NO860143L

NO860143L - STABILISERINGSVERKTOEY.

Info

Publication number: NO860143L
Application number: NO860143A
Authority: NO
Inventors: Arthur Stewart
Original assignee: Stable Services Ltd
Priority date: 1985-01-18
Filing date: 1986-01-16
Publication date: 1986-07-21
Also published as: FI860237A0; DK22186A; ES296679U; DK22186D0; EP0188343A2; GB8501256D0; ES296679Y; FI860237A; EP0188343A3

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører fjellboring og nærmere bestemt et stabiliseringsverktøy for forbindelse i en borestreng bak et vektrør som bærer en borkrone. The present invention relates to rock drilling and, more specifically, a stabilization tool for connection in a drill string behind a weight pipe that carries a drill bit.

Et slikt stabiliseringsverktøy hvilket typisk er 1,8-2,4 m i lengde er kostbart både å tilvirke og restaurere, hvor restaurering ofte er nødvendig siden en slitt borkrone tenderer å etterlate avsetninger som ikke kan brytes ned og transporteres forbi stabilisatoren med det resultat at stabilisatoren utsettes for vesentlig slitasje. Når dette oppstår, må strengen trekkes ut og brytes ned og den vanlige spiralstabilisator erstattes med et spesielt rullerømmer-verktøy eller brotsj for å brotsje boringen før boring kan fortsette. Such a stabilization tool, which is typically 1.8-2.4 m in length, is expensive both to manufacture and to restore, where restoration is often necessary since a worn drill bit tends to leave deposits that cannot be broken down and transported past the stabilizer with the result that the stabilizer exposed to significant wear and tear. When this occurs, the string must be pulled out and broken down and the regular spiral stabilizer replaced with a special roller reamer tool or reamer to ream the bore before drilling can continue.

Også når det bores ved en vinkel (referert til som awiksborin<g>) , hvilket ofte er tilfelle fra en oljerigg, må Also when drilling at an angle (referred to as awiksborin<g>), which is often the case from an oil rig, must

det nøyaktige sted av borekronen overvåkes. For å gjøre dette innføres magnetiske sonder gjennom borstrengen inn i stabilisatoren, og for å unngå interferens med avlesningene, må en stabilisator av ikke-magnetisk materiale brukes. For vanlig boring brukes en rimligere stålstabilisator. the exact location of the drill bit is monitored. To do this, magnetic probes are introduced through the drill string into the stabilizer, and to avoid interference with the readings, a stabilizer of non-magnetic material must be used. For ordinary drilling, a more reasonable steel stabilizer is used.

For tiden er det derfor nødvendig å opprettholde At present it is therefore necessary to maintain

på en rigg et lagerantall ikke bare av spiralformede og rettriflede stabilisatorer, men også begge utvalg av stabilisatorer i magnetisk og ikke-magnetisk materiale siden bruk av kun ikke-magnetiske stabilisatorer er svært kostbare. on a rig a stock of not only helical and straight rifled stabilizers, but also both varieties of stabilizers in magnetic and non-magnetic material since the use of only non-magnetic stabilizers is very expensive.

Et annet problem som er særlig akutt for ikke-magnetiske stabilisatorer, er at de ikke-magnetiske materia- Another problem which is particularly acute for non-magnetic stabilizers is that the non-magnetic materials

ler må bearbeides ved lave temperaturer. Repeterte restau-reringer ved gjenoppbygging av skjæreggene som involverer påføring av intens lokal varme, tenderer til å svekke stabili-satorene og reduserer således deres nyttelevetid. clay must be processed at low temperatures. Repeated restorations by rebuilding the cutting edges involving the application of intense localized heat tend to weaken the stabilizers and thus reduce their useful life.

US-patentene 3.642.079, 3.933.395 og GB-A-2133059 viser alle stabilisatorer i hvilke hele det riflede stabilisatorparti er avtagbart sikret til tangen eller skaftet. US Patents 3,642,079, 3,933,395 and GB-A-2133059 all show stabilizers in which the entire knurled stabilizer portion is removably secured to the tang or shank.

Slike stabilisatorer er imidlertid ikke brukt i stor utstrek-ning i praksis. I tilfelle av US-patent 3.933.395 er stabili-satorpartiet formet i to deler som er sikret på skaftet ved gjenger av motsatt retning. En ulempe med et slikt arrange- ment er tendensen for den øvre del å arbeide seg løs og skru seg av. Dersom borstrengen kommer i klem som nødvendiggjør bruk av et kraftdrevet slagverktøy for å reversere strengen, påføres for stort moment til den nedre del og resulterer i stripping av monteringsgjengene. However, such stabilizers are not used to a large extent in practice. In the case of US patent 3,933,395, the stabilizer part is formed in two parts which are secured to the shaft by threads of opposite direction. A disadvantage of such an arrangement is the tendency for the upper part to work itself loose and screw off. If the drill string becomes pinched, necessitating the use of a power driven impact tool to reverse the string, excessive torque is applied to the lower part and results in stripping of the mounting threads.

Et formål med den foreliggende oppfinnelse er å imøtegå ulempene fremsatt ovenfor. An object of the present invention is to counter the disadvantages stated above.

I samsvar med oppfinnelsen foreslås et stabiliser-ingsverktøy for forbindelse med en borstreng og som har et skaft anordnet for forbindelse ved sine ender i en borestreng og et riflet stabiliseringsparti innbefattende en legemsdel integrert med skaftet og en førende endedel eller hette som er avtagbart sikret til skaftet. In accordance with the invention, a stabilization tool is proposed for connection with a drill string and which has a shaft arranged for connection at its ends in a drill string and a knurled stabilization part including a body part integrated with the shaft and a leading end part or cap which is removably secured to the shaft .

Også i samsvar med oppfinnelsen er det foreslått et stabiliseringsverktøysett som innbefatter et stabiliserings-verktøy som har et skaft anordnet for forbindelse ved sine ender i en borestreng, i kombinasjon med flere av en mengde ombyttelige stabilisatorverktøyhetter hvor hver er anordnet for frigjørbart å kunne sikres til skaftet for slik å danne den førende endedel av et riflet stabilisatorparti hvor den gjenværende del eller legemsdelen av denne er integrert med skaftet. Also in accordance with the invention, there is proposed a stabilization tool kit which includes a stabilization tool having a shank arranged for connection at its ends in a drill string, in combination with several of a plurality of interchangeable stabilizer tool caps, each of which is arranged to be releasably secured to the shank so as to form the leading end part of a knurled stabilizer part where the remaining part or body part thereof is integrated with the shaft.

Både legemsdelen og hetten er riflet slik at Both the body part and the hood are fluted so that

riflene på dette er i oppretthet med grenseflaten når hetten sikres i posisjon. the rifling on this is flush with the interface when the cap is secured in position.

Legemsdelen har fortrinnsvis spiralformede rifler, men hetten kan ha enten spiralformede rifler ment for normale stabiliseringsoperasjoner, rette rifler som muliggjør at det sammenstilte verktøy kan brukes som en rømmer eller brotsj under boring av grove og abrasive fjellformasjoner. The body portion preferably has helical rifling, but the cap may have either helical rifling intended for normal stabilization operations, straight rifling enabling the assembled tool to be used as a reamer or reamer during drilling of coarse and abrasive rock formations.

Stabilisatorfunksjonene i en brønnboring kontroll-eres av brørinstrukturen, dvs. abrasiv sand, svært hardt fjell og også kroneytelsen. En krone som går under målet for hurtig, kan i virkeligheten hviske bort hele strengen for stabilisatorflater, og derfor føre til underskjæring av legemene og bladene og gjør verktøyet ubrukbart. Den foreliggende oppfinnelse muliggjør for boreren å fastslå skaden som er gjort på stabilisatoren og hvis nødvendig, å tilpasse en fres eller en rømmer uten fullstendig å bryte strengen eller å måtte ha de omfangsrike stabilisatorer på boredekket som begrenser arbeidsplassen. Han kan deretter igjen utføre boring, men med et verktøy tilpasset til å kutte bort mulige blokkeringer som har skadet annet utstyr. The stabilizer functions in a wellbore are controlled by the wellbore structure, i.e. abrasive sand, very hard rock and also the crown performance. A crown that goes under the target too quickly can actually whisper away the entire string of stabilizer faces, therefore undercutting the bodies and blades and rendering the tool unusable. The present invention enables the driller to determine the damage done to the stabilizer and, if necessary, to adapt a cutter or a reamer without completely breaking the string or having to have the bulky stabilizers on the drill deck that limit the work area. He can then drill again, but with a tool adapted to cut away possible blockages that have damaged other equipment.

Siden den førende kant lider mest av slitasje, skal det forstås at hetten kan hurtig skiftes ut når nødvendig for slik å unngå behovet for å o<p>prettholde på riggen en lagermengde av omfangsrike eller kostbare stabilisatorverktøy. Videre trenger |kun de slitte hetter å bli sendt til land for reparasjoner, slik at skaftet til verktøyet ikke er utsatt for repeterte påføringer av intens lokal varme med det resultat at nyttelevetiden, særlig av ikke-magnetiske stabilisatorer, er mye lengere enn for konvensjonelle stabilisatorer. Since the leading edge suffers most from wear, it should be understood that the cap can be quickly replaced when necessary to avoid the need to maintain on the rig a stock of bulky or expensive stabilizer tools. Furthermore |only the worn caps need to be sent ashore for repairs, so that the shaft of the tool is not subjected to repeated applications of intense localized heat with the result that the useful life, particularly of non-magnetic stabilizers, is much longer than that of conventional stabilizers .

I kraft av den foreliggende oppfinnelse, kan det til og med være økonomisk å bruke kun ikke-magnetiske stabil-isatorskaft for slik ytterligere å redusere den nødvendige lagermengde på stedet, siden en hette av magnetisk materiale kan brukes på et skaft av ikke-magnetisk materiale uten å på-virke målinger som tas under avviksboring av sonder plassert i skaftet. By virtue of the present invention, it may even be economical to use only non-magnetic stabilizer shafts to further reduce the required on-site inventory, since a cap of magnetic material can be used on a shaft of non-magnetic material without affecting measurements taken during deviation drilling by probes placed in the shaft.

En utførelse av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet gjennom et eksempel med henvisning til de vedlagte tegninger hvor: An embodiment of the invention will now be described through an example with reference to the attached drawings where:

fig. 1 viser et stabiliseringsverktøy, fig. 1 shows a stabilization tool,

fig. 2 en sprengskisse sett fra siden av stabili-seringsverktøyet i fig. 1, fig. 2 an exploded view seen from the side of the stabilization tool in fig. 1,

fig. 3 viser en spiralriflet hette for feste til stabilisatorlegemet vist i fig. 2, fig. 3 shows a spirally fluted cap for attachment to the stabilizer body shown in fig. 2,

fig. 4 viser en rettriflet hette for feste til stabilisatorlegemet vist i fig. 2, og fig. 4 shows a straight fluted cap for attachment to the stabilizer body shown in fig. 2, and

fig. 5 viser nok en rettriflet hette for feste til stabilisatorlegemet vist i fig. 2. fig. 5 shows another straight fluted cap for attachment to the stabilizer body shown in fig. 2.

Det vises til tegningene hvor stabiliseringsverk-tøyet har et skaft eller legeme (fig. 1 og 2) 10 anordnet ved hver ende for forbindelse i en borstreng, hvor den før-ende ende 12 forbindes i bruk til et vektrør (ikke vist) som bærer borkronen. Et stabiliseringsparti 14 har en nominell diameter noe mindre enn diameteren på borkronen og er formet med rifler gjennom hvilke avsetninger transporteres oppad forbi stabilisatoren eller stabilisatorrøret. Stabilisator-partiet er i to deler; en legemsdel 16 integrert med skaftet 10 og en avtagbar hylse eller hette 18 som har en indre konisk gjenge 19, hvilke skrus på en konisk ytre gjenge 11 på skaftet.10 og klemmes stramt til i anslag mot en skulder 2 0 ved den førende ende av legemsdelen 16. Reference is made to the drawings where the stabilization tool has a shaft or body (Figs. 1 and 2) 10 arranged at each end for connection in a drill string, where the leading end 12 is connected in use to a weight tube (not shown) which carries the drill bit. A stabilization part 14 has a nominal diameter somewhat smaller than the diameter of the drill bit and is shaped with riffles through which deposits are transported upwards past the stabilizer or the stabilizer pipe. The stabilizer part is in two parts; a body part 16 integrated with the shaft 10 and a removable sleeve or cap 18 having an internal conical thread 19, which is screwed onto a conical external thread 11 on the shaft. 10 and clamped tightly against a shoulder 20 at the leading end of body part 16.

Legemsdelen 16 har spiralrifler 22 som vanligvis danner tre skjærblader, men hetten 18 kan ha spiralrifler som vist i fig. 1-3 eller rette rifler 23 som vist i fig. 4 og 5. I begge tilfelle har legemsdelen 16 og hetten 18 det samme antall rifler av den samme størrelse og form slik at riflene i de to deler av stabiliseringspartiet er i oppretthet ved grenseflaten når hetten 18 er i innfestet stilling. Dermed kan stabiliseringsverktøyet tilpasses for vanlig boring til å virke som en rømmer ved innpassing av den rettriflede hette i fig. 4 eller for bruk under fresing ved innpassing av den rettriflede koniske hette vist i fig. 5, når det f.eks. kreves under boring gjennom svært grove eller abrasive fjellformasjoner . The body part 16 has spiral riffles 22 which usually form three cutting blades, but the cap 18 can have spiral riffles as shown in fig. 1-3 or straight rifles 23 as shown in fig. 4 and 5. In both cases, the body part 16 and the cap 18 have the same number of rifles of the same size and shape so that the rifles in the two parts of the stabilization part are upright at the interface when the cap 18 is in the fixed position. Thus, the stabilization tool can be adapted for normal drilling to act as a reamer by fitting the straight fluted cap in fig. 4 or for use during milling when fitting the straight fluted conical cap shown in fig. 5, when it e.g. required when drilling through very rough or abrasive rock formations.

Hetten 18 utgjør den førende ende av stabiliseringspartiet 14 med det resultat at skjæreggene på hetten, hvilke er påført diamanter eller skjærkarbid, vil først slites. Når hetten slites, kan den skrus av og erstattes fra en lagerbeholdning av hetter på riggen. Kun hettene trengs å sendes bort for reparasjon. The cap 18 forms the leading end of the stabilization part 14 with the result that the cutting edges on the cap, which are coated with diamonds or cutting carbide, will wear first. When the cap wears, it can be unscrewed and replaced from an inventory of caps on the rig. Only the caps need to be sent away for repair.

Fig. 2, 4 og 5 i kombinasjon viser et flerformåls-stabiliseringsverktøysett i samsvar med oppfinnelsen. Ved egnet valg av den avtagbare hette, kan stabiliseringsverk-tøyet brukes etter ønske for vanlig boring, brosjing eller fresing. Figures 2, 4 and 5 in combination show a multi-purpose stabilization tool kit in accordance with the invention. By choosing the right removable cap, the stabilization tool can be used as desired for normal drilling, broaching or milling.

Typiske dimensjoner for et område av stabiliser-ingsverktøy er fremsatt i tegningene, og sammensetning av materialene egnet for både ikke-magnetiske og stålstabiliser-ingsverktøy er fremsatt nedenfor. Typical dimensions for a range of stabilization tools are set forth in the drawings, and composition of materials suitable for both non-magnetic and steel stabilization tools is set forth below.

Claims

1. Stabilization tool having a shaft arranged for connection at its ends in a drill string and a fluted stabilization portion, characterized by a wood body part integrated with the shaft and a leading end sleeve part or cap which is removably secured to the shaft.

2. Tool according to claim 1, characterized in that the removable leading end sleeve part or cap has an internal screw thread formed on it, where the sleeve part or the cap is screwed onto an external screw thread on the shaft and clamped tightly into abutment with a shoulder arranged on the leading end of the body part.

3. Tool according to claim 1 or 2, characterized in that the body part has spiral or helical rifles.

4. Tool according to one or more of claims 1-3, characterized in that the removable leading end part or cap has spiral or helical rifles.

5. Tool according to one or more of claims 1-3, characterized in that the leading end part or cap has grooves parallel to the axis of said part or cap.

6. Tool according to claim 5, characterized in that the removable cap tapers towards the leading end thereof and enables the tool to be used for milling.

7. Tool according to one or more of claims 1-6, characterized in that the body part and the leading end part or cap have the same number of rifles, where the rifles are of the same size and shape so that the rifles in the two parts of the stabilization part are upright at the interface between the body part and the leading end part of the cap when the latter is secured in position.

8. Tool according to one or more of claims 1-7, characterized in that the shaft is made of non-magnetic material and the leading end part of the cap is made of magnetic material.

9. Tool according to one or more of claims 1-8, characterized in that the cutting edges on the cap are arranged with diamonds or carbides.

10. Stabilization tool set, characterized in that it includes a stabilization tool with a shaft arranged for connection at its ends in a drill string, in combination with a plurality of interchangeable stabilizing tool caps each arranged for removably securing to the shank so as to form the leading end portion of a knurled stabilizing portion the remainder or body portion of which is integral with the shank.

11.. Tool set according to claim 10, including two interchangeable caps, one with helical or helical rifling and the other with straight rifling.•

12. Tool set according to claim 11, characterized in that the straight fluted cap is tapered to enable use of the tool for milling.