RU2652404C1 - Устройство для извлечения клина-отклонителя из горизонтального участка многозабойной скважины - Google Patents
Устройство для извлечения клина-отклонителя из горизонтального участка многозабойной скважины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2652404C1 RU2652404C1 RU2017111381A RU2017111381A RU2652404C1 RU 2652404 C1 RU2652404 C1 RU 2652404C1 RU 2017111381 A RU2017111381 A RU 2017111381A RU 2017111381 A RU2017111381 A RU 2017111381A RU 2652404 C1 RU2652404 C1 RU 2652404C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hook
- wedge
- sample
- whipstock
- barrel
- Prior art date
Links
- 230000008719 thickening Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 5
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 4
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 17
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 8
- 230000009471 action Effects 0.000 description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 229910000639 Spring steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 239000007799 cork Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000009527 percussion Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B31/00—Fishing for or freeing objects in boreholes or wells
- E21B31/12—Grappling tools, e.g. tongs or grabs
- E21B31/18—Grappling tools, e.g. tongs or grabs gripping externally, e.g. overshot
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Marine Sciences & Fisheries (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области бурения и капитального ремонта скважин и может быть использовано при строительстве боковых стволов из горизонтальной части ранее пробуренных и обсаженных горизонтальных скважин. Устройство включает ствол с крюком под ответную выборку клина-отклонителя, соединенный с колонной труб. Крюк изготовлен в виде сужающего от ствола сегмента трубы, выполненного с возможностью взаимодействия при провороте колонны труб вокруг оси с выборкой клина-отклонителя, которая изготовлена в виде проточки на его тыльной стороне с осевыми размерами, превышающими размер крюка, и углами, соответствующими углам крюка. Ствол сверху оборудован утолщением диаметром, большим диаметра бокового ствола, и с возможностью взаимодействия с верхним торцом клина-отклонителя для совмещения крюка с выборкой клина-отклонителя. На внутренней поверхности крюка от ствола к вершине выполнена проточка. Ствол снабжен каналом с тангенциальным выходом, совмещенным с проточкой крюка для направления потока жидкости от ствола к вершине крюка, и гидровибратором, установленным выше утолщения. Выборка клина или крюк снабжены технологическим углублением и подпружиненным фиксатором под соответствующее технологическое углубление выборки клина или крюка, который выполнен с возможностью выхода из взаимодействия с углублением при перемещении крюка вниз относительно выборки. Верхний угол крюка относительно перпендикулярной плоскости устройства при вершине крюка выполнен равным 5-10°, а нижний угол - 20-50°. Повышается надежность, облегчается операция захвата клина-отклонителя и удерживания его, появляется возможность отсоединения устройства от клина-отклонителя. 8 ил.
Description
Изобретение относится к области бурения и капитального ремонта нефтяных и газовых скважин и может быть использовано при строительстве боковых стволов из горизонтальной части ранее пробуренных и обсаженных горизонтальных скважин с сохранением для эксплуатации основного ствола скважины с целью превращения их в многозабойные скважины.
Известно устройство для извлечения уипстока (Кресс Л.А., Миллер С.У. Использование съемного уипстока для бурения скважины с двумя горизонтальными стволами // Нефтегазовые технологии. -1994. - №1-2. - С. 12-15), включающее ловильный колокол и овершот.
Недостатками ловильного колокола являются:
- сложность получения надежного соединения колокола с уипстоком (клином-отклонителем), так как клин-отклонитель изготавливается с максимально возможным наружным диаметром для прохождения в основной ствол скважины и гарантированного сохранения направления траектории дополнительного ствола скважины, а для надежного захвата клина-отклонителя внутренний конусный диаметр колокола в заходной части должен превышать диаметр клина-отклонителя. Кроме того, плюс двойная толщина стенки увеличивает его наружный диаметр, и поэтому колокол не пройдет в основной ствол скважины, в свою очередь уменьшение внутреннего диаметра колокола приведет к невозможности захода в него клина-отклонителя и его захвата. Уменьшение толщины стенки направляющей воронки колокола приведет к ее смятию или разрушению в процессе захвата и навинчивания на «голову» клина, так как при завинчивании конусной резьбы на конусный клин в теле колокола возникают большие радиальные разрывающие силы;
- сложность отсоединения колокола от клина-отклонителя в случае, если его не удается извлечь из скважины, возникновение аварий и, как следствие, большие материальные и временные затраты на их ликвидацию и увеличение стоимости скважины.
Недостатком овершота является небольшая грузоподъемность, так как его корпус выполнен из тонкостенной трубы с подвижными плашками внутри, поэтому он не может захватывать прижатые к стенке скважины и засыпанные буровым шламом предметы и надежно удерживать их в процессе подъема из скважины.
Известно устройство для извлечения клина-отклонителя из скважины (патент RU №2421598, МПК 7 Е21В 31/20, опубл. Бюл. №30 от 20.06.2011 г.), включающее переводник, полый корпус с винтовым заостренным нижним торцом и ловильный механизм, расположенный внутри корпуса и выполненный в виде полого штока, соединенного жестко с муфтой и оснащенного радиальным каналом и наклонной поверхностью под желоб клина, снабженного технологическим отверстием для размещения нижней подвижной втулки, которая взаимодействует с технологическим отверстием - выборкой клина при его извлечении из скважины.
Недостатками данного устройства являются высокая вероятность аварийных ситуаций из-за недостаточной конструктивной прочности полого штока, который воспринимает основную осевую нагрузку по срыву клина-отклонителя с места закрепления и извлечения его из скважины. Наиболее ослабленным местом полого штока является радиальный канал, в котором установлена нижняя подвижная втулка. При создании осевой нагрузки на устройство для извлечения клина-отклонителя из скважины изгибающие силы вырвут нижнюю втулку из полого штока или произойдут ее заклинивание в радиальном канале полого штока и его разрушение. Другим недостатком этого устройства является невозможность принудительной очистки выборки в теле клина-отклонителя для захода нижней подвижной втулки устройства от уплотненного бурового шлама, особенно в горизонтальных скважинах, где буровой шлам вымывается не полностью, а отлагается на нижней стенке ствола в виде дюн, заполняя все неровности и утрамбовываясь под действием работающего бурового инструмента во всех выборках и нишах горизонтального ствола, в том числе и в выборке клина-отклонителя, выполненной для захода крюка устройства до достаточно плотного состояния, в которой буровой шлам не всегда удается размыть и удалить струей жидкости. У данного устройства конструктивно промывочное отверстие направлено в противоположную сторону от выборки клина-отклонителя и расположено выше его по оси скважины, и отсутствует устройство для механической очистки выборки от уплотненного бурового шлама. Вследствие этого струя жидкости, вытекающая из промывочного отверстия, в процессе захвата клина-отклонителя не попадает в выборку клина-отклонителя и не очищает ее. В связи с этим увеличиваются затраты времени на очистку верхней части клина-отклонителя от бурового шлама, захват и извлечение клина-отклонителя из скважины, что приводит к большим материальным затратам и увеличению стоимости строительства многозабойных скважин из ранее пробуренных и обсаженных горизонтальных скважин с сохранением для эксплуатации основного ствола скважины.
Наиболее близким по технической сущности решением является ловильный крюк (Кресс Л.А., Миллер С.У. Использование съемного уипстока для бурения скважины с двумя горизонтальными стволами // Нефтегазовые технологии. - 1994. - №1-2. - С. 12-15), включающий основной ствол с ловильным крюком и верхним соединением для колонны труб, бородка крючка которого входит с лицевой стороны клина уипстока (клина-отклонителя) в выборку, выполненную в виде сквозной прорези в его теле со стороны желоба, осуществляя тем самым его захват и извлечение из скважины.
Недостатками ловильного крюка являются:
- необходимость точного ориентирования ловильного крюка относительно выборки в теле клина-отклонителя как по глубине, так и по азимуту при помощи геофизических приборов, что требует вызова геофизической партии;
- вероятность неизвлечения клина-отклонителя из скважины, так как у ловильного крюка всего одна точка опоры, и при извлечении клин-отклонитель не прижимается к стволу устройства и может перекоситься, что приведет к его заклиниванию в муфтовых соединениях обсадной колонны и оставлению в скважине, особенно в скважинах со сложным профилем ствола;
- отсутствие конструктивных элементов для создания усилия для принудительного ввода крюка в выборку клина-отклонителя;
- отсутствие конструктивных элементов для промывки выборки, выполненной в виде сквозной прорези в теле клина-отклонителя со стороны желоба, от уплотненного бурового шлама, особенно в горизонтальных скважинах, что препятствует свободному вхождению бородки крючка устройства в выборку клина-отклонителя;
- отсутствие конструктивных элементов для принудительной механической очистки выборки в теле клина-отклонителя от уплотненного бурового шлама, особенно в горизонтальных скважинах, что препятствует свободному вхождению бородки крючка устройства в выборку клина-отклонителя;
- сложность отсоединения ловильного крюка от клина-отклонителя в случае, если он не извлекается из скважины;
- отсутствие устройства для фиксации клина-отклонителя с ловильным крюком, что может привести к самопроизвольному отсоединению клина-отклонителя при извлечении его из скважины, таким образом, велика вероятность возникновения аварийных ситуаций, которые приведут к большим незапланированным временным и материальным затратам и увеличению стоимости строительства многозабойных скважин из ранее пробуренных и обсаженных горизонтальных скважин.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание надежной конструкции устройства для извлечения клина-отклонителя из горизонтального участка многозабойной скважины после бурения бокового ствола, позволяющего исключить вызов геофизической партии для его ориентирования, облегчить операции захвата клина-отклонителя за счет промывки и механических вибраций и удерживания его в прижатом зафиксированном положении к корпусу устройства в процессе извлечения из скважины, максимально исключив случаи перекашивания клина-отклонителя и оставления в скважине, или его потери в процессе подъема на поверхность, произвести отсоединение устройства от клина-отклонителя, исключив необходимость производства аварийных работ по отсоединению устройства при невозможности извлечения клина-отклонителя из скважины, что в совокупности приведет к значительному сокращению средств и сроков при строительстве боковых стволов многозабойных скважин из ранее пробуренных и обсаженных горизонтальных скважин с сохранением для эксплуатации основного ствола скважины.
Техническая задача решается устройством для извлечения клина-отклонителя из горизонтального участка многозабойной скважины, включающим ствол с крюком под ответную выборку клина-отклонителя, соединенный с колонной труб.
Новым является то, что крюк изготовлен в виде сужающегося от ствола сегмента трубы, выполненного с возможностью взаимодействия при провороте колонны труб вокруг оси с выборкой клина-отклонителя, которая изготовлена в виде проточки на тыльной стороне клина-отклонителя с осевыми размерами, превышающими размер крюка, и углами, соответствующими углам крюка, а ствол сверху оборудован утолщением, выполненным диаметром, большим диаметра бокового ствола, и с возможностью взаимодействия с верхним торцом клина-отклонителя для совмещения крюка с выборкой клина-отклонителя, при этом на внутренней поверхности крюка от ствола к вершине крюка выполнена проточка, а ствол снабжен каналом с тангенциальным выходом, совмещенным с проточкой крюка для направления потока жидкости от ствола к вершине крюка, и гидровибратором, установленным выше утолщения, причем выборка клина или крюк снабжены технологическим углублением, а крюк или выборка клина - подпружиненным фиксатором под соответствующее технологическое углубление выборки клина или крюка, который выполнен с возможностью выхода из взаимодействия с углублением при перемещении крюка вниз относительно выборки, при этом верхний угол крюка относительно перпендикулярной плоскости устройства при вершине крюка выполнен равным 5-10°, а нижний угол - 20-50°.
На фиг. 1 показано устройство для извлечения клина-отклонителя из горизонтального участка многозабойной скважины, спущенное в интервал установки клина-отклонителя (продольный разрез).
На фиг. 2 показано поперечное сечение А-А фиг. 1.
На фиг. 3 показано поперечное сечение Б-Б фиг. 1.
На фиг. 4 показано устройство для извлечения клина-отклонителя с частичным продольным разрезом.
На фиг. 5 показано поперечное сечение В-В фиг. 4 при заходе крюка в выборку клина-отлонителя (клин-отклонитель показан условно) и закреплении его фиксатором.
На фиг. 6 показан процесс захвата клина-отклонителя за выборку крюком устройства при вращении колонны труб.
На фиг. 7 показано поперечное сечение Г-Г фиг. 6.
На фиг. 8 показан вид Д фиг. 6.
Устройство для извлечения клина-отклонителя из горизонтального участка многозабойной скважины (фиг. 1) включает ствол 1 с крюком 2 под ответную выборку 3 клина-отклонителя 4, соединенный с колонной труб 5. При этом крюк 2 (фиг. 4) изготовлен в виде сужающего от ствола 1 сегмента трубы, выполненного с возможностью взаимодействия при повороте колонны труб 5 (фиг. 6) вокруг оси с выборкой 3 клина-отклонителя 4. Для облегчения операции захвата клина-отклонителя 4 выборка 3 (фиг. 6 и 8) изготовлена в виде проточки на тыльной стороне клина-отклонителя 4 с осевыми размерами, превышающими размеры крюка 2, и углами, соответствующими углам α (фиг. 4) и β крюка 2. При этом верхний угол α крюка 2 относительно перпендикулярной плоскости устройства при вершине крюка 2 выполнен равным 5-10°, т.е. равным углу заклинивания, что предотвращает соскальзывание клина-отклонителя 4 (фиг. 5) с крюка 2 устройства при извлечении его из скважины. Нижний угол β (фиг. 4) крюка 2 относительно перпендикулярной плоскости устройства при вершине крюка 2 выполнен равным 20-50°, который обеспечивает минимальное сопротивление выходу крюка 2 из выборки 3 (фиг. 6) клина-отклонителя 4 и максимальную выталкивающую силу на крюк 2 при создании осевой нагрузки на устройство и гарантированное отсоединение устройства от клина-отклонителя 4 (фиг. 6 и 8) при перемещении крюка 2 вниз относительно клина-отклонителя 4. Ствол 1 устройства сверху оборудован утолщением 6 (фиг. 1, 4, 6), выполненным диаметром d1, большим диаметра d2 бокового ствола 7, и с возможностью взаимодействия с верхним торцом 8 клина-отклонителя 4 (фиг. 6) для совмещения крюка 2 с выборкой 3 клина-отклонителя 4.
Для очистки выборки 3 (фиг. 6) клина-отклонителя 4 от уплотненного бурового шлама и металлической стружки, которые образуются в процессе зарезки и бурения боковых стволов 7 из горизонтального участка обсадной колонны 9 основного ствола 10 и заполняют все выборки и ниши горизонтального участка основного ствола 10, в том числе и выборку 3 клина-отклонителя 4, выполненную для захода крюка 2 устройства, и уплотняются до достаточно плотного состояния под действием работы бурильного инструмента (не показано), на внутренней поверхности крюка 2 (фиг. 2, 5, 7) от ствола 1 к вершине крюка 2 выполнена проточка 11. Ствол 1 снабжен каналом 12 с тангенциальным выходом 13, совмещенным с проточкой 11 крюка 2 для направления струи жидкости от ствола 1 к вершине крюка 2, и гидровибратором 14 (фиг. 1 и 6), установленным выше утолщения 6 устройства.
Выборка 3 (фиг. 3 и 5) или крюк 2 (не показано на фиг. 3 и 5) снабжены технологическим углублением 15 соответственно под подпружиненный фиксатор 16 (фиг. 2, 5, 7) крюка 2 или выборки 3 (не показано на фиг. 2, 5, 7) соответственно, который выполнен с возможностью выхода из взаимодействия с углублением 15 при перемещении крюка 2 (фиг. 6 и 8) вниз относительно выборки 3. Конструкция фиксатора 16 (фиг. 5) может быть самой различной, что не меняет сущности изобретения, например, в виде взаимодействующих друг с другом фиксатора 16 и углубления 15 и т.п. В нашем случае фиксатор 16 выполнен в виде выступа определенной формы и закреплен на внутренней поверхности крюка 2, или выполнен за одно с крюком 2, или выполнен на поверхности выборки 3 (не показано на фиг. 5) соответственно. Углубление 15 (фиг. 8), имеющее размеры больше, чем выступ 16 (фиг. 5), для гарантированного срабатывания фиксатора 16 в скважинных условиях выполнено или на поверхности выборки 3, или на внутренней поверхности крюка 2 (не показано на фиг. 5) соответственно. Роль пружины выполняет сам крюк 2. При этом размеры фиксатора 16 и углубления 15 (фиг. 8) по высоте устройства меньше расстояния свободного перемещения вниз крюка 2 внутри выборки 3 клина-отклонителя 4, что позволит при создании осевой нагрузки на устройство, направленной к забою скважины, вывести их из взаимодействия с друг с другом и произвести отсоединение устройства от клина-отклонителя 4, исключив необходимость производства аварийных работ по отсоединению устройства при невозможности извлечения клина-отклонителя 4 из скважины.
Устройство для извлечения клина-отклонителя 4 из горизонтального участка многозабойной скважины работает следующим образом.
Устройство (фиг. 1) на колонне труб 5 спускают в основной ствол 10 скважины в интервал установки клина-отклонителя 4. В интервале нахождения «головы» клина-отклонителя 4 включают насос (не показано), установленный на поверхности, и продолжают спуск устройства с промывкой скважины для очистки клина-отклонителя от отложений бурового шлама и металлических стружек. При бурении боковых стволов 7 из горизонтального участка многозабойной скважины крупные частицы бурового шлама и металлической стружки не полностью вымываются из скважины, а отлагаются на нижней стенке ствола в виде дюн, заполняя все неровности (выборки) и ниши горизонтального ствола, в том числе и выборку 3 клина-отклонителя 4, выполненную для захода крюка 2 устройства, и утрамбовываются под действием работающего бурового инструмента (не показано) до достаточно плотного состояния, которые не всегда удается размыть и удалить струей жидкости. По снижению веса колонны труб 5, которое контролируется по динамометру (не показано), установленному на устье скважины, и глубине спуска устройства, которое контролируется по длине колонны труб 5, определяют, что устройство достигло интервала установки клина-отклонителя 4 и уперлось утолщением 6 (фиг. 6) ствола 1 в верхний торец 8 клина-отклонителя 4. Так как диаметр d1 утолщения 6 ствола 1 больше диаметра d2 пробуренного бокового ствола 7, оно не может опуститься в скважину глубже определенного расстояния в зависимости от толщины стенки обсадной колонны 9 основного ствола 10 скважины. Толщина стенки обсадной колонны 9 основного ствола 10 известна из плана работ в скважине, поэтому интервал посадки устройства определяется эмпирически перед спуском устройства в скважину. Устройство изготавливают универсальным для его свободного прохождения по всей длине обсадной колонны 9 (фиг. 1 и 6) основного ствола 10 скважины, внутренний диаметр D которой зависит от толщины стенки обсадной колонны 9 (чем толще стенка, тем меньше внутренний диаметр D обсадной колонны 9). При минимальной толщине стенки обсадной колонны 9 (фиг. 6) в интервале установки клина-отклонителя 4 расстояние между клином-отклонителем 4 и стенкой обсадной колонны 9 будет больше габаритного размера устройства, равного диаметру d1 утолщения 6, и устройство опустится глубже до точки заклинивания между наклонной поверхностью клина-отклонителя 4 и стенкой обсадной колонны 9 основного ствола 10 скважины. В случае крепления скважины обсадной колонной 9 в интервале установки клина-отклонителя 4 с максимальной толщиной стенки расстояние между клином-отклонителем 4 и стенкой обсадной колонны 9 будет меньше габаритного размера устройства, поэтому устройство упрется в верхний торец 8 клина-отклонителя 4. При этом крюк 2 устройства будет находиться на определенном расстоянии от выборки 3 клина-отклонителя 4. Для того чтобы крюк 2 устройства находился напротив выборки 3 клина-отклонителя 4, устройство приподнимают вверх на 0,2-0,5 м в зависимости от толщины стенки обсадной колонны 9 (чем тоньше стенка обсадной колонны 9, тем выше приподнимают устройство). Операции по совмещению крюка 2 устройства с выборкой 3 клина-отклонителя 4 применяются и в других аналогичных устройствах, поэтому авторы не претендуют на его новизну.
Затем колонну труб 5 начинают проворачивать ротором буровой установки (не показано) вправо, создавая на крюке 2 силу для принудительного ввода его в выборку 3 клина-отклонителя 4, следя за показаниями моментомера, динамометра и манометра (не показаны), установленным на устье скважины. Крутящий момент создается ротором буровой установки на устье скважины величиной от 10 до 120 кН⋅м в зависимости от модификации ротора, которым оснащаются буровые установки (Справочник бурового мастера: Научно-практическое пособие: в 2-х т. Т. 1. Под общей ред. В.П. Овчинникова, С.И. Грачёва. А.А. Фролова. - М.: Инфра-Инженерия, 2006. - С. 118), и передается в скважину колонной труб 5 до рабочего инструмента (долота, фрезера, расширителя и т.п.), в нашем случае - до устройства для извлечения клина-отклонителя 4 из скважины - съемника. Этого момента достаточно для нарезания резьбы аварийным инструментом (колоколом, метчиком и т.п.) на концах сломанных труб или на корпусах оставленного в скважине оборудования, так что его будет достаточно для принудительного ввода крюка 2 устройства в выборку 3 клина-отклонителя 4. При этом гидровибратором 14 (см. патенты RU № 2300618, 2186926 и т.п.), установленным выше утолщения 6 устройства, создаются продольные и поперечные волновые колебания, преобразующиеся в ударные нагрузки на кончике крюка 2 устройства, как на рабочем инструменте в отбойном молотке или перфораторе. Для лучшего разрушения уплотненного бурового шлама, перемешанного с металлической стружкой, и сохранения работоспособности (остроты) кончик крюка 2 может оснащаться твердосплавным наконечником 17 (фиг. 4), который под действием крутящего момента, передающегося колонной труб 5 (фиг. 6), и ударных нагрузок - вибрации, создаваемой гидровибратором 14, легко разрушает уплотненный буровой шлам внутри выборки 3 клина-отклонителя 4 и подготавливает его к вымыванию струей жидкости, вытекающей из канала 12 (фиг. 5) через тангенциальный выход 13 и поступающей в зону работы кончика крюка 2 по проточке 11, выполненной на внутренней поверхности крюка 2 от ствола 1 к вершине крюка 2. Разрушенный буровой шлам под действием вибрации и струи жидкости легко вымывается из выборки 3 (фиг. 6 и 7) клина-отклонителя 4. Таким образом, в процессе захвата клина-отклонителя 4 устройством для извлечения клина-отклонителя 4 из горизонтального участка основного ствола 10 многозабойной скважины выборка 3 клина-отклонителя 4 быстро очищается от уплотненного бурового шлама и крюк 2 устройства легко входит в выборку 3 между обсадной колонной 9 и тыльной стороной клина-отклонителя 4, отводя его верхний конец от стенки обсадной колонны 9 и прижимая клин-отклонитель 4 к эксцентричной проточке 18 (фиг. 5 и 4) ствола 1 устройства.
При достижении крутящим моментом расчетной величины происходит резкий скачок давления жидкости внутри колонны труб 5 (фиг 6), так как клин-отклонитель 4 (фиг. 5) перекрывает тангенциальный выход 13 канала 12. В этот момент ротор останавливают (не показано). Это является показателем того, что крюк 2 полностью вошел в выборку 3 клина-отклонителя 4 и зафиксировал его фиксатором 16. Фиксация клина-отклонителя 4 происходит вследствие защемления с натягом его утонченной части в зоне выборки 3 между стволом 1 и крюком 2 устройства. Для исключения случаев освобождения клина-отклонителя 4 под действием вибрационных нагрузок, создаваемых гидровибратором 14 (фиг. 6) и возникающих в колонне труб 5 в процессе извлечения клина-отклонителя 4 из скважины и оставления его в скважине, предназначен фиксатор 16 (фиг. 5), выполненный в виде выступа определенной формы и закрепленный на внутренней поверхности крюка 2, или выполненный за одно с крюком 2, и углубление 15 (фиг. 5 и 8), имеющее размеры больше, чем выступ, для гарантированного срабатывания фиксатора в скважинных условиях. Роль пружины выполняет сам крюк 2 (фиг. 4 и 5), который с целью увеличения прочности и прижимающего усилия могут изготавливать из различных материалов, обладающих упругими свойствами, например, пружинной, рессорной стали и т.п., и крепить к стволу 1 устройства различными способами, например, винтами, электросваркой, пайкой и т.п. (не показано). Для надежного (гарантированного) захвата клина-отклонителя 4 (фиг. 6 и 7) крюком 2 его закрепляют на стволе 1 устройства так, чтобы крюк 2 (фиг. 5) находился внутри описанной окружности ствола 1 устройства, что позволяет крюку 2 легко входить в выборку 3 (фиг. 6 и 7) клина-отклонителя 4, отводя его верхний конец от стенки основного ствола 10 скважины и прижимая этот конец к эксцентричной проточке 18 (фиг. 5 и 6) ствола 1 устройства (клин-отклонитель показан условно). При извлечении клина-отклонителя 4 из горизонтального участка многозабойной скважины верхний конец клина-отклонителя 4 располагается в эксцентричной проточке 18 ствола 1 устройства, позволяющей прижать желоб 19 (фиг. 5) клина-отклонителя 4 к стволу 1 устройства и перекрыть тангенциальный выход 13 канала 12, а утолщение 6 (фиг. 4 и 6) выполняет роль направляющей при извлечении клина-отклонителя 4 из скважины, предотвращая тем самым перекашивание и зацепление его верхнего конца за стыки обсадных труб в муфтовых соединениях обсадной колонны 9, особенно в перегибах профиля ствола 10 горизонтальных скважин.
Не выключая насос (не показано), чтобы вибрация передавалась на колонну труб 5 (фиг. 6) и уменьшала силу трения труб о стенки скважины, производят ее натяжение на расчетную величину, определенную эмпирически перед спуском устройства в скважину, позволяющую стронуть (сорвать) клин-отклонитель 4 с места установки и перевести его в транспортное положение, при этом динамометр показывает снижение веса на крюке буровой установки (не показано). Затем производят извлечение клина-отклонителя 4 из скважины.
В скважинах с особо сложными условиями (с горизонтальным участком большой протяженности, со сложным профилем ствола, глубоких скважинах или с несколькими боковыми стволами) в компоновку колонны труб 5 могут быть включены яссы (не показано), которые применяются в случае необходимости для создания кратковременных осевых ударных нагрузок для страгивания (срыва) клина-отклонителя 4 с места установки и перевода его в транспортное положение.
В случае невозможности извлечения клина-отклонителя 4 из основного ствола 10 скважины после использования всего оборудования, включенного в компоновку колонны труб 5 с целью исключения аварийных работ по отсоединению крюка 2 устройства от клина-отклонителя 4 и извлечения его из скважины, производят отсоединение устройства от клина-отклонителя 4 в следующей последовательности. В колонну труб 5 (фиг. 1 и 6) бросают шар 20 (фиг. 4), пробку и т.п. для перекрытия центрального промывочного канала 21 в стволе 1 устройства. Освобождают стопор ротора (не показано), удерживающий колонну труб 5 (фиг. 1 и 6) от вращения, чтобы колонна труб 5 свободно вращалась по оси, и включают насос (не показано). Прокачивая жидкость, доводят шар 20 (фиг. 4), пробку и т.п. до седла 22 центрального промывочного канала 21 в стволе 1 устройства. В это время тангенциальный выход 13 (фиг. 5) канала 12 перекрыт желобом 19 клина-отклонителя 4. В момент получения резкого скачка давления в колонне труб 5 (фиг. 1 и 6), которое контролируют на устье скважины по манометру (не показано), что является показателем перекрытия центрального промывочного канала 21 (фиг. 4) шаром 20, резко опускают колонну труб 5 (фиг. 6) в скважину. Фиксатор 16 (фиг. 5), рассчитанный на вес клина-отклонителя 4 для надежного его удерживания в процессе подъема из скважины, под действием веса колонны труб 5 (фиг. 6), который в несколько раз превышает вес клина-отклонителя 4, и за счет того, что размеры выборки 3 (фиг. 8) превышают размеры крюка 2, выходит из взаимодействия с углублением 15 (фиг. 3, 5 и 8) и освобождает крюк 2 устройства. Крюк 2 (фиг. 6 и 8) устройства под действием осевой нагрузки опускается вниз и, опираясь на нижнюю кромку выборки 3 (фиг. 6 и 8) клина-отклонителя 4, по правилу параллелограмма создает большую тангенциальную выталкивающую силу, плюс реактивная сила струи жидкости, вытекающей из тангенциального выхода 13 (фиг. 2, 5 и 7) канала 12, плюс вибрация, создаваемая гидровибратором 14 (фиг. 1 и 6), уменьшающая трение колонны труб 5 о стенки скважины и в точке соприкосновения нижних плоскостей крюка 2 (фиг. 8) и выборки 3 клина-отклонителя 4, создают суммарную выталкивающую силу, которая позволяет провернуть колонну труб 5 (нижнюю часть) за счет того, что ротор больше не удерживает ее от вращения влево (против часовой стрелки), и отсоединить крюк 2 устройства от взаимодействия с выборкой 3 клина-отклонителя 4. Далее продолжают извлечение устройства на поверхность без каких-либо осложнений.
Предлагаемое устройство позволяет:
- повысить надежность и прочность конструкции устройства за счет увеличения ширины ловильного крюка и диаметра ствола устройства;
- исключить вызов геофизической партии для привязки устройства по глубине и ориентирования по желобу клина-отклонителя;
- увеличить прочность клина-отклонителя в зоне проточки, так как она выполняется с тыльной стороны клина-отклонителя и на большем удалении от верхнего его конца, что позволит исключить аварийные ситуации с обрывом верхней части клина-отклонителя при его извлечении из скважины;
- облегчить операции по захвату и извлечению клина-отклонителя из скважины за счет того, что ловильный крюк оборудован каналом для принудительной промывки выборки клина-отклонителя и твердосплавным наконечником для разрушения и вымывания уплотненного бурового шлама из выборки клина-отклонителя в процессе его захвата устройством, а корпус устройства - гидровибратором для облегчения захвата клина-отклонителя ловильным крюком и уменьшения трения колонны труб на перегибах скважины, при этом ловильный крюк повторяет форму нижней кромки ловильного колокола и под действием вибрации и крутящего момента, передаваемого колонной труб от ротора, легко входит в выборку между обсадной колонной и тыльной стороной клина-отклонителя, отводя его верхний конец от стенки обсадной колонны и прижимая клин-отклонитель к стволу устройства под действием крутящего момента, передающегося через колонну труб;
- облегчить операцию по извлечению клина-отклонителя из скважины за счет того, что верхний его конец при подъеме из скважины оказывается прижатым к стволу устройства и центрируется им по оси скважины, предотвращая тем самым его перекашивание и заклинивание в муфтовых соединениях обсадной колонны в скважинах со сложным профилем ствола;
- легко отсоединиться от клина-отклонителя при невозможности его извлечения из скважины созданием осевой нагрузки на колонну труб и вследствие этого исключить аварийные работы по отсоединению устройства от клина-отклонителя и извлечению его из скважины;
- предотвратить аварийные ситуации, связанные с самопроизвольным отсоединением клина-отклонителя от устройства и его потерей в процессе извлечения из скважины, исключив повторные ловильные работы по извлечению клина-отклонителя из скважины.
Предлагаемое изобретение позволяет создать надежную конструкцию устройства для извлечения клина-отклонителя из горизонтального участка многозабойной скважины после бурения бокового ствола, позволяющего исключить вызов геофизической партии для его ориентирования, облегчить операции захвата клина-отклонителя за счет промывки и механических вибраций и удерживания его в прижатом зафиксированном положении к корпусу устройства в процессе извлечения из скважины, максимально исключив случаи перекашивания клина-отклонителя и оставления в скважине, или его потери в процессе подъема на поверхность, произвести отсоединение устройства от клина-отклонителя, исключив необходимость производства аварийных работ по отсоединению устройства при невозможности извлечения клина-отклонителя из скважины, что в совокупности приведет к значительному сокращению средств и сроков при строительстве боковых стволов многозабойных скважин из ранее пробуренных и обсаженных горизонтальных скважин с сохранением для эксплуатации основного ствола скважины.
Claims (1)
- Устройство для извлечения клина-отклонителя из горизонтального участка многозабойной скважины, включающее ствол с крюком под ответную выборку клина-отклонителя, соединенный с колонной труб, отличающееся тем, что крюк изготовлен в виде сужающегося от ствола сегмента трубы, выполненного с возможностью взаимодействия при провороте колонны труб вокруг оси с выборкой клина-отклонителя, которая изготовлена в виде проточки на тыльной стороне клина-отклонителя с осевыми размерами, превышающими размер крюка, и углами, соответствующими углам крюка, а ствол сверху оборудован утолщением, выполненным диаметром, большим диаметра бокового ствола, и с возможностью взаимодействия с верхним торцом клина-отклонителя для совмещения крюка с выборкой клина-отклонителя, при этом на внутренней поверхности крюка от ствола к вершине крюка выполнена проточка, а ствол снабжен каналом с тангенциальным выходом, совмещенным с проточкой крюка для направления потока жидкости от ствола к вершине крюка, и гидровибратором, установленным выше утолщения, причем выборка клина или крюк снабжены технологическим углублением, а крюк или выборка клина - подпружиненным фиксатором под соответствующее технологическое углубление выборки клина или крюка, который выполнен с возможностью выхода из взаимодействия с углублением при перемещении крюка вниз относительно выборки, при этом верхний угол крюка относительно перпендикулярной плоскости устройства при вершине крюка выполнен равным 5-10°, а нижний угол - 20-50°.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017111381A RU2652404C1 (ru) | 2017-04-04 | 2017-04-04 | Устройство для извлечения клина-отклонителя из горизонтального участка многозабойной скважины |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017111381A RU2652404C1 (ru) | 2017-04-04 | 2017-04-04 | Устройство для извлечения клина-отклонителя из горизонтального участка многозабойной скважины |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2652404C1 true RU2652404C1 (ru) | 2018-04-26 |
Family
ID=62045582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017111381A RU2652404C1 (ru) | 2017-04-04 | 2017-04-04 | Устройство для извлечения клина-отклонителя из горизонтального участка многозабойной скважины |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2652404C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU195124U1 (ru) * | 2019-09-25 | 2020-01-15 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ") | Клин-отклонитель для зарезки бокового ствола в обсаженной скважине |
| RU2713276C1 (ru) * | 2019-09-30 | 2020-02-04 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Устройство для извлечения клина-отклонителя из скважины |
| RU2732779C1 (ru) * | 2020-05-28 | 2020-09-22 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Устройство для извлечения клина-отклонителя из горизонтального участка скважины |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6755248B2 (en) * | 2002-03-28 | 2004-06-29 | Baker Hughes Incorporated | One trip through tubing window milling apparatus and method |
| RU2289670C1 (ru) * | 2005-05-30 | 2006-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "БИТТЕХНИКА" (ООО "БИТТЕХНИКА") | Извлекаемый отклонитель |
| RU2415250C1 (ru) * | 2009-12-22 | 2011-03-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Устройство для извлечения клина-отклонителя из скважины |
| RU2421598C1 (ru) * | 2010-01-11 | 2011-06-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Устройство для извлечения клина-отклонителя из скважины |
| RU2464406C1 (ru) * | 2011-04-12 | 2012-10-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Устройство для извлечения клина-отклонителя из скважины |
| RU2507374C1 (ru) * | 2012-09-21 | 2014-02-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Устройство для извлечения клина-отклонителя из скважины |
-
2017
- 2017-04-04 RU RU2017111381A patent/RU2652404C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6755248B2 (en) * | 2002-03-28 | 2004-06-29 | Baker Hughes Incorporated | One trip through tubing window milling apparatus and method |
| RU2289670C1 (ru) * | 2005-05-30 | 2006-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "БИТТЕХНИКА" (ООО "БИТТЕХНИКА") | Извлекаемый отклонитель |
| RU2415250C1 (ru) * | 2009-12-22 | 2011-03-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Устройство для извлечения клина-отклонителя из скважины |
| RU2421598C1 (ru) * | 2010-01-11 | 2011-06-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Устройство для извлечения клина-отклонителя из скважины |
| RU2464406C1 (ru) * | 2011-04-12 | 2012-10-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Устройство для извлечения клина-отклонителя из скважины |
| RU2507374C1 (ru) * | 2012-09-21 | 2014-02-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Устройство для извлечения клина-отклонителя из скважины |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU195124U1 (ru) * | 2019-09-25 | 2020-01-15 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ") | Клин-отклонитель для зарезки бокового ствола в обсаженной скважине |
| RU2713276C1 (ru) * | 2019-09-30 | 2020-02-04 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Устройство для извлечения клина-отклонителя из скважины |
| RU2732779C1 (ru) * | 2020-05-28 | 2020-09-22 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Устройство для извлечения клина-отклонителя из горизонтального участка скважины |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU729699B2 (en) | Whipstock | |
| RU2484231C1 (ru) | Клиновой отклонитель для забуривания боковых стволов из скважины | |
| US7775304B2 (en) | Apparatus and method for driving casing or conductor pipe | |
| EP3132110B1 (en) | Method and apparatus for severing a drill string | |
| RU2652404C1 (ru) | Устройство для извлечения клина-отклонителя из горизонтального участка многозабойной скважины | |
| NO303880B1 (no) | Fremgangsmåte og anordning for avskjæring og fjerning av fôringsrör | |
| RU2648407C1 (ru) | Устройство для подъёма клина-отклонителя из скважины | |
| CN104088598B (zh) | 钻孔泄压式卡钻事故打捞工具及方法 | |
| RU2644995C1 (ru) | Устройство для извлечения клина-отклонителя из скважины | |
| RU2713276C1 (ru) | Устройство для извлечения клина-отклонителя из скважины | |
| RU2301879C1 (ru) | Способ извлечения из скважины оборванных труб | |
| RU2732779C1 (ru) | Устройство для извлечения клина-отклонителя из горизонтального участка скважины | |
| RU2278239C1 (ru) | Система для вырезания окна в обсадной колонне | |
| RU2507374C1 (ru) | Устройство для извлечения клина-отклонителя из скважины | |
| RU2501934C1 (ru) | Способ предотвращения полета скважинного оборудования в горизонтальный или боковой ствол скважины и устройство для его реализации | |
| RU2534115C1 (ru) | Устройство для извлечения двухстороннего клина-отклонителя из скважины | |
| CN210459217U (zh) | 一种冲击钻孔桩卡钻处理工具 | |
| CN108979579B (zh) | 一种厚壁套管定向爆破射孔辅助开窗工艺 | |
| CN109681121A (zh) | 一种井下随钻双向偏心短节扩孔钻井工具 | |
| RU2453678C1 (ru) | Ловильный инструмент для извлечения кабеля | |
| CN209959181U (zh) | 一种钻杆扶正装置 | |
| RU2654087C1 (ru) | Колонковый набор | |
| CN105422033A (zh) | 一种孔内打捞装置 | |
| RU2002941C1 (ru) | Способ получени герметизированного керна и устройство дл его осуществлени | |
| SU1541374A1 (ru) | Скважинное ловильное устройство |