ROTARY STEERABLE DRILLING TOOL

• Main Authors: BONNER, STEPHEN D, MASSEY, JAMES P, BARGACH, SAAD, NOLD, RAYMOND V, BRUNETTI, JON A
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 14.02.2023
• Subjects: EARTH DRILLING; EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; FIXED CONSTRUCTIONS; MINING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR ASLURRY OF MINERALS FROM WELLS

The rotary steerable drilling tool and system described herein combines both point-the-bit and push-the-bit techniques to actively change the direction of the borehole trajectory. In this system, the deflection of the drill bit is limited to a single degree of freedom relative to a coordinate system that is fixed to and rotates with the rotary steerable drilling tool, resulting in a simplified attachment of the bit assembly and bias unit mechanics. Further, steering of the well is accomplished by dynamically controlling the spatial phase and amplitude of the coherent symmetrical bidirectional reciprocating deflections of the drill bit relative to a fixed terrestrial datum as the tool is rotating, simultaneously pointing and pushing the bit. The amplitude and force of the bit deflections can be variably controlled during steering operations to dynamically adjust the instantaneous build rate as needed. When steering is not active, the bit can be mechanically locked into the neutral position. La présente invention concerne un outil et un système de forage orientable rotatif combinant les techniques de pointage de trépan (« point-the-bit ») et de poussée de trépan (« push-the-bit ») en vue de modifier activement la direction de la trajectoire de puits de forage. Dans ledit système, la déviation du trépan est limitée à un seul degré de liberté par rapport à un système de coordonnées qui est fixé à l'outil de forage rotatif orientable et tourne avec celui-ci, ce qui permet d'obtenir une fixation simplifiée de l'ensemble trépan et du mécanisme d'unité de sollicitation. En outre, l'orientation du puits est réalisée par commande dynamique de la phase spatiale et de l'amplitude des déviations alternatives bidirectionnelles symétriques cohérentes du trépan par rapport à un repère terrestre fixe lorsque l'outil tourne, pointant et poussant simultanément le trépan. L'amplitude et la force des déviations de trépan peuvent être réglées de manière variable au cours d'opérations d'orientation afin d'ajuster de manière dynamique le taux d'augmentation d'angle instantané si nécessaire. Lorsque l'orientation n'est pas active, le trépan peut être bloqué mécaniquement en position neutre.