RU131410U1 - MILLING TOOL - Google Patents

Abstract

Инструмент фрезерный, служащий для прорезания «окна» в обсадной колонне буровой скважины и последующего бурения, включающий полый корпус, в котором выполнен промывочный канал вдоль оси фрезы и промывочные отверстия, торцевые и боковые лопастные рабочие поверхности, отличающийся тем, что нижняя часть имеет вооруженные алмазосодержащими пластинами лопасти спиральной формы, плавно с радиусом переходящие с торца в коническую боковую часть с последующим переходом в цилиндрическую часть, на которой выполнены дополнительные, имеющие спиральную форму, лопасти, оснащенные износоустойчивым режуще-истирающим покрытием.Milling tool for cutting a “window” in a casing of a borehole and subsequent drilling, including a hollow body in which a flushing channel is made along the axis of the cutter and flushing holes, end and side blade working surfaces, characterized in that the lower part is armed with diamond-containing blades of a spiral shape, smoothly with a radius passing from the end to the conical side part, followed by a transition to the cylindrical part, on which additional spiral ln form, blades equipped with a wear-resistant cutting-abrasion coating.

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 длиной более 10 метров.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 bore longer than 10 meters into the well.

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, s.213, 214.), which is a complex consisting of a milling riber pilot and milling chisels. 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 by crushed metal-ceramic hard alloy along the end and lateral surfaces.

Недостатками известного фрезерного инструмента являются: металлоемкость, инструмент состоит из двух фрезеров, каждый из которых ограничен функционально, так как фрезер-райбер после спуска без клина-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 скважину нового ствола; 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 disadvantages of the known milling tool are: metal consumption, the tool consists of two milling cutters, each of which is functionally limited, since the milling cutter cuts the “window” in the casing to a short length and goes up, but the milling chisel further mills the casing string calibrates the “window” of the required profile and also rises upward; at the same time, a launch cutter is additionally needed to install a deflector wedge, it is limited by the action of cutting a “window” and is not designed to drill a new trunk into the well; 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 «Биттехника». «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 боковые лопастные 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 и переход между ними выполнены в виде спиральных лопастей. Фрезер крепится к верхнем/ концу клина-отклонителя срезным болтом, который ввинчивается в резьбовое отверстие, выполненное в корпусе фрезы. Фреза так же служит для спуска и установки клина-отклонителя.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 Bittekhnika 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 side blade 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 and the transition between them are made in the form of spiral blades. The milling cutter is attached to the upper / end of the deflector wedge 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.

Недостатки прототипа следующие:The disadvantages of the prototype are as follows:

- при бурении направления - «кармана» после вырезки окна фреза работает неэффективно, так как происходит налипание слоя породы на плоской поверхности торца и быстрый износ износостойкого режуще-истирающего покрытия;- when drilling in the “pocket” direction, after cutting the window, the milling cutter works inefficiently, as the rock layer sticks to the flat surface of the end face and the wear of the wear-resistant cutting-abrasive coating is fast;

- 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 are not provided at the end of the tool, therefore, during operation of the cutter, the end part heats up, becomes clogged with sludge and undergoes accelerated destruction, worsening the cutting process.

Все вышеперечисленные недостатки в своей совокупности не позволяют использовать устройство для бурения длинных «карманов», а только лишь для вырезания «окна» и забуривания в скважину короткого бурового ствола.All of the above drawbacks in their totality do not allow using the device for drilling long "pockets", but only for cutting out the "window" and drilling a short drill hole into the well.

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое устройство заключается в разработке такого фрезерного инструмента, применение которого на практике позволит осуществить спуск, установку клина-отклонителя, прорезание «окна» в обсадной колонне и забуривание длинного бокового ствола в скважине «кармана» (более 10 м), что в конечном итоге позволит улучшить эксплуатационные характеристики инструмента.The task to which the claimed technical device is aimed is to develop such a milling tool, the use of which in practice will allow the descent, installation of a deflector wedge, cutting a "window" in the casing and drilling a long side shaft in the "pocket" well (more than 10 m ), which ultimately will improve the operational characteristics of the tool.

Поставленная задача решается с помощью фрезерного инструмента, служащего для прорезания «окна» в обсадной колонне буровой скважины, и последующем бурении включающего полый корпус, в котором выполнен промывочный канал вдоль оси фрезы и промывочные отверстия, торцевые и боковые лопастные рабочие поверхности, при этом нижняя часть имеет, вооруженные алмазосодержащими пластинами, лопасти спиральной формы плавно с радиусом переходящие с торца в коническую боковую часть, с последующим переходом в цилиндрическую часть, на которой выполнены, имеющие спиральную форму, дополнительные лопасти, оснащенные износоустойчивым режуще-истирающим покрытием.The problem is solved with the help of a milling tool, which serves to cut the “window” in the casing of the borehole, and then drill includes a hollow body in which a washing channel is made along the axis of the cutter and washing holes, end and side blade working surfaces, while the lower part has, armed with diamond-containing plates, spiral-shaped blades smoothly with a radius passing from the end face to the conical side part, with the subsequent transition to the cylindrical part on which are made, having a spiral shape, additional blades equipped with a wear-resistant cutting-abrasive coating.

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.

В качестве алмазосодержащих пластин могут быть использованы зубки PDC.As diamond-containing plates, PDC teeth can be used.

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 trunk into the well.

Благодаря конусной боковой поверхности происходит плавное врезание фрезера в обсадную колонну без скачков крутящего момента. В отличие от прототипа значительно улучшены охлаждение и очистка торцевой части за счет наличия промывочных отверстий и конусности, и торцевая поверхность более эффективно разбуривает породу после вырезания «окна». Благодаря наличию вооружения из алмазосодержащих пластин на лопастях нижней (торцевой и конической) части фрезы, возможна как вырезка по металлу - «окно» в обсадной, так и дальнейшее эффективное бурение различных горных пород без дополнительных спуско-подъемных операций, как долотом (бурение длинных «карманов» более 10 м). Цилиндрическая часть, состоящая из спиральных лопастей с режуще-истирающим покрытием, служит для расширения и калибрования вырезаемого «окна», ее спиральные лопасти способствуют равномерному движению фрезы по клин-отклонителю и препятствуют заклиниванию инструмента при заходе в «окно». За счет наличия промывочного канала происходит охлаждение режущих частей фрезера и отвод продуктов резанья и бурения.Thanks to the conical lateral surface, the milling cutter is smoothly inserted into the casing without torque surges. In contrast to the prototype, cooling and cleaning of the end part due to the presence of flushing holes and taper are significantly improved, and the end surface more effectively drills the rock after cutting the “window”. Due to the presence of armaments from diamond-containing plates on the blades of the lower (end and conical) part of the cutter, it is possible to cut metal - a “window” in the casing, and further effective drilling of various rocks without additional tripping operations, as with a chisel (drilling long pockets "more than 10 m). The cylindrical part, consisting of spiral blades with a cutting-abrasive coating, serves to expand and calibrate the cut-out “window”, its spiral blades contribute to the uniform movement of the cutter along the wedge-deflector and prevent the tool from jamming when entering the “window”. Due to the presence of a washing channel, the cutting parts of the milling machine are cooled and the products of cutting and drilling are removed.

Улучшается эксплуатация из-за способности фрезы быть спусковой, стартовой, прорезать «окно» и произвести далее забуривание длинного бокового ствола в скважине.Operation is improved due to the ability of the cutter to be a trigger, launch, cut through the “window” and then drill a long sidetrack in the well.

Таким образом, обеспечивается решение задачи, на выполнение которой направлено заявляемое техническое устройство, а именно, улучшаются эксплуатационные характеристики.Thus, it provides a solution to the problem to which the claimed technical device is directed, namely, performance is improved.

Полевые испытания предлагаемого инструмента в одном из частных случаев его реализации были проведены на Вынгапуровском месторождении Ямало-Ненецкого автономного округа, в колонне диаметром 168 мм, глубина установки 3400 м, в комплекте инструмента КОТ-121-168, диаметр фрезера 121 мм. Время вырезки «окна» - 5 часов, длина пробуренного «кармана» - 60 м, время бурения «кармана» - 10 часов.Field tests of the proposed tool in one of the particular cases of its implementation were carried out at the Vyngapurovskoye field in the Yamalo-Nenets Autonomous Okrug, in a column with a diameter of 168 mm, installation depth of 3400 m, a set of KOT-121-168 tools, and a mill diameter of 121 mm. The cutting time of the “window” is 5 hours, the length of the drilled “pocket” is 60 m, the drilling time of the “pocket” is 10 hours.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, с выявлением источников, содержащих информацию об аналогах заявляемого технического решения, позволяет установить, что заявителем не выявлены аналоги, идентичные заявляемому устройству, поэтому можно утверждать, что заявляемая полезная модель отвечает условию патентоспособности по критерию «новизна».The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, with the identification of sources containing information about analogues of the claimed technical solution, allows us to establish that the applicant has not identified analogues that are identical to the claimed device, so it can be argued that the claimed utility model meets the condition of patentability by the criterion of "novelty."

Кроме того, заявляемое техническое решение «промышленно применимо», так как позволяет его использовать при конструировании, изготовлении и применении фрезерного инструмента.In addition, the claimed technical solution is “industrially applicable”, as it allows it to be used in the design, manufacture and use of milling tools.

Возможность осуществления заявляемого технического решения подтверждается представленным ниже описанием частного случая его практической реализации и иллюстрируется чертежами.The possibility of implementing the claimed technical solution is confirmed by the description below of a particular case of its practical implementation and is illustrated by drawings.

На фиг.1 - изображен аксонометрический вид корпуса фрезы.Figure 1 - shows a perspective view of the body of the cutter.

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

На фиг.1 фреза состоит из полого корпуса 1 с хвостовиком и резьбой резьбой и промывочного канала выполненного вдоль оси фрезы (расположен внутри корпуса фрезы и на рис.1, 2 не показан). Условно фреза делится на две части: нижняя часть I, цилиндрическая часть II. Нижняя часть имеет, вооруженные алмазосодержащими пластинами 3, лопасти 2 спиральной формы, плавно с радиусом переходящие с торца в коническую боковую часть (в данном конкретном случае лопасти в качестве вооружения оснащены зубками PDC). В межлопастном пространстве выполнены промывочные отверстия 4. На цилиндрической части II, в которую переходит нижняя часть, выполнены дополнительные (цельнофрезерованные в данном исполнении), имеющие спиральную форму, лопасти 5, армированные режуще-истирающим покрытием (например, карбидом вольфрама). Между лопастей имеется площадка с отверстием 6 для крепления фреза к клину-отклонителю.In Fig. 1, the milling cutter consists of a hollow body 1 with a shank and thread and a flushing channel made along the axis of the milling cutter (located inside the milling cutter body and is not shown in Fig. 1, 2). Conventionally, the cutter is divided into two parts: the lower part I, the cylindrical part II. The lower part has, with diamond-containing plates 3, blades 2 of a spiral shape that smoothly pass from the end face to the conical lateral part with a radius (in this particular case, the blades are equipped with PDC teeth as armaments). Wash holes 4 are made in the inter-bladed space. On the cylindrical part II, into which the lower part passes, there are additional (all-milled in this version) spiral-shaped blades 5 reinforced with a cutting-abrasive coating (for example, tungsten carbide). Between the blades there is a platform with a hole 6 for attaching the cutter to the deflector wedge.

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 плавно по радиусу профиля торцевой. Цилиндрическая часть, состоящая из спиральных лопастей с режуще-истирающим покрытием, служит для расширения и калибрования вырезаемого окна. За счет наличия промывочных каналов происходит охлаждение режущих частей фрезера и отвод продуктов резанья и бурения. Благодаря вооружению на лопастях фрезы из алмазосодержащих пластин, после вырезания «окна» в обсадной колонне происходит дальнейшее эффективное бурение без дополнительных спуско-подъемных операций, как долотом.The milling cutter is attached to the wedge-deflector by means of a shear screw, then the whole arrangement is transported to the place of cutting the “window”. 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 inserted, then smoothly along the radius of the end profile. The cylindrical part, consisting of spiral blades with a cutting-abrasive coating, serves to expand and calibrate the cut-out window. Due to the presence of washing channels, the cutting parts of the mill are cooled and the products of cutting and drilling are removed. Due to the armament on the blades of the cutter from diamond-containing plates, after cutting out the “window” in the casing, further effective drilling takes place without additional tripping operations, like with a chisel.

Claims (1)

Инструмент фрезерный, служащий для прорезания «окна» в обсадной колонне буровой скважины и последующего бурения, включающий полый корпус, в котором выполнен промывочный канал вдоль оси фрезы и промывочные отверстия, торцевые и боковые лопастные рабочие поверхности, отличающийся тем, что нижняя часть имеет вооруженные алмазосодержащими пластинами лопасти спиральной формы, плавно с радиусом переходящие с торца в коническую боковую часть с последующим переходом в цилиндрическую часть, на которой выполнены дополнительные, имеющие спиральную форму, лопасти, оснащенные износоустойчивым режуще-истирающим покрытием.

Milling tool for cutting a “window” in a casing of a borehole and subsequent drilling, including a hollow body in which a flushing channel is made along the axis of the cutter and flushing holes, end and side blade working surfaces, characterized in that the lower part is armed with diamond-containing blades of a spiral shape, smoothly with a radius passing from the end to the conical side part, followed by a transition to the cylindrical part, on which additional spiral ln form, blades equipped with a wear-resistant cutting-abrasion coating.

Images