CN111502582A - 用于启始切口的切削刀片 - Google Patents

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CN111502582A CN202010160612.2A CN202010160612A CN111502582A CN 111502582 A CN111502582 A CN 111502582A CN 202010160612 A CN202010160612 A CN 202010160612A CN 111502582 A CN111502582 A CN 111502582A
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N.巴拉苏布拉马尼亚安
S.夏
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Schlumberger Technology Corp
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Abstract

本发明公开了用于启始切口的切削刀片。一种铣削工具包括联接于可移动刀体的切削刀片。可移动刀体展开来接合和切割井下套管。可移动刀体的切口启始区接触井下套管，且在套管中启始径向切口。切口启始区可包括具有车削部分的切削刀片。被设计成通过端铣进行切割的具有铣削部分的切削刀片被设置在切口启始区之外。

Description

用于启始切口的切削刀片
本申请是申请号为201510359207.2、申请日为2015年6月25日、发明名称为“用于启始切口的切削刀片”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及切削刀片。
背景技术
在钻采油井和气井时，随着钻采进展到增加深度，一或多个套管柱被安装和水泥固定在井眼里。套管柱可提供稳定性，以限制不稳定地层中的塌陷，且可使井眼与周围地层隔离。结果，套管柱能够封闭来自地面的高压区域，和防止流体损失或开采区域的污染。套管柱也可提供用于安装开采设备的平滑内表面。
一旦油井和气井不再具有商业意义，那么井就会被废弃，或进行槽恢复，以使井眼用作侧钻的初始造斜点和侧井眼的地层。为了井废弃或槽恢复操作而去除套管柱的一部分可包括执行段铣操作。当铣削工具被下入井眼中时，段铣刀体处于收缩或非活动状态。一到达所需深度，段铣刀体就展开为径向向外的活动状态，段铣刀体接合套管。随着铣削工具和铣刀体在井眼内转动，刀体在套管柱内形成圆周切口。然后，在继续转动而轴向地铣去套管柱的所需长度时，下井仪器串被推向井下。
发明内容
一种切削刀片，可包括用于启始切口和径向切入工件的车削部分。该切削刀片也可包括通过沿工件轴向切削来延伸切口的铣削部分。
一种用于启始切口的切削刀片可包括被配置成通过径向切入工件来启始切口的切口启始部分。该切削刀片也可包括被配置成通过沿工件轴向地端铣来延伸切口的铣削部分。
一种形成可移动刀体的方法，包括使第一类型的切削刀片与可移动刀体的切口启始区联接。第二类型的切削刀片可在切口启始区之外与可移动刀体联接。第一类型的切削刀片可用于车削或其他切口启始操作，以径向地切入工件。第二类型的切削刀片可用于端铣或其他操作中，以沿工件轴向地切削。
段铣工具可包括可移动刀体。该可移动刀体可包括具有联接的车削部分的切削刀片。另一示例的段铣工具可包括本体和与本体联接的可移动刀体。可移动刀体可包括限定了可移动刀体的切口启始区和端铣区的切削刀片。
铣削套管的方法包括在铣削工具的可移动刀体处于收缩位置时将铣削工具插入井眼中。可移动刀体可包括车削部分和铣削部分。该铣削工具可被激活，且可移动刀体被径向向外展开，这可使车削部分接触衬装井眼的套管。切口也可通过旋转可移动刀体且使车削部分径向切入套管而在套管中启始。通过使用铣削部分沿套管轴向切削，切口可以在套管中延伸。
另一铣削套管的方法包括在至少一个可移动刀体处于收缩位置时将铣削工具插入井眼中。该至少一个可移动刀体片包括切口启始区和铣削区。径向切口在旋转该至少一个可移动刀体且使该至少一个可移动刀体径向向外地展开时，通过切口启始区在套管中启始。通过使用该至少一个铣削区沿套管轴向地切削，切口被延伸。
本发明内容是为介绍在详细描述中进一步发展的一些特征和构思而提供的。通过考虑随后的描述、附图和所附的权利要求，对本领域的普通技术人员来说，本发明的其他特征和方面将变得明显。所以，这部分内容并非旨在确定要求保护主题的关键或主要特征，也不是旨在用作限制权利要求范围的辅助。
附图说明
为了描述本发明公开的各种特征和构思，将通过参照附图中示出的具体实施例给出某一主题的更具体的描述。应当理解，这些附图仅仅示出了一些示例的实施例，不应当认为限制了范围，对由此想到的每一实施例来说也不是按比例绘制的，现在将通过使用附图来描述和解释各种实施例的附加特性和细节。
图1是示例的井下铣削系统的示意图；
图2是用于执行段铣操作的井底组件的局部侧视图；
图3是示例的段铣工具的剖视图；
图4-1是用于在套管中启始切口的示例的铣削刀片的透视图；
图4-2是图4-1的铣削刀片的俯视图；
图4-3至图4-6是图4-1的铣削刀片的各种侧视图；
图5-1是用于在套管中启始切口和用于段铣操作的示例的铣削刀片的透视图；
图5-2是图5-1的铣削刀片的俯视图；
图5-3是图5-1的铣削刀片的侧视图；
图6至10是用于在套管中启始切口和用于段铣操作的附加示例的铣削刀片的侧视图；
图11是用于在井下套管中启始切口和用于段铣操作的另一示例的铣削刀片的透视图；
图12-1至12-4是用于在套管中启始切口和用于段铣操作的段铣刀体的局部剖视图；
图13和14是附加示例的段铣刀体的侧视图；
图15是示例的段铣工具的局部剖视图；
图16是另一示例的段铣工具的局部剖视图；
具体实施方式
在本文中一些实施例涉及井下工具，尤其涉及包括铣削工具的井下工具和井底组件(“BHA”)。示例的BHA包括为了井眼废弃、槽恢复或其他井下操作而用于切削套管的段铣工具。本发明公开的示例的切割刀片可用在铣削刀体上，以启始套管切口和通过端铣操作来段铣套管。
图1示出了一种示例的井下系统100，该系统可采用本发明公开的铣削系统、组件、装置和方法。示例的井眼101是在地层102中，套管103安装在井眼中。套管103可沿井眼101的全长度或部分长度延伸，或者井眼101可以是裸眼井眼。
BHA 104可以用来利于套管103的铣削，由此暴露外部套管层、水泥或地层102。BHA104可连接于钻柱105，该钻柱从地面延伸且使BHA 104悬挂于钻柱。钻柱105可包括比如分段式/关节式钻杆、有线钻杆、挠性管等的管状部件。
BHA 104可包括可用于执行一个或多个井下操作的许多部件。作为示例，BHA 104可包括一个或多个稳定器106、钻头107、其他部件108、一或多个铣削工具109、或前述的任一组合。稳定器106可用于使BHA 104保持在井眼101内的居中位置。居中化可以减轻或使井下操作期间在BHA 104和钻杆105内的振动最小化，且可使钻头107、铣削工具109或其他部件在操作期间居中，或提供其他特征。
钻头107可以是用于钻入地层102以使主井眼的长度扩大的钻头。钻头107也可以具有其他的或附加的结构或用途。例如，钻头107可以是用于铣削套管103的铣削头(例如，在侧钻或井眼移位操作期间)、井下磨削工具或补救操作期间的切屑等。在一些示例中，钻头107可包括用于扩展井眼101的直径的扩眼器。
BHA 104可包括一或多个铣削工具109。铣削工具109可采取许多形式，且可包括套管铣削工具、段铣工具、磨铣工具、其他铣削工具、或它们的一些组合。一些示例的铣削工具109可包括能用于铣削井眼101内的套管103、井下工具或落物的一个或多个刀体。可选的是，铣削工具109的刀体可选择性地展开和收缩。例如，当BHA 104被插入井眼101中时，刀体可处于收缩位置。一到达所需深度、地层结构等，无线电、泥浆脉冲、流体压力、球落、柱转动或其他激活机制能够使刀体展开，以接合和切削套管103或井眼101内或周围的其他部件。
BHA 104可以以任何不同的方式修改，且可包括附加的或其他部件108。例如，其他部件108可包括一个或多个随钻测井或随钻测量工具、存储器或数据存储装置、马达、旋转导向和定向钻井工具、侧钻工具、激活工具、断开工具、循环工具、通信工具、打捞/回收设备、射孔或压裂工具、堵塞、锚、封隔器、隔离/密封装置、衬管悬挂器、或其他装置或工具。
如图1所示，钻机110可用于使钻杆105和BHA 104下入井眼101中。钻机110可包括井架和起吊系统111、旋转系统、泥浆循环系统、或其他部件。井架和起吊系统111可悬吊经过井口112的钻杆105。旋转系统可使钻杆105和BHA 104旋转。旋转系统可包括顶部驱动装置113、方钻杆、转盘、或其他部件。井下系统100可以是陆上或海上钻机。
铣削工具109可以是段铣工具，且一或多个刀体可以选择性地收缩和/或展开。一到达井眼101内的所需深度，刀体可径向向外展开且接触套管103。在一个或多个刀体径向向外展开时，铣削工具109的旋转可从套管103的内侧表面朝向外侧表面径向向外地启始切削。随着启始径向切口形成时，开口或“切口”被启始且开始在套管103内形成。在切口启始期间或之后，展开的刀体也可轴向地向上/井上或向下/井下移动，以增加轴向长度和延伸在套管103内的切口长度。然后，井眼101的被铣出的、潜在的裸眼部分可适于封堵、槽恢复、侧钻或其他操作。
图2示出了更详细的示例BHA 204。BHA 204可用在套管井内来执行铣削操作。BHA204可包括一个或多个铣削工具(例如，用于铣削套管或衬管203的段铣工具209)。为了本文所述的目的，段铣工具209可用于铣削套管以暴露水泥或地层，或暴露外部套管。铣削工具209的刀体可响应于液压、电、无线电、机械、其他致动控制、或前述的任一组合而选择性地展开。刀体及其上的任何切削刀片可在套管203中启始径向切口，且同时或之后可向上/向下移动，以沿套管203轴向地铣削。在铣削完成之后，刀体可收缩，以允许段铣工具209被从井眼起出。
BHA 204(或段铣工具209)可包括位置指示器，以在切具臂完全展开时提供告知操作人员的信号。BHA 204的其他部件可包括例如稳定器/居中器206和/或锥形铣锥207。稳定器/居中器206和/或锥形铣锥207可在段铣工具209下方运转，但是稳定器/居中器206也可以或代之以设置在段铣工具209上方。锥形铣锥或先导铣削工具207可在BHA 204的井下端部分处，且可包括作为引导铣削工具的锥形铣削头。BHA 204可包括钻铤214和/或加重钻杆215。可使用一个或多个震击器216或其他冲击工具。也可使用浮箍217，以限制或防止切屑进入段铣工具209和/或阻挡活塞小孔。BHA 204可包括其他的部件，且潜在地包括多个段铣工具209。作为示例，为延伸套管203的可被铣削的长度，两个或多个段铣工具209可包括进来，且可分别激活，以允许段铣工具209的第一个铣削套管203的第一部分，第二个铣削工具铣削套管203的第二部分或延伸套管203的被铣削的第一部分的长度。
在图3中，示出了和描述了段铣工具309的附加细节。段铣工具309可具有本体318，该本体具有允许流体流入或流经本体318的钻孔319。本体318的上端和/或下端可具有连接器320，该连接器将本体318和钻柱或BHA工具连接。连接器320可以是螺纹母接头或公接头。
纵向槽321可沿本体318的外表面轴向地延伸。可以有在1和20之间的槽321。例如，可以有在3和6之间，或在2和8之间的槽321。也可以有1个槽321或多于20个的槽321。
槽321可与联接于本体318的可移动刀体322、323对齐。刀体322、323可以是相同的或不同的(例如，不同长度、径向展开直径，不同的切削结构等)。可移动刀体322、323可安装在枢轴324上，且由于本体318内的流体流或压力，由活塞326操作的凸轮325可移动。凸轮325可接触并致使可移动刀体322、323从本体318的中心轴线向激活的、切削的或径向延伸的/展开的位置径向向外枢转。活塞326可通过压缩弹簧327来偏置。
可移动刀体322、323可包括切削刀片328、329，或在其前面联接于切削刀片328、329，以执行段铣操作。每一切削刀片328、329的底表面或底面可焊接或钎焊到每一可移动刀体322、323的前面。切削刀片328、329可布置成沿可移动刀体322、323径向和轴向地延伸的阵列。每一切削刀片328、329可邻近一个或多个其他的切削刀片328、329，且可视情况沿一个或多个边缘或面邻靠或接触相邻的切削刀片328、329。该阵列可包括以偏移的或交错的排或列、以对齐的排或列、以不均匀的或甚至随机排布的方式来布置。切削刀片也可具有相同或不同尺寸或构造。
两种或更多不同类型或构造的切削刀片328、329可连接于可移动刀体322、323。例如，第一切削刀片328可具有相对于第二切削刀片329不同的形状、结构、材料、形式、或其他构造中的一个或多个。在图3中，第一切削刀片328可在可移动刀体322、323的外部径向边缘上或附近，且不同的第二切削刀片329可以是径向向内。因此，随着可移动刀体322、323径向向外延伸，第一切削刀片328可首先接触套管或其他工件。第一切削刀片328可被配置成以与第二切削刀片329不同的方式切削套管。例如，第一切削刀片328可作为车削工具操作，而第二切削刀片可作为铣削工具操作(例如，端铣工具)。车削特征和部分可主要沿径向方向切削或铣削，而切削刀片的铣削特征或部分可主要沿轴向或纵向方向(可选的是在旋转时)切削或铣削。这样，第一切削刀片328(或车削部分)可用作切口启始部分，以径向向外地切削/铣削穿透套管的厚度，而第二切削刀片329(或铣削部分)可用作端铣部分，以便沿套管的轴向或纵向长度切削/铣削。
在一些示例中，第一切削刀片328可包括车削和铣削特征(或切口启始和端铣特征)，而在其他实施例中，第一切削刀片328可包括车削特征，但缺少铣削特征。此外，第一切削刀片328可沿可移动刀体322、323的外部径向边缘的全部长度延伸，或沿其任何部分延伸。而且，如在示出了背面或后面的可移动刀体323上看到的，第一切削刀片328可超过可移动刀体323的外部径向边缘径向地突出或延伸。然而，第一切削刀片328可改为与可移动刀体322、323的外部径向边缘对齐，或甚至相对于可移动刀体的外部径向边缘径向向内。
切削刀片328、329可包括由适于铣削套管的任何材料制成的切削元件或铣削刀片。套管可由钢材制成，切削刀片328、329可由能切削钢材的材料制成。用于切削钢材或其他套管的适当材料的示例包括钨、钛、陶瓷、金属碳化物(例如，碳化铌、碳化钨、钴钨硬质合金、碳化钛、钛硬质合金、碳化钽、钽硬质合金、碳化钒、碳化钼)、金刚石(例如，多晶金刚石)、立方氮化硼(例如多晶立方氮化硼)、其他所谓的“超硬”或“超磨”材料，或前述的任一组合。
在图4-1中示出了可用于铣削工具上的切削刀片428的示例。切削刀片428可包括被配置成或以其他方式被设计成允许切削刀片428作为车削工具或切口启始工具操作的特征。例如，切削刀片428可包括在前面432和顶面434的交叉处的侧切削刃430。当切削刀片428安装在刀体上时，切削刀片428可确定方位，且侧切削刃430可用作主切削刃，以在车削操作中切削工件(例如，套管)。车削操作可包括在套管保持静止时使切削刀片428绕工具的纵向轴线旋转，这与在旋转工件时保持切削工具固定的车床型操作相反。
切削刀片428可包括在第一端面433和顶面434的交叉处的端切削刃431。端切削刃431可作为与侧切削刃430合作的副切削刃来切削工件。在设有多个切削刃的实施例中，当主切削刃破裂或磨损时，副切削刃可提供新的切削刃。此外，与切削刀片428的其他特征(例如，如本文所述的背前角)结合，端切削刃431、第一端面433、或其他特征可作为断屑器操作，以从工件断开尾随的切屑，使切削被有效地处理并输送到地面。
当例如通过使切削刃430、431中的一个或两个抵靠工件(例如，套管的内表面)且旋转切削刀片428(例如，旋转段铣工具)而使切削刀片428用作车削工具时，工件可被以车削或车床式的方式切削。图4-1至图4-6提供了切削刀片428的多个视图，以利于讨论可用于允许作为车削工具操作的几何形状示例，且某些术语表和命名法可用于描述车削工具的尺寸，但其他的术语表和命名法也可使用。尤其是，术语表可包括描述车削工具的共同术语，但对于铣削或其他工具来说这些术语可具有以其他方式描述的等同角。例如，术语“侧前角”、“背前角”和“侧切削刃角”可通常地用于描述车削工具，且可一般等同于比如在端铣操作命名法中的“径向前角”、“轴向前角”或“顶角”的术语。
图4-2是切削刀片428的俯视图，且侧切削刃430和端切削刃431被示为分别相对于基准线435、436成角度。基准线435、436可彼此相互垂直，且也可从、沿着或平行于切削刀片428的其他特征延伸，而不管特定的方位。例如，切削刀片428可包括柄437。可选的是，柄437可以是矩形的，且基准线435、436可以大致平行于柄437的对应边缘或表面延伸。切削刀片428的一些车削工具特征可参照基准线435、436来测量，但是特征可以以其他方式测量。例如，车削工具的特征可通过采用侧切削刃430或端切削刃431作为基准来测量。
在图4-2中，切削刀片428被示为具有在侧切削刃430和基准线435之间的侧切削刃角
Figure BDA0002405645000000081
切削刀片428还被示为具有在端切削刃431和基准线436之间的端切削刃角
Figure BDA0002405645000000082
对各种切削刀片来说，侧切削刃角
Figure BDA0002405645000000083
和端切削刃角
Figure BDA0002405645000000084
大小可能不同(例如，基于被切削的工件类型、切削刀片328中使用的材料类型、切削的预期深度、预期转速、铣削速率等)。在一些示例中，侧切削刃角
Figure BDA0002405645000000085
可在0°和45°之间，或尤其是在0°和20°之间。在图4-2中，在0°和20°之间的侧切削刃角
Figure BDA0002405645000000086
的示例范围被示为在基准线435
Figure BDA0002405645000000087
和虚线438
Figure BDA0002405645000000088
之间。在另外的示例中，侧切削刃角
Figure BDA0002405645000000089
可以是在具有包括0°、0.5°、1°、1.5°、2°、2.5°、3°、5°、7.5°、10°、15°、20°、30°、45°任一及其之间的任何数值的下限和/或上限的范围内。例如，侧切削刃角
Figure BDA00024056450000000810
可以是在0°和5°之间、在0°和2°之间、在0°和1°之间、在0.5°和1.5°之间、在1°和20°之间、或在10°和20°之间。在某些情况下，侧切削刃角
Figure BDA00024056450000000811
也可以大于45°或小于0°(即，负角)。
对各种切削刀片来说，端切削刃角
Figure BDA00024056450000000812
的大小也可以不同，可在0°和45°之间，或尤其是在0°和20°之间。在图4-2中，在0°和20°之间的端切削刃角
Figure BDA0002405645000000091
的范围被示为在基准线436
Figure BDA0002405645000000092
和端切削刃虚线439
Figure BDA0002405645000000093
之间。在另外的示例中，端切削刃角
Figure BDA0002405645000000094
可以是在具有包括0°、2°、4°、4.5°、5°、5.5°、6°、7°、8°、10°、15°、20°、30°、45°任一及其之间的任何数值的下限和/或上限的范围内。例如，端切削刃角
Figure BDA0002405645000000095
可以是在0°和10°之间、在0°和5°之间、在2°和8°之间、在4°和6°之间、在4.5°和5.5°之间、在5°和15°之间、在5°和20°之间、或在10°和20°之间。在某些情况下，端切削刃角
Figure BDA0002405645000000096
也可以大于45°或小于0°。
切削刀片428的长度δl可以被测量为在切削刀片428的刀尖440和柄437的第二端面441(见图4-1)之间的距离。刀尖440可以在侧切削刃430和端切削刃431的交叉处(且可选的是沿着前面432和第一端面433的交叉处)形成。刀尖440可具有在一些示例中在0.8mm和12.7mm之间的半径。在另外的示例中，刀尖440的半径可以是在具有包括0.8mm、1.6mm、3.2mm、4.8mm、6.4mm、9.5mm、12.7mm任一及其之间的任何数值的下限和/或上限的范围内。例如，刀尖440可具有在1.6mm和4.8mm之间的半径。在其他情况下，该半径可以小于0.8mm或大于12.7mm。
切削刀片428的宽度δw可以在基准线435(或前面432的一部分)和后面442之间距离。长度δl和/或宽度δw可以不是常量。例如，示出的长度δl和/或宽度δw可以是最大长度和最大宽度；然而，在沿切削刀片428的宽度的任何位置处的实际长度，或在沿切削刀片428的长度的任何位置处的实际宽度，可以小于图4-2中所示的对应长度δl和宽度δw。
对于各种实施例来说，长度δl和宽度δw可能不同(例如，基于井下工具或刀体的尺寸、工件材料、在刀体上的突出量、接触刀体的表面积大小等)。在一些示例中，长度δl可以在3.0mm和76.0mm之间。例如，长度δl可以是在具有包括3.0mm、6.5mm、9.5mm、12.5mm、16.0mm、19.0mm、22.0mm、25.5mm、32.0mm、38.0mm、43.0mm、51.0mm、57.0mm、63.5mm、70.0mm、76.0mm任一及其之间的任何数值的的下限和/或上限的范围内。例如，长度δl可以是在6.5mm和25.5mm之间、在9.5mm和25.5mm之间、在6.5mm和19.0mm之间、在9.5mm和19.0mm之间、或在12.5mm和38.0mm之间。在一些情况下，长度δl可以大于76.0mm或小于3.0mm。
宽度δw也可以变化，且在一些实施例中，可以是在1.5mm和25.5mm之间。尤其是，宽度δw可以是在具有包括1.5mm、3.0mm、5.0mm、6.5mm、8.0mm、9.5mm、11.0mm、12.5mm、14.5mm、16.0mm、17.5mm、19.0mm、20.5mm、22.0mm、24.0mm、25.5mm任一及其之间的任何数值的的下限和/或上限的范围内。例如，宽度δw可以是在1.5mm和9.5mm之间、在3.0mm和12.5mm之间、在6.5mm和19.0mm之间、在6.5mm和12.5mm之间、在8.0mm和17.5mm之间、或在9.5mm和25.5mm之间。在一些情况下，宽度δw可以大于25.5mm或小于1.5mm。
图4-3和4-4示出了分别从图4-1和4-2的切削刀片428的前面432和后面442看到的侧视图。如所示，前面432可以相对于基准线443成角度，可选的是，该基准线平行于第二端面441(或垂直底面444)。在前面432和第一端面433的交叉处的前边缘466可限定相对于基准线443的端后角θc。
对于各种切削刀片来说由于许多原因，端后角θc的大小可能不同。在一些情况下，端后角θc可以在0°和20°之间、或在0°和10°之间。在图4-3中，在0°和10°之间的端后角θc被示为在基准线443(θc＝0°)和虚线445(θc＝10°)之间。在其他情况下，端后角θc可以是在具有包括0°、0.5°、1°、1.5°、2°、2.5°、3°、3.5°、5°、7.5°、10°、12.5°、15°、20°任一及其之间的任何数值的下限和/或上限的范围内。例如，端后角θc可以是在0°和5°之间、在0°和7.5°之间、在0°和2°之间、在1°和5°之间、在1°和3°之间、在1.5°和2.5°之间、在5°和10°之间、或在2°和10°之间。在某些情况下，端后角θc可以大于20°或小于0°。
顶面434也可以相对于基准线446成角度，该基准线被示为是水平的和/或平行于底面444(或垂直后面442)。背前角αb可以是在侧切削刃430和基准线446之间的角。
对于各种切削刀片来说由于各种原因，背前角αb的大小可能不同。在一些示例中，背前角αb可以是在-20°和40°之间、或在-10°和20°之间。在图4-3中，在-10°和20°之间的背前角αb被示为在虚线447-1(αb＝-10°)和虚线447-2(αb＝20°)之间。在其他情况下，背前角αb可以是在具有包括-20°、-15°、-10°、-7.5°、-5°、-4°、-3°、-2°、-1°、0°、1°、2°、3°、4°、4.5°、5°、5.5°、6°、7°、7.5°、8°、10°、12.5°、15°、20°、25°、30°、40°任一及其之间的任何数值的下限和/或上限的范围内。例如，背前角αb可以是在-5°和10°之间、在-10°和5°之间、在0°和7.5°之间、在2°和8°之间、在4°和6°之间、在4.5°和5.5°之间、在5°和10°之间、或在5°和20°之间。在另外的情况下，背前角αb可以大于40°或小于-10°。背前角αb也可以是包括主背前角和副背前角的复合背前角。
切削刀片428的高度δh可以被测量为在切削刀片428的刀尖440和底面444之间的距离。在至少一些情况下，高度δh可以不是常量。例如，示出的高度δh可以是最大高度，然而，在沿切削刀片428的长度或宽度的任何部分处的实际高度可以小于图4-4所示的对应高度δh。
本发明公开的各种示例的高度δh可以根据包括本文确认的因素的种种因素而不同。在一些情况下，高度δh可以是在1.5mm和25.5mm之间。尤其是，切削刀片428可具有这样的高度δh，该高度在具有包括1.5mm、3.0mm、5.0mm、6.5mm、8.0mm、9.5mm、11.0mm、12.5mm、14.5mm、16.0mm、17.5mm、19.0mm、20.5mm、22.0mm、24.0mm、25.5mm任一及其之间的任何数值的下限和/或上限的范围内。例如，高度δh可以是在1.5mm和9.5mm之间、在3.0mm和6.5mm之间、在6.5mm和19.0mm之间、在6.5mm和12.5mm之间、在8.0mm和17.5mm之间、或在9.5mm和25.5mm之间。在另外的实施例中，长度δh可以大于25.5mm或小于1.5mm。
图4-5和4-6示出了分别从图4-1和4-2的第一端面433和第二端面441看到的侧视图。在一些情况下，前面432可以相对于基准线448成角度，该基准线可以是竖直的和/或垂直于切削刀片428的底面444(或平行于后面442或柄437的前面)。侧后角θs可以是在前边缘466和基准线448之间。
对于各种实施例来说，基于各种因素，侧后角θs的大小可能不同。在一些情况下，侧后角θs可以是在0°和20°之间、或在0°和10°之间。在图4-5中，在0°和10°之间的侧后角θs被示为在基准线448(θs＝0°)和虚线449(θs＝10°)之间。在其他情况下，侧后角θs可以是在具有包括0°、0.5°、1°、1.5°、2°、2.5°、3°、3.5°、5°、7.5°、10°、12.5°、15°、20°任一及其之间的任何数值的下限和/或上限的范围内。例如，侧后角θs可以是在0°和7.5°之间、在0°和2°之间、在1°和5°之间、在1°和3°之间、在1.5°和2.5°之间、在5°和10°之间、或在2°和10°之间。在某些情况下，侧后角θs可以大于20°或小于0°。
顶面434可以相对于基准线450成角度，该基准线被示为是水平的且可选择地平行于底面444(或垂直于后面442或柄437的前面或后面)。侧前角αs可以是在端切削刃431和基准线450之间限定的。
对于各种实施例来说，基于包括本文确认的那些因素的各种因素，侧前角αs的大小可能不同。在一些示例中，侧前角αs可以是在0°和45°之间、或在0°和20°之间。在图4-5中，在0°和20°之间的侧前角αs被示为在基准线450(αs＝0°)和虚线451(αs＝20°)之间。在另外的示例中，侧前角αs可以是在具有包括0°、2°、4°、4.5°、5°、5.5°、6°、7°、8°、10°、15°、20°、30°、45°任一及其之间的任何数值的下限和/或上限的范围内。例如，侧前角αs可以在0°和10°之间、在0°和5°之间、在2°和8°之间、在4°和6°之间、在4.5°和5.5°之间、在5°和15°之间、在5°和20°之间、在10°和20°之间、或在20°和45°之间。在另外的情况下，侧前角αs可以大于45°或小于0°。在一些实施例中，侧前角αs可以是限定主侧前角和副侧前角的面或边缘形成的复合侧前角。
切削刀片428可与铣削工具一起使用，且用在铣削工具的切口启始区，在该区域铣削工具首先接合套管且允许切削刀片428启始切口(例如，通过作为车削工具操作)。铣削工具还可用于在端铣操作期间沿轴向或纵向方向铣削套管。在铣削工具上也可包括被配置成执行端铣操作的一个或多个附加刀具，以利于这种操作。
切削刀片可以被配置成在工件上执行切口启始(例如，车削)和铣削(例如，端铣)操作。在图5-1至5-3中详细显示了具有被配置成用于不同用途的部分的示例切削刀片528。切削刀片528可包括车削部分529-1和铣削部分529-2。铣削部分529-2和车削部分529-1可以形成为整体的单件，或可以任何适当的方式连接在一起。铣削部分529-2可被配置成用于端铣操作，以沿工件轴向或纵向地铣削，而车削部分529-1可被配置成用于车削操作，以在启始切口时径向切入工件。在另外的示例中，铣削部分529-2可以在相对于车削部分529-1分离的切削刀片上。
车削部分529-1可以任何适当的材料制成，且可具有利于切削刀片528用于执行车削操作(例如，在套管中启始切口)的几何或其他特性。在至少一些示例中，车削部分529-1可具有如本文中相对于图4-1至4-6的切削刀片428描述的几何特性及其他构造。例如，车削部分529-1可具有类似于本文描述的那些或与本文描述的那些相同的背前角和侧前角、侧后角和端后角、侧切削刃角和端切削刃角、和长度、宽度、或高度尺寸。然而，在一些示例中，切削刀片428的柄437可被铣削部分529-2代替，或被联接车削部分529-1和铣削部分529-2的过渡部分552代替。在另外的示例中，柄可以和过渡部分552、铣削部分529-2或两者一起被包括。
切削刀片528的铣削部分529-2可包括切削刃553，以接合工件并沿工件的长度轴向地铣削。铣削部分529-2可包括从铣削部分529-2的本体突出的一或多条脊554。切削刃553和一或多条脊554可沿铣削部分529-2的全长度或部分长度延伸，且可以与相邻的切削刃553或脊554互相间隔分离(例如，沿切削刀片529的宽度)。槽555可以在相邻的切削刃553或脊554之间形成，以形成一系列齿。在切削刃553和相邻的槽555之间的表面可以在本文中称作前刀面556。在示出的实施例中，示出了切削刃553、4个脊554、和4个槽555，然而这些数目仅是示例性的。
切削刀片528的切削刃553可以限定在前刀面556和平行于底面544的直线之间测量的轴向前角αa。轴向前角αa可以是在0°和30°之间、或在具有包括0°、2.5°、5°、7.5°、10°、12.5°、15°、17.5°、20°、22.5°、25°、27.5°、30°任一及其之间的任何数值的下限和/或上限的范围内。例如，轴向前角αa可以是在0°和20°之间、在5°和20°之间、在10°和20°之间、在7.5°和25°之间、在5°和30°之间、在5°和15°之间、在17.5°和22.5°之间、或在2.5°和25°之间。在另外的示例中，轴向前角αa可以大于30°或小于0°。
脊554可以用作后备切削刃。随着切削刃553铣削工件，切削刃磨损而沿着前刀面556朝向相邻的脊554回退。当前刀面556完全磨掉时，脊554可作为切削刃。
槽555可具有从脊554偏移一落距的最低部分。在各种示例的切削刃中，落距可以不同，且可以基于切削刀片528的尺寸，包括高度、轴向前角αa、脊554的数量、前刀面556的形状等。在轴向前角αa较大时，在有教少的脊554时、或在切削刀片528较厚且具有较大的高度时，落距可以较大。落距可以是在切削刀片528的高度的0％和60％之间。作为切削刀片528的高度的百分比，落距可以是在具有包括0％、5％、7.5％、10％、12.5％、15％、17.5％、20％、22.5％、25％、27.5％、30％、35％、40％、42.5％、45％、50％、60％任一及其之间的任何数值的下限和/或上限的范围内。例如，作为切削刀片528的高度的百分比，落距可以是在7.5％和10％之间、在10％和12.5％之间、在15％和17.5％之间、在22.5％和25％之间、或在5％和30％之间。在另外的情况下，落距可以大于切削刀片528的高度的60％。
对于各种示例来说，包括车削部分529-1和铣削部分529-2的切削刀片528的尺寸可以不同。切削刀片528的宽度可以是在1.5mm和25.5mm之间，切削刀片528的高度或厚度可以是在1.5mm和25.5mm之间，或切削刀片528的长度可以是在3.0mm和76.0mm之间。
车削部分529-1和铣削部分529-2也可具有相等或不等的长度。如图5-2所示，车削部分529-1可以比铣削部分529-2短，然而这种关系可以颠倒过来。在一些示例中，车削部分529-1的长度与铣削部分529-2的长度的比例可以是在1：10和10：1之间。在至少一些示例中，车削部分529-1的长度与铣削部分529-2的长度的比例可以是在具有包括1：10、1：8、1：6、1：4、1：3、1：2、1：1、2：1、3：1、4：1、6：1、8：1、10：1任一及其之间的任何数值的下限和/或上限的范围内。例如，该比例可以是在1：3和1：1之间、在1：4和2：1之间、或在1：6或4：1之间。在另外的情况下，该比例可以大于10：1或小于1：10。
切削刀片528已经被描述为具有车削部分529-1和铣削部分529-2，然而，切削刀片528(以及本文中描述的其他切削刀片)可以以其他的术语表描述。例如，车削部分529-1可被称作切口启始部分，且切口启始部分可包括利于切口启始的车削、刨削或其他特征。铣削部分529-2可被称作利于沿轴向方向铣削的端铣或段铣部分。车削部分529-1可以是以一种方式或方向(例如，通过沿径向方向的车削、切割或剪切动作)切削工件的第一部分，铣削部分529-2可以是以不同的方式或方向(例如，通过沿轴向方向的段铣2或磨削动作)切削工件的第二部分。断屑可以作为第一切削模式(例如切口启始)、第二切削模式(例如，端铣)、或两种切削模式的一部分来执行。
在图5-1至5-3中，前面532和后面542相互平行且垂直于底面544。在另外的示例中，切削刀片可包括成角度的/倾斜的前面或后面。例如，图6是从第二端面641看到的切削刀片628的侧视图。切削刀片628可包括车削部分629-1和铣削部分629-2。
切削刀片628可包括刀侧面和刀尾面。刀侧面可包括前面632，而刀尾面可包括与前面632相反的后面642。前面632和后面642可在车削部分629-1和第二端面641之间延伸。顶面也可在车削部分629-1和第二端面641之间、和/或在前面632和后面642之间延伸。切削刃653可沿顶面和前面632的交叉处形成。尾刃657可沿顶面和后面642的交叉处形成。顶面可具有脊654、槽、齿、隆起、轮廓、其他特征或前述的一些组合。
切削刀片628可具有与顶面相反的底面644。底面644可联接于比如刀体的铣削或其他切削工具，且切削刃653可在切削刀片628的轴向最低点。切削刀片628的宽度可以是在切削刃653和尾刃657之间，或作为前面632和后面642之间的最大距离。
切削刀片628也可具有在前面632和基准线658之间的前侧角βf(该基准线可垂直底面644和/或井下切削或铣削工具或井眼的纵向轴线)。基准线658可平行于后面642，且前侧角βf可等于在前面632和平行于后面642的直线之间的角。在另外的示例中，后面642可不垂直底面644或与井下切削工具或井眼的纵向轴线垂直的直线。在这样的示例中，后侧角βr可以是在后面642和基准线659之间。基准线659可垂直底面644和/或基准线658。在一些示例中，基准线可垂直井下切削或铣削工具和/或井眼的纵向轴线。可选的是，前侧角βf可在前面632和平行于后面642的直线之间被测量，或后侧角βr可在后面642和平行于前面632的直线之间被测量。
对于各种示例来说，由于许多原因，前侧角βf和后侧角βr可以不同。例如，通过相对于后侧角βr改变前侧角βf，可以在沿铣削或其他切削工具的刀体轴向间隔的不同排中的相邻切削刀片628之间形成间隙。尾刃657的至少一部分可接触相邻切削刀片628的前面632，但在另外的示例中，尾刃657可不接触前面632。在相邻的具有前侧角βf和/或后侧角βr的切削刀片628之间设置间隙—且潜在地没有附加材料填充该间隙275—可改进切削效率，同时还减去了在整个切削刀片628上的裂纹扩展。
在一些实施例中，前侧角βf和后侧角βr可以是在从在0°和25°的范围内。例如，前侧角βf可以是在具有包括0°、1°、2.5°、5°、7.5°、10°、12.5°、15°、17.5°、20°、22.5°、25°任一及其之间的任何数值的下限和/或上限的范围内。例如，前侧角βf可以是在2.5°和12.5°之间、在5°和10°之间、或在7.5°和15°之间。在另外的示例中，前侧角βf可以大于25°或小于0°。后侧角βr可以是在具有包括0°、1°、2.5°、5°、7.5°、10°、12.5°、15°、17.5°、20°、22.5°、25°任一及其之间的任何数值的下限和/或上限的范围内。例如，后侧角βr可以是在0°和10°之间、在2.5°和7.5°之间、或在5°和12.5°之间。在另外的示例中，后侧角βr可以大于25°或小于0°。前侧角βf可以等于、小于、或大于后侧角βr。
切削刀片628可具有多个脊、齿、槽或其他几何结构、特征等。在图6中所示的脊654可以限定后备切削刃。每一后备切削刃可以延伸铣削部分529-2的全长度或部分长度。脊654、切削刃653和槽可以共同地限定齿，该齿具有限定为脊654和相邻脊654或切削刃653之间的距离的齿宽。齿宽与切削刀片628的宽度的比例可以是在1：15和1：1之间。在图6中，例如，该比例可以是1：5，因为有被切削刃653和4个脊654限定的大约相等宽度的5个齿。在另外的示例中，齿可以具有不相等的宽度，或可以有多于或少于5个的齿。例如，齿宽与切削刀片宽度的比例可以是在1：10和1：2之间，或在1：6和1：2之间。在一些示例中，齿宽与切削刀片宽度的比例可以大于1：15。相应地切削刀片可以包括0个或更多的齿、脊、槽或其他特征。图7至11示出了一些具有变化数目的齿、脊或其他特征的附加切削刀片。
图7是具有车削部分729-1和铣削部分729-2的切削刀片728的侧视图。切削刀片728可类似于本文描述的其他切削刀片，除了在其顶面上形成的齿或脊754的数目之外。在示出的实施例中，切削刀片728可包括由切削刃753和5个脊754形成的6个齿。
相反，图8的切削刀片828可包括4个齿。铣削部分829-2可包括切削刃853和3个脊843，以共同地限定4个齿。槽855或其他特征也可以被包括，以限定切削刀片828的齿。邻近切削刃853或邻近脊854的前刀面856可以是大致平面或具有不变的斜率，且在一些实施例中，可以从对应的脊854或切削刃853倾斜到槽855的最低部分。在一些示例中，齿可以具有倾斜的或锯齿形状。然而，在另外的示例中，齿或前刀面，可以是弧形的，可包括多个平面部分(且可以限定主前角和副前角)，可具有增大或减小的斜率，或可以具有前述的组合。
图9示出了包括车削部分929-1和铣削部分929-2的切削刀片928，其中铣削部分929-2可包括3个齿或其他特征。尤其是，铣削部分929-2可包括与3个槽955配合的切削刃953和2个脊954。在该示例中，槽955可以是倒圆的或弧形的。在另外的示例中，切削元件的齿可具有其他形状或轮廓，或可具有平面、锯齿、弧形或其他形状的组合。
图10示出了包括车削部分1029-1和铣削部分1029-2的另一示例性切削刀片1028。在该特定示例中，铣削部分1029-2可包括由切削刃1053、脊1054和2个槽1055限定的2个齿。齿可以是锯齿状的。可选的是，切削刀片1028可包括倾斜的或成角度的(即，具有非零的前侧角)前面1032-1。从脊1054延伸的后备面1032-2可以沿相同的方向倾斜，且潜在地以与前面1032-1相同的角度倾斜。结果，随着切削刀片1028从切削刃1053朝向脊1054磨损，后备面1032-2可变成新的前面1032-1。
图4-1至10所示的切削刀片是可用于启始切口且可选地执行端铣操作的切削刀片和结构的示例。在一些示例中，切削刀片的铣削(例如，端铣)和车削(例如，切口启始)部分可以是分离的。无论铣削部分和车削部分是分离的或整体的，铣削部分可具有矩形、方形、圆形、椭圆形、弧形、三角形、多边形、其他截面或平面形状，或前述的任何部分或组合。
例如，图11示出了具有车削部分1129-1和铣削部分1129-2的示例的切削刀片1128。铣削部分1129-2具有圆形平面形状。车削部分1129-1具有矩形或其他形状(例如，类似于图4-1至4-6的切削刀片的形状和结构)，且过渡部分1152联接车削部分1129-1和铣削部分1129-2。在另外的示例中，车削部分1129-1和铣削部分1129-2可以分离地形成，且作为分离的部件连接于刀体(例如，铣刀或井下工具的)。
铣削部分1129-2可包括适于切削刀片1128在端铣操作中便于使用的任何特征1159、1160、1161。例如，铣削部分1129-2可包括在顶面或其他部分上的一或多个高出的特征1159、1161和一或多个下凹的特征1160。可选的是，特征1159、1160、1161可以是圆形、环形，或具有其他适当的形状。在至少一些示例中，特征1159、1160、1161可以被配置成操作断屑器，以减少从被铣削的工件上形成的切屑尺寸。
参照图12-1至12-4描述用于在套管中启始切口的方法。在这种方法中可以使用任何数目的不同的铣削工具、刀体和切削刀片，包括本文描述的那些。因此，铣削操作可包括不同尺寸和形状的切削刀片、包括与铣削部分(例如，端铣部分)整体地形成的车削部分或其他切口启始部分的切削刀片、包括与带有铣削部分的切削刀片分离的车削部分的切削刀片、或前述的任一组合。
在图12-1至12-4中，可移动刀体1222被示为没有铣削或其他井下工具的其他部件，以减少绘图的复杂性，且使所示方法的某些方面更清楚。可移动刀体122可插入地层1202中的井眼内，且该井眼可具有固定在其中的衬管或其他套管1203。所以，套管1203可以是井下套管。在一些实施例中，水泥1262可被放置在套管1203外部和地层1202之间的环形区域内，以在纵向和/或旋转位置固定套管1203。
可移动刀体1222可包括多个切削刀片1228，和潜在地多个不同类型的切削刀片1228、1229。在图12-1至12-4中，例如，切削刀片1228、1229可被设置在可移动刀体1222的先导工作面上(即，沿工具的旋转方向面向前)。每一切削刀片1228、1229可通过适当的附接机构联接于可移动刀体1222。切削刀片1228、1229可被放置在轴向的排1265中。在图12-1中，例如，轴向的排1265的较下6排被示为具有3个或更多的切削刀片1228、1229，轴向的排1265的沿轴向紧接最下排的9排可包括2个或更多的切削刀片1228、1229。轴向的排1265的最上排可包括1个切削刀片1228或1229。可选的是，每一排1265可径向错开，以使相邻排的切削刀片1228、1229的刃不对齐。可以形成可选的砌砖模式，其中交错切削刀片1228、1229的大约半个长度。
可移动刀体1222可在下入井眼中时处于收缩位置。在收缩位置，对应的井眼工具的直径可小于或约等于套管1203的内径或通径，以允许井下工具经过井眼轴向前进。在该示例中，可移动刀体1222可连接于设置在可移动刀体1222上的切削刀片1228，1229上方的枢轴1224上。机械的、液压的或其他部件可通过使可移动刀体1222绕枢轴1224转动来激活和展开可移动刀体1222。可移动刀体的展开可使切削刀片1228，1229中的一个或多个移动至接触套管1203的内表面。
随着可移动刀体1222径向向外展开，一些排1265内的切削刀片1228，1229首先接触套管1203。首先接触且接合套管1203的可移动刀体1222的径向最外部分，或可移动刀体1222上的切削刀片1228、1229，可被称作可移动刀体1222的切口启始区。在切口启始区内的切削元件1228、1229的排1265的一部分可被布置成通过使用车削动作启始切口，而不是端铣操作，或除端铣操作之外。例如，随着井下工具旋转，切口启始区内且接触套管1203的切削刀片1228、1229可通过车床式的车削动作启始切口。切削刀片1228(或切削刀片1228的车削部分)可设置在切口启始区内，且至少一些切削刀片1229可被设置在切口启始区之外。切口启始区也可包括以除了车削或代替车削的其他方式操作的切削元件部分。例如，车削部分可被被配置成利于启始切口的刨削或其他部分所代替。
图12-1至12-3顺序地示出了套管1203中的切口1264的启始操作。可移动刀体1222的切口启始区可包括首先接触套管1203的至少一个切削刀片1228。在切削刀片1228包括具有被配置成以车削方式切削的车削部分的情况下，车削部分和特征(例如，侧切削刃和端切削刃)可作为车削或车床工具操作，以铣削/切削套管1203，并启始和形成切口1264。如果首先接触套管1203的切削刀片包括端铣特征或部分，但不包括车削特征，那么切削刀片可具有足够的材料硬度，以使切口1264形成，然而，与具有车削特征的切削刀片1228相比，这样做可能效率比较低，或者增加了切削刀片损坏的可能性。然而，在另外的示例中，可使用刨削或其他非车削部分来启始切口。
在图中，8个切削刀片1228在可移动刀体1222的径向边缘上，在排1265的最下8排的每一排有1个切削刀片1228。切削刀片1228启始切口1264。在另外的示例中，可使用1个切削刀片1228(例如，在排1265的最下排上)，可使用1和8个之间的切削刀片1228，或可使用多于8个的切削刀片1228。此外，切削刀片1228可其他方式组织或布置(例如，在同一排上的多个切削刀片1228，不在相邻排上的切削刀片1228等)，而仍然用于启始或甚至延伸切口1264。不管切削刀片1228的数目或布置，切削刀片1228的车削部分可包括可选地不匹配可移动刀体1222的外部径向边缘形状或轮廓的特征或角度。
切削刀片1228可具有与可移动刀体1222的外部倾斜边缘对齐的下部径向外角。在另外的示例中，切削刀片1228可从可移动刀体1222的外部径向边缘至少部分偏移。在图12-1中，例如，切削刀片1228被示为从可移动刀体1222径向向外偏移和延伸一突出距离λ。对于各种切削工具来说，突出距离λ可以不同，且可根据可移动刀体1222的尺寸、切削刀片1228的尺寸、或其他标准而变化。突出距离λ可以是在0.03mm和25.40mm之间。例如，突出距离λ可以是在具有包括0.03mm、0.05mm、0.13mm、0.25mm、0.50mm、1.25mm、2.50mm、5.10mm、6.35mm、8.50mm、12.70mm、19.05mm、25.40mm任一及其之间的任何数值的下限和/或上限的范围内。例如，突出距离λ可以是在0.03mm和12.70mm之间、在0.03mm和2.50mm之间、在0.03mm和1.25mm之间、在0.03mm和0.50mm之间、或在12.70mm和25.40mm之间。突出距离λ也可以小于0.03mm或大于25.40mm。对于每一切削刀片1228来说，突出距离λ可以相同，或对于一些或每一切削刀片1228来说，突出距离λ可以改变。
切削刀片1228可包括以车削方式切割套管1203的车削部分。切削刀片1228也可包括铣削部分，或可以与包括铣削特征和部分的切削刀片1229分离，其中该铣削部分缺少车削部分和特征。例如，切削刀片1228可类似于图4-1至4-6中的切削刀片428。在另外的示例中，切削刀片1228可以类似于图5-1至11的切削刀片528、628、728、828、928、1028或1128。不管切削刀片1228的特定结构，在可移动刀体1222展开和旋转时，切削刀片1228可接触并切入套管1203，以启始形成切口1264。通过继续绕枢轴1224枢转，可移动刀体1222可以进一步径向向外移动，切口1264可变得更深更高。结果，切削刀片1228、1229可完全切穿套管1203。切口1264也可绕套管1203圆周延伸。一切穿套管1203和形成切口1264，一或多个切削刀片1229，或切削刀片1228的铣削部分可与套管1203径向对齐。随着可移动刀体1222轴向或平行于纵向轴线1263移动，切削刀片1229或切削刀片1228的铣削部分可端铣和切削套管1203。在轴向移动时，可移动刀体1222可继续旋转。
图12-4示出了轴向向下移动来端铣套管1203的可移动刀体1222。在端铣时，切削刀片1228和/或切削刀片1229可磨去套管1203的一部分，由此延伸切口1264的长度。在该示例中，有单个套管1203，且对套管1203和对应的水泥1262的铣削可暴露地层1202，以产生井眼的裸眼部分1263。裸眼部分1263可绕井眼的圆周延伸。在一些示例中，切口的径向深度可以不同，且水泥1262可不被铣穿，或地层1202可至少部分被铣削。也可以有多个套管层，且对套管1203的铣削可包括铣削单个套管1203，使地层不暴露，或同时铣削多个套管。当铣削多个套管时，切削刀片1228可以在一个套管中启始切口，或潜在地在每一套管中启始切口。铣削多个套管可暴露地层1202、水泥的外层，或可铣削少于套管层总数的套管。
可移动刀体1222可不同于在连续提供切口启始和/或端铣时所示的。例如，可移动刀体1222可具有更多或更少排的切削刀片1228、1229，更多或更少的用于启始切口1264的切削刀片1228，不同的切削刀片1228、1229对齐方式(例如，以列而不是排，以列和排，随机等)、沿可移动刀体1222的边缘径向向内或与可移动刀体1222的边缘对齐的切削刀片1228、1229，或可做出其他变化。突出距离λ也可被称作偏移距离，以笼括无论是相对于可移动刀体1222的外部径向边缘径向向外或向内的切削刀片1228、1229的位置。在一些示例中，可移动刀体1222可自身包括与切削刀片1228、1229分离的车削部分或车削特征(或一些另外的切口启始部分)，且切削刀片1228、1229可相对于该车削部分径向向内偏移。因此，可移动刀体1222可用于启始切口，而不是切削刀片1228、1229。
图13示出了具有一系列布置在排1365中的切削刀片1328、1329的可移动刀体1322。在该示例中，有具有车削部分的单个切削刀片1328，然而，切削刀片1328没有从可移动刀体1322的外部径向边缘径向偏移，且因此偏移距离等于0。
在另外的示例中，可移动刀体或铣削工具可包括具有车削或其他切口启始特征或部分的多于一个的切削刀片。图14示出了段铣工具的可移动刀体1422，且包括联接于可移动刀体1422的切削刀片1428、1429的多个排1465。在该示例中，3个具有车削特征或部分的切削刀片1428被设置在可移动刀体1222的切口启始区内。切削刀片的排1465的最下3排的每一排可包括在外部径向边缘处的切削刀片1428。被配置成通过使用车削或其他切口启始特征来切削套管或其他工件的切削刀片1428的数目可变化，这可以是包括这种切削刀片1428的排的数目。在一些示例中，例如，2、4、5或更多的排(或排1465的每一个)可包括切削刀片1428。
在一些示例中，在可移动刀体上且包括车削部分或其他切口启始部分的切削刀片(例如，切削刀片1428)的数目可以小于可移动刀体上的切削刀片的总数(例如，切削刀片1428、1429的总数)。包括切口启始部分的切削刀片的百分比可以是在切削刀片总数的0.5％和60％之间。例如，具有切口启始部分的切削刀片对切削刀片总数的百分比可以是在具有包括0.5％、1％、3％、5％、7.5％、10％、15％、20％、25％、30％、40％、50％、60％任一及其之间的任何数值的下限和/或上限的范围内。该百分比可以是在0.5％和15％之间、在1％和10％之间、在2％和8％之间、在0.5％和50％之间、或在5％和50％之间。在另外的示例中，该百分比可以是7.5％，或该百分比可以小于0.5％或大于60％。
切削刀片1428也被示为可选地从可移动刀体1422的外部径向边缘偏移一突出距离λ。偏移的程度或方向可以变化。在一些示例中，突出距离λ与切削刀片1428的总长度的比例可以是在1：1000和1：2之间。例如，突出距离λ与切削刀片1428的总长度的比例可以是在具有包括1：1000、1：500、1：250、1：100、1：50、1：25、1：10、1：7.5、1：5、1：4、1：3、1：2任一及其之间的任何数值的下限和/或上限的范围内。该比例可以在1：500和1：5之间、在1：1000和1：10之间、或在1：100和1：4之间。在另外的示例中，该比例可以小于1：1000或大于1：2。此外，在切削刀片1428包括切口启始部分和铣削部分的情况下，用于确定该比例的切削刀片1428的长度可以是切口启始部分的长度或切削刀片1428的总长度。
在仍然使用根据本发明公开的切削刀片时，井下工具本身可以以许多方式改变。例如，段铣或其他铣削工具可包括单个刀体或多个刀体。多个刀体中的每一个可以是尺寸、形状和构造相同的，且可以相同地装上各种切削刀片。在另外的示例中，刀体可以是不同的。例如，铣削工具的2个刀体、刀或其他部件可具有不同的切削刀片类型或形状、不同的切削刀片模式或位置、或不同的结构尺寸、形状或其他构造。
图15示出了包括可移动刀体1522的示例的铣削工具1522，该可移动刀体具有与其联接的多个切削刀片1528，1529。可移动刀体1522可响应于机械、液压或其他力，通过绕枢轴1524旋转而径向展开和接触。枢轴1524可相对于切削刀片1528、1529轴向地设置在下方或井下。
可移动刀体1522可枢转而径向向外展开，且还通过铣削工具绕纵向轴线1563转动来使可移动刀体1522的切口启始区接合和切削套管1503，以启始切口。在该示例中，可移动刀体1522的切口启始区可包括具有刨削、车削或其他切口启始特征或部分的2个切削刀片1528。切削刀片1528可在不同排上相同的径向位置(例如，在可移动刀体1522的外部径向边缘处)、在相同的轴向位置但不同的径向位置(例如，在同一排)，或它们在不同的轴向和径向位置。随着切口启始，铣削工具可旋转且使可移动刀体1522沿轴向向下的方向移动，以沿套管1503轴向铣削。可移动刀体1522可被改进，以将枢轴1525放置在切削刀片1528、1529轴向上方，其中可移动刀体1522可沿轴向向上的方向移动，以沿套管1503轴向铣削。切削刀片1528可包括切口启始特征或部分，或切口启始特征和端铣特征两者。因此，同一切削刀片1528可以以预定的车削方式用于启始切口和沿套管1503的长度轴向铣削。切削刀片1529可包括端铣特征，且可潜在地不具有切口启始特征。
图16是包括具有多个切削刀片1628、1629的铣削刀体1622的铣削工具的另一示例。可移动刀体1622可响应于机械、液压、或其他力，径向展开或收缩(例如，通过沿包括一个或多个槽的一组槽滑动，或绕枢轴1624旋转)。
随着可移动刀体1622枢转或以其他方式径向展开，可移动刀体1622可绕纵向轴线1663旋转，以使可移动刀体1622的切口启始区接合套管1603，在套管1603中启始切口。在该示例中，可移动刀体1622的切口启始区可包括在可移动刀体1622的最下和最外边缘处的1个切削刀片1628，使得切削刀片1628可以是在展开或激活时接触套管1603的可移动刀体1622的第一部分。在另外的示例中，可移动刀体1622可包括附加的切削刀片1628，或切削刀片1628可设置在附加或另外的位置处。切削刀片1628可包括被配置成使切削刀片1628的接触套管1603的那部分以预定的方式作为切口启始工具操作(例如，车削)的一个或多个切削刃或其他特征。随着可移动刀体1622转动，切口启始特征可切削套管1603，以启始套管1603的切口。在切口启始时，井下工具可被沿轴向方向顶推(例如，向上或向下)，以沿套管1603轴向地端铣。
切削刀片1628、1629可具有用于执行相应的端铣或切口启始操作的任何适当的形状或构造。例如，切削刀片1629可以是圆形的或圆柱形的，且可布置成排、列、或其他方式。在另外的示例中，切削刀片1629可以是矩形、三角形、椭圆形、半圆形或半圆柱形、角锥形、或具有其他形状、特征或构造。切削刀片1628可包括作为用于切口启始的车削工具操作的切削刃或特征，和用于对套管1603执行端铣或轴向铣的铣削特征。在另外的示例中，切削刀片1628可不包括用于端铣或轴向铣的铣削特征。
在本文中提供了各种关系术语来描述本发明公开的示例的多个方面。比如“底部”、“下方”、“顶部”、“上方”、“背”、“前”、“左”、“右”、“后”、“向前”、“上”、“下”、“水平”、“竖直”、“顺时针”、“逆时针”、“更上”、“更下”等的关系术语，可指示相对于一个或多个其他部件的操作和/或示出的位置。对于本描述或权利要求范围内的每一示例来说，关系术语不指示特定的方位。例如，在另一部件“下方”的BHA部件在竖直的井眼内时可以是离地面更远，但在组装期间、当从井眼移除时、或在偏离的裸眼井中时可有不同的方位。因此，关系描述是为了在本文中描述方便，但这些关系方面可根据工具的位置或构造变化。在说明书中称作“第一”部件的部件可与权利要求中称作“第一”部件的部件相同或不同。
此外，描述“附加的”或“其他的”元件、特征、方面、部件等不排除有附加元件的单个元件或多于一个的元件。在权利要求或描述中提到的“一”或“一个”元件的情况下，这种提及表示“至少一个”元件。在说明书表述了部件、特征、结构、功能或特性“可”、“可以”、“能”、“能够”被包括，在一些示例中特定的部件、特征、结构或特性被提供的情况下，但对于本发明公开的其他实施例来说是可选的。术语“联接”、“被联接”、“连接”、“接头”、“被连接”、“与…连接”和“在连接”指的是“与…直接连接”、或“经过一个或多个中间元件或部件与…连接”。“整体的”或“整体地”形成的部件包括由同一件材料、或多组材料制成的部件，比如通过相同的材料共同模压或铸造制成，或由同一件材料块共同机加工制成。“整体的”部件还应当理解为“被联接”。
在提供的示例中可以做出许多修改而没有在本质上脱离本发明的公开内容。任何这样的修改都将包括在本发明公开的范围内。虽然公开内容包含了许多细节，但这些细节不限制本发明公开或任一所附权利要求的范围，而仅仅是提供了与落入本发明公开范围的具体示例相关的信息。各种示例的任何描述的特征都可以组合使用。
等同结构不脱离本发明公开的精神和范围，且可以做出各种变化、替代和改变，而没有脱离本发明内容的精神和范围。包括功能性的“手段加功能”语句的等同结构，是用来覆盖在执行所述功能时的本文所述的构件，包括以相同方式操作的结构上等同，和提供了相同功能的等同构件。对于任何权利要求来说，手段加功能或其他功能性要求不应当被引用，除了在词语“用于…的手段”与相应的功能一起出现的那些情况之外。落入权利要求的含意和范围内的每一增加、删除和修改都应当被权利要求所包含。
虽然在本文中公开的示例可以用在油、气或其他碳氢化合物勘探的非生产环境中，但这种环境仅是示例性的，且可用于其他的应用和环境中。在本文中的切削刀片、切削工具、铣削工具、铣削方法、切削方法、启始切口的方法、或其他示例，或在考虑到本发明公开内容下应当理解的，可以在井下环境之外使用，包括连同其他系统，包括在汽车、水上、航天、水电、制造、其他工业之内，或甚至在其他井下环境中使用。术语“井”、“井眼”、“裸眼井”等不是用来将本发明公开的实施例限制在特定的工业。例如，井眼或裸眼井可以拥有油、气开采和勘探、水生产和勘探、采矿、公用事业管线放置、或无数的其他应用中。
一些实施例和特征可能已经使用一组可提供下限和/或上限的数值进行了描述。每一数值都被设想到的，本就是提供了下限和上限的任何两个值的范围。任何数值都是指示值的“约”或“大约”数，且考虑试验误差和本领域普通技术人员将会料到的变化。本文宣称的任何数字、百分比、比例、测量值或其他值将包括该宣称值以及其他的该宣称值的约或大约数，这本就会是本领域普通技术人员应当理解的。宣称值应当被足够宽泛地解释为包含足够靠近该宣称值的值，以执行所需功能或获得所需结果。宣称值包括至少试验误差和本领域普通技术人员将会料到的变化，以及在适当的制造或生产工艺中料到的变化。

Claims (10)

1.一种用于启始切口的切削刀片，包括：
被配置成通过径向切入工件来启始切口的切口启始部分；
被配置成通过沿所述工件轴向端铣来延伸所述切口的铣削部分。
2.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，所述切口启始部分包括限定至少两个切削刃的车削部分。
3.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，所述切口启始部分具有在0°和20°之间的侧前角。
4.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，所述切口启始部分具有在-10°和20°之间的背前角。
5.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，所述切口启始部分具有在0°和20°之间的侧切削刃角。
6.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，所述车削部分具有在0°和20°之间的端切削刃角。
7.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，所述车削部分具有在0°和10°之间的端后角。
8.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，所述切口启始部分具有在0°和10°之间的侧后角。
9.一种段铣工具，包括：
本体；
可移动地联接于所述本体的可移动刀体，所述可移动刀体包括至少一个相联接的切削刀片，所述至少一个切削刀片限定：
所述可移动刀体的切口启始区；和
所述可移动刀体的端铣区。
10.一种铣削套管的方法，包括：
在铣削工具的至少一个可移动刀体处于收缩位置时，将所述铣削工具插入井眼中，所述至少一个可移动刀体包括切口启始区和铣削区；
在使所述至少一个可移动刀体旋转且使所述至少一个可移动刀体径向向外展开时，通过使用所述切口启始区在所述井眼内的套管中启始径向切口；
通过使用所述至少一个铣削区沿所述套管轴向切削，来延伸所述套管中的所述切口。
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