Расширитель ствола скважины



Расширитель ствола скважины
Расширитель ствола скважины
Расширитель ствола скважины
Расширитель ствола скважины

 


Владельцы патента RU 2550614:

Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина (RU)

Изобретение относится к области буровой техники, а именно к устройствам для увеличения диаметра скважин в заданном интервале. Расширитель ствола скважины содержит центратор, корпус с центральным проходным каналом и пазами, лопасти, снабженные породоразрушающими элементами и выступами в форме зубьев, закрепленные в пазах корпуса с возможностью выдвижения, и механизм выдвижения лопастей в рабочее положение, полый вал с верхней резьбой для соединения со скважинным оборудованием, боковым отверстием и нижней втулкой, размещенный в проходном канале корпуса с фиксацией от проворота относительно корпуса, причем лопасти снабжены хвостовиками, взаимодействующими с втулкой полого вала при выдвижении лопастей в рабочее положение, и устройство для стопорения лопастей в нерабочем положении, содержащее радиально подпружиненные кольцевые сегменты. Хвостовики выполнены в виде радиальных поршней, вставленных в корпус с возможностью ограниченного радиального перемещения под действием внутреннего избыточного давления благодаря установленным изнутри кольцевым сегментам и установленным снаружи лопастям. Хвостовики выполнены с возможностью взаимодействия с полой втулкой вала через кольцевые сегменты, а кольцевые сегменты выполнены в виде продольных пластин. Обеспечивается надежность и долговечность расширителя. 4 ил.

 

Изобретение относится к области буровой техники, а именно к устройствам для увеличения диаметра скважин в заданном интервале.

Известен расширитель скважин (патент РФ №2445431, МПК Е21В 7/28, опубл. в Бюл. №8 от 20.03.2012 г.), содержащий корпус с наклонными поверхностями и размещенным в нем штоком с образованием камеры, кольцевой поршень с толкателем, размещенный в камере, лапы, выполненные с возможностью взаимодействия с соответствующими наклонными поверхностями корпуса и толкателя поршня и ограниченного радиального перемещения наружу, при этом толкатель поршня выполнен в виде многогранной призмы, размещенной сверху поршня, а лапа снизу снабжена фаской под соответствующую грань призмы поршня, причем корпус оснащен верхним и нижним ограничителями, выполненными с возможностью взаимодействия соответственно с верхним и нижним концами лап для ограничения при их радиальном перемещении наружу.

Недостатком данного расширителя является высокая вероятность аварийной ситуации при спуске в скважину из-за недостаточной фиксации лап в транспортном положении.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является расширитель-калибратор раздвижной (патент РФ №2425944, МПК Е21В 7/28, опубл. в Бюл. №22 от 10.08.2011 г.), содержащий центратор, корпус с центральным проходным каналом и пазами, лопасти, снабженные породоразрушающими элементами и выступами в форме зубьев, закрепленные в пазах корпуса с возможностью выдвижения, и механизм выдвижения лопастей в рабочее положение, содержащий полый вал с поршнем, размещенный в проходном канале корпуса, толкатель, установленный в полости, образованной внутренней стенкой корпуса и наружной стенкой полого вала, а во внутреннюю полость полого вала вставлена втулка, при этом полый вал вверху снабжен резьбой для соединения со скважинным оборудованием, боковым отверстием и установлен с фиксацией от проворота относительно корпуса, лопасти снабжены хвостовиками, взаимодействующими с втулкой полого вала при выдвижении лопастей в рабочее положение, и устройство для стопорения лопастей в нерабочем положении, содержащее радиально подпружиненные кольцевые сегменты, взаимодействующие с толкателем и расположенные в проточке вала, и ответную этим сегментам проточку во внутренней стенке корпуса, причем плашки центратора выполнены раздвижными и установлены в дополнительные пазы корпуса, а хвостовики плашек снабжены выступами типа «ласточкин хвост», взаимодействующими с ответными пазами, выполненными на наклонных поверхностях фиксатора, установленного жестко на валу ниже поршня и выше втулки, причем рабочая поверхность плашек выполнена в виде выступающих винтовых выступов, на которых размещены рядами с перекрытием друг друга калибрующие зубки, установленные заподлицо с винтовой поверхностью соответствующих выступов, к тому же диаметр описанной окружности плашек в рабочем положении на 1-2% меньше диаметра описанной окружности лопастей, кроме того, плашек столько же, сколько и лопастей, а расположены они со смещением на величину половины угла относительно лопастей.

Недостатками данной конструкции расширителя-калибратора являются:

- одновременное врезание плашек и подъем корпуса за счет гидравлики, так как плашки, врезаясь в стенку скважины, затрудняют подъем корпуса, препятствуют полному раскрытию расширителя в рабочее положение и, как следствие, происходит расширение ствола скважины на величину меньше проектной;

- низкая надежность, так-как шарнирные соединения плашек и корпуса имеют малую прочность, кроме того, при изготовлении расширителя малого диаметра данный элемент имеет малый размер и небольшую устойчивость к нагрузкам.

Технической задачей предлагаемого расширителя скважин является создание надежной и долговечной конструкции за счет упрощения конструкции и гарантированного надежного врезания плашек в породу до нужного диаметра расширения.

Техническая задача решается расширителем ствола скважины, содержащим центратор, корпус с центральным проходным каналом и пазами, лопасти, снабженные породоразрушающими элементами и выступами в форме зубьев, закрепленные в пазах корпуса с возможностью выдвижения, и механизм выдвижения лопастей в рабочее положение, полый вал с верхней резьбой для соединения со скважинным оборудованием, боковым отверстием и нижней втулкой, размещенный в проходном канале корпуса с фиксацией от проворота относительно корпуса, причем лопасти снабжены хвостовиками, взаимодействующими с втулкой полого вала при выдвижении лопастей в рабочее положение, и устройство для стопорения лопастей в нерабочем положении, содержащее радиально подпружиненные кольцевые сегменты.

Новым является то, что хвостовики выполнены в виде радиальных поршней, вставленных в корпус с возможностью ограниченного радиального перемещения под действием внутреннего избыточного давления благодаря установленным изнутри кольцевым сегментам и установленным снаружи лопастям, причем хвостовики выполнены с возможностью взаимодействия с полой втулкой вала через кольцевые сегменты, а кольцевые сегменты выполнены в виде продольных пластин.

На фиг. 1 показан расширитель скважин в транспортном положении, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1, на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1 в рабочем положении.

Расширитель ствола скважины (фиг. 1) содержит центратор 1, корпус 2 с центральным проходным каналом 3 и пазами 4. Центральный проходной канал 3 имеет сужение 5, необходимое для создания перепада давления, лопасти 6, снабженные породоразрушающими элементами 7 и выступами в форме зубьев 8, закрепленными в пазах 4 корпуса 2 с возможностью выдвижения, и механизм выдвижения лопастей 6 в рабочее положение, полый вал 9 с верхней резьбой 10 для соединения со скважинным оборудованием, боковым отверстием 11 и нижней втулкой 12, размещенным в проходном канале 3 корпуса 2 с фиксацией от проворота относительно центратора 1 (фиг. 2) и корпуса 2, причем лопасти снабжены хвостовиками 13 (фиг. 3 и 4), выполненными в виде радиальных поршней, взаимодействующими с втулкой 12 (фиг. 1) полого вала 9 при выдвижении лопастей 6 в рабочее положение, и устройство для стопорения лопастей в нерабочем положении, содержащее радиально подпружиненные кольцевые сегменты 14, выполненные в виде продольных пластин. Фиксация от проворота вала 9 (фиг. 2) относительно центратора 1 происходит за счет многогранников (см. фиг. 2), вставленных друг в друга с возможностью продольного перемещения, или продольной выборки на валу 9 или в центраторе 1, взаимодействующей со шпонкой (на фиг. 2 не показана) центратора 1 или вала 9 соответственно, или любого другого технологического решения (на фиг. 2 не показано).

Технологические соединения и элементы устройства, не влияющие на работоспособность, на чертежах не показаны.

Расширитель работает следующим образом.

Расширитель с помощью резьбы 10 соединяют с винтовым забойным двигателем (на фиг. 1 не показан) и спускают в скважину (не показана), при этом полый вал 9 нижней втулкой упирается в кольцевые сегменты 14, тем самым фиксируют полый вал 9 от продольного перемещения относительно центратора 1 и корпуса 2. Кольцевые сегменты 14 подпружинены, тем самым фиксируя лопасти 6 от продольных перемещений в пазах 4.

На заданной глубине подают промывочную жидкость (буровой раствор), в результате чего винтовой забойный двигатель (не показан) начинает вращать расширитель. Промывочная жидкость (буровой раствор) через центральный проходной канал 3 поступает в промывочные отверстия долота (не показано). Под действием перепада давления жидкости над сужением 5 кольцевые сегменты 14 через хвостовики 13 выводят лопасти 6 в рабочее положение. Породоразрушающие элементы 7 начинают врезаться в стенки.

Далее подачей инструмента вниз расширяют скважину в заданном интервале. При этом полый вал 9 (фиг. 4) опускается вниз, а нижняя втулка 12 фиксирует подпружиненные кольцевые сегменты 14 от продольного перемещения, тем самым сохраняя постоянным рабочий диаметр расширителя независимо от изменений давления жидкости.

После окончания расширения скважины нагнетание промывочной жидкости прекращают и расширитель поднимают. При этом под действием собственного веса центратор 1 с корпусом 2 перемещается вниз до упора, остатки промывочной жидкости выходят через боковое отверстие 11, а нижняя втулка 12 освобождает подпружиненные кольцевые сегменты 14. Благодаря этому кольцевые сегменты 14 с хвостовиками 8 и лопастями 6 возвращаются в исходное положение внутрь корпуса 2.

Преимущество предлагаемого расширителя скважин заключается в том, что благодаря надежной фиксации плашек в транспортном положении зубки защищены от скалывания при спуске в интервал расширения. Фиксация плашек в рабочем положении позволяет равномерно расширять ствол скважины независимо от перепадов давления и изменений осевых нагрузок на расширитель. Кроме этого, отсутствие вибраций защищает зубки от скалывания, продлевая срок службы лопастей. Предлагаемая конструкция расширителя является надежной и долговечной за счет упрощения конструкции узлов вывода лопастей в рабочее положение и их фиксации в этом положении.

Расширитель ствола скважины, содержащий центратор, корпус с центральным проходным каналом и пазами, лопасти, снабженные породоразрушающими элементами и выступами в форме зубьев, закрепленные в пазах корпуса с возможностью выдвижения, и механизм выдвижения лопастей в рабочее положение, полый вал с верхней резьбой для соединения со скважинным оборудованием, боковым отверстием и нижней втулкой, размещенный в проходном канале корпуса с фиксацией от проворота относительно корпуса, причем лопасти снабжены хвостовиками, взаимодействующими с втулкой полого вала при выдвижении лопастей в рабочее положение, и устройство для стопорения лопастей в нерабочем положении, содержащее радиально подпружиненные кольцевые сегменты, отличающийся тем, что хвостовики выполнены в виде радиальных поршней, вставленных в корпус с возможностью ограниченного радиального перемещения под действием внутреннего избыточного давления благодаря установленным изнутри кольцевым сегментам и установленным снаружи лопастям, причем хвостовики выполнены с возможностью взаимодействия с полой втулкой вала через кольцевые сегменты, а кольцевые сегменты выполнены в виде продольных пластин.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности. Технический результат - повышение производительности процесса расширения скважины, увеличение надежности работы оборудования и его ремонтопригодности, увеличение размеров расширения скважины.

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для расширения ствола скважины в интервале продуктивного пласта ниже башмака обсадной колонны. Расширитель состоит из корпуса, поршня со штоком, шарнирно установленными лопастями, армированными твердым сплавом, толкателей, переводника, верхней опоры со сферической расточкой и гайкой.

Изобретение относится к области свайного фундаментостроения и может применяться для зачистки дна скважины, преимущественно при устройстве буронабивных свай с уширенной пятой.

Группа изобретений относится к горной промышленности, а именно к устройствам и способам для расширения скважины. Технический результат состоит в повышении эффективности расширения скважины.

Группа изобретений относится к бурению скважин и может быть использована для их расширения, а также в процессе выполнения ремонтных работ в скважинах. Размещают в скважине компоновку инструмента, переводят ее из транспортного положения в рабочее.

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности. Расширитель раздвижной содержит корпус, поршень, пружину, толкатель и шарнирно закрепленный рабочий орган.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к бурению скважин. Устройство для совмещенного механического и термического расширения скважин содержит электронагреватели с адсорбером, которые последовательно установлены в магистрали подвода воздуха, при этом адсорбер выполнен в виде двух вставленных один в другой и ограниченных поверхностями цилиндров разного диаметра, причем адсорбер внутренней стенкой меньшего цилиндра плотно насажен на внешнюю поверхность трубы для отвода парогазовой смеси в атмосферу, адсорбент размещен в подпружиненной кассете, свободно перемещающейся в вертикальном направлении между внутренней поверхностью большего цилиндра и внешней поверхностью меньшего цилиндра.

Изобретение относится к буровой технике нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для увеличения диаметра скважины в заданном интервале. Расширитель скважин содержит корпус с наклонными пазами снаружи и размещенным в нем штоком, взаимодействующий со штоком поршень, который выполнен кольцевым и размещен в камере, образованной наружной стенкой штока и внутренней стенкой корпуса, закрепленные в наклонных пазах корпуса и соединенные шарнирно посредством тяг с поршнем лапы с резцами на рабочей поверхности, и нижний переводник с внутренним сужающимся каналом, соединенный снизу с корпусом.

Изобретение относится к буровой технике нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для увеличения диаметра скважины в заданном интервале. .

Изобретение относится к буровой технике нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для увеличения диаметра скважин в заданном интервале. .

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использовано для защиты силового кабеля насоса от механических повреждений в процессе спуска-подъема подвески насосно-компрессорных труб с установкой электроцентробежного насоса в вертикальных, наклонно направленных и горизонтальных скважинах.

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин и предназначено для центрирования скважинных приборов в процессе их перемещения по стволу скважин.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в эксплуатационных скважинах для центрирования колонны насосных штанг. Блок центрирования насосных штанг содержит верхний центратор и муфту, закрепленную с одной стороны к верхнему центратору.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к устройствам для гашения колебаний низа бурильной колонны и калибрования ствола скважины. Техническим результатом является повышение эффективности гашения продольных колебаний, действующих на компоновку низа бурильной колонны (КНБК), и калибрования ствола скважины.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к фиксирующим устройствам перфоратора. Техническим результатом является повышение эффективности работы перфоратора за счет придания истекающим из него струям постоянного направления.

Изобретение относится к опорно-центрирующим устройствам, используемым в компоновке низа бурильной колонны при наклоннонаправленном бурении нефтяных и газовых скважин.

Изобретение относится к применению покрытий в оборудовании, используемом при эксплуатации нефтяной и газовой скважины. Предложены покрытия из композиционного материала на основе фуллерена или из алмазоподобного углерода или их сочетаний, обладающие твердостью более 1000 единиц по Виккерсу и имеющие коэффициент трения меньше или равный 0,15, используемые в качестве защитного покрытия оборудования нефтяной и газовой скважины, включающего одно или более цилиндрических тел, или оборудования нефтяной и газовой скважины, включающего одно или более тел, за исключением бурового долота.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к устройствам защиты силового кабеля насоса от механических повреждений. Техническим результатом является повышение универсальности и надежности крепления протектолайзера на шейке насоса.

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к опорно-центрирующим элементам бурильной колонны. Техническим результатом является увеличение эффективности работы предлагаемого центратора за счет расширения спектра амплитудно-частотных характеристик демпфируемых колебаний.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использовано для защиты силового кабеля от механических повреждений в скважине при проведении спуско-подъемных работ подвески насосно-компрессорных труб с установленными электроцентробежными насосами в вертикальных, наклонно направленных и горизонтальных скважинах.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к коронкам для бурения скважин по угольным выбросоопасным пластам. .
Наверх