Гидравлический скважинный отклоняющий узел
Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для входа в боковые стволы многоствольной скважины. Гидравлический скважинный отклоняющий узел включает корпус с центральным проходным каналом, сферической выборкой снизу и внутренней проточкой в средней части. Во внутреннюю проточку корпуса вставлен с возможностью осевого перемещения вниз подпружиненный посредством пружины вверх поршень со штоком, оснащенным центральным проходным каналом. Также гидравлический скважинный отклоняющий узел включает в себя отклоняющую головку с полусферой вверху, взаимодействующую с возможностью поворота и отклонения с нижней частью сферической выборки корпуса. Отклоняющая головка выполнена подпружиненной посредством пружины от корпуса. В корпусе над сферической выборкой выполнена нижняя внутренняя цилиндрическая проточка, в которой размещен эксцентричный полый упор, телескопически установленный на нижнем конце штока с возможностью вращения. Нижний торец эксцентричного полого упора выполнен в виде скошенной наклонной поверхности с плоским сегментом у периферии. Между верхней плоскостью полусферы отклоняющей головки и плоским сегментом эксцентричного полого упора выполнен зазор - а, исключающий заклинивание отклоняющей головки в процессе работы. В рабочем положении плоский сегмент эксцентричного полого упора взаимодействует с верхней плоскостью полусферы отклоняющей головки с возможностью ее отклонения в противоположную сторону от плоского сегмента при перемещении штока с поршнем вниз. В корпусе над основным поршнем последовательно размещены дополнительные поршни со штоками, взаимодействующие друг с другом. Отклоняющая головка снизу снабжена регулировочным патрубком, на нижнем конце которой установлена насадка с отверстиями. Длина - L регулировочного патрубка зависит от количества дополнительных поршней со штоками. Предлагаемый гидравлический скважинный отклоняющий узел за счет наличия в его конструкции дополнительных поршней со штоками позволяет снизить гидравлическое давление, создаваемое в устройстве в процессе его работы, а наличие регулировочного патрубка позволяет увеличить расстояния отклонения насадки от оси основного ствола скважины при попадании в боковой ствол. 2 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, МПК 7 Е21В 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 в виду скручивания колонны труб, на которых спускается устройство.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Гидравлический скважинный отклоняющий узел» (патент на полезную модель RU №62163, МПК 7 Е21В 47/00, опубл. Бюл. №9 от 27.03.2007 г.), включающий корпус с центральным проходным каналом, сферической выборкой снизу и внутренней проточкой в средней части, в которую герметично вставлен с возможностью осевого перемещения вниз подпружиненный вверх поршень со штоком, оснащенным центральным проходным каналом, отклоняющую головку с полусферой вверху, герметично взаимодействующую с возможностью поворота и отклонения в сферической выборке корпуса, при этом отклоняющая головка выполнена подпружиненной от корпуса, при этом в корпусе над сферической выборкой выполнена нижняя внутренняя цилиндрическая проточка, в которой размещен эксцентричный полый упор, телескопически установленный на нижнем конце штока с возможностью вращения, при этом нижний торец эксцентричного полого упора выполнен в виде скошенной наклонной поверхности с плоским сегментом у периферии, причем между верхней плоскостью полусферы отклоняющей головки и плоским сегментом эксцентричного полого упора выполнен зазор, исключающий заклинивание отклоняющей головки, при этом в рабочем положении плоский сегмент эксцентричного полого
упора взаимодействует с верхней плоскостью полусферы отклоняющей головки с возможностью ее отклонения в противоположную сторону от плоского сегмента при перемещении штока с поршнем вниз.
В процессе практического применения данного устройства выявлены следующие недостатки:
во-первых, высокие давления порядка 15,0-20,0 МПа, создаваемые в устройстве (над поршнем) и большой расход жидкости для поворота отклоняющей головки снижают ресурс работы насосного агрегата, препятствует безопасному ведению производства работ и уменьшает ресурс работы гибкой трубы;
во-вторых, угол поворота и длина отклоняющей головки не достаточны для производства процесса попадания в боковые стволы, вследствии осыпания горной породы и создания каверны в местах их забуривания.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является снижение гидравлического давления, создаваемого в устройстве в процессе работы, а также увеличение расстояния отклонения насадки от оси основного ствола скважины при попадании в боковые стволы скважины.
Техническая задача решается гидравлическим скважинным отклоняющим узлом, включающим корпус с центральным проходным каналом, сферической выборкой снизу и внутренней проточкой в средней части, в которую герметично вставлен с возможностью осевого перемещения вниз подпружиненный вверх поршень со штоком, оснащенным центральным проходным каналом, отклоняющую головку с полусферой вверху, герметично взаимодействующую с возможностью поворота и отклонения в сферической выборке корпуса, насадку с отверстиями, при этом отклоняющая головка выполнена подпружиненной от корпуса, причем в корпусе над сферической выборкой выполнена нижняя внутренняя цилиндрическая проточка, в которой размещен эксцентричный полый упор, телескопически установленный на нижнем конце штока с возможностью вращения, при этом нижний торец эксцентричного полого упора выполнен в виде скошенной наклонной поверхности с плоским сегментом у периферии, причем между верхней плоскостью полусферы отклоняющей головки и плоским сегментом эксцентричного полого упора выполнен зазор, исключающий заклинивание отклоняющей головки, при этом в рабочем положении плоский сегмент эксцентричного полого упора взаимодействует с верхней плоскостью полусферы отклоняющей головки с возможностью ее отклонения в противоположную сторону от плоского сегмента при перемещении штока с поршнем вниз.
Новым является то, что в корпусе над основным поршнем последовательно размещены дополнительные поршни со штоками, взаимодействующие друг с другом, а отклоняющая головка снизу снабжена регулировочным патрубком, на нижнем конце которой установлена насадка с отверстиями.
Новым также является то, что количество дополнительных поршней со штоками не менее одного.
На Фиг.1 изображен отклоняющий узел в продольном разрезе.
На Фиг.2 изображен разрез эксцентричного полого упора.
Гидравлический скважинный отклоняющий узел включает корпус 1 (см. Фиг.1) с центральным проходным каналом 2, сферической выборкой 3 снизу и внутренней проточкой 4 в средней части. Во внутреннюю проточку 4 корпуса 1 вставлен с возможностью осевого перемещения вниз подпружиненный посредством пружины 5 вверх поршень 6 со штоком 7, оснащенным центральным проходным каналом 8. Также гидравлический скважинный отклоняющий узел включает в себя отклоняющую головку 9 с полусферой 10 вверху, взаимодействующую с возможностью поворота и отклонения с нижней частью сферической выборки 3 корпуса 1.
Отклоняющая головка 9 выполнена подпружиненной посредством пружины 11 от корпуса 1. В корпусе 1 над сферической выборкой 3 выполнена нижняя внутренняя цилиндрическая проточка 12, в которой размещен эксцентричный полый упор 13, телескопически установленный на нижнем конце штока 7 с возможностью вращения.
Нижний торец эксцентричного полого упора 13 выполнен в виде скошенной наклонной поверхности 14 с плоским сегментом 15 у периферии.
Между верхней плоскостью полусферы 10 отклоняющей головки 9 и плоским сегментом 15 эксцентричного полого упора 13 выполнен зазор - а, исключающий заклинивание отклоняющей головки 9 в процессе работы.
В рабочем положении плоский сегмент 15 эксцентричного полого упора 13 взаимодействует с верхней плоскостью полусферы 10 отклоняющей головки 9 с возможностью ее отклонения в противоположную сторону от цилиндрического сегмента 15 при перемещении штока 7 с поршнем 6 вниз.
В корпусе 1 над основным поршнем 6 последовательно размещены дополнительные поршни 16, 16', 16"...16n со штоками 17, 17', 17"...17n, взаимодействующие друг с другом. Отклоняющая головка 9 снизу снабжена регулировочным патрубком 18, на нижнем конце которой установлена насадка 19 с отверстиями 20. Длина - L регулировочного патрубка 18 зависит от количества дополнительных поршней 16, 16', 16"...16 n со штоками 17,17'17"...17n .
С целью исключения «поршневания» в процесс работы устройства во внутренней проточки 4 корпуса 1 выполнены технологические отверстия 21, 21', 21"...21n.
Несанкционированные перетоки жидкости в процессе работы устройства исключаются уплотнительными элементами 22, 23, 24.
Гидравлический скважинный отклоняющий узел работает следующим образом.
Перед спуском гидравлического скважинного отклоняющего узла в скважину производят его сборку, при этом плоский сегмент 14 эксцентричного полого упора 13 располагают относительно оси с противоположной стороны боковому стволу скважины, в который необходимо попасть.
Гидравлический скважинный отклоняющий узел в сборе (см. Фиг.1) сверху посредством присоединительной резьбы 25 соединяют с гибкой трубой (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 6, а также малой площади поперечных сечений отверстий 20 насадки 19.
В результате этого, поршень 6 со штоком 7 и находящимся на нижнем конце последнего эксцентричным полым упором 13, сжимая пружину 5, перемещаются вниз, при этом эксцентричный полый упор 13 сначала перемещается вниз на величину зазора - а, после чего плоским сегментом 15 (см. Фиг.1 и 2) воздействует на верхнюю плоскость полусферы 10 (см. Фиг.1) отклоняющей головки 9.
В результате отклоняющая головка 9, полусферой 10 герметично взаимодействующая с возможностью поворота и отклонения в сферической выборке 3 корпуса 1, поворачивается, сжимая пружину 11, в противоположную сторону от плоского сегмента 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, при этом гидравлический скважинный отклоняющий узел перемещается в боковом стволе, а жидкость из гибкой трубы сквозь центральный проходной канал 8 штока 7 и центральный проходной канал 3 корпуса 1 через центральный канал 26 отклоняющей головки 9 и отверстия 20 насадки 19 попадает в боковой ствол, промывая его.
Достигнув забоя бокового стола многоствольной скважины, спуск гибкой трубы прекращают, не сбрасывая давления производят обработку призабойной зоны (ОПЗ) бокового ствола многозабойной скважины химическими реагентами, причем насадка 19,
жесткозакрепленная на нижнем конце отклоняющей головки 9, посредством отверстий 20 направляет струю жидкости в боковой ствол многоствольной скважины.
По окончанию обработки ствола давление в гибкой трубе и соответственно в устройстве сбрасывают. В результате поршень 6 со штоком 7 перемещаются обратно за счет возвратной силы пружины 5, и эксцентричный полый упор 13 занимает исходное положение (см. Фиг.1). Кроме того, отклоняющая головка 9 выпрямляется соосно с корпусом 1 за счет возвратной силы пружины 11, которая разжимается.
После этого гидравлический скважинный отклоняющий узел с гибкой трубой 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 за счет наличия в его конструкции дополнительных поршней со штоками позволяет снизить гидравлическое давление, создаваемое в устройстве в процессе его работы, а наличие регулировочного патрубка позволяет увеличить расстояния отклонения насадки от оси основного ствола скважины при попадании в боковой ствол.
1. Гидравлический скважинный отклоняющий узел, включающий корпус с центральным проходным каналом, сферической выборкой снизу и внутренней проточкой в средней части, в которую герметично вставлен с возможностью осевого перемещения вниз подпружиненный вверх поршень со штоком, оснащенным центральным проходным каналом, отклоняющую головку с полусферой вверху, герметично взаимодействующую с возможностью поворота и отклонения в сферической выборке корпуса, насадку с отверстиями, при этом отклоняющая головка выполнена подпружиненной от корпуса, причем в корпусе над сферической выборкой выполнена нижняя внутренняя цилиндрическая проточка, в которой размещен эксцентричный полый упор, телескопически установленный на нижнем конце штока с возможностью вращения, при этом нижний торец эксцентричного полого упора выполнен в виде скошенной наклонной поверхности с плоским сегментом у периферии, причем между верхней плоскостью полусферы отклоняющей головки и плоским сегментом эксцентричного полого упора выполнен зазор, исключающий заклинивание отклоняющей головки, при этом в рабочем положении плоский сегмент эксцентричного полого упора взаимодействует с верхней плоскостью полусферы отклоняющей головки с возможностью ее отклонения в противоположную сторону от плоского сегмента при перемещении штока с поршнем вниз, отличающийся тем, что в корпусе над основным поршнем последовательно размещены дополнительные поршни со штоками, взаимодействующие друг с другом, а отклоняющая головка снизу снабжена регулировочным патрубком, на нижнем конце которого установлена насадка с отверстиями.
2. Гидравлический скважинный отклоняющий узел по п.1, отличающийся тем, что количество дополнительных поршней со штоками не менее одного.
