NO335847B1

NO335847B1 - Opprømmingsverktøy for feste til en borestreng.

Info

Publication number: NO335847B1
Application number: NO20074126A
Authority: NO
Inventors: George Fyfe
Original assignee: Transco Mfg Australia Pty Ltd
Priority date: 2005-01-27
Filing date: 2007-08-10
Publication date: 2015-03-09
Also published as: CN101111659A; EP1841943A4; NO20074126L; ATE519014T1; HK1117210A1; US7661489B2; EP1841943A1; CN101111659B; EP1841943B1; US20080149396A1; WO2006079166A1

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører i hovedsak anordninger benyttet til å forstørre eller opprettholde et borehull ved en krevd diameter ved bruk av en opprømmingsfunksjon. Særlig vedrører den en brotsj med ruller.

Det er ofte nødvendig ved boring av et borehull å opprettholde eller forstørre diameteren til borehullet med andre og etterfølgende forbiføringer av kuttekomponenter. Dette er nødvendig på grunn av at borekronen slites og gradvis reduksjon av innstilt diameteren til hullet. Enkelte materialer som bores kan dessuten svelle, hvilket resulterer i reduksjon av borehulldiameteren etter at borekronen har passert.

Brotsj kan benyttes i sammenheng med en borekrone for å sikre at et borehull blir boret til en konstant diameter. En rulletype brotsj har kuttekomponenter roterbart montert. Rullebrotsj er vanlig benyttet i boreindustrien, hvor et formål er å opprømme hullet rett etter borekronen for å opprettholde hullstørrelsen. En rullebrotsj kan også virke som en stabilisator over borekronen for å stabilisere borekronen og borestrengen mot avvikstendenser som oppstår under boring.

Et problem med rullebrotsj er at under forholdene som oppstår under boring kan biter av fjell og andre urenheter bygge seg opp bak rullen, og kan sette fast eller sakke ned rotasjon av rullene og som dermed reduserer deres effektivitet. Også selv under normale driftsforhold, kan rotasjon av rullene forårsake at rullene øker i temperatur hvilket videre øker spenninger på rotasjonsdelene. Økt spenning kan forårsake at disse roterende delene slites ut mer hurtig. Dette er et kostbart problem på grunn av at brotsjen må bringes til overflaten, frakobles og tas fra hverandre.

Teknikken med opprømming er et betydelig trinn i å oppnå den krevde diameteren til borehullet. Følgelig er det alltid et behov for brotsj med forbedret konstruksjon og lang levetid. Det er et formål med foreliggende oppfinnelse å redusere eller eliminere noen eller alle ulempene til rullebrotsj omtalt ovenfor, eller i det minste å frembringe et nyttig alternativ.

WO 2004/042184 A1, som er ansett som nærmest kjente teknikk, omtaler en rullebrotsj i samsvar med den innledende delen av krav 1. US 5649603 og US 4231437 omtaler også rullebrotsjer i samsvar med den innledende delen av krav 1, men alle har ulempene som er nevnt ovenfor.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er det framskaffet et opprømmingsverktøy for feste til en borestreng, med et legeme som har tilkoblingsinnretninger ved hver ende for feste til en borestreng, legemet definerer en langsgående akse,karakterisert vedat det er minst én rullebrotsj roterbart montert til legemet, som har en rotasjonsakse som er skråstilt med hensyn til den langsgående aksen av legemet, og minst én kanal med en kanal-akse som strekker seg på legemet som er skråstilt med hensyn til den langsgående aksen av legemet, i en retning motstående den skrå rotasjons-retningen for rullebrotsjen og anordnet slik at kanalen krysser med rullebrotsjen og rotasjonsaksen av rullebrotsjen krysser kana laksen.

Rullebrotsjen kan være hovedsakelig sylindrisk i form . Foretrukket er et antall rullebrotsj atskilt radialt rundt legemet. Videre er foretrukket at rullebrotsjene har en ytre overflate som er hovedsakelig buet langs den langsgående aksen til rullen for å resultere i en "tønne"-form.

Rullene kan være rillet med en serie av spiralformede riller hvor den ytre overflaten til ribbene dannet mellom rillene, er i kontakt med overflaten til hullet som skal bores.

Videre er det foretrukket at under bruk leder kanalene fluidstrømning over og rundt rullene hovedsakelig i retningen til de spiralformede rillene til rullene.

De ytre overflatene til ribbene som er dannet mellom rillene til rullene kan ha herdete elementer festet for å frembringe slitemotstand. For eksempel kan et antall karbidinnlegg innlegges i hver av disse overflatene, eller påleggssveising (slitemotstandsbelegning) kan benyttes.

Videre foretrukket kan karbidinnleggene plasseres slik at når rullen roteres overlapper banene til tilstøtende karbidinnlegg, som frembringer optimal opprømmingseffektivitet.

Andre variasjoner og alternativer av oppfinnelsen vil enkelt forstås av en fagmann og må forstås til å være omfattet innenfor rammen av oppfinnelsen.

For å fullstendig forstå oppfinnelsen skal nå en foretrukket utførelse beskrives. Imidlertid må det forstås at omfanget av oppfinnelsen ikke er begrenset av trekkene til denne utførelsen.

Denne utførelsen er illustrert i de vedlagte tegninger, hvori:

Fig. 1 viser et sideriss av opprømmingsverktøyet,

Fig. 2 viser et toppriss av opprømmingsverktøyet i figur 1, og

Fig. 3 viser et utsnitt av en del av Fig. 1.

Viser til fig. 1 hvor et opprømmingsverktøy 10 omfatter et langstrakt legeme 12 med gjengede deler 14a og 14b ved begge ender som kobler opprømmingsverktøyet til borestengene av en borestreng eller borekronen ved enden av en borestreng (ikke vist).

En fagmann vil forstå at hvilke som helst midler for å oppta opprømmingsverktøyet 10 i borestrengen kan benyttes. Dette omfatter en kombinasjon av en borekrone med rullebrotsjer anordnet bak borekronen.

Det langstrakte legemet 12 har en forstørret del som omfatter rullebrotsjelementer 16.1 bruk blir den forstørrede delen utsatt for betydelig slitasje, gitt endringen i diameter. Derfor kan påleggssveising frembringes ved hver ende av den forstørrede delen. Påleggssveisingen 17 kan være et antall karbidinnlegg eller alternativt, som i utførelsen beskrevet, kan påleggssveisingen 17 være et wolfram-karbidbelegg som er metallurgisk innfestet i den forstørrede delen til det langstrakte legemet 12.

I denne utførelsen har opprømmingsverktøyet 10 tre rullebrotsjer 16 som er roterbart montert om omkretsen til det langstrakte legemet 12.1 fig. 1 kan kun to av rullebrotsjene 16 sees, den tredje er avskjermet fra tilsyn. Det vil forstås at hvilket som helst antall rullebrotsjer 16 kan benyttes, imidlertid er tre foretrukket for et verktøy med mindre diameter. Hver av rullebrotsjene 16 er hovedsakelig sylindrisk og kan være avsmalende fra hver ende for å frembringe en tønneform for å forbedre opprømmingsprosessen. Rullebrotsjene 16 er anordnet ved en vinkel til den langsgående aksen til det langstrakte legemet 12. Denne skråstillingen sammen med krumningen langs den langsgående aksen til rullebrotsjene 16 betyr at hver rullebrotsj 16 har en forbedret kontakt med hullet; rullebrotsjene 16 er i kontakt med hullet langs hele lengden til rullebrotsjen.

Det langstrakte legemet 12 har kanaler 18 som strekker seg langs dens overflate. Kanalene 18 er foretrukket også skråstilt ved en vinkel til den langsgående aksen til det langstrakte legemet.

I fig. 2 er et toppriss av den forstørrede delen til det langstrakte legemet 12 vist. Kanalene 18 til det langstrakte legemet 12 kan sees så vel som en del av hver av de tre rullebrotsjene. Fra denne tegningen er det klart at kanalene 18 og rullebrotsjene 16 er sekvensielt anordnet og med jevn innbyrdes avstand om omkretsen til opprømmingsverktøyet. Et fluidringrom 19 dannes mellom det langstrakte legemet 12 og sideveggene til borehullet (ikke vist). Borefluid som tvinges ned borestrengen og over kuttekomponentene til borekronen blir deretter tvunget opp fluidringrommet 19 forbi opprømmingsverktøyet 10.

Viser nå til fig. 3 hvor det er vist et utsnitt av den forstørrede delen til det langstrakte legemet 12 i fig. 1. Rullebrotsjene 16 kan sees mer detaljert. Særlig kan det sees et antall spiralformede riller 20 med mellomliggende ribber 22. De ytre overflatene til ribbene 22 har kulehode, wolfram-karbidinnlegg 24 innlagt deri. Disse frembringer en hard, slitemotstandsdyktig overflate. Det er et valg at karbidinnleggene 24 er anordnet slik at når rullebrotsjelementet 16 roteres overlapper banene til tilstøtende karbidinnlegg 24 på hver ribbe 22, som frembringer optimal opprømmingseffektivitet. I tillegg resulterer spiralutformingen av de mellomliggende ribbene 22 i økt kontakt mellom rullebrotsjen 16 og borehullveggen, som videre forbedrer stabiliteten til verktøyet.

Det må forstås at hvilken som helst form av karbidinnleggene 24, så vel som hvilken som helst sammenstilling av karbidinnleggene 24 på ribbene 22, kan benyttes som har opprømmingseffekt på borehullet. For eksempel kan karbidinnleggene være flate eller spisse. Alternativt kan karbidinnleggene bli erstattet med en påleggssveising (slitemotstandsdyktig belegg).

Kanalene 18 til det langstrakte legemet 12 strekker seg hver fra en omkretskant til rullebrotsjene 16, hvor effekten er at hver kanal 18 krysser med en rullebrotsj 16. Det må forstås at på grunn av posisjonen til kanalen 18 vil en del av borefluid som beveger seg opp fluidringrommet 19 strømme gjennom kanalen 18 og over og rundt hver rullebrotsj 16. Borefluid vil bære med seg vekk deler av stein og andre rester som ellers kan oppfanges rundt en rullebrotsj. De spiralformede rillene 20 til rullebrotsjen 16 er foretrukket anordnet slik at når borefluid passerer over rullebrotsjen 16 letter de spiralformede rillene den oppadrettede strømmen av borefluid gjennom kanalene 18. Strømmen av borefluid letter spenninger på rullebrotsjene 16 så vel som å virke som til å redusere deres temperatur, og temperaturen til karbidinnleggene 24 som ellers ville øke under drift. Det er også en reduksjon av friksjonsmessig oppbygging av varme i karbidene 24 på grunn av den forbedrede strømmen av borefluid.

Selv om en foretrukket utførelse av anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse har blitt beskrevet i den forutgående detaljerte beskrivelsen, må det forstås at oppfinnelsen ikke er begrenset til den omtalte utførelsen, men er i stand til et uttall omarbeidinger, modifikasjoner og utskiftninger uten å avvike fra omfanget av oppfinnelsen slik den er definert i de vedlagte kravene. Modifikasjonene og variasjonene som vil være åpenbare for en fagmann anses å være innenfor omfanget av foreliggende oppfinnelse slik den er definert i de vedlagte kravene.

For eksempel kan flere eller færre rullebrotsjer inkluderes i det langstrakte legemet til opprømmingsverktøyet. I et slikt arrangement vil der være et korresponderende antall kanaler. Disse eksemplene er ikke ment som en inngående listing, og er kun ment til å være indikerende for andre utførelser som fremdeles er i samsvar med foreliggende oppfinnelse.

Claims

1. Opprømmingsverktøy (10) for feste til en borestreng, med et legeme (12) som har tilkoblingsinnretninger (14a, 14b) ved hver ende for feste til en borestreng, og minst én rullebrotsj (16) roterbart montert til legemet (12),karakterisert vedat dens rotasjonsakse er skråstilt med hensyn til den langsgående aksen til legemet (12), og minst én kanal (18) med en kanalakse strekker seg på legemet, skråstilt i forhold til den langsgående aksen til legemet (12) i en retning som er motsatt av den skråstilte rotasjonsaksen av rullebrotsjen og plassert slik at kanalen (18) krysser rullebrotsjen (16) og rotasjonsaksen av rullebrotsjen krysser kanalaksen.

2. Opprømmingsverktøy (10) i samsvar med krav 1,karakterisert vedå omfatte tre radialt atskilte rullebrotsjer (16) og tre kanaler (18).

3. Opprømmingsverktøy (10) i samsvar med krav 2,karakterisert vedå omfatte et flertall rullebrotsjer (16), hvor hver er montert slik at dens rotasjonsakse er skråstilt med hensyn til den langsgående aksen til legemet (12).

4. Opprømmingsverktøy (10) i samsvar med krav 3,karakterisert vedå omfatte et flertall kanaler (18), hvor den langsgående aksen til hver av kanalene er skråstilt med hensyn til den langsgående aksen til legemet (12) i en retning motsatt av den skråstilte rotasjonsaksen av rullebrotsjen (16).

5. Opprømmingsverktøy (10) i samsvar med krav 4,karakterisert vedat bredden til hver kanal (18) hvor den krysser hver rullebrotsj (16) hovedsakelig er så bred som rullebrotsjen (16).

6. Opprømmingsverktøy (10) i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat den langsgående aksen til hver av kanalene (18) på begge sider av en rullebrotsj (16) ikke er innrettet.

7. Opprømmingsverktøy (10) i samsvar med ett av de foregående krav,karakterisert vedat legemet (12) videre omfatter en del med større diameter anordnet mellom endene av legemet, hvor nevnte rullebrotsjer (16) og kanaler (18) er anordnet på delen med større diameter.

8. Opprømmingsverktøy (10) i samsvar med ett av de foregående krav,karakterisert vedat rullebrotsjen eller hver av rullebrotsjene (16) har én eller flere spiralformede kanaler (20) som strekker seg langs deres lengde.

9. Opprømmingsverktøy (10) i samsvar med ett av de foregående krav,karakterisert vedå omfatte et antall kanaler (18) som krysser med rullebrotsjen eller hver rullebrotsj (16).