устройство для вырезания участка колонны труб в скважине

Формула изобретения

1. Устройство для вырезания участка колонны труб в скважине, содержащее корпус с внутренним аксиальным проходом, внутреннюю оправку и подвижные резцы, выступающие радиально от корпуса, отличающееся тем, что внутренняя оправка установлена в корпусе перпендикулярно его аксиальной оси и жестко с ним связана, а каждый из резцов расположен во внутренней оправке и состоит из подвижных в осевом направлении охватывающих и охватываемых элементов, выполненных с возможностью телескопического движения, причем каждый элемент резца имеет ограничитель движения внутри оправки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ограничитель движения каждого элемента резца выполнен в виде уступа.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рабочая поверхность элементов подвижных резцов имеет сферическую форму и армирована твердым сплавом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности, к устройствам для вырезания участка колонны труб в скважине для проведения специальных работ /забуривание второго ствола, вскрытие продуктивных горизонтов, сообщение с массивом горных пород/.

Известно устройство для вырезания участка колонны труб в скважине /а.с. N 1481375, МПК E 21 B 29/00, пуб. 23.05.89. Б.И. N 19/, включающий корпус с пазами, гидравлический привод перемещения резцов, выполненный в виде подпружиненного поршня со штоком.

Недостатком данного устройства является ограниченный рабочий ход подвижных резцов, что не позволяет одновременно вырезать участок труб в скважине, состоящих из двух или нескольких колонн.

Известно также устройство для вырезания участка труб в скважине, содержащее корпус и размещенные в нем прорезные, расточные и торцующие резцы с пружинами /а.с. N 306251 МПК E 21 B 29/00, публ. 11.04.71, Б.И. N 19/.

Недостатком данного устройства является ограниченный рабочий ход подвижных резцов и сложность конструкции, что снижает его эксплуатационные возможности.

Наиболее близким прототипом является устройство для срезания труб в буровой скважине, содержащее корпус с аксиальным продольным проходом, подвижную оправку, телескопически движущуюся внутри корпуса, заплечик, движущийся вместе с внутренней оправкой для перемещения резцов радиально наружу, в положение для срезания. /пат. США N 5014780, публ. 14.05.91./.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции и ограниченный радиальный выход подвижных резцов наружу, что снижает эксплуатационные возможности устройства.

Задачей заявляемого технического решения является повышение надежности устройства и расширение его эксплуатационных возможностей.

Поставленная задача решается следующим образом. В устройстве для вырезания участка колонны труб в скважине, содержащем корпус с внутренним аксиальным проходом, внутреннюю оправку и подвижные резцы, выступающие радиально от корпуса, внутренняя оправка установлена в корпусе перпендикулярно его аксиальной оси и жестко с ним связана, а каждый из резцов расположен во внутренней оправке и состоит из подвижных в осевом направлении охватывающих и охватываемых элементов, выполненных с возможностью телескопического движения, причем каждый элемент резца имеет ограничитель движения внутри оправки, выполненный в виде уступа, а рабочая поверхность элементов подвижных резцов имеет сферическую форму и армирована твердым сплавов.

В результате проведенного патентно-информационного поиска авторами не было обнаружено технического решения с перечисленными в формуле изобретения отличительными признаками, что позволило сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критериям изобретения.

На рисунке представлен один из вариантов конкретного устройства для вырезания участка труб в скважине, которое состоит из корпуса 1 с аксиальным проходом. На концах корпуса выполнена резьба для соединения с колонной бурильных труб. В радиальной расточке корпуса размещена оправка 2, жестко связанная с корпусом с помощью запорной втулки 3. В неподвижной оправке располагаются подвижные в осевом направлении резцы, состоящие из охватывающих 4 и охватываемых 5 элементов, выполненных с возможностью телескопического движения наружу до положения для срезания, причем каждый элемент резца имеет ограничитель движения внутри оправки, выполненный в виде уступа в хвостовой части. Рабочая поверхность элементов подвижных резцов имеет сферическую форму и армирована твердым сплавом, а хвостовая часть снабжена уплотнительными делителями 6, 7. Гидромониторная насадка 8 служит для создания необходимого перепада давления промывочной жидкости внутри устройства.

Вырезание участка обсадных труб в скважине предлагаемым устройством осуществляется следующим образом.

Устройство присоединяется к колонне бурильных труб, спускается в скважину до верхней границы интервала колонны обсадных труб, подлежащих вырезанию, и приводится во вращение ротором буровой установки.

При прокачивании через устройство промывочной жидкости последняя, проходя по аксиальному проходу корпуса 1 и через гидромониторную насадку 8, создает перепад давления, под действием которого охватывающие 4 и охватываемые 5 элементы резцов телескопически выдвигаются в осевом направлении относительно установленной перпендикулярно аксиальной оси корпуса 1 и жестко закрепленный в нем оправки 2 до соприкосновения со стенкой трубы, в положение для срезания.

Дальнейшее вращение бурильных труб приводит к прорезанию труб обсадных колонн. При этом уступы, выполненные в хвостовой части элементов резца, ограничивают его дальнейшее выдвижение после окончания прорезания стенок труб. Подавая устройство вниз, производят торцевание колонны труб до заданной глубины.

Для возврата устройства в транспортное положение давление промывочной жидкости срабатывается, колонна бурильных труб приподнимается. Резцы, взаимодействуя сферической поверхностью со стенками труб, утапливаются в корпусе устройства, приобретая транспортное положение.

Изготовление устройства не требует больших материальных и трудовых затрат. Экспериментальный образец был изготовлен и испытан в условиях механических мастерских. Испытания проводились на специальном стенде, моделирующем забойные условия. В ходе испытаний прорезались обсадные трубы, имеющие толщины стенок 8^oC12 мм. При этом были сформированы оптимальные режимно-технологические параметры проведения работ. Телекскопически выдвигающиеся резцы, рабочие поверхности которых армированы специальным сплавом, показали достаточную стойкость, а устройство в целом не имело отказа.