專利名稱：用在井眼中的切削工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)井眼切削工具，尤其是有關(guān)鉆削、鉸削和銑削工具；且在某個(gè)特殊的方面，有關(guān)一種用于擴(kuò)大一未下套管的井眼或一下有一個(gè)或幾個(gè)套管件的井眼的管下擴(kuò)眼器。
用于鉆油氣井的大地鉆進(jìn)操作采用深度鉆削的鉆柱，典型地，將鉆井“泥漿”泵送至鉆柱以冷卻鉆頭。經(jīng)常要求對(duì)井眼作“管下擴(kuò)眼”，亦即在表面之下的某部位來(lái)擴(kuò)大井眼直徑。已開(kāi)發(fā)出各種管下擴(kuò)眼器和擴(kuò)眼器。用這些工具，鉆井泥漿的液壓可被利用來(lái)進(jìn)行致動(dòng)。鉆柱經(jīng)常被撤離井眼且一合適的管下擴(kuò)眼器要么被單獨(dú)地或與一常規(guī)領(lǐng)眼鉆頭串聯(lián)地安裝。在鉆柱被插回井眼中之后，加入加壓的鉆井液，且通過(guò)多種機(jī)構(gòu)的任何一種將管下擴(kuò)眼器上的牙輪伸展臂向外推出以擴(kuò)大所選的井眼部分。然后，牙輪伸展臂被縮回而管下擴(kuò)眼器則從井眼撤出，在某些方面，只要當(dāng)鉆井液壓力被施加時(shí)，亦即任何時(shí)候只要鉆井在進(jìn)行，這種管下擴(kuò)眼器牙輪伸展臂便被伸展出來(lái)。
某些已知的管下擴(kuò)眼工具具有一由內(nèi)、外體部分組成的刀具體結(jié)構(gòu)，其中牙輪伸展臂被樞軸支承在外體部分，一活塞和液壓缸被限定在內(nèi)、外體部分間用于接收液壓流體來(lái)實(shí)施體部分在一相對(duì)方向上的伸縮運(yùn)動(dòng)，這樣一凸輪面機(jī)械地與伸展臂接合并迫使伸展臂伸出至其管下擴(kuò)眼或井眼擴(kuò)大的位置。
當(dāng)管下擴(kuò)眼操作完成之后，通過(guò)提升其上支承有刀具體結(jié)構(gòu)的操作鉆柱來(lái)縮回這些已知裝置的牙輪伸展臂，這樣伸展的或突出的伸展臂接觸，形成在擴(kuò)大的擴(kuò)眼部分與原始較小的孔眼相接處的臺(tái)肩。繼續(xù)提升操作鉆柱則施加有一個(gè)力在伸展的牙輪伸展臂上從而迫使它們向里退回至相對(duì)于刀具體結(jié)構(gòu)的一縮回的位置上。
當(dāng)障礙物或泥漿阻礙了這種能使牙輪伸展臂縮回的內(nèi)、外體部分間的相對(duì)縱向伸縮運(yùn)動(dòng)，那么通常習(xí)慣的做法是繼續(xù)對(duì)操作鉆柱施加一拉力直至井眼擴(kuò)大結(jié)構(gòu)的某個(gè)部分?jǐn)嗔?，這樣該結(jié)構(gòu)才能從井眼中撤出來(lái)。如果這些已知工具的結(jié)構(gòu)操作失靈或斷裂，這樣內(nèi)體和外體部分被鎖住而阻礙相對(duì)伸縮運(yùn)動(dòng)而使臂停留在其伸出位置上，這樣便不得不通過(guò)上拉操作鉆柱或通過(guò)折斷結(jié)構(gòu)的任何一部分來(lái)迫使伸展臂回至其縮回位置以使擴(kuò)眼工具從井眼中撤出。
當(dāng)擴(kuò)眼器的牙輪伸展臂在鉆井作業(yè)中被擴(kuò)展來(lái)進(jìn)行井眼中的管下擴(kuò)眼或鉆鑿一擴(kuò)大的部分時(shí)，存在有作用在該臂上的多種力。這些力包括在鉆井作業(yè)期間因操作鉆柱重量的反作用而引起的作用在臂外端的一向上作用的力；由井斜角引起的傾向于將臂朝后移向其縮回位置的力；在鉆鑿地層時(shí)因旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的反作用所引起的力，該力傾向于將臂朝里縮回；以及在井眼擴(kuò)孔作業(yè)中因旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的一力，這樣施加在臂主面之上沿刀架軸向長(zhǎng)度上的力傾向于使牙輪伸展臂撓曲。
這些力被從牙輪伸展臂傳遞至刀具體結(jié)構(gòu)上的牙輪伸展臂樞軸配置以及用于將牙輪伸展臂移動(dòng)至保持在其伸展開(kāi)切削位置上的凸輪面。在某些狀況中，這些力將是很大的，且在某些實(shí)例中會(huì)損坯或折斷工具的部件。
在某些已知工具中，采用一安裝在工具殼體主孔中的壓力驅(qū)動(dòng)活塞來(lái)向外移動(dòng)可擴(kuò)展臂?？蓴U(kuò)展臂的端部被提供有一被加工的表面、切削材料、或鉆削硬合金齒，用于對(duì)付某些類型的地層和切削比用鉆頭所鉆削的更大的井眼。這方面已有幾個(gè)專利披露了不同的管下擴(kuò)眼工具。
US2,822,150中披露了一種旋轉(zhuǎn)式可擴(kuò)展鉆頭，它具有上、下兩牙輪，它們被繞軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在一主體上且被一齒條小齒輪機(jī)構(gòu)連接至一柱塞上用于同時(shí)將牙輪從主體中向外伸出。
US4,809,793中披露了一種井下切削工具，它包括縱向孔，這些縱向孔在當(dāng)切削件被移動(dòng)至其被伸展的位置時(shí)向液流打開(kāi)。該工具有上和上子裝配件，它們經(jīng)由一適配器被連接在一起，該適配器在可伸展牙輪件的上、下對(duì)之間建立起一角偏移。然而，在這兩個(gè)上、下子裝配件中，有一條通道始終連續(xù)地為液流所打開(kāi)，而另一條通道則開(kāi)始時(shí)關(guān)閉且僅在打開(kāi)可伸展牙輪的一個(gè)或多個(gè)活塞的預(yù)定運(yùn)動(dòng)時(shí)才打開(kāi)。
本發(fā)明具有一不同程序的作業(yè)，其產(chǎn)生于有一不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的切削工具中，在上活塞首先移動(dòng)至打開(kāi)上液流通道之前，位于上和下體部分中的液流通道并不對(duì)液流打開(kāi)。
US2,548,931,2,644,673和3,050,122披露了幾種管下擴(kuò)眼器，它們具有牙輪刮刀片，這些刀片被可樞轉(zhuǎn)地安裝在一主體上且被一連接件連接至一柱塞上以將牙輪同時(shí)從主體向外擴(kuò)張開(kāi)。
US2,756,968披露了一種可擴(kuò)張式井刮管器，它具有刮刀，刮刀被繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在一主體上且被一齒狀機(jī)構(gòu)連接至一柱塞，用于將牙輪同時(shí)從主體向外擴(kuò)張開(kāi)。
US4,565,252披露了一種管下擴(kuò)眼器或銑削工具，它具有繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在一主體上的同時(shí)可擴(kuò)張臂。一旋轉(zhuǎn)液體殼體被安裝在每一臂之中且包括一從主體接收液體的體噴嘴，以及將液體導(dǎo)入一孔中的可擴(kuò)張臂噴嘴，該孔延伸通過(guò)該臂以從可擴(kuò)張臂朝外提供循環(huán)液體。
US5,497,842披露了一種用于擴(kuò)井眼的擴(kuò)眼裝置，它具有一管狀體，該管狀體帶初級(jí)刮刀和次級(jí)刮刀，次級(jí)刮刀較之初級(jí)刮刀從主體延伸出的徑向距離要短些。
US5,495,899披露了一種多刮刀擴(kuò)眼裝置，它具有圍繞一個(gè)工具體等間距排列的多個(gè)刮刀。
與過(guò)油管管下擴(kuò)眼相關(guān)的問(wèn)題包括不能夠擴(kuò)眼至一足夠大的直徑以及不能處理相對(duì)大的力矩。
本發(fā)明有關(guān)一種用于磨銑或管下擴(kuò)眼的工具。在一實(shí)施例中，該工具具有一外體，在該外體中可移動(dòng)地配置有一心軸。該心軸其一端被連接至處在一管柱或鉆柱中的一部件上，例如螺紋連接至一上部接頭，該上部接頭具有一從頂?shù)降琢鹘?jīng)其中的液流通道，該通道與穿過(guò)該心軸的一液流通道在液流上相通，該液流通道從頂?shù)降咨煺雇ㄟ^(guò)該心軸。
位于心軸和外體之間且被偏壓在其中的一彈簧起始迫使該外體相對(duì)于心軸向下運(yùn)動(dòng)；且多個(gè)可樞轉(zhuǎn)地連接至外體的牙輪伸展臂被起始地以未伸展的方式靠在外體上。
心軸另一端上的一打開(kāi)的孔口限制液體從心軸流出。液流增至一定量以上時(shí)會(huì)增加心軸內(nèi)的壓力。當(dāng)該壓力到達(dá)一所需的量級(jí)時(shí)，比如約3.45巴，與心軸中央液流孔成液體連通的心軸壓力室中的壓力增加則壓縮彈簧。這樣便使外體向上運(yùn)動(dòng)。這一向上運(yùn)動(dòng)使心軸的“起斜”表面與可樞轉(zhuǎn)的牙輪伸展臂相接觸，使它們轉(zhuǎn)至一伸展的切削位置。
牙輪伸展臂的一個(gè)或數(shù)個(gè)(上臂、下臂或全部)具有一支撐件，它也可樞轉(zhuǎn)地連接至該心軸且向外移動(dòng)來(lái)可釋放地連接并支撐牙輪伸展臂。在某些實(shí)施例中，一沖刷口被提供來(lái)通過(guò)該心軸，它與心軸的中央液流孔相通，其尺寸、結(jié)構(gòu)和配置的方式使得一部分流經(jīng)中央液流孔的液流流經(jīng)該沖刷口來(lái)清理刀片。這樣一為每一刀片提供一沖刷口。
在某些實(shí)施例中，具有第一長(zhǎng)度的一個(gè)或數(shù)個(gè)(兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或更多個(gè))第一刀片被提供在該工具的一第一部分上。該或每一第一刀片被提供靠近工具的一端。一個(gè)或數(shù)個(gè)(兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或更多個(gè))第二刀片被提供在工具的一第二部分上，該第二部分與第一部分相隔有一距離，且該或每一第二刀片均長(zhǎng)于第一刀片。這樣，第二刀片從管子周圍所除去的“咬入量”和/或要被磨銑或擴(kuò)眼的地層則被減少且能達(dá)到更為有效的操作。
根據(jù)本發(fā)明的一專門(mén)工具最初具有43mm的一外徑；三個(gè)相隔120°的第一刀片配置在工具圓周上，每一第一刀片為50mm長(zhǎng)(即從軸銷中心到刀片端的長(zhǎng)度)；且三個(gè)相隔120°的第二刀片配置在工具圓周上，每一第二刀片長(zhǎng)約為125mm。在該工具中，第一刀片位于心軸下端處一臺(tái)肩之上約170mm處，高出該臺(tái)肩約150mm；第二刀片位于該臺(tái)肩之上約120mm，且高出該臺(tái)肩約100mm。刀片偏置開(kāi)在不同的高度上，即從一頂視圖來(lái)看，每隔60°出現(xiàn)一刀片，第一和第二刀片交替出現(xiàn)。(盡管將第一和第二刀片軸向?qū)?zhǔn)或相互偏置開(kāi)任意的角度是位于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。)刀片的包括底面、側(cè)面和頂面在內(nèi)的切削面可被覆蓋有任何已知的基質(zhì)、金剛石或硬質(zhì)合金材料(例如klustrite,Zitco,Kutrite(均為商標(biāo)))，或金則石鑲面；可將任何的切削硬合金齒以任何的形式和方式應(yīng)用于刀片；或它們的任何組合(所有這些材料的集合稱為“切削材料”)。
內(nèi)心軸具有造斜表面，其被配置成使得在開(kāi)始時(shí)僅有一組刀片被伸展，然后隨著液體壓力增加以及所造成的外體運(yùn)動(dòng)，第二組刀片被伸展。因此，在具有三組或更多組刀片的工具中，既可以同時(shí)也可從順序伸展刀片組。
一旦刀片被伸展開(kāi)之后，通過(guò)旋轉(zhuǎn)一其上連接有工具的鉆柱或通過(guò)激勵(lì)一其上連接有工具的井下馬達(dá)來(lái)開(kāi)始鉆削、磨銑和/或擴(kuò)眼操作。任何用于確定一井下工具方向以及指示一井下工具位置的系統(tǒng)或裝置均可與根據(jù)本發(fā)明的一工具一起使用。
在某些實(shí)施例中，有兩組或多于兩組的刀片位于工具上的不同高度位置，所有的刀片具有相同長(zhǎng)度且從工具朝外擴(kuò)展相同距離。在另外的實(shí)施例中，位于一個(gè)位置上的刀片要長(zhǎng)于位于另一不同位置上的刀片。在一實(shí)施例中，在一組中的某些刀片具有與在另一組中的刀片相同的長(zhǎng)度，而某些刀片卻長(zhǎng)于另外的刀片。在一實(shí)施例中，在一個(gè)組中的具有與在另一組中的刀片相同長(zhǎng)度的刀片與具有較長(zhǎng)長(zhǎng)度的刀片相交替，例如在工具的圓周上的一個(gè)位置上，一較短的刀片則位于兩較長(zhǎng)刀片之間，等等，又例如在一實(shí)施例中，一根刀片則比另一與之相鄰的刀片短出約2.5mm。
相應(yīng)地，本發(fā)明提供一種如在所附權(quán)利要求書(shū)中所要求的切削工具。
本發(fā)明的某些實(shí)施例并不局限于本文所披露的任何特殊的單個(gè)特征，相反卻包括那些在其結(jié)構(gòu)和功能上有別于已有技術(shù)的特征的組合。本發(fā)明的特征已被廣泛地加以敘述，因此對(duì)下文更詳細(xì)的敘述可得以更好的理解。
以下通過(guò)實(shí)例并參考附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，附圖中

圖1A為根據(jù)本發(fā)明的一切削工具的一軸向截面圖；圖1B為沿圖1A中1B-1B線所得的截面圖；圖2A為圖1A的工具位于另一不同位置時(shí)的視圖；圖2B為沿圖2A中2B-2B線所得的截面圖；圖2C為沿圖2A中2C-2C線所得的截面圖；圖2D為沿圖2A中2D-2D線所得的截面圖；圖2E為圖2A的工具的一刀片的側(cè)視圖；圖2F為圖2E的刀片的一底視圖。
現(xiàn)在參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明的一工具10具有一上部接頭20，它被螺紋連接至一心軸30，圍繞該心軸30可移動(dòng)地配置有一連接器40，該連接器40則用螺紋與一外體50相連接。一第一刀片組60被可樞轉(zhuǎn)地與外體50在位于外體50上的一位置上相連接，而一第二刀片組70則可樞轉(zhuǎn)地與外體50在軸向離開(kāi)第一位置一個(gè)距離的一第二位置上相連接。刀片70的長(zhǎng)度短于第一刀片60的長(zhǎng)度。刀片支撐件80在當(dāng)?shù)谝坏镀?0伸展開(kāi)時(shí)支撐第一刀片60。
上部接頭20可被連接至一管柱或鉆柱的任何典型部件，如一泥漿馬達(dá)，一邊切削邊測(cè)量系統(tǒng)，或一震擊器。上部接頭20具有一上部的(如圖所看到的)外螺紋端21，以及一下部的內(nèi)螺紋端22。一液流孔23從接頭的一端伸展至其另一端。在孔25中的一鎖定螺釘24伸進(jìn)心軸30的一槽35中以防止上部接頭與心軸相分開(kāi)。
心軸30具有一上外螺紋端31，采用一O形圈32放置于一凹槽34中來(lái)密封心軸/上部接頭接口。一液量限制器，或節(jié)流器149，被固定在心軸井下端的一凹槽36中且被一開(kāi)口環(huán)37保持在應(yīng)用位置上。在節(jié)流器和心軸表面之間可使用一O形圈。節(jié)流器可做成任何尺寸來(lái)將心軸流出的液體限制在一所希望的量上。如圖所示，節(jié)流器具有一中心孔，其直徑與通過(guò)心軸的較窄孔的直徑一樣，但通過(guò)該節(jié)流器的孔其直徑可以小于通過(guò)心軸的孔的直徑。一口38允許流經(jīng)孔33的液體從心軸30內(nèi)部流入一由心軸30和連接器40組成的一室41。下液流孔39具有小于上液流孔33的一直徑。O形圈131、132密封心軸/外體接口。一臺(tái)肩133提供一表面，在該表面上座落有一彈簧。一造斜表面134鄰接于每一刀片支撐件80；一造斜表面135鄰接于每一刀片60，且一造斜表面136鄰接于每一刀片70。一使液流流至刀片的洗刷口137鄰接于每一刀片60，而一使液流流至刀片的洗刷口138則鄰接于刀片70。
連接器40具有一與外體50螺紋連接的下螺紋端41。一O形圈42密封該連接器/外體接口。一套筒44限定了室41的部分。一中心孔43伸展通過(guò)連接器40的一端到另一端。
外體50具有一上螺紋端51，它被螺紋連接至連接器40的下螺紋端41。O形圈151、152密封心軸/外體接口。一彈簧52偏壓心軸30的臺(tái)肩133并偏壓外體50的一臺(tái)肩54。彈簧起始時(shí)迫使外體50相對(duì)于心軸朝下運(yùn)動(dòng)并將這些部分保持在圖1A所示的位置上。
每一刀片支撐件80被用一軸銷55可樞轉(zhuǎn)地安裝到外體50上。一位于通道87中的固定銷86固定該軸銷55。每一刀片60被用一軸銷58可樞轉(zhuǎn)地安裝到外體50上。一位于通道67中的固定銷66固定該軸銷58。每一刀片70被用一軸銷59可樞轉(zhuǎn)地安裝到外體50上，一位于通道77中的固定銷76固定該軸銷59。
一孔53從一端到另一端延伸通過(guò)外體50。具有一臺(tái)肩158的外體50的一下端157可被連接至任何典型部件如一鉆柱、管柱或帶有井下馬達(dá)或泥漿馬達(dá)的鉆柱。
每一刀片60(見(jiàn)圖1A、2E和2F)具有一牙輪面61、一端面62、一臺(tái)肩面63、一背面64、一力矩釋放槽65以及一軸銷孔68。如圖示，刀片60在面61和部分端面62上具有一壓碎的硬質(zhì)合金切削基質(zhì)69。當(dāng)然，整個(gè)刀片可被覆蓋有這樣的一種基質(zhì)。對(duì)這些已知用于鉆削、磨銑、或擴(kuò)眼工具的硬合金齒來(lái)說(shuō)，切削用硬合金齒可以以任何的配置、結(jié)構(gòu)或排列形式放置在一個(gè)或多個(gè)面上，每一硬合金齒可帶有或不帶有斷屑槽。
如圖2A所示，在壓力作用下流經(jīng)工具10的液體(例如鉆削液、泥漿、水等)可將室41中的壓力增至這樣一個(gè)水平使得能克服彈簧52的力且將連接器40和外體50相對(duì)于心軸30朝上移動(dòng)。該移動(dòng)將每一刀片支撐件80的一端帶至與其各自的造斜表面134相接觸，從而迫使每一刀片支撐件80向外運(yùn)動(dòng)。
外體50的向上運(yùn)動(dòng)也使每一刀片60的一端與其各自的造斜表面135相接觸，從而迫使每一刀片60向外運(yùn)動(dòng)。每一刀片支撐件80的端部進(jìn)行其各自刀片60的一力矩釋放槽65以阻止每一刀片60進(jìn)一步的繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)且在切削過(guò)程中支撐每一刀片60。
外體50的向上運(yùn)動(dòng)也使每一刀片70的一端與其各自的造斜表面136相接觸，從而迫使每一刀片70向外運(yùn)動(dòng)。當(dāng)每一刀片70倚在外體50的一止動(dòng)面159上時(shí)，每一刀片70的繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)則停止。
如圖2A所示，每一刀片60到達(dá)圖示的一位置，這樣從洗刷口137流出的液體將材料從刀片沖刷掉。每一刀片70處于這樣的一位置使得從洗刷口138流出的液體將材料從刀片沖刷掉。如圖2B和2C所示，刀片60偏離刀片70達(dá)60°。
當(dāng)工具中的液壓被減小時(shí)，彈簧52迫使外體朝下運(yùn)動(dòng)，且刀片此時(shí)縮回。另一方面，當(dāng)施加一上拉力至上部接頭20和心軸30時(shí)，刀片支撐件80和刀片60、70可被運(yùn)動(dòng)離開(kāi)其各自的造斜表面并轉(zhuǎn)回進(jìn)入外體50之中。
在工具10的一典型操作中，工具的上端連接至一泥漿馬達(dá)，且工具的下端連接至一銑頭或鉆頭。工具被穿過(guò)一具有較小內(nèi)徑的油管柱并進(jìn)入一具有較大直徑的殼體。刀片被伸展開(kāi)而擴(kuò)眼操作開(kāi)始進(jìn)行。一旦擴(kuò)眼操作被完成，刀片縮回而工具被撤離井眼。
在某些“穿過(guò)油管”應(yīng)用中，工具10的尺寸設(shè)計(jì)成它開(kāi)始能被插進(jìn)通過(guò)油管，例如通過(guò)具有一內(nèi)徑為50.7mm的油管。
權(quán)利要求
1．一種用在井眼中的切削工具(10)，該工具包括一內(nèi)心軸(30)，可被連接至一管柱，該管柱從井眼的一表面向下伸展至井眼中的一地下位置，一外體(40,50)，配置在內(nèi)心軸周圍且可相對(duì)于該心軸縱向移動(dòng)，至少一個(gè)刀片(60)，可樞轉(zhuǎn)地安裝在外體上的某一位置，以及至少一個(gè)另外的刀片(70)，可樞轉(zhuǎn)地安裝在外體上與該第一位置相隔一軸向距離的一第二位置上，當(dāng)外體相對(duì)于內(nèi)心軸縱向移動(dòng)時(shí)，刀片被從一靠在外體上的收縮位置轉(zhuǎn)動(dòng)至一從外體伸展開(kāi)的一切削位置。
2．如權(quán)利要求1所述的切削工具，其特征在于有一組上述的前一種刀片相互間隔一角度被分布在外體周圍。
3．如權(quán)利要求1或2所述的切削工具，其特征在于有一組上述另外的刀片相互間隔一角度被分布在外體周圍。
4．如上述權(quán)利要求之一所述的切削工具，其特征在于該或每一另外的刀片長(zhǎng)于該或每一前一種刀片。
5．如權(quán)利要求2和3所述的切削工具，其特征在于一組的刀片與另一組的刀片相互間隔一定的角度。
6．如上述權(quán)利要求之一所述的切削工具，其特征在于至少一個(gè)刀片被覆蓋有切削材料。
7．如上述權(quán)利要求之一所述的切削工具，其特征在于至少一個(gè)刀片，或各組的每一刀片，具有一支撐槽(65)，上述工具還包括一對(duì)應(yīng)于每一各自的帶槽刀片的支撐臂(80)，該支撐臂被可樞轉(zhuǎn)地連接至外體且當(dāng)外體相對(duì)于內(nèi)心軸縱向移動(dòng)時(shí)通過(guò)接觸內(nèi)心軸(30)可向外樞轉(zhuǎn)，且是可移動(dòng)的，這樣它的一部分移動(dòng)進(jìn)刀片的支撐槽中且可釋放地被保持在該槽中。
8．如上述權(quán)利要求之一所述的切削工具，其特征在于一彈簧(52)被配置在心軸和外體之間，該彈簧(52)將它們偏壓開(kāi)；心軸具有一讓液流從其中延伸通過(guò)的孔(33)，以及一將液體從心軸排出進(jìn)入一壓力室(41)的液體排出口(38)，該壓力室(41)由內(nèi)心軸的一部分外表面和外體所限定，該壓力室(41)被用來(lái)吸收被泵送入內(nèi)心軸的加壓液體且保持住足夠的液體來(lái)克服彈簧偏壓而通過(guò)迫使外體相對(duì)于內(nèi)心軸作縱向移動(dòng)來(lái)激勵(lì)鉆削工具，由此來(lái)使不同刀片從其縮回的位置轉(zhuǎn)動(dòng)至其切削的位置。
9．如權(quán)利要求8所述的切削工具，其特征在于心軸具有一液流限制器(148)來(lái)促使在壓力室中形成一所希望的液體壓力。
10．如上述權(quán)利要求之一所述的切削工具，其特征在于，它包括貫穿內(nèi)心軸的從一端到另一端的液流孔(33)，以及鄰接于刀片樞軸的洗刷口(137,138)，洗刷口(137,138)與液流孔成液流相通且被配置用來(lái)當(dāng)?shù)镀幵谄淝邢魑恢脮r(shí)將液體噴射至刀片。
11．如上述權(quán)利要求之一所述的切削工具，其特征在于在刀片被伸展開(kāi)之后，通過(guò)施加機(jī)械力到內(nèi)心軸可使其縱向移動(dòng)，這樣刀片相對(duì)于外體收縮。
12．如上述權(quán)利要求之一所述的切削工具，其特征在于至少一個(gè)刀片或刀片組具有表面(134,135,136)，它們被用來(lái)當(dāng)外體相對(duì)于內(nèi)心軸作縱向移動(dòng)時(shí)接觸一相鄰的造斜表面以使每一刀片從外體朝外轉(zhuǎn)動(dòng)。
13．如權(quán)利要求12所述的切削工具，其特征在于刀片和刀片組均具有接觸面；內(nèi)心軸具有鄰接于每一刀片的造斜表面，這樣當(dāng)外體相對(duì)于內(nèi)心軸移動(dòng)時(shí)，所有的刀片均從外體向外移動(dòng)。
14．如上述權(quán)利要求之一所述的切削工具，其特征在于外體具有一用于每一刀片的室，每一刀片可從該室向外樞轉(zhuǎn)，每一刀片起始時(shí)被位于一各自的室中，這樣在刀片朝外伸展之前刀片并不突出在外體的一外表面之外。
15．如權(quán)利要求14所述的切削工具，其特征在于內(nèi)心軸具有一鄰接于每一刀片的側(cè)凹部，用于在刀片伸展前接收每個(gè)刀片的一部分。
16．如上述權(quán)利要求之一所述的切削工具，其特征在于，它包括一與該切削工具相連接的井下馬達(dá)。
17．如權(quán)利要求1～15之一所述的切削工具，其特征在于，它包括一與該切削工具相連接的邊切削邊測(cè)量系統(tǒng)。
18．如權(quán)利要求1～15之一所述的切削工具，其特征在于，它包括一被連接到該切削工具下端的銑頭。
19．如權(quán)利要求1～15之一所述的切削工具，其特征在于，它包括一被連接到該切削工具下端的一鉆頭。
20．一種用在井眼中的切削工具(10)，該工具包括一內(nèi)心軸(30)，它可被連接至一管柱上，該管柱從井眼的一表面向下延伸至井眼中的一地下位置，一外體(40,50)，配置在內(nèi)心軸周圍且可相對(duì)于該心軸縱向移動(dòng)，多個(gè)第一刀片(60)，相互間隔一角度且可樞轉(zhuǎn)地安裝在外體上的某一位置，多個(gè)第二刀片(70)，相互間隔一角度且可樞轉(zhuǎn)地安裝在外體上與該第一位置相隔一軸向距離的一第二位置上，每一第二刀片具有一后面(64)，其中形成有一支撐槽(65)，當(dāng)外體相對(duì)于內(nèi)心軸向上移動(dòng)時(shí)，所有刀片可在一靠在外體上的收縮位置和一從外體向外伸展的工作位置間移動(dòng)，第二刀片長(zhǎng)于第一刀片，對(duì)應(yīng)于每一第二刀片的支撐臂(80)，該支撐臂被可樞轉(zhuǎn)地連接至外體且當(dāng)外體相對(duì)于內(nèi)心軸向上移動(dòng)時(shí)通過(guò)接觸內(nèi)心軸而向外移動(dòng)至一個(gè)位置，在該位置上支撐臂的一端被嵌入相應(yīng)第二刀片的支撐槽中且可釋放地被保持在其中，在刀片被伸展開(kāi)之后內(nèi)心軸可被軸向移動(dòng)來(lái)將刀片收縮靠住外體，每一刀片具有一接觸面且內(nèi)心軸具有一鄰接于每一刀片的造斜面(135,136)，這樣當(dāng)外體相對(duì)于內(nèi)心軸向上移動(dòng)時(shí)，每一刀片接觸一各自的造斜表面且由此被從外體朝外移動(dòng)。
全文摘要
一種用在井眼中來(lái)切入井眼壁中的切削工具(10)具有一配置在井眼中一所希望位置上的體(40,50)、至少一可樞轉(zhuǎn)地安裝在該體上一第一位置處的第一刀片(70)、至少一可樞轉(zhuǎn)地安裝在該體上一與該第一位置具有軸向距離的第二位置處的第二刀片(60),刀片可從一靠著體的收縮位置移動(dòng)且可從一從該體伸展開(kāi)的工作位置移動(dòng),第一刀片長(zhǎng)度短于第二刀片的長(zhǎng)度。
文檔編號(hào)E21B10/26GK1221469SQ9719541
公開(kāi)日1999年6月30日 申請(qǐng)日期1997年6月4日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月10日
發(fā)明者馬克·H·李, 羅伯特·S·比曼 申請(qǐng)人:韋瑟福德/拉姆公司