RU9004U1

RU9004U1 - WEDGE DIVERS

Info

Publication number: RU9004U1
Application number: RU98109402/20U
Authority: RU
Inventors: О.В. Тихонов; Л.Д. Богомазов; С.Г. Трапезников
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Биттехника"
Priority date: 1998-05-19
Filing date: 1998-05-19
Publication date: 1999-01-16

Abstract

Клиновой отклонитель для бурения скважин и прорезания окон в обсадной колонне, включающий опору и клин-отклонитель с наклонными поверхностями, выполненными в виде выступа и желоба соответственно, плашку, соединенную с опорой, опора с клином-отклонителем соединена специальным зажимом, плашка с внешней стороны выполнена в виде зубьев, а с внутренней стороны в теле плашки имеется паз, отличающийся тем, что опора выполнена в виде одностороннего распорного клина, размещенного в клине-отклонителе, расширенной частью вниз, торцевая часть которой выполнена в виде Т-образной формы, верхняя зауженная часть опоры имеет Г-образный упор, закрепленный с клином-отклонителем специальным зажимом, клин-отклонитель имеет дополнительно в нижней части распорную часть цилиндрической формы, жестко закрепленную с отклоняющей частью клина, в цилиндрической части клина-отклонителя имеется плашка, внешняя поверхность плашки имеет зубья в форме плоской упорной насечки, обращенной наклонными частями вниз.A wedge diverter for drilling wells and cutting windows in the casing, including a support and a wedge diverter with inclined surfaces made in the form of a protrusion and a trough, respectively, a die connected to the support, a support with a wedge diverter connected by a special clamp, the die is made from the outside in the form of teeth, and on the inside there is a groove in the die body, characterized in that the support is made in the form of a one-sided expansion wedge placed in a deflector wedge, with the part extended downwards, the end part of which the th is made in the form of a T-shape, the upper narrowed part of the support has a L-shaped emphasis fixed with a deflector wedge with a special clamp, the deflector wedge has an additional cylindrical spacer in the lower part, rigidly fixed with the deflecting part of the wedge, in the cylindrical part the diverter wedge has a die, the outer surface of the die has teeth in the form of a flat thrust notch facing downward inclined parts.

Description

I09I09

LL

Клиновой отклонительWedge diverter

Изобретение относится к оборудованию для нефтяной и нефтедобывающей промышленности.The invention relates to equipment for the oil and oil industry.

Оно может быть использовано как полезная модель при бурении для отклонения от оси основного ствола скважины райбера при зарезке «окна в эксплутационной колонне или инструмента - при бурении второго ствола.It can be used as a useful model for drilling to deviate from the axis of the main wellbore of the reamer when cutting a window in the production string or tool when drilling the second wellbore.

Известен клиновой отклонитель (1) для зарезания второго ствола обсаженной буровой скважины, включающий породоразрущающий наконечник, клин - отклонитель и закрепляющий механизм с клиновыми распорными плашками. Клин - отклонитель выполнен с продольным пазом фигурного сечения и снабжен взаимодействующими с ним салазками с подшипником, а закрепляющий механизм в виде телескопической трубы, соединенной с нижним концом клина - отклонителя, в неподвижной части которой расположен подпружиненный толкатель с собачкой, причем подвижная часть трубы взаимодействует с распорными плашками.Known wedge diverter (1) for cutting the second shaft of a cased borehole, including rock cutting tip, wedge - diverter and fixing mechanism with wedge spacer dies. The wedge-deflector is made with a longitudinal groove of a shaped section and is equipped with a slide with a bearing interacting with it, and the fixing mechanism is in the form of a telescopic pipe connected to the lower end of the wedge-deflector, in the fixed part of which there is a spring-loaded pusher with a dog, and the movable part of the pipe interacts with spacer dies.

Недостатками устройства являются: закрепляющий механизм сложен и ненадежен в работе, так как наличие клиновых распорных плашек не обеспечивает прочного сцепления со скважиной в случае проворачивания или смешения элементов компановки; поверхность контакта плашки со скважинойThe disadvantages of the device are: the fixing mechanism is complicated and unreliable in operation, since the presence of wedge spacers does not provide strong adhesion to the well in the event of rotation or mixing of the elements of the lineup; well contact surface

МКИЕ21 в 7/08-19/10MKIE21 on 7 / 08-19 / 10

Уровень техникиState of the art

входит в контакт при наличии строго цилиндрической поверхности скважин, а наличие собачки не гарантирует 100 % попадания в зазор между трубами, что в свою очередь приводит к нарушению интервала установки, а зазор заполняется шламом.comes into contact in the presence of a strictly cylindrical surface of the wells, and the presence of a dog does not guarantee 100% getting into the gap between the pipes, which in turn leads to a violation of the installation interval, and the gap is filled with slurry.

Известен отклонитель для забуривания наклонных и наклонно направленных скважин (2), содержащий хвостовик-опору и клин-отклонитель. Отклонитель включает транспортировочный переводник, выполненный заодно с корпусом-обтекателем. Клин-отклонитель и хвостовик-опора установлены внутри корпуса-обтекателя и связаны разъемными соединения.Known diverter for drilling deviated and deviated wells (2), containing a liner support and a wedge diverter. The diverter includes a transport sub, made integral with the fairing body. The deflector wedge and support shaft are installed inside the cowl body and are connected by detachable connections.

Недостатками известного устройства являются металлоемкость конструкции, корпус опоры и разъемные соединения воспринимают все нагрузки существующие на момент транспортировки на забой, поэтому нет гарантии незапланированного расклинивания при транспортировке компановки на забой. Корпус-хвостовик и корпус-обтекатель при транспортировке собирают со стен скважины шлам и засоряют как поверхность отклонителя, так и нижнюю часть забоя, усложняя процедуру посадки отклонителя на заданную глубину и в заданном направлении.The disadvantages of the known device are the metal structure, the support body and detachable joints absorb all the loads existing at the time of transportation to the face, so there is no guarantee of unplanned wedging during transportation of the line-up to the face. The shaft body and the body cowl during transportation collect sludge from the borehole walls and clog both the surface of the deflector and the lower part of the face, complicating the procedure for planting the deflector to a given depth and in a given direction.

В качестве прототипа предлагаемой полезной модели выбран отклонитель клиновой (3), содержащий опору, клин-отклонитель, спусковой клин. Опора состоит из корпуса для плашек, патрубка, приваренного верхним концом к корпусу, патрубка с тягами, приваренными к верхнему концу предыдущего патрубка, шпильки, соединяющей патрубки, трех плашек, скрепленных винтами с верхними концами тяги. Плашки представляют собой односторонний клин, имеющий на внещней стороне зубья, которыми они врезаются в стенки обсадной колонны, а с 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 опоры 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 раньще времени во время спускаA wedge deflector (3) containing a support, a deflector wedge, a trigger wedge is selected as a prototype of the proposed utility model. The support consists of a housing for dies, a nozzle welded with the upper end to the housing, a nozzle with rods welded to the upper end of the previous nozzle, a stud connecting the nozzles, three dies fastened with screws to the upper ends of the rod. The dies are a one-sided wedge having teeth on the outer side with which they cut into the walls of the casing, and on the inside there is 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 support body. The groove and the protrusion are in the form of a “dovetail” and serve to hold the dies on the inclined planes of the body, not allowing the dies to deviate and protrude beyond the dimensions of the deflector and engage with the walls of the casing earlier than during descent

отклонителя в скважину. Клин-отклонитель состоит из желоба и наставки, соединенных между собой при помощи резьбового соединения и сварки. Нижний конец наставки имеет скошенные под углом 45° плоскость и паз, а верхний конец узла опоры - соответствующие плоскость и выступ. Паз и выступ служат для соединения между собой клина-отклонителя и опоры, которые во время спуска отклонителя в скважину удерживаются неподвижными относительно друг друга специальным зажимом (винтом). 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.diverter into the well. The deflector wedge consists of a gutter and an extension connected to each other by means of a threaded connection and welding. 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 and protrusion are used to connect the diverter wedge and the support, which during the descent of the diverter into the well are held stationary relative to each other by a special clamp (screw). The lowering wedge has a chamfered surface at the lower end, corresponding in profile to the trough of the deflecting wedge, and two bolt holes securing the lowering wedge with the deflecting wedge.

Недостатками известного устройства являются: металлоемкость; опора и специальный зажим выдерживают большие нагрузки при транспортировке на забой, что приводит к незапланированному срезу болтов, скрепляющих элементы, сдерживающих плашки, что приводит в свою очередь к последующему расклиниванию и срезу специального болта и отсоединения клина-отклонителя от инструмента. Корпус опоры имеет цилиндрическую форму и при транспортировке на забой, при некачественной подготовке скважины, происходит натирание грязи на корпус, и увеличивается вероятность его заклинивания, приводящих к дополнительным затратам на проведение ловильных работ. Внедрение зубьев плашки в стенку колонны носит изотропный характер, т.е. возможные усилия прилагаемые к плашке во всех направлениях одинаковые, что не гарантирует надежного зацепления со стенками скважины.The disadvantages of the known devices are: metal; the support and the special clamp withstand heavy loads during transportation to the bottom, which leads to an unplanned cut of the bolts fastening the elements holding the dies, which in turn leads to the subsequent wedging and cutting of the special bolt and disconnection of the deflector wedge from the tool. The support case has a cylindrical shape and during transportation to the bottom, with poor preparation of the well, dirt is rubbed onto the body, and the likelihood of it getting stuck increases, which leads to additional costs for fishing operations. The introduction of the teeth of the plate into the wall of the column is isotropic in nature, i.e. the possible forces applied to the die in all directions are the same, which does not guarantee reliable engagement with the walls of the well.

Сущность изобретения.SUMMARY OF THE INVENTION

Предлагаемая полезная модель промышленно выполнима. Имеется опытный образец, проверенный в экслуатационных условиях и удовлетворивший требованиям задачи - повышение надежности в работе за счет выполнения опоры в форме клина, клина-отклонителя на опоре и в форме цилиндра, а также рельефа на поверхности плашки в виде зубьев, обеспечивающих прочное сцепление со стенками скважины при расклинивании.The proposed utility model is industrially feasible. There is a prototype tested under operational conditions and satisfying the requirements of the task - to increase operational reliability due to the support in the form of a wedge, a wedge-deflector on the support and in the form of a cylinder, as well as a relief on the surface of the die in the form of teeth that provide strong adhesion to the walls wells when wedging.

предлагаемая полезная модель представлена на фиг.1 в поперечном разрезе, а на фиг.2а представлена плашка в разрезе, на фиг.2б - форма и направление зубьев, на фиг. 2в - поверхность и внутренняя часть плашки.The proposed utility model is presented in FIG. 1 in a transverse section, and FIG. 2a shows a die in a section, in FIG. 2b, the shape and direction of the teeth, in FIG. 2c — surface and interior of the die.

Полезная модель, включаюшая, как и известное техническое решение, опору 1 и клин-отклонитель 2 с наклонными поверхностями, выполненными одна в виде выступа 3, другая в виде желоба 4 соответственно, плашку соединенную с опорой. Опора с клином соединены специальными срезными шпильками 5, плашка с внешней стороны выполнена в виде зубьев, а с внзггренней стороны в теле плашки имеется паз. Полезная модель содержит опору, выполненную в виде одностороннего распорного клина 1, размещенную в клине-отклонителе. Опора в нижней части выполнена расширенной в виде Тобразной формы 6, верхняя зауженная часть опоры имеет Г- образный упор 7, закрепленная, специальными шпильками в клине-отклонителе 5 с возможностью перемешения. На наклонной части опоры имеется направляющая, выполненная в виде выступа 3. Клин-отклонитель имеет дополнительно жестко закрепленную с клином распорную часть цилиндрической формы 8, с помощью резьбового соединения 9. В клинеотклонителе имеется плашка в распорной части, внешняя поверхность плашкиA utility model, including, as well as the known technical solution, the support 1 and the wedge-deflector 2 with inclined surfaces made one in the form of a protrusion 3, the other in the form of a groove 4, respectively, a die connected to the support. The support with the wedge is connected by special shear pins 5, the die on the outside is made in the form of teeth, and on the extra-sided side there is a groove in the die body. The utility model contains a support made in the form of a one-sided expansion wedge 1, placed in the wedge-deflector. The support in the lower part is made expanded in the form of a T-shape 6, the upper narrowed part of the support has a L-shaped stop 7, fixed with special studs in the wedge-deflector 5 with the possibility of mixing. On the inclined part of the support there is a guide made in the form of a protrusion 3. The wedge-deflector has an additional cylindrical spacer 8 which is rigidly fixed to the wedge by means of a threaded connection 9. The wedge-deflector has a die in the spacer part, the outer surface of the die

10выполнена в виде зубьев в форме плоской упорной насечки (Фиг. 2а, 26), обращенной наклонными частями в низ, а внутренняя поверхность - в виде паза10 is made in the form of teeth in the form of a flat thrust notch (Fig. 2a, 26) facing the inclined parts to the bottom, and the inner surface is in the form of a groove

11(Фиг.2в).11 (Fig. 2c).

Полезная модель работает следующим образом.The utility model works as follows.

Компановку клинового отклонителя 1, 2, 8 спускают в скважину на забой (Фиг.1). Затем производят разгрузку бурильной колонны, сопровождаемую срезанием специальных шпилек 5, соединяющих опору 1, с клиномотклонителем в распорной части 8, имеющую цилиндрическую форму. Клинотклонитель, содержащий отклоняющую 2 и распорную 3 соединены жестко резьбой 9 и сваркой. Клин-отклонитель 2 и 8 опускается до упора. При этом плашка, расположенная в цилиндрической части клина 8, имея паз 11 (Фиг.2в) скользит по выступу 3 на направляющей поверхности опоры 1 и совершает одновременно перпендикулярное и параллельное оси клина движение; и своейThe layout of the wedge diverter 1, 2, 8 is lowered into the well at the bottom (Figure 1). Then, the drill string is unloaded, accompanied by the cutting of special studs 5 connecting the support 1 with a wedge deflector in the spacer part 8, which has a cylindrical shape. A wedge deflector comprising a deflector 2 and a spacer 3 are rigidly connected by a thread 9 and welding. The wedge deflector 2 and 8 is lowered all the way. In this case, the die located in the cylindrical part of the wedge 8, having a groove 11 (Fig.2c) slides along the protrusion 3 on the guide surface of the support 1 and simultaneously performs a movement perpendicular and parallel to the axis of the wedge; and his

поверхностью в виде зубьев в форме плоской упорной насечки 10, обращенной наклонными частями вниз в момент расклинивания врезается в стенку обсадной колонны (не показана), фиксируя клин в ней. Клин-отклонитель 2 прижимается к стенке обсадной скважины со стороны противоположной поверхности желоба 4. Затем разгружают колонну труб, срезая болт (не показан), соединяющий клин-отклонитель с райбером или подвеской (не показано). Райбер перемещается по желобу вниз, фрезеруя стенку обсадной колонны. В предполагаемой полезной модели основные элементы устройства-опора, клинотклонитель изготовлены из стали 40Х, но допускается Ст.65Г (ГОСТ 14959 79). Плашка выполнена из стали У7 (ГОСТ 1435 - 90). Рельеф поверхности плашки выполнен винтовой нарезкой. Специальные шпильки выполнены из стали, выбранной исходя из усилия среза. Желоб выполнен фрезированием. Специальные шпильки симметрично расположены с двух сторон клина в вертикальной плоскости для увеличения жесткости соединения опоры с клином.the surface in the form of teeth in the form of a flat thrust notch 10 facing the inclined parts down at the time of wedging cuts into the casing wall (not shown), fixing the wedge in it. The deflector wedge 2 is pressed against the casing wall from the side of the opposite surface of the trough 4. Then the pipe string is unloaded by cutting off a bolt (not shown) connecting the deflector wedge with a riber or suspension (not shown). The riber moves down the chute, milling the casing wall. In the proposed utility model, the main elements of the support device, the wedge deflector are made of 40X steel, but St.65G is allowed (GOST 14959 79). The die is made of U7 steel (GOST 1435 - 90). The relief of the surface of the die is made by screw thread. Special studs are made of steel selected based on shear force. The chute is made by milling. Special studs are symmetrically located on both sides of the wedge in a vertical plane to increase the stiffness of the connection between the support and the wedge.

По сравнению с прототипом предлагаемая полезная модель клинового отклонителя имеет следующие преимущества:Compared with the prototype, the proposed utility model of the wedge diverter has the following advantages:

устройство более транспортабельно на забой в связи с формой опоры, впервые предлагаемой, в виде распорного одностороннего клина и имеющая значительно (на 1/3) меньший диаметр по сравнению с диаметром цилиндрической части клина-отклонителя. Это в свою очередьповышает надежность транспортировки в планеthe device is more transportable to the bottom due to the form of the support, first proposed, in the form of a spacer one-sided wedge and having a significantly (1/3) smaller diameter compared to the diameter of the cylindrical part of the deflector wedge. This in turn increases the reliability of transportation in terms of

перераспределения основных усилий на цилиндрическую часть клинаотклонителя, что позволяет избежать несвоевременное расклинивание; за счет выполнения клина-отклонителя в нижней части в форме цилиндра устройство является саморегулирующимся и хорошо соблюдается соосность частей отклонителя. Эффект соблюдения соосности дополнен наличием жесткой связи между отклоняющей и распорной части клина и Г- образного и Т- образного выступов на торцевых частях опоры, входящей в корпус клина-отклонителя, прочно удерживающих компановку между собой и на забое; плашка используется одна и она надежно обеспечивает сцепление отклонителя со скважиной за счет рельефа на поверхности в видеredistribution of the main efforts to the cylindrical part of the wedge deflector, which avoids late wedging; due to the implementation of the deflector wedge in the lower part in the form of a cylinder, the device is self-regulating and the alignment of the deflector parts is well observed. The effect of alignment is complemented by the presence of a rigid connection between the deflecting and spacer parts of the wedge and the L-shaped and T-shaped protrusions on the end parts of the support entering the body of the wedge-deflector, firmly holding the line-up between themselves and at the bottom; the die is used alone and it reliably ensures the coupling of the diverter with the well due to the relief on the surface in the form

зубьев, которые при движении вниз отклонителя не мешают движению компановки, а после разгружения колонны труб возвратное движение усиливает сцепление плашки со стенкой скважины, создавая эффект «рыболовного крючка ;teeth, which when moving down the deflector do not interfere with the lineup movement, and after unloading the pipe string, the return movement enhances the adhesion of the plate to the well wall, creating the effect of a “fishing hook;

- за счет меньшего диаметра опоры чем в ранее предлагаемом прототипе, она не собирает грязь, что улучшает в целом процесс транспортировки, облегчая труд рабочих и по предварительной подготовке и при транспортировке устройства на забой;- due to the smaller diameter of the support than in the previously proposed prototype, it does not collect dirt, which improves the transportation process as a whole, facilitating the work of workers both in preliminary preparation and during transportation of the device to the face;

Предлагаемая полезная модель клинового отклонителя выполнена в ОООThe proposed utility model of the wedge diverter made in LLC

«БИТТЕХНИКА и показала хорошее качество в эксплуатации,"BITTEHNIKA and showed good quality in operation,

демонстрируя надежность в работе.demonstrating reliability in work.

Источники информации, принятые во внимание.Sources of information taken into account.

1.А.С. № 180540, МКИ Е 21В 7/08, от 20.08.64 г. (Аналог)1.A.S. No. 180540, MKI E 21V 7/08, dated 08.20.64 (Analog)

2.А.С. № 750037, МЕСИ Е 21В 7/08, от 9.11.77 г. (Аналог)2.A.S. No. 750037, MESI E 21В 7/08, dated November 9, 2017 (Analog)

3.АС. № 148767, МКИ Е 21В 7/08, от 23.01.61 г. (Прототип)3.AC. No. 148767, MKI E 21В 7/08, dated January 23, 61 (Prototype)

Claims

A wedge diverter for drilling wells and cutting windows in the casing, including a support and a wedge diverter with inclined surfaces made in the form of a protrusion and a trough, respectively, a die connected to the support, a support with a wedge diverter connected by a special clamp, the die on the outside is made in the form of teeth, and on the inside there is a groove in the die body, characterized in that the support is made in the form of a one-sided expansion wedge placed in a deflector wedge, with the part extended downward, the end part of which the th is made in the form of a T-shape, the upper narrowed part of the support has a L-shaped emphasis fixed with a deflector wedge with a special clamp, the deflector wedge has an additional cylindrical spacer in the lower part, rigidly fixed with the deflecting part of the wedge, in the cylindrical part the diverter wedge has a die, the outer surface of the die has teeth in the form of a flat thrust notch facing downward inclined parts.