AT390644B

AT390644B - Fraeswerkzeug

Info

Publication number: AT390644B
Application number: AT0174187A
Authority: AT
Original assignee: Homco International Inc
Priority date: 1986-12-17
Filing date: 1987-07-09
Publication date: 1990-06-11
Also published as: NL190649B; FR2608672B1; DE3722478A1; SE8702663D0; US4717290A; SE8702663L; JPH0532165B2; IT1215582B; NO164858B; JPS63156606A; IT8721050A0; DE3722478C2; MX165657B; BE1000252A4; NO871353D0; GB2198671A; BR8703302A; CA1280633C; GB8707296D0; NO871353L

Description

Nr. 390 644

Die Erfindung betrifft ein Fräswerkzeug, das zur Beseitigung und Entfernung verschiedener Stoffe aus dem Untergrund benutzt wird. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Fräswerkzeug zur Entfernung von Gehäusen, Hülsen, Bohrgestänge, Zement, festsitzenden Werkzeugen und ähnlichen Gegenständen. Während der Anwendung zerkleinert das Fräswerkzeug die im Untergrund befindlichen Gegenstände zu kleinen Stücken und Spänen, die mit Hilfe einer Bohrflüssigkeit entfernt werden.

In der Öl- und Gasindustrie besteht ein spezieller Bedarf an Werkzeugen, die das Gehäuse in einem Öl- oder Gas-Bohrloch, Bohrhülsen, Bohrgestänge und festsitzende Werkzeuge entfernen können. Dies alles wird mit einem Werkzeug am Ende eines Bohrgestänges von der Oberfläche aus durchgeführt. Das Bohrgestänge kann eine Länge von mehreren 10 bis mehreren 100 m besitzen. Typischerweise liegt der Arbeitsbereich in einem Bohrloch im Bereich von 900 bis 3000 m oder mehr unterhalb der Oberfläche. Für verschiedene unterirdische Arbeiten muß ein Abschnitt der Bohrlochauskleidung entfernt werden, damit die Bohrung in anderer Richtung fortgesetzt werden kann, oder eine Bohrhülse muß entfernt werden. Ein Grund zur Entfernung der Bohrlochauskleidung liegt in der Durchführung einer zusätzlichen Bohrung vom Hauptbohrloch aus. Eine weitere Verwendung der Fräsweikzeuge besteht in der Beseitigung eines im Bohrloch festgeklemmten Werkzeugs. Dabei wird das Werkzeug durch das Fräswerkzeug im Bohrloch zerstört Auf diese Weise wird das Bohrloch wieder geöffnet so daß mit der Bohrung fortgesetzt werden kann. Weitere Anwendungsmöglichkeiten derartiger Fräswerkzeuge sind auch noch denkbar. Über mehrere Jahre werden bereits Fräswerkzeuge für unterirdische Arbeiten eingesetzt. Viele dieser Werkzeuge besitzen eine untere Pilotspitze oder einen Führungsabschnitt und einen oberen Schneidabschnitt. Diese tragen die Bezeichnungen Pilotfräser, Bohrrohrfräser, Bohrhülsenfiäser und Kemfräser (junk mills). Es gibt noch weitere Fräswerkzeuge, die für unterirdische Arbeiten eingesetzt werden. Diese sind Anlaßfräser (starting mills), Fensterfräser, Stangenffäser (string mills), Wassermelonen-Fräser, abgeschrägte Fräser und Abschnittsfräser (section mills). Alle diese Fräser oder Mühlen werden für verschiedene Zwecke eingesetzt. Dennoch haben alle diese Fräser einen gemeinsamen Zweck, nämlich die Beseitigung von Material oder einem Gegenstand aus einem Bohrloch. Ebenfalls führt dies jeder Fräser auf dieselbe Weise durch, indem der Gegenstand zu Spänen und kleinen Stücken zerkleinert wird.

In den verschiedenen Fräswerkzeugen werden unterschiedliche Arten von Schneidmessem verwendet Einige Schneidmesser sind geradlinig und in Längsrichtung entlang des Werkzeugkörpers auf diesem angeordnet. Bei anderen Werkzeugen sind die Schneidmesser in einem Winkel zur Längsachse des Fräswerkzeugs angeordnet. Ebenfalls sind bei einigen Werkzeugen die Schneidmesser spiralförmig auf dem Werkzeugkörper befestigt.

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Verbesserung derartiger Fräswerkzeuge erreicht. Dabei ist die Erfindung auf ein Fräswerkzeug gerichtet, bei dem die Schneidmesser einen negative axiale Neigung (rake), jedoch eine im wesentlichen konstante negative radiale Neigung besitzen. Die axiale Neigung ist der Divergenzwinkel eines Schneidmessers zu einer zur Längsachse des Werkzeugs parallel verlaufenden Linie. Die radiale Neigung ist der Divergenzwinkel zwischen dem Schneidmesser und der durch die Längsachse des Werkzeugs und der radialen inneren Kante des Schneidmessers verlaufenden Ebene. Das Schneidmesser ist dann unter einer negativen axialen Neigung angeordnet, wenn es in Richtung der Rotation des Werkzeugs abgeschrägt ist. Die negative radiale Neigung ist die Änderung in radialen Graden in Richtung der Rotation des Werkzeugs. Auf diese Weise wird ein Schneidmesser, das auf der Längsachse des Werkzeugkörpers über seine gesamte Länge angeordnet ist, keine negative axiale Neigung oder negative radiale Neigung besitzen.

Die axiale Neigung eines Schneidmessers ist auf einen negativen Winkel gesetzt, um ein besseres Abschneiden zu erhalten. Dieser negative Winkel beträgt gewöhnlicherweise etwa 2 ° bis 10 °. Falls das Schneidmesser geradlinig ist, ändert sich die negative radiale Neigung von 0 ° am unteren Ende des Schneidmessers auf 30 0 oder mehr am oberen Ende des Schneidmessers. Sie variiert also über das gesamte Schneidmesser. Nur aufgrund einer bestimmten negativen axialen Neigung und einer bestimmten im wesentlichen konstanten negativen radialen Neigung erhält das Werkzeug optimale Schneideigenschaften über die gesamte Länge des Schneidmessers. Im allgemeinen sollte die negative radiale Neigung einen im wesentlichen konstanten Winkel zwischen etwa 0 ° und 300 bilden. Dadurch erhält man optimale Schneideigenschaften unter verschiedenen Bedingungen über die gesamte Länge des Schneidmessers. Bei einem Schneidmesser, bei dem die negative radiale Neigung 30 ° oder mehr überschreitet, sind die Fräseigenschaften nicht mehr so günstig.

Es werden gleichmäßig geformte Einsätze aus Wolframcarbid auf der vorlaufenden Oberfläche der Schneidmesser verwendet. Vorzugsweise sind die Wolframcarbid-Einsätze zylindrisch und haben einen Durchmesser von mindestens etwa 3,17 mm (0,125 ") und eine Dicke von mindestens etwa 4,75 mm (0,187 "). Diese Einsätze sind auf die Schneidmesser in einer dichtgepackten Anordnung hartgelötet. Ebenfalls sollten bei einer bevorzugten Ausführungsform auf benachbarten Schneidmessem die Einsätze um mindestens etwa 1,59 mm bis 6,35 mm (0,0625 " bis 0,25") vertikal versetzt angeordnet sein. Auf diese Weise erhält man auf benachbarten Schneidmessem einen unterschiedlichen Abschnitt eines Einsatzes zum Schneiden. Diese Anordnung sollte bevorzugt verwendet werden, da ein optimales Schneiden in der ersten Hälfte eines Einsatzes erfolgt Ebenfalls sollten vorzugsweise die Wolframcarbid-Einsätze auf dem Schneidmesser so angeordnet sein, daß nach deren Befestigung ein Vorhaltewinkel von etwa 0 bis 10 ° gebildet wird. Außerdem sollte das Wolframcarbid eine hohe Schneidgüte anstelle eines Verschleißgrades haben.

Erfindungsgemäß wird ein Fräswerkzeug zur Beseitigung von Material aus einer unterirdischen Anordnung geschaffen, welches einen zylindrischen Werkzeugkörper, eine durch den Werkzeugkörper längs verlaufende -2-

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Durchführung, Mittel zur Verbindung mit einem Antrieb am einen Ende und mit mehreren auf der Oberfläche des Werkzeugkörpers befestigten Schneidmessem mit darauf angeordneten Schneideinsätzen aufweist, wobei die Schneidmesser eine negative axiale Neigung von 1 ° bis 10 ° und eine im wesentlichen konstante negative radiale Neigung besitzen. Die Schneidmesser können eine geradlinige, Spiral- oder sonstige Form besitzen. Die Schneideinsätze können zylindrisch sein und aus Wolframcarbid hoher Schneidgüte bestehen. Diese Einsätze können auf den Werkzeugkörper hartgelötet und vorzugsweise an jedem benachbarten Schneidmesser vertikal versetzt angeordnet sein. Ferner sollten die Schneideinsätze einen Vorhaltewinkel von 0 bis 100 haben, wenn das Schneidmesser am Werkzeugkörper befestigt ist. Auf diese Weise ist das Schneidmesser in einer optimalen Fräsposition über seine gesamte Länge angeordnet, und die Wolframcarbid-Einsätze befinden sich auf den Schneidmessem in derartigen Lagen, daß sich zumindest einige der Einsätze immer im optimalen Schneidzustand befinden.

Die Erfindung soll im folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt durch ein Fräswerkzeug, welches ein Gehäuse im Untergrund abschneidet;

Figur 2 eine perspektivische Darstellung des Fräswerkzeuges mit spiralförmigen Schneidmessem;

Figur 3 eine perspektivische Ansicht des Schneidmesserabschnittes des Fräswerkzeugs von Figur 2;

Figur 4 einen Querschnitt durch die Schneidmesser von Figur 3;

Figur 5 die vergrößerte Darstellung einer Einzelheit von Figur 4;

Figur 6 eine perspektivische Ansicht der Pilotspitze eines Fräswerkzeugs;

Figur 7 eine geometrische Skizze zur Darstellung der negativen axialen Neigung;

Figur 8 eine geometrische Skizze zur Darstellung des Vorhaltewinkels;

Figur 9 eine geometrische Skizze zur Darstellung der negativen radialen Neigung;

Figur 10 eine Seitenansicht eines Abschnittes des Werkzeugs mit einem geradlinigen Schneidmesser mit einer veränderlichen negativen radialen Neigung und einer negativen axialen Neigung von 5 °;

Figur 11 eine schematische Draufsicht auf das Werkzeug von Figur 10;

Figur 12 eine Seitenansicht auf ein Werkzeug mit einem spiralförmigen Schneidmesser mit veränderlicher negativer radialer Neigung und einer negativen axialen Neigung von 5 °;

Figur 13 eine schematische Draufsicht auf das Werkzeug von Figur 12;

Figur 14 eine Draufsicht auf ein Schneidmesser, welches ein Gehäuse bei einem Vorhaltewinkel von 0 ° schneidet;

Figur 15 eine Seitenansicht der Schneideinsätze auf einem Schneidmesser,

Figur 16 eine Seitenansicht eines Schneidmessers, welches unter einem negativen Vorhaltewinkel ein

Gehäuse schneidet;

Figur 17 eine vergrößerte Darstellung eines Abschnittes eines geradlinigen Schneidmessers mit unter einem bestimmten Vorhaltewinkel aufgesetzten Einsätzen; und

Figur 18 einen Längsschnitt durch das Schneidmesser von Figur 17.

In Figur 1 ist ein Werkzeug (20) dargestellt, welches ein inneres Gehäuse (23) aus einem Gas- und Ölbohrloch entfernt. Ebenfalls ist ein äußeres Gehäuse (22) dargestellt, das vom Erdreich (21) umgeben wird. Wenn das Werkzeug rotiert, wobei eine vorbestimmte, nach unten gerichtete Druckkraft auf das Werkzeug wirkt, fräsen die Schneidarme (26) des Werkzeuges das innere Gehäuse (23) in Richtung nach unten weg. Die untere Fläche jedes Schneidmessers schneidet das Gehäuse ab, wobei sich die Messer in einer Richtung nach oben abnutzen. Der untere Teil des Werkzeuges (20) enthält eine Pilotspitze (25). Ebenfalls sind Führungselemente (27) an der Seite des unteren Teils des Werkzeugs vorgesehen, um das Werkzeug im Loch zu stabilisieren. In der Mitte des Werkzeugs befindet sich ein Kanal (24), durch das Bohrflüssigkeit von der Oberfläche nach unten fließt.

Figur 2 zeigt eine Ausführungsform des Werkzeuges mit spiralförmigen Schneidmessem (26). Die Spirale ist dabei auf einen Winkel gesetzt, bei dem die negative axiale Neigung etwa 10 bis 15 0 und vorzugsweise etwa 3 0 bis 10 0 beträgt. Die negative radiale Neigung ist über die gesamte Länge des Schneidmessers bei einem negativen Winkel von 0 ö bis 30 0 konstant. Vorzugsweise ist die negative radiale Neigung bei etwa 5 0 bis 15 0 konstant.

Der obere Abschnitt des Werkzeugs besteht aus einem Abschnitt (28) und einem Gewindeteil (29). Das Gewindeteil (29) verbindet das Werkzeug mit dem Bohrgestänge, das sich von der Oberfläche nach unten erstreckt Die Bohrflüssigkeit fließt von der Oberfläche durch das Bohrgestänge nach unten zum Werkzeug.

Figur 3 zeigt den Schneidmesserabschnitt des Werkzeugs im Detail. Jedes Schneidmesser (26) besitzt Schneideinsätze (30) auf der vorlaufenden Fläche des Messers. Die vorlaufende Fläche ist die Fläche des Werkzeugs in Richtung der Rotation des Werkzeugs. Die Schneideinsätze haben vorzugsweise eine Schneidgüte von Wolframcarbid. Diese Einsätze haben einen Durchmesser von mindestens etwa 6,35 mm (0,25 ”) und vorzugsweise mindestens etwa 9,52 mm (0,375 "). Die Dicke jedes Einsatzes beträgt mindestens etwa 3,17 mm (0,125 ") und vorzugsweise etwa 5,33 mm (0,210 "). Sie sind in einem Muster angeordnet, um die Anzahl der Einsätze zu maximieren und die Leerstellen dazwischen zu minimieren. Die Einsätze können dieselben oder -3-

Nr. 390 644 variierende Durchmesser besitzen. Dennoch sollten sie dieselbe Dicke haben. Diese Einsätze sind auf ein Stück Stahl mit einer Dicke von mindestens etwa 9,52 mm (0,375 ") und vorzugsweise mindestens etwa 15,9 mm (0,625 ") hartgelötet. Dieser Stahl ist von einer Güte, der sich ohne weiteres vollständig beim Schneiden des Gehäuses abnutzen wird. Dabei soll das Schneiden durch die Schneideinsätze und nicht durch den Stahlträger für die Einsätze erfolgen.

Figur 4 zeigt eine Querschnittsansicht des Werkzeuges mit den Schneidmessem im Detail. Dabei besteht jedes Schneidmesser (26) aus einem Stahlträger (31), der die Einsätze (30) trägt. Die Nut eines Schlitzes (32) im Werkzeug nimmt jedes Schneidmesser auf. Dennoch ist ein gekerbter Schlitz für jedes Schneidmesser nicht notwendig. Die Schneidmesser können auch direkt auf die Außenfläche des Werkzeuges aufgeschweißt sein.

Figur 5 zeigt die Verbindung jedes Schneidmessers im Detail. Dabei ist das Gehäuse (23) so dargestellt, wie es von den Einsätzen auf den Schneidmessem (26) abgeschnitten wird, welche am Werkzeug (20) mittels Schweißstellen (33) befestigt sind. Diese Schneidmesser sind in gekerbten Schlitzen gehaltert dargestellt. Diese Ansicht zeigt ebenfalls die Einsätze in vertikal versetzter Anordnung auf benachbarten Schneidmessem. Die Schneideinsätze sind etwa um 1,59 mm bis 6,35 mm (0,0625 " bis 0,25 ") versetzt angeordnet. Die Einsätze (30(a)), (30(b)), (30(c)) und (30(d)) auf dem Schneidmesser (26(a)) sind von den entsprechend ähnlichen Einsätzen auf dem Schneidmesser (26(b)) versetzt angeordnet. Figur 6 zeigt den unteren Abschnitt des Werkzeuges mit der Pilotspitze (25). Die Führungselemente (27) sind hier in Spiralform dargestellt. Dennoch können diese Führungselemente geradlinig auf einer Längsachse des Werkzeuges verlaufen oder in einer positiven oder negativen axialen Neigung gesetzt sein. Diese Führungselemente können ebenfalls Einsätze mit dem Verschleißgrad von Wolframcarbid auf ihrer Außenfläche aufweisen. Die Einsätze sind gewöhnlicherweise kleine Scheiben, die durch Hartlöten bündig am Messer befestigt sind.

Aus Figur 7 geht hervor, was mit einer negativen axialen Neigung gemeint ist. Der Winkel (36) ist die negative axiale Neigung. Das Schneidmesser ist axial geneigt, wenn es nicht axial zur Längsachse des Werkzeugs orientiert ist. Das Schneidmesser besitzt eine negative axiale Neigung, wenn es in Richtung der Rotation des Werkzeugs angewinkelt ist. Das Schneidmesser besitzt eine positive axiale Neigung, wenn es in entgegengesetzter Richtung zur Rotation des Werkzeuges angewinkelt ist. In Figur 7 bezeichnet die Linie (35) die zentrale Längsachse des Werkzeugs. Die Linie (37) ist eine Linie am Umfang des Schneidmessers des Werkzeugs und verläuft parallel zur zentralen Längsachse (35). Die Linie (38) stellt dagegen die horizontale Achse des Werkzeugs dar. Der Winkel (36) ist der Winkel zwischen dem Schneidmesser (26) und der zentralen Längsachse (35) des Werkzeugs (20) und ist hier als Winkel zwischen dem verlängerten Schneidmesser und der Linie (37) dargestellt. Dies ist eine negative axiale Neigung, da das Schneidmesser in Richtung der Werkzeugrotation angewinkelt ist, wie durch den Pfeil gekennzeichnet ist. Eine negative axiale Neigung bewirkt ein besseres Schneiden von Metall oder einem ähnlichen Material.

Anhand von Figur 8 soll erklärt werden, was mit einem Vorhaltewinkel gemeint ist. Der Vorhaltewinkel (39) ist der Winkel, durch den ein Schneidmesser (26) zur horizontalen Achse (38) versetzt angeordnet ist. Ein Schneidmesser dessen untere Fläche die horizontale Achse (38) vollständig berührt, dürfte einen Vorhaltewinkel von 0 0 besitzen. Der Vorhaltewinkel eines Schneidmessers, daß das Gehäuse schneidet, ist im Detail in Figur 16 gezeigt. Wenn der Vorhaltewinkel eines Schneidmessers vergrößert wird, wird das Gehäuse in einem schärferen Winkel geschnitten.

Figur 9 zeigt, was mit einer negativen radialen Neigung gemeint ist. Eine radiale Neigung ist der Divergenzwinkel zwischen der Schneidfläche und derjenigen Fläche, die durch die Längsachse des Werkzeugs und die radiale innere Kante des Schneidmessers verläuft. Ein gerades Schneidmesser, das eine axiale Neigung von 0 ° besitzt, dürfte eine konstante radiale Neigung besitzen. Die Verschiebung des radialen Winkels in Richtung der Rotation des Werkzeugs bewirkt eine negative radiale Neigung, während die Verschiebung in die entgegengesetzte Richtung eine positive radiale Neigung bewirkt. Wenn ein gerades Schneidmesser mit einer negativen axialen Neigung an einem Werkzeug befestigt ist, wird es eine negative radiale Neigung erhalten. Falls in ähnlicher Weise ein Schneidmesser mit einer positiven axialen Neigung am Werkzeug befestigt ist, wird es eine positive radiale Neigung erhalten. Der Grad der radialen Neigung wird vom Durchmesser des Werkzeugs und der Länge des Schneidmessers abhängen. Wenn die Schneidmesserlänge vergrößert wird, steigt auch die radiale Neigung für eine bestimmte axiale Neigung.

In Figur 9 ist der negative radiale Neigungswinkel (40(a)) für ein gerades Messer mit einer negativen axialen Neigung dargestellt. Zum guten Schneiden ist es für ein Schneidmesser notwendig, eine konstante radiale Neigung für eine vorgegebene negative axiale Neigung zu besitzen. Ein spiralförmiges Schneidmesser oder ein gerades Schneidmesser mit angewinkelten Schneideinsätzen, wie in den Figuren 17 und 18 dargestellt, besitzen eine im wesentlichen konstante radiale Neigung für eine vorgegebene negative axiale Neigung.

In den Figuren 10 und 11 sind weitere Modifikationen im negativen radialen Neigungswinkel (40(a)) für ein gerades Schneidmesser mit einer negativen axialen Neigung von 5 0 dargestellt. Zur Vereinfachung hat das Schneidmesser einen Vorhaltewinkel von 0 °. Der Verschiebungswinkel des Schneidmessers ist mit dem Bezugszeichen (40) gekennzeichnet. Der negative radiale Neigungswinkel verändert sich mit dem Außendurchmesser des Werkzeugkörpers. Beispielsweise variiert bei einem Werkzeug-Außendurchmesser von 20,3 cm (8 ") mit einer Messer-Länge von 30,5 cm (12 ") die negative radiale Neigung zwischen 0 ° bei (41) und der maximalen radialen Neigung von mehr als 20 0 beim oberen Ende (42) des Schneidmessers. -4-

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Demgegenüber ist in den Figuren 12 und 13 die Verwendung eines Spiralmessers dargestellt. Dieses Spiralmesser besitzt eine negative axiale Neigung von 5 °. Wiederum ist zur Vereinfachung der Vorhaltewinkel 0 °. Die negative radiale Neigung beträgt in diesem Fall konstant 0 °. Um einen maximalen Schnitt über die gesamte Länge des Schneidmessers zu erhalten, sollte eine konstante negative radiale Neigung vorhanden sein. Sonst besitzt das Werkzeug einen hohen Wirkungsgrad nur an einer Fläche des Schneidmesseis.

In den Figuren 10 und 11 ist der radiale Neigungswinkel (40(a)) derselbe wie der Verschiebungswinkel (40). Dies ist dann der Fall, wenn die radiale Neigung gleich 0 am unteren Ende des Schneidmessers ist. Falls dennoch die radiale Neigung ungleich 0 am unteren Ende des Schneidmessers ist, stimmen die radiale Neigung und der Verschiebungswinkel nicht überein. In Figur 11 ist die radiale Neigung als derjenige Winkel dargestellt, der zwischen dem Ende des Schneidmessers und einer radialen Achse (38) des Werkzeugs liegt. D. h. der Schneidabschnitt des Messers ist nicht über seine gesamte Länge axial. Vielmehr ändert er sich konstant Im Gegensatz hierzu ist der Verschiebungswinkel (40) in Figur 13 derselbe wie für ein gerades Messer, jedoch besitzt das Messer eine derartige Spiralform, daß der Schneidabschnitt des Messers über die gesamte Länge axial ist.

Figur 14 zeigt ein Schneidmesser (26) mit Einsätzen (30) mit einem Vorhaltewinkel von 0 °. Dabei ist hier auch das Schneiden des Gehäuses (23) dargestellt. Die Einsätze sind dicht aneinandergepackt angeordnet und brauchen nicht denselben Durchmesser zu besitzen. Dennoch sollten sie dieselbe Dicke haben. Obwohl ein Abnutzungsgrad von Wolframcarbid verwendet werden kann, sollten sie vorzugsweise eine Schneidgüte besitzen. In Figur 15 ist die Seitenansicht der Carbid-Einsätze gezeigt. Figur 16 zeigt ein Schneidmesser mit Einsätzen mit einem Vorhaltewinkel von etwa 5 bis 10 °. Die Schneidmesser in diesen Figuren sind vorzugsweise spiralförmig, obwohl sie auch eine geradlinige Form haben können. Ebenfalls kann in Figur 16 der Metallträger (31) rechtwinklig sein, wobei jedoch die Einsätze entsprechend dem Voihaltewinkel angeordnet sind. Bei Verwendung eines derartigen Werkzeugs dürfte das Metall schnell nach oben zu den Einsätzen abgetragen werden. Ebenfalls könnte das Metall unterhalb der Einsätze mit zerkleinertem Wolframcarbid bedeckt sein, mit welchem das Schneiden des Gehäuses begonnen würde.

Die Figuren 17 und 18 zeigen die Ausführung eines geradlinigen Schneidmessers, das eine negative axiale Neigung, jedoch noch eine konstante negative radiale Neigung besitzt. Hier sind die Schneideinsätze entsprechend der gewünschten negativen axialen Neigung angeordnet. Dies wird dadurch erreicht, daß die Schneidarme abgestufte, angewinkelte Nuten (43) besitzen, um die Einsätze aufzunehmen. Der Winkel der gestuften Nut bestimmt den Winkel der negativen axialen Neigung. Dieses Schneidmesser mit den in einer vorbestimmten negativen axialen Neigung angeordneten Einsätzen kann am Werkzeug so befestigt werden, daß es eine negative radiale Neigung von 0 bis 30 ° besitzt. Zusätzlich kann dieses Messer in jedem gewünschten Vorhaltewinkel angeordnet werden.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann der eingekerbte Schlitz in seiner Tiefe variieren, so daß eine Reihe von Schneideinsätzen in variierenden Höhen angeordnet werden. Ebenfalls kann jeder eingekerbte Schlitz eine unterschiedliche Tiefe besitzen. Unter Verwendung dieser alternativen Ausführungsformen kann die radiale Neigung der Schneidmesser variiert werden.

Die Hauptaufgabe der Erfindung ist also die Schaffung eines Fiäswerkzeugs, bei dem die Schneidmesser in einer optimalen Schneidrichtung über ihre gesamte Länge angeordnet sind. Dies ist wichtig, wenn das Auswechseln der Werkzeuge kostenspielig ist. Befinden sich die Schneidmesser nicht in der optimalen Schneidrichtung, wird das Werkzeug weniger und weniger Material abtragen, da die Schneidmesser verschleißen und gewöhnlicherweise mehr Hitze aufgrund des Reibungskontaktes mit dem Gehäuse oder einem anderen zu schneidenden Gegenstand erzeugen. An einem bestimmten Punkt wird der Wärmepegel einen Punkt erreichen, bei dem das Werkzeug zerstört werden kann. Diese neuen Fräsweikzeuge haben dagegen eine verlängerte Lebensdauer, wenn Öl-Bohrlöcher oder andere Gehäuse aufgebohrt werden, da sie den Schneidvorgang maximieren und die Wärmeerzeugung minimieren. Dadurch wird es möglich, 4- bis 10-mal mehr ein Gehäuse zu beseitigen, bevor das Fräswerkzeug entnommen und ausgewechselt wird. Wenn man bedenkt, daß der Einsatz in einem Ölfeld 8 Stunden oder mehr in Anspruch nehmen kann, um ein Fräswerkzeug aus einem Bohrloch zu entfernen, das Werkzeug auszuwechseln und anschließend das neue Fräswerkzeug zurück in das Bohrloch einzuführen, bewirkt die Erfindung eine beträchtliche Ersparnis, da 4- bis 10-mal mehr Gehäuse entfernt werden können.

Die vorliegende Erfindung ist auf die Anordnung von Schneidmessem gerichtet D. h. die Schneidmesser sind an das Werkzeug angeschweißt Dennoch ist die Erfindung auf verlängerbare Schneidmesser anwendbar, wie sie in Profilwalzwerken eingesetzt werden. Das Ziel der Erfindung ist der Einsatz von Schneidmessem bei einer negativen axialen Neigung und einer konstanten radialen Neigung, welche gewöhnlich negativ ist. Das Verfahren der Anbringung der Schneidmesser am Werkzeug ist nicht besonders kritisch. Bei Verwendung von verlängerbaren Schneidmessem können diese mechanisch oder hydraulisch verlängert werden. Ferner können die Schneidmesser an einem bestimmten Punkt gelenkig gehaltert sein und sich nach außen erstrecken, oder die Messer erstrecken sich um denselben Betrag über ihre gesamte Länge nach außen. Verlängerbare Schneidmesser werden gewöhnlich in Rrofilwalzweiken verwendet -5-

Claims

Nr. 390 644 PATENTANSPRÜCHE 1. Fiäswerkzeug zur Beseitigung von Material aus einer unterirdischen Anordnung, mit einem zylindrischen Werkzeugkörper einer durch den Werkzeugkörper längs verlaufenden Durchführung, welche an einem Ende mit einem Antrieb verbindbar ist, und mit mehreren Schneidmessem, die an der Oberfläche des Werkzeugkörpers befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Schneidmessern (26) Schneideinsätze (30) befestigt sind und daß die Schneidmesser (26) eine negative axiale Neigung (36) von 1 0 bis 10 ° und eine im wesentlichen konstante negative radiale Neigung (40a) haben.
2. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidmesser (26) spiralförmig auf dem zylindrischen Werkzeugkörper (20) angeordnet sind.
3. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidmesser (26) in geradliniger Form auf dem zylindrischen Werkzeugkörper (20) angeordnet sind.
4. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideinsätze (30) auf benachbarten Schneidmessem (26) um 1,59 mm bis 6,35 mm versetzt zu einer durch den Werkzeugkörper (20) verlaufenden Querebene angeordnet sind.
5. Fräswerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideinsätze (30), vorzugsweise aus Wolframcarbid, zylindrisch sind.
6. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorlaufende Fläche jedes Schneidmessers (26) mehrere zylindrische Schneideinsätze (30) aufweist.
7. Fräswerkzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Schneideinsätze (30) eine Dicke von mindestens 3,17 mm und einen Durchmesser von mindestens 6,35 mm besitzen.
8. Fräswerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Schneideinsätze eine Dicke von etwa 5,3 mm und einen Durchmesser von etwa 9,5 mm besitzen.
9. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideinsätze (30) auf den Schneidmessem (26) einen Vorhaltewinkel (39) von 0 0 bis 10 0 aufweisen.
10. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen konstante negative radiale Neigung (40a) einen Winkel von 0 0 bis 30 0 bildet.
11. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidmesser (26) am Werkzeugköiper (20) bewegbar gehaltert sind. Hiezu 8 Blatt Zeichnungen -6-