本發(fā)明描述了一種井底組件，其包括：布置在鉆柱的遠(yuǎn)端且可圍繞第一中心軸旋轉(zhuǎn)的鉆頭，所述鉆頭展現(xiàn)以第一角定向橫向作用于所述鉆頭上的第一不平衡力；物理施加到所述鉆頭上并且對(duì)應(yīng)于所述第一不平衡力的第一不平衡力標(biāo)記；從所述鉆頭軸向布置的工具，所述工具展現(xiàn)以第二角定向橫向作用于所述工具上的第二不平衡力；以及物理施加到所述工具上并且對(duì)應(yīng)于所述第二不平衡力的第二不平衡力標(biāo)記，其中所述第一和第二不平衡力標(biāo)記之間的角偏移能夠被操縱以獲得最小化的或所需的串聯(lián)合成不平衡力。

1.一種井底組件，其包括：
布置在鉆柱的遠(yuǎn)端且可圍繞第一中心軸旋轉(zhuǎn)的鉆頭，所述鉆頭展現(xiàn)橫向作用于所述鉆
頭上并且以第一角定向垂直于所述第一中心軸的第一不平衡力分量；
物理施加到所述鉆頭上且對(duì)應(yīng)于所述第一不平衡力分量的所述第一角定向的第一不
平衡力標(biāo)記；
從所述鉆頭軸向布置且可圍繞第二中心軸旋轉(zhuǎn)的工具，所述工具展現(xiàn)橫向作用于所述
工具上并且以第二角定向垂直于所述第二中心軸的第二不平衡力分量；
物理施加到所述工具上并且對(duì)應(yīng)于所述第二不平衡力分量的所述第二角定向的第二
不平衡力標(biāo)記，其中所述第一和第二不平衡力標(biāo)記之間的角偏移能夠被操縱以獲得所述第
一和第二不平衡力分量之間的所需串聯(lián)不平衡力；以及
致動(dòng)裝置，所述致動(dòng)裝置被布置在所述鉆頭和所述工具之間的鉆柱中并且被構(gòu)造來(lái)調(diào)
節(jié)所述第一不平衡力標(biāo)記相對(duì)于所述第二不平衡力標(biāo)記的角定向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井底組件，其中所述鉆頭的所述第一不平衡力分量包括切削
反作用不平衡力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的井底組件，其中所述第一不平衡力分量進(jìn)一步包括切削反作
用不平衡力和質(zhì)量不平衡力的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井底組件，其中所述工具包括選自以下的工具：鉸刀、轉(zhuǎn)向單
元、穩(wěn)定器、震擊工具、傳感器子件、隨鉆測(cè)量子件、隨鉆測(cè)井子件、渦輪和泥漿馬達(dá)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的井底組件，其中所述第二不平衡力至少包括質(zhì)量不平衡力。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井底組件，其中所述工具是鉸刀且所述第二不平衡力分量包
括切削反作用力和質(zhì)量不平衡力的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井底組件，其中所述第一和第二不平衡力分量中的至少一個(gè)
是通過(guò)組合分別作用于所述鉆頭和所述工具上的徑向力矢量和拖曳力矢量來(lái)確定。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井底組件，其中所述第一和第二不平衡力標(biāo)記之間的所述角
偏移被最小化以獲得最大化的串聯(lián)不平衡力。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井底組件，其中所述第一和第二不平衡力標(biāo)記之間的所述角
偏移被最大化以獲得最小化的串聯(lián)不平衡力。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井底組件，其進(jìn)一步包括與所述鉆頭和所述工具中的至少一
個(gè)相關(guān)聯(lián)的自由鎖定系統(tǒng)，所述自由鎖定系統(tǒng)被構(gòu)造來(lái)使所述鉆頭或所述工具從所述鉆柱
脫離，以使得所述第一或第二不平衡力標(biāo)記可以成角度地旋轉(zhuǎn)，直到定位至所需的角定向。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井底組件，其中所述第一和第二不平衡力標(biāo)記為機(jī)床加工、
焊接或鑄造至所述鉆頭和所述工具的外表面中的至少一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井底組件，其中所述第一和第二不平衡力標(biāo)記是物理附接到
所述鉆頭和所述工具的外表面上的標(biāo)簽和信息牌中的至少一個(gè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井底組件，其中所述第一和第二不平衡力標(biāo)記包括分別用于
識(shí)別所述第一和第二不平衡力分量的文本。
14.一種用于平衡井底組件的方法，其包括：
確定鉆頭的第一不平衡力分量，所述第一不平衡力分量橫向作用于所述鉆頭上并且以
第一角定向垂直于所述鉆頭的中心軸；
將第一不平衡力標(biāo)記施加到對(duì)應(yīng)于所述第一不平衡力分量的所述第一角定向的所述
鉆頭上；
確定工具的第二不平衡力分量，所述第二不平衡力分量橫向作用于所述工具上并且以
第二角定向垂直于所述工具的中心軸；
將第二不平衡力標(biāo)記施加到對(duì)應(yīng)于所述第二不平衡力分量的所述第二角定向的所述
工具上；
將所述鉆頭和所述工具按串聯(lián)關(guān)系布置在井底組件上；以及
操縱所述第一和第二不平衡力標(biāo)記之間的角偏移以便獲得所述第一和第二不平衡力
分量之間的所需串聯(lián)不平衡力；
其中操縱所述第一和第二不平衡力標(biāo)記之間的所述角偏移包括使用布置在所述井底
組件上的所述鉆頭和所述工具之間的致動(dòng)裝置調(diào)節(jié)所述第一不平衡力標(biāo)記相對(duì)于所述第
二不平衡力標(biāo)記的角定向。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的用于平衡井底組件的方法，其中所述工具包括選自以下的
工具：鉸刀、轉(zhuǎn)向單元、穩(wěn)定器、震擊工具、傳感器子件、隨鉆測(cè)量子件、隨鉆測(cè)井子件、渦輪
和泥漿馬達(dá)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的用于平衡井底組件的方法，其中所述第一和第二不平衡力
分量包括切削反作用不平衡力和質(zhì)量不平衡力的組合。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的用于平衡井底組件的方法，其中確定所述第一不平衡力分
量包括：
計(jì)算所述鉆頭的徑向力矢量；
計(jì)算所述鉆頭的拖曳力矢量；以及
組合所述徑向和拖曳力矢量。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的用于平衡井底組件的方法，其進(jìn)一步包括成角度地對(duì)齊所
述第一和第二不平衡力標(biāo)記以獲得最小化的串聯(lián)不平衡力。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的用于平衡井底組件的方法，其中操縱所述第一和第二不平
衡力標(biāo)記之間的所述角偏移包括：
使與所述鉆頭和所述工具中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)的自由鎖定系統(tǒng)脫離，并且由此旋轉(zhuǎn)釋
放所述鉆頭和所述工具中的至少一個(gè)；
成角度地轉(zhuǎn)動(dòng)所述鉆頭和所述工具中的至少一個(gè)直到獲得所述第一和第二不平衡力
標(biāo)記之間的所需角定向；以及
一旦獲得所述的所需角定向就再接合所述自由鎖定系統(tǒng)，并且由此旋轉(zhuǎn)固定所述鉆頭
和所述工具中的至少一個(gè)用于串聯(lián)旋轉(zhuǎn)。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的用于平衡井底組件的方法，其中施加所述第一和第二不平
衡力標(biāo)記包括將所述第一和第二不平衡力標(biāo)記分別機(jī)床加工、焊接或鑄造至所述鉆頭和所
述工具的外表面中的至少一種，或?qū)?biāo)簽和信息牌中的至少一個(gè)物理附接到所述鉆頭和所
述工具的外表面上。