Фрезеры забойные с зубковым вооружением

Применение забойных фрезеров с зубковым вооружением

Фрезеры забойные с зубковым вооружением предназначены для работ в более тяжелых условиях. Основная отличительная особенность данного подкласса фрезеров — армирование рабочей поверхности твердосплавным вооружением зубкового типа (Г26, Г53, Г25 и т.п.), позволяющим работать при больших ударных нагрузках. Крепление зубков на рабочей поверхности под определенным углом и вылетом н зависимости от формы зубка производится пайкой. Другое достоинство скважинного фрезерного инструмента данной конструкции — значительная экономия твердого сплава по сравнению с вооружением матричного типа (зерна твердого сплава в матрице) и припоя при лучших технико-экономических показателях работы инструмента.

Традиционно система промывки забойных фрезеров независимо от используемого вооружения включает в себя либо систему отверстий с выходом на радиальные отводы вдоль режущей кромки, либо установку спиральных насадок. Известно, что в процессе фрезерования металлических предметов в стволе скважины на поверхностях контакта фрезера и обрабатываемого объекта температура достигает 900. 1000 С°. Использование в системе промывки забойных фрезеров с зубковым вооружением закрученного характера истечения промывочной жидкости из вихревых насадок с тангенциальными входными каналами ( рис. 42 ) в совокупности с обеспечением пульсаций давления жидкости позволяет снизить температуру в зоне взаимодействия а с объектом разбуривания до 400 . 300 С.

Рис.42 Фрезер забойный с вихревой системой промывки

Фрезер Ф31-115

Фрезер Ф31-115 предназначен для фрезерования незначительных объемов металла на забое, торцевания концов бурильных, насосно-компрессорных труб для последующих ловильных работ , разбуривания цементных мостов, песчаных пробок, оснастки обсадных колонн.

Фрезер Ф31-115 представляет собой стальной пустотелый корпус, верхний конец которого имеет муфтовую имковую резьбу 3-76, выполненную в соответствии с ГОСТ 28487-90 (традиционно все отечественные забойные фрезеры иыполняются с присоединительной резьбой в виде муфты). Нижняя рабочая часть фрезера — плоская, разделена на сектора промывочными пазами, вдоль которых размещены элементы вооружения.

Для удаления металлической стружки и шлама в затрубное пространство на калибрующей части также выполнены пазы, являющиеся продолжением пазов на режущей части. Промывка осуществляется через промывочные отверстия, расположенные в пазах режущей части фрезера. В качестве режущих элементов используются твердосплавные зубки формы Г25 из твердого сплава группы ВК. Высокие режущие и прочностные характеристики фрезера достигаются благодаря оптимальней схеме размещения и специальной заточке режущих элементов.

Рис.43 Фрезер забойный Ф31-115

Для обеспечения сохранности обсадной колонны, снижения пени воздействия на нее во время проведения фрезерных работ и в конструкции фрезера периферийная часть рабочей поверхности, прилегающая к калибрующей, не армируется твердосплавным вооружением или притупляется для снижения режущей активности периферийного вооружения.

Источник

Скважинные фрезеры

Применение скважинного фрезерного инструмента

Скважинные фрезеры предназначены для фрезерования металла, цементного камня при ликвидации аварий в скважине и забуривании новых столов . Фрезерование — наиболее распространенный способ разрушения металлов в стволе скважины, основанный на резании различными режущими устройствами. Основное отличие работы скважинного фрезерного инструмента (СФИ), его режущих элементов от работы режущих инструментов, применяемых в металлообработке — отсутствие возможности обеспечения периодической заточки режущих элементов, контроля состояния в процессе работы, часто незакрепленное состояние объекта фрезерования (обработки). Более тяжелые условия работы СФИ требуют обеспечения абразивной стойкости, кромкостойкости режущих элементов и эффекта самозатачивания. Для обеспечения высоких технико-экономических показателей работы СФИ в первую очередь необходимо достичь высокой стойкости и скорости проходки, а это требует комплексного решения задачи по выбору эффективного режима отработки, материала, формы, размера резцов, схемы их размещения, запаса, схемы промывки и охлаждения рабочей поверхности.

Эксплуатационные и конструктивные параметры скважинного инструмента и устройств определяются назначением и условиями их работы. Этим обусловлена и большая разновидность типоразмеров и конструкций.

Условия, при которых работают скважинные фрезерные инструменты, зависят в основном от вида и технологии ремонтно-восстановительных работ. При прочих равных условиях, с увеличением глубин и уменьшением диаметров скважин, условия работы инструмента резко ухудшаются. Уменьшение диаметра вызывает неизбежное уменьшение габаритов инструмента, что затрудняет создание надежной и высокопроизводительной конструкции.

Объекты фрезерования отличаются по свойствам материала, условиям их залегания, характеру расположения в скважине, геометрическим размерам, целям фрезерования и др.

Фрезерование аварийного объекта в скважине проводят, главным образом, в следующих целях:

• очистка ствола скважины от прихваченных, заклиненных и зацементированных насосно-компрессорных и бурильных труб, пакеров, насосов (ЭЦН), штанг, долот и других предметов сплошным фрезерованием;
• исправление верхнего конца аварийного предмета фрезерованием для последующего захвата его ловильным инструментом;
• вырезание участка обсадной или бурильной колонны над зацементированным, прихваченным интервалом для их извлечения или проводки второго ствола;
• исправление смятий и сломов обсадной колонны;
• обработка (обуривание) аварийного предмета по кольцу для подъема его различными ловителями.

Производительность фрезерования в первую очередь будет определяться объектом фрезерования:

• физико-механическими свойствами материала объекта;
• характером закрепленности и расположения аварийного объекта в стволе скважины.

Производительность и эффективность фрезерования при ремонте скважин будет зависеть также от следующих факторов:

• конструктивных параметров инструмента, его долговечности, надежности и режущей способности;
• режимных параметров отработки инструмента, соответствия конструкции разбуриваемому объекту;
• качества изготовления инструмента.

Фрезерование аварийного, часто металлического, объекта в скважине — сложный процесс, сопряженный с взаимодействием многочисленных факторов, ускоряющих износ инструмента, работающего в осложненных условиях. При этом осевая нагрузка на инструмент достигает 50. 70 кН при частоте вращения до 2,7 с-1.

На рабочую кромку в процессе фрезерования действуют внешние факторы: ударные нагрузки, высокая температура, гидроабразивы, крутильные, поперечные, продольные колебания.

При фрезеровании инструмент взаимодействует с цементом, песком, горной породой, частицами снятых стружек, обломками металла и другими объектами, которые осаждаются на забой и не выносятся на поверхность промывочной жидкостью. Эти факторы оказывают на рабочую поверхность абразивное воздействие. Рабочие органы инструмента для фрезерования высокопрочных сталей работают в особенно жестких условиях.

При работе СФИ, эффективно воздействуя на объект фрезерования, необходимо сохранить герметичность крепи скважины (обсадной колонны и цементного камня). Анализ состояния скважин показывает, что с большой вероятностью обсадная колонна и цементное кольцо теряют герметичность после фрезерных (буровых) работ в интервалах и выше. Это связано с воздействием на обсадную колонну и цементный камень самого фрезера (особенно его периферийной части) и бурильной колонны, при спуске и фрезеровании травмируется обсадная колонна и цементный камень под действием ударных нагрузок элементов компоновки колонны.

Эффективность того или иного инструмента определяется не только его конструктивными параметрами, физико-механическими свойствами материала, режимными параметрами отработки, но и технологией изготовления, ее влиянием на свойства материала.

Как отмечалось ранее, эксплуатационные и конструктивные параметры скважинного инструмента и устройств определяются назначением и условиями их работы, чем и обусловлена большая разновидность типоразмеров и конструкций. Однако четкой классификации СФИ не существует. Нами предлагается следующая примерная градация.

Первоначально СФИ подразделяются на две основные группы:

СФИ с подвижными режущими органами — это раздвижные и вставные фрезеры.

Источник

Нефтяная промышленность

Поиск по этому блогу

вторник, 27 марта 2018 г.

Разрушение металла в скважине при капитальном ремонте. Способы и особенности разрушения. Фрезеры. Райберы.

К механическому способу относятся фрезерование, гидропескоструйное разрушение, шарикоимпульсное разрушение, разрушение взрывом и др.

При химическом способе разрушение происходит в результате воздействия на аварийный объект высокоактивных химических веществ. При термическом способе применяют плазменное и электронно-лучевое разрушения, разрушения с помощью электрической дуги и др. Фрезерование – наиболее распространенный и повсеместно применяемый в практике восстановления аварийных скважин способ, основанный на резании металлов с помощью различных режущих устройств.

Фрезеры забойные ФЗ

Эти фрезеры предназначены для фрезерования металлических предметов

и цемента в обсаженных и стволах эксплуатационных скважин.

большая проходки по металлу (до 20 м) и выполнены в термоизносостойком исполнении. Высота армировки режущей части до 25-30 мм. Фрезер ФЗ-118 – базовый типоразмер всех фрезеров ФЗ – состоит из цилиндрического корпуса, нижний конец которого армирован композиционным материалом, а верхний снабжен замковой резьбой для свинчивания с колонной бурильных труб. В отличии от серийных фрезеров типа ФЗ в армированном слое предусмотрены дополнительные промывочные каналы, по которым промывочная жидкость поступает непосредственно в зону резания.режимы работ, в зависимости от их диаметров:

Для фрезеров диаметрами от 90-150 мм. При фрезеровании высокопрочных сталей(предел текучести 700-1000 Н/мм2)

осевая нагрузка, кН……………….50-60. 60-70

частота вращения, об/мин………100-140. 140-180

Для поддержания нормальной температуры фрезерования охлаждающая жидкость должна быть распределена в зоне резания равномерно.

Комплекс фрезеров истирающе-режущих кольцевых ФК.

Фрезеры истирающе-режущие кольцевые ФК предназначены для фрезерования прихваченных бурильных и насосно-компрессорных труб в обсаженных скважинах.

Фрезер состоит из корпуса резьбовой головки, режущей кромки на внутренней поверхности корпуса нарезаны винтовые пазы, пересекающие вертикальные каналы, расположенные в теле. Направление пазов противоположо вращению фрезера. Наружные диаметры фрезеруемых насосно-компрессорных труб от 48 до 114 мм, бурильных труб от47 до 168 мм. Работа этих фрезеров зачастую осложняется тем что прихваченные трубы расположены несоосно со стволом скважины. сложен процесс обработки конца аварийной трубы. таким фрезером удается за один спуск завершить обработку и подготовку конца аварийных труб для захвата их ловильным инструментом.

Фрезер забойный комбинированный ФЗК.

для кольцевого фрезерованияпо наружному диаметру и последующего фрезерования по всему сечению незакрепленных металлических предметов в обсаженной скважине. Состоит из переводника, торцевого и кольцевого фрезеров. Торцовый фрезер имеет промывочные каналы, режущую армировку и присоединительную резьбу для хвостовика. На внутренней поверхности кольцевого фрезера выполнен ряд чередующихся пазов, направленных по винтовой линии и пересекающих вертикальные промывочные каналы. плюс — совмещать фрезерные работы, выполняемые известными забойными и кольцевыми фрезерами в отдельности, и тем самым сократить спуско — подъемные операции, и время ремонта.

Высота режущих частей, мм……………………………………….. 20

Максимальная осевая нагрузка, кН………………………………… 40

Число оборотов инструмента, об/мин…………………………. 80-100

Подача промывочного насоса……………………………………..10-12

Фрезеры пилотные 20Ф и 23Ф

для фрезерования элементов трубныхколонн (НКТ, бурильных труб, замков, хвостовиков, пакеров и др.) припроведении ремонтно-восстановительных работ в нефтяных, газовых игеологоразведочных скважинах. Фрезер пилотный состоит из корпуса, изготовленного из высокопрочной легированной стали. В центральной части нижнего торца корпуса закреплен направляющий шток (пилот). В верхней части корпуса выполнена присоединительная резьба, в нижних торцах и боковых поверхностях корпуса и штока- отверстия и соответствующие каналы для обеспечения эффективного охлаждения и интенсивной промывки и выноса стружки, нижние торцевые поверхности корпуса фрезера и штока оснащены режущими элементами.

Фрезеры пилотные типа 20Ф, предназначенные преимущественно для разбуривания взрывных алюминиевых пакеров типа ВП и др.в эксплуатационных колоннах, оснащены режущими вставками из быстрорежущей стали типа Р18. Фрезеры пилотные типа 23Ф, предназначенные для разрушения металлических предметов, цементного камня и зацементированных металлических предметов как в обсадных колоннах так и в открытом стволе, в качестве режущих элементов имеют режуще-истирающие напайки, состоящие из частиц дробленого карбида вольфрама, внедренных в матрицу из никельсодержащей латуни. Напайка может быть выполнена гладкой или зубчатой формы.

Фрезеры колонные конусные ФКК.

Фрезеры ФКК предназначены для фрезерования поврежденных мест (смятий, сломов) эксплуатационных и обсадных колонн скважин под шаблон соответствующего размера. Применяются при калибровке обсаженного ствола скважины для очистки его внутренней поверхности от цементной корки. Цилиндрическая, коническая и нижняя торцовые части фрезера оснащены режущими зубьями, представляющими собой пазы с установленными в них твердосплавными пластинами. В верхней части корпуса выполнена замковая резьба для присоединения к колонне бурильных труб. Фрезер имеет боковые промывочные отверстия, расположенные под Фрезеры ФКК изготовляют в двух исполнениях: с боковыми промывочными отверстиями, с центральными и боковыми промывочными отверстиями.углом к оси инструмента.

Источник

Фрезеры и райберы

При ликвидации аварий в скважинах значительный объем работ занимает фрезерование аварийных металлических предметов и разбуривание цемента.

Фрезерование — наиболее распространенный и повсеместно применяемый в практике восстановления аварийных скважин способ, основанный на резании металлов с помощью различных устройств.
Фрезеры и райберы относятся к специальному породоразрушительному инструменту (ПРИ) для вращательного бурения наряду с долотами, расширителями, буровыми головками, калибраторами и керноотборным инструментом.

Применение фрезеров и райберов:

• разбуривание цементного камня и мостов, металлических предметов на забое, технологической оснастки и бурильных труб;
• вырезание окон под зарезку боковых стволов (ЗБС);
• извлечение из скважины металлических предметов;
• восстановление внутреннего Ø, расфрезеровывание смятых труб;
• при проведении ремонтно-восстановительных работ в скважинах, снятие неровностей с внутренней поверхности обсадных колонн.

Забойный истирающий фрезер ФЗ предназначен для фрезерования металлических предметов и цемента в закрепленных и незакрепленных обсадной колонной эксплуатационных и бурящихся скважинах диаметром от 90 до 480мм.

• без механического захвата (ФМ) — 13 типоразмеров;
• с механическим захватом (ФМЗ) — 10 типоразмеров.

Магнитный фрезер ФМ (исполнение 1) состоит из переводника, корпуса, магнитной системы.
Нижняя часть корпуса изготовлена в виде режущей коронки, армированной дробленным твердым сплавом.
Магнитная система представляет собой набор постоянных магнитов цилиндрической формы из сплава марки 10Н14ДК25БА.

Магнитный фрезер с механическим захватом ФМЗ (исполнение 2) состоит из переводника, корпуса, магнитной системы, захватного узла.
Эффективен для очистки забоя скважины при засорении крупными металлическими предметами.
Механизм захвата состоит из 6 лопастей.

Фрезер спускают в скважину и, не доводя до забоя на 5 — 6 м, начинают промывку с одновременным вращением бурильных труб, затем медленно доводят до забоя, фрезеруют и накрывают аварийный объект.
Затем, прекратив промывку, поднимают инструмент на поверхность.
При этом нельзя допускать резких посадок колонны на ротор и резких торможений.
У поднятого фрезера очищают рабочую часть от металлических предметов и промывают ее водой.
Присоединительную резьбу очищают и смазывают.
Магнитный фрезер необходимо хранить отдельно от металлических предметов.
Разбирать его следует после полного использования ресурса работы (не менее 3 спусков в скважину), так как преждевременный разбор приводит к размагничиванию магнитной системы.

Фрезер забойный комбинированный ФЗК предназначен для кольцевого фрезерования по наружному диаметру и последующего фрезерования по всему сечению незакрепленных предметов в колонне.
Состоит из переводника, торцевого и кольцевого фрезеров.
Торцевой фрезер имеет промывочные каналы и присоединительную резьбу для хвостовика.

Фрезер истирающе-режущий пилотный ФП предназначен для фрезерования в обсаженной колонне НКТ и бурильных прихваченных труб, пакеров, сплошного дна, муфт, хвостовиков, замков, элементов ЭЦН и т. д. также его применяют для подготовки фрезеруемых объектов к захвату ловильным инструментом.

Фрезер колонный конусный ФКК предназначен для фрезерования поврежденных мест (смятий, сломов) эксплуатационных колонн скважин под шаблон соответствующего размера, а также очистке стенок ствола скважины от цементной корки.

Фрезеры-райберы типа 21Ф, 22Ф
Фрезеры-райберы типа 21Ф армированы частицами дробленого твердого сплава по конической и цилиндрической поверхности, фрезеры-райберы типа 22Ф — только по конической.
Фрезеры 22Ф используют для работы в колоннах Ø 146 мм и выше поставляются комплектно по 3 фрезера для последовательной прорезки «окна» в 3 рейса.

Фрезеры типа ФРС, РПМ, ФРЛ
При использовании фрезеров-райберов типа ФРС вырезание «окна» ведется за 3 спуско-подъемные операции последовательно 3 мя фрезерами-райберами различных Ø (каждый типоразмер фрезера-райбера ФРС подразделяется на 3 номера — 1, 2 и 3).
Фрезеры типа ФРС выпускаются 2 типоразмеров ФРС-146 и ФРС-168 для колонн ØØ 146 и 168 мм.

Фрезер-райбер типа РПМ прорезает «окно» в колоннах за 1 спуско-подъем.
Отличается от предыдущей конструкции наличием цилиндрической режущей части.
Фрезеры-райберы выпускаются для вырезания колонн ØØ 146, 168, 219 и 245 мм.

Фрезер-райбер типа ФРЛ предназначен для вырезания «окна» в обсадной колонне за 1 спуско-подъем.
Фрезер-райбер ФРЛ — это комбинация из кольцевого фрезера, фрезера-райбера с 2 мя дополнительными цилиндрическими режущими частями и ловителя.
В процессе вырезания «окна» часть обсадной колонны в виде ленты попадает во внутреннюю поверхность райбера и при помощи специального ловителя извлекается на поверхность.

Конусные райберы РК 1 предназначены для фрезерования верхнего поврежденного конца оставшихся в скважине НКТ.
На конической поверхности райбера имеются зубья; для прохода промывочной жидкости предназначено сквозное отверстие.
Фрезерование поврежденной трубы позволяет спускать внутреннюю труболовку на глубину не менее 0,5 метров.
Райберы выпускают с правым и левым направлением резьбы из стали марки 20Х, подвергают термообработке — цементации зубьев с последующей закалкой и отпуском.

Источник