УСИЛЕННЫЕ КОМПОНОВКИ ДЛЯ НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ И СПОСОБЫ ИХ ФОРМОВАНИЯ

1. Усиленная буровая компоновка, содержащая:
по меньшей мере один составной элемент с по меньшей мере одним усиливающим материалом, приложенным к части по меньшей мере одного слоя упругого материала для образования по меньшей мере одного усиленного слоя упругого материала; и
усиленный полимерный композит, в котором усиленный полимерный композит адгезионно соединен с по меньшей мере одним усиленным слоем упругого материала.
2. Усиленная буровая компоновка по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере один слой упругого материала выбран из группы, содержащей:
фторкаучук, гидрогенизованный бутадиен-нитрильный каучук, нитрилкаучук, синтетический каучук, синтетический полиизопропен, бутилкаучук, галогенированный бутилкаучук, полибутадиен, бутадиен-нитрильный каучук, карбоксилированный гидрогенизованный бутадиен-нитрильный каучук, хлоропреновый каучук, фторуглеродный каучук, перфторэластомер и натуральный каучук.
3. Усиленная буровая компоновка по п. 1, отличающаяся тем, что усиленный полимерный композит выбран из группы, содержащей:
эпоксидные смолы, эпоксидные смолы с металлическим наполнителем, эпоксидные смолы с неорганическим наполнителем, эпоксидные смолы с наполнителем из полимерного волокна, полиимиды, полиэфирэфиркетоны, поликетоны, фенолоформальдегидные смолы и полифениленсульфиды.
4. Усиленная буровая компоновка по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере один усиливающий материал выбран из группы, содержащей:
волокна, кордную нить, углерод, стекло, полимерные волокна, кевлар, нейлон, короткие или длинные волокна, микроволокна, нановолокна, ткани, тонколистовой металл, сетчатые материалы, усиливающие ткани, трехмерные структурные волокна, проволоку, проводящие полимеры, материалы с двойным нитевидным волокном, материалы с несколькими нитевидными волокнами и материалы из оптического волокна.
5. Усиленная буровая компоновка по п. 1 дополнительно содержащая:
по меньшей мере один полимер, отвержденный на части по меньшей мере одного слоя упругого материала, в одной из следующих форм:
жидкость, паста, суспензия, порошок и гранулы.
6. Усиленная буровая компоновка по п. 5, в которой по меньшей мере один полимер отвержден на части по меньшей мере одного слоя упругого материала, с использованием по меньшей мере одного из следующих способов:
применение химических добавок, ультрафиолетовое излучение, пучки электронов, нагревание, экспонирование части спектра СВЧ-излучения, экспонирование полного спектра СВЧ-излучения, пропаривание, отверждение и/или охлаждение.
7. Усиленная буровая компоновка по п. 1, в которой по меньшей мере один слой упругого материала выбран из гидрогенизованных бутадиен-нитрильных каучуков или нитрилкаучуков, по меньшей мере один усиливающий материал является волоконной нитью, а усиленным полимерным композиционным материалом (далее ПКМ) является эпоксидная смола.
8. Усиленная буровая компоновка по п. 1, в которой по меньшей мере один из усиливающих материалов и по меньшей мере один слой упругого материала изготовлены в несколько слоев.
9. Усиленная буровая компоновка по п. 1, в которой один из усиливающих материалов и по меньшей мере один слой упругого материала изготовлены из нескольких частей.
10. Способ формования усиленной буровой компоновки, который включает:
нанесение на составной элемент компоновки по меньшей мере одного усиливающего материала на слой упругого материала для образования армированного слоя упругого материала;
формование ПКМ, содержащего по меньшей мере один усиливающий материал; и
адгезионное соединение армированного слоя упругого материала с ПКМ.
11. Способ по п. 10, в котором слой упругого материала отформован одним из следующих способов:
экструзии, совместной экструзии для формования трубы с несколькими слоями, совместной экструзии для формования трубы с несколькими секциями, намотки, литья под давлением, компрессионного формования, трансферного прессования и формования вокруг оправки.
12. Способ по п. 10, в котором этап адгезии дополнительно включает:
вставку по меньшей мере одного усиливающего материала между армированным слоем упругого материала и ПКМ и
заполнение полости литьем.
13. Способ по п. 10, в котором этап адгезии дополнительно включает:
вставку по меньшей мере одного усиливающего материала между армированным слоем упругого материала и ПКМ и
заполнение полости литьем под давлением.
14. Способ по п. 10, в котором этап формования ПКМ включает:
смешивание ПКМ спо меньшей мере одним усиливающим материалом.
15. Способ по п. 10, в котором по меньшей мере один усиливающий материал выбран из группы, содержащей:
волокна, кордную нить, углерод, стекло, полимерные волокна, кевлар, нейлон, короткие или длинные волокна, микроволокна, нановолокна, ткани, тонколистовой металл, сетчатые материалы, усиливающие ткани, трехмерные структурные волокна, проволоку, проводящие полимеры, материалы с двойным нитевидным волокном, материалы с несколькими нитевидными волокнами и материалы из оптического волокна.
16. Способ по п. 10, в котором ПКМ выбран из группы, содержащей:
эпоксидные смолы, эпоксидные смолы с металлическим наполнителем, эпоксидные смолы с неорганическим наполнителем, эпоксидные смолы с наполнителем из полимерного волокна, полиимиды, полиэфирэфиркетоны, поликетоны, феноло-формальдегидные смолы и полифениленсульфиды.
17. Способ определения текущего состояния силовой секции в буровой компоновке, включающий этапы:
изготовление забойного двигателя, содержащего статор с вкладышем, облицованным слоем упругого материала;
адгезионное соединение по меньшей мере одного усиливающего материала, обладающего сигналопроводящими свойствами с поверхностью вкладыша, облицованного слоем упругого материала, для образования армированной упругой поверхности;
адгезионное соединение армированной упругой поверхности с армированным ПКМ, имеющим сигналопроводящие свойства; и
использование состояния сигнала, отправляемого через по меньшей мере одну часть силовой секции, для определения текущего состояния силовой секции.
18. Способ по п. 17, в котором по меньшей мере один усиливающий материал выбран из группы, содержащей:
волокна, кордную нить, углерод, стекло, полимерные волокна, кевлар, нейлон, короткие или длинные волокна, микроволокна, нановолокна, ткани, тонколистовой металл, сетчатые материалы, усиливающие ткани, трехмерные структурные волокна, проволоку, проводящие полимеры, материалы с двойным нитевидным волокном, материалы с несколькими нитевидными волокнами и материалы из оптического волокна.
19. Способ по п. 17, который дополнительно включает этапы:
получение данных силовой секцией и передачу данных в одном из следующих направлений:
на поверхность, в устройство хранения данных, в систему измерения забойных параметров в процессе бурения (MWD) и в систему каротажа в процессе бурения (LWD).
20. Способ по п. 19, в котором данные содержат по меньшей мере одно из:
давление, температуру, крутящий момент, число об/мин, уровень напряжений, силу удара, уровень вибрации, нагрузку на долото на забое и/или эквивалентную циркуляционную плотность.