NO332590B1 - Konsentrisk, ekspanderbart utvidelsesbor - Google Patents

Abstract

Et ekspanderbart brønnhullsverktøy omfatter et rørformet legeme, minst én bevegelig arm (160) anordnet inne i det rørformede legeme og som kan beveges radialt mellom en tilbaketrukket stilling og en brønnhullsengasjerende stilling, og minst ett stempel innrettet for mekanisk å understøtte den minst ene bevegelige armen i den brønnhullsengasjerende stillingen når en motsatt kraft blir utøvet. En fremgangsmåte for utvidelse av en formasjon for å danne et utvidet borehull i en brønn, omfatter å anbringe et ekspanderbart utvidelsesbor i en tilbaketrukket stilling i brønnhullet, å ekspandere den minst ene bevegelige armen til det ekspanderbare utvidelsesboret radialt utover i kontakt med formasjonen, å utvide formasjonen med den minst ene bevegelige armen for å danne det utvidede borehullet; og mekanisk å understøtte den minst ene bevegelige armen i den radialt utadgående retning under utvidelsen.

Description

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

Teknisk område

Foreliggende oppfinnelse angår generelt ekspanderbare brønnhullsverktøy. Mer spesielt vedrører foreliggende oppfinnelse et konsentrisk, ekspanderbart brønnhulls-verktøy som har færre komponenter og dermed kortere lengde enn konvensjonelle, ekspanderbare verktøy. Enda mer spesielt angår foreliggende oppfinnelse et robust, konsentrisk, ekspanderbart utvidelsesbor med en avansert skjærestruktur og en mekanisk/hydraulisk drivmekanisme.

Beskrivelse av beslektet teknikk

Ved boring av olje- og gassbrønner blir et antall foringsrørstrenger installert konsentrisk og så sementert inn i borehullet etter hvert som boringen fortsetter til økende dybder. Hver ny foringsrørstreng blir dermed understøttet inne i den tidligere installerte foringsrørstreng slik at foringsrørstrengen med størst diameter er anordnet ved den øvre ende av borehullet og foringsrøret med den minste diameter er anordnet ved den nedre ende av borehullet.

GB 2 385 344 A beskriver et nedihulls verktøy som fungerer som en underrømmer eller, alternativt, som en stabilisator i et underrømmet borehull.

US 6,378,632 B1 angir en underrømmer som omfatter kuttere som festes til en formasjon ved traversering utover og oppover.

Etter hvert som foringsrørstrenger med suksessivt mindre diameter blir innført, blir ringrommet mellom foringsrøret og borehullsveggen i økende grad begrenset for sementeringsoperasjonen. Etter hvert som foringsrørstrenger med stadig mindre diameter videre blir innsatt, blir strømningsarealet for produksjon av olje og gass redusert. For å øke ringrommet for sementeringsoperasjonen og for å øke produksjons-strømningsarealet, er det ofte ønskelig å utvide borehullet under den nedre enden av det tidligere forede borehull. Ved å utvide borehullet blir det tilveiebrakt et større ringroms-område for etterfølgende installasjon og sementering av en foringsrørstreng med større diameter enn hva som ville ha vært mulig på annen måte. Ved å utvide borehullet kan videre bunnen av formasjonen nås med foringsrør med forholdsvis større diameter for derved å frembringe større strømningsareal for produksjon av olje og gass.

Forskjellige fremgangsmåter er blitt laget for å føre en boringsenhet gjennom et eksisterende foret borehull og utvide borehullet under foringsrøret. En slik metode innbefatter bruk av et vingeutvidelsesbor bak en konvensjonell borkrone. I en slik enhet er en konvensjonell pilotborkrone anordnet ved den nedre ende av boringsenheten med et vingeutvidelsesbor anordnet i en viss avstand bak borkronen. Vingeutvidelsesboret omfatter generelt et rørformet legeme med én eller flere langsgående "vinger" eller blader som rager radialt ut fra det rørformede legeme. Når vingeutvidelsesboret har passert gjennom eventuelle forede deler av brønnhullet, roterer pilotborkronen omkring senterlinjen til boreaksen for å bore et nedre borehull sentrert i den ønskede banen til brønn-hullsbanen, mens det eksentriske vingeutvidelsesboret følger etter pilotborkronen og kommer i inngrep med formasjonen for å utvide pilotborehullet til den ønskede diameter.

En annen metode for utvidelse av et borehull under en tidligere foret borehulls-seksjon innbefatter bruk av en bisenterkrone som er en borestruktur i ett stykke som utgjør en kombinasjon mellom et utvidelsesbor og en pilotborkrone. Pilotborkronen er anordnet på den nedre ende av boringsenheten, og den eksentriske utvidelsesborkronen er anordnet litt over pilotborkronen. Når bisenterkronen har passert gjennom eventuelle forede deler av brønnhullet, roterer pilotborkronen omkring senterlinjen til boringsaksen og borer et pilotborehull på sentrum i den ønskede banen til brønnen, mens den eksentriske utvidelsesborkronen følger pilotkronen og går i inngrep med formasjonen for å utvide pilotborehullet til den ønskede diameter. Diameteren til pilotborkronen blir gjort så stor som mulig for stabilitet mens den fremdeles er i stand til å passere gjennom det forede borehullet. Eksempler på bisenterborkroner kan finnes i US-patenter 6,039,131 og 6,269,893.

Som beskrevet ovenfor innbefatter vingeutvidelsesbor og bisenterborkroner hver utvidelsesdeler som er eksentriske. Et antall ulemper er tilknyttet denne utformingen. På grunn av problemer med retningstendens har spesielt disse eksentriske utvidelsesdelene vanskelighet med på pålitelig måte å utvide borehullet til den ønskede diameter. Når det gjelder bisenterborkronen, har den eksentriske utvidelsesseksjonen en tendens til å få pilotborkronen til å vingle og på uønsket måte avvike fra sentrum, og en eventuell rotasjon bort fra sentrum vil få utvidelsesborseksjonen til å bore et utvidet borehull som er underdimensjonert. Et lignende problem erfares i forbindelse med vingeutvidelsesbor som bare utvider borehullet til den ønskede diameter hvis pilotborkronen forblir sentralisert i borehullet under boringen. Følgelig er det ønskelig å tilveiebringe et utvidelsesbor som forblir konsentrisk anordnet i borehullet under utvidelse av det tidligere borede borehull til den ønskede diameter.

Det finnes flere typer konsentriske utvidelsesbor som blir brukt i forbindelse med en konvensjonell pilotborkrone anordnet under eller nedstrøms for utvidelsesboret. Pilot borkronen borer borehullet mens utvidelsesboret følger etter for å utvide det borehullet som er dannet av borkronen. En type konsentrisk utvidelsesbor er et utvidelsesbor med faste blader, som innbefatter et antall konsentriske blader (noen ganger også kalt armer) med kniver på endene som strekker seg radialt utover og er asimutalt atskilt omkring omkretsen til utvidelsesborhuset. De ytre kantene av bladene er i kontakt med veggen i det eksisterende, forede borehullet for derved å definere den maksimale utvidelsesbor-diameter som vil passere gjennom foringsrøret, og som også definerer den maksimale diameteren til det utvidede borehullet. Selv om et utvidelsesbor med faste blader dermed forblir konsentrisk anordnet når det roterer for å utvide borehullet, er det begrenset til å utvide borehullet bare til driftdiameteren til det eksisterende forede borehullet, mens vingeutvidelsesbor og bisenterutvidelsesbor kan utvide borehullet ut over driftdiameteren til foringsrøret. Et utvidelsesbor med faste blader vil følgelig ofte ikke utvide borehullet til den ønskede diameter.

I den senere tid har konsentriske, ekspanderbare utvidelsesbor blitt utviklet. De fleste ekspanderbare utviklingsbor har to operative tilstander, en lukket eller tilbaketrukket tilstand hvor verktøyets diameter er tilstrekkelig liten til å tillate verktøyet å passere gjennom det eksisterende forede borehull, og en åpen eller utvidet (ekspandert) tilstand hvor én eller flere armer med kniver på deres ender rager ut fra verktøylegemet. I denne siste posisjonen utvider utvidelsesboret borehullsdiameteren til den nødvendige størrelse når utvidelsesboret blir rotert og senket ned i borehullet.

Ekspanderbare utvidelsesbor er tilgjengelig i en rekke utførelsesformer som hver har forskjellige drivmekanismer og bladkonstruksjoner. Én type ekspanderbart utvidelsesbor innbefatter hengslede armer med roterende koniske kniver festet til disse. Denne typen utvidelsesbor kan benytte utsvingbare knivarmer som blir svinget ved en ende motsatt skjæreenden til armene. Knivarmene eller kuttearmene blir aktivert ved hjelp av mekaniske eller hydrauliske krefter som virker på armene for å strekke dem ut eller trekke dem tilbake. Typiske eksempler på utvidelsesbor av denne typen kan finnes i US-patenter 3,224,507, 3,425,500 og 4,055,226, og de har flere ulemper. For det første kan svingarmene brekke under boringsoperasjonen, noe som krever at armene blir fjernet eller "fisket" ut av borehullet før boringsoperasjonen kan fortsette. På grunn av den begrensede styrken til svingarmene, kan følgelig utvidelsesbor av denne typen være ute av stand til å underutvide hardere bergartsformasjoner, eller kan ha uaksepterbart langsomme inntrengningshastigheter. Hvis svingarmene ikke trekkes fullstendig tilbake, kan videre borestrengen lett henge seg opp under forsøk på å fjerne den fra borehullet. Derfor vil det være fordelaktig å fremskaffe et utvidelsesbor som er mer robust og som har forbedrede bladinntrekkingsmekanismer.

Andre ekspanderbare utvidelsesbor blir aktivert ved vekt på borkronen for å folde ut bladene. Med slike utforminger bærer de indre komponentene i utvidelsesboret vekten av komponentene til boringsenheten som rager ned under utvidelsesboret, istedenfor legemet til utvidelsesboret. Hvis for meget vekt følgelig blir påført de indre komponentene, vil utvidelsesboret kanskje ikke ha nok hydraulisk kraft til å løfte vekten under utvidelsesboret, og utvidelsesboret vil ikke åpne seg. Videre vil det kanskje ikke være mulig å sette vekt på borkronen når utvidelsesboret skal aktiveres for å utvide bladene. Under boring blir videre også vekten på borkronen ujevnt fordelt, og en falsk indikasjon kan tilveiebringes til overflaten om at utvidelsesborbladene er ekspandert når de ikke er det.

Ytterligere andre typer ekspanderbare utvidelsesbor blir aktivert ved hjelp av hydraulisk eller differensiert trykk, noen ganger i kombinasjon med en mekanisk komponent. Med slike utførelsesformer er det ingen sikkerhet for at alle bladene vil bli fullstendig utstrakt fordi bladene ikke aktiveres samtidig. Derfor kan ett blad strekkes ut mens et annet blad er fastkilt i en delvis utstrukket posisjon. I noen utførelsesformer er videre borefluidtrykket den eneste kraft som holder bladene i en utstrakt posisjon. Hvis styrken til formasjonen derfor er større en fluidtrykket, vil bladene delvis bli trukket inn og bore et underdimensjonert borehull. Noen utførelsesformer innbefatter en mekanisk komponent som f.eks. et stempel med en kontinuerlig avskrådd overflate som er i kontakt med bladene for å drive dem radialt utover etter hvert som stempelet beveges nedover. I slike utførelsesformer blir stempelet aktivert av hydraulisk trykk til å drive bladene radialt utover, men hvis styrken til formasjonen er større enn fluidtrykket, vil bladene ha en tendens til å bli trukket inn langs den kontinuerlig avskrådde overflate. Eksisterende ekspanderbare utvidelsesbor er dermed beheftet med mange problemer når det gjelder om verktøyet vil ekspandere til den ønskede borehullsdiameter når det er nødvendig, om verktøyet vil forbli i den ekspanderte posisjon for å utvide borehullet til den ønskede diameter, og om verktøyet på pålitelig måte vil kunne trekkes tilbake før det igjen skal føres inn i foringsrøret når boringsenheten blir fjernet fra borehullet.

De fleste ekspanderbare verktøy innbefatter videre et stort antall bevegelige deler og øker derved sannsynligheten for feilfunksjon. Antallet bevegelige deler påvirker også verktøylengden som kan være opp til 14 fot (4,27 m), f.eks. Det finnes også ulemper i forbindelse med eksisterende utvidelsesborblader. Spesielt for å justere den utvidede diameteren til utvidelsesboret må hele armen fjernes og erstattes, eller et annet utvidelsesbor kan i noen tilfeller være nødvendig. De fleste blader svikter videre når det gjelder å innbefatte puter på målekonstruksjonen med hensyn på stabilitet og varighet, eller hvis putene finnes, svikter bladene når det gjelder å innbefatte aktive skjærekonstruksjoner nær putene.

Foreliggende oppfinnelse angår ulempene ved teknikkens stand.

OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN

I forskjellige utførelsesformer er det konsentriske, utvidbare verktøyet som kan brukes som et utvidelsesbor til å forstørre diameteren til et borehull under en innsnevring, eller som alternativt kan brukes som enhver annen type ekspanderbart brønnhulls-verktøy, slik som en stabilisator f.eks., avhengig av utformingen av bladene.

Hovedtrekkene ved oppfinnelsen fremgår av de selvstendige patentkrav. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige patentkrav.

Et ekspanderbart brønnhullsverktøy er beskrevet for bruk med en boringsenhet i et brønnhull, omfattende et rørformet legeme, minst én bevegelig arm anordnet inne i det rø rf ormede legeme og som radialt kan veksle mellom en tilbaketrukket stilling og en brønnhullsengasjerende stilling, og minst ett stempel innrettet for mekanisk å understøtte den minst ene bevegelige arm i den brønnhullsengasjerende stillingen når en motsatt kraft blir utøvet. I en utførelsesform kan stempelet føres aksialt frem og tilbake som reaksjon på et differensialtrykk mellom en aksial strømningsboring inne i verktøyet og brønnhullet. I en utførelsesform innbefatter den bevegelige armen minst et sett med kutteanordninger for å utvide brønnhullet i den brønnhullsengasjerende posisjon. Den bevegelige armen kan også omfatte en bakutvidelseskutter. Det ekspanderbare brønn-hullsverktøyet kan videre omfatte minst én målepute for å stabilisere boringsenheten i den brønnhullsengasjerende posisjon. Måleputen kan være fjernbar og utskiftbar. Kuttere eller kniver kan også være anordnet i nærheten av den minst ene målepute. I en utførel-sesform omfatter verktøyet videre en glidehylse forspent for å isolere det minst ene stempel fra den aksiale strømningsboring for derved å hindre den minst ene bevegelige arm fra å bevege seg mellom den tilbaketrukne stilling og den brønnhullsengasjerende stilling. En droppbar eller pumpbar drivanordning kan være anordnet for å innrette glidehylsen for å eksponere det minste ene stempel for den aksiale strømningsboring. I en utførelsesform omfatter verktøyet videre minst én dyse anordnet ved den minste ene bevegelige arm.

Det er også beskrevet en fremgangsmåte for å danne et utvidet borehull i en formasjon i et brønnhull, omfattende å anbringe et ekspanderbart utvidelsesbor i en tilbaketrukket stilling i brønnhullet, å ekspandere minst én bevegelig arm i det ekspanderbare utvidelsesbor radialt utover i inngrep med formasjonen, å utvide formasjonen med den minst ene bevegelige arm for å danne det utvidede borehullet; og mekanisk å under-støtte den minst ene bevegelige arm i den radiale utoverretning under utvidelsesopera-sjonen. Fremgangsmåten kan videre omfatte tilbakeutvidelse av formasjonen med den minst ene bevegelige arm. I en utførelsesform omfatter fremgangsmåten videre å føre et fluid gjennom det ekspanderbare utvidelsesbor, og selektivt drive den minst ene bevegelige arm radialt utover som reaksjon på det strømmende fluid. Fremgangsmåten kan videre omfattere mekanisk tilbaketrekking av den minst ene bevegelige arm radialt innover. I en utførelsesform omfatter fremgangsmåten videre å føre en del av fluidet over en brønnhullsengasjerende del av den minst ene bevegelige armen. Fremgangsmåten kan videre omfatte å tilveiebringe en trykkindikasjon under eller etter at den minst ene bevegelige arm er ekspandert radialt utover. I en utførelsesform omfatter fremgangsmåten videre å tilveiebringe stabilitets- og måler-beskyttelse etter hvert som utvidelsen fortsetter. Fremgangsmåten kan videre omfatte å fjerne og/eller erstatte en formasjonsengasjerende del av det ekspanderbare utvidelsesboret uten å fjerne den minst ene bevegelige arm. I en utførelsesform blir ekspanderingstrinnet utført uten i vesentlig grad å bevege det ekspanderbare utvidelsesboret aksialt i brønnhullet.

Et ekspanderbart brønnhullsverktøy er videre beskrevet for bruk i en boringsenhet posisjonert i et brønnhull, omfattende et rørformet legeme som innbefatter en aksial strømningsboring som strekker seg gjennom denne, et stempel anordnet inne i den aksiale strømningsboringen og som har minst én kamdel med en hovedsakelig plan overflate, og minst én bevegelig arm i kontakt med stempelet, hvor stempelet er aksialt bevegbart frem og tilbake som reaksjon på et differensialtrykk mellom den aksiale strømningsboringen og brønnhullet, og hvor den minst ene bevegelige arm er radialt bevegbar frem og tilbake mellom en tilbaketrukket stilling og en ekspandert eller utvidet stilling. I en utførelsesform er den hovedsakelig plane overflaten på kamdelen i kontakt med en hovedsakelig plan overflate på den minst ene bevegelige arm i den ekspanderte stilling. Den minst ene kamdel kan videre omfatte en avskrådd stempelflate som er i inngrep med en avskrådd bladoverflate på den minst ene bevegelige arm når den minst ene bevegelige armen beveges radialt fra den tilbaketrukne stillingen til den ekspanderte stillingen. I en utførelsesform omfatter stempelet et antall kamdeler atskilt av minst én not eller et hakk. Den minst ene bevegelige armen kan omfatte minst én bladdel som befinner seg i det minst ene hakket i den tilbaketrukne posisjonen.

Det ekspanderbare brønnhullsverktøyet kan videre innbefatte en forspenningsfjær for å forspenne den minst ene bevegelige arm til den tilbaketrukne stilling. Forspenningsfjæren kan omfatte minst én radialfjær. I forskjellige utførelsesformer er forspenningsfjæren anordnet i et fjærkammer fylt med fluid fra brønnhullet eller i et oljefylt fjærkammer. Den minst ene bevegelige arm kan videre omfatte en avskrådd overflate for inngrep med et hus og for radialt å bevege armen fra den ekspanderte stilling til den tilbaketrukne stilling. Den minst ene bevegelige arm kan innbefatte et antall sylindriske blader. I en utførelsesform omfatter bladene en fast bladdel og en fjernbar bladdel. I forskjellige utførelsesformer innbefatter den minst ene bevegelige arm minst ett sett med skjærekonstruksjoner, minst én målepute, en bakoverutvidende kniv eller en kombinasjon av disse. I en utførelsesform omfatter verktøyet tre bevegelige armer som hver har et måleoverflateareal som kan innbefatte minst én skjærekonstruksjon og minst ett måleputeområde. Kombinasjonen av måleoverflatearealene til de tre bevegelige armene kan omfatte en fullstendig overlapping av en aggressiv skjærekonstruksjon og en fullstendig overlapping av en glatt målepute.

Verktøyet kan videre omfatte åpninger i fluidkommunikasjon med strømnings-boringen og stempelet. I en utførelsesform omfatter verktøyet videre en glidehylse forspent for å lukke åpningene for derved å hindre den minst ene bevegelige arm fra å bevege seg mellom den tilbaketrukne stillingen og den ekspanderte stillingen som reaksjon på differensialtrykket. En ringdrivanordning kan være anordnet for å innrette glidehylsen for å åpne åpningene. I en utførelsesform er den minst ene arm radialt bevegelig mellom den tilbaketrukne stillingen og den ekspanderte stillingen via en kombinasjon av hydraulisk og mekanisk aktivering. Verktøyet kan videre omfatte skjærtapper som hindrer den minst ene bevegelige arm fra å bevege seg radialt til den utvidede stillingen før differensialtrykket er tilstrekkelig til å bryte skjærtappene. I en utførelsesform omfatter verktøyet videre minst én dyse anordnet ved siden av den minst ene bevegelige arm. Verktøyet kan være kortere enn omkring 14 fot (4,27 m), og i en utførelsesform har verktøyet en lengde på omkring 4 fot (1,22 m).

Det er også beskrevet en boringsenhet som omfatter et ekspanderbart brønnhulls-verktøy hvor verktøyet kan posisjoneres hvor som helst på boringsenheten oppstrøms for borkronen.

Det konsentriske, ekspanderbare verktøyet omfatter således en kombinasjon av trekk og fordeler som gjør det mulig å overvinne forskjellige problemer ved tidligere kjente anordninger. De forskjellige karakteristikker som er beskrevet ovenfor, samt andre trekk, vil være lette å oppdage for fagkyndige på området ved lesing av den følgende detaljerte beskrivelse av de foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen, og under henvisning til de vedføyde tegninger.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

For å gi en mer detaljert beskrivelse av de forskjellige utførelsesformene av det konsentriske, ekspanderbare verktøyet, vil det nå bli vist til de vedføyde tegninger, hvor: fig. 1 er et sideriss i tverrsnitt gjennom en utførelsesform av et konsentrisk, ekspanderbart verktøy med bevegelige armer i den tilbaketrukne stillingen,

fig. 2 er en ekstern perspektivskisse av det ekspanderbare verktøyet på

fig. 1 i den tilbaketrukne stillingen,

fig. 3 er et sideriss i tverrsnitt gjennom det ekspanderbare verktøyet på

fig. 1, med de bevegelige armene i den ekspanderte stillingen,

fig. 4 er en ekstern perspektivskisse av det ekspanderbare verktøyet på

fig. 1 i den ekspanderte stillingen,

fig. 5 er et forstørret sideriss i tverrsnitt gjennom et stempel i kontakt med blader på en bevegelig arm av det ekspanderbare verktøyet på fig. 1,

fig. 6 er et sideriss i tverrsnitt gjennom en annen utførelsesform av et konsentrisk, ekspanderbart verktøy med et trykkompenseringssystem, med de bevegelige armene i den tilbaketrukne stilling,

fig. 6A er et forstørret sideriss i tverrsnitt gjennom en del av fig. 6,

fig. 7 er et sideriss i tverrsnitt gjennom det konsentriske, ekspanderbare verktøyet på fig. 6, med de bevegelige armene i den ekspanderte stillingen,

fig. 7A er et forstørret sideriss i tverrsnitt gjennom en del av fig. 7,

fig. 8 er et forstørret sideriss i tverrsnitt gjennom en utførelsesform av en bevegelig arm,

fig. 9 er et forstørret sideriss i tverrsnitt gjennom en annen utførelsesform av en bevegelig arm med fjernbare bladdeler,

fig. 10 er et forstørret sideriss i tverrsnitt gjennom den bevegelige armen på fig. 9, med de fjernbare bladdelene atskilt fra faste bladdeler,

fig. 11 er et grunnriss av tre bevegelige armer med en utførelsesform av en måle-konstruksjon,

fig. 12 er et sideriss i tverrsnitt gjennom et eksempel på en prosjektildriv-mekanisme før et prosjektil har landet på en glidehylse,

fig. 13 er et sideriss i tverrsnitt gjennom prosjektildrivmekanismen på fig. 12 med prosjektilet i kontakt med glidehylsen,

fig. 14 er et sideriss i tverrsnitt gjennom prosjektildrivmekanismen på fig. 12 med prosjektiler drevet nedover for å åpne fluidåpninger som fører til verktøystempelet,

fig. 15 er et sideriss i tverrsnitt gjennom prosjektildrivmekanismen på fig. 12 med verktøystempelet beveget nedover for å ekspandere verktøyarmene,

fig. 16 er et sideriss i tverrsnitt gjennom et eksempel på en sentrifugal drivmekanisme i låst stilling,

fig. 17 er et sideriss i tverrsnitt gjennom den sentrifugale drivmekanisme på fig. 16

i den ulåste stilling for å åpne fluidåpninger som fører til verktøystempelet, og

fig. 18 er et sideriss i tverrsnitt gjennom den sentrifugale drivmekanismen på fig. 16 i den ulåste stilling og med verktøystempelet beveget nedover for å ekspandere verktøyarmene.

DETALJERT BESKRIVELSE

Det konsentriske, ekspanderbare verktøyet kan realiseres i utførelser av forskjellige former. Det er beskrevet på tegningene og det vil bli beskrevet i detalj spesielle utførelsesformer av verktøyet under den forutsetning at beskrivelsen skal betraktes som et eksempel på prinsippene til verktøyet, og ikke er ment å begrense verktøyet til det som er illustrert og beskrevet her.

Forskjellige utførelsesformer av det konsentriske, ekspanderbare verktøyet tilveiebringer spesielt et antall forskjellige konstruksjoner og driftsmetoder. Hver av de forskjellige utførelsesformer kan brukes til å utvide et borehull, eller til å utføre en annen brønnhullsfunksjon med et ekspanderbart verktøy, slik som f.eks. stabilisering. Det konsentriske, ekspanderbare verktøyet kan derfor benyttes som et utvidelsesbor, en stabilisator eller som en hvilken som helst annen type ekspanderbart verktøy. De forskjellige utførelsesformene av verktøyet tilveiebringer også et antall fremgangsmåter for anvendelse i en boringsenhet. Det vil bli fullstendig innsett at de forskjellige beskri-velsene av de her angitte utførelsesformer kan anvendes separat eller i en hvilken som helst egnet kombinasjon for å frembringe ønskede resultater.

Fig. 1 skisserer et sideriss i tverrsnitt av en utførelsesform av et ekspanderbart verktøy, generelt betegnet med 100, i den tilbaketrukne stillingen, og fig. 2 skisserer en ekstern perspektivskisse av det tilbaketrukne verktøyet 100. Fig. 3 skisserer likeledes et sideriss i tverrsnitt av verktøyet 100 i den ekspanderte posisjon, og fig. 4 skisserer en ekstern perspektivskisse av det ekspanderte verktøyet 100. Fig. 1 og fig. 3 skisserer verktøyet 100 i et brønnhull 50 for ved hjelp av dette å danne et brønnhullsringrom 75 mellom verktøyet 100 og brønnhullet 50. Verktøyet 100 omfatter en øvre seksjon 110 med en strømningsboring 114 som strekker seg gjennom denne, et hovedsakelig sylindrisk verktøylegeme 120 med en strømningsboring 152 som strekker seg gjennom dette, og en indre hylse 130 med en strømningsboring 132 som strekker seg gjennom denne. Strømningsboringene 114, 152,132 er aksialt innrettet med hverandre for å danne en eneste strømningsboring 105 som strekker seg gjennom verktøyet 100.

Den øvre seksjonen 110 innbefatter øvre og nedre koplingsdeler 116, 118 for tilkopling til henholdsvis en borestreng (ikke vist) og verktøylegemet 120. Verktøylegemet 120 innbefatter øvre og nedre koplingsdeler 124, 126 for tilkopling til henholdsvis den øvre seksjon 110 via gjenger 119 og boringsenhet (ikke vist). Hylsen 130 er anordnet inne i den nedre koplingsenden 126 i verktøylegemet 120.

Én eller flere ytre lommer 127 er utformet gjennom veggen 122 i legemet 120 og atskilt asimutalt omkring omkretsen til legemet 120, for å romme den radiale bevegelse av én eller flere bevegelige verktøyarmer 160. Hver lomme 127 lagrer en bevegelig arm 160 i den tilbaketrukne stillingen som vist på figurene 1-2. Armene 160 er forspent innover til den tilbaketrukne stillingen ved hjelp av radiale fjærer (ikke vist) anordnet bak svalehaleblokker 170, 172 som kan ha strømningsåpninger 174, 176 som strekker seg gjennom disse for å tillate fluidstrømning mellom brønnringrommet 75 og lommene 127. Strømningsåpningene 174, 176 kan også være anordnet på andre steder. Svalehaleblokkene 170, 172 tilbakeholder derfor radialfjærene som forspenner armene 160 radialt innover til den tilbaketrukne stillingen på fig. 1-2.1 en annen utførelsesform er svalehaleblokkene 170, 172 eliminert, og verktøylegemet 120 utgjør en hel seksjon i nærheten av armene 160.1 denne utførelsesformen er armene 160 forspent innover til den tilbaketrukne stillingen ved hjelp av radialfjærer (ikke vist) anordnet mellom den hele seksjonen til verktøylegemet 120 og armene 160. Det ekspanderbare verktøyet 160 innbefatter fortrinnsvis tre bevegelige armer 160 anordnet i tre lommer 127, og atskilt fra hverandre med 120°. I den følgende beskrivelse kan den ene eller de flere lommene 127 og den ene eller de flere armene 160 bli omtalt i flertallsform, dvs. lommene 127 og armene 160.

Likevel vil man forstå at foreliggende oppfinnelses omfang også omfatter én lomme 127 og én arm 160.

Legemet 120 innbefatter videre en indre aksial fordypning 128 for å romme den aksiale bevegelsen til et internt stempel 150 som har en øvre avskrådd overflate 154 som er i kontakt med den øvre seksjonen 110 og som ved sin nedre ende er forbundet med hylsen 130 via gjenger 159. Stempelet 150 innbefatter kamdeler 153, 155, 157 som utgjør en drivmekanisme for de bevegelige verktøyarmene 160 slik at de kan beveges radialt utover til den ekspanderte stillingen på fig. 3-4. Stempelet 150 innbefatter videre en fotdel 156 som vil komme i kontakt med en skulder 129 ved den nedre ende av fordypningen 128 i legemet 120 når stempelet 150 beveger seg. Skulderen 129 begrenser derfor den aksial bevegelsen til stempelet 150. Stempelet 150 er i tettende kontakt med legemet 120 ved 102, 104, 106, og hylsen 130 er i tettende kontakt med legemet 120 ved 108, 109. Den øvre tetningen 102 og den nedre tetningen 109 er trykkbestandige for å hindre fluid fra strømningsboringen 105 fra å komme inn i de indre fordypningene, henholdsvis 128 og 142.

En forspenningsfjær 140 er anordnet for å forspenne stempelet 150 oppover, for derved å bevege kamdelene 153, 155, 157 bort fra kontakt med armene 160 slik at de radiale fjærene bak svalehaleblokkene 170,172 kan forspenne fjærene 160 til den tilbaketrukne stillingen på fig. 1. Armene 160 blir dermed beveget innover i en separat operasjon fra den oppadgående, aksiale bevegelsen av stempelet 150. Forspenningsfjæren 140 er anbrakt inne i et fjærkammer 142 som omgir hylsen 130, som er fylt med borefluid som kommer inn i fjærkammeret 142 fra brønnringrommet 75 via åpninger 144 som strekker seg gjennom veggen 122 i legemet. Fordi borefluid kan komme inn i fjærkammeret 142 gjennom åpninger 144, er det ikke noe behov for et trykkompenserende system for forspenningsfjæren 140. Når derfor forspenningsfjæren 140 faller sammen eller ekspanderes, sørger åpningene 144 for volumendringer inne i fjærkammeret 142 etter behov. Den nedre ende av forspenningsfjæren 140 kommer i kontakt med et anslag 146, og den øvre ende av forspenningsfjæren 140 kommer i kontakt med en skulder 134 på hylsen 130.

Under de bevegelige armene 160 rager én eller flere dyser 125 i en vinkel gjennom veggen 122 til legemet 120. Antallet og posisjonen til dysene 125 kan svare til antallet og posisjonene til armene 160 f.eks., eller dysene 125 kan være posisjonert i avstand fra armene 160. Stempelet 150 innbefatter åpninger 158 som strekker seg gjennom disse. Med verktøyet 100 i den tilbaketrukne stilling på fig. 1-2, blokkerer stempelet 150 strømning til dysene 125. Når verktøyet 100 er i den ekspanderte stillingen på fig. 3-4, er imidlertid åpningene 158 i stempelet 150 innrettet med dysene 125 for å tillate fluidkommunikasjon mellom stempelstrømningsboringen 152 og brønnringrommet 75. Pakninger 104,106 er anordnet omkring åpningene 158 for å hindre fluid fra å strømme over og under pakningene 104, 106 når åpningene 158 er innrettet med dysen 125.

De bevegelige armene 160 innbefatter sylindriske blader 162, 164, 166 som passer inn i hakkene 151 i stempelet 150 når verktøyet 100 er i den tilbaketrukne stillingen på fig. 1-2. Bladene 162, 164, 166 er forsynt med strukturer 180, 190 som er i kontakt med borehullet 150 når armene 160 blir strakt utover til den ekspanderte stillingen av verktøyet 100 som er vist på fig. 3-4.1 den ekspanderte stillingen vil armene 160 utvide borehullet 50 og/eller stabilisere boringsenheten, avhengig av hvordan bladene 162, 164, 166 er utformet. I den utførelsesform som er vist på fig. 1-4, utvider skjærestrukturer 180 på bladene 164, 166 borehullet 50, mens en målepute 190 på bladet 162 tilveiebringer stabilisering og målerbeskyttelse etter hvert som utvidelsen fortsetter. Selv om utførelsesformen av verktøyet 100 som er skissert på fig. 1-4, omfatter tre blader 162, 164,166, kan et annet antall blader være anordnet på hver arm 160. Frem-bringelse av tre blader 162,164,166 med skjærestrukturer 180 på to av bladene 164, 166, øker skjærekapasiteten til verktøyet 100 sammenlignet med konvensjonelle verktøy som vanligvis har bare ett blad. Alle tre bladene 162, 164, 166 kan innbefatte skjærestrukturer 180 slik at tilbakeutvidelsesmuligheter er tilveiebrakt. Alternativt kan det ekspanderbare verktøyet 100 lett omformes til en konsentrisk, ekspanderbar stabilisator ved å tilveiebringe måleputer 190 på alle tre bladene 162,164,166 istedenfor skjærestrukturene 180 på bladene 164,166.

Under montering er armene 160 anbrakt inne i lommene 127 i legemet 120. Så blir stempelet 150 installert slik at bladene 162, 164,166 befinner seg inn i hakkene 151 mellom kamdelene 153, 155, 157 på stempelet 150. Hylsen 130 blir gjenget på stempelet 150 ved 159 med forspenningsfjæren 140 omkring hylsen 130. Forspenningsfjæren 140 skyver stempelet 150 oppover inntil stempelet 150 kommer i kontakt med den øvre seksjonen 110, slik at forspenningsfjæren 140 blir satt til en viss forbelastning. Så blir radialfjærene (ikke vist) anordnet mellom de sylindriske bladene 162,164, 166, og svalehaleblokkene 170, 172 blir installert over radialfjærene for å holde armene 160 i den tilbaketrukne stilling.

Under drift blir verktøyet 100 ført inn i borehullet 50 gjennom foringsrøret i den tilbaketrukne stillingen på fig. 1-2.1 én utførelsesform er skjærtapper 107 posisjonert gjennom legemet 120 omkring bladene 162, 164, 166 for å tilbakeholde armene 160 i den tilbaketrukne stillingen som skissert på fig. 1, inntil borefluid blir pumpet ned i hullet med et trykk som er tilstrekkelig til å kutte skjærboltene 107. Etter at skjærboltene 107 er kuttet, må differensialtrykket mellom strømningboringen 105 og brønnringrommet 75 overvinne kraften til forspenningsfjæren 140. Borefluidet som kommer i kontakt med den avskrådde overflaten 154 til stempelet 150, vil få stempelet 150 til å bevege seg nedover for å ekspandere armene 160 som skissert på fig. 3. Utformingen av skjærboltene 107 er riggavhengig slik at skjærboltmaterialet og antallet skjærbolter 107 vil bli bestemt basert på det ønskede ekspansjonstrykket til et spesielt verktøy 100.1 en annen utførelsesform er det ingen skjærbolter 107 slik at når borefluid under trykk når verktøyet 100, vil stempelet 150 bevege seg nedover for å strekke ut armene 160. Det konsentriske, ekspanderbare verktøyet 100 vil derfor bli aktivert når differensialtrykket overskrider kraften til forspenningsfjæren 140 som skyver stempelet 150 og hylsen 130 oppover.

I motsetning til konvensjonelle verktøy benytter det ekspanderbare verktøyet 100 på fig. 1-4 hydraulisk kraft samt mekanisk kraft til å få armene 160 til å strekke seg utover fra den tilbaketrukne posisjonen på fig. 1-2 til den ekspanderte posisjonen på fig. 3-4, og til å holde armene 160 i den ekspanderte stilling. Når borefluidet strømmer gjennom strømningsboringen 105 med et trykk som er tilstrekkelig til å bryte skjærboltene 107, og når differensialtrykket mellom strømningsboringen 105 og brønnringrommet 75 er tilstrekkelig til å overvinne kraften til forspenningsfjæren 140, så vil stempelet 150 bevege seg nedover og derved skape et gap 205 mellom den øvre, avskrådde overflaten 154 til stempelet 150 og den øvre seksjonen 110, som vist på fig. 3. Hver av svalehaleblokkene 170,172 har en åpning 174, 176 som strekker seg gjennom disse og som tillater fluid fra brønnringrommet 75 å strømme inn i fordypningene 128 i legemet 120. Den ytre overflaten til stempelet 150 er derfor eksponert for trykket i brønnringrommet, mens stempel-boringen 152 er eksponert for å pumpe trykk fra overflaten. Denne differansen i trykk driver stempelet 150 nedover i fordypningen 128, og når stempelet 150 beveger seg, trykkes forspenningsfjæren 140 sammen mens stempelkamdelene 153, 155, 157 skyves mot bladene 162,164,166 for å drive armen 160 radialt utover.

Mer detaljert, skisserer fig. 5 en forstørret skisse av stempelet 150 i kontakt med en verktøyarm 160 i den utstrakte stillingen. Det vises først til stempelet 150 hvor kamdelene 153,155, 157 hver fortrinnsvis innbefatter en bratt avskrådd overflate 251, 254, 258 og en hovedsakelig plan overflate, henholdsvis 253, 255, 257. De bratt avskrådde overflatene 251, 254, 258 kan ha en skråning på 20°, og den hovedsakelig plane overflaten 253, 255, 257 kan ha en helning i området fra omkring 0-5°, f.eks. Med hensyn til armene 160 innbefatter bladene 162,164,166 hvert en avskrådd flate, henholdsvis 261, 263, 265; og en hovedsakelig plan bunnflate, henholdsvis 262, 264, 266. Som skissert på fig. 1, befinner bladene 162, 164, 166 seg i hakk 151 mellom stempelkamdelene 153, 155, 157 når armen 160 er i den tilbaketrukne stillingen. Når stempelet 150 imidlertid begynner å bevege seg nedover, kommer de avskrådde bladoverflatene 261, 263, 265 i kontakt med de bratt avskrådde overflatene, henholdsvis 251, 254, 258, for å begynne å bevege armen 160 radialt utover. Stempelet 150 vil fortsette å bevege seg nedover inntil stempelfoten 156 kommer i kontakt med skulderen 129 inn i fordypningen 128, som svarer til den fullstendig utstrakte stillingen av armen 160. Forspenningsfjæren 140 understøtter dermed ikke i sin helhet vekten av stempelet 150, men i stedet understøtter legemet 120 også vekten av stempelet 150 ved skulderen 129.

Når bladene 162, 164, 166 er i den ekspanderte stillingen på fig. 3 og fig. 5, er hovedsakelig plane overflater 253, 255, 257 på stempelkamdelene, henholdsvis 153, 155,157, i kontakt med hovedsakelig plane bunnflater 262, 264, 266 på de sylindriske bladene, henholdsvis 162,164, 166. De hovedsakelig plane flatene 253, 255, 257 på stempelet 150 utøver en mekanisk kraft mot de plane bunnflatene 262, 264, 266 for å holde bladene 162, 164, 166 i den ekspanderte stillingen. I motsetning til konvensjonelle ekspanderbare verktøy som i sin helhet beror på hydraulisk trykk for å holde bladene mot formasjonen, beror det konsentriske, ekspanderbare utvidelsesboret 100 på hydraulisk trykk for å skyve stempelet 150, men de hovedsakelig plane overflatene 253, 255, 257 på stempelet 150 virker mekanisk mot bladene 162, 164, 166 til å holde dem på plass når de skjærer inn i formasjonen. Uttrykt ved aktivering virker dermed det hydrauliske trykket ikke direkte på armene 160, men virker i stedet på stempelet 150 som så mekanisk virker på armene 160 for å bevege dem til den ekspanderte stillingen så vel som å holde armene 160 i den ekspanderte stillingen for å utvide borehullet 50.

I den ekspanderte stillingen på fig. 3-4, tillater dysene 125 som rager ut ved en vinkel gjennom veggen 122 i legemet 120, fluid å strømme fra strømningsboringen 105 inn i brønnringrommet 75, og dette tjener to formål. Når stempelet 150 blir beveget nedover for å strekke ut armene 160, innrettes nemlig stempelåpningene 158 med dysene 125 i legemets vegg 122 slik at fluid kan strømme utover fra strømningsboringen 105 i verktøyet til brønnringrommet 75. Fordi dysene 125 er vinklet, vil fluid strømme over bladene 164, 166 for å kjøle og rense skjærestrukturene 180.1 tillegg vil operatøren på overflaten få en indikasjon på at verktøyet 100 er i den ekspanderte stillingen, på grunn av trykkfallet som forårsakes av innrettingen av åpningene 158 og dysene 125 for å tillate fluidkommunikasjon mellom strømningsboringen 105 og ringrommet 75.

Når overflatepumpene blir slått av for å fjerne trykket på det ekspanderbare verktøyet 100, vil forspenningsfjæren 140 utøve et trykk oppover mot skulderen 134 på hylsen 130 for å skyve hylsen 130 og stempelet 150 oppover. Kamoverflatene 153, 155, 157 på stempelet 150 virker ikke lenger mot de hovedsakelig plane bunnflatene 262, 264, 266 på bladene 162,164,166. Stempelet 150 beveger seg til en stilling hvor hakkene 151 er innrettet med bladene 162, 164, 166 for derved å gi rom for armen 160 til å bevege seg tilbake inn i den tilbaketrukne stillingen på fig. 1-2. Radialfjærene (ikke vist) under svalehaleblokkene 170,172 presser i virkeligheten armen 160 tilbake inn i den tilbaketrukne stillingen. Kombinasjonen av stempelet 150 og hylsen 130 beveges derfor oppover på grunn av kraften til forspenningsfjæren 140, og armene 160 tilbaketrekkes separat via et annet sett med radialfjærer bak svalehaleblokkene 170, 172.

Det ekspanderbare verktøyet 100, som er beskrevet ovenfor, har flere viktige trekk og fordeler. Det løser f.eks. de problemer som oppleves med bisenterkroner og vingeutvidelsesbor fordi det er utformet for å forbli eksentrisk anordnet inne i borehullet 50. Spesielt innbefatter verktøyet 100 fortrinnsvis tre utstrekkbare armer 160 omkretsmessig atskilt ved den samme aksiale posisjon på verktøyet 100.1 en utførelsesform vil den omkretsmessige avstanden være 120° fra hverandre. Denne utformingen med tre armer tilveiebringer et utvidelsesverktøy 100 med fullstendig diameter som forblir sentralisert i borehullet 50 til alle tider. Et annet trekk ved det ekspanderbare verktøyet 100 er evnen til å fremskaffe en hydraulisk indikasjon til overflaten, for derved å informere operatøren om verktøyet 100 er i den tilbaketrukne stillingen som er vist på fig. 1-2 eller den ekspanderte stillingen som er vist på fig. 3-4. Videre har verktøyet 100 meget få bevegelige deler. Spesielt beveges bare stempelet 150, hylsen 130 og armene 160 i motsetning til andre verktøy som kan ha så mange som førti (40) bevegelige deler. Fordi det er forholdsvis færre deler og også fordi armene 160 beveges radialt i stedet for både radialt og aksialt, kan derfor det ekspanderbare verktøyet 100 være betydelig kortere enn konvensjonelle ekspanderbare verktøy. Det ekspanderbare verktøyet 100 kan f.eks. være omkring 4 fot langt sammenlignet med andre verktøy som har en lengde i området opp til omkring 14 fot. Verktøyet 100 beror videre ikke i sin helhet på en eneste aktiveringsteknikk for å ekspandere armene 160, men kombinerer i stedet hydrauliske og mekaniske aktiveringsteknikker for å gi en mer robust aktiveringsmekanisme. Siden verktøyet 100 ikke virker ene og alene ved hjelp av hydraulisk trykk, må formasjons-styrken overvinne den mekaniske styrken til bladene 162,164,166 ved å virke mot stempelet 150 for å slå sammen armene 160. Bladene 162, 164,166 strekker seg videre ut samtidig fordi stempelet 150 har tre kamdeler 153, 155, 157 som samtidig kommer i kontakt med de tre sylindriske bladene 162, 164, 166.1 tillegg blir verktøyet 100 aktivert fullstendig uavhengig av vekt på borkronen, slik at komponentene til verktøyet 100 ikke må operere og understøtte eventuelle anordninger under dem samtidig med å ekspandere verktøyet 100, og som sørger for at verktøyet 100 blir plassert et eller annet sted inne i boringsenheten.

Det vises nå til fig. 6-7 hvor det er skissert tverrsnittsskisser av en annen utførel-sesform av foreliggende oppfinnelse, generelt betegnet som 500, i henholdsvis den tilbaketrukne og den ekspanderte stillingen. Fig. 6A og 7A skisserer forstørrede sideriss i tverrsnitt av en del av henholdsvis fig. 6 og fig. 7, som skisserer de trykkompenserende egenskapene til verktøyet 500. Mange komponenter i verktøyet 500 er de samme som komponentene til den første utførelsesformen av verktøyet 100, og disse komponentene har fortsatt de samme henvisningstall. Det er imidlertid flere forskjeller, hvorav noen kan være innbefattet i den første utførelsesformen av verktøyet 100 også. Istedenfor et legeme 120 i ett stykke med en koplingsdel 126 for tilkopling til en boringsenhetskomponent (ikke vist), omfatter i stedet hver utførelsesform av det ekspanderbare verktøyet 100, 500 et verktøylegeme 520 koplet via gjenger 522 til en nedre seksjon 525. Den nedre seksjonen 525 innbefatter en nedre koplingsdel 528 for tilkopling via gjenger 526 til en annen komponent av boringsenheten (ikke vist). Ved sammenkopling av verktøyet 500 til en annen boringsenhetskomponent, kan den nedre seksjon 525 eller gjengene 526 på koplingsdelen 528 skades. Når slik skade inntreffer, kan den nedre seksjon 525 lett fjernes fra legemet 520 og erstattes uten å måtte erstatte selve legemet 520. Den nedre seksjon 525 er derfor forsynt med en utskiftbar komponent som beskytter verktøylegemet 520 fra skader.

Istedenfor skjærbolter 107 som er posisjonert ved armene 160, kan hver utførel-sesform av det ekspanderbare verktøyet 100, 500 videre innbefatte en skjærhylse 590 anordnet inne i verktøylegemet 520 under fjærhylsen 130 for å holde tilbake skjærbolter 107. Som vist på fig. 6 og 6A, når verktøyet 500 er i den tilbaketrukne stillingen, rager skjærboltene 107 radialt utover fra skjærhylsen 590 for å komme i kontakt med en øvre overflate 529 på den nedre seksjon 525.

Istedenfor et stempel 150 i ett stykke, kan i tillegg en utførelsesform av det ekspanderbare verktøyet 100, 500 omfatte tre separate komponenter: en stempeldriver 550, en stempelkopling 540 og en o-ringhylse 530. Stempeldriveren 550 er i kontakt med stempelkoplingen 540 via gjenger 542, og o-ringhylsen 530 er forbundet med stempelkoplingen 540 via gjenger 534. Stempeldriveren 550 innbefatter kamdelene 153, 155, 157 som driver armene 160 utover, stempelkoplingen 540 innbefatter åpningene 158 som er innrettet med dysene 125 når verktøyet 500 er i den ekspanderte stillingen, og o-ringhylsen 530 er i tettende kontakt med verktøylegemet 520 ved o-ringtetningene 104, 106,108. Disse tre stempeldelene 550, 540, 530 er således anordnet separat for å lette fremstillingen og for å virke sammen til å utføre hovedsakelig de samme funksjoner som stempelet 150 som er skissert på fig. 1-4.

I motsetning til verktøyet 100 på fig. 1-4, er det trykkompenserte verktøyet 500 hovedsakelig forseglet og fylt med olje istedenfor med borefluid fra brønnringrommet 75. Istedenfor å ha åpninger 144 som strekker seg gjennom veggen 122 i legemet 120 inn i fjærkammeret 142, som skissert på fig. 1-4, omfatter derfor det trykkompenserte verk-tøyet 500 en trykkompenseringsenhet 565 med en fjærsokkel 560 på den øvre enden, en kompenseringshylse 580 på den nedre enden og et flytende kompenseringsstempel 570 mellom disse. Fjærsokkelen 560 er via gjenger 562, 564 forbundet med verktøylegemet 520 og med kompenseringshylsen 580. Kompenseringshylsen 580 er i tettende kontakt med verktøylegemet 520 og fjærhylsen 130 ved henholdsvis pakninger 582, 584. Det flytende stempelet 570 er i tettende kontakt med verktøylegemet ved tetning 572 og i tettende kontakt med kompenseringshylsen 580 ved tetninger 574, 576.

Det flytende stempel 570 omfatter en øvre overflate 573 eksponert for et oljefylt kammer 542 og en nedre overflate 575 eksponert for fluid fra brønnringrommet 75 som kommer inn i verktøyet 500 gjennom en åpning 544 som strekker seg fra verktøylegemet 520 over kompenseringshylsen 580. Olje fyller verktøyet 500 fra den øvre flaten 573 på det flytende stempelet 570, gjennom fjærkammeret 142 og gjennom et gap 532 i o-ringhylsen 530, inn i lommene 127 og den aksiale fordypningen 128 i verktøylegemet 520 for å omgi stempeldriveren 550. Åpningen 544 tillater fluid fra brønnringrommet 75 komme inn i og forsvinne ut av verktøyet 500 for å tillate volumendringer i den oljefylte delen av verktøyet 500 når armene 160 blir ekspandert eller trukket tilbake. Det flytende stempelet 570 har en viss slaglengde inne i kammeret 542 for å tillate volumforskyvning når forspenningsfjæren 140 beveger seg inne i det oljefylte fjærkammeret 142. Trykkompenseringsenheten 565 kompenserer således for brønnhullstrykk og volum endringer mellom den tilbaketrukne stillingen av verktøyet 500 som er skissert på fig. 6 og 6A, og den ekspanderte stillingen av verktøyet 500 som er skissert på fig. 7 og 7A.

Under drift blir verktøyet 500 kjørt inn i brønnhullet 50 i den tilbaketrukne stillingen på fig. 6 og 6A, og fordi den nedre overflaten 575 til det flytende stempelet 570 blir eksponert for brønnringromstrykket via åpningen 544, blir en kraft utøvet på det flytende stempelet 570 for derved å komprimere oljen inne i verktøyet 500. Når borefluid blir inn-ført fra overflaten inn i strømningsboringen 105 i verktøyet 500, vil differensialtrykk mellom verktøystrømboringen 105 og brønnringrommet 75 få stempeldriveren 550, stempelkoplingen 540 og fjærhylsen 130 til å utøve en nedadrettet kraft på skjærhylsen 590 inntil differensialtrykket er tilstrekkelig til å kutte skjærboltene 107. Skjærhylsen 590 vil så bevege seg nedover inn i et område med utvidet boring 527 i den nedre seksjon 525 som skissert på fig. 7 og 7A, for derved å tilveiebringe et gap 595 mellom fjærhylsen 130 og skjærhylsen 590.1 mellomtiden vil de kuttede delene av skjærboltene 107 bli innfanget i et område 585 anordnet mellom den nedre seksjon 525 og kompenseringshylsen 580. Når stempeldriveren 550 og stempelkoplingen 540 så beveges nedover mot forspenningsfjæren 140 for å strekke ut armene 160 som skissert på fig. 7, strømmer olje fra fjærkammeret 140 inn i det oljefylte kammeret 542 for å utøve trykk på det flytende stempelet 570. Det flytende stempelet 570 vil således bli beveget aksialt mens det skyver borefluid ut gjennom åpningene 544 inn i ringrommet 75 for å kompensere for volum-endringen i fjærkammeret 142.

Ved fjerning av en av utførelsesformene av det ekspanderbare verktøyet 100, 500 fra borehullet 50, er én av de sviktsikre mekanismene muligheten til at armene 160 kan slås sammen hvis radialfjærene bak svalehaleblokkene 170, 172 svikter. Som tydeligst vist på fig. 3 og fig. 7, innbefatter det øvre sylinderiske bladet 162 en øvre skråflate 161 som vil komme i kontakt med foringsrøret hvis armen 160 fremdeles er i den utstrakte stillingen når verktøyet 100, 500 blir hevet ut av borehullet 50. Ved kontakt med forings-røret på den avskrådde flaten 161 vil armen 160 bli presset innover når verktøyet 100, 500 trekkes oppover gjennom foringsrøret.

En annen sviktsikker opphentingsmulighet vil være å strekke ut en gripe-mekanisme på en kabel gjennom verktøyboringen 105 for feste til den nedre ende 136 av fjærhylsen 130 hvis forspenningsfjæren 140 skulle svikte. Kabelen trekker stempelet 150 og fjærhylsen 130, eller alternativt stempeldriveren 550, stempelkoplingen 540 og fjærhylsen 130, oppover for innretting av stempelhakkene 151 med bladene 162, 164, 166 for derved å gjøre det mulig for armene 160 å trekke seg tilbake via radialfjærene bak svalehaleblokkene 170,172.

Hvis de hovedsakelig plane stempelflatene 253, 255, 257 er anordnet med en helling større enn 0°, slik som f.eks. 5°, kan armene 160 bli foldet sammen hvis forspenningsfjæren 140 svikter, eller hvis radialfjærene svikter, eller begge deler. Mer detaljert, når det ekspanderbare verktøyet 100, 500 blir løftet ut av borehullet 50, vil de øvre sylindriske bladene 162 komme i kontakt med foringsrøret ved den avskrådde overflaten 161, og kraften fra foringsrøret på armene 160 vil få bladene 162, 164, 166 til å virke mot stempelflatene 253, 255, 257 som har en helning på 5°. Stempelet 150 eller stempeldriveren 550 vil derved bli presset oppover for å innrette stempelhakkene 151 med bladene 162, 164, 166 slik at armene 160 kan trekkes tilbake enten ved hjelp av radialfjærene, eller hvis radialfjærene har sviktet, ved hjelp av kraften fra foringsrøret når verktøyet 100, 500 blir løftet oppover gjennom foringsrøret.

I forskjellige utførelsesformer er følgelig det ekspanderbare verktøyet 100, 500 spesielt utformet for ikke å bli fastkilt i borehullet 50 eller sitte fast i den ekspanderte stillingen.

Det vises nå til fig. 8 hvor et sideriss i tverrsnitt gjennom den bevegelige armen 160 er skissert mer detaljert. Armen 160 omfatter en strukturell bærebjelke 165 med blader 162, 164,166 i ett stykke koplet til denne. O-ringspor 163 er anordnet på hvert av bladene 162, 164, 166. Fig. 9 skisserer et sideriss i tverrsnitt gjennom en annen utførel-sesform av en bevegelig arm 300 som kan benyttes istedenfor den bevegelige armen 160 i én av utførelsesformene 100, 500 av det ekspanderbare verktøyet. Den bevegelige armen 300 omfatter den samme strukturelle bærebjelke 165, men istedenfor av blader 162,164,166 i ett stykke forbundet med denne, omfatter den bevegelige armen 300 fikserte bladdeler 302, 304, 306 forbundet med bærebjelken 165 og fjernbare bladdeler 312, 314, 316 forbundet med de fikserte bladdelene 302, 304, 306. Bærebjelken 165 og de fikserte bladdelene 302, 304, 306 danner dermed en indre arm 310 anordnet inne i legemet 120, 520, og de fjernbare bladdelene 312, 314, 316, kan løsgjøres fra den indre armen 310, som vist på fig. 10. Det er flere fordeler ved den alternative, bevegelige armen 300. For det første er de fjernbare bladdelene 312, 314, 316 en annen sviktsikker anordning for fjerning av verktøyet 100, 500 fra borehullet hvis verktøyet 100, 500 skulle bli fastkilt i den ekspanderte stillingen. Spesielt ved å trekke verktøyet 100, 500 oppover i borehullet 50, vil de fjernbare bladdelene 312, 314, 316 komme i kontakt med forings- røret og ganske enkelt rive dem av den indre armen 310 slik at verktøyet 100, 500 så kan fjernes.

De bevegelige armene 300 sørger også for mer fleksibilitet når det gjelder å ekspandere verktøyet 100, 500 til en annen diameter. Den indre armdelen 310 beveger seg alltid radialt utover med den samme avstand; mens de fjernbare bladdelene 312, 314, 316 kan rage ut forbi legemet 120, 520 og kan anordnes i forskjellige dimensjoner avhengig av den ønskede, utvidede diameteren til det utvidede borehull. Istedenfor å erstatte hele den bevegelige standardarmen 160 hver gang en annen borehullsdiameter er nødvendig, kan derfor operatøren ganske enkelt forandre de bevegelige bladdelene 312, 314, 316 og en liste over forskjellige diameterstørrelser kan være tilveiebrakt på riggstedet. De fjernbare bladdelene 312, 314, 316 er forholdsvis små og billige i motsetning til å skifte ut en hel arm 160 i ett stykke. Hvis f.eks. diameteren til et ekspanderbart standardverktøy 100, 500 har en driftdiameter på 215,9 mm (8,5 tommer), kan verktøyet 100, 500 være i stand til å utvide et borehull til en diameter på omkring 251 mm (9<7>/8tommer), i hvilket tilfelle borehullet kan utvides til en diameter på omkring 310 mm (I2V4tommer). De bevegelige armene 300 rager dermed alltid ut med den samme avstand, men avhengig av størrelsen av de utskiftbare bladdelene 312, 314, 316, kan diameteren til det utvidede borehullet endres på tilsvarende måte.

Nok en annen fordel ved den alternative, bevegelige armen 300 er at putene 190 og skjærestrukturene 180 kan optimaliseres for en spesiell formasjon siden de utskiftbare bladdelene 312, 314, 316 kan fjernes og erstattes på en enkel måte. De fjernbare bladdelene 312, 314, 316 i den alternative, bevegelige armen 300 kan følgelig omfatte en rekke strukturer og utforminger som utnytter et antall forskjellige materialer. Når verktøyet 100, 500 blir brukt i en utvidelsesfunksjon, kan det tilveiebringes en rekke forskjellige skjærestrukturer avhengig av formasjonskarakteristikkene. Skjærestrukturene 180 for utvidelse og tilbakeutvidelse er spesielt utformet for den spesielle skjærefunksjonen. Skjærestrukturene 180 omfatter mer spesielt de skjærestrukturer som er beskrevet og angitt i en ikke avgjort US-patentsøknad med nr. 09/924,961, inngitt 8. august 2001, med tittel " Advanced Expandable Reaming Tool", overdratt til Smith International, Inc., som herved inkorporeres ved referanse for alle formål.

Figur 11 illustrerer et annet trekk ved det ekspanderbare verktøyet 100, 500.1 motsetning til konvensjonelle ekspanderbare verktøy som enten svikter når det gjelder å innbefatte en målepute 190, eller svikter når det gjelder å innbefatte skjærestrukturer, slik som kuttere 192 nær måleputen 190, muliggjør spesielt det foreliggende ekspanderbare verktøy 100, 500 utmerket varighet og stabilitet. Riktige måleputer 190 blir spesielt tilveiebrakt samtidig med aggressive skjærestrukturer 192 nær måleputen 190 slik at hver utførelsesform av de bevegelige armene 160, 300 kan bevege seg fra den tilbaketrukne til den ekspanderte stillingen mens verktøyet 100, 500 forblir i den samme aksiale posisjon i brønnhullet 50.

Figur 11 viser mer detaljert et grunnplanriss av tre eksempler på armer 160A, 160B, 160C anordnet side om side for illustrasjonsformål. Disse armene 160A, 160B, 160C vil imidlertid i virkeligheten være asimutalt atskilt fra hverandre omkring omkretsen til et verktøylegeme 120, 520. For at armene 160A, 160B, 160C skal kunne strekkes ut uten boring foran i borehullet 50, må en aggressiv sideskjæringsstruktur 192 anordnes. Det er imidlertid ikke ønskelig at hele måleseksjonen som tilveiebringes ved kombinasjonen av overflatene 162A, 162B 162C skal omfatte en aggressiv sideskjæringsstruktur 192 siden dette kan føre til dårlig slitasjebestandighet. Fig. 11 skisserer derfor et eksempel på en måleutforming utformet for å oppnå aggressiv sideskjæring mens det beholdes et godt måleputeareal med hensyn på stabilitet og varighet. Måleoverflaten 162A til den ekspanderbare armen 160A innbefatter spesielt et øvre måleputeområde 190A, to kuttere 192A i midten, og et nedre måleputeområde 190A. Måleflaten 162B til den ekspanderbare armen 160B innbefatter et måleputeområde 190B over to kuttere 192B. Måleroverflaten 162C for den ekspanderbare armen 160C innbefatter et øvre måleputeområde 190C, en enkelt midtre kutter 192C og et nedre måleputeområde 190C. Måleroverflaten 162A, 162B, 162C til armene 160A, 160B, 160C omfatter dermed i kombinasjon en fullstendig overlapping mellom en aggressiv skjærestruktur 192 og en fullstendig overlapping av en glatt målepute 190 for stabilitet og varighet. I en annen utførelsesform kan måleroverflatene, henholdsvis 162A, 162C til armene 160A, 160C omfatte hele måleputeområdet 190, mens måleroverflaten 162B til armen 160B kan omfatte alle kutterne 192. Forskjellige andre utførelsesformer kan også tilveiebringes for å oppnå det samme formål. Uansett utformingen av måleroverflatene 162A, 162B, 162C, kan tilbakeutvidelseskuttere 194A, 194B, 194C også være anordnet på øvre avskrådde flater 161 A, 161B, 161C på hver av de tre armene 160A, 160B, 160C. Som en vanlig fagkyndig på området lett vil forstå, kan alternative bevegelige armer 300 også benyttes istedenfor de bevegelige armene 160A, 160B, 160C som er beskrevet ovenfor. Figur 12-15 skisserer forstørrede sideriss i tverrsnitt for en utførelsesform av et eksempel på en prosjektilaktiveringsmekanisme 600 for selektivt å ekspandere en utførelsesform av verktøyet 100, 500 uten å benytte skjærbolter 107. Fig. 13-16 skisser spesielt en rekke aktiveringsanslag for eksempelet på prosjektilaktiveringsmekanismen 600, som er anordnet i strømningsboringen 114 til den øvre seksjonen 110 og som rager inn i strømningsboringen 152 til verktøystempelet 150, 550. Prosjektilaktiveringsmekanismen 600 omfatter en glidehylse 650 forspent oppover ved hjelp av en aksialfjær 640 anordnet i et oljefylt fjærkammer 642. Glidehylsen 650 omfatter en stempeldel 655 med en indre avskrådd overflate 654, en sylindrisk legemsdel 656 og en strømningboring 652 som strekker seg gjennom begge delene 655, 656. Glidehylsen 650 strekker seg inn i en indre fordypning 115 i verktøystempelet 150, 550, idet fordypningen 115 innbefatter en skulder 117 for å begrense den nedadgående bevegelsen til glidehylsen 650. Glidehylsen 650 kommer i tettende inngrep med den øvre seksjonen 110 ved 604, 606 og i tettende inngrep med verktøystempelet 150, 550 ved 608. Åpninger 644 strekker seg gjennom veggen 112 til den øvre seksjonen 110 for å tilveiebringe fluidkommunikasjon mellom strømningsboringen 114 i den øvre seksjonen og en plan, øvre flate 605 av verktøystempelet 150, 550. Et prosjektil 610 er aktiveringsanordningen og omfatter en nedre avskrådd overflate 614, en øvre plan overflate 616 og en boring 612 som strekker seg gjennom dette. Figur 12 skisserer prosjektilaktiveringssystemet 600 med glidehylsen 650 og stempelet 150, 550 i sine øvre stillinger som svarer til den tilbaketrukne stillingen av verktøyet 100, 500. Når operatøren ønsker å aktivere verktøyet 100, 500 og strekke ut de bevegelige armene 160, 300, blir prosjektilet 610 sluppet ned i brønnhullet fra overflaten. På fig. 12 har prosjektilet 610 nesten nådd glidehylsen 650 som blokkerer fluidåpningene 644 slik at borefluid strømmer nedover fra overflaten gjennom prosjektilboringen 612, gjennom glidehylseboringen 652 og gjennom stempelstrømningsboringen 152 som skissert ved hjelp av strømningspilene. Stempelet 150, 550 har derfor ikke beveget seg nedover for å drive armene 160 til verktøyet 100 radialt utover fra den tilbaketrukne stillingen. Figur 13 skisserer prosjektilet 610 akkurat idet den nedre, avskrådde prosjektil-flaten 614 treffer den øvre, indre avskrådde flaten 654 inne i stempeldelen 655 til glidehylsen 650. På figur 13 blokkerer glidehylsen 650 fremdeles fluidåpningene 644 slik at borefluid strømmer gjennom prosjektilboringen 612, gjennomglidehylseboringen 652 og nedover gjennom stempelstrømningsboringen 152 som skissert ved hjelp av strømnings-pilene. Stempelet 150, 550 er derfor ikke blitt flyttet nedover for å drive armene 160 i verktøyet 100 radialt utover fra den tilbaketrukne stillingen. Figur 14 skisserer prosjektilaktiveringsmekanismen 600 etter at prosjektilet 610 har flyttet glidehylsen 650 nedover på grunn av trykk oppbygd bak kulen 610 på grunn av borefluid som pumpes fra overflaten. Trykket fra borefluidet på den plane øvre overflaten 616 til prosjektilet 610, som nå ligger an mot glidehylsen 650, får prosjektilet 610 og glidehylsen 650 til å bevege seg nedover mot aksialfjæren 640. Glidehylsen 650 vil slutte å bevege seg nedover når den nedre ende av hylselegemet 656 kommer i kontakt med skulderen 117 inne i fordypningen 115 i verktøystempelet 150, 550. Ved å bevege seg nedover, åpner glidehylsen 650 åpningene 644 slik at en liten strømningsmengde kan bevege seg rundt prosjektilet 610 og inn i åpningene 644 som skissert ved hjelp av strømningspiler på fig. 14. Det gjenværende fluidet fortsetter langs strømningsbanen gjennom prosjektilstrømningsboringen 612, gjennom strømningsboringen 652 i glidehylsen og nedover inn i strømningsboringen 152 i verktøystempelet.

Som skissert på fig. 15 vil trykket til borefluidet som strømmer gjennom åpningene 644 og virker mot den øvre flaten 605 til verktøystempelet 150, 550, få stempelet 150,

550 til å bevege seg nedover for derved å danne et gap 205 mellom den øvre seksjonen 110 og stempelet 150, 550. Den nedadgående bevegelse av stempelet 150, 550 strekker ut armene 160, 300 i verktøyet 100, 500 som beskrevet tidligere. Når prosjektilet 610 ikke ligger an mot glidehylsen 650, vil fluidet kort sagt strømme direkte gjennom verktøyet 100, 500 slik at armene 160 ikke vil bli strukket ut. Når imidlertid prosjektilet 610 blir sluppet inn i borehullet 50 og kommer i kontakt med glidehylsen 650, vil trykk på den øvre overflaten 616 til prosjektilet 610 treffe prosjektilet 610 og glidehylsen 650 nedover for derved å åpne sideåpninger 644 gjennom veggen til den øvre seksjonen 112 for å tillate fluidtrykk mot den øvre overflaten 605 til stempelet 150, 550. Dette fluidtrykket får stempelet 150, 550 til å bevege seg nedover og strekke ut armene 160 til den ekspanderte stillingen. Prosjektilaktiveringsmekanismen 600 eliminerer derved behovet for skjærbolter 107 fordi stempelet 150, 550 ikke vil bli aktivert før prosjektilet 610 blir sluppet ned i borehullet 50 og hviler mot glidehylsen 650.

I en annen utførelsesform har prosjektilet 610 ingen gjennomgående boring 612, slik at når prosjektilet 610 hviler på glidehylsen 650, blir all strømning blokkert gjennom verktøyet inntil prosjektilet 610 og glidehylsen 650 blir beveget nedover for å åpne åpninger 644, og strømmer så gjennom åpningene 644 for å få stempelet 150, 550 til å bevege seg nedover bort fra den øvre seksjonen 110.1 nok en annen utførelsesform er det ingen åpninger 644 gjennom den øvre seksjonen 110, og glidehylsen 650 er enten i kontakt med eller forbundet med verktøystempelet 150, 550.1 denne utførelsesformen, når prosjektilet 610 hviler på glidehylsen 650, vil glidehylsen 650 bevege seg nedover og dermed forårsake nedadgående bevegelse av verktøystempelet 150, 550. Figurene 16-18 skisserer forstørrede sideriss i tverrsnitt gjennom en utførelses-form av et eksempel på en sentrifugalaktiveringsmekanisme 700 som muliggjør selektiv ekspansjon av verktøyet 100, 500 uten å benytte skjærbolter 107. Figurene 16-18 skisserer spesielt en rekke aktiveringsanslag for sentrifugalaktiveringsmekanismen 700, som er anordnet i strømningsboringen 114 til den øvre seksjon 110 og som strekker seg inn strømningsboringen 152 til verktøystempelet 150, 550. Sentrifugalaktiveringsmekanismen 700 omfatter en glidehylse 750 forspent oppover ved hjelp av en aksialfjær 740 anordnet i et oljefylt fjærkammer 742. Glidehylsen 750 omfatter en stempeldel 755 med en plan øvre overflate 715 og et sidehakk 754, en sylindrisk legemsdel 756 og en strømningsboring 752 som strekker seg gjennom begge delene 755, 756. Glidehylsen 750 strekker seg inn i en indre fordypning 115 i verktøystempelet 150, 550, idet fordypningen 115 innbefatter en skulder 117 for å begrense den nedadgående bevegelsen til glidehylsen 750. Glidehylsen 750 er i tettende inngrep med den øvre seksjon 110 ved 704, 706 og i tettende kontakt med verktøystempelet 150, 550 ved 708. Åpninger 644 strekker seg gjennom veggen 112 i den øvre seksjonen 110 og tilveiebringer fluidkommunikasjon mellom strømningsboringen 114 i den øvre seksjon og en plan, øvre flate 605 på verktøystempelet 150, 550. Sentrifugalaktiveringsmekanismen 700 omfatter videre en låseenhet 710 anbrakt i et oljefylt hulrom 116 i veggen 112 til den øvre seksjonen 110. Låseenheten 710 omfatter en ytre flate 720, et tungt, T-formet element 730 og en radialfjær 745. Det T-formede elementet 730 kan bevege seg radialt og er anordnet på lineære lagre, 726, 728 som omgir føringstapper 722, 724 som rager opp fra platen 720. Figur 16 skisserer sentrifugalaktiveringsmekanismen 700 med glidehylsen 750 i den øvre låste stilling og stempelet 150, 550 i dets øvre stilling, svarende til den tilbaketrukne stillingen av verktøyet 100, 500. Det T-formede organet 730 er forspent radialt innover i forhold til platen 720 ved hjelp av radialfjæren 745, og en låsedel 734 på det T-formede elementet 730 er i kontakt med sidehakket 754 på glidehylsen 750.1 denne posisjonen blokkerer glidehylsen 750 åpningene 644, som strekker seg gjennom veggen 112 i den øvre seksjonen 110 mellom strømningsboringen 114 i den øvre seksjonen og en plan øvre overflate 605 på stempelet 150, 550.

Under drift vil sentrifugalaktiveringsmekanismen 700 bare frigjøre låseenheten 710 og tillate stempelet 150, 550 å bevege seg nedover for å strekke ut verktøyarmene 160, 300 hvis borestrengen (ikke vist) som er koplet til den øvre seksjonen 110, blir rotert fra overflaten før start av overflatepumpen. Under normale boringsforhold blir overflatepumpen startet før borestrengen blir rotert. Hvis derfor overflatepumpene blir slått på først, vil sentrifugalaktiveringsmekanismen 700 forbli låst som skissert på fig. 16, og det ekspanderbare verktøyet 100, 500 vil forbli låst i den tilbaketrukne stillingen.

For å frigjøre låseenheten 710 som skissert på fig. 17, må borestrengen roteres før overflatepumpen settes i gang. Ved å dreie borestrengen med en tilstrekkelig hastig-het, vil sentrifugalkraften som virker på det T-formede elementet 730 få det til å gli radialt utover mot radialfjæren 745 og langs glidetappene 722, 724 hjulpet av glidelagrene 726, 728. Det er ventet at 120-125 omdreininger pr. minutt (RPM) av borestrengen vil være tilstrekkelig til å få det T-formede elementet 730 til å bevege seg radialt utover og bli frigjort fra glidehylsen 750. Når låsedelen 734 til det T-formede elementet 730 er blitt frigjort fra sidehakket 754 i glidehylsen 750, så kan overflatepumpen slås på mens borestrengen fortsetter å rotere. Glidehylsen 750 er da fri til å bevege seg aksialt nedover mot aksialfjæren 740 for å reagere på borefluidtrykket som virker på den øvre overflaten 715 til glidehylsen 750. Glidehylsen 750 vil slutte å bevege seg nedover når den nedre enden av hylselegemet 756 kommer i kontakt med skulderen 117 inne i fordypningen 115 i verk-tøystempelet 150, 550. Den nedadgående bevegelsen av glidehylsen 750 til den stilling som er vist på fig. 17, åpner fluidåpningene 644 for å tillate strømning gjennom disse.

Figur 18 skisserer låseenheten 710 i den frigjorte stillingen, med glidehylsen 750 beveget oppover for å komprimere aksialfjæren 740. Fluid strømmer gjennom åpningene 644 i veggen 112 til den øvre seksjon 110 for kontakt med den øvre platen 605 på stempelet 150, 550 for derved å få dette til å bevege seg nedover bort fra den øvre seksjon 110 slik at det dannes et gap 205. Den nedadgående bevegelsen av stempelet 150, 550 får verktøyarmene 160, 300 til å strekke seg ut. Sentrifugalaktiveringsmekanismen 700 eliminerer derfor behovet for skjærbolter 107 fordi stempelet 150, 550 ikke vil bli aktivert før låseenheten 710 blir frigjort fra glidehylsen 750 ved å rotere borestrengen før igangsetting av overflatepumpene.

Claims (20)

1. Ekspanderbart brønnhullsverktøy for bruk med en boringsenhet i et brønnhull, omfattende: et rørformet legeme (120; 520); minst én bevegelig arm (160; 300) anordnet inne i det rørformede legeme (120;

520) og som kan forflyttes radialt mellom en tilbaketrukket stilling og en brønnhulls-engasjerende stilling; og minst ett stempel (150; 550) innrettet for mekanisk å understøtte den minst ene bevegelige armen (160; 300) i en radialt utover- eller utadgående retning i den brønn-hullsengasjerende stillingen når en motsatt kraft blir utøvet, karakterisert vedat: det minst ene stempel (150; 550) er aksialt bevegelig som reaksjon eller respons på et differensialtrykk mellom en aksial strømningsboring i verktøyet og brønnhullet, at en glidehylse er forspent for å isolere det minst ene stempel (150; 550) fra en fluid-strømning i den aksiale strømningsboring, for derved å hindre den minst ene bevegelige arm (160; 300) fra å bevege seg mellom den tilbaketrukne stillingen og den brønnhulls-engasjerende stillingen, og at en åpning eller port er i fluidkommunikasjon med strømningsboringen og det minst ene stempel (150; 550).

2. Verktøy ifølge krav 1, hvor det rørformede legeme (120; 520) videre omfatter minst én lomme (127) for lagring av den minst ene bevegelige arm (160; 300) i den tilbaketrukne stillingen.

3. Verktøy ifølge krav 1, hvor den minst ene bevegelige armen (160; 300) omfatter et antall bevegelige armer.

4. Verktøy ifølge krav 1, hvor den minst ene bevegelige armen (160; 300) omfatter minst ett sett med skjærestrukturer (180; 192) for utvidelse av brønnhullet i den brønn-hullsengasjerende stillingen.

5. Verktøy ifølge krav 1, videre omfattende minst én målepute (190) for å stabilisere boringsenheten i den borehullsengasjerende stillingen.

6. Verktøy ifølge krav 5, hvor den minst ene målepute (190) er fjernbar og utskiftbar.

7. Verktøy ifølge krav 5, videre omfattende kuttere (192) ved siden av den minst en målepute (190).

8. Verktøy ifølge krav 1, videre omfattende en nedslippbar eller pumpbar drivanordning for å innrette glidehylsen, slik at den eksponerer det minst ene stempel (150;

550) for den aksiale strømningsboring.

9. Verktøy ifølge krav 1, hvor den minst ene bevegelige arm (160; 300) omfatter en tilbake- eller bakover-utvidende kutter (194).

10. Verktøy ifølge krav 1, videre omfattende minst én dyse (125) anordnet ved siden av den minste ene bevegelige armen (160; 300).

11. Verktøy ifølge krav 1, hvor verktøyet omfatter et konsentrisk, ekspanderbart utvidelsesbor.

12. Fremgangsmåte for utvidelse i en formasjon for å danne et utvidet borehull i en brønn, omfattende følgende trinn: å anbringe et ekspanderbart utvidelsesbor i en tilbaketrukket stilling i brønnhullet; å strekke ut minst én bevegelig arm (160; 300) i det ekspanderbare utvidelsesboret (100) radialt utover i kontakt med formasjonen; å utvide hullet i formasjonen med den minst ene bevegelige arm (160; 300) for å danne det utvidede borehullet; og å understøtte mekanisk den minst ene bevegelige arm (160; 300) i en radialt utover- eller utadgående retning under utvidelsen, karakterisert vedat: trinnet med å mekanisk understøtte videre omfatter festing eller kopling av den minst ene bevegelige arm (160; 300) til en kamdel i et stempel (150; 550), og videre omfattende trinnene med: å føre et fluid gjennom det ekspanderbare utvidelsesboret, å forspenne en hylse for å lukke en åpning eller port, å bevege eller flytte hylsen for å åpne åpningen, å kommunisere eller føre det strømmende fluidet til stempelet (150; 550) gjennom åpningen for derved å danne et differensialtrykk over stempelet (150; 550), og selektivt å drive den minst ene bevegelige arm (160; 300) radialt utover som reaksjon eller respons på differensialtrykket.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, videre omfattende tilbakeutvidelse av formasjonen med den minst ene bevegelige arm (160; 300).

14. Fremgangsmåte ifølge krav 12 eller 13, videre omfattende trinnet med å mekanisk trekke tilbake den minst ene bevegelige arm (160; 300) radialt innover.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 12 eller 13, videre omfattende trinnet med å la en del av fluidet strømme over en brønnhullsengasjerende del av den minste ene bevegelige arm (160; 300).

16. Fremgangsmåte ifølge krav 12, videre omfattende trinnet med å tilveiebringe en trykkindikasjon under eller etter at den minst ene bevegelige armen arm (160; 300) er ekspandert radialt utover.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 12, videre omfattende trinnet med å tilveiebringe stabilitets- og måle-beskyttelse mens utvidelsen fortsetter.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 12, videre omfattende trinnet med å fjerne en formasjonsengasjerende del av det ekspanderbare utvidelsesboret uten å fjerne den minst ene bevegelige arm (160; 300).

19. Fremgangsmåte ifølge krav 12, videre omfattende trinnet med å skifte ut en formasjonsengasjerende del av det ekspanderbare utvidelsesboret uten å fjerne den minst ene bevegelige arm (160; 300).

20. Fremgangsmåte ifølge krav 12, hvor ekspanderingstrinnet blir utført hovedsakelig uten aksial bevegelse av det ekspanderbare utvidelsesboret i brønnhullet.