Клин-отклонитель для забуривания из скважины боковых стволов

Авторы патента:


 

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может использоваться при бурении, для фиксации в стволе скважины клина-отклонителя предназначенного для отклонения скважины в необходимом направлении. Задачами создания полезной модели являются: повышение ресурса работы клина-отклонителя, а также предотвращение повреждения крепежного отверстия клина в момент среза срезного элемента. Решение указанных задач достигнуто за счет того, что клин-отклонитель для забуривания из скважины боковых стволов, включает клин с наклонной рабочей поверхностью, которая в поперечном сечении имеет форму продольного желоба, крепежное отверстие, выполненное перпендикулярно оси на верхней части клина для соединения его срезаемым элементом с фрезой предназначенной для прорезания окна в обсадной колонне, резьбовое отверстие для соединения с устройством крепления клина-отклонителя в обсадной колонне, выполненное на торце нижней части клина концентрично наружному диаметру, крепежное отверстие выполнено с заплечником в который упираются выступающие края защитной втулки, внутреннее отверстие которой выполнено с кольцевым выступом, в который упирается срезной элемент, выполненный в виде винта. Срезной элемент выполнен с внутренним шестигранником под ключ. На боковой поверхности срезного элемента выполнена кольцевая канавка. Защитная втулка со стороны установки срезного элемента не выступает за габариты клина. Защитная втулка установлена с зазором между наружными диаметрами защитной втулки и внутренними диаметрами крепежного отверстия. Механические характеристики материала защитной втулки выше чем механические характеристики материала клина. 1 с.п-т ф-лы, 6 зав. п-тов, илл. 5.

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может использоваться при бурении, для фиксации в стволе скважины клина-отклонителя предназначенного для отклонения скважины в необходимом направлении.

Известен клин-отклонитель по патенту РФ на изобретение 2183248. Клин-отклонитель предназначен для обеспечения отклонения буримой скважины от заданного направления. Клин-отклонитель включает корпус, рабочая поверхность которого в поперечном сечении имеет форму продольного желоба, резьбу в хвостовой части корпуса для его связи с хвостовиком, осевой продольный канал в корпусе с выходом на рабочую поверхность и якорь. На расстоянии не менее чем половина длины клина-отклонителя от его хвостовой части, симметрично продольной плоскости клина-отклонителя, на его поверхности ниже продольного желоба выполнены две продольные лыски, которые в поперечном сечении представляют собой две пересекающиеся вне диаметра корпуса клина-отклонителя хорды, угол между которыми составляет 60°. Осевой канал в корпусе связан с упомянутыми лысками посредством радиальных отверстий, при этом резьба хвостовой части корпуса выполнена под углом к продольной оси клина-отклонителя. На резьбе закреплен хвостовик, в нижней части имеющий эксцентричное кольцо и резьбу для присоединения якоря, который выполнен в виде взрывного пакера. Такое выполнение клина-отклонителя позволяет упростить его конструкцию и одновременно повысить качество работы при отклонении ствола скважины в заданном направлении, а также при забуривании нового ствола из первоначальной скважины. Недостатком клина является низкая надежность.

Известен клин-отклонитель по патенту РФ на полезную модель 22960. Клин-отклонитель, включающий корпус, рабочая поверхность которого в поперечном сечении имеет форму продольного желоба, выполненные в головной части корпуса отверстия для связи с спускаемым буровым инструментом, резьбу в хвостовой части корпуса для его связи с хвостовиком и осевой продольный канал в корпусе с выходом его на рабочую поверхность, отличающийся тем, что на расстоянии не менее чем половина длины клина-отклонителя от его хвостовой части, симметрично продольной плоскости клина-отклонителя, на его боковой поверхности ниже продольного желоба выполнены продольные лыски, которые в поперечном сечении представляют собой две пересекающиеся вне диаметра корпуса клина-отклонителя хорды, угол между которыми составляет 60°, при этом осевой канал в корпусе связан с упомянутыми лысками посредством радиальных отверстий, размещенных в зоне цементации, а резьба хвостовой части выполнена под углом к продольной оси клина-отклонителя. Недостатком клина-отклонителя является сложность конструкции.

Известно устройство для забуривания боковых стволов из скважины по патенту РФ на изобретение 2473768. Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к устройствам, предназначенным для забуривания боковых стволов из ранее пробуренных скважин. Включает отклоняющий клин с гидравлическим якорем, между которыми размещен переводник, режущий инструмент, прикрепленный к верхней части отклоняющего клина посредством срезного болта, подающую трубку для подачи жидкости, связывающую полость бурильных труб и полость режущего инструмента с полостью якоря. Между переводником и клином расположено подвижное соединение. В переводнике установлен узел фиксации отклоняющего клина, выполненный в виде фиксирующего приспособления и поршня со штоком, размещенных в гидроцилиндре. Срезной болт оснащен внутренней заглушенной полостью, заполненной взрывчатым веществом с взрывателем, а поршень узла фиксации снабжен элементом электрического питания и зафиксирован в транспортном положении замковым элементом, открывающимся при давлении, превышающем давление установки в скважине якоря. Один из выводов взрывателя соединен кабелем с одним из полюсов элемента питания, а другой - с контактом на внутренней поверхности гидроцилиндра узла фиксации. Второй полюс элемента питания соединен с подпружиненным контактом, расположенным на наружной поверхности поршня и выполненным с возможностью взаимодействия с контактом гидроцилиндра при перемещении поршня в гидроцилиндре в сторону клина. Недостатком устройства для забуривания боковых стволов является низкий ресурс работы.

Известно отклоняющее устройство для забуривания боковых стволов из скважины по патенту РФ на изобретение 2472913. Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к устройствам, предназначенным для забуривания боковых стволов из ранее пробуренных обсаженных и необсаженных скважин. Содержит отклоняющий клин, гидравлический якорь, режущий инструмент, прикрепленный к верхней части отклоняющего клина посредством отсоединительного устройства со срезным элементом. Срезной элемент оснащен двухступенчатой цилиндрической полостью, большая из которых оснащена кольцевой выборкой с фасками со стороны режущего инструмента. Режущий элемент снабжен цилиндром, сообщенным с полостью, а отсоединительное устройство выполнено в виде поршня, вставленного в цилиндр с возможностью ограниченного перемещения в сторону срезного элемента и зафиксированного в транспортном положении замковым механизмом, открывающимся при давлении, превышающем давление закрепления гидравлического якоря в стволе скважины. При этом поршень оснащен выступом, снаружи которого размещена подпружиненная от поршня обойма с шариками. Кольцевая проточка срезного элемента выполнена с возможностью взаимодействия с шариками в транспортном положении, а торец между ступенями цилиндрической полости - с обоймой при отсоединении, при этом между выступом поршня и внутренним торцом цилиндрической полости срезного элемента установлен пружинный толкатель. Недостатком отклоняющего устройства для забуривания боковых стволов из скважины является повреждение крепежного отверстия в момент среза срезного элемента

Известен клиновой отклонитель для забуривания боковых стволов из скважины по патенту РФ на изобретение 2469172. Изобретение относится к области бурения и капитального ремонта газонефтяных скважин, а именно к устройствам, предназначенным для забуривания боковых стволов из ранее пробуренных обсаженных и необсаженных скважин. Содержит отклоняющий клин с гидравлическим якорем, канал для подачи жидкости, связывающий полость бурильных труб и полость режущего инструмента с рабочей полостью якоря, режущий инструмент, прикрепленный к верхней части отклоняющего клина посредством отсоединительного устройства со срезным болтом. Причем срезной болт оснащен кольцевым концентратором напряжения, расположенным ниже отклоняющей поверхности клина, и цилиндрическим сужением со стороны режущего инструмента, который снабжен цилиндром, сообщенным с полостью. Отсоединительное устройство выполнено в виде радиального поршня, вставленного в цилиндр с возможностью ограниченного перемещения в сторону срезного болта и зафиксированного в транспортном положении замковым механизмом, открывающимся при давлении, превышающем давление закрепления гидравлического якоря в стволе скважины. Недостатком отклоняющего устройства для забуривания боковых стволов из скважины является повреждение крепежного отверстия в верхней части клина в момент среза срезного элемента.

Известно устройство для забуривания боковых стволов из скважины по патенту РФ на изобретение 2469171. Изобретение относится к области бурения и капитального ремонта газонефтяных скважин и предназначено для забуривания боковых стволов из ранее пробуренных обсаженных и необсаженных скважин. Устройство включает отклоняющий клин с закрепляющим механизмом в виде гидравлического якоря, режущий инструмент, прикрепленный к верхней части отклоняющего клина посредством отсоединительного устройства со срезным болтом, и канал для подачи жидкости, связывающий полость бурильных труб и полость режущего инструмента с рабочей полостью якоря. При этом режущий инструмент оснащен цилиндром, а отсоединительное устройство выполнено в виде поршня, установленного в цилиндре и жестко соединенного со срезным болтом, который расположен перпендикулярно верхней отклоняющей поверхности клина и имеет кольцевые проточки. Одна из проточек расположена ниже поверхности клина, а другая в корпусе режущего инструмента. Причем поршень зафиксирован в транспортном положении стопором, рассчитанным на усилие отсоединения режущего инструмента от клина при давлении, превышающем давление закрепления гидравлического якоря в стволе скважины. Повышается надежность работы устройства в горизонтальных участках наклонно направленных и многозабойных скважин из-за отсоединения режущего инструмента от клина давлением жидкости и снижения вероятности аварийных ситуаций. Недостатком устройства для забуривания боковых стволов из скважины является повреждение крепежного отверстия в верхней части клина в момент среза срезного элемента.

Известно устройство для забуривания боковых стволов из скважины по патенту РФ на изобретение 2366793. Изобретение относится к области бурения газонефтяных скважин, в частности к устройствам для зарезки и бурения боковых стволов из скважины. Устройство включает отклоняющий клин с закрепляющим механизмом в виде гофрированной трубы, а также канал для подачи жидкости, связывающий полость бурильных труб и полость режущего инструмента с полостью гофрированной трубы. Между клином и трубой размещен переводник. Узел фиксации отклоняющего клина установлен в переводнике. В гидроцилиндре размещены поршень со штоком. Полость гидроцилиндра сообщена с полостью гофрированной трубы. Верхняя часть штока выполнена в виде бокового среза и установлена с возможностью взаимодействия со скошенной плоскостью клина, между которыми размещено фиксирующее приспособление. При эксплуатации создают давление рабочей жидкости, которое через канал выправляет гофрированную трубу и одновременно перемещает поршень со штоком, который воздействует боковым срезом на скошенную плоскость клинового выступа и прижимает «голову» клина к стенке скважины. Недостатком устройства для забуривания боковых стволов из скважины является его низкая надежность.

Известно устройство для забуривания боковых стволов из обсаженной скважины по патенту РФ на изобретение 2263196. Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано при бурении боковых стволов из скважины. Обеспечивает жесткую фиксацию отклоняющего клина в обсадной колонне скважины. Устройство включает отклоняющий клин с закрепляющим механизмом в виде гофрированной трубы, один конец которой заглушен, между которыми размещен переводник, канал для подачи жидкости в полость гофрированной трубы, подвижное соединение между переводником и клином, режущий инструмент. Устройство содержит узел фиксации отклоняющего клина. Он установлен в переводнике и выполнен в виде поршня со штоком и фиксирующим приспособлением, размещенных в гидроцилиндре. Полость гидроцилиндра сообщена с полостью гофрированной трубы. Верхняя часть штока установлена с возможностью взаимодействия с нижней частью клина со стороны его направляющей плоскости. Канал для подачи жидкости выполнен в виде размещенного в отклоняющем клине гидропровода, связывающего полость бурильных труб и полость режущего инструмента, прикрепленного к верхней части отклоняющего клина посредством срезного болта, с полостью гофрированной трубы. Недостатком устройства для забуривания боковых стволов из обсаженной скважины является его низкая надежность и сложность конструкции.

Известен клин-отклонитель для забуривания боковых стволов из скважины по патенту РФ на полезную модель 119384 (прототип). Клин-отклонитель для забуривания боковых стволов из скважины, включает наклонную рабочую поверхность, которая в поперечном сечении имеет форму продольного желоба, отверстие, выполненное перпендикулярно оси на верхней части клина для соединения его срезаемым элементом с фрезой, предназначенной для прорезания окна в обсадной колонне, резьбовое отверстие для соединения с устройством крепления клина-отклонителя в обсадной колонне, выполненное на торце нижней части клина-отклонителя концентрично наружному диаметру, причем на рабочую поверхность полосами нанесено покрытие из композиционного материала. На верхней части клина-отклонителя со стороны, обратной рабочей, нанесена насечка. Полосы покрытия нанесены V-образно и симметрично относительно центра. Полосы покрытия, нанесенные V-образно, направлены вниз острием. Полосы покрытия нанесены под углом к продольной оси. Полосы покрытия нанесены поперек рабочей поверхности. Полосы покрытия нанесены вдоль рабочей поверхности. Полосы покрытия пересекаются и образуют ромбы. В качестве композиционного материала используется вольфрамокобальтовый твердый сплав. Недостатком клина-отклонителя для забуривания боковых стволов из скважины является повреждение крепежного отверстия в верхней части клина в момент среза срезного элемента.

Задачами создания полезной модели являются: повышение ресурса работы клина-отклонителя, а также предотвращение повреждения крепежного отверстия клина в момент среза срезного элемента.

Решение указанных задач достигнуто за счет того, что клин-отклонитель для забуривания из скважины боковых стволов, включает клин с наклонной рабочей поверхностью, которая в поперечном сечении имеет форму продольного желоба, крепежное отверстие, выполненное перпендикулярно оси на верхней части клина для соединения его срезаемым элементом с фрезой предназначенной для прорезания окна в обсадной колонне, резьбовое отверстие для соединения с устройством крепления клина-отклонителя в обсадной колонне, выполненное на торце нижней части клина концентрично наружному диаметру, крепежное отверстие выполнено с заплечником в который упираются выступающие края защитной втулки, внутреннее отверстие которой выполнено с кольцевым выступом, в который упирается срезной элемент, выполненный в виде винта. Срезной элемент выполнен с внутренним шестигранником под ключ. На боковой поверхности срезного элемента выполнена кольцевая канавка. Защитная втулка со стороны установки срезного элемента не выступает за габариты клина. Защитная втулка установлена с зазором между наружными диаметрами защитной втулки и внутренними диаметрами крепежного отверстия. Механические характеристики материала защитной втулки выше чем механические характеристики материала клина.

Предложенное техническое решение обладает новизной и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями полезной модели. Новизна технического решения подтверждается проведенными патентными исследованиями. Промышленная применимость обусловлена тем, что при изготовлении клина-отклонителя для забуривания из скважины боковых стволов применяются недефицитные материалы и известные технологии.

Сущность полезной модели поясняется на фиг. 15, где:

На фиг. 1 приведен клин-отклонитель в сборе с оконной фрезой и якорем.

На фиг. 2 приведен клин-отклонитель.

На фиг. 3 приведен продольный разрез клина-отклонителя.

На фиг. 4 приведен поперечный разрез Б-Б,

На фиг. 5 приведен увеличенный местный вид А на котором показаны крепежное отверстие, защитная втулка и срезной элемент, фреза для прорезания окна в обсадной колонне не показана.

Клин-отклонитель для забуривания из скважины боковых стволов, состоит из клина 1 с наклонной рабочей поверхностью 2, которая в поперечном сечении имеет форму продольного желоба 3, крепежное отверстие 4, выполненное перпендикулярно оси на верхней части клина для соединения его срезаемым элементом 5 с фрезой 6 предназначенной для прорезания окна в обсадной колонне (на фигурах не показаны), резьбовое отверстие 7 для соединения с устройством крепления клина-отклонителя в обсадной колонне 8, выполненное на торце 9 нижней части клина 1 концентрично наружному диаметру, крепежное отверстие 4 выполнено с заплечником 10 в который упираются выступающие края 11 защитной втулки 12, внутреннее отверстие которой выполнено с кольцевым выступом 13, в который упирается срезной элемент 5, выполненный в виде винта. Срезной элемент 5 выполнен с внутренним шестигранником под ключ 14. На боковой поверхности срезного элемента 5 выполнена кольцевая канавка 15. Защитная втулка 12 со стороны установки срезного элемента 5 не выступает за габариты клина. 1 Защитная втулка 12 установлена с зазором между наружными диаметрами защитной втулки 12 и внутренними диаметрами крепежного отверстия 4. Механические характеристики материала защитной втулки 12 выше чем механические характеристики материала клина 1.

Клин-отклонитель для забуривания из скважины боковых стволов, работает следующим образом. В скважине на глубине зарезки второго ствола устанавливается цементный мост. Клин-отклонитель за резьбу 16 оконной фрезы 6, крепится к забойному двигателю, соединенному с бурильной колонной и спускается в скважину. С помощью телеметрической системы контроля положения бурового инструмента в скважине, клин отклонитель ориентируется по азимуту. Буровая колонна разгружается на цементный мост. Устройство крепления клина-отклонителя в обсадной колонне 8 фиксирует клин-отклонитель в скважине, от радиального перемещения. Осевая нагрузка от разгрузки буровой колонны продолжает увеличиваться, срезной элемент 5 разрушается по кольцевой канавке 15. При разрушении срезной элемент 5 взаимодействует с защитной втулкой 12, которая предохраняет края крепежного отверстия 4 клина 1 от деформации. Включается промывка, фреза 6 начинает вращаться и продольным желобом 3 клина 1 направляется в необходимую сторону для прорезки окна в обсадной колонне.

Применение полезной модели позволило:

1. Обеспечить забуривание боковых стволов из ранее пробуренных обсаженных и необсаженных скважин.

2. Повысить надежность клина-отклонителя.

3. предотвратить повреждение крепежного отверстия клина.

4. Повысить ресурс работы клина-отклонителя.

1. Клин-отклонитель для забуривания из скважины боковых стволов, включающий клин с наклонной рабочей поверхностью, которая в поперечном сечении имеет форму продольного желоба, крепежное отверстие, выполненное перпендикулярно оси на верхней части клина для соединения его срезаемым элементом с фрезой, предназначенной для прорезания окна в обсадной колонне, резьбовое отверстие для соединения с устройством крепления клина-отклонителя в обсадной колонне, выполненное на торце нижней части клина концентрично наружному диаметру, отличающийся тем, что крепежное отверстие выполнено с заплечником, в который упираются выступающие края защитной втулки, внутреннее отверстие которой выполнено с кольцевым выступом, в который упирается срезной элемент, выполненный в виде винта.

2. Клин-отклонитель для забуривания из скважины боковых стволов по п.1, отличающийся тем, что срезной элемент выполнен с внутренним шестигранником под ключ.

3. Клин-отклонитель для забуривания из скважины боковых стволов по п.1, отличающийся тем, что на боковой поверхности срезного элемента выполнена кольцевая канавка.

4. Клин-отклонитель для забуривания из скважины боковых стволов по п.1, отличающийся тем, что защитная втулка со стороны установки срезного элемента не выступает за габариты клина.

5. Клин-отклонитель для забуривания из скважины боковых стволов по п.1, отличающийся тем, что защитная втулка установлена с зазором между наружными диаметрами защитной втулки и внутренними диаметрами крепежного отверстия.

6. Клин-отклонитель для забуривания из скважины боковых стволов по п.1, отличающийся тем, что механические характеристики материала защитной втулки выше, чем механические характеристики материала клина.

РИСУНКИ



 

Похожие патенты:
Наверх