Фрезер забойный

Авторы патента:

E21B29 - Резка или разрушение труб, пакеров, пробок или канатов в скважине, например резка поврежденных труб, прорезка окон (перфоратоты E21B 43/11); деформирование труб в скважинах; восстановление, осмотр и ремонт обсадных труб в скважинах

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована для разрушения цементного камня по всему сечению обсаженной скважины, для разбуривания песчаных пробок, а также для фрезерования металлических предметов, находящихся на забое скважины.

Задачами создания полезной модели являются: повышение надежности фрезера забойного, а также эффективности разбуривания песчаных пробок, и фрезерования металлических предметов, находящихся на забое скважины.

Решение указанных задач достигнуто за счет того, что фрезер забойный содержит цилиндрический корпус верхний конец которого выполнен с резьбой для присоединения к колонне бурильных труб а на нижнем расположены лезвия покрытые твердосплавным материалом, между ними на нижнем торце выполнены промывочные отверстия, лезвия выполнены Г образной формы и установлены длинными полками в открытых в сторону торца пазах выполненных на боковой поверхности корпуса таким образом чтобы короткие полки каждого лезвия заходили на торец корпуса, короткая полка каждого лезвия выполнена с тремя ступеньками высота которых уменьшается в сторону резания и у верхней и средней ступеньки снижается под углом по краям, нижняя ступенька совпадает с нижним торцом корпуса, на средней ступеньке расположены зубья выполненные из твердого сплава и имеющие форму усеченного конуса направленного большим диаметром в сторону вращения фрезера, причем зубья выступают над верхней ступенькой которая покрыта колотой крошкой твердого сплава. Лезвия закреплены в пазах корпуса сваркой. Лезвия выполнены из металла более устойчивого к абразивному износу чем корпус. Отверстия для промывки выполнены под углом к продольной оси корпуса и выходят на торец перед зубьями закрепленными на лезвии. Зубья выполнены из карбида вольфрама. В качестве материала для покрытия верхних ступенек использована карбидо-вольфрамовая крошка с латунным припоем. На боковой поверхности лезвий выполнены отверстия в которые запрессованы зубцы из твердосплавного сплава. Отверстия на боковой поверхности лезвий выполнены в два ряда в шахматном порядке. Зубцы выполнены из карбида вольфрама.

1 с.п-т ф-лы, 8 зав. п-тов, илл. 4.

Известен фрезер забойный по патенту РФ на изобретение 96112343. Фрезер забойный, включает цилиндрический корпус с промывочными отверстиями, верхний конец которого имеет резьбу для присоединения к колонне бурильных труб, а нижний армирован рядами твердосплавных резцов в виде пластин с оптимальными углами резания и задним углом, отличающийся тем, что резцы пластины размещены в связке в несколько слоев, каждый из которых содержит N радиально расходящихся рядов, причем ряды выше и нижележащих слоев смещены в плане друг относительно друга на угол, равный 360°/2N Недостатком фрезера забойного является низкая эффективность при фрезеровании металлических предметов.

Известен гидромагнитный фрезер-ловитель по патенту РФ на изобретение 2194145. Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для извлечения из скважин предметов, обладающих ферромагнитными свойствами, а именно к магнитному ловителю, обеспечивающему прокачку промывочной жидкости через него. Гидромагнитный фрезер-ловитель содержит связанный с соединительным переводником и фрезерной воронкой корпус с размещенной внутри него магнитной системой и имеет промывочный канал. Промывочный канал выполнен с фильтрующей пластиной, установленной в нижней части переводника, с симметрично расположенными в ней отверстиями, оси которых параллельны оси корпуса, и образующей промывочный канал ловителя. Магнитная система содержит стакан, внутренние стенки которого образуют промывочный канал системы, сообщенный с промывочным каналом ловителя. В дне стакана выполнены наклонные отверстия, расходящиеся в сторону забоя. Диаметр промывочного канала ловителя больше диаметра промывочного канала системы. Диаметр отверстий в пластине меньше, чем диаметр отверстий в дне стакана. Общая пропускная площадь отверстий в пластине больше, чем в дне стакана. Использование изобретения позволяет повысить эффективность очистки забоя и надежность работы ловителя. Недостатком гидромагнитного фрезер-ловителя является сложность конструкции

Известен фрезер пакеров по патенту РФ на изобретение 93044118. Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано для разрушения пакеров, захвата и подъема на поврехность компоновки труб, соединенных пакером. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Фрезер пакеров состоит из периферийного и направляющего режущих инструментов, соединенных с полым корпусом, и механизма захвата призабойной компоновки труб, соединенных с пакером. Пакер разрушают инструментом без подачи промывочной жидкости в бурильные трубы. Далее включают подачу промывочной жидкости, и под действием перепада давления захватные лепестки механизма захвата раздвигаются и выходят за габарит внутреннего канала пакера. При подъеме пакера извлекается остаток пакера и призабойная компоновка труб. Недостатком фрезера пакеров является сложность конструкции и низкая надежность.

Известен фрезер пилотный по патенту РФ на полезную модель 113535. Фрезер пилотный, состоит из цилиндрического корпуса, верхний конец которого оснащен резьбой для присоединения к колонне бурильных труб, направляющего штока, при этом цилиндрический корпус и направляющий шток выполнены с промывочными отверстиями, режущих элементов, размещенных на цилиндрическом корпусе и направляющем штоке, отличающийся тем, что он снабжен лезвиями, расположенными в нижней части цилиндрического корпуса, причем режущие элементы, размещенные на цилиндрическом корпусе, напаяны на лезвия и выполнены в виде пластин ступенчатого типа, между лезвиями расположен композиционный твердосплавный материал, выполненный из калиброванной карбидо-вольфрамовой крошки в связке с припоем, при этом режущие элементы, равномерно размещенные на нижней части направляющего штока, выполнены в виде спиральных наплавок. Недостатком фрезера пилотного является сложность его конструкции.

Известен фрезер по патенту РФ на полезную модель 34620. Фрезер, включает цилиндрический корпус с промывочными отверстиями, верхний конец которого имеет резьбу для присоединения к колонне бурильных труб, режущий инструмент с режущими элементами, отличающийся тем, что режущие элементы выполнены с износостойкими пластинами с обеспечением ступенчатого вырезания окна, фрезер дополнительно содержит вспомогательную оснастку, упорные и центрирующие вставки, а вспомогательная оснастка выполнена с основными режущими элементами или направляющей. Режущие элементы выполнены сменными, легко перезатачиваемыми на обычном оборудовании. Недостатком фрезера является быстрый износ режущих элементов и низкая эффективность при бурении.

Известен раздвижной фрезер по патенту РФ на изобретение 2090737. Изобретение относится к раздвижным буровым инструментам, а именно к раздвижным фрезерам, предназначенным для прорезки окон в обсадной колонне. Сущность изобретения: в раздвижном фрезере, содержащем корпус с прикрепленными к нему на шарнирах лапами, шпиндель своим верхним концом присоединен к нижнему концу бурильных труб. Опорная поверхность выступов выполнена под углом к оси шпинделя. Приводится математическая зависимость, учитывающая коэффициент f трения внутренней поверхности лапы об опорную поверхность выступа шпинделя, угол наклона боковой режущей поверхности лап в раздутом положении к продольной оси корпуса и геометрические параметры конструкции фрезера. Использование изобретения повышает надежность работы подвижного фрезера за счет устранения возможности его заклинивания в скважине при подъеме. Недостатком раздвижного фрезера является его низкая надежность.

Известен фрезер забойный по патенту РФ на изобретение 2089715 Изобретение относится к ликвидации аварий в бурящихся и эксплуатируемых скважинах путем фрезерования аварийных металлических предметов, фрезер забойный включает цилиндрический корпус с промывочными отверстиями, верхний конец которого имеет резьбу для присоединения к колонне бурильных труб. Нижний конец корпуса армирован рядами твердосплавных резцов в виде пластин с оптимальными углами резания и задними углами. Пластины размещены в связке в несколько слоев, каждый из которых содержит N радиально расходящихся рядов. Ряды выше - и нижележащих слоев смещены в плане друг относительно друга на угол, равный 360/2N градусам. Использование изобретения повышает эффективность работы фрезера за счет оптимизации процесса резания. Недостатком фрезера забойного является быстрый износ режущих элементов и низкая эффективность при бурении.

Известен фрезер забойный по патенту РФ на полезную модель 111882 (прототип). Фрезер забойный, включает цилиндрический корпус с промывочными отверстиями на нижнем торце, верхний конец которого оснащен резьбой для присоединения к колонне бурильных труб, а нижний армирован рядами твердосплавных резцов, отличающийся тем, что он снабжен лезвиями, расположенными в нижней части цилиндрического корпуса, при этом твердосплавные резцы напаяны на лезвия, причем твердосплавные резцы выполнены в виде пластин ступенчатого типа, между лезвиями расположен композиционный твердосплавный материал, выполненный из калиброванной карбидо-вольфрамовой крошки в связке с припоем. Фрезер забойный снабжен стабилизаторами, расположенными в средней части цилиндрического корпуса. Фрезер забойный снабжен дополнительными промывочными отверстиями, расположенными в нижней части цилиндрического корпуса между лезвиями.

Решение указанных задач достигнуто за счет того, что фрезер забойный содержит цилиндрический корпус верхний конец которого выполнен с резьбой для присоединения к колонне бурильных труб а на нижнем расположены лезвия покрытые твердосплавным материалом, между ними на нижнем торце выполнены промывочные отверстия, лезвия выполнены Г-образной формы и установлены длинными полками в открытых в сторону торца пазах выполненных на боковой поверхности корпуса таким образом чтобы короткие полки каждого лезвия заходили на торец корпуса, короткая полка каждого лезвия выполнена с тремя ступеньками высота которых уменьшается в сторону резания и у верхней и средней ступеньки снижается под углом по краям, нижняя ступенька совпадает с нижним торцом корпуса, на средней ступеньке расположены зубья выполненные из твердого сплава и имеющие форму усеченного конуса направленного большим диаметром в сторону вращения фрезера, причем зубья выступают над верхней ступенькой которая покрыта колотой крошкой твердого сплава. Лезвия закреплены в пазах корпуса сваркой. Лезвия выполнены из металла более устойчивого к абразивному износу чем корпус. Отверстия для промывки выполнены под углом к продольной оси корпуса и выходят на торец перед зубьями закрепленными на лезвии. Зубья выполнены из карбида вольфрама. В качестве материала для покрытия верхних ступенек использована карбидо-вольфрамовая крошка с латунным припоем. На боковой поверхности лезвий выполнены отверстия в которые запрессованы зубцы из твердосплавного сплава. Отверстия на боковой поверхности лезвий выполнены в два ряда в шахматном порядке. Зубцы выполнены из карбида вольфрама.

Предложенное техническое решение обладает новизной и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями полезной модели. Новизна технического решения подтверждается проведенными патентными исследованиями. Промышленная применимость обусловлена тем, что при изготовлении фрезера забойного применяются недефицитные материалы и известные технологии.

Сущность полезной модели поясняется на фиг.13, где:

на фиг.1 приведен фрезер забойный разрез А-А,

на фиг.2 приведен вид со стороны нижнего торца на промывочные отверстия и лезвия фрезера забойного, твердосплавные зубья и покрытие верхних ступенек лезвий не показаны,

на фиг.3 приведен вид сбоку,

на фиг.4 приведен вид лезвия Г-образной формы.

Фрезер забойный состоит из цилиндрического корпуса 1 верхний конец которого выполнен с резьбой 2 для присоединения к колонне бурильных труб а на нижнем расположены лезвия 3 покрытые твердосплавным материалом, между ними на нижнем торце 4 выполнены промывочные отверстия 5, лезвия 3 выполнены Г-образной формы и установлены длинными полками 6 в открытых в сторону торца пазах 7 выполненных на боковой поверхности 8 корпуса 1 таким образом чтобы короткие полки 9 каждого лезвия 3 заходили на торец 4 корпуса 1, короткая полка 9 каждого лезвия 3 выполнена с тремя ступеньками 10, 11, 12 высота которых уменьшается в сторону резания и у верхней 10 и средней ступеньки 11 снижается под углом и ₁ по краям, нижняя ступенька 12 совпадает с нижним торцом 4 корпуса 1, на средней ступеньке 11 расположены зубья 13 выполненные из твердого сплава и имеющие форму усеченного конуса направленного большим диаметром 14 в сторону вращения фрезера, причем зубья 13 выступают над верхней ступенькой 10 которая покрыта колотой крошкой твердого сплава 15. Лезвия 3 закреплены в пазах 7 корпуса 1 сваркой. Лезвия 3 выполнены из металла более устойчивого к абразивному износу чем корпус 1. Отверстия для промывки 5 выполнены под углом к продольной оси корпуса 1 и выходят на торец 4 перед зубьями 13 закрепленными на лезвии 3. Зубья 13 выполнены из карбида вольфрама. В качестве материала для покрытия верхних ступенек 10 использована карбидо-вольфрамовая крошка латунным припоем. На боковой поверхности 16 лезвий 3 выполнены отверстия 17 в которые запрессованы зубцы 18 из твердосплавного сплава. Отверстия 17 на боковой поверхности 16 лезвий 3 выполнены в два ряда в шахматном порядке. Зубцы 18 выполнены из карбида вольфрама.

Фрезер забойный работает следующим образом. Фрезер забойный крепится на резьбе 2 к колонне буровых труб и спускается в скважину. Включается промывка. Буровой раствор проходит по колонне буровых труб и через промывочные отверстия 5 выполненные в корпусе 1 поступает на забой. Фрезер приводится во вращение ротором или забойным двигателем, зубья 13 выполненные из твердого сплава и имеющие форму усеченного конуса направленного большим диаметром 14 в сторону вращения фрезера начинают разрушать песчаную пробку, при этом нагрузка передается на вертикальную площадку между средней ступенькой 11 и верхней ступенькой 10 лезвия 3. Металлические предметы попавшие в скважину разрушаются колотой крошкой твердого сплава 15 которой покрыты верхние ступеньки 10 лезвий 3. Буровой раствор подается через промывочные отверстия 5 на зубья 13 под углом , что обеспечивает интенсивную промывку и охлаждение твердосплавных зубьев. Зубцы 18 расположенные на боковой поверхности 16 лезвий 3 обеспечивают калибровку диаметра скважины и предохраняют лезвия 3 от абразивного износа.

Применение полезной модели позволило:

1. Повысить эффективность бурения.

2. Обеспечить интенсивную промывку и охлаждение твердосплавных зубьев фрезера забойного.

3. Снизить нагрузки возникающие на соединяющем твердосплавные зубья с лезвием припое.

4. Предотвратить отделение зубьев от лезвия.

5. Повысить надежность фрезера забойного.

6. Снизить износ режущих элементов.

7. Снизить время разбуривания песчаных пробок, и фрезерования металлических предметов, находящихся на забое скважины.

8. Снизить время разбуривания технологической оснастки обсадной колонны.

1. Фрезер забойный, включающий цилиндрический корпус, верхний конец которого выполнен с резьбой для присоединения к колонне бурильных труб, а на нижнем расположены лезвия, покрытые твердосплавным материалом, между ними на нижнем торце выполнены промывочные отверстия, отличающийся тем, что лезвия выполнены Г-образной формы и установлены длинными полками в открытых в сторону торца пазах, выполненных на боковой поверхности корпуса таким образом, чтобы короткие полки каждого лезвия заходили на торец корпуса, короткая полка каждого лезвия выполнена с тремя ступеньками, высота которых уменьшается в сторону резания и у верхней и средней ступеньки снижается под углом по краям, нижняя ступенька совпадает с нижним торцом корпуса, на средней ступеньке расположены зубья, выполненные из твердого сплава и имеющие форму усеченного конуса, направленного большим диаметром в сторону вращения фрезера, причем зубья выступают над верхней ступенькой, которая покрыта колотой крошкой твердого сплава.

2. Фрезер забойный по п.1, отличающийся тем, что лезвия закреплены в пазах корпуса сваркой.

3. Фрезер забойный по п.1, отличающийся тем, что лезвия выполнены из металла, более устойчивого к абразивному износу, чем корпус.

4. Фрезер забойный по п.1, отличающийся тем, что отверстия для промывки выполнены под углом к продольной оси корпуса и выходят на торец перед зубьями, закрепленными на лезвии.

5. Фрезер забойный по п.1, отличающийся тем, что зубья выполнены из карбида вольфрама.

6. Фрезер забойный по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала для покрытия верхних ступенек использована карбидовольфрамовая крошка с латунным припоем.

7. Фрезер забойный по п.1, отличающийся тем, что на боковой поверхности лезвий выполнены отверстия, в которые запрессованы зубцы из твердосплавного сплава.

8. Фрезер забойный по п.1, отличающийся тем, что отверстия на боковой поверхности лезвий выполнены в два ряда в шахматном порядке.

9. Фрезер забойный по п.1, отличающийся тем, что зубцы выполнены из карбида вольфрама.