Лабораторна робота № 14 призначення, будова, підбір компоновки та технологія проведення робіт при застосуванні фрезерів

Мета роботи: вивчення призначення, будови та технології проведення робіт при використанні фрезерів.

Фрезери призначені для руйнування металевих предметів, залишених у свердловині. Їх виготовляють різних конструкцій і типів.

Вибійний фрезер типу ФЗ (рис. 14.1) призначений для торцевого руйнування металевих предметів. Він є нерозбірним і складається з корпуса 1 (виготовлений зі сталі марки 40), торцева частина якого запресована ріжучими пластинами 4 (із металокерамічного твердого сплаву марки ВК-8) і заплавлена припаюванням 3 (армованим дробленим металокерамічним сплавом марки ВК-8). Крім того, ріжучі краї промивальних отворів наплавлені твердим сплавом «Реліт» 2. У фрезерах цього типу приєднувальні різьби виготовляються згідно з ГОСТом 5286-75.

Фрезери виготовляють як з правими так із лівими приєднувальними різьбами, з відповідним до них розташуванням ріжучих країв промивальних отворів. Для розпізнавання «ліві» фрезери мають два пояски.

Вибійні фрезери рекомендується використовувати разом із металовлоулювачами, які після кожного підйому слід перевіряти дефектоскопами для виявлення дефектів у їх вузлах. Тому для уникнення простоїв на буровій необхідно мати два металоуловлювачіа: один для роботи з фрезером, а інший на перевірці.

Крім того, на усті свердловини на період спуско-підіймальних операцій встановлюють пристрій для запобігання попадання сторонніх предметів в свердловину.

Рисунок 14.1 – Фрезер вибійний (ФЗ)

Таблиця 14.1 – Технічні характеристики вибійних фрезерів

Фрезер торцевий ФТ (рис. 14.2) призначений для різання металевих предметів, що є у свердловині: перевідників, доліт, труб тощо. Він складається з перевідника 1, роз’ємного корпусу 2 і 5, пружини 3, штоку 4, ріжучої головки 6, циркуляційного каналу 7, різців 8, штирів 9 з твердого сплаву.

Основною особливістю ФТ є наявність підпружиненої головки, що покращує роботу фрезера і забезпечує постійний контакт з предметом, який фрезерують. При фрезеруванні предмету ріжуча головка під дією пружини постійно перебуає у контакті з ним, що сприяє рівномірному навантаженню і прискорює виконання робіт. При роботі з торцевим фрезером слід дотримуватись таких режимних параметрів:

навантаження на 1см діаметра ріжучої головки 0,5-0,6 кН;

навантаження на упорні торці 15-25 кН;

частота обертання 40-60 об/хв.; подача насосів 8-12 л/с.

Фрезер кільцевий типу ФК призначений для офрезовування прихоплених бурильних, насосно-компресорних труб і насосних штанг (рис. 14.3). Він представляє собою збірну конструкцію, яка складається з головки 1 з приєднувальною різьбою під відповідні труби, корпусу 2 з гвинтовими пазами всередині і ріжучо-стираючою ділянкою 3 на торці, яка армована дробленим металокерамічним твердим сплавом марки ВК-8 з розмірами частинок 1-4 мм.

Фрезери виготовляють з лівою і правою приєднувальними різьбами. Напрямок гвинтових пазів корпусу – зворотній до напряму приєднувальної різьби головки. Різьбова головка і корпус виготовляються зі сталі марки 40. При виготовленні слід проконтролювати, щоб частинки дробленого твердого сплаву не виступали з-під припаювання. Зварювання головки з корпусом виконують електродами УОНИ 13/4342А чи дротом С_в-08 за ГОСТ 2246-70. Кільцевим фрезом працюють при таких режимних параметрах:

• осьове навантаження – 10-50кН;

• частота обертання – 50-90 об/хв.;

• подача насоса – 10-12 л/с;

• кількість відривів фрезера при роботі впродовж 1 год – 2-3.

Рисунок 14.2 – Фрезер торцевий (ФТ)

Таблиця 14.2 – Технічні характеристики кільцевих фрезерів

Шифр фрезера	Зовнішній діаметр, мм	Внутрішній діаметр, мм	Різьба приєднувальна (ГОСТ 631-75), мм	Довжина, мм	Маса, кг
ФК 9061	90	61	73	300	<8,0
ФК 9574	95	74	—	160	<4,0
ФК 10475	104	75	89	300	<10,0
ФК 11282	112	82	—	180	<7,0
ФК 11889	118	89	102	320	<12,0
ФК 12496	124	96	—	180	<7,0
ФК 136102	136	102	114	350	<17,5
ФК 140110	140	ПО	127	350	<16,0
ФК 150122	150	122	—	200	<9,5
ФК 160133	160	133	—	240	<12,0
ФК 190152	190	152	168	370	<29,5
ФК 210179	210	179	—	260	<19,0
ФК 248205	248	205	—	270	<32,0

Рисунок 14.3 – Фрезер кільцевий (ФК)

Фрезер вибійний комбінований типу ФЗК (рис. 14.4) призначений для кільцевого фрезування по зовнішньому діаметру з наступним руйнуванням незакріплених металевих предметів в обсаженій свердловині по всьому перерізу. Фрезери цього типу мають функції кільцевих і вибійних фрезерів. Вони виготовляються одного типорозміру ФЗК-118 і мають наступну технічну характеристику: зовнішній діаметр 118 мм; довжина 625 мм; висота ріжучої частини 20 мм; проходка по металу 1 м.

Фрезером типу ФКЗ працюють при наступних режимних параметрах:

• подача насоса 10-12 л/с.

• максимальне осьове навантаження 40 кН.

• частота обертання фрезера 80-100 об/хв.

• ресурс роботи: по часу 5 год;

• до списання 1 м.

Рисунок 14.4 – Фрезер вибійний комбінований типу ФЗК

Для вилучення зі свердловини металевих предметів (лап, шарошок, кувалд тощо) часто застосовуються трубні павуки (рис. 14.5). Їх виготовляють із обсадної труби довжиною 1,5-2,5 м так, щоб її можна було використовувати повторно. У нижній частині обсадної труби нарізають зуби висотою 20-35 см, які потім обпалюють. Для запобігання передчасного згину окремі зуби роблять бочкоподібними. Діаметр павука повинен бути на 30-50 мм меншим від діаметра свердловини. Перед спуском павука бажано проробити ствол свердловини на 2-3 м вище над вибоєм, а потім поглибити свердловину на 0,3-0,5 м пікоподібним долотом. Після цього на вибій спускають павук і створюють навантаження на нього. Зуби павука сходяться по твірній конуса, металеві предмети, що є на вибої, разом з частиною породи заходять всередину і залишаються в пристрої.

Рисунок 14.5 – Трубний павук

Після засвоєння студентами призначення, конструктивних особливостей, геометричних розмірів, технології проведення робіт фрезерами викладач видає індивідуальне (або на групу студентів) завдання.

Завдання:

Скласти план робіт для наступної ситуації в свердловині. План робіт повинен включати в себе:

• вибір типу і габаритних розмірів обладнання;

• вибір типу і розміру перехідника;

• ескіз з вказаними на ньому типами елементів та основними розмірами компоновки;

• технологію проведення робіт;

Завдання №1. На глибині 2400 м стався обрив бурильної колони ТБВК 140 мм з =9,2 мм. Голова обірваної колони розміщена по центру свердловини 295,3 мм і закінчується зломом. Вибрати технічні засоби, скласти компоновку та описати технологію фрезування верхньої частини залишеної колони для забезпечення якісного стикування мітчика з нею.

Завдання №2. Після підйому долота зі свердловини глибиною 3000 м та діаметром 215,9 мм встановлено, що на вибої залишились дві шарошки. Вибрати технічні засоби, скласти компоновку та описати технологію фрезування залишених шарошок.

Завдання №3. У свердловині 190,5 мм та глибиною 4200 м, на глибині 2200 м стався обрив бурильної колони (ТБПВ-114 з =8,6 мм) по кільцю ніпеля. Довжина обірваної колони 2000 м. Голова обірваної колони підклинена стороннім предметом. Вибрати технічні засоби, скласти компоновку та описати технологію фрезування для забезпечення звільнення колони.

Приклад складання плану робіт.

В свердловині глибиною 2000 м, 295 мм були залишені дві шарошки. Скласти план робіт з ліквідації аварії. На свердловині є в наявності бурильні труби ТБПВ-127.

План робіт.

1. Спускаємо у свердловину об’ємну печатку з метою встановлення положення шарошок.

2. З довідкової літератури вибираємо для ліквідації аварії вибійний фрез ФЗ-295. Спуск фрезера проводитимемо на бурильних трубах ТБПК-127, що з’єднуються за допомогою замків ЗП-162-89 з замковою різьбою З-133. Тому додаткового перехідника непотрібно.

3. Ескіз компоновки представлений на рисунку 14.7.

4. Режимні параметри робіт.

Фрезером слід працювати при наступних режимних параметрах:

• осьове навантаження – 10-50кН;

• частота обертання – 50-90 об/хв.;

• подача насоса – 10-12 л/с;

• кількість відривів фрезера при роботі впродовж 1 год – 2-3.

Рисунок 14.6 - Ескіз компоновки з фрезером типу ФЗ

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Призначення фрезерів?

2. Основне призначення фрезерів типу ФЗ та ФТ?

3. Основна відмінність конструкцій фрезерів типу ФЗ та ФТ?

4. Призначення фрезерів типу ФК та ФКЗ?

5. Основна відмінність конструкцій фрезерів типу ФК та ФКЗ?

6. Для чого призначені павуки?