RU195113U1 - Самоориентируемый извлекаемый клин-отклонитель - Google Patents

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к области бурения, текущего и капитального ремонта нефтяных и газовых скважин, а именно используется для повторного входа технологического инструмента в боковой ствол многоствольной скважины в процессе ее эксплуатации или капитального ремонта. Самоориентируемый извлекаемый клин-отклонитель состоит из корпуса, спускаемого на колонне труб и исполнительного элемента, при том корпус соединен посредством сварного или резьбового соединения с устройством для ориентирования, в котором установлены камера перепада давления с толкателем и гидравлическими каналами, которые подают жидкость на якорящий элемент, установленный через переводник. Исполнительным элементом является ловильный крюк, закрепленный с помощью фиксирующего пальца и стопора в устройстве для ориентирования, ловильный крюк состоит из верхней и нижней частей, соединенных между собой винтом, корпус оснащен пазом для крюка извлечения, к корпусу с помощью срезного винта и шпоночного паза прикреплен фрезер оконный с резьбовым соединением, сообщенный с устройством для ориентирования и якорящим элементом гидравлической трубкой, обеспечивающей гидравлическую связь между ними. Верхняя часть ловильного крюка выполнена из легкорасфрезеруемого материала, а нижняя - из легированной стали с высокой твердостью. Благодаря предложенной конструкции полезной модели обеспечивается надежная и точная ориентация клина-отклонителя относительно существующего «окна» в обсадной колонне. 1 з.п. ф-лы, 2 фиг.

Description

Полезная модель относится к области бурения, текущего и капитального ремонта нефтяных и газовых скважин, а именно используется для повторного входа технологического инструмента в боковой ствол многоствольной скважины в процессе ее эксплуатации или капитального ремонта.

Известен извлекаемый клин-отклонитель для повторного входа в дополнительный 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 (патент №2677517, МПК Е21В 7/08 от 17.01.2019 г.).

Недостатками данного устройства являются:

- крепление бурильного инструмента к клину-отклонителю происходит за счет соединительного кольца, что ограничивает число операций в боковом стволе до одной, и при подъеме инструмента вслед за ним происходит подъем клина-отклонителя, таким образом, провести несколько технологических операций, разным инструментом невозможно;

- отсутствует «якорящий» элемент - фиксация клина-отклонителя происходит только за счет исполнительного элемента, и в случае его слабого зацепления за кромку «окна» в обсадной колонне возможен проворот или смещение клина-отклонителя, что может привести к заклинке колонны бурильных труб или инструмента;

- отсутствует фиксация клина-отклонителя от движения вверх, и, так как в интервале окна высокая интенсивность, то при подъеме инструмента очень высока вероятность преждевременного извлечения клина-отклонителя колонной бурильных труб, и, при выходе инструмента из бокового окна, его заклинит;

- отсутствует индикация срабатывания исполнительного элемента. При работе нет канала связи, по которому было бы понятно, выдвинулся исполнительный элемент или нет;

- высокая вероятность не прохождения компоновки после установки клина-отклонителя, так как нет обязательной проработки «окна» после установки, а обеспечение полного совпадения желоба клина-отклонителя и ранее профрезерованного окна невозможно, ввиду наличия заусенцев на металлической кромке обсадной колонны и каверн в цементном камне;

- исполнительный элемент, зацепляющийся за обсадную колонну и фиксирующий клин-отклонитель ограничивает прохождение в боковой ствол, вследствие чего окно становится не полноразмерным;

- наличие шарнирного соединения исполнительного элемента и поршня увеличивает риск возникновения аварийной ситуации при проведении работ;

- нет унификации под обсадные колонны с разной толщиной стенки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является 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. При этом 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 через канал и спускной инструмент. 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, которые оборудованы эластичной манжетой, 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 (патент №2672080, МПК Е21В 7/08 от 09.11.2018 г.).

Недостатками данного устройства являются:

- отсутствует «якорящий» элемент - фиксация клина-отклонителя происходит только за счет исполнительного элемента, и в случае его слабого зацепления за кромку «окна» в обсадной колонне возможен проворот или смещение клина-отклонителя, что может привести к заклинке колонны бурильных труб или инструмента;

- вероятность преждевременного среза винта, фиксирующего инструмент к клину-отклонителю, вследствие отсутствия защиты винта от восприятия нагрузки при провороте компоновки и ориентации по «окну» в обсадной колонне;

- высокая вероятность не прохождения компоновки после установки клина-отклонителя, так как нет обязательной проработки «окна» после установки, а обеспечение полного совпадения желоба клина-отклонителя и ранее профрезерованного окна невозможно, ввиду наличия заусенцев на металлической кромке обсадной колонны и каверн в цементном камне;

- исполнительный элемент, зацепляющийся за обсадную колонну и фиксирующий клин-отклонитель, ограничивает прохождение в боковой ствол, вследствие чего окно становится не полноразмерным;

- сложность технологического процесса производства и сборки, отсутствие возможности перебрать инструмент в скважинных условиях.

Технический результат заключается в упрощении процесса ориентирования в ранее профрезерованном «окне» в обсадной колонне и снижении вероятности возникновения нештатных ситуаций, связанных с преждевременным извлечением клина отклонителя и не прохождением компоновки в «окно».

Задачами предлагаемой полезной модели являются:

- создание полностью извлекаемого, без уменьшения проходного сечения основного ствола скважины, простой и надежной конструкции клина-отклонителя для повторного входа технологического инструмента в боковой ствол многоствольной скважины в процессе ее эксплуатации или капитального ремонта, позволяющего в процессе его установки определять местоположение окна в стенке обсадной колонны;

- применение ловильного крюка, уменьшающего сопротивление при вращении компоновки при ориентировании и снижающего вероятность подклинки при спуске по неровной кромке «окна» в обсадной колонне;

- внедрение простого и в то же время надежного устройства для ориентации в ранее профрезерованном «окне» в обсадной колонне;

- упрощение операции ориентирования клина-отклонителя относительно существующего «окна» в обсадной колонне;

- увеличение надежности использования самоориентируемого извлекаемого клина-отклонителя благодаря его надежной фиксации от осевых и радиальных перемещений.

Поставленные задачи решают с помощью самоориентируемого извлекаемого клина-отклонителя, включающего корпус, спускаемый на колонне труб и исполнительный элемент, согласно изобретению, корпус соединен посредством сварного или резьбового соединения с устройством для ориентирования, в котором установлены камера перепада давления с толкателем и гидравлическими каналами, которые подают жидкость на якорящий элемент, установленный через переводник, исполнительным элементом является ловильный крюк, закрепленный с помощью фиксирующего пальца и стопора в устройстве для ориентирования, ловильный крюк состоит из верхней и нижней частей, соединенных между собой винтом, корпус оснащен пазом для крюка извлечения, к корпусу с помощью срезного винта и шпоночного паза прикреплен фрезер оконный с резьбовым соединением, сообщенный с устройством для ориентирования и якорящим элементом гидравлической трубкой, обеспечивающей гидравлическую связь между ними. Верхняя часть ловильного крюка выполнена из легкорасфрезеруемого материала, а нижняя - из легированной стали с высокой твердостью.

Сущность технического решения поясняется чертежами:

На фиг. 1 изображен общий вид самоориентируемого извлекаемого клина-отклонителя; на фиг 2. изображен разрез вида спереди устройства для ориентирования в ранее профрезерованном «окне» в обсадной колонне.

Самоориентируемый извлекаемый клин-отклонитель состоит из корпуса клина-отклонителя 1, соединенного посредством сварного или резьбового соединения (на схеме не показано) с устройством для ориентирования в ранее профрезерованном «окне» 2, в котором установлены камера перепада давления 3 с толкателем 4 и гидравлическими каналами 5 для подачи жидкости на якорящий элемент 6, установленный через переводник 7, и ловильный крюк 8, закрепленный с помощью фиксирующего пальца 9 и стопора 10, состоящий из верхней части 11 из легкорасфрезеруемого материала и нижней части 12 из легированной стали с высокой твердостью, соединенных между собой винтом 13. Корпус клина-отклонителя 1 оснащен пазом 14 для крюка извлечения (на фиг. не показан). К корпусу клина-отклонителя прикреплен фрезер оконный 15 с резьбовым соединением 16 с помощью срезного винта 17 и шпоночного паза 18. Фрезер оконный 15 сообщен с устройством для ориентирования 2 и якорящим элементом 6 гидравлической трубкой 19, обеспечивающей гидравлическую связь между ними. Ловильный крюк 8 обеспечивает минимизацию момента сопротивления при провороте компоновки, надежное зацепление с обсадной колонной и предотвращает смещение клина-отклонителя до момента установки якорящего элемента 6. Так как верхняя часть ловильного крюка 8 выполнена из легкорасфрезеруемого материала, а нижняя из легированной стали с высокой твердостью он позволяет добиться простоты фрезерования с одной стороны, и надежности фиксации с другой.

Устройство работает следующим образом.

Самоориентируемый извлекаемый клин-отклонитель крепят к колонне бурильных труб (на схеме не показано) с помощью резьбового соединения 16 фрезера оконного 15. Фрезер оконный 15 присоединяют к корпусу клина-отклонителя с помощью срезного винта 17 и шпоночного паза 18, предотвращающего передачу усилия на винт при вращении компоновки. После сборки компоновки на устье производят спуск до интервала нахождения окна, после чего осуществляют нагнетание давления во внутритрубном пространстве посредством подачи гидравлической жидкости, из-за чего в камере перепада давления 3 возникает усилие, действующее на толкатель 4, который начинает выдвигать ловильный крюк 8. Начало выдвижения ловильного крюка 8 приводит к срезу стопора 10. Возможны два варианта выдвижения ловильного крюка:

1) Если ловильный крюк не находится в четверти окна и упирается в заднюю стенку обсадной колонны - это будет наблюдаться по отсутствию резкого падения давления - производят вращение компоновки до момента резкого падения давления.

2) Если ловильный крюк находится в четверти окна - при подаче промывочной жидкости будет наблюдаться появление циркуляции через гидравлические каналы 5 и падение давления.

После падения давления производят спуск компоновки до прекращения движения и посадки в несколько тонн ниже собственного веса при ходе вниз. После прекращения движения компоновки сравнивают глубину нахождения ловильного крюка со скважинными данными о профрезерованном окне. В случае если низ окна не совпадает с глубиной нахождения ловильного крюка, необходимо поднять компоновку на 0,1-0,2 м, провернуть компоновку и повторить операцию спуска. После посадки компоновки и совпадения глубины нахождения ловильного крюка со скважинными данными о профрезерованном окне, нагнетают давление для активации якорящего элемента 6. После активации якорящего элемента 6 медленно разгружают инструмент для срезки срезного винта 17 фрезера оконного 15. В момент срезки индикатор веса показывает скачок веса. После среза компоновки производят операцию шаблонировки «окна» и сфрезеровывания ловильного крюка компоновкой фрезеров, на которой спускался клин-отклонитель, благодаря чему обеспечивают получение полноразмерного «окна» в обсадной колонне.

После проведения всех необходимых операций в боковом стволе, производят извлечение самоориентируемого извлекаемого клина-отклонителя с помощью крюка извлечения (на схеме не показан), который зацепляют за паз 14, находящийся на корпусе клина-отклонителя.

Таким образом, обеспечивается решение поставленных задач, на выполнение которых направлено заявляемое техническое устройство, улучшаются эксплуатационные характеристики, обеспечивается надежная и точная ориентация клина-отклонителя относительно существующего «окна» в обсадной колонне.

Claims (2)

1. Самоориентируемый извлекаемый клин-отклонитель, включающий корпус, спускаемый на колонне труб, и исполнительный элемент, отличающийся тем, что корпус соединен посредством сварного или резьбового соединения с устройством для ориентирования, в котором установлены камера перепада давления с толкателем и гидравлическими каналами, подающими жидкость на якорящий элемент, установленный через переводник, исполнительным элементом является ловильный крюк, закрепленный с помощью фиксирующего пальца и стопора в устройстве для ориентирования, ловильный крюк состоит из верхней и нижней частей, соединенных между собой винтом, корпус оснащен пазом для крюка извлечения, к корпусу с помощью срезного винта и шпоночного паза прикреплен фрезер оконный с резьбовым соединением, фрезер оконный сообщен с устройством для ориентирования и якорящим элементом гидравлической трубкой, обеспечивающей гидравлическую связь между ними.

2. Самоориентируемый извлекаемый клин-отклонитель по п. 1, отличающийся тем, что верхняя часть ловильного крюка выполнена из легкорасфрезеруемого материала, а нижняя – из легированной стали с высокой твердостью.

Images