RU2117747C1 - Расширитель скважин - Google Patents

Расширитель скважин Download PDF

Info

Publication number
RU2117747C1
RU2117747C1 RU97103091A RU97103091A RU2117747C1 RU 2117747 C1 RU2117747 C1 RU 2117747C1 RU 97103091 A RU97103091 A RU 97103091A RU 97103091 A RU97103091 A RU 97103091A RU 2117747 C1 RU2117747 C1 RU 2117747C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piston
segments
annular
cones
cylinder
Prior art date
Application number
RU97103091A
Other languages
English (en)
Other versions
RU97103091A (ru
Inventor
К.В. Мелинг
Г.С. Абдрахманов
Н.Х. Хамитьянов
Ф.Г. Арзамасцев
А.А. Мухаметшин
Original Assignee
Татарский научно-исследовательский и проектный институт нефти
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Татарский научно-исследовательский и проектный институт нефти filed Critical Татарский научно-исследовательский и проектный институт нефти
Priority to RU97103091A priority Critical patent/RU2117747C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2117747C1 publication Critical patent/RU2117747C1/ru
Publication of RU97103091A publication Critical patent/RU97103091A/ru

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00Drill bits
    • E21B10/26Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers
    • E21B10/32Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers with expansible cutting tools
    • E21B10/34Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers with expansible cutting tools of roller-cutter type
    • E21B10/345Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers with expansible cutting tools of roller-cutter type cutter shifted by fluid pressure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

Расширитель скважин предназначен для увеличения диаметра скважин в заданном интервале. В полом корпусе установлены выдвижные шарошки с хвостовиками. С корпусом соединен цилиндр, в котором размещен кольцевой поршень, образующий с цилиндром гидравлическую камеру. В кольцевом поршне с возможностью взаимодействия с хвостовиками шарошек установлен фиксатор и устройство для стопорения шарошек в нерабочем положении. Указанное устройство для стопорения шарошек выполнено в виде радиально подпружиненных кольцевых сегментов и дополнительного кольцевого поршня. Между дополнительным кольцевым поршнем и кольцевыми сегментами установлен толкатель для вывода сегментов из зацепления с цилиндром расширителя. Дополнительный кольцевой поршень может быть выполнен в виде самоуплотняющейся манжеты. Технический результат от использования изобретения - повышение работоспособности расширителя. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Изобретение относится к буровой технике, в частности, к устройствам для увеличения диаметра скважин в заданном интервале.
Известен расширитель скважин, включающий полый корпус с внутренним выступом и радиальными отверстиями, в которых размещены выдвижные шарошки с хвостовиками, размещенный в плоскости корпуса с фиксацией от проворота кольцевой поршень с боковым отверстием, упорами на наружной поверхности и средством для подсоединения к бурильной колонне, цилиндр, соединенный с корпусом и образующий с кольцевым поршнем гидравлическую камеру, сообщенную его боковым отверстием с полостью корпуса, установленный в кольцевом поршне с возможностью взаимодействия с хвостовиками шарошек и внутренним выступом корпуса фиксатор и устройство для стопорения шарошек в нерабочем положении, выполненное в виде установленного в цилиндре подпружиненного стопорного элемента и ответного стопорному элементу углубления, выполненного на наружной поверхности кольцевого поршня и сообщенного радиальным каналом этого поршня с полостью корпуса [1].
Недостатком известного расширителя является его низкая работоспособность из-за заклинивания его стопорного элемента в углублении кольцевого поршня, так как вследствие большой разности площадей верхнего кольцевого упора на кольцевом поршне и торце стопорного элемента последний не успевает выйти из углубления кольцевого поршня и заклинивает движение цилиндра вверх, в результате чего шарошки не могут быть выведены в рабочее положение. А увеличить торцевую площадь стопорного элемента конструктивно невозможно из-за малой толщины стенки цилиндра, что обусловлено диаметром скважины.
Наиболее близким к предлагаемому по большинству совпадающих существенных признаков является расширитель, содержащий ту же совокупность существенных признаков, что и описанный аналог, но стопорное устройство шарошек в котором выполнено в виде закрепленных на верхнем торце цилиндра и размещенных в диаметральной плоскости расширителя двуплечих рычагов, верхние плечи которых подпружинены в направлении продольной оси расширителя, упора, жестко закрепленного на кольцевом поршне, и дополнительного кольцевого поршня, размещенного в гидрокамере, образуемой стенками цилиндра и кольцевого поршня и сообщенной радиальным отверстием этого поршня с полостью корпуса, причем верхние плечи рычагов установлены с возможностью взаимодействия с упором, а нижние - с дополнительным поршнем [2].
Недостатком этого расширителя также является низкая работоспособность из-за зашламления узла стопорения в процессе работы расширителя разрушаемой породой, осаждаемой из промывочной жидкости и забиваемой в зазоры в местах крепления рычагов и дополнительного поршня, следствием чего является преждевременный износ стенок основного поршня и цилиндра, образующих гидрокамеру, а также заклинивание дополнительного поршня в гидрокамере.
Цель изобретения - повышение работоспособности расширителя.
Достигается это тем, что в расширителе скважин, включающем полый корпус с внутренним выступом и радиальными отверстиями, в которых установлены выдвижные шарошки с хвостовиками, размещенный в полости корпуса с фиксацией от проворота кольцевой поршень с боковым отверстием, верхним и нижним упорами на наружной поверхности и средством подсоединения к бурильной колонне, цилиндр, соединенный с корпусом и образующий с кольцевым поршнем гидравлическую камеру, сообщенную его боковым отверстием с полостью корпуса, установленный в кольцевом поршне с возможностью взаимодействия с хвостовиками шарошек и внутренним выступом фиксатор и устройство для стопорения шарошек в нерабочем положении, содержащее дополнительный кольцевой поршень, расположенный в гидрокамере расширителя, согласно изобретению устройство для стопорения шарошек в нерабочем положении выполнено в виде радиально подпружиненных кольцевых сегментов, расположенных в наружных пазах кольцевого поршня и ответных этим сегментам углублений - в цилиндре, причем дополнительный кольцевой поршень размещен в гидрокамере ниже бокового отверстия основного поршня, а между дополнительным поршнем и кольцевыми сегментами устройства стопорения шарошек установлен толкатель для вывода указанных сегментов из зацепления с цилиндром расширителя.
Другим отличием предлагаемого расширителя является то, что дополнительный кольцевой поршень его устройства стопорения шарошек выполнен в виде самоуплотняющейся манжеты из эластичного материала, имеющей опорную шайбу в виде кольцевых сегментов, прикрепленных к ее торцевой поверхности и взаимодействующих с толкателем устройства стопорения шарошек.
Это позволяет производить сборку расширителя, в частности, надевание дополнительного поршня на основной через верхний упор, без дополнительных технологических разъемов на основном поршне, что упрощает конструкцию расширителя.
Кроме того, совмещение самоуплотняющейся манжеты с опорной шайбой придает ей новые свойства: манжета, кроме своей основной функции - уплотнения, выполняет новую, дополнительную функцию поршня.
Еще одним отличием предлагаемого расширителя является то, что толкатель устройства стопорения шарошек в нерабочем положении выполнен в виде кольца и установлен в гидрокамере с возможностью взаимодействия его верхнего торца с дополнительным кольцевым поршнем, а нижнего - с кольцевыми сегментами устройства стопорения шарошек, причем контактирующие поверхности толкателя и кольцевых сегментов выполнены коническими.
Это позволяет повысить эффективность вывода кольцевых сегментов устройства стопорения шарошек из зацепления с цилиндром расширителя, так как в таком исполнении толкатель воздействует на сегменты по максимальной площади, и, кроме того, в данном случае используется эффект клина.
На фиг. 1 показан расширитель в транспортном положении, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, при расширении скважины; на фиг. 3 - сечение по А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - фрагмент расширителя, где укрупненно показано устройство стопорения шарошек в нерабочем положении, продольный разрез; на фиг. 5 - сечение по В-В на фиг. 4; на фиг. 6 - вид снизу на торцевую поверхность дополнительного кольцевого поршня.
Расширитель скважины (фиг. 1) содержит полый корпус 1 с внутренним кольцевым выступом 2, имеющим проходные каналы 3, и радиальными отверстиями 4 в его стенке, в которых установлены с помощью хвостовиков 5 выдвижные шарошки 6. В полости 7 корпуса размещен механизм (не показан) выдвижения шарошек из радиальных отверстий 4 корпуса, содержащий кольцевой поршень 8 с боковым отверстием 9 и установленный в нем с помощью гайки 10 фиксатор 11, служащий для фиксирования шарошек 6 в выдвинутом положении, имеющий верхний 12 и нижний 13 кольцевые выступы. В верхнем выступе 12 выполнены продольные каналы 14. На наружной поверхности поршня 8 выполнены верхний 15 и нижний 16 кольцевые упоры, а на корпусе 1 с помощью резьбы 17 установлен цилиндр 18, имеющий верхний 19 и нижний 20 внутренние кольцевые выступы, взаимодействующие соответственно с верхним 15 и нижним 16 упорами поршня 8. Причем цилиндр 18 с поршнем 8 образует гидравлическую камеру 21, сообщенную отверстием 9 поршня 8 с его центральным каналом 22, в которой размещено устройство (не показано) для стопорения шарошек в нерабочем положении. Это устройство состоит (фиг. 1, 4, 5) из установленных в кольцевых пазах 23 поршня 8 радиально подпружиненных пружинами 24 кольцевых сегментов 25, входящих своими выступающими из пазов 23 кромками 26 (фиг. 4, 5) в ответные им углубления 27, выполненные в цилиндре 18, и расположенного ниже бокового отверстия 9 поршня 8 дополнительного кольцевого поршня 28 в виде самоуплотняющейся манжеты, изготовленной из эластичного материала (например, резины), к нижнему торцу которой прикреплена опорная шайба 29, выполненная в виде кольцевых сегментов 30 (фиг. 6).
Между дополнительным поршнем 28 и сегментами 25 размещен толкатель 31 (фиг.1, 4), выполненный в виде кольца. Причем контактирующие поверхности толкателя 31 и сегментов 25 выполнены коническими - 32, 33 соответственно (фиг. 4).
Корпус 1 и поршень 8 имеют элементы зацепления для совместного вращения, выполненные в виде сопрягаемых поверхностей 34 и 35 (фиг. 3) некруглого сечения, например, шестигранников, а также резьбы 36 и 37 (фиг. 1) для соединения расширителя с колонной бурильных труб и скважинным оборудованием соответственно.
Расширитель скважины работает следующим образом.
С помощью резьбы 36 расширитель присоединяют к колонне бурильных труб (не показана) и спускают в скважину. При этом корпус 1 с цилиндром 18 зафиксирован от продольных перемещений относительно кольцевого поршня 8: вниз - его кольцевым упором 15, в который упирается внутренний кольцевой выступ 19 цилиндра 18, вверх - кольцевыми сегментами 25, кромки 26 (фиг. 4, 5) которых находятся в углублениях 27 цилиндра 18. Благодаря этому при возникновении условий, препятствующих свободному спуску расширителя в скважину (искривление ствола, каверны и т.д.), приложение усилий для проталкивания инструмента не повлечет преждевременное выдвижение шарошек 6 из радиальных отверстий 4 корпуса, так как стопорное устройство срабатывает только от создания внутреннего гидравлического давления.
На заданной глубине скважины колонну бурильных труб начинают вращать с одновременной подачей в нее промывочной жидкости, которая через центральный канал 22 поршня 8, продольные каналы 14 в выступе 12 фиксатора 11, кольцевой зазор между гайкой 10 и фиксатором 11, полость 7 корпуса 1 и далее через продольные каналы 3 в корпусе 1 поступает в промывочные отверстия долота (не показано). При этом верхний кольцевой выступ 12 фиксатора 11 упирается в гайку 10. Под действием перепада давления, возникающего в центральном канале 22 поршня 8 и распространяющегося через его боковое отверстие 9 в гидрокамеру 21, дополнительный кольцевой поршень 28 перемещается вниз и, воздействуя своей опорной шайбой 29 на толкатель 31, также перемещает его вниз. При этом толкатель 31, скользя своей конической поверхностью 32 (фиг. 4) по конической поверхности 33 сегментов 25, перемещает их в сторону продольной оси расширителя, сжимая пружины 24, до полного выхода кромок 26 сегментов 25 из углублений 27 цилиндра 18 (фиг. 2, 4). Выйдя таким образом из зацепления с кольцевым поршнем 8, корпус 1 с цилиндром 18 под действием того же перепада давления перемещается вверх до упора внутреннего выступа 20 цилиндра 18 в наружный упор 16 поршня 8. Одновременно фиксатор 11, воздействуя на хвостовики 5, выводит шарошки 6 из отверстий 4 в рабочее положение.
К моменту полного выдвижения шарошек 6 из радиальных отверстий 4 корпуса 1 нижний кольцевой выступ 13 фиксатора 11 упирается во внутренний кольцевой выступ 2 корпуса 1 и поднимает фиксатор так, что его верхний кольцевой выступ 12 оказывается выше гайки 10, образуя зазор между нижним торцом выступа 12 и гайкой 10. Вследствие этого давление нагнетания жидкости уменьшается, что свидетельствует о полном выдвижении шарошек 6 в рабочее положение. Далее подачей инструмента вниз расширяют скважину в заданном интервале.
После окончания расширения скважины нагнетание жидкости прекращают и расширитель поднимают из нее. При этом шарошки 6, достигнув нерасширенной части 38 ствола скважины, остановят движение вверх корпуса 1 с цилиндром 18, тогда как поршень 8 с фиксатором 11 продолжает перемещаться вверх относительно них. Благодаря этому хвостовик 5 с шарошками 6, освободившись от воздействия на них фиксатора 11, под действием сил реакции стенок нерасширенной части 38 скважины возвратятся в исходное положение внутрь корпуса 1.

Claims (3)

1. Расширитель скважины, включающий полый корпус с внутренним выступом и радиальными отверстиями, в которых установлены выдвижные шарошки с хвостовиками, размещенный в полости корпуса с фиксацией от проворота кольцевой поршень с боковым отверстием, верхним и нижним упорами на наружной поверхности и средством подсоединения к бурильной колонне, цилиндр, соединенный с корпусом и образующий с кольцевым поршнем гидравлическую камеру, сообщенную его боковым отверстием с полостью корпуса, установленный в кольцевом поршне с возможностью взаимодействия с хвостовиками шарошек и внутренним выступом корпуса фиксатор и устройство для стопорения шарошек в нерабочем положении, содержащее дополнительный кольцевой поршень, расположенный в гидрокамере расширителя, отличающийся тем, что устройство для стопорения шарошек в нерабочем положении выполнено в виде радиально подпружиненных кольцевых сегментов, расположенных в наружных пазах кольцевого поршня, и ответных этим сегментам углублений в цилиндре, причем дополнительный кольцевой поршень размещен в гидрокамере ниже бокового отверстия основного поршня, а между дополнительным поршнем и кольцевыми сегментами устройства стопорения шарошек установлен толкатель для вывода сегментов из зацепления с цилиндром расширителя.
2. Расширитель по п.1, отличающийся тем, что дополнительный кольцевой поршень выполнен в виде самоуплотняющейся манжеты из эластичного материала, имеющей опорную шайбу в виде кольцевых сегментов, прикрепленных к ее торцевой поверхности.
3. Расширитель по пп.1 или 2, отличающийся тем, что толкатель устройства стопорения шарошек в нерабочем положении выполнен в виде кольца и установлен в гидрокамере с возможностью взаимодействия его верхнего торца с дополнительным кольцевым поршнем, а нижнего - с кольцевыми сегментами устройства стопорения шарошек, причем контактирующие поверхности толкателя и кольцевых сегментов выполнены коническими.
RU97103091A 1997-02-28 1997-02-28 Расширитель скважин RU2117747C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97103091A RU2117747C1 (ru) 1997-02-28 1997-02-28 Расширитель скважин

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97103091A RU2117747C1 (ru) 1997-02-28 1997-02-28 Расширитель скважин

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2117747C1 true RU2117747C1 (ru) 1998-08-20
RU97103091A RU97103091A (ru) 1999-03-20

Family

ID=20190355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97103091A RU2117747C1 (ru) 1997-02-28 1997-02-28 Расширитель скважин

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2117747C1 (ru)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2444605C1 (ru) * 2010-09-03 2012-03-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Расширитель скважин
RU2445432C1 (ru) * 2010-10-05 2012-03-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Расширитель скважин
CN102635312A (zh) * 2012-04-24 2012-08-15 西南石油大学 一种液压伸缩式硬支撑随钻扩眼工具
RU2485274C1 (ru) * 2011-12-29 2013-06-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Расширитель скважин
RU2485275C1 (ru) * 2012-01-19 2013-06-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Расширитель скважин
RU2550614C1 (ru) * 2014-04-02 2015-05-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Расширитель ствола скважины
RU2578135C1 (ru) * 2015-02-16 2016-03-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Расширитель скважин

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2444605C1 (ru) * 2010-09-03 2012-03-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Расширитель скважин
RU2445432C1 (ru) * 2010-10-05 2012-03-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Расширитель скважин
RU2485274C1 (ru) * 2011-12-29 2013-06-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Расширитель скважин
RU2485275C1 (ru) * 2012-01-19 2013-06-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Расширитель скважин
CN102635312A (zh) * 2012-04-24 2012-08-15 西南石油大学 一种液压伸缩式硬支撑随钻扩眼工具
CN102635312B (zh) * 2012-04-24 2014-10-01 西南石油大学 一种液压伸缩式硬支撑随钻扩眼工具
RU2550614C1 (ru) * 2014-04-02 2015-05-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Расширитель ствола скважины
RU2578135C1 (ru) * 2015-02-16 2016-03-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Расширитель скважин

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2293834C2 (ru) Система для крепления участка ствола скважины
CA2593622C (en) Tubular expansion using a tapered collet
US6991046B2 (en) Expandable eccentric reamer and method of use in drilling
US7325630B2 (en) Hole opener
EP3543455B1 (en) Drilling and completion deflector
CA2443140C (en) Internal pressure indicator and locking mechanism for a downhole tool
RU2117747C1 (ru) Расширитель скважин
US2809016A (en) Expansible rotary drill bits
RU2299303C2 (ru) Раздвижной расширитель открытого ствола скважины
RU63839U1 (ru) Расширитель скважин
RU2612166C1 (ru) Расширитель
RU2719880C1 (ru) Расширитель для одновременного бурения и расширения на обсадной колонне
RU2024724C1 (ru) Расширитель скважин
RU2229582C1 (ru) Гидравлический раздвижной расширитель буровых скважин
RU2279531C1 (ru) Промывочный узел бурового долота
RU2578135C1 (ru) Расширитель скважин
RU2027843C1 (ru) Расширитель скважин
RU64255U1 (ru) Расширитель скважин
RU83533U1 (ru) Расширитель скважин
RU63840U1 (ru) Расширитель скважин
RU2772031C1 (ru) Расширитель гидравлический скважинный
RU2796716C1 (ru) Расширитель скважин
RU228012U1 (ru) Якорь извлекаемый механический для установки клина-отклонителя на забое скважины
RU2751906C1 (ru) Расширитель для управляемого бурения и расширения на обсадной колонне
RU2231612C1 (ru) Расширитель скважин

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140301