устройство для фрезеровки проточек в трубах и резки труб в скважине

Формула изобретения

1. Устройство для фрезеровки проточек в трубах и резки труб в скважине, включающее полый корпус с насадкой и радиальными каналами, в которых установлены резцы, режущая поверхность которых армирована твердым сплавом, пружины, имеющие форму изогнутых пластин и поджимающие внутрь резцы, которые опираются на уступы корпуса и снабжены пазами под стопорную планку корпуса, поршни, установленные в другие радиальные каналы, расположенные по периметру с возможностью осевого перемещения наружу, отличающееся тем, что другие радиальные каналы выполнены в цилиндрической оправке, установленной герметично с возможностью вращения на корпусе, причем другие радиальные каналы сообщены с внутренней полостью корпуса, а поршни выполнены подпружиненными внутрь с ограничением перемещения наружу и снабжены насечками по наружной поверхности.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что величина вылета резцов выполнена регулируемой.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус снабжен дополнительными радиальными каналами с насадками.

Описание изобретения к патенту

Предложение относится к бурению и капитальному ремонту скважин и предназначено, в частности, для фрезеровки проточек в трубах и резки труб в скважине.

Известно «Устройство для резки труб в скважине» (патент РФ №2185495, Е21В 29/00, опубл. Бюлл. №20 от 20.07.2002 г.), включающее полый корпус цилиндрического сечения с аксиальным и радиальными каналами, размещенными в них резцами с армированной твердым сплавом режущей поверхностью, корпус выполнен разрезным, состоящим из двух половин, скрепленных болтами, имеет аксиальный канал переменного сечения, а резцы установлены в радиальные каналы с внутренней стороны корпуса и взаимодействуют с цилиндрическими пружинами, упирающимися в упоры, выполненные на корпусе.

Недостатками устройства являются:

- отсутствие центрации относительно продольной оси (особенно в наклонно направленных и горизонтальных скважинах) и, как следствие, отсутствие необходимой жесткости при работе, в результате возникает вибрация, удары и преждевременный выход из строя режущих элементов устройства;

- ограниченная возможность применения, так как вылет резцов не регулируется;

- отсутствие промывки зоны реза, в результате происходит преждевременная поломка режущей поверхности резцов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является «Устройство для резки труб в скважине» (патент РФ №2110666, Е21В 29/00, опубл. Бюлл. №13 от 10.05.1998 г.), включающее полый корпус с радиальными каналами и насадкой, резцы, размещенные в радиальных каналах, режущая поверхность которых армирована твердым сплавом, и пружины, взаимосвязанные с резцами, три поршня, которые размещены в радиальных каналах через 120° по периметру корпуса, а резцы расположены своими основаниями на уступах внутри корпуса, причем в резцах выполнен паз под стопорную планку, закрепленную на корпусе, как и пружины, которые имеют форму пластины с изогнутым концом, упертым в резец.

Недостатками устройства являются:

- отсутствие фиксации устройства при работе относительно продольной оси вырезаемой трубы в скважине, как следствие, при изменении давления в колонне труб, на которой опущено устройство, при работе устройства происходит изменение длины колонны труб, в результате на режущие элементы действуют изгибающие усилия, что приводит к поломке режущих элементов устройства;

- центрирующие элементы устройства создают дополнительное сопротивление при работе устройства из-за трения скольжения между центрирующими элементами и вырезаемой трубой;

- ограниченная возможность применения, так как вылет резцов не регулируется;

- отсутствие промывки зоны реза, в результате происходит преждевременная поломка режущей поверхности резцов.

Технической задачей предлагаемого изобретения являются:

- надежная фиксация и центрация устройства при работе относительно вырезаемой трубы в скважине, что обеспечивает жесткость между вырезаемой трубой и режущими элементами устройства, что позволяет исключить поломку режущих элементов;

- фиксирующие и одновременно центрирующие элементы устройства не создают дополнительного сопротивления при работе устройства;

- расширение технологических возможностей устройства и повышение его надежности и долговечности работы за счет возможности фрезеровки проточек и прорезания труб на необходимую глубину и эффективной промывки зоны реза.

Техническая задача решается устройством для фрезеровки проточек в трубах и резки труб в скважине, включающим полый корпус с насадкой и радиальными каналами, в которых установлены резцы, режущая поверхность которых армирована твердым сплавом, пружины, имеющие форму изогнутых пластин и поджимающие внутрь резцы, которые опираются на уступы корпуса и снабжены пазами под стопорную планку корпуса, поршни, установленные в другие радиальные каналы, расположенные по периметру с возможностью осевого перемещения наружу.

Новым является то, что другие радиальные каналы выполнены в цилиндрической оправке, установленной герметично с возможностью вращения на корпусе, причем другие радиальные каналы сообщены с внутренней полостью корпуса, а поршни выполнены подпружиненными внутрь с ограничением перемещения наружу и снабжены насечками по наружной поверхности.

Новым является также и то, что величина вылета резцов выполнена регулируемой, а корпус снабжен дополнительными радиальными каналами с насадками.

На Фиг.1 показано устройство с осевым разрезом.

На Фиг.2 - сечение А-А.

Устройство для фрезеровки проточек в трубах и резки труб в скважине содержит полый корпус 1 (см. Фиг.1) с насадкой 2 и радиальными каналами 3. В радиальные каналы 3 установлены резцы 4, режущая поверхность 5 которых армирована твердым сплавом. Пружины 6, имеющие форму изогнутых пластин, поджимают внутрь резцы 4. Резцы 4 опираются на уступы 7 корпуса 1 и снабжены пазами 8 под стопорную планку 9 корпуса 1. Другие радиальные каналы 10 выполнены в цилиндрической оправке 11, установленной герметично с возможностью вращения на корпусе 1, причем другие радиальные каналы 10 сообщены с внутренней полостью корпуса 1 через кольцевую проточку 12 и отверстия 13. Поршни 14, установленные в другие радиальные каналы 10, выполнены подпружиненными внутрь пружинными кольцами 15 с ограничением перемещения наружу втулкой 16 и снабжены насечками 17 по наружной поверхности. Величина вылета резцов 4 регулируется пластиной 18. Корпус 1 снабжен дополнительными радиальными каналами 19 (см. Фиг.2) с насадками 20. Несанкционированные перетоки жидкости исключаются уплотнительными элементами.

Устройство работает следующим образом.

Устройство при помощи резьбы 21 (см. Фиг.1) корпуса 1 соединяют с колонной бурильных труб и спускают в скважину (на Фиг. не показаны) в заданный интервал обсадной колонны (на Фиг. не показаны), в которой необходимо фрезеровать проточки или вырезать участок обсадной колонны или промежуточной колонны (на Фиг.не показаны). Корпус 1 начинают вращать при одновременном создании промывки полости колонны труб и устройства через внутреннюю полость корпуса 1 закачкой жидкости. Так как во внутренней полости корпуса 1 установлена насадка 2, в устройстве создается расчетное давление, под действием которого резцы 4 с ограничительными пластинами 18, сжимая пружины 6, выдвигаются до упора ограничительных пластин 18 в стопорные планки 9 и фрезеруют проточки в колонне труб, так как через отверстия 13 и проточку 12 корпуса 1 расчетное давление жидкости, воздействуя на поршни 14, установленные в другие радиальные каналы 10, выдвигает поршни 14 до упора в колонну фрезеруемых труб. Благодаря насечкам 17 на поршнях 14, которые внедряются в стенку фрезеруемых труб, происходит надежная фиксация и центрация корпуса 1 при работе относительно фрезеруемых труб в скважине, что обеспечивает жесткость между фрезеруемой трубой и резцами 4 и режущими поверхностями 5 устройства, что позволяет исключить поломку резцов 4 и режущих поверхностей 5. Благодаря возможности вращения цилиндрической оправки 11 с установленными в ней поршнями 14 при работе устройства поршни 14 не создают сопротивление вращению и не истираются о стенку фрезеруемой трубы. Из-за возможности установки ограничительных пластин 18 разной расчетной толщины значительно расширяются технологические возможности устройства. При установке пластин 18 определенной расчетной толщины возможно вырезание обсадной колонны или фрезерование проточек в обсадной колонне определенной расчетной глубины. Благодаря дополнительным радиальным каналам 19 (см. Фиг.2) с установленными в них насадками 20 происходит эффективная промывка и охлаждение зоны реза, в результате исключаются поломки резцов 4 (см. Фиг.1) и увеличивается износостойкость режущей поверхности 5 резцов 4.

Предлагаемая конструкция устройства позволяет значительно повысить надежность и долговечность работы устройства, а также расширить технологические возможности устройства.