本发明涉及一种用于钻出地下地层、井孔或类似的井下结构的样品的 钻井系统，包括钻头和驱动单元，该钻头具有带周向边缘的至少部分空心 的圆筒形体部，该周向边缘具有至少一个切削刃，纵向轴线通过圆筒形体 部的中央，所述驱动单元用于使圆筒形体部和切削刃旋转，以从地层切下 样块。

当在地下地层中钻井孔时或在继续钻井前为了取出地层的样品，会使 用钻井系统。
已知的用于取出样品的钻井系统由一长的管道构成，该系统从而从地 面延伸至要提取样品的井下目标处。在钻机的钻井操作前通过将一个管件 安装至另 一管件上而安装所述系统。组装后的管件的延伸范围使得安装过 程很复杂，而且该过程是很费时间的。
但是，长的管道会通过重力作用而产生井下钻探所需的钻压（WOB )。 这种通过重力产生钻压的系统在水平地钻井例如用于取出样品时并不是非 常有用，这是因为当管件水平地延伸时重力（的作用）会显著降低。
另一种已知的钻井系统使用巻绕管，即缠绕在巻筒上的长的、连续长 度的管件。该管件在被推进井眼前被展直，并可被重新缠绕以便将该管件 再次巻绕到运输和存储巻筒上。尽管比前述系统花费的时间显著减少，但 是仍需很长时间将用于巻绕管钻井的设备运输到现场。此外，巻绕管钻井 仍使用重力产生WOB，从而不能解决水平钻井的问题。
因此需要一种在水平钻井时也能够取出样品的钻井系统。此外，为了防止井下钻探时发生井喷，井孔中的液体与一些化学品混 合，以形成井下差压。但是，由于所述差压，上述系统有时会被差动地卡 住。
因此，还需要一种能够减少或甚至消除井下系统被差动地卡住的风险 的系统。

本发明的 一个方面是至少部分地克服上述钻井系统的缺点，并提供一 种能够取出地层的样品而不被卡住的改进的钻井系统。
通过一种用于钻出井下地层、井孔等的样品的钻井系统获得由下文描
述中显出的所述方面和优点，该钻井系统包括： -钻头，包括：
-具有周向边缘的至少部分空心的圆筒形体部，纵向轴线穿过圃 筒形体部的中央，周向边缘具有至少一个切削刃， -用于使圓筒形体部和切削刃旋转以从地层切下样块的驱动单元，和 陽用于在井孔或地层中驱动钻头前进的驱动工具，例如井下牵引机。 由于具有用于驱动钻头前进并提供钻压的驱动工具，所以钻井系统可 水平地钻入地层以钻出分支井或取出样品用于进一步研究。
通过将井下牵引机和钻头进行结合，与使用巻绕管或连结管件时相比， 可明显较快地执行钻井操作，这是因为使用巻绕管或连结管件的设备需要 花费较长的时间运输至操作现场且在操作现场处花费较长时间进行准备。 与用于巻绕管操作所需的设备相比，井下牵引机可简单且快速地被运输至 操作现场，且即使不消除也会显著减少在操作现场的准备时间。此外，由 于能够提供足够的WOB,已证明井下牵引机可足够有效地用于钻井操作。 在一个实施例中，可将井下牵引机连接至缆线并通过缆线提供动力。 此外，钻井系统还可包括位于钻头上方的至少一个用于提供井孔的封 闭的密封装置，以防止井喷。
通过具有密封装置，地层中的井孔或洞可分成与井孔或洞的底部相关的上部，和包括钻井系统或至少该钻井系统的大部分的下部。通过这种方 法可防止井喷而无需使用产生差压的化学品，从而没有该系统被差动地卡 住的危险。
在一个实施例中，密封装置可膨胀。
此外，圆筒形体部可具有与切削刃相对的封闭端。
在另一实施例中，周向边缘可具有多个切削刃。
此外，周向壁可具有至少一个狹槽。
在另一实施例中，空心体部可具有长达10米的长度。
此外，钻井系统还可包括用于利用来自井孔的液体或气体使密封装置 膨胀的蓄气筒或泵。
附图说明
下面结合附图详细描述本发明，其中：
图1示出根据本发明的钻井系统，和
图2示出根据本发明的钻井系统的另一实施例。
所述附图仅是示意性的且为了说明的目的而示出。

图l示出才艮据本发明的钻井系统l，包括桶式钻头2、用于使桶式钻头 2旋转的驱动单元6、和例如井下牵引机的驱动工具8。驱动工具8使钻井 系统1没入井孔或地下地层10中，该驱动工具由地面上的动力装置通过缆 线ll提供动力。
钻头2被驱动单元6驱动以一定的速率旋转，通过驱动单元6控制钻 压（WOB)，使得在钻井过程中朝向例如地层10的切削刃5的纵向位移 (速度）保持不变。
由于钻压（WOB)是由驱动单元6而不是仅由重力产生，所以钻井系 统1还可水平地钻井例如以水平地取出样品7。
钻头2具有部分为空心的圃筒形体部3,该圆筒形体部的一端13封闭且另一端具有周向边缘4。周向边缘4具有至少一个切削刃5,该切削刃在 ,皮驱动单元6驱动时切下地层10的样块7或样品7。通过这种方法，钻井 系统1既可用于在井下钻井孔又可用于取出样品7以进行进一步研究。
由于钻头2具有空心的圆筒形体部3，所以钻头2能够接納被切下的 样品7并将样品和系统1的其余部分一起带上去。在此实施例中，空心体 部3的内侧深度为6米，因此钻井系统1能够切下差不多6米的样品7。 在另一实施例中，空心体部3可长达10米。
如图1所示，钻井系统1还包括i殳置在缆线11的周围的用于封闭井孔 的下部的密封装置9，以防止井喷而无需使用化学品。
在此实施例中，密封装置9是可膨胀的。可膨胀的密封装置9是可膨 胀的环的形式，该环可由处于钻井系统l的气室12或蓄气筒12中的气体 充胀。在另一实施例中，利用泵14和过滤器将围绕钻井系统1的液体用作 使密封装置9膨胀，所述过滤器用于在液体被泵送至密封装置9前过滤液 体。优选地，泵14和过滤器定位在钻井系统1的与缆线11的连接部和井 下牵引机8之间的部分。
如图2所示，密封装置9也可定位于井下牵引机8的周围。在此，密 封装置9无需和定位于缆线周围时膨胀得一样多，且密封装置9也可以是 不可膨胀的，例如橡胶环。这样，密封装置9的膨胀将更快更容易，这是 因为密封装置9的体积无需和定位在缆线11周围时一样大，且可将气室 12、蓄气筒12或泵14定位于井下牵引机8的内侧，从而提供密封装置9 的快速充胀。
驱动单元6是电动马达，该电动马达驱动钻头2。马达6具有用于驱 动钻头2的轴。该轴可通过齿轮连接部连接于钻头2。通过这种方法，一 个钻头2可被另 一钻头2替换。
为了在可膨胀装置9下方提供差压，钻井系统1包括泵14,该泵14 可以是任何类型的合适的泵。在此实施例中，泵14是单级离心泵，但是在 另一实施例中，泵14可以是多级离心泵、喷射泵或活塞泵。