КОЛЬЦЕВОЙ ФРЕЗЕР Российский патент 1997 года по МПК E21B29/00 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для восстановления и ремонта скважин методом фрезерования аварийных объектов.

Известен фрезер, содержащий корпус, под дном которого установлен разрушающий элемент режуще-истирающего типа [1] Однако указанный фрезер имеет невысокую величину проходки и недостаточно надежен в работе.

Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому устройству является кольцевой фрезер, включающий корпус с присоединительной резьбой, режуще-истирающим элементом и промывочными каналами на нижнем торце и пазами на внутренней и внешней поверхности корпуса [2] Данная конструкция, однако, также не обеспечивает необходимую величину проходки и надежность работы, что обусловлено неэффективной промывкой при офрезеровании аварийных объектов, приводящей к заклиниванию инструмента, и недостаточной прочностью корпуса.

Задачей изобретения является повышение надежности работы и величины проходки.

Это задача решается за счет того, что в отличие от вышеуказанного известного кольцевого фрезера в предлагаемой конструкции пазы на внутренней поверхности корпуса выполнены параллельно и перпендикулярно его оси, причем в нижней части продольных пазов размещены жестко связанные с корпусом опорные вставки, на которых закреплен режуще-истирающий элемент, а боковые продольные пазы на внешней поверхности корпуса выполнены с расширяющейся верхней частью.

При этом продольные боковые пазы на внешней поверхности корпуса могут быть выполнены наклонными к его образующей, а торцевые промывочные радиальные каналы могут быть выполнены криволинейными.

Технический результат изобретения заключается в том, что выполнение пазов на внутренней поверхности корпуса фрезера предложенным образом повышает эффективность промывки, обеспечивает турбулентность потока и кавитации, улучшает вынос стружки наружу, предотвращая тем самим налипание продуктов разрушения на режущую часть и заклинивание инструмента.

Кроме того, грани этих пазов облегчают офрезеровывание аварийного объекта снаружи, увеличивают скорость проходки. Выполнение наружных боковых пазов с расширяющейся верхней частью также облегчает отвод стружки, цемента, разрушенной горной породы промывочной жидкостью. Закрепление режуще-истирающего элемента на опорных вставках, размещенных в нижней части продольных пазов на внутренней поверхности корпуса, обеспечивает создание монолитного корпуса, упрощает технологию создания продольных пазов на внутренней поверхности. В случае выполнения продольных пазов на внешней поверхности корпуса наклонными улучшаются условия резания, увеличивается ресурс работы фрезера, повышается надежность его в эксплуатации.

Выполнение торцевых промывочных радиальных каналов криволинейными также улучшает условия резания, делает его плавным, безударным, за счет чего повышается скорость резания и долговечность фрезера.

На фиг. 1 представлен кольцевой фрезер в продольном сечении, на фиг.2 - вид А фиг.1, на фиг.3 вид Б фиг.1, на фиг.4 вид В фиг.1.

Фрезер включает корпус 1 с режуще-истирающим элементом 2 на нижнем торце и присоединительной резьбой 3. На внутренней поверхности корпуса 1 выполнены продольные параллельные оси корпуса 1 пазы 4 и кольцевые перпендикулярные оси корпуса пазы 5. В нижней части пазов 4 размещены опорные вставки 6, жестко связанные с корпусом 1, например, пайкой или сваркой.

Вставки 6 представляют собой элемент конструкции, повторяющий и дополняющий внутренние и наружные формы корпуса 1, выполненные из твердого сплава, например, типа ВК. Элемент 2 закреплен на вставках 6, как на торце корпуса.

На наружной поверхности корпуса 1 выполнены продольные пазы 7 с расширяющейся верхней частью 8 (фиг. 3) и торцевые промывочные радиальные каналы 9 (фиг. 4).

Кольцевой фрезер работает следующим образом. Фрезер спускают на бурильной колонне на аварийную прихваченную трубу (бурильную, насосно-компрессорную, насосную штангу или круглый предмет), захватывая и пропуская ее внутрь. С помощью бурильной колонны вращают фрезер, создавая осевое усилие на фрезер в сторону аварийной колонны. Фрезер элементом 2 бурит породу и посторонние металлические предметы вокруг аварийной трубы и одновременно обуривает аварийную трубу. При этом внутренние зубья (выступы), которые образованы продольными 4 и кольцевыми 5 пазами, снимают с наружной поверхности аварийной трубы налипший шлам или часть металла, создавая заданный размер наружного диаметра аварийной трубы для последующего захвата ее ловильным инструментом. При офрезеровании аварийной трубы через внутреннюю полость фрезера прокачивают промывочною жидкость. При прохождении жидкости через кольцевые пазы 5 возникает кавитация. При разрыве возникших пузырьков воздуха на режущих поверхностях режущего элемента 2 от микроударов эти поверхности очищаются от налипшей стружки и улучшают процесс резания. Стружка и шлам выносятся через торцевые каналы 9 и наружные продольные пазы 7 от забоя вверх.

При достижении расширения 8 в наружном продольном пазу 7 раствор со стружкой и шламом растекается в полости расширения и выходит из нее вверх в пространство между корпусом и обсадной колонной. За счет расширения 8 облегчается выход раствора со шламом вверх.

Фрезерование производится на заданную глубину, необходимую для захвата ловильного инструмента. После этого поднимают фрезер на дневную поверхность.

Использование: изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для восстановления и ремонта скважин методом фрезерования аварийных объектов. Сущность изобретения: на внутренней поверхности корпуса фрезера выполнены пазы, перпендикулярные и параллельные его продольной оси. В нижней части продольных пазов размещены жестко связанные с корпусом опорные вставки. На опорных вставках закреплен режуще-истирающий элемент. На внешней поверхности корпуса выполнены боковые продольные пазы с расширяющейся верхней частью. На нижнем торце корпуса имеются промывочные радиальные каналы. Предлагаемая конструкция фрезера обеспечивает эффективную промывку при офрезеровании аварийных объектов, позволяют создать монолитный корпус, что в итоге повышает надежность фрезера и увеличивает проходку. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Кольцевой фрезер, содержащий корпус с присоединительной резьбой, режуще-истирающим элементом, промывочными радиальными каналами на нижнем торце и пазами на внутренней и внешней поверхностях корпуса, отличающийся тем, что пазы на внутренней поверхности корпуса выполнены параллельно и перпендикулярно его продольной оси, причем в нижней части продольных пазов размещены жестко связанные с корпусом опорные вставки, на которых закреплен режуще-истирающий элемент, а боковые продольные пазы на внешней поверхности корпуса выполнены с расширяющейся верхней частью. 2. Фрезер по п.1, отличающийся тем, что боковые продольные пазы на внешней поверхности корпуса выполнены наклонными к ее образующей. 3. Фрезер по п.1, отличающийся тем, что промывочные радиальные каналы на нижнем торце корпуса выполнены криволинейными.