ФРЕЗЕР ЗАБОЙНЫЙ Российский патент 1997 года по МПК E21B29/00 

Изобретение относится к ликвидации аварий в бурящихся и эксплуатируемых скважинах путем фрезерования аварийных металлических предметов.

Известен забойный фрезер, принятый за аналог, включающий цилиндрический корпус, верхний конец которого имеет резьбу для присоединения к колонне бурильных труб, а нижний армирован композиционным твердосплавным материалом, представляющим собой крошку дробленого твердого сплава в связке с припоем [1]
Недостатком фрезера является низкая механическая скорость фрезерования, так как зерна твердого сплава имеют произвольную форму, закреплены в связке неориентировано, и поэтому они взаимодействуют с фрезеруемым объектом под различными углами резания, вследствие чего фрезеруемый объект разрушается только поверхностным изнашиванием и микрорезанием.

Известен забойный фрезер, принятый за прототип, включающий цилиндрический корпус, верхний конец которого имеет резьбу для присоединения к колонне бурильных труб, а нижний армирован рядами твердосплавных резцов в виде пластин, которые взаимодействуют с фрезеруемым объектом под определенным углом резания [2]
Недостатком данного фрезера является невысокая стойкость, так как при работе такого фрезера по мере изнашивания резцов происходит падение скорости фрезерования и затем полная потеря фрезерующей способности.

Целью изобретения является повышение эффективности работы фрезера за счет оптимизации процесса резания.

это достигается тем, что 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. Пластины размещены в связке в несколько слоев, каждый из которых содержит N радиально расходящих рядов, причем ряды выше- и нижележащих слоев смещены в плане друг относительно друга на угол, равный 380/2N градусам.

Замена крошек дробленого твердого сплава продольной формы (по отношению к аналогу) на твердосплавные пластины с оптимальными углами резания и задним углом позволяет увеличить эффективность процесса резания и перейти от поверхностного изнашивания и микрорезания поверхности фрезеруемого объекта к резанию, а положение рядов твердосплавных пластин в несколько слоев (относительно прототипа) позволяет реализовать эффект самозатачивания, когда по мере износа режущей крошки очередного слоя в контакт с поверхностью фрезеруемого объекта вступают новые ряды режущих элементов, что ведет к повышению эффективности работы фрезера.

Из техники обработки металлов резанием известно, что оптимальные значения угла резания лежат в пределах альфа (+30) (-10)^o, а заднего угла бета 5 15^o.

Таким образом, можно сделать вывод о соответствии изобретения критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

На фиг. 1 показан фрезер; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Фрезер состоит из корпуса 1 с промывочными отверстиями 2. Верхний конец корпуса имеет резьбу для присоединения к колонне бурильных труб. Нижний конец корпуса армирован композиционным твердосплавным материалом, состоящим из нескольких слоев, в каждом из которых содержится N радиально расходящихся рядов твердосплавных пластин 3 с углом резания (+30) (-10)^o и задним углом 5 15^o, находящихся в связке 4, причем ряды выше- и нижележащего слоев смещены в плане друг относительно друга на угол, равный 360/2N градусам.

Работа фрезера осуществляется следующим образом. Фрезер присоединяется к колонне бурильных труб и спускается в скважину. К фрезеру прикладывается осевая нагрузка и вращающий момент с одновременной подачей промывочной жидкости. Ряды твердосплавных пластин 3 начинают срезать слой металла с фрезеруемого объекта. После износа и выкрашивания верхнего слоя композиционного материала в работу вступают элементы вооружения нижележащего слоя и процесс повторяется.

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. 2 ил.

Фрезер забойный, включающий 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 задними углами, отличающийся тем, что ряды пластин выполнены радиально расходящимися и 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^o.