CN108291430A - 井下电缆加工工具管柱 - Google Patents
井下电缆加工工具管柱 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108291430A CN108291430A CN201680068410.7A CN201680068410A CN108291430A CN 108291430 A CN108291430 A CN 108291430A CN 201680068410 A CN201680068410 A CN 201680068410A CN 108291430 A CN108291430 A CN 108291430A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- blade
- tool
- tubing string
- downhole cable
- machining tool
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003754 machining Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 87
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 87
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 22
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 11
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 10
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 10
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 7
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 6
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001074085 Scophthalmus aquosus Species 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- -1 incrustation scale Substances 0.000 description 1
- 239000011499 joint compound Substances 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 1
- 238000011112 process operation Methods 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 210000004761 scalp Anatomy 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000007514 turning Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B29/00—Cutting or destroying pipes, packers, plugs or wire lines, located in boreholes or wells, e.g. cutting of damaged pipes, of windows; Deforming of pipes in boreholes or wells; Reconditioning of well casings while in the ground
- E21B29/002—Cutting, e.g. milling, a pipe with a cutter rotating along the circumference of the pipe
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B27/00—Containers for collecting or depositing substances in boreholes or wells, e.g. bailers, baskets or buckets for collecting mud or sand; Drill bits with means for collecting substances, e.g. valve drill bits
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B29/00—Cutting or destroying pipes, packers, plugs or wire lines, located in boreholes or wells, e.g. cutting of damaged pipes, of windows; Deforming of pipes in boreholes or wells; Reconditioning of well casings while in the ground
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B29/00—Cutting or destroying pipes, packers, plugs or wire lines, located in boreholes or wells, e.g. cutting of damaged pipes, of windows; Deforming of pipes in boreholes or wells; Reconditioning of well casings while in the ground
- E21B29/10—Reconditioning of well casings, e.g. straightening
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B37/00—Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells
- E21B37/02—Scrapers specially adapted therefor
Landscapes
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Shearing Machines (AREA)
- Harvester Elements (AREA)
- Drilling Tools (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于增加井中的井管金属结构的内径的井下电缆加工工具管柱。井下电缆加工工具管柱具有纵向轴线(4)并且包括可旋转工具部分(5)和静止工具部分(6),所述可旋转工具部分包括具有第一端部(8)、第二端部(9)、直径和外周的加工刀具(7),所述静止工具部分包括驱动单元(10),所述驱动单元配置成使可旋转工具部分(5)旋转并通过电缆供能。加工刀具包括具有外表面(14)的主体(12),并且加工刀具还包括多个刀片(15),每个刀片具有沿着纵向轴线(4)的长度,刀片(15)从主体(12)的外表面(14)突伸出并且围绕外周分布。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于增加井中的井管金属结构的内径的井下电缆加工工具管柱,该井下电缆加工工具管柱具有纵向轴线并且包括可旋转工具部分和固定工具部分,该可旋转工具部分包括具有第一端部、第二端部、直径和外周的加工刀具。
背景技术
井中的套管或衬管通常具有限制结构,例如接头、止动部或补丁,或由内表面上的水垢或水泥导致的限制结构,并且为了优化生产,例如,通过用工具对井进行干涉,需要去除或至少减小这种限制结构以增加套管的内径。其它可能的限制结构可能是卡滞的阀,例如球阀或挡板阀,其至少部分地封闭井。
这类限制结构可以通过快速进入井中的电缆工具来去除,但井下可用于执行作业的功率非常有限,这减少了可用于去除或至少减少限制结构的操作方法。
发明内容
本发明的一个目的是完全或部分克服现有技术的上述缺点和缺陷。更具体地说,其目的是提供一种改进的井下电缆工具管柱,其能接收8,000瓦以下的功率并能够去除井中金属接头。
从以下描述中将变得显而易见的以上目的以及许多其它目的、优点和特征通过根据本发明的解决方案通过一种用于在井中增加井管金属结构的内径的井下电缆加工工具管柱来实现,所述井下电缆加工工具管柱具有纵向轴线并且包括:
-可旋转工具部分,其包括具有第一端部、第二端部、直径和外周的加工工具,以及
-静止工具部分,其包括:
-驱动单元,其配置成旋转所述可旋转工具部分并且通过所述电缆供能,
其中所述加工刀具包括具有外表面的主体,并且所述加工刀具还包括多个刀片,每个刀片具有沿着所述纵向轴线的长度,并且所述刀片从所述主体的外表面突伸出并围绕所述外周分布。
待加工的井管金属结构可以部分或完全地受到限制,这意味着井管金属结构的内径在限制结构处可能为零。通过增加井管金属结构的内径,至少部分的限制结构被去除。
限制结构可能由金属、陶瓷、橡胶、水垢、水泥或井中的其它材料构成。
刀片可以直接固定到外表面。
而且,加工刀具可以是研磨加工刀具。
此外,刀片可以是研磨刀片。
而且,刀片可以直接固定到外表面而不需要任何支承件/背衬件,例如钢支承件。
刀片可以是碳化钨、立方氮化硼(CBN)和/或金刚石的嵌入颗粒,所述颗粒嵌入粘合剂材料中。以这种方式,刀片可能被磨损,同时由于新的颗粒的出现而仍然能够加工,所述颗粒被配置为随着加工而持续出现。
此外,颗粒可具有0.1-1.0mm的粒度。
另外,颗粒可以在刀片的整个长度、宽度和高度上分布在粘合剂材料中。
而且,加工刀具可以具有布置为与加工刀具的中心轴线一致的孔,可旋转工具部分围绕该中心轴线旋转。
此外,孔可以布置在主体中。
而且,刀片可以是板形的并且从本体径向伸出。
此外,本体可以具有纵向沟槽,一部分刀片延伸到纵向沟槽中。
另外,刀片可以由嵌入粘合剂材料中的碳化钨、立方氮化硼(CBN)或金刚石制成。
此外,碳化钨、立方氮化硼(CBN)或金刚石可以是粒径为0.01-4.00mm的颗粒形式。
而且,刀片可以沿着纵向轴线延伸。
而且,刀片可以被钎焊、粘合或焊接到主体的外表面。
另外,每个刀片可以具有小于刀片的长度的宽度。
另外,每个刀片可具有小于长度的40%的宽度。
此外,刀片可以一相互距离沿着外周分布,该相互距离至少是一个刀片的宽度。
通过在刀片之间设置距离,来自使内径增加的加工过程中的刮屑或切屑能够经过与限制结构邻接的刀片的外表面并离开加工区域。当刀片包含由碳化钨、立方氮化硼(CBN)或钻石制成的嵌入颗粒时,在加工过程中释放的颗粒也能够离开加工区域。加工区域是指刀片与限制结构接触的区域。
此外,磁体可以布置在主体的外表面上,更靠近第一端部而不是第二端部。
而且,刀片可朝向第一端部和第二端部中至少一者倾斜。
此外,第二端部可以具有减小的外径,并且刀片的至少一部分可以至少部分地沿具有减小的外径的第二端部的一部分延伸。
此外,具有减小的直径的第二端部使得第二端部为具有圆角的、倾斜的或渐缩的。
刀片可以沿纵向轴线接连地布置。
而且,加工刀具可以具有延伸到第二端部中的孔。
此外,孔可布置成与加工刀具的中心轴线一致。
井下电缆加工工具管柱还可以包括用于将管柱锚定在井中的锚定区段或者用于在井中将管柱向前推进的自推进区段(例如井下牵引器)。
此外,刀片可以布置成沿着外周延伸的至少第一排和第二排,并且第一排刀片和第二排刀片可以沿着纵向轴线连续布置。
布置成最接近第二端部的第一排刀片可具有比布置成更靠近第一端部的第二排刀片更小的外径。
由此,井管金属结构的内径可以通过第一排刀片从第一内径增加到第二内径并且通过第二排刀片从第二内径增加到第三内径。通过借助于至少两排刀片来增加内径,所产生的转矩大大减少,因为材料的去除是在至少两个步骤而不是一个步骤中执行。
此外,与刀片相对的主体的外径可以比更靠近第一端部的主体的外径大。
另外,可旋转工具部分可以小于每分钟300转(RPM)的转速旋转。
而且,可旋转工具部分可以小于每分钟200转(RPM)的转速旋转。
另外,驱动单元可以以小于7,000瓦的功率供能。
而且,可旋转工具部分可以低转矩旋转。
最后,加工刀具可以通过铣削接头、水垢、滑动套筒,造斜器或阀门的一部分来增加内径。
加工刀具还可包括用于固定被加工件的固定件。
此外,设置有刀片的主体可以相对于固定件旋转。
此外,固定件可以环绕主体的一部分,主体可在固定件内旋转。
而且,固定件可包括基部和突出部,所述突出部比基部柔性大。
此外,加工刀具还可包括具有外周壁的取芯钻,所述外周壁具有刀片,所述外周壁环绕所述本体并且是可旋转工具部分的一部分。
本发明还涉及一种用于增加井中的井管金属结构的内径或者例如在井下阀中切割下一块的井下电缆加工工具管柱,所述井下电缆加工工具管柱具有纵向轴线并且包括:
-可旋转工具部分,其包括具有第一端部、第二端部、直径和外周的加工刀具,和
-静止工具部分,其包括:
-驱动单元,其配置成旋转所述可旋转工具部分并且通过所述电缆供能,
其中所述加工刀具包括具有外表面的主体和用于固定被加工件的固定件。
而且,主体可在固定件内旋转或围绕所述固定件旋转。
另外,固定件可以布置在主体内的凹部中。这样,固定件从主体的内表面伸出到所述孔中。
此外,固定件可包括基部和突出部,突出部比基部柔性更大。
此外,加工刀具还可包括具有带刀片的外周壁的取芯钻,所述外周壁环绕本体并且是可旋转工具部分的一部分。
本发明还涉及一种用于增加井中的井管金属结构的内径或例如在井下阀中切割下一块的加工刀具。所述加工刀具包括:
-主体,
-形成钻头的刀片,
-围绕主体的固定件,以及
-具有带有刀片的外周壁的取芯钻,所述外周壁环绕主体。
而且,固定件可以布置在外周壁中的内凹槽内。
此外,主体可在固定件内旋转。
另外,固定件可包括基部和突出部,突出部比基部的柔性大。
附图说明
下面将参考附图更详细地描述本发明及其许多优点,所述附图为了说明的目的示出了一些非限制性实施例,其中
图1示出井中的井下电缆加工工具管柱,
图2以透视图示出井下电缆加工工具管柱的一部分,
图3示出了图2中的井下电缆加工工具管柱的侧视图,
图4示出了在加工刀具的端部处具有刀片的另一井下电缆加工工具管柱的一部分的透视图,
图5示出了图4的另一井下电缆加工工具管柱的侧视图,
图6示出了具有在加工刀具的端部处的刀片和孔的又一井下电缆加工工具管柱的一部分的透视图,
图7示出了又一井下电缆加工工具管柱的侧视图,该井下电缆加工工具管柱具有多排刀片并且因此在一次行程中以两步进行加工,
图8示出又一井下电缆加工工具管柱的一部分的透视图,
图9示出了具有固定件的另一井下电缆加工工具管柱的局部剖视图,
图10示出具有固定件的另一加工工具管柱的局部剖视图,
图11示出了具有固定件的又一加工刀具的局部剖视图,
图12示出了在加工刀具的内部具有用于固定被加工件的固定件的又一加工刀具的剖面图。
所有附图都是高度示意性的并且不一定按比例绘制,并且它们仅示出了阐明本发明所必需的那些部件,其它部分被省略或者仅仅是提及。
具体实施方式
图1示出了用于增加井3中的套管或井管金属结构2的内径IDs的井下电缆加工工具管柱1。井下电缆加工工具管柱1具有沿着井的延伸方向的纵向轴线4并且包括可旋转工具部分5和静止工具部分6。静止工具部分6布置成最靠近井3的顶部。可旋转工具部分5包括加工刀具7,该加工刀具7具有布置成最靠近静止工具部分6的第一端部8和第二端部9,该第二端部9被布置成至少部分地去除限制结构。如图2所示,加工刀具7具有直径DT和外周CT。加工刀具7通过切削加工来增加井管金属结构的内径ID,例如通过铣削去除接头、水垢、滑动套筒、造斜器或阀门的一部分以至少部分去除限制结构。
图1的静止工具部分6包括驱动单元10,例如电动机,其配置成使可旋转工具部分5旋转并且通过电缆11供能。加工刀具7包括具有外表面14的主体12,和多个刀片15。每个刀片15具有沿着纵向轴线4的长度L(在图3中示出),并且刀片15从本体12的外表面14突伸出。
如图2和3所示,刀片15围绕外周CT以它们之间的相互距离16分布。通过在刀片之间设置该相互距离,允许流体流过刀片并沿着刀片流动,从而冲刷并冷却刀片,由此增加刀片的使用寿命。此外,在加工过程中释放的刮屑或切屑能够经过与限制结构邻接的刀片的外表面并离开加工区域。当刀片包含由碳化钨、立方氮化硼(CBN)或金刚石构成的镶嵌颗粒时,在加工过程中释放的颗粒也能够离开加工区域。
加工区域是指刀片与限制结构接触并沿着纵向轴线4的区域。加工区域或接触区域小于限制结构的总面积的60%,并且优选小于限制结构总面积的50%。换句话说,当在垂直于纵向轴线的截面图中观察时,如果刀具沿限制结构的整个圆周与限制结构接触,则与整个圆周的接触为100%。
如图2和3所示,刀片15是板形的,并从主体的外表面径向突伸出。每个刀片15布置在主体12的外表面中的沟槽18中并且例如通过钎焊固定到主体。热量可以从加工刀具的孔内施加。刀片15因此从沟槽18延伸出来并远离本体12的外表面14径向向外伸出。刀片15沿着纵向轴线延伸成使得刀片的长度L沿着纵向轴线4延伸。每个刀片15的宽度Wi小于刀片的长度L的40%、优选地小于刀片的长度L的30%、更优选地小于刀片的长度L的20%,并且甚至更优选地小于刀片的长度L的15%。刀片15沿外周CT分布,并且布置成刀片之间的相互距离至少为宽度Wi。
在图3中,刀片沿其长度具有曲率和均匀厚度。当具有曲率时,刀片如涡轮机的叶片一样工作并因此引导或铲去刮屑或切屑远离加工区域。
在图2中,加工刀具7具有延伸到第二端部9中的孔17。通过设置孔17,加工刀具7为了执行加工操作、例如铣削或磨削而与限制结构接合的区域显著减少,与具有完全围绕工具前部的刀片15的加工刀具7相比需要少的功率大大减。孔17具有与中心轴线以及因此的加工刀具7的纵向轴线4重合的中心轴线。
如图3所示,加工刀具7具有最靠近静止工具部分6的第一刀具端19和最靠近第二端部9的第二刀具端20,并且刀片15朝向第二刀具端20倾斜而使得刀片能够与限制结构接合并且使加工刀具7居中。可以看出,刀片15也朝向第一工具端19倾斜,这确保了刀片没有任何易于被折断的尖锐边缘。加工刀具7的主体12具有布置在主体12的外表面14上的磁体33,使得来自加工过程的切屑粘附到磁体33且以这种方式被收集并当工具管柱从井中缩回时与工具管柱一起被带到地面。与刀片15相对的主体的外径ODB可以比更靠近第一端部8的主体的外径更大,并且磁体33布置在具有较小外径的主体部分中。
在图4中,由于主体渐缩,加工刀具7的第二端部9具有减小的外径,并且刀片15的至少一部分部分地沿着外径减小的第二端部9的一部分延伸。具有减小的直径的第二端部9意味着第二端部是有圆角的、倾斜的或渐缩的,并且一些刀片15包含有圆角的、渐缩的或倾斜的端部部分。可旋转工具部分5具有沿着纵向轴线连续布置的刀片15,使得第二端部9沿着纵向延伸方向在彼此地延伸部中部分地被刀片覆盖。刀片15布置在第二端部9的第二刀具端20的中心处,从第二刀具端20的端面21延伸出来,并且另外的刀片布置为邻接这些中心刀片15、15a并且作为中心刀片在第二端部9的倾斜面处的延伸部。其它刀片15、15c布置在倾斜刀片15、15b的延伸部中,从主体12的外表面14径向地突伸出。
在图6中,加工刀具7具有孔17和从主体12径向伸出并且还沿着第二端部9的倾斜表面延伸的第一刀片15、15'。所述孔是中心孔。因此,当加工刀具7围绕随后进入孔的被加工件进行加工时,不将力花费在磨削被加工件,只将力花费于在限制结构上磨削圆形沟槽以分离被加工件。以这种方式,限制结构可以通过仅使用较小力和低转速(RPM)来去除。在井下几千米处的电缆上作业时,力非常受限,因此,通过制造这种孔,使得重新建立起流动,可以对限制结构执行操作。
图4的刀片15以第一排22和第二排23布置,每排刀片沿外周CT(如图8所示)延伸,并且第一排22的刀片和第二排23的刀片沿着纵向轴线4接连地布置。第二排23的刀片15用作第一排22的刀片的备用件/辅助件,并且第一排22的刀片布置在凹槽24中。
当从图5所示的加工刀具的侧面看时,刀片可以以不同的长度并以重叠的方式布置,并且布置成最接近第二端部9的刀片15b具有比布置成最接近第一端部8的刀片15c更小的径向延伸尺寸。刀片15c为L形的以便也在径向方向上与刀片15b重叠,使得当刀片15b已经将限制结构从其初始的第一内径(切削)加工到第二内径时,刀片15c可以接管加工过程以进一步对限制结构的内径进行加工并使该内径增加。
刀片15可以由嵌入粘合剂材料中的碳化钨、立方氮化硼(CBN)或金刚石制成,并且碳化钨、立方氮化硼(CBN)或金刚石可以是具有0.01-2.00mm颗粒尺寸的颗粒形式寸。颗粒因此嵌入粘合剂材料中。通过使碳化钨、立方氮化硼(CBN)或金刚石以较小的碎块或颗粒嵌入粘合剂材料中,碳化钨、立方氮化硼(CBN)或钻石的新的碎块或颗粒始终能够在刀片的第一部分磨损时开始工作,然后,硬质合金,立方氮化硼(CBN)或钻石的新的碎块将出现以继续加工过程。因此,刀片可以使用较长的一段时间,因为刀片的整个延伸尺寸都起作用,具有这些刀片的加工刀具因此比已知的工具能够更好减少套管的厚度使得其从第一内径到更大的第二内径。每个刀片因此具有在刀片的整个长度、宽度和高度上分布在粘合剂材料中的颗粒。这些刀片具有研磨作用,意味着它们能够从限制结构上磨掉材料并且从而研磨限制结构的一部分。
如图6和12所示,刀片15、15'直接固定到旋转部件的主体12的外表面14上,并且刀片因此直接固定到外表面而没有任何支承件/背衬件,例如钢支承件。这使得刀片可能磨损超过50%而仍然能够通过研磨加工来对限制结构进行加工。因此,加工刀具可以是研磨加工刀具。
在图7中,刀片15布置成沿着外周延伸的至少第一排22和第二排23,并且第一排刀片和第二排刀片沿纵向轴线接连地布置。最靠近第二端部9布置的第一排22的刀片15比更靠近第一端部8布置的第二排23的刀片具有更小的外径OD1。因此可以将井管金属结构的内径通过第一排22的刀片15从第一内径增加到第二内径,并且通过第二排23的刀片从第二内径增加到第三内径。通过借助于至少两排23、23的刀片15来增加内径IDs,由于待去除的材料以至少两个步骤而不是一个步骤来加工,因此所产生的扭矩以及因此所需的功率显著降低。
在图8中,每个刀片具有变化的径向延伸尺寸,从而使得刀片的最靠近加工刀具的第二端部9的第一部分具有比刀片的最靠近第一端部8的第二端部小的径向延伸尺寸。因此,加工刀具因此具有与具有较小径向延伸尺寸的刀片的部分相对的较小的外径,加工刀具具有较小的外径,因为每个刀片都具有凹口,使得刀片的第一部分接触限制结构并将其从第一初始直径加工到第二内径和刀片的第二端部将限制结构从第二内径加工到其最终内径。
在另一实施例中,刀片可以是板形的,具有变化的厚度并且是锥形的。刀片可以在径向方向上具有变化的厚度,使得刀片的厚度更接近加工刀具的中心,或者厚度可以沿纵向延伸方向变化。
如图1所示,井下电缆加工工具管柱1还包括用于将管柱锚定在井3内的锚定区段31和用于在井中向前推进管柱的自推进区段32,例如井下牵引器。通过设置锚定区段31或自推进区段32,工具管柱1还在井管金属结构2上方被锚固,这意味着所有的力被传递到加工操作。锚定区段31或自推进区段32包括诸如电动机的动力单元34,其从电缆11接收电能。动力单元34驱动泵单元35,而该泵单元驱动锚定区段31和/或自推进区段32。锚定区段31和自推进区段32可以都具有动力单元34和泵单元35。工具管柱1还可以包括一个或多个压力补偿器。
图9示出了用于在例如井下阀中切割下一块的井下电缆加工工具管柱1。井下电缆加工工具管柱包括可旋转工具部分5和静止工具部分6,所述可旋转工具部分包括具有第一端部8、第二端部9的加工刀具7,所述静止工具部分6包括驱动单元(未示出),所述驱动单元配置成使可旋转工具部分旋转并通过电缆供能。加工刀具7包括主体12,该主体终止于钻头47并且具有外表面14。加工刀具7还包括固定件41,该固定件用于固定被加工件48,例如,井下阀的一部分,例如球形阀。固定件41是环绕主体12的部件,并且主体12可在固定件41内旋转,并且因此紧固装置就像联接件。
固定件41包括基部42和突出部43,并且突出部比基部更柔韧,使得当加工刀具7的钻头47钻进通过被加工件48时,固定件41能够被挤压到被加工件48中的钻孔中,并且因此所述被加工件被固定到加工刀具,而固定件41不随可旋转工具部分5一起旋转。在加工过程中,加工刀具7的主体12在固定件41内旋转,并且固定件41在接触被加工件时不相对于所述被加工件旋转并且因此不被磨损。如果固定件随着加工刀具的可旋转部分一起旋转,那么突出部43将被磨损,这将导致固定件的外径略小于所述被加工件中的孔的内径,并且固定件因此将不能够将被加工件固定在加工刀具7内并且使被加工件与加工刀具表面贴合。
如图9所示,该加工刀具还包括一个取芯钻44,该取芯钻44具有带有刀片15、环绕该主体12并且是可旋转工具部分5的一部分的外周壁45,以用于在与钻头于例如阀中加工孔的几乎同时在同一工件中提供周向切口。
突出部43是柔性的,因此当被强压入到刚刚被钻头钻出的孔中时能够弯曲。突出部43可以具有适合于固定被切割件的任何形状。如图10所示,固定件41也可以是锥形的,从而将被加工件48压到固定件41的倾斜表面51上并由此固定。突出部43可以是从基部部分径向伸出的线或者如图11所示的具有径向延伸的臂49的盘形件,所述臂49被弯曲以形成突出部43。形成基部42的间隔元件52安装在这些盘形件之间,所述间隔元件因此环绕主体12。
如图6所示,钻头可以由多个刀片15构成,使得固定件41如图11所示地围绕所述主体的一部分布置。
在图12中,加工刀具具有用于固定被加工件的内部固定件41,使得被加工件在由钻头47磨铣的同时弯曲突出部43。一旦被加工件被磨铣并从其先前所附接的构件释放,突出部43压向该被加工件并且将该被加工件保持在加工刀具内。紧固件41具有突出部43,所述突出部因此是柔性的并因此能够弯曲。突出部43是环形的并且由形成基部42的间隔元件52隔开。突出部43和间隔元件52邻接主体12的第一主体部分57的凸缘56,第二主体部分58(通过螺纹59)螺纹连接到第一主体部分,将突出部43和间隔元件52压向凸缘但不固定突出部43和间隔元件52,因为它们仍然能够相对于主体12自由旋转,使得当可旋转工具部分5旋转钻头来磨铣加工时它们不会被磨损。因此,固定件41布置在孔17中,并且在加工刀具用于磨铣多个被加工件的情况下,例如磨铣穿过形成第一被加工件的第一球以及在井中继续向下磨铣穿过形成第二被加工件的第二球,在对第二被加工件进行磨铣的同时,第一被加工件还通过第二被加工件压入孔17中。具有长孔的加工刀具因此能够在一次行程中磨铣多个球并且被加工件堆叠在孔中并且最后一个被加工件由固定件41保持,使孔闭合并且在从钻井中缩回加工刀具时将其它被加工件保持在所述孔中。
可旋转工具部分以低扭矩并且少于300转/分钟(RPM)的转速旋转。在井下几千米处进行操作时,由于长电缆中的功率损失,驱动单元接收的低于1000伏的电压或低于7,000瓦的功率。
冲程工具可用于提供在钻头上重量,即加工刀具上的重量。冲程工具是一种提供沿纵向延伸方向的轴向力的工具。冲程工具包括用于驱动泵的电动机。泵将流体泵送到活塞壳体中以便移动在其中作用的活塞。活塞布置在冲程轴上。泵可将流体在活塞的一侧泵入活塞壳体内,同时从活塞的另一侧吸出流体。
流体或者井流体指的是任意类型的可存在于油井或气井中的流体,诸如天然气、石油、油基泥浆、原油、水等。气体指的是任意类型的在井、完井或者裸井中存在的气体成分,油指的是任意类型的油成分,诸如原油、含油流体等。因此,气体、油以及水流体均可分别包含除气体、油和/或水之外的其它元素或物质。
如果井填充有气体,则井下电缆加工工具管柱可以包括用于将流体输送到加工区域的流体输送单元。
套管或井管金属结构2是指与石油或天然气生产相关的井下使用的任何类型的管子、管道、管状件、衬管、管柱等。
如果工具不能完全浸没在井管金属结构中,则可以使用井下牵引器将工具一直推到井中就位。井下牵引器可具有带有轮的可伸出臂,其中轮接触井管金属结构的内表面,用于在井管金属结构中向前推进牵引器和工具。井下牵引器是能够在井下将工具推入或拉出的任何类型的驱动工具,例如
虽然已经在上面结合本发明的优选实施例描述了本发明,但是对于本领域技术人员来说显而易见的是,在不脱离由所附权利要求限定的本发明的情况下可以想到若干修改。
Claims (20)
1.一种用于增加井(3)中的井管金属结构(2)的内径(IDS)的井下电缆加工工具管柱(1),所述井下电缆加工工具管柱具有纵向轴线(4)并且包括:
-可旋转工具部分(5),所述可旋转工具部分包括加工刀具(7),所述加工刀具(7)具有第一端部(8)、第二端部(9)、直径(DT)和外周(CT),以及
-静止工具部分(6),其包括:
-驱动单元(10),其配置成使所述可旋转工具部分旋转并且通过电缆供能,
其中,所述加工刀具包括具有外表面(14)的主体(12),并包括多个刀片(15),每个刀片具有沿所述纵向轴线的长度(L),并且所述刀片从所述主体的外表面突伸出并且围绕所述外周分布。
2.根据权利要求1所述的井下电缆加工工具管柱,其中,所述刀片被直接固定到所述外表面。
3.根据权利要求1或2所述的井下电缆加工工具管柱,其中,所述加工刀具是研磨加工刀具。
4.根据前述权利要求中任一项所述的井下电缆加工工具管柱,其中,所述刀片是研磨刀片。
5.根据权利要求1所述的井下电缆加工工具管柱,其中,所述刀片被直接固定到所述外表面而没有任何支承件/背衬件,例如钢支承件。
6.根据前述权利要求中任一项所述的井下电缆加工工具管柱,其中,所述加工刀具具有布置成与所述加工刀具的中心轴线一致的孔(17),所述可转动工具部分绕所述加工刀具的中心轴线旋转。
7.根据前述权利要求中任一项所述的井下电缆加工工具管柱,其中,每个刀片具有小于所述长度的40%的宽度(Wi)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的井下电缆加工工具管柱,其中,所述刀片以一相互距离(16)沿着所述外周分布,并且所述相互距离至少为一个刀片的宽度。
9.根据前述权利要求中任一项所述的井下电缆加工工具管柱,其中,所述刀片朝向所述第一端部和第二端部中的至少一者倾斜。
10.根据前述权利要求中任一项所述的井下电缆加工工具管柱,其中,所述第二端部具有减小的外径,并且所述刀片的至少一部分至少部分地沿着具有减小的外径的所述第二端部的一部分延伸。
11.根据前述权利要求中任一项所述的井下电缆加工工具管柱,其中,所述刀片布置成沿着所述外周延伸的至少第一排(22)和第二排(23),并且所述第一排和所述第二排的刀片沿着所述纵向轴线接连地布置。
12.根据前述权利要求中任一项所述的井下电缆加工工具管柱,其中,所述可旋转工具部分以小于每分钟300转(RPM)的速度旋转。
13.根据前述权利要求中任一项所述的井下电缆加工工具管柱,其中,所述驱动单元由小于7,000瓦的功率供能。
14.根据前述权利要求中任一项所述的井下电缆加工工具管柱,其中,所述加工刀具还包括用于固定被加工件的固定件(41),带有刀片的所述主体可相对于所述固定件旋转。
15.一种用于增加井(3)中的井管金属结构(2)的内径(IDS)或例如在井下阀中切割下一块的井下电缆加工工具管柱(1),所述井下电缆加工工具管柱具有纵向轴线(4)并且包括:
-可旋转工具部分(5),该可旋转工具部分包括加工刀具(7),所述加工刀具(7)具有第一端部(8)、第二端部(9)、直径(DT)和外周(CT),以及
-静止工具部分(6),其包括:
-驱动单元(10),其配置成使所述可旋转工具部分旋转并且通过电缆供能,
其中,所述加工刀具包括具有外表面(14)的主体(12)和用于固定被加工件的固定件(41)。
16.根据权利要求14或15所述的井下电缆加工工具管柱,其中,所述主体(12)能在所述固定件(41)内旋转或围绕所述固定件(41)旋转。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的井下电缆加工工具管柱,其中,所述固定件包括基部(42)和突出部(43),所述突出部比所述基部柔性大。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的井下电缆加工工具管柱,其中,所述加工刀具还包括具有带刀片的外周壁(45)的取芯钻(44),所述外周壁环绕所述主体并且是所述可旋转工具部分的一部分。
19.一种用于增加井(3)中的井管金属结构(2)的内径(IDS)或例如在井下阀中切割下一块的加工刀具(7),包括:
-主体(12),
-形成钻头(47)的刀片(15)
-环绕所述主体的固定件(41),以及
-具有带刀片的外周壁(45)的取芯钻(44),所述外周壁环绕所述主体。
20.根据权利要求19所述的加工刀具,其中,所述主体能在所述固定件(41)内旋转或围绕所述固定件(41)旋转。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP15198341.8A EP3179028A1 (en) | 2015-12-08 | 2015-12-08 | Downhole wireline machining tool string |
EP15198341.8 | 2015-12-08 | ||
EP16178500.1 | 2016-07-07 | ||
EP16178500 | 2016-07-07 | ||
PCT/EP2016/080068 WO2017097832A1 (en) | 2015-12-08 | 2016-12-07 | Downhole wireline machining tool string |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108291430A true CN108291430A (zh) | 2018-07-17 |
Family
ID=57485515
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201680068410.7A Pending CN108291430A (zh) | 2015-12-08 | 2016-12-07 | 井下电缆加工工具管柱 |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US10851604B2 (zh) |
EP (3) | EP3885527A3 (zh) |
CN (1) | CN108291430A (zh) |
AU (1) | AU2016368616B2 (zh) |
BR (1) | BR112018010126B1 (zh) |
CA (1) | CA3006408A1 (zh) |
DK (1) | DK3387212T3 (zh) |
MX (1) | MX2018006769A (zh) |
RU (2) | RU2728403C2 (zh) |
SA (1) | SA518391666B1 (zh) |
WO (1) | WO2017097832A1 (zh) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11913284B2 (en) | 2018-12-14 | 2024-02-27 | Altus Intervention (Technologies) As | Drilling and milling tool |
NO347002B1 (en) | 2018-12-14 | 2023-04-03 | Altus Intervention Tech As | Drilling and cutting tool and method for removing an obstacle in a well tube |
EP3885526A1 (en) | 2020-03-25 | 2021-09-29 | Welltec Oilfield Solutions AG | Downhole tool |
EP4033068A1 (en) * | 2021-01-25 | 2022-07-27 | Welltec A/S | Downhole wireline tool string |
US11414961B1 (en) * | 2021-02-02 | 2022-08-16 | Saudi Arabian Oil Company | Well cleaning tools and related methods of cleaning wells in oil and gas applications |
NO20220208A1 (en) * | 2021-02-22 | 2022-08-23 | Altus Intervention Tech As | Drilling assembly for removal of an obstacle in a conduit |
DK202270066A1 (en) | 2021-02-22 | 2022-09-01 | Altus Intervention Tech As | Drilling assembly for removal of an obstacle in a conduit |
CN113202438B (zh) * | 2021-05-24 | 2022-11-25 | 北京探矿工程研究所 | 一种复合切削开窗铣锥 |
EP4194662A1 (en) * | 2021-12-07 | 2023-06-14 | Welltec A/S | Downhole wireline tool |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4717290A (en) * | 1986-12-17 | 1988-01-05 | Homco International, Inc. | Milling tool |
US8042613B2 (en) * | 2007-02-28 | 2011-10-25 | Weltec A/S | Drilling head for reboring a stuck valve |
CN202417373U (zh) * | 2011-12-30 | 2012-09-05 | 北京捷威思特科技有限公司 | 井下切割器 |
WO2013067263A2 (en) * | 2011-11-04 | 2013-05-10 | Schlumberger Canada Limited | Method and system for an automatic milling operation |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2013348A (en) * | 1933-01-04 | 1935-09-03 | Globe Oil Tools Co | Bit head |
US3110084A (en) * | 1958-08-15 | 1963-11-12 | Robert B Kinzbach | Piloted milling tool |
US4084636A (en) * | 1976-08-26 | 1978-04-18 | Burge Edward V | Hydraulic junk retriever |
US4978260A (en) * | 1986-01-06 | 1990-12-18 | Tri-State Oil Tools, Inc. | Cutting tool for removing materials from well bore |
GB8908014D0 (en) * | 1989-04-10 | 1989-05-24 | Smith Int North Sea | A milling tool stabiliser |
US5027914A (en) * | 1990-06-04 | 1991-07-02 | Wilson Steve B | Pilot casing mill |
GB9022062D0 (en) * | 1990-10-10 | 1990-11-21 | Petco Fishing & Rental Tools U | Milling tool |
RU2057895C1 (ru) * | 1993-09-08 | 1996-04-10 | Комм Виктор Эдуардович | Фрезер пакеров |
FR2735523B1 (fr) * | 1995-06-13 | 1997-07-25 | Inst Francais Du Petrole | Methode et dispositif de tubage de puits avec un tube en composite |
NO981998D0 (no) | 1998-05-04 | 1998-05-04 | Henning Hansen | FremgangsmÕte ved flerfaset tettende plugging av borehull benyttet for produksjon av hydrokarboner eller injeksjon av vµsker til nedihulls formasjoner eller unders÷kelsesborehull |
US6378629B1 (en) * | 2000-08-21 | 2002-04-30 | Saturn Machine & Welding Co., Inc. | Boring apparatus |
US20080236829A1 (en) * | 2007-03-26 | 2008-10-02 | Lynde Gerald D | Casing profiling and recovery system |
US8960329B2 (en) * | 2008-07-11 | 2015-02-24 | Schlumberger Technology Corporation | Steerable piloted drill bit, drill system, and method of drilling curved boreholes |
US8915298B2 (en) * | 2010-06-07 | 2014-12-23 | Baker Hughes Incorporated | Slickline or wireline run hydraulic motor driven mill |
US9127507B2 (en) * | 2010-12-14 | 2015-09-08 | Schlumberger Technology Corporation | Rotatable wireline tool of enhanced hydraulic drive consistency |
RU113535U1 (ru) * | 2011-10-20 | 2012-02-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Вниибт-Буровой Инструмент" | Фрезер пилотный |
RU131410U1 (ru) * | 2012-10-04 | 2013-08-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Бурсервис" | Инструмент фрезерный |
RU124920U1 (ru) * | 2012-10-19 | 2013-02-20 | Борис Алексеевич Лёвин | Буровое устройство |
US10125553B2 (en) * | 2015-03-06 | 2018-11-13 | Baker Hughes Incorporated | Coring tools for managing hydraulic properties of drilling fluid and related methods |
-
2016
- 2016-12-07 AU AU2016368616A patent/AU2016368616B2/en active Active
- 2016-12-07 CA CA3006408A patent/CA3006408A1/en not_active Abandoned
- 2016-12-07 US US15/371,656 patent/US10851604B2/en active Active
- 2016-12-07 EP EP20192432.1A patent/EP3885527A3/en not_active Withdrawn
- 2016-12-07 WO PCT/EP2016/080068 patent/WO2017097832A1/en active Application Filing
- 2016-12-07 RU RU2018122849A patent/RU2728403C2/ru active
- 2016-12-07 BR BR112018010126-5A patent/BR112018010126B1/pt active IP Right Grant
- 2016-12-07 MX MX2018006769A patent/MX2018006769A/es unknown
- 2016-12-07 EP EP16806159.6A patent/EP3387212B1/en active Active
- 2016-12-07 EP EP20191937.0A patent/EP3757345B1/en active Active
- 2016-12-07 CN CN201680068410.7A patent/CN108291430A/zh active Pending
- 2016-12-07 DK DK16806159.6T patent/DK3387212T3/da active
-
2018
- 2018-05-24 SA SA518391666A patent/SA518391666B1/ar unknown
-
2020
- 2020-07-02 RU RU2020121989A patent/RU2020121989A/ru unknown
- 2020-10-22 US US17/076,997 patent/US20210040807A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4717290A (en) * | 1986-12-17 | 1988-01-05 | Homco International, Inc. | Milling tool |
US8042613B2 (en) * | 2007-02-28 | 2011-10-25 | Weltec A/S | Drilling head for reboring a stuck valve |
WO2013067263A2 (en) * | 2011-11-04 | 2013-05-10 | Schlumberger Canada Limited | Method and system for an automatic milling operation |
CN202417373U (zh) * | 2011-12-30 | 2012-09-05 | 北京捷威思特科技有限公司 | 井下切割器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20210040807A1 (en) | 2021-02-11 |
EP3885527A3 (en) | 2022-01-19 |
AU2016368616B2 (en) | 2019-06-06 |
MX2018006769A (es) | 2018-08-15 |
SA518391666B1 (ar) | 2023-03-06 |
RU2018122849A (ru) | 2020-01-09 |
EP3885527A2 (en) | 2021-09-29 |
AU2016368616A1 (en) | 2018-07-12 |
BR112018010126A8 (pt) | 2019-02-26 |
RU2020121989A (ru) | 2022-01-04 |
WO2017097832A1 (en) | 2017-06-15 |
RU2728403C2 (ru) | 2020-07-29 |
RU2018122849A3 (zh) | 2020-02-28 |
EP3387212A1 (en) | 2018-10-17 |
EP3757345B1 (en) | 2024-03-20 |
BR112018010126B1 (pt) | 2022-10-11 |
BR112018010126A2 (pt) | 2018-11-06 |
CA3006408A1 (en) | 2017-06-15 |
EP3387212B1 (en) | 2020-08-26 |
US10851604B2 (en) | 2020-12-01 |
US20170159385A1 (en) | 2017-06-08 |
DK3387212T3 (da) | 2020-11-30 |
EP3757345A1 (en) | 2020-12-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108291430A (zh) | 井下电缆加工工具管柱 | |
US8887836B2 (en) | Drilling systems for cleaning wellbores, bits for wellbore cleaning, methods of forming such bits, and methods of cleaning wellbores using such bits | |
US3110084A (en) | Piloted milling tool | |
CN109083600A (zh) | 在钻井期间增大井孔的通径直径的装置和钻井孔的装置 | |
CN103998707B (zh) | 其上具有旋转切割结构的钻头 | |
RU2528349C2 (ru) | Фрезерная насадка для резца со вставками из поликристаллического алмазного композита | |
US10626676B1 (en) | Continuous sampling drill bit | |
CN211287528U (zh) | 一种高效率的表层导管钻头 | |
US20210340830A1 (en) | Downhole tubing intervention tool | |
US8567511B2 (en) | Method and apparatus for running casing in a wellbore with a fluid driven rotatable shoe | |
WO2016186516A1 (en) | Milling tool with self driven active side cutters | |
US11988057B2 (en) | Downhole wireline tool string | |
US11560758B2 (en) | Drilling and milling tool | |
CA2793678A1 (en) | Drill bit | |
US20220412170A1 (en) | Drill bit cutter elements and drill bits including same | |
US20180030787A1 (en) | Earth-boring tools, methods of forming earth-boring tools, and methods of forming a borehole in a subterranean formation | |
US11913284B2 (en) | Drilling and milling tool | |
EP3179028A1 (en) | Downhole wireline machining tool string | |
CN211692318U (zh) | 一种钻井用平滑井壁工具 | |
EP4095347A1 (en) | Downhole method | |
CA2462990C (en) | Bits for use in drilling with casing and method of making the same | |
CN116604709A (zh) | 一种机械式钻切一体化钻孔径向刻槽装置及刻槽方法 | |
CN115584937A (zh) | 使用可转动高效切削长寿命金刚石聚晶复合片的钻头 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180717 |
|
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |