RU2148697C1 - Wedge-type whipstock - Google Patents

Wedge-type whipstock Download PDF

Info

Publication number
RU2148697C1
RU2148697C1 RU98114551A RU98114551A RU2148697C1 RU 2148697 C1 RU2148697 C1 RU 2148697C1 RU 98114551 A RU98114551 A RU 98114551A RU 98114551 A RU98114551 A RU 98114551A RU 2148697 C1 RU2148697 C1 RU 2148697C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wedge
support
coupling
window
housing
Prior art date
Application number
RU98114551A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU98114551A (en
Inventor
О.В. Тихонов
Л.Д. Богомазов
С.Г. Трапезников
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Биттехника"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Биттехника" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Биттехника"
Priority to RU98114551A priority Critical patent/RU2148697C1/en
Publication of RU98114551A publication Critical patent/RU98114551A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2148697C1 publication Critical patent/RU2148697C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: bore-hole drilling equipment. SUBSTANCE: wedge-type whipstock can be used for enlarging through-bore for tool at cutting out window in producing pipe string, at drilling second bore-hole, and for using subsurface equipment at further operation of well. Wedge-type whipstock has deviating wedge, support, slips with teeth in external surface. Shear bolt contains hinge which is made in the form of half-coupling possessing non-resilient part and resilient part. Non-resilient part of half-coupling is rigidly connected with deviating wedge. Resilient part of half-coupling is located in support body of cylindrical configuration with possibility of swinging motion for half-coupling relative to surface of pin which connects them. Support is made in the form of body of cylindrical configuration and thrusting wedge which is seated in clearance between resilient part of half-coupling and body. Thrusting wedge is secured by shear bolt. Half-coupling is located in upper part of support in body window. Lower resilient part of half-coupling can advance towards wall of casing string through window made in rear part of support body of cylindrical configuration. Slip on internal surface is made in the form of protrusion of trapezoidal configuration. Part of support made in the form of thrusting wedge has slot and its configuration corresponds to that of protrusion. Wedge-type whipstock ensures higher reliability at efficient application in operation due to full guarantee of tight contact between deviating wedge and diametrically opposite walls of casing string, thus allowing for creation of preset angle of cutting by tool for example in cutting out window in producing string. EFFECT: higher efficiency. 5 dwg

Description

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам для бурения скважин и прорезания окон в обсадной колонне. Оно может быть использовано для увеличения проходного сечения для инструмента при прорезании окна в эксплуатационной колонне, проводке второго ствола и подземного оборудования при дальнейшей эксплуатации скважины. The invention relates to drilling equipment, and in particular to devices for drilling wells and cutting windows in the casing. It can be used to increase the bore for the tool when cutting the window in the production casing, wiring the second barrel and underground equipment during further operation of the well.

Известен отклонитель [1], включающий породоразрушающий инструмент, конусный удлинитель, вал, состоящий из двух связанных шарнирно частей, между которыми установлен выдвижной упор с приводом, корпус, привод выдвижного упора выполнен в виде установленной на нижнем валу втулки с выступами на верхнем торце для взаимодействия с выдвижным упором и с накладкой на боковой поверхности для взаимодействия со стенкой скважины. Нижняя часть отклонителя за счет накладки отклоняется, увлекая за собой нижний конец втулки до тех пор, пока выдвижной упор и корпус не прижмутся к стенке скважины. Known diverter [1], including a rock cutting tool, a conical extension, a shaft consisting of two pivotally connected parts between which a retractable stop with a drive is installed, a housing, a retractable stop drive is made in the form of a sleeve mounted on the lower shaft with protrusions on the upper end face for interaction with a retractable stop and with an overlay on the side surface for interaction with the well wall. The lower part of the deflector is deflected due to the overlay, dragging the lower end of the sleeve along with it until the retractable stop and the body are pressed against the wall of the well.

Недостатками устройства являются: ограниченность применения отклоняющей системы бурением долотом и невозможность применения при "зарезке" окна в эксплуатационной колонне и инструмента - при бурении второго ствола из-за отсутствия клина-отклонителя. Присутствие же клина-отклонителя вместо вала (верхнего) не обеспечивает плотного прижимания к стенкам скважины клина ни в верхней, ни в нижней его части в связи с возможным проворачиванием клина относительно выдвижного упора и образования зазора между стенкой скважины и нижней частью клина. Это в свою очередь приведет к увеличению времени фрезерования окна в обсадной колонне и увеличению металлосъема клина при фрезеровании, что не гарантирует заданного угла зарезки. The disadvantages of the device are: the limited use of the deflecting system by drilling with a chisel and the impossibility of using the window in the production casing and tool when "cutting" the hole when drilling the second shaft due to the absence of a deflector wedge. The presence of the deflecting wedge instead of the shaft (upper) does not provide a tight pressing against the wedge walls of the wedge neither in the upper nor in its lower part due to the possible rotation of the wedge relative to the sliding stop and the formation of a gap between the well wall and the lower part of the wedge. This, in turn, will lead to an increase in the time for milling the window in the casing and to an increase in the metal removal of the wedge during milling, which does not guarantee a predetermined cutting angle.

Известен отклонитель [2], содержащий корпус трубчатый с отклоняющим элементом в его полости для взаимодействия с расположенным в корпусе полым валом, верхний конец которого жестко связан с корпусом, а нижний установлен на шарнирной опоре. Корпус с диаметрально противоположной отклоняющему элементу стороны выполнен с продольной прорезью, ширина которой больше диаметра вала, отклоняющий элемент жестко связан с корпусом, а его рабочая поверхность расположена от корпуса на расстоянии, превышающем зазор между валом и корпусом в верхней части, причем шарнирная опора образована шарами, расположенными в полости между корпусом и валом в плоскости, перпендикулярной оси вала. Known diverter [2], comprising a tubular body with a deflecting element in its cavity for interaction with a hollow shaft located in the housing, the upper end of which is rigidly connected to the housing, and the lower is mounted on a hinge support. The housing with the diametrically opposite side of the deflecting element is made with a longitudinal slot, the width of which is greater than the shaft diameter, the deflecting element is rigidly connected to the housing, and its working surface is located from the housing at a distance exceeding the gap between the shaft and the housing in the upper part, and the hinge bearing is formed by balls located in the cavity between the housing and the shaft in a plane perpendicular to the axis of the shaft.

Недостатком устройства является ненадежность в работе в случае использования клина-отклонителя вместо полого вала, т.к. вал изогнут в форме буквы "S", что не может быть использовано при работе райбера, фрезы при зарезке "окна" в обсадной колонне. Повышенная гибкость отклоняющего элемента не гарантирует заданный угол зарезки бокового ствола скважины. Следовательно, его функция ограничена работой, связанной с изменением направления основного ствола буровой скважины. The disadvantage of this device is the unreliability in the case of using a wedge diverter instead of a hollow shaft, because the shaft is curved in the shape of the letter "S", which cannot be used when operating a riber, a mill when cutting a "window" in the casing. The increased flexibility of the deflecting element does not guarantee a predetermined cutoff angle of the side wellbore. Therefore, its function is limited to the work associated with changing the direction of the main trunk of the borehole.

Известен отклонитель [3], содержащий корпус с проточкой и клиновой поверхностью, распорный клин и фиксатор, установленный в проточке корпуса и клина, распорный клин подпружинен относительно корпуса, а фиксатор выполнен в виде упругого стержня. Клин содержит желоб, корпус выполнен с клиновой поверхностью и пазом. Имеется перемычка, штырь, пружина. Known diverter [3], comprising a housing with a groove and a wedge surface, an expansion wedge and a latch installed in the groove of the housing and the wedge, the expansion wedge is spring-loaded relative to the housing, and the latch is made in the form of an elastic rod. The wedge contains a groove, the body is made with a wedge surface and a groove. There is a jumper, pin, spring.

Недостатками являются: требование необходимости резкого торможения при посадке компоновки на забой, что может привести к незапланированному срезу шпонок и аварии на забое; фиксирующий элемент не обеспечивает надежной фиксации клина в обсадной колонне из-за отсутствия рельефа на наружной поверхности, что в свою очередь приведет к провороту клина при бурении и потере ориентации зарезки, присутствие пружины, как конструктивного элемента, не гарантирует надежность закрепления пробки на забое. The disadvantages are: the requirement for sharp braking when landing layout to the face, which can lead to an unplanned cut of the keys and an accident at the bottom; the fixing element does not provide reliable fixation of the wedge in the casing due to the lack of relief on the outer surface, which in turn will lead to the wedge turning during drilling and loss of the orientation of the cut, the presence of a spring, as a structural element, does not guarantee the reliability of the cork fixing on the bottom.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является отклонитель [4], содержащий переводник, спускной клин, клин-отклонитель с желобообразной поверхностью, клин-отклонитель связан с возможностью радиального перемещения с узлом опоры, в корпусе которого установлены выдвижные в радиальном направлении при взаимодействии с распорным конусом плашки с узлом их фиксации. Отклонитель снабжен подпружиненным толкателем, установленным с возможностью взаимодействия его верхнего торца с клином-отклонителем и связанным хвостовой частью с помощью срезных элементов с распорным конусом, причем клин-отклонитель в нижней части имеет наклонную относительно оси отклонителя сквозную прорезь, а узел опоры - размещенный в прорези палец. The closest technical solution to the proposed one is a deflector [4], containing a sub, a drain wedge, a deflector wedge with a groove-shaped surface, a deflector wedge connected with the possibility of radial movement with a support assembly, in the housing of which there are mounted radially extendable ones when interacting with a spacer cone dies with a fixation unit. The deflector is equipped with a spring-loaded pusher, installed with the possibility of interaction of its upper end with the deflector wedge and the associated tail part by means of shear elements with a spacer cone, the deflector wedge in the lower part having a through slot inclined relative to the axis of the deflector, and the support assembly located in the slot finger.

Недостатками прототипа являются: металлоемкость устройства, ненадежность получения заданного угла зарезки второго ствола скважины в связи с тем, что не обеспечивается плотное прилегание клина отклонителя ни в верхней, ни в нижней части после постановки компонента на забой и смещение нижней части за счет наличия прорези под углом к оси отклонителя. В прорези имеется палец, который перемещается вместе с клином в радиальном направлении, но нет фиксирующего элемента, осуществляющего стопорение клина-отклонителя после плотного прилегания боковой поверхности его к стенке скважины. Следовательно, нижняя часть клина-отклонителя может также свободно отклоняться и в противоположную сторону, образуя зазор между поверхностями контакта. Это в свою очередь приведет к изменению угла зарезки скважины, увеличению времени фрезерования окна в обсадной колонне. Нет гарантии плотного прилегания и верхней части клина-отклонителя в связи с тем, что стопоры, сдерживающие верхнюю часть клина-отклонителя от перемещения, рассчитаны на работу в момент спуска компоновки, в процессе же фрезерования при зарезке "окна" стопоры срезаются и между верхней частью клина и стенкой скважины появляется зазор, который приводит к повышению металлосъема клина при фрезеровании, увеличивает время фрезерования, изменяет угол зарезки, уменьшая надежность устройства в работе. The disadvantages of the prototype are: the metal consumption of the device, the unreliability of obtaining a given angle of infeed of the second wellbore due to the fact that it does not provide a snug fit of the wedge of the deflector either in the upper or lower part after setting the component to the bottom and the lower part is offset due to the presence of the slot at an angle to the axis of the diverter. In the slot there is a finger that moves with the wedge in the radial direction, but there is no locking element that locks the deflecting wedge after tightly fitting its side surface to the borehole wall. Therefore, the lower part of the deflector wedge can also freely deviate in the opposite direction, forming a gap between the contact surfaces. This in turn will lead to a change in the angle of the hole, increase the time for milling the window in the casing. There is no guarantee of a snug fit and the upper part of the deflecting wedge due to the fact that the stoppers that prevent the upper part of the deflecting wedge from moving are designed to work at the moment the assembly is lowered, while during milling when cutting the “window” the stoppers are cut off between the upper part the wedge and the borehole wall, a gap appears, which leads to an increase in the metal removal of the wedge during milling, increases the milling time, changes the angle of the cut, reducing the reliability of the device in operation.

Технической задачей изобретения является разработка клинового отклонителя повышенной надежности для эффективного применения в эксплуатации за счет гарантированного плотного прилегания клина-отклонителя к диаметрально противоположным стенкам обсадной колонны, обеспечивая заданный угол зарезки инструментом, например "окна" в эксплуатационной колонне. An object of the invention is the development of a wedge diverter of increased reliability for effective use in operation due to the guaranteed tight fit of the wedge diverter to the diametrically opposite walls of the casing string, providing a predetermined cutting angle with a tool, for example, a “window” in the production string.

Технический результат достигается тем, что отклонитель, включающий корпус, клин-отклонитель, одна из поверхностей которого выполнена в виде желоба, опору, выполненную сплошной, плашку, срезной болт, технологический болт, соединяющий верхнюю часть клина-отклонителя с элементами спуска компоновки (подвески, райбер), прорезь с пальцем, плашку с возможностью радиального перемещения. Он содержит опору, выполненную в виде клинообразного толкателя, расширенной частью вниз, клин-отклонитель, жестко соединенный с верхней неупругой частью полумуфты при помощи резьбового соединения, которая в свою очередь соединяет клин-отклонитель и корпус при помощи пальца. Корпус, опора-толкатель и полумуфта, расположенная внутри корпуса, зафиксированы срезным болтом, корпус имеет: окно для свободы действия шарнира, окно для свободы передвижения нижней упругой части полумуфты при ее изгибе, окно для размещения плашки. Окно для свободы действия шарнира выполнено плоским в местах контакта с поверхностью полумуфты и размещено в верхней части корпуса, окно для свободы передвижения нижней упругой части полумуфты при ее изгибе выполнено внутри корпуса со сглаженной поверхностью в 1/2 части корпуса. На поверхности опоры-толкателя имеется направляющая, по которой перемещаются плашка и нижняя упругая часть полумуфты. The technical result is achieved in that the deflector, comprising a housing, a deflector wedge, one of the surfaces of which is made in the form of a gutter, a solid support, a die, a shear bolt, a technological bolt connecting the upper part of the deflector wedge with the lowering elements of the assembly (suspension, riber), a slot with a finger, a die with the possibility of radial movement. It contains a support made in the form of a wedge-shaped pusher, with the extension downward, a deflector wedge rigidly connected to the upper inelastic part of the coupling half by means of a threaded connection, which in turn connects the deflector wedge and the housing with a finger. The housing, the support-pusher and the coupling half located inside the housing are fixed with a shear bolt, the housing has: a window for freedom of action of the hinge, a window for freedom of movement of the lower elastic part of the coupling when it is bent, a window for accommodating the die. The window for the freedom of action of the hinge is made flat at the points of contact with the surface of the coupling half and is located in the upper part of the housing; the window for the freedom of movement of the lower elastic part of the coupling when it is bent is made inside the housing with a smooth surface in 1/2 of the housing. On the surface of the support-pusher there is a guide along which the die and the lower elastic part of the coupling half move.

На фиг. 1 представлен схематически отклонитель клиновой в разрезе. На фиг. 2 приведено сечение по А-А фиг. 1; на фиг. 3 приведено сечение Б-Б фиг. 1; на фиг. 4 приведено сечение В-В фиг. 1; на фиг. 5 показана позиция клина-отклонителя после установки отклонителя на забой. Отклонитель клиновой содержит корпус 1 с окнами 2, 3, 4 (фиг. 1 и сечение А-А, Б-Б и В-В фиг. 1), в корпусе размещена полумуфта с верхней неупругой частью 5 и нижней упругой частью 6, соединенные через прорезь 7 пальцем 8 с корпусом 1 в месте сопряжения - свободной посадкой в "окно" 2 (позиция А-А по фиг. 1). Верхняя часть полумуфты 5 соединена с клином-отклонителем 9 при помощи резьбы 10 и закреплена сваркой. Клин-отклонитель в верхней части закреплен технологическим болтом к подвеске (не показана). Упругая часть полумуфты 6 расположена в корпусе опоры цилиндрической формы, палец, соединяющий через прорезь в полумуфте опору с полумуфтой, жестко закреплен в торцах на опоре, верхняя часть полумуфты 5 соединена с пальцем с возможностью качательного движения по поверхности пальца (фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1). Внутри нижней части корпуса 1 размещена опора в форме распорного клина 11, толщина верхней части которого равна внутреннему радиусу корпуса 1. Опора 11 служит одновременно толкателем и размещена между внутренней поверхностью корпуса 1 и нижней упругой частью 6 полумуфты. Корпус 1, опора 11 и нижняя упругая часть полумуфты 6 соединены болтом 12. В корпусе 1 в окне 4 размещена плашка 13 с зубьями на внешней поверхности. На внутренней поверхности плашки 13 выполнен выступ 14 трапециевидной формы, а на опоре-толкателе 11 имеется направляющая 15, на поверхности которой выполнен паз 16, соответствующий выступу 14 плашки (сечение В-В по фиг. 1). In FIG. 1 is a schematic sectional view of a wedge diverter. In FIG. 2 shows a section along AA of FIG. 1; in FIG. 3 shows a section BB of FIG. 1; in FIG. 4 shows a section BB of FIG. 1; in FIG. 5 shows the position of the diverter wedge after the diverter is installed in the face. The wedge deflector contains a housing 1 with windows 2, 3, 4 (Fig. 1 and section AA, B-B and B-C of Fig. 1), a half-coupling with an upper inelastic part 5 and a lower elastic part 6 connected to the housing through the slot 7 with a finger 8 with the housing 1 in the place of pairing - a free fit in the "window" 2 (position AA in Fig. 1). The upper part of the coupling half 5 is connected to the deflecting wedge 9 by means of a thread 10 and fixed by welding. The deflector wedge in the upper part is fixed with a technological bolt to the suspension (not shown). The elastic part of the coupling half 6 is located in the body of the support of a cylindrical shape, the finger connecting the support to the coupling half through the slot in the coupling half is rigidly fixed at the ends of the support, the upper part of the coupling half 5 is connected to the finger with the possibility of swinging movement along the surface of the finger (Fig. 2 - section A -A in Fig. 1). Inside the lower part of the housing 1 there is a support in the form of a spacer wedge 11, the thickness of the upper part of which is equal to the inner radius of the housing 1. The support 11 serves as a pusher and is located between the inner surface of the housing 1 and the lower elastic part 6 of the coupling half. The housing 1, the support 11 and the lower elastic part of the coupling half 6 are connected by a bolt 12. In the housing 1 in the window 4 there is a die 13 with teeth on the outer surface. A trapezoidal protrusion 14 is formed on the inner surface of the die 13, and on the support-pusher 11 there is a guide 15, on the surface of which a groove 16 is made corresponding to the protrusion 14 of the die (section BB of FIG. 1).

Причинно-следственная связь
Известные технические решения, целью которых является увеличение плотности прилегания клина-отклонителя решают задачу в основном теоретически, стремясь часто к прилеганию клина к стенке обсадной колонны боковой поверхностью, то есть в основном верхней частью клина-отклонителя, что не решает задачу до конца. Идеальная цель - плотное прилегание клина-отклонителя как верхней, так и нижней части, но к противоположным стенкам, то есть прилегание в двух точках - по диагонали колонны, в точках соприкосновения со стенками скважины. Сопоставляя прототип и предлагаемый отклонитель, получаем принципиально новое решение, так как использовано шарнирное соединение между клином-отклонителем 9 и опорой 11 при помощи верхней части полумуфты 5 и пальца 8. Опора 11 одновременно служит толкателем, так как выполнена в форме клина, но с толщиной в верхней торцевой части, равной внутреннему радиусу корпуса 1, что позволяет осуществить перемещение клина-отклонителя и установку его с заданным углом зарезки за счет жесткого соединения клина-отклонителя с верхней частью полумуфты 5 и перемещения опоры-толкателя в корпус 1 до упора, сместив нижнюю упругую часть полумуфты 6 в окно 2 под углом, обеспечивающим плотное прилегание клина-отклонителя сверху и снизу без зазора. Такое техническое решение гарантирует плотное прилегание плашки к стенке обсадной колонны, так как опора-толкатель не только выдвигает полумуфту в окно 3 и фиксирует ее на стенке, но и за счет наличия внутреннего паза на направляющей поверхности, который способствует беспрепятственному перемещению до упора толкателя, не допускает рассоединения плашки с опорой. Палец, соединяющий верхнюю часть полумуфты 5 с корпусом 1, обеспечивает прочность крепления и не допускает перемещения вдоль прорези (как в прототипе) за счет сварного соединения с торцов и прочности материала, из которого выполнен палец, предельная прочность которого должна превышать уровень усилий давления, оказываемого на него как в момент изгиба нижней части полумуфты, так и в процессе эксплуатации отклонителя на забое. Связь элементов компоновки значительно проще, чем у прототипа, но техническая задача решена надежнее и более технологично. Устройство выполнено в металле, испытано и продемонстрировало промышленную применимость.
Causal relationship
Known technical solutions, the purpose of which is to increase the adherence density of the diverter wedge, solve the problem mainly theoretically, often striving to adhere the wedge to the casing wall with a lateral surface, that is, mainly with the upper part of the diverter wedge, which does not solve the problem to the end. The ideal goal is a snug fit of the deflecting wedge of both the upper and lower parts, but to opposite walls, that is, fit at two points - along the diagonal of the column, at the points of contact with the walls of the well. Comparing the prototype and the proposed deflector, we get a fundamentally new solution, since the swivel connection between the deflector wedge 9 and the support 11 is used using the upper part of the coupling half 5 and the finger 8. The support 11 simultaneously serves as a pusher, as it is made in the form of a wedge, but with a thickness in the upper end part, equal to the inner radius of the housing 1, which allows you to move the deflector wedge and install it with a given cutoff angle due to the rigid connection of the deflector wedge with the upper part of the coupling half 5 and pushing the support-pusher into the housing 1 until it stops, shifting the lower elastic part of the coupling half 6 to the window 2 at an angle providing a snug fit of the deflector wedge above and below without a gap. This technical solution guarantees a tight fit of the die to the casing wall, since the pusher support not only pushes the coupling half out of window 3 and fixes it on the wall, but also due to the presence of an internal groove on the guide surface, which facilitates unhindered movement of the pusher to the stop allows disassociation of the die with the support. The finger connecting the upper part of the coupling half 5 to the housing 1 provides fastening strength and does not allow movement along the slot (as in the prototype) due to the welded connection from the ends and the strength of the material from which the finger is made, the ultimate strength of which must exceed the level of pressure exerted on it both at the time of bending the lower part of the coupling half, and during operation of the diverter on the bottom. The connection of the layout elements is much simpler than that of the prototype, but the technical problem is solved more reliably and more technologically. The device is made in metal, tested and demonstrated industrial applicability.

Отклонитель клиновой работает следующим образом:
Отклонитель на колонне бурильных труб (не показано) спускают в скважину на забой. Производят разгрузку бурильной колонны (≈P = 2 тонны). В процессе разгрузки происходит срезание болта 12, соединяющего корпус 1, опору-толкатель 11 и нижнюю часть полумуфты 6. После среза болта 12 под действием осевой нагрузки опора-толкатель перемещается вверх до упора. При этом происходит смещение клина - отклонителя 9 к стенке обсадной колонны в месте пальцевого соединения за счет возникающей упругой деформации нижней части полумуфты 6, которая изгибается за счет скольжения по направляющей 15 опоры 11. Одновременно плашка 13 из окна 4 перемещается в радиальном направлении в пазе 16 выступом 14 и врезается зубьями в стенку обсадной колонны (не показано), создавая опору для клина-отклонителя 9. Клин-отклонитель 9 за счет смещения в пальцевом соединении в окне 2 на угол отклонения, определяемый перемещением опоры-толкателя в корпусе 1, прижимается к стенке скважины со стороны, противоположной желобу. После того как опора-толкатель 11 дойдет до упора в корпусе 1, полумуфта 6 вытолкнется в окно 3 своей нижней частью и останется там в состоянии упругой деформации (фиг. 2). Одновременно с этим плашка, передвигаясь по пазу 16 выступом 14 по направляющей 15 опоры 11, перемещается в радиальном направлении за счет вытеснения ее из окна 4 опоры 11. Плашка зубьями плотно закрепляется в стенке обсадной колонны, обеспечивая прижим корпуса к эксплуатационной колонне. Получают двойную гарантию плотной без зазора посадки клина-отклонителя к стенкам обсадной колонны по диагонали относительно оси корпуса 1. За счет жесткого крепления клина-отклонителя 9 с верхней частью полумуфты 5 при помощи резьбы 10 и сварки и шарнирного соединения с корпусом 1 получаем гибкую систему компоновки, управляемую многофункциональным элементом - опорой 11, которая является вначале толкателем, а затем фиксирующим элементом и для нижней части полумуфты, и для плашки, и для клина-отклонителя, перемещаясь постепенно в корпусе 1 до упора. Верхняя часть полумуфты 5 имеет резьбу 10 на внутренней поверхности только в месте контакта с клином-отклонителем 9, остальная часть поверхности, расположенная в корпусе шарнира 1, не содержит резьбы, так как необходима свобода перемещения верхней части полумуфты 5 при отклонении нижней части полумуфты 6 опорой 11. После фиксации плашки и полумуфты опорой в стенке колонны гарантируется плотный прижим как верхней части клина-отклонителя, так и нижней, что невозможно достичь устройством-прототипом. Отсутствие зазора в этих местах четко удерживает заданный угол зарезки, уменьшается металлосъем клина при фрезеровании, что в свою очередь обеспечивает более качественную, чем в прототипе, работу фрезы с меньшими усилиями резания. В связи с этим работоспособность клина-отклонителя в сравнении с прототипом увеличивается.
The wedge diverter works as follows:
The diverter on the drill pipe string (not shown) is lowered into the well to the bottom. Drill string is unloaded (≈P = 2 tons). During unloading, the bolt 12 is connected, which connects the housing 1, the support-pusher 11 and the lower part of the coupling half 6. After the shear of the bolt 12 is cut under axial load, the support-pusher moves up to the stop. When this occurs, the wedge - deflector 9 is displaced to the casing wall in the place of the finger joint due to the occurring elastic deformation of the lower part of the coupling half 6, which bends due to sliding along the guide 15 of the support 11. At the same time, the die 13 from the window 4 moves radially in the groove 16 the protrusion 14 and cuts into the casing wall with teeth (not shown), creating a support for the wedge-deflector 9. The wedge-deflector 9 due to the displacement in the finger connection in the window 2 by the deflection angle, determined by the movement of the support- olkatelya in the body 1, is pressed against the borehole wall on the side opposite the trough. After the support-pusher 11 reaches the stop in the housing 1, the coupling 6 will push out into the window 3 with its lower part and remain there in a state of elastic deformation (Fig. 2). At the same time, the die, moving along the groove 16 with the protrusion 14 along the guide 15 of the support 11, moves in the radial direction by displacing it from the window 4 of the support 11. The die is tightly fixed with its teeth in the wall of the casing, providing pressure of the housing to the production string. A double guarantee of a tight fit of the diverter wedge to the casing walls diagonally relative to the axis of the housing 1 is obtained. Due to the rigid fastening of the diverter wedge 9 with the upper part of the coupling half 5 by means of thread 10 and welding and swiveling with the housing 1, we obtain a flexible layout system controlled by a multifunctional element - a support 11, which is first a pusher and then a fixing element for the lower part of the coupling half, for the die, and for the deflector wedge, moving gradually in the housing 1 to it's time. The upper part of the coupling half 5 has a thread 10 on the inner surface only in the place of contact with the deflector wedge 9, the rest of the surface located in the hinge body 1 does not contain threads, since freedom of movement of the upper part of the coupling half 5 is necessary when the lower part of the coupling half is deflected by the support 11. After fixing the dies and the coupling half with a support in the column wall, a tight clip of both the upper part of the deflecting wedge and the lower one is guaranteed, which is impossible to achieve with the prototype device. The absence of a gap in these places clearly keeps the set cutting angle, reduces the metal removal of the wedge during milling, which in turn provides better work than with the prototype, with less cutting forces. In this regard, the health of the deflector wedge in comparison with the prototype increases.

В предлагаемом отклонителе основные элементы компоновки (опора, клин-отклонитель, полумуфта) выполнены из сталь 40Х, но допускается ст. 65 Г (ГОСТ 14959-79). Полумуфта выполнена цельно, нижняя часть которой подвержена специальной термообработке для получения заданных упругих свойств. Плашка выполнена из стали У7 (ГОСТ 1435-90). Рельеф поверхности плашки выполнен винтовой нарезкой. Болт срезной выполнен из стали, рассчитанной на усилие среза. Направляющая выполнена фрезерованием на поверхности опоры со стороны расположения плашки. Палец выполнен из стали, рассчитанной на прочность более высокую, чем возникающие осевые нагрузки на клин-отклонитель. Опора в верхней части имеет толщину, равную внутреннему радиусу корпуса шарнира, обеспечивая своим перемещением надежное прилегание клина-отклонителя в нижней части полумуфты, и гарантирует высокую надежность фиксации клина-отклонителя к стенкам обсадной колонны без зазора в верхней и нижней частях клина. Опора выполнена в виде распорного клина расширенной частью размещенной вниз, а верхняя часть - в 2 раза уже, чем нижняя часть. Полумуфта расположена с зазором между корпусом и клином-отклонителем, позволяющим при изгибе занять свободное положение в окне корпуса и зафиксироваться в стенке обсадной колонны на заданный угол зарезки окна в обсадной колонне. Опора, выполненная в верхней части с меньшим размером, чем внутренний радиус корпуса, не обеспечивает функцию толкателя, а большего, чем внутренний радиус корпуса - ослабляет прочность полумуфты и излишне металлоемка. In the proposed diverter, the main elements of the layout (support, wedge diverter, coupling half) are made of 40X steel, but Art. 65 G (GOST 14959-79). The coupling half is made integrally, the lower part of which is subjected to special heat treatment to obtain the specified elastic properties. The die is made of U7 steel (GOST 1435-90). The relief of the surface of the die is made by screw thread. The shear bolt is made of steel, designed for shear force. The guide is made by milling on the surface of the support from the side of the die. The finger is made of steel, designed for strength higher than the resulting axial loads on the wedge deflector. The support in the upper part has a thickness equal to the inner radius of the hinge body, providing a reliable fit of the deflecting wedge in the lower part of the coupling with its movement, and guarantees high reliability of fixing the deflecting wedge to the casing walls without a gap in the upper and lower parts of the wedge. The support is made in the form of a spacer wedge with the extended part placed down, and the upper part 2 times narrower than the lower part. The coupling half is located with a gap between the casing and the deflecting wedge, which allows bending to take a free position in the casing window and to be fixed in the casing wall at a predetermined angle of the window casing in the casing. The support, made in the upper part with a smaller size than the inner radius of the housing, does not provide the function of a pusher, but larger than the inner radius of the housing weakens the strength of the coupling half and unnecessarily metal-intensive.

По сравнению с прототипом предлагаемое изобретение имеет преимущества:
- оно проще в выполнении элементов компоновки и технологичнее в сборке;
- оно обладает при меньшем количестве элементов компоновки большей управляемостью за счет жесткости соединений клина-отклонителя с шарниром за счет постоянного нагружения устройства при транспортировке на забой и многофункциональности опоры отклонителя;
- способствует плавному и надежному закреплению клина в верхней и нижних частях и сохраняет режим безаварийной работы;
- оно обеспечивает повышенную надежность работы отклонителя по зарезке окна в обсадной колонне за счет двойного закрепления и плотного прилегания клина-отклонителя в месте контакта полумуфты и плашки к стенке обсадной колонны. За счет наличия шарнирного элемента, размещенного между клином-отклонителем и опорой, его изгибающим усилиям и надежной фиксации опорой-толкателем усиливается эффект плотного прилегания верхней части клина-отклонителя к противоположной стороне обсадной колонны. В результате эффективного суммарного действия элементов компоновки отклонителя клинового обеспечивается значительно более надежное прилегание, без зазоров, клина-отклонителя к стенкам обсадной колонны. В отличие от прототипа это прилегание осуществлено по диагонали - верхней и нижней частью клина. В прототипе осуществлено прилегание клина-отклонителя только по боковой стороне в нижней части клина.
Compared with the prototype, the invention has advantages:
- it is easier to perform layout elements and more technologically advanced in the assembly;
- it has, with fewer layout elements, greater controllability due to the stiffness of the joints of the deflector wedge with the hinge due to the constant loading of the device during transportation to the bottom and the multifunctionality of the deflector support;
- promotes smooth and reliable fastening of the wedge in the upper and lower parts and maintains a trouble-free operation mode;
- it provides increased reliability of the diverter for kicking the window in the casing due to double fastening and tight fit of the diverter wedge at the contact point of the coupling half and the die to the wall of the casing. Due to the presence of a hinge element located between the deflector wedge and the support, its bending forces and reliable fixation by the pusher support, the effect of tight fit of the upper part of the deflector wedge to the opposite side of the casing string is enhanced. As a result of the effective total action of the wedge diverter assembly elements, a significantly more reliable fit, without gaps, of the diverter wedge to the casing walls is ensured. Unlike the prototype, this fit is made diagonally - the top and bottom of the wedge. In the prototype, the deflecting wedge was fitted only along the lateral side in the lower part of the wedge.

Список информации, принятой во внимание
1. А.С. N 855175, МКИ E 21 В 7/08, от 10.12.80 г. (аналог).
List of information taken into account
1. A.S. N 855175, MKI E 21 7/08, dated 10.12.80 (analog).

2. А.С. N 1469075, МКИ E 21 В 7/08, от 21.04.87 г. (аналог). 2. A.S. N 1469075, MKI E 21 B 7/08, dated April 21, 87 (analogue).

3. А.С. N 981556, МКИ E 21 В 7/08, от 17.08.79 г. (аналог). 3. A.S. N 981556, MKI E 21 B 7/08, dated 08/17/79 (analog).

4. А.С. N 1089224, МКИ E 21В 7/08, от 15.12.81 г. (прототип). 4. A.S. N 1089224, MKI E 21V 7/08, dated 12/15/81, (prototype).

Claims (1)

Отклонитель клиновой, содержащий клин-отклонитель, опору, плашку с зубьями на внешней поверхности, срезной болт, отличающийся тем, что он содержит шарнир, выполненный в виде полумуфты, имеющей неупругую и упругую часть, неупругая часть полумуфты соединена жестко с клином-отклонителем, а упругая часть полумуфты расположена в корпусе опоры цилиндрической формы с возможностью качательного движения по поверхности пальца, соединяющего их, и зафиксирована от продольных перемещений жестким соединением торцов пальца с корпусом опоры, опора выполнена в виде корпуса цилиндрической формы и распорного клина, размещенного в зазоре между упругой частью и корпусом и закрепленного срезным болтом, полумуфта размещена в верхней части опоры в окне корпуса с возможностью перемещения и выхода нижней упругой части полумуфты к стенке обсадной колонны в окно, выполненное в задней части корпуса опоры цилиндрической формы, плашка на внутренней поверхности выполнена в виде выступа трапециевидной формы, а на части опоры, выполненной в виде распорного клина, имеется паз по форме соответствующий выступу. A wedge deflector comprising a deflector wedge, a support, a die with teeth on the outer surface, a shear bolt, characterized in that it comprises a hinge made in the form of a half coupling having an inelastic and elastic part, the inelastic part of the half coupling is rigidly connected to the deflector, and the elastic part of the coupling half is located in the housing of the support of a cylindrical shape with the possibility of rocking motion on the surface of the finger connecting them, and is fixed from longitudinal movements by rigid connection of the ends of the finger with the housing of the support, filled in the form of a cylindrical body and a spacer wedge placed in the gap between the elastic part and the body and secured with a shear bolt, the coupling half is placed in the upper part of the support in the housing window with the ability to move and exit the lower elastic part of the coupling half to the casing wall into the window made in the back of the casing of the support is cylindrical in shape, the die on the inner surface is made in the form of a protrusion of a trapezoidal shape, and on the part of the support made in the form of a spacer wedge, there is a groove corresponding to the shape protrusion.
RU98114551A 1998-07-20 1998-07-20 Wedge-type whipstock RU2148697C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98114551A RU2148697C1 (en) 1998-07-20 1998-07-20 Wedge-type whipstock

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98114551A RU2148697C1 (en) 1998-07-20 1998-07-20 Wedge-type whipstock

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98114551A RU98114551A (en) 2000-04-20
RU2148697C1 true RU2148697C1 (en) 2000-05-10

Family

ID=20209043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98114551A RU2148697C1 (en) 1998-07-20 1998-07-20 Wedge-type whipstock

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2148697C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102182415A (en) * 2011-04-06 2011-09-14 中国海洋石油总公司 Efficient milling cone with guide tool
RU2472919C2 (en) * 2007-08-24 2013-01-20 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Well element destruction method, and well device (versions)
RU2619780C1 (en) * 2013-12-09 2017-05-18 Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. Variable-diameter male hub assembly
CN114165182A (en) * 2021-12-10 2022-03-11 四川沃德沃富石油科技有限公司 Integral type slant windowing tool

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2472919C2 (en) * 2007-08-24 2013-01-20 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Well element destruction method, and well device (versions)
US9157141B2 (en) 2007-08-24 2015-10-13 Schlumberger Technology Corporation Conditioning ferrous alloys into cracking susceptible and fragmentable elements for use in a well
CN102182415A (en) * 2011-04-06 2011-09-14 中国海洋石油总公司 Efficient milling cone with guide tool
RU2619780C1 (en) * 2013-12-09 2017-05-18 Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. Variable-diameter male hub assembly
CN114165182A (en) * 2021-12-10 2022-03-11 四川沃德沃富石油科技有限公司 Integral type slant windowing tool

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2007214341B8 (en) Rock Bolt
CN101109276B (en) Rock bolt
US4798501A (en) Flexible rock anchor
RU2454543C2 (en) Self-drilling anchor bolt and anchor device for it
US6244337B1 (en) System for sealing the intersection between a primary and a branch borehole
CN101535597B (en) Drilling tool, self -drilling rock bolt, drill bit, ancoring device for self -drilling rock bolt, shaft for drilling tool and end coupling for drilling tool
US5909770A (en) Retrievable whipstock
CA2695771A1 (en) Rock bolt with mechanical anchor
WO1992008040A1 (en) Self-tapping, and self-tapping and self-drilling, rock bolts
CN1046335C (en) Integrated drilling and rock bolting apparatus
EP1664474B1 (en) Drilling apparatus, method, and system
RU2148697C1 (en) Wedge-type whipstock
RU2542057C1 (en) Blade underreamer
RU2355861C2 (en) Deflecting device
AU2021105904A4 (en) Self-drilling rock bolt
AU2008235258A1 (en) Extendable member
KR20050076589A (en) Anchor-nail device for slope-reinforcement-construction
AU2006252086A1 (en) Self-Drilling Anchor Bolt
KR200349108Y1 (en) Anchor-nail Device for Slope-reinforcement-construction
CN220248130U (en) Anchor rod for mining
RU2231608C1 (en) Device for mounting of deflector wedge in well shaft
RU2148695C1 (en) Whipstock
US20230074816A1 (en) Drilling assembly for inserting a rock bolt
RU9004U1 (en) WEDGE DIVERS
SU1656114A1 (en) Arrangement for sinking inclined borehole by downhole motor