巖石碎片以及提高產(chǎn)生LCM尺寸顆粒的傾向?，F(xiàn)在參照圖22，示出了巖石漿化工具(6 的實施例的傳動旋轉(zhuǎn)裝置的局部平面圖，示出了用于驅(qū)動齒輪裝置(132)的傳動裝置(130，131和132)，其中第一壁(50)使固定至與穿過地下巖層的通道的壁接合的附加壁(51A)的另一齒輪裝置(130)旋轉(zhuǎn)(67)。第二齒輪裝置(130)的旋轉(zhuǎn)(70)使固定至附加壁(50B)的第三齒輪裝置(131)沿與第一壁旋轉(zhuǎn)(67)不同的方向(70)旋轉(zhuǎn)。現(xiàn)在參照圖23，示出了巖石漿化工具(6 的平面圖，其中在巖石漿化工具(65)的實施例的截面等距視圖上具有相關(guān)的線AC-AC。所示的連接件m用于單壁鉆柱上端和下端的導(dǎo)管的接合?？烧{(diào)直徑的葉輪刀片(IllA)可通過軸向移動楔形軸套(13 碰撞或回縮，從而在施加或移除壓力時，使葉輪刀片(IllA)分別從巖層壁接合和分離。在使用時，包含巖屑的漿料經(jīng)由進(jìn)口通道(127)從漿化工具與巖層之間的第一環(huán)形通道獲取(127A)，并在將所述巖屑碎片擠壓成LCM尺寸顆粒之后從排出通道(129)排出而回到第一環(huán)形通道。 還示出了位于巖石漿化工具內(nèi)的伸縮花鍵推力軸承裝置(125)，用于使楔形軸套(133)能夠接合至第一壁(50)。還包括附加的排出葉輪，以幫助排出通道的暢通并防止其出現(xiàn)堵塞。現(xiàn)在參照圖24，示出了巖石漿化工具的一個實施例的平面圖，其中在該截面等距視圖上具有相關(guān)的線AD-AD。所示連接件用于雙壁鉆柱上端和下端的導(dǎo)管的接合。具有沖擊表面(12 的偏心刀片(56A)可與巖層中的壁接合。在使用時，含有巖屑的漿料經(jīng)由進(jìn)口通道(127)從漿化工具與巖層之間的第一環(huán)形通道獲取(127A)，并在將所述巖屑碎片擠壓成LCM尺寸顆粒之后從排出通道(129)排出而回到第一環(huán)形通道。所示實施例還具有帶偏心刀片(56A)的進(jìn)口(127)和出口(129)通道，所述通道與軸向向上穿過所述工具上下方的附加環(huán)形通道之間的所述刀片的漿料隔離。還可移除內(nèi)部漿化構(gòu)件，留下偏心刀片(56A)，并含有作為附加壁(51)的一部分的壁?，F(xiàn)在參照圖25，示出了在圖M中線AE內(nèi)的巖石漿化工具的一部分的詳細(xì)放大圖， 示出了進(jìn)口通道(127)和環(huán)繞中間通道(54)中的軸向向上流動(69)的所述進(jìn)口通道的流動布置，所述中間通道(54)通過偏心刀片(56A)的通道。附加壁(56C)還可在內(nèi)部漿化構(gòu)件恢復(fù)期間軸向向上移動，留下固定至附加襯壁(51)的偏心刀片(56A)的壁，從而覆蓋和封裝所述偏心刀片(56A)中的進(jìn)口(127)和出口(129)通道?，F(xiàn)在參照圖沈，示出了圖35-39中所示巖石漿化工具的第一壁(50)子組件的構(gòu)件的等距視圖，其中齒輪(13 接合至第一導(dǎo)管柱(50)。
現(xiàn)在參照圖27，示出了其上具有圍繞圖沈中所示的第一導(dǎo)管柱(50)布置的葉輪刀片(111)和齒輪(131)的附加壁(51B)的等距視圖。所示壁(50,50B)為圖35-39中所示巖石漿化工具(6 的構(gòu)件。附加壁(51)和齒輪(131)可獨立于第一壁(50)和齒輪(132)轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)在參照圖28，示出了與圖27中所示附加壁(51B)和第一導(dǎo)管柱(50)子組件接合的齒輪裝置(130)的等距視圖，其中所述子組件為圖35-39中所示巖石漿化工具(65)的實施例的構(gòu)件。接合至第一導(dǎo)管柱(50)的齒輪(132)與傳動裝置(130)接合并轉(zhuǎn)動該傳動裝置(130)，該傳動裝置(130)又與固定至圍繞第一導(dǎo)管柱(50)布置的附加壁(51B)的齒輪(131)嚙合并轉(zhuǎn)動該齒輪(131)，以提高所述附加壁和葉輪刀片旋轉(zhuǎn)的速度?，F(xiàn)在參照圖29，示出了與圖觀中所示齒輪裝置(130)、附加壁(51B)和第一導(dǎo)管柱(50)子組件接合的齒輪殼體(134)的等距視圖，其中所述子組件為圖35-39中所示巖石漿化工具的實施例的構(gòu)件，并且其中齒輪殼體固定齒輪裝置(130)?，F(xiàn)在參照圖30，示出了進(jìn)口通道(127)和排出通道(129)構(gòu)件的等距視圖，所述進(jìn)口通道(127)和排出通道(129)接合至圖四中所示的齒輪殼體(134)、齒輪裝置(130)、 附加壁(51)和第一導(dǎo)管柱(50)子組件，其中所述子組件為圖35-39中所示的巖石漿化工具(65)的實施例的構(gòu)件。進(jìn)口通道(127)可用于推進(jìn)含有巖屑的漿料，以便沖擊葉輪刀片 (111)，其后，漿料和碎巖屑通過排出通道(129)排出并返回獲取它們的通道。現(xiàn)在參照圖31，示出了附加壁(51)的實施例的等距視圖，該附加壁(51)具有用于與圖30中的子組件接合的沖擊表面(123)，其中所述沖擊表面(12 用于接合漿料內(nèi)被推進(jìn)的稠密巖屑顆粒?，F(xiàn)在參照圖32，示出了巖石漿化工具(65)的實施例的等距視圖，其中外部葉輪或偏心刀片被移除了。所示實施例包括圖31中的圍繞圖30所示的構(gòu)件布置的構(gòu)件，其中導(dǎo)管連接件位于第一導(dǎo)管壁(50)的末端。圖33中所示的外部葉輪刀片產(chǎn)生了圖35-39 中所示的巖石漿化工具(6 。巖石漿化工具(6 還可包括推力軸承(12 和附加葉輪刀片(111)，以將漿料從排出孔(129)擠出并防止所述鉆孔發(fā)生堵塞?，F(xiàn)在參照圖33，示出了具有用于吸入的進(jìn)口通道(127)和排出通道(1 )的附加壁(51A)的等距視圖，該附加壁(51A)具有布置在其上的葉輪刀片(111)及相關(guān)的推力軸承(125)。當(dāng)與圖32的構(gòu)件組裝時，將產(chǎn)生圖35-39的巖石漿化工具(65)?，F(xiàn)在參照圖34，示出了附加壁(51A)的另一實施例的等距視圖，該附加壁(51A)具有用于吸入的入流孔(127)和排出孔(1 )，該排出孔(129)可與圖32所示的相關(guān)推力軸承(12 接合以便與雙壁鉆柱接合。所述附加壁(51A)的末端可與例如嵌套鉆柱工具(圖 145-166的49)的實施例所示的雙壁鉆柱的壁接合，圖32的第一壁(50)接合至所示嵌套鉆柱工具的第一導(dǎo)管柱壁。如果需要中間通道，在葉輪刀片(111)中可具有通過孔(59)的旁通通道，以引導(dǎo)內(nèi)部環(huán)形通道圍繞圖32中所示巖石漿化(58)。現(xiàn)在參照圖35，示出了由圖32和33中所示構(gòu)件構(gòu)造的巖石漿化工具(65)的實施例的平面圖，其中包括用于限定圖36-39中視圖的剖面線X-X?，F(xiàn)在參照圖36，示出了圖35中的巖石漿化工具沿線X_X的剖面圖，其中具有推力軸承(125)的第一壁(50)接合至最外側(cè)嵌套附加壁(51A)，該嵌套附加壁(51A)具有分別用于漿料和巖屑進(jìn)入和排出的進(jìn)口(127)和出口(1 )，與齒輪殼體(134)接合的傳動裝置(130)固定至所述最外側(cè)的附加壁(51A)，其中所述最外側(cè)的附加壁(51A)具有與巖層壁接合的葉輪刀片ail)。所示上下連接件m可與單壁鉆柱接合，用于泵送漿料通過其內(nèi)部通道，以在巖石漿化工具與巖層壁之間返回，攜帶通過葉輪刀片(111)與附加壁(51A)的沖擊被擠壓成LCM尺寸顆粒的巖屑，該巖屑隨后通過出口(129)排出，以便應(yīng)用到巖層壁以減輕斷裂萌生或擴(kuò)展的傾向?，F(xiàn)在參照圖37，示出了圖36中所示巖石漿化工具的等距視圖，包括詳細(xì)線Y和Z。 圖37示出了巖石漿化工具的內(nèi)部構(gòu)件，包括固定至附加壁(51A)并用來圍繞第一壁(50) 轉(zhuǎn)動內(nèi)部葉輪刀片(111)的齒輪裝置(130)?，F(xiàn)在參照圖38，示出了圖37中工具位于詳細(xì)線Y內(nèi)的區(qū)域的放大等距視圖，示出了包括固定至旋轉(zhuǎn)第一壁(50)的齒輪(132)的上齒輪傳動裝置，其將旋轉(zhuǎn)傳遞至殼體 (134)內(nèi)的固定至最外部附加壁(51A)的齒輪裝置(130)，其中最外部附加壁(51A)借助于葉輪刀片(111)接合至巖層。圍繞第一導(dǎo)管壁(50)布置的自由旋轉(zhuǎn)齒輪和傳動比被用來提高所述齒輪裝置(130)的轉(zhuǎn)速，以便將顯著增大的轉(zhuǎn)速傳遞至固定在內(nèi)部葉輪刀片(111) 和圍繞所述內(nèi)壁(50)布置并旋轉(zhuǎn)的附加壁(51B)的齒輪(131)。內(nèi)部葉輪刀片的顯著增加的轉(zhuǎn)速及隨后抵靠沖擊表面(12 與巖屑的接觸顯著地增加了從排出口(129)排出的用于與巖層壁接合的LCM尺寸顆粒的產(chǎn)生?，F(xiàn)在參照圖39，示出了圖37中工具在詳細(xì)線Z中的區(qū)域的放大等距視圖，示出了布置成將漿料擠壓成與葉輪刀片(111)在中心初始接合的下齒輪傳動裝置殼體(134)和吸入孔(127)，以提高朝向沖擊表面(12 離心地加速巖屑的效率。現(xiàn)在參照圖40，示出了現(xiàn)有鉆柱(33)的四分之三截面等距視圖，在該鉆柱(33) 的末端具有底孔組件(34)和鉆頭(35)，還示出了其內(nèi)部通道，其中四分之一的截面被移除了，以識別漿料沿軸向向下方向(68)和軸向向上方向(69)的正常循環(huán)?，F(xiàn)在參照圖41，示出了具有底孔組件(37)和開孔器07)的現(xiàn)有套管鉆柱(36)的四分之三截面的等距剖面圖，在該套管鉆柱(36)的末端具有鉆頭(3 。示出了套管鉆柱的內(nèi)部通道，其中四分之一的截面被移除了，以使得漿料沿著軸向向下方向(68)和軸向向上方向(69)的正常循環(huán)可見。現(xiàn)在參照圖42-72、圖88-118和圖121-124，示出了漿料通道工具(58)的實施例， 其可用于控制單壁鉆或雙壁鉆柱的導(dǎo)管與通道之間的連接?，F(xiàn)在參照圖42，示出了包括詳細(xì)線A和B的四分之三截面的等距平面圖，示出了嵌套鉆柱工具G9)的實施例，該嵌套鉆柱工具G9)包括位于其末端的具有中間雙壁鉆柱的上漿料通道工具(58)和下漿料通道工具(58)。現(xiàn)在參照圖43和44，分別示出了圖42中的漿料通道工具(58)的由詳細(xì)線A和 B包圍的區(qū)域的放大詳細(xì)視圖，圖示了沿軸向向下方向(68)的漿料流并且該漿料流沿軸向向上方向(69)返回。雙壁鉆柱或嵌套鉆柱工具G9)可用于模仿傳統(tǒng)鉆柱的環(huán)隙流速 (annular velocity) it匿現(xiàn)在參照圖45和46，分別示出了圖42中的漿料通道工具(58)的由詳細(xì)線A和 B包圍的區(qū)域的放大詳細(xì)視圖，圖示了沿軸向向下方向(68)的漿料流并且該漿料流沿軸向向上方向(69)返回。所示雙壁鉆柱或嵌套鉆柱工具G9)可用于模仿傳統(tǒng)套管鉆柱的環(huán)隙流速及相關(guān)壓力。
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現(xiàn)在參照圖47和48，分別示出了圖42中的漿料通道工具(58)的由詳細(xì)線A和 B包圍的區(qū)域的放大詳細(xì)視圖，圖示了沿軸向向下方向(68)的漿料流并且該漿料流沿軸向向上方向(69)返回。示出了內(nèi)部導(dǎo)管(50A)在漿料通道工具之間被移除后了的單壁，其中雙壁鉆柱或嵌套鉆柱工具G9)可在該內(nèi)部導(dǎo)管(50A)內(nèi)用于模仿傳統(tǒng)鉆柱的環(huán)隙流速及相關(guān)壓力?，F(xiàn)在參照圖49-55，示出了漿料通道工具(58)的實施例的構(gòu)件的等距視圖。所示實施例可以類似于圖42中所示的方式用在鉆柱的上端。在所示實施例中，兩個導(dǎo)管柱都可用于雙壁鉆柱，或者下旋轉(zhuǎn)連接件(7 可為非連續(xù)的內(nèi)鉆柱，而連續(xù)的較大外鉆柱用于單壁鉆柱?，F(xiàn)在參照圖49，示出了漿料通道工具(58)的實施例的上下構(gòu)件的等距視圖，該漿料通道工具(58)具有上下連接件(72)、接合接收器(114)和花鍵接合表面(91)?，F(xiàn)在參照圖50，示出了圖60-64中的漿料通道工具(58)的實施例的等距視圖，該漿料通道工具(58)具有帶剪切銷裝置(120)和與旋轉(zhuǎn)附加壁(51D，圖68和70中也示出) 的孔(59)接合的下延伸部，還具有與多功能工具(圖73-87的112)的芯軸接合的棘齒(圖 67-70的113)和接收器(圖67和69的114)。現(xiàn)在參照圖51，示出了漿料通道工具(58)的實施例的等距視圖，該漿料通道工具 (58)具有圖49中的與圖50的內(nèi)部漿料通道工具(58)接合的構(gòu)件，用于產(chǎn)生具有孔(59)、 具有用于單壁鉆柱的旋轉(zhuǎn)連接件(72)、以及具有用于與例如圖52所示的另一導(dǎo)管壁接合的花鍵接合表面(91)的漿料通道工具(58)，其中接合接收器(114)也可用于與導(dǎo)管壁接
I=I ο現(xiàn)在參照圖52，示出了漿料通道工具(58)的實施例的等距視圖，具有用于與尾管、套管或?qū)⒁恢糜诘叵峦ǖ纼?nèi)的保護(hù)套管接合的下端附加壁(51)。所示漿料通道工具 (58)具有用作漿料通道的孔(59)、用于堵塞第一環(huán)形通道的柔性隔膜(76)以及用于與地下通道接合的固定裝置(88)。相關(guān)的花鍵表面(91)可與另一漿料通道工具(圖51的58) 的花鍵表面(圖51的91)接合，以產(chǎn)生圖53中所示的漿料通道工具組件。現(xiàn)在參照圖53，示出了漿料通道工具(58)的實施例的等距視圖，其通過將漿料通道工具(圖51的58)花鍵表面布置在另一漿料通道工具(圖52的58)的花鍵表面內(nèi)構(gòu)造而成。如果下連接件(圖51的7 無需連接至內(nèi)部導(dǎo)管柱或者內(nèi)管柱是不連續(xù)的，那么產(chǎn)生的工具(58)可與單導(dǎo)管柱一起使用，或者如果所述工具(58)的下端接合至雙壁鉆柱的相關(guān)內(nèi)外壁，那么該工具可與雙壁鉆柱一起使用。在內(nèi)部通道布置成適于上述應(yīng)用時，圖53 的實施例可用于或適于完井的生產(chǎn)封隔器?，F(xiàn)在參照圖M，示出了圖52和53中所示漿料通道工具(58)的一套固定裝置(88) 的等距視圖。所示實施例可用于與穿過地下巖層的通道接合，漿料通道工具(58)具有用于與相關(guān)接收器(圖51的114)接合的芯軸(117A)，以便將一個漿料通道工具(圖52的58) 與第二漿料通道工具(圖53的58)固接。內(nèi)部漿料通道工具(圖51的58)可通過使用滑動接合芯軸(圖55的117)從外部漿料通道工具(圖52的58)松開，以使得固定裝置(88) 接合到穿過地下巖層的通道，這將使得芯軸(117A)從相關(guān)接收器(圖51的114)縮回?，F(xiàn)在參照圖55，示出了用于驅(qū)動固定裝置(圖討的88)的一套滑動芯軸(117)的等距視圖，其中施加到所述滑動芯軸(117)下端部處的環(huán)的壓力在相關(guān)的固定裝置(圖M的88)的后部接合，從而引起固定裝置與穿過地下巖層的通道的接合以及與第二滑動芯軸 (圖討的117幻脫離接合?，F(xiàn)在參照圖56-59，示出了漿料通道工具(圖59的58)的實施例的構(gòu)件的等距視圖。所示實施例可以與圖42中所示相類似的方式用在單壁鉆柱或雙壁鉆柱的下端。兩個導(dǎo)管柱都可用于雙壁鉆柱應(yīng)用中，或者可替換地，僅僅外管柱可用于單壁鉆柱應(yīng)用。圖59 中所示的漿料通道工具的實施例還可用作鉆井套管鞋，其中柔性隔膜被充氣以防止結(jié)合劑的形成U形管?，F(xiàn)在參照圖56，示出了漿料通道工具(圖57的58)的實施例的構(gòu)件的等距視圖， 該漿料通道工具具有帶中間漿料通道工具(58)的上、下旋轉(zhuǎn)連接件(72)，其中伸縮花鍵表面(91)允許第一級擴(kuò)孔裝置(6 軸向移動。該移動延伸第二級擴(kuò)孔裝置(61)，漿料通道工具(58)具有孔(59)和用于與另一漿料通道工具(圖58的58)接合的滑動芯軸(117)， 第二級擴(kuò)孔裝置(61)可與第一級擴(kuò)孔裝置(6 接合、伸展和回縮?，F(xiàn)在參照圖57，示出了漿料通道工具(58)的實施例的等距視圖，描繪了圖56中組裝在一起的左、右構(gòu)件，其中花鍵表面(91)被拉伸，第二級擴(kuò)孔裝置(61)縮回，從而使穿過地下巖層的通道暢通。現(xiàn)在參照圖58，示出了漿料通道工具(58)在移除了圖88的剖面線T-T后的實施例的3/4截面的等距圖，該漿料通道工具(58)具有芯軸接收器，該接收器包括用于接收相關(guān)芯軸(圖56和57的117)的定位接收器(114)、和用于將流體輸送至截止閥(121)的孔 (59)，其中所述截止閥(121)用于給柔性隔膜(76)充氣并防止所述隔膜放氣。圖示中位于下端的接收器(89)用于與相關(guān)的第二級擴(kuò)孔裝置(圖56和57的61)接合?，F(xiàn)在參照圖59，示出了通過將圖57的漿料通道工具(58)與圖58的相關(guān)漿料通道工具(58)接合而產(chǎn)生的漿料通道工具的實施例的等距視圖，其中下花鍵表面(圖56的 91)收起以延伸第二級擴(kuò)孔裝置(61)?，F(xiàn)在參照圖60-64，示出了圖50的漿料通道工具(58)的實施例的平面等距視圖， 所示工具可用于以與圖43、45和47中所示和所述的方式引導(dǎo)漿料。通過向上而不是圖61、 62和64中所示的向下方向引導(dǎo)附加通道(75)，例如圖56中所示的漿料通道工具(58)的實施例可用于以圖44、46和48中所示和所述的方式引導(dǎo)漿料。圖60-64中的內(nèi)部構(gòu)件圖示在圖65-70和圖73-87中。現(xiàn)在參照圖60，示出了圖50的漿料通道工具(58)的平面圖，其中示出了剖面線 L-L?，F(xiàn)在參照圖61，示出了圖60的漿料通道工具(58)的等距視圖，其中由剖面線L-L 限定的部分被移除了，其中該工具的內(nèi)部可旋轉(zhuǎn)附加壁和徑向延伸通道(7 布置成使?jié){料流容易地軸向向下穿過內(nèi)部通道，并且軸向向上通過與相關(guān)的附加環(huán)形通道連接的垂直通道。這樣，所示的漿料通道工具的實施例可用于以與圖43中所示相類似的方式模仿傳統(tǒng)鉆柱環(huán)的環(huán)隙流速和相關(guān)壓力。現(xiàn)在參照圖62，示出了圖60的漿料通道工具(58)的等距視圖，其中由剖面線L-L 限定的部分被移除了，其中內(nèi)部可旋轉(zhuǎn)附加壁和徑向延伸通道(7 已從圖61的視圖旋轉(zhuǎn)開，并布置成使?jié){料流容易地軸向向下流過內(nèi)部和附加環(huán)形通道，這可用于以圖45中所示相類似的方式模仿傳統(tǒng)套管鉆柱。
現(xiàn)在參照圖63，示出了圖50的漿料通道工具(58)的實施例的平面圖，包括剖面線 M-M，其中內(nèi)部旋轉(zhuǎn)壁已從圖60-62所示的視圖旋轉(zhuǎn)開。現(xiàn)在參照圖64，示出了圖63的漿料通道工具(58)的等距視圖，其中由剖面線M-M 限定的部分被移除了，其中內(nèi)部可旋轉(zhuǎn)附加壁和徑向延伸通道(7 布置成使?jié){料流從內(nèi)部通道容易地流向環(huán)繞該工具的通道，以模仿類似于與圖47中所示的反向循環(huán)裝置，其中可使用堵塞裝置(94)來防止內(nèi)部通道中的流體流到所述裝置下方?，F(xiàn)在參照圖65-70，示出了圖60-64的漿料通道工具的內(nèi)部構(gòu)件的平面圖和等距視圖，該漿料通道工具包括壁、孔、和用于使導(dǎo)管柱的通道與第一環(huán)形空間連接以便沿期望方向推進(jìn)漿料流的徑向延伸通道?，F(xiàn)在參照圖65和66，示出了用來包圍較小附加壁(圖66的51D)的較大附加壁 (圖65的51D)的平面圖，該兩個圖分別具有剖面線F-F和G-G。根據(jù)較小附加壁(圖66 的51D)相對于較大附加壁(圖65的51D)的旋轉(zhuǎn)位置，位于附加壁內(nèi)的孔(圖68和70的 59)和徑向延伸通道(圖70的7 可重合或不重合，以允許流體從所述鉆孔中流過?，F(xiàn)在參照圖67，示出了附加壁(51D)的實施例的等距視圖，該附加壁(51D)具有用于接收相關(guān)芯軸的螺旋接收器(114)。所示附加壁還包括其其下端部可與另一附加壁的相關(guān)棘齒(圖68的113)接合的棘齒(113)?，F(xiàn)在參照圖68，示出了圖65中的用于環(huán)繞較小附加壁(圖70的51D)的較大附加壁(51D)的等距視圖，其中由剖面線F-F限定的部分被移除了。圖示中該附加壁在其上端部具有用于與另一附加壁的相關(guān)棘齒(圖67的11 接合的棘齒(113)，還具有用于在組裝完成所示構(gòu)件后，通過相關(guān)的較小內(nèi)部附加壁(圖70的51D)在內(nèi)部空間與環(huán)繞外部空間之間形成連通的孔(59)。現(xiàn)在參照圖69，示出了具有螺旋接收器(114)的較小附加壁(51D)的等距視圖，所述接收器可用于接收相關(guān)的芯軸。所示附加壁還顯示為在其下端具有可與相關(guān)的棘齒(圖 70的11 接合的棘齒(113)，用于在組裝完成所示構(gòu)件后插入到相關(guān)的較大附加壁中(圖 67 的 51D)?，F(xiàn)在參照圖70，示出了圖66中較小附加壁(51D)的等距視圖，其中由剖面線G-G 限定的部分被移除了。所示附加壁顯示為在其上端具有用于與相關(guān)棘齒(圖69的113)接合的棘齒(113)、徑向延伸通道(7 以及孔(59)。當(dāng)組裝完成后，所示附加壁可被相關(guān)較大附加壁(圖68的51D)環(huán)繞。現(xiàn)在參照圖71和72，示出了具有接收器(114)的旋轉(zhuǎn)附加壁(51D)的兩個實施例的等距視圖，其中具有固定芯軸(115)的上附加壁(51C)可軸向向下移動并且隨后向上移動，以便在所述向下以及隨后向上移動期間使所述芯軸與所述接收器(114)接合，從而繞所述接收器的中心軸線轉(zhuǎn)動與其對應(yīng)的附加壁(51D)。這些所示的實施例可固定至圖68 和70的附加壁(51D)的上端，以替代所示棘齒?，F(xiàn)在參照圖73-87，示出了多功能工具(112)及相關(guān)構(gòu)件的實施例，其中圖73_78 和圖87所示的組裝好的多功能工具(11 可通過圖79-86所示的構(gòu)件形成。圖73-78和圖 87中所示實施例也顯示在圖61、62和64的漿料通道工具(58)中，其中致動工具與所述多功能工具(112)的滑動芯軸(112)的接合以及與相關(guān)接收器(圖67和69的114)的接合可使多功能工具(112)的固定芯軸(115)軸向向下移動，并且通過棘齒(圖67-70的113)與所述附加壁(圖68和70的51D)的接合可使內(nèi)部附加壁(圖68和70的51D)轉(zhuǎn)動。現(xiàn)在參照圖73-76，圖73和75分別是處于非致動狀態(tài)的示出了剖面線1_1和J-J 的多功能工具(112)的實施例的平面圖，圖74和76分別是多功能工具的正視圖，其中由剖面線I-I和J-J限定的部分被移除了。第一附加壁(51C)和第二附加壁(51C)顯示為固定突出芯軸(11 延伸通過圍繞所述第一和第二附加壁布置的環(huán)繞壁(116)內(nèi)的接收器?；瑒有据S(117)延伸通過第一附加壁(51C)和第二附加壁(51C)中的接收器，以接合環(huán)繞壁 (116)中的相關(guān)接收器(114)，在所述環(huán)繞壁(116)的表面與所述第一和第二附加壁(51C) 上的彈簧接合表面(119)之間設(shè)有彈簧(118)，其中滑動芯軸(117)在未接合時軸向向上偏壓?，F(xiàn)在參照圖77，示出了圖73-76的處于致動狀態(tài)的多功能工具(112)的平面圖，該視圖包括剖面線K-K。現(xiàn)在參照圖78，示出了圖77的多功能工具(112)的剖面圖，其中由剖面線K-K限定的部分被移除了。圖示第一附加壁(51C)位于第二附加壁(51C)的軸向上方，其中兩個附加壁通過與滑動芯軸(117)的接合均已軸向向下移位，從而壓縮接合表面(119)下方的彈簧(118)，直到滑動芯軸(117)在環(huán)繞壁(116)內(nèi)從延伸狀態(tài)縮回到接收器(圖76的114) 的內(nèi)徑為止，由此使突出芯軸(115)軸向向下移動。從環(huán)繞壁(116)突出的芯軸(115)與相關(guān)的螺旋接收器(圖67和69的114)接合，這樣，軸向向下的移動通過與相關(guān)棘齒(圖 68和70的113)接合的棘齒(圖67和69的113)使附加壁(圖67和69的51D)轉(zhuǎn)動，以使得具有孔(圖68和79的59)和徑向延伸通道(圖70的75)的附加壁轉(zhuǎn)動，從而選擇性地對準(zhǔn)圖61、62和64中所示的漿料通道工具的所述鉆孔及徑向延伸通道。將多功能工具反復(fù)置于致動狀態(tài)可使得多功能工具通過所包括的彈簧返回到非致動狀態(tài)，使得能夠重復(fù)期望的孔和/或徑向延伸通道的選擇性對準(zhǔn)。一旦致動工具(圖104的94)穿過滑動芯軸(117)，使滑動芯軸(117)向下移動直到它們縮入相關(guān)的接收器并且所述致動工具已通過，那么彈簧(118)就將第一附加壁 (51C)和/或第二附加壁(51C)返回至圖73-76所示的非致動狀態(tài)，此時滑動芯軸(117)延伸進(jìn)環(huán)繞壁(116)的內(nèi)孔。由于所述棘齒的單向特性，相關(guān)的棘齒(圖67和69的113)沿相反方向移動而不會使相關(guān)的附加壁(圖68和70的51D)轉(zhuǎn)動。第一附加壁(51C)和第二附加壁(51C)可具有致動不同滑動件的相同或不同的直徑。第一附加壁(51C)和第二附加壁(51C)的滑動芯軸(117)可設(shè)有不同的接合直徑，以使得致動工具通過一組滑動芯軸并與其它組芯軸接合，從而使第一附加壁(51C)或第二附加壁(51C)有選擇性地滑動。另外，當(dāng)與具有一致接合直徑的致動工具(圖104的94) 一起使用時，可使用兩組以上的壁、 彈簧和具有不同接合直徑的芯軸，以便產(chǎn)生兩個以上的功能?，F(xiàn)在參照圖79-86，示出了圖73-78的多功能工具(112)的構(gòu)件。圖79示出了多功能工具的平面圖，包括剖面線H-H，圖80示出了該工具的剖面圖，其中由剖面線H-H限定的部分被移除了，并且虛線表示隱藏面。所示多功能工具包括環(huán)繞壁(116)，環(huán)繞壁(116) 具有用于與固定突出芯軸(圖81和82的115)相連的長垂直接收器(114)和用于與滑動芯軸(圖85和86的117)相連的空腔接收器(114)。圖81和82分別為第一附加壁(51C)和第二附加壁(51C)的等距視圖，其中虛線表示隱藏面，固定的突出芯軸(115)用于與相關(guān)的接收器(圖67主69的114)接合，貫穿接收器(114)用于與滑動芯軸(圖85和86的117)相連，彈簧接合表面(119)用于與相關(guān)的彈簧(圖83和84的118)接合。圖83和84是可用于圖81和82的第一附加壁(51C)和第二附加壁(51C)的接合表面(119)與圖78和80 的環(huán)繞壁(116)之間的接合的彈簧(118)的等距視圖。圖85和86是具有不同接合直徑的滑動芯軸(117)的等距視圖，其中虛線表示隱藏面，當(dāng)滑動芯軸(117)插過接收器(圖81 和82的114)而進(jìn)入相關(guān)的凹槽接收器(圖79和80的114)時解除接合?，F(xiàn)在參照圖87，示出了由圖79和86中所示構(gòu)件組裝成的圖73_76中的多功能工具(112)的平面圖，其中虛線表示隱藏面，示出了滑動芯軸(117)的接合直徑以及處于非致動狀態(tài)的突出芯軸(115)。已經(jīng)示出了圖49-59的實施例的內(nèi)部構(gòu)件，下面描述組裝好之后的實施例的剖面圖。現(xiàn)在參照圖88和89，圖88是圖59的漿料通道工具(58)的平面圖，該圖中包括剖面線T-T ；圖89示出了該工具的剖面圖，其中由剖面線T-T限定的部分被移除了。圖59的漿料通道工具(58)具有圖73-76所示的用于使內(nèi)部漿料通道工具孔和徑向延伸通道轉(zhuǎn)動的相關(guān)內(nèi)部多功能工具(112)，其中兩個工具都布置在穿過地下巖層(5 的通道內(nèi)，該通道具有上端旋轉(zhuǎn)連接件(7 和與雙壁鉆柱接合的上端附加壁(51)，或者該上端旋轉(zhuǎn)連接件m僅用于旋轉(zhuǎn)和回收單壁套管鉆柱。借助于內(nèi)部構(gòu)件子組件(圖57的58)的滑動芯軸(117A)與外部構(gòu)件子組件接收器(圖58的114)的接合，漿料通道工具(58)的內(nèi)部構(gòu)件接合至外部構(gòu)件(圖58的58)， 其中所述內(nèi)部構(gòu)件子組件具有用于推進(jìn)漿料的可旋轉(zhuǎn)徑向延伸通道(75)和用于接合致動工具(97)的制動箱(95)，第二級擴(kuò)孔工具(61)和下旋轉(zhuǎn)連接件延伸至單壁底孔組件管柱。外部構(gòu)件子組件還顯示出具有柔性隔膜(76)和位于其下端的孔(59)，該孔的尺寸被制成適當(dāng)大小以防止大巖屑進(jìn)入該工具的內(nèi)部通道。還可使用可替換的致動工具(圖104 的94、圖132的97、圖133-135的98)，該致動工具可與棘齒(卯)接合以從堵塞內(nèi)部通道移除所述致動工具?，F(xiàn)在參照圖90，示出了圖89中由詳細(xì)線U限定的截面的放大圖，示出了內(nèi)部多功能工具的滑動芯軸接收器(114)和彈簧(118)、以及使?jié){料易于通過截止閥(112)的孔 (59)，該截止閥(11 用于給柔性隔膜(76)充氣。在使用時，柔性隔膜可堵塞漿料通道工具(58)與穿過地下巖層(5 的通道之間的第一環(huán)形通道，一旦柔性隔膜(76)被充氣，止回閥(11 將防止該隔膜泄氣。如果不使用柔性隔膜(76)和止回閥構(gòu)件，那么漿料通道工具孔(59)可用于將漿料從內(nèi)部通道推到第一環(huán)形通道?？蛇x地，內(nèi)部構(gòu)件子組件(圖57 的58)在解除接合時可從外部構(gòu)件子組件(圖58的58)的下方穿過，以便將漿料推進(jìn)到具有柔性隔膜的第一環(huán)形通道?，F(xiàn)在參照圖91，示出了圖88的漿料通道工具(58)的截面等距視圖，其中由剖面線T-T限定的部分被移除了。圖91包括詳細(xì)線V和W。圖示中漿料通道工具(58)布置在穿過地下巖層(5 的通道內(nèi)，該漿料通道工具(58)的上端(72，51)布置在單壁鉆柱或雙壁鉆柱的下端，單壁鉆柱的上端通過連接件m連接至其下端。漿料通道工具可通過使用第一級擴(kuò)孔工具(6 和附加級擴(kuò)孔工具(61)來推進(jìn)導(dǎo)向鉆孔通道的擴(kuò)大，這包括與圖 5-7的工具(6 類似的碎石工具的實施例，所述單壁鉆柱對軸向向下穿過巖層的所述導(dǎo)向通道進(jìn)行鉆孔，使?jié){料流軸向向下通過其內(nèi)孔(5 以及軸向向上通過所述工具與環(huán)繞壁(52)之間的第一環(huán)形通道循環(huán)。對于雙壁鉆柱，漿料通道工具(58)的徑向延伸通道(75)可用于將來自內(nèi)部通道
(53)的漿料流連接至附加環(huán)形通道(54)或第一環(huán)形通道(5 。所示內(nèi)部可選擇的漿料通道工具可以與圖60-64中所示實施例相類似的方式作用，除了徑向延伸通道(75)如圖 60-64所示向外和向上定向而不是向外和向下定向。現(xiàn)在參照圖92，示出了圖91中漿料通道工具的由詳細(xì)線V限定的部分的放大等距視圖，其中內(nèi)部構(gòu)件子組件(圖57的58)借助于滑動芯軸(117A)與外部構(gòu)件子組件(圖 58的58)在外壁內(nèi)接合，其中所述外壁具有用作漿料通道的孔(59)，此時外部附加壁使柔性隔膜(76)免于與穿過地下巖層(52)的通道的有效接觸。如果外部構(gòu)件子組件(圖58的 58)與在其上端的保護(hù)內(nèi)襯或套管接合，那么所述外部部分可設(shè)有所述套管，并且結(jié)合劑漿料可布置在所述套管和外部構(gòu)件子組件的后面，隨后柔性隔膜可被充氣而抵靠穿過地下巖層的通道，以防止所述稠密的結(jié)合劑漿料向下流動或形成U形管，截止閥(圖90的121)防止柔性隔膜(76)泄氣。這樣柔性隔膜可用作鉆井套管鞋。在通過長孔槽(圖58的59)粘固或給柔性隔膜充氣之前，內(nèi)部構(gòu)件子組件(圖57 的58)可與外部構(gòu)件子組件(圖58的58)解除接合?？墒褂幂S向設(shè)置在上方的另一漿料通道工具(圖94-103的58)沿軸向向下方向?qū)嵤┱彻蹋蛘咚鰞?nèi)部構(gòu)件子組件可下降至低于所述外部構(gòu)件子組件以軸向向上地布置結(jié)合劑，隨后該另一漿料通道工具可縮回到外部構(gòu)件子組件以便通過相關(guān)孔(圖58的59)給柔性隔膜(76)充氣?，F(xiàn)在參照圖93，示出了圖91中漿料通道工具(58)的由詳細(xì)線W限定的部分的放大等距視圖，示出了由相關(guān)多功能工具(圖92的112)操作的徑向延伸通道(75)，所述多功能工具具有位于所述徑向延伸通道軸向下方的制動箱裝置(％)。致動工具(97)可用于致動所述多功能工具和操作所述徑向延伸通道(75)，并可通過所述制動箱解除與軸向向下的漿料流動的干涉，其中所述漿料可經(jīng)由內(nèi)部構(gòu)件中的長孔槽(59)繞所述制動箱裝置流動。外部構(gòu)件子組件(圖58的58)顯示為具有環(huán)繞壁，并包括用于第二級擴(kuò)孔工具 (61)的相關(guān)槽(圖58的89)，所述環(huán)繞壁具有用于漿料通道以保護(hù)柔性隔膜(76)的孔 (59)，所述第二級擴(kuò)孔工具(61)由于第一擴(kuò)孔工具(63A)的向上移位而向外延伸。環(huán)繞和保護(hù)壁可通過使用操作推力軸承(12 使擴(kuò)孔裝置接合在相關(guān)的槽中來旋轉(zhuǎn)，以防止外部構(gòu)件的其余構(gòu)件和相關(guān)套管柱的旋轉(zhuǎn)。所述推力軸承(12 還可移動到圖92的上保護(hù)壁， 以防止外部保護(hù)內(nèi)襯或套管柱的旋轉(zhuǎn)。在本發(fā)明的實施例中，如果期望套管柱旋轉(zhuǎn)，那么可省略推力軸承(125)?，F(xiàn)在參照圖94和95，圖94示出了圖53的漿料通道工具(58)的實施例的平面圖， 其中包括剖面線N-N，圖95示出了漿料通道工具在移除了由剖面線N-N限定的部分后的正視圖。圖53的漿料通道工具(58)顯示為具有圖73-76的相關(guān)內(nèi)部多功能工具(112)，用于使具有孔和通道的內(nèi)部漿料通道工具(圖50的58)旋轉(zhuǎn)，其中兩個工具都設(shè)置在穿過地下巖層(5 的通道中，該工具具有用于單壁鉆柱的上端旋轉(zhuǎn)連接件m和用于接合至尾管、 套管或單壁套管鉆柱的下端附加壁(51)，或者如果同時使用附加壁(51)和下連接件(72)， 則下端附加壁(51)可接合至雙壁鉆柱。漿料通道工具(58)的內(nèi)部構(gòu)件子組件(圖51的58)顯示為通過相關(guān)花鍵表面 (圖51和52的91)與內(nèi)部構(gòu)件子組件的芯軸(圖M的117A)的接合而接合至外部構(gòu)件子組件(圖52的58)，其中外部構(gòu)件子組件的芯軸與內(nèi)部構(gòu)件子組件的接收器(圖51的 114)接合，所述內(nèi)部構(gòu)件子組件具有內(nèi)部漿料通道工具(圖60-64的58)，該工具具有用于通道與推進(jìn)漿料之間的連接的可旋轉(zhuǎn)的徑向延伸通道(75)。具有用于工具與穿過地下巖層(52)的通道之間的漿料流動的孔(59)的保護(hù)壁保護(hù)接合裝置(88)和柔性隔膜(76)，該柔性隔膜用于固定和壓差密封外部構(gòu)件子組件和在其下端固定至所述通道壁(5 的保護(hù)套管。現(xiàn)在參照圖96，示出了位于穿過地下巖層(52)的通道內(nèi)的圖94中的漿料通道工具(58)的等距視圖，其中由剖面線N-N限定的部分被移除了，示出了內(nèi)部構(gòu)件子組件(圖 51的58)與外部構(gòu)件子組件(圖52的58)之間的花鍵接合。漿料可在內(nèi)部通道(53，54A) 內(nèi)軸向向下循環(huán)以及在用于如圖61，62和64所示的單壁鉆柱或雙壁鉆柱的第一環(huán)形通道 (55)中軸向上下循環(huán)。對于雙壁鉆柱，還可選擇用于軸向向上或軸向向下流動的中間通道 (圖147的54)。并且，如果中間通道(圖147的54)在所述雙鉆柱的底部保留打開，那么可使用簡單的不可選擇的漿料通道工具(圖136-139的58)或傳統(tǒng)集中控制裝置來模仿傳統(tǒng)的鉆柱。在漿料通道工具(58)與所述雙壁鉆柱的下端部處的相關(guān)可選擇漿料通道工具 (圖88-93的58) —起使用的情形下，可模仿傳統(tǒng)鉆柱或套管鉆柱。通過多功能工具(圖 73-78的11 的使用，可選擇性地重復(fù)鉆井與套管鉆井之間的模仿?，F(xiàn)在參照圖97，示出了圖95中漿料通道工具(58)的由詳細(xì)線0限定的部分的放大視圖，示出了接合在相關(guān)接收器(圖51的114)中的固定裝置(88)的芯軸(117A)。漿料通道還顯示為具有柔性隔膜(76)，其中當(dāng)徑向延伸通道(7 對準(zhǔn)以允許內(nèi)部通道(53)的壓力達(dá)到所述接合環(huán)正下方的中間通道(MB)時，由接合環(huán)(圖55的117)保持的滑動芯軸在延伸到所述隔膜內(nèi)的凹槽中以便與固定裝置(88)接合?，F(xiàn)在參照圖98，示出了圖96中漿料通道工具的由詳細(xì)線P限定的部分的放大視圖，示出了位于工具上端的孔(59)，對于雙壁鉆住而言，所述鉆孔用于將位于所述工具上方的第一環(huán)形通道(5 與位于所述工具下方的另外的環(huán)形通道(圖147的54)連接，或者對于單壁鉆柱而言，所述鉆孔用于將位于所述工具上方的第一環(huán)形通道(55)與擴(kuò)大的內(nèi)部通道(54A)連接。漿料通道工具還顯示為具有如前所述的徑向延伸通道(75)、固定裝置 (88)和柔性隔膜(76)?，F(xiàn)在參照圖94-98，圖示中內(nèi)部通道工具(圖63和64的58)的旋轉(zhuǎn)套筒的內(nèi)部裝置顯示為對準(zhǔn)，用以將固定裝置(88)和柔性隔膜(76)接合至通道(5 的壁。通過內(nèi)部通道(53)施加的壓力作用于環(huán)帶(54B)，并軸向地向上移動固定至接合環(huán)(圖55的117)的滑動芯軸，向外推壓固定芯軸(88)，并壓縮柔性隔膜(76)以便接合通道壁(52)。固定裝置 (88)的芯軸(117A)隨后從相關(guān)的接收器(圖51的114)移除，將內(nèi)部構(gòu)件子組件(圖51 的58)從外部通道子組件(圖52的58)釋放開。一旦固定至滑動芯軸(117A)的所述接合環(huán)完全軸向向上移動至與所述固定裝置 (88)接合，并且將其芯軸(117A)從相關(guān)接收器(圖51的114)釋放開以允許在中間通道 (54A)中建立壓力，那么具有剪切銷裝置(120)的附加壁(51A)就可被施加到所述中間通道 (54A)的壓力剪斷，從而暴露內(nèi)部通道(53)與第一環(huán)形通道(55)之間的通道，其中所述剪切銷裝置(120)軸向布置在與滑動芯軸固接的所述接合環(huán)下部?，F(xiàn)在參照圖99-103，示出了圖94-98的漿料通道工具(58)的視圖，其中固定裝置(88)和柔性隔膜(76)已經(jīng)與通道壁(52)接合，具有剪切銷裝置(120)的附加壁(51A)已經(jīng)被向下剪斷而暴露使內(nèi)部通道(5 與第一環(huán)形通道(5 連接的通道，在內(nèi)部通道(53) 中已經(jīng)布置有致動裝置(圖104的95)以便防止?jié){料向下流動，并且在內(nèi)部通道中建立起用于移動和剪切裝置的壓力。現(xiàn)在參照圖99和100，圖99示出了圖94的漿料通道工具的平面圖，該視圖包括剖面線Q-Q，圖100示出了漿料通道工具(58)的剖面圖，其中由剖面線Q-Q限定的部分被移除了，并包括詳細(xì)線R和S，其中該工具(58)布置在穿過地下巖層(52)的通道中?，F(xiàn)在參照圖101和102，示出了圖100中的漿料通道工具(58)的分別由詳細(xì)線R 和S限定的部分的放大視圖。固定裝置(88)的芯軸(117A)接合至穿過地下巖層(52)的通道，并從相關(guān)接收器(圖51的114)縮回，從而釋放內(nèi)部構(gòu)件子組件(圖51的58)，圖102 中的附加壁(圖101的51A)從其剪切銷裝置(120)剪斷，以便將孔(59)暴露于圖102中的第一環(huán)形通道(5 。使用所述裝置，通過內(nèi)部通道(5 泵送的漿料可通過致動工具(94) 轉(zhuǎn)向第一通道65)，以便軸向向下流動?，F(xiàn)在參照圖102和103，圖102示出了在所述內(nèi)部構(gòu)件相對于所述外部構(gòu)件軸向向上移動之前的內(nèi)部構(gòu)件子組件(圖51的58)和外部構(gòu)件組件(圖52的58)，圖103示出了在將結(jié)合劑漿料從內(nèi)部通道(5 軸向向下推進(jìn)到第一環(huán)形通道(5 之后，所述內(nèi)部構(gòu)件子組件在相對于固定至所述通道(5 的外部構(gòu)件子組件軸向向上移動之后的軸向位置。內(nèi)部構(gòu)件子組件(圖51的58)的軸向向上移動隨后移動具有固定滑動表面的封閉軸套(51F)，以及與內(nèi)部構(gòu)件子組件的剪切銷裝置(圖51的120)相連的剪切銷裝置(120)， 以關(guān)閉暴露于第一環(huán)形通道(55)的通道，其后，所述剪切銷裝置剪切，以便將所述內(nèi)部構(gòu)件子組件從所述外部構(gòu)件子組件完全釋放開，并且關(guān)閉用于軸向向下布置結(jié)合劑的通道。現(xiàn)在參照圖104，示出了致動工具(94)的等距視圖，該致動工具(94)具有可滲透的內(nèi)部壓差擋板(99)和用于與內(nèi)部通道(圖99-103的53)的壁接合的外部壓力差密封 (99)。所述實施例可用于致動圖94-102的漿料通道工具(58)，上述致動可通過使用標(biāo)槍 (圖133-135的98)釋放，可通過箱(圖89-93和圖119-120的95)來捕獲，或者內(nèi)部擋板 (99)可被壓力剪切，以恢復(fù)流過內(nèi)部通道(圖99-103的53)的流體。現(xiàn)在參照圖105，示出了漿料通道工具(58)的實施例的右側(cè)平面視圖和相關(guān)的左側(cè)等距視圖，其中由線AF-AF限定的部分被移除了，示出了有助于多漿料循環(huán)選擇的孔 (59)和徑向延伸通道(75)，同時使用在其上端具有單壁鉆柱連接件m的伸縮(90)花鍵(91)來轉(zhuǎn)動單壁鉆柱或雙壁鉆柱。附加壁(51)和位于漿料通道工具下端的旋轉(zhuǎn)連接件 (72)可連接至單導(dǎo)管柱或雙導(dǎo)管柱，具有可膨脹尾管懸掛器(77)的尾管可使用所述可膨脹懸掛器進(jìn)一步固定至穿過地下巖層的通道，以產(chǎn)生不同的壓差擋板。另外，可使用銷釘裝置(92)來將伸縮構(gòu)件固定在伸縮裝置的多個延伸處。如果使用例如螺旋管等的非旋轉(zhuǎn)柱， 那么可使用非旋轉(zhuǎn)連接件來替代旋轉(zhuǎn)連接件?，F(xiàn)在參照圖106，示出了圖105中漿料通道工具(58)的實施例的由詳細(xì)線AG限定的放大部分的等距視圖，其中漿料軸向向下(68)流過內(nèi)部通道(53)，并軸向向上流過垂直的徑向延伸通道(75)，其中外徑向延伸通道(75)被附加壁(51C)覆蓋?，F(xiàn)在參照圖107，示出了圖105中漿料通道工具(58)的由詳細(xì)線AG限定的部分的實施例的放大等距視圖，其中致動工具(94)將附加壁(51C)軸向向下移動，從而露出徑向延伸通道(7 并堵塞內(nèi)部通道(5；3)。通過使用所述致動工具(94)，漿料軸向向下流過內(nèi)部通道(53)，并流至位于所述導(dǎo)管柱與穿過地下巖層通道(5 的通道之間的第一環(huán)形通道(55)，使返回的漿料軸向向上(69)通過漿料通道工具(58)內(nèi)的孔以及相關(guān)的徑向延伸通道(7 。一旦釋放致動工具，致動工具(94)就可被捕獲在制動箱工具(圖105的95) 中。漿料通道工具(58)還具有通向可膨脹的柔性隔膜(76)的通道(75D)，所述隔膜用于阻塞位于工具與所述通道(5 之間的軸向向上的通道，以阻止軸向向上流動?，F(xiàn)在參照圖108，示出了漿料通道工具(58)的實施例的平面圖，其中虛線表示隱藏面，該漿料通道工具(58)具有通向垂直徑向延伸通道(7 的孔(59)，用于推進(jìn)漿料以使其通過第一導(dǎo)管柱(50)與嵌套附加導(dǎo)管柱(51)之間的通道，其中向外徑向延伸通道(75) 用于推進(jìn)漿料以使其從內(nèi)部通道(5 流向環(huán)繞所述工具的第一環(huán)形通道，還說明了垂直和徑向向外延伸通道(75)之間的關(guān)系?，F(xiàn)在參照圖109-114，示出了漿料通道工具(58)的實施例的視圖，具有包括中間可旋轉(zhuǎn)壁(51D)的構(gòu)件以及柔性隔膜構(gòu)件(76)，其中所述中間可旋轉(zhuǎn)壁(51D)具有用于與通向內(nèi)部構(gòu)件的徑向延伸通道的孔(59)對準(zhǔn)的孔(59)，以便在所述鉆孔之間提供或阻止?jié){料流流。第一壁(50)的上端可連接至單旋轉(zhuǎn)或非旋轉(zhuǎn)導(dǎo)管柱，根據(jù)第一壁(50)下端是否連續(xù)至鉆柱的末端，第一壁(50)的下端和位于在其內(nèi)包含工具的通道(5 中間的嵌套附加壁(51)可連接至單壁鉆柱或雙壁鉆柱，?，F(xiàn)在參照圖109，示出了圖112中漿料通道工具的構(gòu)件的等距視圖，示出的所述分隔構(gòu)件包括具有孔(59)的可旋轉(zhuǎn)套筒，和用于與內(nèi)部構(gòu)件接合的柔性隔膜(76)。所述套筒可旋轉(zhuǎn)，以便根據(jù)內(nèi)部構(gòu)件的其它通道和其內(nèi)包含所述工具的通道來改變通道的流動布置?，F(xiàn)在參照圖110，示出了圖112的漿料通道工具內(nèi)部構(gòu)件的視圖，示出了所述內(nèi)部構(gòu)件，其中虛線表示隱藏面?，F(xiàn)在參照圖111，示出了圖109中的構(gòu)件的平面圖，其中以虛線示出隱藏面，示出了位于可旋轉(zhuǎn)嵌套附加壁(51D)中的孔(59)、和在左側(cè)視圖中處于放氣狀態(tài)而在右側(cè)視圖處于充氣狀態(tài)(96)的柔性隔膜(76)。現(xiàn)在參照圖112，示出了在穿過地下巖層(52)的通道內(nèi)的漿料通道工具(58)的實施例的平面圖，圖112包括剖面線D-D。現(xiàn)在參照圖113，示出了圖112的漿料通道工具(58)的等距視圖，其中由剖面線 D-D限定的部分被移除了，示出了位于單壁鉆柱上端的旋轉(zhuǎn)連接件(7 。圖113還包括限定了圖114中所示工具的一部分的詳細(xì)線E?，F(xiàn)在參照圖114，示出了圖113中漿料通道工具(58)的由詳細(xì)線E限定的部分的放大等距視圖，示出了徑向延伸通道(7 和具有孔(59)的中間旋轉(zhuǎn)壁(51D)，所述鉆孔 (59)布置為使?jié){料沿軸向向下方向流過內(nèi)部通道(5 和第一環(huán)形通道(55)，并沿軸向向上方向流過附加環(huán)形通道(54)。所述裝置可用在地層結(jié)構(gòu)發(fā)生漿料顯著損失時，或第一環(huán)形通道在鉆井期間因大直徑鉆柱和小的第一環(huán)形空間而被巖屑阻塞時。如果下端導(dǎo)管(51) 固定至開口下端具有與圖136-139中所示相類似構(gòu)造的大直徑導(dǎo)管，單壁鉆柱通過使用一個或多個鉆頭和/或開孔器以便于穿過其內(nèi)部通道，那么漿料可在內(nèi)部通道(5 中軸向向下循環(huán)，同時漿料可流過中間通道(54)和第一環(huán)形通道(5 返回，以減少漿料的損失直到可在適當(dāng)位置固接大直徑套管(51)為止。通過使用第一環(huán)形通道內(nèi)的摩擦力，具有鉆井損失的該裝置可顯著地減少所述損失，減少漿料流動及第一環(huán)形通道中的相關(guān)漿料損失，同時保持靜壓頭以確保良好的控制?，F(xiàn)在參照圖115-117，示出了圖112中漿料通道工具(58)的構(gòu)件的等距視圖，其中剖面線D-D被移除了，示出了旋轉(zhuǎn)壁(51D)的不同方向和對準(zhǔn)，其中內(nèi)部構(gòu)件在其最小直徑處分開，具有孔(59)的附加壁(51D)圍繞所述最小直徑旋轉(zhuǎn)，以與內(nèi)部構(gòu)件的孔和通道 (75A，75B)對準(zhǔn)，具有孔(59)的兩個嵌套附加壁位于所述分開處的中間?，F(xiàn)在參照圖115，示出了沿方向(Pl)看去的壁(51D)、孔(59)和通道(75A，75B)， 上述構(gòu)件可用來模仿穿過第一環(huán)形通道沿軸向向上方向循環(huán)的傳統(tǒng)鉆井的速度、流量和相關(guān)壓力，其中通道(75B)中的一個和孔(59)被阻塞以阻止?jié){料循環(huán)，同時另一通道(75A) 打開以允許漿料循環(huán)。漿料沿軸向向下方向(68)循環(huán)通過內(nèi)部通道，并沿軸向向上方向 (69)通過第一環(huán)形通道和附加環(huán)形通道。該布置還可被稱為循環(huán)損失鉆井布置，與現(xiàn)有傳統(tǒng)鉆井不同，這里第一環(huán)形通道中的摩擦用于限制漿料在第一環(huán)形通道內(nèi)損失到斷裂或巖層結(jié)構(gòu)中，從而通過所述摩擦保持循環(huán)和靜壓頭。現(xiàn)在參照圖116，示出了沿方向(P2)看去的壁(51D)、孔(59)和通道(75A，75B)， 上述構(gòu)件可用來模仿套管鉆井在軸向向下方向(68)和軸向向上方向(69)的速度、流量和相關(guān)壓力，其中通道(75A)中的一個和孔(59)被阻塞以阻止?jié){料循環(huán)，同時另一通道(75B) 打開以允許漿料循環(huán)。漿料軸向向下(68)通過內(nèi)部通道和附加環(huán)形通道而循環(huán)，并軸向向上(69)通過第一環(huán)形通道。現(xiàn)在參照圖117，示出了沿方向(P3)看去的壁、孔(59)和通道(75A，75B)，上述構(gòu)件可用作用于軸向向下方向(68)布置結(jié)合劑以及使所述循環(huán)沿軸向向上方向(69)返回的上下循環(huán)，其中通道(75B)中的一個和內(nèi)部通道(5 被阻塞以阻止循環(huán)漿料，同時另一通道(75A)和孔(59)打開以允許漿料循環(huán)。漿料軸向向下(68)通過內(nèi)部通道和附加環(huán)形通道而循環(huán)，直到其到達(dá)并從其中排出的孔(59)，并繼續(xù)軸向向上(69)返回通過第一環(huán)形通道。盡管所述裝置稱為上下固接位置，但是可用來促進(jìn)任意軸向向下的漿料流過第一環(huán)形通道。另外，如果內(nèi)部通道(53)未被致動工具(94)阻塞，那么可使用另外的布置(P4)， 通過內(nèi)部通道(5 和第一環(huán)形通道的循環(huán)可沿著軸向向下方向(68)繼續(xù)沿著軸向向上方向(69)通過附加環(huán)形通道。該裝置可稱為緊密度公差鉆井裝置，當(dāng)?shù)谝画h(huán)形通道和導(dǎo)管柱之間存在小公差時，如果損失循環(huán)方向(Pl)的重力供給不足以防止第一環(huán)形通道內(nèi)的堵塞，那么緊密度公差鉆井裝置可借助來自內(nèi)部通道的增壓漿料清除第一環(huán)形通道?？墒褂脟娮靽娚洳贾脕砜刂茝膬?nèi)部通道到第一環(huán)形通道的增壓漿料，并可使用柔性隔膜(例如圖 107中所示)軸向向下推進(jìn)流動，以保持暢通的第一環(huán)形通道處于緊密度公差鉆井狀態(tài)?，F(xiàn)在參照圖118，示出了具有兩個嵌套附加壁(51D)的可替換裝置的實施例的等距視圖，所述附加壁具有孔(59)，其中虛線表示隱藏面，在較大直徑附加壁中布置有較小直徑附加壁。所述壁可軸向地移動，而不是旋轉(zhuǎn)，以對準(zhǔn)所述鉆孔(59)?，F(xiàn)在參照圖121-124，示出了具有不同孔布置的漿料通道工具(58)的實施例的剖面圖，其中附加壁(51C，51D)軸向地移動以便對準(zhǔn)上面所描述并在圖118中示出的孔(59)。 所述漿料通道工具的實施例可位于用于連接通道的雙壁鉆柱的下端。
現(xiàn)在參照圖121，漿料通道工具(58)的上部等距視圖顯示為位于附加壁(51)的相關(guān)中間平面圖上方，該視圖包括剖面線AM-AM，示出了附加壁(51)的相關(guān)下部等距視圖，其中由剖面線AM-AM限定的部分被移除了，示出了位于接觸周面的相關(guān)孔(59)。漿料通道工具(58)可插入到附加壁(51)中?，F(xiàn)在參照圖122，示出了漿料通道工具(58)的實施例的俯視圖，以及沿著線AN-AN 的剖面圖。漿料通道工具(58)顯示為被插入到圖121的附加壁(51)中，其中來自第一壁 (50)與附加壁(51)之間的附加環(huán)形通道(54)的漿料沿著軸向向下方向(68)推進(jìn)漿料，以便與在第一壁(50)的內(nèi)部通道(5 內(nèi)沿軸向向下移動的漿料混合。所述工具外部的漿料沿軸向向上方向(69)在第一環(huán)形通道內(nèi)移動。現(xiàn)在參照圖123，示出了漿料通道工具(58)的實施例的俯視圖，以及沿線AO-AO的剖面圖。漿料通道工具(58)顯示為被插入到圖121的附加壁(51)中，所述工具已經(jīng)被不同布置的孔致動，其中致動裝置(94)被漿料推進(jìn)以使得附加壁(51C)向下滑動，從而封閉使內(nèi)部通道流沿軸向向下方向(68)混合的孔，以及打開使附加環(huán)形通道流與沿軸向向上方向(69)的第一環(huán)形通道流混合的孔。在致動內(nèi)孔之后，可打破致動工具(94)內(nèi)的不同壓差隔膜(99)，以允許流動通過內(nèi)部通道繼續(xù)流動。現(xiàn)在參照圖124，示出了漿料通道工具(58)的一個實施例的俯視圖，以及沿線 AP-AP的剖面圖。該工具顯示為被插入到圖121的附加壁(51)中。顯示為球的致動工具 (97)位于座(103)中，內(nèi)附加壁(51D)已被軸向地移動以使得內(nèi)部通道與徑向延伸通道 (75)對準(zhǔn)，從而環(huán)繞第一環(huán)形通道。在對準(zhǔn)徑向延伸通道(7 之后，可跨過徑向延伸通道 (75)布置類似于圖123所示致動裝置(94)的另一致動工具，以中止推進(jìn)漿料從其通過，直到向座(103)施加了足夠的剪切該座的壓力，并且沿軸向向下的方向移動依靠在座(103) 上的致動工具(97)，在這里它可通過棘齒從流動干涉去除?，F(xiàn)在參照圖125-131，示出了多功能工具(112A)的實施例的視圖，該多功能工具 (112A)包括位于旋轉(zhuǎn)殼體裝置(10 中的液壓泵(106)。花鍵表面(91)被用來運行所述泵以及液壓地移動包含孔的附加壁，或軸向地移動與活塞(109)接合的滑動芯軸(117A)， 從而對準(zhǔn)孔或引起與位于嵌套附加壁中的接收器的接合。接合至第一壁(50)的花鍵表面 (91)還可在末端與花鍵接收器(104)接合以旋轉(zhuǎn)鉆柱?；ㄦI接收器(104)位于上下端，以在第一壁(50)的壓縮和張力下促進(jìn)鉆井和后擴(kuò)孔旋轉(zhuǎn)，同時中間花鍵接受器(91)促進(jìn)泵 (106)的致動。所述多致動工具可與穿過較小和較大直徑之間的單壁鉆柱一起使用，例如在進(jìn)行套管鉆井或雙壁鉆柱時?，F(xiàn)在參照圖125，示出了多功能工具(112A)的實施例的俯視圖以及該工具沿線 AQ-AQ的剖面圖。多功能工具(112A)可在花鍵表面(91)與相關(guān)下殼體(104)接合時允許鉆井，或者在與相關(guān)上殼體(104)接合時進(jìn)行后擴(kuò)孔。與中間花鍵的接合使得液壓泵操作能夠致動與其它工具的環(huán)繞壁相關(guān)的功能，其中固定至第一壁(50)的花鍵表面(圖126的 91)的旋轉(zhuǎn)使用于液壓地發(fā)揮作用的泵(圖127的106)轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)在參照圖126，示出了圖125的多功能工具(112A)的構(gòu)件的等距視圖，上述構(gòu)件包括具有旋轉(zhuǎn)連接件(7 的第一壁和布置用來接合到殼體(10 或泵(圖1 的106)內(nèi)的花鍵(91)，當(dāng)所述構(gòu)件接合至殼體(圖1 的105)或者泵的上端或下端時，如果所述構(gòu)件被布置并轉(zhuǎn)動到所述端部的中部，則起還用來轉(zhuǎn)動鉆柱。
現(xiàn)在參照圖127，示出了圖125的多功能工具(112A)的等距視圖，其中由線AQ-AQ 限定的殼體(圖128的105)的部分被移除了。上下液壓泵(106)顯示為可旋轉(zhuǎn)的壁，其具有位于所述殼體(105)內(nèi)的葉輪(117)。在所述泵內(nèi)與其接合的花鍵(圖1 的91)的旋轉(zhuǎn)使所述泵動作。現(xiàn)在參照圖128，示出了圖125的多功能工具(112A)的殼體(105)構(gòu)件的截面等距視圖，其中殼體(10 可圍繞具有中心旋轉(zhuǎn)軸向移動花鍵(圖1 的91)的活塞(圖1 的109)布置，用于轉(zhuǎn)動相關(guān)的具有外葉輪(111)的花鍵壁，并且在旋轉(zhuǎn)時如同液壓泵(圖 127的106)發(fā)揮作用。殼體(105)在末端具有用于與中心旋轉(zhuǎn)軸向移動花鍵(圖126的 91)接合的花鍵(104)，其中花鍵殼體(104)內(nèi)的接合和旋轉(zhuǎn)使固定至所述殼體的附加壁旋轉(zhuǎn)。殼體(105)還具有用于在使用泵(圖127的106)時促進(jìn)殼體內(nèi)活塞(圖129的106) 的液壓移動的液壓通道(107A、107B和107C)?，F(xiàn)在參照圖129，示出了圖125的多功能工具(112A)的活塞(109)構(gòu)件沿著線 AQ-AQ的截面等距視圖，其中活塞具有內(nèi)部液壓通道(107A)和用于接合滑動芯軸(圖127 的117A和圖130的117A)的致動表面。還示出了活塞的端部(110)?，F(xiàn)在參照圖130和131，示出了圖125中多功能工具(112A)的分別由線AR和AS 限定的部分的放大圖。示出了圖126-1 的構(gòu)件的上下泵的接合以及運行配合。如果所述花鍵表面接合在殼體(105)內(nèi)的所述泵(106)中并旋轉(zhuǎn)，花鍵(91)用于使泵(106)旋轉(zhuǎn)， 迫使液壓流體流過通道(107B)以便移動液壓腔(108)內(nèi)的滑動芯軸(117A)，進(jìn)而使滑動芯軸(117A)與在其內(nèi)設(shè)置有多功能工具的附加壁中的相關(guān)接收器接合。活塞(109)下方的液壓流體通過活塞內(nèi)的第二液壓通道(107A)返回，以通過第三液壓通道(107C)供應(yīng)所述泵。閉合的液壓裝置使活塞(109)移動，從而使液壓流體通過通道(107A和107C)返回，直到活塞(109)的末端暴露于活塞腔(10 為止。流體在殼體的腔(10 與通道(107C)之間的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)可防止系統(tǒng)過壓。一旦對置泵使活塞端部(110)移動并與其重新接合，就將其腔從活塞腔(108)分離，從而移除再循環(huán)。如果花鍵表面(91)接合到下部泵(圖131的106)內(nèi)，那么泵的旋轉(zhuǎn)可用來通過沿相反方向移動活塞而引起滑動芯軸(117A)的分離。為執(zhí)行任一功能，液壓流體通過位于活塞腔(108)的所述上下端中間的活塞(109)被供給到所述活塞腔(108)的上端或下端。如果附加壁(圖118的51D)而非滑動芯軸(117A)固定到所述活塞，那么當(dāng)附加壁分別接合至相關(guān)活塞和殼體(105)內(nèi)的泵以對準(zhǔn)或堵塞孔(圖118的59)時，所述附加壁可軸向向上或軸向向下地移動。現(xiàn)在參照圖119-120和圖132-135，分別示出了用于與前述一個或多個漿料通道工具接合的捕獲支架工具和相關(guān)致動工具的實施例。現(xiàn)在參照圖119，示出了捕獲支架工具(％)的實施例的俯視圖以及該捕獲支架工具(95)的沿線AK-AK的剖面圖。捕獲支架工具(95)可用于捕獲致動工具，例如前述那些以及圖132-135中所示的那些，以便從阻止?jié){料流過工具的內(nèi)部通道的位置移除所述工具。 捕獲支架的壁內(nèi)的孔(59)允許漿料繞接合在所述支架內(nèi)的致動工具流動。現(xiàn)在參照圖120，示出了捕獲支架工具(95)的實施例的左側(cè)平面圖，還示出了線 AL-AL，該視圖與所述工具的移除了由線AL-AL限定的截面的右側(cè)等距視圖相鄰。圖120示出了捕獲支架工具(95)，前述標(biāo)槍、球、塞和/或其它致動工具及圖132-135中所示的那些可在捕獲支架工具(％)中轉(zhuǎn)向至側(cè)邊支架或通道。捕獲支架工具(％)內(nèi)的孔(59)允許漿料沿軸向向下方向流過工具和所有接合的裝置?，F(xiàn)在參照圖132，示出了鉆管標(biāo)槍(97)的實施例的俯視圖，還示出了線AT-AT，以及在移除了由線AT-AT限定的部分的鉆管標(biāo)槍(97)的相關(guān)正面視圖。鉆管標(biāo)槍(97)可用作致動裝置。具有內(nèi)部擋板(圖135的99)和滑動芯軸(圖135的117A)的標(biāo)槍的改進(jìn)允許標(biāo)槍發(fā)揮作用，隨后從堵塞內(nèi)部通道被移除。現(xiàn)在參照圖133，示出了具有線AU-AU的標(biāo)槍工具(98)的實施例的右手側(cè)平面圖。 圖134示出了標(biāo)槍工具(98)的相關(guān)等距視圖，其中由線AU-AU限定的部分被移除了。標(biāo)槍工具(98)可用于使致動工具(94)從阻止?jié){料流流過內(nèi)部通道的狀態(tài)移開。標(biāo)槍顯示為與下部標(biāo)槍孔或致動工具孔接合，從而接受標(biāo)槍(98)的矛端，其中柔性翅片(76A)用于接合泵送的漿料和內(nèi)部通道壁?，F(xiàn)在參照圖135，示出了圖134所示的標(biāo)槍的由線AV限定的部分的放大詳細(xì)圖。 在操作時，致動工具(94)可被漿料推動以便在預(yù)定致動工具接收器處執(zhí)行漿料通道工具的功能，其后，可設(shè)置具有柔性翅片(76A)以允許其隨通過被堵塞的內(nèi)部通道的漿料流移動的標(biāo)槍(98)，直到該標(biāo)槍的下端穿過或透過下部致動工具(94)的壓差擋板(99)，以允許滑動芯軸(117A)縮回，從而與預(yù)定接收器分離，其后，標(biāo)槍和致動工具都軸向向下地移動， 用以與相關(guān)的捕獲支架工具(圖119和120的95)接合?，F(xiàn)在參照圖136-139，示出了漿料通道工具(58)及其構(gòu)件的簡單實施例，其中所述漿料通道工具包括用于將第一導(dǎo)管柱(50)定位在嵌套附加導(dǎo)管柱(51)內(nèi)的中間定位構(gòu)件(87)。在第一導(dǎo)管柱(50)與嵌套附加導(dǎo)管柱(51)之間設(shè)置有用作漿料通道的通道 (75)。滑動接合芯軸(117A)可與中間定位構(gòu)件(87) —起使用以便接合附加壁的相關(guān)接收器(89)?，F(xiàn)在參照圖136-137，圖136示出了漿料通道工具的包括剖面線C-C實施例的平面圖，圖137示出了圖136中漿料通道工具(58)沿剖面線C-C的剖面圖。漿料通道工具(58) 顯示為具有圖138的中間定位構(gòu)件(87)，具有與相關(guān)接收器(89)接合并嵌套在嵌套鉆柱工具(圖145-166)的附加導(dǎo)管柱(51)或雙壁鉆柱內(nèi)的滑動芯軸(117A)，其中漿料通道工具的下連接顯示為與所述嵌套工具柱(51)的第一鉆柱接合，并且它的上連接件(72)可用于接合上部第一導(dǎo)管柱?，F(xiàn)在參照圖138，示出了可用在漿料通道工具(圖136-137的58)內(nèi)的中間定位構(gòu)件(87)的實施例的等距視圖。該漿料通道工具可包括滑動芯軸(117A)，用于與嵌套鉆柱工具(圖145-166的49)的嵌套附加導(dǎo)管柱或雙壁鉆柱的相關(guān)接收器接合，其中雙壁鉆柱具有位于第一壁(50)與所述中間定位構(gòu)件的附加壁(51)中間的四個附加環(huán)形通道(54)。現(xiàn)在參照圖139，示出了接合至嵌套鉆柱工具的第一導(dǎo)管柱(50)的漿料通道工具 (圖136的58)的實施例的等距視圖，其中嵌套導(dǎo)管柱被移除以使得漿料通道工具(58)的中間定位構(gòu)件(87)可見。已經(jīng)描述了碎石、漿料通道和多功能工具的實施例，這些工具的各種實施例可與雙壁鉆柱組合，以便無需移除鉆柱就能對地下巖層方便地進(jìn)行鉆井、護(hù)襯和/或完井?，F(xiàn)在參照圖140-144，示出了現(xiàn)有鉆井和現(xiàn)有地下巖石地層的套管鉆井的剖面圖， 其中井架(31)用于吊升單壁鉆柱(33，36，40)，底孔組件(34，38，42-48)和鉆頭(35)通過旋轉(zhuǎn)臺(3 來鉆孔穿過巖層(30)。主流的現(xiàn)有技術(shù)方法使用單壁鉆柱裝置來在地下巖層中鉆出通道，而本文所述各種實施例可與雙壁鉆柱一起使用，所述雙壁鉆柱通過在單壁鉆柱內(nèi)設(shè)置單壁鉆柱形成，以產(chǎn)生具有多個壁和相關(guān)使用的鉆柱?，F(xiàn)在參照圖141，示出了圖140中底孔組件(BHA)的由線AQ限定的部分的放大詳細(xì)視圖。圖142示出了套管鉆井裝置的等距視圖。圖141示出了在軸向上方具有小直徑鉆柱的大直徑BHA，而圖142示出了位于大直徑套管鉆柱下方的較小直徑套管鉆井BHA。所述裝置都包括單壁鉆柱。由于與傳統(tǒng)鉆柱相比，套管鉆柱與巖層之間具有更小的環(huán)形空間，套管鉆井中軸向向上循環(huán)的液體的速度顯著高于具有等效流率的傳統(tǒng)鉆井?，F(xiàn)在參照圖143和144，分別示出了具有方向和直孔套管鉆井裝置的正面圖，其中圖143示出了在鉆有方向的孔之前，連接到單壁套管00)鉆柱的柔性或彎曲連接件G4) 和底孔組件^幻。圖144示出了在鉆直孔截面時可以使用的底孔組件。圖143的位于柔性或彎曲連接件G4)下方的底孔組件G6)包括用于轉(zhuǎn)動用來鉆直孔的鉆頭(3 的電機(jī)，而圖144示出了套管00)旋轉(zhuǎn)并且電機(jī)在旋轉(zhuǎn)連接件G8)下方沿相反方向轉(zhuǎn)動鉆頭(35) 的例子?，F(xiàn)在參照圖145-166，示出了穿過地下巖層(52，使用碎石工具的各種實施例(圖 5-39的56、67、64、65和圖88-93的63)的通道的1/2橫截面視圖內(nèi)的嵌套工具鉆柱09) 的實施例以及漿料通道工具的各種實施例(圖42-64、圖88-118、圖121-1M和圖136-139 的58)，多功能工具的各種相關(guān)實施例(圖73-78的112和圖125-131的112A)以及支架工具的各種實施例(圖88-93和圖119-120的95)，用于軸向向下推進(jìn)第一導(dǎo)管柱(50)和嵌套附加導(dǎo)管柱(51)，同時穿過地下巖層(5 鉆孔以形成所述通道。通過與多功能工具(圖 73-78的112和圖125-131的112A) —起重復(fù)使用漿料通道工具(58)，使用致動工具和標(biāo)槍 (圖133-135的98)，所述工具與巖層之間的第一環(huán)形通道內(nèi)的漿料速度和相關(guān)有效鉆井密度可被操作，同時可管理漿料損失，并注射和壓緊由碎石工具(56，57，63，65)產(chǎn)生的LCM， 以抑制地下巖層內(nèi)斷裂的萌生或擴(kuò)展。另外，碎石工具(56，57，63，6幻和大直徑雙壁鉆柱機(jī)械地拋光穿過地下巖層的孔，以減小旋轉(zhuǎn)和軸向摩擦。所述工具及大直徑雙壁鉆柱還抵靠巖層的濾餅壁機(jī)械地應(yīng)用和壓緊LCM以使其進(jìn)入巖層孔和斷裂空間，以進(jìn)一步抑制地下巖層內(nèi)斷裂的萌生或擴(kuò)展。為了軸向向下地推進(jìn)穿過地下巖層的通道，鉆頭(3 隨第一鉆柱(50)和/或電機(jī)一起旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生導(dǎo)向孔(66)，具有帶相對葉輪(111)和/或偏心刀片(56A)的碎石工具 (65)的底孔組件在所述導(dǎo)向孔(66)內(nèi)使與所述工具(6 或靠著具有所述工具(56，57， 63,65)的巖層成整體的鉆頭(3 產(chǎn)生的巖屑顆粒破碎，從而涂抹和拋光穿過地下巖層的通道的壁。碎石工具(65)的相對刀片(111)和碎石工具(56)的偏心刀片(56A)可設(shè)有集成至相對或偏心刀片的巖石切割、破碎或壓碎結(jié)構(gòu)，用于沖擊或去除穿過地下巖層的通道的壁的巖石突起，或者在內(nèi)部離心地沖擊巖屑。另外，當(dāng)不希望使用碎石工具(6 進(jìn)一步破碎或壓碎巖屑，或者碎石工具(6 應(yīng)變得不可操作時，碎石工具(6 還用作沿著所述鉆柱的穩(wěn)定器。當(dāng)嵌套鉆柱工具09)的附加導(dǎo)管柱(51)大于導(dǎo)向孔(6)時，可使用具有第一級巖石切割器(63A)的碎石工具(6 來擴(kuò)大穿過地下巖層(64)的通道的下部，第二和/或后續(xù)臺階的碎石切割器(61)可進(jìn)一步擴(kuò)大所述通道(62)，直到具有接合裝置的附加導(dǎo)管柱(51)能夠通過擴(kuò)大的通道為止。多段擴(kuò)孔的使用產(chǎn)生了更小的巖石顆粒，其可被破碎和 /或壓碎，以便更加容易地形成LCM，同時產(chǎn)生曲折的路徑，這樣大巖屑顆粒更加難以通過所述路徑而不在通過的過程中破碎。根據(jù)地下巖層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和期望的LCM產(chǎn)生水平，碎石工具可設(shè)在分段通道擴(kuò)大和碎石工具上。嵌套鉆柱工具09)底孔組件(BHA)的附加導(dǎo)管柱(51)使鉆柱的直徑擴(kuò)大，在鉆柱與地下通道圓周之間產(chǎn)生更窄的外側(cè)環(huán)形間隙或公差，從而提高了漿料以等同流率移動流過通道的環(huán)隙流速，提高了漿料移動通過通道的環(huán)空和相關(guān)壓力，并提高了循環(huán)系統(tǒng)施加到地下巖層結(jié)構(gòu)的壓力。所述嵌套鉆柱工具G9)還提供了嵌套在第一導(dǎo)管柱(50)與附加導(dǎo)管柱(51)之間的具有不同壓差支撐能力的附加環(huán)形通道64)，用以轉(zhuǎn)移循環(huán)漿料并模仿鉆井或套管鉆井技術(shù)。如果希望施加到地下巖層的摩擦力和相關(guān)有效循環(huán)密度較低，以抑制斷裂萌生或擴(kuò)展，那么可使用漿料通道工具(58)來組合附加環(huán)形通道(54)和第一環(huán)形通道(55)，者類似于傳統(tǒng)的鉆井技術(shù)。如果希望施加到地下巖層的摩擦力和相關(guān)有效循環(huán)密較高，例如當(dāng)期望迫使?jié){料和LCM進(jìn)入斷裂和鉆孔空間以執(zhí)行井孔應(yīng)力籠加強(qiáng)時，可使用漿料通道工具(58)來組合附加環(huán)形通道(54)和內(nèi)部通道(53)，以使?jié){料能夠沿軸向向下方向流動，同時提高漿料在第一環(huán)形通道(5 中沿軸向向上方向的行進(jìn)速度及相關(guān)摩擦損失，這類似于傳統(tǒng)套管鉆井技術(shù)?，F(xiàn)在參照圖145，示出了布置在巖層通道(52)中的嵌套工具柱09)的實施例的視圖，可用于模仿傳統(tǒng)鉆井或套管鉆井環(huán)隙流速和相關(guān)壓力。所述套管鉆柱工具G9)可包括具有簡單鉆孔的漿料通道工具(圖42-64、88-118、121-124和136-139的58)和用于擴(kuò)大鉆孔的碎石工具(圖5-39的56，57，63，6 ，從而推進(jìn)通道軸向向下穿過地下巖層并產(chǎn)生 LCM，其中所述簡單鉆孔顯示為展現(xiàn)所述工具和多功能工具(分別為圖73-87和125-131的 112 和 112A)。圖145示出了嵌套鉆柱工具09)的下端，該嵌套鉆柱工具包括繞第一導(dǎo)管柱(50) 布置的附加導(dǎo)管柱(51)，在第一導(dǎo)管柱(50)的內(nèi)部通道(53)與穿過地下巖層(52)的通道壁之間限定了附加環(huán)形通道(54)。還示出了具有漿料通道工具(58)的碎石工具(56，57， 63，6 ，該漿料通道工具可用于在位于所述嵌套鉆柱工具09)中間的第一環(huán)形通道(55) 和地下巖層之間、附加環(huán)形通道(M)、內(nèi)部通道(5 或其組合之間轉(zhuǎn)向漿料?，F(xiàn)在參照圖146，示出了布置在穿過巖層(52)的通道和附加導(dǎo)管柱(51)的截面內(nèi)的上部分的嵌套鉆柱工具G9)的實施例的視圖。嵌套鉆柱工具的所示上部可與圖145中所示的嵌套鉆柱工具的下部接合，其中附加導(dǎo)管柱(51)可用于以類似于傳統(tǒng)套管鉆井的方式轉(zhuǎn)動嵌套鉆柱工具G9)。圖146示出了 與附加導(dǎo)管柱(51)和第一導(dǎo)管柱(50)接合的漿料通道工具(圖 136-139的58)，其中漿料沿軸向向下方向(68)流過附加導(dǎo)管柱(51)的內(nèi)部通道(54A)，直到到達(dá)漿料通道工具(圖136-139的58)為止，其后漿料向下行進(jìn)至附加環(huán)形通道(54)并且位于第一導(dǎo)管柱(50)的內(nèi)部通道(53)內(nèi)。漿料沿軸向向上方向(69)返回到第一環(huán)形通道(5 內(nèi)，第一環(huán)形通道(5 包括穿過被嵌套工具鉆柱G9)推進(jìn)的地下巖層的第一環(huán)形通道、被前面鉆柱推進(jìn)的穿過地下巖層的第一環(huán)形通道、以及附加導(dǎo)管柱(51)與先前布置的保護(hù)內(nèi)襯之間的環(huán)形空間的組合，所述保護(hù)內(nèi)襯至少部分地形成穿過地下巖層(5 的通道的壁。在所述實施例中，由于在其上端用作單壁鉆柱的套管或附加導(dǎo)管柱(51)的直徑， 嵌套鉆柱工具G9)可模仿傳統(tǒng)套管鉆柱。盡管傳統(tǒng)的套管鉆柱可在大直徑鉆柱在旋轉(zhuǎn)期間與通道圓周接觸時順帶產(chǎn)生LCM，但是套管鉆井期間在振動篩處見到的明顯過多的LCM 產(chǎn)生于所述大直徑導(dǎo)管柱與先前設(shè)置的保護(hù)套管之間，此時所述產(chǎn)生的LCM沒有作用?，F(xiàn)在參照圖147，示出了布置在穿過地下巖層(52)的通道的斷面內(nèi)的嵌套鉆柱工具G9)的實施例的上部視圖以及位于漿料通道工具(58)下方的附加導(dǎo)管柱(51)的視圖。 嵌套鉆柱工具G9)的所示部分可與圖145的嵌套鉆柱的下部接合。第一導(dǎo)管柱(50)顯示為接合至用來沿所選方向(67)轉(zhuǎn)動嵌套鉆柱工具G9)的漿料通道工具(58)的連接鉆井管柱，其中對圖146中所示漿料通道工具(圖136-139的58)進(jìn)行連接。所述嵌套鉆柱工具的實施例在外部模仿了尾管鉆井方案，但是由于所述嵌套鉆柱工具為具有漿料通道工具的雙壁鉆柱，所以能夠模仿傳統(tǒng)鉆柱速度和相關(guān)的壓力。圖147的嵌套鉆柱工具09)示出了第一導(dǎo)管柱工具(50)，其中漿料沿軸向向下方向陽8)流動通過第一導(dǎo)管柱(50)，漿料通道工具(58)與第一導(dǎo)管柱(50)和嵌套附加導(dǎo)管柱(51)接合，漿料被沿軸向向上方向(69)推進(jìn)通過第一環(huán)形通道(5 和附加環(huán)形通道 64)。在嵌套鉆柱工具09)的該實施例中，可增加第一導(dǎo)管柱(50)與嵌套附加導(dǎo)管柱 (51)之間的附加環(huán)形通道的流動能力以便沿軸向向上方向(69)推進(jìn)漿料，從而有選擇性地模仿傳統(tǒng)環(huán)隙流速和與鉆井相關(guān)的壓力。另外，現(xiàn)有技術(shù)的套管鉆井一般依賴于鋼絲線恢復(fù)和由用作應(yīng)急選項的鉆管恢復(fù)來置換BHA，所述實施例使得能夠?qū)⒌谝粚?dǎo)管柱(50)用作恢復(fù)、修理和置換嵌套鉆柱工具 (49)的內(nèi)部構(gòu)件的主要選擇，同時使得在分離保護(hù)套管之后先選擇鉆井。盡管鋼絲線恢復(fù)通常是有效的，但是恢復(fù)重BHA所需鋼絲線單元的尺寸通常因有限的可用空間禁止許多操作，例如離岸操作。另外，民鋼絲線恢復(fù)相關(guān)的限制，現(xiàn)有套管鉆井下BHA的長度常常有限，因此降低了鋼絲線恢復(fù)的實用性和效率，例如在需要長且重的 BHA時的期間，如圖160和161中所示。由于嵌套鉆柱工具09)的導(dǎo)管比鋼絲線堅固，所以內(nèi)部構(gòu)件導(dǎo)管柱可用于在無需事先移除所述鉆柱的情況下設(shè)置一個或多個用作保護(hù)內(nèi)襯的外嵌套導(dǎo)管柱。現(xiàn)在參照圖148-155，示出了嵌套工具鉆柱09)的實施例的地下組裝和分解，其中構(gòu)件導(dǎo)管柱順序組裝以模仿套管鉆井組件或傳統(tǒng)鉆井組件?，F(xiàn)在參照圖148，示出了布置在穿過地下巖層(52)的通道的截面內(nèi)的嵌套附加導(dǎo)管柱(51)的第一步構(gòu)造的視圖。嵌套附加導(dǎo)管柱(51)顯示為設(shè)置在穿過地下巖層(52) 的通道內(nèi)，具有布置和/或漿制(74)在穿過巖層的所述鉆孔內(nèi)的保護(hù)內(nèi)襯。設(shè)置在穿過巖層(5 的通道內(nèi)的附加導(dǎo)管(51)可包括上下漿料通道工具(分別如圖136-139的58和 58)。現(xiàn)在參照圖149和150，分別示出了第一導(dǎo)管柱(50)及用于插入的內(nèi)部構(gòu)件的視圖，以及插入到圖148的下鉆孔裝置內(nèi)的所述柱和構(gòu)件的視圖，布置在穿過地下巖層(52)的通道的剖面內(nèi)，示出了嵌套鉆柱工具G9)的實施例的第二步構(gòu)造。第一導(dǎo)管柱(50)嵌套和接合在嵌套附加導(dǎo)管柱(51)中，漿料通道工具(圖148的58)設(shè)在鉆柱雙壁部分的上下端，準(zhǔn)備軸向向下地推進(jìn)地下通道。在其它實施例中，如果上漿料通道工具被添加在組件上方來控制流動，那么可省略或第二下部工具(圖136-139的58)置換具有閥的下漿料通道工具(58)，留下雙鉆柱的下端敞開流動?，F(xiàn)在參照圖151，示出了附加導(dǎo)管(51)的左手側(cè)平面圖，該視圖中具有線AW-AW。 圖152示出了布置在穿過地下巖層(5 的通道的部分內(nèi)的相應(yīng)右手側(cè)視圖，其中由線 AW-AW限定的部分被移除了。示出了嵌套鉆柱工具09)的實施例的可選第三步構(gòu)造，其中， 嵌套附加導(dǎo)管柱(51)用于沿所選方向(67)轉(zhuǎn)動嵌套鉆柱工具G9)，同時使用鉆頭(35)和擴(kuò)孔工具(6 軸向向下地推進(jìn)地下通道?，F(xiàn)在參照圖153和154，圖153示出了第一導(dǎo)管柱(50)內(nèi)部構(gòu)件的視圖，所述內(nèi)部構(gòu)件形成圖154的視圖的所示的內(nèi)部構(gòu)件，圖IM描述了布置在穿過地下巖層的截面內(nèi)的嵌套鉆柱工具G9)的實施例。從而示出了嵌套鉆柱工具G9)的實施例的第四步構(gòu)造，其中已經(jīng)從嵌套附加導(dǎo)管柱(51)移除了圖149的第一導(dǎo)管柱(50)，并由在上端具有漿料通道工具(58)的更長的第一導(dǎo)管柱來置換，其后，可繼續(xù)軸向向下地推進(jìn)地下通道的鉆孔。通過添加上漿料通道工具(58)，可在使用LCM和含有所述LCM的改進(jìn)型濾餅Q6)填充斷裂以便最終抑制斷裂的萌生或擴(kuò)展時限制地下斷裂(18)的漿料損失，同時進(jìn)行前述通過鉆柱附加環(huán)形通道的循環(huán)。嵌套工具鉆柱09)的所示實施例模仿尾管運行和/或鉆井組件。一旦達(dá)到了總深度，那么結(jié)合劑漿料(74)就分別沿軸向向下或向上通過上、下漿料通道工具(分別為圖 49-53或56-59中的58)，通過徑向延伸通道(7 ，循環(huán)至所述嵌套附加導(dǎo)管、套管或內(nèi)襯柱 (51)，以及穿過地下巖層(5 的通道的壁，其后，可給用作套管鞋的可充氣隔膜(圖58的 76)充氣以防止結(jié)合劑漿料形成U形管。現(xiàn)在參照圖155，示出了圖IM的嵌套鉆柱工具09)的視圖，其布置在穿過地下巖層的通道的截面內(nèi)，其中圖153的內(nèi)部鉆柱組件在粘固之后已被部分地收回，第一導(dǎo)管柱
(50)與嵌套附加導(dǎo)管柱(51)解除接合。嵌套附加導(dǎo)管柱(51)可借助于例如尾管懸掛器的固定裝置(88)和例如尾管頂部封隔器的柔性隔膜(76)接合至地下巖層內(nèi)的保護(hù)套管， 從而產(chǎn)生壓差擋板。漿料循環(huán)通過第一導(dǎo)管柱(50)，以便在粘固和/或?qū)η短赘郊訉?dǎo)管柱
(51)灌漿之后從井孔清除過量的結(jié)合劑漿料，從而防止斷裂(18)和被包圍或內(nèi)襯的巖層進(jìn)一步萌生斷裂或擴(kuò)展?，F(xiàn)在參照圖156，示出了附加導(dǎo)管柱(51)的俯視圖，該視圖中具有線AX-AX。圖157 示出了附加導(dǎo)管柱(51)的局部截面視圖，其中由線AX-AX限定的部分被移除了。嵌套鉆柱工具G9)的實施例顯示為布置在穿過地下巖層的通道的截面內(nèi)，斷開線用于表示延伸的鉆柱長度。漿料通道工具(58)的實施例表示為接合至嵌套附加導(dǎo)管柱(51)的上端，其中不連續(xù)的第一導(dǎo)管柱(50)用于沿所選方向(67)轉(zhuǎn)動鉆柱。所述局部剖面延伸至第一斷開線的正上方，示出了不連續(xù)的第一導(dǎo)管柱(50)。所示裝置在離岸鉆井操作時相對于浮式鉆井單元的優(yōu)點在于，具有在海底懸掛BOP (防噴器)鉆柱的能力，并且在旋轉(zhuǎn)臺和海底水平之間使用單鉆柱管直徑導(dǎo)管柱的情形下具有優(yōu)勢。視圖中的斷開線表示該組件可具有延伸長度，附加碎石工具可在所述長度上間隔開，以產(chǎn)生用來阻止斷裂的萌生和擴(kuò)展的LCM。
現(xiàn)在參照圖157，示出了嵌套工具鉆柱09)的實施例的視圖，其中示出了引起漿料在巖層中的斷裂(18)處損失的地下巖層的鉆孔，斷裂擴(kuò)展點05)相對于循環(huán)系統(tǒng)的壓力未被密封。第一導(dǎo)管柱(50)與嵌套附加導(dǎo)管柱(51)之間的附加環(huán)形通道可用于使?jié){料沿軸向向上方向(69)循環(huán)進(jìn)入鉆柱下端的孔(59)，以降低壓力和損失到所述斷裂的相關(guān)漿料，直到可布置充足的LCM來壓差密封斷裂擴(kuò)展點0幻。可伸縮延伸上部漿料通道工具 (58)的實施例中的孔(59)允許漿料沿軸向向上方向(6)流動，隨后允許漿料使用摩擦阻力沿軸向向下方向(68)流過第一環(huán)形通道，以便降低斷裂(18)中的漿料損失，同時保持用于良好控制目的循環(huán)和液壓靜壓力。下漿料通道工具(58)可包括類似于圖139中所示的集中裝置，以便根據(jù)第一環(huán)形通道將第一導(dǎo)管柱(50)與通向所述附加環(huán)形通道的開口通道同心地對準(zhǔn)?？蛇x地，所述下部漿料通道工具可包括如圖88-93中所示的工具，以提供附加功能?，F(xiàn)在參照圖158，示出了具有例如螺旋管等的非旋轉(zhuǎn)第一導(dǎo)管柱(50)的嵌套鉆柱工具G9)的實施例的視圖，該嵌套鉆柱工具G9)布置在穿過地下巖層的通道的截面內(nèi)。 在嵌套鉆柱工具G9)的下端具有電機(jī)，該電機(jī)可使用全部或一部分用于浮力的附加環(huán)形通道，以降低嵌套鉆柱工具G9)的有效重量，從而補償非旋轉(zhuǎn)鉆柱的張力承受能力?？墒褂镁哂谐山M的徑向延伸通道組的多個漿料通道工具來劃分和控制附加環(huán)形通道的部分，以允許附加環(huán)形通道內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)和浮力。所述上漿料通道工具(58)顯示為將柔性隔膜(76) 接合至穿過地下巖層(5 的通道的壁，其中循環(huán)通過上漿料通道工具(58)的徑向延伸通道(7 ，以使得在釋放浮力、斷裂中損失漿料、緊密度公差、外鉆柱粘接期間，在第一環(huán)形通道中連續(xù)發(fā)生沿軸向向下方向(68)的循環(huán)，或者臨時地發(fā)生以通過封閉BCffs和/或使用所述柔性隔膜(76)來清除所述第一環(huán)形通道中的切料、堵塞或物料。另外，在第一環(huán)形通道中，可沿軸向向上方向(69)提供漿料的流動。在附加導(dǎo)管柱(51)的設(shè)置達(dá)到期望深度以用作具有可膨脹尾管懸掛器(77)的保護(hù)內(nèi)襯之后，可沿軸向向下方向發(fā)生粘固，其后， 可去除附加環(huán)形通道、非旋轉(zhuǎn)第一導(dǎo)管柱(50)和電機(jī)的浮力。由于鉆柱的支撐浮力和使用多個反復(fù)可選擇漿料通道工具來調(diào)節(jié)浮力，所以這種布置使得無需使用井架就能夠設(shè)置鉆柱?，F(xiàn)在參照圖159，示出了布置在穿過地下巖層的通道的截面內(nèi)的嵌套鉆柱工具
(49)的實施例的視圖，所述工具在巖層與鉆柱之間具有緊密公差的第一環(huán)形通道，而第一導(dǎo)管柱(50)用于在柔性隔膜(76)、其內(nèi)部通道的排出孔(59)以及第一環(huán)形通道的下方提供沿軸向向下方向的流動。嵌套鉆柱工具G9)可用于使循環(huán)漿料沿軸向向上方向(69) 通過第一環(huán)形通道返回，以便通過圍繞工具提供的重力或來自內(nèi)部通道的軸向向下的壓力來減小第一環(huán)形通道中的力。在每一個鉆柱之間具有較少堅固埋入點連接和緊密公差的多個嵌套非旋轉(zhuǎn)保護(hù)套管可用來限定非旋轉(zhuǎn)嵌套附加導(dǎo)管柱(51)，可與旋轉(zhuǎn)的第一導(dǎo)管柱
(50)一起使用，接受軸向向下推進(jìn)地下鉆孔時產(chǎn)生的大部分力。所述多個嵌套緊密公差非旋轉(zhuǎn)埋入點內(nèi)襯可順序設(shè)置可膨脹的尾管懸掛器(77)，并可結(jié)合伸縮延伸技術(shù)，從而在無需從穿過地下巖層(5 的通道移除鉆柱的情況下布置多個保護(hù)內(nèi)襯。現(xiàn)在參照圖160，示出了布置在穿過地下巖層的通道的截面內(nèi)的嵌套鉆柱工具 (49)的實施例的視圖，其中鐘擺式底孔組件和具有靈活長度(84)的鉆頭(3 可用于轉(zhuǎn)動嵌套鉆柱工具G9)的方向。
現(xiàn)在參照圖161，示出了布置在穿過地下巖層的通道的截面內(nèi)的嵌套鉆柱工具 (49)的實施例的視圖，其中鐘擺式底孔組件和偏心鉆頭(86)可用于轉(zhuǎn)動嵌套鉆柱工具 (49)的方向，并且提供了附加彎曲長度(84)的底孔組件，而嵌套附加導(dǎo)管柱保持在適當(dāng)?shù)奈恢?。在本發(fā)明的實施例中，這可通過使內(nèi)部構(gòu)件漿料通道工具(圖57的58)與鉆孔解除接合來實現(xiàn)，其后，所述工具可重新接合以將附加導(dǎo)管柱(51)推入到定向的巖層孔中。嵌套鉆柱工具的實施例可包括用于控制導(dǎo)管和通道之間的連接的至少一個漿料通道工具。在嵌套鉆柱工具的其它實施例中，如果使用開孔器(47)，那么還可設(shè)置第二漿料通道工具(圖136-139的58)和/或集中裝置，以分離和重新接合第一導(dǎo)管柱(50)?，F(xiàn)在參照圖A、B、C、D和E，示出了布置在穿過地下巖層(52)的通道的截面內(nèi)的、 與圖162-166中所示工具相關(guān)的導(dǎo)管柱的上部的剖面圖?，F(xiàn)在參照圖A，示出了布置在穿過巖層通道的截面內(nèi)的嵌套鉆柱工具09)的上端的視圖，該上端沿選定方向(67)旋轉(zhuǎn)，其中嵌套鉆柱工具的下端可與圖C、D或E中所示鉆柱的上端相連?，F(xiàn)在參照圖B，示出了布置在井頭和穿過巖層的通道的截面內(nèi)的第一導(dǎo)管柱的上端的視圖，該第一導(dǎo)管柱具有導(dǎo)管懸掛器(78)和帶中間控制線(79)的地下安全閥(80)，其中中間控制線(79)設(shè)在具有用于循環(huán)的環(huán)形出口(81)的井頭內(nèi)。第一導(dǎo)管柱的下端可與圖D或E中所示柱的上端相連。一旦不再需要旋轉(zhuǎn)，圖B中所示布置也可以與圖A中所示布置類似的方式使用?，F(xiàn)在參照圖C，示出了布置在嵌套附加導(dǎo)管柱(51)的上端的位于井頭和穿過巖層的通道的截面內(nèi)的漿料通道工具(58)的實施例的視圖。所示漿料通道工具(58)可用于在通道內(nèi)推進(jìn)漿料，并可通過使用一個或多個固定裝置(88)和/或密封裝置(76)將嵌套附加導(dǎo)管柱(51)接合至穿過地下巖層的通道，其后，可移除第一導(dǎo)管柱(50)。用于將嵌套附加導(dǎo)管柱(51)接合至穿過地下巖層(5 的通道的結(jié)合劑漿料(74)可沿軸向向下方向或軸向向上方向設(shè)置在嵌套附加導(dǎo)管(51)與穿過地下巖層(5 的通道之間的第一環(huán)形通道內(nèi)?，F(xiàn)在參照圖D，示出了布置在嵌套附加導(dǎo)管柱(51)上端的、位于井頭的截面和穿過巖層的通道內(nèi)的漿料通道工具(58)的實施例的視圖，其中漿料通道工具(58)可用于促進(jìn)在通道內(nèi)推進(jìn)漿料并可用作生產(chǎn)封隔器，以通過固定裝置(88)和/或壓差密封裝置(76) 將嵌套附加導(dǎo)管柱(51)接合至穿過地下巖層的通道，其后，可移除第一導(dǎo)管柱(50)?，F(xiàn)在參照圖E，示出了漿料通道工具(58)的實施例的正視圖，其中嵌套附加導(dǎo)管柱(51)的一部分被移除了以使得能夠看到第一導(dǎo)管柱，該漿料通道工具(58)布置在井頭的截面和穿過巖層的通道內(nèi)。短的第一導(dǎo)管柱(50)可被移除或保留作為用于生產(chǎn)或噴射的尾管，其中漿料通道工具(58)可用作生產(chǎn)封隔器，或者可選地，在將固定裝置(88)接合至穿過地下巖層的通道之后移除該漿料通道工具(58)。現(xiàn)在參照圖162，示出了嵌套鉆柱工具09)的實施例的視圖，該嵌套鉆柱工具 (49)布置在穿過地下巖層的截面內(nèi)，并且嵌套附加導(dǎo)管柱(51)的一部分被移除了以使得第一導(dǎo)管柱(50)可見。所示嵌套鉆柱工具G9)可用在具有第一導(dǎo)管柱(50)的接近水平的應(yīng)用中，該第一導(dǎo)管柱(50)包括嵌入在第二嵌套附加導(dǎo)管柱(51)內(nèi)的篩砂板，該第二嵌套附加導(dǎo)管柱(51)可包括帶槽尾管，用于接受由通過犧牲電機(jī)(8 軸向向下推進(jìn)嵌套鉆柱工具G9)引起的力。漿料通道工具可用于以類似于圖C中的方式固定附加導(dǎo)管柱，或者可選地，漿料通道工具可類似于圖D或E中所示那樣用作生產(chǎn)封隔器，如圖B中所示那樣使第一導(dǎo)管柱(50)與導(dǎo)管懸掛器和井頭接合。當(dāng)設(shè)置篩砂板時，通過使用重力來輔助布置， 礫石填充可軸向向下循環(huán)。現(xiàn)在參照圖163，示出了布置在穿過地下巖層的通道的截面內(nèi)的嵌套鉆柱工具
(49)的實施例的視圖。所示實施例包括LCM產(chǎn)生裝置，可用作接近水平應(yīng)用中的完井鉆柱， 其后可使用粘固、穿孔和/或斷裂模仿完井技術(shù)來繞過表層損壞，如圖C中所示那樣使用漿料通道工具來固定附加導(dǎo)管柱(51)。如圖D或E中所示那樣，漿料通道工具(58)還可用作生產(chǎn)封隔器；如圖B中所示那樣，將第一導(dǎo)管柱(50)與導(dǎo)管懸掛器和井頭接合。圖163 還示出了嵌套附加導(dǎo)管柱(51)被移除以使得第一導(dǎo)管柱(50)及其接合可如上所述那樣可見。現(xiàn)在參照圖164，嵌套鉆柱工具09)的實施例的正視圖顯示為與電機(jī)(83)接合， 并布置在穿過地下巖層的通道的截面內(nèi)。所示實施例可用在接近水平的應(yīng)用中，埋入點導(dǎo)管可選地使用環(huán)形通道以用于懸浮非旋轉(zhuǎn)的第一導(dǎo)管柱，例如螺旋導(dǎo)管。漿料通道工具 (58)可如圖C所示那樣用于固定附加導(dǎo)管柱(51)，或者可選地，漿料通道工具(58)可用作生產(chǎn)封隔器，如圖D或E中所示那樣，以使得第一導(dǎo)管柱(50)與如圖B中所示的導(dǎo)管懸掛器和井頭接合。圖164還示出了嵌套附加導(dǎo)管柱(51)的一部分被移除，以使得第一導(dǎo)管柱
(50)及其接合可如上所述那樣可見?，F(xiàn)在參照圖165，示出了嵌套鉆柱工具09)的實施例的視圖，其中嵌套附加導(dǎo)管柱(51)的一部分被移除了以示出具有一個或多個穿孔槍(82)的第一導(dǎo)管柱，該穿孔槍 (82)布置在穿過地下巖層的通道的截面內(nèi)。所示實施例可用在近水平應(yīng)用中。漿料通道工具(58)可用于沿軸向向下方向布置結(jié)合劑，并如圖C所示那樣固定附加導(dǎo)管柱(51)，或者可選地，漿料通道工具(58)可如圖D或E所示那樣用作生產(chǎn)封隔器，以便如圖B中所示那樣使第一導(dǎo)管柱(50)與導(dǎo)管懸掛器和井頭接合，其后，觸發(fā)所述穿孔槍以便根據(jù)巖層結(jié)構(gòu)生產(chǎn)或注射或向巖層結(jié)構(gòu)生產(chǎn)或注射。現(xiàn)在參照圖166，示出了布置在穿過地下通道的截面內(nèi)的嵌套鉆柱工具09)和犧牲電機(jī)(83)的實施例的正視圖。所述實施例顯示為近水平的應(yīng)用中與短的第一導(dǎo)管柱 (50) 一起使用，其中該第一導(dǎo)管柱(50)具有位于漿料通道工具(58)正下方的標(biāo)槍支架工具或開口導(dǎo)管端。嵌套附加導(dǎo)管柱(51)可用于向電機(jī)供給漿料，并且軸向向下推進(jìn)結(jié)合劑以使其通過第一環(huán)形通道，其后，漿料通道工具(58)可用于固定圖E所示的附加導(dǎo)管柱。漿料通道工具(58)還可被移除，如圖E中所示。漿料通道工具還可用作與導(dǎo)管懸掛器和井頭接合的生產(chǎn)封隔器，如圖B中所示。本發(fā)明描述和示出的實施例所表示的改進(jìn)對于下述地方的鉆井和完井提供了顯著的優(yōu)勢地層斷裂壓力具有挑戰(zhàn)性、或者在與使用傳統(tǒng)技術(shù)的慣例或?qū)嵺`相比需要將保護(hù)內(nèi)襯鉆柱推進(jìn)地更深時。使用本發(fā)明的一個或多個實施例產(chǎn)生的LCM可應(yīng)用于地下巖層、斷裂或錯層斷裂，和/或用于補充LCM的表面添加，從而提高可用來抑制所述斷裂的萌生或擴(kuò)展的可用 LCM總量。LCM的地下產(chǎn)生使用穿過地下巖層的通道內(nèi)的巖屑存貨，減少了必須從井孔去除的巖屑量和大小，從而促進(jìn)了從地下鉆孔去除和輸送無法使用的巖屑。當(dāng)?shù)貙幼兊帽┞队阢@孔和漿料循環(huán)系統(tǒng)的壓力時，在新暴露的地下地層和斷裂附近產(chǎn)生的LCM可及時地快速作用在漿料失去區(qū)域，由于產(chǎn)生于地下的LCM的所述鄰近和相對較短的運輸時間，因此檢測并不是必須的。通過在漿料通過鉆孔工具之后產(chǎn)生更大尺寸的顆粒，LCM的地下產(chǎn)生還避免了與向下鉆孔工具(例如泥漿電機(jī))的潛在沖突和鉆井工具的記錄。更大LCM顆粒的地下產(chǎn)生提高了對于較小LCM顆粒、和/或在表面添加至鉆井漿料的其它材料和化學(xué)劑的可用漿料的攜帶能力，提高了 LCM尺寸顆粒的總量并且潛在地提高了循環(huán)漿料的性能。本發(fā)明的實施例還提供了用于通過壓力噴射和/或機(jī)械方法應(yīng)用和壓緊LCM的裝置。本發(fā)明的實施例還提供了管理所述裝置和穿過地下巖層通道之間的第一環(huán)形通道內(nèi)的壓力的能力，以抑制斷裂的萌生和擴(kuò)展，并限制與斷裂相關(guān)的漿料損失。在不恢復(fù)用于推進(jìn)穿過地下巖層的通道的鉆井或完井導(dǎo)管柱的情況下，可移除或重新選擇這些壓力改變工具和方法的應(yīng)用。本發(fā)明的實施例還提供了反轉(zhuǎn)漿料循環(huán)的能力，用于軸向向下推進(jìn)漿料流和結(jié)合劑漿料以使其通過導(dǎo)管柱與穿過地下巖層通道之間的第一環(huán)形通道，其中可使用重力來輔助所述推進(jìn)。在來自地下巖層的不需要物質(zhì)(通常為碳?xì)浠锪黧w或氣體)具有進(jìn)入鉆井漿料的潛在可能性的情形下，也可使用反向循環(huán)來執(zhí)行動態(tài)消除和/或減少鉆井損失時發(fā)生時的漿料損失，軸向向下推進(jìn)穿過地下巖層的通道，直到可使用保護(hù)內(nèi)襯來隔離含有鉆井或完井流體或漿料的所述不需要物質(zhì)的地層結(jié)構(gòu)為止。本發(fā)明的實施例能夠在下述情形下保持液態(tài)靜壓頭即，附加環(huán)形通道使?jié){料軸向向上循環(huán)返回，同時通過在第一環(huán)形通道的緊密度公差和高磨損損耗情形中軸向向上或向下地循環(huán)來清除堵塞和/或限制漿料損失到地層中的斷裂，所述第一環(huán)形通道通過導(dǎo)管柱與穿過地下巖層的通道之間的增壓或重力輔助流。本發(fā)明的實施例可使用多個壓力承受和非壓力承受導(dǎo)管，以推進(jìn)穿過地下巖層的通道，并承擔(dān)在所述通道內(nèi)的完井，用以無需內(nèi)部導(dǎo)管柱就在鉆井或推進(jìn)期間生產(chǎn)或注射?？傊?，本發(fā)明的實施例既抑制了地下巖層內(nèi)斷裂的萌生或擴(kuò)展，又無需移除內(nèi)部旋轉(zhuǎn)、非旋轉(zhuǎn)和/或循環(huán)柱就可將用于推進(jìn)保護(hù)內(nèi)襯和完井裝置進(jìn)入恰當(dāng)位置的保護(hù)套管、襯和完井裝置輸送至更深的目標(biāo)地下深度，這在當(dāng)前對現(xiàn)有技術(shù)是有實踐意見的。因此，本發(fā)明的實施例提供了使任意結(jié)構(gòu)或方向的單或雙導(dǎo)管柱能夠使用穿過地下巖層的通道產(chǎn)生地下LCM、并設(shè)置保護(hù)內(nèi)襯和導(dǎo)管循環(huán)壓力以獲得比當(dāng)前現(xiàn)有技術(shù)實踐更大深度的系統(tǒng)和方法。盡管已經(jīng)重點描述了本發(fā)明的多個實施例，但是應(yīng)當(dāng)理解，在所附權(quán)利的范圍內(nèi)， 本發(fā)明還可在除本文具體描述之外的地方應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種用于使用穿過地下巖層(52)的通道的壁來抑制巖層斷裂或擴(kuò)展的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括與至少一個導(dǎo)管柱(50，51)連接的至少一個鉆孔工具(35，47)，其中所述至少一個鉆孔工具在所述至少一個導(dǎo)管柱的端部產(chǎn)生巖屑；包括至少一個適于破碎所述巖屑(126)的構(gòu)件的至少一個裝置(56，57，63，65)，其中所述巖屑被循環(huán)漿料流攜帶，所述循環(huán)漿料流用于涂覆穿過地下巖層(5 的通道的巖層壁；其中所述至少一個導(dǎo)管柱延伸通過位于鉆孔巖層壁內(nèi)的所述地下通道的近側(cè)區(qū)域，所述鉆孔巖層壁從用于對所述近側(cè)區(qū)域敷設(shè)內(nèi)襯的最外側(cè)保護(hù)導(dǎo)管柱軸向向下突出，并且其中由所述至少一個導(dǎo)管柱(50，51)支撐并定位在所述地下通道中的所述至少一個裝置(56，57，63，65)的所述至少一個構(gòu)件與所述鉆孔工具與所述近側(cè)區(qū)域之間的巖屑接合，以減小被用來涂覆所述鉆孔巖層壁的所述循環(huán)漿料流軸向向上推動的所述巖屑的顆粒尺寸，以抑制巖層斷裂萌生或擴(kuò)展。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個裝置(65)包括至少一個刀片(56A， 111)，所述刀片支撐在所述至少一個導(dǎo)管柱(50，51)上并布置成朝向位于環(huán)繞壁(51A)的內(nèi)側(cè)圓周內(nèi)的沖擊表面(12 徑向向外推動巖屑(1 )，并且其中所述環(huán)繞壁與穿過地下巖層(5 的所述通道的壁接合。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個導(dǎo)管柱支撐內(nèi)壁(51B)，所述內(nèi)壁 (51B)圍繞所述至少一個導(dǎo)管柱旋轉(zhuǎn)并布置在所述至少一個導(dǎo)管柱(50)與環(huán)繞壁(51A)之間，其中所述至少一個刀片、所述沖擊表面或其組合被固定到所述至少一個導(dǎo)管柱(50)、所述內(nèi)壁(51B)或其組合上。
4.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個刀片(56A，111)包括相對于所述至少一個導(dǎo)管柱(50)的旋轉(zhuǎn)軸線偏心地、垂直地、傾斜地或者其組合地徑向向外延伸的一個或多個刀片。
5.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，還包括至少一個電機(jī)、至少一個齒輪組件或它們的組合， 用于提高所述至少一個導(dǎo)管柱(50)、所述內(nèi)壁(51B)、所述環(huán)繞壁(51A)或其組合之間的相對轉(zhuǎn)速，以增強(qiáng)朝向所述沖擊表面(12 推進(jìn)巖屑(1 )。
6.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個導(dǎo)管柱(51)的所述內(nèi)壁(51B)包括具有光滑表面、階梯輪廓、一系列不規(guī)則沖擊表面、或其組合的沖擊表面(123)，所述不規(guī)則沖擊表面具有從所述沖擊表面徑向向內(nèi)延伸的突起。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個導(dǎo)管柱(50，51)在使用時旋轉(zhuǎn)，并且適于破碎巖屑的所述至少一個構(gòu)件包括巖石磨削工具(57)，該巖石磨削工具從所述至少一個導(dǎo)管柱的外表面徑向向外突出，并抵靠所述通道的壁磨削所述巖屑(126)。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述巖石磨削工具包括至少一個偏心銑削套管 (124)。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述巖石磨削工具包括多個偏心銑削套管(IM)、推力軸承(125)、沖擊表面(12 或其組合，其中所述偏心銑削套管在第一壁(50)旋轉(zhuǎn)、與巖屑(126)接觸或其組合期間逐漸變成角度上的偏置。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個導(dǎo)管柱(50，51)包括布置在周圍的導(dǎo)管柱(51)內(nèi)的內(nèi)導(dǎo)管柱(50)，其中所述周圍的導(dǎo)管柱在使用時旋轉(zhuǎn)，并且其中所述至少一個構(gòu)件包括偏心刀片巖石磨削工具(56)，所述巖石磨削工具(56)的沖擊表面(123)從固定至所述周圍導(dǎo)管柱的偏心外表面徑向向外突出延伸，所述周圍導(dǎo)管柱布置成抵靠所述通道的壁磨削所述巖屑(126)。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個導(dǎo)管柱(50，51)在使用時旋轉(zhuǎn)，并且其中所述至少一個構(gòu)件包括擴(kuò)孔工具(63)，所述擴(kuò)孔工具(6 具有從所述至少一個導(dǎo)管柱徑向向外及向上突出延伸的多個分段擴(kuò)孔沖擊表面(123)，所述至少一個導(dǎo)管柱布置成抵靠由所述通道的分段式擴(kuò)大的壁形成的兩個或多個臺階磨削所述巖屑(126)。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中由所述沖擊表面(123)突起形成的所述臺階固定至與所述至少一個導(dǎo)管柱(50，51)接合并環(huán)繞該至少一個導(dǎo)管柱(50，51)的壁(51E)，其中所述壁與所述至少一個導(dǎo)管柱之間的軸向移動使所述沖擊表面(12 突起延伸或縮回。
13.—種通過使用地下巖層(5 的壁來抑制巖層斷裂或擴(kuò)展的方法，所述方法包括步驟提供與至少一個導(dǎo)管柱(50，51)連接的至少一個鉆孔工具(35，47)，所述鉆孔工具 (35，47)穿過所述地下通道的近側(cè)區(qū)域或者穿過用于對所述近側(cè)區(qū)域敷設(shè)內(nèi)襯的最外層保護(hù)導(dǎo)管柱；操作所述至少一個鉆孔工具(35，47)以產(chǎn)生巖屑；使?jié){料中的所述巖屑在所述地下通道內(nèi)循環(huán)；以及使所述巖屑與至少一個裝置(56，57，63，6 接觸，所述至少一個裝置(56，57，63，65) 包括用于破碎所述巖屑以減小其尺寸的至少一個構(gòu)件，其中所述巖屑的循環(huán)向地下通道的壁施加破碎的巖屑，以抑制地下通道中的斷裂萌生或擴(kuò)展。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述巖屑包括其尺寸可與所述至少一個裝置接合的顆粒，所述方法包括將所述顆粒與所述至少一個構(gòu)件(56，57，63，65)反復(fù)接合的步驟， 所述至少一個構(gòu)件(56，57，63，6 幫助攜帶被所述地下通道的壁沿漿料流循環(huán)方向推進(jìn)的循環(huán)漿料流內(nèi)的所述顆粒。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中在所述地下通道內(nèi)循環(huán)所述巖屑的步驟包括，使所述巖屑循環(huán)通過減小的顆粒尺寸容量的扭曲路徑，該顆粒尺寸容量超過所述至少一個裝置(56，57，63，65)的用于破碎巖屑以減小其尺寸的突起，從而增加大顆粒尺寸的保持時間，降低漿料流經(jīng)過所述至少一個裝置的相關(guān)速度和顆粒攜帶能力，并提高將大顆粒反復(fù)接合和破碎成能夠通過所述扭曲路徑的小顆粒的傾向。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述至少一個裝置將大部分所述較大顆粒(126) 的顆粒尺寸減小至尺寸范圍從250微米到600微米的小顆粒。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述小顆粒替換或補充表面增加了的損失循環(huán)材料以提高可用量，以使得在與用于對穿過地下巖層的所述地下通道施加內(nèi)襯的最外側(cè)保護(hù)導(dǎo)管柱接合之前能夠?qū)⒏畹牡叵聨r層作為目標(biāo)，以便通過及時施加產(chǎn)生于緊靠所述巖層的所述小顆粒來密封所述地下巖層鉆孔和斷裂空間，從而抑制所述巖層中斷裂的萌生或擴(kuò)展。
18.一種用于使用穿過地下巖層(52)的通道的壁的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括導(dǎo)管組件，其包括至少一個漿料通道裝置構(gòu)件(58)、第一導(dǎo)管柱構(gòu)件(50)以及至少一個大直徑附加導(dǎo)管柱構(gòu)件(51)；其中所述第一導(dǎo)管柱構(gòu)件(50)包括鉆孔，并縱向地延伸通過所述地下巖層(52)的近側(cè)區(qū)域，還限定了通過所述鉆孔的內(nèi)部通道構(gòu)件(53)；其中所述至少一個大直徑附加導(dǎo)管柱構(gòu)件(51)縱向地延伸通過所述通道的所述近側(cè)區(qū)域，并從用于對所述近側(cè)區(qū)域敷設(shè)內(nèi)襯的最外側(cè)保護(hù)導(dǎo)管柱軸向向下突出，從而在所述附加導(dǎo)管柱構(gòu)件的壁與環(huán)繞地下通道壁(5 之間限定所述第一環(huán)形通道構(gòu)件(55)；其中所述第一導(dǎo)管柱構(gòu)件(50)在所述至少一個大直徑附加導(dǎo)管柱(51)的第一端和第二端內(nèi)至少部分地延伸，以限定中間擴(kuò)大的內(nèi)部通道構(gòu)件(54A)、至少一個附加環(huán)形通道構(gòu)件(54)或其組合；其中所述至少一個漿料通道裝置構(gòu)件(58)使所述第一導(dǎo)管柱構(gòu)件連接至所述至少一個大直徑附加導(dǎo)管柱構(gòu)件，所述至少一個漿料通道裝置包括連接在所述內(nèi)部通道構(gòu)件 (53)、所述中間擴(kuò)大內(nèi)部通道構(gòu)件(54A)、所述至少一個附加環(huán)形通道構(gòu)件(M)、所述第一環(huán)形通道構(gòu)件(55)或其組合之間的至少一個徑向延伸的通道構(gòu)件(75)，以使得在所述通道構(gòu)件(53，M，54A，55)之一中流動的漿料流通過所述至少一個徑向延伸的通道構(gòu)件(75) 轉(zhuǎn)向所述通道構(gòu)件(53，M，54A，5Q中的另一個。
19.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個大直徑附加導(dǎo)管柱構(gòu)件(51)設(shè)有柔性隔膜(76)、壓差密封裝置或其組合，用于將所述至少一個大直徑附加導(dǎo)管柱構(gòu)件密封到穿過地下巖層(5 的通道的所述壁上，以便在使用期間堵塞所述第一環(huán)形通道構(gòu)件(55)。
20.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個大直徑附加導(dǎo)管柱構(gòu)件(51)還包括固定裝置(88)，用于將所述至少一個大直徑附加導(dǎo)管柱構(gòu)件固定到穿過地下巖層(52)的通道的所述壁上，以使得所述通道的所述最外側(cè)保護(hù)導(dǎo)管柱內(nèi)襯延伸。
21.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個大直徑附加導(dǎo)管柱構(gòu)件(51)還包括擴(kuò)孔裝置(47，61，63)，用于擴(kuò)大穿過地下巖層(5 的通道的所述壁的直徑。
22.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，還包括用于改變所述柱構(gòu)件、所述通道構(gòu)件或其組合之間的連接接合的接合件或多功能裝置(94，98，112，112A，117A)，其中所述第一導(dǎo)管柱構(gòu)件(50)和所述堵塞件或多功能裝置的使用實現(xiàn)連接接合的所述改變。
23.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個漿料通道裝置構(gòu)件(58)通過至少一個旋轉(zhuǎn)驅(qū)動聯(lián)結(jié)器(72，91)接合至所述導(dǎo)管柱構(gòu)件(50，51)中的至少一個，并且其中在所述導(dǎo)管柱構(gòu)件之間設(shè)置滑動芯軸(117A)，用于致動與相關(guān)接收器(114)的接合或與其解除接合，并將所述至少一個大直徑附加管柱構(gòu)件(51)支撐或設(shè)置在所述通道(5 內(nèi)。
24.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述接合件或多功能裝置包括接合裝置(94，98)， 所述接合裝置(94，98)通過循環(huán)漿料設(shè)置并被推動穿過所述第一導(dǎo)管柱構(gòu)件的所述內(nèi)部通道構(gòu)件(53)，以便接合多功能裝置(112)、所述第一導(dǎo)管柱構(gòu)件(50)的壁或兩者的組合， 從而實現(xiàn)所述連接接合的改變。
25.如權(quán)利要求M所述的系統(tǒng)，其中所述接合裝置(94，98)接合所述多功能裝置 (112)，并使所述多功能裝置的構(gòu)件軸向地移動，其中所述多功能裝置包括附加壁(51C)、至少一個其它附加壁(51D)、附加環(huán)繞壁(116)或其組合，其中所述附加壁(51C，51D，116)包括圍繞所述導(dǎo)管柱構(gòu)件(50，51)的附加壁布置或布置在所述附加壁內(nèi)的芯軸(115，117)、 接收器(114)、彈簧(118)、棘齒(113)、孔(59)、徑向延伸通道(75)或其組合，其中所述導(dǎo)管柱構(gòu)件包括孔(59)、徑向延伸通道(75)或其組合，并且其中所述鉆孔、徑向延伸通道或其組合可相對于其它孔或徑向延伸通道移動或旋轉(zhuǎn)，以便反復(fù)地或異常地改變所述通道構(gòu)件(53J4，54A，50之間的漿料流連通。
26.如權(quán)利要求M所述的系統(tǒng)，還包括第二接合件或多功能裝置(98)，其中所述第二接合件或多功能裝置(98)通過循環(huán)漿料提供并被推動穿過所述第一導(dǎo)管柱構(gòu)件的所述內(nèi)部通道構(gòu)件(5 ，以接合所述堵塞裝置(94)并穿透所述堵塞裝置的壓差擋板(99)，從而通過所述第一導(dǎo)管柱(50)的所述壁釋放相關(guān)的接合芯軸(117A)，其中所述第二接合件或多功能裝置(98)與所述接合裝置(94)的組合被進(jìn)一步推進(jìn)穿過所述內(nèi)部通道構(gòu)件。
27.如權(quán)利要求對所述的系統(tǒng)，還包括用于從堵塞所述內(nèi)部通道構(gòu)件(53)移除所述接合件或多功能裝置(94，98)的支架(95)。
28.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述第一導(dǎo)管柱構(gòu)件(50)可軸向地移動和旋轉(zhuǎn)， 以接合和致動所述堵塞件或多功能裝置(112A)，其中用于轉(zhuǎn)動相關(guān)遠(yuǎn)端接合件(104)的旋轉(zhuǎn)聯(lián)接器(72，91)固定到所述第一導(dǎo)管柱構(gòu)件，并且位于殼體(105)內(nèi)的至少兩個相關(guān)的中間液壓泵(106)被布置成使至少一個活塞(109)軸向地移動，所述活塞(109)布置在相關(guān)的中間液壓泵(106)之一的相關(guān)活塞腔(108)內(nèi)，以實現(xiàn)所述連接接合的改變。
29.如權(quán)利要求觀所述的系統(tǒng)，其中包括一個或多個滑動芯軸(117A)、一個或多個孔、 一個或多個徑向延伸通道(7 或上述組合的接合構(gòu)件設(shè)置在與所述活塞(109)接合并繞所述導(dǎo)管柱構(gòu)件(50，51)的附加壁布置或布置在所述附加壁內(nèi)的附加壁構(gòu)件(51C)、一個或多個其它附加壁(51D)或其組合中，并且其中所述附加壁包括布置成與所述接合構(gòu)件軸向?qū)?zhǔn)的相關(guān)構(gòu)件，所述相關(guān)構(gòu)件包括接收器(114)、孔(59)、徑向延伸通道(7 或其組I=I O
30.一種使用地下巖層(5 的壁控制流體流動的方法，所述方法包括步驟在地下通道內(nèi)設(shè)置導(dǎo)管組件，其中所述導(dǎo)管組件包括第一導(dǎo)管柱構(gòu)件(50)，所述第一導(dǎo)管柱構(gòu)件(50)借助于通過至少一個漿料通道裝置構(gòu)件(58)的連接而與至少一個大直徑附加導(dǎo)管柱構(gòu)件(51)形成流體連通，其中所述至少一個漿料通道裝置構(gòu)件包括至少一個徑向延伸通道構(gòu)件(75)，所述徑向延伸通道構(gòu)件(75)在通過所述第一導(dǎo)管柱構(gòu)件的鉆孔限定的內(nèi)部通道構(gòu)件(53)與徑向地布置在內(nèi)部通道構(gòu)件外部的至少一個附加通道構(gòu)件 (54,54A,55)之間形成流體連通；借助于所述至少一個徑向延伸通道構(gòu)件，將位于所述內(nèi)部通道構(gòu)件、所述至少一個附加通道構(gòu)件或其組合內(nèi)的漿料流的至少一部分轉(zhuǎn)向到內(nèi)部通道構(gòu)件、所述至少一個附加通道構(gòu)件或其組合中的另一個。
31.如權(quán)利要求30的方法，其中使?jié){料流的至少一部分轉(zhuǎn)向的步驟包括使?jié){料流通過所述至少一個漿料通道裝置構(gòu)件(58)內(nèi)的至少一個附加徑向延伸通道構(gòu)件(75)，并且其中所述漿料流的至少一部分在所述內(nèi)部通道構(gòu)件(53，54A)和所述至少一個附加通道構(gòu)件 (55)之間被軸向向上、軸向向下或其組合地推進(jìn)，以改變循環(huán)漿料流的壓力、促進(jìn)LCM的應(yīng)用或兩者的組合，從而抑制巖層斷裂的萌生或擴(kuò)展。
32.如權(quán)利要求30所述的方法，還包括向所述至少一個大直徑附加導(dǎo)管柱構(gòu)件(51)提供柔性隔膜(76)、壓差密封裝置或其組合，并將所述至少一個大直徑附加導(dǎo)管柱構(gòu)件接合至所述地下巖層(5 的所述壁，以便在使用時堵塞所述至少一個附加通道構(gòu)件(5 的步驟ο
33.如權(quán)利要求30所述的方法，還包括向所述至少一個大直徑附加導(dǎo)管柱構(gòu)件(51)提供固定裝置(88)，以將所述至少一個大直徑附加導(dǎo)管柱構(gòu)件固定至所述地下巖層(52)的所述壁，從而使所述地下通道的保護(hù)導(dǎo)管柱內(nèi)襯延伸的步驟。
34.如權(quán)利要求30所述的方法，還包括向所述至少一個大直徑附加導(dǎo)管柱構(gòu)件(51)提供擴(kuò)孔裝置07，61，6；3)以擴(kuò)大地下巖層(5 的所述壁的直徑的步驟。
35.如權(quán)利要求30所述的方法，其中所述至少一個漿料通道裝置構(gòu)件(58)包括接合件或多功能裝置(94，98，112，112A，117A)，并且其中所述方法還包括通過使用所述接合件或多功能裝置改變所述導(dǎo)管柱構(gòu)件、所述通道構(gòu)件或其組合之間的連接接合的步驟。
36.一種用于延伸或使用穿過地下巖層(52)的通道的壁的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括導(dǎo)管組件(49)，其包括至少一個漿料通道裝置(58)、第一導(dǎo)管柱(50)和至少一個外部附加導(dǎo)管柱(51)，其中第一導(dǎo)管柱(50)包括限定了從其中通過的內(nèi)部通道(53)的鉆孔，并且其中所述第一導(dǎo)管柱(50)和所述至少一個外部附加導(dǎo)管柱(51)之間的連接在其壁和所述通道(5 之間限定了第一環(huán)形通道(55)，并且在其所述第一環(huán)形通道的外壁和所述第一導(dǎo)管柱的壁之間限定至少一個附加環(huán)形通道(M，54A)；布置在所述導(dǎo)管組件的一端的至少一個巖石鉆孔裝置(35，47)，其中所述至少一個巖石鉆孔裝置在所述通道(5 內(nèi)產(chǎn)生巖屑；循環(huán)裝置，用于使?jié){料流在至少一個所述通道(53，M，54A，5Q內(nèi)軸向向下循環(huán)到所述導(dǎo)管組件的遠(yuǎn)端，以及使?jié){料流在所述通道(55，Μ，54Α，53)的至少另一個內(nèi)軸向向上循環(huán)；以及布置在兩個或多個所述導(dǎo)管柱與所述通道之間的至少一個漿料通道工具(58)，其中所述至少一個漿料通道工具使導(dǎo)管柱連接到所述導(dǎo)管組件，使導(dǎo)管柱與所述導(dǎo)管柱組件斷開，使導(dǎo)管柱連接到穿過地下巖層的所述通道，改變通道之間的連接和相關(guān)的漿料流循環(huán)壓力，或者上述的組合。
37.如權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其中所述導(dǎo)管組件09)可用于通過使用位于其端部的鉆孔裝置(35，47，61，63)使所述通道延伸穿過地下巖層，并使所述導(dǎo)管柱與位于所述通道之一和穿過地下巖層(5 的通道之間的外部保護(hù)內(nèi)襯連接。
38.如權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，還包括由所述導(dǎo)管組件09)支撐并與穿過地下巖層 (52)的通道的壁接合的完井裝置，其中所述至少一個漿料通道工具(58)用于生產(chǎn)封隔器， 所述第一導(dǎo)管柱(50)用于生產(chǎn)或注射柱。
39.如權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，還包括至少一個用于減小所述導(dǎo)管組件09)中的巖屑尺寸的裝置(56，57，61，63，65)，用于形成包括尺寸范圍從250微米到600微米的顆粒的循環(huán)損失材料，所述顆粒隨用于涂覆所述地下巖層(5 的巖層壁的漿料流循環(huán)，以抑制所述巖層壁中斷裂的萌生或擴(kuò)展。
40.如權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個裝置09，56，57，58，61，63，65)包括增壓漿料流應(yīng)用、機(jī)械大直徑鉆柱壁應(yīng)用、機(jī)械刀片(56A，111)應(yīng)用、沖擊表面(12 應(yīng)用或上述的組合，用于在涂覆所述巖層壁的所述循環(huán)漿料流內(nèi)進(jìn)一步施加所攜帶的循環(huán)損失材料，以進(jìn)一步抑制所述巖層壁中斷裂的萌生或擴(kuò)展。
41.一種延伸或使用地下通道(5 的壁的方法，所述方法包括步驟提供進(jìn)入到地下通道的導(dǎo)管組件(49)，其中所述導(dǎo)管組件09)包括第一導(dǎo)管柱(50)， 該第一導(dǎo)管柱(50)具有內(nèi)部通道(53)，該內(nèi)部通道(5 借助于通過至少一個漿料通道裝置(58)的連接而與至少一個附加導(dǎo)管柱(51)形成流體連通，其中至少一個附加環(huán)形通道 (54,54A)限定在所述第一導(dǎo)管柱與所述至少一個外導(dǎo)管柱之間，并且其中在所述至少一個附加環(huán)形通道的壁與地下巖層(5 的壁之間限定第一環(huán)形通道(55)；在至少一個通道(53，M，54A，5Q內(nèi)軸向向下、向上或其組合地循環(huán)漿料流；使用所述至少一個漿料通道裝置(58)使所述導(dǎo)管柱(50，51)、所述通道(53，Μ，54Α， 55)或其組合之間連接或解除連接，并控制循環(huán)漿料流的壓力。
42.如權(quán)利要求41所述的方法，還包括使用固定至所述導(dǎo)管組件09)的端部的鉆孔裝置(35，47，61，63，86)來使通道延伸穿過地下巖層，以及使所述導(dǎo)管柱與位于所述通道之一與地下巖層(5 的壁之間的外部保護(hù)內(nèi)襯連接的步驟。
43.如權(quán)利要求41所述的方法，還包括提供由所述導(dǎo)管組件09)支撐的完井裝置并使所述完井裝置與地下巖層(5 的壁接合，以及在通過所述第一導(dǎo)管柱(50)生產(chǎn)或注射時使用所述至少一個漿料通道裝置(58)作為生產(chǎn)封隔器的步驟。
44.如權(quán)利要求41所述的方法，還包括向所述漿料流添加包括尺寸范圍從250微米到 600微米的顆粒的循環(huán)損失材料以抑制所述巖層壁中斷裂的萌生或擴(kuò)展的步驟，其中使用表面添加、所述導(dǎo)管組件G9)中的至少一個裝置(56，57，61，63，6幻或兩者的組合來提供循環(huán)損失材料，以減小所述地下通道內(nèi)的巖屑尺寸。
45.如權(quán)利要求41所述的方法，其中添加循環(huán)損失材料的步驟包括使用增壓漿料流應(yīng)用、機(jī)械大直徑鉆柱壁應(yīng)用、機(jī)械刀片(56A，111)應(yīng)用、沖擊表面(12 應(yīng)用或其組合將循環(huán)損失材料施加到地下通道內(nèi)，以進(jìn)一步抑制所述巖層壁中斷裂的萌生或擴(kuò)展。
全文摘要
公開了可用于推進(jìn)穿過地下巖層的通道的系統(tǒng)和方法，在地下巖層與所述通道的壁之間設(shè)置保護(hù)內(nèi)襯導(dǎo)管柱，無需從所述通道移除推進(jìn)裝置，并通過提供用于減小巖屑顆粒尺寸以產(chǎn)生循環(huán)損失材料，與用于布置所述保護(hù)內(nèi)襯導(dǎo)管柱的常規(guī)實踐相比，本發(fā)明可將目標(biāo)定位于更深的地下巖層結(jié)構(gòu)，以抑制地下巖層斷裂的萌生或擴(kuò)展。
文檔編號E21B33/13GK102317566SQ200980156880
公開日2012年1月11日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者布魯斯·A.·通蓋特 申請人:布魯斯·A.·通蓋特