Гидравлический скважинный отклоняющий узел

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для входа в боковые стволы многоствольной скважины. Гидравлический скважинный отклоняющий узел состоит из корпуса со штифтом, центральным проходным каналом, нижней сферической выборкой и внутренней проточкой в средней части корпуса. Во внутреннюю проточку в средней части корпуса вставлены с возможностью осевого перемещения вниз подпружиненный посредством пружины вверх поршень и шток 8, оснащенный центральным проходным каналом и нижним косым срезом. Шток подвижно размещен на поршне, при этом он имеет возможность вращательного и осевого перемещения относительно корпуса, а поршень имеет возможность осевого перемещения относительно корпуса. Нижний косой срез штока снизу оснащен плоским сегментом. Гидравлический скважинный отклоняющий узел также содержит отклоняющую головку с полусферой вверху, герметично взаимодействующую с возможностью поворота и отклонения со сферической выборкой корпуса. Верхняя плоскость полусферы отклоняющей головки выполнена с возможностью взаимодействия с плоским сегментом нижнего косого среза штока при его перемещении вниз вместе с поршнем. Шток вставлен в корпус с возможностью вращения, а отклоняющая головка выполнена подпружиненной от корпуса. Отклоняющая головка подпружинена относительно нижнего торца корпуса посредством пружины. В штоке выполнена технологическая проточка в виде продольных направленных последовательно вверх и вниз пазов, соединенных фигурным пазом так, что при возвратно-поступательном перемещении штока относительно корпуса штифт последовательно взаимодействует с каждой из них. Снизу отклоняющая головка снабжена насадкой с отверстиями. Предлагаемый гидравлический скважинный отклоняющий узел устройства имеет простую конструкцию, причем шток размещен на поршне подвижно с возможностью вращения, что снижает вероятность заклинивания и повышает надежность работы устройства, а расширение его функциональных возможностей связано с возможностью его работы в горизонтально-наклонных и горизонтальных скважинах. Кроме того, он обеспечивает точный поворот непосредственно самой отклоняющей головки на заданный угол, что значительно облегчает попадание в боковой ствол многоствольной скважины и позволяет избежать повторных работ.3 ил. на 1 л.

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для входа в боковые стволы многоствольной скважины.

Известно «Устройство для доставки объекта в боковой ствол многоствольной скважины» (патент RU №2142559, Е 21 В 47/01, опубл. Бюл. №33 от 24.11.1997 г.), с механизмом поворота и расположенным ниже механизмом изменения направления движения, выполненным в виде направляющего патрубка, взаимодействующего с упругим элементом, установленным на корпусе устройства, при этом направляющий патрубок верхним концом связан шарнирно с объектом, а нижним - с замком разъединения, кроме того, в нем установлен подпружиненный ползун, торцовая поверхность которого образует верхнюю наклонную поверхность.

Недостатками данного устройства являются большое количество мелких, сложных в изготовлении сопрягаемых деталей и, как следствие, высокая стоимость и низкая надежность всего изделия в целом, возможность поворота устройства только с устья скважины, что снижает точность поворота на определенной угол ввиду скручивания колонны труб, на которых спускается устройство.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Гидравлический кривой переводник» (см. стр.159, Каталог «Beker Oil Tools», Product Services Version 5.0, «Fishing Services», 163 стр.), состоящий из корпуса со штифтом, центральным проходным каналом, нижней сферической выборкой и внутренней проточкой в средней части, в которую вставлен с возможностью осевого перемещения вниз подпружиненный вверх поршень с продольной технологической проточкой на наружной поверхности и со штоком, оснащенным центральным проходным каналом и нижним косым срезом, и отклоняющей головкой с полусферой вверху, герметично взаимодействующей с возможностью поворота и отклонения со сферической выборкой корпуса, причем верхняя плоскость полусферы отклоняющей головки выполнена с возможностью взаимодействия с косым срезом штока поршня при его перемещении вниз, а штифт корпуса выполнен с возможностью взаимодействия с технологической проточкой поршня.

Недоставками данного устройства являются:

во-первых, отсутствие фиксации отклоняющей головки при спуске, что может вызвать несанкционированное отклонение ее вниз, что исключает ее работоспособность в горизонтально-наклонных и горизонтальных скважинах;

во-вторых, возможность поворота устройства только с устья скважины, что снижает точность поворота на определенный угол ввиду скручивания колонны труб, на которых спускается устройство;

в-третьих, шток и поршень жестко соединены между собой, что увеличивает вероятность заклинивания в скважине, а значит снижает надежность работы устройства.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции устройства и повышение надежности работы, а также расширение функциональных возможностей устройства, то есть возможность его работы в горизонтально-наклонных и горизонтальных скважинах, а также обеспечение точного поворота непосредственно самой отклоняющей головки на заданный угол.

Техническая задача решается гидравлическим скважинным отклоняющим узлом, включающим корпус со штифтом, центральным проходным каналом, нижней сферической выборкой и внутренней проточкой в средней части корпуса, в которую с возможностью осевого перемещения вниз вставлены подпружиненный вверх поршень и шток, оснащенный центральным проходным каналом и нижним косым срезом, отклоняющую головку с полусферой вверху, герметично взаимодействующую с возможностью поворота и отклонения в сферической выборке корпуса, причем верхняя плоскость полусферы отклоняющей головки выполнена с возможностью взаимодействия с нижним косым срезом штока при его перемещении вниз, а штифт корпуса выполнен с возможностью взаимодействия с технологической проточкой.

Новым является то, что нижний косой срез штока снизу оснащен плоским сегментом, при этом шток подвижно размещен на поршне и имеет возможность вращательного и осевого перемещения относительно корпуса, а поршень имеет возможность осевого перемещения относительно корпуса, при этом отклоняющая головка выполнена подпружиненной от корпуса, причем технологическая проточка выполнена в штоке в виде продольных направленных последовательно вверх и вниз пазов, соединенных фигурным пазом так, что при возвратно-поступательном перемещении штока относительно корпуса штифт последовательно взаимодействует с каждой из них.

На Фиг.1 изображен отклоняющий узел в продольном разрезе.

На Фиг.2 изображена технологическая проточка штока.

На Фиг.3 изображено сечение Б-Б штока.

Гидравлический скважинный отклоняющий узел состоит из корпуса 1 (см. фиг.1) со штифтом 2, центральным проходным каналом 3, нижней сферической выборкой 4 и внутренней проточкой 5 в средней части корпуса 1.

Во внутреннюю проточку 5 в средней части корпуса 1 вставлен с возможностью осевого перемещения вниз подпружиненный посредством пружины 6 вверх поршень 7 и шток 8, оснащенный центральным проходным каналом 9 и нижним косым срезом 10. Шток 8 подвижно размещен на поршне 7, при этом шток 8 имеет возможность вращательного и осевого перемещения относительно корпуса 1, а поршень 7 имеет возможность осевого перемещения относительно корпуса 1. Нижний косой срез 10 штока 8 снизу оснащен плоским сегментом 11 (см. фиг.1 и 3).

Гидравлический скважинный отклоняющий узел также содержит отклоняющую головку 12 с полусферой 13 (см. фиг.1) вверху, герметично взаимодействующую с возможностью поворота и отклонения со сферической выборкой 4 корпуса 1.

Верхняя плоскость 14 полусферы 13 отклоняющей головки 12 выполнена с возможностью взаимодействия с плоским сегментом 11 нижнего косого среза 10 штока 8 при его перемещении вниз вместе с поршнем 7.

Шток 8 вставлен в корпус 1 с возможностью вращения, а отклоняющая головка 12 выполнена подпружиненной от корпуса 1. Отклоняющая головка 12 подпружинена относительно нижнего торца корпуса 1 посредством пружины 15.

В штоке 8 выполнена технологическая проточка 16 в виде продольных направленных последовательно вверх 17 (см. фиг.2) и вниз 18 пазов, соединенных фигурным пазом 19 так, что при возвратно-поступательном перемещении штока 8 относительно корпуса 1 штифт 2 последовательно взаимодействует с каждой из них.

Снизу отклоняющая головка 12 (см. фиг.1) снабжена насадкой 20 с отверстиями 21. С целью исключения «поршневания» в процессе работы устройства в корпусе 1 выполнено технологическое отверстие 22.

Несанкционированные перетоки жидкости в процессе работы устройства исключаются уплотнительными элементами 23, 24, 25.

Гидравлический скважинный отклоняющий узел работает следующим образом.

Гидравлический скважинный отклоняющий узел в сборе (см. фиг.1) соединяют с гибкой трубой 26 посредством переводника 27 (на фиг.1 и 2 не показано) и спускают в многоствольную скважину. В интервале предполагаемого нахождения бокового ствола многоствольной скважины в гибкой трубе и соответственно внутри гидравлического скважинного отклоняющего узла создают гидравлическое давление, которое повышается благодаря большому расходу жидкости, за счет гидравлического сопротивления поршня 7, а также малой площади поперечного сечения отверстий 21 насадки 20.

В результате этого, поршень 7, сжимая пружину 6, перемещается вниз, при этом шток 8, подвижно соединенный с поршнем 7, совершает вращательное движение

относительно поршня 7 и нижней части внутренней проточки 5 корпуса 1, благодаря тому, что штифт 2, жесткозакрепленный в корпусе 1, перемещается по технологической проточке 16 штока 8 из продольно направленного вниз паза 18 (см. фиг.2) через фигурный паз 19 в продольно направленный вверх паз 17 на строго определенный угол, который задается заранее количеством продольно направленных вверх и вниз пазов 17 и 18 технологической проточки 16 штока 8. При этом нижний косой срез 10 (см. фиг.1) плоским сегментом 11 штока 8 вследствие вращательно-осевого перемещения вниз последнего воздействует на верхнюю плоскость 14 полусферы 13 отклоняющей головки 12.

Это приводит к тому, что отклоняющая головка 12 с полусферой 13 вверху, герметично взаимодействующей посредством уплотнительного элемента 25 с возможностью поворота и отклонения в сферической выборке 4 корпуса 1, поворачивается к боковой стенке многоствольной скважины, сжимая пружину 15, и попадает в боковой ствол многоствольной скважины, фиксируя устройство в боковом стволе многоствольной скважины. Спуск гибкой трубы в многоствольную скважину продолжают с одновременной подачей жидкости в гибкую трубу 26, при этом гидравлический скважинный отклоняющий узел перемещается в боковом стволе, а жидкость по гибкой трубе 26 сквозь поршень 7, центральный проходной канал 9 штока 8 и центральный проходной канал 3 корпуса 1 через центральный канал 28 отклоняющей головки 12 и отверстия 21 насадки 20 попадает в боковой ствол, промывая ее.

Достигнув забоя бокового ствола многоствольной скважины ,спуск гибкой трубы прекращают, не сбрасывая давления, производят обработку призабойной зоны (ОПЗ) бокового ствола многозабойной скважины химическими реагентами, причем насадка 20, жесткозакрепленная на нижнем конце отклоняющей головки 12 посредством отверстий 20, направляет струю жидкости в боковом стволе многоствольной скважины.

По окончанию обработки ствола давление в гибкой трубе и соответственно в устройстве сбрасывают. В результате поршень 7 со штоком 8 перемещаются обратно за счет возвратной силы пружины 6, при этом шток 8 совершает вращательное и осевое перемещение относительно корпуса 1, а поршень 7 - только осевое перемещение относительно корпуса 1, причем шток 8 своим плоским сегментом 11 нижнего косого среза 10 выходит из взаимодействия с верхней плоскостью 14 полусферы 13 отклоняющей головки 12 и втягивается внутрь корпуса 1, занимая исходное положение. При этом отклоняющая головка 12 выпрямляется соосно с корпусом 1 за счет возвратной силы пружины 15, которая разжимается. В этот момент штифт 2, жесткозакрепленный в корпусе 1, перемещается по технологической проточке 16 штока 8 из продольно направленного вверх паза 17 (см. фиг.2) через фигурный паз 19 в продольно направленный вниз паз 18. После этого

гидравлический скважинный отклоняющий узел с гибкой трубой (см. фиг.1) извлекают сначала из бокового ствола многоствольной скважины, а затем полностью поднимают на поверхность. В случае необходимости обработки другого бокового ствола многоствольной скважины гидравлический скважинный отклоняющий узел с гибкой трубой извлекают только из предыдущего бокового ствола многоствольной скважины и работы, описанные выше, повторяют.

Предлагаемый гидравлический скважинный отклоняющий узел устройства имеет простую конструкцию, причем шток размещен на поршне подвижно с возможностью вращения, что снижает вероятность заклинивания и повышает надежность работы устройства, а расширение его функциональных возможностей связано с возможностью его работы в горизонтально-наклонных и горизонтальных скважинах. Кроме того, он обеспечивает точный поворот непосредственно самой отклоняющей головки на заданный угол, что значительно облегчает попадание в боковой ствол многоствольной скважины и позволяет избежать повторных работ.

Гидравлический скважинный отклоняющий узел, включающий корпус со штифтом, центральным проходным каналом, нижней сферической выборкой и внутренней проточкой в средней части корпуса, в которую с возможностью осевого перемещения вниз вставлены подпружиненный вверх поршень и шток, оснащенный центральным проходным каналом и нижним косым срезом, отклоняющую головку с полусферой вверху, герметично взаимодействующую с возможностью поворота и отклонения в сферической выборке корпуса, причем верхняя плоскость полусферы отклоняющей головки выполнена с возможностью взаимодействия с нижним косым срезом штока при его перемещении вниз, а штифт корпуса выполнен с возможностью взаимодействия с технологической проточкой, отличающийся тем, что нижний косой срез штока снизу оснащен плоским сегментом, при этом шток подвижно размещен на поршне и имеет возможность вращательного и осевого перемещения относительно корпуса, а поршень имеет возможность осевого перемещения относительно корпуса, при этом отклоняющая головка выполнена подпружиненной от корпуса, причем технологическая проточка выполнена в штоке в виде продольных направленных последовательно вверх и вниз пазов, соединенных фигурным пазом так, что при возвратно-поступательном перемещении штока относительно корпуса штифт последовательно взаимодействует с каждой из них.