RU2612166C1 - Расширитель - Google Patents

Расширитель Download PDF

Info

Publication number
RU2612166C1
RU2612166C1 RU2015148318A RU2015148318A RU2612166C1 RU 2612166 C1 RU2612166 C1 RU 2612166C1 RU 2015148318 A RU2015148318 A RU 2015148318A RU 2015148318 A RU2015148318 A RU 2015148318A RU 2612166 C1 RU2612166 C1 RU 2612166C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blades
housing
grooves
casing
rod
Prior art date
Application number
RU2015148318A
Other languages
English (en)
Inventor
Алексей Владимирович Боднарчук
Дмитрий Николаевич Граб
Виктор Алексеевич Машков
Дмитрий Валерьевич Гришин
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "ПРОММАШСЕРВИС"
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 Закрытое акционерное общество "ПРОММАШСЕРВИС" filed Critical Закрытое акционерное общество "ПРОММАШСЕРВИС"
Priority to RU2015148318A priority Critical patent/RU2612166C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2612166C1 publication Critical patent/RU2612166C1/ru

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/28Enlarging drilled holes, e.g. by counterboring
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00Drill bits
    • E21B10/26Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для расширения ствола скважины под башмаком обсадной колонны. Расширитель состоит из корпуса со сквозными пазами, в которых на осях размещены лопасти, армированные твердым сплавом, подпружиненного поршня с центральным штоком и разжимным конусом на конце, входящим во взаимодействием с лопастями, снабжен кожухом с продольными окнами, выполненными симметрично сквозным пазам корпуса, и связан с ним резьбой, конусная поверхность снабжена кольцевым выступом, обращенным к кольцевой проточке в теле корпуса, и продольными пазами на конусной поверхности, выполненными симметрично продольным окнам кожуха. Положение конусной поверхности зафиксировано стопором, связанным с центральным штоком. Лопасти выполнены с выступом и установлены с возможностью его торцевого контакта с конусной поверхностью в продольных пазах и кожухом в крайнем положении лопастей. Обеспечивается повышение надежности работы устройства. 3 ил.

Description

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для расширения ствола скважины под башмаком обсадной колонны.
Известно устройство для расширения скважин (см. авторское свидетельство №1514898, М.кл. Ε21B 7/28, опубликовано 15.10.1989 г. Бюллетень №38).
Устройство состоит из корпуса с двумя расширителями (лопастями), размещенными напротив друг от друга и связанными с корпусом пальцами, с возможностью выдвижения в радиальном направлении при взаимодействии с ними подпружиненного бойка, служащего для передачи энергии удара на лопасти расширителя. Каждый расширитель состоит из гильзы, внутри которой находится стержень, установленный с возможностью аксиального движения внутри гильзы. В зазоре между стержнем и гильзой размещена пружина сжатия. Стержни на конце содержат породоразрушающий инструмент в виде шарошки.
Устройство опускают в предварительно пробуренную скважину на расчетную глубину, с передачей вращения корпусу.
К недостаткам конструкции можно отнести:
- неизвестно, из конструкции и описания, каким образом происходит расширение в радиальном направлении породоразрушающего инструмента, с сохранением этого положения при внедрении в горную породу;
- нет условий для подачи промывочного агента к породоразрушающему инструменту, чтобы обеспечить вынос выбуренной породы;
- возврат лопастей в исходное положение может происходить только за счет взаимодействия их с породой, при натяжении устройства.
Известен механический скважинный расширитель, защищенный патентом №2152503, М.кл. Ε21B 7/28, опубликованным 10.07.2000 г.
Конструкция устройства состоит из корпуса, с шарнирно закрепленными в нем рабочими органами, подвижного клина-штока на конце штока, имеющего параллельные грани, установленного с возможностью осевого перемещения вверх и снабженного опорой на нижнем конце.
Опора связана с корпусом клина-штока присоединительным устройством в форме незамкнутой скобы с накидной втулкой, с возможностью свободного вращения клина-штока вместе с корпусом вокруг предельной оси, а рабочие органы выполнены в виде подпружиненных и снабжены направляющими роликами.
Работа устройства.
На бурильной колонне труб устройство вводится в скважину, с опорой на забой пятой опорного устройства.
Осуществляют вращение бурильной колонны, с созданием осевой нагрузки, под действием которой корпус с лопастями опускается вдоль клина-штока. При этом ролики накатываются на клиновую часть клина-штока, с выводом лопастей в рабочее положение. Дальше ролики выкатываются по граням клина-штока, с фиксацией лопастей в рабочем положении. Это положение сохраняется в течение всего времени расширения.
При дальнейшем движении корпуса вдоль клина-штока с вращением лопастей разбуривают полость заданного диаметра и длины, которая определяется длиной клина-штока. Опорное устройство при этом не вращается.
После расширения устройства натяжением бурильной колонны труб поднимают корпус, пока ролики, перекатываясь по параллельным граням клина-штока, не попадут на его клиновую часть, что приводит к возврату лопастей в исходное положение, в том числе и усилием возвратной пружины. Клин-шток остается в нижнем положении до момента, пока корпус не достигнет пальца, с подъемом всего устройства.
Известна конструкция скважинного расширителя (см. авторское свидетельство №1808957, М.кл. E21B 7/28. "Скважинный расширитель", опубликовано 15.04.1993 г. Бюллетень №14).
Конструкция расширителя включает полый корпус, с боковыми пазами для установки лопастей полого штока со шлицевым соединением для связи с корпусом.
Корпус имеет два промывочных канала, выходящих в зону работы породоразрушающих лопастей. В корпусе расширителя выполнена резьба под переходник. В корпусе размещен подпружиненный полый поршень, связанный с полым штоком, который снабжен зубчатыми рейками, кинематически связанными с зубьями на породоразрушающих лопастях. На нижнем конце полого штока размещено долото, и оно снабжено ограничительным кольцом.
Работа расширителя.
Расширитель на бурильной колонне труб вводится в скважины, с выходом за пределы башмака обсадной колонны, с опорой на забой долотом. Затем включается промывка, с подачей рабочей жидкости в надпоршневое пространство.
Бурильной колонне сообщают крутящий момент и через взаимодействие зубцов породоразрушающего элемента с зубьями реек разводят последние в радиальном направлении с внедрением в горную породу стенки скважины.
При полном раскрытии лопастей открываются приемные части промывочных отверстий, с перераспределением потока рабочей жидкости. В связи с этим происходит снижение давления на устье скважины, что служит сигналом о проведении лопастей в раскрытое положение.
После окончания расширения ствола скважины прекращают подачу под давлением рабочей жидкости.
Под действием пружины полый шток с полым поршнем и механизмом привода рабочих лопастей возвращаются в исходное положение. Расширитель ставят на забой, с опорой корпусом на упорное кольцо.
Недостатки:
- необходимость опоры устройства на забой скважины;
- нет условий для подачи промывочной жидкости к лопастям, чтобы обеспечить удаление шлама, поскольку существует вероятность забивания им устройства, с прихватом клина-штока;
- отсутствует контроль над крутящим моментом и радиальной силой со стороны горной породы, воспринимаемой осью;
- недостаточно большой радиус расширения горной выработки, за счет конструктивных особенностей и ограничений, накладываемых диаметральными размерами скважины.
Известна конструкция лопастного расширителя (см. авторское свидетельство №781312, М.кл. E21B 10/00, опубликовано 23.11.1980 г., принятое за прототип).
Расширитель состоит из полого корпуса, в сквозных пазах которого размещены лопасти, армированные твердым сплавом. Лопасти закреплены на штоке шарнирными осями, размещенными в продольных пазах, выполненными в выступах штока. В теле лопастей размещены пружины, которые через толкатель отжимают лопасти в крайнее положение от штока. К корпусу снизу присоединен переводник. В верхней части штока расположен поршень. Лопасти выполнены со скосами, а в корпусе выполнены уступы. Шток и корпус снабжены конусными поверхностями.
Работа расширителя.
При подаче под давлением рабочей жидкости шток с поршнем движется вверх, взаимодействуя с лопастями, которые, скользя гранями по уступам корпуса с выходом в радиальном направлении, расклиниваются по конусным поверхностям на штоке и на корпусе. По мере износа опорных конусных поверхностей и под действием осевого усилия, со стороны поршня, происходит восстановление зазора, что обеспечивает жесткое закрепление лопастей в рабочем положении, что обеспечивает стойкость лопастей и сопряженных деталей. Тем самым увеличивается межремонтный период работы устройства.
К недостаткам конструкции следует отнести:
- малый радиус расширения ствола скважины;
- сложность конструкции и монтажа лопастей в пазах корпуса;
- сложность соизмерения размеров всех лопастей, с размерами сопрягаемых поверхностей корпуса и штока.
Технический результат, который может быть получен при реализации предлагаемого изобретения, заключается в следующем:
- возможность расширения ствола скважины в открытом продуктивном пласте;
- возможность фиксации лопастей расширителя в окнах корпуса при максимальном раскрытии в продольных пазах конусной поверхности.
Технический результат достигается тем, что расширитель состоит из корпуса, переводника, поршня с полым штоком в осевом канале. Корпус снабжен сквозными пазами, в которых на осях размещены лопасти, армированные твердым сплавом, установленные с возможностью взаимодействия с конусной поверхностью на нижнем конце центрального штока.
Устройство дополнительно снабжено кожухом с продольными окнами, выполненными симметрично сквозным пазом корпуса, и связанным с ним резьбой, конусная поверхность снабжена конусным выступом, обращенным к кольцевой проточке в теле корпуса.
Конусная поверхность снабжена продольными пазами, выполненными симметрично продольным окнам кожуха. Положение конусной поверхности относительно сквозных пазов корпуса зафиксировано стопором, связанным с центральным штоком, а лопасти установлены в сквозных пазах корпуса с возможностью скользящего торцового контакта с конусной поверхностью в ее продольных пазах.
Конструкция расширителя поясняется чертежами, где:
- на фиг. 1 - расширитель в разрезе в исходном, транспортном положении деталей;
- фиг. 2 - конструкция расширителя, в разрезе, при максимальном вылете лопастей;
- на фиг. 3 - конструкция в разрезе разжимного элемента с конусной поверхностью.
Расширитель состоит из корпуса 1, связанного с переводником 2 верхним концом. Переводник 2 через ниппель 3 связан с бурильной колонной труб.
В осевом канале переводника 2 размещен поршень 4, связанный с полым штоком 5, пропущенным в осевой канал ниппеля 3. Между полым штоком 5 и переводником 2 выполнена кольцевая камера 6, в которой установлен поршень 4, полость над которым связана через радиальное отверстие 7 с полостью скважины.
Внутри кольцевой камеры 6 размещена пружина 8, поджимающая поршень 4 к торцу корпуса 1.
Поршень 4 нижним концом связан с центральным штоком 9, пропущенным в осевой канал корпуса 1, в теле которого выполнены сквозные пазы 10, в которых на осях 11 размещаются лопасти 12, с охватом центрального штока 9, на нижнем конце которого установлен разжимной элемент 13, с конусной поверхностью 14, обращенной в сторону лопастей 12, входящих в продольные пазы 15 на конусной поверхности 14. На верхнем конце разжимного элемента 13 выполнен кольцевой выступ 16, соизмеримый по размерам с кольцевой проточкой 17 в теле корпуса 1. На нижнем конце центрального штока 9 установлен стопор 18 для разжимного элемента 13.
На внешней стороне корпуса 1 установлен кожух 19 с продольными окнами 20, расположенными симметрично сквозным пазам 10 корпуса 1. На нижнем конце кожуха 19 размещена полумуфта 21.
В теле центрального штока 9 выполнено циркуляционное отверстие 22, для связи его осевого канала 23 с полостью кольцевой камеры 6 под поршнем 4. В стопоре 18 выполнен дроссельный канал 24. Форма лопасти 12 выполнена переменного сечения, с возможностью постоянного скользящего элемента 13 по продольному пазу 15 выступом 25. При максимальном раскрытии лопастей 12 точка контакта выступа 25, с разжимным элементом 13 смещена в радиальном направлении к кожуху 19.
Работа устройства.
На бурильной колонне труб, к нижнему концу которой через ниппель 3 подсоединяется устройство, и происходит спуск в скважину, с размещением в интервале продуктивного пласта.
Осуществляют подачу под давлением рабочей жидкости в бурильную колонну труб и далее внутрь устройства.
Через циркуляционное отверстие 22 рабочая жидкость подается в кольцевую камеру 6 под поршнем 4, что приводит к его перемещению вверх, совместно с центральным штоком 9 и разжимным элементом 13. Лопасти 12 своими свободными концами перемещаются в продольных пазах 15 на конусной поверхности 14, с взаимодействием с ней выступом 25 поворотом на осях 11 и выходом из сквозных пазов 10 корпуса 1, до контакта с поверхностью горной породы в стволе скважины. Бурильной колонне сообщают вращение до момента полного вылета лопастей 12, с контактом внешней поверхностью с телом кожуха 19.
При полном вылете лопастей 12, не прекращая вращать бурильную колонну, осуществляют осевое нагружение расчетной нагрузкой. Наружная поверхность лопастей 12, входящая в контакт с горной породой, армирована твердым или алмазоподобным сплавом, что обеспечивает эффективное разрушение и расширение ствола скважины.
Расширение ствола скважины ведут по высоте расположения продуктивного пласта.
При раскрытии лопастей 12 происходит их контактное взаимодействие с конусной поверхностью 14 разжимного элемента 13 по продольным пазам 15 выступами 25. Полное раскрытие лопастей 12 синхронизировано с моментом входа кольцевого выступа 16 в кольцевую проточку 17 в теле корпуса 1, позволяет обеспечить устойчивое положение лопастей 12 в сквозных пазах 10, что приводит к снижению нагрузок на оси 11. Тем самым повышается надежность работы устройства.

Claims (1)

  1. Расширитель, состоящий из корпуса со сквозными пазами, в которых на осях размещены лопасти, армированные твердым сплавом, подпружиненного поршня с центральным штоком и разжимным конусом на конце, входящим во взаимодействие с лопастями, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен кожухом с продольными окнами, выполненными симметрично сквозным пазам корпуса, и связан с ним резьбой, конусная поверхность снабжена кольцевым выступом, обращенным к кольцевой проточке в теле корпуса, и продольными пазами на конусной поверхности, выполненными симметрично продольным окнам кожуха, причем положение конусной поверхности зафиксировано стопором, связанным с центральным штоком, а лопасти выполнены с выступом и установлены с возможностью его торцового контакта с конусной поверхностью в продольных пазах и кожухом в крайнем положении лопастей.
RU2015148318A 2015-11-10 2015-11-10 Расширитель RU2612166C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015148318A RU2612166C1 (ru) 2015-11-10 2015-11-10 Расширитель

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015148318A RU2612166C1 (ru) 2015-11-10 2015-11-10 Расширитель

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2612166C1 true RU2612166C1 (ru) 2017-03-02

Family

ID=58459386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015148318A RU2612166C1 (ru) 2015-11-10 2015-11-10 Расширитель

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2612166C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2719880C1 (ru) * 2019-12-09 2020-04-23 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Расширитель для одновременного бурения и расширения на обсадной колонне
RU2751906C1 (ru) * 2021-01-26 2021-07-20 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина Расширитель для управляемого бурения и расширения на обсадной колонне
RU2796716C1 (ru) * 2022-09-13 2023-05-29 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Расширитель скважин

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU781312A1 (ru) * 1978-07-03 1980-11-23 Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Буровой Техники Лопастной расширитель
SU1745858A1 (ru) * 1990-01-08 1992-07-07 Проектно-Конструкторская Контора Проектно-Строительного Объединения "Востокбурвод" Расширитель
RU2152503C1 (ru) * 1998-12-30 2000-07-10 Тульское государственное научно-исследовательское геологическое предприятие Механический скважинный расширитель
RU2299303C2 (ru) * 2005-07-11 2007-05-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение" Раздвижной расширитель открытого ствола скважины
GB2475167A (en) * 2009-11-04 2011-05-11 Welltonic Ltd Under reamer
US8146682B2 (en) * 2007-04-04 2012-04-03 Weatherford/Lamb, Inc. Apparatus and methods of milling a restricted casing shoe
RU2542057C1 (ru) * 2014-02-21 2015-02-20 Геннадий Алексеевич Копылов Расширитель раздвижной однолопастной

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU781312A1 (ru) * 1978-07-03 1980-11-23 Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Буровой Техники Лопастной расширитель
SU1745858A1 (ru) * 1990-01-08 1992-07-07 Проектно-Конструкторская Контора Проектно-Строительного Объединения "Востокбурвод" Расширитель
RU2152503C1 (ru) * 1998-12-30 2000-07-10 Тульское государственное научно-исследовательское геологическое предприятие Механический скважинный расширитель
RU2299303C2 (ru) * 2005-07-11 2007-05-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение" Раздвижной расширитель открытого ствола скважины
US8146682B2 (en) * 2007-04-04 2012-04-03 Weatherford/Lamb, Inc. Apparatus and methods of milling a restricted casing shoe
GB2475167A (en) * 2009-11-04 2011-05-11 Welltonic Ltd Under reamer
RU2542057C1 (ru) * 2014-02-21 2015-02-20 Геннадий Алексеевич Копылов Расширитель раздвижной однолопастной

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2719880C1 (ru) * 2019-12-09 2020-04-23 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Расширитель для одновременного бурения и расширения на обсадной колонне
RU2751906C1 (ru) * 2021-01-26 2021-07-20 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина Расширитель для управляемого бурения и расширения на обсадной колонне
RU2796716C1 (ru) * 2022-09-13 2023-05-29 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Расширитель скважин

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3592940B1 (en) Downhole anchor mechanism
NO20121003A1 (no) Nedihullsverktoy samt fremgangsmate
RU2299303C2 (ru) Раздвижной расширитель открытого ствола скважины
RU2612166C1 (ru) Расширитель
RU2563470C1 (ru) Устройство якорное многоразового использования (три варианта)
RU154511U1 (ru) Пакер разбуриваемый с посадочным инструментом
RU182823U1 (ru) Пакерный модуль для автономной изоляции интервалов негерметичности в необсаженной скважине
RU2542057C1 (ru) Расширитель раздвижной однолопастной
RU2745147C1 (ru) Способ крепления потайной обсадной колонны ствола с вращением и цементированием зоны выше продуктивного пласта
RU2718666C1 (ru) Отклонитель для направленного бурения скважин с отбором керна на интервалах искусственного искривления
RU92083U1 (ru) Устройство для ремонта обсадной колонны
RU2387791C1 (ru) Центратор скважинного оборудования
RU2117747C1 (ru) Расширитель скважин
RU2445431C1 (ru) Расширитель скважин
RU2578135C1 (ru) Расширитель скважин
RU2738124C1 (ru) Расширитель для одновременного бурения и расширения ствола скважины
RU2336405C1 (ru) Устройство для закрепления извлекаемого бурового инструмента в обсадной колонне
RU2772031C1 (ru) Расширитель гидравлический скважинный
RU2483192C1 (ru) Разбуриваемый пакер
CN114215491A (zh) 一体式弃井套管切割打捞器
RU181505U1 (ru) Расширитель раздвижной
RU146413U1 (ru) Установка радиального вскрытия пласта
RU2663856C1 (ru) Соединительный узел бурового инструмента с обсадной колонной
RU2229582C1 (ru) Гидравлический раздвижной расширитель буровых скважин
RU203929U1 (ru) Скважинный расширитель раздвижной