NO326551B1

NO326551B1 - Ekspanderbar borekrone og fremgangsmate ved utforming av en boring

Info

Publication number: NO326551B1
Application number: NO20026184A
Authority: NO
Inventors: Giancarlo Tomasso Pietro Pia
Original assignee: Weatherford Lamb
Priority date: 2000-06-28
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2009-01-05
Also published as: NO20026184L; WO2002001037A1; GB2364079A; US7195085B2; EP1297242A1; US20030111267A1; CA2413377A1; GB2364079B; DE60133554D1; AU2001274343A1; NO20026184D0; GB0015714D0; EP1297242B1; DE60133554T2; CA2413377C

Description

EKSPANDERBAR BOREKRONE OG EN FREMGANGSMÅTE VED UTFORMING AV EN BORING

Denne oppfinnelse vedrører borekroner og en fremgangsmåte ved utforming av en boring. Aspekter ved oppfinnelsen vedrører både faste og ekspanderbare borekroner.

Dype boringer for eksempel, slik de brukes for å skaffe til-gang til underjordiske, hydrokarbonførende formasjoner, blir tradisjonelt boret ved bruk av borekroner montert i enden av en streng av borerør, og strengen roteres fra overflaten. Det er også kjent å bore boringer ved bruk av borekroner som dri-ves av nedihullsmotorer, og å montere borekroner på relativt fleksibelt kveilrør. Det finnes i dag to hovedformer av borekroner som er i vanlig bruk, og det er rullemeiselkroner og fastmeiselkroner, hvor førstnevnte skjærer primært ved en knusende virkning og sistnevnte primært er avhengig av en skjærende virkning.

Ved boring av dype boringer er det vanlig å bore et boringsavsnitt og deretter fore boringen med forlengningsrør eller foringsrør før det bores videre. Når det brukes en tradisjonell krone med fast diameter, vil enhver påfølgende boring frembringe en boring med relativt liten diameter; borekronen må kunne passere ned gjennom det forede avsnitt av boringen, og må derfor være av mindre diameter enn foringsrøret. Et slikt diametertap kan minimeres ved, for eksempel, bruk av en tosenters krone eller ved tilveiebringelse av en ekspanderbar borekrone. Ved bruk av tosenters borekrone må det imidlertid vanligvis være boret et kort pilothull på forhånd, hvilket deretter må underrømmes for å gi rom for borekronen. Selv om det er blitt foreslått tallrike ekspanderbare borekroner, er disse dessuten av kompleks oppbygning, og søkeren kjenner ikke til noen slik krone i kommersiell bruk i dag.

Det er blant formålene med utførelser av den herværende oppfinnelse å forebygge eller minimere slike ulemper, og ett aspekt ved oppfinnelsen vedrører et forbedret ekspanderbart borekronearrangement.

Fra det amerikanske patentskriftet US 4,904,119 er det kjent en prosess for å plassere pæler i grunnen, hvor prosessen innbefatter bruk av en donkraft for å utvide og trekke sammen skjæreelementer som kan beveges mellom en sammentrukket og en utvidet stilling. Fra det britiske patentskriftet GB 838,833 er det kjent en ekspanderbar rotasjonsborekrone som er forsynt med skjæreelementer som kan beveges mellom en sammentrukket stilling og en ekspandert stilling for boring.

Ifølge et første aspekt ved den herværende oppfinnelse er det tilveiebrakt en ekspanderbar borekrone som omfatter: et legeme; og i det minste to skjærehjul som er montert på legemet, idet de minst to skjærehjulene kan beveges mellom en første stilling med mindre diameter og en andre stilling med større diameter, og er tilpasset til å utforme en boring i både den første og den andre stilling, hvor de minst to skjærehjulene er innrettet til å kunne beveges mellom den første stilling og den andre stilling ved å endre borefluidtrykket, og ved at borekronen er tilpasset til å bore med de minst to skjærehjul i minst én mellomstilling, mellom den første og den andre stilling.

Borekronen kan således kjøres inn i en foret boring og gjennom boringsinnsnevringer mens den er i den første stilling, og deretter strekkes ut til den andre stilling for å skjære en boring med større diameter enn foringsrøret eller borings-innsnevringene. I visse utførelser kan borekronen også benyttes til bakoverrømming, det vil si at borekronen trekkes bak-over gjennom en boring og forstørrer boringens diameter.

Andre aspekter ved oppfinnelsen vedrører fremgangsmåter for boring av en boring med større diameter enn en boringsinn-snevring ovenfor borestedet ved bruk av en ekspanderbar rul-lemeiselborekrone.

Det er fortrinnsvis tilveiebrakt to skjærehjul. Mest fortrinnsvis overlapper de indre ender av skjærehjulene hverandre, slik at det skjæreareal som sveipes av skjærehjulene, i det minste i noen stillinger blir en fullstendig sirkel. I andre utførelser kan det være tilveiebrakt tre eller flere skjærehjul.

Borekronen er tilpasset til å bore med skjærehjulene i både første og andre stilling. I én utførelse tillater dette borekronen å brukes til boring av et pilothull med mindre diameter med skjærehjulene i den første stilling, og deretter utvide pilothullet til en større diameter med skjærehjulene i den andre stilling. Borekronen kan også være tilpasset til å bore med skjærehjulene i en mellomstilling mellom første og andre stilling for å bore boringer med mellomdiametrer. For slike utførelser foretrekkes det at de

flater på skjærehjulene som skal gå i kontakt med berget, alltid beskriver en fullstendig, sveipt sirkel når borekronen roteres; ellers, i noen utforminger, vil skjærehjulene be-skrive et ringformet areal hvor det etterlates et sentralt område av uskåret berg. Alternativt kan borekronen være tilpasset til å bore bare med skjærehjulene i andre stilling,

eller bare i utstrakte stillinger. Da det med disse sistnevnte utførelser ikke er noe behov for at skjærehjulene skal virke i den første stilling, kan skjærehjulsutformingen opti-maliseres for boring av boringer med relativt stor diameter.

Skjærehjulene er fortrinnsvis i form av konuser. Konusene kan . være tilspisset, tønneformet, eller angi en annen profil.

Mest fortrinnsvis avgrenser konusene en skulder hver og et parti med maksimumsdiameter mellom konusendene. I foretrukne utførelser er konusene anordnet slik at konusens maksimumsdiameterparti skjærer boringens diameter.

Hvert skjærehjul kan være roterbart om sin hovedakse, eller det kan være roterbart om en forskjøvet akse for å sørge for eksentrisk skjærebevegelse og en "hammer"-skjærevirkning.

Skjærehjulslengden er fortrinnsvis minst 50 % av legemets diameter, og skjærehjulslengden kan være lik eller større enn legemets diameter.

Skjærehjulene kan være forsynt med hvilke som helst egnede skjærende strukturer, innsatser eller belegg, innbefattende knotter eller klosser av wolframkarbid, polykrystallinske diamantpulvere (compacts) eller naturlig diamant, som er fes-tet eller fiksert til skjærehjulene ved hvilken som helst egnet metode. De skjærende strukturer kan være anordnet i parallelle rader eller faktisk hvilket som helst egnet møns-ter eller tilfeldig plassering.

Skjærehjulene er fortrinnsvis innrettet til å tillate et blandingsmønster av de skjærende strukturer på hver konus.

Skjærehjulene er fortrinnsvis roterbare om en ikke-radial akse. Skjærehjulene tilveiebringer således en skjærende eller gravende virkning når borekronen roteres. Skjærehjulsaksene er fortrinnsvis parallelle, men kan være konvergerende eller divergerende. Hver skjærehjulsakse ligger fortrinnsvis i et plan som er ikke-perpendikulært på legemets akse, selv om skjærehjulsaksene kan være perpendikulære i forhold til legemets akse for å tilveiebringe en mindre aggressiv skjærevirk-ning.

Skjærehjulene er fortrinnsvis montert på armer som er svingbart montert på legemet. Skjærehjulsaksene kan ligge i et plan som er ikke-parallelt med kronelegemets tverrakse som er perpendikulær i forhold til svingaksen eller svingaksene. Dette letter tilveiebringelse av et sirkulært sveipt skjæreareal og gjør det lettere å unngå et uskåret areal når skjærehjulene er strakt ut. I andre utførelser, særlig når borekronen er i stand til å bore både i første og andre stilling, kan skjærehjulsaksene ligge i et plan som er parallelt med kronelegemets akse; ethvert areal som ville stå igjen usveipt med skjærehjulene i den andre stilling, vil allerede ha blitt fjernet ved boringen av et pilothull med skjærehjulene i den første stilling. Armene kan være montert på en felles svingakse.

Skjærehjulene blir fortrinnsvis båret i begge ender og er mest fortrinnsvis forsynt med lagre og tetninger i begge ender, og vil således sannsynligvis være mer robuste enn en tradisjonell rullemeiselkrone hvor skjærehjulene bæres bare i den ene ende.

Borekronen innbefatter fortrinnsvis middel til å aktivere skjærehjulene mellom første og andre stilling. Midlet kan aktiveres ved hvilken som helst egnet fremgangsmåte, herunder mekanisk aktivering, men aktiveres fortrinnsvis med fluidtrykk og kan innbefatte et borefluidaktivert stempelarrangement, eller et annet arrangement slik som en boringsinnsnev-ring eller en profil som er tilpasset til å fange en kule eller annen innsnevring. Hvor det brukes et stempelarrangement, kan det tilveiebringes to eller flere "forsterker"-stempler for å øke de tilgjengelige anvendte krefter. Mest fortrinnsvis kan midlet betjenes selektivt, for eksempel ved bruk av et kambane-støter-arrangement og kan selektivt låses eller holdes i den ene eller begge stillinger. Mest fortrinnsvis er midlet tilpasset til selektivt, positivt å trekke tilbake skjærehjulene fra den andre stilling. Aktiveringsmidlet kan innbefatte en fjær eller annet arrangement, slik at midlet er forspent til å presse skjærehjulene til å innta første stilling.

Legemet eller andre komponenter, for eksempel konusaksler, kan avgrense et smøremiddelreservoar for tilførsel av smøre-middel til lagre og andre bevegelige deler tilveiebrakt i borekronen, og reservoaret kan innbefatte et borefluidaktivert stempel eller annen mekanisme som tjener til å pumpe smøre-middel til de nødvendige steder.

Legemet kan avgrense spyledyser, hvilke dyser kan selektivt åpnes og lukkes, avhengig av skjærehjulenes stilling, og således endre det mottrykk som borekronen frembringer, og tilveiebringe en indikasjon på overflaten om skjærhjulstilling-en. Dysene kan rette fluid inn på konusflåtene og mot bunnen eller sidene av boringen.

Borekronen kan avgrense skjæreflater i tillegg til dem tilveiebrakt av skjærehjulene, for eksempel kan legemet eller skjærehjulenes bærearmer avgrense en skjæreflate.

Mange av disse ulike foretrukne trekk ifølge det første aspekt ved oppfinnelsen kan også benyttes med fordel i en borekrone med fast diameter eller i borekroner som ikke er i overensstemmelse med de ulike aspekter ved oppfinnelsen fremsatt ovenfor, og borekroner innbefattende noen utvalgte av disse trekk, og trekkene ifølge de underordnede krav fremsatt nedenfor tilveiebringer ytterligere aspekter ved den herværende oppfinnelse.

Disse og andre aspekter ved den herværende oppfinnelse vil nå bli beskrevet, som eksempel, idet det vises til de medfølgen-de tegninger, hvor: Fig. 1 er et delvis gjennomskåret oppriss av en borekrone i overensstemmelse med en utførelse av den herværende oppfinnelse vist i en første stilling; Fig. 2 er et oppriss av borekronen på fig. 1 nedenfra; Fig. 3 er et delvis gjennomskåret oppriss av borekronen på fig. 1 i en andre stilling; Fig. 4 er et oppriss av borekronen på fig. 3 nedenfra; Fig. 5 er et delvis gjennomskåret oppriss av en borekrone i overensstemmelse med en annen utførelse av den herværende oppfinnelse vist i en første stilling; Fig. 6 er et oppriss av borekronen på fig. 5 nedenfra; Fig. 7 er et delvis gjennomskåret oppriss av borekronen på

fig. 5 i en andre stilling; og

Fig. 8 er et oppriss av borekronen på fig. 7 nedenfra.

Det vises først til fig. 1 på tegningene, hvilken illustrerer en borekrone 10 i overensstemmelse med en foretrukket utfø-relse av den herværende oppfinnelse. Som det vil bli beskrevet, omfatter borekronen 10 koniske skjærehjul 12, 13 som kan beveges mellom en første stilling med mindre diameter, som vist på fig. 1 og 2, og en andre stilling med større diameter, som vist på fig. 3 og 4. Dette tillater borekronen 10 å passere gjennom boringsinnsnevringer og deretter bli utvidet for å skjære boringer av større diameter, slik det vil bli beskrevet.

Borekronen 10 omfatter et generelt sylindrisk legeme 14 som er tilpasset til å monteres i enden av en borestreng. Som illustrert, er legemet 14 forsynt med en hunnkopling 16 som skal gå i inngrep med en hannkopling i enden av en borestreng. Skjærehjulene 12 er montert på den nedre ende av legemet 14 via respektive svingarmer 18, 19. Den nedre ende av legemet 14 er i form av en forlengelse 20 som tilveiebringer feste for en svingbolt 22 som armene 18, 19 er montert på, idet armene oppviser et sjakkeIlignende arrangement hver, slik at hver av armene går i inngrep med bolten på to atskil-te steder på motsatte sider av forlengelsen 20. Svingbolten 22 er innrettet slik at armenes 18, 19 svingakse 24 krysser og ligger i rett vinkel i forhold til legemets akse 26.

Skjærehjulene 12, 13 avgrenser hver et maksimumsdiameterparti 28 mellom skjærehjulsendene og avgrenser en skulder 30 mellom partiet 28 og skjærehjulets ytre ende. Skjærehjulene 12, 13 er montert på aksler (ikke vist) som strekker seg langs de respektive skjærehjulsakser 32, 33, idet akslene i begge ender bæres av fingrer 34, 35 som strekker seg fra armenes 18, 19 ender. Det skal legges merke til på fig. 1 at skjærehjulsaksene 32 ligger i et plan som har en spiss vinkel A i forhold til legemets akse 26, og på fig. 2 at skjærehjulsaksene 32, 33 ligger i innbyrdes parallelle vertikalplan.

Borekronen 10 er tilpasset til å kunne skjære i den første stilling, og skjærehjulenes 12, 13 sveipeareal, er illustrert ved strekprikklinje B på fig. 2. Det vil være innlysende at den sveipte sirkels diameter avgrenses av skjærehjulets maksimumsdiameterparti 28 som vil skjære en boring med større diameter enn borekronelegemet 14.

Skjærehjulene 12, 13 blir beveget mellom første stilling, som illustrert på fig. 1 og 2, og andre stilling, som illustrert på fig. 3 og 4, ved anvendelse av borefluidtrykk, slik det nå vil bli beskrevet. Legemet er delvis hult og avgrenser et aksialt, generelt sylindrisk kammer 36 som opptar et ringformet stempel 38 montert rundt en sentral styrehylse 40, hvor den nedre ende av hylsen er fastgjort til legemet 14. Kammerets 36 parti nedenfor stemplet 38 opptar en fjær 42 som skal presse stemplet 38 mot en øvre posisjon, og dette parti av kammeret står også i forbindelse med legemets utside via en lufteåpning 44. Stemplet 38 er bevegelig som reaksjon på fluidtrykk inne i legemet 14, men stemplets 38 aksiale bevegelse styres av en kamprofil 46 som er utformet i stemplets ytre flate og samarbeider med en kampinne 48 montert i legemets vegg. Når fluidtrykket inne i legemet sykles, vil således stemplet 38 bevege seg aksialt og roterende alt etter hva inngrepet mellom kamprofilen 46 og pinnen 48 tillater, idet stemplets 38 ledsagende rotasjonsbevegelse lettes gjennom tilveiebringelsen av et lager 50 mellom den nedre ende av stemplet 38 og fjæren 42.

Kamprofilen 46 er innrettet slik at stemplet 38 bare vil bevege seg frem for å strekke ut skjærehjulene 12, 13 på utvalgte punkter i en trykksyklus. Ved andre anledninger er kamprofilen 46 innrettet til å begrense den foroverrettede aksiale bevegelse (til stedet C) for å hindre utstrekking av skjærehjulene, og således tillate sirkulering av borefluid, og boring, mens skjærehjulene 12, 13 blir værende i første stilling. Når kamprofilen 46 er i en utvalgt orientering, kan imidlertid stemplet 38 bevege seg frem til posisjonen som illustrert på fig. 3, for å strekke skjærehjulene 12, 13 helt ut. I andre utførelser av oppfinnelsen kan kamprofilen velges til å tillate skjærehjulene 12, 13 å strekke seg i voksende trinn, det vil si at skjærehjulene 12, 13 positivt kan plas-seres i mellomposisjoner, mellom første og andre stilling.

I stemplets 38 fremførte stilling, går dets nedre ende i inngrep med toppen av en stang 52 som strekker seg inn i legemets kammer 36, idet stangen 52 på lignende måte som stemplet 38 blir forspent av en fjær 54 mot en stilling hvor skjærehjulene er trukket tilbake. Stangen 52 strekker seg gjennom legemet 14 for å gå i inngrep med et skjørt 56 montert rundt legemets forlengelse 20. Skjørtet 56 oppviser to ører 58 (bare ett er vist) som strekker seg aksialt på begge sider av legemets forlengelse, hvor hvert øre 58 bærer en kampinne 60 som er plassert i en kamspalte 62 i den øvre ende av en res-pektiv skjærehjulsfestearm 18, 19.

Når kamprofilen 46 tillater det, tilveiebringer således frem-føring av stemplet 38 tilsvarende bevegelse av stangen 52 og skjørtet 56. Siden skjørtets kampinner 60 er forskjøvet fra svingaksen 24, bevirker aksial bevegelse av pinnene 60 at armene 18, 19 svinger utover for å bevege skjærehjulene 12, 13 mot den andre stilling med større diameter, som illustrert på fig. 3 og 4. For å minimere unødvendige belastninger på pinnene 60, beveger imidlertid ikke pinnene seg 60 til endene av spaltene 62. Tilveiebringelsen av kamspalter 62 i armene 18, 19 gir også den fordel at armene positivt vil bli trukket tilbake som reaksjon på fjærens 54 virkning, når fluidtrykket faller for å tillate stangen 52 å trekke seg tilbake inn i legemet 14.

Det skal også bemerkes at blindenden av spaltene 62 innbefatter en kort forlengelse 63 som ligger perpendikulært i forhold til resten av spalten, og hvilken forlengelse 63 ligger i borekronens 10 lengderetning når skjærehjulene 12, 13 er strakt helt ut. Bevegelsen av skjørtet 56 svarende til fullt slag av stemplet 38, forårsaker således ikke noen tilsvarende dreining av armene 18, 19; denne bevegelse bringer snarere skjørtet 56 i inngrep med en motstående flate 66 avgrenset av armene 18, 19. Disse flater 66 virker som stoppere og tjener til å overføre krefter til skjørtet 56 fra armene 18, 19 og reduserer den belastning som overføres til svingbolten 22 (fig. 3 viser flaten 66 og enden av skjørtet i avstand fra hverandre). Flatene tjener dessuten til å låse skjærehjulene 12, 13 i utstrakt stilling, hvilket er særlig nyttig hvis kronen er utformet til å tillate bakoverrømming.

Når skjørtet 56 skyves nedover, åpnes borefluidporter 64, hvilke tillater fluid å strømme fra legemet. Dette resulterer i et fall i fluidtrykket inne i legemet, hvilket trykkfall kan detekteres på overflaten og gir en indikasjon på at skjærehjulene 12, 13 er blitt beveget til andre stilling. Om ønskelig kan det tilveiebringes mange utløpsporter bak skjørtet 56, hvilke porter åpnes i sekvens etter hvert som skjørtet 56 beveger seg fremover, idet skjæreelementene 12, 13 beveges mellom første og andre posisjon. De resulterende trykkfall kan således benyttes som en indikator for graden av utstrekking av skjærehjulene 12, 13. Fluidstrømmen fra portene 64 er videre også tilbøyelig til å spyle kaks fra bakenfor skjørtet 56, hvilket hindrer fastkiling av skjørtet 56 når skjærehjulene trekkes tilbake. I tillegg, før skjørtet 56 beveger seg nedover, virker fluidtrykk på skjørtet via portene 64, hvor-ved skjørtet 56 virker som et stempel og letter innledende utstrekking av skjærehjulene 12, 13.

Armene 18, 19 avgrenser flater 66 som er tilpasset til å gå i inngrep med legemets forlengelse 20 når armene 18, 19 er i fullt utstrakt posisjon. Inngrepet mellom flatene 66 og legemets forlengelse 20 begrenser armenes 18, 19 vandring og tjener også til å avlaste noe av den belastning som påføres svingbolten 22 og armaktiveringsarrangementet, når borekronen 10 påføres vekt under boring.

I bruk kan borekronen 10 brukes for eksempel til boring av et boringsavsnitt nedenfor et tidligere foret boringsavsnitt. I dette tilfelle blir borekronen 10 valgt til å være av mindre diameter enn foringsrørets innvendige diameter for å tillate borekronen 10 å bli kjørt gjennom boringen. Når den nedre ende av det forede boringsavsnitt nås, blir borefluid pumpet gjennom bærestrengen inn i borekronen 10, hvor den strømmer ut av borekronen gjennom ulike spyledyser (ikke vist), og strengen og borekronen 10 roteres fra overflaten. Skjærehjulene 12, 13 roterer rundt boringens endeflate mens de knuser berget på flaten, hvilket deretter blir fjernet av boreflui-det. På denne måte kan borekronen 10 brukes til boring av en pilotboring. Borekronen 10 kan deretter trekkes tilbake til like nedenfor enden av det forede boringsavsnitt, og borefluidtrykket sykles slik at stemplet 38 roteres til en posisjon hvor kamprofilen 46 tillater stemplet 38 å strekke seg helt ut. Borefluidtrykket økes slik at stemplet 38 blir beveget nedover mot fjærenes 42, 54 virkning, og skjærehjulene 12, 13 presses mot den utstrakte andre stilling. Skjærehjulene 12, 13 vil kanskje ikke umiddelbart kunne strekke seg helt ut, men hvis borekronen 10 roteres, kan skjærehjulene 12, 13 skjære radialt utover til skjærehjulene 12, 13 oppnår sin maksimale utstrekking. Borekronen 10 kan deretter føres frem aksialt, og i denne stilling vil skjærehjulene 12, 13 skjære et ringformet areal D for å utvide det eksisterende pilot-hulls diameter.

Det vil være innlysende for fagfolk på området at arm-skjærhjul-utformingen kan varieres for å gi ulike andre skjærhjulsstillinger. Hvor det er ønskelig å støtte skjærehjulene i begge ender, er det imidlertid nødvendig å sikre at fingrene 34, 35 ikke støter sammen med boringsveggen, og at de ligger innenfor skjærehjulenes 12, 13 sveipeareal.

Det vises nå til fig. 5, 6, 7 og 8 på tegningene, hvilke illustrerer en borekrone 110 i overensstemmelse med en annen utførelse av den herværende oppfinnelse. Borekronen 110 har mange trekk til felles med borekronen 10 beskrevet ovenfor. For korthets skyld vil trekk ved oppbygning og virkemåte som er felles for begge borekroner 10, 110, følgelig ikke bli beskrevet i detalj igjen.

Borekronen 110 er primært ment til bruk ved boring med skjærehjulene 112, 113 i andre stilling (som vist på fig. 7 og 8). Skjærehjulene 112, 113 kan således ha en lengre profil, og konusaksene 132, 133 er beliggende inne i plan som er ikke-parallelle med kronelegemets tverrakse som er perpendikulær i forhold til armens svingakse. Skjærehjulenes innvendige kanter ligger imidlertid på dette kronelegemets tverrakse og beveger seg langs denne akse når skjærehjulene 112, 113 strekkes ut. Dette sikrer at arealet sveipt av skjærehjulene 112, 113 er en fullstendig sirkel, og det etterlates ikke noe uskåret areal mellom skjærehjulene 112, 113.

Borekronen 110 oppviser også et forenklet stempelarrangement, idet det ikke finnes noe kamarrangement til styring av stemplets 128 bevegelse; stemplet 128 beveger seg ganske enkelt aksialt som reaksjon på endringer i borefluidtrykket.

Det vil være innlysende for fagfolk på området at de ovenfor beskrevne utførelser bare er eksempler på den herværende oppfinnelse, og at det kan foretas forskjellige modifiseringer og forbedringer på den uten at man går ut over den herværende oppfinnelses ramme. Særlig kan mange trekk ved de ekspanderbare borekroner som beskrevet ovenfor, også brukes i en borekrone med fast diameter. Borekroner laget i overensstemmelse med de ulike aspekter ved den herværende oppfinnelse kan dess uten være utformet for å tillate borekronene å brukes til bakoverrømming. For slike borekroner er det ønskelig at skjærehjulene positivt holdes tilbake i den andre stilling, slik tilfellet er med den først beskrevne utførelse på fig. 1 til 4. I tillegg eller som alternativ til å forsyne armene med en låseflate 66 som skal gå i inngrep med skjørtet 56, kan skjørtet og armene oppvise samvirkende profiler, slik som kreneleringer eller knaster.

Claims

1. Ekspanderbar borekrone (10, 110) som omfatter: et legeme (14); og i det minste to skjærehjul (12,13; 112,113) som er montert på legemet (14), idet de minst to skjærehjulene (12,13; 112,113) kan beveges mellom en første stilling (B) med mindre diameter og en andre stilling (D) med større diameter, og er tilpasset til å utforme en boring i både den første (B) og den andre (D) stilling, karakterisert ved at de minst to skjærehjulene (12,13; 112,113) er innrettet til å kunne beveges mellom den første stilling (B) og den andre stilling (D) ved å endre borefluidtrykket, og ved at borekronen (10, 110) er tilpasset til å bore med de minst to skjærehjul (12,13; 112,113) i minst én mellomstilling, mellom første og andre stilling.

2. Borekrone ifølge krav 1, karakterisert ved at det er tilveiebrakt to skjærehjul (12,13; 112,113).

3. Borekrone ifølge krav 1 eller 2, karakteri-' sert ved at skjærehjulenes (12,13; 112,113) indre ender overlapper hverandre.

4. Borekrone ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at flater på skjærehjulene (12,13; 112,113), hvilke skal gå i kontakt med fjellet under boring, alltid beskriver en fullstendig sveipt sirkel når borekronen (10, 110) roteres.

5. Borekrone ifølge hvilket som helst foregående krav, karakterisert ved at skjærehjulene (12,13; 112,113) er i form av konuser.

6. Borekrone ifølge krav 5, karakterisert ved at konusene (12,13; 112,113) avgrenser en skulder (30) hver og et maksimumsdiameterparti (28) mellom konusendene.

7. Borekrone ifølge krav 6, karakterisert ved at konusene (12,13; 112,113) er innrettet slik at konusens maksimumsdiameterparti (28) skjærer boringens diameter.

8. Borekrone ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at hvert skjærehjul (12,13; 112,113) er roterbart om sin hovedakse.

9. Borekrone ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 8, karakterisert ved at hvert skjærerhjul (12,13; 112,113) er roterbart om en forskjøvet akse for å sørge for eksentrisk skjærehjulsbevegelse og en ham-mer- skjærevirkning.

10. Borekrone ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at skjærehjulslengden er minst 50 % av legemets (14) diameter.

11. Borekrone ifølge krav 10, karakterisert ved at skjærehjulslengden er lik eller større enn legemets (14) diameter.

12. Borekrone ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at skjærehjulene (12,13; 112,113) er innrettet til å tillate blandings-mønster av skjærestrukturer på hvert skjærehjul (12,13; 112,113) .

13. Borekrone ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at skjærehjulene (12,13; 112,113) er roterbare om respektive ikke-radiale akser.

14. Borekrone ifølge krav 13, karakterisert ved at skjærehjulsaksene er parallelle.

15. Borekrone ifølge krav 13, karakterisert ved at skjærehjulsaksene er ikke-parallelle.

16. Borekrone ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at hver skjærehjulsakse ligger i et plan som er ikke-perpendikulært i forhold til legemets (14) hovedakse.

17. Borekrone ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 15, karakterisert ved at skjærehjulsaksene er perpendikulære i forhold til legemets (14) akse.

18. Borekrone ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at skjærehjulene (12,13; 112,113) er montert på armer (18, 19) som er svingbart montert på legemet (14).

19. Borekrone ifølge krav 18, karakterisert ved at skjærehjulsaksene ligger i plan som er ikke-parallelle i forhold til et borekronelegemes hovedtverrakse, hvilken borekronelegeme-hovedtverrakse er perpendikulær i forhold til armenes (18, 19) svingakse eller svingakser.

20. Borekrone ifølge krav 18, karakterisert ved at skjærehjulsaksene ligger i plari som er parallelle med en borekronelegeme-hovedtverrakse for, hvilken borekronelegeme-hovedtverrakse er perpendikulær i forhold til armenes (18, 19) svingakse eller svingakser.

21. Borekrone ifølge hvilket som helst av kravene 18, 19, eller 20, karakterisert ved at armene (18, 19) er montert på en felles svingakse.

22. Borekrone ifølge krav 21, karakterisert ved at nevnte felles svingaske bestemmes av en felles svingbolt (22).

23. Borekrone ifølge hvilket som helst av kravene 18 til 22, karakterisert ved at hver arm (18, 19) er montert på en svingbolt (22), og hver arm går i inngrep med svingbolten på to steder beliggende med avstand imellom langs boltens lengde.

24. Borekrone ifølge hvilket som helst av kravene 18 til 23, karakterisert ved at armene (18, 19) avgrenser støtteflater (66), og med skjærehjulene (12,13; 112,113) i andre stilling går støtteflåtene (66) i inngrep med en del (56) av legemet (14), idet flatene (66) virker som stoppere og tjener til å overføre krefter til legemet (14).

25. Borekrone ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at skjærehjulene (12,13; 112,113) bæres i begge ender.

26. Borekrone ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at skjærehjulene (12,13; 112,113) er forsynt med lagre i begge ender.

27. Borekrone ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den videre omfatter middel til aktivering av skjærehjulene (12,13; 112,113) mellom første og andre stilling.

28. Borekrone ifølge krav 27, karakterisert ved at nevnte middel innbefatter et borefluidaktivert stempelarrangement.

29. Borekrone ifølge krav 28, karakterisert ved at nevnte borefluidaktiverte stempelarrangement omfatter minst ett stempel (38, 128).

30. Borekrone ifølge krav 29, karakterisert ved at nevnte minst ene stempel (38, 128) er ringformet og avgrenser en gjennomgående boring for å tillate gjennomgående fluidpassasje.

31. Borekrone ifølge hvilket som helst av kravene 27 til 30, karakterisert ved at nevnte middel innbefatter et kambane-støter-arrangement (46, 48).

32. Borekrone ifølge krav 31, karakterisert ved at kambanen (46) kan utformes til å holde skjærehjulene (12,13; 112,113) i første stilling.

33. Borekrone ifølge krav 31 eller 32, karakterisert ved at kambanen (46) kan utformes til å holde skjærehjulene (12,13; 112,113) i minst én mellom-posisjon mellom første og andre stilling.

34. Borekrone ifølge hvilket som helst av kravene 27 til 33, karakterisert ved at nevnte middel er tilpasset til selektivt, positivt å trekke tilbake skjærehjulene (12,13; 112,113) fra andre stilling.

35. Borekrone ifølge hvilket som helst av kravene 27 til 34, karakterisert ved at aktiveringsmidlet innbefatter et arrangement slik at midlet er forspent til å presse skjærehjulene (12,13; 112,113) til å innta den første stilling.

36. Borekrone ifølge hvilket som helst av kravene 27 til 35, karakterisert ved at aktiveringsmidlet omfatter et aksialt bevegelig skjørt (56).

37. Borekrone ifølge krav 36, karakterisert ved at skjørtet (56) avgrenser et stempelområde som i bruk utsettes for innvendig legemsfluidtrykk, slik at en økning i slikt trykk er tilbøyelig til å strekke ut skjørtet (56) og således bevege skjærehjulene (12,13; 112,113) mot den andre stilling.

38. Borekrone ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at aktiveringsmidlet omfatter middel til å holde skjærehjulene (12,13; 112,113) tilbake i den andre stilling.

39. Borekrone ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at skjærehjulene (12,13; 112,113) er utformet til å tillate bakoverrøm-ming når skjærehjulene befinner seg i den andre stilling.

40. Borekrone ifølge krav 36 eller 37, karakterisert ved at skjørtet (56) er utformet til positivt å gå i inngrep med armene (18, 19) for mekanisk å låse skjærehjulene (12,13; 112,113) i minst en av den andre stilling eller mellomstillingen.

41. Borekrone ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at borekronen (10, 110) avgrenser et smøremiddelreservoar for tilfør-sel av smøremiddel til lagre og andre bevegelige deler tilveiebrakt i borekronen.

42. Borekrone ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at legemet (14) avgrenser spyledyser.

43. Borekrone ifølge krav 42, karakterisert ved at dysene kan utformes til selektivt å åpnes eller lukkes, avhengig av skjærehjulenes (12,13; 112,113) stilling.

44. Borekrone ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at legemet (14) avgrenser fluidutløp (64) som kan utformes til selektivt å åpnes eller lukkes, avhengig av skjærehjulenes (12,13; 112,113) stilling, og ved at skjærehjulenes stilling i bruk kan bestemmes fra overflaten ved overvåking av det resulterende fluidmottrykk.

45. Fremgangsmåte ved utforming av en boring hvor fremgangs-måten omfatter: å tilveiebringe en ekspanderbar borekrone (10, 110) omfattende et legeme (14) og minst to skjærehjul (12,13; 112,113) montert på legemet (14), hvor de minst to skjærehjulene (12,13; 112,113) innledningsvis befinner seg i en første stilling (B) med mindre diameter; å utforme boringen ved bruk av de minst to skjærehjul (12,13; 112,113) i den første stilling (B); å bevege de minst to skjærehjul (12,13; 112,113) fra den første stilling (B) og til- en andre stilling (D) med større diameter; og å ekspandere boringen ved bruk av de minst to skjærehjul (12,13; 112,113) i den andre stilling (D) og med de minst to skjærehjul (12,13; 112,113) som angir en skjærediameter som er større enn den første diameter, karakterisert ved at de minst to skjærehjulene (12,13; 112,113) beveges fra den første stilling (B) og til den andre stilling (D) ved å endre borefluidtrykk, og ved at borekronen (10, 110) er tilpasset til å bore med de minst to skjærehjulene (12,13; 112,113) i minst én mellomstilling, mellom den første og andre stilling.

46. Fremgangsmåte ifølge krav 45, karakterisert ved at borekronen (10, 110) kjøres inn i en foret boring.

47. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 45 eller 46, karakterisert ved at den videre omfatter å skjære inn i jorden mens det minst ene skjæ-rehj ulet (12,13; 112,113) beveger seg fra den første stilling og til den andre stilling.