NO325425B1

NO325425B1 - Double underframes

Info

Publication number: NO325425B1
Application number: NO20013267A
Authority: NO
Inventors: Bruce Mcgarian; Richard Alvin Armell
Original assignee: Smith International
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 2001-06-29
Publication date: 2008-04-21
Also published as: NO20013267D0; NO20013267L

Description

Oppfinnelsen vedrører en dobbel underrømmer, dvs. et rømningsverktøy for bruk i en underjordisk brønnboring, der verktøyet har aksielt avstandsbeliggende første og andre rømmingsblader. Doble underrømmere har vært foreslått der husene tilknyttet de øvre og nedre blader er frigjørbart festet til hverandre ved hjelp av en gjenget forbindelse. Selv om et slik arrangement betraktelig hjelper fremstillingen av verktøyene, lider det The invention relates to a double reamer, i.e. a reaming tool for use in underground well drilling, where the tool has axially spaced first and second reaming blades. Double lower rammers have been proposed where the housings associated with the upper and lower blades are releasably attached to each other by means of a threaded connection. Although such an arrangement greatly aids the manufacture of the tools, it suffers

av ulempen at svært fine produksjonstoleranser er nødvendig hvis, når de øvre og nedre husdeler er skrudd sammen, bladene på de øvre og nedre deler skal ende opp ved nøyaktig den korrekte vinkelposisjon i forhold til hverandre. Videre reduserer nærværet, av en skruegjengeskjøt mellom de øvre og nedre deler av verktøyet styrken til huset sammenlignet med styrken av et enhetlig hus. of the disadvantage that very fine manufacturing tolerances are required if, when the upper and lower housing parts are screwed together, the blades of the upper and lower parts are to end up at exactly the correct angular position relative to each other. Furthermore, the presence of a threaded joint between the upper and lower parts of the tool reduces the strength of the housing compared to the strength of a unitary housing.

Et tidligere kjent skjæreblad er beskrevet i GB 1,464,464 ved å innbefatte en måloverflate og en skjæreflate anordnet på en enkel basisinnsats i en relativt liten vinkel i forhold til hverandre. A previously known cutting blade is described in GB 1,464,464 by including a target surface and a cutting surface arranged on a simple base insert at a relatively small angle in relation to each other.

En dobbel underrømmer er også beskrevet i US 5,036,921. Underrømmeren beskrevet i dette dokumentet inkorporerer to par blader montert i et enhetlig understøttelseslegeme og opererbar ved virkning av hydraulisk fluid på de sirkulære flatene til de to stempler: Et blad i henhold til ingressen i vedlagte krav 1 er beskrevet i begge dokumentene US 2,644,673 og US 5,242,017. A double lower sleeve is also described in US 5,036,921. The sub-reamer described in this document incorporates two pairs of blades mounted in a unitary support body and operable by the action of hydraulic fluid on the circular surfaces of the two pistons: A blade according to the preamble of appended claim 1 is described in both documents US 2,644,673 and US 5,242,017 .

I henhold til et aspekt av den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt et blad for en. underrømmer, blad for en underrømmer, hvilket blad innbefatter: en arm; et dreieledd ved hjelp av hvilket armen (i bruk), er dreibart montert på et underrømmerlegeme for dreiebevegelse om en dreieakse mellom en inntrukket posisjon og en utstrakt posisjon; According to one aspect of the present invention, there is provided a blade for a. underarms, blade for an underarms, which blade includes: an arm; a pivot joint by means of which the arm (in use) is rotatably mounted on a lower arm body for pivoting movement about a pivot axis between a retracted position and an extended position;

et antall slitasjemotstandige enheter som danner en første skjæreoverflate som, når bladet er i sin utstrakte posisjon, strekker seg på tvers av lengdeaksen til underrømmeren for i en nedhullsretning å skjære inn i materialet som omkranser underrømmerlegemet; et antall slitasjemotstandige enheter som danner en målskjæreoverflate som, når armen er i sin utstrakte posisjon, definerer maksimaldiameteren for underrømmeren, og et antall slitasjemotstandige enheter som ... definerer en øvre skjæreoverflate som strekker seg innover fra den øvre enden av målskjæreoverflaten for i en oppoverretning å skjære inn i materialet som omkranser underrømmerlegemet; hvilket blad er kjennetegnet ved at den første skjæreoverflaten er slik anordnet at den ligger i et plan vinkelrett på planet som måloverflaten ligger i, og at de slitasjemotstandige enheter som danner mål- og første skjæreoverflater er innleiret i en felles basiskomponent som er festet til armen med sveising eller lodding. a number of wear-resistant units forming a first cutting surface which, when the blade is in its extended position, extends across the longitudinal axis of the underreamer to cut in a downhole direction into the material surrounding the underreamer body; a number of wear resistant units which form a target cutting surface which, when the arm is in its extended position, defines the maximum diameter of the lower reamer, and a number of wear resistant units which ... define an upper cutting surface which extends inwards from the upper end of the target cutting surface for in an upward direction cutting into the material surrounding the lower body; which blade is characterized in that the first cutting surface is arranged so that it lies in a plane perpendicular to the plane in which the target surface lies, and that the wear-resistant units forming the target and first cutting surfaces are embedded in a common base component which is attached to the arm with welding or soldering.

Et blad innbefattende ytterligere fordelaktige trekk er angitt i de vedlagte krav 2 til 8. A blade including further advantageous features is set forth in the appended claims 2 to 8.

Oppfinnelsen vil bedre forstås fra den følgende beskrivelse av en foretrukket utførelse av denne, gitt kun som et eksempel, der henvisning gis de til de vedlagte tegninger hvor: Fig. 1 viser en perspektivisk fremstilling som viser utformingen av en utførelse av oppfinnelsen med rømmingsbladene i utkjørt stilling; Fig. 2A viser en del av en foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelse fra den øvre ende av denne til et plan A-A; Fig. 2B viser en del av en utførelse ifølge oppfinnelsen fra planet A-A ifølge fig. 2A til planet B-B; Fig. 2C viser en del av en utførelse av den foreliggende oppfinnelse fra planet B-B ifølge fig. 2B til planet C-C; Fig. 2D viser en del av en utførelse av den foreliggende oppfinnelse fra planet C-C ifølge fig. 2C til dens nedre ende; Fig. 3 viser et skjematisk tverrsnittsriss langs linjen 111-111 ifølge fig. 2B; Fig. 4 viser et tverrsnitt langs linjen IV-iV ifølge fig. 2C; Fig. 5 viser et riss i hovedsak av den del av verktøyet som er vist i fig. 2C, men med bladene i den helt utkjørte stilling. Fig. 6 viser skjematisk et slitasjemotstandig element for bruk ved dannelse av et blad for bruk i et verktøy i samsvar med den foreliggende oppfinnelse; Fig. 7 viser et nedre planriss av det slitasjemotstandige element ifølge fig. 6; The invention will be better understood from the following description of a preferred embodiment thereof, given only as an example, where reference is made to the attached drawings where: Fig. 1 shows a perspective representation showing the design of an embodiment of the invention with the escape blades in extended score; Fig. 2A shows part of a preferred embodiment of the present invention from the upper end thereof to a plane A-A; Fig. 2B shows part of an embodiment according to the invention from the plane A-A according to fig. 2A to plane B-B; Fig. 2C shows a part of an embodiment of the present invention from the plane B-B according to fig. 2B to the plane C-C; Fig. 2D shows a part of an embodiment of the present invention from the plane C-C according to fig. 2C to its lower end; Fig. 3 shows a schematic cross-sectional view along the line 111-111 according to fig. 2B; Fig. 4 shows a cross-section along the line IV-iV according to fig. 2C; Fig. 5 shows a diagram essentially of the part of the tool shown in fig. 2C, but with the blades in the fully extended position. Fig. 6 schematically shows a wear-resistant element for use in forming a blade for use in a tool in accordance with the present invention; Fig. 7 shows a lower plan view of the wear-resistant element according to fig. 6;

Fig. 8 viser et riss i retningen av pilen VIII ifølge fig. 6; og Fig. 8 shows a view in the direction of arrow VIII according to fig. 6; and

Fig. 9 viser et alternativt slitasjemotstandig element. Fig. 9 shows an alternative wear-resistant element.

Det vises først til fig. 1 hvor hovedutformingen av en dobbel rømmer 1 i samsvar med: den foreliggende oppfinnelse er vist. Rømmeren 1 omfatter et enhetlig legeme 2 i hvilket det er utformet en øvre spalt 3 og en nedre spalt 4. Spaltene går fullstendig gjennom legemet eller huset for å gi respektive øvre og nedre lommer. Et par øvre blader 5A og 5B er montert i spalten 3, og et par nedre blader 6A og 6B er montert i den nedre spalt 4. Bladene 5A,5B,6A,6B er svingbart forbundet til huset ved hjelp av en svingtapp 7,8. De sentrale lengdeplan av spaltene 3,4 er innbyrdes vinkelrette på hverandre. Reference is first made to fig. 1 where the main design of a double escaper 1 in accordance with: the present invention is shown. The reamer 1 comprises a unitary body 2 in which an upper slit 3 and a lower slit 4 are formed. The slits pass completely through the body or housing to provide respective upper and lower pockets. A pair of upper blades 5A and 5B are mounted in the gap 3, and a pair of lower blades 6A and 6B are mounted in the lower gap 4. The blades 5A,5B,6A,6B are pivotally connected to the housing by means of a pivot pin 7,8 . The central longitudinal planes of the slots 3,4 are mutually perpendicular to each other.

En praktisk utførelse av oppfinnelsen er vist i fig. 2A-2D, 3 og 4. A practical embodiment of the invention is shown in fig. 2A-2D, 3 and 4.

Det vises først til fig. 2A og 2B hvor en adapter 9 er skruegj enget i inngrep med en skruegjenge 10 forsynt på den øvre ende av huset 2. Adapteren 9 har en konvensjonell tilspisset forbindelsesgjenge 11 i dens øvre ende for inngrep med verktøy eller en borestreng hvortil den doble underrømmeren er forbundet. I en typisk anvendelse vil den doble underrømmer være forbundet via egnede overganger til en brønnmotor for å sørge for rotasjon av den doble underrømmer for å besørge opprømming av et legeme som befinner seg inne i en brønnboring. Reference is first made to fig. 2A and 2B where an adapter 9 is threaded into engagement with a screw thread 10 provided on the upper end of the housing 2. The adapter 9 has a conventional tapered connecting thread 11 at its upper end for engagement with tools or a drill string to which the double underreamer is connected . In a typical application, the double lower reamer will be connected via suitable transitions to a well motor to provide rotation of the double lower reamer to provide reaming of a body located inside a wellbore.

Adapteren 9 innbefatter en gjennomgående boring 12 for å kommunisere fluid til innsiden av huset 10. The adapter 9 includes a through bore 12 to communicate fluid to the inside of the housing 10.

Straks under adapteren 9 avgrenser huset 2 et sylinderparti 13 i hvilket et øvre stempel 14 er glidbart montert. En tetning 15 anordnet på stempelet 14 kontakter tettende sylinderen 13. Sonen av sylinderen 13 under tetningen 15 ventileres til utsiden av verktøyet via en ventileringspassasje 16. En fjær 17 presser stempelet oppad slik det sees i fig. 2B. Immediately below the adapter 9, the housing 2 defines a cylinder portion 13 in which an upper piston 14 is slidably mounted. A seal 15 arranged on the piston 14 contacts the sealing cylinder 13. The zone of the cylinder 13 below the seal 15 is ventilated to the outside of the tool via a ventilation passage 16. A spring 17 presses the piston upwards as seen in fig. 2B.

Stempelet 14 innbefatter en sentral passasje 18 som kommuniserer i den øvre ende av stempelet med rommet over stempelet og, i den nedre ende av passasjen 18, med et antall spalter 19 som forbinder passasjen 18 med utsiden av stempelet. I fravær av fluidtrykk inne i sylinderen 13 vil stempelet 14 innta stillingen vist i fig. 2B under påvirkning av fjæren 17.1 denne stilling overlapper spaltene 19 noe mer et ringformet. spor 20 utformet i boringen 21 i huset 2. sporet 20 kommuniserer i sin tur via stort sett radielt forløpende passasjer (ikke vist) med bypasspassasjer 22 anordnet for å kommunisere fluidstrørnning forbi bladene 5A, 5B. Når stempelet 14 blir presset nedad under bruk av fluidtrykket inne i sylinderen 13 øker overlapningsgraden mellom spaltene 19 og sporet 20, og følgelig, for et gitt trykkpådrag vil strømningsmengden gjennom verktøyet øke. Dermed vil bevegelse av stempelet 14 nedad (for å bevirke bevegelse av bladene som beskrevet nedenfor) føre til en øket strømningsmengde gjennom verktøyet som dermed indikerer at bladene har forflyttet seg fra deres normale tilbaketrukne stilling til deres utkjørte bruksstilling. The piston 14 includes a central passage 18 which communicates at the upper end of the piston with the space above the piston and, at the lower end of the passage 18, with a number of slits 19 which connect the passage 18 with the outside of the piston. In the absence of fluid pressure inside the cylinder 13, the piston 14 will assume the position shown in fig. 2B under the influence of the spring 17.1 in this position the slits 19 overlap somewhat more in an annular shape. groove 20 formed in the bore 21 in the housing 2. the groove 20 in turn communicates via largely radially extending passages (not shown) with bypass passages 22 arranged to communicate fluid flow past the blades 5A, 5B. When the piston 14 is pressed downwards using the fluid pressure inside the cylinder 13, the degree of overlap between the slits 19 and the groove 20 increases, and consequently, for a given pressure application, the amount of flow through the tool will increase. Thus, downward movement of the piston 14 (to effect movement of the blades as described below) will result in an increased amount of flow through the tool thereby indicating that the blades have moved from their normal retracted position to their extended operating position.

Stempelet 14 kontakter bladene via et kamelement 23 som festes til den nedre ende av stempelet 14 med en tapp 24. Arrangementet av kamelementet 23 og bladene 5 A, 5B er stort sett det samme som arrangementet av kamelementet 25 og bladene 6A, 6B i den nedre rømmingsseksjon. Henvisning skal følgelig gis til fig. 2C som illustrerer i nærmere detalj arrangementet av kamelementet 25 og de nedre blader 6A,6B. The piston 14 contacts the blades via a cam element 23 which is attached to the lower end of the piston 14 with a pin 24. The arrangement of the cam element 23 and the blades 5A, 5B is largely the same as the arrangement of the cam element 25 and the blades 6A, 6B in the lower escape section. Reference should therefore be made to fig. 2C which illustrates in more detail the arrangement of the comb element 25 and the lower blades 6A, 6B.

Bladene 5A,5B og 6A,6B er svingbart montert inne i respektive spalter 3,4 ved hjelp av svingtapper 8 som går gjennom og er festet til huset 2. Bladene 5A,5B og 6A,6B blir virket på med respektive felles torsjonsfjærer som tenderer til å holde bladene i stillingen vist i fig. 2.1 denne stilling oppvises kamflatene 26 i de øvre ytterender av bladene for de nedre flater 27 av kamelementet 23,25. Nedadrettet bevegelse av kamelementene vil presse bladet 6B. til å dreie med urviseren slik det sees i fig. 2C, og vil samtidig presse bladet 6A til å dreie mot urviseren slik det sees i fig. 2C. Fortsatt nedadrettet bevegelse av kamelementet 25 vil frembringe fortsatt dreining av bladene 6A,6B inntil de inntar stillingen vist i fig. 5. The blades 5A,5B and 6A,6B are pivotally mounted inside respective slots 3,4 by means of pivot pins 8 which pass through and are attached to the housing 2. The blades 5A,5B and 6A,6B are actuated by respective common torsion springs which tend to hold the leaves in the position shown in fig. 2.1 in this position, the comb surfaces 26 in the upper outer ends of the blades are exposed to the lower surfaces 27 of the comb element 23,25. Downward movement of the cam elements will press the blade 6B. to turn clockwise as seen in fig. 2C, and will at the same time push the blade 6A to turn anti-clockwise as seen in fig. 2C. Continued downward movement of the cam element 25 will produce continued rotation of the blades 6A, 6B until they assume the position shown in fig. 5.

Fortrinnsvis er en stoppskulder 28 anordnet på huset 2 for hvert blad 6A,6B (bare stoppskulderen 28 for bladet 6A er vist i fig. 2C) for kontakt med de respektive korresponderende skuldere 29 på bladene når bladene er i den helt utkjørte stilling som vist i fig. 5. Det vises nå til fig. 3 hvor det skal bemerkes at strømningspassasjene 22 er fått til ved å maskinere hensiktsmessige spor i den ytre overflate av huset 2 og deretter lukke de maskinerte spor ved hjelp av dekkplater 30 som er sveiset i stilling. Med dette middel kan strømningspassasjer etableres fra sporet 20 til passasjene 31 (fig. 2C) som går radielt innad fra passasjene 22 til en sentral sylinder 32 utformet i huset 2. Passasjene 22 fortsetter nedad i verktøyet forbi passasjene 31, forbi bladene 6A,6B og avslutter nær inntil den nedre ende av verktøyet. En radielt gående spalt 33 strekker seg fra den nedre ende av hver passasje 22 inn i den indre boring 34 av huset nær dets nedre ende. Mellom passasjene 31 og passasjene 33 går et ytterligere sett med passasjer 35 (fig. 2C) som går radielt innad fra passasjene 22 til boringen 32. Preferably, a stop shoulder 28 is provided on the housing 2 for each blade 6A, 6B (only the stop shoulder 28 for the blade 6A is shown in Fig. 2C) for contact with the respective corresponding shoulders 29 on the blades when the blades are in the fully extended position as shown in fig. 5. Reference is now made to fig. 3 where it should be noted that the flow passages 22 have been created by machining suitable grooves in the outer surface of the housing 2 and then closing the machined grooves by means of cover plates 30 which are welded in position. By this means, flow passages can be established from the groove 20 to the passages 31 (Fig. 2C) which run radially inward from the passages 22 to a central cylinder 32 formed in the housing 2. The passages 22 continue downward in the tool past the passages 31, past the blades 6A,6B and terminates close to the lower end of the tool. A radially extending slit 33 extends from the lower end of each passage 22 into the inner bore 34 of the housing near its lower end. Between the passages 31 and the passages 33 is a further set of passages 35 (Fig. 2C) which run radially inwards from the passages 22 to the bore 32.

Passasjene eller kanalene 31 gjør at fluidtrykk fra kanalene 22 kan kommuniseres til sylinderen 32 for å virke på hele det sirkulære tverrsnittsareal av den øvre flate 45 på det nedre stempel 36. Fluidtrykk som virker på stempelet 36 frembringer en nedadrettet kraft på kamelementet 25 for å flytte bladene 6A,6B som beskrevet ovenfor. En fjær 37 er anordnet for å virke på stempelet 36 til å presse stempelet 36 inn i dets øvre stilling (som svarer til tilbaketrekking av bladene) i fravær av fluidtrykk inne i sylinderen 32. Rommet hvori fjæren 37 befinner seg er ventilert til utsiden av verktøyet via en ventileringskanal 38. The passages or channels 31 allow fluid pressure from the channels 22 to be communicated to the cylinder 32 to act on the entire circular cross-sectional area of the upper surface 45 of the lower piston 36. Fluid pressure acting on the piston 36 produces a downward force on the cam member 25 to move the blades 6A, 6B as described above. A spring 37 is arranged to act on the piston 36 to urge the piston 36 into its upper position (corresponding to retraction of the blades) in the absence of fluid pressure within the cylinder 32. The space in which the spring 37 is located is vented to the outside of the tool via a ventilation duct 38.

Fluidtrykk fra kanalene 22 slippes inn via kanalene 35 til et ringkammer 39 som befinner seg mellom en hylse 40 og et ringformet parti 41 av stempelet 36. Hylsen 40 er fast i forhold til huset 2 ved hjelp av tapper 42 og er avrettet mot boringen i huset med Fluid pressure from the channels 22 is admitted via the channels 35 to an annular chamber 39 which is located between a sleeve 40 and an annular part 41 of the piston 36. The sleeve 40 is fixed in relation to the housing 2 by means of pins 42 and is aligned with the bore in the housing with

en O-ring 43 og til stempelet med en O-ring 44. Trykket i kammeret 39 virker over ringarealet av stempelpartiet 41 for å gi en kraft som supplerer den som er frembragt trykket som virker over hele sirkelarealet til stempelets øvre flate 45. an O-ring 43 and to the piston with an O-ring 44. The pressure in the chamber 39 acts over the ring area of the piston part 41 to provide a force which supplements that produced by the pressure acting over the entire circular area of the upper surface 45 of the piston.

Det vises nå til fig. 2D hvor den nedre ende av verktøyet er utstyrt med en plugg 46 som er festet til huset ved hjelp av tapper 47. En O-ring 48 tetter mellom pluggen 46 og boringen 34 i huset for å lukke boringen 34 i pluggens 46 øvre ende. Den nedre ende av pluggen 46 er utstyrt med et munnstykke 49 for å tilveiebringe et begrenset utløp 50 fra kammeret 51 inn i hvilken passasjen 33 munner ut. I bruk, når fluid pumpes nedad gjennom verktøyet fra en passende kilde, hindrer munnstykker 50 utad strømning av fluid og tilveiebringer dermed et mottrykk for å besørge bevegelse av stemplene som er beskrevet ovenfor. Den nedre ytterende av huset 2 er forsynt med en skruegjenge-forbindelse som gjør at verktøyet kan koples til andre komponenter som befinner seg nedenfor. Reference is now made to fig. 2D where the lower end of the tool is equipped with a plug 46 which is attached to the housing by means of studs 47. An O-ring 48 seals between the plug 46 and the bore 34 in the housing to close the bore 34 in the plug 46's upper end. The lower end of the plug 46 is provided with a nozzle 49 to provide a restricted outlet 50 from the chamber 51 into which the passage 33 opens. In use, when fluid is pumped downward through the tool from a suitable source, nozzles 50 prevent outward flow of fluid and thereby provide a back pressure to provide movement of the pistons described above. The lower outer end of the housing 2 is provided with a screw thread connection which enables the tool to be connected to other components located below.

Svingtappene 7,8 som dreibart fester bladene 5 A,5B og 6A,6B respektivt er stort sett identiske. Svingtappen 7 er vist i nærmere detalj i fig. 3 og omfatter et hus 53 med et hodeparti 54 og et akselparti 55. Hodepartiet 54 innbefatter en drivsokkel 56 for å kunne innspenne verktøyet på tappen for det formål å dreie tappen under innføring og uttak av denne. Den utvendige overflate av hodepartiet 54 er utformet med skruegjenger som gjør inngrep med skruegjenger tilveiebragt i huset 2. The pivot pins 7,8 which rotatably attach the blades 5A,5B and 6A,6B respectively are largely identical. The pivot pin 7 is shown in more detail in fig. 3 and comprises a housing 53 with a head part 54 and a shaft part 55. The head part 54 includes a drive base 56 to be able to clamp the tool onto the pin for the purpose of turning the pin during its insertion and removal. The outer surface of the head part 54 is designed with screw threads that engage with screw threads provided in the housing 2.

Enden av akselen 55 lengst fra hodet 54 er utformet med et låsearrangement 57 for å e hindre tilfeldig løsgj øring av tappen. I det illustrerte låsearrangement er enden av tappen splittet lengdeveis for å danne et antall, f.eks. fire, individuelle fingre 58. Tappenden er også forsenket og gjenget slik at fingrene 58 danner en gjenget sokkel 59. The end of the shaft 55 furthest from the head 54 is designed with a locking arrangement 57 to prevent accidental loosening of the pin. In the illustrated locking arrangement, the end of the pin is split longitudinally to form a number, e.g. four, individual fingers 58. The pin end is also countersunk and threaded so that the fingers 58 form a threaded base 59.

I en utførelse av tappen ligger utsiden av fingrene 58 på en sirkulær sylinder som er en forlengelse av det sylindriske profil av hoveddelen av akselen 55.1 dette tilfelle er sokkelen 59 utformet med en NPT-tilspisset gjenge. Etter at tappen 7 har blitt skrudd helt ned ved bruk av et egnet verktøy skrus en NPT-tilspisset plugg 60 inn i den gjengede sokkel 59 og, i kraft av de samvirkende spissgjenger, fører fingrene 58 utad til stramt låsende inngrep med veggen 61 i boringen hvori tappen befinner seg. 1 et alternativt arrangement sprer fingrene 58 seg noe utad fra bunnen av fingrene - dvs.' de utvendige overflater av fingrene ligger på en konus som divergerer bort fra hodet 54." Veggen 61 av den tappmottagende boring tilspisser ved en passende vinkel slik at når ' tappen er i stilling ligger utsiden av fingrene 58 mot det tilsvarende tilspissede parti av ~ veggen 61.1 dette tilfellet er enden av tappen utformet med en parallell gjenget sokkel inn i hvilken en passende låseskrue blir innført etter at tappen har blitt skrudd helt inn for å hindre radiell innadrettet bevegelse av fingrene og dermed hindre tilfeldig løsgjøring av tappen. I en spesielt foretrukket utførelse av oppfinnelsen er låseskruen av et forholdsvis mykt metall, f.eks. messing, og er noe overdimensjonert i forhold til skruegj engen anordnet i sokkelen. Følgelig, når skruegj engen blir drevet helt ned vil sokkelen i tappen virke som en form til å skjære en stram gjenge på skruen. In one embodiment of the pin, the outside of the fingers 58 rests on a circular cylinder which is an extension of the cylindrical profile of the main part of the shaft 55. In this case, the socket 59 is designed with an NPT tapered thread. After the pin 7 has been screwed all the way down using a suitable tool, an NPT tapered plug 60 is screwed into the threaded socket 59 and, by virtue of the cooperating pointed threads, the fingers 58 are brought outwards into tight locking engagement with the wall 61 of the bore in which the pin is located. In an alternative arrangement, the fingers 58 spread somewhat outwards from the base of the fingers - i.e. the outer surfaces of the fingers lie on a cone diverging away from the head 54. The wall 61 of the pin receiving bore tapers at a suitable angle so that when the pin is in position the outside of the fingers 58 lies against the correspondingly tapered portion of the wall 61.1 in this case the end of the pin is formed with a parallel threaded socket into which a suitable locking screw is inserted after the pin has been fully screwed in to prevent radial inward movement of the fingers and thus prevent accidental loosening of the pin.In a particularly preferred embodiment of invention, the locking screw is of a relatively soft metal, eg brass, and is somewhat over-dimensioned in relation to the screw thread arranged in the socket. Accordingly, when the screw thread is driven all the way down, the socket in the pin acts as a form to cut a tight thread on the screw.

Uansett om tappene har en stort sett parallell utvendig overflate som blir kamført utad med en NPT-tilspisset skrue eller om de har en tilspisset utvendig overflate som blir låst med en parallell skrue er et spor fortrinnsvis anordnet nær munningen av sokkelen 59 for å motta en spennring som vil hindre tilfeldig slakking av låseskruen. Således, i begge tilfeller, låses tappen tett i stilling ved hjelp av en skrue som i seg selv blir forhindret fra tilfeldig tilbaketrekking av en spennring som befinner seg inne i et spor utformet i munningen av den skruegjengede sokkel 59. Regardless of whether the studs have a generally parallel outer surface that is cammed outward with an NPT tapered screw or whether they have a tapered outer surface that is locked with a parallel screw, a slot is preferably provided near the mouth of the socket 59 to receive a snap ring which will prevent accidental loosening of the locking screw. Thus, in both cases, the pin is locked tightly in position by means of a screw which itself is prevented from accidental withdrawal by a clamping ring located within a groove formed in the mouth of the screw-threaded socket 59.

Det skal bemerkes at huset 2, som vist i tegningene, er enhetlig. For å hjelpe til ved fremstillingen kan huset fabrikkeres fra deler, men visse deler blir fortrinnsvis permanent forbundet sammen (som ved sveising) for å danne den enhetlige konstruksjon beskrevet ovenfor. Det øvre stempel 14 og dets tilhørende tetninger sammen med fjæren 17 blir lagt inn i boringen av verktøyet via den åpne ende av huset' 2 før adaptere 9 blir koplet til. komponentene i den nedre stempelenhet blir innsatt via*; den nedre ende av verktøyet før lukkepluggen 46 blir plassert. It should be noted that the housing 2, as shown in the drawings, is unitary. To aid in manufacture, the housing may be fabricated from parts, but certain parts are preferably permanently joined together (as by welding) to form the unitary structure described above. The upper piston 14 and its associated seals together with the spring 17 are inserted into the bore of the tool via the open end of the housing 2 before adapters 9 are connected. the components of the lower piston assembly are inserted via*; the lower end of the tool before the closing plug 46 is placed.

Bladene 5A,5B og 6A, 6B omfatter fortrinnsvis legemer av stållegering som har festet ' til seg en eller flere slitasjemotstandige enheter av diamant og/eller wolframkarbid. Diamant/wolframkarbid-materiale kan festes direkte til stållegemene av bladene, men i en foretrukken utførelse er diamant/wolframkarbidelementene i seg selv festet til en basis av f.eks. en wolfram-nikkel-koboltmatrise som i seg selv så blir festet til en stålbasisarm som ved slaglodding. En mulig utførelse av slitasjemotstandig element for feste til en basis for å danne et blad egnet for bruk i en utførelse av den foreliggende oppfinnelse er vist i fig. 6-8. Det illustrerte element omfatter et legeme 51 av wolfram-nikkel-koboltmatrise med innleiret i dette slitasjemotstandige hardmaterialer i de kritiske soner A,B,C og D. I bruk blir legemet 51 festet som ved lodding til en stålbasisarm for å danne en bladenhet for bruk i en utførelse av den foreliggende oppfinnelse. The blades 5A, 5B and 6A, 6B preferably comprise bodies of steel alloy which have attached to them one or more wear-resistant units of diamond and/or tungsten carbide. Diamond/tungsten carbide material can be attached directly to the steel bodies of the blades, but in a preferred embodiment the diamond/tungsten carbide elements are themselves attached to a base of e.g. a tungsten-nickel-cobalt matrix which itself is then attached to a steel base arm as by brazing. A possible embodiment of wear resistant member for attachment to a base to form a blade suitable for use in an embodiment of the present invention is shown in fig. 6-8. The illustrated element comprises a body 51 of tungsten-nickel-cobalt matrix with embedded in it wear-resistant hard materials in the critical zones A, B, C and D. In use, the body 51 is attached as if by brazing to a steel base arm to form a blade assembly for use in one embodiment of the present invention.

Ved å vise til fig. 6 skal det bemerkes at det slitasjemotstandige element 52 stort sett er C-formet for å oppvise en nedre boreflate A, som under nedadrettet bevegelse av ' verktøyet vil virke til å bore materialet kontaktet med borflaten A; en tilbakerømmings-flate C som, under oppad rettet bevegelse av verktøyet vil rømme materialet som kommer i kontakt med bakrømmingsflaten C; en målflate D for å holde måldiameteren på hullet gjennom hvilke verktøyet passerer og en overgangsflate B som forbinder boreflaten A med målflaten D og er virksom til å fjerne materialet nær inntil måldiameteren under nedadrettet boring med verktøyet. By referring to fig. 6, it should be noted that the wear-resistant element 52 is generally C-shaped to present a lower drilling surface A, which during downward movement of the tool will act to drill the material contacted with the drilling surface A; a back escape surface C which, during upward movement of the tool, will escape the material that comes into contact with the back escape surface C; a target surface D to maintain the target diameter of the hole through which the tool passes and a transition surface B which connects the drilling surface A with the target surface D and is effective to remove the material close to the target diameter during downward drilling with the tool.

Legemet 52 er stort sett C-formet, og ligger under det harde slitasjematerialet i alle de:. ovenfor beskrevne soner. Profilet av legemet 51 er utformet til å passe med stålbasisarmen og for å gi tilfredsstillende flater for slaglodding. I tillegg innbefatter legemet 51 enhver nødvendig forsterkning, f.eks. i form av et steg 53 for å hindre termisk forvridning av legemet under fremstilling. The body 52 is mostly C-shaped, and lies below the hard wear material in all the:. zones described above. The profile of body 51 is designed to mate with the steel base arm and to provide satisfactory surfaces for brazing. In addition, the body 51 includes any necessary reinforcement, e.g. in the form of a step 53 to prevent thermal distortion of the body during manufacture.

Sonene A,B,C og D er forsynt med passende slitasjemotstandige materialer utformet til å optimalisere de bestemte funksjoner som flatene under bruk utfører. I den illustrerte utførelse av oppfinnelsen er sonen A, boreflaten, innsatt med diamanter som er regelmessig avstandsplassert og forskutt til å gi fullstendig arealdekning når verktøyet roterer. Overgangssonen B er også innsatt med diamanter som er regelmessig avstandsplassert og forskutt til å gi full dekning, men disse diamanter er lengre i forhold til diameteren for å bedre binding og/eller slitelevetid. F.eks. kan diamantene i overgangssonen B ha et lengde til diameterforhold på 2:1. På stedet C, bakrømmingsflaten, er overflaten innsatt med diamanter som er regelmessig avstandsplassert og forskutt til å gi fullstendig dekning. Disse diamanter behøver ikke å. være innsatt så tett som på stedene A og B som under de vanlige forhold, idet bakrømmingsflaten påtreffer mindre besværlige forhold enn boreflaten eller overgangssonen. Målflaten er forsynt med langstrakte stenger 54 av passende materiale, f.eks. termisk stabile polykrystallinsk, diamant eller wolframkarbid. Stengene er innsatt utstikkende fra målflaten for å sikre en skjærende eller rensende virkning og stengene er plassert i avstand med spalter 55 for å tillate at materialet fjernes med stengene for å klares fra skjærflatene på stengene med boreslam som strømmer oppad forbi verktøyet. I den nedre kant av stengene 54 tilspisses deres overflater for å forenes med radien av overgangsflaten B. Fortrinnsvis har stengene 54 i tverrsnitt av en svalehaleform for å hjelpe til med binding av stengene til legemet 51. Zones A, B, C and D are provided with suitable wear-resistant materials designed to optimize the specific functions that the surfaces perform during use. In the illustrated embodiment of the invention, zone A, the drill face, is studded with diamonds that are regularly spaced and offset to provide complete area coverage as the tool rotates. The transition zone B is also inset with diamonds that are regularly spaced and staggered to provide full coverage, but these diamonds are longer in relation to their diameter to improve bonding and/or wear life. E.g. can the diamonds in transition zone B have a length to diameter ratio of 2:1. At location C, the back escape surface, the surface is set with diamonds that are regularly spaced and offset to provide complete coverage. These diamonds do not need to be inserted as tightly as in places A and B as under the usual conditions, since the backflow surface encounters less difficult conditions than the drilling surface or the transition zone. The target surface is provided with elongated rods 54 of suitable material, e.g. thermally stable polycrystalline, diamond or tungsten carbide. The rods are inserted projecting from the target face to ensure a cutting or cleaning effect and the rods are spaced with slots 55 to allow the material to be removed with the rods to be cleared from the cutting surfaces of the rods with drilling mud flowing upwards past the tool. At the lower edge of the rods 54, their surfaces are tapered to meet the radius of the transition surface B. Preferably, the rods 54 have a dovetail cross-section to aid in the attachment of the rods to the body 51.

Det skal forstås at henvisninger her til "diamant" innbefatter naturlige diamantmaterialer, termisk stabile diamantmaterialer og polykrystallinske diamantmaterialer og at henvisninger til slitasjemotstandig materiale innbefatter diamantmaterialer, wolframkarbid og andre harde abrasjonsmotstandige materialer. It is to be understood that references herein to "diamond" include natural diamond materials, thermally stable diamond materials and polycrystalline diamond materials and that references to wear resistant material include diamond materials, tungsten carbide and other hard abrasion resistant materials.

Det ovenfor beskrevne slitasjemotstandige element kan hensiktsmessig dannes ved en støpeprosess hvori en støpeform er dannet av karbon for å tilveiebringe det ønskede profil for det slitasjemotstandige element. The wear-resistant element described above can conveniently be formed by a casting process in which a mold is formed from carbon to provide the desired profile for the wear-resistant element.

Det vises også til fig. 9 hvor et alternativt slitasjemotstandig element 56 er vist. Det alternative slitasjemotstandige element oppviser de samme hovedsoner A,B,C og D som det slitasjemotstandige element 52 illustrert i fig. 6-8. Sonene A,B og C er tilveiebragt-. med naturlige diamantinnsatser 57 som er passende avstandsplassert og forskutt til å gi ■ full arealdekning når verktøyet roterer. Diamantene i overgangssonen B kan ha det foretrukne lengde:diameterforhold 2:1 som med innsatsene i arrangementene i følge fig. 6-8. I målflaten D er wolframkarbidinnsatser 58 i form av rektangulære blokker tilveiebragt for å sikre slitasjemotstand i målområdet. Wolframkarbidinnsatsene 58 alternerer med rader av naturlige diamantinnsatser 57 i målflaten D. Både wolframkarbidinnsatsene 58 og diamantinnsatsene 57 i målflaten D er satt utstikkende fra metallet hvori de er innleiret for å tilveiebringe opphøyde skjærende og slitasjemotstandige flater. I den nedre ende av hver wolframkarbidinnsats 58 i området ved overgangen mellom målflaten D og overgangsflaten B er termisk stabile diamantinnsatser 59 anordnet. Reference is also made to fig. 9 where an alternative wear resistant element 56 is shown. The alternative wear resistant element exhibits the same main zones A, B, C and D as the wear resistant element 52 illustrated in FIG. 6-8. Zones A, B and C are provided. with natural diamond inserts 57 suitably spaced and offset to provide ■ full area coverage as the tool rotates. The diamonds in the transition zone B may have the preferred length:diameter ratio of 2:1 as with the inserts in the arrangements according to fig. 6-8. In the target surface D, tungsten carbide inserts 58 in the form of rectangular blocks are provided to ensure wear resistance in the target area. The tungsten carbide inserts 58 alternate with rows of natural diamond inserts 57 in the target face D. Both the tungsten carbide inserts 58 and the diamond inserts 57 in the target face D are set protruding from the metal in which they are embedded to provide raised cutting and wear-resistant surfaces. At the lower end of each tungsten carbide insert 58 in the area at the transition between the target surface D and the transition surface B, thermally stable diamond inserts 59 are arranged.

Det vil forstås at mens figurene 6 til 8 og fig. 9 tilveiebringer alternative arrangementer It will be understood that while figures 6 to 8 and fig. 9 provides alternative arrangements

for slitasjemotstandige elementer, er mange andre arrangementer mulige. Generelt blir kombinasjoner av wolframkarbid og diamant benyttet for å tilveiebringe optimale slitasjemotstandige karakteristikker eller egenskaper, og særlig i målflaten D er innsatser anordnet utstikkende fra materialene hvor de er innleiret for å gi optimal skjærende virkning og slitasjemotstand. for wear-resistant elements, many other arrangements are possible. In general, combinations of tungsten carbide and diamond are used to provide optimal wear-resistant characteristics or properties, and particularly in the target surface D, inserts are arranged protruding from the materials where they are embedded to provide optimal cutting action and wear resistance.

Mens de slitasjemotstandige blader beskrevet ovenfor er spesielt egnet for bruk i den beskrevne doble understrømmer, skal det forstås at bladarrangementet kan ha alternative anvendelser og særlig kan benyttes i brønnverktøy forskjellig fra doble underrømmere. While the wear-resistant blades described above are particularly suitable for use in the double underflows described, it should be understood that the blade arrangement may have alternative applications and in particular may be used in well tools other than double underflows.

Claims

1. Blade (5A, 5B, 6A, 6B) for an underarm, which blade includes: an arm; a pivot joint by means of which the arm (in use) is rotatably mounted on a lower arm body for pivoting movement about a pivot axis between a retracted position and an extended position; a number of wear-resistant elements forming a first cutting surface (A) which, when the blade is in its extended position, extends across the longitudinal axis of the under-reamer to cut in a downhole direction into the material surrounding the under-reamer body; a number of wear-resisting elements forming a target cutting surface (D) which, when the arm is in its extended position, defines the maximum diameter of the lower reamer, and a number of wear-resisting elements defining an upper cutting surface (C) extending inwards from the upper end of the target cutting surface for in an upward direction cutting into the material surrounding the lower body; which blade is characterized by the fact that the first cutting surface (A) is arranged so that it lies in a plane perpendicular to the plane in which the target surface (D) lies, and that the wear-resistant elements that form the target and first cutting surfaces are embedded in a common base component (51) which is attached to the arm by welding or soldering.

2. Blade according to claim 1, characterized in that the wear-resistant elements (54) provided on the target surface (D) are inserted protruding from the target surface.

3. Blade according to claim 1 or 2, characterized in that the wear-resistant elements (54) provided on the target surface (D) are separated from each other to provide a path (55) for fluid flowing past the blade during use.

4. A blade according to any one of the preceding claims, characterized in that the wear-resistant elements (54) provided on the target surface (D) are elongated rods of diamond or tungsten carbide.

5. Blade according to any one of the preceding claims, characterized in that the wear-resistant elements on the cutting surface (A) are diamond inserts.

6. Blade according to any one of the preceding claims, characterized in that the nature of and/or the packing density of the wear-resistant units varies in accordance with their position on the base component (51).

7. Blade according to any one of the preceding claims, characterized in that the base component (51) is of a tungsten-nickel-cobalt matrix.

8. Blade according to any one of the preceding claims, characterized in that the cutting surface is arranged so that the wear-resistant elements forming the upper cutting surface (C) are embedded in the base component (51)