ФРЕЗЕР ПИЛОТНЫЙ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначена для восстановления и ремонта скважин методом фрезерования аварийных объектов.
Известен фрезер пилотный, состоящий 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 (Гасанов А.П. «Восстановление аварийных скважин», - М.:Недра, 1983, с. 110).
Недостатком известного фрезера является невысокая эффективность его работы из-за того, что режущие элементы, размещенные на торце цилиндрического корпуса и на торце направляющего штока, выполнены в виде коронок, армированных износостойким композиционным материалом, что обеспечивает разрушение фрезеруемого объекта только поверхностным изнашиванием. Соответственно, механическая скорость фрезерования низкая, и необходимая величина проходки не обеспечивается.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является фрезер пилотный, состоящий 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 (Каталог ЗАО «СибТрейдСервис», 2010г., стр. 53).
Недостатком данного устройства является его невысокая стойкость, так как наличие в конструкции режущих элементов, размещенных на цилиндрическом корпусе, в виде пластин с гладкой поверхностью, и режущих элементов, размещенных на направляющем штоке, в виде вставок из быстрорежущей стали, предусматривает фрезерование только легкосплавных труб или труб группы прочности Д. Следовательно, устройство не может использоваться для разбуривания цементного камня и зацементированных металлических предметов. К тому же, при фрезеровании аварийного инструмента существует большая вероятность заклинивания режущей вставки, размещенной на нижнем торце направляющего штока, и нарушение работы механизма.
Задача заключается в повышении стойкости фрезера и эффективности его работы.
Технический результат достигается за счет того, что фрезер пилотный, состоящий 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, согласно полезной модели, 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.
Преимуществом предлагаемой конструкции является то, что наряду с режущими элементами, размещенными на цилиндрическом корпусе и напаянными на лезвия, между этими лезвиями расположен композиционный твердосплавный материал, выполненный из калиброванной карбидо-вольфрамовой крошки в связке с припоем, то есть присутствуют как режущие, так и истирающие элементы. Такое выполнение повышает стойкость данной конструкции и позволяет применять его при фрезеровании аварийных объектов, выполненных из материалов высокой прочности, а также для разбуривания цементного камня и зацементированных металлических предметов.
В отличие от прототипа, использующего пластины с гладкой поверхностью, в предлагаемой полезной модели режущие элементы, размещенные на цилиндрическом корпусе, выполнены в виде пластин ступенчатого типа, благодаря чему реализуется эффект самозатачивания, так как при износе или сломе верхней ступени пластины фрезерование осуществляется нижней ступенью с тем же оптимальным углом резания, что повышает стойкость фрезера. В процессе фрезерования происходит постоянный облом металлической стружки на мелкие части, которые затем легко удаляются с забоя при циркуляции промывочной жидкости, что снижает до минимума применение специальных буровых растворов. Предложенное конструктивное решение обеспечивает максимальную скорость проходки и увеличенную продолжительность фрезерования.
Преимуществом полезной модели является то, что режущие элементы, равномерно размещенные на нижней части направляющего штока, выполнены в виде спиральных наплавок, что обеспечивает непрерывный круговой контакт со стенками аварийного объекта, центровку фрезера и его оптимальную работу, а также предохраняет инструмент от заклинивания и других осложнений. Кроме того, рабочая площадь спиральных наплавок значительно больше, чем рабочая площадь режущей вставки, размещенной на нижнем торце направляющего штока прототипа. Это повышает эффективность работы фрезера.
Помимо этого, в предлагаемой полезной модели лезвия, расположенные в нижней части цилиндрического корпуса, на которые напаяны режущие элементы в виде пластин ступенчатого типа, оплавлены износостойким материалом и выполняют функцию стабилизаторов, обеспечивая центрацию фрезера, погашая его вибрацию и предотвращая повреждение внешней обсадной колонны, что повышает эффективность работы данного устройства.
На Фиг.1, 2 изображен общий вид фрезера пилотного.
Фрезер пилотный состоит из цилиндрического корпуса 1, верхний конец которого имеет резьбу 2 для присоединения к колонне бурильных труб (на Фиг. не показана), и направляющего штока 3. Цилиндрический корпус 1 и направляющий шток 3 выполнены с промывочными отверстиями 4. В нижней части цилиндрического корпуса 1 расположены лезвия 5, на которые напаяны режущие элементы в виде пластин ступенчатого типа 6. Между лезвиями 5 расположен композиционный твердосплавный материал 7, выполненный из калиброванной карбидо-вольфрамовой крошки в связке с припоем. В нижней части 8 направляющего штока 3 равномерно размещены режущие элементы в виде спиральных наплавок 9, выполненные, например, из карбидо-вольфрамовой крошки.
Устройство работает следующим образом.
Фрезер пилотный присоединяется с помощью резьбы 2 к колонне бурильных труб (на Фиг. не показана) и спускается в скважину. К фрезеру прикладывается осевая нагрузка и вращающий момент с одновременной подачей промывочной жидкости. При фрезеровании нижняя часть 8 направляющего штока 3 с размещенными на нем режущими элементами в виде спиральных наплавок 9, заходя в аварийный объект, обеспечивает центровку фрезера и предохраняет инструмент от заклинивания и других осложнений. Режущие элементы в виде пластин ступенчатого типа 6, размещенные на цилиндрическом корпусе 1, срезают слой металла с фрезеруемого объекта, причем в процессе фрезерования происходит постоянный облом металлической стружки на мелкие части, которые затем легко удаляются с забоя при интенсивной циркуляции промывочной жидкости, осуществляемой через промывочные отверстия 4. Разрушение цементного камня и зацементированных металлических предметов достигается в процессе их истирания композиционным твердосплавным материалом 7, расположенным между лезвиями 5 и выполненным из калиброванной карбидо-вольфрамовой крошки в связке с припоем. При этом лезвия 5, выполняющие роль стабилизаторов, обеспечивают центрацию фрезера и гасят его вибрацию, предотвращая повреждение внешней обсадной колонны.
Таким образом, выполнение предлагаемой полезной модели с вышеуказанными отличительными признаками в совокупности с известными признаками позволяет получить фрезер пилотный с повышенной стойкостью и повышенной эффективностью его работы.