Скважинный рабочий инструмент
Настоящее изобретение относится к скважинному рабочему инструменту для перемещения части инструмента между втянутым положением и выдвинутым положением в скважине. Скважинный рабочий инструмент содержит корпус инструмента, имеющий протяженность в осевом направлении; часть инструмента, выполненную с возможностью перемещения перпендикулярно протяженности в осевом направлении между втянутым положением и выдвинутым положением; выдвигающее приводное устройство, предназначенное для выдвижения части инструмента из корпуса инструмента посредством гидравлических средств, причем выдвигающее приводное устройство содержит корпус приводного устройства и выдвигающий поршень, выполненный с возможностью скольжения внутри корпуса приводного устройства, при этом часть инструмента соединена с выдвигающим поршнем; и втягивающее приводное устройство, содержащее пружинный элемент, предназначенный для втягивания части инструмента в корпус инструмента, причем втягивающее приводное устройство соединено с выдвигающим поршнем, так что при выдвижении части инструмента посредством выдвигающего приводного устройства обеспечивается сжатие пружинного элемента. Пружинный элемент расположен снаружи корпуса приводного устройства. 14 з.п. ф-лы. 9 ил.
Настоящее изобретение относится к скважинному рабочему инструменту для перемещения части инструмента между втянутым положением и выдвинутым положением в скважине.
При работе в скважине части инструмента выступают из наружной поверхности инструмента, однако, в связи с тем, что пространство в скважине ограничено, инструменты также ограничены в пространстве. Следовательно, выдвижение частей инструмента также ограничено, особенно когда части инструмента выдвигаются радиально от корпуса инструмента посредством гидравлических средств. Это происходит из-за того факта, что гидравлические средства, используемые для выдвижения, занимают часть пространства, а также из-за наличия предохранительного механизма, который всегда способен втянуть часть инструмента при перебоях в подаче питания к инструменту.
Предпринимались попытки децентрирования инструмента в скважине, однако возможности децентрирования инструмента не всегда оказывается достаточно для достаточного выдвижения частей инструмента радиально наружу с целью выполнения операции.
Задачей настоящего изобретения является полное или частичное преодоление вышеупомянутых недостатков уровня техники. Более конкретно, задачей является создание улучшенного скважинного рабочего инструмента, имеющего часть инструмента с увеличенным расстоянием выдвижения по сравнению с известными из уровня техники инструментами, причем расстояние выдвижения представляет собой расстояние, на которое часть инструмента выдвигается от наружной поверхности инструмента.
Вышеуказанные задачи, а также многочисленные другие задачи, преимущества и признаки, очевидные из нижеследующего описания, осуществлены в решении согласно настоящему изобретению посредством скважинного рабочего инструмента для перемещения части инструмента между втянутым положением и выдвинутым положением в скважине, содержащего:
- корпус инструмента, имеющий протяженность в осевом направлении;
- часть инструмента, выполненную с возможностью перемещения перпендикулярно протяженности в осевом направлении между втянутым положением и выдвинутым положением;
- выдвигающее приводное устройство, предназначенное для выдвижения части инструмента из корпуса инструмента посредством гидравлических средств, причем выдвигающее приводное устройство содержит корпус приводного устройства и выдвигающий поршень, выполненный с возможностью скольжения внутри корпуса приводного устройства, при этом часть инструмента соединена с выдвигающим поршнем; и
- втягивающее приводное устройство, содержащее пружинный элемент, предназначенный для втягивания части инструмента в корпус инструмента, причем втягивающее приводное устройство соединено с выдвигающим поршнем, так что при выдвижении части инструмента посредством выдвигающего приводного устройства обеспечивается сжатие пружинного элемента;
причем пружинный элемент расположен снаружи корпуса приводного устройства.
Также, втягивающее приводное устройство может содержать втягивающий поршень, предназначенный для сжатия пружинного элемента, причем втягивающий поршень соединен с выдвигающим поршнем посредством вытянутого элемента.
Дополнительно, вытянутый элемент может быть выполнен с возможностью изгибания.
Дополнительно, скважинный рабочий инструмент может содержать точку поворота, вокруг которой изгибается вытянутый элемент.
Кроме того, вытянутый элемент может представлять собой провод, цепь или полосу, выполненную из пружинного металла.
Также, вытянутый элемент может проходить в трубчатом элементе, имеющем изгиб, причем изгиб образует точку поворота.
Помимо этого, точка поворота может быть образована подшипником, вокруг которого изгибается вытянутый элемент.
Кроме того, может быть предусмотрено несколько точек поворота, вокруг которых изгибается вытянутый элемент.
Дополнительно, несколько точек поворота может быть снабжено несколькими подшипниками, вокруг которых изгибается вытянутый элемент.
Кроме того, пружинный элемент может иметь ось пружины, проходящую в осевом направлении.
Помимо этого, пружинный элемент может представлять собой винтовую пружину.
Дополнительно, часть инструмента может представлять собой буровое долото, обрабатывающее долото, рычаг, анкер, ключ, ударный бур или полое сверло.
Кроме того, корпус инструмента может иметь диаметр инструмента и наружную поверхность, причем часть инструмента выполнена с возможностью выдвижения на расстояние от наружной поверхности, причем расстояние составляет по меньшей мере 25% диаметра инструмента, предпочтительно по меньшей мере 30% диаметра инструмента, более предпочтительно по меньшей мере 50% диаметра инструмента.
Скважинный рабочий инструмент может дополнительно содержать поддерживающую секцию, имеющую выдвигающийся элемент для перемещения корпуса инструмента в направлении внутренней поверхности обсадной колонны или в направлении ствола скважины, для центрирования корпуса инструмента в обсадной колонне или в стволе скважины, или для поддержания инструмента в процессе работы.
Дополнительно, выдвигающийся элемент может представлять собой рычаг, колесный рычаг или анкер.
Также, скважинный рабочий инструмент может дополнительно содержать вращательный модуль, предназначенный для вращения корпуса приводного устройства для обеспечения вращения части инструмента.
Дополнительно, корпус приводного устройства может иметь форму полого цилиндра.
Корпус приводного устройства может иметь снаружи круглую и/или кольцевую форму в поперечном сечении, с овальным внутренним каналом, совпадающим с овальной формой выдвигающего поршня.
Под круглой формой имеется в виду, что каждая часть поверхности или окружности находится на равном расстоянии от центральной оси корпуса приводного устройства вдоль протяженности в осевом направлении корпуса приводного устройства.
Дополнительно, корпус приводного устройства может содержать зубчатый обод, взаимодействующий с зубчатым валом, вращаемым посредством вращательного модуля.
Также, между корпусом приводного устройства и корпусом инструмента могут быть расположены подшипники.
Дополнительно, вытянутый элемент может быть неподвижно соединен с соединительной частью, взаимодействующей с выдвигающим поршнем, выполненным с возможностью вращения относительно соединительной части.
Кроме того, между соединительной частью и выдвигающим поршнем может быть расположен подшипник.
Помимо этого, выдвигающий поршень может быть выполнен с возможностью вращения вместе с корпусом приводного устройства и скольжения внутри него.
Также, между втягивающим поршнем и корпусом приводного устройства может быть расположен уплотнительный элемент.
Кроме того, между корпусом приводного устройства и корпусом инструмента может быть расположено множество подшипников.
Дополнительно, втягивающее приводное устройство может содержать корпус поршня, в котором расположен втягивающий поршень и пружинный элемент.
Кроме того, втягивающий поршень может разделять корпус поршня на первую часть корпуса и вторую часть корпуса, причем первая часть корпуса содержит пружинный элемент, а вторая часть корпуса имеет отверстие, сообщающееся с возможностью передачи текучей среды со скважиной.
Скважинный рабочий инструмент может дополнительно содержать измерительный модуль, выполненный с возможностью измерения положения части инструмента.
Кроме того, измерительный модуль может быть выполнен с возможностью измерения положения втягивающего поршня и, следовательно, положения части инструмента.
Дополнительно, измерительный модуль может представлять собой катушку.
Катушка может быть расположена внутри пружинного элемента.
Кроме того, втягивающий поршень может иметь центральный шток, выполненный с возможностью прохождения в катушку.
Скважинный рабочий инструмент может дополнительно содержать вращательный модуль, выполненный с возможностью вращения первой части инструмента относительно второй части инструмента, причем первая часть содержит выдвигающее приводное устройство и втягивающее приводное устройство.
Скважинный рабочий инструмент может дополнительно содержать приводной модуль, предназначенный для продвижения инструмента вперед в скважине.
Дополнительно, скважинный рабочий инструмент может содержать модуль обнаружения, выполненный с возможностью измерения положения инструмента относительно скважины.
Наконец, скважинный рабочий инструмент может дополнительно содержать насос, выполненный с возможностью подачи текучей среды под давлением к выдвигающему приводному устройству.
Изобретение и его многочисленные преимущества описаны ниже более подробно со ссылками на прилагаемые схематические чертежи, на которых с целью иллюстрации показаны некоторые не ограничивающие варианты осуществления изобретения, и на которых:
- на фиг. 1 показан скважинный рабочий инструмент в скважине;
- на фиг. 2 показан вид в поперечном сечении части скважинного рабочего инструмента вдоль протяженности в осевом направлении;
- на фиг. 3 показан вид в поперечном сечении вдоль протяженности в осевом направлении части другого скважинного рабочего инструмента, имеющего несколько точек поворота;
- на фиг. 4 показан вид в поперечном сечении вдоль протяженности в осевом направлении части еще одного скважинного рабочего инструмента, имеющего пружинный элемент, расположенный параллельно протяженности инструмента в радиальном направлении;
- на фиг. 5 показан вид в поперечном сечении части другого скважинного рабочего инструмента, имеющего вращательный модуль;
- на фиг. 6 показан вид в поперечном сечении перпендикулярно протяженности в осевом направлении части скважинного рабочего инструмента;
- на фиг. 7 показан вид сбоку скважинного рабочего инструмента;
- на фиг. 8 показан вид в поперечном сечении части другого скважинного рабочего инструмента; и
- на фиг. 9 показан другой скважинный рабочий инструмент, децентрированный в скважине.
Все чертежи являются очень схематичными и не обязательно выполнены в масштабе, причем на них показаны только те части, которые необходимы для пояснения изобретения, тогда как другие части не показаны или показаны без объяснения.
На фиг. 1 показан скважинный рабочий инструмент 1 для перемещения части 2 инструмента между втянутым положением и выдвинутым положением в скважине, содержащей скважинную трубчатую металлическую конструкцию 3. Часть 2 инструмента может представлять собой буровое долото или обрабатывающее долото 2а либо анкер 2b. Скважинный рабочий инструмент 1 содержит корпус 4 инструмента, имеющий протяженность 5 в осевом направлении, причем часть 2 инструмента выполнена с возможностью перемещения перпендикулярно протяженности в осевом направлении между втянутым положением и выдвинутым положением. Скважинный рабочий инструмент 1 дополнительно содержит выдвигающее приводное устройство 6, выполненное с возможностью выдвижения части 2 инструмента из корпуса 4 инструмента посредством гидравлических средств, выполненных в виде насоса 7, приводимого в действие электрическим двигателем 8 и секцией 9 электроники. Часть инструмента показана в ее выдвинутом положении на фиг. 1. Таким образом, насос 7 соединен с возможностью передачи текучей среды с выдвигающим приводным устройством 6 через линию 39 для текучей среды (показана на фиг. 8).
Как показано на фиг. 2, выдвигающее приводное устройство 6 содержит корпус 10 приводного устройства и выдвигающий поршень 11, выполненный с возможностью скольжения внутри корпуса приводного устройства. Часть 2 инструмента соединена с выдвигающим поршнем 11, таким образом, выдвигающее приводное устройство 6 обеспечивает скольжение части 2 инструмента наружу из корпуса 10 приводного устройства из втянутого положения в выдвинутое положение. На фиг. 2 часть инструмента показана в ее втянутом положении. Скважинный рабочий инструмент 1 дополнительно содержит втягивающее приводное устройство 12, обеспечивающее втягивание части 2 инструмента. Втягивающее приводное устройство 12 содержит пружинный элемент 14, выполненный с возможностью втягивания части 2 инструмента в корпус 4 инструмента. Втягивающее приводное устройство 12 соединено с выдвигающим поршнем 11, так что при выдвижении части 2 инструмента посредством выдвигающего приводного устройства 6 пружинный элемент 14 оказывается сжатым. Часть 2 инструмента выдвигается по существу перпендикулярно протяженности в осевом направлении на расстояние d (как показано на фиг. 6) от наружной поверхности 15 корпуса 4 инструмента. Для обеспечения выдвижения части 2 инструмента, часть выдвигающего приводного устройства 6 занимает некоторую часть пространства в корпусе 4 инструмента. Поскольку пружинный элемент 14 втягивающего приводного устройства 12 расположен снаружи корпуса 10 приводного устройства, пружинный элемент не занимает пространство в корпусе приводного устройства, что привело бы к ограничению выдвижения части инструмента, и поэтому выдвижение части 2 инструмента не ограничено необходимостью оставлять место для пружинного элемента.
Как показано на фиг. 2, втягивающее приводное устройство 12 содержит втягивающий поршень 16, выполненный с возможностью сжатия пружинного элемента 14 при выдвижении части 2 инструмента, и следовательно втягивающий поршень соединен с выдвигающим поршнем посредством вытянутого элемента 17. Вытянутый элемент 17 выполнен с возможностью изгибания вокруг точки 18 поворота, так что при продвижении выдвигающего поршня 11 в радиальном направлении наружу в корпусе 10 приводного устройства посредством гидравлической текучей среды из насоса, вытянутый элемент 17 втягивает втягивающий поршень 16. Точка 18 поворота снабжена подшипником 19, вокруг которого изгибается вытянутый элемент 17. По мере продвижения втягивающего поршня 16 в направлении корпуса 10 приводного устройства пружинный элемент 14 сжимается, обеспечивая таким образом усилие втягивания. В результате размещения пружинного элемента 14 снаружи корпуса 10 приводного устройства пружинный элемент 14 может быть выполнен имеющим большую мощность, без ограничения в пространстве, для обеспечения большого усилия втягивания, которое может быть необходимо, например, если часть 2 инструмента представляет собой ударный бур 2 с или обрабатывающее долото, которое при выполнении обработки может застрять и, таким образом, потребовать большое усилие втягивания для обеспечения возможности вытягивания части 2 инструмента посредством скважинного рабочего инструмента и извлечения инструмента из скважины. Вытянутый элемент 17 представляет собой провод, достаточно прочный и в то же время достаточно гибкий, чтобы быть способным проходить вокруг подшипника 19 и соединять втягивающий поршень 16 с выдвигающим поршнем 11.
Пружинный элемент 14 имеет ось 20 пружины, проходящую вдоль и параллельно протяженности 5 в осевом направлении. Пружинный элемент представляет собой винтовую пружину, но может являться любым другим подходящим пружинным элементом. Втягивающее приводное устройство 12 содержит корпус 21 поршня, в котором расположены втягивающий поршень 16 и пружинный элемент, таким образом, что при перемещении втягивающего поршня в направлении корпуса 10 приводного устройства пружинный элемент оказывается сжатым между корпусом 21 поршня и втягивающим поршнем 16. Втягивающий поршень 16 разделяет корпус 21 поршня на первую часть 22 поршня и вторую часть 23 поршня. Первая часть 22 поршня, содержащая пружинный элемент, и вторая часть 23 поршня имеет отверстие 24, соединенное с возможностью передачи текучей среды со скважиной, так что при перемещении выдвигающего поршня 11, с обеспечением втягивания втягивающего поршня 16, вторая часть 23 поршня увеличивается и скважинная текучая среда засасывается во вторую часть 23 поршня через канал 25 для текучей среды. Поршни 11, 16 содержат уплотнительные элементы 26, расположенные в канавке 27 в поршнях.
Скважинный рабочий инструмент 1 дополнительно содержит измерительный модуль 28, выполненный с возможностью измерения положения части 2 инструмента и, следовательно, также измерения, при завершении операции, является ли операция операцией обработки, такой как пробивание ударом или бурение отверстия в скважинной трубчатой металлической конструкции. Измерительный модуль выполнен с возможностью измерения положения втягивающего поршня 16 и, следовательно, положения части 2 инструмента, поскольку вытянутый элемент 17 является жестким и, таким образом, перемещение втягивающего поршня представляет собой то же самое, что и перемещение выдвигающего поршня 11, а следовательно также и перемещение части 2 инструмента. Как показано на фиг. 2, измерительный модель представляет собой катушку 28а, расположенную внутри пружинного элемента 14, при этом центральный шток 29 втягивающего поршня 16 проходит в катушку. Прохождение центрального штока 29 измеряется в катушке, и то, насколько далеко центральный шток прошел в катушку, определяется электронными средствами 31 измерительного модуля 28.
Как показано на фиг. 3, скважинный рабочий инструмент 1 может иметь несколько точек 18 поворота, вокруг которых изгибается вытянутый элемент 17. Несколько точек 18 поворота снабжены несколькими подшипниками 19, вокруг которых изгибается вытянутый элемент 17. Благодаря наличию нескольких точек 18 поворота возможно выполнение корпуса 21 поршня с увеличенным диаметром, и тянущее усилие во втягивающем поршне может выполняться по центру втягивающего поршня, а не по периферии поршня, как показано на фиг. 2. Положение втягивающего поршня 16 измеряется посредством измерительного модуля 28, расположенного в корпусе 21 поршня. Часть 2 инструмента, показанная на фиг. 3, представляет собой анкер 2d, который может выполнять также функцию ключа, взаимодействующего со скользящей муфтой для ее перемещения.
Пружинный элемент, показанный на фиг. 4, имеет ось 32 пружины, по существу перпендикулярную протяженности 5 в осевом направлении. Вытянутый элемент 17 проходит вокруг двух точек 18 поворота, расположенных вокруг двух подшипников, и прикреплен к втягивающему поршню 16. Втягивающий поршень 16 расположен в корпусе 21 поршня и сжимает пружинный элемент 14 при оказании воздействия на выдвигающий поршень с целью выдвижения части 2 инструмента, аналогично описанному выше. Часть инструмента представляет собой ударный бур 2с.
Как показано на фиг. 8, вытянутый элемент 17 представляет собой цепь, проходящую через трубчатый элемент, имеющий изгиб, причем изгиб образует точку 18 поворота. Вытянутый элемент в другом варианте осуществления может представлять собой полосу, выполненную из пружинного металла.
Как показано на фиг. 9, скважинный рабочий инструмент 1 дополнительно содержит поддерживающую секцию 33, имеющую выдвигающиеся элементы 34 для перемещения корпуса 4 инструмента и части 2 инструмента в направлении внутренней поверхности 35 скважинной трубчатой металлической конструкции 3 в скважине, так что часть 2 инструмента подходит ближе к скважинной трубчатой металлической конструкции, в которой она будет работать. Как показано на чертеже, выдвигающийся элемент 34 может представлять собой рычаг, например колесный рычаг 34а и/или анкер 34b для прижатия корпуса 4 инструмента в направлении внутренней поверхности 35 скважинной трубчатой металлической конструкции 3. Скважинный рабочий инструмент 1 может также иметь выдвигающиеся элементы 34 для центрирования корпуса 4 инструмента в скважинной трубчатой металлической конструкции и/или поддержания инструмента с обеспечением упора при работе.
Как показано на фиг. 5, скважинный рабочий инструмент 1 дополнительно содержит вращательный модуль 40, выполненный с возможностью вращения корпуса 10 приводного устройства для обеспечения вращения части 2 инструмента. Часть инструмента представляет собой обрабатывающее долото 2а, выполненное с возможностью бурения скважинной трубчатой металлической конструкции и обработки отверстия. Вращательный модуль 40 содержит зубчатый вал 41 и электрический двигатель 42 для вращения зубчатого вала 41. Корпус 10 приводного устройства содержит зубчатый обод 43, проходящий полностью вокруг корпуса приводного устройства и взаимодействующий с зубчатым валом 41, вращаемым электрическим двигателем вращательного модуля 40. Между корпусом 10 приводного устройства и корпусом 4 инструмента расположены подшипники 19b. Таким образом, выдвигающий поршень 11 выполнен с возможностью вращения вместе с корпусом 10 приводного устройства и обеспечения вращения части 2 инструмента, и одновременно с возможностью скольжения внутри нее, для обеспечения выдвижения части 2 инструмента. Выдвижение части 2 инструмента осуществляется за счет текучей среды под давлением из насоса, а ее вращение - посредством электрического двигателя 42 вращательного модуля 40. Часть 2 инструмента может быть выдвинута до начала вращения. Текучую среду подают к выдвигающему приводному устройству 6 через канал 44 для приводной текучей среды и обеспечивают ее давление на выдвигающий поршень 11 для его перемещения. Обрабатывающее долото может быть круглым на конце, обращенном к обсадной колонне или скважинной трубчатой металлической конструкции и, таким образом, не иметь режущей кромки, при этом долото может быть выполнено из карбида вольфрама и вращаться с большой скоростью, проходя через обсадную колонну или через скважинную трубчатую металлическую конструкцию.
Корпус 10 приводного устройства имеет круглую и/или кольцевую форму наружной части в поперечном сечении, причем овальное внутреннее отверстие 45 совпадает с овальной формой выдвигающего поршня 11 при рассмотрении инструмента сбоку, с наблюдением наружной поверхности 15 и части 2 инструмента, как показано на фиг. 7. Овальная форма выдвигающего поршня 11 и внутреннего отверстия 45 обеспечивает передачу вращательного движения корпуса 10 приводного устройства к выдвигающему инструменту 11. Корпус 10 приводного устройства является круглым и вращается посредством зубчатого вала.
Как показано на фиг. 6, скважинный рабочий инструмент 1, обеспечивающий вращение части 2 инструмента, имеет корпус 10 приводного устройства, выполненный с зубчатым ободом, причем на фиг. 5 зубчатый обод показан прикрепленным к наружной поверхности корпуса 10 приводного устройства. Вытянутый элемент 17 неподвижно соединен с соединительной частью 47, взаимодействующей с выдвигающим поршнем 11. Выдвигающий поршень 11 содержит вторую часть 48 поршня, расположенную под соединительной частью 47, так что предотвращается скольжение соединительной части 47 в направлении от выдвигающего поршня 11. Выдвигающий поршень 11 выполнен с возможностью вращения относительно соединительной части 47, при этом соединительная часть не вращается, так как это вызвало бы скручивание вытянутого элемента 17. Таким образом, соединительная часть 47 скользит вместе с выдвигающим поршнем 11 при выдвижении части 2 инструмента, но соединительная часть 47 остается неподвижной, хотя и обеспечивает вращение корпуса 10 приводного устройства и части 2 инструмента. Таким образом, вытянутый элемент 17 не скручивается при вращении поршня 11, хотя и перемещается в радиальном направлении наружу с выдвижным поршнем 11. Между соединительной частью 47 и второй частью 48 поршня расположен круговой подшипник 49 для уменьшения трения между ними. Круговой подшипник 49 представляет собой игольчатый подшипник. Часть 2 инструмента представляет собой полое сверло, имеющее центральное долото 52 и окружной обод 53 для вырезания куска из обсадной колонны или скважинной трубчатой металлической конструкции. Центральное долото 52 имеет выступ 58, так что кусок закрепляется внутри полого сверла и втягивается вместе с частью 2 инструмента.
Благодаря размещению пружинного элемента снаружи корпуса 10 приводного устройства обеспечена возможность выдвижения части 2 инструмента дальше из наружной поверхности 15 корпуса 4 инструмента по сравнению с известными из уровня техники инструментами. Как показано на фиг. 6, корпус 2 скважинного рабочего инструмента имеет диаметр D инструмента и наружную поверхность 15, и обеспечена возможность выдвижения части 2 инструмента на расстояние d от наружной поверхности. Расстояние d составляет по меньшей мере 25% от диаметра инструмента, предпочтительно по меньшей мере 30% от диаметра инструмента, более предпочтительно по меньшей мере 50% от диаметра инструмента.
Как показано на фиг. 1 и 9, скважинный рабочий инструмент 1 дополнительно содержит приводной модуль 51, предназначенный для продвижения инструмента вперед в скважине, и как показано на фиг. 9, приводной модуль 51 может также быть использован для децентрирования корпуса 4 инструмента и прижатия корпуса инструмента в направлении скважинной трубчатой металлической конструкции 3. Скважинный рабочий инструмент 1 дополнительно содержит модуль 54 обнаружения, предназначенный для измерения положения скважинного рабочего инструмента 1 относительно скважины. Как показано на фиг. 1, скважинный рабочий инструмент 1 дополнительно содержит вращательный модуль 55, предназначенный для вращения первой части 56 инструмента относительно второй части 57 инструмента. Первая часть 56 содержит выдвигающее приводное устройство 6 и втягивающее приводное устройство 12 и, следовательно, может вращаться, так что процесс обработки может быть выполнен в любом положении вдоль окружности скважинной трубчатой металлической конструкции 3.
Под текучей средой или скважинной текучей средой понимается любой тип текучей среды, которая может присутствовать в нефтяной или газовой скважине, например, природный газ, нефть, буровой раствор, сырая нефть, вода и так далее. Под газом понимается любой тип газовой смеси, присутствующей в скважине, законченной или не закрепленной обсадными трубами, а под нефтью понимается любой тип нефтяной смеси, например, сырая нефть, нефтесодержащая текучая среда и так далее. Таким образом, в состав газа, нефти и воды могут входить другие элементы или вещества, которые не являются газом, нефтью и/или водой, соответственно.
Под скважинной трубчатой металлической конструкцией или обсадной колонной, такой как эксплуатационная обсадная колонна, понимается любой тип трубы, трубчатого элемента, трубопровода, хвостовика, колонны труб и так далее, используемых в скважине при добыче нефти или природного газа.
В том случае, когда невозможно полностью погрузить инструмент в обсадную колонну, для проталкивания инструмента до нужного положения в скважине может быть использован скважинный трактор. Скважинный трактор может иметь выдвижные рычаги, имеющие колеса, причем колеса входят в контакт с внутренней поверхностью обсадной колонны для продвижения трактора и инструмента вперед в скважине. Скважинный трактор представляет собой любой вид приводного инструмента, способного толкать или тянуть инструменты в скважине, например, Well Tractor®.
Хотя изобретение описано выше на примере предпочтительных вариантов его осуществления, специалисту в данной области техники очевидно, что возможны модификации данного изобретения, не выходящие за пределы объема правовой охраны изобретения, определенные прилагаемой формулой изобретения.
1. Скважинный рабочий инструмент (1) для перемещения части (2) инструмента между втянутым положением и выдвинутым положением в скважине, содержащий:
- корпус (4) инструмента, имеющий протяженность в осевом направлении;
- часть инструмента, выполненную с возможностью перемещения перпендикулярно протяженности в осевом направлении между втянутым положением и выдвинутым положением;
- выдвигающее приводное устройство (6), предназначенное для выдвижения части инструмента из корпуса инструмента посредством гидравлических средств, причем выдвигающее приводное устройство содержит корпус (10) приводного устройства и выдвигающий поршень (11), выполненный с возможностью скольжения внутри корпуса приводного устройства, при этом часть инструмента соединена с выдвигающим поршнем; и
- втягивающее приводное устройство (12), содержащее пружинный элемент (14), предназначенный для втягивания части инструмента в корпус инструмента, причем втягивающее приводное устройство соединено с выдвигающим поршнем, так что при выдвижении части инструмента посредством выдвигающего приводного устройства обеспечивается сжатие пружинного элемента;
причем пружинный элемент расположен снаружи корпуса приводного устройства.
2. Скважинный рабочий инструмент по п. 1, в котором втягивающее приводное устройство содержит втягивающий поршень (16), предназначенный для сжатия пружинного элемента, причем втягивающий поршень соединен с выдвигающим поршнем посредством вытянутого элемента (17).
3. Скважинный рабочий инструмент по п. 2, в котором вытянутый элемент выполнен с возможностью изгибания.
4. Скважинный рабочий инструмент по п. 3, дополнительно содержащий точку (18) поворота, вокруг которой изгибается вытянутый элемент.
5. Скважинный рабочий инструмент по любому из пп. 1-4, в котором пружинный элемент имеет ось (20) пружины, проходящую вдоль протяженности в осевом направлении.
6. Скважинный рабочий инструмент по любому из пп. 1-5, в котором корпус инструмента имеет диаметр (D) инструмента и наружную поверхность (15), причем часть инструмента выполнена с возможностью выдвижения на расстояние от наружной поверхности, причем расстояние составляет по меньшей мере 25% диаметра инструмента, предпочтительно по меньшей мере 30% диаметра инструмента, более предпочтительно по меньшей мере 50% диаметра инструмента.
7. Скважинный рабочий инструмент по любому из пп. 1-6, дополнительно содержащий вращательный модуль (40), предназначенный для вращения корпуса приводного устройства для обеспечения вращения части инструмента.
8. Скважинный рабочий инструмент по любому из пп. 1-7, в котором корпус приводного устройства имеет снаружи круглую форму в поперечном сечении, с овальным внутренним каналом (45), совпадающим с овальной формой выдвигающего поршня.
9. Скважинный рабочий инструмент по любому из пп. 7, 8, в котором корпус приводного устройства содержит зубчатый обод (43), взаимодействующий с зубчатым валом (41), вращаемым посредством вращательного модуля.
10. Скважинный рабочий инструмент по любому из пп. 7-9, в котором вытянутый элемент неподвижно соединен с соединительной частью (47), взаимодействующей с выдвигающим поршнем, выполненным с возможностью вращения относительно соединительной части.
11. Скважинный рабочий инструмент по любому из пп. 1-10, дополнительно содержащий измерительный модуль (28), выполненный с возможностью измерения положения части инструмента.
12. Скважинный рабочий инструмент по п. 11, в котором измерительный модуль выполнен с возможностью измерения положения втягивающего поршня и, следовательно, положения части инструмента.
13. Скважинный рабочий инструмент по п. 11, в котором измерительный модуль представляет собой катушку.
14. Скважинный рабочий инструмент по любому из пп. 1-13, дополнительно содержащий приводной модуль (51), предназначенный для продвижения инструмента вперед в скважине.
15. Скважинный рабочий инструмент по любому из пп. 1-14, дополнительно содержащий модуль (52) обнаружения, выполненный с возможностью измерения положения инструмента относительно скважины.
