NO310311B1

NO310311B1 - underreamed

Info

Publication number: NO310311B1
Application number: NO19993137A
Authority: NO
Inventors: Thor Bjoernstad
Original assignee: Thor Bjoernstad
Priority date: 1999-06-24
Filing date: 1999-06-24
Publication date: 2001-06-18
Also published as: NO993137D0; NO993137L; WO2001000961A1; AU5115800A

Description

Denne oppfinnelse vedrører en underrømmer av den art som er utformet for innmontering i en borestreng med nedstrøms borekrone, og omfattende et langstrakt hylseformet legeme med en gjennomgående aksial boring og omsluttende ett eller flere, radialt bevegelige skjærorganer i dets/deres tilbaketrukne, radialt inntrukne, uvirksomme stilling, hvilket skjæreorgan henholdsvis hvert skjæreorgan har en virksom stilling hvor skjærepartier/-kanter på nevnte skjæreorgan(er) rager radialt utenfor legemets ytterflate, og hvor underrømmeren også for øvrig er av den art som er nærmere angitt i den innledende del av patentkrav 1. This invention relates to an underbody of the kind designed for installation in a drill string with a downstream drill bit, and comprising an elongate sleeve-shaped body with a through axial bore and enclosing one or more radially movable cutting means in its/their retracted, radially retracted, inactive position, which cutting device or each cutting device has an active position where cutting parts/edges of said cutting device(s) project radially outside the outer surface of the body, and where the lower reamer is also otherwise of the type specified in more detail in the introductory part of patent claim 1.

Underrømmere av denne generelle art omfatter skjæreorganer i form av skjærehjul eller rullemeisler som forflyttes radialt utover fra sin radialt tilbaketrukne, uvirksomme stilling til sin funksjonsstilling med sin omdreiningsakse rettet på tvers, eventuelt noe skrått i forhold til aksialretningen for de nevnte konsentriske, hylseformede legemer av underrøm-meren, med skjæreorganene i posisjon for utvidelse av det av borekronen forborede hull. Undercutters of this general nature comprise cutting means in the form of cutting wheels or roller chisels which are moved radially outwards from their radially retracted, inactive position to their functional position with their axis of rotation directed transversely, possibly somewhat obliquely in relation to the axial direction of the aforementioned concentric, sleeve-shaped bodies of undercut -mer, with the cutting means in position for widening the hole pre-drilled by the drill bit.

Fra NO patent nr. 302.536 er det kjent en underrømmer av den innledningsvis angitte art, hvor det er anordnet en retur-fjærpåvirket manøverinnretning for skjæreorganenes aktivering, og som er innrettet til, direkte eller indirekte, å bli påvirket ved boreslamtilførsel i borestrengen, for derved å bringe skjæreorganene i radialtrettet utoverbevegelse slik at det/de til slutt inntar utslått, virksom skjæreposisjon og er klar til å utøve en underrømmers oppgave. From NO patent no. 302,536 it is known a lower reamer of the kind indicated at the outset, where a return spring-actuated maneuvering device is arranged for the activation of the cutting means, and which is arranged to be affected, directly or indirectly, by drilling mud supply in the drill string, thereby to bring the cutting members in radially outward movement so that it/they finally assume the extended, active cutting position and are ready to perform the task of an underarm.

Denne kjente underrømmer som er basert på boreslamstilførsel og således på hydraulisk aktivering, utmerker seg ved at den oppstrøms er tilordnet en koaksialt orientert styreventil med en åpen hovedstilling og en lukket hovedstilling. I den åpne stilling tillates boreslamstilførsel til manøverinnretningen, mens denne tilførsel er stengt i ventilens lukkede stilling. I det ytre hylseformede legeme er det dessuten utformet om-løpskanaler som fra styreventilen strekker seg utenfor manø-verinnretningen til området for borekronen. Når styreventilen er i åpen stilling, tilføres boreslam via borestrengen til manøverinnretningen for å aktivere denne, slik at den sørger for utsvingning av de radialt tilbaketrukne skjæreorganer til virksom posisjon for i verksettelse av underrømming. This known sub-reamer, which is based on drilling mud supply and thus on hydraulic activation, is distinguished by the fact that it is assigned upstream to a coaxially oriented control valve with an open main position and a closed main position. In the open position, drilling mud supply to the maneuvering device is permitted, while this supply is closed in the valve's closed position. In the outer sleeve-shaped body, circulation channels are also formed which extend from the control valve outside the maneuvering device to the area of the drill bit. When the control valve is in the open position, drilling mud is supplied via the drill string to the maneuvering device to activate it, so that it ensures the swinging of the radially retracted cutting elements into an active position for undercutting.

Arbeidsprinsippet for denne hydrauliske underrømmer synes å være meget enkelt, men den konstruktive oppbygging av under-rømmeren i praksis har nødvendiggjort flere til dels kompli-serte løsninger, og den boreslamsstrømning som er lagt til grunn for den hydrauliske aktivering av manøveranordningen for skjæreorganene på den ene side og den generelle borevirk-somheten på den annen side, kan ved mindre funksjonssvikt hos styreventilen eller utilfredsstillende presisjonsnøyaktighet resultere i uønsket utsvingning av skjæreorganene, for eksempel mens underrømmeren befinner seg inne i et satt og fastse-mentert foringsrør med mindre diameter enn skjærediameteren, slik at foringsrøret skades eller ødelegges. The working principle for this hydraulic sub-reamer seems to be very simple, but the constructive structure of the sub-reamer in practice has necessitated several partly complicated solutions, and the drilling mud flow which is the basis for the hydraulic activation of the maneuvering device for the cutting organs on the one side and the general drilling activity on the other side, in the event of a minor malfunction of the control valve or unsatisfactory precision accuracy can result in unwanted swinging of the cutting elements, for example while the sub-reamer is inside a set and cemented casing with a smaller diameter than the cutting diameter, such that the casing is damaged or destroyed.

US 1 720 950 omhandler en underrømmer for innmontering i en borestreng, og som omfatter en ytre hylse og en dermed kon-sentrisk, indre hylse som er relativt bevegelige, for derved å iverksette radialtrettet utskyvning av i ens vinkelavstand rundt omkretsen fordelte, langstrakte kniver hvis ytre skjæ-rekant forløper parallelt med fellesaksen for de to konsentriske hylser så vel i deres utskjøvne, virksomme stillinger som i deres inntrukne, uvirksomme stillinger. Ved denne kjente underrømmer innebærer bevegelsesmønstret at hver langstrakt kniv med i hovedsak rektangulær omkrets parallellfor-skyves mellom sin radialt indre stilling og sin radialt ytre stilling, og at hver kniv i sin skjærestilling, med sin skjæ-rekant forløper nøyaktig parallelt med for eksempel nevnte ytre hylse. Det langstrakte, i hovedsak rektangulære knivle-geme har et avrundet hjørne som skal fungere som et slags styreorgan når det ved underrømmerens opphaling treffer den nedadrettede sirkelringformede endekant av det nederste, sist satte og fastsementerte foringsrør og blir liggende midlerti-dig an mot denne foringsrørende mens respektive kniv blir styrt radialt inn i sin uvirksomme stilling. US 1 720 950 deals with a lower sleeve for installation in a drill string, and which comprises an outer sleeve and a thus concentric, inner sleeve which are relatively movable, in order thereby to implement a radially directed push-out of elongated knives distributed at an equal angular distance around the circumference if outer diagonal runs parallel to the common axis of the two concentric sleeves both in their extended, active positions and in their retracted, inactive positions. With this known undercut, the movement pattern implies that each elongated knife with an essentially rectangular circumference is parallel-displaced between its radially inner position and its radially outer position, and that each knife in its cutting position, with its cutting edge, runs exactly parallel to, for example, said outer sleeve. The elongated, essentially rectangular knife body has a rounded corner which is to function as a kind of control device when, during the reamer's pick-up, it hits the downwardly directed circular ring-shaped end edge of the lowest, most recently set and cemented casing pipe and remains temporarily against this casing stirring while respective knife is steered radially into its inactive position.

Ved US 1 720 950 er dette den tilsiktede effekt som kanskje kan finne sted i idealtilfelle, det vil si ved optimal sent-rering av underrømmeraksen i forhold til foringsrøraksen, i kombinasjon med en meget forsiktig, langsom opphaling av un-derrømmeren. Nevnte avrundede hjørne av det kjente, langstrakte, rektangulære knivlegemet må nødvendigvis ha en meget begrenset utstrekning i knivens lengderetning (som faller sammen med underrømmerens lengde- og bevegelsesretning), og dette innebærer at knivens innskyvningstid uansett hvor langsom underrømmerens opphalingshastighet er - når respektive kniv skal skyves radialt inn i tilbaketrukket stilling ved parallellforskyvning - vil være svært kortvarig; idet inn-skyvningen av respektive kniv må finne sted praktisk talt mo-mentant. Det er altså her ikke tale om en over tid gradvis, kontrollert og styrt innskyvning av underrømmerknivene fra virksomme til uvirksomme, tilbaketrukne stillinger. In US 1 720 950, this is the intended effect which can perhaps take place in an ideal case, that is to say with optimal centering of the lower reamer axis in relation to the casing axis, in combination with a very careful, slow lifting of the lower reamer. Said rounded corner of the known, elongated, rectangular knife body must necessarily have a very limited extent in the lengthwise direction of the knife (which coincides with the length and direction of movement of the lower reamer), and this means that the knife's insertion time, no matter how slow the lower reamer's retraction speed is - when the respective knife must pushed radially into retracted position by parallel displacement - will be very short-lived; since the insertion of the respective knife must take place practically instantaneously. This is therefore not a question of a gradual, controlled and controlled insertion of the underarm knives from active to inactive, retracted positions over time.

Det er derfor tatt sikte på, i overensstemmelse med den fore-liggende oppfinnelse, å skaffe til veie en mekanisk aktiver-bar underrømmer av den innledningsvis angitte art, hvor man med enkle og billige midler har skaffet tilveie en konstruk-tiv enkel, funksjonelt pålitelig samt driftssikker underrøm-mer, og hvor det særlig er tatt sikte på å sikre en pålitelig innskyvning/inntrekking av underrømmerknivene fra deres radialt utstikkende, virksomme stillinger til deres tilbaketrukne, uvirksomme stillinger. It is therefore aimed, in accordance with the present invention, to provide a mechanically activatable underarm of the type indicated at the outset, in which simple and cheap means have been provided with a constructively simple, functionally reliable as well as operationally reliable underframes, and where the aim is particularly to ensure a reliable insertion/retraction of the underframe knives from their radially protruding, active positions to their retracted, inactive positions.

Dette er ved en underrømmer som er utformet i overensstemmelse med den innledende del av patentkrav 1, oppnådd ved å ut-forme underrømmeren slik at den også oppviser de trekk som fremgår av den karakteriserende del av patentkrav 1. This is in the case of an underarm that is designed in accordance with the introductory part of patent claim 1, achieved by designing the underarm so that it also exhibits the features that appear in the characterizing part of patent claim 1.

Ifølge oppfinnelsen har det langstrakte skjæreorganet henholdsvis hvert langstrakt skjæreorgan, henført til bruksstilling, en radialt ytre, skrå kant som skråner radialt utover i nedstrømsretningen (mot borekronen), idet det langstrakte skjæreorganet, henholdsvis hvert langstrakt skjæreorgan, er hengt svingbart opp i underrømmerlegemet, med ut/innsving-ningsmulighet i radialplan i forhold til dette. Skjæreorganets lange skrå ytterkant som strekker seg i underrømmerens lengdeakseretning og danner førings-/styrekant for en gradvis, ganske langvarig, radialt innadrettet forflytting av skjæreorganet/underrømmerkniven under kontrollert svingning om en distinkt tverrakse i underrømmerlegemet, sikrer pålitelig overføring av skjæreorganet/-organene til tilbaketrukne, uvirksomme stillinger. Dette er meget viktig, fordi skjæreorganer som i underrømmerens tilsiktet uvirksomme stilling stikker radialt utenfor dennes ytre mantelflate, represente-rer en reell fastkilingsrisiko. According to the invention, the elongate cutting member or each elongate cutting member, referred to the position of use, has a radially outer, beveled edge that slopes radially outwards in the downstream direction (toward the drill bit), the elongate cutting member, respectively each elongate cutting member, is suspended pivotably in the underbody body, with out/in swing option in the radial plane in relation to this. The long beveled outer edge of the cutting member which extends in the direction of the longitudinal axis of the underreamer and forms a guide/guide edge for a gradual, rather long, radially inward movement of the cutting member/underreamer knife during controlled oscillation about a distinct transverse axis in the underreamer body, ensures reliable transfer of the cutting member(s) to retracted , inactive positions. This is very important, because cutting devices which, in the under-roamer's intentionally inactive position, protrude radially outside its outer casing surface, represent a real wedging risk.

Situasjonen forut for bruk av underrømmer er ofte slik at et nedre foringsrør er satt og skal sementeres fast til den borehull-avgrensende formasjonsveggflate. Under fastsementerin-gen av dette foringsrøret, fylles ikke bare ringrommet mellom foringsrør og formasjonsveggflate, men også det nederste område av borehullet, hvor den herdede sementblanding i det nedre borehullsområde må gjennombores før man kan gå videre med fortsatt boring, idet man med borekronen ikke bare skal bore seg igjennom den herdede sementblandingspropp i bunnen av det hittil borede hull, men også noen ekstra meter nedover forbi borehullsbunnen, slik at underrømmerens aksiale område for skjæreorganbevegelse radialt ut/inn med sikkerhet skal ha blitt brakt i trygg avstand fra det sist satte, fastsementerte foringsrørs frie nedre ende. The situation prior to the use of lower casings is often such that a lower casing has been set and must be cemented firmly to the borehole-bounding formation wall surface. During the cementing of this casing, not only is the annulus between the casing and the formation wall surface filled, but also the lowermost area of the borehole, where the hardened cement mixture in the lower borehole area must be drilled through before you can proceed with continued drilling, as the drill bit not only must drill through the hardened cement mixture plug at the bottom of the hole drilled so far, but also a few extra meters down past the bottom of the borehole, so that the axial area of the sub-reamer for cutting member movement radially out/in must have been safely brought to a safe distance from the last set, cemented free lower end of the casing.

Med dagens måleteknologi kan man med høy nøyaktighet fastslå hvor langt nedstrøms underrømmeren til enhver tid befinner seg i avstand fra den ytre ende av sist satte, fastsementerte foringsrør, og med en pålitelig utløsnings- og aktiveringsan-ordning for underrømmerens skjæreinnretning, vil man alltid kunne bringe skjæreinnretningen i virksom posisjon på et gunstig tidspunkt, det vil si så snart den aksiale strekning som underrømmerens skjæreinnretning legger beslag på i virksom stilling, har passert nevnte nedre, frie ende av sist satte fdringsrør. With today's measuring technology, it is possible to determine with high accuracy how far downstream the sub-reamer is at any time in distance from the outer end of the last cemented casing, and with a reliable release and activation device for the under-reamer's cutting device, it will always be possible to bring the cutting device in active position at a favorable time, i.e. as soon as the axial section on which the lower reamer's cutting device engages in active position, has passed the mentioned lower, free end of the last inserted feed pipe.

Ved boringen igjennom den herdede sementblandingpropp i bunnen av et borehull hvor siste foringsrør er satt og sementert fast til omgivende formasjonsveggflate, er det kun borekronen som skal være i bruk (det forutsettes da at underrømmerens effektive diameter overstiger nevnte foringsrørsdiameter), og det bores med moderat vridningsmoment for ikke å bevirke skjærpinners brudd. When drilling through the hardened cement mixture plug at the bottom of a borehole where the last casing has been set and cemented to the surrounding formation wall surface, only the drill bit should be in use (it is then assumed that the effective diameter of the sub-reamer exceeds said casing diameter), and drilling is done with moderate torque so as not to cause the cutting pins to break.

Når man som tidligere forklart er sikker på at borekronen har laget et borehull så langt forbi foringsrørets nedre, frie ende at utpressingsområdet for skjæreorganet/-organene befinner seg i en posisjon som ligger i passe avstand fra nevnte frie foringsrørende, bringes skjærpinnene til brudd. Dette gjøres ved presse borekronen mot bunnen av borehullet og så øke vridningsmomentet på borestrengen. When, as previously explained, it is certain that the drill bit has made a drill hole so far past the lower, free end of the casing that the extrusion area for the cutting member(s) is in a position that is at a suitable distance from said free casing end, the cutting pins are brought to break. This is done by pressing the drill bit against the bottom of the drill hole and then increasing the torque on the drill string.

Når skjærpinnene er brakt til brudd, opprettes de to konsentriske, hylseformede elementers relative bevegelighet. When the shear pins are brought to fracture, the relative mobility of the two concentric, sleeve-shaped elements is established.

Ved å sette borestrengen ned i bunnen av det av borekronen borede hull nedenfor den frie ende av sist satte, fastsementerte foringsrør slik at de to konsentriske, hylseformede elementer bringes til å lengdeforskyves innbyrdes, overføres det radialt ytre hylseformede elementets bevegelse via sitt/ sine skruelinjeformede spalter/spor og det/de deri glidbart forskyvbare styretapp(er). By placing the drill string into the bottom of the hole drilled by the drill bit below the free end of the last set, cemented casing so that the two concentric, sleeve-shaped elements are brought to be longitudinally displaced relative to each other, the movement of the radially outer sleeve-shaped element is transmitted via its helical slit(s) /track and the guide pin(s) that can be slidably moved therein.

Når underrømmerens skjæreorgan/-organer ønskes ført tilbake til radialt inntrukket, uvirksom stilling innenfor innerrøm-merens ytre mantelflate, svarende til det radialt ytre, hylseformede elementets omkretsflate, løftes borestrengen slik When the sub-reamer's cutting member(s) are to be brought back to a radially retracted, inactive position within the inner reamer's outer casing surface, corresponding to the radially outer, sleeve-shaped element's circumferential surface, the drill string is lifted as follows

at det igjen kan iverksettes en i utgangspunktet aksialtrettet forskyvningsbevegelse mellom de to konsentriske hylsefor- that an initially axially directed displacement movement can again be initiated between the two concentric sleeve

mede elementer, hvilken forskyvningsbevegelse som følge av det radialt ytre hylseformede elementets radialtrettede tapp(er)s glidbart forskyvbare inngrep i det radialt indre hylseformede elementets langsgående, skruelinjeformede fø-ringsspor omdannes til en dreiebevegelse. with elements, which displacement movement as a result of the radially outer sleeve-shaped element's radially aligned pin(s) slidingly displaceable engagement in the radially inner sleeve-shaped element's longitudinal, helical guide groove is converted into a turning movement.

Ved en underrømmer ifølge oppfinnelsen har skjæreorganet henholdsvis hvert -organ en svingbar opplagring i underrømmer-legemet. In the case of an underarm according to the invention, the cutting member or each member has a pivotable bearing in the underarm body.

Skjæreorganet har en vesentlig utstrekning i underrømmerens lengderetning og den svingbare opplagring er iverksatt i en langstrakt gjennomgående åpning i det radialt ytre hylseformede element. Dersom det er flere, for eksempel tre ekvidistant fordelte skjæreorganer, er hvert skjæreorgan in-dividuelt svingbart opplagret om en tverrgående tapp/bolt i det ytre hylseformede elementets vegg. The cutting member has a substantial extent in the lengthwise direction of the lower reamer and the pivotable support is implemented in an elongated through opening in the radially outer sleeve-shaped element. If there are several, for example three equidistantly distributed cutting members, each cutting member is individually pivotably mounted on a transverse pin/bolt in the wall of the outer sleeve-shaped element.

Hvert langstrakt skjæreorgan kan være svingbart opphengt som en toarmet vektstang med en kort og en lengre hevarm, idet skjærekanten er plassert på det radialt ytre parti av den lange hevarmen. Each elongate cutting member can be pivotably suspended as a two-armed barbell with a short and a longer lever arm, the cutting edge being located on the radially outer portion of the long lever arm.

Det radialt indre hylseformede element har et kamlegeme som The radially inner sleeve-shaped element has a cam body which

virker som mekanisk aktiveringsinnretning for skjæreorganene og som forløper krummet med sukssivt tiltagende/avtagende radial avstand fra elementenes felles lengdeakse. De langstrakte svingbare skjæreorganer har langs sine radialt indre kanter hver et krummet forløp som er i hovedsak komplementært til den mekaniske aktiveringsinnretning i form av nevnte aksialt forløpende kamlegeme. acts as a mechanical activation device for the cutting elements and which runs curved with successively increasing/decreasing radial distance from the common longitudinal axis of the elements. The elongated pivotable cutting members each have along their radially inner edges a curved course which is essentially complementary to the mechanical activation device in the form of said axially extending cam body.

Ved aksialtrettet forskyvning av det radialt indre element med det langsgående aktiverende kamlegeme, eventuelt under dreining av samme, skjer det en relativ bevegelse mellom kamlegemet og de tilstøtende, svingbare skjæreorganer, for radial utsvingning av sistnevnte enkeltvis om sin egen akse som står vinkelrett på respektive skjæreorgans sideflater, mellom hvilke skjærekantflaten befinner seg. Upon axial displacement of the radially inner element with the longitudinally activating cam body, possibly during rotation of the same, a relative movement occurs between the cam body and the adjacent, pivotable cutting members, for radial swinging of the latter individually about its own axis which is perpendicular to the respective cutting member's side surfaces, between which the cutting edge surface is located.

I utsvingt skjæreposisjon er det kun den lange hevarm med skjærekantflaten/eggen som svinges ut i forhold til det radialt ytre hylseformede element igjennom dettes gjennomgående, langstrakte, langsgående åpninger; skjæreorganets korte hevarm (henført til dets opplagring som toarmet vektstang) foretar derimot en radialt innadrettet innsvingning om svin-gepunktet. Hele den radialt innerstliggende kantflate av dette svingbare skjæreorgan henholdsvis av hvert av disse indi-viduelt svingbare skjæreorganer følger derimot et radialt innad konkavt/konvekst forløp tilpasset etter det leng-deforskyvbare/dreibare kamlegemets krumme kamflatepartier, slik at det parti av kamlegemet som oppviser den største effektive diameter ved anleggsflate mot tilstøtende skjæreorgans radialt innerste flate, blir liggende utpressende an mot den nevnte nærliggende kontaktflate på skjæreorganet, særlig i et nokså langt endeparti ved dets frie ende. Ved det skjæreorgan-aktiverende kamlegemets tilbakeføring til deaktivert underposisjon, frigjøres skjæreorganene i skjærestillingen hvor de oppviser radialt ytre flater som ovenfra/nedover skråner utover i radial retning, slik at de ved underrømme-rens opphalingsbevegelse vil komme under innflytelse av sist satte foringsrørs nedre, frie ende, som med nevnte skråflater på skjæreorganene som styrekant, vil presse skjæreorganene inn til uvirksom posisjon, trukket radialt inn innenfor det indre hylseformede elements ytre mantelflate. In the swing-out cutting position, only the long lever arm with the cutting edge surface/edge is swung out in relation to the radially outer sleeve-shaped element through its continuous, elongated, longitudinal openings; the cutting member's short lifting arm (referred to its support as a two-armed barbell), on the other hand, makes a radially inward swing about the pivot point. The entire radially innermost edge surface of this pivotable cutting member or of each of these individually pivotable cutting members, on the other hand, follows a radially inwardly concave/convex course adapted to the longitudinally displaceable/rotatable cam body's curved cam surface sections, so that the part of the cam body which exhibits the largest effective diameter at the contact surface against the adjacent cutting member's radially innermost surface, lies pressing against the aforementioned nearby contact surface on the cutting member, particularly in a fairly long end portion at its free end. When the cutting member-activating cam body is returned to the deactivated lower position, the cutting members are released in the cutting position where they have radially outer surfaces that slope outwards from above/downwards in a radial direction, so that they will come under the influence of the last inserted casing's lower, free end, as with said inclined surfaces on the cutting members as a guide edge, will press the cutting members into an inactive position, drawn radially inward within the outer casing surface of the inner sleeve-shaped element.

Ytterligere konstruktive detaljtrekk ved underrømmeren ifølge oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse av et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er avpasset med henblikk på oppnåelse av en enkel og i anskaffelse/drift rimelig underrømmerkonstruksjon. Further constructive details of the sub-reamer according to the invention will be apparent from the subsequent description of an example of a preferred embodiment which is adapted with a view to achieving a simple and in acquisition/operation reasonable under-reamer construction.

Det henvises til medfølgende tegninger, hvor: Reference is made to the accompanying drawings, where:

Fig. 1 i perspektiv viser en underrømmer ifølge oppfinnelsen, sett i virksom stilling, hvor langstrakte knivlignende skjæreorganer er svingt ut igjennom hver sin tilhørende åpning i hylseveggen av et radialt ytre element av underrømmerlegemet; Fig. 2 er et sideriss, delvis i aksial gjennomskjæring i det radialt ytre elementets hylsevegg, med de svingbare knivlignende skjæreorganer trukket tilbake til uvirksom stilling, innenfor det ytre elementets mantelflate; Fig. 3 er et tverrsnitt etter linjen III-III i fig. 2; Fig. 4 er et tverrsnitt etter linjen IV-IV i fig. 2; Fig. 5 svarer til fig. 2, men her er de knivlignende skjæreorganer av underrømmeren svingt ut i virksom stilling, og Fig. 1 in perspective shows an underarm according to the invention, seen in an active position, where elongated knife-like cutting members are swung out through each associated opening in the sleeve wall of a radially outer element of the underarm body; Fig. 2 is a side view, partly in axial section through the sleeve wall of the radially outer element, with the pivotable knife-like cutting means retracted to an inactive position, within the mantle surface of the outer element; Fig. 3 is a cross-section along the line III-III in fig. 2; Fig. 4 is a cross-section along the line IV-IV in fig. 2; Fig. 5 corresponds to fig. 2, but here the knife-like cutting means of the lower reamer are swung out into the operative position, and

Fig. 6 er et tverrsnitt etter linjen VI-VI i fig. 5. Fig. 6 is a cross-section along the line VI-VI in fig. 5.

På tegningene betegner henvisningstallet 10 generelt en un-derrømmer i form av et langstrakt legeme med sylindrisk mantelflate og omfattende to konsentriske, hylseformede elementer 12 og 14. Det radialt indre hylseformede element 14 har en nedre, konisk avsmalnende, gjenget tappendekopling 16, mens det radialt ytre hylseformede element 12 har en øvre, innvendig konisk, gjenget muffekopling 18 ved sin øvre ende. Ved hjelp av endekoplingene 16 og 18 kan underrømmeren 10 monteres inn i en borestreng (ikke vist) som nedstrøms tapp-enden 16 er utstyrt med en borekrone. In the drawings, the reference numeral 10 generally denotes a lower housing in the form of an elongated body with a cylindrical outer surface and comprising two concentric, sleeve-shaped elements 12 and 14. The radially inner sleeve-shaped element 14 has a lower, conically tapered, threaded pin connection 16, while the radially inner sleeve-shaped element 14 outer sleeve-shaped member 12 has an upper, internally conical, threaded socket connection 18 at its upper end. With the help of the end connections 16 and 18, the sub-reamer 10 can be fitted into a drill string (not shown) whose downstream pin end 16 is equipped with a drill bit.

Det indre hylseformede element 14 har en gjennomgående, sen-tral boring 20 (fig. 2, 4 og 6) hvorigjennom borevæske og an-net fluid kan strømme. Det ytre hylseformede element 12 har likeledes en gjennomgående boring, dels for relativ-bevegelig opptagelse av det radialt indre hylseformede element 14, dels for å opprettholde den ubrutte, fortløpende væskepassasje igjennom borestrengen. The inner sleeve-shaped element 14 has a continuous, central bore 20 (fig. 2, 4 and 6) through which drilling fluid and other fluid can flow. The outer sleeve-shaped element 12 likewise has a through bore, partly for relatively movable reception of the radially inner sleeve-shaped element 14, partly to maintain the unbroken, continuous fluid passage through the drill string.

Det radialt ytre, hylseformede element 12 som utvendig har en glatt, sylindrisk mantelflate, har innvendig flere langsgående seksjoner/avsnitt i aksial forlengelse av hverandre som avviker fra hverandre med hensyn på innvendig diameter. Det radialt indre hylseformede element 14 har på motsvarende måte en rekke langsgående seksjoner/lengdeavsnitt med gjensidig avvikende ytterdiameter. For så vidt slike tilgrensende mot-stående flatepartier på henholdsvis det radialt ytre og det radialt indre hylseformede element ligger glidbart forskyv-bart/dreibart an mot hverandre, har de relasjon til elementenes 12, 14 opplagring, som skal sikre elementene 12, 14 en begrenset relativ bevegelighet i forhold til hverandre i lengde- og omkretsretning. The radially outer, sleeve-shaped element 12, which externally has a smooth, cylindrical mantle surface, internally has several longitudinal sections/sections in axial extension of each other which deviate from each other with regard to internal diameter. The radially inner sleeve-shaped element 14 similarly has a number of longitudinal sections/longitudinal sections with mutually deviating outer diameters. Insofar as such adjacent, opposite surface parts on the radially outer and radially inner sleeve-shaped element, respectively, are slidably displaceable/rotatable against each other, they have a relationship to the storage of the elements 12, 14, which shall ensure that the elements 12, 14 have a limited relative mobility in relation to each other in longitudinal and circumferential direction.

De langstrakte, knivlignende skjæreorganer 28A har radialt ytre, styrende, skrå skjærekanter 29A, og er enkeltvis svingbart opphengt som en toarmet vektstang om hver sin tverrgående tapp 40 som er opplagret i det ytre hylseformede elements 12 vegg. The elongated, knife-like cutting members 28A have radially outer, guiding, inclined cutting edges 29A, and are individually pivotably suspended as a two-armed barbell around each transverse pin 40 which is supported in the wall of the outer sleeve-shaped element 12.

I den i fig. 2 viste stilling befinner skjæreorganene 28A seg i uvirksom, inntrukket posisjon, innenfor ytterflaten av det ytre hylseformede elementet 12, fig. 4. In the one in fig. 2 position, the cutting members 28A are in an inactive, retracted position, within the outer surface of the outer sleeve-shaped element 12, fig. 4.

Hvert skjæreorgan 28A har motsatt en radialt ytre, skrå skjære- og styrekant 29A en radialt innover konkavt krummet på-virkningsflate 3IA som er utformet for å samvirke med en tre-dimensjonalt krummet kamflate på et aksialt langstrakt akti-veringsorgan 36A som skifter påvirkningsposisjon ved aksial forskyvning eller ved forflytting langs en skruelinjeformet bevegelsesbane. Each cutting member 28A has, opposite a radially outer, inclined cutting and guiding edge 29A, a radially inwardly concavely curved impact surface 3IA which is designed to cooperate with a three-dimensionally curved cam surface on an axially elongated actuating member 36A which changes the impact position by axial displacement or when moving along a helical path of movement.

Underrømmeren presses an mot bunnen av borehullet for å iverksette en relativ aksialtrettet forskyvningsbevegelse mellom de to hylseformede elementer 12 og 14. Det indre hylseformede element 14 ifølge fig. 1 har forflyttet seg en strekning nedover i forhold til den i fig. 2 viste, uvirksomme stilling, omtrentlig svarende til den aksiale lengde av skruelinjespor 24A som er utformet i det radialt indre, hylseformede element 14. I hvert skruelinjespor 24A griper forskyv-bart inn en tverrgående tapp 22A som er festet i det radialt ytre, hylseformede elements 12 vegg. The sub-reamer is pressed against the bottom of the borehole to initiate a relative axially directed displacement movement between the two sleeve-shaped elements 12 and 14. The inner sleeve-shaped element 14 according to fig. 1 has moved a distance downwards in relation to that in fig. 2 shown, inactive position, approximately corresponding to the axial length of the helical groove 24A which is formed in the radially inner, sleeve-shaped element 14. In each helical groove 24A, a transverse pin 22A which is fixed in the radially outer, sleeve-shaped element displaceably engages 12 wall.

Aktiveringsorganets 36A radialt utover konvekse kamflate har et kort langsgående parti hvor den radiale utstrekning er maksimal. Fig. 5 viser at når dette parti med maksimal diameter står i pressende anlegg mot skjæreorganenes 28A ved deres frie, nedre ender, inntar skjæreorganene 28A sine virksomme posisjoner, fig. 1 og 6, hvor deres radialt ytre skjærekanter også danner skrå styrekanter som rager utover i radial retning, regnet ovenfra og nedover. The activation member's 36A radially beyond the convex cam surface has a short longitudinal section where the radial extent is maximum. Fig. 5 shows that when this part with the maximum diameter is in pressing contact with the cutting members 28A at their free, lower ends, the cutting members 28A assume their effective positions, fig. 1 and 6, where their radially outer cutting edges also form inclined guide edges which project outwards in a radial direction, counted from above downwards.

Når underrømmerens 10 skjæreorganer 28A skal slås inn og an-bringes i uvirksom stilling, trekker man via borestrengen i underrømmerens 10 øvre ende, hvorved den vil bli forflyttet oppover, i første rekke inntil de øverste ender av dens skjæ-reorganers 28A skjærekanter 29A (som nå vil fungere som fø-rings-/styrekanter) kommer i berøring med den nederste ende av sist satte, fastsementerte foringsrør, idet foringsrøren-den og de relativt lange skjære-/styrekanter 29A på skjæreorganene under underrømmerens oppadgående bevegelse i forhold til den stasjonære foringsrørenden, samvirker på en meget tilfredsstillende, sikker og kontrollert måte for å bringe skjæreorganene 28A til innta den posisjon som er vist i Fig. 2. When the under-reamer's 10 cutting means 28A are to be turned in and placed in an inactive position, the upper end of the under-reamer 10 is pulled via the drill string, whereby it will be moved upwards, primarily up to the upper ends of its cutting means 28A's cutting edges 29A (which will now act as guide/guide edges) comes into contact with the lower end of the last set, cemented casing, the casing and the relatively long cutting/guide edges 29A on the cutting members during the upward movement of the under-reamer in relation to the stationary casing end , cooperate in a very satisfactory, safe and controlled manner to bring the cutting means 28A into the position shown in Fig. 2.

De knivlignende skjæreorganene 28A er anordnet svingbare i gjennomgående åpningsspalter 30A i det ytre hylseformede elementets 12 hylsevegg. The knife-like cutting members 28A are arranged pivotable in continuous opening slots 30A in the sleeve wall of the outer sleeve-shaped element 12.

Tre tverrgående skjærpinner 26 som griper inn i de to elementers 12 og 14 radialt tilgrensende hylsevegger, er tenkt skå-ret over i underrømmerposisjonene ifølge fig. 1 og 5, hvor henvisningstallet 26 kun er ment å betegne skjærpinnenes opp-rinnelige posisjoner i intakt tilstand. Fig. 2 viser skjærpinnene i virksom, intakt utgangstilstand. Three transverse shear pins 26 which engage in the radially adjacent sleeve walls of the two elements 12 and 14 are thought to be cut across in the lower body positions according to fig. 1 and 5, where the reference number 26 is only intended to denote the vertical positions of the cutting pins in an intact state. Fig. 2 shows the cutting pins in an active, intact initial state.

For med utgangspunkt i fig. 2 å bevirke avskjæring av skjærpinnene, presses borekronen først mot borehullsbunnen, hvoretter det iverksettes en økning av vridningsmomentet som ut-øves på borestrengen fra overflaten. Deretter fortsettes boringen i borehullets aller nederste parti hvor nevnte propp av herdet sementblanding gjennombores, hvoretter man fortset-ter boringen inntil borehullets laveste tette avslutningsen-departi, altså borehullsbunnen, med sikkerhet befinner seg i en så stor avstand fra sist satte, fastsementerte foringsrørs nedre ende at det er fullt forsvarlig å svinge underrømmerens skjæreorganer 28A ut i virksom skjærestilling, uten fare for at de skulle treffe tilstøtende foringsrørendeparti og derved kunne bli skadet. For starting from fig. 2 to cause cutting off of the cutting pins, the drill bit is first pressed against the bottom of the borehole, after which an increase in the torque exerted on the drill string from the surface is initiated. Drilling is then continued in the very bottom part of the borehole where the aforementioned plug of hardened cement mixture is drilled through, after which the drilling is continued until the lowest tight end part of the borehole, i.e. the bottom of the borehole, is safely located at such a large distance from the lower end of the last cemented casing that it is perfectly reasonable to swing the lower reamer's cutting means 28A out into the active cutting position, without the risk of them hitting the adjacent casing touching part and thereby being damaged.

Claims

1. Lower bodies designed for installation in a drill string with a downstream drill bit, and comprising an elongate sleeve-shaped body (10) having a through axial bore (20) and enclosing one or more radially movable cutting means (28A) in its/their radially retracted retracted, inactive position, which cutting element or each cutting element (28A) has an active position where cutting parts/edges of said cutting element(s) (28A) project radially outside the outer surface of the body (10), which elongated, sleeve-shaped body (10) forms a radially outer element (12) of two mainly concentric and relatively displaceably arranged, sleeve-shaped elements (12, 14) whose mutually opposite ends (18, 16) are designed to be connected to pipe end connections in the drill string/drill bit, and where said cutting means ( er) (28A) is assigned to a mechanical activation device (36A) which is arranged to utilize said relative movement possibility between the two concentric, sleeve-shaped elements ter (12, 14) which are included in the elongated body (10) of the sub-reamer and transfer it to a radially directed displacement movement of the cutting member(s) (28A) essentially from an inactive to an active position, and where the cutting member or each cutting member (28A) has a elongate, e.g. rectangular circumferential shape, with the long dimension running essentially in the longitudinal direction of the lower body body (10), characterized in that the elongate cutting member or each elongate cutting member (2 8A) has, referred to the position of use, a radially outer, inclined edge that slopes radially outwards in the downstream direction (toward the drill bit), and that the elongated cutting member or each elongated cutting member (28A) is suspended pivotably in the lower body, with the option of swinging out/in in the radial plane in relation to this.

2. Underarms according to claim 1, characterized in that the cutting member or each cutting member (28A) is suspended via a transverse pin (40) pivotably as a two-armed barbell in the underarm body.

3. Underframes as specified in claim 1 or 2, characterized in that shear pin means (26, 26a) engage in adjacent parts of the sleeve walls of the concentric elements (12, 14), in an axial end part of each sleeve wall.