RU2808788C1 - Milling cutter for cutting window in casing when drilling sidetrack - Google Patents

Milling cutter for cutting window in casing when drilling sidetrack Download PDF

Info

Publication number
RU2808788C1
RU2808788C1 RU2023112912A RU2023112912A RU2808788C1 RU 2808788 C1 RU2808788 C1 RU 2808788C1 RU 2023112912 A RU2023112912 A RU 2023112912A RU 2023112912 A RU2023112912 A RU 2023112912A RU 2808788 C1 RU2808788 C1 RU 2808788C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cutting
drilling
blades
crown
sidetrack
Prior art date
Application number
RU2023112912A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Альберт Салаватович Ягафаров
Рустам Хисамович Илалов
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д.Шашина
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д.Шашина filed Critical Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д.Шашина
Application granted granted Critical
Publication of RU2808788C1 publication Critical patent/RU2808788C1/en

Links

Abstract

FIELD: drilling.
SUBSTANCE: drilling and major repairs of oil and gas wells for milling the casing string during drilling a sidetrack. The device includes a body with a conical and cylindrical part, a coupling with a connecting thread, body blades made entirely milled and coated with a wear-resistant cutting-abrasion coating, an end part made in the form of a crown, a central channel and flushing holes in the body. The crown is made in steps, protruding from the periphery to the center and is equipped with grooves in which carbide plates are installed. The flushing holes of the crown are made between the incisors of each row. The working ends of the blades of the conical part are equipped with carbide inserts with a cutting-abrasion coating on top. The helical blades of the cylindrical part are made with the lower part of the blade shifted forward in the direction of rotation relative to the upper part of the blade and are additionally reinforced with carbide inserts.
EFFECT: reliability and durability of the structure is ensured with the ability to drill a pocket direction through the rock after cutting out the window, the passage of the bit for drilling a sidetrack is ensured, the speed of window milling is increased, and the wear of the cutting elements is reduced.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области бурения и капитального ремонта нефтяных и газовых скважин для фрезерования обсадной колонны при бурении бокового ствола скважины. The invention relates to the field of drilling and workover of oil and gas wells for milling the casing when drilling a lateral wellbore.

Известен фрезерный инструмент (патент RU № 123447, МПК E21B 29/06, опубл. 27.12.2012 г., Бюл. № 36), 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. 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 is known (patent RU No. 123447, IPC E21B 29/06, publ. 12/27/2012, Bulletin No. 36), which is used for cutting a window in the casing string in a borehole, including a hollow body in which a flushing channel is made along cutter axes and flushing holes in the side, end and side blade working surfaces covered with a wear-resistant cutting-abrasion 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 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.

Недостатками устройства являются: The disadvantages of the device are:

- при бурении направления - кармана после вырезания окна фрезер не обеспечивает проходку, так как отсутствуют режущие элементы для бурения по породе, как следствие необходима дополнительная спускоподъемная операция для спуска долота, что приводит к дополнительным материальным затратам;- when drilling in the pocket direction, after cutting out the window, the milling cutter does not provide penetration, since there are no cutting elements for drilling through the rock, as a result, an additional tripping operation is required to lower the bit, which leads to additional material costs;

- непрохождение долота в окно обсадной колонны для бурения бокового ствола, так как из-за износа режуще-истирающего покрытия на лопастях цилиндрической части значительно уменьшается диаметр фрезера;- failure of the bit to pass through the casing window for drilling a sidetrack, since due to wear of the cutting and abrasive coating on the blades of the cylindrical part, the diameter of the milling cutter is significantly reduced;

- из-за недостаточной промывки торцевой части при работе фрезера торцевая часть нагревается, забивается шламом и подвергается ускоренному разрушению, ухудшая процесс резания;- due to insufficient washing of the end part during operation of the milling cutter, the end part heats up, becomes clogged with sludge and undergoes accelerated destruction, worsening the cutting process;

- торцевая режущая часть фрезера является менее «агрессивной» и не обеспечивает высокую скорость фрезерования окна в обсадной колонне, что приводит к увеличению износа рабочей поверхности и уменьшению общей проходки инструмента.- the end cutting part of the milling cutter is less “aggressive” and does not provide a high speed of milling a window in the casing, which leads to increased wear of the working surface and a decrease in the overall penetration of the tool.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является фрезер стартовый (патент RU № 177284, МПК E21B 29/06, опубл. 15.02.2018 г., Бюл. № 5), включающий корпус с торцевой нижней частью, лопастной конической частью, лопастной цилиндрической средней частью и муфтовой частью с присоединительной резьбой, в котором выполнен промывочный канал вдоль оси инструмента и промывочные отверстия в торцевой нижней части и лопастной конической части, причем лопасти выполнены цельно фрезерованными и покрыты износоустойчивым режуще истирающим покрытием, а между лопастями конической средней части выполнена площадка с отверстием под срезной болт для крепления инструмента к клину отклонителю. Торцевая нижняя часть выполнена в виде наплавленной коронки, состоящей из частиц дробленого карбида вольфрама, внедренных в матрицу из никельсодержащей латуни, усиленной по центру выступом трапециевидной формы, причем касательная к внешней поверхности лопастной конической части составляет угол 10±0,5° с горизонтальной осью фрезерного инструмента, при этом лопасти конической части плавно переходят в лопасти цилиндрической средней части, причем лопасти армированы композиционным материалом.The closest in technical essence and achieved result is the starting milling cutter (patent RU No. 177284, IPC E21B 29/06, publ. 02/15/2018, Bulletin No. 5), including a housing with a lower end part, a bladed conical part, a bladed cylindrical the middle part and the coupling part with a connecting thread, in which there is a flushing channel along the axis of the tool and flushing holes in the end lower part and the blade conical part, wherein the blades are made entirely milled and covered with a wear-resistant cutting abrasion coating, and between the blades of the conical middle part there is a platform with a hole for a shear bolt for attaching the tool to the whipstock wedge. The end lower part is made in the form of a welded crown, consisting of particles of crushed tungsten carbide embedded in a matrix of nickel-containing brass, reinforced in the center with a trapezoidal protrusion, and the tangent to the outer surface of the bladed conical part makes an angle of 10±0.5° with the horizontal axis of the milling tool, while the blades of the conical part smoothly transition into the blades of the cylindrical middle part, and the blades are reinforced with composite material.

Недостатками устройства являются:The disadvantages of the device are:

- при бурении направления - кармана после вырезания окна фрезер не обеспечивает проходку, так как отсутствуют режущие элементы для бурения по породе, как следствие необходима дополнительная спускоподъемная операция для спуска долота, что приводит к дополнительным материальным затратам; - when drilling in the pocket direction, after cutting out the window, the milling cutter does not provide penetration, since there are no cutting elements for drilling through the rock, as a result, an additional tripping operation is required to lower the bit, which leads to additional material costs;

- непрохождение долота в окно обсадной колонны для бурения бокового ствола так как из-за износа режуще-истирающего покрытия на лопастях цилиндрической части значительно уменьшается диаметр фрезера;- failure of the bit to pass through the casing window for drilling a sidetrack, since due to wear of the cutting and abrasive coating on the blades of the cylindrical part, the diameter of the milling cutter is significantly reduced;

- из-за недостаточной промывки торцевой части при работе фрезера торцевая часть нагревается, забивается шламом и подвергается ускоренному разрушению, ухудшая процесс резания.- due to insufficient washing of the end part during operation of the milling cutter, the end part heats up, becomes clogged with sludge and undergoes accelerated destruction, worsening the cutting process.

Техническими задачами предлагаемого устройства являются создание надежной и долговечной конструкции фрезера, позволяющего бурить карман-направление по породе после вырезания окна, обеспечить прохождение долота для бурения бокового ствола, а также повысить скорость фрезерования окна в обсадной колонне скважины и уменьшить износ режущих элементов за счет подведения промывки к торцевой части фрезера.The technical objectives of the proposed device are to create a reliable and durable milling cutter design that allows drilling a directional pocket through the rock after cutting out a window, ensuring the passage of a bit for drilling a sidetrack, as well as increasing the speed of milling a window in the well casing and reducing wear of cutting elements due to the supply of flushing to the end of the router.

Техническая задача решается фрезером для вырезания окна в обсадной колонне при бурении бокового ствола, включающим корпус с конической и цилиндрической частью, муфту с присоединительной резьбой, лопасти корпуса, выполненные цельнофрезерованными и покрытые износоустойчивым режуще-истирающим покрытием, торцевую часть в виде коронки, центральный канал и промывочные отверстия в корпусе. A technical problem is solved with a milling cutter for cutting a window in the casing when drilling a sidetrack, including a body with a conical and cylindrical part, a coupling with a connecting thread, body blades made entirely milled and coated with a wear-resistant cutting-abrasion coating, an end part in the form of a crown, a central channel and flushing holes in the body .

Новым является то, что коронка выполнена ступенчатой выступающей от периферии к центру и оснащена пазами в которые установлены твердосплавные пластины, также промывочные отверстия коронки выполнены между резцами каждого ряда, а рабочие торцы лопастей конической части оснащены твёрдосплавными вставками с режуще-истирающим покрытием сверху, винтовые лопасти цилиндрической части выполнены со смещением нижней части лопасти вперед по ходу вращения относительно верхней части лопасти и дополнительно армированы твердосплавными вставками.What is new is that the crown is made in a stepped manner protruding from the periphery to the center and is equipped with grooves in which carbide plates are installed, also the flushing holes of the crown are made between the cutters of each row, and the working ends of the blades of the conical part are equipped with carbide inserts with a cutting-abrasion coating on top, helical blades The cylindrical part is made with the lower part of the blade shifted forward along the direction of rotation relative to the upper part of the blade and additionally reinforced with carbide inserts.

На фиг. 1 показан общий вид фрезера для вырезания окна в обсадной колонне при бурении бокового ствола.In fig. Figure 1 shows a general view of a milling cutter for cutting a window in the casing when drilling a sidetrack.

На фиг. 2 – вид А.In fig. 2 – view A.

Фрезер для вырезания окна в обсадной колонне при бурении бокового ствола включает корпус 1 (фиг. 1) с конической 2 и цилиндрической 3 частью, муфту 4 с присоединительной резьбой 5, лопасти 6, 7 корпуса 1 выполнены цельнофрезерованными и покрыты износоустойчивым режуще-истирающим покрытием 8, торцевую часть в виде коронки 9, центральный канал 10 и промывочные отверстия 11 в корпусе 1.A milling cutter for cutting a window in the casing when drilling a sidetrack includes a body 1 (Fig. 1) with a conical 2 and a cylindrical 3 part, a coupling 4 with a connecting thread 5, blades 6, 7 of the body 1 made entirely milled and covered with a wear-resistant cutting-abrasion coating 8 , end part in the form of a crown 9, central channel 10 and flushing holes 11 in body 1.

Коронка 9 выполнена ступенчатой выступающей от периферии к центру и оснащена пазами 12, в которые установлены твердосплавные пластины 13. Промывочные отверстия 14 коронки 9 выполнены между твердосплавными пластинами 13 каждого ряда 15. Рабочие торцы 16 лопастей 7 конической части 2 оснащены твёрдосплавными вставками 17 с режуще-истирающим покрытием сверху. Винтовые лопасти 6 цилиндрической части 3 выполнены со смещением нижней части 18 лопасти 6 вперед по ходу вращения относительно верхней части 19 лопасти 6 и дополнительно армированы твердосплавными вставками 20. The crown 9 is made stepwise, protruding from the periphery to the center and is equipped with grooves 12 in which carbide plates 13 are installed. The flushing holes 14 of the crown 9 are made between the carbide plates 13 of each row 15. The working ends 16 of the blades 7 of the conical part 2 are equipped with carbide inserts 17 with cutting abrasive coating on top. The helical blades 6 of the cylindrical part 3 are made with a displacement of the lower part 18 of the blade 6 forward in the direction of rotation relative to the upper part 19 of the blade 6 and are additionally reinforced with carbide inserts 20.

Фрезер для вырезания окна в обсадной колонне при бурении бокового ствола работает следующим образом.A milling cutter for cutting a window in the casing when drilling a sidetrack works as follows.

Фрезер для вырезания окна в обсадной колонне при бурении бокового ствола спускают в скважину отдельным рейсом или крепят к клину-отклонителю (на фиг. 1, 2 не показан), затем вся компоновка спускается в скважину до интервала вырезания окна. После ориентирования и фиксации клина-отклонителя относительно обсадной колонны начинается фрезерование обсадной колонны с промывкой промывочной жидкостью. По мере движения фрезера по клину происходит вырезание отверстия твердосплавными пластинами 13, расположенными на коронке 9, благодаря чему достигается высокая скорость вырезания окна по сравнению с истиранием наплавленной крошкой как в прототипе. При этом благодаря промывочным отверстиям 14 коронки 9 между твердосплавными пластинами 13 каждого ряда 15 происходит эффективное охлаждение твердосплавных пластин 13 и удаление стружки из зоны резания. Затем происходит расширение отверстия лопастями 7 до перехода на цилиндрическую часть 3 с лопастями 6 номинального диаметра. При этом твёрдосплавные вставки 17 на рабочих торцах 16 лопастей 7 не работают, так как сверху покрыты режуще-истирающим покрытием 8, благодаря которому и происходит дальнейшее расширение окна обсадной колонны и выходу на цилиндрическую часть 3. Благодаря тому, что винтовые лопасти 6 цилиндрической части 3 выполнены со смещением нижней части 18 лопасти 6 вперед по ходу вращения относительно верхней части 19 лопасти 6 и дополнительно армированы твердосплавными вставками 20 происходит калибрование окна и эффективное удаление шлама, так как винтовые лопасти 6 работают как шнек. По окончании фрезерования обсадной колонны и выхода фрезера из окна, благодаря наличию твердосплавных вставок 17 производят бурение кармана – направления из окна обсадной колонны до необходимой глубины. A milling cutter for cutting a window in the casing when drilling a sidetrack is lowered into the well in a separate run or attached to a whipstock (not shown in Fig. 1, 2), then the entire assembly is lowered into the well until the window is cut out. After orienting and fixing the whipstock relative to the casing, milling of the casing begins with flushing with flushing fluid. As the milling cutter moves along the wedge, a hole is cut out with carbide plates 13 located on the crown 9, due to which a high speed of window cutting is achieved in comparison with abrasion by deposited chips as in the prototype. In this case, thanks to the flushing holes 14 of the crown 9 between the carbide plates 13 of each row 15, the carbide plates 13 are effectively cooled and chips are removed from the cutting zone. Then the hole is expanded with blades 7 before moving to a cylindrical part 3 with blades 6 of nominal diameter. In this case, the carbide inserts 17 on the working ends 16 of the blades 7 do not work, since they are covered on top with a cutting-abrasion coating 8, due to which the casing window further expands and exits to the cylindrical part 3. Due to the fact that the helical blades 6 of the cylindrical part 3 made with a displacement of the lower part 18 of the blade 6 forward in the direction of rotation relative to the upper part 19 of the blade 6 and additionally reinforced with carbide inserts 20, the window is calibrated and sludge is effectively removed, since the helical blades 6 work like a screw. Upon completion of milling of the casing and the milling cutter exits the window, thanks to the presence of carbide inserts 17, a pocket is drilled - direction from the casing window to the required depth.

Предлагаемый фрезер для вырезания окна в обсадной колонне при бурении бокового ствола является надежной и долговечной конструкцией фрезера, позволяющего бурить карман-направление по породе после вырезания окна, обеспечить прохождение долота для бурения бокового ствола, а также повысить скорость фрезерования окна в обсадной колонне скважины и уменьшить износ режущих элементов за счет подведения промывки к торцевой части фрезера.The proposed milling cutter for cutting a window in the casing when drilling a sidetrack is a reliable and durable milling cutter design that allows you to drill a pocket-direction through the rock after cutting out the window, ensure the passage of the bit for drilling a sidetrack, and also increase the speed of milling the window in the well casing and reduce wear of cutting elements due to the supply of flushing to the end part of the router.

Claims (1)

Фрезер для вырезания окна в обсадной колонне при бурении бокового ствола, включающий корпус с конической и цилиндрической частью, муфтой с присоединительной резьбой, лопасти корпуса, выполненные цельнофрезерованными и покрытые износоустойчивым режуще-истирающим покрытием, торцевую часть, выполненную в виде коронки, центральный канал и промывочные отверстия в корпусе, отличающийся тем, что коронка выполнена ступенчатой выступающей от периферии к центру и оснащена пазами, в которые установлены твердосплавные пластины, также промывочные отверстия коронки выполнены между резцами каждого ряда, а рабочие торцы лопастей конической части оснащены твёрдосплавными вставками с режуще-истирающим покрытием сверху, винтовые лопасти цилиндрической части выполнены со смещением нижней части лопасти вперед по ходу вращения относительно верхней части лопасти и дополнительно армированы твердосплавными вставками.A milling cutter for cutting a window in the casing when drilling a sidetrack, including a body with a conical and cylindrical part, a coupling with a connecting thread, body blades made entirely milled and coated with a wear-resistant cutting-abrasion coating, an end part made in the form of a crown, a central channel and flushing holes in the body, characterized in that the crown is made stepped protruding from the periphery to the center and is equipped with grooves in which carbide plates are installed, also the flushing holes of the crown are made between the cutters of each row, and the working ends of the blades of the conical part are equipped with carbide inserts with a cutting-abrasion coating on top, the helical blades of the cylindrical part are made with the lower part of the blade shifted forward in the direction of rotation relative to the upper part of the blade and are additionally reinforced with carbide inserts.
RU2023112912A 2023-05-18 Milling cutter for cutting window in casing when drilling sidetrack RU2808788C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2808788C1 true RU2808788C1 (en) 2023-12-05

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU956744A1 (en) * 1981-02-06 1982-09-07 за витель В. А. Лавров ij/. i Г;Я .; ; тЕхт-, Siwu:j-T:. Milling drill bit
DE69812906D1 (en) * 1997-01-30 2003-05-08 Weatherford Lamb TOOL AND METHOD FOR DRILLING A SIDE HOLE
RU2532950C2 (en) * 2009-08-07 2014-11-20 Бейкер Хьюз Инкорпорейтед Arrangement of inserts with fixed cutters at drill bit to decrease cracking of diamond plates
RU177284U1 (en) * 2017-11-16 2018-02-15 Общество с ограниченной ответственностью Научно производственная фирма "Технология" Starting milling cutter
RU204556U1 (en) * 2021-02-11 2021-05-31 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ТЕХНОЛОГИЯ" Milling cutter

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU956744A1 (en) * 1981-02-06 1982-09-07 за витель В. А. Лавров ij/. i Г;Я .; ; тЕхт-, Siwu:j-T:. Milling drill bit
DE69812906D1 (en) * 1997-01-30 2003-05-08 Weatherford Lamb TOOL AND METHOD FOR DRILLING A SIDE HOLE
RU2532950C2 (en) * 2009-08-07 2014-11-20 Бейкер Хьюз Инкорпорейтед Arrangement of inserts with fixed cutters at drill bit to decrease cracking of diamond plates
RU177284U1 (en) * 2017-11-16 2018-02-15 Общество с ограниченной ответственностью Научно производственная фирма "Технология" Starting milling cutter
RU204556U1 (en) * 2021-02-11 2021-05-31 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ТЕХНОЛОГИЯ" Milling cutter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2590439C (en) Drill bit with asymmetric gage pad configuration
US5794725A (en) Drill bits with enhanced hydraulic flow characteristics
RU2589786C2 (en) Drill bit with fixed cutters with elements for producing fragments of core
CA2760613C (en) Milling system and method of milling
US20100147594A1 (en) Reverse nozzle drill bit
NO161870B (en) BOREA SCHEME.
GB2385618A (en) Device for drilling a subterranean formation with variable depth of cut
RU2332554C2 (en) Drill bit, system and method of well-boring in subsurface bed
US10570665B2 (en) Drill bit
US20230220733A1 (en) Cutting tool with pre-formed segment
US9890597B2 (en) Drill bits and tools for subterranean drilling including rubbing zones and related methods
CA2528560A1 (en) Impact resistant pdc drill bit
US10557313B1 (en) Earth-boring bit
US10900290B2 (en) Fixed cutter completions bit
US10352103B2 (en) Cutter support element
RU2808788C1 (en) Milling cutter for cutting window in casing when drilling sidetrack
CN114893128B (en) Drill bit for petroleum drilling and preparation process thereof
RU2793506C1 (en) Milling machine
RU177284U1 (en) Starting milling cutter
RU220351U1 (en) Window router
RU2757839C1 (en) Working bottom
US20130341101A1 (en) Feature to eliminate shale packing/shale evacuation channel
RU221827U1 (en) DOWNHOLE MILLING MILLER
CN111042742A (en) Diamond bit for comprehensive drilling
RU2784090C1 (en) Working shoe of intermediate column