Устройство отклоняющее



Устройство отклоняющее
Устройство отклоняющее
Устройство отклоняющее
Устройство отклоняющее
Устройство отклоняющее

 


Владельцы патента RU 2539494:

Общество с ограниченной ответственностью "Наука" (RU)

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин и предназначено для вырезания «окна» в обсадной колонне и дальнейшего бурения дополнительного ствола. Устройство отклоняющее включает клин-отклонитель с наклонной рабочей поверхностью, выполненный в виде желоба с нанесенной твердосплавной сеткой, якорь, соединенный с клином через переводник, гибкую трубку высокого давления, узел фиксации клина. Часть желоба с двух сторон снизу профрезерована для сокращения застойной зоны, а камерой разрежения для перевода устройства в транспортное положение служит внутренняя полость самого якоря с плунжером внутри. При этом в переводнике находится поршень для прижатия клина к обсадной колонне, а на его скошенной боковой плоскости в углублении установлены тарельчатые пружины для дожатия «головы» клина к обсадной колонне после отсоединения от фрез. Обеспечивается повышение технико-технологических показателей бурения многоствольных скважин. 5 ил.

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для бурения боковых стволов многоствольной скважины.

Известно «Устройство для забуривания дополнительного ствола из скважины» (пат. 2164282, МПК 7 E21B 7/08, опубл. 20.03.2001 г.). Сущность изобретения заключается в использовании впервые в мировой практике продольно гофрированной трубы в качестве якоря для подвески отклоняющего клина в обсадной колонне для бурения дополнительного бокового ствола в скважинах, вышедших из эксплуатации по причине истощения пласта. Стендовые испытания натурных образцов якорей на силу сцепления с обсадной колонной показали превосходные результаты по устойчивости как к страгивающим, так и радиальным нагрузкам. Прижатие и фиксация головы клина на стенке обсадной колонны осуществляется тарельчатыми пружинами, на чертеже не показаны. Якорь прост и надежен, позволяет крепить отклонитель в любом интервале скважины без опоры о забой, без искусственных цементных мостов и дополнительных устройств. Данная конструкция, отклоняющий клин с твердосплавной сеткой на желобе с якорем из гофрированной трубы, используется в ОАО «Татнефть» с 2000 г. по сей день при бурении дополнительных боковых стволов (БС), что является гарантом их надежности. Отклонитель был спроектирован не извлекаемым из скважины согласно заявкам производства того времени.

Кроме того, известно устройство, обеспечивающее жесткую фиксацию отклоняющего клина в обсадной колонне скважины (пат. 2263196, МПК E21B 7/08, опубл. 27.10.2005 г.). В конструкции данного устройства якорем служит также профильная труба, полость которой сообщена с полостью гидроцилиндра в переводнике. В гидроцилиндре размещен поршень со штоком, оснащенным фиксирующим приспособлением, выполненным в виде нарезки, взаимодействующей с кольцевыми пружинами. Наконечник штока установлен с опорой о нижний торец клина со стороны направляющей плоскости. Клин отклонителя жестко скреплен с оконной фрезой срезным болтом, выше ее находится расширяющий фрезер, имеющий больший диаметр. Отклонитель в обсадной колонне крепится избыточным давлением, выправляющим профиль якоря до жесткого контакта со стенкой скважины, это же давление воздействует через поршень со штоком на нижний торец клина, отклоняя его к стенке обсадной колонны. При этом упор об стенку обсадной колонны произойдет верхней кромкой фрезера, расширяющегося ввиду его расположения выше фрезера оконного и большего диаметра. Прижать клин к обсадной колонне при такой компоновке невозможно пока не отсоединились от фрез, а после отсоединения компоновки гидравлика отключается и «голова» клина остается без контакта с обсадной колонной. Так, что прижатия клина, во-первых, не произойдет, а во-вторых, при длине клина около трех метров для прижатия его головы достаточно хода штока менее миллиметра. Такой ход штока механически зафиксировать предложенным устройством невозможно, т.е. существенный признак не дает технического результата. Основополагающим моментом в технологии вырезания «окна» в обсадной колонне является начальный период, когда обсадная колонна, клин и режущий инструмент не имеют единой общей со стабильной связью точки соприкосновения и тем более усугубляется процесс при вибрациях «головы» клина, возникающих за отсутствием жесткого контакта с обсадной колонной. Необходимо этот узел усовершенствовать до рабочего состояния.

Прототипом по количеству совпадающих существенных признаков является «Отклонитель извлекаемый» (пат. РФ №2414580, МПК E21B 7/08, опубл. бюл. №8, от 20.03.2011 г.), включающий клин-отклонитель с наклонной рабочей поверхностью, выполненной в виде желоба с нанесенной твердосплавной сеткой, соединенный через переходник с узлом опоры, трубку высокого давления для подачи жидкости через канал переходника в рабочую камеру, образованную продольно гофрированной трубой и цилиндром, жестко соединенным с переходником. В переходник вставлен толкатель с тарельчатыми пружинами для взаимодействия с клином и прижатия его головы к стенке эксплуатационной колонны. Причем в переходнике выполнено радиальное сквозное отверстие под центратор и шток. Между якорем и переходником расположен цилиндр с полым поршнем, заглушенным снизу башмаком с опорной площадкой. Поршень подвешен на переходнике, ниже которого в поршне выполнены отверстия, сообщающиеся с рабочей камерой. При этом поршень имеет возможность герметично перемещаться вверх относительно цилиндра, создавая разрежение в нем для возврата якоря в транспортное состояние. «Отклонитель извлекаемый» был изготовлен в ООО «Перекрыватель» г. Азнакаево и испытан на скважине №3943з Бурейкинского месторождения НГДУ «Нурлатнефть» в ОАО «Татнефть» с 13.06.09 по 16.06.09 г. Промысловые испытания были проведены по укороченной программе без бурения бокового ствола, крепление якоря в обсадной колонне, вырезание «окна» и извлечение из скважины прошли успешно. На фиг.1 представлен отклоняющий инструмент, извлеченный из скважины: А - клин отклоняющий; Б - якорь из продольно гофрированной трубы; В - цилиндр, где формируется разрежение для имплозивного сжатия якоря; Г - поршень; Д - фрезерная компоновка; Е - съемник. Промысловые испытания «Отклонитель извлекаемый» с бурением бокового ствола провели еще на двух скважинах в ОАО «Татнефть». На скважине №588з для извлечения отклоняющего инструмента после захвата съемником произвели натяжение бурильной колонны с усилием в 271кН, при этом произошло скачкообразное падение до собственного веса колонны 91кН. На поверхность был поднят съемник с одним оторванным крюком, а клин стронуть не удалость. На скважине №4052бс после захвата клина съемником создали натяжение с усилием 360 кН, при этом произошло скачкообразное снижение нагрузки, равное собственному весу бурильных труб 150 кН. На поверхность была поднята оторванная съемником по месту захвата «голова» клина, а сдвинуть его не смогли.

Причиной прихватов по нашему мнению является прилипание к металлу трудно разрушаемого конгломерата, состоящего из фракций промывочного раствора, металлических стружек и шлама выбуренной породы, попавших в застойную зону. Застойной зоной являются пустоты за отклоняющим устройством, не подпадающие под циркуляцию промывочного раствора.

Технической задачей, на решение которой направлено предложенное изобретение, является повышение уровня надежности прижатия «головы» клина к стенке обсадной колонны с целью исключения вибрации в начале процесса вырезания «окна» под дополнительный ствол, надежное обеспечение разрушения связей конгломерата со стенкой обсадной колонны и извлечение из скважины «Устройства отклоняющего» после окончания бурения бокового ствола скважины без дополнительных нагрузок, не предусмотренных конструкцией.

Техническая задача изобретения достигается разработкой надежного фиксатора «головы» клина на внутренней стенке обсадной колонны. Надежная фиксация головы клина, исключающая вибрацию, создаст благоприятные условия для работы режущего инструмента, повышая его долговечность и сокращая время вырезания «окна». Гарантированное извлечение «Устройства отклоняющего» из скважины будет достигнуто изменением его конструкции, в которой площади контакта застойной зоны будут доведены до минимума, при котором усилие сил разрушения сцепления конгломерата не окажет определяющего влияния на усилие извлечения инструмента.

Новым является то, что в переводнике установлен поршень со скошенной плоскостью, где установлен дожимной пружинный узел, контактирующий со скошенным выступом клина.

Новым является также то, что плунжер перенесен в полость самого якоря.

Новым является также то, что застойная зона клина минимизирована и покрыта антиадгезионным материалом.

На фиг.2 показан общий вид устройства в разрезе.

На фиг.3 - вид А механического дожимного устройства.

На фиг.4 - общий вид устройства со стороны желоба клина.

На фиг.5 - общий вид гидравлического прижатия «головы» клина к обсадной колонне при подвеске отклонителя с фрезерной компоновкой на якоре из продольно гофрированной трубы.

Устройство состоит из отклоняющего клина 1 (фиг.2), шарнирно соединенного осью 2 с переводником 3, который срезным штифтом 4 скреплен с подвеской якоря 5 и якоря 6 с башмаком 7. В полости якоря находится плунжер 8, снизу к нему закреплен башмак 9 с опорной площадкой 10, а сверху под подвеской выполнены отверстия 11 для гидравлической связи с полостью якоря. Плунжер с герметизацией пропущен через подвеску 5 и соединен с переводником 3, в тоже время в переводнике выточен смещенный от оси цилиндр 12 под поршень 13, в верхней его части сделана скошенная плоскость 14 с цилиндрическим углублением, в которой установлены тарельчатые пружины 15 со штоком 16. Шток находится в контакте со скошенной плоскостью клинового выступа 17. Над подвеской якоря устанавливается отсекатель осадков 18 (в этой конструкции использована лепестковая манжета, прижатая к переводнику и зафиксированная скотчем), шнур 19, связывающий фиксатор отсекателя осадков, протянутый по желобу и закрепленный на стартовой фрезе (не показано), трубка высокого давления 20 для подачи жидкости из бурильных труб в полость якоря, отверстие 21 для крепления со стартовой фрезой. Далее компоновка на фрезерование «окна» БС собирается по уже отработанной технологии.

Устройство работает следующим образом. Якорь 6 с переводником 3 на хомуте устанавливается в стол ротора без поршня 13 и через цилиндр внутренняя полость заполняется водой, потом поршень вставляется на место. Следующим этапом талями на переводник 3 сажают и скрепляют осью 2 компоновку из клина и фрез (фрезерная компоновка не показана). Трубку высокого давления 20 закрепляют на переводнике 3. Лепестки манжеты 18 стягивают к стволу переводника 3 и фиксируют ленточным материалом, от которого протягивают шнур 19 по желобу клина и крепят на стартовом фрезере (не показано). После спуска устройства, отклоняющегося на расчетную глубину установки, геофизическими методами ориентируют желоб клина по проектному азимуту дополнительного ствола скважины. Создав внутри якоря расчетное избыточное давление, жестко скрепляют его с обсадной колонной. При этом давление выдвигает поршень 13, который своим штоком 16 отклоняет клиновой выступ 17, поворачивая на оси 2 клин, прижимает верхнюю фрезу к обсадной колонне (фиг.5). Шток 16 по мере повышения давления, сжимая тарельчатые пружины, будет утопляться в поршень 13 до ее скошенной плоскости. Затем разгрузкой-натяжением срезают штифт, крепящий клин со стартовой фрезой. При этом под усилием тарельчатых пружин 15 клин «головой» прижимается и фиксируется на обсадной колонне. Фрезу приподнимают на 1 м и срывают шнуром 19 скотч с манжеты 18, раскрывая лепестки для удержания осадков. Далее начинают процесс вырезания окна и бурение бокового ствола. По окончании бурения бокового ствола в скважину опускается специальное устройство для извлечения отклонителя из скважины. Устройство своим крюком входит в специально подготовленное под него место на отклоняющем клине и производит его захват. После этого натяжением колонны срезают штифт 4, скреплявший переводник 3 с подвеской якоря 5, при этом плунжер 8, подвешенный к переводнику 3, начинает выдвигаться из полости якоря. По прохождении отверстий 11 на плунжере за уплотнительные кольца на подвеске 5 внутренняя полость якоря изолируется от внешней среды, а продолжение движения плунжера создает в нем разрежение, то есть получается внутреннее давление меньше наружного. Освобождаемый плунжером объем (расчетная величина) равен объему жидкости, который закачан в якорь для закрепления клина в обсадной колонне. Вследствие этого за счет избыточного давления статического столба жидкости якорь принимает первоначальный диаметр описанной окружности. Сложившийся в транспортное состояние якорь подвеской 5 садится на опорную площадку 10 башмака 9 плунжера 8 и извлекается из скважины.

Устройство отклоняющее, включающее клин-отклонитель с наклонной рабочей поверхностью, выполненный в виде желоба с нанесенной твердосплавной сеткой, якорь, соединенный с клином через переводник, гибкую трубку высокого давления, узел фиксации клина, отличающееся тем, что часть желоба с двух сторон снизу профрезерована для сокращения застойной зоны, а камерой разрежения для перевода устройства в транспортное положение служит внутренняя полость самого якоря с плунжером внутри, при этом в переводнике находится поршень для прижатия клина к обсадной колонне, а на его скошенной боковой плоскости в углублении установлены тарельчатые пружины для дожатия «головы» клина к обсадной колонне после отсоединения от фрез.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к хвостовику для крепления бокового ствола в многоствольной скважине с горизонтальным окончанием.

Изобретение относится к строительству нефтяных и газовых скважин, в частности к устройствам для зарезки вторых стволов. Инструмент включает фрезеры - оконный с наконечником и расширяющий, имеющие общий корпус с центральным каналом со ступенчато и выпукло выполненными поверхностями, отклоняющий клин, закрепленный к нижнему концу оконного фрезера, снабженный стопорным якорем в виде продольно гофрированной трубы с заглушенным нижним концом и с плашками в виде абразивных элементов на наружной поверхности, гидропровод.

Группа изобретений относится к области бурения, а именно к устройствам и способу формирования бокового ствола скважины. Узел оборудования выполнен с возможностью установки в стволе скважины и содержит поверхность наружной стенки, выполненную с возможностью отклонять режущий инструмент для формирования бокового ствола скважины, а также отклонять по меньшей мере часть компонента для заканчивания ствола скважины по направлению к боковому стволу скважины, причем по меньшей мере часть компонента для заканчивания ствола скважины представляет собой сочленение, используемое для заканчивания бокового ствола скважины и содержащее перекрыватель и боковой отвод, подсистему временного закупоривания пространства между указанной поверхностью и каналом, в который может вставляться перекрыватель, и втулку, прикрепленную к подсистеме временного закупоривания и выполненную с возможностью смещаться перекрывателем, причем указанная втулка выполнена для предотвращения попадания, по меньшей мере, части мусора в уплотнитель, при этом указанная поверхность выполнена с возможностью стыковки с перекрывателем и отклонения бокового отвода по направлению к боковому стволу скважины.

Группа изобретений относится к области бурения, а именно к вариантам устройства отклонителей для фрезерных и буровых коронок. Устройство, сконфигурированное для непроникающего крепления отклонителя к фрезерной/буровой коронке, причем указанная фрезерная/буровая коронка включает часть хвостовика, множество режущих лезвий, проходящих ниже части хвостовика, определяя внешний зубец фрезерной/буровой коронки, и режущую поверхность фрезерной/буровой коронки, и, по меньшей мере, одно отверстие для выноса шлама между двумя лезвиями из множества режущих лезвий, включает верхний хомут, приспособленный для установки вокруг хвостовика фрезерной/буровой коронки; по меньшей мере, один соединительный элемент, установленный на первом конце на верхний хомут выше режущих лезвий и проходящий оттуда вниз, при этом соединительный элемент приспособлен проходить через отверстие для выноса шлама фрезерной/бурильной коронки, причем соединительный элемент имеет длину, которая достаточна, чтобы он проходил до второго конца ниже режущей поверхности фрезерной/буровой коронки; и конструкцию устройства отклонителя, которая устанавливается на второй конец, по меньшей мере, одного соединительного элемента.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к буровой технике, и может быть использовано для строительства многозабойных скважин.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к буровой технике, и может быть использовано для строительства многозабойных скважин.

Группа изобретений относится к нефтегазовой промышленности, а именно к способу крепления клинового отклонителя в скважине и устройству для его осуществления. Производят установку цементного моста в скважине.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для проводки наклонного и горизонтального участков скважины. Устройство содержит корпус с наклонными пазами и размещенным в нем штоком.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано для забуривания боковых стволов (БС) из ранее пробуренных обсаженных скважин и их крепления с созданием герметичного соединения дополнительных стволов с основным.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к механическим отклонителям с использованием механического узла опоры и механического клина-отклонителя в нем.

Группа изобретений относится к области бурения, а именно к вариантам устройства отклонителей для фрезерных и буровых коронок. Устройство, сконфигурированное для непроникающего крепления отклонителя к фрезерной/буровой коронке, причем указанная фрезерная/буровая коронка включает часть хвостовика, множество режущих лезвий, проходящих ниже части хвостовика, определяя внешний зубец фрезерной/буровой коронки, и режущую поверхность фрезерной/буровой коронки, и, по меньшей мере, одно отверстие для выноса шлама между двумя лезвиями из множества режущих лезвий, включает верхний хомут, приспособленный для установки вокруг хвостовика фрезерной/буровой коронки; по меньшей мере, один соединительный элемент, установленный на первом конце на верхний хомут выше режущих лезвий и проходящий оттуда вниз, при этом соединительный элемент приспособлен проходить через отверстие для выноса шлама фрезерной/бурильной коронки, причем соединительный элемент имеет длину, которая достаточна, чтобы он проходил до второго конца ниже режущей поверхности фрезерной/буровой коронки; и конструкцию устройства отклонителя, которая устанавливается на второй конец, по меньшей мере, одного соединительного элемента.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к буровой технике, и может быть использовано для строительства многозабойных скважин.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к буровой технике, и может быть использовано для строительства многозабойных скважин.

Изобретение относится к буровой технике, а именно к фрезерным инструментам для вырезки окон. Инструмент содержит зарезной, проходной и калибрующий фрезеры-райберы.

Изобретение относится к буровой технике, а именно к фрезерным инструментам для вырезки окон в обсадных колоннах. Устройство содержит зарезной, проходной и калибрующий фрезеры-райберы с закрепленными в них режущими пластинами.

Изобретение относится к области капитального ремонта скважин и предназначено для вырезания окна в обсадной колонне скважины. Устройство включает цилиндрический корпус из диэлектрического материала с осевым продольным каналом для подачи электролита плотностью, превышающей плотность скважинной жидкости, и боковым поперечным каналом, оси которых пересекаются в его центральной части.

Изобретение относится к устройствам для бурения, размещаемым в скважинах, а именно к отклоняющим устройствам с гидравлическим узлом крепления в обсадной колонне скважины.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при проведении перфорационных работ. .

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, и предназначено, в частности, для вырезания «окон» в обсадной колонне для дальнейшего бурения дополнительных боковых стволов.

Изобретение относится к области нефтяного машиностроения, а именно к оборудованию для подтверждения работоспособности отклоняющего устройства и фрезера-райбера, предназначенных для вырезки окна в обсадной трубе, вне буровой скважины.

Группа изобретений относится к нефтегазовой отрасли, в частности к вырезанию окна в стволе скважины. При осуществлении способа соединяют устройства продвижения фрезера с фрезером; создают перепад давления между указанным устройством продвижения фрезера и указанным фрезером, причем указанный перепад давления вызывает нисходящее перемещение указанного устройства продвижения фрезера и указанного фрезера и обеспечивают сцепление указанного фрезера, по меньшей мере, с частью указанного обсаженного ствола скважины. Повышается эффективность процесса вырезания окна за счет контролирования нагрузки, приложенной к фрезеру. 2 н. и 21 з.п.ф-лы, 3 ил.
Наверх