ФРЕЗЕР ЗАБОЙНЫЙ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначена для восстановления и ремонта скважин методом фрезерования аварийных объектов.
Известен забойный фрезер, включающий цилиндрический корпус с промывочными отверстиями на нижнем торце, верхний конец которого оснащен резьбой для присоединения к колонне бурильных труб, а нижний армирован композиционным твердосплавным материалом, представляющим собой крошку дробленого твердого сплава в связке с припоем (Гасанов А.П. «Восстановление аварийных скважин», - М.:Недра, 1983, с.98).
Недостатком известного фрезера является низкая эффективность его работы из-за невозможности обеспечения качественной очистки забоя скважины от металлического шлама, так как через промывочные отверстия, расположенные только на фрезерующем торце корпуса, осуществляется неэффективная промывка забоя. Недостатком является и низкая механическая скорость фрезерования, так как данная конструкция разрушает фрезеруемый объект только поверхностным изнашиванием, соответственно, не обеспечивается необходимая величина проходки.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является 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 (Патент RU 2089715, МПК Е21В 29/00, публ. 1997 г.).
Недостатком данного устройства является его невысокая стойкость, так как наличие в конструкции только твердосплавных резцов в виде пластин с гладкой поверхностью предусматривает фрезерование легкосплавных труб или труб группы прочности Д. К тому же, при сколе аварийной бурильной трубы необходимо предварительное ее фрезерование торцевым забойным фрезером, армированным композиционным твердосплавным материалом, представляющим собой крошку дробленого твердого сплава в связке с припоем, для истирания скола и подготовки поверхности аварийного инструмента, что требует значительных расходов на спуско-подъемные операции, особенно на значительную глубину.
Недостатком является и низкая эффективность промывки забоя скважины, обусловленная тем, что промывочные отверстия расположены только на нижнем торце корпуса.
Задача заключается в повышении стойкости фрезера и эффективности его работы.
Технический результат достигается за счет того, что 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, согласно полезной модели, снабжен лезвиями, расположенными в нижней части цилиндрического корпуса, при этом твердосплавные резцы напаены 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.
Кроме того, фрезер забойный снабжен стабилизаторами, расположенными в средней части цилиндрического корпуса.
Кроме того, фрезер забойный снабжен дополнительными промывочными отверстиями, расположенными в нижней части цилиндрического корпуса между лезвиями.
Преимуществом предлагаемой конструкции является то, что наряду с твердосплавными резцами, напаенными на лезвия, между этими лезвиями расположен композиционный твердосплавный материал, выполненный из калиброванной карбидо-вольфрамовой крошки в связке с припоем. Такое выполнение повышает стойкость данной конструкции и позволяет применять его при фрезеровании аварийных объектов, выполненных из материалов высокой прочности, а в случае скола аварийной бурильной трубы происходит истирание скола калиброванной карбидо-вольфрамовой крошкой, а затем фрезеровка рядами твердосплавных резцов, следовательно, отпадает необходимость привлечения дополнительного ловильного инструмента и затрат на спуско-подъемные работы.
В отличие от прототипа, использующего пластины с гладкой поверхностью, в предлагаемой полезной модели твердосплавные резцы 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.
Кроме того, в отличие от прототипа, предлагаемая конструкция снабжена стабилизаторами, расположенными в средней части цилиндрического корпуса, с износостойким покрытием, которые обеспечивают центрацию фрезера, гасят его вибрацию и предотвращают повреждение внешней обсадной колонны.
Кроме того, выполнение полезной модели таким образом, что помимо промывочных отверстий, расположенных на торцевой поверхности цилиндрического корпуса, дополнительные промывочные отверстия расположены в нижней части цилиндрического корпуса между лезвиями, дает возможность повысить эффективность промывки забоя скважины и охлаждения инструмента. Такое конструктивное решение устройства обеспечивает интенсивную циркуляцию рабочей жидкости и вынос с забоя металлического шлама, а также равномерный теплоотбор с рабочей поверхности фрезера.
В предлагаемой полезной модели лезвия, расположенные в нижней части цилиндрического корпуса, на которые напаены твердосплавные резцы, также оплавлены износостойким материалом и выполняют функцию стабилизаторов, что повышает эффективность работы данного устройства.
На Фиг.1 изображен общий вид фрезера забойного.
Фрезер забойный состоит из цилиндрического корпуса 1 с промывочными отверстиями 2 на нижнем торце 3. Верхний конец цилиндрического корпуса 1 имеет резьбу 4 для присоединения к колонне бурильных труб (на Фиг.1 не показана). Нижний конец цилиндрического корпуса 1 армирован рядами твердосплавных резцов 5 в виде пластин ступенчатого типа, которые напаены на лезвия 6, расположенные в нижней части цилиндрического корпуса 1. Между лезвиями 6 расположен композиционный твердосплавный материал 7, выполненный из калиброванной карбидо-вольфрамовой крошки в связке с припоем. В средней части цилиндрического корпуса 1 расположены стабилизаторы 8 с износостойким покрытием. В нижней части цилиндрического корпуса 1 между лезвиями 6 расположены дополнительные промывочные отверстия 9.
Устройство работает следующим образом.
Фрезер забойный присоединяется с помощью резьбы 4 к колонне бурильных труб (на Фиг.1 не показана) и спускается в скважину. К фрезеру прикладывается осевая нагрузка и вращающий момент с одновременной подачей промывочной жидкости. Ряды твердосплавных резцов 5 в виде пластин ступенчатого типа начинают срезать 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 2 на нижнем торце 3 цилиндрического корпуса 1 и дополнительные промывочные отверстия 9. При наличии скола аварийной бурильной трубы сначала происходит его истирание композиционным твердосплавным материалом 7, выполненным из калиброванной карбидо-вольфрамовой крошки в связке с припоем, и подготовка поверхности аварийного инструмента. Кроме того, для обеспечения центрации фрезера, гашения его вибрации и предотвращения повреждение внешней обсадной колонны устройство снабжено стабилизаторами 8. Кроме того, дополнительные промывочные отверстия 9 расположены в нижней части цилиндрического корпуса 1 между лезвиями 6, что дает возможность повысить эффективность промывки забоя скважины и охлаждения фрезера.
Таким образом, выполнение предлагаемой полезной модели с вышеуказанными отличительными признаками в совокупности с известными признаками позволяет получить фрезер забойный с повышенной стойкостью и повышенной эффективностью его работы.