ФРЕЗЕР ПИЛОТНЫЙ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначена для фрезерования верхних концов насосно-компрессорных, бурильных и обсадных труб с целью обеспечения захватывания их ловильным инструментом, а также для фрезерования муфт, замков, хвостовиков, пакеров при проведении ремонтно-восстановительных работ в нефтяных, газовых и геологоразведочных скважинах.
Известен фрезер забойный по патенту РФ на полезную модель №119386. Фрезер забойный включает 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 карбидовольфрамовая 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. Недостатком фрезера забойного являются низкие технологические возможности.
Известен фрезер колонный по патенту РФ на полезную модель №125619. Фрезер колонный состоит из цилиндрического корпуса с конической нижней частью и присоединительной резьбой для крепления к колонне бурильных труб, на корпусе вдоль его оси на конической и частично на цилиндрической поверхностях расположены зубья, внутри корпуса выполнена открытая со стороны присоединительной резьбы полость, с которой соединены промывочные отверстия, выходящие под углом между зубьями на коническую поверхность корпуса, причем промывочные отверстия выполнены ступенчатыми, с большим диаметром в сторону конической поверхности корпуса и в них установлены и зафиксированы от осевого смещения защитные втулки из устойчивого к абразивному износу материала. Наружный диаметр защитной втулки меньше или равен большему диаметру промывочного отверстия. Внутренний диаметр защитной втулки меньше или равен меньшему диаметру промывочного отверстия. Длина защитной втулки меньше длины большего диаметра промывочного отверстия. Защитная втулка выполнена из твердого сплава. Защитная втулка зафиксирована от осевого перемещения запрессовкой. Защитная втулка зафиксирована от осевого перемещения кольцевой наплавкой, выполненной композиционным материалом. Защитная втулка зафиксирована от осевого перемещения стопорным кольцом. Стопорное кольцо установлено в кольцевой проточке, выполненной в большем диаметре промывочного отверстия перед защитной втулкой. Стопорное кольцо установлено в кольцевой проточке, выполненной в большем диаметре промывочного отверстия и на наружном диаметре защитной втулки. Недостатком фрезера колонного является отсутствие возможности адаптации фрезера к условиям бурения.
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. Недостатком гидромагнитного фрезера-ловителя является его низкая эффективность при ликвидации аварий.
Известен фрезер забойный по патенту РФ на полезную модель №111882. Фрезер забойный, включающий 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. Недостатком фрезера забойного являются низкие технологические возможности.
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, 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 отсутствие возможности его адаптации к условиям бурения.
Известен фрезер забойный по патенту РФ на изобретение №2089715. Использование: 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 его низкая эффективность при ликвидации аварий.
Известен фрезер пилотный по патенту РФ на полезную модель №113535 (прототип). 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, 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 являются низкие технологические возможности.
Задачей создания полезной модели является расширение технологических возможностей за счет изменения пилотной части фрезера, направляющего штока, в зависимости от условий бурения.
Решение указанных задач достигнуто за счет того, что фрезер пилотный состоит из цилиндрического корпуса, на верхнем торце которого выполнена резьба для соединения с колонной бурильных труб, а на нижнем направляющий шток, в корпусе и в направляющем штоке выполнены промывочные отверстия, при этом на боковой и торцевой поверхностях корпуса и на нижней части направляющего штока установлены режущие элементы, причем направляющий шток выполнен сменным и герметично соединен с корпусом резьбой. Резьба соединяющая направляющий шток с корпусом выполнена конусной. Направляющий шток выполнен с упорным буртом и уплотнен относительно корпуса. Нижняя часть направляющего штока, с установленными режущими элементами, может быть выполнена в виде конуса. Нижняя часть направляющего штока, с установленными режущими элементами, может быть выполнена в виде цилиндра. Нижняя часть направляющего штока, с установленными режущими элементами, может быть выполнена в виде усеченного конуса. Для смены направляющего штока на его поверхности выполнена фрезеровка под ключ.
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 пилотного применяются недефицитные материалы и известные технологии.
Сущность полезной модели поясняется на фиг. 1…3, где:
На фиг. 1 приведен фрезер пилотный с нижней частью направляющего штока, выполненной в виде конуса.
На фиг. 2 приведен фрезер пилотный с нижней частью направляющего штока, выполненной в виде цилиндра.
На фиг. 3 приведен фрезер пилотный с нижней частью направляющего штока, выполненной в виде усеченного конуса.
Фрезер пилотный состоит из цилиндрического корпуса 1, на верхнем торце 2 которого выполнена резьба 3 для соединения с колонной бурильных, а на нижнем 4 направляющий шток 5, в корпусе 1 и в направляющем штоке 5 выполнены промывочные отверстия 6 и 7, при этом на боковой 8 и торцевой 9 поверхностях корпуса 1 и на нижней части направляющего штока 10 установлены режущие элементы, причем направляющий шток 5 выполнен сменным и герметично соединен с корпусом резьбой 11. Резьба 11 соединяющая направляющий шток 5 с корпусом 1 выполнена конусной. Направляющий шток 5 выполнен с упорным буртом 12 и уплотнен относительно корпуса уплотнителем 13. Нижняя часть направляющего штока 10, с установленными режущими элементами, может быть выполнена в виде конуса 14. Нижняя часть направляющего штока 10, с установленными режущими элементами, может быть выполнена в виде цилиндра 15. Нижняя часть направляющего штока 10, с установленными режущими элементами, может быть выполнена в виде усеченного конуса 16. Для смены направляющего штока, на его поверхности выполнена фрезеровка 17 под ключ.
Фрезер пилотный работает следующим образом. Корпус 1 кольцевого фрезера соединяют присоединительной резьбой 3 с колонной труб и спускают в интервал, в котором произошла поломка трубы или были оставлены на забое посторонние предметы. Включают буровые насосы и с помощью бурильной колонны или забойного двигателя (на фиг. не показаны) вращают кольцевой фрезер, разгружая колонну на забой и создавая необходимую осевую нагрузку. При этом нижняя часть направляющего штока 10, с установленными режущими элементами, конусом 14 входит в сломанную трубу и центрует фрезер. Фрезер режуще-истирающим покрытием, нанесенным на нижнюю часть направляющего штока 10 разрушает породу которая находится внутри сломанной трубы, а нижний торец 4 фрезерует поверхность трубы в месте слома. Порода и металлическая стружка выносится потоком промывочной жидкости, поступающей через промывочные отверстия 6 и 7 на поверхность. После фрезеровки торца, труба может быть захвачена ловильным инструментом. Фрезер пилотный может быть использован для фрезерования труб НКТ, бурильных труб, муфт, замков, хвостовиков, пакеров при проведении ремонтно-восстановительных работ в нефтяных, газовых и геологоразведочных скважинах. Для перехода от одного вида фрезеровки к другому, направляющий шток 5 за поверхности отфрезерованные под ключ 17, отворачивают от корпуса 1 и на его место устанавливают направляющий шток 5 с необходимой формой нижней части 10.
Применение полезной модели позволило:
1. Адаптировать фрезер пилотный к условиям бурения.
2. Повысить ресурс работы фрезера пилотного.
3. Повысить эффективность работы фрезера пилотного.
4. Сцентрировать фрезер пилотный в скважине относительно оборванной трубы.
5. Расширить технологические возможности фрезера пилотного.
6. Быстро заменять направляющий шток.