JPH03503792A - さく井用リーマ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 さく弁用リーマ 技術分野 本発明はさく井のさり孔技術に関し、かつ特にさく弁用リーマに関する。

本発明はさつ孔作業中に遭遇しかつ掘穿用泥水およびセメントスラリーの著しい 減損または露出した累層からの液体またはガスのボアホール中への流入またはボ アホール内のさり孔される岩盤の陥没に付随して発生する損傷領域を保修するた めに最も効果的に使用することができる。

従来技術 油またはガスを産出するための深いさく井をさつ孔する過程においてさつ長上の 観点から相客れない累層、例えば、異常に高くまたは低い累層圧力を有する累層 または破砕したまたは陥没した岩盤を含む累層に遭遇することは珍しくない。

さく井の直径が所定値よりも小さくならないようにさつ孔を継続して行うために 、露出した損傷した累層の領域内のボアホールの一部分が拡孔され、かつボアホ ールのこの拡孔された部分内に例えばプロフィールパイプのストリングの形態の バッチャ−が据えつけられる。これらのプロフィールパイプはそれらの内部に過 大な流体圧力を作用させることによりボアホールの拡孔された部分の壁部に押し つけられ、その後内部の流路がさく井の所用の直径に対して校正される。

連結部を備えたハウジングと、ピストン集成体と、岩盤破砕部材を備えた突出可 能なサポートと、これらのサポートの突出制限装置とを備えたさく井またはボア ホール用リーマ（ＳＵ、Ａ、８７４９５２）が知られている。

さらに、駆動装置と連結するための径違い継手、またはサブと、中央の溝および 側壁部に形成された半径方向の開口部を有する中空のハウジングと、該ハウジン グの半径方向の開口部内に装着されたシャンクを有する突出可能な回転カッタと 、軸線方向に限定された距離だけ往復動するために該ハウジング内に装着された 環状ピストンおよび環状肩部を有するロック部材とを備えたさく井またはボアホ ール用リーマ（ＳＵ、Ａ、２６３０３００）が知られている。

これらの既知のリーマの主な欠点は岩盤破砕部材（例えば回転カッタ）をボアホ ールの壁部に対して自動心合わせする装置を備えておらず、それによりボアホー ルの拡大された部分の表面がしばしばさく井の軸線に対して不整になりまたは偏 心することである。この欠点のためにその後の累層の補修の質が低下しかつバッ チャ−１すなわち、補修装置により補修される部分の直径が不整になるためにそ の後のさっ孔作業が複雑になり、ドリル工具の通常の引入れ、および引出しを妨 害するおそれが生ずる。

これらの既知のり−マの別の欠点は、これらのリーマが回転カッタが作動位置ま で突出されたときに信号を送出しないので、さつ孔作業員によりさく弁内のリー マの作動を監視するように構成されていないことである。また、この欠点のため に、ボアホールまたはさく井の拡孔の質が低下するおそれが生ずる。

本発明の一つの目的はさく弁用リーマの性能上の信頼性を高めることである。

本発明の別の一つの目的ボアホールまたはさく井の壁部を拡孔する作業の質を高 めることである。

発明の開示 本発明の主な目的は回転カッタをハウジングからそれらの作動位置まで最大限に 突出させると同時に該回転カッタをボアホールまたはさく井の壁部に対して自動 心合わせする構造を有するさく弁用リーマを提供することにある。

この目的はり−マを駆動装置に取り付けるためのサブと、中央溝および側壁部に 貫通して形成された半径方向の開口部を有する中空のハウジングと、ハウジング の半径方向の開口部内に装着されたシャンクを備えた突出可能な回転カッタと、 環状ピストンおよび回転カッタをロックする部材を含む回転カッタをハウジング の半径方向の開口部から突出させる機構とを備えたさく弁用リーマであって、本 発明により、ピストンがハウジングと共に回転するように該ハウジングと連結さ れかつサブと固定して連結され、該ピストンの壁部にはその中央の溝と該ピスト ンの壁部およびハウジングの内壁部の間に形成された環状空間との連絡を確保す るための貫通した半径方向の通路が形成されており、回転カッタをロックする部 材がピストンの中央溝およびハウジングの中央溝の内部に所定の間隔を保って収 容されかつ環状肩部を有し、ピストンの中央溝が該ロック部材のこの環状肩部と 係合する座面を形成し、該ロック部材の環状肩部および該ハウジングの内面がピ ストンの中央溝をハウジングの下側部分の内側スペースと連絡させるために回転 カッタとロック部材とが相互に作用する領域に形成された適合した長手方向の通 路を有するように構成されたさく弁用リーマにより達成される。

駆動装置と確実に連結されたピストンを備えた開示したり−マはロック部材をそ の作動位置から引っ込めかつ回転カッタを移動状態になる位置まで移動する状態 を改良している。

そのうえ、回転カッタのロック部材がピストンの中央溝内に所定の間隙を保って 装着されているので、回転カッタのボアホールの壁部に対する自動心合わせが作 動中のリーマの半径方向の変位を回避するために行われ、それにより回転カッタ の不均一な磨耗が阻止される。回転カッタのさく井の軸線からの不均一な変位が 阻止されるので、岩の片側のみの切削が阻止され、それによりり−マ通し作業の 質が高められる。この決定的な効果はり一マの中央溝における圧力降下が減少し かつ底部の穴が回転カッタが作動位置まで完全に突出したことを表示し、それに よりボアホールの拡孔部に欠陥を生ずるおそれがある不完全に突出した回転カッ タによる作業を回避することができるために、さらに高められる。

図面の要約 本発明のその他の目的および利点は添付図面に示した好ましい実施例に関する以 下の説明から明らかになろう。

添付図面において、第１図は往復動状態または移動状態にある本発明の実施例の さく弁用リーマを部分的に縦断面で示した全体図、 第２図は第１図を■−■線に沿って裁った断面図、第３図は作動状懇にある第１ 図のリーマを部分的に縦断面で示した部分的な全体図である。

発明の好ましい実施例 本発明の実施例のさく弁用リーマは、中央の溝２と、切頭球形セグメントの形態 の半径方向に突出可能な回転カッタ６のアーバー５と共にシャンク４を移動可能 に収容するように側壁部に貫通して形成された半径方向の開口部３とを有する中 空の円筒形ハウジング１（第１図）を備えている。キー７が各々のそれぞれのシ ャンク４を半径方向の開口部３内に回転しないように固定している。

ハウジングｌの最下端部はドリルビット８を担持し、かつ回転カッタ６に対して 垂直方向に整列したラグ１０を備えたカップリングナツト９はリーマをボアホー ル内で心合わせしかつリーマの引入れおよび引出し作業中に回転カッタ６が損傷 することを阻止する作用をなす。

ハウジング１の上側部分はねじ１３にねじ込まれたカップリングナツト１２の形 態になっており、ねじ１３はカップリングナツト１２をハウジング１の残部と連 結しており、かつハウジング１の主要部分の内壁部には長手方向のスプライン溝 １４を切っである。

ハウジングの中央溝２はカップリングナツト１２内に収容された中央溝１６を有 する環状ピストン１５と、それぞれの回転カッタ６のシャンク４をそれらの作動 位置においてロックする部材１７とを含む回転カッタ６を突出させる機構（図面 には通常水していない）を収容している。

リーマを駆動装置（図示せず）と連結するために、リーマはその上側部分に中央 溝１９を有する径違い継手、すなわち、サブ１８を備えている。サブ１８は環状 ピストン１５と固定して連結されている。サブ１８の中央溝１９は環状ピストン １５の中央溝］６と連絡しかつ半径方向の通路２０を介して該ピストン１５の上 方の環状スペース２１と連絡している。ピストン１５の下側部分はハウジング１ のスプライン溝１４と係合したスプライン２２を備えている。ロック部材１７の 下側部分２３は先細になっている。ロック部材１７はピストン１５の中央溝１６ 内に所定の間隙を係って収容されかつその頂部に長手方向の通路２５を有する環 状肩部２４有している。

環状肩部２４はピストン１５の中央溝１６内に設けられた座面２６と係合するよ うになっている。そのうえ、ロック部材１７はハウジング１の環状座面２８と係 合するための別の環状肩部２７を有している。ハウジング１の内面はピストン〕 ５の中央溝１６とハウジング１の下側部分内の空間３０との連絡を確保するため にロック部材１７と回転カッタ６（第１図）とが相互に作用する領域に形成され た長手方向の通路２９を有している。

サブ１８は該サブを駆動装置（図示せず）と確実に連結するためのスラストナツ ト３１を備えている。

この明細書に開示したさく弁用リーマは次のとおり作用する。

このリーマはサブ１８を介してドリルバイブストリング（図示せず）の下端部に 装着された駆動装置（図示せず。例えば、ダウンホール電動機またはターボドリ ルのようなダウンホールモータ）と連結されかつリーマ通しく第３図）により拡 孔されるボアホールまたはさく弁内に所要の間隔で導入される。その後、ドリル バイブストリング（図示せず）を回転させてそれと同時にドリルバイブストリン グ中に加圧された掘穿泥水を供給する。掘穿泥水はサブ１８の中央溝１９、ピス トン１５の中央溝１６、ロック部材１７の環状肩部２４の長手方向の通路２５お よびハウジング１の溝２．２９を通ってドリルビット８（第１図）の洗浄開口部 （図示せず）に流入する。

回転カッタ６は、第１図に示したように、当初はハウジング１の境界外に突出せ ず、かつロック部材１７の環状肩部２４はピストン１５の座面２６と係合してい る。

しかしながら、半径方向の通路２０を介してピストン１５の上面に作用する圧力 降下のために、第３図に示したようにカップリングナツト１２が／１ウジング１ の残部と共にピストン１５に対して上方に移動し、１１ウジング１のスプライン 溝１４内に係合したピストン１５のスプライン２２の助けにより駆動トルクがピ ストン１５に固着したサブ１８を介してハウジング１に伝達される。ハウジング １がピストン１５に対して上方に移動すると共に、ロック部材１７の先細りにな りだ最下端部２３と係合しているシャンク２４が半径方向の開口部３を通して半 径方向に外方に押し出され、それぞれの回転カッタ６をボアホールの壁部の拡孔 のために突出させる。ロック部材１７の円筒形部分がシャンク４と係合する瞬間 に回転カッタ６が完全に外方に突出される。この円筒形部分はシャンク４を確実 にロックして回転カッタ６をハウジング１から突出した状態に保つ。そのときに 、ハウジング１の座面２８がロック部材１７の別の環状口部２７と係合してロッ ク部材１７を持ち上げ、それによりロック部材１７の環状肩部２４がピストン１ ５の座面２６から離れて持ち上げられる。このようにして、ロック部材１７の環 状肩部２４の下面とピストン１５の座面との間に間隙が生ずると、ピストン１５ に作用する圧力降下が急激に減少する。この圧力降下の減少は適当な圧力計（図 示せず）により表示される。この圧力降下の減少は回転カッタか６が完全に突出 せしめられてボアホールの壁部と係合しかつ該壁部を所定の直径まで拡孔するこ とを証明する。ここで、開示したリーマを下降させることにより、ボアホールま たはさく井が所定の間隔にわたって所要の直径まで拡大される。下向きの軸線方 向の推力により、回転カッタ６の岩盤破砕要素（図示せず）が岩盤内に貫入して 岩盤を切削し、その間カッタ６の校正要素（同様に図示せず）がボアホールまた はさく井の壁部の不整部分のすべてを平滑に仕上げる。拡孔作業が完了したとき に、掘穿泥水のポンプによる送入が中止され、そしてリーマが地表面まで引き出 され、その間ハウシング１がその自重によりピストン１５に対して下降しかつロ ック部材１７がシャンク４から相応して引っ込められ、それによりボアホールの 拡大されていない部分の反作用により回転カッタ６がそれらのシャンク４と共に ハウジング１内の当初の位置に押し込まれ、開示したリーマがその移送状態に復 帰する。

産業上の利用分野 本発明はさく井のさつ孔中に遭遇する累層の損傷部分の補修に最も効果的に使用 することができる。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 リーマを駆動装置に取り付けるためのサブ（１８）と、中央溝（２）および側壁 部に貫通して形成された半径方向の開口部（３）を有する中空のハウジング（１ ）と、ハウジング（１）の半径方向の開口部（３）内に装着されたシャンク（４ ）を備えた突出可能な回転カッタ（６）と、環状ピストン（１５）および回転カ ッタ（６）をロックする部材（１７）を含む回転カッタ（６）をハウジング（１ ）の半径方向の開口部（３）から突出させる機構とを備えたさく井用リーマにお いて、ピストン（１５）がハウジング（１）と共に回転するように該ハウジング と連結されかつサブ（１８）と固定して連結され、ピストン（１５）の壁部には その中央の溝（１６）とピストン（１５）の壁部およびハウジング（１）の内壁 部の間に形成された環状空間（２１）との連結を確保するための貫通した半径方 向の通路（２０）が形成されており、回転カッタ（６）をロックする部材（１７ ）がピストン（１５）の中央溝（１６）およびハウジング（１）の中央溝（２） のそれぞれの内部に所定の間隙を保って収容されかつ環状肩部（２４）を有し、 ピストン（１５）の中央溝（１６）がロック部材（１７）のこの環状肩部（２４ ）と係合する座面（２６）を形成し、ロック部材（１７）の環状肩部およびハウ ジング（１）の内面がピストン（１５）の中央溝（１６）をハウジング（１）の 下側部分の内側空間（３０）と連絡させるために回転カッタ（６）とロック部材 （１７）とが相互に作用する領域に形成された適合した長手方向の通路（２９） を有することを特徴とするさく井用リーマ。