滾動(dòng)式切割器在固定切割器鉆頭上的間隔放置的制作方法【專利摘要】一種井下切割工具可以包括：切割元件支撐結(jié)構(gòu)，其中形成有多個(gè)切割器凹槽；以及布置在所述多個(gè)切割器凹槽中的多個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器，其中，至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器與所述切割元件支撐結(jié)構(gòu)上的另一可旋轉(zhuǎn)切割器間隔開所述至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器的直徑的至少四分之一。【專利說明】滾動(dòng)式切割器在固定切割器鉆頭上的間隔放置【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本文公開的實(shí)施例大體涉及在井下切割器工具上替換和放置可旋轉(zhuǎn)切割元件?！?br>背景技術(shù)：
】[0002]不同類型和形狀的地質(zhì)鉆井鉆頭用于地質(zhì)鉆井工業(yè)中的不同的應(yīng)用中。地質(zhì)鉆井鉆頭具有鉆頭主體，其包括不同的特征，例如核、刀片以及例如延伸進(jìn)入鉆頭主體中的切割器凹槽或者安裝在鉆頭主體上的牙輪。根據(jù)待鉆井的應(yīng)用/地層，合適類型的鉆頭可以基于用于鉆頭的切割動(dòng)作類型以及用在特定地層中的鉆頭的合適性而選擇。[0003]刮刀鉆頭，通常稱為“固定切割器鉆頭”，包括具有附著至鉆頭主體的切割元件的鉆頭，該鉆頭主體可以是鋼制鉆頭主體或由基體材料(例如碳化鎢)形成并由結(jié)合劑材料包圍的基體鉆頭主體。刮刀鉆頭可以通常定義為不具有移動(dòng)部件的鉆頭。但是，本領(lǐng)域中已知存在形成刮刀鉆頭的不同的類型和方法。例如，具有孕鑲在形成鉆頭主體的材料的表面中的研磨材料(例如，金剛石)的刮刀鉆頭通常稱為“孕鑲”式鉆頭。具有沉積到基體上或者以其它方式結(jié)合到基體上的由超硬切割表面層或“片”(通常由多晶金剛石材料或多晶氮化硼材料制成)制成的切割元件的刮刀鉆頭在本領(lǐng)域中稱為多晶金剛石復(fù)合片(polycrystallinediamondcompact,PDC)鉆頭。[0004]PDC鉆頭容易鉆入軟質(zhì)地層，但是它們頻繁地用于鉆入中度硬質(zhì)或磨損地層。它們用剪切動(dòng)作使用小型切割器來切割巖石地層，該小型切割器沒有深入地穿透進(jìn)入地層中。因?yàn)榇┩傅纳疃葴\，通過相對(duì)高的鉆頭旋轉(zhuǎn)速度來實(shí)現(xiàn)高速率的穿透。[0005]PDC切割器在包括鑿巖以及金屬機(jī)械加工的工業(yè)應(yīng)用中已經(jīng)使用了很多年。在PDC鉆頭中，PDC切割器容納于切割器凹槽內(nèi)，該切割器凹槽形成在從鉆頭主體延伸的刀片內(nèi)，且PDC切割器通常通過銅焊到切割器凹槽的內(nèi)表面而結(jié)合至該刀片。PDC切割器沿著鉆頭主體刀片的前導(dǎo)邊緣安置，使得隨著鉆頭主體旋轉(zhuǎn)，PDC切割器接合地質(zhì)地層且對(duì)地質(zhì)地層鉆井。使用中，高的力可以施加在PDC切割器上，尤其是在從前到后的方向上。此外，鉆頭和PDC切割器可以承受顯著的研磨力。在一些例子中，由于一個(gè)或多個(gè)切割器的損失、或由于刀片的破損，沖擊、振動(dòng)以及侵蝕力會(huì)引起鉆頭故障。[0006]在典型應(yīng)用中，多晶金剛石(polycrystallinediamond,PO))(或其它超硬材料)的復(fù)合片結(jié)合到基體材料，以形成切割結(jié)構(gòu)，該基體材料典型地是燒結(jié)金屬碳化物。PCD包含金剛石(通常是合成的)的多晶塊體，該金剛石結(jié)合在一起用以形成一體的、堅(jiān)韌的、高強(qiáng)度的塊體或晶格。所得的PCD結(jié)構(gòu)產(chǎn)生增強(qiáng)的耐磨性和硬度的特性，從而使得PCD材料對(duì)于需要高水平的耐磨性和硬度的侵蝕性磨損和切割應(yīng)用中是非常有用的。[0007]PDC切割器傳統(tǒng)通過將燒結(jié)碳化物基體放置到壓機(jī)的容器中形成。將金剛石顆粒或金剛石顆粒與催化結(jié)合劑的混合物放置在基體之上，且在高壓、高溫條件下處理。如此操作后，金屬結(jié)合劑(通常是鈷)從基體遷移，且通過金剛石顆粒，以促進(jìn)金剛石顆粒之間的交互生長(zhǎng)。結(jié)果，金剛石顆粒變得彼此結(jié)合以形成金剛石層，且該金剛石層又一體地結(jié)合至基體。基體通常包括金屬碳化物復(fù)合材料，例如碳化鎢-鈷。沉積的金剛石層通常稱為“金剛石片”或“研磨層”。[0008]具有包括超硬工作表面的多個(gè)切割器的現(xiàn)有技術(shù)PDC鉆頭的實(shí)例在圖1A和IB中示出。鉆頭200包括鉆頭主體210，其具有螺紋上桿部211和切割端部215。切割端部215通常包括多個(gè)肋或刀片220，它們繞著鉆頭的旋轉(zhuǎn)軸線L(也稱為縱軸線或中心軸線)布置且從該鉆頭主體210向外徑向地延伸。切割元件或切割器250相對(duì)于工作表面以預(yù)定的角度方位和徑向位置嵌入刀片220中并且相對(duì)于待鉆地層具有希望的后傾角和側(cè)傾角。[0009]多個(gè)孔口216布置在鉆頭主體210上的刀片220之間的區(qū)域中，該區(qū)域可以稱為“縫隙”或“流體通道”?？卓?16通常適于接收噴嘴。孔口216允許鉆井流體通過鉆頭在選擇的方向上且在刀片220之間以選擇的流動(dòng)速率進(jìn)行排放，用于潤(rùn)滑和冷卻鉆頭200、刀片220以及切割器250。鉆井流體也隨著鉆頭200旋轉(zhuǎn)和穿透地質(zhì)地層而清潔和去除鉆屑。如果沒有合適的流動(dòng)特性，切割器250的不充足的冷卻可能在鉆井操作期間導(dǎo)致切割器故障。定位液體通道用以為鉆井流體提供附加的流動(dòng)溝槽并且用以為地層鉆屑提供通道以使其經(jīng)過鉆頭200朝向井眼(未示出)的地面行進(jìn)。[0010]參考圖1B，示出了現(xiàn)有技術(shù)PDC鉆頭的頂視圖。示出的鉆頭的切割面218包括六個(gè)刀片220-225。每一個(gè)刀片包括從切割面218的中心大體上徑向布置的多個(gè)切割元件或切割器，以大體上形成行。某些切割器，盡管在不同的軸向位置處，但可以占據(jù)與其它刀片上的其它切割器的徑向位置近似的徑向位置。[0011]切割器傳統(tǒng)上通過銅焊工藝附連到鉆頭或其它井下工具。在銅焊工藝中，銅焊材料布置在切割器與切割器凹槽之間。將材料融化且隨后在切割器凹槽中固化、粘結(jié)(附連)該切割器。銅焊材料的選擇取決于它們各自的融化溫度，用以在鉆頭(和切割器)在鉆井操作中使用之前避免對(duì)金剛石層產(chǎn)生過多的熱暴露(和熱損壞)。特別地，適于銅焊其上具有金剛石層的切割元件的合金已經(jīng)被限于僅僅幾種合金，該合金提供足夠低的銅焊溫度用以避免金剛石層的損壞，且提供足夠高的銅焊強(qiáng)度用以在鉆頭上保持切割元件。[0012]決定PDC切割器壽命的一個(gè)重要因素是切割器暴露到熱量下。在空氣中在高達(dá)700-750°C的溫度下常規(guī)多晶金剛石是穩(wěn)定的，在觀測(cè)溫度增長(zhǎng)之后，可能導(dǎo)致多晶金剛石的永久損壞和結(jié)構(gòu)失效。多晶金剛石中的這個(gè)劣化是由于結(jié)合劑材料(鈷)與金剛石相比的熱膨脹系數(shù)的顯著不同。加熱多晶金剛石時(shí)，鈷和金剛石晶格將以不同的速率膨脹，這可能引起在金剛石晶格結(jié)構(gòu)中形成裂縫，且導(dǎo)致多晶金剛石的劣化。損壞還可能由于在極高溫度下在金剛石-金剛石頸部處石墨的形成，這導(dǎo)致微結(jié)構(gòu)完整性的損失和強(qiáng)度的損失。[0013]暴露到熱量(由于銅焊或者由于從切割器與地層的接觸所產(chǎn)生的摩擦熱量)可能導(dǎo)致金剛石片的熱損壞且最后導(dǎo)致形成裂縫(由于熱膨脹系數(shù)的不同)，該裂縫可能導(dǎo)致多晶金剛石層的剝落、多晶金剛石與基體之間的脫層、以及引起快速研磨磨損的金剛石到石墨的反轉(zhuǎn)換。隨著切割元件接觸地層，產(chǎn)生磨損平面且引起摩擦熱量。隨著切割元件繼續(xù)使用，磨損平面將增加尺寸且進(jìn)一步引起摩擦熱量。熱量可能積累，這可能引起由于上文討論的金剛石與催化劑之間的熱不匹配而產(chǎn)生的切割元件故障。這對(duì)于如本領(lǐng)域中常規(guī)的、固定地附連到鉆頭的切割器來說尤其如此。[0014]因此，存在持續(xù)的需求用以開發(fā)延長(zhǎng)切割元件壽命的方法。【
發(fā)明內(nèi)容】[0015]提供本【
發(fā)明內(nèi)容】用于介紹概念的一個(gè)選擇，該概念在下文詳細(xì)的說明書中進(jìn)一步描述。本【
發(fā)明內(nèi)容】不旨在標(biāo)識(shí)所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或必要特征，也不旨在作為一種幫助用于限制所要求保護(hù)的主題的范圍。[0016]在一個(gè)方面，本文公開的實(shí)施例涉及一種井下切割工具，包括:切割元件支撐結(jié)構(gòu)，其中形成有多個(gè)切割器凹槽；以及布置在所述多個(gè)切割器凹槽中的多個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器，其中，至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器與所述切割元件支撐結(jié)構(gòu)上的另一可旋轉(zhuǎn)切割器間隔開所述至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器的直徑的至少四分之一。[0017]在另一個(gè)方面，本文公開的實(shí)施例涉及一種井下切割工具，包括:工具主體；多個(gè)切割元件支撐結(jié)構(gòu)，其中形成有多個(gè)切割器凹槽；以及布置在所述多個(gè)切割器凹槽中的多個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器，其中，所述多個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器放置在所述井下切割工具上，使得在所述多個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器的旋轉(zhuǎn)切割輪廓上鄰近的切割器的切割面至少彼此相切。[0018]在又一個(gè)方面，本文公開的實(shí)施例涉及一種井下切割工具，包括:工具主體；多個(gè)切割元件支撐結(jié)構(gòu)，其中形成有多個(gè)切割器凹槽；以及布置在所述多個(gè)切割器凹槽中的多個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器，其中，所述多個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器放置在所述井下切割工具上，使得在所述多個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器的旋轉(zhuǎn)切割輪廓上鄰近的切割器的切割面不重疊。[0019]通過下文的說明書和所附權(quán)利要求書，所要求保護(hù)的主題的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見?！緦＠綀D】【附圖說明】[0020]圖1A和IB示出了常規(guī)刮刀鉆頭的側(cè)視圖和頂視圖。[0021]圖2示出了具有可旋轉(zhuǎn)切割器布置在其上的固定切割器鉆頭的一個(gè)實(shí)施例。[0022]圖3示出了切割元件的切割輪廓旋轉(zhuǎn)進(jìn)入單個(gè)平面視圖的一個(gè)實(shí)施例。[0023]圖4示出了切割元件的切割輪廓旋轉(zhuǎn)進(jìn)入單個(gè)平面視圖的一個(gè)實(shí)施例。[0024]圖5示出了切割元件的切割輪廓旋轉(zhuǎn)進(jìn)入單個(gè)平面視圖的一個(gè)實(shí)施例。[0025]圖6示出了其上具有切割元件的刀片的一個(gè)實(shí)施例。[0026]圖7示出了其上具有切割元件的刀片的一個(gè)實(shí)施例。[0027]圖8示出了可旋轉(zhuǎn)切割元件的一個(gè)實(shí)例?！揪唧w實(shí)施方式】[0028]在一個(gè)方面，本文公開的實(shí)施例涉及在井下切割工具(例如，固定切割器鉆頭)上的可旋轉(zhuǎn)切割元件的間隔選擇。通常，本文描述的可旋轉(zhuǎn)切割元件(也稱為滾動(dòng)式切割器)允許該切割元件的至少一個(gè)表面或部分隨著該切割元件接觸地層而旋轉(zhuǎn)。當(dāng)切割元件接觸地層時(shí)，切割動(dòng)作可允許切割元件的一部分圍繞延伸通過該切割元件的切割元件軸線旋轉(zhuǎn)。切割結(jié)構(gòu)的一部分的旋轉(zhuǎn)可允許切割表面使用切割表面的整個(gè)外部邊緣來切割地層，而不是如常規(guī)的切割元件中所觀察到的那樣使用外部邊緣的相同部分。與此相反，當(dāng)具有常規(guī)固定切割器的鉆頭接觸且切割土質(zhì)地層時(shí)，固定切割器的切割表面和切割邊緣可能磨損且形成磨損平面，在此之后，鉆頭可能被丟棄，因?yàn)橐呀?jīng)達(dá)到了切割元件壽命的終點(diǎn)。與常規(guī)固定切割元件相比，因?yàn)榭尚D(zhuǎn)切割器的切割邊緣連續(xù)旋轉(zhuǎn)，因此每一個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器可能不會(huì)產(chǎn)生磨損平面或者可能花費(fèi)更長(zhǎng)時(shí)間才產(chǎn)生磨損平面，從而可實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的壽命。因此，本發(fā)明人已經(jīng)確定，由于切割邊緣的上述減少的磨損，可以通過在刀片上的鄰近的切割元件之間提供增加的間隔來減少可旋轉(zhuǎn)切割元件的數(shù)量。有利地，由于在鉆井中負(fù)荷被分配給更少的切割器，增加切割器之間的間隔和/或減少切割器的數(shù)量可能提供增加的穿透速率。[0029]現(xiàn)在參考圖2，圖2示出了其上布置多個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割元件的固定切割器鉆頭。如圖2所示，鉆頭10包括鉆頭主體12和從鉆頭主體12徑向延伸的多個(gè)刀片14。刀片14由通道或縫隙16分開，以使得鉆井流體能在其間流動(dòng)且清潔和冷卻刀片14和滾動(dòng)式切割器18。滾動(dòng)式切割器18保持在刀片14中，使得允許滾動(dòng)式切割器繞著它們自己的軸線19旋轉(zhuǎn)，因而在切割器旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾動(dòng)式切割器18的整個(gè)邊緣20(其與待鉆地層相互作用)可以暴露給地層。[0030]噴嘴23通常形成在鉆頭主體12中且布置在縫隙16中，因而可在切割刀片14之間泵送流體以在所選的方向上且以所選的流動(dòng)速率排放鉆井流體用于潤(rùn)滑和冷卻鉆頭10、刀片14以及切割器18。隨著鉆頭旋轉(zhuǎn)且穿透地質(zhì)地層，鉆井流體還清潔且移除鉆屑。布置縫隙16(其也可稱作“液體通道”)用以為鉆井流體提供附加流動(dòng)通道并且用以為地層鉆屑提供通道以使其經(jīng)過鉆頭10朝向井眼的地面行進(jìn)(未示出)。[0031]鉆頭10包括柄部24和冠部26。柄部24典型地由鋼或基體材料形成且包括螺紋桿28用于附連到鉆柱。冠部26具有切割面30和外部側(cè)表面32。冠部26包括多個(gè)孔洞或凹槽34，它們按尺寸和按形狀制造用以接收相應(yīng)多個(gè)具有長(zhǎng)度C的切割器直徑的切割器18(或包括內(nèi)部可旋轉(zhuǎn)切割元件和襯套的切割器組件)。[0032]切割器18的組合的多個(gè)切割邊緣20有效地形成鉆頭10的切割面。一旦形成冠部26，就將切割器18放置在凹槽34中且通過任何合適的方法附連，使得切割器18繞著它們的軸線19自由旋轉(zhuǎn)。[0033]如圖2所示，兩個(gè)鄰近的滾動(dòng)式切割器可以彼此間隔距離D。在一個(gè)實(shí)施例中，D可以等于或大于切割器直徑C的值的四分之一，即，C/4(D0在其它實(shí)施例中，D的下限可以是0.25C、0.33C、0.5C、0.67C、0.75C、C或者1.5C中的任何一個(gè)，D的上限可以是0.5C、0.67C、0.75C、C、1.25C、1.5C、1.75C或者2C中的任何一個(gè)，其中，任何的下限可以與任何的上限組合使用。[0034]鄰近的切割器18之間的特殊間隔的選擇可以基于例如刀片的數(shù)量和/或當(dāng)所有切割器旋轉(zhuǎn)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)輪廓視圖中時(shí)徑向鄰近的切割器之間的希望重疊程度。例如，在一些實(shí)施例中，可能希望在鉆頭10上的所有切割器18之間具有全部底部孔洞覆蓋(在切割輪廓中沒有由滾動(dòng)式切割器形成的縫隙)，而在其它實(shí)施例中，可能希望具有未被切割輪廓覆蓋的部分，如圖3所示，其示出了當(dāng)旋轉(zhuǎn)進(jìn)入從鉆頭(未示出)的縱軸線L向外延伸的單個(gè)平面視圖中時(shí)切割器18的切割輪廓的實(shí)施例。如圖3所說明的，在上述實(shí)施例中，當(dāng)(所有刀片的)所有切割器18旋轉(zhuǎn)進(jìn)入單個(gè)平面視圖中時(shí)，在切割器18的切割邊緣20中沒有重疊，因而當(dāng)鉆頭(未示出)旋轉(zhuǎn)時(shí)，地層的一部分將在切割器18之間的徑向位置處遇到刀片14。在一些實(shí)施例中，徑向鄰近的切割器18之間的寬度(當(dāng)旋轉(zhuǎn)進(jìn)入單個(gè)平面中時(shí))可以從0.1英寸到切割器的直徑(即C)之間變化。在其它實(shí)施例中，(當(dāng)旋轉(zhuǎn)進(jìn)入單個(gè)平面中時(shí))切割器18之間的寬度的下限可以是0.2C、0.4C、0.5C、0.6C或者0.8C中的任何一個(gè)，(當(dāng)旋轉(zhuǎn)進(jìn)入單個(gè)平面中時(shí))切割器18之間的寬度的上限可以是0.4C、0.5C、0.6C、0.SC或者C中的任何一個(gè)，其中，任何的下限可以與任何的上限組合使用。[0035]但是，如上文提及的，當(dāng)希望全部底部孔洞覆蓋時(shí)，(在旋轉(zhuǎn)的視圖中)徑向鄰近的切割器18的切割邊緣20可以至少彼此相切，如圖4所示，其示出了當(dāng)旋轉(zhuǎn)進(jìn)入從鉆頭(未示出)的縱軸線L向外延伸的單個(gè)平面視圖中時(shí)切割器18的切割輪廓36的另一個(gè)實(shí)施例。如圖5所示,其示出了當(dāng)旋轉(zhuǎn)進(jìn)入從鉆頭(未示出)的縱軸線L向外延伸的單個(gè)平面視圖中時(shí)切割器18的切割輪廓36的另一個(gè)實(shí)施例，(在旋轉(zhuǎn)的視圖中)徑向鄰近的切割器18的切割邊緣20可以重疊程度V。重疊量V可以定義為沿著重疊的切割器18的切割面的距離，其大體上平行于切割器輪廓36的相應(yīng)部分。在一個(gè)實(shí)施例中，兩個(gè)徑向鄰近的(在旋轉(zhuǎn)視圖中)切割器18之間的重疊量V的上限可以等于切割器的半徑(或者切割器直徑C的一半)，即，VSC/2。在其它實(shí)施例中，重疊量V的上限可以基于半徑(C/2)和存在于鉆頭上的刀片14的數(shù)量，尤其是半徑除以刀片的數(shù)量，即C/2B，其中，B是刀片的數(shù)量。因此，對(duì)于兩刀片式鉆頭，重疊量V的上限可以是C/4，對(duì)于四刀片式鉆頭，重疊量V的上限可以是C/8。因此，V通?？梢詮?〈V<C/2變化，在具體的實(shí)施例中，V的下限可以是C/10B、C/8B、C/6B、C/4B、C/2B或者0.1C,0.2C、0.3C或者0.4C中的任何一個(gè)(對(duì)于任何數(shù)量的刀片)，V的上限可以是C/8B、C/6B、C/4B、C/2B、0.2C、0.3C、0.4C或者0.5C中的任何一個(gè)，其中，任何的下限可以與任何的上限組合使用。[0036]進(jìn)一步地，上述的實(shí)施例全部參考旋轉(zhuǎn)切割元件或切割器18。特別意圖是，任何一個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割元件18可以用常規(guī)或固定切割元件來替換。例如，在特別的實(shí)施例中，可能希望在刀片上的徑向最內(nèi)位置處、即在鉆頭的錐體區(qū)域中和/或沿著鉆頭的徑規(guī)部分包括固定切割元件。進(jìn)一步地，在上述情況中，參看上述實(shí)施例描述的間隔可僅僅施加到可旋轉(zhuǎn)切割元件或它還可施加到固定切割元件。在使用可旋轉(zhuǎn)切割元件與固定切割元件的組合的實(shí)施例中，可能尤其希望的是沿著切割輪廓的至少鼻部或肩部具有可旋轉(zhuǎn)切割元件。[0037]雖然上文描述的實(shí)施例涉及相對(duì)于鉆頭軸線L在切割輪廓上具有不同的徑向位置的切割元件，即，單設(shè)定構(gòu)造，但是根據(jù)本公開的其它實(shí)施例，可以設(shè)定滾動(dòng)式切割器放置設(shè)計(jì)規(guī)則，使得鉆頭上的滾動(dòng)式切割器具有多設(shè)定構(gòu)造。具有多設(shè)定構(gòu)造的鉆頭在相對(duì)于鉆頭軸線的至少一個(gè)徑向位置處具有多于一個(gè)的切割元件。換句話說，至少一個(gè)切割元件包括布置在相對(duì)于鉆頭軸線的大約相同徑向位置處的“備用”切割元件。在另一個(gè)實(shí)施例中，具有多設(shè)定構(gòu)造的鉆頭可以具有為可旋轉(zhuǎn)切割元件的初級(jí)或前導(dǎo)切割元件與備用或跟隨切割元件。在另一個(gè)實(shí)施例中，具有多設(shè)定構(gòu)造的鉆頭可以具有至少一個(gè)固定切割器跟隨切割元件和至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器前導(dǎo)切割元件。在另一個(gè)實(shí)施例中，具有多設(shè)定切割器構(gòu)造的鉆頭可具有至少一個(gè)跟隨或備用切割元件(其是可旋轉(zhuǎn)的)和至少一個(gè)前導(dǎo)或初級(jí)切割元件(其為固定切割器)。[0038]在一個(gè)示例性實(shí)施例中，初級(jí)切割元件的切割面可以具有比備用切割元件的切割面更大的延伸高度(即，“輪廓上”的初級(jí)切割元件比備用切割元件接合更大深度的地層；備用切割元件位于“輪廓外”)。如本文所使用的，術(shù)語“輪廓外”可用于涉及從切割器支撐表面延伸的結(jié)構(gòu)(例如，切割元件、切割深度限制器等)，其具有小于限定出給定刀片的最外切割輪廓的一個(gè)或多個(gè)其它切割元件的延伸高度的延伸高度。如本文所使用的，術(shù)語“延伸高度”用于描述切割面從刀片的切割器支撐表面延伸到其附連處的距離。在一些實(shí)施例中，備用切割元件可以與初級(jí)切割元件具有相同的暴露程度，但是在其它的實(shí)施例中，初級(jí)切割器可以在備用切割器之上具有更大的暴露程度或者延伸高度。上述的延伸高度可以在例如從0.005英寸高至C/2(切割器的半徑)之間變化。在其它實(shí)施例中，延伸高度的下限可以是0.1C、0.2C、0.3C或者0.4C之中的任何一個(gè)，延伸高度的上限可以是0.2C、0.3C、0.4C或者0.5C中的任何一個(gè)，其中，任何的下限可以與任何的上限組合使用。[0039]進(jìn)一步地，代替?zhèn)溆们懈钤蛘吒郊佑趥溆们懈钤?，還可能希望在初級(jí)切割元件的刀片后部上放置TSP部分和/或圓錐形切割元件，以保護(hù)刀片表面和/或輔助地層的削鑿。上述圓錐形切割元件在美國專利申請(qǐng)N0.61/441，319和61/499，851中詳細(xì)描述，上述兩專利申請(qǐng)已受讓給本受讓人且在本文中以參考的形式引用其全部?jī)?nèi)容。圓錐形切割元件可在美國專利申請(qǐng)N0.61/441，319和61/499，851中描述的任何構(gòu)造中放置在刀片上，或者在特殊的實(shí)施例中，圓錐形切割元件可以放置在兩個(gè)切割器之間的徑向中間位置處(在相同的刀片上或者在相對(duì)于切割器的前導(dǎo)或者跟隨位置的兩個(gè)或者多個(gè)不同的刀片上)，或者在與跟隨位置中的一個(gè)或者多個(gè)切割器相同的徑向位置處。[0040]進(jìn)一步地，如果(在相同刀片上的)鄰近的切割元件之間具有所述間隔，可希望在刀片頂部中在(在相同刀片上的)鄰近的切割元件之間產(chǎn)生溝槽或凹陷區(qū)域。例如，參考圖6，示出了具有多個(gè)旋轉(zhuǎn)切割元件的刀片的一個(gè)實(shí)施例。如圖6所示，刀片14可以具有布置在其上的多個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割元件18(具有上文描述的任何間隔)。刀片14在鄰近的切割元件18之間的徑向中間位置處可以具有形成于其中的溝槽38。溝槽可延伸任何的寬度或者深度，包括從刀片14的前導(dǎo)邊緣到跟隨邊緣，或者其間的任何深度。溝槽38可以在鄰近的切割元件18之間的整個(gè)徑向?qū)挾壬涎由欤沟谜麄€(gè)刀片頂部40具有波狀表面，如圖7所/Jnο[0041]滾動(dòng)式切割器在鉆頭上的布置可包括調(diào)整切割元件的后傾角(即，垂直方位)和側(cè)傾角(即，橫向方位)，或者調(diào)整切割元件的延伸高度?？梢杂糜诒竟_的滾動(dòng)式切割器的上述布置考慮因素的討論包括在美國專利公開N0.2011/0284293和美國專利申請(qǐng)N0.13/303,837中公開的那些方面，它們轉(zhuǎn)讓給本受讓人且在此以引用的形式參考其全部?jī)?nèi)容。在另一個(gè)實(shí)施例中，切割器可具有從大約5至35度范圍的后傾角。在特別的實(shí)施例中，滾動(dòng)式切割器的后傾角可以>5度、>10度、>15度、>20度、>25度、>30度，和/或〈10度、〈15度、〈20度、〈25度、〈30度、〈35度，其中任何上限可與任何下限組合使用。[0042]在一個(gè)實(shí)施例中，切割器可具有從O到±45度的側(cè)傾，例如5到±35度、10到±35度或15到±30度。在特別的實(shí)施例中，側(cè)傾的方向(正或負(fù))可基于切割器分布(即，切割器是以正向螺旋構(gòu)造還是以反向螺旋構(gòu)造布置)選擇。在一個(gè)更特別的實(shí)施例中，側(cè)傾角可以>5度、>10度、>15度、>20度、>25度、>30度，和/或<10度、〈15度、〈20度、〈25度、〈30度、〈35度，其中，上述任何的角度是正的或負(fù)的，且任何上限可與任何下限組合使用。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到，本公開的切割元件可使用任何的后傾和側(cè)傾組合，以增強(qiáng)旋轉(zhuǎn)性和/或改進(jìn)鉆井效率。[0043]上文的討論描述了可旋轉(zhuǎn)切割元件的不同實(shí)施例；但是，本公開不限于此。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，任何能夠旋轉(zhuǎn)的切割元件均可與鉆頭或其它本公開的切割工具一起使用。本公開的滾動(dòng)式切割器可包括各種類型和尺寸的滾動(dòng)式切割器。例如，滾動(dòng)式切割器可按尺寸形成，包括但不限于9mm、13mm、16_以及19mm。進(jìn)一步地,滾動(dòng)式切割器可包括保持在外部支撐元件內(nèi)的那些、由保持機(jī)構(gòu)或阻擋器保持的那些、或上述兩者的組合?？捎迷诒竟_中的滾動(dòng)式切割器的實(shí)例可至少在美國專利N0.7，703，559、美國專利公開N0.2011/0297454、以及美國專利申請(qǐng)N0.61/351，035,61/479,151,61/479,183、61/566，875,61/566,859,61/561,016,61/559,423中找到，它們轉(zhuǎn)讓給本受讓人，且在本文中以參考的形式引用其全部?jī)?nèi)容。滾動(dòng)式切割器的示例性實(shí)施例也在下文中被描述；但是，可與本公開一起使用的可旋轉(zhuǎn)切割元件的類型不必受限于任何類型的可旋轉(zhuǎn)切割元件。圖8中示出了布置在襯套中的可旋轉(zhuǎn)切割元件的一個(gè)實(shí)例。如本實(shí)施例中示出的，切割元件500包括內(nèi)部可旋轉(zhuǎn)切割元件510，其部分布置在外部支撐元件或襯套520中且因此由外部支撐元件或襯套520部分圍繞。外部支撐元件520包括底部522、側(cè)部524和頂部526。內(nèi)部可旋轉(zhuǎn)切割元件510包括布置在基體514的上表面上的切割面512部分。內(nèi)部可旋轉(zhuǎn)切割元件布置在由底部522、側(cè)部524以及頂部526限定的空腔內(nèi)。由于此實(shí)施例的結(jié)構(gòu)特性，內(nèi)部可旋轉(zhuǎn)切割元件機(jī)械地通過底部522、側(cè)部524以及頂部526保持在外部支撐元件520空腔內(nèi)。如圖8所示出的，頂部526部分延伸到切割面512的上表面上，以便保持內(nèi)部可旋轉(zhuǎn)切割元件510且還允許由內(nèi)部可旋轉(zhuǎn)切割元件510切割地層。[0044]本文描述的每一個(gè)實(shí)施例都具有包括在其中的至少一個(gè)超硬材料。上述的超硬材料可以包括常規(guī)的多晶金剛石片(一片互連的金剛石顆粒，它們之間具有間隙空間，金屬組分(例如金屬催化劑)可以存在于所述間隙空間中；熱穩(wěn)定金剛石層(即，具有比常規(guī)多晶金剛石、750°C更大的熱穩(wěn)定性)，其例如通過從互連的金剛石顆粒之間的間隙空間去除大體上所有金屬而形成；或由金剛石/碳化硅復(fù)合材料、或其它超硬材料例如立方氮化硼形成)。進(jìn)一步地，在特殊的實(shí)施例中，內(nèi)部可旋轉(zhuǎn)切割元件可以整體由超硬材料形成，但是該元件可以包括多個(gè)金剛石等級(jí)，例如，用于形成梯度結(jié)構(gòu)(在等級(jí)間具有平穩(wěn)或非平穩(wěn)的過渡)。在一個(gè)特殊的實(shí)施例中，具有較小粒度和/或較高金剛石密度的第一金剛石等級(jí)可以用于形成內(nèi)部可旋轉(zhuǎn)切割元件的上部部分(當(dāng)安裝在鉆頭或其它工具上時(shí)其形成切割邊緣)，而具有較大粒度和/或較高金屬含量的第二金剛石等級(jí)可以用于形成切割元件的下部非切割部分。進(jìn)一步地，也在本公開的范圍之內(nèi)的是，可以使用多于兩個(gè)金剛石等級(jí)。[0045]如本領(lǐng)域中已知的，熱穩(wěn)定性金剛石可以以不同的方式形成。典型的多晶金剛石層包括單獨(dú)的金剛石“晶體”，它們是互相連接的。單獨(dú)的金剛石晶體因此形成晶格結(jié)構(gòu)。金屬催化劑(例如鈷)可以用于促進(jìn)金剛石顆粒的再結(jié)晶和晶格結(jié)構(gòu)的形成。因此，鈷顆粒通常在金剛石晶格結(jié)構(gòu)中在間隙空間內(nèi)發(fā)現(xiàn)。鈷具有與金剛石相比顯著不同的熱膨脹系數(shù)。因此，當(dāng)加熱金剛石片時(shí)，鈷和金剛石晶格將以不同的速率膨脹，這會(huì)引起裂縫形成在晶格結(jié)構(gòu)中且導(dǎo)致金剛石片的劣化。[0046]為了排除這個(gè)問題，可以使用強(qiáng)酸從多晶金剛石晶格結(jié)構(gòu)(或者一個(gè)薄體積或整個(gè)壓片)“浸濾”鈷，用以至少減少加熱時(shí)不同速率下自加熱金剛石-鈷復(fù)合材料所經(jīng)歷的損壞。“浸濾”工藝的實(shí)例可以在例如美國專利N0.4，288，248和4，104，344中找到。簡(jiǎn)短地講，強(qiáng)酸、通常地氫氟酸或幾種強(qiáng)酸的組合可以用于處理金剛石片，從PDC復(fù)合材料去除至少一部分的鈷催化劑。合適的酸可以包括:硝酸、氫氟酸、鹽酸、硫酸、磷酸或高氯酸或這些酸的組合。此外，腐蝕劑、例如氫氧化鈉和氫氧化鉀已經(jīng)用于碳化物工業(yè)來從碳化物復(fù)合材料吸收金屬元素。此外，其它的酸和基本的浸濾劑也可以根據(jù)需要使用。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解，浸濾劑的摩爾濃度可以根據(jù)需要浸濾的時(shí)間、考慮到危險(xiǎn)等來調(diào)整。[0047]通過濾掉鈷,可形成熱穩(wěn)定多晶(thermallystablepolysrystalline,TSP)金剛石。在特定的實(shí)施例中，僅僅浸濾選擇部分的金剛石復(fù)合材料，為了獲得熱穩(wěn)定性而不會(huì)缺失耐沖擊性。如文本使用的，術(shù)語TSP包括上述(即，部分和全部浸濾)混合物的兩者。在浸濾之后仍然存在的間隙體積可以通過促進(jìn)合并或通過用次級(jí)材料填充體積來減少，例如通過現(xiàn)有技術(shù)中已知的且在美國專利N0.5，127,923中描述的工藝，該專利在本文中以參考的形式引用其全部?jī)?nèi)容。[0048]可選地，TSP可以通過在壓機(jī)中使用除了鈷之外的結(jié)合劑(一個(gè)例子是硅)形成金剛石層來形成，該結(jié)合劑具有比鈷更近似于金剛石的熱膨脹系數(shù)。在制造工藝期間，大部分、80至90體積百分比的硅與金剛石晶格反應(yīng)用以形成碳化硅，其也具有近似于金剛石的熱膨脹。加熱時(shí)，任何剩余的硅、碳化硅及金剛石晶格將與鈷和金剛石的膨脹速率相比以更近似的速率膨脹，從而產(chǎn)生更熱穩(wěn)定的層。即使在切割器溫度達(dá)到1200°C時(shí)，具有TSP切割層的PDC切割器具有相對(duì)低的磨損速率。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，熱穩(wěn)定性金剛石層可以由本領(lǐng)域中已知的其它方法形成，包括例如通過在金剛石層的形成中改變工藝條件。[0049]切割面可選地布置在其上的基體可由多種硬的或超硬的顆粒形成。在一個(gè)實(shí)施例中，基體可由合適的材料形成，例如，碳化鎢、碳化鉭或碳化鈦。此外，不同的結(jié)合金屬可以包括在基體中，例如鈷、鎳、鐵、金屬合金或它們的混合物。在基體中，金屬碳化物顆粒被支撐在金屬結(jié)合劑(如鈷)內(nèi)。此外，基體可以由燒結(jié)的碳化鎢復(fù)合材料結(jié)構(gòu)形成。眾所周知的是，除了碳化鎢和鈷之外，還可以使用不同的金屬碳化物復(fù)合材料和結(jié)合劑。因此，使用碳化鎢和鈷的表述僅僅是為了說明的目的，不旨在限制使用的基體和結(jié)合劑的類型。在另一個(gè)實(shí)施例中，基體還可以由金剛石超硬材料形成，例如多晶金剛石和熱穩(wěn)定金剛石。雖然說明的實(shí)施例示出了切割面和基體作為兩個(gè)不同部分，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在本公開的公開范圍內(nèi)的是，切割面和基體是一體的、相同的組分。在上述的實(shí)施例中，可以優(yōu)選具有形成切割面和基體或不同層的單金剛石復(fù)合材料。特別地，在切割元件是可旋轉(zhuǎn)切割元件的實(shí)施例中，整個(gè)切割元件可以由超硬材料形成，該超硬材料包括熱穩(wěn)定性金剛石(例如，通過從間隙區(qū)域去除金屬或通過形成金剛石/碳化硅復(fù)合材料形成)。[0050]外部支撐元件(例如，襯套)可以由多種材料形成。在一個(gè)實(shí)施例中，外部支撐元件可以由合適的材料(例如碳化鎢、碳化鉭或者碳化鈦)形成。此外，不同的結(jié)合金屬可以包括在外部支撐元件中，例如鈷、鎳、鐵、金屬合金或它們的組合，使得金屬碳化物顆粒支撐在金屬結(jié)合劑中。在一個(gè)特殊的實(shí)施例中，外部支撐元件是具有鈷含量從6到13百分比變化的硬質(zhì)碳化鎢。[0051]也在本公開的范圍內(nèi)的是，外部支撐元件(襯套或刀片)和/或保持部件(或者與切割元件接合的任何部件，尤其當(dāng)切割元件是可旋轉(zhuǎn)的時(shí))還可以包括更潤(rùn)滑的材料，用以減少摩擦系數(shù)。部件可以整個(gè)由上述材料形成，或使部件的部分包括沉積在部件上的上述潤(rùn)滑材料，例如通過化學(xué)鍍敷、包括空心陰極等離子體增強(qiáng)CVD的化學(xué)氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積、真空沉積、電弧工藝、或高速噴霧。在一個(gè)特殊的實(shí)施例中，金剛石狀的涂層可以通過CVD或空心陰極等離子體增強(qiáng)CVD形成，例如在US2010/0108403中公開的涂層的類型，該專利被轉(zhuǎn)讓給本受讓人，且在本文中以參考的形式引用其全部?jī)?nèi)容。[0052]如圖8中示出的，上文描述的實(shí)施例中的任何一個(gè)還可以包括在可旋轉(zhuǎn)切割元件與切割器凹槽和/或保持可旋轉(zhuǎn)切割元件的保持部件的接合表面之間使用金剛石或碳化物。例如，金剛石(或類似的材料)可以包含在內(nèi)部可旋轉(zhuǎn)切割元件或外部支撐元件中的任何一個(gè)上的任何徑向或軸向承載表面上，或者可使用單獨(dú)的金剛石部件放置在上述兩個(gè)部件之間。例如，內(nèi)部可旋轉(zhuǎn)切割元件的底面或襯套的肩部可以由金剛石或類似的材料形成。在不同的承載表面上(與切割元件部件成一體的)使用金剛石在美國專利N0.7，703，559中描述，該專利被轉(zhuǎn)讓給本受讓人，且在本文中以參考的形式引用其全部?jī)?nèi)容?？蛇x地(和/或附加地)，單獨(dú)的金剛石盤或墊圈可放置成鄰近內(nèi)部可旋轉(zhuǎn)切割元件的底面或鄰近襯套的肩部，內(nèi)部可旋轉(zhuǎn)切割元件依靠在所述肩部上。[0053]本公開的切割元件可包含在不同類型的井下切割工具中，包括例如作為固定切割器鉆頭中的切割器，或作為牙輪鉆頭中、擴(kuò)眼器、井孔彎曲機(jī)或可用于對(duì)土質(zhì)地層鉆井的任何其它工具中的鑲齒。具有本公開的切割元件的切割工具可以包括單個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割元件，剩余的切割元件是常規(guī)的切割元件、所有切割元件均是可旋轉(zhuǎn)的、或是可旋轉(zhuǎn)的與傳統(tǒng)的切割元件之間的任何組合。[0054]在一些實(shí)施例中，可以選擇固定切割器鉆頭的刀片上的切割元件的放置，使得可旋轉(zhuǎn)切割元件位于經(jīng)歷最大磨損的區(qū)域中。例如，在一個(gè)特殊的實(shí)施例中，可旋轉(zhuǎn)切割元件可以位于固定切割器鉆頭的肩部或鼻部區(qū)域上。[0055]本公開的切割元件可通過多種機(jī)構(gòu)附連到或安裝在鉆頭上，包括但不限于在切割器凹槽中的襯套或者其它支撐元件(保持可旋轉(zhuǎn)切割元件)的傳統(tǒng)的附連或者銅焊技術(shù)，包括在美國專利N0.7，703,559、美國專利公開N0.2011/0297454以及美國專利申請(qǐng)N0.61/351，035,61/479,151,61/479,183,61/566,875,61/566,859,61/561,016以及61/559，423中描述的機(jī)構(gòu)中的任何一種。也在本公開的范圍之內(nèi)的是，在一些實(shí)施例中，內(nèi)部可旋轉(zhuǎn)切割元件可以直接安裝在鉆頭上，使得鉆頭主體作為外部支撐元件，即通過將內(nèi)部可旋轉(zhuǎn)元件插入到孔洞中，可隨后阻擋該孔洞以將內(nèi)部可旋轉(zhuǎn)切割元件保持在其中。[0056]本公開的實(shí)施例可以提供如下優(yōu)點(diǎn)中的至少一個(gè)。切割器之間間隔的增加和/或切割器數(shù)量的減少可以提供增加的穿透速率，這是由于鉆井時(shí)負(fù)荷分配到更少的切割器。進(jìn)一步地，通過增加鄰近切割器之間的間隔，可以達(dá)到滾動(dòng)式切割器襯套設(shè)計(jì)中更加耐用的切割器凹槽和/或更大的柔韌性。[0057]雖然上文中只詳細(xì)描述了少數(shù)的示例性實(shí)施例，但對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將很容易理解，在示例性實(shí)施例中很多修改是可能的而沒有實(shí)質(zhì)上背離本發(fā)明。因此，所有這樣的修改旨在被包括在下文的權(quán)利要求書所限定的本公開的范圍內(nèi)。在權(quán)利要求書中，裝置加功能的表述旨在覆蓋本文中描述的結(jié)構(gòu)為執(zhí)行所述功能，且不僅是結(jié)構(gòu)上的等同物，也是等同的結(jié)構(gòu)。因此，雖然釘子和螺釘可能不是結(jié)構(gòu)上的等同物，因?yàn)獒斪硬捎脠A柱的表面將木制部件固定在一起、而螺釘采用螺旋的表面；但是在緊固木制部件的環(huán)境中，釘子和螺釘可以是等同的結(jié)構(gòu)。申請(qǐng)人:的表述旨在不援引35U.S.C§112，段落6來對(duì)本文的任何權(quán)利要求進(jìn)行任何限制，除了在權(quán)利要求中與相關(guān)功能一起使用了“用于…的裝置”表述的情況外。【權(quán)利要求】1.一種井下切割工具，包括:切割元件支撐結(jié)構(gòu)，其中形成有多個(gè)切割器凹槽；以及布置在所述多個(gè)切割器凹槽中的多個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器，其中，至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器與所述切割元件支撐結(jié)構(gòu)上的另一可旋轉(zhuǎn)切割器間隔開所述至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器的直徑的至少四分之一。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下切割工具，其中，所述至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器與所述切割元件支撐結(jié)構(gòu)上的所述其他可旋轉(zhuǎn)切割器間隔開所述至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器的直徑的至少二分之一。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的井下切割工具，其中，所述至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器與所述切割元件支撐結(jié)構(gòu)上的所述其他可旋轉(zhuǎn)切割器間隔開所述至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器的直徑的最多兩倍。4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的井下切割工具，其中，所述至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器與在所述切割元件支撐結(jié)構(gòu)上的所述其他可旋轉(zhuǎn)切割器間隔開所述至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器的直徑的最多一倍。5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的井下切割工具，其中，至少一個(gè)切割器凹槽中具有布置在所述至少一個(gè)切割器凹槽與所述可旋轉(zhuǎn)切割器之間的襯套。6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的井下切割工具，其中，所述多個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器放置在所述井下切割工具上，使得在所述多個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器的旋轉(zhuǎn)切割輪廓上鄰近的切割器的切割面至少彼此相切。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的井下切割工具，其中，所述多個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器放置在所述井下切割工具上，使得在所述多個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器的旋轉(zhuǎn)切割輪廓上鄰近的切割器之間存在至少一些重疊。8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的井下切割工具，其中，所述至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器與所述井下切割工具上的另一個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器處于相同的徑向位置處。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的井下切割工具，其中，前導(dǎo)位置的所述至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器比跟隨位置處的其它可旋轉(zhuǎn)切割器具有更高的暴露程度。10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的井下切割工具，進(jìn)一步包括:固定地附連在至少一個(gè)切割器凹槽中的至少一個(gè)切割器。11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的井下切割工具，其中，所述井下工具包括固定切割器鉆頭，所述切割元件支撐結(jié)構(gòu)包括從鉆頭主體徑向延伸的多個(gè)刀片。12.—種井下切割工具，包括:工具主體；多個(gè)切割元件支撐結(jié)構(gòu)，其中形成有多個(gè)切割器凹槽；以及布置在所述多個(gè)切割器凹槽中的多個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器，其中，所述多個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器放置在所述井下切割工具上，使得在所述多個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器的旋轉(zhuǎn)切割輪廓上鄰近的切割器的切割面至少彼此相切。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的井下切割工具，其中，在所述多個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器的旋轉(zhuǎn)切割輪廓上鄰近的切割器的切割面重疊量不大于可旋轉(zhuǎn)切割器的直徑除以所述井下切割工具上的切割元件支撐結(jié)構(gòu)的數(shù)量。14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的井下切割工具，其中，至少一個(gè)切割器凹槽中具有布置在所述至少一個(gè)切割器凹槽與所述可旋轉(zhuǎn)切割器之間的襯套。15.根據(jù)權(quán)利要求12-14中任何一項(xiàng)所述的井下切割工具，其中，所述至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器與所述井下切割工具上的另一個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器處于相同的徑向位置處。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的井下切割工具，其中，前導(dǎo)位置的所述至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器比跟隨位置處的其它可旋轉(zhuǎn)切割器具有更高的暴露程度。17.根據(jù)權(quán)利要求12-16中任何一項(xiàng)所述的井下切割工具，進(jìn)一步包括:固定地附連在至少一個(gè)切割器凹槽中的至少一個(gè)切割器。18.根據(jù)權(quán)利要求12-17中任何一項(xiàng)所述的井下切割工具，其中，所述井下工具包括固定切割器鉆頭，所述切割元件支撐結(jié)構(gòu)包括從鉆頭主體徑向延伸的多個(gè)刀片。19.一種井下切割工具，包括:工具主體；多個(gè)切割元件支撐結(jié)構(gòu)，其中形成有多個(gè)切割器凹槽；以及布置在所述多個(gè)切割器凹槽中的多個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器，其中，所述多個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器放置在所述井下切割工具上，使得在所述多個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割器的旋轉(zhuǎn)切割輪廓上鄰近的切割器的切割面不重疊。【文檔編號(hào)】E21B10/43GK104136705SQ201280070810【公開日】2014年11月5日申請(qǐng)日期:2012年12月19日優(yōu)先權(quán)日:2011年12月29日【發(fā)明者】M·A·希拉茨基,M·G·阿薩爾申請(qǐng)人:史密斯國際有限公司