NO177397B - Skjæreverktöy for avskjæring av brönnrör - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et skjæreverktøy som angitt i ingressen til det etterfølgende krav 1.

Fra tidligere er det kjent skjæreverktøy for kapping av foringsrørinnervegger og innebefattende en kuttermantel med kutterarmer som er svingbart innmontert i slisser i kuttermantelen, for bevegelse i radialretning mellom en tilbake-trukket innerstilling, for nedføring av verktøyet i forings-røret, og en utstrekkbar ytterstilling i skjærende anlegg mot foringsrørets innervegg. Fra tidligere har også kutterarmenes nedre endepartier vært forsynt med blader med påstøpte, skjærende hardmetall-fragmenter eller -spon som danner skjær-eggen.

Fra US-patentskrift 3.331.439 er det således kjent et skjæreverktøy med svingbart påmonterte kutterarmer hvis nedre ender er forsynt med blader med innleiret, hardt skjæremateri-ale. Videre er det i US-patentskrift 2.859.943 omtalt et skjæreverktøy for kapping av foringsrør og utstyrt med ytre armer med skjæreblader med innleirede, skjærende hardmetall-fragmenter eller -spon som danner skjæreflaten. US-patentskrift 3.195.636 beskriver et lignende skjæreverktøy med en svingbar kutterarm hvis ytterside er forbundet med et matriks-materiale med innleirede skjæreelementer.

Ved anvendelse av skjæreverktøy, f.eks. som kjent fra de ovennevnte patentskrifter, for kapping av et foringsrør eksempelvis med en diameter av 1220 mm og en veggtykkelse av 38 mm, vil det kreves 4-5 timer for å fullføre kappingen.

I allment tilgjengelig NO nr. 87.0037 er det beskrevet et skjæreverktøy som er bestemt for anvendelse generelt ved freseverktøy for suksessiv kapping og fjerning av foringsrør fra den øvre rørenden, og som omfatter skjæreblader med nedre ender som, i forhold til de øvrige ender, heller bakover i rotasjonsretningen. Et antall hardmetall-skjæreelementer er fastgjort til bladenes forsider og danner derved planende skjæreflater. Som ytterligere eksempler på kjent teknikk kan nevnes US-patentskrifter 2.846.193, 3.331.439, 2.709.490 og 3.145.790, som heller ikke gir noen anvisning på hvorledes et skjæreverktøy bør utformes for oppnåelse av de fordeler foreliggende oppfinnelse tar sikte på.

Det er således et hovedformål med foreliggende oppfinnelse å frembringe et skjæreverktøy med forbedrede skjæreblader som er innrettet for kapping av foringsrør på kortest mulig tid og som har øket levetid slik bladene sjeldnere behøver å utskiftes.

Et annet formål er å frembringe en slik forbedret, radialt utstrekkbar kutterarm for anvendelse ved såkalte seksjonsfreser som tjener for tilkapping og utfresing av en foringsrørseksjon, for opprettelse av et "vindu" for fjerning av en ønsket del av foringsrøret.

Disse formål oppnås ifølge oppfinnelsen ved et skjære-verktøy av den innledningsvis angitte art, med de nye og særegne trekk som er angitt i den karakteriserende del av krav 1. Fordelaktige utførelsesformer av oppfinnelsen fremgår av de øvrige, etterfølgende krav.

Det bør bemerkes at sideflatene mellom innsatsenes plane forside og bakside forløper vinkelrett eller perpendikulært mot plansidene. Når således den øvre ende av bladet heller forover i forhold til rotasjonsretningen, vil innsatsenes side- eller omkretsflate helle i forhold til rotasjonsretningen i samme grad som skråstillingen eller hellingen av bladets plane forside. Videre er gruppen av hardmetall-skjæreelementer som enkeltvis kan bestå av sylindriske skiver, anordet i innbyrdes forskjøvende rader på forsiden, for å danne den minst mulige anleggsflate mot foringsrøret samtidig som de realtivt små, forskjøvne hardmetallskiver eller - skjæreelementer kontinuerlig vil ha en skarp skjærekant under den pågående kapping som derved vil kunne gjennomføres i løpet av kortest mulig tid. Som eksempel på anvendelse av foreliggende oppfinnelse med parvise, parallelle og adskilte skjæreblader på hver av kutterarmene kan nevnes at et foringsrør av 1220 mm diameter og med en veggtykkelse av 38 mm ble kappet i løpet av mindre enn 1 time, mens det for gjennomføringen av samme kappingsprosess ved anvendelse av tidligere kjente skjærevertøy og kappingsmetoder, vil medgå ca. 4 timer eller mer.

En versjon av oppfinnelsen er basert på en radialt utstrekkbar kutterarm hvis ende er forbundet med et vendbart blad som har generelt parallelle og plane forsider og som, når den ene forside er nedslitt, kan fjernes fra kutterarmen og vendes, dreies 180° slik at den opprinnelige bakside deretter danner den nye forside etter vendingen, slik at en ny skjæreflate legges an mot foringsrøret som kappes. På denne måte økes bladenes levetid, særlig hvis de skråner eller heller i forhold til skjæreverktøyets rotasjonsakse.

I beskrivelsen og i de etterfølgende krav er uttrykket "foringsrør" ment å innbefatte alle former for foringsrør og lignende, rørformede deler som er installert i en brønn.

Andre formål, særtrekk og fortrinn ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den etterfølgende, detaljerte be-skrivelse i tilknytning til de medfølgende tegninger, hvori: FIGUR 1 viser et lengdesnitt, delvis i sideriss, av en utførelsesform av skjæreverktøyet i følge oppfinnelsen, som er innført i et foringsrør, med svingbart monterte kutterarmer i radialt inntrukket stilling, for nedføring gjennom forings-røret til anlegg mot rørinnerveggen. FIGUR 2 viser et utsnitt av figur 1, men hvor skjære-verktøyets svingbart monterte kutterarmer befinner seg i radialt utstrukket stilling med de påmonterte skjæreblader i skjærende kontakt med rørinnerveggen. FIGUR 3 viser et perspektivriss av den nedre ende av kutterarmen med påmonterte forbedrede skjæreblader. FIGUR 4 viser et fremre enderiss hvor den plane forside av bladet som er montert på den nedre ende av kutterarmen, befinner seg i skjærende kontakt med innerveggen av et rør som skal kappes. FIGUR 5 viser et snitt stort sett langs linjen 5-5 i f igur 4. FIGUR 6 viser et nedre planriss, stort sett langs linjen 6-6 i figur 4, av skjærebladet i følge oppfinnelsen. FIGUR 7 viser et sideriss stort sett langs linjen 7-7 i figur 4, av skjærebladet i følge oppfinnelsen. FIGUR 8 viser et forstørret sideriss av en sylindrisk harmetallskive som er montert på skjærebladsokkelen. FIGUR 9 viser et fremre enderiss i likhet med figur 4, men med skjærebladene i nedslitt tilstand. FIGUR 10 viser et utrukket perspektivriss av den nedre enden av kutterarmen og et blad som er fjernet fra kutterarmen og forbundet med harmetallskiver som danner bladets plane skjæreflate. FIGUR 11 viser et fremre enderiss av en annen utførels-esform av oppfinnelsen, med en modifisert kutterarm og blad som er spesielt tilpasset for kapping av et antall konsentriske foringsrørstrenger. FIGUR 12 viser et snitt stort sett langs linjen 12-12 i figur 11. FIGUR 13 viser et nedre planriss stort sett langs linjen 13-13 i figur 11, av den modifiserte kutterarmen. FIGUR 14 viser et sideriss, delvis i snitt, av en ytterligere versjon av skjæreverktøyet i følge oppfinnelsen, hvor ekspanderbare kutterarmer er svingbart montert på et kombinert skjære- og freseverktøy som først vil kappe foringsrøret og deretter suksessivt bortfrese en foringsrørseksjon fra den øvre, ringformede ende av det kappede foringsrøret. FIGUR 15 viser et sideriss av en radialt utstrekkbar kutterarm ved anordningen i følge figur 14, som er demontert fra skjæreverktøyet. FIGUR 16 viser et enderiss av den radialt utstrekkbare arm i følge figur 15, hvor bladets fremre skjæreflate heller bakover fra den øvre enden, i forhold til rotasjonsretningen. FIGUR 17 viser et sideriss, delvis i snitt, av en ytterligere versjon av skjærevertøyet i følge oppfinnelsen, hvor et kombinert skjære- og freseverktøy med flere blader er montert på den nedre ende av en kutterarm, og hvor kutterarmene befinner seg i inntrukket stilling. FIGUR 18 viser et sideriss, delvis i snitt av utførelses-formen i følge figur 17, hvor imidlertid kutterarmene befinner seg i radialt utstrukket stilling. FIGUR 19 viser et forstørret sideriss av en kutterarm som er fjernet fra skjæreverktøyet i følge figur 18 og utstyrt med et antall skjæreblader i følge oppfinnelsen. FIGUR 20 viser et enderiss av kutterarmen i følge figur 19.

Det er i figur 1 og 2 vist et foringsrør 10. Den nedre, gjengede ende 14 av borstreng 12 er sammenskrudd med den øvre ende av en øvre overgangsseksjon 16 som avgrenser en midtkanal 18 for opptakelse av borefluidum fra overflaten gjennom borstrengen 12. Den gjengede, nedre ende 20 av den øvre overgangsseksjon 16 er innskrudd i den gjengede, øvre ende av et skjæreverktøy 22.

Skjæreverktøyet 2 2 omfatter en rørformet yttermantel 24 som avgrenser en midtkanal 2 6 med en innmontert, fluidums-trykkstyrt innretning 28 som under påvirkning av strømmende borefluidum fra borstrengen 12 blir hydraulisk drevet, som beskrevet i det etterfølgende. Skjæreverktøyet 22 innbefatter en nedre seksjon 3 0 av redusert diameter og med en innvendig gjenget underende 32. Tre langsgående slisser 34 er perifert fordelt i tilgrensning til seksjon 3 0 av redusert diameter, for opptakelse av langstrakte kutterarmer 3 6 av stort sett rektangulær tverrsnittsform og med en lengdeakse 37. Hver av de langstrakte armer 3 6 omfatter et øvre endeparti 38 som gjennom en tapp 40 er svingbart opplagret i kuttermantelen 24, samt et nedaddragende endeparti 42. En tange eller forlengelse 44 strekker seg oppad fra det øvre endeparti 38. De langstrakte armer 36 er fritt dreibare mellom den inntrukne stilling som vist i figur 1, for nedføring i foringsrøret 10, og en radialt ekspandert eller utstrukket stilling som vist i figur 2, hvori de nedre endepartier 42 av armene 36 er svinget eller ført radialt utad til skjærende anlegg mot innerveggen av foringsrøret 10 som skal kappes.

Brønner kan oppta flere, konsentriske foringsrørstrenger som skal kappes, og lengden av armene 3 6 og omfatningen av svingebevegelsen er derfor forutvalgt i avhengighet av antal-let konsentriske foringsrørstrenger som skal kappes og avstanden mellom disse. Den utførelsesform av oppfinnelsen som er vist i figur 1-10, er særlig tilpasset for kapping av en enkelt foringsrørstreng, men versjonen i følge figur 11-13 er innrettet for kapping, om ønskelig, av flere konsentriske foringsrørstrenger. Kapping av en enkel foringsrørstreng blir vanligvis gjennomført i et eneste prosesstrinn i brønnen, ved leding av borefluidum under trykk fra overflaten gjennom brønnstrengen 12 og ved dreiing av brønnstrengen 12 og skjære-verktøyet 22 med kutterarmene 3 6 dreiet i radialt ustrukket stilling i skjærende anlegg mot innerveggen av foringsrøret 10 som skal kappes. De svingbare forbindelser mellom armene 36 og kuttermantelen 2 4 er slik konstruert at de kan overføre det nødvendige vridningsmoment for kapping av foringsrøret 10.

For å føre de nedre endepartier 4 2 av kutterarmene 36 radialt utad til utstrukket stilling i skjærende anlegg mot foringsrøret 10, er den fluidumstrykkstyrte innretning 28 forsynt med et stempel 46 som er innmontert i kuttermantelen 24 og som tvinges kontinuerlig oppad ved hjelp av en fjær 48. To innbyrdes adskilte strøminnsnevrere eller gjennomløpsringer 50 er dimensjonert for innsnevring av den nedadrettede bore-fluidumstrøm. En indikator 52 ved den øvre gjennomløpsring 50 er forsynt med et antall kanaler 54, og når en forutbestemt fluidumstrykk-differanse er oppnådd, vil stempelet 46 skyves nedad til anlegg mot tangene 44, og derved dreie kutterarmene 36 radialt utad til skjærende anlegg mot foringsrøret 10. Når kutterarmene 36 er svinget utad til radialt utstrukket stilling i kontakt med foringsrøret 10, vil en minsket fluidumstrykk-dif f eranse indikeres ved overflaten, slik at operatøren er oppmerksom på at kutterarmene 3 6 er utstrukket i skjærende anlegg mot innerveggen av foringsrøret 10 som skal kappes.

Den forbedrede skjærebladmontasje 57 som er anordnet på den nedre ende av hver kutterarm 36, utgjør en viktig del av oppfinnelsen. Skjærebladmontasjen 57 omfatter to praktisk talt identiske blader 58 og 60. For enkelthets skyld er samme henvisningstall benyttet for identiske deler av bladene 58 og 60. Et par slisser eller spor 62 og 64 er utformet i den nedre ytterendeparti 42 av kutterarmene 36. Sporene 62 og 64 avgrenser to nabo-tvedelinger som danner en felles, midtre tange eller flik 3 6 og to endetanger eller -fliker 68 og 70 på hver sin side av tangen 66. I tangene 66, 68 og 70 er det anordnet tversgående og innbyrdes fluktende åpninger 72. Skafter 74 på bladene 58 og 60 opptas i sporene 62 og 64, og et par åpninger 76 i skaftene 74 flukter i tversgående retning med åpningene 72 i tangene 66, 68 og 70. Egnede mutter- og bolteelementer 78 er innført i åpningene 72 og 76 som flukter i sideretning, for fastgjøring av bladene 58 og 60 i slissene 62 og 64.

Hvert av bladene 58 og 60 har en sokkel 8 0 med en plan forside eller fremre flate 82 og en stort sett parallell, plan bakside eller bakre flate 84. Forsiden 82 danner et fremre flateparti som er vendt i rotasjonsretningen, og baksiden 84 danner et bakre flateparti i forhold til rotasjonsretningen. Bladet 58 divergerer fra skaftet 74 og er stort sett triangel-formet, sett forfra mot den plane forside 82, og har radialt adskilte, inner- og ytterspisser 86 og 88 som avgrenser inner-og ytterflater. Det radialt ytterste flatepartiet som av-grenses av spissen 88, danner skjæreeggen som bringes i skjærende anlegg mot innerveggen av foringsrøret 10.

Med hensyn til lengdeaksen 37 for den langstrakte armen 36 har bladet 58 en øvre ende 58A, en nedre ende 58B, en indre skråside 58C og en ytre skråside 58D. Yttersiden 58D er plassert ved foringsrøret 10 som skal kappes. Et parti av den nedre ende 58B er bortskåret, slik at det dannes innsnitts-flater 58E.

Som tydligst vist i figur 6, 7 og 10, avgrenser tangen 68 en ytterflate 68A og en innerflate 68B, tangen 70 avgrenser en ytterflate 7OA og en innerflate 7OB mens den mindre tangen 66 avgrenser motsatt beliggende flater 66A og 66B. Ved den radialt ytterste side av armen 3 6 avsmalner tangen 68 oppad og tangen 70 avsmalner nedad, slik at tangen 68 øker i tykkelse ved sin nedre ende mens tangen 7 0 minsker i tykkelse ved sin nedre ende. Sett i rotasjonsretningen, heller den nedre ende 58B av bladet 58 bakover i en vinkel A i forhold til den øvre enden 58A, som vist i figur 7. Vinkelen A har optimalt en størrelse på ca. 5° og et optimalt grenseområde mellom 1° og 15°# Under visse driftsforhold vil en vinkel A ha en størrelse på opptil 20° gi en tilfredsstillende funksjon.

På den planende forside 82 ved spissen 88 og på den plane bakside 84 ved spissen 86 er det montert et antall hardmetall-skjæreelementer eller -innsatser bestående av sylidriske hardmetallskiver eller -knaster 90 som er fastgjort ved lod-ding eller lignende til de plane sider 82 og 84 av sokkelen 20. Innsatsene eller skivene 90 er fortrinnsvis anordnet i innbyrdes forskjøvende rader som utgår fra spissene 86 og 88, og hvor de to ytre rader eksempelvis omfatter henholdsvis syv og seks skiver, som vist generelt i figur 10. En tredje rad består av to skiver 90. En skive 9 0 som har vist seg å fungere på en tilfredsstillende måte, har en tykkelse på 4,8 mm, en diameter på 9,5 mm og markedsføres under betegnelsen "Sandvik S6" av the Sandvik Company, Houston, Texas.

Hver av de sylindriske skiver 90 omfatter en forside 90A som danner en skjæreflate for den fremre side 82, og en motsatt beliggende bakside 90B som flukter med bæresokkelen 80 og er fastloddet til denne. En syliderside 90C forbinder sidene 90A og 90B med hverandre, og strekker seg langs en linje eller lengdeakse vinkelrett mot den planende forside og bakside 90A og 90B. En ringformet skjæreegg 90D som er dannet i overgangen mellom forsiden 90A og sylindersiden 90C, vil grave eller bite skjærende inn i innerveggen av foringsrøret 10, som vist i figur 2. Forsidene 90A av skivene 90 danner de fremre skjæreflater på bladet 58 og danner en vinkel A med rotasjonsaksen, som vist i figur 7, hvorved sidene 90A og de ringformede skjæreegger 90D får en negativ helling. Grunnet skråstillingen av den fremre skjæreflate på bladene 58 og 60, med de nedre ender 58B plassert bakenfor de øvre ender 58A i forhold til rotasjonsretningen, vil lengdeaksen for den sylindriske eller ringformede sideflaten 90C av hver skive 90 danne en vinkel B med tverraksen for den langstrakte armen 36. Da den ringformede sideflate 90C strekker seg langs en lengdeakse vinkelrett mot sidene 90A og 90B, er vinkelen B lik vinkelen A. Under den innledende kontakt mellom hardmetallskivene 90 og foringsrøret 10 er følgelig den skarpe, ringformede skjæreegg 90D vendt mot innerveggen av foringsrøret 10 som skal kappes. Det bør bemerkes at eventuelle tomrom mellom skivene 90 vil ifylles, f.eks. med nikkel-sølvmasse, under fastlod-dingen. Gruppen av skiver 90 vil derfor danne en relativt glatt og ubrutt, plan, fremre skjæreflate.

Når kappingen foretas med en ubrukt eller ny hard-metallskive 90, vil en skarp egg 90D først bringes i kontakt med innerveggen av foringsrøret som skal kappes. Når bladene 58 og 60 slites under den fortsatte kapping, vil etterfølgende hardmetallskiver 90 og skjæreegger 90D kontinuerlig bringes i stilling ved innerveggen av foringsrøret 10, da skivene 90 med de ringformede skjæreegger 9OD er innbyrdes forskjøvet i tre rader og slitasjen fortsetter suksessivt fra de radialt ytterste sider av bladene 58 og 60. Den skarpe skjæreeggen 90D på skive 90 og ikke sylindersiden 90C i sin fulle bredde bringes innledningsvis i kontakt med foringsrøret 10, fordi siden 90C har en negativ hellingsvinkel B.

Som det særlig fremgår av figur 6, er yttersiden 58D av bladet 58 plassert bakenfor innersiden 58C i forhold til rotasjonsretningen, som angitt med vinkelen C, og av den grunn vil den sylindriske sideflate 90C av skiven 90 likeledes helle, slik at en større del av den ringformede skjæreegg 90D på skiven 90 danner en vinkel med foringsrøret 10. Vinkelen C er fortrinnsvis av samme størrelse som vinklene A og B.

Hardmetallskiven 90 har en tykkelse, angitt ved D i figur 6, av 4,8 mm. Tykkelsen av bladets 58 sokkel 80 er angitt ved E i figur 7 og utgjør fortrinnsvis ca. 9,5 mm eller rundt to ganger tykkelsen av skive 90. Generelt vil en sokkel 80 med tykkelse av ca. to til fire ganger tykkelsen av innsatsen eller skiven 90 fungere tilfredsstillende. For å minske eventuell motstand som følge av at bladet 58 berører forings-røret 10, er bladet fremstilt av bløtt stål med et Brinell-hardhetsområde rundt 145 og en optimal Brinell-hardhet mellom 130 og 160. Hardmetallskivene 90 har en Rockwell A-hardhet mellom 85 og 88 og er derved mellom syv og ni ganger hardere enn materialet i bladet 58. Det antas med henblikk på tilfredsstillende resultater at skiven 90 bør være minst tre ganger hardere enn bladet 58.

Foringsrøret som skal kappes, har en Brinell-hardhet av ca. 200 og hardmetallskivene 90 er ca. fem ganger hardere enn foringsrøret 10. På grunn av at sokkelen 80 er fremstilt av et materiale som er flere ganger bløtere enn hardmetallskivene 90, vil den plane sliteflate som dannes når sokkelen 80 ned-slites, forårsake minimal friksjon, og borestrengen 12 med skjæreverktøyet 22 kan derfor dreies under påvirkning av et minst mulig vridningsmoment. Avstanden F i figur 6 mellom bladene 58 og 60 bør være av tilstrekkelig størrelse for tilfredsstillende opptakelse av de dreiespon eller metall-fragmenter som under kappingen frembringes av det fremre blad 58 i forhold til rotasjonsaksen. En avstand F av ca. 13 mm har vist seg å være tilstrekkelig.

Det påpekes at skivene 90 er anordnet både ved innersiden 58C og yttersiden 58D av bladet 58. Skivene 90 ved innersiden 58C er uvirksomme under kappingen og tas bare i bruk når bladet 58 vendes etter at yttersiden 58D er nedslitt. Bladene 58 og 60 vendes etter at skjæreverktøyet 2 2 er fjernet fra brønnen, og innersidene 58C blir derved yttersider 58D. Bladene 58 og 60 vil vanligvis vendes etter å være nedslitt ca. 25 mm.

I et spesielt men ikke-begrensende eksempel, hvor den utførelsesform av oppfinnelsen som er vist i figur 1-10 ble anvendt for kapping av et foringsrør av diameter 1220 mm og med en veggtykkelse av 38 mm, var bladene 58 og 60 innstilt i vinkler A, B og C av ca. 5°^ Et vridningsmoment på ca. 692 kilogrammeter ble anvendt for frembringelse av en rotasjons-hastighet på ca. 12 0 omdreininger/minutt ved et fluidumstrykk på 35-42 kilo/kvadratcm. Forsøksresultater fra forskjellige kappingsprosesser er blitt oppnådd ved kapping av et forings-rør av 122 0 mm i diameter i løpet av mindre enn 1 time.

Det bør bemerkes, at selv om innsatsene 90 er vist som sylindriske skiver vil innsatser 90 av andre former, eksempelvis kvadratiske, rektangulære eller triangulære, fungere tilfredsstillende. Det er imidlertid ønskelig at skjæreelementene har plane og parallelle baksider og forsider med mellomliggende, perifere sideflater som strekker seg vinkelrett mot de parallelle sider.

Det er i figur 11-13 vist en annen utførelsesform av kutterarmen i følge oppfinnelsen, som er særlig egnet for kapping av flere konsentriske foringsrørstrenger. Kutterarmen 36A har et øvre endeparti 38F med en forlengelse 44F og nedre et endeparti 42F. Blader 38F og 60F er ved hjelp av mutter-og boltkombinasjoner 78F montert på den nedre ende av armen 3 6A på samme måte som på armene 58 og 60 ved utførelsesformen i følge figur 1-10. De viste blader 58F og 60F er ikke vendbare, men bladene 58F og 60F kan om ønskelig gjøres vendbare i likhet med utførelsesformen i følge figur 1-10. For å skjære gjennom flere foringsrørstrenger må kutterarmen 3 6A rage utad over en maksimumsstrekning og kunne ligge an mot mer enn én foringsrørstreng på et og samme tidspunkt. Det er derfor ønskelig at en vesentlig lengde av den langstrakte kutterarm 36A er utstyrt med en skjæreflate.

Som det særlig fremgår av figur 12, er det ytterste flatepartiet 37B av den langstrakte armen 3 6A forsynt med en fremre rad av hardmetall-skjæreelementer eller -innsatser, illustrert som skiver 90F langs forsiden 37C og en stort sett parallell, bakre rad av skiver 90F som er montert på et ut-spart opplegg 37D i flatepartiet 37B. Hardmetallskivenes 90F plane ytterside danner med rotasjonsretningen en vinkel G som er den samme som vinkel C ved utførelsesformen i følge figur 1-10 og som gir en negativ helling for opprettelse av kontakt med den tilgrensende foringsrørstrengen. Hardmetallskivene 90F er identiske med de hardmetallskiver 90 som er vist i figur 1-10.

En annen versjon av oppfinnelsen som er vist i figur 14-16, er særlig egnet for kapping og utfresing av et foringsrør i en brønnkanal. Skjære- og freseverktøyet 22B er spesielt tilpasset for kapping og utfresing av en foringsrørseksjon, for opprettelse av et "vindu" for fjerning av en forutbestemt lengde av foringsrøret. Skjære- og freseverktøyet 22B omfatter utstrekkbare kutterarmer 3 6B som kan beveges mellom utstrukket og inntrukket stilling i valgte dybder, og verktøyet benevnes ofte som en "seksjonsfres". En såkalt seksjonsfres blir særlig brukt ved opprettelse av en sideåpning i et for-ingsrør, for videreboring, i sideretning, av et eksisterende borehull.

Som vist i figur 14, omfatter skjære- og freseverktøyet 22B en rørformet kutter-yttermantel 24B med en gjennomgående midtkanal 26B for opptakelse av trykkfluidum fra overflaten.

I den rørformede yttermantel 24B er det innmontert et dorelement 92 med respektive, øvre og nedre dysedeler 94 og 96 som danner strøminnsnevringer. En gjennomløpsring 98 ved den øvre ende av dorelementet 92 er forsynt med en rekke perifert fordelte åpninger 100 hvorigjennom det kan tilføres borevæske. Et stempel 102 er forbundet med yttersiden av dorelementet 92, for bevegelse sammen med dette. En fjær 104 som er innskjøvet mellom et skulderparti 106 som danner et anslag i yttermantelen 24B og et skulderparti 108 på stempelet 102, tvinger dorelementet 92 kontinuerlig mot en øvre posisjon.

Yttermantelen 24B er forsynt med et antall langsgående og perifert fordelte slisser 34B. I hver sliss 34B er en kutterarm 36B dreibart opplagret om en svingtapp 40B som er fastgjort til yttermantelen 24B. På den bakre innerside av kutterarmen 3 6B er det anordnet en kamflate 110, og ved nedadgående bevegelse av dorelementet 92 vil den nedre ende av dette bringes i anlegg mot kamflatene 110 og derved tvinge kutterarmen 36B utad om svingtappen 40B, til skjærende anlegg mot det tilgrensende foringsrør. Først opprettes skjærende kontakt med foringsrørets innervegg, for horisontal kapping av féringsrøret, hvoretter den øvre, ringformede rørende bortfreses eller bortskjæres suksessivt på kjent måte, for fjerning av en forutvalgt rørseksjon.

I figur 15 og 16 hvor kutterarmen 36B er vist demontert fra freseverktøyet 22B, er den radiale ytterside av kutterarmen 3 6B betegnet med 112 og kutterarmens 3 6B forside, i forhold til rotasjonsaksen, med 114. På den radiale ytterside 112 er det montert et skjæreblad 116 innbefattende en sokkel 118 med en plan forside 120 og en bakenforliggende bakside 122 i forhold til skjæreverktøyets 22B rotasjonsakse. Sokkelen 118 har en nedre endeflate 123. Rader av harmetall-skjæreelementer eller -skiver 124 er montert på sokkelens 118 planende forside 120 og danner derved en plan, fremre skjæreflate for bladet 116. Hver skive 124 er identisk med skiven 90 ved utførelsesformen i følge figur 1-10.

Den nedre ende 12 3 av bladet 116 heller bakover i forhold til rotasjonsaksen og den øvrige ende av bladet 116. Som vist i figur 16, heller bladet 116 i en vinkel Al hvis optimale størrelse har vist seg å ligge mellom 3 og 5°^ Det antas at en vinkel Al av størrelse mellom 1° og 10° vil gi en tilfredsstillende funksjon, og at vinkelen Al under visse omstendig-heter kan ha en størrelse opptil 20°_ Skiven eller innsatsen 124 har plane og parallelle baksider og forsider med en mellomliggende ytterflate som forløper vinkelrett mot sidene og danner en vinkel Bl, av samme størrelse som vinkelen Al, med tverraksen for den langstrakte armen 3 6B. Den nedre endeflate 123 og den plane, fremre skjæreflate vil følgelig forløpe i negativ helling når freseverktøyet 22B roterer. Sokkelen 118 har en tykkelse Dl av ca. 9,5 mm, hvilket er ca. to ganger tykkelsen av de tilhørende skiver 124 som fortrinnsvis har en tykkelse på ca. 8,4 mm. Tykkelsen av sokkelen 118 motsvarer fortrinnsvis to til fire ganger tykkelsen av tilhørende skiver 124. Sokkelen 118 har samme hardhetsgrad som ved utførelses-formen i figur 1-10.

Under den innledende kapping vil bladets 116 radiale ytterkant ligge an mot innerveggen av det tilgrensende for-ingsrør som derved blir kappet. Etter at rørveggen er kappet, blir en ønsket seksjon eller lengde av foringsrøret fjernet ved suksessiv bortfresing eller bortskjæring av den øvre, ringformede rørende som er dannet ved det horisontale snitt, til den ønskede rørseksjon er fjernet.

Det er i figur 17-20 vist en ytterligere versjon av den såkalte seksjonsfres i følge oppfinnelsen, som omfatter svingbart opplagrede kutterarmer med skjæreblader og skjæreelementer i følge oppfinnelsen.

Det er i figur 17 og 18 vist et dorelement eller drivrør 16C med en gjennomgående midtkanal 18C. Dorelementet 16C kan forbindes med en egnet borstreng, for drift og styring fra overflaten. En rørformet kuttermantel 24C er utstyrt med en midtkanal 26C for opptakelse av det nedre endeparti av dorelementet 16C. Kuttermantelen 24C er anordnet for langsgående aksialbevegelser i forhold til dorelementet 16C.

Dorelementet 16C innbefatter en nedre, ringformet dysedel 126 som danner en innsnevring. En nedre, ringformet forlengelse eller utvidelse 128 på dorelementet 16 danner en ytre, ringformet kamflate 13 0 på elementet. En øvre, ringformet forlengelse eller utvidelse 132 på dorelementet 16C danner et stempel med et nedre skulderparti 134 som tjener som et anslag for kuttermantelen 24C. Et stempelkammer 136 er anordnet ovenfor stempelet eller den ringformede forlengelse 132, og gjennom en fluidumskanal 138 fremføres fluidum til stempelkammeret 13 6, for oppadgående bevegelse av kuttermantelen 24C i forhold til dorelementet 16C under påvirkning av sirkulerende trykkfluidum som tilføres fra overflaten gjennom kanalen 18C. Kuttermantelen 24C innbefatter et indre skulderparti 139 som danner en anleggsflate for stempelet 132 og fungerer som et anslag for kutterarmene 3 6C når disse bringes i utstrukket stilling som vist i figur 18. Det indre skulderparti 141 fungerer likeledes som et anslag for begrens-ning av den relative, nedadgående bevegelse av kuttermantelen 24C, når kutterarmene 36C er inntrukket, som vist i figur 17.

I kuttermantelen 24C er det anordet et antall slisser 34C hvori kutterarmer 3 6C er opplagret for dreiebevegelse om svingtapper 4 0C. Hver kutterarm 3 6C omfatter et øvre skaft 140 med et underliggende bladhode 142, slik det særlig fremgår av figur 19 og 20, og en kamflate 14 3 er anordnet på den bakre innerside av armene 3 6C. På bladhodet 14 2 er det anordnet et antall stort sett innbyrdes parallelle blader 144 med mellom-rom av ca. 19 mm. Hvert blad 144 har en sokkel 145 med en bakenforliggende bakside 146 og en foranliggende forside 148. De nedre ender 150 av bladene 144 danner en nedre endeflate for bevegelse langs den ovre, ringformede ende av et forings-rør som skal bortfreses eller bortskjæres suksessivt fra rørenden. På den foranliggende, plane forside 148 av hvert blad 144 er det montert rader av innbyrdes forskjøvne skjæreelementer eller skiver 154 som danner en fremre, plan skjæreflate 156 og en nedre skjæreegg eller -flate langs underenden 150 av bladene 144. Bladene 144 og skjæreelementene 154 har samme dimensjoner som de motsvarende skiver og blader ved utførelsesformen i følge figur 1-10. Vinklene A2 og B2 som er vist i figur 20, er likeledes identisk med vinklene A og B ved utførelsesformen i følge figur 1-10. Den fremre, plane skjæreflate 156 som er dannet av skivene 154, danner en vinkel A2 med lengdeaksen for skjæreverktøyet 2 2C. Hver innsats eller skive 154 har en sylindrisk ytterflaté som danner en ringformet skjæreegg som strekker seg i en vinkel B2 i forhold til tverraksen for kutterarmen 36C, som ved skiven 90 ved utførelsesformen i følge figur 1-10. Vinkelen B2 er vinkelen A2 og gir en negativ helling, grunnet skråstillingen av den plane forside 148 av det tilhørende blad 144.

Under innføringen av overgangsseksjonen 16C, når anordningen i følge figur 17-20 er i drift, vil kutterarmene 36C befinne seg i den stilling som er vist i figur 17, når fluidumstrykket i kanalen 18C er minsket. For at armene 36C skal utstrekkes, overføres sirkulerende trykkfluidum til kanalen 18C og gjennom sidekanalen 138 til fluidumskammeret 136, hvorved kuttermantelen 34C forflyttes, i forhold til overgangsseksjonen 16C, til posisjonen i følge figur 18, hvori skulderpartiet 139 ligger an mot stempelet 132. Ved denne oppadgående bevegelse av kuttermantelen 24C bringes kamflatene 130 på overgangsseksjonen 16C i anlegg mot den indre kamflate 143 på armen 36C, hvorved armen 36C tvinges radielt utad til den skjærende ytterstilling som vist i figur 18. I denne posisjon låses kutterarmene 36C i stilling, og holdes i låst stilling så lenge det opprettholdes fluidumstrykk eller bore-belastning. For tilbakeføring av kutterarmene 36C til inntrukket stilling som vist i figur 17, kan fluidumstrykket reduseres og overgangsseksjonen 16C heves. I denne stilling vil kamflåtene 130 på overgangsseksjonen 16C føres oppad i forhold til den samvirkende kamflate 143 på armen 36C, og armen 36C vil derved tilbakeføres til posisjonen i følge figur 17. Det sirkulerende trykkfluidum benyttes således bare for å bringe kutterarmene 36C i en åpen og utstrukket stilling hvori de fastholdes under innvirkning av borebelastningen. Det er ikke behov for et kontinuerlig eller konstant fluidumstrykk fra en fluidumspumpe. Det anvendes heller ingen fjærer for å tvinge kutterarmene utad eller for å tilbakeføre kutterarmene til inntrukket stilling, da armene kan tilbaketrekkes uteluk-kende ved løfting av overgangsseksjonen 16C.

Det bør bemerkes at de skjæreelementer som er vist for samtlige utførelsesformer av oppfinnelsen, kan være av annen form enn den sylindriske som er vist i tegningene, og likevel fungerer på tilfredsstillende måte. Således vil skjæreelementer av kvadratisk, rektangulær eller triangulær form fungere tilfredsstillende. Det er imidlertid ønskelig at slike skjæreelementer har stort sett plane og parallelle forsider og baksider med mellomliggende, perifere sideflater som strekker seg vinkelrett mot nevnte sider.

Selv om flere versjoner av foreliggende oppfinnelse er illustrert detaljert, ville det være åpenbart for fagkyndige at det kan foretas endringer og modifiseringer. Det påpekes imidlertid at slike modifiseringer og endringer faller innenfor oppfinnelsens rammer som er definert i de etterfølgende krav.

Claims (15)

1. Skjæreverktøy (22, 22B, 22C), montert for rotasjon i en brønn for kapping av et i brønnen anordnet foringsrør (10) under rotasjon av skjæreverktøyet, omfattende: en rørformet kuttermantel (24, 24B, 24C) som er utformet med en langsgående slisse (34, 34B, 34C) og innrettet til å tilkoples en borestreng (12) for nedsenking i foringsrøret (10) som skal kappes; en langstrakt kutterarm (36, 36A, 36B, 36C) som er opp-tatt i slissen (34, 34B, 34C) og er utstyrt med en skjære-innretning (57, 116, 142) nær sin nedre ende (42, 42F) ; en på kuttermantelen (24, 24B, 24C) anordnet tappinn-retning (40, 4OB, 4 0C) på hvilken kutterarmens (36, 3 6A, 36B, 36C) øvre endeparti (38. 38F, 140) er svingbart opplagret i slissen (34, 34B, 34C) slik at skjæreinnretningen (57, 142) kan svinges utad til skjæreanlegg mot den indre omkrets av foringsrøret (10) som skal kappes; en aktiveringsinnretning (28, 92, 16C) som er forbundet med skjæreverktøyet (22, 22B, 22C) og selektivt påvirket ved en valgt brønndybde for å bevege armens (36, 36A, 36B, 36C) nedre ende utad for å bringe skjæreinnretningen (57, 116, 142) i inngrep med foringsrøret (10) under kappeoperasjonen; karakterisert ved at den omfatter: minst ett blad (58, 60, 58F, 60F, 116, 144) festet til kutterarmen, hvor hvert av bladene (58, 60, 58F, 60F, 116, 144) omfatter en sokkel (80, 118, 145) med en fremre flate (82, 120, 148) i forhold til skjæreverktøyets (22, 22B, 22C) rotasjonsakse under kappeoperasjonen; og et antall skjærinnsatser (90, 90F, 124, 154) av ensartet størrelse og ensartet form, som er festet til sokkelens (80, 118, 145) fremre flate (82, 120, 148) i et ensartet mønster, hvor hver skjærinnsats (90, 90F, 124, 154) har en skjære-forside (90A), idet en motsatt bakside (90B) er fes-tet til sokkelens (80, 118, 145) fremre flate (82, 120, 148), og en omkretsflate (9 0C) som strekker seg mellom sidene (9OA, 9OB) og danner en forholdsvis skarp skjæreegg.(90D) ved overgangen mellom omkretsflaten (90C) og forsiden (90A); hvilke skjærinnsatser (90, 90F, 124, 154) er anordnet side om side med liten innbyrdes avstand på sokkelens (80, 118, 145) fremre flate (82, 120, 148) i et antall med liten innbyrdes avstand anordnete, parallelle rader som strekker seg generelt utad fra rotasjonsaksen og i et antall med liten innbyrdes avstand anordnete parallelle rader som strekker seg generelt langs rotasjonsaksen, idet de nederste skjærinnsat-sers (90, 90F, 124, 154) skjære-forsider (90A) og tilhørende skjæreegger (90D) danner en nedre generelt kontinuerlig skjæreflate som gradvis slites bort under kappeoperasjonen.

2. Skjæreverktøy (22, 22B, 22C) ifølge krav 1, karakterisert ved at innsatsene (90, 90F, 124, 154) er utformet av et hardmetall-materiale og har ytterflater som kontinuerlig utsettes for foringsrøret (10) som kappes, etterhvert som kappeoperasjonen skrider frem.

3. Skjæreverktøy (22, 22B, 22C) ifølge krav 1, karakterisert ved at skjæreinnretningen (57,

142) omfatter to stort sett like skjæreblad (58, 60, 58F, 60F, 144) som er montert innbyrdes parallelt på den nedre ende (42, 42F) av armen (36, 36A, 36C), idet hvert blad (58, 60, 58F, 60F, 144) heller bakover i forhold til skjæreverktøyets (22, 22C) rotasjonsakse.

4. Skjæreverktøy (22, 22B, 22C) ifølge krav 1, karakterisert ved at: sokkelen (80, 118, 145) har et stort sett retangulært tverrsnitt som danner den fremre flate (82, 120, 148) og en bakre flate (84, 122, 146) som strekker seg parallelt med den fremre flate (82, 120, 148); at sokkelen (80, 118, 145) strekker seg både utad og innad fra armen (36, 3 6A, 3 6B, 3 6C) stort sett symmetrisk i forhold til armen (36, 36A, 36B, 36C); og at skjærinnsatsene (90, 90F, 124, 154) på sokkelens (80, 118, 145) fremre flate (82, 120, 148) danner en plan skjæreflate foran på armen (36, 36A, 36B, 36C).

5. Skjæreverktøy (22) ifølge krav 4, karakterisert ved at sokkelens (80) bakre - flate er utstyrt med et antall hardmetall-innsatser (90) på den side av sokkelen som befinner seg innenfor armen (36), for å danne en plan skjæreflate på denne; og at sokkelen (80) er løsbart montert på armen (36) ved hjelp av en monteringsinnretning (78), slik at når den fremre flate (82) er slitt, kan sokkelen (80) fjernes fra armen (36) og vendes, hvorved den bakre flate (84) omdannes til en fremre flate for å danne en ny skjæreflate.

6. Skjæreverktøy (22, 22B, 22C) ifølge krav 1, karakterisert ved at den nedre skjæreegg (90D) på hver skjærinnsats (90, 90F, 124, 154) har et stort sett bueformet, nederste parti forut for slitasje.

7. Skjæreverktøy (22, 22B, 22C) ifølge krav 6, karakterisert ved at hver av skjærinnsatsene (90, 90F, 124, 154) omfatter en stort sett sylinderformet skjærinnsats forut for slitasje.

8. Skjæreverktøy (22, 22B, 22C) ifølge krav 1, karakterisert ved at skjære-forsiden (90A) på hver skjærinnsats (90, 90F, 124, 154) er en stort sett plan flate i et plan som heller bakover fra sokkelens (80, (118, 145) øvre ende i en vinkel på mellom ca. 1 grad og ca. 20 grader i forhold til skjæreverktøyets (22, 22B, 22C) rotasjonsakse.

9. Skjæreverktøy (22, 22B) ifølge krav 1, karakterisert ved at aktiveringsinnretningen (28, 92) for forflyttning av armens (36, 36A, 36B) nedre ende (42, 42F) utad, omfatter en fluiddrevet innretning (46, 102 som kan beveges nedad til en utstrukket stilling når et valgt fluidtrykk er nådd i den rørformete kuttermantel (24, 24B) for derved å tvinge armens (36, 36A, 36B) nedre ende (42, 42F) utad.

10. Skjæreverktøy (22, 22B) ifølge krav 9, karakterisert ved at det omfatter en f jær-innretning (48, 104) for tilbakeføring av den fluiddrevne innretning (46, 102) til en inntrukket stilling ved minsking av fluidtrykket i den rørformete kuttermantel (24, 24B).

11. Skjæreverktøy (22) ifølge krav l, karakterisert ved at: kutterarmen (36A) har en fremre side (37C) i omdrei-ningsretningen, og en ytre side (37B) nær foringsrørets (10) indre omkrets, for derved å danne skjæreflate ved overgangen mellom den fremre side (37C) og den ytre side (37B); et antall skjæreelementer (90F) er montert i lengderet-ningen langs den langstrakte arm (3 6A) i en langsgående rad over størstedelen av armens (36A) lengde, nær overgangen mellom armens (36A) fremre side (37C) og ytre side (37B), for derved å danne skjæreflaten; og et antall skjæreelementer (90F) nær armens (36A) nedre ende (42F) er montert slik at den strekker seg stort sett på tvers av armen (3 6A) i en stort sett tverrløpende rad for derved å danne en ytterligere skjæreflate.

12. Skjæreverktøy (22) ifølge krav 11, karakterisert ved at minst ett separat blad (58F, 60F) er montert på armens (36A) nedre ende (42F) og at den stort sett tverrløpende rad av skjæreelementer (9OF) er montert på det separate blad (58F, 60F).

13. Skjæreverktøy (22) ifølge krav 11, karakterisert ved at det omfatter: en på den ytre side (37B) av armen (36A) utformet, av-trappet, langstrakt flate (37D) som strekker seg stort sett parallelt med den langsgående rad av skjæreelementer (90F); og en andre, langsgående rad av skjæreelementer (90F) montert på den avtrappete langstrakte flate (37D).

14. Skjæreverktøy (22) ifølge krav 11, karakterisert ved at hvert av skjæreelementene (90F), forut for slitasje, har et stort sett bueformet, nederste parti.

15. Skjæreverktøy (22) ifølge krav 14, karakterisert ved at hvert av skjæreelementene (90F) har generelt sylindrisk form.