Расширитель скважин



Расширитель скважин
Расширитель скважин

 


Владельцы патента RU 2578135:

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

Изобретение относится к устройствам для увеличения диаметра скважин в заданном интервале. Расширитель скважин включает полый корпус с внутренним выступом и радиальными отверстиями. В отверстиях установлены выдвижные шарнирные режущие элементы с внутренними хвостовиками и твердосплавными зубками на рабочей поверхности. В полости корпуса размещен полый толкатель со средством присоединения к бурильной колонне и конусным фиксатором. Фиксатор выполнен с возможностью взаимодействия с хвостовиками режущих элементов для выдвижения их наружу при перемещении толкателя вниз. Толкатель выше выступа оснащен на наружной поверхности ходовой упорной непроходной резьбой. Корпус оснащен подпружиненным внутрь элементом, взаимодействующим с впадинами ходовой резьбы. Устройство стопорения режущих элементов в нерабочем положении выполнено в виде взаимодействующих при верхнем положении толкателя внутренних выступов хвостовика режущего элемента с наружным кольцевым зацепом фиксатора. Последний выполнен с возможностью выхода из взаимодействия с выступами хвостовика при перемещении толкателя вниз. Позволяет исключить износ деталей расширителя абразивными веществами, перекачиваемыми промывочной жидкостью. Позволяет производить промежуточные промывки ствола скважины. Обеспечивает полное раскрытие расширителя в рабочее положение. 2 ил.

 

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

Известен расширитель скважин (патент РФ №64255, МПК E21B 7/20, опубл. в Бюл. №18 от 27.06.2007 г.), включающий полый корпус с внутренним выступом и радиальными отверстиями, в которых установлены выдвижные режущие элементы с твердосплавными зубками на режущей поверхности и с хвостовиками, размещенный в полости корпуса с фиксацией от проворота кольцевой поршень с боковым отверстием, ниже которого внутри установлена насадка, сужающая его проходное сечение, верхним и нижним упорами на наружной поверхности и средством подсоединения к бурильной колонне, цилиндр, соединенный с корпусом и образующий с кольцевым поршнем гидравлическую камеру, сообщенную его боковым отверстием с полостью корпуса, фиксатор, жестко соединенный с низом кольцевого поршня и выполненный в виде конической призмы, сужающейся вниз с выступами на плоскостях типа «ласточкин хвост», которые выполнены с возможностью взаимодействия с соответствующими пазами режущих элементов, закрепленных на хвостовиках, изготовленных в виде лап с возможностью ограниченного перемещения относительно плоскостей фиксатора, который выполнен с возможностью взаимодействия с хвостовиками режущих элементов, и устройство для стопорения режущих элементов в нерабочем положении, содержащее дополнительный кольцевой поршень, расположенный ниже боковых отверстий поршня в гидравлической камере расширителя, при этом устройство для стопорения режущих элементов в нерабочем положении выполнено в виде радиально подпружиненных кольцевых сегментов, расположенных в наружных пазах кольцевого поршня и ответных этим сегментам углублений в цилиндре, а между дополнительным поршнем и кольцевыми сегментами устройства стопорения режущих элементов установлен толкатель для вывода указанных сегментов из зацепления с цилиндром расширителя, при этом хвостовик на наружной поверхности снабжен плоскостью, наклоненной снизу вверх к оси корпуса, с перпендикулярной осью, а режущие элементы выполнены в виде шарошек, выполненных в виде фигуры вращения, с центральным отверстием, взаимодействующим с осью хвостовика с возможностью вращения.

Недостатками данной конструкции 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;

- гидравлический принцип действия не дает возможности проводить промежуточные промывки ствола скважины во время спуска инструмента;

- наличие насадки, уменьшающей площадь проходного сечения внутри расширителя, является причиной недостаточной промывки на долоте, что ведет к накоплению шлама на забое, прихвату и заклиниванию инструмента;

- сужение внутри расширителя ведет к увеличению скорости движения промывочной жидкости и износу деталей расширителя.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является расширитель скважин (патент РФ №83533, МПК E21B 7/28, опубл. в Бюл. №16 от 10.06.2009 г.), включающий полый корпус с внутренним выступом и радиальными отверстиями, в которых установлены выдвижные режущие элементы с твердосплавными зубками на режущей поверхности и с хвостовиками, размещенный в полости корпуса с фиксацией от проворота кольцевой поршень с фиксатором, взаимодействующим в рабочем положении с хвостовиками, боковым отверстием, верхним и нижним упорами на наружной поверхности и средством подсоединения к бурильной колонне, цилиндр, соединенный с корпусом и образующий с кольцевым поршнем гидравлическую камеру, сообщенную его боковым отверстием с полостью корпуса, и устройство для стопорения режущих элементов в нерабочем положении, содержащее дополнительный кольцевой поршень, расположенный ниже боковых отверстий поршня в гидравлической камере расширителя, радиально подпружиненные кольцевые сегменты, расположенные в наружных пазах кольцевого поршня и ответные этим сегментам углубления в цилиндре, а между дополнительным поршнем и кольцевыми сегментами устройства стопорения режущих элементов установлен толкатель для вывода указанных сегментов из зацепления с корпусом расширителя, при этом режущие элементы подпружинены внутрь и соединены с корпусом шарнирно с возможностью их поворота в плоскости, проходящей через продольные геометрические оси корпуса и режущих элементов, а фиксатор выполнен полым с конусной поверхностью внизу, выполненной с возможностью взаимодействия с хвостовиками, и жестко соединенным с кольцевым поршнем, при этом внутренняя полость кольцевого поршня или фиксатора ниже бокового отверстия выполнена сужающейся.

Недостатками данной конструкции являются:

- возможность разрушения твердосплавных зубков режущих элементов при спуске и подъеме расширителя, так как отсутствует надежная фиксация плашек в транспортном положении;

- износ деталей расширителя абразивными веществами, перекачиваемыми промывочной жидкостью, за счет сужений для увеличения перепадов давления;

- гидравлический принцип действия не дает возможности проводить промежуточные промывки ствола скважины во время спуска и подъема инструмента и не гарантирует полное раскрытие расширителя в рабочее положение из-за перепадов давления промывочной жидкости.

Технической задачей предлагаемого расширителя скважин является создание конструкции расширителя, позволяющей надежно фиксировать плашки в транспортном состоянии, исключить износ деталей расширителя абразивными веществами, перекачиваемыми промывочной жидкостью (буровым раствором), производить промежуточные промывки ствола скважины во время спуска и подъема инструмента, а также гарантированное полное раскрытие расширителя в рабочее положение.

Техническая задача решается расширителем скважин, включающим полый корпус с внутренним выступом и радиальными отверстиями, в которых установлены выдвижные шарнирные режущие элементы с внутренними хвостовиками и твердосплавными зубками на рабочей поверхности, размещенный в полости корпуса полый толкатель со средством присоединения к бурильной колонне и конусным фиксатором, выполненным с возможностью взаимодействия с хвостовиками режущих элементов для выдвижения их наружу при перемещении толкателя вниз, и устройство стопорения режущих элементов в нерабочем положении.

Новым является то, что толкатель выше выступа оснащен на наружной поверхности ходовой упорной непроходной резьбой, а корпус - подпружиненным внутрь элементом, взаимодействующим с впадинами ходовой резьбы, при этом устройство стопорения режущих элементов в нерабочем положении выполнено в виде взаимодействующих при верхнем положении толкателя внутренних выступов хвостовиков режущих элементов с наружным кольцевым зацепом фиксатора, выполненным с возможностью выхода из взаимодействия с выступами хвостовика при перемещении толкателя вниз.

На фиг. 1 показан расширитель скважин в транспортном положении.

На фиг. 2 показан расширитель скважин в рабочем положении.

Расширитель скважин (фиг. 1, 2) содержит корпус 1 с внутренним выступом 2 и радиальными отверстиями 3, в которых при помощи шарниров 4 установлены выдвижные режущие элементы 5 с внутренними хвостовиками 6 и твердосплавными зубками 7. В полости корпуса 1 размещен полый толкатель 8, имеющий резьбу 9 для соединения со скважинным оборудованием и выступ 10. В нижней части полый толкатель 8 оборудован конусным фиксатором 11, который взаимодействует с хвостовиками 6 режущих элементов 5 для выдвижения их наружу при перемещении толкателя 8 вниз, а также устройством стопорения 12 режущих элементов 5 в нерабочем положении, выполненным в виде взаимодействующих при верхнем положении толкателя 8 внутренних выступов 13 хвостовиков 6 режущих элементов 5 с наружным кольцевым зацепом 14 фиксатора 11, и с возможностью выхода из взаимодействия с выступами 13 хвостовиков 6 при перемещении толкателя вниз. Кроме этого, толкатель 8 выше выступа 10 оснащен на наружной поверхности ходовой упорной непроходной резьбой 15, а корпус - подпружиненным внутрь элементом 16, взаимодействующим с впадинами 17 ходовой резьбы 15.

Расширитель работает следующим образом.

Расширитель (фиг. 1) в транспортном положении с помощью резьбы 9 соединяют с винтовым забойным двигателем (на фиг. не показан) и на колонне бурильных труб (на фиг. не показана) спускают в скважину (на фиг. не показана) в заданный интервал. После этого подают промывочную жидкость (буровой раствор), в результате чего винтовой забойный двигатель начинает вращать расширитель, одновременно придавая поступательное движение вниз, при этом за счет взаимодействия корпуса 1 расширителя и режущих элементов 5 с твердосплавными зубками 7 со стенками скважины он остается на месте, а толкатель 8 (фиг. 2) по ходовой резьбе 15 двигается вниз до упора выступом 10 во внутренний выступ 2 корпуса 1. При этом наружный кольцевой зацеп 14 выходит из взаимодействия с выступами 13 хвостовиков 6, а конусный фиксатор 11, взаимодействуя с хвостовиками 6 режущих элементов 5 на шарнирах 4, выдвигает их из радиальных отверстий 3 корпуса 1 наружу до рабочего положения. После этого производят расширение ствола скважины. Причем механический принцип действия расширителя исключает необходимость создания перепадов давления для вывода режущих элементов 5 в рабочее положение, что в свою очередь исключает износ деталей расширителя абразивными веществами, перекачиваемыми промывочной жидкостью (буровым раствором). После окончания расширения заданного интервала ствола скважины прекращают подачу промывочной жидкости (бурового раствора) и поступательное движение инструмента вниз. При подъеме расширителя из-за контакта режущих элементов 5 (фиг. 1) со стенками скважины он остается на месте, а толкатель 8 за счет наклонной поверхности 18 ходовой резьбы 15 отжимает подпружиненный элемент 16 корпуса 1 и поднимается вверх. При этом конусный фиксатор 11 толкателя 8 выходит из взаимодействия с хвостовиками 6 и устройство стопорения 12 наружным кольцевым зацепом 14, взаимодействуя с внутренними выступами 13 хвостовиков 6, фиксирует их в транспортном положении, что позволяет свободно извлечь расширитель на поверхность.

Преимущество предлагаемого расширителя скважин заключается в том, что благодаря надежной фиксации плашек в транспортном положении зубки защищены от скалывания при спуске в интервал расширения и подъеме после расширения. Механический принцип действия расширителя позволяет исключить износ деталей расширителя абразивными веществами, перекачиваемыми промывочной жидкостью (буровым раствором), производить промежуточные промывки ствола скважины во время спуска и подъема инструмента, а также гарантированное полное раскрытие расширителя в рабочее положение.

Расширитель скважин, включающий полый корпус с внутренним выступом и радиальными отверстиями, в которых установлены выдвижные шарнирные режущие элементы с внутренними хвостовиками и твердосплавными зубками на рабочей поверхности, размещенный в полости корпуса полый толкатель со средством присоединения к бурильной колонне и конусным фиксатором, выполненным с возможностью взаимодействия с хвостовиками режущих элементов для выдвижения их наружу при перемещении толкателя вниз, и устройство стопорения режущих элементов в нерабочем положении, отличающийся тем, что толкатель выше выступа оснащен на наружной поверхности ходовой упорной непроходной резьбой, а корпус - подпружиненным внутрь элементом, взаимодействующим с впадинами ходовой резьбы, при этом устройство стопорения режущих элементов в нерабочем положении выполнено в виде взаимодействующих при верхнем положении толкателя внутренних выступов хвостовиков режущих элементов с наружным кольцевым зацепом фиксатора, выполненным с возможностью выхода из взаимодействия с выступами хвостовика при перемещении толкателя вниз.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к горной промышленности и предназначена для бурения горизонтальных и слабонаклонных скважин в грунтах. Способ заключается в том, что механически разрушают забой и удаляют продукты разрушения шнекобуровым инструментом с разрывами шнековой спирали, которому сообщают непрерывное вращательное и осевые колебательные движения с амплитудой, превышающей за один цикл колебаний длину наибольшего разрыва шнековой спирали.

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.

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 горному делу и может быть использовано для создания в породных массивах полостей, имеющих форму шара. Устройство для образования сферических расширений в скважинах включает корпус с узлом связи с приводом вращения корпуса вокруг его продольной оси, рабочие органы с наружными режущими кромками, установленные в корпусе с возможностью выдвижения за его пределы. Рабочие органы выполнены в виде упругих пластин, образующих эллипсы, совмещенные большими осями между собой и продольной осью корпуса. Наружные режущие кромки рабочих органов выполнены в виде вставок, установленных на внешних сторонах упругих пластин с возможностью сохранения формы при деформации упругих пластин. В корпусе выполнены сквозные продольные прорези, в которые введены рабочие органы. Узел связи с приводом вращения корпуса вокруг его продольной оси выполнен с возможностью ограниченного продольного перемещения внутри корпуса и для выдвижения рабочих органов за пределы корпуса образует с опорой устройства, скрепленной с концом корпуса, механизм сжатия эллипсов вдоль их больших осей. Эллипсы механически связаны с опорой и указанным узлом связи и размещены между ними. Обеспечивается уменьшение операций подготовки устройства к работе и возможность извлечения его из скважины вне зависимости от стадии формирования полости. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх