DE1207907B

DE1207907B - Downhole tool

Info

Publication number: DE1207907B
Application number: DES87141A
Authority: DE
Inventors: Bruce J Cordary; Charles O Van Note Jun
Original assignee: Servco Co
Current assignee: Servco Co
Priority date: 1962-09-07
Filing date: 1963-09-06
Publication date: 1965-12-30

Description

Bohrlochwerkzeug Die Erfindung bezieht sich auf ein Bohrlochwerkzeug mit einem am Bohrgestänge anschraubbaren, eine mit der Druckflüssigkeitsleitung des Bohrgestänges kommunizierende Längsbohrung aufweisend °n länglichen Körper, an dem Arbeitsarme so befestigt sind, daß sie aus einer innerhalb des Körpers befindlichen Ruhestellung ausschwenkbar sind, und einer Vorrichtung, die zur Betätigung der Arbeitsarme und zur Erzeugung von die Stellung der Arbeitsarme anzeigenden Druckschwankungen der Druckflüssigkeit dient und die einen in der Längsbohrung gleitbaren, in Richtung auf die Druckflüssigkeitszuführung vorgespannten Kolben mit einem Längsdurchlaß für die Druckflüssigkeit hat.Downhole Tool The invention relates to a downhole tool with one that can be screwed onto the drill rod, one with the hydraulic fluid line of the drill rod having communicating longitudinal bore ° n elongated body, are attached to the working arms so that they consist of an inside the body Rest position can be swiveled out, and a device for actuating the working arms and for generating pressure fluctuations indicative of the position of the working arms the hydraulic fluid is used and the one slidable in the longitudinal bore, in the direction on the hydraulic fluid supply biased piston with a longitudinal passage for the hydraulic fluid.

Derartige Vorrichtungen sind z. B. Fräser und Bohrlochvergrößerungsvorrichtungen. Bei diesen Fräsvorrichtungen werden z. B. die Arme der Vorrichtung in einer bestimmten Teufe nach außen gestreckt, um durch die Verrohrung des Bohrloches hindurchzuschneiden und einen Abschnitt der Verrohrung abzufräsen, so daß ein offener Abschnitt oder Fenster entsteht.Such devices are, for. B. Milling Cutters and Borehole Enlargement Devices. In these milling devices z. B. the arms of the device in a particular Depth extended outward to cut through the casing of the borehole and mill a portion of the casing so that an open portion or Window is created.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art ist der Längsdurchlaß des in der Längsbohrung gleitbaren Kolbens mit einer Drosselstelle und der Kolben oberhalb dieser Drosselstelle mit seine Wandung durchdringenden Kanälen versehen, deren Auslaßenden in der normalen Ruhestellung des Kolbens einer Buchse gegenüberliegen, die ober- und unterhalb der Auslaßenden Dichtungen aufweist. Soll durch Erhöhung des Flüssigkeitsdrucks ein Ausschwenken der Arme herbeigeführt werden, so wird sich oberhalb der Drosselstelle der Druck so stark erhöhen, daß der Kolben sich nach unten bewegt, wobei die Kanäle in eine mit Umgehungsleitungen kommunizierende Stellung gelangen. Hierdurch tritt ein Druckabfall ein, der am überwachungspersonal über Tage den Beginn des Arbeitsvorganges, beispielsweise des Fräsvorganges, anzeigt.In a known device of this type, the longitudinal passage of the in the longitudinal bore slidable piston with a throttle point and the piston above this throttle point provided with its wall penetrating channels, the outlet ends in the normal rest position of the piston are opposite a bushing, the upper and seals below the outlet ends. Desired by increasing the fluid pressure if the arms are swung out, it will be above the throttle point Increase the pressure so much that the piston moves downwards, opening the channels get into a position communicating with bypass lines. This occurs a pressure drop, which marks the beginning of the work process on the monitoring personnel above the surface, for example the milling process.

Dadurch, daß bei der bekannten Anordnung die die über Tage ablesbaren Druckschwankungen erzeugenden Kanäle normalerweise geschlossene Sackbohrungen sind und der Durchflußquerschnitt dieser Kanäle nicht beliebig vergrößert werden kann, weil die das Ausschwenken der Werkzeuge verursachende, durch die Drosselung bewirkte Druckerhöhung nicht zu sehr herabgesetzt werden darf, besteht die Gefahr einer Verstopfung der Kanäle durch sich aus der Bohrflüssigkeit absetzende Verunreinigungen.The fact that in the known arrangement the readable above ground Channels that generate pressure fluctuations are normally closed blind bores and the flow cross-section of these channels cannot be increased at will, because the swiveling out of the tools caused by the throttling Pressure increase must not be reduced too much, there is a risk of clogging of the channels by impurities settling out of the drilling fluid.

Um zu vermeiden, daß der Betrieb der Vorrichtung durch Verunreinigungen beeinträchtigt werden kann, wird erfindungsgemäß ein in der Längsbohrung des länglichen Körpers zwischen dem Bohrgestänge und dem Bewegungsraum des Kolbens befestigter Stempel vorgesehen, der zur Erzielung der Druckschwankungen ein in den Mündungsteil des Längsdurchlasses des Kolbens hineinragendes freies Ende aufweist, das mit der Wandung des Mündungsteils einen bei Bewegung des Kolbens seinen Querschnitt verändernden Durchflußkanal für die Druckflüssigkeit bildet. Bei der neuen Anordnung liegt die zum Anzeigen der Druckschwankungen verwendete Vorrichtung im Hauptstrom der Bohrlochflüssigkeit und ist daher selbstreinigend. Ferner kommen bei der neuen Anordnung im Bereich der Fräswerkzeuge liegende, den beim Arbeiten dieser Werkzeuge entstehenden hohen Temperaturen unmittelbar ausgesetzte Dichtungen in Fortfall.In order to avoid the operation of the device by impurities can be impaired, according to the invention a in the longitudinal bore of the elongated Body fastened between the drill pipe and the movement space of the piston Plunger provided, the one in the mouth part to achieve the pressure fluctuations of the longitudinal passage of the piston protruding free end, which with the Wall of the mouth part changes its cross-section when the piston moves Forms flow channel for the hydraulic fluid. With the new arrangement, the Device used to display pressure fluctuations in the main stream of well fluid and is therefore self-cleaning. Also come with the new arrangement in the area of the milling tools, the high ones that arise when these tools are working Seals directly exposed to temperatures are no longer available.

Vorzugsweise ist der Stempel im wesentlichen zylindrisch und der Längsdurchlaß des Kolbens sich in Richtung der Einlaßöffnung der Längsbohrung querschnittsmäßig allmählich erweiternd ausgebildet, so daß eine allm'ä'hliche Druckschwankung erzielt wird. Einzelheiten der Erfindung folgen aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigen F i g. 1 und 1 a teilweise im Schnitt dargestellte, nebeneinander angeordnete Seitenansichten des oberen bzw. unteren Abschnittes einer Ausführungsform eines Fräsers nach der Erfindung, wobei das Werkzeug in Ruhestellung gezeigt ist, und F i g. 2 und 2 a teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansichten des oberen bzw. unteren Abschnittes der in den F i g. 1 und 1 a dargestellten Ausführungsform, wobei die Vorrichtung in Arbeitsstellung gezeigt ist.Preferably the punch is essentially cylindrical and the longitudinal passage of the piston in cross-section in the direction of the inlet opening of the longitudinal bore gradually widening, so that a gradual pressure fluctuation is achieved will. Details of the invention follow from the description below of embodiments in connection with the drawings. It shows F i g. 1 and 1 a partially shown in section, side views arranged side by side of the upper or lower portion of an embodiment of a milling cutter according to the Invention, the tool being shown in the rest position, and FIG. 2 and 2 a side views, partly in section, of the upper and lower sections the in the F i g. 1 and 1a illustrated embodiment, the device is shown in working position.

In den F i g. 1 und 1 a ist die Fräsvorrichtung in der eingezogenen Stellung gezeigt, in der sie durch eine röhrenförmige Leitung oder eine Verrohrung eingefahren werden kann. Ein oberes Anschlußstück 10 ist mit einem oberen Verbindungsgewinde 12 versehen, mit welchem es an einem Bohrrohr angeschraubt werden kann, welches das Bohrgestänge bildet, mit welchem der Fräser in das Bohrloch eingefahren wird. Das Anschlußstück weist auch ein unteres Verbindungsgewinde 14 auf, welches auf einen rohrförmigen Körper 16 der Vorrichtung nach der Erfindung aufgeschraubt ist. Ein zentraler Kanal 18 führt in Längsrichtung durch das Anschlußstück hindurch und ermöglicht den Durchfluß des Strömungsmittels.In the F i g. 1 and 1 a is the milling device in the retracted Position shown in which it is through a tubular line or piping can be retracted. An upper connector 10 has an upper connecting thread 12 provided with which it can be screwed to a drill pipe, which forms the drill string with which the milling cutter is driven into the borehole. The fitting also has a lower connecting thread 14, which a tubular body 16 of the device according to the invention is screwed on. A central channel 18 leads in the longitudinal direction through the connecting piece and allows the fluid to flow through.

Der rohrförmige Körper 16 ist mit einem durchgehenden axialen Kanal versehen, der aus einem oberen Kanal 20, einem mittleren Kanal 22 und einem unteren Kanal 24 besteht. Der Durchmesser des mittleren Kanals ist kleiner als der Durchmesser sowohl des oberen als auch des unteren Kanals 20 bzw. 24. Eine Schulter 26 ist in dem rohrförmigen Körper am Übergang zwischen dem oberen und dem mittleren Kanal und eine Schulter 28 (s. F i g. 1 a) ist am Übergang vom mittleren zum unteren Kanal ausgebildet.The tubular body 16 is provided with an axial channel therethrough provided, which consists of an upper channel 20, a central channel 22 and a lower Channel 24 exists. The diameter of the central channel is smaller than the diameter of both the upper and lower channels 20 and 24. A shoulder 26 is shown in FIG the tubular body at the transition between the upper and the middle channel and a shoulder 28 (see FIG. 1 a) is at the transition from the middle to the lower channel educated.

Eine Vorrichtung 30 zur Steuerung des Durchflusses ist in dem oberen Abschnitt des oberen Kanals 20, (s. F i g. 1) angeordnet. Diese Vorrichtung 30 weist einen Körper 32 auf, der an seineirr Umfang z. B. durch Anschweißen an der den Kanal 20 begrenzenden Innenwand des rohrförmigen Körpers 16 befestigt ist. Während der Körper 32 der Durchflußsteuerungsvorrichtung auch andere Formen aufweisen kann, besteht bei der Ausführungsform nach F i g. 1 der Körper 32 aus einem oberen kegelförmigen Element 34, welches in den Kanal 18 des Anschlußstückes hineinragt, und einem unteren Teil 35. Eine Bohrung 36 in dem kegelförmigen Element 34 und eine Bohrung 37 mit verringertem Durchmesser im unteren Teil 35 bilden nach Verbindung der beiden Teile zusammen eine Schulter 38. Ein Stempel 39 weist einen Kopf 40 auf, dessen Durchmesser im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Bohrung 36 ist, sowie einen zylindrischen Schaft 41 mit geringerem Durchmesser, der sich vom Kopf 40 abwärts erstreckt. Der Kopf 40 des Stempels 39 wird von der Schulter 38 innerhalb des Körpers 32 gehalten. Eine dämpfende Spiralfeder 42 ist zwischen dem Kopf des Stempels und einem Stopper 44 angeordnet, der gegen die obere Innenfläche der Bohrung 36 stößt. Mehrere Strömungskanäle 46, die aus zueinander passenden Kanälen im Kegel 34 und im unteren Teil zusammengesetzt sind, erstrecken sich durch den Körper 32 hindurch und schaffen eine Strömungsverbindung zwischen den über und unter dem Körper der Durchflußsteuerungsvorrichtung liegenden Abschnitten des Kanals 20.A device 30 for controlling the flow rate is arranged in the upper section of the upper channel 20 (see FIG. 1). This device 30 has a body 32 which is attached to its circumference z. B. is attached by welding to the inner wall of the tubular body 16 delimiting the channel 20. While the body 32 of the flow control device may have other shapes, in the embodiment of FIG. 1, the body 32 consists of an upper conical element 34 which protrudes into the channel 18 of the connecting piece, and a lower part 35. A bore 36 in the conical element 34 and a bore 37 of reduced diameter in the lower part 35 form after the two are connected Together parts a shoulder 38. A punch 39 has a head 40, the diameter of which is substantially equal to the diameter of the bore 36, and a cylindrical shaft 41 of smaller diameter which extends from the head 40 downwards. The head 40 of the punch 39 is held within the body 32 by the shoulder 38. A damping coil spring 42 is disposed between the head of the punch and a stop 44 which abuts against the upper inner surface of the bore 36. A plurality of flow channels 46, composed of mating channels in the cone 34 and in the lower portion, extend through the body 32 and provide flow communication between the portions of the channel 20 above and below the body of the flow control device.

Eine Kolbenvorrichtung 48 ist in dem Kanal des rohrförmigen Körpers angeordnet und weist einen Kolbenkopf 50 und einen Kolbenschaft 52 auf. Der Kolbenkopf 50 ist mit einer oberen Kolbendichtung 54 versehen, die an dem Kopf durch einen Ring 56 und Halteschrauben 58 befestigt ist. Eine untere Kolbendichtung 59 ist in einer Randausnehmung 60 des Kolbenkopfes angeordnet. Der Kolbenschaft hat einen derartigen Durchmesser, daß er innerhalb des mittleren Kanals mit verringertem Durchmesser im rohrförmigen Körper 16 gleitfähig bewegbar ist. Das obere Ende des Schaftes ist innerhalb des oberen Kanals am Kolbenkopf befestigt. Das untere Ende des Kolbenschaftes reicht (s. F i g. 1 a) in den unteren Kanal 24 des rohrförmigen Körpers.A piston device 48 is in the channel of the tubular body and has a piston head 50 and a piston skirt 52. The piston head 50 is provided with an upper piston seal 54 which is attached to the head by a Ring 56 and retaining screws 58 is attached. A lower piston seal 59 is in arranged in an edge recess 60 of the piston head. The piston skirt has one such diameter that it is within the central channel of reduced diameter is slidably movable in the tubular body 16. The top of the shaft is attached to the piston head within the upper channel. The lower end of the piston skirt extends (see Fig. 1 a) into the lower channel 24 of the tubular body.

Eine Druckfeder 61 ist um den Abschnitt des Kolbenschaftes 52 im oberen Kanal 20 herumgelegt, so daß die Feder zwischen der unteren Fläche des Kolbenkopfes 50 und der in dem rohrförmigen Körper ausgebildeten Schulter 26 zusammendrückbar ist.A compression spring 61 is around the portion of the piston shaft 52 in the upper Channel 20 wrapped around so that the spring is between the lower surface of the piston head 50 and the shoulder 26 formed in the tubular body compressible is.

Ein Nocken 62 (s. F i g. 1 a) ist auf das untere Ende des Kolbenschaftes aufgeschraubt und wird durch eine Sperrmutter 64 darauf festgehalten. Der Durchmesser des Nockens ist im wesentlichen gleich dem Durchmesser des unteren Kanals 24, so daß er darin gleitfähig bewegbar ist. Die Kolbenanordnung weist eine Mittelbohrung 66 auf, die über ihre ganze Länge reicht.A cam 62 (see FIG. 1 a) is on the lower end of the piston skirt screwed and is held by a lock nut 64 on it. The diameter of the cam is substantially equal to the diameter of the lower channel 24, see above that it is slidably movable therein. The piston assembly has a central bore 66, which extends over its entire length.

Am oberen Ende der Kolbenanordnung ist die Bohrung 66 aufgeweitet und nimmt eine Mündungsanordnung 68 auf. Die Mündungsanordnung enthält eine Buchse 70 und ein Mündungsglied 72, welches einen mittleren Mündungskanal 73 begrenzt. Der untere Abschnitt des Mündungskanals hat einen Durchmesser, der genau gleich dem Durchmesser der Bohrung 66 ist, welche sich abwärts von der Mündungsanordnung in der Kolbenvorrichtung erstreckt. Der Durchmesser des oberen Abschnittes des Mündungskanals vergrößert sich allmählich in Richtung auf das obere Ende der Kolbenanordnung, da das Mündungsglied zum oberen Ende hin divergiert. O-Ringe 74 bilden eine Dichtung zwischen der Buchse 72 und der Kolbenanordnung; O-Ringe 76 dichten den Mündungsabschnitt 72 gegen die Buchse ab.The bore 66 is widened at the upper end of the piston assembly and receives an orifice assembly 68. The mouth arrangement contains a bushing 70 and a mouth member 72 which delimits a central mouth channel 73. The lower portion of the orifice channel has a diameter exactly equal to the diameter of the bore 66 which extends downwardly from the orifice assembly in the piston device. The diameter of the upper portion of the orifice channel gradually increases in the direction of the upper end of the piston assembly as the orifice member diverges towards the upper end. O-rings 74 form a seal between the sleeve 72 and the piston assembly; O-rings 76 seal the mouth portion 72 from the socket.

Der Durchmesser des unteren Abschnittes des Mündungskanals ist geringfügig größer als der Durchmesser des zylindrischen Schaftes 41 des Stempels 39 der Durchflußsteuerungsvorrichtung, so daß der Ringraum zwischen dem Schaft 41 und dem Mündungsglied einen Mündungsquerschnitt für den Durchfluß von Strömungsmitteln bildet, wenn der Schaft in den unteren Abschnitt des Mündungskanals eingreift. Der obere divergierende Abschnitt des Mündungsgliedes liefert einen größeren Ring-. raumquerschnitt zwischen dem Schaft des Stempels und dem Mündungsglied.The diameter of the lower section of the mouth channel is slight greater than the diameter of the cylindrical shaft 41 of the punch 39 of the flow control device, so that the annular space between the shaft 41 and the mouth member has a mouth cross-section Forms for the flow of fluids when the stem is in the lower section of the mouth channel engages. The upper diverging portion of the mouth member provides a larger ring. space cross-section between the shaft of the punch and the muzzle.

Mehrere Schneidarme 78 (s. F i g. 1 a, in der zwei von ihnen dargestellt sind) werden an ihren oberen Enden schwenkfähig auf Scharnierstiften 80 gehalten, die in dem rohrförmigen Körper 16 durch Schrauben 84 festgehalten sind. Ein Knaggen 82 ist in eine Ausnehmung 86 an der Außenfläche des rohrförmigen Körpers 16 eingesetzt und wird darin durch eine Schraube 88 gehalten, so daß jeder Knaggen 82 im wesentlichen glatt mit der Außenfläche des Rohrkörpers liegt. Der Knaggen stellt eine Lagerfläche für das obere Ende des Werkzeugarmes dar, um Stöße und Druck aufzunehmen. Der von dem Scharnierstift abwärts sich erstreckende Abschnitt eines jeden Armes wird in einem länglichen Schlitz 90 des rohrförmigen Körpers aufgenommen. Ein Fräsmesser 92 reicht von der Außenkante eines jeden Armes nach außen und weist eine Schneidkante 94 und eine Schneidspitze 96 auf. Die Innenkante eines jeden Armes bildet auf Grund ihrer Form eine Nockenfläche 98. Das untere Ende jedes Armes ist eingeschnitten, wodurch ein einteilig mit dem Arm ausgebildeter Vorsprung 100 gebildet wird.A plurality of cutting arms 78 (see FIG. 1 a, in which two of them are shown) are pivotally supported at their upper ends on hinge pins 80 which are held in the tubular body 16 by screws 84. A lug 82 is inserted into a recess 86 on the outer surface of the tubular body 16 and is held therein by a screw 88 so that each lug 82 lies substantially flush with the outer surface of the tubular body. The lug represents a bearing surface for the upper end of the tool arm to absorb shocks and pressure. The portion of each arm extending downwardly from the hinge pin is received in an elongated slot 90 of the tubular body. A milling knife 92 extends outwardly from the outer edge of each arm and has a cutting edge 94 and a cutting tip 96. The inner edge of each arm forms due to their form a cam surface 98. The lower end of each arm is cut, thereby forming a integrally formed with the arm projection 100th

Jeder Werkzeugarm ist in seinen Längsschlitz so eingepaßt, daß trotz der Beweglichkeit nur eine geringe Menge des Strömungsmittels von dem unteren Kanal 24 nach der Außenseite des rohrförmigen Körpers herausleckt, selbst bei Fehlen irgendeiner Dichtung. Ein Armanschlag 102 ist in einer Ausnehmung 104 an der Außenfläche des rohrförmigen Körpers so angeordnet, daß er mit dem Vorsprung 100 des betreffenden Armes in Eingriff tritt und die radial auswärts gerichtete Bewegung des Armes beschränkt. Der Anschlag 102 ist an dem rohrförmigen Körper durch Schraubene 108 befestigt.Each tool arm is fitted into its longitudinal slot so that, despite the mobility, only a small amount of the fluid will leak from the lower channel 24 to the outside of the tubular body, even in the absence of any seal. An arm stop 102 is disposed in a recess 104 on the outer surface of the tubular body so that it engages the projection 100 of the arm concerned and limits the radially outward movement of the arm. The stop 102 is attached to the tubular body by bolts 108.

Die F i g. 1 und 1 a zeigen den Fräser nach der Erfindung in einer Stellung, in der die Feder 61 die Kolbenanordnung derart vorspannt, daß die Oberseite des Nockens 62 gegen die Schulter 28 des rohrförmigen Körpers stößt. Nocken 62 ist nicht im Eingriff mit den Nockenflächen 98 auf den Fräserarmen, die zurückgezogen und mit dem Fräsmesser im wesentlichen innerhalb des äußeren Umfanges des rohrförmigen Körpers liegen. In dieser Stellung der Kolbenanordnung ist die Länge des zylindrischen Schaftes 41 des Stempels derart, daß sie innerhalb des Mündungskanals in dessen unteren engeren Abschnitt eingreift.The F i g. 1 and 1 a show the milling cutter according to the invention in one Position in which the spring 61 biases the piston assembly so that the top of the cam 62 abuts against the shoulder 28 of the tubular body. Cam 62 is not engaging the cam surfaces 98 on the cutter arms that are retracted and with the milling cutter substantially within the outer periphery of the tubular Body lying. In this position of the piston assembly, the length of the cylindrical Shank 41 of the stamp such that they are within the mouth channel in its engages lower narrower section.

Beim Einfahren des Fräswerkzeuges durch die Verrohrung wird kein Strömungsmitteldruck ausgeübt; die Teile des Werkzeuges bleiben in der in F i g. 1 und 1 a gezeigten Stellung. Sobald die vorgesehene Teufe erreicht ist, wird ein Strömungsmiteldruck durch Pumpen an der Oberfläche ausgeübt, die ein Strömungsmittel, z. B. Gas, Wasser oder Spülung, durch das Bohrgestänge und in den Kanal 18 des oberen Anschlußstückes pumpen. Das eingepumpte Strömungsmittel geht dann durch die Öffnungen 46 der Durchflußsteuerungsvorrichtung, den unteren Abschnitt des Kanals 20 und durch den Mündungsquerschnitt im Mündungskanal, der durch den zylindrischen Schaft 41 des Stempels 39 begrenzt wird. Das durch den Mündungsquerschnitt hindurchgehende Strömungsmittel fließt dann nacheinander durch die Bohrung 66 der Kolbenanordnung, den unteren Kanal 24 des rohrförmigen Körpers und verläßt das Fräswerkzeug durch das offene Bodenende. Der Mündungsquerschnitt zwischen dem zylindrischen Schaft und dem Mündungskanal erzeugt eine Strömungsdrosselung, welche zu einem Druckunterschied zwischen der Oberseite und dem Boden der Kolbenanordnung 48 führt. Dieser Druckunterschied erzeugt eine abwärts gerichtete Bewegung der Kolbenanordnung, wie nachfolgend im einzelnen beschrieben wird. F i g. 2 und 2 a zeigen das Fräswerkzeug nach F i g. 1 in der Stellung, in der die Messerarme eine voll ausgeschwenkte Stellung erreicht haben. Die Bestandteile der in F i g. 2 und 2 a gezeigten Vorrichtung sind mit denen identisch, die mit Bezug auf die F i g. 1 und 1 a beschrieben worden sind. Zur Bezeichnung dieser Teile werden daher die gleichen Bezugszeichen benutzt.When the milling tool is retracted through the piping, there is no fluid pressure exercised; the parts of the tool remain in the position shown in FIG. 1 and 1 a shown Position. As soon as the intended depth is reached, a fluid pressure is applied exerted by pumping on the surface carrying a fluid, e.g. B. gas, water or flushing, through the drill pipe and into channel 18 of the upper fitting pump. The pumped fluid then passes through openings 46 of the flow control device, the lower portion of the channel 20 and through the mouth cross-section in the mouth channel, which is limited by the cylindrical shaft 41 of the punch 39. That through the Fluid passing through the mouth cross section then flows through one after the other the bore 66 of the piston assembly, the lower channel 24 of the tubular body and leaves the milling tool through the open bottom end. The mouth cross section between the cylindrical shaft and the orifice channel creates a flow restriction, which results in a pressure differential between the top and bottom of the piston assembly 48 leads. This pressure differential creates a downward movement of the piston assembly, as described in detail below. F i g. 2 and 2a show the milling tool according to FIG. 1 in the position in which the knife arms are in a fully swung out position achieved. The components of the in F i g. 2 and 2a are the device shown identical to those described with reference to FIG. 1 and 1 a have been described. The same reference numbers are therefore used to designate these parts.

Durch Pumpen des Strömungsmittels von der Oberfläche wird, wie beschrieben, ein Druckdifferential aufgebaut, welches die Kolbenanordnung 48 gegen den Widerstand der Feder 61 nach unten bewegt. Die Abwärtsbewegung der Kolbenanordnung bringt den Nocken 62 in Eingriff mit den Nockenflächen 98 der Messerarme. Dadurch werden die Messerarme radial auswärts von dem Werkzeugkörper wegbewegt und treten mit der Verrohrung zum Schneiden und Fräsen in Eingriff. In der in F i g. 2 a gezeigten Stellung sind die Arme voll ausgestreckt und haben die Verrohrung durchschnitten. Eine Drehung des Bohrwerkzeuges führt zu einer Fräsbearbeitung der Verrohrung. In der in F i g. 2 a dargestellten Lage sind die Messerarme in ihre äußerste radial auswärst gelegene Stellung geschwenkt worden und berühren die Anschläge 102, welche eine weitere Auswärtsbewegung begrenzen.By pumping the fluid from the surface, as described, a pressure differential built up, which the piston assembly 48 against the resistance the spring 61 moves downwards. The downward movement of the piston assembly brings the Cam 62 in engagement with the cam surfaces 98 of the knife arms. This will make the Blade arms are moved radially outward from the tool body and interfere with the tubing engaged for cutting and milling. In the in F i g. 2 a position shown are arms fully outstretched and cut through the tubing. One twist of the drilling tool leads to milling of the piping. In the in F i G. 2 a position shown, the knife arms are located in their outermost radially outward Position has been pivoted and touch the stops 102, which further outward movement limit.

Die Abwärtsbewegung der Kolbenanordnung einschließlich der Mündungsanordnung führt dazu, daß der stationäre zylindrische Schaft des Stempels 39 aus dem unteren Abschnitt des Mündungskanals herausgezogen wird. Das Ende des zylindrischen Schaftes erreicht eine Stellung in dem Abschnitt des Mündungskanals, der einen vergrößerten Durchmesser aufweist (s. F i g. 2). Der Mündungsquerschnitt, der von dem ringförmigen Raum in der neuen Stellung des zylindrischen Schaftes in dem Mündungsglied gebildet wird, ist so vergrößert, daß ein größeres Strömungsmittelvolumen durch den Mündungsquerschnitt hindurchgeht. Dadurch tritt eine Abnahme des Gegendruckes des Strömungsmittels ein.The downward movement of the piston assembly including the orifice assembly leads to the fact that the stationary cylindrical shaft of the punch 39 from the lower Section of the muzzle channel is pulled out. The end of the cylindrical shaft reaches a position in the section of the mouth channel which is enlarged Has diameter (see Fig. 2). The muzzle cross-section from the annular Space is formed in the new position of the cylindrical shaft in the mouth member is increased so that a greater volume of fluid through the orifice cross-section passes through. This results in a decrease in the counterpressure of the fluid.

Der Abschnitt des Mündungskanals mit verringertem Querschnitt hat mit Bezug auf die Länge des zylindrischen Schaftes eine solche Länge, daß das untere Ende des zylindrischen Schaftes sich innerhalb des Abschnittes des Mündungskanals mit vergrößertem Durchmesser .zu der Zeit befindet, wenn die Messerarme die in F i g. 2 a dargestellte voll ausgestreckte Lage eingnommen haben. Die Verringerung des Gegendruckes, welche von der Lageänderung des zylindrischen Schaftes 41 innerhalb des Mündungskanals nach Übergang von der Lage nach F i g. 1 in die nach F i g. 2 herrührt, wird an der Oberfläche verzeichnet und ist damit ein Signal, daß die Arme ihre voll ausgestreckte Lage erreicht haben.The section of the mouth channel has a reduced cross-section with respect to the length of the cylindrical shaft such a length that the lower End of the cylindrical shaft is within the section of the mouth channel with enlarged diameter. is located at the time when the knife arms are the same as in F i g. 2 a shown fully extended position. The reduction of the back pressure, which from the change in position of the cylindrical shaft 41 within of the mouth channel after the transition from the position according to FIG. 1 into the according to FIG. 2 originates, is recorded on the surface and is a signal that the arms have reached their fully extended position.

Für die Anwendung auf Frässchneider besteht ein besonderer Vorzug der Erfindung darin, daß ein größeres Strömungsmittelvolumen für die Entfernung der Schneidspäne zu der Zeit zur Verfügung steht, wenn das Fräsen der Verrohrung beginnt. Während das Schneiden des Gehäuses in seitlicher Richtung vor sich geht, ergibt sich ein höheres Druckdifferential an der Kolbenanordnung zusammen mit einem geringeren Strömungsmittelfluß durch den Mündungsquerschnitt. Wenn das seitliche Schneiden der Verrohrung abgeschlossen ist und das Abwärtsfräsen beginnt, fließt ein größeres Volumen an Strömungsmittel durch den Mündungsquerschnitt, so daß sich eine beträchtliche Abnahme des Gegendruckes ergibt.There is a particular advantage for use on milling cutters of the invention in allowing a greater volume of fluid for removal The cutting chips are available at the time when the casing is being milled begins. While cutting the case in the lateral direction is going on, results in a higher pressure differential across the piston assembly along with a less fluid flow through the orifice cross-section. If the side Cutting the casing is complete and the milling down begins, flows a larger volume Fluid through the mouth cross-section, so that there is a considerable decrease in back pressure.

Ein weiteres Merkmal der in den Zeichnungen dargestellten Vorrichtung nach der Erfindung liegt in der Verwendung einer Abplattung 106 auf jedem Messerarm. Die Länge der Abplattung steht in Beziehung zu der Länge des Mündungskanals mit dem vergrößerten Durchmesser. Wenn eine Schwankung im Pumpendruck dazu führt, daß der Nocken 62 von der Abplattung freikommt, und wenn der Nocken angehoben wird und mit der Nockenfläche 98 in Eingriff tritt, ist die Mündungsanordnung in voll gedrosselter Stellung. In dieser Stellung befindet sich der zylindrische Schaft 41 des Stempels in dem unteren Abschnitt des Mündungskanals, und es besteht ein hohes Druckdifferential. Dieses Merkmal ist deshalb vorteilhaft, da sich dadurch eine korrigierende Wirkung auf Schwankungen im Pumpendruck ergibt, so daß die Arme in ihrer voll ausgestreckten Stellung gehalten werden.Another feature of the device shown in the drawings according to the invention lies in the use of a flattening 106 on each knife arm. The length of the flattening is related to the length of the mouth channel the enlarged diameter. When a fluctuation in pump pressure causes the cam 62 is released from the flattening, and when the cam is raised and engages cam surface 98, the orifice assembly is in a fully throttled position Position. The cylindrical shaft 41 of the punch is in this position in the lower portion of the orifice and there is a high pressure differential. This feature is advantageous because it has a corrective effect results in fluctuations in pump pressure so that the arms are in their fully outstretched position Position to be held.

In Abwandlung der dargestellten Vorrichtung kann ein besonderer Mündungsbereich vorgesehen werden, gegenüber welchem ein umgekehrter Stempel einschließlich eines zylindrischen Schaftes durch Befestigung an der Kolbenanordnung bewegbar ist.In a modification of the device shown, a special mouth area be provided, opposite which an inverted stamp including a cylindrical shaft is movable by attachment to the piston assembly.

Claims

Claims: 1. Borehole tool with an elongated body which can be screwed onto the drill pipe and which communicates with the hydraulic fluid line of the drill pipe and to which the working arms are attached so that they can be swiveled out of a rest position located within the body, and a device which is used to actuate the Working arms and for generating pressure fluctuations of the pressure fluid which indicate the position of the working arms and which has a piston which is slidable in the longitudinal bore and is pretensioned in the direction of the pressure fluid supply and has a longitudinal passage for the pressure fluid, characterized by one in the longitudinal bore (20) of the elongated body between the drill rod and the movement space of the piston (48) attached punch (39), which has a free end (41) protruding into the mouth part (73) of the longitudinal passage (66) of the piston to achieve the pressure fluctuations, which with the wall of the mouth steeply forms a flow channel for the pressure fluid which changes its cross section when the piston moves. z. Borehole tool according to Claim 1, characterized in that the punch (30) is essentially cylindrical and the longitudinal passage of the piston (73) gradually widens in cross-section in the direction of the inlet opening of the longitudinal bore. 3. Borehole tool according to claim 1 or 2, characterized by a spring device (42) for biasing the punch (39) in the direction of the piston longitudinal passage (73). 4. Borehole tool according to Claim 1, 2 or 3 with a piston shaft attached to the piston, having a longitudinal bore in communication with the piston bore and extending in the direction of the working arms, characterized in that the piston (48) has a piston shaft in the region of the working arms (78) ending, the longitudinal passage (66) enclosing the shaft part (52). 5. Bährlochwerkzeug according to claim 4, characterized by an at the end of the shaft part (52) attached annular cam (62) and with this cooperating during its working movement cam surfaces (98, 106) of the working arms (78), which in the rest position of the working arms in the longitudinal bore (24) of the elongate body protruding tabs are arranged. 6. Borehole tool according to claim 5, characterized in that each tab has a first cam surface (98) inclined with respect to the axis of the longitudinal bore (20) and a second cam surface (106) substantially parallel to this longitudinal axis. References considered: U.S. Patent No. 2,899,000.