RU123447U1 - MILLING TOOL - Google Patents

Abstract

Фрезерный инструмент, служащий для прорезания окна в обсадной колонне в буровой скважине, включающий полый корпус, в котором выполнен промывочный канал вдоль оси фрезы и промывочные отверстия в боковой части, торцевые и боковые лопастные рабочие поверхности, покрытые износоустойчивым режуще-истирающим покрытием, отличающийся тем, что нижняя торцевая часть выполнена в виде конуса с промывочными отверстиями и каналами, делящими торец на сектора, нижняя коническая торцевая часть переходит в коническую лопастную среднюю часть с меньшей конусностью, а верхняя часть корпуса имеет цилиндрическую форму со спиральными лопастями, переходящими с конической средней части.A milling tool used to cut a window in a casing in a borehole, including a hollow body in which a flushing channel is made along the axis of the cutter and flushing holes in the side part, end and side blade working surfaces covered with a wear-resistant cutting and abrasive coating, characterized in that that the lower end part is made in the form of a cone with flushing holes and channels dividing the end into sectors, the lower conical end part passes into a conical bladed middle part with a smaller taper, and the upper part of the body has a cylindrical shape with spiral blades passing from the conical middle part.

Description

Полезная модель относится к буровой технике, в частности к режущему инструменту, применяемому в комплекте с клином-отклонителем и может быть использована для вскрытия «окна» в обсадной колонне и забуривания в скважину нового ствола.The utility model relates to drilling equipment, in particular to a cutting tool used in conjunction with a deflecting wedge and can be used to open a “window” in the casing and drill a new hole into the well.

Известен фрезерный инструмент (Пустовойтенко И.П. Предупреждение и ликвидация аварий в бурении. М.: Недра, 1988, с.208, 209.), предназначенный для вскрытия «окна» в обсадной колонне при помощи клина-отклонителя. Инструмент - фрезер-райбер изготовлен комплектно по три (№1, 2 и 3) райбера, которые отличаются друг от друга габаритными размерами и диаметром, последовательно увеличивающимся от №1 к №3. Вначале «окно» прорезается наименьшим фрезером №1, а затем последующими спусками фрезеров №2 и 3 оно расширяется. Инструмент выполнен конусным с равномерным расширением к верху. Боковые поверхности инструмента имеют рабочие поверхности, на которые наплавлен твердый сплав. Рабочими являются только боконЫе поверхности инструмента.Known milling tool (Pustovoitenko IP Prevention and elimination of accidents in drilling. M .: Nedra, 1988, p.208, 209.), designed to open the "window" in the casing using a wedge diverter. The tool - milling-riber is made in complete sets of three (No. 1, 2 and 3) ribs, which differ from each other in overall dimensions and diameter, gradually increasing from No. 1 to No. 3. At first, the “window” is cut through by the smallest milling cutter No. 1, and then it expands with subsequent descents of the milling cutters No. 2 and 3. The tool is made conical with uniform expansion to the top. The side surfaces of the tool have working surfaces on which the hard alloy is welded. Only the side surfaces of the tool are working.

Недостатками известного фрезерного инструмента являются то, что инструмент работает комплектно, состоит из нескольких фрез, которые приходится приводить в действие, поочередно погружая их в скважину, а затем, поднимая на поверхность, что усложняет процесс эксплуатации, снижает производительность инструмента в целом; фрезерный инструмент металлоемок; инструмент не рассчитан на функцию спускового для установки клина-отклонгтеля в скважине, следовательно, необходимо применение стартовой фрезы; в фрезах №2 и 3 не предусмотрены промывочные отверстия, поэтому фрезы рассчитаны на работу, связанную с кратковременным действием на стенки сбсадной трубы, следовательно, для резания породы и забуривания в скважину нового бурового ствола инструмент не рассчитан.The disadvantages of the known milling tool are that the tool operates in its entirety, consists of several milling cutters that have to be driven, alternately immersing them in the well, and then raising them to the surface, which complicates the operation process, reduces the productivity of the tool as a whole; metal-consuming milling tool; the tool is not designed for the trigger function for installing the deflector wedge in the well, therefore, it is necessary to use a starting cutter; in mills No. 2 and 3 there are no flushing holes; therefore, the milling cutters are designed for work associated with a short-term action on the walls of an off-pipe, therefore, the tool is not designed for cutting rock and drilling into a well of a new drill stem.

Известен фрезерный инструмент (Пустовойтенко И.П. Предупреждение и ликвидация аварий в бурении. М.: Недра, 1988, с.213, 214.), представляющий собой комплекс, состоящий из фрезер-райбера пилотного и фрезер-долота. Фрезер-райбер состоит из корпуса и штока. Рабочие поверхности корпуса оснащены режущими зубьями из твердосплавных пластин, а шток наплавлен релитом. Фрезер-долото состоит из корпуса, армированного по торцевой и боковой поверхностям дробленым металлокерамическим твердым сплавом.Known milling tool (Pustovoitenko IP Prevention and elimination of accidents in drilling. M .: Nedra, 1988, p.213, 214.), which is a complex consisting of a milling riber pilot and a milling bit. The milling cutter consists of a body and a rod. The working surfaces of the body are equipped with cutting teeth from carbide inserts, and the rod is fused with relite. The milling cutter consists of a body reinforced along the end and side surfaces with crushed cermet hard alloy.

Недостатками известного фрезерного инструмента являются:The disadvantages of the known milling tool are:

металлоемкость, инструмент состоит из двух фрезеров, каждый из которых ограничен функционально, т.к. фрезер-райбер после спуска без юшна-отклонителя прорезает «окно» в обсадной колонне на небольшую длину и поднимается наверх, фрезер-долото далее фрезерует обсадную колонну и калибрует «окно» необходимого профиля и тоже поднимается наверх; при этом дополнительно нужна спусковая фреза для установки клина-отклонителя, он ограничен действием по прорезанию «окна» и не рассчитан на забуривание в скважичу нового ствола;metal consumption, the tool consists of two milling cutters, each of which is functionally limited, because the milling-riber after the descent without the jaw-diverter cuts the “window” in the casing to a small length and goes up, the milling bit further mills the casing and calibrates the “window” of the required profile and also goes up; at the same time, a launch cutter is needed to install the deflector wedge, it is limited by the action of cutting the “window” and is not designed to drill a new trunk into the well;

фрезы выполнены без промывочной системы отверстий, следовательно, режущие пластинки, наплавленные на фрезу-райбер, подвергаются ускоренному разрушению, ухудшая процесс резания, фреза-долото выполняет больше истирающую функцию резания.the milling cutters are made without a flushing system of holes, therefore, the cutting inserts deposited on the milling cutter-riber are subjected to accelerated destruction, worsening the cutting process, the milling cutter performs a more abrasive cutting function.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому устройству является фрезерный инструмент - фреза стартово-оконная-Т (ФСО-Т) (каталог продукции общества с ограниченной ответственностью «Бит-техника». «Оборудование для зарезки дополнительных стволов», 2009 г., с.26, 27). Инструмент имеет полый корпус цилиндрической формы, в котором выполнен промывочный канал вдоль оси фрезы и промывочные отверстия в боковой части, торцевые и лопастные боковые рабочие поверхности, покрытые износоустойчивым режуще-истирающим покрытием из карбида вольфрама и усиленные твердосплавными пластинами Нижняя часть фрезы имеет цилиндрическую форму с плоским торцом с одной стороны и имеющим форму усеченного конуса переходом в верхнюю цилиндрическую часть большего диаметра с другой стороны. Цилиндрические части выполнены в виде спиральных лопастей. Фрезер крепится к верхнему концу куина-отклонителя срезным болтом, который ввинчивается в резьбовое отверстие, выполненное в корпусе фрезы. Фреза также служит для спуска и установки клина-отклонителя. Недостатки прототипа следующие:The closest in technical essence and the achieved result to the proposed technical device is a milling tool - start-window-milling cutter-T (FSO-T) (product catalog of Bit-tehnika limited liability company. Equipment for cutting additional trunks, 2009 ., p. 26, 27). The tool has a hollow cylindrical body in which a flushing channel is made along the axis of the cutter and flushing holes in the side, end and blade side working surfaces coated with a wear-resistant cutting-abrasive tungsten carbide coating and reinforced with carbide inserts. The lower part of the cutter has a cylindrical shape with a flat an end face on one side and a truncated cone-shaped transition to the upper cylindrical part of a larger diameter on the other side. The cylindrical parts are made in the form of spiral blades. The milling cutter is attached to the upper end of the deflector with a shear bolt, which is screwed into the threaded hole made in the mill body. The cutter also serves to lower and install the deflector wedge. The disadvantages of the prototype are as follows:

- из-за плоского торца при зарезке окна возможно возникновение подклинок, так как одновременно начинают зарезаться боковая поверхность и торцевая, что создает повышенный момент сопротивления, котором предается на буровую колонну; при бурении направления - «кармана» после вырезки окна фреза работает неэффективно, так как происходит налипание слоя породы на поверхности торца;- due to the flat end when the window is tapped, the formation of knots is possible, since at the same time the side and end surfaces begin to be cut, which creates an increased moment of resistance, which is transmitted to the drill string; when drilling in the “pocket” direction, after cutting the window, the milling cutter works inefficiently, as the rock layer sticks to the end surface;

- не предусмотрены промывочные отверстия и каналы на торце инструмента, следовательно, при работе фрезы торцевая часть нагревается, забивается шламом и подвергается ускоренному разрушению, ухудшая процесс резания;- washing holes and channels on the tool face are not provided, therefore, when the cutter is operating, the end part is heated, clogged with sludge and subjected to accelerated destruction, worsening the cutting process;

- армирование рабочих поверхностей твердосплавными пластинами усложняет технологию восстановления, что практически невозможно выполнить при ремонте на скважине.- reinforcing the working surfaces with carbide plates complicates the recovery technology, which is almost impossible to perform during repair at the well.

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое устройство заключается в улучшении эксплуатационных характеристик и упрощении восстановительных работ фрезерного инструмента.The problem to which the claimed technical device is directed is to improve operational characteristics and simplify the restoration work of the milling tool.

Поставленная задача решается с помощью фрезерного инструмента, служащего для прорезания окна в обсадной колонне буровой скважины, включающего полый корпус, в котором выполнен промывочный канал вдоль оси фрезы и промывочные отверстия в боковой части, торцевые и боковые лопастные рабочие поверхности, покрытые износоустойчивым режуще-истирающим покрытием, при этом нижняя торцевая часть выполнена в виде конуса с промывочными отверстиями и каналами, делящими торец на сектора, нижняя коническая торцевая часть переходит в коническую среднюю часть с меньшей конусностью, а верхняя часть корпуса фрезы имеет цилиндрическую форму со спиральными лопастями.The problem is solved with the help of a milling tool, which serves to cut a window in the casing of a borehole, including a hollow body in which a flushing channel is made along the axis of the cutter and flushing holes in the side, end and side blade working surfaces coated with a wear-resistant cutting-abrasive coating the lower end part is made in the form of a cone with flushing holes and channels dividing the end into sectors, the lower conical end part goes into a conical middle a lower taper part and the upper part of the cutter body has a cylindrical shape with spiral blades.

Фрезер крепится на клин-отклонитель с помощью отверстия под срезной винт.The milling cutter is mounted on the wedge-deflector using the hole for the shear screw.

Благодаря конусной боковой поверхности с оптимальным углом происходит плавное врезание фрезера в обсадную колонну без скачков крутящего момента. В отличие от прототипа значительно улучшены охлаждение и счистка торцевой части за счет наличия промывочных отверстий, каналов и конусности, и торцевая поверхность более эффективно разбуривает породу после вырезания окна. Спиральные лопасти на верхней цилиндрической части способствуют равномерному движению фрезы по клин-отклонителю и препятствуют заклиниванию инструмента при заходе в окно. Фрезер так же является спускным и установочным устройством для клина отклонителя. Благодаря цельнофрезерованным лопастям корпуса, и отсутствию армирования твердосплавными пластинами, фрезерный инструмент легко подлежит восстановлению путем наплавки на эти лопасти элементов износоустойчивого режуще-истирающего материала.Thanks to the conical lateral surface with an optimal angle, the milling cutter smoothly cuts into the casing without torque surges. In contrast to the prototype, cooling and cleaning of the end part are significantly improved due to the presence of flushing holes, channels and taper, and the end surface more effectively drills the rock after cutting the window. Spiral blades on the upper cylindrical part contribute to the uniform movement of the cutter along the wedge-deflector and prevent the tool from jamming when entering the window. The milling cutter is also a drain and installation device for the wedge of the deflector. Due to the completely milled blades of the body, and the absence of reinforcement with carbide inserts, the milling tool can be easily restored by surfacing on these blades of elements of wear-resistant cutting-abrasive material.

Инструмент значительно проще в изготовлении, эксплуатации и восстановлении, так как из-за того; что корпус фрезы имеет цельнофрезерованные лопасти, упрощается технология формообразования наплавки слоев режуще-истирающего покрытия; упрощается эксплуатация из-за способности фрезы быть спусковой, стартовой, прорезать «окно» и произвести далее забуривание бокового ствола в скважине.The tool is much simpler to manufacture, operate and rebuild, because of that; that the cutter body has fully milled blades, simplifies the technology of forming the deposition of layers of cutting-abrasive coating; operation is simplified due to the ability of the cutter to be a trigger, launch, cut through the "window" and then drill the sidetrack in the well.

Таким образом, обеспечивается решение задачи, на выполнение которой направлено заявляемое техническое устройство, а именно, улучшаются эксплуатационные характеристики и упрощаются восстановительные работы фрезерного инструмента.Thus, it provides a solution to the problem to which the claimed technical device is directed, namely, the operational characteristics are improved and the restoration work of the milling tool is simplified.

Лопасти на средней боковой конусной поверхности инструмента могут быть прямыми и/или спиральными в зависимости от условий работы инструмента в скважине.The blades on the middle lateral conical surface of the tool can be straight and / or spiral depending on the working conditions of the tool in the well.

В качестве износоустойчивого режуще-истирающего материала могут быть использованы частицы карбида вольфрама.As a wear-resistant cutting abrasive material, tungsten carbide particles can be used.

Количество лопастей определяется геометрическими размерами и условиями работы, и должно обеспечивать максимальную эффективность процесса вскрытия «окна» в обсадной колонне и забуривания в скважину нового ствола.The number of blades is determined by the geometric dimensions and working conditions, and should ensure maximum efficiency of the process of opening the "window" in the casing and drilling a new hole into the well.

Сущность технического решения поясняется чертежами.The essence of the technical solution is illustrated by drawings.

На фиг.1а - изображен аксонометрический вид корпуса фрезы с прямыми лопастями на средней боковой конусной поверхности.On figa - shows a perspective view of the body of the cutter with straight blades on the middle lateral conical surface.

На фиг.1б - изображен аксонометрический вид корпуса фрезы со спиральными лопастями на средней боковой конусной поверхности.On figb - shows a perspective view of the cutter body with spiral blades on the middle lateral conical surface.

На фиг.2 - показана схематично компоновка устройства.Figure 2 - shows a schematic layout of the device.

На фиг.1а фреза состоит из полого корпуса 1 с хвостовиком и резьбой и промывочного канала выполненного вдоль оси фрезы (расположен внутри корпуса фрезы и на рис.1а, 1б не показан). Условно фреза делится на три части: нижняя торцевая часть I в виде конуса, коническая лопастная средняя часть II, верхняя часть III корпуса фрезы цилиндрической формы. Торцевая часть выполнена в виде конуса с углом при вершине, например, 160° и имеет промывочные каналы 4 соединяющие центральные промывочные отверстия 3 с межлопастным пространством и служащие для отвода стружки и выбуренной породы. На нижней конической торцевой части напаяно режуще-истирающее покрытие 7. Коническая средняя часть состоит из цельнофрезерованных лопастей 2, которые соединены с одной стороны с торцевой частью, а с другой переходят в спиральные лопасти верхней цилиндрической части. Лопасти фрезера армированы режуще-истирающим покрытием. Между лопастей находятся боковые промывочные отверстия 5, которые размещены по отношению к промывочным каналам 4, например, в шахматном порядке. Центральные промывочные отверстия 3 и боковые промывочные отверстия 5 сообщаются с промывочным каналом, расположенным вдоль оси фрезы. Между лопастей имеется площадка с отверстием 6 для крепления фрезы к клину-отклонителю.On figa, the cutter consists of a hollow body 1 with a shank and thread and a flushing channel made along the axis of the cutter (located inside the cutter body and is not shown in fig.1a, 1b). Conventionally, the cutter is divided into three parts: the lower end part I in the form of a cone, the conical blade middle part II, the upper part III of the mill body of a cylindrical shape. The end part is made in the form of a cone with an angle at the apex, for example, 160 ° and has flushing channels 4 connecting the central flushing holes 3 with the inter-blade space and serving to remove chips and cuttings. A cutting-abrasive coating 7 is soldered on the lower conical end part. The conical middle part consists of integrally milled blades 2, which are connected on one side to the end part, and on the other go into spiral blades of the upper cylindrical part. The milling cutter blades are reinforced with a cutting-abrasive coating. Between the blades there are lateral washing holes 5, which are placed in relation to the washing channels 4, for example, in a checkerboard pattern. Central flushing holes 3 and side flushing holes 5 communicate with the flushing channel located along the axis of the cutter. Between the blades there is a platform with a hole 6 for attaching the cutter to the wedge-deflector.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Фрезер при помощи срезного винта крепят к клин-отклонителю, затем вся компоновка транспортируется в место вырезки окна. После ориентирования и установки клина-отклонителя происходит срезка срезного винта. Затем начинается фрезерование колонны. По мере движения фрезера по клину происходит врезание сначала конусной части фрезера затем торцевой. Благодаря оптимальному углу конуса фрезера происходит плавная зарезка. За счет наличия промывочных каналов происходит охлаждение режущих частей фрезера и отвод продуктов резанья.The milling cutter is attached to the wedge-deflector using a shear screw, then the entire layout is transported to the window cut-out point. After orienting and installing the deflector wedge, the shear screw is cut. Then the milling of the column begins. As the milling cutter moves along the wedge, the conical part of the milling cutter is then first inserted. Thanks to the optimum angle of the milling cone, smooth cutting occurs. Due to the presence of washing channels, the cutting parts of the milling cutter are cooled and the cutting products are removed.

Claims (1)

Фрезерный инструмент, служащий для прорезания окна в обсадной колонне в буровой скважине, включающий полый корпус, в котором выполнен промывочный канал вдоль оси фрезы и промывочные отверстия в боковой части, торцевые и боковые лопастные рабочие поверхности, покрытые износоустойчивым режуще-истирающим покрытием, отличающийся тем, что нижняя торцевая часть выполнена в виде конуса с промывочными отверстиями и каналами, делящими торец на сектора, нижняя коническая торцевая часть переходит в коническую лопастную среднюю часть с меньшей конусностью, а верхняя часть корпуса имеет цилиндрическую форму со спиральными лопастями, переходящими с конической средней части.

A milling tool for cutting a window in a casing string in a borehole, including a hollow body in which a flushing channel is made along the axis of the cutter and flushing holes in the side, end and side blade working surfaces coated with a wear-resistant cutting-abrasive coating, characterized in that the lower end part is made in the form of a cone with flushing holes and channels dividing the end into sectors, the lower conical end part passes into a conical blade middle part with a smaller nusnosti, and the upper part of the body has a cylindrical shape with spiral blades passing from the conical middle part.