用於向下鑽進工具的控制模塊的製作方法

2023-12-09 18:32:46 2

技術領域

本發明涉及向下鑽進工具中的改進或有關的改進，具體來說，儘管不是排外地，但本發明涉及擴孔器工具。

背景技術：

地層鑽探使用長的鑽管柱以及偶聯在一起的工具。鑽柱的所有元件一起轉動，以便轉動鑽柱端部處的切削鑽頭。切削鑽頭在地層中形成孔，鑽柱的其餘部分通過該孔沿著鑽探方向移動。偶聯在鑽柱的兩個其它元件之間的管下擴孔器，用來拓寬鑽頭所形成的孔壁。管下擴孔器也被稱作擴孔器，其在撤回位置中通常具有總體的直徑，該直徑等於或小於被鑽探的孔的直徑。當處於展開的位置中時，切削元件從管下擴孔器的本體中移出，以形成大於被鑽探的孔直徑的直徑。當管下擴孔器隨著鑽柱轉動而向下鑽進地移動時，其在鑽頭後面拓寬地層中的孔。此外，管下擴孔器可在其向上返回到地面的路上用來打開坍塌的地層。

WO-A-2005/124094描述了一個如此的管下擴孔器或擴孔器工具。擴孔器工具包括管形本體，本體具有軸向內腔和圍繞其外圍布置的外殼，以形成外部開口。在每個這些開口中，割刀元件被容納在其中，割刀元件包括兩個割刀臂，割刀臂可在縮進位置和伸展位置之間移動，在縮進位置中，每個割刀元件完全被保持在其相關的外殼內，而在伸展的位置中，每個割刀元件延伸到其開口外，以使更多材料可從地層中的孔壁上切削下來，由此擴大了孔的直徑。驅動機構設置在管形本體內，以在縮進和伸展位置之間移動割刀元件。

在WO-A-2005/124094所描述的擴孔器工具中，一個割刀臂可樞轉地連接到管形本體的一端上，本體的另一端連接到另一個割刀臂，該另一個割刀臂連接到驅動機構，以使兩個割刀臂可縮進和伸展。兩個割刀臂所形成布置在展開時呈「V」形，其中，V的頂點在開口的外面。

一般地，如此的擴孔器工具藉助於通過鑽柱的流體壓力來操作，尤其是，通過工具部分自身的流體。流體壓力由與鑽柱相連的泵的操作來控制。在US-A-201/0006339中，流過工具的流體壓力用來操作擴孔器，使得擴孔器根據流體壓力伸展或縮進。這裡，擴孔器組件包括割刀元件和用於在槽上滑動而安裝的穩定器墊。在縮進位置中，擴孔器組件容納在凹陷內，擴孔器組件藉助於沿著槽的運動而移至伸展的位置，使它位於凹陷外面。流體壓力可被感知而致動擴孔器的伸展和縮進。

US-A-2010/0096191披露了管下擴孔器和穩定工具，其中，刀片元件通過偶聯到驅動管上的楔形元件從縮進位置移動到伸展位置，楔形元件與刀片元件的傾斜面互相作用，以實現刀片元件相對於導向通道抬起(伸展)和下降(縮進)運動。當驅動管沿著工具本體的長度移動時，楔形元件連同驅動管一起被曳拉，它們在刀片元件的傾斜面下滑動，致使刀片元件作徑向運動而抬起(伸展)到其導向通道之外。驅動管沿著工具本體的長度沿相反方向運動，則從刀片元件的傾斜面下抽拔楔形元件，允許刀片元件作徑向運動而下降(縮回)到其導向通道內。刀片元件的伸展受致動機構限制，即，驅動管和楔形元件與致動機構偶聯。

技術實現要素：

因此，本發明的目的是提供改進的擴孔器工具，其中，在擴孔器工具的縮進和伸展位置中，割刀臂或刀片保持平行於擴孔器工具的軸線，同時提供較高的打開範圍。

本發明的另一目的是提供擴孔器工具，其中，打開可在地面上根據打開範圍內的某一值進行調整，同時提供更加有效的擴孔器工具。

根據本發明的第一方面，提供一種擴孔器工具，其包括：

基本上中空的本體，本體具有縱向軸線並包括具有第一外直徑的外部壁；

至少一個臂空檔，其形成在圍繞本體外圍的外部壁的一部分內；

至少一個可擴張的臂，其位於相關的臂空檔內和安裝成可在縮回位置和擴張位置之間擴張，縮回位置在本體內，在擴張位置中，每個可擴張的臂描述了第二外直徑，第二外直徑大於第一外直徑；以及

至少一個擴張機構，用於在縮回位置和擴張位置之間擴張相關的可擴張的臂；

其特徵在於，每個擴張機構包括兩個細長的連接件，細長連接件在一端部位置處可樞轉地連接到相關的可擴張的臂上，而在另一端部位置處連接到其相關的臂空檔，每個可擴張臂相對於其相關的臂空檔可樞轉地安裝在兩個端部位置處，使得每個可擴張臂在縮進和擴張兩個位置中以及其在縮進和擴張位置之間實施擴張和縮進的過程中，保持基本上與本體的縱向軸線平行。

通過讓連接件將各個可擴張臂連接到其相關的臂空檔，便可使可擴張臂保持基本上平行於擴孔器工具的縱向軸線，由此，提供打開範圍，該範圍大於包括楔形構件或類似構件的擴張機構可能的打開範圍。

在向下鑽進工具包括擴孔器工具的情形中，使可擴張臂保持平行於本體縱向軸線的優點在於，每個切割刀片的攻點是可靠的，攻點是這樣的點，即，前導的切割元件在該點與待要切割的材料或地層相嚙合。

自然，還提供致動機構來致動擴張機構，每個可擴張臂在另一端部位置處可樞轉地連接到致動機構。

有利地是，擴張機構還包括第三細長的連接件，其可樞轉地連接到每個可擴張臂和致動機構。

這樣，致動機構直接移動可擴張臂，而其它的細長連接件用來保持與縱向軸線基本上平行。在一優選的實施例中，致動機構包括活塞。

向下鑽進工具還可包括至少一個返回構件，用來停止致動每個伸展機構。在一個實施例中，每個返回機構包括抵抗致動機構作用偏置的彈簧。

可設置臺肩塊，其位於各個臂空檔內以限制可擴張臂的擴張。通過選擇合適尺寸的臺肩塊，便可確定可擴張臂的擴張，以提供用於與地層嚙合的理想的外直徑。

在一優選的實施例中，第二外直徑可以高達第一外直徑的1.3倍。例如，如果向下鑽進工具的外直徑是100cm，則可擴張臂可擴張而描繪出達到130cm的外直徑。

較佳地，向下鑽進工具便可擴孔器工具，而每個可擴張臂便可割刀臂。

根據本發明另一方面，提供用於向下鑽井工具的可擴張臂，該可擴張的割刀臂包括至少一個前切割刀片和後切割刀片，每個切割刀片包括多個切割元件，每個前切割刀片和後切割刀片上的一個切割元件對相關的切割刀片提供了攻點。

如此的可擴張割刀臂還可包括位於平面的各側的第一側和第二側，每側離平面相應的預定距離，以使用於前刀片的攻點和用於後刀片攻點離該平面等距離。

通過讓每個割刀臂的攻點離該平面等距離，則可提高擴孔器工具的效率。此外，提供更加柔性的擴孔器工具，打開尺寸的範圍可容納在其中。

用於第一側的預定距離可不同於用於第二側的預定距離。

在一個實施例中，切割元件可包括多晶金剛石切割元件。

根據本發明另一方面，提供一種擴孔器工具，具有至少一個如上所述的可擴張割刀臂。

根據本發明另一方面，提供具有縱向軸線的擴孔器工具，該擴孔器工具包括至少一個具有多個切割元件的可擴張的割刀臂，切割元件布置成形成至少一個前切割刀片和後切割刀片，前切割刀片上的切割元件和後切割刀片上的切割元件之一提供用於其相關切割刀片的攻點，其特徵在於，用於前切割刀片的攻點和用於後切割刀片的攻點離延伸通過縱向軸線的平面等距離。

擴孔器工具較佳地還包括至少一個擴張機構以及致動機構，擴張機構用於在縮回位置和擴張位置之間擴張相關的可擴張割刀臂，而致動機構用於致動各個擴張機構。

在一優選的實施例中，各個擴張機構包括至少兩個細長的連接件，連接件在一端部位置處可樞轉地連接到相關的可擴張割刀臂，並在另一端部位置處連接到其相關的臂空檔，每個可擴張的割刀臂相對於其相關的臂空檔可樞轉地安裝在兩個端部位置處，於是，在縮進位置和擴張位置中，並在縮進位置和擴張位置之間實施擴張和縮進的過程中，每個可擴張的割刀臂保持基本上平行於縱向軸線。

擴張機構有利地還包括第三細長的連接件，其可樞轉地連接到各個可擴張的割刀臂和致動機構，各個可擴張的割刀臂在另一端部位置處可樞轉地連接到致動機構。

致動機構較佳地包括活塞。擴孔器工具還可包括至少一個用於停止致動各個擴張機構的返回構件。

可設置臺肩塊，其位於各個臂空檔內以限制可擴張割刀臂的擴張。割刀臂的打開範圍可高達擴孔器工具外直徑的1.3倍，根據臺肩塊的尺寸，臺肩塊可限制打開。

根據本發明另一方面，提供用於向下鑽進工具控制模塊，向下鑽進工具包括具有縱向軸線的基本上中空的本體；圍繞基本上中空本體外圍形成的至少一個臂空檔；至少一個位於相關臂空檔內並安裝成在縮進位置和擴張位置之間實施擴張的可擴張臂，縮進位置位於基本上中空的本體之內，在擴張位置中，可擴張臂描繪出大於第一外直徑的第二外直徑；至少一個擴張機構，用於在縮進位置和擴張位置之間擴張相關的可擴張臂；以及用於操作每個可擴張臂的活塞，該控制模塊包括：

安裝在本體內的元件，其可在第一位置和第二位置之間移動；

控制該元件運動的馬達；以及

與馬達相關連的齒輪機構，用於將來自馬達的驅動力傳遞到該元件；

其特徵在於，控制模塊還包括腔室和埠，該腔室與活塞相連，埠具有打開位置和關閉位置，該打開和關閉位置由元件的相應的第二和第一位置確定。

其特徵還在於，在打開位置中，埠允許流體流入腔室和提高其中的壓力，以操作活塞來擴張每個可擴張臂。

在一優選的實施例中，馬達和齒輪機構安裝在該元件和本體外壁之間。電源較佳地位於擴孔器工具的本體內。這具有保護控制模塊的優點，即，馬達、齒輪機構和電源免遭擴孔器工具在其中運行的環境影響。

在一個實施例中，電源包括電池。在另一實施例中，電源包括渦輪機，其布置成對馬達發電。

控制模塊還可包括至少一個位置傳感器，用來探測本體內元件的位置。此外，還可提供至少一個壓力傳感器，用於探測腔室內的壓力。

此外，可設置至少一個傳感器，其至少探測流過向下鑽進工具的流體中壓力變化，每個傳感器對馬達提供控制信號。此外，可提供至少一個傳感器來探測向下鑽進工具的轉速變化，每個傳感器對馬達提供控制信號。

此外，可提供通訊系統，控制信號通過該通訊系統提供給馬達。在一個實施例中，該通訊系統包括有線的連接，控制信號在該有線連接上傳輸。

附圖說明

為了更好地理解本發明，現將參照附圖，僅是藉助於舉例而已，附圖中：

圖1示出根據本發明的擴孔器工具的示意的剖視圖，該擴孔器工具顯示為處於縮進位置中；

圖2類似於圖1，但示出了處於伸展位置中的擴孔器工具；

圖3示出了安裝在圖1和2中所示擴孔器工具的臂上的割刀；

圖4示出了用於圖1和2中所示擴孔器工具的控制系統的剖視圖，該擴孔器工具處於縮進的位置中；

圖5類似於圖4，但示出了帶有處於伸展位置中的擴孔器工具的控制系統。

具體實施方式

現將參照特殊的實施例並參照附圖來披露本發明，但本發明不局限於此。所描述的附圖僅是示意的，並無限制意義。在附圖中，某些元件的尺寸可以放大，為圖示的方便不按比例繪製。

將會理解到，術語「垂直的」和「水平的」在這裡是用來指附圖的特定定向，這些術語對於這裡描述的具體實施例沒有限制。此外，術語「頂部」和「底部」用來指鑽柱的零件，它們分別面向地面或鑽柱的頂部，以及遠離地面或鑽柱的底部。

本發明涉及改進的擴孔器工具和操作如此擴孔器工具或其它向下鑽進工具的控制系統。下面參照圖1至3來描述擴孔器工具，並參照圖4和5來描述控制系統。

儘管以下參照具有割刀臂的擴孔器工具來描述本發明，但本發明同樣適用於也可用於穩定之目的的向下鑽進工具。在該情形中，割刀臂被穩定墊臂代替，當穩定墊臂展開時，其接觸地層壁而穩定鑽柱，工具形成鑽柱的一部分。此外，儘管控制系統參照擴孔器工具的使用進行描述，但控制系統不限於使用在擴孔器工具上，其可用於任何其它的向下鑽進工具。

擴孔器工具以及其它的向下鑽進工具，都是可以操作的，即，藉助於流過相關鑽柱的流體壓力變化來實施伸展和縮進。與鑽柱相連的泵控制著流體的流動。位於鑽柱中合適位置處的傳感器探測流體壓力的變化。

首先參照圖1和2，圖中示出擴孔器工具100的縱向剖視圖。擴孔器工具100包括具有三個割刀臂110的擴孔器本體105，割刀臂110安裝在相應的外殼內，或安裝在擴孔器本體105內形成的臂空檔115內。三個割刀臂110圍繞擴孔器本體105的外圍等距離間距，但在圖1和2中僅示出一個如此的割刀臂。

每個割刀臂110包括切割元件或切割刀片120，如圖所示，切割刀片120在相應的樞轉點140、145、150處可樞轉地各安裝在三個細長連接件125、130、135。兩個細長連接件125、130也在相應樞轉點155、160處可樞轉地附連到外殼或臂空檔115。第三個細長連接件135藉助於樞轉點165也可樞轉地安裝在活塞170上。

活塞170包括致動機構，活塞可操作而從如圖1所示的第一位置移動到如圖2所示的第二位置，以伸展割刀臂110，具體來說，切割元件或切割刀片120從縮進位置到伸展位置，那裡，切割元件或切割刀片120延伸到擴孔器本體105外面，並形成增大的外直徑，該外直徑是擴孔器本體105正常外直徑的1.3倍。

將會認識到，在根據本發明的擴孔器工具100的其它實施例中，三個割刀臂110及其切割元件或切割刀片12限定的外直徑，按照需要與擴孔器本體105的外直徑相比，可具有另外的比例，因此，不局限於高達擴孔器本體105外直徑的1.3倍。外直徑受臺肩塊175限制，在將擴孔器工具100形成其一部分的鑽柱引入到地層中的井筒內之前，根據形成地層中井筒所需要的擴孔器工具100的外直徑，在地面上選定臺肩塊175的尺寸。

將會認識到，不同尺寸的臺肩塊可設置有擴孔器工具100，選擇合適尺寸的臺肩塊來限制割刀臂110的伸展，以控制由伸展的割刀臂110和切割元件或切割刀片120限定的外直徑，控制在從擴孔器本體105相同的外直逕到該外直徑1.3倍的打開範圍內。

在割刀臂110從其相應的外殼或形成在擴孔器本體105內的臂空檔115內伸展時，各個割刀臂110的切割結構(未示出)始終保持平行於擴孔器本體105的縱向軸線180。如上所述，形成在連接件125、130、135相應連接件上的樞轉點140、145、150、155、160、165有效地提供樞轉軸，圍繞這些軸可發生轉動以伸展和縮回割刀臂110，使切割元件或切割刀片120進出相應的外殼或臂空檔115。然而，設置在相應連接件125、130上的樞轉點140、145確保；當割刀臂110伸展時，割刀臂110保持平行於擴孔器本體105，用於切割並縮回到其相應的外殼或臂空檔115內。設置在細長連接件135上的樞轉點150用來根據活塞170或其它致動機構來伸展和縮回相關的割刀臂110，這將在下文中作詳細描述。

通過使用擴張機構，該機構利用可樞轉地連接到割刀臂110和外殼或臂空檔115以及活塞170或其它致動機構的細長連接件，割刀臂110和切割元件或切割刀片120的有效直徑可伸長到擴孔器本體105的外直徑的1.3倍。此外，擴張量可容易地被合適的臺肩塊175限制。

伸展割刀臂110的力由施加到活塞170上的壓力提供，縮回割刀臂的力由彈簧185(下面參照圖4和5進行描述)提供。施加的壓力由流過擴孔器本體105的流體流動提供，這將在下文中詳細描述。

如圖1和2所示，擴孔器本體105是帶有中空中心部分190的大致管形，其形成流體流動路徑。活塞170安裝在擴孔器本體105內，並由流過其中的流體進行操作，這將在下文中參照圖4和5作詳細描述。

在以上描述的擴孔器工具100的實施例中，根本地是要在與其中使用擴孔器工具的地層接觸的擴張階段過程中，確保切割元件，例如，被稱作PDC割刀的多晶的金剛石割刀，充分地發揮功能。這將參照圖3進行詳細描述。

在圖3中，圖中更詳細地顯示了圖1和2所示的擴孔器工具100的割刀臂110的一部分200。切割元件相對於割刀臂110的定位顯示在圖中。該部分200顯示具有兩個切割刀片205、210的單一的割刀臂110(圖1)、前切割刀片205和後切割刀片210。〔術語「前」和「後」是指切割刀片與形成在地層中的井筒壁接觸的次序，且由擴孔器工具100(圖1)形成其一部分的鑽柱(未示出)的轉動方向確定。〕

在圖3所示的實施例中，五個切割元件215、220、225、230、235在前切割刀片205上可見，而六個切割元件240、245、250、255、260、265在後切割刀片210上可見。前切割刀片205上的切割元件215和後切割刀片210上的切割元件240具有相應的攻點270、275，它們離與擴孔器本體105的縱向軸線180相一致的平面280等距離地間距開(圖1)。這意味著從前切割刀片205的側邊285到平面280的距離小於從後切割刀片210的側邊290到平面280的距離。

在圖3所示的實施例中，切割元件215、220、225、230、235、240、245、250、255、260、265包括如圖所示的PDC元件。儘管十一個PDC元件可見，但呈現在每個刀片205、210上的PDC元件的數量，是根據PDC元件的尺寸和擴孔器工具本身的尺寸確定的。然而，將會認識到，也可使用其它類型的切割元件，例如，浸漬過的切割元件。

讓攻點270、275離平面280等距離間距開，則攻點270、275對打開範圍內的任何打開尺寸將都接觸地層。如果攻點270、275離平面280不等距離間距開，則割刀臂將只有一個可能的打開尺寸來確保前和後切割刀片與地層接觸。

如上所述的前和後切割刀片205、210具有不同數量的切割元件215、220、225、230、235、240、245、250、255、260、265，它們彼此不對齊，於是，切割元件215、240的攻點270、275相對於擴孔器本體105有不同的高度。

擴孔器工具100的有效外直徑(即，打開尺寸)，是由攻點270、275的位置確定的。

現參照圖4和5，圖中示出擴孔器工具100的示意的縱向剖視圖。先前參照圖1和2描述過的那些部件具有相同的附圖標記。

擴孔器工具100包括具有割刀臂110的擴孔器本體105，如上所述，割刀臂110安裝在相應的外殼或形成在擴孔器本體105內的臂空檔115內。為清晰起見，沒有示出連接件和如上所述地操作割刀臂110的樞轉點。彈簧185用來使擴張的割刀臂返回到其縮回的位置，彈簧185示意地顯示為方塊。

如上所述，由於流體流過擴孔器工具100，施加到活塞170上的壓力提供了伸展割刀臂110的力，而縮回割刀臂的力由彈簧185提供。在割刀臂伸展過程中，作用在活塞170上的壓力形成的力大於彈簧185提供的力。一旦作用在活塞170上的壓力充分地下降，使得作用的力變得小於彈簧185提供的力，則彈簧185致使割刀臂110縮回到其相應的外殼或臂空檔115內。這將在下文中詳細描述。

展開割刀臂110的控制系統300設置在擴孔器本體105內，控制系統300包括電動機310、齒輪系統315和可移動的套筒320，該電動機310和齒輪系統315容納在套筒320和擴孔器本體105的外壁325之間。電動機310以第一預定速度轉動，齒輪系統315將該第一預定速度減小到慢的第二預定速度，該第二預定速度用來操作可移動的套筒320。在一個實施例中，滾珠螺杆(未示出)可用來將來自齒輪系統315的轉動輸出轉換為線性運動，該線性運動用來移動套筒320以打開和關閉埠385，這將在下文中詳細描述。然而，將會認識到，其它的結構布置也可用來將來自齒輪系統315的轉動運動轉換為可移動套筒320的線性運動，例如，齒輪系統315的小齒輪或蝸輪形成部分可嚙合設置在可移動套筒320上的齒條元件。

電動機310可由電池(未示出)供電，或由設置在鑽柱(也未示出)內的渦輪機供電，渦輪機產生來自流過其中的流體流動的電流。儘管描述了齒輪系統315，但將會認識到，可藉助於將馬達輸出轉換為線性運動的任何合適的裝置，將來自馬達的驅動力轉換為線性運動。

每個割刀臂110的外殼或臂空檔115由中空的中心部分190的壁330和擴孔器本體105的外壁325的一部分335限定。活塞170由鄰近於割刀臂110的腔室340限定，如圖所示，腔室340由中心部分190的壁330、擴孔器本體105的外壁325、套筒320、第一圓柱形部分345、第二圓柱形部分350和端壁355限定。端壁355還在電動機310和控制系統300的齒輪系統315之間形成屏障。

環形密封360、365設置在第一圓柱形部分345和相應的壁330和套筒320之間。另外的環形密封370、375設置在套筒320和第二圓柱形部分350之間，以及在套筒320和中空的中心部分190的壁380。密封360可安裝在第一圓柱形部分345或壁330上，因為第一圓柱形部分345不相對於壁330移動。

第一和第二圓柱形部分345、350形成埠385，當套筒320處於第一位置中時，埠被可移動的套筒320密封住，如圖4所示，於是，流體如箭頭390所示地流過中空的中心部分190。當套筒320處於第二位置中時，如圖5所示，埠385打開，流體可如箭頭395所示地流入腔室340內。

另一附加的密封400也如圖所示地設置在活塞170和擴孔器本體105的外壁325之間，以在活塞170從圖4所示的位置移動到圖5所示的位置時，阻止鑽探流體進入。

電動機310的操作，以與箭頭390相同的方向有效地移動套筒320而打開埠385，而沿相反方向移動而關閉埠385，來自電動機310的驅動力通過齒輪系統315傳遞到套筒320。藉助於通過中空的中心部分190的增大的流體流量和/或增大的鑽柱(未示出)的轉速，對電動機310提供控制信號。提供至少一個合適的傳感器(未示出)來探測壓力和/或轉速的變化，並對電動機310提供控制信號，例如，壓力傳感器用來探測壓力的變化，加速計用來探測轉速的變化。然而，也可使用其它的傳感器來探測轉速的變化。

將會認識到，電動機310可以是雙向電動機，其沿兩個方向運轉以實現埠385的打開和關閉。作為對電動機310的替代方案，電螺線管可用來實現埠385的打開和關閉。

自然，電動機310和齒輪系統315被密封在由套筒320和外壁325形成的區域410內，於是，該區域受到保護免遭鑽探環境的影響，即，泥漿、巖石等，其進入到中空的中心部分190內。在一優選的實施例中，該區域410充滿油，以防止來自鑽探環境的碎片進入。

在割刀臂110擴張之前，割刀臂110如上所述地容納在其相應的外殼或臂空檔115內。流體流動如箭頭390所示地流過中空的中心部分190(圖4)。如上所述地，當藉助於流過中空的中心部分190的流體壓力變化和/或鑽柱的轉速變化，將控制信號送到電動機310時，電動機310操作可移動的套筒320，使其沿如箭頭390所示的與流體流動相同的方向移動而打開埠385(圖5)。

當埠385打開時，流體流入腔室340內，其中建立起壓力。當腔室340內的壓力達到某一值時，此時，活塞170作用的力大於彈簧185作用的力，活塞170從圖4所示的位置推向臂空檔115，以如圖5所示地擴張割刀臂110。活塞170朝向臂空檔115的運動致使每個割刀臂110圍繞連接件135上的樞轉點150以及連接件125上的樞轉點140、145樞轉，於是，割刀臂110從如圖1和4所示的其相關的臂空檔115內擴張到如圖2和5所示的位置。腔室340內形成的流體流出與割刀臂110相連的管嘴415外，將活塞170保持在如圖2和5所示的位置，因此，擴張割刀臂110，直到埠385通過電動機310和齒輪系統315的操作被套筒320關閉。

一旦接收到另一控制信號，即，流體流動的壓力中另一變化和/或鑽柱的轉速中的變化，則電動機310再次被致動而將可移動的套筒320從如圖5所示的位置移回到如圖4所示的位置，由此關閉埠385，於是，不再有流體如箭頭395所示地流入腔室340內。流體流出管嘴415外，直到腔室340內壓力減小，使得彈簧185的力致使割刀臂110返回到其相關的外殼或臂空檔115，返回到如圖1和4所示的位置。此外，由於彈簧185作用的力，活塞170會被推回到如圖1所示的其初始位置。

替代地，不是運行電動機310，而是通過關掉與鑽柱相連的泵，使得流過鑽柱的流體流動被切斷，腔室340內的壓力由於沒有進一步的流體流過埠385和流入腔室340而下降，由此可使割刀臂110縮回。一旦腔室340內的壓力下降到某一值，此時，彈簧185作用的力超過腔室340內壓力提供的力，則活塞170移回到如圖1和4所示的位置，割刀臂110縮回，同時由於割刀臂110圍繞點140、145、150樞轉而仍平行於縱向軸線180；連接件125、130在相應的外殼或臂空檔115內圍繞點155、160樞轉；以及當活塞從如圖5所示的位置移回到如圖4所示的位置時，由於活塞170的運動使得連接件圍繞樞轉點165樞轉。

如上所述，控制系統300包括電源(未示出)，但其也可包括其它電子設備，例如，用於探測腔室340內壓力的壓力傳感器，用於測量套筒320和活塞170運動速度和鑽柱轉速，以及割刀臂110在擴張和縮回階段過程中的速度的加速度計。此外，可提供通訊裝置(未示出)，在如上所述的流體流動壓力的變化或鑽柱轉速的變化未提供控制信號的情形中，控制信號可通過通訊裝置提供給電動機。

電源可由一個或多個電池提供，或通過有線連接從地面供電。此外，有線連接可形成通訊裝置的一部分，控制信號可通過該部分傳送到電動機。

將會認識到，割刀臂擴張機構可用於其它的工具，例如，向下鑽進穩定器，且割刀臂可使用其它擴張機構來擴張。

儘管描述了本發明的特殊的實施例，但將會認識到，該實施例不是限制性的，其它的實施例可落入到如附後權利要求書定義的本發明範圍之內。