NO20141205A1 - Skjærestrukturer, verktøy for anvendelse i undergrunns borehull omfattende skjærestrukturer og relaterte fremgangsmåter - Google Patents

Abstract

Skjærestrukturer for bruk med nedihullsverktøy i borehull i undergrunnen omfatter en kniv, et flertall primære skjæreelementer koblet til kniven og minst ett sekundært element rotasjonmessig foran de flere primære skjæreelementene i en tiltenkt rotasjonsretning for skjærestrukturen. Det minst ene sekundære elementet er koblet til kniven nær en fremre overflate av kniven og omfatter minst én av en sliteflate og en skjæreflate. En blottleggelse av minst ett primært skjæreelement av de flere primære skjæreelementene er større enn en blottleggelse av det minst ene sekundære elementet. Nedihullsverktøy, så som utvidelsesbor, innbefatter skjærestrukturer. Fremgangsmåter for å utvide et borehull i undergrunnen inkluderer å rømme opp et borehull med skjærestrukturer.

Description

PRIORITETSKRAV

Denne søknaden tar prioritet fra innleveringsdatoen til US-patentsøknad 13/826,832, innlevert 14. mars 2013 med tittelen "Cutting Structures, Tools for Use in Subterranean Boreholes Including Cutting Structures and Related Methods", og prioritet fra innleveringsdatoen til US-patentsøknad 61/618,950, innlevert 2. april 2012 med tittelen "Cutting Structures, Tools for Use in Subterranean Boreholes Including Cutting Structures and Related Methods".

TEKNISK OMRÅDE

Utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse vedrører generelt skjærestrukturer for bruk i et undergrunns borehull, og mer spesifikt skjærestrukturerfor bruk med nedihullsverktøy for minst én av å utvide og å bore et undergrunns borehull under en boreoperasjon ( f. eks. opprømmere eller borkroner som har en del for å utvide et parti av borehullet) og beslektede fremgangsmåter.

BAKGRUNN

Utvidelsesbor eller opprømmere blir typisk anvendt for å utvide borehull i undergrunnen. Ved boring av olje-, gass- og geotermiske brønner blir foringsrør tradisjonelt installert og sementert på plass for å hindre at brønnhullsveggene synker inn i borehullet, og gir samtidig nødvendig støtte for etterfølgende boreoperasjoner for å oppnå større dyp. Foringsrør blir også tradisjonelt installert for å isolere forskjellige formasjoner, for å hindre krysstrømning av formasjonsfluider og for å muliggjøre styring av formasjonsfluider og trykk mens borehullet blir boret. For å øke dypet til et tidligere boret borehull blir nytt foringsrør lagt inne i og strukket nedenfor det foregående foringsrøret. Selv om tillegging av ytterligere foringsrør gjør det mulig å bore et borehull til større dyp, har det den ulempe at det snevrer inn borehullet. Innsnevring av borehullet begrenser diameteren til etterfølgende partier av brønnen siden borkronen og eventuelle ytterligere foringsrør må føres gjennom det eksisterende foringsrøret. Siden reduksjoner i borehullsdiameteren er uønsket fordi de begrenser produksjonsstrømningsmengden av olje og gass gjennom borehullet, er det ofte ønskelig å utvide et borehull i undergrunnen, både for å øke borehullsdiameteren for installasjon av ytterligere foringsrør etter tidligere installerte foringsrør og for å muliggjøre høyere produksjonsstrømningsmengder av hydrokarboner gjennom borehullet.

En rekke forskjellige metoder har vært anvendt for å øke et borehulls diameter. Én tradisjonell metode som anvendes for å utvide et borehull i undergrunnen inkluderer bruk av eksentriske borkroner og tosenterkroner. For eksempel blir en eksentrisk borkrone med et sideveis utstrakt eller utvidet skjæreparti rotert om sin akse for å skape en større borehulldiameter. Et eksempel på en eksentrisk borkrone er vist i US-patent 4,635,738, som er overdratt til samme som foreliggende oppfinnelse. En tosenterkronesammenstilling anvender to aksialt overlagrede borkronepartier med sideforskjøvne akser, som, når de roteres, skaper en større borehulldiameter. Et eksempel på en tosenterkrone er vist i US-patent 5,957,223, som også er overdratt til samme som foreliggende oppfinnelse.

En annen tradisjonell metode som anvendes for å utvide et borehull i undergrunnen inkluderer bruk av en utvidet bunnhullsenhet med en pilotkrone i sin fjerne ende og en opprømmingssammenstilling en avstand over pilotkronen. Denne anordningen tillater bruk av en hvilken som helst tradisjonell roterende borkronetype ( f. eks. en rullemeiselkrone eller en slepekrone) siden pilotkronen og enhetens utvidede karakter både muliggjør større fleksibilitet når den passerer gjennom trange steder i borehullet og gir mulighet til effektivt å stabilisere pilotkronen slik at pilotkronen og den følgende opprømmeren vil følge den tiltenkte banen til borehullet. Dette aspektet ved en utvidet bunnhullsenhet er spesielt viktig i retningsboring. Innehaveren av foreliggende oppfinnelse har for dette formål som opprømmingsstrukturer konstruert såkalte "rømmervinger", som generelt omfatter et rørformet legeme som har en fiskehals med en gjenget forbindelse i toppen og en tangbakkeflate i bunnen, også med en gjenget forbindelse. US-patenter RE 36,817 og 5,495,899, som begge er overdratt til samme som foreliggende oppfinnelse, beskriver opprømmingsstrukturer innbefattende rømmervinger. Det øvre midtpartiet av rømmervingeverktøyet innbefatter én eller flere langsgående kniver som rager hovedsakelig radialt utover fra det rørformede legemet, og PDC-skjæreelementer er anbrakt på knivene.

Ekspanderbare utvidelsesbor kan også bli anvendt for å utvide et borehull i undergrunnen, og kan innbefatte kniver som er dreibart knyttet eller hengslet til et rørformet legeme og aktiveres ved hjelp av et stempel anordnet deri, som beskrevet, for eksempel, av US-patent 5,402,856 til Warren. Videre beskriver US-patent 6,360,831 til

Åkesson m.fl. en tradisjonell borehullsåpner omfattende et legeme utstyrt med minst to hullåpningsarmer med skjæreinnretninger som kan beveges fra en hvileposisjon i legemet til en aktiv posisjon gjennom eksponering for trykk i borefluidet som strømmer gjennom legemet. Knivene i disse utvidelsesborene er innledningsvis inntrukket slik at verktøyet kan kjøres gjennom borehullet på en borestreng, og når verktøyet har passert forbi enden av foringsrøret blir knivene strukket ut slik at hulldiameteren kan økes nedenfor foringsrøret.

SAMMENFATNING

I noen utførelsesformer inkluderer foreliggende oppfinnelse en skjærestruktur for anvendelse med et nedihullsverktøy i et borehull i undergrunnen. Skjærestrukturen innbetatter en kniv, et flertall primære skjæreelementer koblet til kniven, og minst ett sekundært element rotasjonmessig foran flertallet primære skjæreelementer i en tiltenkt rotasjonsretning for skjærestrukturen. Det minst ene sekundære elementet omfatter minst én av en sliteflate og en skjæreflate og er koblet til kniven nær en rotasjonsmessig fremre overflate av kniven. En blottleggelse av minst ett primært skjæreelement av de flere primære skjæreelementene er større enn en blottleggelse av det minst ene sekundære elementet.

I andre utførelsesformer inkluderer foreliggende oppfinnelse et utvidelsesbor for anvendelse i et undergrunns borehull innbefattende et legeme og et flertall kniver koblet til legemet. Hver kniv innbefatter et flertall primære skjæreelementer som er koblet til kniven og strekker seg langs kniven i retning hovedsakelig parallelt med en senterlinje til kniven, og minst ett sekundært element omfattende minst én av en sliteflate og en skjæreflate koblet til kniven nær en rotasjonsmessig fremre overflate av kniven og rotasjonsmessig foran de flere primære skjæreelementene. En blottleggelse av minst ett primært skjæreelement av de flere primære skjæreelementene er større enn en blottleggelse av det minst ene sekundære elementet.

I atter andre utførelsesformer inkluderer foreliggende oppfinnelse fremgangsmåter for å utvide et borehull i undergrunnen. Fremgangsmåtene inkluderer å gripe inn i et borehull i undergrunnen med minst én opprømmingskniv koblet til et utvidelsesbor, rømme opp et parti av borehullet med et flertall primære skjærestrukturer på den minst ene kniven, dreie utvidelsesboret om flertallet primære skjærestrukturer på den minst ene kniven og gripe inn i borehullet med minst ett sekundært element på den minst ene kniven.

I atter andre utførelsesformer inkluderer foreliggende oppfinnelse fremgangsmåter for å tilvirke nedihullsverktøy innbefattende skjærestrukturer.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

Mens spesifikasjonen avslutter med krav som spesifikt angir og krever beskyttelse for det som anses som utførelsesformer av oppfinnelsen, vil forskjellige trekk og fordeler med utførelsesformer av oppfinnelsen lettere forstås fra den følgende beskrivelsen av noen utførelsesformer av oppfinnelsen, når den leses med støtte i de vedlagte tegningene, der: Figur 1 er et sideriss av en utførelsesform av et utvidelsesbor innbefattende et flertall skjærestrukturer ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; Figur 2 viser et tverrsnitt gjennom utvidelsesboret innbefattende de flere skjærestrukturene, som angitt av snittlinjen 2-2 i figur 1; Figur 3 viser et lengdesnitt gjennom utvidelsesboret innbefattende de flere skjærestrukturene, som angitt av snittlinjen 3-3 i figur 2; Figur 4 viser et forstørret snitt gjennom en nedihullsandel av et utvidelsesbor innbefattende de flere skjærestrukturene vist i figur 3; Figur 5 viser et forstørret snitt gjennom en oppihullsandel av utvidelsesboret innbefattende de flere skjærestrukturene vist i figur 3; Figur 6 viser en delvis lengdesnittsilluastrasjon av et utvidelsesbor innbefattende de flere skjærestrukturene i en ekspandert posisjon; Figur 7 viser et delvis frontriss av en skjærestruktur ifølge en annen utførelses-form av foreliggende oppfinnelse; Figur 8 viser et grunnriss av skjærestrukturen i figur 7 koblet til et nedihulls-verktøy så som et utvidelsesbor ifølge en annen utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; Figur 9 viser et delvis sideriss av en skjærestruktur ifølge nok en annen utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; Figur 10 viser et grunnriss av en skjærestruktur koblet til et nedihullsverktøy så som et utvidelsesbor ifølge nok en annen utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; og Figur 11 viser et delvis frontriss av en skjærestruktur ifølge nok en annen utførelsesform av foreliggende oppfinnelse.

MÅTE (R) Å REALISERE OPPFINNELSEN

Illustrasjonene som vises her er, i noen tilfeller, ikke faktiske betraktninger av noe bestemt verktøy, apparat, struktur, element eller annet trekk ved et nedihullsverktøy eller grunnboringsverktøy, men er kun idealiserte representasjoner som anvendes for å beskrive utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse. Videre kan elementer felles for figurene være betegnet med samme henvisningstall.

Som de beskrives her kan utførelsesformer av skjærestrukturer for bruk med nedihullsverktøy ( f. eks. et opprømmingsverktøy) innbefatte skjæreelementer ( f. eks. primære skjæreelementer) anbrakt på et parti av nedihullsverktøyet ( f. eks. en utvendig overflate eller struktur på nedihullsverktøyet som rager ut fra et legeme til nedihullsverktøyet, så som for eksempel én eller flere kniver). For eksempel kan de primære skjæreelementene være anbrakt på overflater av et nedihullsverktøy som i hvert fall delvis kun strekker seg over verktøyets lengde eller langs lengden til borehullet hvor verktøyet skal anvendes. De primære skjæreelementene kan være anbrakt på knivene på et sted bak den rotasjonsmessig fremre overflaten ( f. eks. en forkant) av kniven. For eksempel kan de primære skjæreelementene være dannet som en rad som strekker seg langs knivens lengde og kan være anbrakt nær en senterlinje til kniven ( f. eks. på senterlinjen eller anbrakt mellom senterlinjen og en bakre overflate, så som for eksempel en bakkant av kniven). I noen utførelsesformer kan én eller flere ytterligere elementer omfattende en sliteflate, en skjæreflate eller kombinasjoner av dette være koblet til kniven nær den rotasjonsmessig fremre overflaten av kniven ( f. eks. elementer for å redusere slitasje av kniven nær den fremre overflaten). For eksempel kan minst ett sliteelement ( f. eks. hardpållegslag / hardmetallag, innsatser, osv.), et andre flertall av skjæreelementer ( f. eks. sekundære skjæreelementer) eller kombinasjoner av dette være anbrakt nær den rotasjonsmessig fremre overflaten av kniven. Med andre ord kan de andre, ytterligere elementene være anbrakt slik at de i rotasjonsretningen befinner seg foran de primære skjæreelementene. De primære skjæreelementene kan også være anbrakt på kniven slik at de har en blottleggelse som er større enn en blottleggelse av de ytterligere elementene.

Selv om utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse er vist som anvendt i et utvidelsesbor, så som et ekspanderbart utvidelsesbor, vil fagmannen forstå at utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse kan bli anvendt i et hvilket som helst nedihullsverktøy hvor bruk av skjærestrukturer, som vises her, er ønskelig. For eksempel kan én eller flere skjærestrukturer bli anvendt med en hvilken som helst type verktøy eller borkrone som anvendes i det minste delvis for å utvide et brønnhull i en undergrunnsformasjon ( f. eks. et opprømmingsverktøy, et utvidelsesbor eller en borkrone som har et parti for å utvide et borehull). Slike utvidelsesbor kan for eksempel inkludere fasteholdte utvidelsesbor, ekspanderbare utvidelsesbor, tosenterkroner og eksentriske borkroner. I andre utførelsesformer kan én eller flere skjærestrukturer bli anvendt med en hvilken som helst type verktøy eller borkrone ( dvs. nedihullsverktøy) for bruk i borehull eller brønner i grunnformasjoner. For eksempel kan et nedihullsverktøy benytte én eller flere skjærestrukturer som anvendes for boring under dannelse eller utvidelse av et brønnhull i en undergrunnsformasjon, og innbefatter, for eksempel, roterende borkroner, rullemeiselkroner, kjerneborkroner, freser, hybridkroner som anvender både fastholdte og roterbare skjærestrukturer, og andre borkroner og verktøy som er kjente for fagmannen.

I noen utførelsesformer kan det ekspanderbare utvidelsesboret som beskrives her være tilsvarende det ekspanderbare apparatet beskrevet, for eksempel, i US-patentsøknadspublikasjon US 2008/0102175 A1 med tittelen "Expandable Reamers for Earth-Boring Applications", innlevert 3. desember 2007, nå US-patent 7,900,717; US-patentsøknad 12/570,464 med tittelen "Earth-Boring Tools håving Expandable Members and Methods of Making and Using Such Earth-Boring Tools", innlevert 30. september 2009, nå US-patent 8,230,951; US-patentsøknad 12/894,937, med tittelen "Earth-Boring Tools håving Expandable Members and Related Methods" og innlevert 30. september 2010; og US-patentsøknadspublikasjon US 2012/0111579 A1, med tittelen "Earth-Boring Tools håving Expandable Members and Related Methods" og innlevert 8. november 2011.

En utførelsesform av et ekspanderbart opprømmingsapparat 100 er vist i figur 1. Det ekspanderbare opprømmingsapparatet 100 kan innbefatte et hovedsakelig sylindrisk, rørformet legeme 108 med en lengdeakse l_io8- Det rørformede legemet 108 til det ekspanderbare opprømmingsapparatet 100 kan ha en fjern ende 190, en nær ende 191 og en utvendig overflate 111. Den fjerne enden 190 av det rørformede legemet 108 til det ekspanderbare opprømmingsapparatet 100 kan ha et sett av gjenger ( f. eks. et utvendig gjenget tappelement) for å koble den fjerne enden 190 til en annen rørdel i en borestreng eller en annen komponent i en bunnhullsenhet (BHA), så som for eksempel ett eller flere vektrør som bærer en pilotkrone for å bore et brønnhull. I noen utførelsesformer kan det ekspanderbare opprømmingsapparatet 100 inkludere et nedre stykke 109 som er koblet til den nedre muffeforbindelsen til opprømmingslegemet 108. Tilsvarende kan den nære enden 191 av det rørformede legemet 108 til det ekspanderbare opprømmingsapparatet 100 ha et sett av gjenger ( f. eks. et innvendig gjenget muffeelement) for å koble den nære enden 191 til en annen rørdel i en borestreng eller en annen komponent i en bunnhullsenhet (BHA).

Det ekspanderbare opprømmingsapparatet 100 kan innbefatte én eller flere skjærestrukturer 101 innbefattende en kniv 106 (figur 2) og skjæreelementer som vil bli beskrevet nedenfor. For eksempel er tre glidekniver 106 fastholdt i en periferisk atskilt relasjon i det rørformede legemet 108, som vil bli beskrevet nærmere nedenfor, og kan være anordnet i en posisjon langs det ekspanderbare opprømmingsapparatet 100 mellom den første, fjerne enden 190 og den andre, nære enden 191. Knivene 106 kan være av stål, wolframkarbid, et partikkel/matrise-komposittmateriale ( f. eks. harde partikler dispergert i et metallisk matrisemateriale) eller andre passende materialer som er kjente innen teknikken. Skjærestrukturene 101 er fastholdt i en innledende, inntrukket posisjon inne i det rørformede legemet 108 til det ekspanderbare opprømmingsapparatet 100, som illustrert i figur 3, men kan beveges til den utstrakte posisjonen som reaksjon på påføring av hydraulisk trykk, som illustrert i figur 6, og tilbakeføres til den inntrukkede posisjonen når det er ønsket. Det ekspanderbare opprømmingsapparatet 100 kan være innrettet slik at skjærestrukturene 101 griper inn i veggene i en undergrunnsformasjon rundt et brønnhull der det ekspanderbare opprømmingsapparatet 100 er anbrakt for å fjerne formasjonsmateriale når skjærestrukturene 101 er i den utstrakte posisjonen, men er ikke i stand til å gripe inn i veggene til en undergrunnsformasjon inne i et brønnhull når skjærestrukturene 101 er i den inntrukkede posisjonen. Selv om det ekspanderbare opprømmingsapparatet 100 innbefatter tre skjærestrukturer 101, er det tenkelig at én, to eller flere enn tre skjærestrukturer med fordel kan bli anvendt. Videre, selv om skjærestrukturene 101 til det ekspanderbare opprømmingsapparatet 100 er symmetrisk periferisk anbrakt rundt lengdeaksen Ln» langs det rørformede legemet 108, kan skjærestrukturene også anbringes periferisk asymmetrisk så vel som asymmetrisk om lengdeaksen Lk». Det ekspanderbare opprømmingsapparatet 100 kan også innbefatte et flertall stabilisator-blokker for å stabilisere det rørformede legemet 108 til det ekspanderbare opprøm-mingsapparatet 100 under bore- eller opprømmingsprosesser. For eksempel kan det ekspanderbare opprømmingsapparatet 100 innbefatte øvre hardflate- eller hardmetallblokker, midtre hardflate- eller hardmetallblokker og nedre hardflate- eller hardmetallblokker.

Figur 2 er et tverrsnitt gjennom det ekspanderbare opprømmingsapparatet 100 vist i figur 1, tatt langs snittlinjen 2-2 vist der. Som vist i figur 2 omslutter den langstrakte sylindriske veggen til det rørformede legemet 108 en fluidgjennomgang 192 som strekker seg i lengderetningen gjennom det rørformede legemet 108. Fluid kan bli ført gjennom fluidgjennomgangen 192 i en langsgående boring 151 i det rørformede legemet 108 (og en langsgående boring i et muffeelement).

For bedre å beskrive aspekter ved utførelsesformer av oppfinnelsen er i figur 2 én av skjærestrukturene 101 vist i den utstående eller utstrakte posisjonen mens de andre skjærestrukturene 101 er vist i de innledende eller inntrukkede posisjonene. I den inntrukkede eller tilbaketrukkede posisjonen kan skjærestrukturene 101 til det ekspanderbare opprømmingsapparatet 100 være hovedsakelig anbrakt inne i det rørformede legemet 108 til det ekspanderbare opprømmingsapparatet 100. Skjærestrukturene 101 kan rage ut forbi den utvendige diameteren til det rørformede legemet 108 i den utstrakte posisjonen, for eksempel for å gripe inn i veggene i et borehull i en opprømmingsoperasjon.

De tre glideknivene 106 på skjærestrukturene 101 kan være fastholdt i tre knivspor 148 dannet i det rørformede legemet 108.

Hver av skjærestrukturene 101 bærer én eller flere rader av elementer innrettet for å gripe inn i veggen i et borehull i undergrunnen under nedihullsoperasjoner. For eksempel kan skjærestrukturene 101 inkludere en rad av skjæreelementer ( f. eks. primære skjæreelementer 120) anbrakt på hver kniv 106 på skjærestrukturene 101. De primære skjærestrukturene 120 er innrettet for å gripe inn i materiale i en undergrunnsformasjon som definerer veggen i et uforet borehull når skjærestrukturene 101 er i utstrakt posisjon. Som over kan de primære skjæreelementene 120 være anbrakt på knivene 106 på et sted bak den rotasjonsmessig fremre overflaten 110 av kniven 106. For eksempel kan de primære skjæreelementene 120 være dannet som en rad som strekker seg langs lengden til kniven 106 og kan være anbrakt nær en senterlinje ( se f. eks. figur 7) til kniven 106 ( f. eks. på senterlinjen eller anbrakt mellom senterlinjen og en bakre overflate 112 av kniven 106).

Ett eller flere ytterligere, sekundære elementer 118 som danner en skjæreflate, en sliteflate eller kombinasjoner av dette kan være anbrakt nær den rotasjonsmessig fremre overflaten 110 av kniven 106. Med andre ord kan de sekundære elementene 118 være anbrakt slik at de rotasjonsmessig befinner seg foran de primære skjæreelementene 120. De sekundære elementene 118 kan omfatte minst ett sliteelement ( f. eks. hardflatelag / hardmetallag, innsatser, slite- eller bæreelementer, osv.), et andre flertall av skjæreelementer ( f. eks. sekundære skjæreelementer) eller kombinasjoner av dette.

De primære skjæreelementene 120 kan være utformet for å være mer aggressive enn de sekundære elementene 118. For eksempel kan de primære skjæreelementene 120 være blottlagt i større grad enn de sekundære elementene 118. I ytterligere utførelsesformer kan de primære skjæreelementene 120 ha en bakre sponvinkel (rake angle) som er mindre enn en bakre sponvinkel til de sekundære elementene 118.1 slike utførelsesformer kan den forholdsmessig større bakre sponvinkelen til de sekundære elementene 118 tjene til å redusere sannsynligheten for at det sekundære elementet 118 vil gripe inn ( f. eks. skjære) i formasjonen og med det la de sekundære elementene 118 bevege seg ( f. eks. gli) langs formasjonen, for eksempel, samtidig som de stabiliserer skjærestrukturen 101 mens de primære skjæreelementene 120 fjerner materiale fra ( f. eks. rømmer opp) formasjonen. I andre utførelsesformer kan de primære skjæreelementene 120 være blottlagt i større grad enn de sekundære elementene 118 og kan ha en bakre sponvinkel som er større enn en bakre sponvinkel til de sekundære elementene 118.1 atter andre utførelsesformer kan de sekundære elementene 118 ha en større skråfas eller omfatte skjæreelementer med mindre aggressive eller virkningsfulle skjærekantgeometrier sammenliknet med de primære skjæreelementene 120.

I noen utførelsesformer kan de sekundære elementene 118 og de primære skjæreelementene 120 være PDC-(Polycrystalline Diamond Compact)-skjæreelementer eller andre skjæreelementer kjent for fagmannen. I utførelsesformer hvor de sekundære elementene 118 er utformet for å fjerne materiale fra et borehull i undergrunnen ( f. eks. hvor de sekundære elementene 118 omfatter en skjæreflate) kan de sekundære elementene 118 ( f. eks. sekundære skjæreelementer) fjerne materiale fra formasjonen og tjene til å beskytte et rotasjonsmessig fremre parti av knivene 106 mot betydelig slitasje mens knivene 106 er i kontakt med undergrunnsformasjonen.

I noen utførelsesformer kan de sekundære elementene 118 være tilformede innsatser ( f. eks. sirkulært utformede innsatser så som for eksempel ovaler) laget av sterkt slipende materialer ( f. eks. diamantforsterkede materialer, så som for eksempel TSP-(Thermally Stable Product)-innsatser) og/eller wolframkarbidmaterialer, andre tilformede wolframkarbidbaserte og diamantforsterkede innsatser ( f. eks. klosser eller skiver) eller kombinasjoner av dette. I utførelsesformer hvor de sekundære elementene 118 ikke primært er utformet for å fjerne materiale fra et undergrunns borehull ( f. eks. hvor de sekundære elementene 118 er utformet som en bære- eller sliteflate), kan de sekundære elementene 118 tjene til å beskytte et rotasjonsmessig fremre parti av knivene 106 mot betydelig slitasje mens knivene 106 er i kontakt med undergrunnsformasjonen.

I noen utførelsesformer kan de sekundære elementene 118 være utført som hovedsakelig meiselformede elementer, meiselformede elementer med én eller flere stumpe overflater, elementer utformet for å ha en pløyende, gravende og/eller knusende skjærevirkning, eller kombinasjoner av dette.

I noen utførelsesformer kan skjærestrukturene 101 innbefatte ytterligere slitasjetrekk som for eksempel hardflatelag / hardmetallag på deler av knivene 106 ( f. eks. ved den rotasjonsmessig fremre overflaten 110 som vist i figur 10).

Figur 3 viser et lengdesnitt gjennom det ekspanderbare opprømmingsapparatet som angitt av snittlinjen 3-3 i figur 2. Det ekspanderbare opprømmingsapparatet 100 kan inkludere et aktiveringstrekk, så som en skyvemuffe 115 koblet til de utstrekkbare og inntrekkbare skjærestrukturene 101. Aktiveringstrekket til opprømmingsapparatet 100 kan også inkludere en sperremuffe 117 forbundet med skyvemuffen 115.1 noen utførelsesformer kan sperremuffen 117 være dannet som en del av skyvemuffen 115. Skyvemuffen 115 kan være direkte eller indirekte forbundet ( f. eks. av et forbindelses-ledd) med den ene eller de flere skjærestrukturene 101 på det ekspanderbare opp-rømmingsapparatet 100. Som vil bli beskrevet mer i detalj nedenfor kan skyvemuffen 115 bevege seg i oppihulls retning 159 for å bringe skjærestrukturene 101 mellom utstrakt og inntrukket posisjon. Skjærestrukturene 101 til det ekspanderbare opprøm- mingsapparatet 100 kan være fastholdt i inntrukket posisjon av et låsetrekk så som et muffeelement ( f. eks. en glidemuffe 102).

Som vist i figur 4 kan det ekspanderbare opprømmingsapparatet 100 innbefatte en glidemuffe 102, som er bevegelig, fra en første, innledende posisjon, som er vist i figur 4, i nedihulls retning 157 til en andre posisjon ( f. eks. en utløst posisjon) vist i figur 6. Glidemuffen 102 kan bli i det minste delvis mottatt innenfor en andel av aktiveringstrekket til opprømmingsapparatet 100 ( f. eks. én eller flere av en andel av skyvemuffen 115 og en andel av sperremuffen 117). For eksempel kan skyvemuffen 115 og sperremuffen 117 være sylindrisk fastholdt mellom glidemuffen 102 og innsiden av det rørformede legemet 108 til det ekspanderbare opprømmingsapparatet 100.

Skyvemuffen 115 kan være fastholdt i den innledende posisjonen av glidemuffen 102. For eksempel kan en andel av glidemuffen 102 tjene til å låse en andel av skyvemuffen 115 (eller en annen komponent festet til denne, som for eksempel sperremuffen 117) til en andel av den innvendige veggen 109 i det rørformede legemet 108 til det ekspanderbare opprømmingsapparatet 100.

Fortsatt med henvisning til figur 4, når glidemuffen 102 er i den innledende posisjonen, kan det hydrauliske trykket virke på skyvemuffen 115, som er koblet til sperremuffen 117, mellom en utside av glidemuffen 102 og en innside av det rørformede legemet 108. Med eller uten hydraulisk trykk, når det ekspanderbare opprømmingsapparatet 100 er i den innledende posisjonen, hindres skyvemuffen 115 i å bevege seg ( f. eks. i oppihulls retning 159) av sperremuffen 117.

Etter at glidemuffen 102 har vandret langt nok fra den innledende posisjonen i nedihulls retning 157 ( f. eks. til en utløst posisjon) til å la sperremuffen 117 frigjøres fra det rørformede legemet 108, kan sperremuffen 117, og skyvemuffen 115 den er forbundet med, begge bevege seg i oppihulls retning 159. Foråt skyvemuffen 115 skal bevege seg i oppihulls retning 159 må trykkdifferansen mellom den langsgående boringen 151 og utsiden 111 av det rørformede legemet 108 forårsaket av strømningen av hydraulikkfluidet være tilstrekkelig til å overvinne gjenopprettelseskraften eller forspenningen fra fjæren 116.

Figur 5 viser et forstørret snitt gjennom en oppihullsandel av en utførelsesform av et ekspanderbart opprømmingsapparat 100. Som vist i figur 5 innbefatter skyvemuffen 115, ved sin nære ende, et krysshode (yoke) 114 forbundet med skyvemuffen 115. Krysshodet 114 har tre armer 177, der hver arm 177 er koblet til én av skjærestrukturene 101 aven leddet forbindelse 178. Den leddede forbindelsen 178 lar skjærestrukturene 101 rotere om armene 177 til krysshodet 114 etter hvert som aktiveringsinnretningen ( f. eks. skyvemuffen 115, krysshodet 114 og forbindelsen 178) bringer skjærestrukturene 101 mellom utstrakt og inntrukket posisjon.

Med henvisning til figurene 4 og 6 vil det ekspanderbare opprømmingsapparatet 100 nå bli beskrevet med hensyn til sine driftsmessige aspekter. Før "aktivering" av det ekspanderbare opprømmingsapparatet 100 til den ekspanderte posisjonen holdes det ekspanderbare opprømmingsapparatet 100 i en innledende, inntrukket posisjon som vist i figur 4. Mens glidemuffen 102 er i den innledende posisjonen er skjærestruktur-aktiveringstrekkene ( f. eks. skyvemuffen 115) forhindret fra å aktivere skjærestrukturene 101. Når det er ønsket å aktivere det ekspanderbare opprømmingsapparatet 100, blir glidemuffen 102 beveget i nedihulls retning 157 for å frigjøre sperremuffen 117. For eksempel blir strømningsmengden av borefluid gjennom opprømmingsapparatet 100 økt for å øke det hydrauliske trykket i et innsnevret parti 104 av glidemuffen 102 og for å utøve en kraft ( f. eks. en kraft som følge av en trykkforskjell) mot glidemuffen 102 og forflytte glidemuffen 102 i nedihulls retning 157.1 ytterligere utførelsesformer kan andre metoder bli anvendt for å begrense fluidstrømning gjennom glidemuffen 102 for å bevege glidemuffen 102 i nedihulls retning 157. Foreksempel kan et blokkeringselement selektivt bli anbrakt i glidemuffen 102 for i det minste delvis å hindre fluid å strømme derigjennom for å påføre en kraft i nedihulls retning 157 på glidemuffen 102.

Som vist i figur 6 kan glidemuffen 102 bevege seg langt nok fra den innledende posisjonen i nedihulls retning 157 til å la sperremuffen 117 frigjøres fra sporet 124 i det rørformede legemet 108. Sperremuffen 117, forbundet med den trykkaktiverte skyvemuffen 115, kan bevege seg i oppihulls retning 159 under påvirkning av fluidtrykk ( f. eks. fra fluid tilført gjennom åpninger i én eller flere av sperremuffen 117, glidemuffen 102 og ringen 113). Etter hvert som fluidtrykket heves av den økte fluidstrømningen overvinnes forspenningskraften fra fjæren 116 slik at skyvemuffen 115 kan bevege seg i oppihulls retning 159. Bevegelse av skyvemuffen 115 i oppihulls retning 159 kan bevege krysshodet 114 og skjærestrukturene 101 i oppihulls retning 159. Under bevegelsen i oppihulls retning 159 følger hver av skjærestrukturene 101 et skråplan eller en bane 148 hvor de er anordnet ( f. eks. via en type modifisert kvadratisk svanehalespor 179 (figur 2)).

Når strømningsmengden av borefluid som går gjennom glidemuffen 102 er redusert til under en valgt strømningsmengdeverdi, kan glidemuffen 102 bli returnert til den innledende posisjonen vist i figur 4 under påvirkning av forspenningskraften fra fjæren 116. Samtidig som glidemuffen 102 returnerer til den innledende posisjonen kan sperremuffen 117 returnere til den innledende posisjonen og glidemuffen 102 kan igjen låse sperremuffen 117 til det rørformede legemet 108. Skyvemuffen 115,

krysshodet 114, skjærestrukturene 101 og sperremuffen 117 kan også bli tilbakeført til deres innledende eller inntrukkede posisjoner under påvirkning av kraften fra fjæren 116.

Når strømningsmengden av borefluid gjennom glidemuffen 102 er økt opp til eller over en valgt strømningsmengdeverdi, kan glidemuffen 102 igjen bevege seg i nedihulls retning 157 og frigjøre sperremuffen 117 som vist i figur 6. Skyvemuffen 115 med krysshodet 114 og skjærestrukturene 101 kan da bevege seg oppover med skjærestrukturene 101 langs banen 148 for igjen å rømme opp den foreskrevne større diameteren i et borehull. På denne måten kan det ekspanderbare opprømmings-apparatet 100 bevege skjærestrukturene 101 mellom den inntrukkede posisjonen og den ekspanderte posisjonen på en gjentagende måte ( f. eks. et ubegrenset antall ganger).

Figur 7 viser et delvis frontriss av en skjærestruktur 201 innbefattende flere rader ( f. eks. to) av elementer ( f. eks. skjæreelementer). I noen utførelsesformer kan skjærestrukturen 201 være noe tilsvarende skjærestrukturene 101 omtalt over. Som vist i figur 7 kan skjærestrukturen 201 innbefattende et flertall sekundære elementer ( f. eks. sekundære skjæreelementer 218) og et flertall skjæreelementer ( f. eks. primære

skjæreelementer 220) være dannet på en del av et nedihullsverktøy. For eksempel kan de primære skjæreelementene 220 og de sekundære elementene 218 være dannet på en del av nedihullsverktøyet som rager ( f. eks. permanent eller selektivt) ut fra en annen del av nedihullsverktøyet ( f. eks. en kniv 206 på et utvidelsesbor, som for eksempel det ekspanderbare opprømmingsapparatet 100 omtalt over). Som angitt over kan i noen utførelsesformer de sekundære elementene 218 være dannet som bære- eller sliteelementer ( dvs. innrettet for å bevege seg langs en overflate i undergrunnsformasjonen uten i betydelig grad fjerne materiale fra denne) i stedet for skjæreelementer.

Skjæreelementene 220 strekker seg langs kniven 206 i en posisjon rotasjonsmessig bak skjæreelementene 218. Med andre ord kan skjæreelementene 220 befinne seg bakenfor skjæreelementene 218 sett i den tiltenkte rotasjonsretningen for skjærestrukturen 201 under en nedihullsoperasjon. Foreksempel kan skjæreelementene 218 være anbrakt nær ( f. eks. på) den rotasjonsmessig fremre overflaten av kniven 206. Skjæreelementene 220 kan være anbrakt nær ( f. eks. på eller rotasjonsmessig bak) en senterlinje Cltil kniven 206. For eksempel kan skjæreelementene 220 være plassert på kniven 206 mellom senterlinjen Cltil kniven 206 og en bakre overflate 212 av kniven 206. Skjæreelementene 220 kan strekke seg langs lengden til kniven 206 ( f. eks. i retning hovedsakelig parallelt med senterlinjen Cl).

I noen utførelsesformer kan skjærestrukturen 201 innbefatte én eller flere innsatser 208 anbrakt nær skjæreelementene 218, 220 ( f. eks. på en oppihullsandel av kniven 206) som er innrettet for å tilveiebringe en sliteflate som kan gå i kontakt med formasjonen under nedihullsoperasjoner. Figur 8 viser et grunnriss av skjærestrukturen i figur 7 koblet til et nedihullsverktøy, så som et utvidelsesbor 200. Som vist i figur 8 er skjæreelementene 220 blottlagt i større grad enn skjæreelementene 218. Med andre ord rager skjæreelementene 220 relativt sett lenger ut fra overflaten av kniven 206 på hvilken de er montert enn skjæreelementene 118. Den forholdsmessig større blottleggelsen av skjæreelementene 220 vil gjøre at skjæreelementene 220 griper inn i en undergrunnsformasjon 10 før skjæreelementene 218 griper inn i formasjonen 10. Med andre ord vil skjæreelementene 220 være mer aggressive, primære skjæreelementer og skjæreelementene 218 vil fungere som sekundære skjæreelementer. Figur 9 viser et delvis sideriss av en skjærestruktur 301 som kan være noe tilsvarende skjærestrukturene 101, 201 omtalt over. Som vist i figur 9 har de primære skjæreelementene 320 en blottleggelse D2som er større enn en blottleggelse Di av de sekundære elementene 318. Som angitt over kan de sekundære elementene 318 omfatte skjæreelementer, tilformede innsatser ( f. eks. ovaler) laget av sterkt slipende materialer og/eller wolframkarbidmaterialer, eller kombinasjoner av dette.

I noen utførelsesformer kan de primære skjæreelementene 320 (også de primære skjæreelementene 120,220) være forskjøvet ( f. eks. sideforskjøvet i retning hovedsakelig på tvers av en rotasjonsbane til de sekundære elementene 318) fra ett eller flere sekundære elementer 318 (også de sekundære elementene 118, 218). For eksempel kan ett eller flere av de primære skjæreelementene 320 være plassert på et sted sideveis mellom to sekundære elementer 318.1 andre utførelsesformer kan hvert av de primære skjæreelementene 320 være anbrakt hovedsakelig innenfor en rotasjonsbane til et tilhørende sekundært element 318 ( f. eks. direkte bakenfor). For eksempel kan hvert av de primære skjæreelementene 320 være anbrakt i et skår i et tilhørende sekundært element 318. Figur 10 viser et grunnriss av skjærestrukturen 401 koblet til et nedihullsverktøy så som et utvidelsesbor 400 som kan være noe tilsvarende skjærestrukturene 101, 201, 301 omtalt over. Som vist i figur 10 kan de sekundære elementene 418 rotasjonsmessig befinne seg foran skjæreelementene 420 og kan være dannet som en slitasjebestandig overflate ( f. eks. et hardflatelag / hardmetallag) ved rotasjonsmessige fremre partier av kniven 406 ( f. eks. ved den fremre overflaten 410, den radialt ytre overflaten 411 eller kombinasjoner). I en slik utførelsesform kan det sekundære elementet 418 være dannet kun som en slitasjebestandig overflate eller kan innbefatte ytterligere sekundære elementer, så som for eksempel elementene 118, 218, 318 omtalt over. Figur 11 viser et delvis frontriss av en skjærestruktur 501 som kan være noe tilsvarende skjærestrukturene 101, 201, 301, 401 omtalt over. Skjærestrukturen 501 innbefatter sekundære elementer omfattende tilformede innsatser 502. Som nevnt over kan de tilformede innsatsene omfatte én eller flere av sirkulært utformede innsatser 503 ( f. eks. ovaler), klosser 504 og skiver 505. Disse tilformede innsatsene 502 kan være laget av én eller flere av sterkt slipende materialer ( f. eks. diamantforsterkede materialer, så som for eksempel TSP-(Thermally Stable Product)-innsatser) og wolframkarbidmaterialer. Som over kan de tilformede innsatsene 502 rotasjonsmessig befinne seg foran skjæreelementene 520 og kan være anbrakt på rotasjonsmessig fremre partier av kniven 506 ( f. eks. på den fremre overflaten 510).

Utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse kan være spesielt nyttige for å tilveiebringe en skjærestruktur som er forholdsvis mer robust i håndtering av funksjonsfeil knyttet til boring og/eller opprømming under nedihullsoperasjoner ( f. eks. vibrasjoner forårsaket av operasjoner som anvender et utvidelsesbor som etterfølger en pilotkrone). For eksempel, med henvisning tilbake til figurene 7 og 8, kan posisjonering av de primære skjæreelementene 220 nær ved senterlinjen Cltil kniven 206 endre omdreiningspunktet til kniven 206. Som angitt over kan ytterligere elementer ( f. eks. ett eller flere slite-, bære- eller skjæreelementer, så som skjæreelementene 218) ved den rotasjonsmessig fremre overflaten 210 av kniven 206 være utformet for å tjene som et dempende eller vippende trekk som skal være det andre kontaktpunktet heller enn den neste kniven (se f. eks. figur 2).

En skjærestruktur som har primære skjæreelementer anbrakt ved den rotasjonsmessig fremre overflaten derav kan, under en funksjonsfeil, gjøre at de primære skjæreelementene på den fremre overflaten setter seg fast i formasjonsmaterialet i borehullsveggen, slik at nedihullsverktøyet ( f. eks. utvidelsesboret) blir gjenstand for foroverspinn. Med andre ord fortsetter borestrengen til hvilken utvidelsesboret er festet å rotere mens ett eller flere skjæreelementer på utvidelsesboret sitter fast i formasjonen ( dvs. at utvidelsesboret ikke roterer eller roterer med en lavere rotasjonshastighet enn borestrengen) slik at det bygger seg opp en roterende kraft ( f. eks. et reaksjonsmoment i retning motsatt av borestrengens rotasjonsretning) i borestrengen. En slik kraft vil i alminnelighet bevirke utvidelsesboret til å dreie om det primære skjæreelementet i inngrep med formasjonen og med det forårsake at ett eller flere tilstøtende skjæreelementer på utvidelsesboret presses inn i formasjonen, noe som vil kunne skade kniven og skjæreelementene på denne.

Utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse som innbefatter primære skjæreelementer anbrakt vekk fra forkanten av kniven, sett i rotasjonsretningen, kan danne et omdreiningspunkt nær ved knivens senterlinje ( dvs. et omdreiningspunkt rotasjonsmessig atskilt fra forkanten av knivene). Ved en funksjonsfeil kan utvidelsesboret dreie under påvirkning av en roterende kraft. Imidlertid kan de primære skjæreelementene anbrakt nær senterlinjen eller baksiden av kniven gjøre at utvidelsesboret dreier slik at det rotasjonsmessig fremre partiet av kniven, inkludert ytterligere elementer på dette for å beskytte kniven og utvidelsesboret, kan bli presset inn i formasjonen. Slik anbringelse av et omdreiningspunkt på kniven og ytterligere, sekundære elementer ved den rotasjonsmessig fremre overflaten av kniven kan redusere den potensielle skaden som kan påføres på tilstøtende skjærestrukturer sammenliknet med en skjærestruktur med primære skjæreelementer ved sitt forparti. Ytterligere, ikke-begrensende eksempler på utførelser inkluderer: Utførelsesform 1. Skjærestruktur for anvendelse med et nedihullsverktøy i et borehull i undergrunnen, omfattende: en kniv; et flertall primære skjæreelementer koblet til kniven; og minst ett sekundært element rotasjonmessig foran de flere primære skjæreelementene i en tiltenkt rotasjonsretning for skjærestrukturen, der det minst ene sekundære elementet er koblet til kniven nær en fremre overflate av kniven og omfatter minst én av en sliteflate og en skjæreflate, hvor en blottleggelse av minst ett primært skjæreelement av de flere primære skjæreelementene er større enn en blottleggelse av det minst ene sekundære elementet.

Utførelsesform 2. Skjærestruktur i samsvar med utførelsesform 1, hvor de flere primære skjæreelementene strekker seg langs kniven i retning hovedsakelig parallelt med en senterlinje til kniven.

Utførelsesform 3. Skjærestruktur i samsvar med utførelsesform 1 eller 2, hvor hvert av de flere primære skjæreelementene er anbrakt nær knivens senterlinje.

Utførelsesform 4. Skjærestruktur i samsvar med utførelsesform 3, hvor hvert av de flere primære skjæreelementene er anbrakt ved knivens senterlinje.

Utførelsesform 5. Skjærestruktur i samsvar med utførelsesform 3, hvor hvert av de flere primære skjæreelementene er anbrakt mellom knivens senterlinje og en bakre overflate av kniven.

Utførelsesform 6. Skjærestruktur i samsvar med en hvilken som helst av utførelsesformene 1 til 5, hvor det minst ene sekundære elementet omfatter et flertall sekundære skjæreelementer.

Utførelsesform 7. Skjærestruktur i samsvar med en hvilken som helst av utførelsesformene 1 til 6, hvor det minst ene sekundære elementet omfatter et flertall innsatser.

Utførelsesform 8. Skjærestruktur i samsvar med utførelsesform 7, hvor de flere innsatsene er laget av minst én av et diamantforsterket materiale og et materiale omfattende wolframkarbid.

Utførelsesform 9. Skjærestruktur i samsvar med utførelsesform 7 eller 8, hvor de flere innsatsene omfatter minst én av en oval form, en skiveform og en klossform.

Utførelsesform 10. Skjærestruktur i samsvar med en hvilken som helst av utførelsesformene 1 til 9, hvor det minst ene sekundære elementet omfatter et hardpåleggs- eller hardmetallmateriale dannet på et parti av kniven.

Utførelsesform 11. Skjærestruktur i samsvar med en hvilken som helst av utførelsesformene 1 til 10, hvor en blottleggelse av hvert primære skjæreelement av de flere primære skjæreelementene er større enn blottleggelsen av det minst ene sekundære elementet.

Utførelsesform 12. Skjærestruktur i samsvar med en hvilken som helst av utførelsesformene 1 til 11, hvor skjærestrukturen er innrettet for å kobles til et utvidelsesbor.

Utførelsesform 13. Skjærestruktur i samsvar med en hvilken som helst av utførelsesformene 1 til 12, hvor det minst ene sekundære elementet er anbrakt på den fremre overflaten av kniven.

Utførelsesform 14. Skjærestruktur i samsvar med utførelsesform 13, hvor det minst ene sekundære elementet omfatter et flertall sekundære elementer anbrakt på den fremre overflaten av kniven og et radialt ytre overflate av kniven.

Utførelsesform 15. Utvidelsesbor for anvendelse i et undergrunns borehull, omfattende: et legeme; og et flertall kniver koblet til legemet, hver kniv omfattende: et flertall primære skjæreelementer som er koblet til kniven og strekker seg langs kniven i retning hovedsakelig parallelt med en senterlinje til kniven; og minst ett sekundært element omfattende minst én av en sliteflate og en skjæreflate koblet til kniven nær en fremre overflate av kniven og rotasjonsmessig foran de flere primære skjæreelementene, hvor en blottleggelse av minst ett primært skjæreelement av de flere primære skjæreelementene er større enn en blottleggelse av det minst ene sekundære elementet.

Utførelsesform 16. Utvidelsesbor i samsvar med utførelsesform 15, hvor hvert av de flere primære skjæreelementene på hver kniv av de flere knivene er anbrakt nær knivens senterlinje.

Utførelsesform 17. Utvidelsesbor i samsvar med utførelsesform 15 eller 16, hvor hvert av de flere primære skjæreelementene på hver kniv er anbrakt mellom knivens senterlinje og en bakre overflate av kniven.

Utførelsesform 18. Utvidelsesbor i samsvar med en hvilken som helst av utførelsesformene 15 til 17, hvor det minst ene sekundære elementet på hver kniv av de flere knivene omfatter et flertall sekundære skjæreelementer.

Utførelsesform 19. Fremgangsmåte for å utvide et borehull i undergrunnen, fremgangsmåten omfattende å: gripe inn i et borehull i undergrunnen med minst én opprømmingskniv koblet til et utvidelsesbor; rømme opp et parti av borehullet med et flertall primære skjærestrukturer anbrakt nær en senterlinje til den minst ene kniven; dreie utvidelsesboret om de flere primære skjærestrukturene på den minst ene kniven; og gripe inn i borehullet med minst ett sekundært element anbrakt nær en fremre overflate av den minst ene kniven.

Utførelsesform 20. Fremgangsmåte i samsvar med utførelsesform 19, videre omfattende å beskytte i hvert fall en del av utvidelsesboret med det minst ene sekundære elementet, omfattende et materiale valgt for slitasjebestandighet.

Utførelsesform 21. Utvidelsesbor for anvendelse i et borehull i undergrunnen, omfattende: et legeme; og minst én skjærestruktur omfattende skjærestrukturen ifølge en hvilken som helst av utførelsesformene 1 til 14.

Selv om konkrete utførelsesformer av oppfinnelsen har blitt vist og beskrevet, vil en rekke variasjoner og andre utførelsesformer sees av fagmannen. Følgelig er det ment at oppfinnelsen bare skal begrenses av de vedføyde utførelsesformene og deres lovmessige ekvivalenter.

Claims (17)

1. Skjærestruktur for anvendelse med et nedihullsverktøy i et borehull i undergrunnen, omfattende: en kniv; et flertall primære skjæreelementer koblet til kniven; og minst ett sekundært element rotasjonmessig foran de flere primære skjæreelementene i en tiltenkt rotasjonsretning for skjærestrukturen, der det minst ene sekundære elementet er koblet til kniven nær en fremre overflate av kniven og omfatter minst én av en sliteflate og en skjæreflate, hvor en blottleggelse av minst ett primært skjæreelement av de flere primære skjæreelementene er større enn en blottleggelse av det minst ene sekundære elementet.

2. Skjærestruktur ifølge krav 1, hvor de flere primære skjæreelementene strekker seg langs kniven i retning hovedsakelig parallelt med en senterlinje til kniven.

3. Skjærestruktur ifølge krav 2, hvor hvert av de flere primære skjæreelementene er anbrakt nær knivens senterlinje.

4. Skjærestruktur ifølge krav 3, hvor hvert av de flere primære skjæreelementene er anbrakt på knivens senterlinje.

5. Skjærestruktur ifølge krav 3, hvor hvert av de flere primære skjæreelementene er anbrakt mellom knivens senterlinje og en bakre overflate av kniven.

6. Skjærestruktur ifølge krav 1, hvor det minst ene sekundære elementet omfatter et flertall sekundære skjæreelementer.

7. Skjærestruktur ifølge krav 1, hvor det minst ene sekundære elementet omfatter et flertall innsatser.

8. Skjærestruktur ifølge krav 7, hvor de flere innsatsene er laget av minst én av et diamantforsterket materiale og et materiale omfattende wolframkarbid.

9. Skjærestruktur ifølge krav 7, hvor de flere innsatsene omfatter minst én av: en oval form, en skiveform og en klossform.

10. Skjærestruktur ifølge krav 1, hvor det minst ene sekundære elementet omfatter et hardpåleggs- eller hardmetallmateriale dannet på et parti av kniven.

11. Skjærestruktur ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 10, hvor en blottleggelse av hvert primære skjæreelement av de flere primære skjæreelementene er større enn blottleggelsen av det minst ene sekundære elementet.

12. Skjærestruktur ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 10, hvor skjærestrukturen er utformet for å kobles til et utvidelsesbor.

13. Skjærestruktur ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 10, hvor det minst ene sekundære elementet er anbrakt på den fremre overflaten av kniven.

14. Skjærestruktur ifølge krav 13, hvor det minst ene sekundære elementet omfatter et flertall sekundære elementer anbrakt på den fremre overflaten av kniven og en radialt ytre overflate av kniven.

15. Utvidelsesbor for anvendelse i et borehull i undergrunnen, omfattende: et legeme; og et flertall kniver koblet til legemet, hver kniv omfattende: et flertall primære skjæreelementer som er koblet til kniven og strekker seg langs kniven i retning hovedsakelig parallelt med en senterlinje til kniven; og minst ett sekundært element omfattende minst én av en sliteflate og en skjæreflate koblet til kniven nær en fremre overflate av kniven og rotasjonsmessig foran de flere primære skjæreelementene, hvor en blottleggelse av minst ett primært skjæreelement av de flere primære skjæreelementene er større enn en blottleggelse av det minst ene sekundære elementet.

16. Fremgangsmåte for å utvide et borehull i undergrunnen, fremgangsmåten omfattende trinn med å: gripe inn i et borehull i undergrunnen med minst én opprømmingskniv koblet til et utvidelsesbor; rømme opp et parti av borehullet med et flertall primære skjærestrukturer anbrakt nær en senterlinje til den minst ene kniven; dreie utvidelsesboret om de flere primære skjærestrukturene på den minst ene kniven; og gripe inn i undergrunnsborehullet med minst ett sekundært element anbrakt nær en fremre overflate av den minst ene kniven.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 16, videre omfattende trinnet med å beskytte minst én del av utvidelsesboret med det minst ene sekundære elementet omfattende et materiale valgt for slitasjebestandighet.