用于啟始切口的切削刀片的制作方法
【專利說明】用于啟始切口的切削刀片
【背景技術(shù)】
[0001] 在鉆采油井和氣井時(shí)，隨著鉆采進(jìn)展到增加深度，一或多個(gè)套管柱被安裝和水泥 固定在井眼里。套管柱可提供穩(wěn)定性，以限制不穩(wěn)定地層中的塌陷，且可使井眼與周圍地層 隔離。結(jié)果，套管柱能夠封閉來自地面的高壓區(qū)域，和防止流體損失或開采區(qū)域的污染。套 管柱也可提供用于安裝開采設(shè)備的平滑內(nèi)表面。
[0002] -旦油井和氣井不再具有商業(yè)意義，那么井就會(huì)被廢棄，或進(jìn)行槽恢復(fù)，以使井眼 用作側(cè)鉆的初始造斜點(diǎn)和側(cè)井眼的地層。為了井廢棄或槽恢復(fù)操作而去除套管柱的一部分 可包括執(zhí)行段銑操作。當(dāng)銑削工具被下入井眼中時(shí)，段銑刀體處于收縮或非活動(dòng)狀態(tài)。一 到達(dá)所需深度，段銑刀體就展開為徑向向外的活動(dòng)狀態(tài)，段銑刀體接合套管。隨著銑削工具 和銑刀體在井眼內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，刀體在套管柱內(nèi)形成圓周切口。然后，在繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)而軸向地銑去套 管柱的所需長度時(shí)，下井儀器串被推向井下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] -種切削刀片，可包括用于啟始切口和徑向切入工件的車削部分。該切削刀片也 可包括通過沿工件軸向切削來延伸切口的銑削部分。
[0004] -種用于啟始切口的切削刀片可包括被配置成通過徑向切入工件來啟始切口的 切口啟始部分。該切削刀片也可包括被配置成通過沿工件軸向地端銑來延伸切口的銑削部 分。
[0005] -種形成可移動(dòng)刀體的方法，包括使第一類型的切削刀片與可移動(dòng)刀體的切口啟 始區(qū)聯(lián)接。第二類型的切削刀片可在切口啟始區(qū)之外與可移動(dòng)刀體聯(lián)接。第一類型的切削 刀片可用于車削或其他切口啟始操作，以徑向地切入工件。第二類型的切削刀片可用于端 銑或其他操作中，以沿工件軸向地切削。
[0006] 段銑工具可包括可移動(dòng)刀體。該可移動(dòng)刀體可包括具有聯(lián)接的車削部分的切削刀 片。另一示例的段銑工具可包括本體和與本體聯(lián)接的可移動(dòng)刀體?？梢苿?dòng)刀體可包括限定 了可移動(dòng)刀體的切口啟始區(qū)和端銑區(qū)的切削刀片。
[0007] 銑削套管的方法包括在銑削工具的可移動(dòng)刀體處于收縮位置時(shí)將銑削工具插入 井眼中。可移動(dòng)刀體可包括車削部分和銑削部分。該銑削工具可被激活，且可移動(dòng)刀體被 徑向向外展開，這可使車削部分接觸襯裝井眼的套管。切口也可通過旋轉(zhuǎn)可移動(dòng)刀體且使 車削部分徑向切入套管而在套管中啟始。通過使用銑削部分沿套管軸向切削，切口可以在 套管中延伸。
[0008] 另一銑削套管的方法包括在至少一個(gè)可移動(dòng)刀體處于收縮位置時(shí)將銑削工具插 入井眼中。該至少一個(gè)可移動(dòng)刀體片包括切口啟始區(qū)和銑削區(qū)。徑向切口在旋轉(zhuǎn)該至少一 個(gè)可移動(dòng)刀體且使該至少一個(gè)可移動(dòng)刀體徑向向外地展開時(shí)，通過切口啟始區(qū)在套管中啟 始。通過使用該至少一個(gè)銑削區(qū)沿套管軸向地切削，切口被延伸。
[0009] 本
【發(fā)明內(nèi)容】
是為介紹在詳細(xì)描述中進(jìn)一步發(fā)展的一些特征和構(gòu)思而提供的。通過 考慮隨后的描述、附圖和所附的權(quán)利要求，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，本發(fā)明的其他特 征和方面將變得明顯。所以，這部分內(nèi)容并非旨在確定要求保護(hù)主題的關(guān)鍵或主要特征，也 不是旨在用作限制權(quán)利要求范圍的輔助。
【附圖說明】
[0010] 為了描述本發(fā)明公開的各種特征和構(gòu)思，將通過參照附圖中示出的具體實(shí)施例給 出某一主題的更具體的描述。應(yīng)當(dāng)理解，這些附圖僅僅示出了一些示例的實(shí)施例，不應(yīng)當(dāng)認(rèn) 為限制了范圍，對(duì)由此想到的每一實(shí)施例來說也不是按比例繪制的，現(xiàn)在將通過使用附圖 來描述和解釋各種實(shí)施例的附加特性和細(xì)節(jié)。
[0011] 圖1是示例的井下銑削系統(tǒng)的示意圖；
[0012] 圖2是用于執(zhí)行段銑操作的井底組件的局部側(cè)視圖；
[0013] 圖3是示例的段銑工具的剖視圖；
[0014] 圖4-1是用于在套管中啟始切口的示例的銑削刀片的透視圖；
[0015] 圖4-2是圖4-1的銑削刀片的俯視圖；
[0016] 圖4-3至圖4-6是圖4-1的銑削刀片的各種側(cè)視圖；
[0017] 圖5-1是用于在套管中啟始切口和用于段銑操作的示例的銑削刀片的透視圖；
[0018] 圖5-2是圖5-1的銑削刀片的俯視圖；
[0019] 圖5-3是圖5-1的銑削刀片的側(cè)視圖；
[0020] 圖6至10是用于在套管中啟始切口和用于段銑操作的附加示例的銑削刀片的側(cè) 視圖；
[0021] 圖11是用于在井下套管中啟始切口和用于段銑操作的另一示例的銑削刀片的透 視圖；
[0022] 圖12-1至12-4是用于在套管中啟始切口和用于段銑操作的段銑刀體的局部剖視 圖；
[0023] 圖13和14是附加示例的段銑刀體的側(cè)視圖；
[0024] 圖15是示例的段銑工具的局部剖視圖；
[0025] 圖16是另一示例的段銑工具的局部剖視圖；
【具體實(shí)施方式】
[0026] 在本文中一些實(shí)施例涉及井下工具，尤其涉及包括銑削工具的井下工具和井底組 件（"BHA")。示例的BHA包括為了井眼廢棄、槽恢復(fù)或其他井下操作而用于切削套管的段 銑工具。本發(fā)明公開的示例的切割刀片可用在銑削刀體上，以啟始套管切口和通過端銑操 作來段銑套管。
[0027] 圖1示出了一種示例的井下系統(tǒng)100,該系統(tǒng)可采用本發(fā)明公開的銑削系統(tǒng)、組 件、裝置和方法。示例的井眼101是在地層102中，套管103安裝在井眼中。套管103可沿 井眼101的全長度或部分長度延伸，或者井眼101可以是裸眼井眼。
[0028] BHA 104可以用來利于套管103的銑削，由此暴露外部套管層、水泥或地層102。 BHA 104可連接于鉆柱105,該鉆柱從地面延伸且使BHA 104懸掛于鉆柱。鉆柱105可包括 比如分段式/關(guān)節(jié)式鉆桿、有線鉆桿、撓性管等的管狀部件。
[0029] BHA 104可包括可用于執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)井下操作的許多部件。作為示例，BHA 104 可包括一個(gè)或多個(gè)穩(wěn)定器106、鉆頭107、其他部件108、一或多個(gè)銑削工具109、或前述的任 一組合。穩(wěn)定器106可用于使BHA 104保持在井眼101內(nèi)的居中位置。居中化可以減輕或 使井下操作期間在BHA104和鉆桿105內(nèi)的振動(dòng)最小化，且可使鉆頭107、銑削工具109或其 他部件在操作期間居中，或提供其他特征。
[0030] 鉆頭107可以是用于鉆入地層102以使主井眼的長度擴(kuò)大的鉆頭。鉆頭107也可 以具有其他的或附加的結(jié)構(gòu)或用途。例如，鉆頭107可以是用于銑削套管103的銑削頭（例 如，在側(cè)鉆或井眼移位操作期間）、井下磨削工具或補(bǔ)救操作期間的切肩等。在一些示例中， 鉆頭107可包括用于擴(kuò)展井眼101的直徑的擴(kuò)眼器。
[0031] BHA 104可包括一或多個(gè)銑削工具109。銑削工具109可采取許多形式，且可包括 套管銑削工具、段銑工具、磨銑工具、其他銑削工具、或它們的一些組合。一些示例的銑削工 具109可包括能用于銑削井眼101內(nèi)的套管103、井下工具或落物的一個(gè)或多個(gè)刀體。可選 的是，銑削工具109的刀體可選擇性地展開和收縮。例如，當(dāng)BHA 104被插入井眼101中時(shí)， 刀體可處于收縮位置。一到達(dá)所需深度、地層結(jié)構(gòu)等，無線電、泥漿脈沖、流體壓力、球落、柱 轉(zhuǎn)動(dòng)或其他激活機(jī)制能夠使刀體展開，以接合和切削套管103或井眼101內(nèi)或周圍的其他 部件。
[0032] BHA 104可以以任何不同的方式修改，且可包括附加的或其他部件108。例如，其 他部件108可包括一個(gè)或多個(gè)隨鉆測(cè)井或隨鉆測(cè)量工具、存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、馬達(dá)、旋 轉(zhuǎn)導(dǎo)向和定向鉆井工具、側(cè)鉆工具、激活工具、斷開工具、循環(huán)工具、通信工具、打撈/回收 設(shè)備、射孔或壓裂工具、堵塞、錨、封隔器、隔離/密封裝置、襯管懸掛器、或其他裝置或工 具。
[0033] 如圖1所示，鉆機(jī)110可用于使鉆桿105和BHA 104下入井眼101中。鉆機(jī)110 可包括井架和起吊系統(tǒng)111、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、泥漿循環(huán)系統(tǒng)、或其他部件。井架和起吊系統(tǒng)111可 懸吊經(jīng)過井口 112的鉆桿105。旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)可使鉆桿105和BHA 104旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)可包括 頂部驅(qū)動(dòng)裝置113、方鉆桿、轉(zhuǎn)盤、或其他部件。井下系統(tǒng)100可以是陸上或海上鉆機(jī)。
[0034] 銑削工具109可以是段銑工具，且一或多個(gè)刀體可以選擇性地收縮和/或展開。一 到達(dá)井眼101內(nèi)的所需深度，刀體可徑向向外展開且接觸套管103。在一個(gè)或多個(gè)刀體徑向 向外展開時(shí)，銑削工具109的旋轉(zhuǎn)可從套管103的內(nèi)側(cè)表面朝向外側(cè)表面徑向向外地啟始 切削。隨著啟始徑向切口形成時(shí)，開口或"切口"被啟始且開始在套管103內(nèi)形成。在切口 啟始期間或之后，展開的刀體也可軸向地向上/井上或向下/井下移動(dòng)，以增加軸向長度和 延伸在套管103內(nèi)的切口長度。然后，井眼101的被銑出的、潛在的裸眼部分可適于封堵、 槽恢復(fù)、側(cè)鉆或其他操作。
[0035] 圖2示出了更詳細(xì)的示例BHA 204。BHA 204可用在套管井內(nèi)來執(zhí)行銑削操作。 BHA 204可包括一個(gè)或多個(gè)銑削工具（例如，用于銑削套管或襯管203的段銑工具209)。為 了本文所述的目的，段銑工具209可用于銑削套管以暴露水泥或地層，或暴露外部套管。銑 削工具209的刀體可響應(yīng)于液壓、電、無線電、機(jī)械、其他致動(dòng)控制、或前述的任一組合而選 擇性地展開。刀體及其上的任何切削刀片可在套管203中啟始徑向切口，且同時(shí)或之后可 向上/向下移動(dòng)，以沿套管203軸向地銑削。在銑削完成之后，刀體可收縮，以允許段銑工 具209被從井眼起出。
[0036] BHA 204 (或段銑工具209)可包括位置指示器，以在切具臂完全展開時(shí)提供告知 操作人員的信號(hào)。BHA 204的其他部件可包括例如穩(wěn)定器/居中器206和/或錐形銑錐 207。穩(wěn)定器/居中器206和/或錐形銑錐207可在段銑工具209下方運(yùn)轉(zhuǎn)，但是穩(wěn)定器/ 居中器206也可以或代之以設(shè)置在段銑工具209上方。錐形銑錐或先導(dǎo)銑削工具207可在 BHA 204的井下端部分處，且可包括作為引導(dǎo)銑削工具的錐形銑削頭。BHA 204可包括鉆鋌 214和/或加重鉆桿215?？墒褂靡粋€(gè)或多個(gè)震擊器216或其他沖擊工具。也可使用浮箍 217,以限制或防止切肩進(jìn)入段銑工具209和/或阻擋活塞小孔。BHA 204可包括其他的部 件，且潛在地包括多個(gè)段銑工具209。作為示例，為延伸套管203的可被銑削的長度，兩個(gè)或 多個(gè)段銑工具209可包括進(jìn)來，且可分別激活，以允許段銑工具209的第一個(gè)銑削套管203 的第一部分，第二個(gè)銑削工具銑削套管203的第二部分或延伸套管203的被銑削的第一部 分的長度。
[0037] 在圖3中，示出了和描述了段銑工具309的附加細(xì)節(jié)。段銑工具309可具有本體 318,該本體具有允許流體流入或流經(jīng)本體318的鉆孔319。本體318的上端和/或下端可 具有連接器320,該連接器將本體318和鉆柱或BHA工具連接。連接器320可以是螺紋母接 頭或公接頭。
[0038] 縱向槽321可沿本體318的外表面軸向地延伸?？梢杂性?和20之間的槽321。 例如，可以有在3和6之間，或在2和8之間的槽321。也可以有1個(gè)槽321或多于20個(gè)的 槽 321〇
[0039] 槽321可與聯(lián)接于本體31