NO304444B1 - Anordning for fresing fra siden - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et freseverktøy for bruk ved awiksboring av et borehull, ifølge kravinnledningene.

Awiksboring av brønner er en velkjent fremgangsmåte, hvor et nytt borehull blir startet i en liten vinkel med eksisterende foret hull. Det eksisterende hullet stenges med en pakning nedenfor det tiltenkte sted for awiksboringen, og en ledekile plasseres på pakningen for å vende en vinklet flat overflate mot toppen på brønnen. Et startfreseverktøy blir så ført inn i brønnen, med et skrått neseparti for å ligge an mot den vinklede overflate på ledekilen, og sideskjærere, som når borestrengen roteres, skjærer et vinklet spor inn i foringsrøret. Startf reseverktøyet blir så fjernet og skiftet ut med et vindusfreseverktøy. Dette blir ført inn i sporet og rotert for å skjære et langstrakt vindu gjennom foringsrøret, og for å danne en første lengde av awiksborehullet.

Den tid det tar å utføre en utboringsoperasjon avhenger således av gjennomtrengningstakten og påliteligheten for startfreseverktøyet og vindusfreseverktøyet. Freseverktøy som hittil har vært brukt har oppnådd bare en beskjeden ytelse. Startfreseverktøy krever et høyt dreiemoment, og har en tendens til å rotere ujevnt eller å skjære seg. Vindusfreseverktøy har meget dårlig gjennomtrengningshastighet under en del av vindusut-formingsoperasjonen, i en slik utstrekning at de ofte trekkes ut fordi boreoperatøren mistenker stor skade på verktøyet, men ingen slik skade finnes etter uttrekning av verktøyet.

Det er følgelig et mål for den foreliggende oppfinnelse å frembringe forbedrede freseverktøy for bruk ved awiksboring av brønner, hvor de ovennevnte problemer overvinnes eller reduseres.

Dette mål tilfredstilles med freseverktøyene ifølge foreliggende oppfinnelse, slik de er definert med de i kravene anførte trekk.

Oppfinnelsen frembringer et freseverktøy for bruk til awiksboring av et borehull, omfattende et generelt rørformet legeme, en anordning på en ende av legemet for å forbinde verktøyet på enden av en borestreng, og et antall skjæreblader som strekker seg fra og er plassert i avstand rundt legemet, hvor hvert blad har en fremre overflate i retning av rotasjon, utstyrt med skjæreelementer i form av påmonterte karbidskiver, og hvert blad er vinkelforskjøvet fra det rørformede legemes lengdeakse.

I en form er freseverktøyet et startfreseverktøy, hvor enden på legemet motsatt den nevnte ene ende er utformet som en avsmalnende nese, og bladene er plassert på legemet bak den smalnende nese med frontoverflåtene på karbidskivene liggende i radiale plan fra legemet, og bladene har radiale ytre kanter som skrår i en vinkel mot legemets lengdeakse slik at verktøyets ytre diameter tvers over bladene er mindre mot den nevnte ene ende enn mot den skrånende nese.

I en annen form er freseverktøyet et vindus-freseverktøy, hvor hvert blad har et første område som strekker seg langs legemets side, og et annet område som strekker seg tvers over legemets endeoverflate motsatt den nevnte ene ende, og slik at de fremre overflater på karbidskivene på hvert blad ligger i et plan som er forskjøvet fra legemets radialplan.

Utførelser av den foreliggende oppfinnelse skal nå beskrives gjennom et eksempel, og under henvisning til tegningene, hvor figur 1 viser et sideriss, delvis i snitt, av et startfreseverktøy som danner en utførelse av oppfinnelsen, figur 2 er et enderiss av freseverktøyet på figur 1, figur 3 er et delvis riss på pilen- III på figur 1, figur 4 illustrerer i mer detalj et blad som danner en del av freseverktøyet på figur 1, figur 5 er et sideriss, delvis i snitt, av et vindusf reseverktøy som danner en annen utførelse av oppfinnelsen, og figur 6 er et enderiss av vindusfreseverktøyet på figur 5, og figur 7 og 8 er liknende riss av en modifisert form av et vindusfreseverktøy.

Det henvises først til figur 1 til 3. Et startf rese-verktøy omfatter et generelt sylinderformet stållegeme 10 hvis ene ende er utformet med en standard gjenget kopling 12 for å feste freseverktøyet til enden på en borestreng. Det bakre område 10a av legemet 10 er parallellsidet, mens det ledende område 10b er avsmalnet til å danne en nese, og den ytterste ledende ende er utformet som en flate 14 med et gjennomgående hull 16 for å motta en skjærepinne (ikke vist) ved hvilken freseverktøyet kan festes på en ledekile på en måte som i seg selv er kjent.

Freseverktøyets skjærevirkning frembringes med åtte ens atskilte ribber 18 som hver har en sliteflate utformet ved skiver av wolframkarbid 20 som er festet ved slaglodding. Skivene 20 har sine fremre flater anordnet i et radialt plan i forhold til f reseverktøyet s senterlinje. Som vist på figur 1 er den ytre kant på hver ribbe 18 skrånet med en liten vinkel a i området 1 til 10°, slik at den ytre diameter tvers over ribbene avtar i oppadgående retning.

I bruk har dette den effekt at det smalnende neseområde 10b ligger an mot den vinklede flate på ledekilen som indikert ved 24, slik at ribbene fra begynnelsen kommer i kontakt med foringsrøret, som indikert ved 26, med sine nederste hjørner. Skjæreaksjonen er således fra begynnelsen effektiv langs en omkretslinje. Etterhvert som skjæringen går fremover og frese-verktøyet slites, vil kontaktarealet øke noe, men det vil fortsatt være et begrenset område som nærmer seg en omkretslinje. I startfreseverktøy ifølge kjent teknikk er derimot de ytre kanter på skjæreribbene parallelle med freseverktøyets senterlinje, hvilket gir en forholdsvis stor kontaktflate og fører til høyt motstandsmoment.

Det avsmalnende neseområde 10b har utforinger 27 av wolframkarbid, fortrinnsvis som vist, i form av aksialt innret-tede strimler som er lagt inn i fordypninger. Utforingene 27 gir en slitasjebestandig lagerflate for kontakt med ledekilen.

Legemets bakre område 10a er hult for å motta borefluid fra borestrengens indre. Borefluidet tilføres for å smøre bladene 10 og vaske bort borkaks, gjennom åtte vinklede boringer 28, som hver kommer ut i forkant og nær et blads 18 nedre kant.

Et typisk startfreseverktøy ifølge denne utførelse har en maksimal diameter over bladene på 216 mm, og bladlengde på 172,5 mm, der legemet har en total lengde på 1,18 m og en diameter på 140 mm.

Det henvises spesielt til figur 4, hvor retningen ned i borehullet er vist pilen D, bladet 18 omfatter et stållegeme 21 med karbidskiver festet på dens fremre overflate med en messingmatrise som vist ved 22. Den bakre overflate er skåret bort ved 30 for å gi en sveisevinkel for å feste bladet til legemet 10. Den ytre overflate 32 er i en vinkel (3 med en tangent, for å gå klar av foringsrøret når den fremre overflate er i skjærekontakt. Legemet 21 er skåret bort bak den ledende kant for å gi plass for en sliteforing 34 av wolf ramkarbid, fortrinnsvis med de følgende dimensjoner.

A = 6,35 mm

B = 25,4 mm

C = 50,8 mm

Vindusfreseverktøyet på figurene 5 og 6 omfatter et i det vesentlige rørformet legeme 50 som ved sin øvre ende (ikke vist) er utstyrt med en standard kopling for å tilkoples enden på en borestreng. Den nedre ende på freseverktøyet er utstyrt med seks L-formede blad 52 som hver har et generelt aksialt område 52a og et innadrettet endeområde 52b. På figur 5, for å lette illustrasjonen, er bladet på toppen av figuren vist ved 30° ut av stilling. Begge områdene er dekket med skiver 54 av wolf ramkarbid som er sveiset på plass. Bladene 52 er slagloddet til legemet 50 og forsterket med en bakking 56 av et sementert karbidflis-materiale såsom "Superloy" fra Tri-State.

Borevæske blir ført fra det indre av legemet 50 til bladområdet via vinklede utboringer 58 og rørdyser 60.

Det generelt aksiale område 52a av bladene er satt i en liten vinkel med aksen, såsom en vinkel på 1° som øker til 2° som vist. Dette har den effekt at endeområdet 52 er parallelt med, men forskjøvet bakover fra freseverktøyets radius. Dessuten, som sett på figur 6, har de forskjellige endeområder 52b ulik lengde, slik at de overlapper i den sentrale sone av endeflaten.

Man har funnet med vindusf reseverktøy ifølge kjent teknikk at boreoperatøren ofte trekker freseverktøyet ut før vinduet er utformet, på grunn av at gjennomtrengningstakten er redusert i en slik utstrekning at man tror f reseverktøyet har feilet.

I slike kjente freseverktøy er skjæreribbene aksiale og radiale, og er belagt med sammensetninger av karbidfliser. Man tror at fallet i gjennomtrengningstakt oppstår når foringsrøret som blir kuttet, ligger på linje tvers over sentrum av freseverk-tøyet, slik at freseverktøyet utfører en kjerneboring.

Utførelsene på figurene 5 og 6 overvinner dette problem ved at den vinklede plassering av bladene gir en type skrape-skjærekant, og dette blir bruk effektivt ved anordning av skjæreelementer i form av skiver.

Figurene 7 og 8 er riss som likner på figurene 5 og 6, og som illustrerer en modifisert form av et vindusfreseverktøy, hvor like deler er betegnet ved like henvisningstall. I denne utførelse er sideområdene 52c på hver ribbe skruelinjeformet, og er utstyrt med karbidskiver bare langs den ytre kant.

I alle de foregående utførelser er egnede karbidskiver

av wolf ramkarbid, med diameter på 9,53 mm og tykkelse på 6,35 mm, f.eks. skiver som produseres av Tri-State som "Metal Muncher" innsatser.

Claims (10)

1. Freseverktøy i form av en startf res for bruk ved awiksboring av et borehull, omfattende et rørformet legeme (10), koplingsanordninger (12) ved legemets (10) første, øvre ende for å kople et verktøy til en borestrengs ene ende, hvor flere kut-terblader (18) strekker seg radialt ut fra legemet (10) og er anordnet i avstand til hverandre omkring legemet (10), hvor en andre, nedre ende av legemet (10) er utformet som en avsmalnende nese (10b) hvor bladene (18) er anordnet på legemet (10) over nesen (10b), KARAKTERISERT VED at hvert blads (18) i rotasjonsretningen fremre side har skjærelementer i form av karbidskiver (20) hvis fremre flater på hvert blad (18) ligger i et radialt plan til legemets (10) lengdeakse, og at hvert blads (18) radialt ytre rette kant danner en vinkel (a) med legemets (10) lengdeakse, slik at verktøyets ytre diameter avtar fra de rette ytre bladkanter mot legemets (10) første, øvre ende.

2. Verktøy ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at vinkelen er i området 1 til 10°.

3. Verktøy ifølge foregående krav, KARAKTERISERT VED at hvert blad (18) har en sliteforing (34) av karbidmateriale som er innlagt i bladet (18) ved den laveste ende av bladet (18), på en bakre flate i forhold til rotasjonsretningen.

4. Verktøy ifølge foregående krav, KARAKTERISERT VED at nesen (10b) har utforinger (27) i form av områder med karbidmateriale.

5. Freseverktøy i form av en vindusf res for bruk ved awiksboring i et borehull, omfattende et rørformet legeme (50), anordninger ved legemets (50) første, øvre ende for å kople legemet til en borestrengs ene ende, og flere skjærblader (52) som strekker seg ut fra og er anordnet i avstand omkring legemet (50), hvor hvert skjærblad (52) har et første øvre område (52a) som strekker seg langs legemets (50) omkrets og et andre nedre parti (52b) som strekker seg på tvers av endeflaten ved legemets (50) andre, nedre ende, idet hvert skjærblad (52) har en fremre flate i rotasjonsretningen med flere karbidskiver (54), KARAKTERISERT VED at hver karbidskives (54) fremre flate på hvert blads (52) øvre område (52a) ligger i et plan som skjærer det rørformede legemes (50) lengdeakse i en vinkel, og at karbid-skivenes (54) fremre flater på hvert blads (52) nedre område (52b) ligger i et radialt plan nedenfor legemets (50) nedre ende.

6. Verktøy ifølge krav 5, KARAKTERISERT VED at bladenes (52) nedre områder (52b) har forskjellige lengder som gir en overlapping av endeoverflatens midtre område.

7. Verktøy ifølge krav 5-6, KARAKTERISERT VED at hvert blads (52) øvre område (52a) er i det vesentlige rett og strekker seg langs legemets (50) omkrets i en vinkel med legemets lengdeakse.

8. verktøy ifølge krav 5-6, KARAKTERISERT VED at hvert blads (52) øvre område (52a) har i det vesentlige skruelinjeform og strekker seg omkring legemets (50) omkrets.

9. Verktøy ifølge krav 5-8, KARAKTERISERT VED at vinkelen er i området 1 til 2°.

10. Verktøy ifølge krav 5-8, KARAKTERISERT VED at hvert blads (52) nedre område (52b) er forsterket med et legeme (56) av sementerte karbidfliser anordnet mellom en bakre flate av det nedre område (52b) og legemets (56) endeflate.