NO328204B1 - Fremgangsmate og boreverktoy for selvpenetrerende boring av bronn i fjell - Google Patents
Fremgangsmate og boreverktoy for selvpenetrerende boring av bronn i fjell Download PDFInfo
- Publication number
- NO328204B1 NO328204B1 NO20024050A NO20024050A NO328204B1 NO 328204 B1 NO328204 B1 NO 328204B1 NO 20024050 A NO20024050 A NO 20024050A NO 20024050 A NO20024050 A NO 20024050A NO 328204 B1 NO328204 B1 NO 328204B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- tool
- blade
- drill bit
- axis
- drilling
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 45
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 42
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 108090000270 Ficain Proteins 0.000 description 1
- 239000004365 Protease Substances 0.000 description 1
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- POTUGHMKJGOKRI-UHFFFAOYSA-N ficin Chemical compound FI=CI=N POTUGHMKJGOKRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019836 ficin Nutrition 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/42—Rotary drag type drill bits with teeth, blades or like cutting elements, e.g. fork-type bits, fish tail bits
- E21B10/43—Rotary drag type drill bits with teeth, blades or like cutting elements, e.g. fork-type bits, fish tail bits characterised by the arrangement of teeth or other cutting elements
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/46—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
- E21B10/54—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts the bit being of the rotary drag type, e.g. fork-type bits
- E21B10/55—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts the bit being of the rotary drag type, e.g. fork-type bits with preformed cutting elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Description
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og et boreverktøy for selvpenetrerende boring av en brønn i fjell, så som angitt i innledningen av de selvstendige kravene 1 og 3, respektive.
Den aktuelle trenden innen styrt boring er å utforme brønner med stadig større sideforskyvning. Forskyvningen begrenses på grunn av tetningenes friksjon på bunnen av hullet i de hellende og horisontale delene, da det ikke er mulig å overføre tilstrekkelig vekt til verktøyet.
I US 5641027 beskrives det et selvpenetrerende bore-system eller et boreverktøy som kan trekkes eller føres inn i borehullet. Boreverktøyet omfatter et flertall skjærelementer som er plassert i en spiral med økende diameter fra bunnen til toppen. Denne spiralform gjør det mulig for et skjæresystem å trekke hele boresystemet videre inn i borehullet .
US 2365941 angår en borkrone med skjærelementer som er plassert langs en hyperbolsk spiral eller helisk linje. Denne form gir den største skjærkantlengde for en bestemt aksial lengde og diameter til en borkrone.
Et helstøpt boreverktøy omfatter to hoveddeler: en innvendig del kalt "verktøynese" med boreskjær som graver på boringsbunnen, og en utvendig del kalt "verktøyside" med boreskjær som hovedsakelig graver på borehullsveggen. Oppfinnelsen vedrører nærmere bestemt skjæringsmetoden til understrukturen for skjæring som utgjør verktøysiden. Oppfinnelsen vedrører også skjæreunderstrukturen som gjør det mulig å gjennomføre fremgangsmåten.
Metoden.
Foreliggende oppfinnelse vedrører således en fremgangsmåte for selvpenetrerende boring av en brønn i fjell, hvor det anvendes et boreverktøy som drives i rotasjon rundt en akse for å oppnå et trykk parallelt med retningen til denne aksen og orientert i verktøyets fremdriftsretning i fjellet. Fremgangsmåten er kjennetegnet ved at trykket på nevnte boreverktøy er resultatet av fjellets reaksjon på boreverktøyet under boreverktøyets mekaniske skjærevirkning i fjellet, hvor nevnte boreverktøy har boreskjær, idet hvert boreskjær har en side, heretter kalt angrepsside, som danner kontakten med fjellet, og for samtlige eller enkelte av nevnte boreskjær, har normalen eller perpendikulæren på nevnte boreskjærs angrepsside, en komponent rettet oppstrøms alt etter rotasjonsaksen.
I en foretrukket fremgangsmåte anvendes det blad, i form av at: verktøyet omfatter N blad nummerert fra 1 til N, i motsatt retning av rotasjonen, idet hvert blad er anordnet i spiral rundt verktøyets akse og heller i forhold til verktøyets akse, og den bladdel som er nærmest verktøynesen er også nærmest verktøyaksen, samt
boreskjær, ved at
hvert blad omfatter K boreskjær, idet det første boreskjær er det som er nærmest verktøyets akse og nese og hvor hvert boreskjær er angitt med to indekser, hvor:
- den første indeksen n, fra 1 til N, svarer til nummeret på bladet som bærer angjeldende, nevnte boreskjær, - den andre indeksen k, fra 1 til K, svarer til posisjonen til det angjeldende boreskjær på bladet regnet fra det første boreskjær,
slik at det k. boreskjær på det n. blad kalles boreskjær T(n,k), idet
fremgangsmåten er slik at man, for å generere trykk i verktøyets fremdriftsretning, beregner geometriske mål, posisjon og retninger til samtlige eller enkelte av de nevnte boreskjær, idet følgende regler iakttas: det k. boreskjær på det siste bladet, T(N,k), graver ved verktøyrotasjonens
(q-1). omdreining R(q-l) ut et snitt i fjellet nedenfor det snittet som er utført av det (k+1). boreskjær til det første bladet, T(l,k+1), ved verktøyrotasjonens q. omdreining Rq,
det k. boreskjær på bladet n, T(n,k), graver ved verktøyrotasjonens q. omdreining Rq ut et snitt i fjellet nedenfor det snittet som er utført av det k. boreskjær til det (n+1). blad, T(n+l,k), ved verktøyrotasjonens q. omdreining Rq.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omfatter fasen for å generere, ved hjelp av et boreverktøy som roterer om en akse, et trykk parallelt med retningen til denne aksen og som føres i verktøyets fremdriftsretning i fjellet.
Det er følgelig mulig å redusere eller oppheve (selv-penetrering) verktøyets vektbehov og dermed øke utvidelses-mulighetene i horisontal boring.
Fremgangsmåten er slik at trykket på dette boreverk-tøyet er resultatet av fjellets reaksjon på boreverktøyet under den mekaniske skjæringen som boreverktøyet utfører i fjellet.
Verktøyet.
Foreliggende oppfinnelse vedrører også et selvpenetrerende boreverktøy for boring av en brønn i fjell, hvor boreverk-tøyet, som drives i rotasjon rundt en akse, genererer et trykk parallelt med retningen til denne aksen og stilt inn i dette verktøyets fremdriftsretning i fjellet. Boreverk-tøyet er kjennetegnet ved at trykket på nevnte boreverktøy er resultatet av fjellets reaksjon på boreverktøyet under boreverktøyets mekaniske skjærevirkning i fjellet, hvor nevnte boreverktøy har boreskjær, idet hvert boreskjær har en side, heretter kalt angrepsside, som danner kontakten med fjellet, idet, for samtlige eller enkelte av nevnte boreskjær, har normalen eller perpendikulæren på nevnte boreskjærs angrepsside en del rettet oppstrøms alt etter rotasjonsaksen.
Ifølge en foretrukket utførelse omfatter boreverktøyet, under anvendelse av blad, N blad nummerert fra 1 til N, i motsatt retning av rotasjonen, idet hvert blad er anordnet i spiral rundt verktøyets akse og heller i forhold til verktøyets akse, og den delen av bladet som er nærmest verktøynesen er også den som er nærmest verktøyaksen, boreskjær, idet: hvert blad omfatter K boreskjær, idet det første boreskjær er det som er nærmest verktøyets akse og nese og hvert boreskjær er angitt med to indekser: - den første indeksen n, fra 1 til N, svarer til nummeret på bladet som bærer angjeldende, nevnte boreskjær, - den andre indeksen k, fra 1 til K, svarer til posisjonen til det angjeldende boreskjær på bladet regnet fra det første boreskjær, slik at det k. boreskjær på det n. blad kalles boreskjær T(n,k), og
det idet geometriske mål, posisjoner og retninger til samtlige eller enkelte av de nevnte boreskjær bestemmes ut i fra følgende regler: det k. boreskjær på det siste blad, T(N,k), graver ved verktøyrotasj onens
(q-1). omdreining R(q-l) ut et snitt i fjellet nedenfor det snittet som er utført av det (k+1). boreskjær til det første blad, T(l,k+1), ved verktøyrotasjonens q. omdreining Rq,
det k. boreskjær på bladet n, T(n,k), graver ved verktøyrotasjonens q. omdreining Rq ut et snitt i fjellet nedenfor det snittet som er utført av det k. boreskjær til det (n+1). blad, T(n+l,k), ved verktøyrotasjonens q. omdreining Rq.
Andre karakteristikker og fordeler ved oppfinnelsen fremgår av beskrivelsen av utførelsesvariantene, under henvisning til følgende figurer: Figur 1 viser et perspektivriss av et boreverktøy i samsvar med oppfinnelsen, idet verktøyet har fire blad og fire boreskjær pr. blad. Denne figuren viser også de lokale henvisninger (Xi, Yi, Zi) og totale referansemarkeringer (Xo, Yo, Zo) som anvendes for å definere boreskjærenes posisjon,
Figur 2 viser undersiden av et boreverktøy.
Figur 3 viser de geometriske målene til et boreskjær. Figur 4 viser posisjonen og orienteringen til et boreskjær på et lokalt punkt (Xi, Yi, Zi). Figur 5 viser et perspektivsnitt av vekselvirkningene mellom boreskjærene og fjellet. Figur 6 viser, på et verktøy med fire blad og to boreskjær, boreskjærenes posisjon og aktiveringsrekkefølge, i en stillbildetegning, gjennom verktøyets rotasjonsakse. Figur 7 viser en grafisk gjengivelse av, på et verktøy med fire blad og to boreskjær, hvordan snittstrukturen utvikler seg alt etter penetreringsaksen og boreskjærenes aktiveringsrekkefølge. Figur 8 viser et skjematisk perspektivsnitt av den elementære vekselvirkningen mellom et boreskjær og fjellet.
Nedenfor skal det beskrives utførelsesvariantene av boreverktøyet ifølge oppfinnelsen, representert på figurene .
Figur 1 viser et perspektivsnitt av et boreverktøy 1,
som ifølge oppfinnelsen omfatter fire blad, 2a, 2b, 2c, 2d og fire boreskjær, 3a, 3b, 3c, 3d, pr. blad. Denne figuren viser også et lokalt punkt (Xi, Yi, Zi) og det totale punkt (Xo, Yo, Zo) som boreskjærenes posisjon (ri, zi, Øi) defineres i forhold til. Verktøyet drives i rotasjon rundt en akse 4 (akse Zo). De fire blad 2a, 2b, 2c, 2d er nummerert fra 1 til 4 i motsatt retning 5 av rotasjonen. Etter regelen er det første blad det som bærer boreskjæret nærmest verktøyaksen - det har nummeret 1, og tilsvarer blad 2a på figur 1. Bladene 2b, 2c og 2d har henholdsvis
numrene 2, 3 og 4. Hvert blad 2a, 2b, 2c. 2d er anordnet i stigende spiral rundt akse 4 på verktøy 1, og heller i forhold til verktøyet. Delen 2al av bladet 2a som er nærmest nesen la på verktøy 1 er også det som er nærmest verktøyets akse 4.
Hvert blad er montert med fire boreskjær. På denne måte er blad 2a montert med boreskjærene 3a, 3b, 3c, 3d. Etter regelen er det første boreskjær på hvert blad boreskjæret som er nærmest akse 4 og nesen la til verktøy 1. Følgelig er det første boreskjær på blad 2a boreskjæret 3a. Boreskjærene 3b, 3c, 3d er henholdsvis 2., 3. og 4. boreskjær montert til bladet 2a. Hvert boreskjær betegnes med to indekser: - den første indeks n, fra 1 til 4, svarer til nummeret på bladet som bærer angjeldende, nevnte boreskjær, - den andre indeks k, fra 1 til 4, svarer til posisjonen til det angjeldende boreskjær på bladet regnet fra det første boreskjær.
Følgelig defineres det k. boreskjær på det n. blad, boreskjær T(n,k). For eksempel benevnes det andre boreskjær 3b til det første blad 2a, boreskjæret T(l,2).
Hvert boreskjær har:
- en side, heretter benevnt angrepsside, som hviler på fjellet,
- en skjærekant,
- et kontaktpunkt.
For boreskjæret 3b, T(l,2) har angrepssiden referansen 3bl, skjærekanten har referansen 3b2 og kontaktpunktet referansen 3b3. Når boreskjæret 3b, T(l,2) anvendes, skal det som et referanseeksempel bli illustrert hvordan man konstruerer det lokale punktet (Xi, Yi, Zi) som posisjonen til boreskjær 3b, T (1,2) defineres i forhold til. Zi-aksen befinner seg i midtplanet som går gjennom akse 4 og kontaktpunktet 3b3. Aksen Zi heller med en vinkel (3i i forhold til aksen 4. Akse Xi bæres av perpendikulæren på akse Zi, i midtplanet, som går gjennom kontaktpunktet 3b3. Aksen Yi, som er perpendikulær på aksen Zi på kontaktpunktet 3b3, utfyller det ortonormerte punkt Xi, Yi, Zi, som har som opprinnelse kontaktpunktet 3b3. Zi, ri, Øi er koordinatene til opprinnelsen til det ortonormerte punkt Xi, Yi, Zi på punktet Xo, Yo, Zo.
Figur 2 viser undersiden av boreverktøyet 1, og de fleste beskrevne elementer, idet det vises til figur 1. Begge figurene viser samme referansemarkeringer.
Man skal nå beskrive strukturen og de geometriske mål til et elementært boreskjær (f.eks. boreskjær 3b), med henvisning til figur 3. Skjærediamanten 30 er en skive som utgjør ca. en kvartsirkel.
Kvartsirkelformen synes ikke på figurene 1, 2 og 5, da en del av boreskjæret befinner seg på innsiden av bladet på grunn av festet. Den skjulte del av boreskjær 3c er gjen-gitt med stiplet linje på figurene 1, 2 og 5.
Skjærediamanten 30 er innkorporert på vanlig måte (lodding) med et legeme 31 av wolframkarbid. På figur 4 vises angrepssiden ni ref. 3bl, skjærekanten (ref. 3b2), kontaktpunktet med fjellet (ref. 3b3). Figuren viser også den relative posisjon til frivinkelplanetTt2 (ref. 32) og frivinkelens sideplan7i3 (ref. 33) i forhold til angrepssiden 3bl. Frivinkelplanet7i2, 32, er lett perpendikulært på angrepssiden 3bl og lett parallelt med planet (Xi, Yi). Frivinkelens sideplan7i3, 33, er lett perpendikulært med angrepssiden 3bl og med planet (Xi, Yi) . Angivelsene ctl3, al2, a23 betegner henholdsvis toplansvinklene (7tl,7i3), (7il,7r2) og (7i2,7i3). Det vil nedenfor vises hvordan disse vinkler fortrinnsvis har verdier mellom 80 og 120°C.
Vi skal nå beskrive figur 4, som angir posisjon og retning til et boreskjær på et lokalt punkt (Xi, Yi, Zi).
Følgende definisjoner gjelder i beskrivelsen nedenfor: - skjærevinkel coc, helningsvinkelen til normalen Ni på angrepssiden 3bl i forhold til plan Xi, Yi, - sidevinkel cos, vinkelen til akse Yi med projeksjon av normalen Ni på angrepssiden 3bl på planet Xi, Yi, - åpningsvinkel od, helningsvinkelen til skjærekanten 3b2 i forhold til planet Xi, Yi.
Nedenfor angis at disse vinklene fortrinnsvis skal ha bestemte verdier: skjærevinkelen cac er i området mellom 0 og 40°, sidevinkelen cos mellom 30 og 80° og åpningsvinkelen cod mellom 0 og 10°.
For å generere et trykk i verktøyets fremdriftsretning beregnes de geometriske mål, posisjoner og retninger til samtlige eller enkelte av de nevnte boreskjær etter de følgende regler: det k. boreskjær på det siste blad, T(N,k), graver ved verktøyrotasjonens (q-1). omdreining R(q-l) ut et snitt i fjellet nedenfor det som er utført av den (k+1). Boreskjæret til det første blad, T(l,k+1), ved verktøyrotasjonens q. omdreining Rq,
det k. boreskjær på blad n, T(n,k), graver ved verk-tøyrotas jonens q. omdreining Rq ut et snitt i fjellet nedenfor det snittet som er utført av det k. boreskjær til det (n+1) . blad, T(n+l,k), ved verktøyrotasjonens q. omdreining Rq,
normalen eller perpendikulæren på boreskjærets angrepsside har en komponent rettet oppover alt etter rotasj onsakse.
Disse reglene skal nå forklares med henvisning til figurene 5, 6, 7 og 8. Figur 5 viser et perspektivsnitt av vekselvirkningene mellom boreskjærene og fjellet 51, elementene ved henvisning til figur 1. Disse elementene har samme tallreferanser. Nedenfor i denne beskrivelsen betegner "PC (n,k)" boreskjærets kontaktpunkt T(n,k). Stiplede pillinjer 50 angir de innrettede baner til enkelte kontaktpunkter.
Det konstateres at kontaktpunktet PC(4,4) til boreskjæret T(4,4) graver ut et snitt 51a i fjellet 51 ovenfor et snitt 51b som tidligere er gravd ut av et annet boreskjær.
På samme måte vil det ses at kontaktpunktet PC(1,4) til boreskjæret T(l,4) graver ut et snitt 51c ovenfor et snitt 51d som tidligere er gravd ut av et annet boreskjær.
På samme måte vil det ses at kontaktpunktet PC(2,3) til boreskjæret T(2,3) vil grave ut et snitt 51e i fjellet 51 ovenfor snittet 51f som tidligere vil være gravd ut av kontaktpunktet PC(1,3) til boreskjæret T(l,3).
På samme måte vil det ses at kontaktpunktet PC(2,1) til boreskjæret T(2,l) vil grave ut et snitt 51i ovenfor snittet 51j som tidligere vil være gravd ut av kontaktpunktet PC(1,1) til boreskjæret T(l,l).
På samme måte vil det ses at kontaktpunktet PC(2,2) til boreskjæret T(2,2) vil grave ut et snitt 51g ovenfor snittet 51h som tidligere vil være gravd ut av kontaktpunktet PC(1,2) til boreskjæret T(l,2).
Skjemaet på figur 6 viser boreskjærenes posisjon og aktiveringsrekkefølge 61 i et fast plan som går via aksen til et verktøy med fire blad og to boreskjær pr. blad. Det kan ses at snittene 61i utføres i fjellet 60 med boreskjærene etter hvert som verktøyet roterer ovenfor et snitt 60j som tidligere er utført av et annet boreskjær. Figur 7 er en grafisk gjengivelse av, på et verktøy med fire blad og to boreskjær pr. blad, hvordan snittstrukturen utvikler seg alt etter penetreringsaksen (akse z) og boreskjærenes aktiveringsrekkefølge 61. Figur 8 viser et skjematisk perspektivsnitt av den elementære vekselvirkningen mellom et boreskjær T(n,k) og fjellet 70. Angrepssiden 71 hviler på fjellet i boreskjærets forflytningsretning 72 og graver ut et spor 73. Boreverktøyet forflytter seg ovenfra og ned i retningen angitt med pilen 74. Fjellets reaksjonskrefter på boreskjæret utøver et trykk i pilens retning 74.
Nedenfor finnes det en beskrivelse av hovedfasene i beregningstrinnene som gjør det mulig å bestemme de geometriske mål, posisjoner og retninger til nevnte boreskjær som gjør det mulig å oppnå skjæreprosessene som er beskrevet ovenfor og utløsning av et trykk i boreverktøyets fremdriftsretning i fjellet. - Man velger fremdriftstrinn pr. verktøyomdreining 8cin. - Man velger skjærefasadens sidehelning ficin på fremdriftstrinnet 8cin. Det understrekes at når verktøyet følger langs sin akse på fremdriftstrinnet pr. omdreining 8cin, rettes snittene som er gravd ut av de k. boreskjær på hvert blad i løpet av samme omdreining, inn etter en rett linje, med helning Sein i forhold til horisontalplan-et, som angitt på figur 6. - Man velger høyde h og bredde d til den rektangulære diameter på det elementære snitt som boreskjærene har utført. - Deretter velger man skjærvinkelen coc, sidevinkelen cos og åpningsvinkelen cod, - Nå velges boreskjærenes sidehelning (3i slik at frivinkelplanet7i2 ikke er for langt bak. Sidehelningen (5i er helningen av aksen Zi til punktet til det i. boreskjær i forhold til aksen Zo, som angitt på figur 1. - Man velger fremdriftstrinnet 8hel etter verktøy-skjærene akse Zo. Samtlige kontaktpunkter til boreskjærene på samme blad danner en spiralvikling rundt Z-aksen i motsatt retning i forhold til rotasjonen, hvor trinnet, som er angitt med 8hel og er konstant for samtlige blad, svarer til trinnet for bladenes fremdrift. Dette fremdriftstrinnet 75 er illustrert på figur 7. - Man velger posisjonen (ril, zll, 011) til det første boreskjær på det første blad. - Nå beregnes den relative posisjon til de k.
boreskjær til to påfølgende blad. - Deretter beregnes den relative posisjon til to på-følgende boreskjær på samme blad.
Begrensningene fastsettes fortrinnsvis etter følgende parametre:
- Skjærevinkelen coc skal være under eller lik 30°.
- Sidevinkelen cos skal være over eller lik 60°.
- Sidehelningen cocin til skjærefasaden skal være over eller lik 50°. - Sidehelningen til boreskjærene Pi skal være over eller lik skjæreflatens sidehelning Pcin. - Høyden h til snittets rektangulære snittplan skal være mindre enn eller lik 1 mm. - Bredden d til snittets rektangulære snittplan skal være under eller likt to ganger dette rektangulære snitt-planets høyde h.
Ved hjelp av disse forklaringer kan en fagmann bestemme geometriske mål, posisjoner og orienteringer for nevnte boreskjær ved konsekutive iterasjoner, slik det genereres et trykk i boreverktøyets fremdriftsretning i fjellet.
Claims (4)
1. Fremgangsmåte for selvpenetrerende boring av en brønn i fjell (51), hvor det anvendes et boreverktøy (1) som drives i rotasjon rundt en akse (4) for å oppnå et trykk parallelt med retningen til denne aksen og orientert i verktøyets fremdriftsretning i fjellet,karakterisert vedat trykket på nevnte boreverktøy er resultatet av fjellets reaksjon på boreverktøyet under boreverktøyets (1) mekaniske skjærevirkning i fjellet (51), hvor nevnte boreverktøy har boreskjær, idet hvert boreskjær har en side, heretter kalt angrepsside (3bl), som danner kontakten med fjellet (51), og for samtlige eller enkelte av nevnte boreskjær, har normalen eller perpendikulæren på nevnte boreskjærs (3bl) angrepsside, en komponent rettet oppstrøms alt etter rotasjonsaksen (4).
2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1,karakterisert vedat det anvendes blad, i form av at: verktøyet omfatter N blad (2a, 2b, 2c, 2d) nummerert fra 1 til N, i motsatt retning av rotasjonen (5), idet hvert blad er anordnet i spiral rundt verktøyets akse og heller i forhold til verktøyets akse, og den bladdel som er nærmest verktøynesen (la) er også nærmest verktøyaksen, samt boreskjær, ved at hvert blad omfatter K boreskjær (3a, 3b, 3c, 3d), idet det første boreskjær er det som er nærmest verktøyets akse og nese (la) og hvor hvert boreskjær er angitt med to indekser, hvor: - den første indeksen n, fra 1 til N, svarer til nummeret på bladet som bærer angjeldende, nevnte boreskjær, - den andre indeksen k, fra 1 til K, svarer til posisjonen til det angjeldende boreskjær på bladet regnet fra det første boreskjær, slik at det k. boreskjær på det n. blad kalles boreskjær T(n,k) , idet fremgangsmåten er slik at man, for å generere trykk i verktøyets fremdriftsretning, beregner geometriske mål, posisjon og retninger til samtlige eller enkelte av de nevnte boreskjær, idet følgende regler iakttas: det k. boreskjær på det siste bladet, T(N,k), graver ved verktøyrotasjonens
(q-1). omdreining R(q-l) ut et snitt i fjellet nedenfor det snittet som er utført av det (k+1). boreskjær til det første bladet, T(l,k+1), ved verktøyrotasjonens q. omdreining Rq,
det k. boreskjær på bladet n, T(n,k), graver ved verktøyrotasjonens q. omdreining Rq ut et snitt i fjellet nedenfor det snittet som er utført av det k. boreskjær til det (n+1). blad, T(n+l,k), ved verktøyrotasjonens q. omdreining Rq.
3. Selvpenetrerende boreverktøy for boring av en brønn i fjell, hvor boreverkøyet (1), som drives i rotasjon rundt en akse (4), genererer et trykk parallelt med retningen til denne aksen og stilt inn i dette verktøyets fremdriftsretning i fjellet,karakterisert vedat trykket på nevnte boreverktøy er resultatet av fjellets reaksjon på boreverktøyet under boreverktøyets (1) mekaniske skjærevirkning i fjellet (51), hvor nevnte boreverk-tøy har boreskjær, idet hvert boreskjær har en side, heretter kalt angrepsside (3bl), som danner kontakten med fjellet (51), idet, for samtlige eller enkelte av nevnte boreskjær, har normalen eller perpendikulæren på nevnte boreskjærs (3bl) angrepsside en del rettet oppstrøms alt etter rotasjonsaksen (4).
4. Boreverktøy i samsvar med krav 3,karakterisert vedat under anvendelse av blad, omfatter verktøyet N blad (2a, 2b, 2c, 2d) nummerert fra 1 til N, i motsatt retning av rotasjonen, idet hvert blad er anordnet i spiral rundt verktøyets akse (4) og heller i forhold til verktøyets akse, og den delen av bladet som er nærmest verktøynesen (la) er også den som er nærmest verktøyaksen,
boreskjær, idet: hvert blad omfatter K boreskjær (3a, 3b, 3c, 3d), idet det første boreskjær er det som er nærmest verktøyets akse og nese (la) og hvert boreskjær er angitt med to indekser: - den første indeksen n, fra 1 til N, svarer til nummeret på bladet som bærer angjeldende, nevnte boreskjær, - den andre indeksen k, fra 1 til K, svarer til posisjonen til det angjeldende boreskjær på bladet regnet fra det første boreskjær, slik at det k. boreskjær på det n. blad kalles boreskjær T (n, k) , og
det idet geometriske mål, posisjoner og retninger til samtlige eller enkelte av de nevnte boreskjær bestemmes ut i fra følgende regler: det k. boreskjær på det siste blad, T(N,k), graver ved verktøyrotasjonens
(q-1). omdreining R(q-l) ut et snitt i fjellet nedenfor det snittet som er utført av det (k+1). boreskjær til det første blad, T(l,k+1), ved verktøyrotasjonens q. omdreining Rq,
det k. boreskjær på bladet n, T(n,k), graver ved verk-tøyrotas j onens q. omdreining Rq ut et snitt i fjellet nedenfor det snittet som er utført av det k. boreskjær til det (n+1). blad, T(n+l,k), ved verktøyrotasjonens q. omdreining Rq.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0002620A FR2805845B1 (fr) | 2000-03-01 | 2000-03-01 | Procede de forage auto-penetrant et outil generateur de poussee permettant de mettre en oeuvre le procede |
| PCT/FR2001/000401 WO2001065052A1 (fr) | 2000-03-01 | 2001-02-12 | Procede de forage auto-penetrant et outil generateur de poussee permettant de mettre en oeuvre le procede |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20024050D0 NO20024050D0 (no) | 2002-08-26 |
| NO20024050L NO20024050L (no) | 2002-09-02 |
| NO328204B1 true NO328204B1 (no) | 2010-01-11 |
Family
ID=8847588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20024050A NO328204B1 (no) | 2000-03-01 | 2002-08-26 | Fremgangsmate og boreverktoy for selvpenetrerende boring av bronn i fjell |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7059431B2 (no) |
| EP (1) | EP1259698B1 (no) |
| CA (1) | CA2400449C (no) |
| FR (1) | FR2805845B1 (no) |
| NO (1) | NO328204B1 (no) |
| WO (1) | WO2001065052A1 (no) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7686104B2 (en) * | 2005-08-15 | 2010-03-30 | Smith International, Inc. | Rolling cone drill bit having cutter elements positioned in a plurality of differing radial positions |
| US7370711B2 (en) * | 2005-08-15 | 2008-05-13 | Smith International, Inc. | Rolling cone drill bit having non-circumferentially arranged cutter elements |
| US20090271161A1 (en) * | 2008-04-25 | 2009-10-29 | Baker Hughes Incorporated | Arrangement of cutting elements on roller cones for earth boring bits |
| US8353369B2 (en) | 2008-08-06 | 2013-01-15 | Atlas Copco Secoroc, LLC | Percussion assisted rotary earth bit and method of operating the same |
| US20100032216A1 (en) * | 2008-08-08 | 2010-02-11 | Osborne Jr Andrew J | Earth boring cutter employing helical teeth |
| DE102009003288A1 (de) * | 2009-05-20 | 2010-11-25 | Hilti Aktiengesellschaft | Bohrer |
| CN107288550B (zh) * | 2017-08-18 | 2023-07-04 | 陕西圆极岩土科技发展有限公司 | 适用于硬质岩土层的打桩成孔钻头 |
| EP3757344A1 (en) | 2019-06-25 | 2020-12-30 | VAREL EUROPE (Société par Actions Simplifiée) | Drill bit having a weight on bit reducing effect |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2365941A (en) * | 1942-08-31 | 1944-12-26 | Shell Dev | Oil well drill bit |
| US3181629A (en) * | 1962-07-23 | 1965-05-04 | Joseph H Birman | Apparatus for geothermal prospecting |
| US4848489A (en) * | 1987-03-26 | 1989-07-18 | Reed Tool Company | Drag drill bit having improved arrangement of cutting elements |
| US5641027A (en) * | 1995-01-09 | 1997-06-24 | Utd Incorporated | Drilling system |
| US5937958A (en) * | 1997-02-19 | 1999-08-17 | Smith International, Inc. | Drill bits with predictable walk tendencies |
| US6142245A (en) * | 1997-08-19 | 2000-11-07 | Shell Oil Company | Extended reach drilling system |
| US6167975B1 (en) * | 1999-04-01 | 2001-01-02 | Rock Bit International, Inc. | One cone rotary drill bit featuring enhanced grooves |
-
2000
- 2000-03-01 FR FR0002620A patent/FR2805845B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-02-12 US US10/220,385 patent/US7059431B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-02-12 CA CA2400449A patent/CA2400449C/fr not_active Expired - Lifetime
- 2001-02-12 EP EP01907766.8A patent/EP1259698B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 2001-02-12 WO PCT/FR2001/000401 patent/WO2001065052A1/fr active Application Filing
-
2002
- 2002-08-26 NO NO20024050A patent/NO328204B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2400449C (fr) | 2010-07-06 |
| WO2001065052A1 (fr) | 2001-09-07 |
| NO20024050L (no) | 2002-09-02 |
| US20030141109A1 (en) | 2003-07-31 |
| FR2805845A1 (fr) | 2001-09-07 |
| EP1259698A1 (fr) | 2002-11-27 |
| FR2805845B1 (fr) | 2002-06-07 |
| CA2400449A1 (fr) | 2001-09-07 |
| EP1259698B1 (fr) | 2018-09-05 |
| US7059431B2 (en) | 2006-06-13 |
| NO20024050D0 (no) | 2002-08-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11118442B2 (en) | Boring tool tracking fundamentally based on drill string length, pitch and roll | |
| US11933172B2 (en) | Method, apparatus by method, and apparatus of guidance positioning members for directional drilling | |
| Inglis | Directional drilling | |
| US8875806B2 (en) | Formation dip geo-steering method | |
| US20180179831A1 (en) | Bottom hole assemblies for directional drilling | |
| NO172258B (no) | Apparat og fremgangsmaate ved avviksboring av borehull | |
| NO328204B1 (no) | Fremgangsmate og boreverktoy for selvpenetrerende boring av bronn i fjell | |
| FI125085B (fi) | Menetelmä kallionporauslaitteen porausyksikön ohjaamiseksi ja kallionporauslaite | |
| SA519400930B1 (ar) | طرق للتحكم في مسار لقمة حفر من خلال التنبؤ بمسار لقمة الحفر وحلزونية حفرة البئر | |
| SA118390837B1 (ar) | أنظمة وأجهزة وطرق إنشاء نوافذ الحفر | |
| US20160237770A1 (en) | Cutting tool | |
| JP6954002B2 (ja) | シールド掘進機の方向制御システム | |
| Xiushan | Directional deflection equations for steerable drilling tools and the control mechanism of wellbore trajectory | |
| KR20170130583A (ko) | 성형된 커팅 엘리먼트를 갖는 드릴 비트 커터 | |
| CN207538786U (zh) | 一种裸眼侧钻斜向器 | |
| CN102679826A (zh) | 一种高大混凝土烟囱定向窗精确开凿方法 | |
| NO316892B1 (no) | Fremgangsmate for a styre fjellboring | |
| Rasyid et al. | Drilling optimization in geothermal exploration wells using enhanced design of conical diamond element bit | |
| Pickett | Techniques and Deflection Tools in High-Angle Drilling: Past, Present and Future | |
| CN218912798U (zh) | 一种潜孔导向钻头 | |
| Sutcliffe | Tunnel Boring Machines | |
| CN115822556A (zh) | 钻井轨道设计方法及装置 | |
| Majeed | Directional Drilling Optimization with Mud Motor and Rotary Steerable System | |
| Kravits et al. | Comparison of Rotary and In-Hole Motor Techniques for Drilling Horizontal Boreholes in Coal | |
| Singh et al. | Sources of drilling errors and their control |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |