Клин-отклонитель для повторного входа в боковой ствол многоствольной скважины

Изобретение относится к области бурения и капитального ремонта нефтяных и газовых скважин. Клин-отклонитель содержит корпус с направляющей поверхностью сверху и исполнительный элемент, способный перемещаться в корпусе между транспортным положением и положением фиксации и имеющий поверхность на верхнем конце для зацепления с препятствиями, встречающимися в обсадной колонне. Направляющая поверхность корпуса выполнена с возможностью взаимодействия с бурильным инструментом после установки корпуса в обсадной колонне. Корпус снабжен снаружи уплотнительными элементами, выполненными с возможностью взаимодействия с обсадной колонной в положении фиксации, а внутри - сообщенными между собой диаметральной и наклонной камерами, которые сообщены также с колонной труб. Диаметральная камера снабжена герметично вставленным подпружиненным в сторону направляющей поверхности фиксатором с наклонной поверхностью сверху со стороны направляющей поверхности, выполненным с возможностью выдвижения уплотнительных элементов до герметизации внутреннего пространства обсадной колонны при создании давления в камерах и выдвижении исполнительного элемента в положение фиксации. Наклонная от оси корпуса камера, направленная в сторону направляющей поверхности, снабжена радиальным каналом. Исполнительный элемент герметично вставлен в наклонную камеру в транспортном положении заподлицо с корпусом, перекрывая изнутри радиальный канал, зафиксирован в транспортном положении замковым механизмом и выполнен с возможностью выдвижения при создании давления в этой камере с открытием радиального канала и зацепления своей поверхностью за нижний край предварительно вскрытого в обсадной колонне окна. Исполнительный элемент сверху снабжен скосом в положении фиксации, имеющим угол, соответствующий углу направляющей поверхности, и выполнен с возможностью взаимодействия снизу с наклонной поверхностью фиксатора, удерживая его от выдвижения в транспортном положении, освобождая в положении фиксации и возвращая в транспортное положение с фиксацией при перемещении исполнительного элемента внутрь корпуса. Обеспечивается полное извлечение клина-отклонителя без уменьшения проходного сечения основного ствола, расширение функциональных возможностей, упрощение в работе. 3 ил.

 

Изобретение относится к области бурения и капитального ремонта нефтяных и газовых скважин, а именно используется для повторного входа технологического инструмента в боковые стволы (БС) многоствольной скважины в процессе ее эксплуатации или капитального ремонта.

Известно устройство для забуривания дополнительного ствола, предназначенное для бурения многоствольных скважин (пат. RU №2006561, МПК 5 Е21В 7/08, опубл. 30.01.1994 в бюл. №2), включающее корпус, состоящий из верхней и нижней частей, и отклоняющий клин. Узел закрепления устройства в скважине, установленный под отклоняющим клином между частями корпуса, узел герметизации с механизмом фиксации и узел спуска устройства в скважину. При этом механизм фиксации узла герметизации выполнен в виде разрезной втулки с выступом, связанной с нижней частью корпуса, и связанного с верхней его частью патрубка с буртиком и прорезью в стенке, причем нижняя часть корпуса имеет фиксатор, расположенный в прорези патрубка, узел спуска выполнен в виде связанного в исходном положении срезными штифтами с клином кожуха с косыми вырезами и карманами, а клин имеет пальцы для размещения в последних.

Недостатками данного устройства являются:

- невозможность повторного входа в БС, так как у устройства нет механизма для определения местоположения окон в обсадной колонне и точной установки устройства напротив окон для повторного входа в БС;

- необходимость спуска колонны бурильных труб и геофизических приборов для точной, ориентированной установки клина-отклонителя и его закрепления в скважине напротив окна в стенке обсадной колонны для повторного входа в БС, что приводит к большим материальным и временным затратам;

- отсутствие конструктивных элементов фиксации без упора на забой и элементов индивидуальной ориентации относительно уже пробуренного БС, что приводит к невозможности закрепления клина-отклонителя в скважине без перекрытия основного ствола и создания упора для его установки, например пакера, упорной пробки или цементного моста и т.п., которые необходимо разбуривать после извлечения клина-отклонителя из основного ствола, и к большим трудностям с повторной установкой извлекаемого клина-отклонителя точно напротив окна, для повторного входа в нужный БС многоствольной скважины, так как малейшие погрешности с ориентированием по азимуту и привязке по глубине перекрывают проходное сечение окна и не позволяют пройти буровому инструменту в БС, так как диаметр этого инструмента равен диаметру БС.

Известно устройство для многозабойного вскрытия продуктивных пластов одной скважиной (пат. RU №2197593, МПК Е21В 7/08, опубл. 27.01.2003 в бюл. №3), включающее корпус, жестко связанный с патрубком, оснащенным посадочным местом под извлекаемый клин и имеющий паз под шпонку, взаимодействующую с пазом патрубка, и переводник. Корпус выполнен в виде продольно-гофрированной трубы, заглушенной с нижней стороны, и установленным с другой стороны переводником, соединяющим его с патрубком и снабженным втулкой из легкоразбуриваемого материала для соединения с технологической колонной, а посадочное место патрубка выполнено в виде наклонной поверхности, переходящей в продольный паз под шпонку, установленную в посадочной втулке ориентирующего фиксатора, одна из поверхностей которой соответствует посадочной наклонной поверхности патрубка корпуса, а другая снабжена зубчатой поверхностью, взаимодействующей с зубчатой поверхностью опорной втулки, жестко закрепленной на валу ориентирующего фиксатора, причем посадочная втулка выполнена с возможностью поворота на валу фиксатора и фиксацией в зубчатом соединении с опорной втулкой посредством зажимной втулки, имеющей резьбовое соединение с валом ориентирующего фиксатора, а извлекаемый клин выполнен с возможностью регулирования глубины установки в скважине посредством сменного удлинителя, размещенного между фиксатором и извлекаемым клином.

Недостатками данного устройства являются:

- перекрытие основного ствола скважины, так как корпус устройства выполнен в виде продольно-гофрированной трубы, который для закрепления устройства в скважине выправляется давлением жидкости и в дальнейшем не извлекается из скважины;

- необходимость разбуривания втулки из легкоразбуриваемого материала, установленной в переводнике, который установлен в верхней части корпуса, и заглушки в виде башмака, установленной с нижней стороны корпуса для прохода в основной ствол скважины специальным инструментом, что связано с большими трудностями, а это увеличивает время и стоимость строительства и эксплуатации многоствольных скважин;

- сложность конструкции устройства и, как следствие, высокие материальные затраты на его изготовление.

Известен гидравлический отклонитель (пат. RU №2311522, МПК Е21В 7/08, опубл. 27.11.2007 в бюл. №33), содержащий клин-отклонитель с наклонной рабочей поверхностью, выполненной в виде желоба, узел опоры, включающий цилиндрический полый корпус с окнами для плашек, расположенный в упомянутом полом корпусе распорный элемент с наклонными поверхностями, на которых с возможностью перемещения размещены плашки, имеющие на лицевой поверхности зубья, а с тыльной стороны - паз, соответствующий Т-образному выступу на наклонной поверхности распорного элемента, гидравлическую камеру и гибкий шланг высокого давления для подачи жидкости в гидравлическую камеру, снабженный размещенными между клином-отклони-телем и цилиндрическим полым корпусом узла опоры переходником и паке-рами, при этом распорный элемент имеет направляющую часть, выполненную внизу в виде поршня и переходящую в распорную часть, выполненную в виде правильной трехгранной усеченной суженной книзу пирамиды, ребра которой образованы наклонной поверхностью и имеют выступы под плашки, зубья которых выполнены с наклоном вниз, а плашки радиально размещены в окнах, выполненных в нижней части цилиндрического полого корпуса узла опоры под углом 120° относительно друг друга, при этом в верхней части корпуса узла опоры выполнены кольцевая расточка и упор, образующие с цилиндрической поверхностью направляющей части распорного элемента гидравлическую камеру, которая связана с гибким шлангом посредством выполненных соответственно в переходнике и в направляющей части распорного элемента полостей, последняя из которых связана с гидравлической камерой через распределитель, выполненный в направляющей части в виде трех сквозных под углом 120° относительно друг друга отверстий, а корпус узла опоры установлен с возможностью перемещения вдоль направляющей части распорного элемента с одновременным изменением объема гидравлической камеры, на торце цилиндрического полого корпуса узла опоры надета заглушка, закрепленная резьбовым соединением с распорной частью распорного элемента, между внутренней поверхностью полого цилиндрического корпуса узла опоры и внешней поверхностью распорного элемента установлены уплотнители.

Недостатками данного устройства являются:

- невозможность повторного входа в БС, так как у устройства нет механизма для определения местоположения окон в обсадной колонне и точной установки устройства напротив окон для повторного входа в БС;

- отсутствие узла отклонения и прижатия к стенке эксплуатационной колонны клина обратной рабочей поверхностью, что не позволяет использовать устройство в наклонных и горизонтальных скважинах;

- возможность несрабатывания узла закрепления отклонителя в скважине, так как усилия, создаваемого на его корпус жидкостью, проходящей через распределитель, может быть недостаточно для перемещения корпуса вверх относительно направляюще-распорного элемента, поэтому для его установки необходимо создание упора в основном стволе, например пакера, упорной пробки или цементного моста, которые необходимо разбуривать после извлечения клина-отклонителя из основного ствола, что ведет к загрязнению скважины и снижению ее добывных возможностей;

- ненадежность закрепления отклонителя в скважине, так как при работе фрез и бурении БС возникают вибрации, и сцепление плашек со стенкой эксплуатационной колонны может ослабнуть, что приведет к провороту клина-отклонителя и потере окна;

- возможность раскрепления отклонителя в связи со снижением давления в рабочей камере после отсоединения гибкого шланга высокого давления, и отсутствие фиксаторов, удерживающих плашки в рабочем положении, что может привести к их раскреплению;

- сложность конструкции и, как следствие, высокие материальные затраты на изготовление устройства.

Известен способ строительства многоствольной скважины (пат. RU №2269632, МПК Е21В 7/08, опубл. 10.02.2006 в бюл. №4), включающий устройство для строительства многоствольной скважины, содержащее жестко фиксированную в обсадной колонне полую вставку, включающую технологический корпус со сквозными отверстиями и втулкой, причем сверху втулка снабжена скошенной торцевой поверхностью, выполнена с возможностью вставки в технологический корпус, соединена с ним посредством срезных элементов для перекрытия сквозных отверстий полой вставки, которые во время спуска обсадной колонны расположены в требуемом интервале вскрытия напротив продуктивного пласта, при этом на внутренней поверхности технологического корпуса выполнен технологический паз, в котором расположен подвижный упор, в свою очередь жестко соединенный с втулкой, а технологический паз посредством подвижного упора выполнен с возможностью ограничения осевого перемещения втулки вниз.

Недостатками данного устройства являются:

- возможность применения только во вновь строящихся скважинах, так как обсадную колонну перед спуском в скважину необходимо оснащать жестко фиксированной полой вставкой, содержащей технологический корпус со сквозными отверстиями и втулкой;

- невозможность управления отклонителем при его посадке на скошенную поверхность втулки, так как он свободно вращается относительно колонны труб, и в отклонителе отсутствует устройство для промывки забоя скважины, поэтому различные загрязнения, которые всегда присутствуют в скважине, не позволят установить отклонитель в расчетное положение;

- невозможность повторного попадания ни в один дополнительный ствол, так как направляющая втулка находится в замкнутом пространстве технологического корпуса и имеет скошенную вниз торцевую поверхность, поэтому в самой нижней точке скошенной поверхности образуется карман, где оседают буровой шлам, металлическая стружка и т.п. вещества, которые не вымываются промывочной жидкостью, поэтому отклонитель каждый раз под действием веса колонны труб будет по-разному уплотнять буровой шлам или другие загрязняющие вещества, находящиеся в стволе скважины в процессе бурения дополнительных стволов в этом кармане, и каждый раз будет устанавливаться в другом положении от расчетного;

- бурение дополнительных стволов гибкой трубой с соплом, что не позволяет контролировать их траекторию, диаметр и конфигурацию, и, как показывает опыт, недоведение осевой нагрузки на гибкую трубу в таких скважинах и невозможность продолжать дальнейшее бурение этих стволов;

- при извлечении гибкой трубы из дополнительного ствола возможность ее перекашивания в отверстиях технологического корпуса обсадной колонны и на резких перегибах дополнительного ствола и заклинивания, так как при проталкивании гибкая труба работает на сжатие, поэтому изгибается и проходит через направляющие каналы отклонителя и отверстия технологического корпуса, а при извлечении она работает на растяжение - натягивается и пытается выпрямиться между точками заклинивания, а из-за невозможности произвести проворачивание и рассаживание таких труб, а также увеличенного диаметра сопла относительно диаметра гибкой трубы она заклинивает в дополнительном стволе, создавая аварийную ситуацию;

- трудности при попадании гибкой трубой в направляющие каналы отклонителя, в особенности с увеличением глубины скважины, так как гибкая труба не обладает достаточной жесткостью, и она будет просто складываться внутри колонны труб, оставаясь на месте и не воспринимая осевую нагрузку, необходимую для ее проталкивания в направляющие каналы отклонителя, при этом на поверхности этот процесс будет восприниматься как продвижение гибкой трубы в один из дополнительных стволов;

- невозможность попадания в дополнительные стволы для проведения ремонтных работ после разрушения втулки по окончании строительства многоствольной скважины.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ избирательного позиционирования, ориентации и фиксации объектов на заданных глубинах, способ бурения и повторного входа в боковые ответвления скважины и посадочно-ориентационная установка для осуществления указанных способов (пат. RU №2147665, МПК Е21В 7/06, опубл. 20.04.2000 в бюл. №11), включающий посадочно-ориентационное приспособление, содержащее удлиненную корпусную оправку и исполнительный элемент, способный перемещаться в удлиненной корпусной оправке между спусковым положением и положением фиксации, при этом каждая из посадочных и ориентирующих муфт имеет внутренний профиль, отличающийся от внутреннего профиля других посадочных и ориентирующих муфт обсадной колонны скважины, башмак с косым срезом внизу, расположенный в каждой из посадочных и ориентирующих муфт и имеющий выступающее кверху острие, ориентирующий паз и поверхности направляющих наклонных плоскостей, проходящих от острия до ориентирующего паза, и имеется по меньшей мере одна посадочная собачка, прикрепленная с возможностью перемещения к удлиненной корпусной оправке приспособления и имеющая посадочный профиль, сопряженный с внутренним профилем только одной из внутренних посадочных и ориентирующих муфт, при этом по меньшей мере одна посадочная собачка имеет наклонные поверхности на верхнем и нижнем концах для зацепления с препятствиями, встречающимися в обсадной колонне и в посадочных и ориентирующих муфтах, с целью вызвать стимулированное препятствиями перемещение по меньшей мере одной посадочной собачки в положение отстранения от препятствий, ориентирующий ключ, объединенный с возможностью перемещения с удлиненной корпусной оправкой приспособления и приспособленный для направляемого зацепления с поверхностями направляющих наклонных плоскостей и размещения в ориентирующем пазу, при этом при спусковом положении исполнительного элемента по меньшей мере одна посадочная собачка и ориентирующий ключ способны перемещаться по радиусу внутрь, а при положении фиксации исполнительного элемента обеспечивается закрепление по меньшей мере одной посадочной собачки в сопряженном профиле и закрепление ориентирующего ключа в ориентирующем пазу.

Недостатками данного устройства являются:

- применение только во вновь строящихся скважинах, так как обсадную колонну перед спуском в скважину необходимо оснащать жестко фиксированными посадочными и ориентирующими муфтами с заданным внутренним профилем, снабженными башмаками с косым срезом внизу;

- большая вероятность засорения внутреннего замкнутого профиля посадочных и ориентирующих муфт, снабженных башмаками с косым срезом внизу, буровым шламом, кордовым волокном и т.п. веществами, которые применяются в процессе бурения и крепления БС;

- узкая область применения, так как цементирование обсадной колонны осуществляют только закачкой цемента в затрубное пространство с устья скважины (обратное цементирование) с целью предотвращения загрязнения внутреннего профиля посадочных и ориентирующих муфт, что технологически не всегда осуществимо в скважинах, осложненных кавернами, и/или скважинах, которые вскрыли высокопроницаемый пласт;

- сложность конструкции посадочных и ориентирующих муфт, снабженных башмаками, а также посадочно-ориентационного приспособления и, как следствие, высокие материальные затраты на изготовление устройства;

- сложность обслуживания, сопровождения и ориентирования в скважине, вызывает необходимость привлечения высококвалифицированных специалистов различных специальностей для обслуживания и сопровождения работ с данным устройством на скважине, что ведет к увеличению сроков и стоимости строительства и капитального ремонта многоствольной скважины.

Техническими задачами предлагаемого изобретения являются:

- создание полностью извлекаемого, без уменьшения проходного сечения основного ствола скважины, простой и надежной конструкции клина-отклонителя для повторного входа технологического инструмента в БС многоствольной скважины в процессе ее эксплуатации или капитального ремонта, позволяющего в процессе его установки определять местоположение окна в стенке обсадной колонны, устанавливать и надежно закреплять в нижней части окна, не уменьшая его проходного сечения для технологического инструмента, герметизируя нижнюю часть основного ствола;

- расширение области применения за счет возможности применения в том числе и ранее используемом фонде скважин, а также в скважинах, осложненных кавернами, и/или скважинах, которые вскрыли высокопроницаемый пласт;

- упрощение в работе, что позволит уменьшить число аварийных ситуаций, связанных с непопаданием технологического инструмента в БС многоствольной скважины, сократить время и стоимость строительства и капитального ремонта многоствольных скважин.

Технические задачи решаются клином-отклонителем для повторного входа в БС многоствольной скважины, включающим корпус с направляющей поверхностью сверху, спускаемый на колонне труб, и исполнительный элемент, способный перемещаться в корпусе между транспортным положением и положением фиксации и имеющий поверхность на верхнем конце для зацепления с препятствиями, встречающимися в обсадной колонне.

Новым является то, что направляющая поверхность корпуса выполнена с возможностью взаимодействия с бурильным инструментом после установки корпуса в обсадной колонне, корпус снабжен снаружи уплотнительными элементами, выполненными с возможностью взаимодействия с обсадной колонной в положении фиксации, а внутри - сообщенными между собой диаметральной и наклонной камерами, которые сообщены также с колонной труб, причем диаметральная камера снабжена герметично вставленным, подпружиненным в сторону направляющей поверхности фиксатором с наклонной поверхностью сверху со стороны направляющей поверхности, выполненным с возможностью выдвижения уплотнительных элементов до герметизации внутреннего пространства обсадной колонны при создании давления в камерах и выдвижении исполнительного элемента в положение фиксации, а наклонная от оси корпуса камера, направленная в сторону направляющей поверхности, снабжена радиальным каналом, исполнительный элемент герметично вставлен в наклонную камеру в транспортном положении заподлицо с корпусом, перекрывая изнутри радиальный канал, зафиксирован в транспортном положении замковым механизмом и выполнен с возможностью выдвижения при создании давления в этой камере с открытием радиального канала и зацепления своей поверхностью за нижний край предварительно вскрытого в обсадной колонне окна, также исполнительный элемент сверху снабжен скосом в положении фиксации, имеющим угол, соответствующий углу направляющей поверхности, и выполнен с возможностью взаимодействия снизу с наклонной поверхностью фиксатора, удерживая его от выдвижения в транспортном положении, освобождая в положении фиксации и возвращая в транспортное положение с фиксацией при перемещении исполнительного элемента внутрь корпуса.

На фиг. 1 показан продольный разрез обсадной колонны с готовым окном и клин-отклонитель с местными разрезами в транспортном положении.

На фиг. 2 показан продольный разрез обсадной колонны с готовым окном и клин-отклонитель с местным разрезом, установленный и зафиксированный в рабочем положении в окне обсадной колонны.

На фиг. 3 показано поперечное сечение А-А фиг. 2, когда уплотнительные элементы клина-отклонителя выдвинуты для герметизации внутреннего пространства обсадной колонны.

Клин-отклонитель 1 (фиг. 1) для повторного входа в БС 2 многоствольной скважины (не показано), включает корпус 3 с направляющей поверхностью 4 сверху, спускаемый на колонне труб (не показано), и исполнительный элемент 5, способный перемещаться в корпусе 3 между транспортным положением и положением фиксации (фиг. 2) и имеющий поверхность 6 на верхнем конце для зацепления с препятствиями, встречающимися в обсадной колонне 7. При этом направляющая поверхность 4 корпуса 3 выполнена с возможностью взаимодействия с бурильным инструментом (не показано) после установки корпуса 3 в обсадной колонне 7. Корпус 3 снабжен снаружи уплотнительными элементами 8, выполненными с возможностью взаимодействия с обсадной колонной 7 в положении фиксации, а внутри - сообщенными между собой диаметральной 9 (фиг. 1) и наклонной 10 камерами, которые сообщены также с колонной труб (не показано) через канал 11 и спускной инструмент 12. Диаметральная камера 9 снабжена герметично вставленным, подпружиненным в сторону направляющей поверхности 4 фиксатором 13 с наклонной поверхностью 14 сверху со стороны направляющей поверхности 4, выполненным с возможностью выдвижения уплотнительных элементов 8 (фиг. 2 и 3), которые оборудованы эластичной манжетой 15 (или, например, кольцом, втулкой или т.п. деталями, применяемыми в пакерующих устройствах в различном количестве от одного до нескольких штук), до герметизации внутреннего пространства обсадной колонны 7 при создании давления в камерах 9 (фиг. 2) и 10 и выдвижения исполнительного элемента 5 в положение фиксации, а наклонная 10 от оси корпуса 3 камера, направленная в сторону направляющей поверхности 4, снабжена радиальным каналом 16. Исполнительный элемент 5 (фиг. 1) герметично вставлен в наклонную камеру 10 в транспортном положении заподлицо с корпусом 3, перекрывая изнутри радиальный канал 16, зафиксирован в транспортном положении замковым механизмом 17 и выполнен с возможностью выдвижения при создании давления в этой камере 10 (фиг. 2) с открытием радиального канала 16 и зацепления своей поверхностью 6 за нижний край предварительно вскрытого в обсадной колонне 7 окна 18. Исполнительный элемент 5 (фиг. 2) сверху снабжен скосом 19 в положении фиксации, имеющим угол, соответствующий углу направляющей поверхности 4, и выполнен с возможностью взаимодействия снизу с наклонной поверхностью 14 (фиг. 1) фиксатора 13, удерживая его от выдвижения в транспортном положении, освобождая в положении фиксации и возвращая в транспортное положение с фиксацией при перемещении исполнительного элемента 5 внутрь корпуса 3.

Замковый элемент 17 (фиг. 1 и 2) может быть изготовлен, например, в виде подпружиненного шарика, призмы, защелки и т.п. механизмов, открывающихся при определенном усилии. В данном варианте замковый элемент 17 показан в виде подпружиненной призмы.

Технические соединительные и уплотнительные элементы, не влияющие на работоспособность устройства, для упрощения чертежей и описания на фигурах 1-3 не показаны или показаны условно.

Устройство работает следующим образом.

На устье буровой установки собирают клин-отклонитель 1 (фиг. 1) в следующей последовательности: клин-отклонитель 1, соединенный со спускным инструментом 12, размещают в обсадной колонне 7 многоствольной скважины. К спускному инструменту 12 присоединяют трубу с установленным в ней трубным фильтром, а над ними - перепускной клапан (на фиг. 1 не показаны). Собранную компоновку на колонне труб спускают в обсадную колонну 7 в интервал предварительно вскрытого в обсадной колонне 7 окна 18. При спуске через перепускной клапан происходит заполнение полости спускного инструмента 12, канала 11, клина-отклонителя 1 и колонны труб. Трубный фильтр задерживает крупные частицы загрязнений, попадающие в полость колонны труб через перепускной клапан, предотвращая загрязнение канала 11. Во время спуска клина-отклонителя 1 в обсадную колонну 7, связанного с периодичностью спуска и остановки колонны труб на клиньях ротора (не показано) для наращивания, в колонне труб возникают гидравлические удары, передающиеся через спускной инструмент 12, канал 11 в камеры 9 и 10 корпуса 3 и воздействующие на исполнительный элемент 5 и фиксатор 13. С целью исключения несанкционированного выдвижения исполнительного элемента 5 и фиксатора 13 в положение фиксации под действием перепада давления в колонне труб установлен замковый механизм 17, удерживающий исполнительный элемент 5 и фиксатор 13 в транспортном положении и открывающийся при определенном усилии с их стороны.

Установив клин-отклонитель 1 (фиг. 2) в интервале предварительно вскрытого в обсадной колонне 7 окна 18, с поверхности земли насосом создают давление срабатывания (определяется эмпирически) рабочей жидкости в полости колонны труб, которое через спускной инструмент 12, канал 11 передается в камеры 9 и 10 корпуса 3 и воздействует на исполнительный элемент 5 и фиксатор 13. Исполнительный элемент 5, воздействуя на замковый механизм 17, открывает его и перемещается в положение фиксации. В случае установки клина-отклонителя 1 напротив окна 18 исполнительный элемент 5 полностью переместится в наклонной камере 10 в крайнее верхнее положение и упрется в поверхность 20, открыв радиальный канал 16, при этом верхняя часть исполнительного элемента 5 выйдет в окно 18 обсадной колонны 7. Давление жидкости в колонне труб снизится, что фиксируется приборами (не показано) на устье скважины и будет показателем того, что клин-отклонитель 1 сориентирован своей направляющей поверхностью 4 по направлению окна 18. Продолжают спуск клина-отклонителя 1, при этом поверхность 6 исполнительного элемента 5 скользит по наклонному краю окна 18 в его нижнюю точку, поворачивая клин-отклонитель 1 и точно ориентируя его направляющую поверхность 4 по проему окна 18 обсадной колонны 7. При подходе клина-отклонителя 1 к нижней точке окна 18 исполнительный элемент 5 скользит своей боковой поверхностью 21 по нижнему краю окна 18, отодвигая и прижимая клин-отклонитель 1 к противоположной от окна 18 стенке обсадной колонны 7. Усилие прижатия и фиксации клина-отклонителя 1 определяется по правилу параллелограмма и зависит от угла наклона оси наклонной камеры 10 к оси корпуса 3 и осевого усилия, прикладываемого к клину-отклонителю 1 колонной труб при фиксации его в нижней точке окна 18, с упором на поверхность 6 исполнительного элемента 5, которое достигает достаточной величины для удерживания клина-отклонителя 1 в прижатом положении в течение всего времени проведения работ в БС 2 многоствольной скважины. Одновременно освобождается фиксатор 13 и под действием пружины 22 (фиг. 2 и 3) выдвигает уплотнительный элемент 8 до упора в стенку обсадной колонны 7, создавая еще одну точку опоры для удерживания клина-отклонителя 1 в прижатом к стенке обсадной колонны 7 положении. При этом эластичная манжета 15 растягивается и перекрывает зазор между корпусом 3 и обсадной колонной 7, герметизируя нижнюю часть многоствольной скважины.

В случае неточной установки клина-отклонителя 1 (фиг. 2) в зоне окна 18, например выше или ниже окна, или при направлении направляющей поверхности 4 в противоположную сторону от окна 18 при создании давления срабатывания рабочей жидкости в полости колонны труб исполнительный элемент 5 не полностью переместится в наклонной камере 10 в крайнее верхнее положение и упрется в стенку обсадной колонны 7. Радиальный канал 16 не откроется и давление жидкости в колонне труб не снизится, что фиксируется приборами на устье скважины. Это будет показателем того, что клин-отклонитель 1 установлен либо не в зоне окна 18, либо не сориентирован своей направляющей поверхностью 4 по направлению окна 18. Продолжают спуск клина-отклонителя 1, одновременно проворачивая колонну труб по часовой стрелке, при этом исполнительный элемент 5 скользит по стенке обсадной колонны 7 до попадания исполнительного элемента 5 в окно 18, что фиксируется сбросом давления через радиальный канал 16. Последующие операции установки клина-отклонителя 1 описаны выше.

В случае ошибки установки клина-отклонителя 1 по глубине скважины, например ниже окна 18, тогда при полном повороте колонны труб на 360° исполнительный элемент 5, упираясь в стенку обсадной колонны 7, не выйдет в крайнее верхнее положение и не откроет радиальный канал 16. Давление жидкости в колонне труб не снизится, что фиксируется приборами на устье скважины и будет является показателем того, что произошла ошибка с определением глубины спуска клина-отклонителя 1. Снижают давление жидкости в колонне труб. Приподнимают клин-отклонитель 1 выше расчетного места его установки и повторяют операцию по определению местоположения окна 18 в стенке обсадной колонны 7, как описано выше. Длина окна 18 в зависимости от диаметра обсадной колонны 7 и угла наклона БС 2 к обсадной колонне 7 многоствольной скважины колеблется от 2,5 до 6,5 м, ширина от 0,118 до 0,20 м, поэтому окно 18 в случае ошибки определяется со второго раза.

Установив клин-отклонитель 1 в положение фиксации в окне 18, производят отсоединение спускного инструмента 12 (фиг. 1) от направляющей поверхности 4 клина-отклонителя 1, например, созданием осевой нагрузки колонной труб производят механический срез винта 23 (болта, срезного элемента - см. пат. RU №2311522 и т.п.) или гидравлическим давлением (см. пат. RU №2469172, RU №2472913 и т.п. - не показано), затем срезают трубку канала 11, освобождая спускной инструмент 12. В процессе проведения работ в БС 2 колонна труб со спускным инструментом 12 (фиг. 2) движется по направляющей поверхности 4 корпуса 3 и скосу 19 исполнительного элемента 5, строго по проему окна 18. В зависимости от вида работ, которые необходимо провести в БС 2, клин-отклонитель 1 перед спуском оборудуют долотом, фрезами, калибраторами, промывочной воронкой, пакером и т.п. инструментами, применяемыми при бурении и капитальном ремонте скважин, которые при этом выполняют роль спускного инструмента 12 и позволяют сразу после установки и фиксации клина-отклонителя 1 произвести необходимые работы в БС 2, что сокращает количество спуско-подъемных операций при строительстве и капитальном ремонте многоствольных скважин, позволяет упростить такие работы в скважине, уменьшить число аварийных ситуаций, связанных с непопаданием технологического инструмента в БС, сократить время и стоимость строительства и капитального ремонта многоствольных скважин.

По окончании работ в БС 2 клин-отклонитель 1 извлекают из скважины специальным съемником, колоколом или овершотом (на фиг. 2 не показано). Устройства и способы по захвату и извлечению клина-отклонителя из скважины известны, поэтому авторы не претендуют на их новизну.

Захватив клин-отклонитель 1 любым из известных устройств, производят натяжение колонны труб, при этом исполнительный элемент 5, выходя из положения фиксации в окно 18, освобождает его для продвижения в обсадной колонне 7. При достижении клином-отклонителем 1 верха окна 18 исполнительный элемент 5 упирается скосом 19 в верхнюю стенку окна 18 и перемещается внутрь корпуса 3 до взаимодействия с наклонной поверхностью 14 фиксатора 13, сжимая пружину 22 и возвращая его в транспортное положение, освобождая уплотнительный элемент 8, который под действием упругих сил эластичной манжеты 15 также вернется в транспортное положение, а исполнительный элемент 5 зафиксируется в транспортом положении замковым механизмом 17, не препятствуя извлечению клина-отклонителя 1 из скважины.

Предлагаемый клин-отклонитель для повторного входа в боковой ствол многоствольной скважины полностью извлекаем без уменьшения проходного сечения основного ствола скважины, прост и надежен при эксплуатации или капитальном ремонте, позволяет в процессе его установки определять местоположение окна в стенке обсадной колонны, устанавливается и надежно закрепляется в нижней части окна, не уменьшая его проходного сечения для технологического инструмента и герметизируя нижнюю часть основного ствола, позволяет также расширить функциональные возможности за счет применения в том числе и в ранее используемом фонде скважин, а также в скважинах, осложненных кавернами, и/или скважинах, которые вскрыли высокопроницаемый пласт, упростить использование, что позволит уменьшить число аварийных ситуаций, связанных с непопаданием технологического инструмента в боковой ствол многоствольной скважины, сократить время и стоимость строительства и капитального ремонта многоствольных скважин.

Клин-отклонитель для повторного входа в боковой ствол многоствольной скважины, включающий корпус с направляющей поверхностью сверху, спускаемый на колонне труб, и исполнительный элемент, способный перемещаться в корпусе между транспортным положением и положением фиксации и имеющий поверхность на верхнем конце для зацепления с препятствиями, встречающимися в обсадной колонне, отличающийся тем, что направляющая поверхность корпуса выполнена с возможностью взаимодействия с бурильным инструментом после установки корпуса в обсадной колонне, корпус снабжен снаружи уплотнительными элементами, выполненными с возможностью взаимодействия с обсадной колонной в положении фиксации, а внутри - сообщенными между собой диаметральной и наклонной камерами, которые сообщены также с колонной труб, причем диаметральная камера снабжена герметично вставленным подпружиненным в сторону направляющей поверхности фиксатором с наклонной поверхностью сверху со стороны направляющей поверхности, выполненным с возможностью выдвижения уплотнительных элементов до герметизации внутреннего пространства обсадной колонны при создании давления в камерах и выдвижения исполнительного элемента в положение фиксации, а наклонная от оси корпуса камера, направленная в сторону направляющей поверхности, снабжена радиальным каналом, исполнительный элемент герметично вставлен в наклонную камеру в транспортном положении заподлицо с корпусом, перекрывая изнутри радиальный канал, зафиксирован в транспортном положении замковым механизмом и выполнен с возможностью выдвижения при создании давления в этой камере с открытием радиального канала и зацепления своей поверхностью за нижний край предварительно вскрытого в обсадной колонне окна, также исполнительный элемент сверху снабжен скосом в положении фиксации, имеющим угол, соответствующий углу направляющей поверхности, и выполнен с возможностью взаимодействия снизу с наклонной поверхностью фиксатора, удерживая его от выдвижения в транспортном положении, освобождая в положении фиксации и возвращая в транспортное положение с фиксацией при перемещении исполнительного элемента внутрь корпуса.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к узлу клина-отклонителя, скважинной системе и способу поддержки крутящего момента в узле клина-отклонителя. Узел клина-отклонителя содержит клин-отклонитель, имеющий наклонную поверхность и продольный желоб, образованный в наклонной поверхности; направляющий фрезер, соединенный с клином-отклонителем при помощи срезного винта и имеющий паз, сформированный в нем; и замок с заданным крутящим моментом, выполненный с возможностью перемещаться между выдвинутым положением и убранным положением.

Группа изобретений относится к области обработки удаленной от скважины зоны пласта за счет выполнения боковых каналов из ствола скважины. Получение более узких каналов, проходящих в пласт породы, окружающий ствол скважины, может оказать большую пользу для повышения производительности скважины в случаях, когда необходимо точно определить состояние скважины и когда предстоит произвести техобслуживание скважины.

Группа изобретений относится к способу и системам фрезеровки направляющего окна в обсадной колонне. Технический результат заключается в сокращении времени бурения.

Изобретение относится к техническим средствам для строительства и ремонта нефтяных и газовых скважин, а именно к средствам вторичного вскрытия продуктивных пластов.

Группа изобретений относится к области наклонно-направленного бурения многоствольных скважин. Узел клина-отклонителя содержит клин-отклонитель, обеспечивающий наклонную поверхность и продольный желоб, образованный в наклонной поверхности, направляющий фрезер, соединенный с клином-отклонителем при помощи срезного винта и обеспечивающий одно или более лезвий, и несущую опору, расположенную внутри продольного желоба и создающую противоположные боковые стенки, которые формируют паз, выполненный с возможностью принимать одно из: одного или более лезвий.

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано в составе компоновок низа бурильной колонны при бурении наклонно-направленных, горизонтальных и многозабойных скважин роторным способом.

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано при бурении скважин, а именно наклонно-направленных скважин с протяженным горизонтальным участком.

Группа изобретений относится к скважинному отклоняющему устройству, скважинной системе и способу герметизации кольцевого зазора. Отклоняющее устройство содержит отклонитель, имеющий отклоняющую поверхность, и кольцевой уплотняющий узел, расположенный снаружи и продольно перемещаемый на отклоняющем устройстве в ответ на перепад давления, приложенного по всему кольцевому уплотняющему узлу.
Изобретение относится к бурению скважин, а именно к забуриванию боковых стволов из ранее пробуренных необсаженных скважин. Клин-отклонитель для забуривания боковых стволов из необсаженных скважин включает клин с направляющим желобом и продольным каналом, соединенный шарнирно поперечной осью с переходником с возможностью механического прижатия головки клина к стенке скважины, посадочный инструмент, выполненный в виде полой штанги, проходящей через продольный канал клина, и соединенный с переходником с возможностью только продольного перемещения и фиксации срезными элементами и шариками, причем шарики размещены в глухих радиальных отверстиях переходника, сообщенных с его каналом, и выполнены подпружиненными вовнутрь, размещенными соответственно в верхних и нижних рядах радиальных отверстий полой штанги, раздуваемый якорь, выполненный в виде продольно гофрированной трубы с цилиндрическими концами, жестко соединенный с переходником снизу и оснащенный башмаком, который соединен технологической трубой с переходником, оснащен снизу калибратором, а изнутри - седлом под ниппель полой втулки, которая выполнена с возможностью фиксации расположенным снизу замковым элементом в седле башмака, размещена в полой штанге с возможностью перемещения вниз с фиксацией срезными элементами.

Группа изобретений относится к области заканчивания скважин. Способ заканчивания стволов скважины, включающий перемещение клина-отклонителя и фиксатора якоря внутрь родительского ствола скважины, при этом фиксатор якоря прикрепляется к клину-отклонителю посредством разъемного соединения, а родительский ствол скважины облицован по меньшей мере частично обсадной колонной, которая содержит защелочное соединение; закрепление фиксатора якоря внутри родительского ствола скважины посредством стыковки защелочного профиля фиксатора якоря с защелочным соединением; отклонение бурового долота клином-отклонителем для бурения бокового ствола скважины, отходящего от родительского ствола скважины; перемещение оборудования бокового заканчивания внутрь бокового ствола скважины инструментом для спуска обсадной колонны-хвостовика, при этом оборудование бокового заканчивания содержит заканчивающий инструмент; отделение клина-отклонителя от фиксатора якоря разъемным соединением с использованием инструмента извлечения клина-отклонителя и тем самым открытие участка разъемного соединения, причем инструмент извлечения клина-отклонителя функционально связан с дистальным концом инструмента для спуска обсадной колонны-хвостовика; удаление клина-отклонителя из родительского ствола скважины посредством инструмента извлечения клина-отклонителя; и перемещение отклоняющего клина заканчивания внутрь родительского ствола скважины, причем этот отклоняющий клин заканчивания функционально скреплен с рабочей колонной, и присоединение отклоняющего клина заканчивания к фиксатору якоря посредством разъемного соединения.

Изобретение относится к области многоствольного строительства и ремонта нефтегазовых скважин и, в частности, к зондовой перфорации обсаженной скважины и может быть использовано для массового радиального бурения дренажных стволов.

Изобретение предназначено для направленного бурения с одновременной подачей хвостовика с возможностью крепления защелками для многократных спускоподъемных операций.

Группа изобретений относится к узлу клина-отклонителя, скважинной системе и способу поддержки крутящего момента в узле клина-отклонителя. Узел клина-отклонителя содержит клин-отклонитель, имеющий наклонную поверхность и продольный желоб, образованный в наклонной поверхности; направляющий фрезер, соединенный с клином-отклонителем при помощи срезного винта и имеющий паз, сформированный в нем; и замок с заданным крутящим моментом, выполненный с возможностью перемещаться между выдвинутым положением и убранным положением.

Группа изобретений относится к области обработки удаленной от скважины зоны пласта за счет выполнения боковых каналов из ствола скважины. Получение более узких каналов, проходящих в пласт породы, окружающий ствол скважины, может оказать большую пользу для повышения производительности скважины в случаях, когда необходимо точно определить состояние скважины и когда предстоит произвести техобслуживание скважины.

Группа изобретений относится к области наклонно-направленного бурения. Узел управления направлением бурения содержит корпус, имеющий исполнительный привод, установленный в нем и приводимый в действие для вращения приводного вала.

Группа изобретений относится к области наклонно-направленного бурения. Узел управления направлением бурения содержит корпус, имеющий исполнительный привод, установленный в нем и приводимый в действие для вращения приводного вала.

Группа изобретений относится к способу и системам фрезеровки направляющего окна в обсадной колонне. Технический результат заключается в сокращении времени бурения.

Изобретение относится к техническим средствам для строительства и ремонта нефтяных и газовых скважин, а именно к средствам вторичного вскрытия продуктивных пластов.

Изобретение относится к системе и способу определения местоположения инструмента во время бурения. Техническим результатом является обеспечение непрерывного отслеживания местоположения инструмента с учетом деформирования узла нижней части бурильной колонны.

Группа изобретений относится к области наклонно-направленного бурения. Устройство для управления направлением бурения ствола скважины содержит внешний корпус, имеющий неравномерную жесткость, и внутренний корпус, расположенный по меньшей мере частично внутри внешнего корпуса, вращательно независимый от него и имеющий неравномерную жесткость, и приводной вал, расположенный по меньшей мере частично внутри внутреннего корпуса.

Изобретение относится к области бурения и капитального ремонта нефтяных и газовых скважин. Клин-отклонитель содержит корпус с направляющей поверхностью сверху и исполнительный элемент, способный перемещаться в корпусе между транспортным положением и положением фиксации и имеющий поверхность на верхнем конце для зацепления с препятствиями, встречающимися в обсадной колонне. Направляющая поверхность корпуса выполнена с возможностью взаимодействия с бурильным инструментом после установки корпуса в обсадной колонне. Корпус снабжен снаружи уплотнительными элементами, выполненными с возможностью взаимодействия с обсадной колонной в положении фиксации, а внутри - сообщенными между собой диаметральной и наклонной камерами, которые сообщены также с колонной труб. Диаметральная камера снабжена герметично вставленным подпружиненным в сторону направляющей поверхности фиксатором с наклонной поверхностью сверху со стороны направляющей поверхности, выполненным с возможностью выдвижения уплотнительных элементов до герметизации внутреннего пространства обсадной колонны при создании давления в камерах и выдвижении исполнительного элемента в положение фиксации. Наклонная от оси корпуса камера, направленная в сторону направляющей поверхности, снабжена радиальным каналом. Исполнительный элемент герметично вставлен в наклонную камеру в транспортном положении заподлицо с корпусом, перекрывая изнутри радиальный канал, зафиксирован в транспортном положении замковым механизмом и выполнен с возможностью выдвижения при создании давления в этой камере с открытием радиального канала и зацепления своей поверхностью за нижний край предварительно вскрытого в обсадной колонне окна. Исполнительный элемент сверху снабжен скосом в положении фиксации, имеющим угол, соответствующий углу направляющей поверхности, и выполнен с возможностью взаимодействия снизу с наклонной поверхностью фиксатора, удерживая его от выдвижения в транспортном положении, освобождая в положении фиксации и возвращая в транспортное положение с фиксацией при перемещении исполнительного элемента внутрь корпуса. Обеспечивается полное извлечение клина-отклонителя без уменьшения проходного сечения основного ствола, расширение функциональных возможностей, упрощение в работе. 3 ил.

Наверх