NO340353B1

NO340353B1 - Nedihullssammenstilling og kuttersammenstilling

Info

Publication number: NO340353B1
Application number: NO20083667A
Authority: NO
Inventors: Colin Walker; Daryl Richard Henry Stroud; Robert Donald John Sedgeman
Original assignee: Smart Stabilizer Systems Ltd
Priority date: 2006-02-14
Filing date: 2008-08-25
Publication date: 2017-04-10
Also published as: WO2007093771A8; GB2448643A; GB2448643B; US20090020338A1; BRPI0707813A2; US8051928B2; GB0814746D0; WO2007093771A1; CA2641391A1; US7766102B2; NO20083667L; AU2007216355B2; CA2641391C; US20100307836A1; AU2007216355A1

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en nedihullssammenstilling og en kuttersammenstilling, og spesielt en nedihullssammenstilling inkludert en anordning for å bryte opp storskalamateriale som befinner seg bak en borkrone, og en kuttersammenstilling til bruk i en slik nedihullssammenstilling.

Under boroperasjoner og spesielt under boreoperasjoner etter olje og gassreserver er det ofte nødvendig å bryte opp storskala nedihullsmateriale som befinner seg bak borkronen. Et eksempel på slik storskala nedihullsmateriale er deler av en nedpumpingsplugg, skrapeplugg, landingskrage, flotørkrage, flotørsko, etc, som har blitt benyttet i prosessen med tilførsel av sement rundt en foringsrørstreng.

En foring vil for eksempel bli benyttet for å tilveiebringe understøttelse til en spesiell seksjon av borehullet, det vil si at det kan bli avgjort at materiale som omkranser den seksjonen av borehullet ikke kan understøtte trykket av borefluidet eller slammet som blir pumpet inn i borehullet. Under slike omstendigheter er det vanlig å bore et stor-diameter borehull til den dybde til hvilken foringen kreves, å fjerne borestrengen, og innsette et foringsrør som har en diameter som er litt mindre en diameteren til borehullet, og å pumpe et sementmateriale inn i ringromsspalten mellom foringen og borehullsvegg. Boroperasjonen fortsetter med et bor med mindre diameter som går gjennom foringen.

Det er ikke uvanlig at et borehull blir dannet av en serie borede seksjoner med redusert diameter, hvor hver seksjon er foret av en foringsrørstreng eller forlengningsrørstreng.

For å forhindre foringen i å fylles med skitt og rusk og rask under dets innsetting i borehullet kan dets bundende være utstyrt med en sko og flotørventil slik at det blir nødvendig for boret å bryte opp skoen og flotørventilen før boring av den neste borehullsseksjonen kan fortsette. I tillegg vil foringen typisk være utstyrt med en landingskrage for å motta minst to plugger, hvor den første går foran sementen når den blir pumpet inn i foringen, og den andre følger etter sementen, idet pluggene separeres sementen fra borefluidet inne i foringen. Typisk vil den første pluggen inneholde en ventil som åpner når pluggen kontaktes skoen i bunnen av foringen, som tillater sementen å gå gjennom pluggen og inn i volumet mellom foringen og borehullet.

Avstanden mellom pluggene, og det betongvolumet som kan rommes inne i foringen mellom pluggene, vil bli regnet ut på forhånd basert på det sementvolumet som kreves for å fylle den ringformede spalten rundt foringen.

Det er også nødvendig å bore ut pluggene og landingskragen før boreoperasjonen kan fortsette.

Borehullet vil typisk bli boret til en dybde som er litt større enn den som kreves for foringen, slik at foringen ikke når bunnen av borehullet. Under sementeringstrinnet er det vanlig at bunnen av borehullet (dvs området under bunnen av foringen, og som ofte betegnes som "rottehullet") blir delvis eller totalt fylt med sement og annet rusk og rask. Materialet som befinner seg i rottehullet må også bli boret ut før boreoperasjonen kan fortsette.

Pluggene, landingskragen, flotørventilene og skoen er laget av et materiale, og rottehullet kan inneholde et materiale, som er forskjellig fra det som borehullet blir boret gjennom. Borekronen er egnet for boring av et bestemt materiale slik som fjell, og selv om det er mulig å tilpasse et spesialisert borekrone for det ene formål å bryte opp pluggene, landingskragen, flotørventiler, sko og materiale inne i rottehullet, er dette vanligvis ikke økonomisk ettersom det for eksempel kan ta opp til 1-2 dager å lede det spesialiserte borkronen ned til en typisk foringsskodybde, bore ut pluggene, landingskragen, flotørventiler, sko og rottehull, returnere det spesialiserte borekronen til overflaten, og så innføre det vanlige borekronen. Med en kostnad pr dags bruk av en borerigg på typisk hundre tusenvis av US dollar er det foretrukket å unngå unødvendige turer opp og ned i borehullet. Følgelig blir en spesialisert borkrone ofte ikke benyttet, og i stedet blir en borkrone og en boresammenstilling som er egnet for det omkransende fjellet eller jorden benyttet for å trenge gjennom pluggene, landingskragen, flotørventilene, skoen og innholdet i rottehullet før de kan fortsette boring inn i fjellet eller jorden.

Det er kjent å lage pluggene av et skjørt materiale, dvs et materiale som er ømfintlig mot boring av det vanlige eller regulære borekronen, og som er konstruert for å brytes opp i småskaladeler etter boring. Imidlertid er slike plugger ikke i universell bruk, og mange applikasjoner benytter plugger laget av en kombinasjon av aluminium og gummi. Det er en svært kjent ulempe med plugger av denne type at borkronen ikke vil bryte opp disse materialene veldig effektivt, med strekkbarheten til aluminium, og elastisiteten til gummi, som tillater disse materialene å forbli som storskalamaterialer i form av bånd, partikler eller klumper når de passerer borkronen.

Eksistensen til store bånd, partikler eller klumper av aluminium, gummi og lignende kan forårsake vesentlig skade på andre komponenter av nedihullssammenstillingen. For eksempel kan nedihullssammenstillingen inkludere en styrekomponent slik som den som er beskrevet i vårt publiserte patentsøknad EP-A-1024245, og selv om den styrekomponenten (og andre nedihullskomponenter) er avpasset til nedihullsbetingelser som inkluderer borefluider og medrevet borekaks, er borekaksen vanligvis smådimensjonerte partikler, og komponenten vil kan hende ikke være i stand til å fungere under nærvær av storskalapartikler.

Spesielt kan bånd, store partikler og/eller klumper av aluminium, gummi og lignende forurense deler av styrekomponenten (f. eks. bli kilt eller klemt mot komponenten) og forårsake mekanisk skade, og/eller de kan forårsake en "pack-off", dvs blokkering av passasjen av borefluid rundt styrekomponenten.

Blokkering av borefluid, selv i en svært kort tidsperiode, kan føre til et svært stort trykkfall (kanskje over 5.000 psi (tilnærmelsesvis 33 x 106 Pa)) over styrekomponenten, som kan føre til svikt i tettingene og påfølgende inntrengning av borefluid, for eksempel.

US 2004/211570 Al beskriver annen kjent bakgrunnsteknikk.

Oppfinnerne har realisert at en anordning kreves for å bryte opp storskalamaterialet slik at sannsynlighetene for at materialet skader nedihullskomponenter, eller blokkerer passasje av borefluid, blir redusert eller unngått.

I henhold til oppfinnelsen er det derfor tilveiebrakt en kuttersammenstilling for bruk i en nedihullssammenstilling i en borestreng. Kuttersammenstillingen innbefatter et sett med kutterblader og en ytterligere del, kutterbladene er anordnet tilstøtende den ytterligere delen og er roterbare relativt til den ytterligere delen i bruk. Den relative rotasjonen mellom kutterbladene og den ytterligere delen i bruk tjener til å kutte, male opp eller på andre måter bryte ned nedihullsmateriale.

Det er også tilveiebragt en nedihullssammenstilling for bruk i en borestreng, innbefattende en kuttersammenstilling, en borkrone, og en følsom komponent, kuttersammenstillingen er anordnet mellom borkronen og den følsomme komponenten. Kutterbladene er avpasset for å kutte, knuse eller på annen måte bryte opp storskalamaterialet før den når den følsomme komponenten. Den følsomme komponenten er den delen av nedihullssammenstillingen som det er ønskelig å beskytte fra storskalamaterialet. I de fleste nedihullssammenstillinger vil den følsomme komponenten være en styrekomponent.

Henvisning heri til at settet med kutterblader og andre komponenter er "roterbare" inkluderer rotasjon i forhold til borestrengen og/eller rotasjon i forhold til borehullet. Omsette med kutteblader og andre komponenter kan rotere i forhold til borestrengen og/eller borehullet vil bli gjort klart i forhold til hver av utførelsesformene.

Fortrinnsvis roterer kuttebladene uavhengig av borestrengen. Slik uavhengig rotasjon tillater kutterbladene å rotere med borestrengen under visse forhold, og å rotere i forhold til borestrengen under andre forhold. Alternativt roterer kutterbladene direkte med borestrengen, eller avhenger av borestrengen.

Kutterbladene som roterer i forhold til andre deler av nedihullssammenstillingen og/eller i forhold til borehullet er i stand til å kutte eller bryte opp storskalamaterialet ved hjelp av pressing og knusing av storskalamaterialet mot borehullsveggen og andre deler av nedihullssammenstillingen, for eksempel.

Fordi kutterbladene er anordnet mellom borkronen og den følsomme komponenten kreves de ikke under normale boreoperasjoner, og trenger spesielt ikke å være konstruert for å kutte eller bryte opp fjell eller lignende. I stedet kan de være konstruert for å maksimalisere sin effektivitet for å kutte og/eller bryte opp storskalamateriale som forventes å møtes på, for eksempel aluminiumet og/eller gummien som blir benyttet i foringsplugger, materialet til foringsskoen, og/eller materialet som sannsynligvis kan møtes på i rottehullet.

Det er spesielt ønskelig at kutterbladene er konfigurert som en større hindring av passasjen av storskalamaterialet enn den følsomme komponenten, slik at hvis materialet er i stand til å passere kutterbladene er det også i stand til å passere den følsomme komponenten.

Hvis storskalamaterialet midlertidig blokkerer passasjen av borefluid ved kutterbladene, og forårsaker et stort trykkfall over kutterbladene, er det slik anordnet at dette ikke vil forårsake skade på bladene ettersom disse kan være konstruert til å være svært trykk- ufølsomme. I et hvert tilfelle vil trykkfallet over kutterbladene unngå eller redusere sannsynligheten for et stort og skadelig trykkfall over den følsomme komponenten.

Fortrinnsvis er kutterbladene montert på en ringformet hylse som i sin tur er montert på lageret. På denne måten kan den ringformete hylsen og kutterbladene rotere uavhengig av resten av borestrengen. Under normale boreoperasjoner kan borefluidet og medrevet borekaks passere kutterbladene uten vesentlig hindring. Under disse forholdene roterer den ringformede hylsen og kutterbladene med borestrengen, det vil si til tross for tilstedeværelsen av lageret er friksjonen mellom den roterende borestrengen og den ringformede hylsen sannsynligvis større enn motstanden mot rotasjon av den ringformede hylsen og kutterbladene. Imidlertid, når storskalamaterialet må passere, vil kutterbladene typisk saktes ned eller stoppe å rotere fullstendig, og vil fange storskalamaterialet. Straks storskalamaterialet er fanget vil det bli brutt opp og malt ned av samvirke mellom de roterende deler av nedihullssammenstillingen (som fortrinnsvis er ru eller på annen måte gjort slipende, abrasive og er avpasset til å kutte materialet) og de ikke-roterende (eller saktere roterende) kutterbladene.

Fortrinnsvis er kutterbladene en del av en kuttersammenstilling som er anordnet i nedihullssammenstillingen, idet kuttersammensstillingen har en indre passasje for passasje av borefluid til borekronen, og et sett med ytre passasjer for retur av borefluid og borekaks til overflaten.

Kuttersammenstilling kan inkludere en ytterligere del som roterer i et annet forhold til kutterbladene, idet kutterbladene er anordnet tilstøtende den ytterligere delen. Virkningen av at kutterbladene roter tilstøtende den ytterligere delen vil få kutterbladene til å fungere som en serie med skjær avpasset til å kutte opp storskalamaterialet. Følgelig kan kutterbladene kutte storskalamaterialet i mindre deler. Alternativt (eller i tillegg) kan kutterbladene bli gjort slipende/abrasive slik at de maler storskalamaterialet til mindre deler, kanskje mens storskalamaterialet blir fanget mot borehullsveggen eller en annen del av nedihullssammenstillingen. De mindre delene bør være små nok til å passere den følsomme komponenten sammen med borekaksen. Til tross for bruk av den generelle betegnelsen "kutterblader", skal det således forstås at i noen utførelsesformer kutter bladene ikke som skjær, men maler i stedet storskalamaterialet, eller bare fanger og holder materialet mens det blir malt eller brutt ned på annen måte.

Kuttersammenstillingen kan være anordnet på et stabilisatorhus.

Hvis det er to eller flere sett med kutterblader, er det sørget for at de er ute av register, dvs at spaltene mellom kutterbladene i et sett er ute av innretning med spaltene mellom kutterbladene i (det) andre settet/settene.

Fortrinnsvis inkluderer kuttersammenstillingen også giring for kutterbladene, slik at kutterbladene blir drevet til å rotere ved en annen hastighet enn andre deler av kuttsammenstillingen. Kutterbladene kan rotere med resten av kuttersammenstillingen (og borestrengen) når det er liten eller ingen motstand mot rotasjon av kutterbladene, og kan rotere ved den valgte, andre hastigheten når det er motstand mot rotasjon.

Oppfinnelsen vil bli beskrevet, ved hjelp av eksempel med henvisning til de medfølgende tegninger, der: Fig. 1 viser et skjematisk sideriss av en nedihullsboresammenstilling i henhold til den forliggende oppfinnelse; Fig. 2a viser et sideriss av en stabilisator som inkorporerer en første utførelsesform av kuttersammenstillingen i henhold til den foreliggende oppfinnelse; Fig. 2b viser en enderiss av stabilisator i fig. 2a; Fig. 2c viser et snittriss gjennom stabilisator i fig. 2a; Fig. 2d viser et forstørret riss av delen av stabilisatoren inni den stiplede boksen i fig. 2c; Fig. 3a viser et sideriss av en stabilisator som inkorporer en andre utførelsesform av en kuttersammenstilling; Fig. 3b viser et enderiss av stabilisatoren i fig. 3a; Fig. 3c viser et snittriss gjennom stabilisatoren i fig. 3a; Fig. 3d viser et forstørret riss av delen av stabilisatoren inni den stiplede boksen i fig. 3 c; Fig. 4a viser et sideriss av en stabilisator som inkorporerer en tredje utførelsesform av kuttersammenstillingen; Fig. 4b viser et enderiss av stabilisatoren i fig. 4a;

Fig. 4c viser et snittriss gjennom stabilisatoren i fig. 4a; og

Fig. 4d viser et forstørret riss av delen av stabilisatoren inne i den stiplede boksen i

fig. 4c.

Nedihullssammenstillingen 10 som er skjematisk vist i fig. 1 innbefatter en borekrone 12, en nær-kronestabilisator 14, en dreiestabilisator 16, og en styrekomponent 20. Styrekomponenten 20 er koblet til bunnenden av en borestreng 22, hvis toppende er koplet til en borerigg eller lignende i overflaten (ikke vist).

Det vil forstås at felles med tidligere kjente nedihullssammenstillinger er borstrengen 22, styrekomponenten 20 og stabilisatorene 16 og 14 hule for å tilveiebringe en passasje for overføring av borefluid eller -^slam til borkronen 12.1 tillegg fyller ikke disse komponentene det borede borehullet, men tillater i stedet passasje av borefluid og borekaks tilbake til overflaten rundt utsiden av disse komponentene (eller gjennom kanaler i de ytre overflater av disse komponenter).

Det vil også forstås at nær- kronestabilisatoren 14 tjener til å sentrere borekronen 12 inne i borehullet, og kan også tjene til å rømme borehullet for å sikre at det er nærmere konstruksjons- eller designdiameteren. Nær-kronestabilisatoren er valgfri, og kreves ikke for alle borkroner, og er spesielt ikke en del av den foreliggende oppfinnelse.

I nedihullssammenstillingen 10 er styrekomponenten 20 den følsomme komponenten som det er ønskelig å beskytte fra storskalamateriale som befinner seg bak borkronen.

I en konvensjonell nedihullssammenstilling som inneholder bare disse komponentene 12, 14, 16 og 20 som er beskrevet så langt, ville borkronen 12 være konstruert for å kutte fjell eller annet materiale gjennom hvilke borehullet blir boret, idet borkronen er konstruert for å kutte eller knuse fjellet til små-skala partikler som blir revet med i bordfluidet og blir ført til overflaten rundt stabilisatorene 14, 16 og styrekomponenten 20.

Når borekronen 12 treffer andre materialer slik som foringsplugger, foringssko og materiale i rottehullet er imidlertid borekronen ikke konstruert for disse andre materialene, og det er kjent at storskalapartikler av aluminium og gummi for eksempel passerer borekronen 12, stabilisatoren 14, 16 og forurenser styrekomponenten 20, og gjennom hvilke boreslammet og borekaksen kan passere til overflaten, ikke alltid kan romme storskalamaterialet, idet kanalene blir delvis eller fullstendig blokkert av storskalamaterialet (som kan være et svært effektivt tettemateriale slik som for eksempel gummi).

Den mekaniske kompleksiteten til komponentene som blir benyttet i nedihullssammenstillinger er generelt økende, og ettersom komponentene blir mer komplekse blir de vanligvis også mer følsomme mot ugunstige forhold. Styrekomponenter som kan drive borekronen til å bevege seg i en valgt retning er spesielt komplekse og følsomme, og et trykkfall på 5.000 psi (tilnærmelsesvis 33 x IO<6>Pa) over styrekomponenten, som kan oppstå hvis kanalene blir blokkert, vil forårsake mekanisk skade på de fleste styrekomponenter.

For å unngå eller redusere sannsynlighetene for at storskalamateriale treffer på styrekomponenten 20 er, i utførelsesformen i fig. 1, et første sett med kutteblader 24 anordnet foran dreiestabilisatoren 16 (dvs mellom borkronen 12 og dreiestabilisatoren 16) og et andre sett med kutterblader 26 er anordnet bak dreiestabilisatoren 16, dvs mellom dreiestabilisatoren 16 og styrekomponenten 20.

Kutterkomponenten i alle utførelsesformene er konfigurert til å være spesielt egnet for kutting og/eller bryting og/eller knusing/maling av storskalamateriale som forventes å møtes på. For eksempel hvis nedihullssammenstillingen 10 skal benyttes i en boroperasjon som vil inkludere en foring som plugger av aluminium og gummi skal benyttes til, så blir kutterbladene konfigurert til å kutte, male og/eller bryte opp aluminium og gummi. Kutterbladene kan være laget av, eller belagt med, et spesielt slipende/abrasivt materiale, og kan være utformet for å skyve storskala materiale mot borehullsveggen hvor det kan bli kutt, brutt eller malt til små partikler. Den bestemte grovhetsgraden, og/eller det abrasive materiale som blir benyttet, kan bli bestemt i henhold til materialene som det er sannsynlig at vil møtes på, men det er forventet at knust karbid i en matrise vil være et egnet materiale i de fleste applikasjoner, og spesielt HF 1/8 tomme knust karbid, som er et kjent abrasivt materiale benyttet i boreapplikasj oner.

I denne utførelsesformen er settene med kutterblader 24, 26 montert for å rotere med borestrengen 22.

Det vil forstås at stabilisatoren 16 har et antall kanaler gjennom hvilke borefluidet og borekaksen kan passere. I denne utførelsesformen er stabilisatoren 16 beregnet for å være ikke-roterende. Mens hele borestrengen 22 blir rotert fra overflaten er således stabilisatoren roterbar i forhold til borestrengen, og er konstruert for å være idet vesentlige ikke-roterende i forhold til borehullet, dvs at stabilisatoren 16 glir langs med overflaten av borehullet ettersom borehullsdybden øker.

I utførelsesformen i fig. 1 er stabilisatoren 16 og settene med kutterblader 24, 26 alle avskrånede mot borehullsveggen. I en alternativ utførelsesform er kantene til kutterbladene og kantene til stabilisatoren parallelle og har en svært liten avstand derimellom, slik at kutterbladene og kantene til kanalene i stabilisatoren tilveiebringer en serie med "skjær" som tjener til å kutte opp storskalamateriale når settene med blader roterer tilstøtende den ikke-roterende stabilisatoren.

I denne utførelsesformen er settet med kutterblader 24 en enkel rad med kutterblader anordnet rundt den sentrale huleakselen. I andre utførelsesformer kan det være to eller flere rader med kutterblader, med varierende avstand og dimensjoner, med hver rad forskjøvet fra sin(e) nabo(er), etter behov for å maksimalisere kuttingen, brytingen og/eller malingen av storskalamateriale.

Det er spesielt ønskelig at settet/settene med kutterblader, og spesielt det første settet med kutterblader 24, oppviser en større hindring mot passasje av storskalamateriale enn styrekomponenten 20. På denne måten tilveiebringer settet med kutteblader 24, den største begrensningen mot passasje av storskalamaterialet, og materialet som passerer settet med kutterbladet 24, bør også passere styrekomponenten 20. Hvis storskalamateriale ikke blir umiddelbart kuttet, brutt eller malt av settet med kutterblader 24, og et stort trykkfall oppstår over settet med kutterblader 24, er kutterbladene også idet vesentlige trykkufølsomme slik at mekanisk skade svært sannsynlig ikke vil skje.

I utførelsesformen i fig. 2-4 er kuttersammenstillingen inkorporert i en stabilisatorkomponent, og for enkelhetsskyld er bare stabilisatorkomponenten vist. Det vil forstås at i en typisk borestreng er den viste stabilisatorkomponenten montert mellom borekronen og en følsom komponent slik som en styrekomponent, som i fig. 1. I disse utførelsesformene er settet med kutterblader 124, 224, 324 montert direkte på stabilisatoren 116, 216, 316 respektivt, men i andre utførelsesformer kunne settet/settene med kutterblader og andre deler av kuttersammenstillingen være separat fra stabilisatoren og montert mellom stabilisatoren og borekronen slik som kutterbladene 24 i fig. 1.

Alternativt kunne kutterbladene være montert mellom stabilisatoren og den følsomme komponenten, men dette er mindre foretrukket ettersom det er ønskelig å montere kutterbladene direkte nedstrøms av borekronen slik at alt storskalamateriale blir kuttet eller malt opp før passering av enhver annen komponent.

Også i utførelsesformene i fig. 2-4 er stabilisatoren en roterende stabilisator, ved at stabilisatoren 116, 216, 316 er konstruert for å rotere med borestrengen. Disse utførelsesformene kunne imidlertid bli benyttet med en ikke-roterende stabilisator (dvs en stabilisator som ikke roterer med resten av borstrengen) eller en fritt montert stabilisator (dvs en stabilisator som kan rotere med borestrengen, men som vil stopp å rotere når den blir tvunget mot borehullsveggen) etter ønske.

I utførelsesformen i figurene 2a-d er settet med kutterblader 124 montert på en ringformet hylse 40 som er montert ved hjelp av lageret 42 på en del av stabilisatorlegemet 44. Den ringformede hylsen 40 blir bibeholdt ved hjelp av en krage 46 som er gjenget på stabilisatorlegemet 44. Som med de andre komponentene i borestrengen er det slik anordnet at rotasjonen av borestrengen i forhold til borehullet (ikke vist) tjener til å tilstrømme kragen 46 på sine respektive gjenger, slik at kragen ikke utilsiktet løsner eller fjernes under bruk.

Kragen 46 har en ru og/eller abrasiv overflatedel 52.

Kragen 46 holder den ringformede hylsen 40 igjen mot en skulder 54 i stabilisatoren, idet skulderen 54 har et antall hevede ører 56. Overflatene av skulderen 54 og ørene 56 er også ru og/eller gjort abrasive, for eksempel av det samme materialet som overflatedelen 52.

Settet med kutterblader 124 innbefatter et antall tenner 60 og et antall hevede ører 50.1 denne utførelsesformen er tennene 60 av idet vesentlige tetrahedrisk form, som oppviser en kuttetupp så vel som tre kuttekanter eller -egger. Tennene 60 er laget av et hardt materiale, og er i denne utførelsesformen laget glatte for å tilveiebringe kutteegger. I alternative utførelsesformer kan noen eller alle overflatene av kutterbladene være gjort ru og/eller abrasive. I denne utførelsesformen er kutterbladene laget av karbid, og hvert blad eller tann 60 er punktsveiset til den rustfrie stålhylsen 40. Ørene 50 er av lignende form som ørene 56 og de respektive ørene fungerer som skjær når det er relativ rotasjon mellom settet med kutterblader 124 og stabilisatorlegeme 44. Ørene 50 bærer også tenner 60, som vist.

Monteringen av hylsen 40 er slik at den kan rotere idet vesentlige fritt på stabilisatorlegeme 44. Imidlertid er det, under normal bruk, forventet at hylsen 40 vil rotere ved idet vesentlige den samme hastighet som stabilisatoren 116, dvs at det forventes at friksjonen mellom hylsen 40 og stabilisator 116 vil være større enn motstanden mot rotasjon av hylsen. Om hylsen 40 roterer eller ikke ved normal bruk er imidlertid ikke relevant for den foreliggende oppfinnelse, siden kutterbladene ikke er tilveiebrakt for normale boreoperasjoner, men for de tilfeller hvor borekronen blir satt til å kutte foringsplugger for eksempel.

Når borekronen ikke kutter foringsplugger og lignende vil alt storskalamaterialet som kontakter kutterbladene 124 få hylsen 40 til å saktes ned eller til og med stoppe. Den utoverretning avsmalende konfigurasjonen av kutterbladene 124 er slik at de tjener til å tvinge storskalamateriale mot borehullet hvor det kan bli malt eller brutt opp etter som borestrengen fortsetter å føres frem langs med borehullet. I tillegg fortsetter kragen 46 og skulderen 54 og ørene 56 å rotere med borestrengen, og den relative rotasjonen mellom kutterbladene 124 og overflaten av disse delene, og følgelig den relative rotasjonen mellom det innesperrede storskalamaterialet og en eller begge av kutterbladene 124 og disse overflatene vil tjene til å kutte, male opp og/eller bryte ned storskalamaterialet. I tillegg er det en skjærvirkning mellom de hevede ørene 50 og ørene 56. Følgelig danner overflaten 52, hylsen 40 med den sett med kutterblader 124, og overflatene av skulderen 54 og dens ører 56 sammen med en kuttersammenstilling for storskalamateriale.

Utførelsesformen i fig. 3 a-d likner de i figurene 2a-d, og skiller seg primært ved monteringen av settet med kutterblader 224.1 denne utførelsesformen er settet med kutterblader 224 montert på en ringformet hylse 240 som er montert ved hjelp av lageret 242 på en del av stabilisatorlegemet 244. Den ringformede hylsen 240 blir holdt igjen ved hjelp av en kopling 246 som er gjenget på stabilisatorlegemet 244.1 tillegg skiller arrangementet av settet med kutterblader 224 seg litt fra arrangementet av kutterbladene 124.1 utførelsesformen i fig. 3a-d innbefatter settet med kutterblader 224 en ring 62 med tenner (som kan være identiske med tennene 60 i fig. 2a-d), og et antall hevede ører 260 på hvilke det også er montert tenner).

Det vil forstås at den nøyaktige formen og arrangementet av kutterbladene, og den nøyaktige formen, antallet og arrangementet av tennene til disse, kan bli variert for å passe bestemte applikasjoner, og å passe til de storskalamaterialene som det er sannsynlig at vil møtes på. Eksperimenter kan være nødvendig for å bestemme den optimale form, antall og arrangementet av settet med kutterblader for en bestemt applikasjon.

Som i utførelsesformen i fig. 2a-d overenstemmer i antallet hevede ører 260 på hylsen på 240 med antallet ører 256 på stabilisatorlegemet 244 slik at de respektive ører ikke kan bli satt i flukt eller innrettet med hverandre. Feilinnretning mellom minst noen av de respektive ører vil hjelpe til å sikre fangsten av storskalamaterialet.

I utførelsesformen i fig. 2a-d og 3a-d kan settene med kutterblader 124, 224 løpe i det vesentlig fritthjul i forhold til resten av borestrengen. I tester har slike utførelsesformer vist seg å være spesielt egnet for kutting og/eller oppmaling av storskalamaterialet som kan møtes på ved kutting av foringsplugger og lignende. Imidlertid kan det i noen applikasjoner være ønskelig at kutterbladene, og/eller en tilstøtende slipende og/eller skjærende del, kan bli drevet til å rotere i en annen hastighet i forhold til borstrengen, og et slikt arrangement er vist i fig. 4a-d.

I utførelsesformen i fig. 4a-d er settet med kutterblader 324 montert på en hylse 340 som i sin tur er montert på lageret på stabilisatorlegemet 344. Tilstøtende settet med kutterblader 324 er montert på en annen hylse 64 som også kan rotere i forhold til stabilistatorlegemet 344. Hylsen 64 har en ytre overflate med en serie med hevede ører 66 som fungerer sammen med de hevede ørene 360 til kutterbladene 324 i en skjærvirkning. Antallet ører 66 overenstemmer ikke med antallet ører 360. Overflaten av hylsen 64 og overflaten av ørene 66, er gjort abrasive.

Hylsen 64 er montert mellom hylsen 340 og ørene 356 til stabilisatorlegemet 344. Antallet ører 356 overenstemmer ikke med antallet ører 66.

Under hylsen 64 har stabilisatoren et ringgir 68, viss girtenner er kontaktet av et sett med planetgirhjul 70 (bare et av disse kan sees idet forstørrede risset i fig. 4d). Girhjulene 70 kontakter også girtennene til et ringgir 72 hos hylsen 64. De respektive aksler 74 for girhjulene 70 er montert i lageret på hylsen 340.

Ved ordinær bruk roterer hylsen 340 med borestrengen, og siden akslene 74 roterer med hylsen 340 blir girhjulene 70 helt enkelt båret rundt med ringgiret og følgelig roterer hylsen 64 likeledes med den samme hastighet. Imidlertid, når kutterbladene 324 møter på storskalamateriale blir rotasjonshastigheten til hylsen 340 redusert. Under slike omstendigheter roterer akslene 74 ved en annen hastighet i forhold til ringgiret 68 og girhjulene 70 blir drevet til å rotere med ringgiret 68, og følgelig blir hylsen 64 dermed drevet til å rotere med sitt ringgir 72.

Det vil forstås at kutterbladene 324 derfor kan rotere ved en annen hastighet i forhold til hylsen 64 og dens ører 66, som i sin tur roterer i en annen hastighet i forhold til stabilisatorlegemet 344 og dets ører 356, idet de relative rotasjoner mellom de respektive deler av kuttersammenstillingen øker skjær- og malevirkningene.

Uansett fordelene med en slik utførelsesform som beskrevet ovenfor har utførelsesformen i fig. 4a-d i tillegg et bremsemiddel som kan stoppe hylsen 340 fra å rotere, og dermed få hylsen 64 til å kontrarotere. Spesifikt bærer stabilisatoren 344 et antall bremsestempler 80 som er montert til å gli i respektive boringer 82. Boringene 82 er ved hjelp av indre passasjer koplet til entringsboringer 84 som bærer respektive tettingsstempler 86.

Det vil forstås at tilstedeværelsen av storskalamaterialer som kontakter kutterbladene 324 forårsaker en trykkoppbygging i borefluidet oppstrøms av kutterbladene, det vil si at det strømmende borefluidet møter på en midlertidig begrenset bane forbi kutterbladene. Når en slik trykkoppbygning skjer, vil trykket ved inngangen til entringsboringene 84 overskride trykket over bremsestemplene 80, og slik anordnet at et slik trykkdifferanse får tettestemplene 86 til å bli drevet innover langs med entringsboringene 84 og bremsestemplene til å bli drevet utover mot borehullet (ikke vist). Inngrep mellom bremsestemplene og borehullet vil få hylsen 340 til å saktes ytterligere ned (og til slutt stoppe). Selv om tilstedeværelsen av storskalamaterialet ikke selv får hylsen 340 til å stoppe å rotere, vil således bremsestemplene 80 gjøre dette mens trykkdifferansen forblir.

Det vil forstås at hvis hylsen 340 stopper å rotere vil akslene 74 stoppe å rotere, mens stabilisatorlegemet 344 fortsetter å rotere med borestrengen slik at ringgiret 68 fortsetter å rotere, og driver girhjulene 70 til å rotere og slik driver ringgiret 72 og hylsen 64 til å rotere, i den motsatte retning (og i den samme rotasjonshastighet som borestrengen). Under slike forhold møter storskalamaterialet på en strømningsbane som innbefatter en stasjonær hylse og et stasjonært sett med kutterblader 324, idet en abrasiv hylse 64 og de skjærende ører 66 roterer i en forhåndsbestemt hastighet i en første retning, og at en abrasiv overflate av stabilisatorlegemet 344 og dens skjærende ører 356 da roterer ved den forhåndsbestemte hastighet i en andre retning motsatt av den første retningen. Når storskalamaterialet har blitt kuttet, brutt opp og/eller malt ned til små deler som kan passere sikkert gjennom kuttersammenstillingen (og også den følsomme komponenten nedstrøms), blir trykkdifferansen fjernet, og relativt sett økede trykket over bremsestemplene 80, og det relativt sett reduserte trykket ved inngangen til entringsboringen 84, vil få bremsestemplene til å trekke seg tilbake inn i boringen 82. Hylsen 340 kan da gjenoppta sin rotering med stabilisator 344.

I denne utførelsesformen blir hylsen 64 drevet til å rotere i en annen hastighet i forhold til hylsen 340 og kutterbladene 324 (og også i en annen hastighet i forhold til resten av stabilisatoren 344 og borestrengen). Imidlertid vil det forstås at funksjonene til hylsene 340 og 64 enkelt kunne bli reversert, slik at hylsen 64 først blir bevirket til å stoppe og rotere, som driver kutterbladene 324 til å rotere i en annen hastighet i forhold til stabilisatoren 344. Alternativt (eller i tillegg) kunne posisjonene til hylsen 64 og 340 om ønskelig bli reversert. Alternativt (eller i tillegg) kunne igjen hylsen 64 bære et ytterligere sett med kutterblader.

Claims

1. Kuttersammenstilling for bruk i en nedihullssammenstilling (10) i en borestreng (22),karakterisert vedat kuttersammenstillingen innbefatter et sett med kutterblader (24, 26; 124; 224; 324) og en ytterligere del, kutterbladene er anordnet tilstøtende den ytterligere delen og er roterbare relativt til den ytterligere delen i bruk, hvor den relative rotasjonen mellom kutterbladene og den ytterligere delen i bruk tjener til å kutte, male opp eller på andre måter bryte ned nedihullsmateriale.

2. Kuttersammenstilling i henhold til krav 1,karakterisertved at kutterbladene (24, 26; 124; 224; 324) er montert for å rotere med borestrengen (22).

3. Kuttersammenstilling i henhold til krav 1,karakterisertved at settet med kutterblader (24, 26; 124; 224; 324) er montert for å rotere uavhengig av borestrengen.

4. Kuttersammenstilling i henhold til krav 3,karakterisertv e d at settet med kutterblader (24, 26; 124; 224; 324) er montert på en hylse, idet hylsen er montert på lageret.

5. Kuttersammenstilling i henhold til krav 3,karakterisertv e d at den ytterligere delen er montert for å rotere med borestrengen.

6. Kuttersammenstilling i henhold til krav 1,karakterisertv e d at kuttersammenstillingen er anordnet på et hus som også bærer en stabilisator.

7. Kuttersammenstilling i henhold til krav 1,karakterisertv e d at det er to eller flere sett med kutterblader (24, 26), og i hvilke spalter mellom kutterbladene i et sett er ute av flukt med spaltene mellom kutterbladene i det (de) andre settet/settene.

8. Kuttersammenstilling i henhold til krav 7,karakterisertv e d at hvert sett med kutterblader kan rotere i forhold til det (de) andre settet settene.

9. Kuttersammenstilling i henhold til krav 1,karakterisertv e d å inkludere gir slik at settet med kutterblader og den ytterligere delen kan bli drevet til å rotere i ulike hastigheter.

10. Kuttersammenstilling i henhold til krav 1,karakterisertv e d at den ytterligere delen har en abrasiv overflate.

11. Nedihullssammenstilling (10) for bruk i en borestreng,karakterisert vedat nedihullssammenstillingen innbefatter en kuttersammenstilling ifølge krav 1, en borkrone (12) og en følsom komponent (20), kuttersammenstillingen er anordnet mellom borkronen (12) og den følsomme komponenten (20).

12. Nedihullssammenstilling i henhold til krav 11,karakterisertved at kutterbladene (24, 26; 124; 224; 324) tilveiebringer en større hindring mot passasje av materialet enn den følsomme komponenten (20).

13. Nedihullssammenstilling i henhold til krav 11,karakterisertv e d å inkludere en bremsemekanisme som kan kontakte overflaten av et boret borehull ved bruk, idet bremsemekanismen er avpasset for å redusere rotasjonshastigheten til settet med kutterblader.