RU2231608C1 - Device for mounting of deflector wedge in well shaft - Google Patents
Device for mounting of deflector wedge in well shaft Download PDFInfo
- Publication number
- RU2231608C1 RU2231608C1 RU2002133792/03A RU2002133792A RU2231608C1 RU 2231608 C1 RU2231608 C1 RU 2231608C1 RU 2002133792/03 A RU2002133792/03 A RU 2002133792/03A RU 2002133792 A RU2002133792 A RU 2002133792A RU 2231608 C1 RU2231608 C1 RU 2231608C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wedge
- assembly
- deflector
- housing
- support assembly
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к буровой технике, а именно к техническим средствам для установки клина-отклонителя в стволе скважины. Оно может быть использовано, в частности, для образования окна в обсадной колонне, для изменения направления стволов буровых скважин, в геологоразведочной технике - при бурении направленных скважин для их искусственного искривления, при строительстве многозабойных скважин с многократным использованием извлекаемых из устройства клина-отклонителя и узла спуска и повторного использования неизвлекаемого узла опоры, находящегося в скважине на стенках обсадной колонны.The invention relates to drilling equipment, and in particular to technical means for installing a whipstock in the wellbore. It can be used, in particular, for forming a window in the casing, for changing the direction of boreholes, in geological exploration - for drilling directional wells for their artificial curvature, in the construction of multilateral wells with multiple use of the wedge-deflector and the assembly descent and reuse of the non-recoverable support assembly located in the well on the casing walls.
Широко известны устройства для установки отклоняющего клина в обсаженной буровой скважине для зарезания второго ствола [1], [2].Widely known device for installing a deflecting wedge in a cased borehole to kill the second shaft [1], [2].
Устройство [1] состоит из клина-отклонителя, выполненного с продольным пазом фигурного сечения. В нижней части устройства имеется закрепляющий механизм, выполненный в виде закрепленной на нижнем конце клина-отклонителя направляющей трубы, в которой расположен толкатель с пружиной и собачкой, закрепленной на оси и телескопически соединенной с направляющей трубой подвижной трубы с распорными клиновыми плашками.The device [1] consists of a wedge-deflector made with a longitudinal groove of a curved section. In the lower part of the device there is a fixing mechanism made in the form of a guide pipe fixed to the lower end of the deflecting wedge, in which a pusher with a spring and a dog mounted on an axis and telescopically connected to the guide pipe of the movable pipe with spacer wedge dies.
Устройство [2] состоит из угла опоры, клина-отклонителя, спускного клина с муфтой, болтов с гайками и специального винта. В свою очередь, клин-отклонитель состоит из желоба и наставки, соединенных между собой при помощи резьбового соединения и сварки. На верхнем конце желоба сделаны отверстия под болты, служащие для скрепления отклонителя со спускным клином. Нижний конец наставки имеет скошенные под углом 45° плоскость и паз, а верхний конец узла опоры - соответствующие плоскость и выступ. Паз у наставки и выступ на верхнем конце опоры, выполненные в виде “ласточкина хвоста”, служат для соединения между собой клина-отклонителя и опоры, которые во время спуска отклонителя в скважину удерживаются неподвижными относительно друг друга специальными винтами. Клин-отклонитель имеет наклонную поверхность в виде наклонного желоба, а опора отклонителя состоит из корпуса для плашек, патрубка, приваренного верхним концом к корпусу, патрубка с тягами, приваренными к верхнему концу патрубка, шпильки, соединяющей патрубки, не позволяя им перемещаться относительно друг друга во время спуска отклонителя в скважину и трех плашек, скрепленных винтами с верхними концами тяги. Плашки - односторонний клин, имеющий на внешней стороне зубья, которыми они врезаются в стенки обсадной колонны, а внутренней стороны - наклонную плоскость, которой она скользит по наклонной плоскости корпуса. В теле плашки со стороны наклонной плоскости сделан паз, а на наклонной плоскости корпуса -соответствующий выступ. Паз и выступ имеют форму “ласточкина хвоста” и служат для удержания плашек на наклонных плоскостях корпуса, не позволяя плашкам отклоняться и выступать за габариты отклонителя, и приходить в зацепление со стенками обсадной колонны раньше времени во время спуска отклонителя в скважину. Спускной клин имеет на нижнем конце скошенную поверхность, по профилю соответствующую желобу клина-отклонителя, и два отверстия под болты, скрепляющие спускной клин с клином-отклонителем. На верхний конец спускного клапана навинчена муфта замка бурильных труб, при помощи которой отклонитель спускается в скважину.The device [2] consists of a support angle, a deflector wedge, a drain wedge with a coupling, bolts with nuts and a special screw. In turn, the wedge-deflector consists of a gutter and a nozzle interconnected by means of a threaded connection and welding. Bolt holes are made at the upper end of the gutter, which serve to fasten the diverter with a drain wedge. The lower end of the extension has a plane and a groove slanted at an angle of 45 °, and the upper end of the support assembly has the corresponding plane and protrusion. The groove at the nozzle and the protrusion at the upper end of the support, made in the form of a “dovetail”, are used to connect the divergence wedge and the support, which, when the diverter is lowered into the well, are held fixed by special screws relative to each other. The deflector wedge has an inclined surface in the form of an inclined gutter, and the deflector support consists of a housing for dies, a nozzle welded with an upper end to the body, a nozzle with rods welded to the upper end of the nozzle, and a stud connecting the nozzles, not allowing them to move relative to each other during the descent of the deflector into the well and three dies fastened with screws with the upper ends of the thrust. Dies - a one-sided wedge having teeth on the outer side with which they cut into the walls of the casing, and the inner side - an inclined plane, with which it slides along the inclined plane of the body. A groove is made in the die body from the side of the inclined plane, and a corresponding protrusion on the inclined plane of the casing. The groove and protrusion are in the form of a “dovetail” and serve to hold the dies on the inclined planes of the body, preventing the dies from deflecting and protruding beyond the dimensions of the diverter, and come into engagement with the walls of the casing ahead of time during the descent of the diverter into the well. The lowering wedge has a chamfered surface at the lower end corresponding in profile to the chute of the deflecting wedge and two bolt holes securing the lowering wedge with the deflecting wedge. A drill pipe lock coupling is screwed onto the upper end of the drain valve, through which the deflector is lowered into the well.
Известные устройства [1], [2] имеют ряд недостатков: многоэлементная связь сказывается на том, что они не гарантируют запланированное, своевременное срезание болтов, которые соединяют клин-отклонитель и спускной клин, что соответственно приводит к остановке спуска отклонителя в скважину в случае несвоевременного срезания болтов и требует больших дополнительных затрат по подъему отклонителя и восстановлению режима работы; несвоевременное срезание специального винта приведет к отсоединению клина-отклонителя от узла опоры и потере узла опоры для дальнейшей работы. Наличие плашек в устройстве не гарантирует прочного сцепления со стенками обсадной колонны из-за того, что сцепление нешероховатой поверхности обсадной трубы с шероховатой поверхностью плашек снижает силы сцепления в период срезания болтов, специального винта, а также в период спуска бурильных инструментов (райбера, фрезера и т.д.), когда отклонитель в целом подвергается вибрациям и смещениям за счет вращения инструмента, спускаемого по наклонному желобу клина-отклонителя. Устройство к тому же одноразового использования. Клин-отклонитель не извлекается и не может быть повторно использован, как и узел опоры отклонителя.The known devices [1], [2] have several disadvantages: multi-element communication affects the fact that they do not guarantee the planned, timely cutting of the bolts that connect the deflector wedge and the drain wedge, which accordingly leads to a stop of the deflector lowering into the well in case of untimely cutting bolts and requires large additional costs for raising the deflector and restoring the operating mode; untimely cutting of a special screw will lead to disconnection of the deflector wedge from the support assembly and loss of the support assembly for further work. The presence of dies in the device does not guarantee strong adhesion to the casing walls due to the fact that the adhesion of the rough surface of the casing to the rough surface of the dies reduces the adhesion forces during the cutting of bolts, a special screw, as well as during the descent of drilling tools (riber, milling cutter and etc.) when the deflector as a whole is subjected to vibrations and displacements due to the rotation of the tool, lowered along the inclined groove of the deflector wedge. The device is also disposable. The deflector wedge cannot be removed and cannot be reused, as well as the deflector support assembly.
Известно устройство для установки клина-отклонителя в стволе скважины [3]. Оно состоит из клина, спускного узла и узла опоры. Клин имеет направляющий желоб круглого сечения и осевой канал, причем диаметр желоба соответствует диаметру фрезерного долота (райбера), применяемого для зарезки. Спускной узел включает соединенный с бурильной трубой переводник с левой резьбой и сопряженную с ним втулку, изготовленную из легкоразрушаемого материала, имеющую на внутренней поверхности трапецеидальную цилиндрическую резьбу левой нарезки с упором по внутреннему торцу. На нижнем конце втулки имеются стопорные выступы, предотвращающие вращение втулки при отвороте от переводника по левой резьбе и при разбуривании ее. Узел опоры включает переводник, снабженный стопорньми выступами, находящимися в зацеплении с выступами втулки, и хвостовик, служащий опорой отклонителя и одновременно используемый для крепления необсаженной части старого ствола скважины. На один из элементов отклонителя перед спуском в скважину наносят магнитную метку в виде продольной намагниченной полосы длиной 2-3 м, по которой определяют с помощью инклинометра фактическую ориентацию отклонителя после его ориентированной установки и отворота.A device for installing a whipstock in the wellbore [3]. It consists of a wedge, a drain assembly and a support assembly. The wedge has a guiding groove of circular cross section and an axial channel, the diameter of the groove corresponding to the diameter of the milling bit (riber) used for cutting. The drainage unit includes a left-hand threaded coupler connected to the drill pipe and a sleeve mating with it made of readily destructible material having a left-hand trapezoidal cylindrical thread with a stop on the inner end. At the lower end of the sleeve there are locking protrusions that prevent rotation of the sleeve when turning away from the sub on the left-hand thread and when drilling it. The support assembly includes a sub equipped with retaining protrusions engaged with the protrusions of the sleeve, and a shank serving as a support for the deflector and simultaneously used to secure the uncased part of the old wellbore. Before one of the elements of the deflector, a magnetic mark is applied in the form of a longitudinally magnetized strip 2-3 m long, which determines the actual orientation of the deflector with the help of an inclinometer after its oriented installation and flap.
Недостатками устройства являются: клин-отклонитель не извлекаем из скважины и не отделим от узла опоры; узел опоры рассчитан на крепление необсаженного ствола скважины и свою роль выполняет только после цементажа отклонителя, что требует дополнительных больших затрат времени и материала (цемента); связь элементов отклонителя осуществляется резьбовым соединителем, что усложняет работу по установке и ориентированию отклонителя, а также отвороту бурильных труб с переводником, усложненному еще и тем, что усилия отворота должны быть обязательно меньше сил сопротивления хвостовика провороту его в скважине.The disadvantages of the device are: the wedge-deflector cannot be removed from the well and cannot be separated from the support assembly; the support unit is designed for fastening an open-hole wellbore and fulfills its role only after cementing the diverter, which requires additional time and material (cement); the connection of the elements of the diverter is carried out by a threaded connector, which complicates the work of installing and orienting the diverter, as well as the flap of the drill pipe with a sub, complicated by the fact that the efforts of the flap must be less than the resistance forces of the liner to rotate it in the well.
Наиболее близким по технической сущности и положительному эффекту к заявляемой задаче изобретения является устройство для установки клина-отклонителя в стволе скважины [4]. Устройство выполнено из трех сочлененных между собой патрубков, из которых верхний вмещает ориентирующий отвес, сопряженный с разрезной трубой, заключенной в среднем патрубке и предназначенной для фиксирования положения отвеса при вхождении в нее снизу усеченного конуса. Нижний патрубок сопряжен со средним через переходник, он имеет шток, проходящий к вышестоящему усеченному конусу через переходник и выполнен разрезным для расклинивания его конусным кольцом, насаженным на нижний конец штока, при посадке устройства на забой. Корпус ориентирующего механизма состоит из двух патрубков, соединенных ниппелем, причем патрубок зафиксирован на ниппеле винтами. В нижнюю часть патрубка ввинчен переходник с сальником, сквозь который пропущен шток. Нижний конец штока имеет гайку и отверстие с заклепкой, а верхний конец заканчивается полуосью. Внутри верхних двух патрубков расположены отвес и переходник, разрезной распорный патрубок и конус, опирающийся на полуось штока. Отвес имеет в верхней части цапфу, которая входит в переходник, а в нижней части - радиальный подшипник качения. На переходник навинчен разрезной патрубок, в который входит конус, закрепленный на штоке гайкой.The closest in technical essence and positive effect to the claimed objective of the invention is a device for installing a wedge-deflector in the wellbore [4]. The device is made of three nozzles interconnected, of which the upper one holds an orienting plumb, paired with a split pipe, enclosed in the middle pipe and designed to fix the position of the plumb when the truncated cone enters from below. The lower pipe is interfaced with the middle through the adapter, it has a rod passing to the higher truncated cone through the adapter and is made split to wedge it with a conical ring, mounted on the lower end of the rod, when the device is planted on the bottom. The housing of the orienting mechanism consists of two nozzles connected by a nipple, and the nozzle is fixed on the nipple with screws. An adapter with an oil seal is screwed into the lower part of the nozzle, through which the stem is passed. The lower end of the stem has a nut and a rivet hole, and the upper end ends with a half shaft. Inside the upper two nozzles are a plumb and an adapter, a split spacer and a cone resting on the stem shaft. The plumb line has a trunnion in the upper part, which enters the adapter, and in the lower part there is a radial rolling bearing. A split pipe is screwed onto the adapter, into which a cone enters, fixed on the rod with a nut.
Ориентирующий механизм опускают в скважину на штангах и некоторое время выдерживают неподвижно. Затем под действием веса штанг подвигают нижний патрубок на конус, патрубок раздвигается и заклинивается в скважине, укрепляя устройство.The orienting mechanism is lowered into the well on the rods and is kept motionless for some time. Then, under the influence of the weight of the rods, the lower nozzle is moved onto the cone, the nozzle extends and wedges in the well, strengthening the device.
Одновременно происходит фиксация отвеса вследствие надвигания разрезного распорного патрубка на конус и заклинивание его во внешнем патрубке. Во время расклинивания распорного патрубка срезаются винты. После укрепления устройства в скважине и фиксации отвеса последний вскрывают подъемом верхнего патрубка переходником на поверхность, а в скважину спускают клин с установочной разрезной трубой, внутри которой укреплен установочный хвостовик. Ложок клина перед спуском его в скважину располагают под требуемым углом по отношению к установочному хвостовику путем поворота его в ниппеле. При достижении клином ориентирующего механизма производят совмещение плоскости отвеса с плоскостью хвостовика, после чего под действием веса штанг производят давление на клин до полного срезания крепящих его заклепок. Отвес, заходя под давлением в свободную половину установочной трубы, расклинивает и укрепляет ее в скважине, одновременно закрепляя в скважине и клин.At the same time, the plumb line is fixed due to the pushing of the split expansion pipe over the cone and its jamming in the external pipe. The screws are cut off during the wedging of the spacer. After the device is fixed in the well and the plumb is fixed, the latter is opened by lifting the upper nozzle with an adapter to the surface, and a wedge with an installation split pipe is inserted into the well, inside of which the installation shank is strengthened. The wedge spoon before lowering it into the well is positioned at the required angle with respect to the installation shank by turning it in a nipple. When the wedge reaches the orienting mechanism, the plumb plane is combined with the shank plane, after which, under the influence of the weight of the rods, pressure is applied to the wedge until the rivets fastening it are completely cut off. A plumb line, going under pressure into the free half of the installation pipe, wedges and strengthens it in the well, while simultaneously securing the wedge in the well.
Недостатками устройства являются:The disadvantages of the device are:
- многоэлементность конструкции, сложность взаимосвязи их;- multi-element design, the complexity of their relationship;
- наличие срезных элементов, которые не гарантируют надежность и простоту процесса установки и закрепления устройства в скважине;- the presence of shear elements that do not guarantee the reliability and simplicity of the installation and fixing of the device in the well;
- ненадежность ориентации заданного угла и точности установки клина-отклонителя в скважине из-за системы разрезных патрубков, которые не обеспечивают прочность сцепления их со стенками обсадной колонны и не гарантируют не возможность проворота патрубков как в процессе установки, так и в процессе эксплуатации клина-отклонителя;- the unreliability of the orientation of the given angle and the accuracy of the installation of the deflector in the borehole due to the system of split nozzles, which do not ensure their adhesion to the walls of the casing and do not guarantee the possibility of rotation of the nozzles both during installation and during operation of the deflector ;
- устройство одноразового использования (клин-отклонитель неизвлекаем, узел спуска неотсоединяем от узла опоры), что удорожает производство и не позволяет скважину использовать многократно (многоствольного бурения, прямой проводки ствола, например).- a disposable device (the deflector wedge is not removable, the descent assembly is not disconnected from the support assembly), which increases the cost of production and does not allow the well to be reused (multi-hole drilling, direct borehole drilling, for example).
Задачей изобретения является упрощение устройства и технологичность эксплуатации, возможность многократного использования как устройства для установки клина-отклонителя, так и клина-отклонителя, повышение точности фиксации и ориентации клина-отклонителя.The objective of the invention is to simplify the device and the manufacturability, the possibility of reusing both the device for installing the deflector and the deflector, improving the accuracy of fixation and orientation of the deflector.
Задача изобретения достигается тем, что как и в известном, устройство для установки клина-отклонителя в стволе скважины содержит узел опоры с распорными элементами, узел спуска с переводником, выдвижной элемент, а используемый клин-отклонитель в нижней части корпуса имеет установочный хвостовик, согласно изобретению узел опоры содержит корпус, выполненный в виде сегментов, распорные элементы выполнены сборными и состоящими из поршня и выдвижной части типа болта, широкая часть которого имеет прямоугольную форму, узкая часть имеет в торце коническую форму, а на боковой поверхности - насечки, выполненные перпендикулярно оси перемещения распорного элемента, рядами в виде прямоугольных треугольников, вершины которых направлены в сторону широкой части, на внутренней поверхности корпуса узла опоры выполнен продольный выступ, узел спуска имеет корпус в виде полого цилиндра с квадратной внутренней поверхностью, корпус узла спуска в верхней и нижней частях выполнен в виде усеченного конуса, в верхнем конусе размещен переводник, а в нижней - подпятник, на внешней поверхности корпуса узла спуска выполнен продольный паз, соответствующий продольному выступу на корпусе узла опоры, в теле корпусов узла опоры и узла спуска в горизонтальной плоскости выполнены сквозные пазы, в которых размещены распорные элементы, установочный хвостовик клина-отклонителя выполнен в виде полого цилиндра с пазом в форме ″ласточкина хвоста″ и соединен с корпусом клина резьбой, выполненной под углом, на поверхности установочного хвостовика имеются пружинные элементы.The objective of the invention is achieved in that, as in the known one, a device for installing a deflector in the wellbore comprises a support assembly with spacers, a descent assembly with a sub, a retractable element, and the deflector used in the lower part of the housing has an installation shank, according to the invention the support node comprises a housing made in the form of segments, the spacer elements are prefabricated and consisting of a piston and a sliding part such as a bolt, the wide part of which has a rectangular shape, the narrow part has an end face conical shape, and on the side surface - notches made perpendicular to the axis of movement of the spacer element, in rows in the form of rectangular triangles, the vertices of which are directed towards the wide part, a longitudinal protrusion is made on the inner surface of the support assembly body, the descent assembly has a housing in the form of a hollow cylinder with square inner surface, the body of the descent assembly in the upper and lower parts is made in the form of a truncated cone, an adapter is placed in the upper cone, and a thrust bearing is placed in the lower cone, on the outer surface the mustache of the descent unit has a longitudinal groove corresponding to the longitudinal protrusion on the support unit body, through grooves are made in the body of the housings of the support unit and the descent unit in the horizontal plane, in which spacers are placed, the installation shaft of the deflector wedge is made in the form of a hollow cylinder with a groove in the form ″ Dovetail ″ and connected to the body of the wedge with a thread made at an angle, on the surface of the installation shank there are spring elements.
Причинно-следственная связь.Causal relationship.
Отличие предлагаемого изобретения от прототипа:The difference of the invention from the prototype:
- узел опоры состоит из корпуса, выполненного в виде сегментов, что позволяет существенно упростить конструкцию, сборку устройства в целом, обеспечить надежное, плотное прилегание узла опоры к стенкам обсадной колонны;- the support assembly consists of a housing made in the form of segments, which allows to significantly simplify the design, assembly of the device as a whole, to ensure a reliable, tight fit of the support assembly to the walls of the casing;
- распорные элементы выполнены сборными и состоят из поршня и выдвижной части типа болта. Конструктивно распорные элементы просты, выдвижная часть за счет своей формы - конической формы торец, насечки на боковой поверхности в виде прямоугольных треугольников, направленных вершинами в сторону широкой части прямоугольной формы, позволяет осуществить надежное сквозное сцепление узла опоры со стенкой скважины. В прототипе за счет надрезанных снизу патрубков происходит локальный прижим к стенке устройства в местах касания раскрытой части патрубков. Ненадежность работы такого узла очевидна: возможен проворот узла опоры относительно стенки при посадке устройства в скважину и в результате сдвиговых и вибрационных воздействий - в процессе эксплуатации его; возможен разрыв патрубков по надрезам, т.к. под действием больших растягивающих напряжений, которые испытывают патрубки в различные моменты, в устье надреза могут образоваться трещины, раскрывающие надрез до конца;- the spacer elements are prefabricated and consist of a piston and a sliding part such as a bolt. Structurally, the spacer elements are simple, the retractable part due to its shape - the conical shape, the end, notches on the side surface in the form of rectangular triangles directed by the vertices towards the wide part of the rectangular shape, allows reliable end-to-end engagement of the support assembly with the well wall. In the prototype, due to notched bottom pipes, local pressure is applied to the device wall at the points of contact of the open part of the pipes. The unreliability of the operation of such a node is obvious: it is possible to rotate the support node relative to the wall when the device is planted in the well and as a result of shear and vibration influences - during its operation; possible rupture of nozzles along the notches, as under the action of large tensile stresses, which the pipes experience at different moments, cracks can form at the mouth of the incision, opening the incision to the end;
- на внутренней поверхности узла опоры выполнен продольный выступ, а на внешней поверхности узла спуска - ответный паз, что существенно упрощает конструкцию и узла опоры и узла спуска по сравнению с прототипом. За счет наличия продольных выступа и паза упрощается посадка устройства в скважину, сборка узлов и осуществление прочностного закрепления их, разборка устройства и ориентация клина-отклонителя в скважине;- a longitudinal protrusion is made on the inner surface of the support assembly, and a return groove is made on the outer surface of the launch assembly, which greatly simplifies the design of both the support assembly and the launch assembly as compared to the prototype. Due to the presence of a longitudinal protrusion and a groove, it is easier to fit the device into the well, assemble the units and provide their strength fastening, disassembly of the device and the orientation of the deflector in the well;
- узел спуска имеет, в отличие от прототипа, простое и надежное устройство, представляя собой полый цилиндр, в верхней части которого размещен переводник, а в нижней - подпятник, позволяющий создать в своем закрытом объеме избыточное давление и закрепить узел опоры распорными элементами надежно, гарантировано прочно, не допуская смещений и перемещений корпуса опоры. Прототип очень многоэлементен и ненадежен в работе (срезные болты, ниппели, штоки, переходники, патрубки, отвес и т.д.);- the descent assembly, unlike the prototype, has a simple and reliable device, representing a hollow cylinder, in the upper part of which there is a sub, and in the lower part there is a thrust bearing, which allows creating excessive pressure in its closed volume and securing the support assembly with spacers reliably, guaranteed firmly, avoiding displacements and movements of the support housing. The prototype is very multi-element and unreliable in work (shear bolts, nipples, rods, adapters, nozzles, plumb, etc.);
- в теле корпусов узла опоры и узла спуска в горизонтальной плоскости выполнены сквозные пазы, в которых размещены распорные элементы. Пазы в сборе узлов находятся на одной оси, упрощая работу распорных элементов по сквозному внедрено в стенки обсадной колонны. За счет прямоугольной формы выдвижной части распорного элемента пазы не ослабляют конструкцию, т.к. являясь ограничителем перемещения узкой части в стенку, дополнительно служат “элементами жесткости”, позволяющими повысить прочность участков, где выполнены пазы;- in the body of the housings of the support assembly and the launching assembly in the horizontal plane, through grooves are made in which the spacer elements are placed. The grooves in the assembly of nodes are located on the same axis, simplifying the work of the spacer elements through end-to-end embedded in the casing wall. Due to the rectangular shape of the sliding part of the spacer element, the grooves do not weaken the structure, because being a limiter for moving a narrow part to the wall, additionally serve as “stiffeners”, which increase the strength of the sections where the grooves are made;
- установочный хвостовик клина-отклонителя выполнен в виде полого цилиндра с продольным пазом в форме ласточкина хвоста, что в отличие от прототипа упрощает закрепление клина-отклонителя в устройстве. В прототипе закрепление клина-отклонителя осуществляется за счет наличия разрезной трубы, вернее - нарезанной как и у патрубков, а также установочного хвостовика внутри трубы. Труба и установочный хвостовик входят в узел спуска и зажимаются отвесом в узле спуска. Сложно и ненадежно. В предлагаемом изобретении имеется установочный хвостовик, но в виде полого цилиндра, в котором выполнен паз в виде ласточкина хвоста, что позволяет легко сориентировать местонахождение “нулевой точки” отсчета при определении угла поворота корпуса клина-отклонителя, просто без больших усилий закрепить клин-отклонитель в узле опоры посадкой на продольный выступ установочного хвостовика (за счет формы паза в хвостовике), а пружинные элементы на поверхности хвостовика обеспечивают плавный заход клина-отклонителя в узел опоры и служат стопором, не позволяющим проворачиваться клину-отклонителю в процессе работы;- the installation shank of the deflector wedge is made in the form of a hollow cylinder with a longitudinal groove in the form of a dovetail, which, unlike the prototype, simplifies the fastening of the deflector wedge in the device. In the prototype, the wedge-deflector is fixed due to the presence of a split pipe, or rather, cut like in the nozzles, as well as the installation shank inside the pipe. The pipe and installation shank enter the descent assembly and are clamped by a plumb in the descent assembly. Difficult and unreliable. In the present invention, there is an installation shank, but in the form of a hollow cylinder, in which a groove in the form of a dovetail is made, which makes it easy to orient the location of the “zero point” of reference when determining the angle of rotation of the body of the deflector wedge, simply fasten the deflector wedge to the support node by landing on the longitudinal protrusion of the installation shank (due to the shape of the groove in the shank), and the spring elements on the surface of the shank provide a smooth entry of the deflector wedge into the support node and serve with Props, not allowing to rotate the whipstock during operation;
- хвостовик установочный с корпусом клина-отклонителя соединены резбой, выполненной под заданным углом, что повышает значительно, по сравнению с нипельной системой в прототипе, точность фиксирования клина-отклонителя в скважине и ориентации его при установке в устройство;- the installation shank with the body of the diverter wedge is connected by a thread made at a given angle, which significantly increases, compared with the nipple system in the prototype, the accuracy of fixing the diverter wedge in the well and its orientation when installed in the device;
- в отличие от прототипа устройство предлагаемого изобретения разборно - клин-отклонитель и узел спуска извлекаемы из скважины после бурения и вновь устанавливаемы для последующих работ.- in contrast to the prototype, the device of the present invention is collapsible - the wedge-diverter and the descent unit are removed from the well after drilling and re-installed for subsequent work.
Известно применение поршней и выдвигающихся элементов, размещенных в пазах, выполненных в горизонтальной плоскости корпуса узла опоры [5]. В известном устройстве узел опоры, включающий корпус с распорными элементами - поршни с плунжерными упорами, использован по иному назначению, а именно - ориентатора направления работы долота для вписываемости устройства в искривленный ствол ранее пробуренной скважины. Узел опоры не закрепляется в стенке скважины. Башмаки, составная часть плунжерных упоров, имея рифленую поверхность, должны минимально соприкасаться со стенками скважины. Поршни расположены отдельно от выдвижных элементов в узле компенсации хода плунжерных упоров. В устройстве невозможно использовать клин-отклонитель и использовать его для бурения основного ствола скважины.It is known the use of pistons and retractable elements placed in grooves made in the horizontal plane of the body of the support assembly [5]. In the known device, the support assembly, comprising a housing with spacers - pistons with plunger stops, is used for a different purpose, namely, an orienting direction of the bit's operation for fitting the device into the curved shaft of a previously drilled well. The support assembly is not fixed in the wall of the well. The shoes, an integral part of the plunger stops, having a corrugated surface, should be in minimal contact with the walls of the well. Pistons are located separately from the sliding elements in the node compensation stroke plunger stops. It is impossible to use a wedge deflector in the device and use it for drilling the main wellbore.
Известно устройство [6] для вырезания окна в эксплуатационной колонне, в котором в качестве распорного элемента используют плашки цилиндрической формы с торцом, контактирующим с стенкой обсадной колонны, в виде конуса. Но известный распорный элемент в сочетании с другими элементами: корпусом узла опоры, толкателем и штоком под толкателем, способен только осуществить “контакт” и “внедрение” в стенки обсадной колонны путем выполнения несквозного отверстия в стенке. Такое “внедрение” не может обеспечить надежного крепления, плашки испытывают огромное напряжение в точке контакта со стенкой обсадной колонны, а цилиндрическая часть - в месте закрепления с конусной поверхностью толкателя. В результате распорный элемент должен сработать под большим весом верхней компановки устройства как срезной элемент. В известном устройстве клин-отклонитель жестко закреплен с узлом опоры резьбой и неизвлекаем из скважины и неотделим от узла опоры (от якоря). К тому же пружина, закрепленная на конусной поверхности толкателя и под конусной поверхностью плашки - распорного элемента, удерживает плашку до установки на забой устройства и продолжает удерживать в процессе выдвижения из паза, находящегося в корпусе якоря, упираясь в стенку обсадной колонны при внедрении конуса плашки, ослабляя связь плашки со стенкой. Конус плашки внедряясь в стенку обсадной колонны образует на ее поверхности в месте контакта за счет пластической деформации этого участка “седло” для конуса с большим зазором между элементами внедрения, что не способствует надежному закреплению якоря в стенке обсадной колонны и, следовательно, всего устройства в целом. Известная конструкция распорного элемента не гарантирует установку клина-отклонителя без проворачивания его в скважине в процессе спуска и работы режущего инструмента. Устройство расчитано на посадку на забой без перекоса только при наличии идеально ровной поверхности забоя, что трудно осуществить. В противном случае шток установится с отклонением от посадочной оси, что приведет к перекосу и корпуса якоря, а следовательно, к неспособности распорных элементов внедриться в стенку обсадной колонны. Плашка внедряется в стенку обсадной колонны только конической частью, что приведет к сосредоточению усилий на остриё конуса и продолжению пластической деформации стенки под нагрузкой устройства в процессе работы гидравлической системы и режущего инструмента. Такое перераспределение напряжений приведет к смещению узла опоры, провороту клина-отклонителя. Предлагаемое устройство не известно из предшествующего уровня техники и, следовательно, данная задача изобретения, данное техническое решение отвечает критериям изобретения - “новизна”, “технического решения” и “промышленная применимость”. Промышленная применимость проверена экспериментально, испытано устройство при зарезке второго ствола обсаженных буровых скважин в г.Перми. Предлагается внедрение в Перми и других городах России.A device [6] is known for cutting a window in a production casing, in which cylindrical dies with an end contacting the casing wall in the form of a cone are used as a spacer element. But the well-known spacer element in combination with other elements: the body of the support assembly, the pusher and the rod under the pusher, is only able to make “contact” and “penetration” into the walls of the casing by making a through hole in the wall. Such an “introduction” cannot provide reliable fastening, the dies experience tremendous stress at the point of contact with the casing wall, and the cylindrical part - at the point of attachment to the conical surface of the pusher. As a result, the spacer element should work under the large weight of the upper arrangement of the device as a shear element. In the known device, the wedge-deflector is rigidly fixed to the support unit by a thread and cannot be removed from the well and is inseparable from the support unit (from the anchor). In addition, a spring mounted on the conical surface of the pusher and under the conical surface of the ram - spacer element holds the ram until it is installed on the bottom of the device and continues to hold it in the process of extension from the groove located in the anchor body, abutting against the wall of the casing when the ram cone is inserted, loosening the bond of the plate to the wall. The cone of the die penetrating into the wall of the casing forms on its surface in the place of contact due to plastic deformation of this section a “saddle” for the cone with a large gap between the elements of penetration, which does not contribute to the reliable fixing of the anchor in the wall of the casing and, therefore, the whole device . The known design of the spacer element does not guarantee the installation of a deflector wedge without turning it in the well during the descent and operation of the cutting tool. The device is designed for landing on the face without skew only in the presence of a perfectly flat surface of the face, which is difficult to implement. Otherwise, the rod will be installed with a deviation from the landing axis, which will lead to a distortion of the anchor body and, consequently, to the inability of the spacer elements to penetrate the casing wall. The die is introduced into the wall of the casing only by the conical part, which will lead to a concentration of efforts on the tip of the cone and to continued plastic deformation of the wall under the load of the device during operation of the hydraulic system and the cutting tool. Such a redistribution of stresses will lead to the displacement of the support node, the rotation of the deflector wedge. The proposed device is not known from the prior art and, therefore, this objective of the invention, this technical solution meets the criteria of the invention - “novelty”, “technical solution” and “industrial applicability”. Industrial applicability was tested experimentally, a device was tested when kicking a second cased hole in Perm. Implementation in Perm and other cities of Russia is proposed.
На фиг.1 показано устройство для установки клина-отклонителя в стволе скважины, в разрезе; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - сборный распорный элемент, в разрезе; на фиг.4 - схема закрепления узла опоры в обсадной колонне, на фиг.5 - клин-отклонитель с установочным хвостовиком, в разрезе, на фиг.6 - схема установки клина-отклонителя в устройстве, в разрезе.Figure 1 shows a device for installing a whipstock in the wellbore, in section; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 - prefabricated spacer element, in section; figure 4 is a diagram of the fixing node of the support in the casing, figure 5 is a wedge diverter with the installation shank, in a section, figure 6 is a diagram of the installation of the wedge diverter in the device, in a section.
Устройство для установки клина-отклонителя в стволе скважины состоит из узла опоры, узла спуска, сборного распорного элемента и используемого клина-отклонителя. Узел опоры состоит из корпуса 1 (фиг.1), выполненного в виде сегментов 2 (фиг.2), сборный распорный элемент состоит из поршня 3 и выдвижной части типа болта с широкой частью 4 прямоугольной формы и узкой частью 5, имеющий в торце форму конуса 6 (фиг.3). На боковой узкой части 5 имеются насечки 7, выполненные перпендикулярно оси перемещения распорного элемента рядами. Насечки 7 имеют форму прямоугольного треугольника, вершина которого направлена в сторону широкой части 4 (фиг.3). Корпус узла опоры 1 выполнен в виде полого цилиндра (фиг.4). На внутренней поверхности корпуса 1 выполнен продольный выступ 8 (фиг.1). Узел спуска имеет полый в виде цилиндра корпус 9 с квадратной внутренней поверхностью. Верхняя и нижняя части корпуса 9 узла спуска на внутренней поверхности выполнены в виде усеченных конусов 10 и 11 соответственно. В верхней части корпуса 10 размещен переводник 12, а в нижней 11 - подпятник 13. На внешней поверхности корпуса 9 узла спуска выполнен продольный паз 14, соответствующий продольному выступу 8 на корпусе 1 узла опоры. Распорный элемент выполнен сборным и установлен в сквозных пазах 15 корпуса 1 и 16 - корпуса 9, расположенных на одной оси (фиг.1, 2). Используемый в устройстве клин-отклонитель имеет корпус 17, который в нижней части имеет установочный хвостовик 18, выполненный в виде цилиндра с пазом 19, в форме ″ласточкина хвоста″ (фиг.5). Клин-отклонитель соединен с хвостовиком 18, резьбой 20, выполненной на верхней части хвостовика под углом, определяемым какA device for installing a diverter wedge in a wellbore consists of a support unit, a descent unit, a prefabricated spacer element and a used diverter wedge. The support assembly consists of a housing 1 (Fig. 1) made in the form of segments 2 (Fig. 2), a pre-assembled spacer element consists of a
l - длина корпуса клина-отклонителя, мм,l is the length of the body of the wedge-deflector, mm,
угол обеспечивает заданную ориентацию и точность фиксации клина в обсадной колонне 21. На поверхности хвостовика имеются пружинные элементы 22 (фиг.5).the angle provides a given orientation and accuracy of fixation of the wedge in the
Устройство работает следующим образом. Компоновку из узла опоры, корпус 1 которого с внешней стороны скреплен зажимом из пружинной стали (не показано) и узла спуска (фиг.1), опускают в скважину на бурильных трубах (не показаны) до заданного уровня. Подают под напором жидкость через переводник 12 в корпус узла спуска 9. Жидкость за счет имеющегося в корпусе 9 подпятника 13 оказывается в замкнутом пространстве. Создается избыточное давление, которое действует на распорные элементы (фиг.1, 2, 3), размещенные в сквозных пазах 15 и 16 (фиг.2). Жидкость давит на поршень 3, поршень давит на выдвижную часть, состоящую из широкой прямоугольной части 4 и узкой - 5, имеющей коническую форму 6 в торце (фиг.3). Выдвижная часть распорного элемента пластически деформирует стенку обсадной колонны 21 в месте контакта, продавливает металл и конической частью 6 и боковой поверхностью с насечками 7 прорезает стенку. Широкая часть 4 прямоугольной формы служит ограничителем перемещения распорного элемента. За счет насечек 7 в виде прямоугольных треугольников и их направления в сторону широкой части 4 выдвижная узкая часть 5 плотно и прочно закрепляется в стенке обсадной колонны 21 (фиг.4) и закрепляет надежно корпус узла опоры 1 (фиг.4). Прекращается подача жидкости, происходит сброс давления в корпус 9 узла спуска. Узел спуска поднимают на поверхность, закрепив предварительно переводник 12 на колонне бурильных труб (не показано). После освобождения узла опоры от узла спуска размещают ориентирующее устройство в скважине, определяя местонахождение продольного выступа 8, имеющегося на внутренней поверхности корпуса 1 узла опоры. Перед спуском в скважину клин-отклонитель ориентируют по азимуту. Для этого ориентируют корпус 17 клина-отклонителя относительно хвостовика 18, т.е. местонахождение паза 19 в форме "ласточкина хвоста" на заданный угол резьбовым соединением 20. Фиксируют заданную ориентацию клина-отклонителя жестким закреплением резьбового соединения (например, сваркой). Затем в скважину спускают клин-отклонитель (корпус 17 с хвостовиком 18). Хвостовик 18 клина-отклонителя устанавливается в корпусе 1 узла опоры за счет захода его на выступ 8 вдоль продольного паза 19 с расширенной части "ласточкина хвоста" в узкую часть до упора. Форма паза 9 и наличие пружинных элементов 22 на внешней поверхности хвостовика надежно закрепляют клин-отклонитель в корпусе 1 узла опоры и не допускают незапланированного проворота корпуса клина-отклонителя относительно узла опоры или “нулевой отметки”, установленной ориентирующим устройством (т.е. местонахождения выступа 8 в корпусе 1). За счет выполнения резьбы 20 под углом (фиг.6) дополнительно обеспечивается точность фиксации клина-отклонителя и заданную ориентацию в обсадной колонне 21 или скважине (не показано). Корпуса узла опоры и узла спуска выполнены из стали повышенной прочности. Клин-отклонитель выполнен из стали повышенной прочности. Хвостовик выполнен из трубы повышенной прочности. Распорный элемент может быть выполнен из твердосплавного материала типа ВК-8, ВК-6 или закаленной быстрорежущей стали типа Р18.The device operates as follows. The assembly of the support assembly, the
После окончания работ клин-отклонитель поднимают на поверхность из скважины и он вновь готов к повторной эксплуатации. После установки устройства в скважине узел спуска также поднимают из скважины, используя его повторно и многократно в той или иной скважине, т.е. предлагаемое устройство многократного пользования. В скважине остается полый корпус узла опоры с распорным элементом, не мешающие использовать освобожденный ствол скважины для других работ.After the work is completed, the wedge-diverter is raised to the surface from the well and it is ready for re-use again. After installing the device in the well, the descent unit is also lifted from the well, using it repeatedly and repeatedly in a particular well, i.e. the proposed device is reusable. The hollow body of the support assembly with a spacer element remains in the well, which does not interfere with the use of the freed wellbore for other operations.
Использование изобретения имеет следующие преимущества:The use of the invention has the following advantages:
- устройство значительно проще конструктивно и, следовательно, дешевле в исполнении, менее металлоемко, проще в сборе и технологичней в эксплуатации;- the device is much simpler structurally and, therefore, cheaper to perform, less metal-intensive, easier to assemble and more technologically advanced in operation;
- устройство надежнее в эксплуатации, т.к. позволяет распорным элементом образовывать сквозные отверстия в стенке обсадной колонны и гарантировать высокую прочность сцепления и закрепления узла-опоры в скважине;- the device is more reliable in operation, because allows the spacer to form through holes in the casing wall and guarantee high adhesion and fastening of the support node in the well;
- устройство обеспечивает более точную фиксацию и ориентацию клина-отклонителя в скважине за счет наличия выступа и паза на корпусах узла опоры и спуска и на установочном хвостовике клина-отклонителя, а также выполнения резьбового соединения под углом;- the device provides more accurate fixation and orientation of the deflecting wedge in the well due to the presence of a protrusion and a groove on the bodies of the support and lowering assembly and on the installation shank of the deflecting wedge, as well as making a threaded connection at an angle;
- устройство многоразового использования за счет того, что и корпус узла спуска и клин-отклонитель могут быть подняты из скважины путем зацепления их за верхнюю часть и перемещения вдоль выступа в корпусе узла опоры;- reusable device due to the fact that both the body of the launching unit and the wedge-deflector can be lifted from the well by engaging them in the upper part and moving along the protrusion in the body of the support unit;
- узел опоры, освобождаясь от узла спуска, а затем клина-отклонителя, может быть использован по самым разным направлениям - корпус выполнен полым, поэтому он не препятствует забуриванию новых стволов из этой уже пробуренной скважины, заполнению пустого пространства растворами, обеспечивает возможность освоения этого участка скважины под строительство различных объектов, в т.ч. жилых помещений;- the support unit, being released from the descent unit, and then the deflector wedge, can be used in a variety of directions - the body is hollow, so it does not prevent the drilling of new shafts from this already drilled well, filling the empty space with solutions, provides the opportunity to develop this section wells for the construction of various facilities, including residential premises;
- узлы устройства просты в исполнении и долговечны в применении, а устройство в целом удобно для ремонтных работ.- the nodes of the device are simple in execution and durable in use, and the device as a whole is convenient for repair work.
Источники информацииSources of information
1. А.С. № 180540, МКИ Е 21 В 7/06, от 20.07.64 г. (аналог).1. A.S. No. 180540, MKI E 21
2. А.С. № 148767, МКИ Е 21 В 7/08, от 23.01.61 г. (аналог).2. A.S. No. 148767, MKI E 21
3. А.С. № 878894, МКИ Е 21 В 7/08, от 05.03.79 г. (аналог).3. A.S. No. 878894, MKI E 21
4. А.С. № 138546, МКИ Е 21 В 7/08, от 12.04.60 г. (прототип).4. A.S. No. 138546, MKI E 21
5. А.С. № 1184917, МКИ Е 21 В 7/08, от 26.04.84 г. (аналог).5. A.S. No. 1184917, MKI E 21
6. Патент № 2180388, МКИ Е 21 В 7/08, от 22.10.99 г. (аналог).6. Patent No. 2180388, MKI E 21
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002133792/03A RU2231608C1 (en) | 2002-12-15 | 2002-12-15 | Device for mounting of deflector wedge in well shaft |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002133792/03A RU2231608C1 (en) | 2002-12-15 | 2002-12-15 | Device for mounting of deflector wedge in well shaft |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002133792A RU2002133792A (en) | 2004-06-10 |
| RU2231608C1 true RU2231608C1 (en) | 2004-06-27 |
Family
ID=32846556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002133792/03A RU2231608C1 (en) | 2002-12-15 | 2002-12-15 | Device for mounting of deflector wedge in well shaft |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2231608C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109024248A (en) * | 2018-08-10 | 2018-12-18 | 苏交科集团股份有限公司 | Automatic embedded type segment prefabricated pier column structure and connecting method |
| RU195785U1 (en) * | 2019-09-25 | 2020-02-05 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ") | WEDGE-RELIEF FOR CUTTING A SIDE BORE IN A PLUGED WELL |
| CN114458186A (en) * | 2021-11-04 | 2022-05-10 | 中国海洋石油集团有限公司 | Casing hanger longitudinal compensation annular pressure management nipple and use method thereof |
-
2002
- 2002-12-15 RU RU2002133792/03A patent/RU2231608C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109024248A (en) * | 2018-08-10 | 2018-12-18 | 苏交科集团股份有限公司 | Automatic embedded type segment prefabricated pier column structure and connecting method |
| RU195785U1 (en) * | 2019-09-25 | 2020-02-05 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ") | WEDGE-RELIEF FOR CUTTING A SIDE BORE IN A PLUGED WELL |
| CN114458186A (en) * | 2021-11-04 | 2022-05-10 | 中国海洋石油集团有限公司 | Casing hanger longitudinal compensation annular pressure management nipple and use method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101109276B (en) | Rock bolt | |
| US3695045A (en) | Rock bolts | |
| RU2484231C1 (en) | Diverting wedge for spudding of offshoots from well | |
| US3837258A (en) | Rock bolts | |
| US20070269274A1 (en) | Rock Bolt | |
| EP0252528A2 (en) | Improved drilling method and apparatus | |
| EP0695390B1 (en) | Drilling kick-off device | |
| CN100356035C (en) | Method and device for drilling a hole and for securing an anchorage in a bore hole | |
| US20040079535A1 (en) | Telescoping centralizers for expandable tubulars | |
| RU2231608C1 (en) | Device for mounting of deflector wedge in well shaft | |
| US20140301791A1 (en) | Telescopic Foundation Screw Pile with Continuously Tapered Pile Body | |
| CN112963188A (en) | Assembly type precession grouting anchor rod structure and using method thereof | |
| US2872226A (en) | Stop collar for a well pipe | |
| AU2021105904A4 (en) | Self-drilling rock bolt | |
| US11988094B2 (en) | Drilling assembly for inserting a rock bolt | |
| RU135698U1 (en) | WEDGE DIVERS | |
| AU2008235258A1 (en) | Extendable member | |
| CN111810207B (en) | Drilling and anchoring integrated anchoring device and method | |
| RU2510448C1 (en) | Installation and attachment method of wedge-shaped diverter in horizontal wells, and borehole hydromechanical pusher for its implementation | |
| RU2472913C1 (en) | Deflecting device for drilling of branch holes | |
| RU2148697C1 (en) | Wedge-type whipstock | |
| CN220469964U (en) | Anchor rod is consolidated in tunnel construction | |
| CN215486106U (en) | Prestressed anchor rod shears | |
| RU2695911C1 (en) | Method for construction of multi-barrel well and guide device for installation of casing string in its additional shaft | |
| SU1089224A1 (en) | Deflector |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HE4A | Notice of change of address of a patent owner | ||
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20110908 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171216 |