Устройство для установки клина-отклонителя в стволе скважины

 

Изобретение относится к буровой технике, а именно к техническим средствам для установки клина-отклонителя в стволе скважины. Устройство для установки клина-отклонителя в стволе скважины содержит узел опоры с распорными элементами, узел спуска с переводником, выдвижной элемент, использующее клин-отклонитель, в нижней части которого имеется установочный хвостовик. Узел опоры содержит корпус, выполненный в виде сегментов, распорный элемент, выполненный сборным и состоящий из поршня и выдвижной части типа болта, широкая часть которого имеет прямоугольную форму, узкая часть имеет в торце коническую форму. На боковой поверхности имеются насечки, выполненные перпендикулярно оси перемещения распорного элемента, рядами в виде прямоугольных треугольников, вершины которых направлены в сторону широкой части. На внутренней поверхности корпуса узла опоры выполнен продольный выступ, узел спуска имеет корпус в виде полого цилиндра с квадратной внутренней поверхностью, верхняя и нижняя части корпуса узла спуска на внутренней поверхности выполнены в виде усеченных конусов, в верхней части размещен переводник, а в нижней – подпятник. На внешней поверхности корпуса узла спуска выполнен продольный паз, соответствующий продольному выступу на корпусе узла опоры, в теле корпусов узла опоры и узла спуска в горизонтальной плоскости выполнены сквозные пазы, в которых размещены распорные элементы. Установочный хвостовик клина-отклонителя выполнен в виде цилиндра с продольным пазом в форме "ласточкина хвоста" и соединен с корпусом клина резьбой, выполненной под углом α, который определяется как tgα=h/l, где h - зазор между стенкой обсадной колонны и вершиной клина-отклонителя в неотклоненном состоянии, мм, l - длина корпуса клина-отклонителя, мм, а на поверхности установочного хвостовика имеются пружинные элементы. Упрощается конструкция, повышается технологичность сборки устройства. 6 ил.

Изобретение относится к буровой технике, а именно к техническим средствам для установки клина-отклонителя в стволе скважины. Оно может быть использовано, в частности, для образования окна в обсадной колонне, для изменения направления стволов буровых скважин, в геологоразведочной технике - при бурении направленных скважин для их искусственного искривления, при строительстве многозабойных скважин с многократным использованием извлекаемых из устройства клина-отклонителя и узла спуска и повторного использования неизвлекаемого узла опоры, находящегося в скважине на стенках обсадной колонны.

Широко известны устройства для установки отклоняющего клина в обсаженной буровой скважине для зарезания второго ствола [1], [2].

Устройство [1] состоит из клина-отклонителя, выполненного с продольным пазом фигурного сечения. В нижней части устройства имеется закрепляющий механизм, выполненный в виде закрепленной на нижнем конце клина-отклонителя направляющей трубы, в которой расположен толкатель с пружиной и собачкой, закрепленной на оси и телескопически соединенной с направляющей трубой подвижной трубы с распорными клиновыми плашками.

Устройство [2] состоит из угла опоры, клина-отклонителя, спускного клина с муфтой, болтов с гайками и специального винта. В свою очередь, клин-отклонитель состоит из желоба и наставки, соединенных между собой при помощи резьбового соединения и сварки. На верхнем конце желоба сделаны отверстия под болты, служащие для скрепления отклонителя со спускным клином. Нижний конец наставки имеет скошенные под углом 45° плоскость и паз, а верхний конец узла опоры - соответствующие плоскость и выступ. Паз у наставки и выступ на верхнем конце опоры, выполненные в виде “ласточкина хвоста”, служат для соединения между собой клина-отклонителя и опоры, которые во время спуска отклонителя в скважину удерживаются неподвижными относительно друг друга специальными винтами. Клин-отклонитель имеет наклонную поверхность в виде наклонного желоба, а опора отклонителя состоит из корпуса для плашек, патрубка, приваренного верхним концом к корпусу, патрубка с тягами, приваренными к верхнему концу патрубка, шпильки, соединяющей патрубки, не позволяя им перемещаться относительно друг друга во время спуска отклонителя в скважину и трех плашек, скрепленных винтами с верхними концами тяги. Плашки - односторонний клин, имеющий на внешней стороне зубья, которыми они врезаются в стенки обсадной колонны, а внутренней стороны - наклонную плоскость, которой она скользит по наклонной плоскости корпуса. В теле плашки со стороны наклонной плоскости сделан паз, а на наклонной плоскости корпуса -соответствующий выступ. Паз и выступ имеют форму “ласточкина хвоста” и служат для удержания плашек на наклонных плоскостях корпуса, не позволяя плашкам отклоняться и выступать за габариты отклонителя, и приходить в зацепление со стенками обсадной колонны раньше времени во время спуска отклонителя в скважину. Спускной клин имеет на нижнем конце скошенную поверхность, по профилю соответствующую желобу клина-отклонителя, и два отверстия под болты, скрепляющие спускной клин с клином-отклонителем. На верхний конец спускного клапана навинчена муфта замка бурильных труб, при помощи которой отклонитель спускается в скважину.

Известные устройства [1], [2] имеют ряд недостатков: многоэлементная связь сказывается на том, что они не гарантируют запланированное, своевременное срезание болтов, которые соединяют клин-отклонитель и спускной клин, что соответственно приводит к остановке спуска отклонителя в скважину в случае несвоевременного срезания болтов и требует больших дополнительных затрат по подъему отклонителя и восстановлению режима работы; несвоевременное срезание специального винта приведет к отсоединению клина-отклонителя от узла опоры и потере узла опоры для дальнейшей работы. Наличие плашек в устройстве не гарантирует прочного сцепления со стенками обсадной колонны из-за того, что сцепление нешероховатой поверхности обсадной трубы с шероховатой поверхностью плашек снижает силы сцепления в период срезания болтов, специального винта, а также в период спуска бурильных инструментов (райбера, фрезера и т.д.), когда отклонитель в целом подвергается вибрациям и смещениям за счет вращения инструмента, спускаемого по наклонному желобу клина-отклонителя. Устройство к тому же одноразового использования. Клин-отклонитель не извлекается и не может быть повторно использован, как и узел опоры отклонителя.

Известно устройство для установки клина-отклонителя в стволе скважины [3]. Оно состоит из клина, спускного узла и узла опоры. Клин имеет направляющий желоб круглого сечения и осевой канал, причем диаметр желоба соответствует диаметру фрезерного долота (райбера), применяемого для зарезки. Спускной узел включает соединенный с бурильной трубой переводник с левой резьбой и сопряженную с ним втулку, изготовленную из легкоразрушаемого материала, имеющую на внутренней поверхности трапецеидальную цилиндрическую резьбу левой нарезки с упором по внутреннему торцу. На нижнем конце втулки имеются стопорные выступы, предотвращающие вращение втулки при отвороте от переводника по левой резьбе и при разбуривании ее. Узел опоры включает переводник, снабженный стопорньми выступами, находящимися в зацеплении с выступами втулки, и хвостовик, служащий опорой отклонителя и одновременно используемый для крепления необсаженной части старого ствола скважины. На один из элементов отклонителя перед спуском в скважину наносят магнитную метку в виде продольной намагниченной полосы длиной 2-3 м, по которой определяют с помощью инклинометра фактическую ориентацию отклонителя после его ориентированной установки и отворота.

Недостатками устройства являются: клин-отклонитель не извлекаем из скважины и не отделим от узла опоры; узел опоры рассчитан на крепление необсаженного ствола скважины и свою роль выполняет только после цементажа отклонителя, что требует дополнительных больших затрат времени и материала (цемента); связь элементов отклонителя осуществляется резьбовым соединителем, что усложняет работу по установке и ориентированию отклонителя, а также отвороту бурильных труб с переводником, усложненному еще и тем, что усилия отворота должны быть обязательно меньше сил сопротивления хвостовика провороту его в скважине.

Наиболее близким по технической сущности и положительному эффекту к заявляемой задаче изобретения является устройство для установки клина-отклонителя в стволе скважины [4]. Устройство выполнено из трех сочлененных между собой патрубков, из которых верхний вмещает ориентирующий отвес, сопряженный с разрезной трубой, заключенной в среднем патрубке и предназначенной для фиксирования положения отвеса при вхождении в нее снизу усеченного конуса. Нижний патрубок сопряжен со средним через переходник, он имеет шток, проходящий к вышестоящему усеченному конусу через переходник и выполнен разрезным для расклинивания его конусным кольцом, насаженным на нижний конец штока, при посадке устройства на забой. Корпус ориентирующего механизма состоит из двух патрубков, соединенных ниппелем, причем патрубок зафиксирован на ниппеле винтами. В нижнюю часть патрубка ввинчен переходник с сальником, сквозь который пропущен шток. Нижний конец штока имеет гайку и отверстие с заклепкой, а верхний конец заканчивается полуосью. Внутри верхних двух патрубков расположены отвес и переходник, разрезной распорный патрубок и конус, опирающийся на полуось штока. Отвес имеет в верхней части цапфу, которая входит в переходник, а в нижней части - радиальный подшипник качения. На переходник навинчен разрезной патрубок, в который входит конус, закрепленный на штоке гайкой.

Ориентирующий механизм опускают в скважину на штангах и некоторое время выдерживают неподвижно. Затем под действием веса штанг подвигают нижний патрубок на конус, патрубок раздвигается и заклинивается в скважине, укрепляя устройство.

Одновременно происходит фиксация отвеса вследствие надвигания разрезного распорного патрубка на конус и заклинивание его во внешнем патрубке. Во время расклинивания распорного патрубка срезаются винты. После укрепления устройства в скважине и фиксации отвеса последний вскрывают подъемом верхнего патрубка переходником на поверхность, а в скважину спускают клин с установочной разрезной трубой, внутри которой укреплен установочный хвостовик. Ложок клина перед спуском его в скважину располагают под требуемым углом по отношению к установочному хвостовику путем поворота его в ниппеле. При достижении клином ориентирующего механизма производят совмещение плоскости отвеса с плоскостью хвостовика, после чего под действием веса штанг производят давление на клин до полного срезания крепящих его заклепок. Отвес, заходя под давлением в свободную половину установочной трубы, расклинивает и укрепляет ее в скважине, одновременно закрепляя в скважине и клин.

Недостатками устройства являются:

- многоэлементность конструкции, сложность взаимосвязи их;

- наличие срезных элементов, которые не гарантируют надежность и простоту процесса установки и закрепления устройства в скважине;

- ненадежность ориентации заданного угла и точности установки клина-отклонителя в скважине из-за системы разрезных патрубков, которые не обеспечивают прочность сцепления их со стенками обсадной колонны и не гарантируют не возможность проворота патрубков как в процессе установки, так и в процессе эксплуатации клина-отклонителя;

- устройство одноразового использования (клин-отклонитель неизвлекаем, узел спуска неотсоединяем от узла опоры), что удорожает производство и не позволяет скважину использовать многократно (многоствольного бурения, прямой проводки ствола, например).

Задачей изобретения является упрощение устройства и технологичность эксплуатации, возможность многократного использования как устройства для установки клина-отклонителя, так и клина-отклонителя, повышение точности фиксации и ориентации клина-отклонителя.

Задача изобретения достигается тем, что как и в известном, устройство для установки клина-отклонителя в стволе скважины содержит узел опоры с распорными элементами, узел спуска с переводником, выдвижной элемент, а используемый клин-отклонитель в нижней части корпуса имеет установочный хвостовик, согласно изобретению узел опоры содержит корпус, выполненный в виде сегментов, распорные элементы выполнены сборными и состоящими из поршня и выдвижной части типа болта, широкая часть которого имеет прямоугольную форму, узкая часть имеет в торце коническую форму, а на боковой поверхности - насечки, выполненные перпендикулярно оси перемещения распорного элемента, рядами в виде прямоугольных треугольников, вершины которых направлены в сторону широкой части, на внутренней поверхности корпуса узла опоры выполнен продольный выступ, узел спуска имеет корпус в виде полого цилиндра с квадратной внутренней поверхностью, корпус узла спуска в верхней и нижней частях выполнен в виде усеченного конуса, в верхнем конусе размещен переводник, а в нижней - подпятник, на внешней поверхности корпуса узла спуска выполнен продольный паз, соответствующий продольному выступу на корпусе узла опоры, в теле корпусов узла опоры и узла спуска в горизонтальной плоскости выполнены сквозные пазы, в которых размещены распорные элементы, установочный хвостовик клина-отклонителя выполнен в виде полого цилиндра с пазом в форме ″ласточкина хвоста″ и соединен с корпусом клина резьбой, выполненной под углом, на поверхности установочного хвостовика имеются пружинные элементы.

Причинно-следственная связь.

Отличие предлагаемого изобретения от прототипа:

- узел опоры состоит из корпуса, выполненного в виде сегментов, что позволяет существенно упростить конструкцию, сборку устройства в целом, обеспечить надежное, плотное прилегание узла опоры к стенкам обсадной колонны;

- распорные элементы выполнены сборными и состоят из поршня и выдвижной части типа болта. Конструктивно распорные элементы просты, выдвижная часть за счет своей формы - конической формы торец, насечки на боковой поверхности в виде прямоугольных треугольников, направленных вершинами в сторону широкой части прямоугольной формы, позволяет осуществить надежное сквозное сцепление узла опоры со стенкой скважины. В прототипе за счет надрезанных снизу патрубков происходит локальный прижим к стенке устройства в местах касания раскрытой части патрубков. Ненадежность работы такого узла очевидна: возможен проворот узла опоры относительно стенки при посадке устройства в скважину и в результате сдвиговых и вибрационных воздействий - в процессе эксплуатации его; возможен разрыв патрубков по надрезам, т.к. под действием больших растягивающих напряжений, которые испытывают патрубки в различные моменты, в устье надреза могут образоваться трещины, раскрывающие надрез до конца;

- на внутренней поверхности узла опоры выполнен продольный выступ, а на внешней поверхности узла спуска - ответный паз, что существенно упрощает конструкцию и узла опоры и узла спуска по сравнению с прототипом. За счет наличия продольных выступа и паза упрощается посадка устройства в скважину, сборка узлов и осуществление прочностного закрепления их, разборка устройства и ориентация клина-отклонителя в скважине;

- узел спуска имеет, в отличие от прототипа, простое и надежное устройство, представляя собой полый цилиндр, в верхней части которого размещен переводник, а в нижней - подпятник, позволяющий создать в своем закрытом объеме избыточное давление и закрепить узел опоры распорными элементами надежно, гарантировано прочно, не допуская смещений и перемещений корпуса опоры. Прототип очень многоэлементен и ненадежен в работе (срезные болты, ниппели, штоки, переходники, патрубки, отвес и т.д.);

- в теле корпусов узла опоры и узла спуска в горизонтальной плоскости выполнены сквозные пазы, в которых размещены распорные элементы. Пазы в сборе узлов находятся на одной оси, упрощая работу распорных элементов по сквозному внедрено в стенки обсадной колонны. За счет прямоугольной формы выдвижной части распорного элемента пазы не ослабляют конструкцию, т.к. являясь ограничителем перемещения узкой части в стенку, дополнительно служат “элементами жесткости”, позволяющими повысить прочность участков, где выполнены пазы;

- установочный хвостовик клина-отклонителя выполнен в виде полого цилиндра с продольным пазом в форме ласточкина хвоста, что в отличие от прототипа упрощает закрепление клина-отклонителя в устройстве. В прототипе закрепление клина-отклонителя осуществляется за счет наличия разрезной трубы, вернее - нарезанной как и у патрубков, а также установочного хвостовика внутри трубы. Труба и установочный хвостовик входят в узел спуска и зажимаются отвесом в узле спуска. Сложно и ненадежно. В предлагаемом изобретении имеется установочный хвостовик, но в виде полого цилиндра, в котором выполнен паз в виде ласточкина хвоста, что позволяет легко сориентировать местонахождение “нулевой точки” отсчета при определении угла поворота корпуса клина-отклонителя, просто без больших усилий закрепить клин-отклонитель в узле опоры посадкой на продольный выступ установочного хвостовика (за счет формы паза в хвостовике), а пружинные элементы на поверхности хвостовика обеспечивают плавный заход клина-отклонителя в узел опоры и служат стопором, не позволяющим проворачиваться клину-отклонителю в процессе работы;

- хвостовик установочный с корпусом клина-отклонителя соединены резбой, выполненной под заданным углом, что повышает значительно, по сравнению с нипельной системой в прототипе, точность фиксирования клина-отклонителя в скважине и ориентации его при установке в устройство;

- в отличие от прототипа устройство предлагаемого изобретения разборно - клин-отклонитель и узел спуска извлекаемы из скважины после бурения и вновь устанавливаемы для последующих работ.

Известно применение поршней и выдвигающихся элементов, размещенных в пазах, выполненных в горизонтальной плоскости корпуса узла опоры [5]. В известном устройстве узел опоры, включающий корпус с распорными элементами - поршни с плунжерными упорами, использован по иному назначению, а именно - ориентатора направления работы долота для вписываемости устройства в искривленный ствол ранее пробуренной скважины. Узел опоры не закрепляется в стенке скважины. Башмаки, составная часть плунжерных упоров, имея рифленую поверхность, должны минимально соприкасаться со стенками скважины. Поршни расположены отдельно от выдвижных элементов в узле компенсации хода плунжерных упоров. В устройстве невозможно использовать клин-отклонитель и использовать его для бурения основного ствола скважины.

Известно устройство [6] для вырезания окна в эксплуатационной колонне, в котором в качестве распорного элемента используют плашки цилиндрической формы с торцом, контактирующим с стенкой обсадной колонны, в виде конуса. Но известный распорный элемент в сочетании с другими элементами: корпусом узла опоры, толкателем и штоком под толкателем, способен только осуществить “контакт” и “внедрение” в стенки обсадной колонны путем выполнения несквозного отверстия в стенке. Такое “внедрение” не может обеспечить надежного крепления, плашки испытывают огромное напряжение в точке контакта со стенкой обсадной колонны, а цилиндрическая часть - в месте закрепления с конусной поверхностью толкателя. В результате распорный элемент должен сработать под большим весом верхней компановки устройства как срезной элемент. В известном устройстве клин-отклонитель жестко закреплен с узлом опоры резьбой и неизвлекаем из скважины и неотделим от узла опоры (от якоря). К тому же пружина, закрепленная на конусной поверхности толкателя и под конусной поверхностью плашки - распорного элемента, удерживает плашку до установки на забой устройства и продолжает удерживать в процессе выдвижения из паза, находящегося в корпусе якоря, упираясь в стенку обсадной колонны при внедрении конуса плашки, ослабляя связь плашки со стенкой. Конус плашки внедряясь в стенку обсадной колонны образует на ее поверхности в месте контакта за счет пластической деформации этого участка “седло” для конуса с большим зазором между элементами внедрения, что не способствует надежному закреплению якоря в стенке обсадной колонны и, следовательно, всего устройства в целом. Известная конструкция распорного элемента не гарантирует установку клина-отклонителя без проворачивания его в скважине в процессе спуска и работы режущего инструмента. Устройство расчитано на посадку на забой без перекоса только при наличии идеально ровной поверхности забоя, что трудно осуществить. В противном случае шток установится с отклонением от посадочной оси, что приведет к перекосу и корпуса якоря, а следовательно, к неспособности распорных элементов внедриться в стенку обсадной колонны. Плашка внедряется в стенку обсадной колонны только конической частью, что приведет к сосредоточению усилий на остриё конуса и продолжению пластической деформации стенки под нагрузкой устройства в процессе работы гидравлической системы и режущего инструмента. Такое перераспределение напряжений приведет к смещению узла опоры, провороту клина-отклонителя. Предлагаемое устройство не известно из предшествующего уровня техники и, следовательно, данная задача изобретения, данное техническое решение отвечает критериям изобретения - “новизна”, “технического решения” и “промышленная применимость”. Промышленная применимость проверена экспериментально, испытано устройство при зарезке второго ствола обсаженных буровых скважин в г.Перми. Предлагается внедрение в Перми и других городах России.

На фиг.1 показано устройство для установки клина-отклонителя в стволе скважины, в разрезе; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - сборный распорный элемент, в разрезе; на фиг.4 - схема закрепления узла опоры в обсадной колонне, на фиг.5 - клин-отклонитель с установочным хвостовиком, в разрезе, на фиг.6 - схема установки клина-отклонителя в устройстве, в разрезе.

Устройство для установки клина-отклонителя в стволе скважины состоит из узла опоры, узла спуска, сборного распорного элемента и используемого клина-отклонителя. Узел опоры состоит из корпуса 1 (фиг.1), выполненного в виде сегментов 2 (фиг.2), сборный распорный элемент состоит из поршня 3 и выдвижной части типа болта с широкой частью 4 прямоугольной формы и узкой частью 5, имеющий в торце форму конуса 6 (фиг.3). На боковой узкой части 5 имеются насечки 7, выполненные перпендикулярно оси перемещения распорного элемента рядами. Насечки 7 имеют форму прямоугольного треугольника, вершина которого направлена в сторону широкой части 4 (фиг.3). Корпус узла опоры 1 выполнен в виде полого цилиндра (фиг.4). На внутренней поверхности корпуса 1 выполнен продольный выступ 8 (фиг.1). Узел спуска имеет полый в виде цилиндра корпус 9 с квадратной внутренней поверхностью. Верхняя и нижняя части корпуса 9 узла спуска на внутренней поверхности выполнены в виде усеченных конусов 10 и 11 соответственно. В верхней части корпуса 10 размещен переводник 12, а в нижней 11 - подпятник 13. На внешней поверхности корпуса 9 узла спуска выполнен продольный паз 14, соответствующий продольному выступу 8 на корпусе 1 узла опоры. Распорный элемент выполнен сборным и установлен в сквозных пазах 15 корпуса 1 и 16 - корпуса 9, расположенных на одной оси (фиг.1, 2). Используемый в устройстве клин-отклонитель имеет корпус 17, который в нижней части имеет установочный хвостовик 18, выполненный в виде цилиндра с пазом 19, в форме ″ласточкина хвоста″ (фиг.5). Клин-отклонитель соединен с хвостовиком 18, резьбой 20, выполненной на верхней части хвостовика под углом, определяемым как

где h - зазор между стенкой обсадной колонны и вершиной клина-отклонителя в неотклоненном состоянии, мм;

l - длина корпуса клина-отклонителя, мм,

угол обеспечивает заданную ориентацию и точность фиксации клина в обсадной колонне 21. На поверхности хвостовика имеются пружинные элементы 22 (фиг.5).

Устройство работает следующим образом. Компоновку из узла опоры, корпус 1 которого с внешней стороны скреплен зажимом из пружинной стали (не показано) и узла спуска (фиг.1), опускают в скважину на бурильных трубах (не показаны) до заданного уровня. Подают под напором жидкость через переводник 12 в корпус узла спуска 9. Жидкость за счет имеющегося в корпусе 9 подпятника 13 оказывается в замкнутом пространстве. Создается избыточное давление, которое действует на распорные элементы (фиг.1, 2, 3), размещенные в сквозных пазах 15 и 16 (фиг.2). Жидкость давит на поршень 3, поршень давит на выдвижную часть, состоящую из широкой прямоугольной части 4 и узкой - 5, имеющей коническую форму 6 в торце (фиг.3). Выдвижная часть распорного элемента пластически деформирует стенку обсадной колонны 21 в месте контакта, продавливает металл и конической частью 6 и боковой поверхностью с насечками 7 прорезает стенку. Широкая часть 4 прямоугольной формы служит ограничителем перемещения распорного элемента. За счет насечек 7 в виде прямоугольных треугольников и их направления в сторону широкой части 4 выдвижная узкая часть 5 плотно и прочно закрепляется в стенке обсадной колонны 21 (фиг.4) и закрепляет надежно корпус узла опоры 1 (фиг.4). Прекращается подача жидкости, происходит сброс давления в корпус 9 узла спуска. Узел спуска поднимают на поверхность, закрепив предварительно переводник 12 на колонне бурильных труб (не показано). После освобождения узла опоры от узла спуска размещают ориентирующее устройство в скважине, определяя местонахождение продольного выступа 8, имеющегося на внутренней поверхности корпуса 1 узла опоры. Перед спуском в скважину клин-отклонитель ориентируют по азимуту. Для этого ориентируют корпус 17 клина-отклонителя относительно хвостовика 18, т.е. местонахождение паза 19 в форме "ласточкина хвоста" на заданный угол резьбовым соединением 20. Фиксируют заданную ориентацию клина-отклонителя жестким закреплением резьбового соединения (например, сваркой). Затем в скважину спускают клин-отклонитель (корпус 17 с хвостовиком 18). Хвостовик 18 клина-отклонителя устанавливается в корпусе 1 узла опоры за счет захода его на выступ 8 вдоль продольного паза 19 с расширенной части "ласточкина хвоста" в узкую часть до упора. Форма паза 9 и наличие пружинных элементов 22 на внешней поверхности хвостовика надежно закрепляют клин-отклонитель в корпусе 1 узла опоры и не допускают незапланированного проворота корпуса клина-отклонителя относительно узла опоры или “нулевой отметки”, установленной ориентирующим устройством (т.е. местонахождения выступа 8 в корпусе 1). За счет выполнения резьбы 20 под углом (фиг.6) дополнительно обеспечивается точность фиксации клина-отклонителя и заданную ориентацию в обсадной колонне 21 или скважине (не показано). Корпуса узла опоры и узла спуска выполнены из стали повышенной прочности. Клин-отклонитель выполнен из стали повышенной прочности. Хвостовик выполнен из трубы повышенной прочности. Распорный элемент может быть выполнен из твердосплавного материала типа ВК-8, ВК-6 или закаленной быстрорежущей стали типа Р18.

После окончания работ клин-отклонитель поднимают на поверхность из скважины и он вновь готов к повторной эксплуатации. После установки устройства в скважине узел спуска также поднимают из скважины, используя его повторно и многократно в той или иной скважине, т.е. предлагаемое устройство многократного пользования. В скважине остается полый корпус узла опоры с распорным элементом, не мешающие использовать освобожденный ствол скважины для других работ.

Использование изобретения имеет следующие преимущества:

- устройство значительно проще конструктивно и, следовательно, дешевле в исполнении, менее металлоемко, проще в сборе и технологичней в эксплуатации;

- устройство надежнее в эксплуатации, т.к. позволяет распорным элементом образовывать сквозные отверстия в стенке обсадной колонны и гарантировать высокую прочность сцепления и закрепления узла-опоры в скважине;

- устройство обеспечивает более точную фиксацию и ориентацию клина-отклонителя в скважине за счет наличия выступа и паза на корпусах узла опоры и спуска и на установочном хвостовике клина-отклонителя, а также выполнения резьбового соединения под углом;

- устройство многоразового использования за счет того, что и корпус узла спуска и клин-отклонитель могут быть подняты из скважины путем зацепления их за верхнюю часть и перемещения вдоль выступа в корпусе узла опоры;

- узел опоры, освобождаясь от узла спуска, а затем клина-отклонителя, может быть использован по самым разным направлениям - корпус выполнен полым, поэтому он не препятствует забуриванию новых стволов из этой уже пробуренной скважины, заполнению пустого пространства растворами, обеспечивает возможность освоения этого участка скважины под строительство различных объектов, в т.ч. жилых помещений;

- узлы устройства просты в исполнении и долговечны в применении, а устройство в целом удобно для ремонтных работ.

Источники информации

1. А.С. № 180540, МКИ Е 21 В 7/06, от 20.07.64 г. (аналог).

2. А.С. № 148767, МКИ Е 21 В 7/08, от 23.01.61 г. (аналог).

3. А.С. № 878894, МКИ Е 21 В 7/08, от 05.03.79 г. (аналог).

4. А.С. № 138546, МКИ Е 21 В 7/08, от 12.04.60 г. (прототип).

5. А.С. № 1184917, МКИ Е 21 В 7/08, от 26.04.84 г. (аналог).

6. Патент № 2180388, МКИ Е 21 В 7/08, от 22.10.99 г. (аналог).

Формула изобретения

Устройство для установки клина-отклонителя в стволе скважины, содержащее узел опоры с распорными элементами, узел спуска с переводником, выдвижной элемент, использующее клин-отклонитель, в нижней части которого имеется установочный хвостовик, отличающееся тем, что узел опоры содержит корпус, выполненный в виде сегментов, распорный элемент, выполненный сборным и состоящий из поршня и выдвижной части типа болта, широкая часть которого имеет прямоугольную форму, узкая часть имеет в торце коническую форму, а на боковой поверхности имеются насечки, выполненные перпендикулярно оси перемещения распорного элемента рядами в виде прямоугольных треугольников, вершины которых направлены в сторону широкой части, на внутренней поверхности корпуса узла опоры выполнен продольный выступ, узел спуска имеет корпус в виде полого цилиндра с квадратной внутренней поверхностью, верхняя и нижняя части корпуса узла спуска на внутренней поверхности выполнены в виде усеченных конусов, в верхней части размещен переводник, а в нижней - подпятник, на внешней поверхности корпуса узла спуска выполнен продольный паз, соответствующий продольному выступу на корпусе узла опоры, в теле корпусов узла опоры и узла спуска в горизонтальной плоскости выполнены сквозные пазы, в которых размещены распорные элементы, установочный хвостовик клина-отклонителя выполнен в виде цилиндра с продольным пазом в форме "ласточкина хвоста" и соединен с корпусом клина резьбой, выполненной под углом α, который определяется как

где h - зазор между стенкой обсадной колонны и вершиной клина-отклонителя в неотклоненном состоянии, мм;

l - длина корпуса клина-отклонителя, мм,

а на поверхности установочного хвостовика имеются пружинные элементы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6

PC4A Государственная регистрация договора об отчуждении исключительного права

Дата и номер государственной регистрации договора: 08.09.2011 № РД0086707

Лицо(а), передающее(ие) исключительное право:Общество с ограниченной ответственностью "БИТТЕХНИКА" (RU)

Приобретатель исключительного права: Тихонов Олег Владиславович (RU)

(73) Патентообладатель(и):Тихонов Олег Владиславович (RU)

Адрес для переписки:ООО "БИТТЕХНИКА", исполнительному директору М.В. Рыбальченко, ул. Шоссе Космонавтов, 395 Я, г. Пермь, 614065

Дата публикации: 20.10.2011

---