(19)國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局(12)發(fā)明專利(65)同一申請(qǐng)的已公布的文獻(xiàn)號(hào)(30)優(yōu)先權(quán)數(shù)據(jù)(85)PCT國際申請(qǐng)進(jìn)入國家階段日(86)PCT國際申請(qǐng)的申請(qǐng)數(shù)據(jù)PCT/EP2020/0784672020(87)PCT國際申請(qǐng)的公布數(shù)據(jù)(73)專利權(quán)人康能普視鉆探解決方案控股公司地址荷蘭海牙(74)專利代理機(jī)構(gòu)北京戈程知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11314專利代理師程偉薛佳審查員徐琳(54)發(fā)明名稱定向鉆孔方法和系統(tǒng)本發(fā)明涉及與磨料顆?；旌系你@井液的流(90)中的磨料顆粒(92)的濃度的變化，作為隨著鉆頭(10)旋轉(zhuǎn)而通過所述鉆頭的磨料噴嘴的磨料射流通過，以沿著井眼(4a')的角扇區(qū)改變流(90)的侵蝕力，用于定向鉆孔。在隨后的時(shí)間段內(nèi)，磨料顆粒的大部分(92m1,92m2)交替地偏轉(zhuǎn)到具有不同的流動(dòng)阻力的兩個(gè)平行通道(21,22)中。所述大部分之間產(chǎn)生的速度差使得隨后偏轉(zhuǎn)的大部分在通道下游重新組合，從而形成組合的大部分的高濃度流部分(90h),所述高濃度流部分(90h)與低濃度流部分(901)交替。使流部分的頻率與鉆頭的旋轉(zhuǎn)速度同步會(huì)導(dǎo)致在井眼(4a)的選定角扇區(qū)(4a”)21.一種用于在物體(2)中利用井眼底部(4a')來定向鉆井眼(4a,4b,4c,4d)的方法，所述方法包括：-提供鉆頭(10),所述鉆頭(10)連接至鉆柱(40)的下端部并且包括：-鉆頭面，其在使用過程中面向井眼底部(4a'),-一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴(17a),其配置為用于將與磨料顆粒(92)混合的鉆井液(91)的流(90)引導(dǎo)成以磨料射流的形式的與井眼底部(4a')的沖擊，一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴(17a)如果為多個(gè)，則布置在不同的相鄰方位角位置處，-鉆頭(10)的鉆頭流體入口(10i)和所述一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴(17a)之間的中間一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴(17a)的每一個(gè)具有用于與所述中間空間流體連通的噴嘴入口，每個(gè)噴嘴入口從所述中間空間延伸；-在所述鉆頭流體入口(10i)的上游，使與磨料顆?；旌系你@井液的流(90)以基本恒定的供應(yīng)速度通過具有供應(yīng)通道出口的供應(yīng)通道，-同時(shí)，以旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)鉆頭(10),從而旋轉(zhuǎn)一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴(17a),并且通過供應(yīng)通道出口和鉆頭流體入口(10i)而使與磨料顆?；旌系你@井液的所述流(90)連續(xù)通過中間空間、一個(gè)或更多個(gè)噴嘴入口以及一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴(17a),以與井眼底部-在鉆頭(10)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)使與磨料顆粒混合的鉆井液的流(90)通過期間，使所述磨料顆粒(92)的濃度沿著流經(jīng)鉆頭(10)的磨料射流噴嘴(17a)的所述流(90)的后續(xù)流部分變化，以使磨料顆粒(92)的濃度交替地在第一流部分(90h)中較高而在隨后的第二流部分(901)其特征在于使與磨料顆?；旌系你@井液的流(90)中的磨料顆粒(92)的濃度變化包括：-在所述鉆頭流體入口(10i)的上游，使所述流(90)從供應(yīng)通道出口平行地通過第一通道(21)和第二通道(22)分別到達(dá)第一出口(21o)和第二出口(22o),并且隨后從第一出口(21o)和第二出口(22o)交替地進(jìn)入鉆頭流體入口(10i),-在第一時(shí)間段內(nèi)，使流經(jīng)供應(yīng)通道出口的流(90)中的所有磨料顆粒(92)的第一大部分(92m1)偏轉(zhuǎn)到第一通道(21)中，并且-在第一時(shí)間段之后的第二時(shí)間段內(nèi)，使流經(jīng)所述供應(yīng)通道出口的流(90)中的所有磨料顆粒(92)的第二大部分(92m2)不偏轉(zhuǎn)到第一通道(21)中，并且-隨后使所述流(90)從第一出口(21o)和第二出口(22o)進(jìn)入所述一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴(17a),其中，在所述第一通道(21)中對(duì)與磨料顆粒(92)混合的所述鉆井液(91)的流動(dòng)阻力與在所述第二通道(22)中對(duì)與磨料顆粒(92)混合的所述鉆井液(91)的流動(dòng)阻力之間的差導(dǎo)致與磨料顆粒(92)混合的所述鉆井液(91)流過所述第一通道(21)時(shí)的第一速度和與磨料顆粒(92)混合的所述鉆井液(91)流過所述第二通道(22)時(shí)的第二速度之間的差，其中，所述第一速度和第二速度之間的所述差使得在第一出口(21o)和第二出口(22o)在第一時(shí)間段內(nèi)偏轉(zhuǎn)到第一通道中的第一大部分(92m1)和在第二時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第二3通道的磨料顆粒(92),與分別在第一時(shí)間段和第二時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第一通道(21)和第二通道(22)的鉆井液(91)一起組合以形成第第二時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第一通道的磨料顆粒(92)和第二時(shí)間段后的第一時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第二通道的磨料顆粒(92)與分別在第二時(shí)間段內(nèi)和第二時(shí)間段后的第一時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第一通道(21)和第二通道(22)的鉆井液(9-在第一時(shí)間段內(nèi)，使流經(jīng)供應(yīng)通道出口的流(90)中的所有磨料顆粒(92)的第一大部-在第一時(shí)間段之后的第二時(shí)間段內(nèi)，使流經(jīng)所述供應(yīng)通道出口的流(90)中的所有磨-隨后使所述流(90)從第一出口(21o)和第二出口(22o)進(jìn)入所述一個(gè)或更多個(gè)磨料射其中，在所述第一通道(21)中對(duì)與磨料顆粒(92)混合的所述鉆井液(91)的流動(dòng)阻力與在所述第二通道(22)中對(duì)與磨料顆粒(92)混合的所述鉆井液(91)的流動(dòng)阻力之間的差導(dǎo)致所述第一大部分(92m1)流過所述第一通道(21)時(shí)的第一速度和所述第二大部分(92m2)在第一時(shí)間段內(nèi)偏轉(zhuǎn)到第一通道中和在第二時(shí)間段內(nèi)偏轉(zhuǎn)到第二通道中的第一大部分(92m1)和第二大部分(92m2),與分別在第一時(shí)間段和第二時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第一通道(21)和第二通道(22)的鉆井液(91)一起組合以形成第一流部分(90h),并且未被偏轉(zhuǎn)的少量磨料顆粒(92)與分別在第二時(shí)間段和第一時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第一通道3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其中，第一流部分(90h)和第二流部分(901)以與鉆頭(10)的旋轉(zhuǎn)速度同步的頻率通過-第一流部分(90h)通過所述磨料射流噴嘴(17a),而磨料射流噴嘴(17a)被導(dǎo)向井眼底部(4a')的選定角扇區(qū)(4a'’),并且-第二流部分(901)通過所述磨料射流噴嘴(17a),而磨料射流噴嘴(17a)不被導(dǎo)向井眼底部(4a')的選定角扇區(qū)(4a'')。一時(shí)間段和第二時(shí)間段內(nèi)將第一通道(21)和第二通道(22)正上游的流(90)的截面上的磁場(23B)分別朝向第一通道(21)和朝向第二通道(22)交替地引導(dǎo)，從而實(shí)現(xiàn)向第一通道5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，在所述第一通道(21)和所述第二通道(22)中4對(duì)與磨料顆粒(92)混合的所述鉆井液(91)的流動(dòng)阻力之間的所述差是通過所述第一通道(21)和第二通道(22)在縱向方向上的其各自的長度、其各自的截面、其各自的內(nèi)壁表面的表面粗糙度之間的差異，和/或其各自的截面和/或其內(nèi)壁表面的表面粗糙度沿著所述其各自的長度的變化來確定的。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，在所述第一通道(21)和所述第二通道(22)中對(duì)與磨料顆粒(92)混合的所述鉆井液(91)的流動(dòng)阻力之間的所述差是通過所述第一通道(21)和第二通道(22)在其各自的截面上的差異來確定的，并且其中，所述各自的長度和內(nèi)壁表面的表面粗糙度以及其中沿著所述各自的長度的變化彼此相等。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，鉆頭(10)是機(jī)械鉆頭(10),其進(jìn)一步包括鉆頭面上的一個(gè)或更多個(gè)清洗噴嘴(17w),并且所述鉆頭(10)的所述旋轉(zhuǎn)包括通過所述機(jī)械鉆頭(10)對(duì)井眼底部(4a')進(jìn)行機(jī)械切削，以加深井眼(4a),所述方法進(jìn)一步包括，與通過以所述磨料射流形式的所述流(90)對(duì)井眼底部(4a')的沖擊同時(shí)地，-在所述磨料射流噴嘴(17a)和所述清洗噴嘴(17w)上游的所述第一流部分(90h)和第二流部分(901)中，過濾磨料顆粒(92),以及-將過濾的磨料顆粒(92)偏轉(zhuǎn)到磨料射流噴嘴(17a)中，同時(shí)-使流(90)的所述第一流部分(90h)和第二流部分(901)中的鉆井液(91)流入磨料射流噴嘴(17a)和清洗噴嘴(17w)兩者。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述方法進(jìn)一步包括將通過磨料射流噴嘴(17a)的磨料顆粒(92)井下再循環(huán)為與井眼底部(4a')的沖擊，所述井下再循環(huán)包括：-在與所述井眼底部(4a')的沖擊的下游，捕獲流(90)中存在的磨料顆粒(92)的至少一-使捕獲的磨料顆粒(92)流入所述磨料射流噴嘴(17a)上游的所述流(90)。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，基于井下測量來設(shè)置和/或調(diào)整所述第一時(shí)間段和第二時(shí)間段的持續(xù)時(shí)間和/或定時(shí)，所述井下測量包括以下一個(gè)或更多個(gè)：-檢測所述偏轉(zhuǎn)的下游的磨料顆粒，-檢測與井眼底部(4a')發(fā)生沖擊的位置，-檢測井眼(4a)加深的幾何方向。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，磨料顆粒(92)是磁性磨料顆粒(92),-在一段時(shí)間間隔內(nèi)激活第一通道(21)和/或第二通道(22)中的磁場，以使磁性磨料顆粒(92)在所述第一通道(21)和/或第二通道(22)中局部積聚，從而在所述通道(21,22)內(nèi)產(chǎn)其中，重復(fù)所述激活和消除以隨時(shí)間產(chǎn)生一系列壓力脈沖，所述壓力脈沖的振幅和定時(shí)確定為使得所述一系列壓力脈沖代表用于泥漿脈沖遙測單元的所述井下測量之一。11.一種定向鉆孔系統(tǒng)(1),其用于在物體(2)中利用井眼底部(4a’)來定向鉆井眼(4a),其中，所述鉆孔系統(tǒng)能夠連接至管狀鉆柱(40),所述定向鉆孔系統(tǒng)(1)包括：5-鉆頭(10),其包括：-鉆頭面，其在使用過程中面向井眼底部(4a'),-鉆頭流體入口(10i),-一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴(17a),其配置為用于將與磨料顆粒(92)混合的鉆井液(91)的流(90)噴射成以磨料射流的形式的與井眼底部(4a')的沖擊，一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴(17a)如果為多個(gè)，則布置在不同的方位角位置處，和-鉆頭流體入口(10i)和所述一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴(17a)之間的中間空間，所述一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴(17a)的每一個(gè)具有用于與所述中間空間流體連通的噴嘴入-接頭(20),所述接頭的井下端部連接至鉆頭(10),并且所述接頭(20)的另一端部連接至管狀鉆柱(40),接頭(20)包括：-接頭流體入口(20i),其通過鉆柱(40)能夠流體連接至供應(yīng)通道，以在系統(tǒng)(1)連接至鉆柱(40)時(shí)從所述供應(yīng)通道接收與磨料顆粒(92)混合的鉆井液(91)的流(90),和-接頭流體出口(20o),其流體連接至鉆頭流體入口(10i),其特征在于接頭(20)進(jìn)一步包括在其下游流體連接至接頭流體入口(20i)的調(diào)節(jié)單元，所述調(diào)節(jié)單元配置為使磨料顆粒(92)的濃度沿著從供應(yīng)通道接收的流(90)的流部分發(fā)生變化，所述流部分隨后通過接頭流體出口(20o)進(jìn)入鉆頭流體入口(10i),所述調(diào)節(jié)單元包括：-具有對(duì)與磨料顆粒(92)混合的鉆井液(91)的第一流動(dòng)阻力的第一通道(21)、第一入口(21i)以及流體連接至接頭流體出口(20o)的第一出口(21o),-具有對(duì)與磨料顆粒(92)混合的鉆井液(91)的第二流動(dòng)阻力的平行于第一通道(21)布置的第二通道(22)、第二入口(22i)以及流體連接至接頭流體出口(20o)的第二出口(22o),-接頭流體入口(20i)與第一入口(21i)和第二入口(22i)之間的顆粒偏轉(zhuǎn)裝置(23,24),所述顆粒偏轉(zhuǎn)裝置(23,24)包括一個(gè)或更多個(gè)致動(dòng)器(23m,24m),并且連接至系統(tǒng)(1)的控制單元，其中，顆粒偏轉(zhuǎn)裝置(23,24)配置為周期性地，-在第一時(shí)間段內(nèi).將通過接頭流體入口(20i)從供應(yīng)通道接收的所有磨料顆粒(92)的第一大部分(92m1)偏轉(zhuǎn)到第一入口(21i)中，以及-在第一時(shí)間段之后的第二時(shí)間段內(nèi).使通過接頭流體入口(20i)從供應(yīng)通道接收的流(90)中的所有磨料顆粒(92)的第二大部分(92m2)不偏轉(zhuǎn)到第一入口(21i)中，其中，第一通道(21)和第二通道(22)構(gòu)造為使得第一流動(dòng)阻力和第二流動(dòng)阻力之間的差導(dǎo)致通過所述第一通道(21)的與磨料顆粒(92)混合的所述鉆井液(91)與通過所述第二通道(22)的與磨料顆粒(92)混合的所述鉆井液(91)之間的速度差，其中，所述速度差使得在第一出口(21o)和第二出口(22o)下游的組合段中，在第一時(shí)間段內(nèi)偏轉(zhuǎn)到第一入口中的第一大部分(92m1)和在第二時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第二入口的磨料顆粒(92),與分別在第一時(shí)間段和第二時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第一入口(21i)和第二入口(22i)的任何所述鉆井液(91)一起組合成所述流部分之一，并且在第二時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第一入口的磨料顆粒(92)和在第二時(shí)間段之后的第一時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第二入口的磨料顆粒，與分別在第二時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第一入口和在第二時(shí)間段之后的第一時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第二入口的任何鉆井液(91)6一起組合成所述流部分的隨后的一個(gè)。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的定向鉆孔系統(tǒng)(1),其中，控制單元和顆粒偏轉(zhuǎn)裝置(23,24)配置為-在第一時(shí)間段內(nèi)，使流經(jīng)供應(yīng)通道出口的流(90)中的所有磨料顆粒(92)的第一大部分(92m1)偏轉(zhuǎn)到第一通道(21)中，并且-在第一時(shí)間段之后的第二時(shí)間段內(nèi)，使流經(jīng)所述供應(yīng)通道出口的流(90)中的所有磨料顆粒(92)的第二大部分(92m2)偏轉(zhuǎn)到第二通道(22)中，并且-隨后使所述流(90)從第一出口(21o)和第二出口(22o)進(jìn)入所述一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴(17a),其中，所述速度差使得在第一出口(21o)和第二出口(22o)下游的組合段中，在第一時(shí)間段內(nèi)偏轉(zhuǎn)到第一通道中的第一大部分(92m1)和在第二時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第二入口的第二大部分(92m2),與分別在第一時(shí)間段和第二時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第一入口(21i)和第二入口(22i)的任何所述鉆井液(91)一起組合成所述流部分之一，并且在第二時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第一入口的磨料顆粒(92)和在第二時(shí)間段之后的第一時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第二入口的磨料顆粒，與分別在第二時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第一入口和在第二時(shí)間段之后的第一時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第二入口的任何鉆井液(91)一起組合成所述流部分的隨后的一個(gè)。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的定向鉆孔系統(tǒng)(1),其中，所述控制單元配置為使得顆粒偏轉(zhuǎn)裝置(23,24)接收到的所述控制單元的信號(hào)導(dǎo)致顆粒偏轉(zhuǎn)裝置(23,24)的致動(dòng)器(23m,24m)將磨料顆粒(92)的所述第一大部分(92m1)和第二大部分(92m2)偏轉(zhuǎn)到第一通道(21)和第二通道(22)中的時(shí)間段與鉆頭(10)的旋轉(zhuǎn)速度同步，并且定時(shí)為使得所述流部分的所述隨后的一個(gè)通過一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴(17a),同時(shí)磨料射流噴嘴(17a)與分別在第一時(shí)間段和第二時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第一通道(21)和第二通道(22)的任何所述鉆井液(91)一起被導(dǎo)向井眼底部(4a')的選定角扇區(qū)(4a''),并且所述流部分的所述隨后的一個(gè)通過一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴(17a),而磨料射流噴嘴(17a)不被導(dǎo)向井眼底部(4a')的所述選定角扇區(qū)(4a'’)。14.根據(jù)權(quán)利要求11-13中的任一項(xiàng)所述的定向鉆孔系統(tǒng)(1),其中，磨料顆粒(92)是磁性磨料顆粒(92),并且顆粒偏轉(zhuǎn)裝置的致動(dòng)器包括磁性開關(guān)，所述磁性開關(guān)配置為在第一時(shí)間段內(nèi)，在第一入口(21i)和第二入口(22i)正上游的截面上建立非均勻磁場(23B),所述非均勻磁場(23B)在所述截面的平面中將磨料顆粒(92)朝向第一入口(21i)引導(dǎo)，并且在第二時(shí)間段內(nèi)，在第一入口(21i)和第二入口(22i)正上游的截面上建立非均勻磁場(23B),所述非均勻磁場(23B)在所述截面的平面中將磨料顆粒(92)朝向第二入口(22i)引導(dǎo)，其中，在第一時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生的磁場(23B)的密度在覆蓋第一通道(21)的截面的部分中高于在覆蓋第二通道(22)的截面的部分中的密度，并且在第二時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生的磁場(23B)的密度在覆蓋第二通道(22)的截面的部分中高于在覆蓋第一通道(21)的截面的部分中的密度，其中，磁性開關(guān)包括多個(gè)磁體，這些磁體沿著第一入口(21i)和第二入口(22i)正上游的流(90)的外圓周布置在不同的方位角位置處，多個(gè)磁體一起產(chǎn)生所述非均勻磁場(23B)。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的定向鉆孔系統(tǒng)(1),其中，磁體是可移動(dòng)永磁體，并且致動(dòng)器進(jìn)一步包括驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置連接至磁體并且配置為基于從控制單元接收的信號(hào)而在各個(gè)時(shí)間段之間切換時(shí)使磁體作為整體沿著圓周運(yùn)動(dòng)，以確定出所述磁場(23B)在各個(gè)716.根據(jù)權(quán)利要求11-13中的任一項(xiàng)所述的定向鉆孔系統(tǒng)(1),其中，在所述第一通道(21)和所述第二通道(22)中對(duì)與磨料顆粒(92)混合的所述鉆井液(91)的流動(dòng)阻力之間的17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的定向鉆孔系統(tǒng)(1),其中，在所述第一通道(21)和所述第二通道(22)中對(duì)與磨料顆粒(92)混合的所述鉆井液(91)的流動(dòng)阻力之間的所述差是通過所壁表面的表面粗糙度以及其中沿著所述各自的長度的變化彼此相18.根據(jù)權(quán)利要求11-13中的任一項(xiàng)所述的定向鉆孔系統(tǒng)(1),其中，鉆頭(10)是磨料噴一個(gè)或更多個(gè)清洗噴嘴(17w),其布置在與一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴(17a)不同的-過濾器(19),其布置在鉆頭(10)的中間空間內(nèi)并且隨著鉆頭(10)器(19)配置為將所述流(90)中的通過鉆頭流體入口(10i)接收到的磨料顆粒(92)引導(dǎo)至磨料射流噴嘴(17a),同時(shí)使所述流(90)內(nèi)的鉆井液(91)流入磨料射流噴嘴(17a)和清洗噴嘴20.根據(jù)權(quán)利要求11-13中的任一項(xiàng)所述的定向鉆孔系統(tǒng)(1),其中，磨料顆粒(92)是磁性磨料顆粒(92),所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括井下再循環(huán)單元(50),所述井下再循環(huán)單元(50)用于將通過磨料射流噴嘴(17a)的磨料顆粒(92)再循環(huán)為與井眼底部(4a')的沖擊，所述井下再循環(huán)單元(50)包括一個(gè)或更多個(gè)磁體(51),所述一個(gè)或更多個(gè)磁體(51)布置為使得由此產(chǎn)生的一個(gè)或更多個(gè)磁場從所述與井眼底部(4a')的沖擊的下游的流(90)吸引磨料顆粒(92),并且以基本恒定的流量將再循環(huán)流(93)中被吸引的顆粒(92)輸送至混合段(52c),所21.根據(jù)權(quán)利要求11-13中的任一項(xiàng)所述的定向鉆孔系統(tǒng)(1),其包括一個(gè)或更多個(gè)傳感器(81,82),所述一個(gè)或更多個(gè)傳感器(81,82)包括以下一個(gè)或一個(gè)或更多個(gè)位置傳感器(82),其配置為并且布置在鉆頭上或鉆頭正上方，以向控制一個(gè)或更多個(gè)存在檢測傳感器(81),其布置在所述偏轉(zhuǎn)裝置的下游位置，所述一個(gè)或更多個(gè)存在檢測傳感器(81)配置為向控制單元提供指示所述位置處存在磨料顆粒(92)的提供指示所述井眼(4a)的加深的幾何方向的信號(hào)，所述控制單元配置為基于傳感器(81,82)的信號(hào)來控制顆粒偏轉(zhuǎn)裝置(23,24)的致動(dòng)822.根據(jù)權(quán)利要求21所述的定向鉆孔系統(tǒng)(1),其中，磨料顆粒(92)是磁性磨料顆粒系統(tǒng)(1)進(jìn)一步包括泥漿脈沖遙測單元，包括：-遙測控制單元，其配置為接收由一個(gè)或更多個(gè)所述傳感器(81)提供的一個(gè)或更多個(gè)所述信號(hào)，并且將這些信號(hào)編碼為具有預(yù)定定時(shí)和振幅的一系列脈沖，-可切換磁體，其布置為在第一通道和/或第二通道中產(chǎn)生磁場，所述可切換磁體配置為在激活期間，引起磁性磨料顆粒在所述第一通道(21)和/或第二通道(22)中局部積聚，從而在所述通道(21,22)內(nèi)產(chǎn)生壓力脈沖，并且所述可切換磁體在停用時(shí)，停止引起所述局部其中，所述遙測控制單元配置為控制可切換磁體的激活和停用，以使可切換磁體重復(fù)產(chǎn)生所述壓力脈沖，以形成一系列壓力脈沖，所述一系列壓力脈沖的定時(shí)和振幅對(duì)應(yīng)于所述編碼的一系列脈沖。23.一種可轉(zhuǎn)向接頭(20),其用于定向鉆孔系統(tǒng)，所述可轉(zhuǎn)向接頭(20)的井下端部能夠連接至系統(tǒng)(1)的鉆頭(10),并且所述可轉(zhuǎn)向接頭(20)的另一端部能夠連接至系統(tǒng)(1)的管狀鉆柱(40),所述可轉(zhuǎn)向接頭(20)包括：-接頭流體入口(20i),其通過管狀鉆柱(40)能夠流體連接至供應(yīng)通道，以在接頭(20)連接至鉆柱(40)時(shí)從供應(yīng)通道接收來自供應(yīng)通道的與磨料顆粒(92)混合的鉆井液(91)的流(90),以及-接頭流體出口(20o),其能夠流體連接至鉆頭流體入口(10i),以在接頭(20)連接至鉆頭(10)時(shí)使所述流(90)通過鉆頭，-調(diào)節(jié)單元，其配置為沿著從供應(yīng)通道接收的流(90)的流部分引起磨料顆粒(92)的濃度的變化，所述調(diào)節(jié)單元流體連接至下游的接頭流體入口(20i),所述調(diào)節(jié)單元包括：-具有對(duì)與磨料顆粒(92)混合的鉆井液(91)的第一流動(dòng)阻力的第一通道(21)、第一入口(21i)以及流體連接至接頭流體出口(20o)的第一出口(21o),-具有對(duì)與磨料顆粒(92)混合的鉆井液(91)的第二流動(dòng)阻力的平行于第一通道(21)布置的第二通道(22)、第二入口(22i)以及流體連接至接頭流體出口(20o)的第二出口(22o),-顆粒偏轉(zhuǎn)裝置(23,24),其布置在接頭流體入口(20i)與第一入口(21i)和第二入口(22i)之間的沿著流(90)的位置處，所述顆粒偏轉(zhuǎn)裝置(23,24)包括能夠連接至控制單元的一個(gè)或更多個(gè)致動(dòng)器(23m,24m),其中，顆粒偏轉(zhuǎn)裝置(23,24)配置為周期性地，-在第一時(shí)間段內(nèi)，將通過接頭流體入口(20i)從供應(yīng)通道接收的所有磨料顆粒(92)的第一大部分(92m1)偏轉(zhuǎn)到第一入口(21i)中，以及-在第一時(shí)間段之后的第二時(shí)間段內(nèi)，將通過接頭流體入口(20i)從供應(yīng)通道接收的流(90)中的所有磨料顆粒(92)的第二大部分(92m2)偏轉(zhuǎn)到第二入口(22i)中，其中，第一通道(21)和第二通道(22)構(gòu)造為使得第一流動(dòng)阻力和第二流動(dòng)阻力之間的差導(dǎo)致通過所述第一通道(21)的磨料顆粒(92)的所述第一大部分(92m1)與通過所述第二通道(22)的磨料顆粒(92)的所述第二大部分(92m2)之間的速度差，其中，所述速度差使得在第一出口(21o)和第二出口(22o)下游的組合段中，第一大部分(92m1)和第二大部分(92m2)與分別在第一時(shí)間段和第二時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第一通道(21)和9顆粒(92)與分別在第二時(shí)間段和第一時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第一通道(21)和第二通道(22)的任何-具有對(duì)與磨料顆粒(92)混合的鉆井液(91)的第一流動(dòng)阻力的第一通道(21)、第一入-具有對(duì)與磨料顆粒(92)混合的鉆井液(91)的第二流動(dòng)阻力的平行于第一通道(21)布-顆粒偏轉(zhuǎn)裝置(23,24),其布置在第一入口(21i)和第二入口(22i)正上游的沿著流(90)的位置處，所述顆粒偏轉(zhuǎn)裝置(23,24)包括連接至或能夠連接至控制單元的一個(gè)或更-在第一時(shí)間段內(nèi)，將通過所述位置的流(90)的所有磨料顆粒(92)的第一大部分-在第一時(shí)間段之后的第二時(shí)間段內(nèi)，將通過所述位置的流(90)中的所有磨料顆粒其中，第一通道(21)和第二通道(22)構(gòu)造為使得第一流動(dòng)阻力和第二流動(dòng)阻力之間的差導(dǎo)致通過所述第一通道(21)的磨料顆粒(92)的所述第一大部分(92m1)與通過所述第二分(92m1)和第二大部分(92m2)與分別在第一第二入口(22i)的任何所述鉆井液(91)一起組合成所述流部分之一，并且未偏轉(zhuǎn)的少量磨料顆粒(92)與分別在第二時(shí)間段和第一時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第一通道(21)和第二通道(22)的任技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及鉆入物體的領(lǐng)域，尤其是鉆入土層，例如地下土層。具體地，本發(fā)明提供一種井眼的定向機(jī)械鉆入所述物體的方法和系統(tǒng)。背景技術(shù)[0002]定向機(jī)械鉆孔涉及大概彎曲地鉆入所述物體，從而在其中產(chǎn)生彎曲的井眼段。這使得能夠利用一個(gè)或更多個(gè)彎曲的段在所述物體中建立井眼軌跡，例如，所述一個(gè)或更多個(gè)彎曲的段通過直線的井眼段毗連，這樣的結(jié)果是彼此成角度地延伸。在地下土層中產(chǎn)生具有此類彎曲軌跡的井眼的能力允許在實(shí)踐中例如以非豎直方向(例如，以傾斜或者甚至水平方向)鉆入地下儲(chǔ)層。為了定向鉆孔，使用能夠按照預(yù)期的方向移除井眼的端部的材料的鉆孔設(shè)備，所述方向相對(duì)于井眼的正前方方向傾斜。在一定的井眼長度上連續(xù)進(jìn)行定向鉆孔會(huì)產(chǎn)生相切的或彎曲的預(yù)定井眼軌跡。[0003]在定向鉆孔過程中，精細(xì)地控制鉆孔方向，以建立預(yù)期的彎曲軌跡。在實(shí)踐中，為用于地下土層的大多數(shù)定向鉆機(jī)提供要遵循的井道，所述井道由工程師和地質(zhì)學(xué)家在鉆孔開始前預(yù)先確定。當(dāng)定向鉆機(jī)開始鉆孔過程時(shí)，使用井下儀器進(jìn)行定期測量以提供測量數(shù)據(jù)，例如井身的傾角和方位角。在臨界角度和方向變化期間，邊鉆孔邊測量的工具(measurement-while-d時(shí)調(diào)整的持續(xù)更新測量。這一數(shù)據(jù)表明井是否遵循計(jì)劃的路徑以及鉆孔組件的方向是否導(dǎo)致井按計(jì)劃偏離。[0004]在一些常規(guī)鉆孔工藝中，在鉆完直線的豎直井眼段后，首先要拉動(dòng)鉆柱，以用專門的定向鉆孔BHA代替用于直線鉆孔的底部鉆具組合(bottomholeassembly,BHA)。在定向鉆孔直至完成彎曲的段后，如果要從彎曲的段的端部重新開始直線鉆孔，則再次互換直線[0005]用于定向鉆孔的常見鉆孔設(shè)備包括彎曲接頭、井下動(dòng)力鉆具和旋轉(zhuǎn)式密封件。使用這種設(shè)備時(shí)，在鉆井眼的彎曲段時(shí)，只有鉆柱的井下部分旋轉(zhuǎn)——由單獨(dú)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。不旋轉(zhuǎn)的鉆柱在其中進(jìn)一步滑入孔中。在這些鉆孔工藝中，帶彎曲接頭的同一BHA用于直線的井眼段和彎曲的井眼段兩者。鉆直線段時(shí)，鉆柱隨著鉆頭一起旋轉(zhuǎn)。[0006]除了別的之外，為了避免必要的BHA互換和/或鉆柱在鉆孔中滑動(dòng)，較新的設(shè)備包括旋轉(zhuǎn)引導(dǎo)系統(tǒng)(rotarysteerablesystem,RSS),所述系統(tǒng)在鉆彎曲的井眼段時(shí)能夠在整個(gè)鉆柱旋轉(zhuǎn)的同時(shí)運(yùn)行。這些系統(tǒng)將鉆頭指向預(yù)期的、相對(duì)于正前方井眼方向傾斜的鉆孔方向，或者通過可膨脹止推墊將鉆頭推向預(yù)期的鉆孔方向。可以通過鉆頭的側(cè)向切削能力——例如，除了前端刀具外，在常規(guī)聚晶金剛石復(fù)合片(polycrystallinediamondcompact,PDC)鉆頭的側(cè)面使用刀具來實(shí)現(xiàn)井眼在預(yù)期方向上的偏離。[0007]當(dāng)使用形成圓柱形側(cè)壁、鉆面和周向延伸的軌距角的類型的鉆頭時(shí)，通常通過使旋轉(zhuǎn)鉆孔設(shè)備在鉆頭每次旋轉(zhuǎn)期間在井眼底部的選定角扇區(qū)上移除井眼底部處的預(yù)定的不同數(shù)量的軌距角材料來實(shí)現(xiàn)定向鉆孔。其中，在預(yù)期的、相對(duì)傾斜的鉆孔方向上，在角扇11區(qū)中移除的材料量比在井眼底部的其余角扇區(qū)中移除的材料量要少。因此，前角扇區(qū)對(duì)鉆頭施加的輕微側(cè)向力迫使鉆頭朝向預(yù)期方向。當(dāng)在一定的井眼長度上連續(xù)應(yīng)用這種技術(shù)時(shí)，會(huì)在這一井眼長度上產(chǎn)生彎曲的井眼段，其半徑取決于井眼底部的角扇區(qū)處的移除量之間的差異。[0008]其中，可以通過有目的地控制通過鉆頭中的噴口的鉆井液的流量來實(shí)現(xiàn)井眼底部的角扇區(qū)處移除的材料量之間的差異，在每次旋轉(zhuǎn)期間改變這一流量，以在角扇區(qū)處的鉆頭的有效性之間產(chǎn)生差異。[0009]為了實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆井液流量的這種控制，US4637479建議在鉆頭旋轉(zhuǎn)時(shí)順序地打開和關(guān)閉鉆頭中的噴口。在帶有鉆頭的鉆柱旋轉(zhuǎn)期間，在預(yù)期的鉆孔方向的井眼一側(cè)，通過井眼底部的預(yù)定角扇區(qū)外的噴嘴始終能夠進(jìn)行流體連通，同時(shí)在所述角扇區(qū)內(nèi)堵塞流體連通。因此，噴口僅在所述角扇區(qū)外工作，從而改善鉆頭在所述扇區(qū)內(nèi)的切削——并且從而鉆頭在預(yù)期方向上的路徑偏離——朝向所述角扇區(qū)。[0010]對(duì)于牙輪鉆頭，US4211292建議將噴嘴之一延伸至通常由帶有流體噴射噴嘴的傳統(tǒng)清洗噴嘴所占據(jù)的位置。這種延伸的射流噴嘴將加壓流體噴射到被鉆的井眼的軌距角上。僅在每個(gè)鉆頭旋轉(zhuǎn)的預(yù)定部分間隔期間將加壓流體選擇性地引導(dǎo)至流體噴射噴嘴，以增加井眼的選定角扇區(qū)外的井眼底部的切削并且使井眼朝向所述角扇區(qū)偏離。[0011]GB2284837公開了一種牙輪鉆頭，牙輪之間有三個(gè)噴嘴，其中一個(gè)噴嘴適于將鉆井液的流體引導(dǎo)至鉆頭面的角部，以使所述流體相對(duì)于鉆頭不對(duì)稱。鉆井液的流量是脈沖的，并且與適配噴嘴的旋轉(zhuǎn)頻率同步。因此，當(dāng)適配噴嘴成方位角定向——也就是說，以相對(duì)于在井眼底部沿中心穿過井眼的切向定向的軸線的角度位置——在井眼的選定角扇區(qū)外時(shí)，流體流量較高，而對(duì)于鉆頭旋轉(zhuǎn)的剩余部分流量——使鉆頭的路徑朝向選定角扇區(qū)偏離，流體流量較低。[0012]用于直線鉆孔和定向鉆孔的特定系統(tǒng)使用與鉆井液混合的磨料顆粒來去除井眼端部的材料。這種系統(tǒng)包括射流裝置，用于產(chǎn)生混合物的磨料射流并且通過侵蝕力將所述射流噴射到與井眼底部的沖擊區(qū)域內(nèi)的物體的沖擊中，尤其是在井眼的軌距角處，從而(進(jìn)一步)侵蝕沖擊區(qū)域中的物體。鉆柱中設(shè)置有縱向通道，用于將包括磨料顆粒的鉆井液混合物輸送至鉆頭。[0013]可以使用這些系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)磨料射流的侵蝕力(例如，通過調(diào)節(jié)鉆頭旋轉(zhuǎn)時(shí)磨料顆粒的速度和/或其質(zhì)量流率)與鉆頭的旋轉(zhuǎn)速度同步來實(shí)現(xiàn)定向鉆孔。[0014]磨料射流可以與機(jī)械刀具結(jié)合使用，例如，除了清洗噴嘴外，還通過PDC或三錐鉆頭上的磨料射流噴嘴，由此通過切割和磨料射流兩者實(shí)現(xiàn)鉆孔。[0015]磨料射流尤其可以應(yīng)用于安裝在鉆柱下端部的專用磨料射流鉆頭中。這種鉆頭包括噴射裝置以及一個(gè)或更多個(gè)噴嘴，所述噴射裝置布置為在噴射方向上產(chǎn)生磨料射流而與沖擊區(qū)域內(nèi)的物體發(fā)生沖擊，所述一個(gè)或更多個(gè)噴嘴引導(dǎo)所述射流——所述鉆頭沒有機(jī)械[0016]在組合系統(tǒng)或?qū)Ｓ孟到y(tǒng)中應(yīng)用的磨料射流可以有利地包含磁性磨料顆粒，例如僅磁性顆粒。例如，這些顆?？梢跃哂袖撏璧男问?。磁性磨料顆粒的使用使得能夠通過利用作用于所述顆粒的磁場來改善對(duì)磨料顆粒的流量的控制。[0017]通常，這些顆粒是鐵磁性的(例如，馬氏體鋼)并且具有剩余磁化強(qiáng)度，特別是考慮到通過通常為鐵磁性的導(dǎo)管(例如，鉆管)的可運(yùn)輸性。[0018]通過磁性改善的控制(例如)有利地實(shí)現(xiàn)了磨料顆粒的井下再循環(huán)系統(tǒng)，其中，在磨料顆粒受到侵蝕性沖擊后，在鉆頭上方(例如，子鉆頭中)設(shè)置于鉆柱中的磁體從鉆井液和顆粒的混合物朝向表面的回流中捕獲顆粒，所述回流在鉆柱和井壁之間向上流動(dòng)。被捕獲后，磨料顆粒通過鉆柱沿著井下方向運(yùn)輸至混合位置，在所述混合位置，磨料顆粒與通過鉆柱從地面供應(yīng)的鉆井液和磨料顆粒的新鮮混合物重新混合。[0019]WO2008/119821公開了這樣一種再循環(huán)系統(tǒng)，為了捕獲和運(yùn)輸磨料顆粒，所述系統(tǒng)使用靜態(tài)磁體。這種磁體從磁體上側(cè)的回流中吸引磨料顆粒，然后這些磨料顆粒再次沿著鉆頭的方向在斜面上移動(dòng)，以隨后在混合室中與通過鉆柱供應(yīng)的鉆井液和磨料顆粒的新鮮混合物混合。[0020]磁場也可用于控制磨料顆粒的侵蝕力，例如通過磨料顆粒的速度和/或質(zhì)量流率，從而通過沿著沖擊區(qū)域選擇性地改變侵蝕力而用于實(shí)現(xiàn)其定向鉆孔和定向控制。[0021]現(xiàn)有技術(shù)公開了幾種用于沿著沖擊區(qū)域操縱磁性磨料顆粒的侵蝕力以進(jìn)行定向鉆孔的解決方案。[0022]WO2005/005767中公開的系統(tǒng)利用其用于磁性磨料顆粒的再循環(huán)系統(tǒng)的磁場來調(diào)節(jié)磨料射流的侵蝕力。其中，再循環(huán)系統(tǒng)的磁體布置為可旋轉(zhuǎn)的輸送機(jī)，吸引磨料顆粒在其上側(cè)被回收并且將這些磨料顆粒輸送至混合室。輸送機(jī)的可控驅(qū)動(dòng)裝置形式的調(diào)節(jié)裝置布置為與鉆頭的噴嘴的旋轉(zhuǎn)速度同步地調(diào)節(jié)再循環(huán)率，從而調(diào)節(jié)噴射裝置處磨料射流中的磨料顆粒的數(shù)量。因此，侵蝕力沿著井眼底部的角扇區(qū)變化。在這方面還參考了WO2005/[0023]這種現(xiàn)有技術(shù)的解決方案并不完全令人滿意，因?yàn)樗稣{(diào)節(jié)基于并且因此需要再循環(huán)系統(tǒng)的可旋轉(zhuǎn)磁性輸送機(jī)的存在。在井下維持旋轉(zhuǎn)磁場不僅會(huì)使用大量能量，而且對(duì)于需要在所述位置連續(xù)移動(dòng)的部件也是不利的，這會(huì)損害系統(tǒng)的魯棒性。鑒于后者，在使用磁性磨料顆粒的定向鉆孔系統(tǒng)中，通常將更優(yōu)選地使用WO2008/119821中公開的帶有靜態(tài)[0024]為了解決這個(gè)問題，US2012/0255792和US20130292181建議獨(dú)立于再循環(huán)系統(tǒng)來調(diào)節(jié)磨料顆粒的侵蝕力。所公開的系統(tǒng)在向噴嘴供應(yīng)鉆井液的情況下調(diào)節(jié)混合物中的磁性磨料顆粒的濃度。[0025]通過在磁激活的顆粒收集表面上捕獲磁粒子，US2012/0255792的系統(tǒng)在帶有單個(gè)噴嘴的專用磨料噴射鉆頭中實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)。所述收集表面沿著鉆井液混合物通向鉆頭的通道布置。所述收集表面上的磁場被操縱為使得所述表面順序地從流體混合物中捕獲磁粒子并且將這些磁粒子釋放到流體混合物中。噴嘴以選定的旋轉(zhuǎn)頻率旋轉(zhuǎn)，并且通過在收集表面捕獲和釋放顆粒的方式對(duì)供應(yīng)濃度的所述調(diào)節(jié)以等于所述旋轉(zhuǎn)頻率或所述旋轉(zhuǎn)頻率的整數(shù)部分的調(diào)節(jié)頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，單個(gè)射流噴嘴可以在井眼中的特定角度位置選擇性地噴射減少或增加的磨料顆粒噴射濃度。[0026]然而，這個(gè)解決方案結(jié)果也不令人滿意。磁性磨料顆粒通常以較高的速度移動(dòng)，尤其是遠(yuǎn)高于2m/s的速度，因此在用于捕獲顆粒的這種情況下，系統(tǒng)仍然需要高能量供應(yīng)。此外，捕獲顆粒需要較長的相互作用長度。[0027]US20130292181的系統(tǒng)提供了替代解決方案，包括鉆頭中的多個(gè)噴嘴。磁性磨料顆粒通過受控磁體或其他方式進(jìn)行地球同步轉(zhuǎn)移，特別是通過沿著鉆頭的每次旋轉(zhuǎn)來順序地使每個(gè)噴嘴的供應(yīng)通道和地球同步導(dǎo)流器的出口對(duì)準(zhǔn)。[0028]這一解決方案具有與US2012/0255792類似的缺點(diǎn)。當(dāng)鉆頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，為了使導(dǎo)流是地球同步的，必須為導(dǎo)流器補(bǔ)償帶有噴嘴的鉆頭的旋轉(zhuǎn)。這需要軸承和旋轉(zhuǎn)管內(nèi)的高級(jí)控制機(jī)構(gòu)。此外，旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償所需的能量仍然不利地需要高能量供應(yīng)。[0029]綜上所述，為了實(shí)現(xiàn)用于定向鉆孔的鉆井液(例如，與磨料顆粒混合的鉆井液，例如磁性磨料顆粒)的受控流動(dòng)，目前已知的技術(shù)因此需要對(duì)傳統(tǒng)鉆頭進(jìn)行大量修改，例如噴嘴修改(例如US4211292、GB2284837)或?qū)嵤┬D(zhuǎn)式密封件和/或軸承(例如US4637479、US2012/025792、US20130292181),和/或井下部件的不期望的高能量需求(例如WO2005/[0030]修改是不期望的，因?yàn)檫@減少了鉆機(jī)對(duì)鉆頭的選擇并且要求在井眼軌跡的直線部分也使用這種鉆頭。此外，修改傳統(tǒng)鉆頭中的噴嘴將降低整體鉆孔性能，堵塞噴嘴(例如US4637479、US4211292)也將降低整體鉆孔性能。旋轉(zhuǎn)式密封件和軸承容易損壞，因此在井下部件中不是理想的選擇。在井下使用主動(dòng)移動(dòng)部件，尤其是旋轉(zhuǎn)部件都不是首選，因?yàn)檫@會(huì)使系統(tǒng)更加脆弱(例如WO2005/05766,US20130292181)。[0031]井下部件的高能量需求需要井下電源，例如，以電池或井下發(fā)電機(jī)的形式。考慮到惡劣的井下環(huán)境，這對(duì)任何系統(tǒng)來說都是棘手的復(fù)雜問題。發(fā)明內(nèi)容[0032]本發(fā)明的第一目的是為目前已知的定向鉆孔系統(tǒng)和方法提供至少一種替代方案。[0033]本發(fā)明的第二目的是在用于定向鉆孔的鉆井液流體中提供磨料顆粒(例如，磁性磨料顆粒)的受控流動(dòng)，其形成目前已知系統(tǒng)和方法的合適替代方案。[0034]本發(fā)明的第三目的是提供用于在定向鉆孔的鉆井液流體中建立磨料顆粒(例如，磁性磨料顆粒)的受控流動(dòng)的系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)和方法比目前已知的系統(tǒng)和方法更穩(wěn)[0035]本發(fā)明的第四目的是提供用于在定向鉆孔的鉆井液流體中建立磁性磨料顆粒的受控流動(dòng)的系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)和方法涉及比目前已知的系統(tǒng)和方法更低的井下能量供應(yīng)。[0036]為此，在第一方面，本發(fā)明提供根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法和根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)。[0037]根據(jù)本發(fā)明的定向鉆井眼的方法包括：[0038]-提供鉆頭，所述鉆頭連接至鉆柱的下端部并且包括：[0039]-鉆頭面，其在使用過程中面向井眼底部，[0040]-一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴，其配置為用于將與磨料顆?；旌系你@井液的流引導(dǎo)成以磨料射流的形式的與井眼底部的沖擊，磨料射流噴嘴如果為復(fù)數(shù)，則布置在不同的相鄰方位角位置處，[0041]-鉆頭的鉆頭流體入口和所述一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴之間的中間空間，[0042]一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴的每一個(gè)具有用于與所述中間空間流體連通的噴嘴入口，每個(gè)噴嘴入口從所述中間空間延伸；[0043]-在所述鉆頭流體入口的上游，使與磨料顆?；旌系你@井液的流以基本恒定的供應(yīng)速度通過具有供應(yīng)通道出口的供應(yīng)通道，[0044]-同時(shí)，以旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)鉆頭，從而旋轉(zhuǎn)一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴，同時(shí)通過供應(yīng)通道出口和鉆頭流體入口而使與磨料顆?；旌系你@井液的所述流連續(xù)通過中間空間、一個(gè)或更多個(gè)噴嘴入口以及一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴，以與井眼底部沖擊，從而加深井眼；[0045]-在鉆頭旋轉(zhuǎn)，同時(shí)使與磨料顆?；旌系你@井液的流通過期間，使所述磨料顆粒的濃度沿著流經(jīng)鉆頭的磨料射流噴嘴的所述流的后續(xù)流部分變化，以使磨料顆粒的濃度交替地在第一流部分中較高而在隨后的第二流部分中較低。[0046]根據(jù)本發(fā)明，使與磨料顆?；旌系你@井液的流中的磨料顆粒的濃度變化包括：[0047]-在所述鉆頭流體入口的上游，隨后使所述流從供應(yīng)通道出口平行地通過第一通道和第二通道而分別到達(dá)第一出口和第二出口，并且從第一出口和第二出口交替地進(jìn)入鉆頭流體入口，[0048]-在第一時(shí)間段內(nèi)，使流經(jīng)供應(yīng)通道出口的流中的所有磨料顆粒的大部分偏轉(zhuǎn)到[0049]第一時(shí)間段之后的第二時(shí)間段內(nèi)，使流經(jīng)所述供應(yīng)通道出口的流中的所有磨料顆粒的大部分不偏轉(zhuǎn)到第一通道中，并且[0050]-隨后使所述流從第一出口和第二出口進(jìn)入所述一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴，[0051]其中，在所述第一通道中對(duì)與磨料顆?；旌系乃鲢@井液的流動(dòng)阻力與在所述第二通道中對(duì)與磨料顆粒混合的所述鉆井液的流動(dòng)阻力之間的差導(dǎo)致與磨料顆?；旌系乃鲢@井液流過所述第一通道時(shí)的第一速度和與磨料顆?；旌系乃鲢@井液流過所述第二通道時(shí)的第二速度之間的差，[0052]其中，所述第一速度和第二速度之間的所述差使得在第一出口和第二出口的下[0053]在第一時(shí)間段內(nèi)偏轉(zhuǎn)到第一通道中的大部分和在第二時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第二通道的磨料顆粒，與分別在第一時(shí)間段和第二時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第一通道和第二通道的所述鉆井液一起組合以形成第一流部分，并且[0054]第二時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第一通道的磨料顆粒和第二時(shí)間段后的第一時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第二通道的磨料顆粒與分別在第二時(shí)間段內(nèi)和第二時(shí)間段后的第一時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第一通道和第二通道的鉆井液一起形成第二流部分。[0055]根據(jù)要求保護(hù)的發(fā)明，鉆井液的流被分割成兩個(gè)子流。通過第一通道的第一子流和通過第二通道的第二子流。第一通道和第二通道具有不同的流動(dòng)阻力，由此子流中的一個(gè)比另一個(gè)子流通過相應(yīng)通道的時(shí)間更長。此外，在時(shí)間間隔內(nèi)，鉆井液的流中的顆粒在第一子通道和第二子通道的入口處偏轉(zhuǎn)到第一子流中。因此，在第一時(shí)間段內(nèi)，第一子流中的顆粒的濃度增加，而第二子流中的顆粒的濃度降低。在隨后的第二時(shí)間段內(nèi)，顆粒不偏轉(zhuǎn)到第一通道中。這樣，每個(gè)子流設(shè)置有與具有低顆粒濃度的流部分交替的具有高顆粒濃度的流部分。[0056]第一時(shí)間段和第二時(shí)間段以及第一子通道和第二子通道的長度配置為使得當(dāng)子流在第一通道和第二通道的出口處重新組合成單個(gè)流時(shí)，第一子流的具有高顆粒濃度的流部分至少部分地，優(yōu)選基本上完全地，與第二子流的具有高顆粒濃度的流部分重疊。因此，由第一子流和第二子流的組合產(chǎn)生的單個(gè)流還包括與具有高顆粒濃度的流部分交替的具有低顆粒濃度的流部分，其中，高顆粒濃度大于被分成兩個(gè)子流之前的流中的顆粒濃度，而低顆粒濃度小于被分成兩個(gè)子流之前的流中的顆粒濃度。[0057]此外，偏轉(zhuǎn)被定時(shí)為使得磨料顆粒濃度的增加與鉆頭的旋轉(zhuǎn)同步。更具體地說，當(dāng)一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴(更具體地說，通過所述一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴的流)被朝向井眼的一部分(更具體地說，井眼底部)引導(dǎo)時(shí)，偏轉(zhuǎn)被定時(shí)為使得濃度增加的磨料顆粒流過一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴，這需要增強(qiáng)的侵蝕力來生成鉆孔方向的偏轉(zhuǎn)并且因此生第二子流中的顆粒濃度，而不偏轉(zhuǎn)到第一通道中，從而降低第一子流中的顆粒濃度。[0058]因此，根據(jù)本發(fā)明，通過使包括磨料顆粒的鉆井液通過具有不同流動(dòng)阻力的兩個(gè)通道并且通過控制大部分磨料顆粒周期性通過所述兩個(gè)通道中的一個(gè)，優(yōu)選地，通過控制大部分磨料顆粒交替地通過第一通道和第二通道，產(chǎn)生具有交替高濃度和低濃度磨料顆粒的流部分。[0059]在根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施方案中，使與磨料顆粒混合的鉆井液的流中的磨料顆粒的濃度變化包括：[0060]-在第一時(shí)間段內(nèi)，使通過供應(yīng)通道出口的流中的所有磨料顆粒的第一大部分偏[0061]-在第一時(shí)間段之后的第二時(shí)間段內(nèi)，使通過所述供應(yīng)通道出口的流中的所有磨料顆粒的第二大部分偏轉(zhuǎn)到第二通道中，并且[0062]-隨后使所述流從第一出口和第二出口進(jìn)入所述磨料射流噴嘴。[0063]其中，第一速度和第二速度之間的差使得在第一出口和第二出口的下游，在第一時(shí)間段內(nèi)偏轉(zhuǎn)到第一通道中和在第二時(shí)間段內(nèi)偏轉(zhuǎn)到第二通道中的第一大部分和第二大部分，與分別在第一時(shí)間段和第二時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第一通道和第二通道的所述鉆井液一起組合以形成第一流部分。未被偏轉(zhuǎn)的少量磨料顆粒與分別在第二時(shí)間段和第一時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第一通道和第二通道的鉆井液一起形成第二流部分。[0064]因此，根據(jù)本發(fā)明的這一實(shí)施方案，通過控制大部分磨料顆粒故意交替通過具有不同流動(dòng)阻力的兩個(gè)通道，產(chǎn)生具有交替高濃度和低濃度磨料顆粒的流部分，由此兩個(gè)通道中的兩個(gè)隨后通過通道的大部分產(chǎn)生的速度差使它們?cè)谕ǖ莱隹诘南掠蜗嘤?。然后，組合的兩個(gè)大部分在高濃度流部分內(nèi)形成磨料顆粒的高濃度脈沖。兩個(gè)通道中的未故意進(jìn)入兩個(gè)通道的隨后通過的剩余少量顆粒在通道出口的下游組合成低濃度流部分內(nèi)的低濃度脈沖。這樣，在通道下游持續(xù)到達(dá)鉆頭的磨料噴嘴的流中，高濃度流部分和低濃度流部分彼此交替。[0065]在本發(fā)明的方法中，脈沖的產(chǎn)生基于以下原理：假設(shè)兩個(gè)通道上的壓降相等，相對(duì)于在第二時(shí)間段隨后釋放到第二通道中的磨料顆粒，在第一時(shí)間段釋放到第一通道中的磨料顆粒的起始位置在由于后面的磨料顆粒的較大速度而得到補(bǔ)償?shù)牡谝煌ǖ篮偷诙ǖ赖囊欢ㄩL度之后。從而使穿過第一通道和第二通道的兩個(gè)流部分再次在通道下游合并成以單一速度移動(dòng)的單一流，因此合并隨后在所述單一流中釋放到第一通道和第二通道中的磨料顆粒，以作為高濃度流部分中的單一脈沖一起流動(dòng)至鉆頭，并流入噴嘴。[0066]通過采用這一工作原理，本發(fā)明提供了采用其他工作原理的已知系統(tǒng)的替代方[0067]設(shè)想了實(shí)施方案，其中偏轉(zhuǎn)受到控制，以使流過鉆頭的流包括具有多于兩個(gè)磨料顆粒濃度水平的流部分。例如，具有高濃度的第一流部分、具有低濃度的第二流部分以及具有第一流部分和第二流部分的濃度中間的濃度的第三流部分。例如，隨后重復(fù)產(chǎn)生第一流部分、第三流部分、第二流部分和第三流部分可能導(dǎo)致流過鉆頭的磨料顆粒的濃度更接近正弦波。在實(shí)施方案中，偏轉(zhuǎn)到第一通道中的時(shí)間段、不偏轉(zhuǎn)到任何通道中的時(shí)間段以及偏轉(zhuǎn)到第二通道中的時(shí)間段應(yīng)用于產(chǎn)生第一流部分、第二流部分和第三流部分。[0068]交替鉆井液和磨料顆粒的流中的顆粒濃度可以重復(fù)多次，例如在定向鉆孔作業(yè)期間連續(xù)進(jìn)行，以交替鉆頭旋轉(zhuǎn)時(shí)流過鉆頭的流中的顆粒濃度。[0069]由于本發(fā)明提供了鉆頭上游——并且因此噴嘴的上游——產(chǎn)生的高濃度磨料顆粒的脈沖，因此本發(fā)明有利地不需要對(duì)其鉆頭或噴嘴進(jìn)行重大修改，也不涉及噴嘴的任何堵塞。此外，可以降低鉆機(jī)的鉆頭的選擇對(duì)引導(dǎo)顆粒的方法的依賴性，并且總體鉆孔性能保持在較高水平。[0070]與目前已知的解決方案相比，鉆頭的上游——并且因此噴嘴的上游——產(chǎn)生的脈沖進(jìn)一步使得用于這一目的的能量消耗部件位于更遠(yuǎn)離井眼底部的位置，并且涉及較少的運(yùn)動(dòng)——尤其是旋轉(zhuǎn)——部件和促進(jìn)這一運(yùn)動(dòng)的部件。這可以降低井下系統(tǒng)的整體脆弱[0071]根據(jù)本發(fā)明，鉆頭可以是機(jī)械鉆頭，例如PDC鉆頭包括鉆頭面上的一個(gè)或更多個(gè)清洗噴嘴。其中，所述鉆頭的所述旋轉(zhuǎn)涉及，在磨料流通過磨料射流噴嘴之后，通過所述機(jī)械鉆頭，尤其是通過布置于鉆頭面的機(jī)械刀具，對(duì)井眼底部進(jìn)行機(jī)械切割以加深井眼。鉆頭也可以是磨料噴射鉆頭，沒有任何清洗噴嘴。水平方向上延伸井眼。[0073]以鉆井液內(nèi)交替的高濃度部分和低濃度部分形式出現(xiàn)的磨料顆粒濃度的變化可以有利地沿著井眼底部的角扇區(qū)一致地產(chǎn)生，當(dāng)鉆頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，這些角扇區(qū)受到流部分內(nèi)的磨料顆粒的沖擊。通過將這些高濃度流部分通過磨料射流噴嘴的時(shí)間調(diào)整為鉆頭的旋轉(zhuǎn)速度，并且因此調(diào)整為磨料射流噴嘴的旋轉(zhuǎn)速度，可以實(shí)現(xiàn)高濃度流部分與井眼底部的特定角扇區(qū)沖擊，也就是說，所述高濃度流部分在被導(dǎo)向井眼的特定角扇區(qū)時(shí)通過磨料射流噴嘴，并且可以實(shí)現(xiàn)低濃度流部分與井眼底部的另一角扇區(qū)沖擊，也就是說，所述低濃度流部分在被導(dǎo)向其它角扇區(qū)時(shí)通過磨料射流噴嘴。所述調(diào)整意味著頻率被設(shè)置為與鉆頭每時(shí)間單位的旋轉(zhuǎn)次數(shù)相對(duì)應(yīng)，或者是鉆頭每時(shí)間單位旋轉(zhuǎn)次數(shù)的整數(shù)部分。[0074]在采用這一原理的方法的實(shí)施方案中，第一流部分和第二流部分以與鉆頭的旋轉(zhuǎn)速度同步的定時(shí)通過一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴。當(dāng)磨料射流噴嘴被導(dǎo)向井眼底部的選定角扇區(qū)時(shí)，第一流部分通過所述磨料射流噴嘴，而當(dāng)一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴不被導(dǎo)向井眼底部的選定角扇區(qū)時(shí)，第二流部分通過所述磨料射流噴嘴。[0075]本發(fā)明進(jìn)一步提供一種定向鉆孔系統(tǒng)，其用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法的。[0076]在這種定向鉆孔系統(tǒng)的實(shí)施方案中，所述定向鉆孔系統(tǒng)用于在物體中利用井眼底部來定向鉆井眼，所述物體例如是土層，例如是地下土層，所述定向鉆孔系統(tǒng)可以連接至管狀鉆柱，所述定向鉆孔系統(tǒng)包括鉆頭和接頭。[0080]-一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴，其配置為用于將與磨料顆?；旌系你@井液的流噴射成以磨料射流的形式的與井眼底部的沖擊，一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴如果為復(fù)數(shù)，則布置在不同的方位角位置處，以及[0081]-鉆頭流體入口和所述一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴之間的中間空間，所述一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴的每一個(gè)具有用于與所述中間空間流體連通的噴嘴入口，所述噴嘴入口的每一個(gè)從所述中間空間延伸。[0082]所述接頭的井下端部連接至或可以連接至鉆頭，例如以能夠隨著鉆頭一起旋轉(zhuǎn)，并且所述接頭的另一端部連接至管狀鉆柱。所述接頭包括：[0083]-接頭流體入口，其通過鉆柱可以流體連接至供應(yīng)通道，以在系統(tǒng)連接至鉆柱時(shí)從所述供應(yīng)通道接收與磨料顆粒混合的鉆井液的流，以及[0084]-接頭流體出口，其流體連接或可以連接至鉆頭流體入口。[0085]根據(jù)本發(fā)明，所述接頭進(jìn)一步包括在其下游流體連接至接頭鉆頭入口的調(diào)節(jié)單元，所述調(diào)節(jié)單元配置為使磨料顆粒的濃度沿著從供應(yīng)通道接收的流的流部分發(fā)生變化，所述流部分隨后通過接頭鉆頭流體出口進(jìn)入鉆頭流體入口。[0087]-具有對(duì)與磨料顆?；旌系你@井液的第一流動(dòng)阻力的第一通道、第一入口以及流體連接至接頭鉆頭流體出口的第一出口，[0088]-具有對(duì)與磨料顆?；旌系你@井液的第二流動(dòng)阻力的平行于第一通道布置的第二通道、第二入口以及流體連接至接頭鉆頭流體出口的第二出口，[0089]-接頭鉆頭流體入口與第一入口和第二入口之間的顆粒偏轉(zhuǎn)裝置，所述顆粒偏轉(zhuǎn)裝置包括一個(gè)或更多個(gè)致動(dòng)器，并且連接至系統(tǒng)的控制單元，[0090]所述顆粒偏轉(zhuǎn)裝置配置為周期性地、優(yōu)選地基于從控制單元接收的控制信號(hào)，[0091]-在第一時(shí)間段內(nèi)，將通過接頭鉆頭流體入口從供應(yīng)通道接收的所有磨料顆粒的[0092]-在第一時(shí)間段之后的第二時(shí)間段內(nèi)，使通過接頭鉆頭流體入口從供應(yīng)通道接收的流中的所有磨料顆粒的大部分不偏轉(zhuǎn)到第一入口中。[0093]第一通道和第二通道構(gòu)造為使得第一流動(dòng)阻力和第二流動(dòng)阻力之間的差導(dǎo)致通過所述第一通道的與磨料顆?；旌系乃鲢@井液與通過所述第二通道的與磨料顆?；旌系乃鲢@井液之間的速度差。[0094]所述速度差使得在第一出口和第二出口下游的組合段中，在第一時(shí)間段內(nèi)偏轉(zhuǎn)到第一通道中的大部分和在第二時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第二通道的磨料顆粒，與分別在第一時(shí)間段和第二時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第一通道和第二通道的任何所述鉆井液一起組合成所述流部分之一，并且在第二時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第一通道的磨料顆粒和在第二時(shí)間段之后的第一時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第二通道的磨料顆粒，與分別在第二時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第一通道和在第二時(shí)間段之后的第一時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第二通道的任何鉆井液一起組合成所述流部分的隨后的一個(gè)。大部分磨料顆粒交替地通過第一通道和第二通道，產(chǎn)生磨料顆粒濃度交替高和低的流部間段和第二時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第一通道和第二通道的任何所述鉆井液一起組合成所述流部分磨料射流噴嘴的時(shí)間調(diào)整為鉆頭的旋轉(zhuǎn)速度，并且因此調(diào)整為磨料射流噴嘴的旋轉(zhuǎn)速度。所述控制單元配置為使得顆粒偏轉(zhuǎn)裝置接收到的所述控制單元的信號(hào)導(dǎo)致顆粒偏轉(zhuǎn)裝置的致動(dòng)器將顆粒的所述第一大部分和第二大部分偏轉(zhuǎn)到第一通道和第二通道中的時(shí)間段與鉆頭的旋轉(zhuǎn)速度同步，以使所述流部分的隨后的一個(gè)通過一個(gè)或更多個(gè)磨料射流噴嘴，同時(shí)磨料射流噴嘴與分別在第一時(shí)間段和第二時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第一通道和第二通道的任何是說，被鉆的彎曲的井眼段的內(nèi)彎和外彎之間的鉆孔速度差就越小，或者相反。因此，可以調(diào)整頻率以調(diào)節(jié)造孔差異。[0105]作為示例，如帶有一個(gè)噴嘴的純磨料射流鉆孔系統(tǒng)所需，到達(dá)鉆頭的流中的磨料顆粒的濃度可以是常數(shù)(即，100%的供應(yīng)磨料濃度),隨著時(shí)間的推移呈正弦變化。如果預(yù)期通過4%的造孔差異來實(shí)現(xiàn)所需的定向作用，即井眼一側(cè)的巖石去除率比孔的另一側(cè)快4%,則會(huì)調(diào)整轉(zhuǎn)向接頭，以產(chǎn)生恒定的100%磨料濃度并且具有疊加于其上的2%振幅的正弦振動(dòng)?；蛘?，每第二次鉆頭旋轉(zhuǎn)可以使用4%的振幅，或每第四次鉆頭旋轉(zhuǎn)可以使用8%的[0106]還可以設(shè)想，為了調(diào)節(jié)造孔差異，例如，可以在鉆頭的若干次旋轉(zhuǎn)的每次旋轉(zhuǎn)時(shí)噴射第一高濃度流部分和第二低濃度流部分，然后，沿著噴射的流部分的所述正弦變化對(duì)于若干次旋轉(zhuǎn)是停止的。在若干次旋轉(zhuǎn)期間執(zhí)行偏轉(zhuǎn)僅僅可以進(jìn)一步用于糾正或微調(diào)轉(zhuǎn)向動(dòng)[0107]可以進(jìn)一步通過調(diào)整大部分磨料顆粒的偏轉(zhuǎn)的上游的流中磨料顆粒的濃度來調(diào)整造孔差異。例如，在機(jī)械鉆孔的情況下，其中，持續(xù)的造孔作用可以來自機(jī)械巖石切割并且所有的轉(zhuǎn)向作用可以來自磨料射流中磨料顆粒的濃度變化，從而可以通過例如將供應(yīng)的磨料濃度降低4倍或者例如通過將磨料濃度波動(dòng)幅度降低4倍來將轉(zhuǎn)向作用減小例如4倍。如果控制單元(例如，井下控制單元)獲得磨料濃度隨時(shí)間變化的直接反饋，包括濃度差，控制單元可以自動(dòng)響應(yīng)從供應(yīng)通道供應(yīng)的流的磨料濃度中的任何變化。[0108]分別在第一時(shí)間段和第二時(shí)間段內(nèi)偏轉(zhuǎn)到第一通道和第二通道中的通過供應(yīng)通道出口的磨料顆粒的部分確定第一流部分和第二流部分之間的磨料顆粒的濃度差。由此，它確定井眼底部的選定的第一角扇區(qū)和第二角扇區(qū)中磨料射流的侵蝕力的差異，從而確定造孔差異。至少大部分顆粒應(yīng)在第一時(shí)間段內(nèi)偏轉(zhuǎn)到第一通道中，以實(shí)現(xiàn)濃度差。優(yōu)選地，大部分顆粒分別在第一時(shí)間段和第二時(shí)間段內(nèi)偏轉(zhuǎn)到第一通道和第二通道中，以實(shí)現(xiàn)濃度[0109]如果第一大部分顆粒和第二大部分顆粒分別在第一時(shí)間段和第二時(shí)間段內(nèi)偏轉(zhuǎn)到第一通道和第二通道中，則第一大部分和第二大部分包含分別在第一時(shí)間段和第二時(shí)間段內(nèi)從供應(yīng)通道接收的流中的至少50%并且最多100%的磨料顆粒，以便在第一出口和第二出口下游的隨后的流部分之間實(shí)現(xiàn)濃度變化。這意味著，高濃度流部分(也就是說，第一流部分)中的磨料顆粒濃度高于任何磨料的偏轉(zhuǎn)的上游的磨料顆粒濃度的100%,并且最多為200%,而低濃度流部分(也就是說，第二流部分)中的磨料顆粒濃度低于100%。[0110]在純磨料射流鉆孔的情況下，例如使用專用磨料噴射鉆頭，第一流部分和第二流部分之間的磨料顆粒的濃度差優(yōu)選遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于偏轉(zhuǎn)的上游的磨料顆粒濃度的200%,以便實(shí)現(xiàn)持續(xù)的向前鉆孔——因?yàn)榫鄣募由顑H通過磨料射流的侵蝕力來實(shí)現(xiàn)。這意味著，第一高濃度流部分中的濃度應(yīng)小于偏轉(zhuǎn)前的流中的濃度的200%,而第二低濃度流部分中的濃度應(yīng)大于0%。最終，第二流部分仍應(yīng)具有一定的侵蝕力，以形成井眼的內(nèi)彎。[0111]特別地，在純磨料射流鉆孔的情況下，可以通過低于偏轉(zhuǎn)的上游的磨料顆粒濃度50%的第一流部分和第二流部分之間的濃度差來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向動(dòng)作，例如，0%至40%,以實(shí)現(xiàn)內(nèi)彎和外彎之間的鉆孔速度的有利比率。在示例性轉(zhuǎn)向動(dòng)作中，濃度差大約為幾個(gè)百分點(diǎn)，例如2%-10%。例如，在濃度差為8%的情況下，這意味著第一流部分和第二流部分的濃度分別為104%和96%,并且大部分包含從供應(yīng)通道接收的流中的52%的磨料顆粒。例如，在且操作員可能希望第一流部分和第二流部分之間的濃度變化在10%左右。述值優(yōu)選盡可能接近200%,所述值在從供應(yīng)通道接收的磨料的偏轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)變?yōu)楸M可能接近100%。特別地，70%到100%的磨料顆粒偏轉(zhuǎn)到通道中，導(dǎo)致第一流部分和第二流部分之間的濃度差在80%到200%之間。在實(shí)際的實(shí)施方案中，大約80%的磨料顆粒被偏轉(zhuǎn)，由此第一流部分和第二流部分的濃度分別為從供應(yīng)通道接收的流的160%和40%,并且濃度差為彎曲半徑為5米、鉆頭半徑為5厘米的情況分別在第一時(shí)間段和第二時(shí)間段內(nèi)交替地朝著第一通道和第二通道運(yùn)動(dòng)，例如滑動(dòng)或樞[0118]在采用機(jī)械偏轉(zhuǎn)裝置的實(shí)施方案中，第一和/或第二入口可以相對(duì)于供應(yīng)通道出[0119]在一個(gè)實(shí)施方案中，第一和/或第二通道在它們的入口端處被可移動(dòng)地支撐，并且顆粒偏轉(zhuǎn)裝置包括顆粒集中裝置，其布置在至少第一入口的正上游，并且在供應(yīng)通道出口和通道入口之間。所述集中裝置使從供應(yīng)通道接收的顆粒偏轉(zhuǎn)，以使磨料顆粒在其出口的第一截面部分中的供應(yīng)濃度比在所述出口的第二截面部分中更高。所述集中裝置可以利用篩子或過濾器和/或磁場，用于使顆粒朝著出口的第二截面部分偏轉(zhuǎn)。[0120]至少第一入口，可選地還有第二入口，相對(duì)于集中裝置的第一截面部分和第二截面部分的徑向相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致所述集中裝置出口的第一部分和第二部分的輪廓內(nèi)的相應(yīng)入口的截面部分減小或增大，由此相應(yīng)入口接收較高濃度或較低濃度的顆粒。在一個(gè)示例中，通過使至少第一入口相對(duì)于集中裝置出口的第一部分和第二部分徑向運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)相對(duì)徑向運(yùn)動(dòng)。在另一示例中，除了或替代通道入口的徑向運(yùn)動(dòng)，通過使集中裝置相對(duì)于至少第一入口徑向運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)徑向運(yùn)動(dòng)。[0121]在一個(gè)實(shí)施方案中，相對(duì)徑向運(yùn)動(dòng)通過偏轉(zhuǎn)裝置的致動(dòng)器機(jī)構(gòu)來主動(dòng)驅(qū)動(dòng)。[0122]集中裝置包括入口和出口，所述入口流體連接至供應(yīng)通道出口以用于從供應(yīng)通道接收與磨料顆?；旌系你@井液的流。集中裝置配置為將供應(yīng)流的大部分磨料顆粒偏轉(zhuǎn)至出口的第一部分，并且將少數(shù)磨料顆粒偏轉(zhuǎn)至出口的第二部分，從而使磨料顆粒的濃度(并且因此使流量)在出口的第一部分中較高而在出口的第二部分中較低。例如，這種集中裝置是[0123]在一個(gè)實(shí)施方案中，第一通道是可移動(dòng)的，以使其入口位于第一位置，在所述第一位置，所述第一通道在第一時(shí)間段內(nèi)至少部分徑向位于集中裝置的出口的第一部分的輪廓內(nèi)，例如與第一部分軸向?qū)R，以使第一入口接收高濃度的供應(yīng)流的磨料顆粒。第一通道進(jìn)一步可移動(dòng)，以在第二時(shí)間段內(nèi)，其入口處于第二位置，在所述第二位置，所述第一通道在第二時(shí)間段內(nèi)至少部分徑向位于集中裝置的出口的第一部分的輪廓之外，例如不與之軸向?qū)R，以使第一入口不接收或較少接收高濃度(并且因此高流量)的供應(yīng)流的磨料顆粒，從而接收較低濃度的磨料顆粒。例如，第一入口在第二時(shí)間段內(nèi)至少部分地處于集中裝置出口的截面的第二部分的輪廓內(nèi)的第二位置，以便接收較低濃度的供應(yīng)流的磨料顆粒。[0124]在一個(gè)實(shí)施方案中，第一通道或至少其入口端可以圍繞遠(yuǎn)離入口的徑向延伸軸線樞轉(zhuǎn)，以在第一位置和第二位置之間移動(dòng)第一入口。在一個(gè)實(shí)施方案中，第一通道可以在徑向上平移，以在第一位置和第二位置之間移動(dòng)第一入口。[0125]在實(shí)施方案中，類似于第一通道所述，第二通道可移動(dòng)，以在第一時(shí)間段內(nèi)接收低濃度的顆粒并且在第二時(shí)間段內(nèi)接收高濃度的顆粒。[0126]在一個(gè)示例中，第二通道可以與第一通道同時(shí)移動(dòng)，例如一起移動(dòng)，由此在第一入口的第二位置，第二入口在第二時(shí)間段內(nèi)至少部分地徑向位于集中裝置出口的截面的第一部分的輪廓內(nèi)，例如與第一部分軸向?qū)R。這樣的效果是，第一通道和第二通道交替地——在第一時(shí)間段和第二時(shí)間段內(nèi)——接收高濃度的供應(yīng)流的磨料顆粒。[0127]在替代性實(shí)施方案中，供應(yīng)通道(例如其下游部分，例如其出口，例如設(shè)置有集中器)可以相對(duì)于第一通道和第二通道移動(dòng)，用于將高濃度顆粒和低濃度顆粒交替地導(dǎo)入第[0128]在一個(gè)實(shí)施方案中，集中裝置出口的第一部分和第二部分是截面的相鄰部分——一部分不包圍另一部分。在另一實(shí)施方案中，集中裝置出口的第一部分被集中裝置出口的[0129]在集中裝置出口的第一部分被集中裝置出口的第二部分徑向同心地包圍的實(shí)施方案中，第一通道相應(yīng)地布置在第二通道內(nèi)，以使第一通道的入口被第二通道徑向包圍并且在第一通道的第一位置與第二通道同心。因此，在第一通道的第一位置，第一通道與集中裝置出口的第一部分軸向?qū)R。其中，偏轉(zhuǎn)裝置的致動(dòng)器機(jī)構(gòu)優(yōu)選地布置在第二通道中，并且配置為在其入口的第一位置和第二位置之間移動(dòng)第一通道，例如，配置為使第一通道圍繞軸向遠(yuǎn)離其入口(例如，靠近第一通道的出口)的徑向延伸的樞轉(zhuǎn)軸樞轉(zhuǎn)。因此，在第一通道入口的第二位置，第一通道偏心地布置在第二通道內(nèi)并且不與第一部分軸向?qū)R。第一通道的入口的至少較小部分(優(yōu)選地，根本沒有任何部分)在第一部分的輪廓內(nèi)，并且第一通道的入口的至少較大部分在集中裝置出口的第二截面部分的輪廓內(nèi)，以接收較低濃度的流的磨料顆粒。同時(shí)，在第一入口的第二位置，第一通道偏心地布置在第二通道內(nèi)，使得第二入口的至少較小部分位于第二部分的輪廓內(nèi)并且至少較大部分位于第一部分的輪廓內(nèi)——優(yōu)選地，在第一入口的第二位置，第一部分的輪廓被第二入口完全徑向覆蓋。在這個(gè)實(shí)施方案中，通過僅移動(dòng)第一通道，第一入口和第二入口都在其第一位置和第二位置之間[0130]設(shè)想了另一實(shí)施方案，其中顆粒集中裝置(例如，不是第一通道和第二通道)是可移動(dòng)的，以使出口的第一部分和第二部分相對(duì)于第一入口和第二入口徑向移動(dòng)到第一位置和其第二位置，在所述第一位置，第一入口在第一時(shí)間段內(nèi)至少部分地徑向位于第一部分的輪廓內(nèi)，在所述第二位置，第一入口在第二時(shí)間段內(nèi)至少部分地徑向位于第一部分的輪廓外，從而分別接收高濃度和低濃度的供應(yīng)流的磨料顆粒。[0131]在一個(gè)實(shí)施方案中，偏轉(zhuǎn)裝置的致動(dòng)器機(jī)構(gòu)(在這種情況下，配置為在第二通道內(nèi)移動(dòng)第一通道)布置在第二通道內(nèi)。在一個(gè)示例中，致動(dòng)器機(jī)構(gòu)包括述電機(jī)由控制單元控制，例如，如本文所述，所述控制單元直接或間接連接至第一通道和第二通道兩者，從而驅(qū)動(dòng)第一通道在第二通道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。致動(dòng)器機(jī)構(gòu)可以包括轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，以將電機(jī)的輸出運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為第一通道的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。[0132]例如，轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)包括纜索和固定至第一通道或第二通道的纜索引導(dǎo)器，纜索通過纜索引導(dǎo)器從電機(jī)延伸到第一通道。例如，電機(jī)是線性電機(jī)，所述線性電機(jī)的線性輸出運(yùn)動(dòng)在軸向方向上，并且纜索引導(dǎo)器引導(dǎo)纜索在徑向方向上接合第一通道，因此線性電機(jī)的操作使纜索在徑向方向上拉動(dòng)第一通道。轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括彈性元件，例如彈簧，所述彈簧在纜索接合第一通道的徑向位置正好相反的位置處或者在相同的徑向位置處作用于第一通道和第二通道之間，并且在一定的軸向距離處抵消纜索的拉動(dòng)作用。其中，第一通道優(yōu)選地可以圍繞軸向遠(yuǎn)離其入口(例如，靠近其出口或在其出口處)的徑向延伸的樞轉(zhuǎn)軸樞轉(zhuǎn)，致動(dòng)器機(jī)構(gòu)的纜索在第一入口處或靠近第一入口接合在第一通道上?；蛘?，第一通道可以在徑向方向上平移。[0133]在另一示例中，轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)包括聯(lián)接至電機(jī)的通道壁引導(dǎo)器和彈性元件，例如彈簧。在這種情況下，通道壁引導(dǎo)器與第一通道的外壁配合，用于將電機(jī)的輸出運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為第一通道的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。壁引導(dǎo)器和第一通道壁在軸向-徑向方向上的互補(bǔ)的斜面處接合，以使電機(jī)的軸向運(yùn)動(dòng)使斜面沿著彼此滑動(dòng)，從而誘導(dǎo)第一通道的徑向運(yùn)動(dòng)。彈性元件在同一位置或在正好相反的徑向位置處將第一通道和第二通道互連，纜索在所述徑向位置處與第一通道接合以抵消纜索的拉動(dòng)作用。[0134]本發(fā)明進(jìn)一步涉及根據(jù)上述任一實(shí)施方案的定向鉆孔系統(tǒng)中使用的機(jī)械致動(dòng)器機(jī)構(gòu)，以及包括這種機(jī)械致動(dòng)器系統(tǒng)的顆粒偏轉(zhuǎn)裝置。[0135]在一個(gè)實(shí)施方案中，通過磁性裝置實(shí)現(xiàn)顆粒進(jìn)入第一通道和第二通道的偏轉(zhuǎn)，而不是機(jī)械裝置或除了機(jī)械裝置之外。[0136]如本領(lǐng)域所知，在實(shí)施方案中，磨料顆粒可以是磁性磨料顆粒，例如鋼丸。在這種情況下，通過分別在所述截面的平面中朝向第一通道的方向和所述截面的平面中朝向第二通道的方向之間改變(例如，反向)第一通道和第二通道正上游的流的截面上的磁場的方向來實(shí)現(xiàn)磨料顆粒進(jìn)入第一通道和第二通道的偏轉(zhuǎn)。[0137]在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的實(shí)施方案中，這種磁場由US2012/0255792中公開的放置于第一入口和第二入口正上游的捕獲裝置產(chǎn)生。[0138]在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的另一優(yōu)選實(shí)施方案中，通過在第一時(shí)間段和第二時(shí)間段內(nèi)將第一入口和第二入口正上游的流的截面上的磁場朝向第一通道和朝向第二通道交替地引導(dǎo)來實(shí)現(xiàn)向第一通道和第二通道的偏轉(zhuǎn)。[0139]在隨后的流部分之間產(chǎn)生濃度差所需的能量的量在很大程度上取決于磨料顆粒的偏轉(zhuǎn)方式。通過在截面上的所述磁場切換來偏轉(zhuǎn)顆粒比使用所述捕獲裝置或使用機(jī)械偏轉(zhuǎn)有利地減少了能量消耗。[0140]由于被截面上的磁場感應(yīng)，磁性磨料顆粒被磁化以適應(yīng)磁場。顆粒的感應(yīng)N極趨向于朝向產(chǎn)生磁場的磁鐵的S極移動(dòng)，或者相反。當(dāng)磁場不均勻時(shí)，顆粒傾向于朝向磁場中具有較高磁力線密度的部分移動(dòng)。利用這一原理，通過在流的截面上建立磁場(所述磁場在其覆蓋相應(yīng)通道的部分中比另一通道更密集),顆?？啥ㄏ虻爻虻谝煌ǖ篮偷诙ǖ乐械南鄳?yīng)通道。[0141]在所述方法的實(shí)施方案中，磁場因此改變?yōu)槭沟迷诘谝粫r(shí)間段內(nèi)，覆蓋第一通道的流的截面的部分中的磁場密度高于覆蓋第二通道的部分中的磁場密度，并且在第二時(shí)間段內(nèi)，覆蓋第二通道的截面的部分中的磁場密度高于覆蓋第一通道的部分中的磁場密度。[0142]根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的實(shí)施方案為此目的提供了偏轉(zhuǎn)裝置的致動(dòng)器，包括磁性開關(guān)，其配置為在第一時(shí)間段內(nèi)，在第一入口和第二入口正上游的截面上產(chǎn)生非均勻磁場，所述非均勻磁場在所述截面的平面中將磨料顆粒朝向第一入口引導(dǎo)，并且在第二時(shí)間段內(nèi)，在第一入口和第二入口正上游的截面上產(chǎn)生非均勻磁場，所述非均勻磁場在所述截面的平面中將磨料顆粒朝向第二入口引導(dǎo)。其中，在第一時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生的