RU2180388C2

RU2180388C2 - Arrangement to cut windows in oil string

Info

Publication number: RU2180388C2
Application number: RU99122302/03A
Authority: RU
Inventors: В.Е. Мазеин; Е.А. Азанов; нов Е.В. Гурь; Е.В. Гурьянов
Original assignee: Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Буровая техника"
Priority date: 1999-10-22
Filing date: 1999-10-22
Publication date: 2002-03-10

Abstract

FIELD: drilling of wells. SUBSTANCE: invention is intended to return to service off-stream or low discharge wells by method of drilling of additional shafts from oil strings. Characteristic feature of invention lies in manufacture of gear for attachment of starting milling cutter on wedge-deflecting tool in the form of release located in holes of starting milling cutter and guiding stopper of chute of wedge-deflecting tool. Pusher of anchor of wedge deflecting tool is positioned inside case of the latter and has conical surfaces for interaction with extending dies. Rod of pusher can rest against face in this case. EFFECT: fast and reliable release of starting milling cutter from wedge-deflecting tool. 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике бурения скважин, а именно к восстановлению бездействующих или малодебитных скважин методом бурения дополнительных стволов из эксплуатационных колонн. The invention relates to techniques for drilling wells, namely, to restore idle or low-yield wells by drilling additional shafts from production casing.

Восстановление скважин методом бурения дополнительных стволов из эксплуатационных колон экономически оправдано и находит все большее распространение в нефтегазодобывающих районах России, где фонд бездействующих скважин составляет 23-27% от всего объема пробуренных скважин. Well restoration by drilling additional shafts from production cores is economically justified and is becoming more widespread in oil and gas producing regions of Russia, where the stock of idle wells is 23-27% of the total volume of drilled wells.

Известна компоновка для вырезания окна в эксплуатационной колонне типа МОД, включающая комплект фрезеров-райберов и клин-отклонитель (Мирсалаев С. Б. Техника и технология зарезки второго ствола скважин. М., Недра, 1967 г., с. 42-56). A known layout for cutting a window in a production casing of the MOD type, including a set of milling cutters, rippers and a wedge diverter (Mirsalaev S. B. Technique and technology for cutting the second wellbore. M., Nedra, 1967, p. 42-56).

Недостатком указанной компоновки является то, что спуск и установка клина-отклонителя производится на спускном клине, соединенным с клином-отклонителем посредством двух болтовых соединений, для срезания которых требуется дополнительное усилие, что может привести к поломке бурильных труб, весом которых создается необходимая нагрузка. The disadvantage of this arrangement is that the deflector wedge is lowered and installed on the drain wedge connected to the deflector wedge by means of two bolt joints, which require additional force to cut off, which can lead to breakage of drill pipes, the weight of which creates the necessary load.

Кроме того, недостатком является то, что необходимо производить дополнительный рейс, чтобы поднять спускной клин и спустить стартовый фрезер для вырезания окна. In addition, the disadvantage is that it is necessary to make an additional flight in order to raise the drain wedge and lower the launch milling cutter for cutting the window.

Известна компоновка для вырезания окна в эксплуатационной колонне, включающая стартовый фрезер и клин-отклонитель, содержащий якорь с толкателем, выдвижными плашками и желоб с направляющим стопором, который жестко, посредством болтового соединения, связан со стартовым фрезером. Болтовое соединение размещено в отверстиях стартового фрезера и направляющего стопора желоба клина-отклонителя (патент США 5341873, опубликованный 30.08.94 г., Н. кл. 166/117.5). A known arrangement for cutting a window in a production casing including a launch milling cutter and a deflector wedge containing an anchor with a pusher, retractable dies and a trough with a guide stop, which is rigidly connected by a bolt connection to the launch milling cutter. The bolted connection is located in the holes of the starting milling cutter and the guide stopper of the diverter wedge gutter (US Pat. No. 5,341,873, published Aug. 30, 94, N. Cl. 166 / 117.5).

Якорь представляет собой полый цилиндр, внутри которого размещен подпружиненный толкатель, перемещающийся поступательно вверх под действием приложенной нагрузки, создаваемой весом бурильного инструмента. Толкатель, двигаясь вверх внутри корпуса якоря, выдвигает плашки по наклонным выступам до контакта и сцепления со стенками эксплуатационной колонны. An anchor is a hollow cylinder, inside of which a spring-loaded pusher is placed, moving progressively upward under the action of the applied load created by the weight of the drilling tool. The pusher, moving up inside the anchor body, pushes the dies along the inclined projections until they contact and engage the walls of the production casing.

Недостатком вышеуказанной компоновки является возможность поломки бурильных труб, посредством которых создается усилие для срезания болтового соединения, крепящего стартовый фрезер с направляющим стопором желоба клина-отклонителя. The disadvantage of the above arrangement is the possibility of breakage of drill pipes, by means of which a force is created to cut off the bolt fastening the starting milling cutter with the guide stopper of the diverter wedge gutter.

Еще одним недостатком является возможность проворота клина-отклонителя вокруг оси скважины в результате ненадежного крепления плашек якоря клина-отклонителя со стенками эксплуатационной колонны, что также обусловлено прочностными характеристиками бурильных труб, весом которых создается нагрузка на толкатель якоря клина-отклонителя. Another drawback is the ability to rotate the diverter wedge around the axis of the well as a result of unreliable fastening of the dies of the anchor of the diverting wedge with the walls of the production string, which is also due to the strength characteristics of drill pipes, the weight of which creates a load on the pusher of the anchor of the diverting wedge.

Задача настоящего изобретения заключается в быстром, надежном расцеплении стартового фрезера с клином-отклонителем, а также надежном креплении якоря клина-отклонителя со стенками эксплуатационной колонны. The objective of the present invention is to quickly, reliably disengage the starting milling cutter with the deflector wedge, as well as reliably fasten the deflector wedge anchor to the walls of the production casing.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в известной компоновке для вырезания окна в эксплуатационной колонне, включающей стартовый фрезер и клин-отклонитель, жестко связанные между собой посредством устройства для крепления, размещенного в отверстиях стартового фрезера и направляющего стопора желоба клина-отклонителя, содержащего якорь с толкателем и выдвижными плашками, согласно изобретению устройство для крепления выполнено в виде размыкателя, размещенного в отверстиях стартового фрезера и направляющего стопора желоба клина-отклонителя, а толкатель расположен внутри корпуса якоря клина-отклонителя и имеет конусные поверхности для взаимодействия с выдвижными плашками, при этом шток толкателя выполнен с возможностью упора о забой скважины. The solution to this problem is achieved by the fact that in the known layout for cutting a window in the production casing, including the starting milling cutter and the deflector wedge, rigidly interconnected by means of a fastener located in the holes of the starting milling cutter and the guide stopper of the gutter of the wedge-deflector containing the anchor with pusher and retractable dies, according to the invention, the mounting device is made in the form of a disconnector located in the holes of the starting milling cutter and the guide stopper of the gutter to diverter line, and the pusher is located inside the body of the anchor of the diverter wedge and has conical surfaces for interaction with retractable dies, while the rod of the pusher is made with the possibility of emphasis on the bottom hole.

Размыкатель представляет собой, например, плунжерную пару или другое разделительное устройство, расположенное в отверстиях стартового фрезера и направляющего стопора желоба клина-отклонителя. Направляющий стопор является корпусом размыкателя. Размыкатель срабатывает при создании перепада давления промывочной жидкости в гидравлической системе предлагаемой компоновки и производит быстрое и надежное отделение стартового фрезера от клина-отклонителя. The disconnector is, for example, a plunger pair or other separation device located in the holes of the starting milling cutter and the guide stopper of the gutter of the diverter wedge. The guide stop is the breaker housing. The disconnector is activated when creating a differential pressure of the flushing fluid in the hydraulic system of the proposed layout and makes a quick and reliable separation of the starting milling cutter from the deflector wedge.

Надежность крепления якоря клина-отклонителя достигается тем, что наружная рабочая поверхность толкателя якоря выполнена конической, а в корпусе якоря размещены отверстия под плашки (сухари). Под воздействием нагрузки, создаваемой весом бурильного инструмента, толкатель штоком опирается на искусственный забой скважины, перемещается поступательно вверх и конусными поверхностями выдвигает плашки через отверстия до контакта и сцепления со стенками эксплуатационной колонны. Reliability of fastening the anchor of the deflector wedge is achieved by the fact that the outer working surface of the anchor pusher is conical, and holes for dies (crackers) are placed in the armature body. Under the influence of the load created by the weight of the drilling tool, the rod pusher rests on the artificial bottom of the well, moves progressively upward and pushes the dies through the holes with conical surfaces until they contact and adhere to the walls of the production string.

Стартовый фрезер представляет собой пологоконусную конструкцию, имеющую внутри полый канал для прокачивания промывочной жидкости, резьбу для соединения с бурильными, насосно-компрессорными трубами или забойным двигателем и режущие твердосплавные ребра, служащие рабочими органами для вырезания стенок эксплуатационной колонны. The starting milling cutter is a flat-conical design with a hollow channel for pumping flushing fluid inside, a thread for connecting to drill, tubing or a downhole motor and carbide cutting ribs that serve as working bodies for cutting the walls of the production string.

Клин-отклонитель включает конусообразный желоб с направляющим стопором и якорь, представляющий собой полый цилиндр, внутри которого поступательно перемещается конусный толкатель, имеющий цилиндрический шток, опирающийся нижней частью на забой скважины. The deflector wedge includes a cone-shaped groove with a guiding stopper and an anchor representing a hollow cylinder, inside of which a cone pusher, which has a cylindrical rod, resting the lower part on the bottom of the well, is translationally moving.

Желоб и якорь связаны между собой, например, резьбовым, шлицевым или шарнирным соединением. The gutter and the anchor are interconnected, for example, by a threaded, spline or articulated joint.

Схема компоновки для вырезания окна в эксплуатационной колонне изображена на прилагаемом чертеже. The layout diagram for window cutting in the production casing is shown in the attached drawing.

Компоновка для вырезания окна в эксплуатационной колонне включает: стартовый фрезер 1, навернутый на трубы или вал забойного двигателя (не показано) и соединенный посредством размыкателя 2 с клином-отклонителем 3. The layout for cutting the window in the production casing includes: a starting milling cutter 1, screwed onto pipes or a shaft of a downhole motor (not shown) and connected by means of a breaker 2 to a wedge-deflector 3.

Размыкатель 2 размещен в корпусе и является одновременно направляющим стопором клина-отклонителя 3. The disconnector 2 is placed in the housing and is at the same time a guiding stopper of the deflector wedge 3.

Клин-отклонитель 3 включает конусообразный желоб 4, соединенный резьбой 5 или другим соединением с якорем 6, который представляет собой цилиндрический полый корпус 7 с отверстиями 8 под цилиндрические остроконечные плашки 9, удерживаемые в прижатом состоянии пружинами 10 к конусной поверхности толкателя 11, который представляет собой одно или двуступенчатый усеченный конус, имеющий в нижней части цилиндрический шток 12. Плашки 9 конусными поверхностями толкателя 11 выдвигаются через отверстия 8 до контакта и внедрения острыми концами в стенки эксплуатационной колонны 13 при упоре штоком 12 о забой 14. The deflector wedge 3 includes a conical groove 4 connected by a thread 5 or other connection with an anchor 6, which is a cylindrical hollow body 7 with holes 8 for cylindrical pointed dies 9, held pressed by springs 10 to the conical surface of the pusher 11, which is one or two-stage truncated cone having a cylindrical rod 12 in the lower part. Dies 9 are pushed by the conical surfaces of the pusher 11 through openings 8 until they contact and penetrate the walls with sharp ends production casing 13 with the stop rod 12 on the bottom 14.

Работа компоновки для вырезания окна в эксплуатационной колонне осуществляется следующим образом. Компоновка спускается до забоя 14 скважины (кровли цементного моста или разобщающего пакера - на чертеже не показано) и фиксируется в заданном направлении под весом бурильного или другого инструмента (не показано). Включается насос (не показано) и от перепада давления промывочной жидкости срабатывает размыкатель 2, происходит отделение стартового фрезера 1 от клина-отклонителя 3. При включенном роторе или вращающемся вале забойного двигателя (не показано) подается стартовый фрезер 1 вниз по корпусу размыкателя 2 желоба 4 клина-отклонителя 3 до контакта и внедрения рабочими поверхностями стартового фрезера 1 со стенками эксплуатационной колонны 13. Производится наработка уступа и зарезка окна в стенках эксплуатационной колонны 13 с одновременным вымыванием стружки из скважины (не показано). The layout for cutting the window in the production casing is as follows. The layout goes down to the bottom 14 of the well (the roof of the cement bridge or uncoupling packer is not shown in the drawing) and is fixed in the specified direction under the weight of the drill or other tool (not shown). A pump is turned on (not shown) and a switch 2 is activated from the differential pressure of the flushing liquid, the starting milling cutter 1 is separated from the deflector wedge 3. When the rotor is turned on or the rotating shaft of the downhole motor (not shown), the starting milling cutter 1 is fed down the body of the breaker 2 of the gutter 4 the deflector wedge 3 before contact and implementation by the working surfaces of the starting milling cutter 1 with the walls of the production casing 13. A step is made and the window is cut in the walls of the production casing 13 with simultaneous washing out shaving from the well (not shown).

Предлагаемая компоновка для вырезания окна в эксплуатационной колонне недорога, проста в изготовлении и эксплуатации, отличается быстрым и надежным отделением стартового фрезера от клина-отклонителя без приложения дополнительной нагрузки, более надежным креплением якоря клина-отклонителя в стволе эксплуатационной колонны, исключается возможность проворота клина-отклонителя и вероятность поломки бурильных труб или другого инструмента, посредством которого производится нагружение компоновки. The proposed layout for cutting a window in the production casing is inexpensive, easy to manufacture and operate, features a quick and reliable separation of the starting milling cutter from the deflector wedge without additional load, more reliable fastening of the deflector wedge anchor in the production casing trunk, and the possibility of turning the deflector wedge is excluded and the likelihood of a drill pipe or other tool breaking through which the assembly is loaded.

Claims

An arrangement for cutting a window in the production casing, including a launch milling cutter and a deflector wedge, rigidly interconnected by a device for fastening, located in the holes of the start milling cutter and a guide stopper of the chute of the deflector wedge containing an anchor with a pusher and retractable dies, characterized in that the device for fastening it is made in the form of a disconnector located in the holes of the starting milling cutter and the guide stopper of the diverter wedge gutter, and the pusher is located inside the wedge anchor body-off of the holder and has conical surfaces for interaction with retractable dies, while the rod of the pusher is made with the possibility of emphasis on the bottom.