компоновка для вырезания окна в эксплуатационной колонне

Формула изобретения

Компоновка для вырезания окна в эксплуатационной колонне, включающая стартовый фрезер и клин-отклонитель, жестко связанные между собой устройством для крепления, размещенного в отверстиях стартового фрезера и направляющего стопора желоба клина-отклонителя, содержащего якорь с толкателем и выдвижными плашками, отличающаяся тем, что устройство для крепления выполнено в виде размыкателя, размещенного в отверстиях стартового фрезера и направляющего стопора желоба клина-отклонителя, а толкатель расположен внутри корпуса якоря клина-отклонителя и имеет конусные поверхности для взаимодействия с выдвижными плашками, при этом шток толкателя выполнен с возможностью упора о забой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике бурения скважин, а именно к восстановлению бездействующих или малодебитных скважин методом бурения дополнительных стволов из эксплуатационных колонн.

Восстановление скважин методом бурения дополнительных стволов из эксплуатационных колон экономически оправдано и находит все большее распространение в нефтегазодобывающих районах России, где фонд бездействующих скважин составляет 23-27% от всего объема пробуренных скважин.

Известна компоновка для вырезания окна в эксплуатационной колонне типа МОД, включающая комплект фрезеров-райберов и клин-отклонитель (Мирсалаев С. Б. Техника и технология зарезки второго ствола скважин. М., Недра, 1967 г., с. 42-56).

Недостатком указанной компоновки является то, что спуск и установка клина-отклонителя производится на спускном клине, соединенным с клином-отклонителем посредством двух болтовых соединений, для срезания которых требуется дополнительное усилие, что может привести к поломке бурильных труб, весом которых создается необходимая нагрузка.

Кроме того, недостатком является то, что необходимо производить дополнительный рейс, чтобы поднять спускной клин и спустить стартовый фрезер для вырезания окна.

Известна компоновка для вырезания окна в эксплуатационной колонне, включающая стартовый фрезер и клин-отклонитель, содержащий якорь с толкателем, выдвижными плашками и желоб с направляющим стопором, который жестко, посредством болтового соединения, связан со стартовым фрезером. Болтовое соединение размещено в отверстиях стартового фрезера и направляющего стопора желоба клина-отклонителя (патент США 5341873, опубликованный 30.08.94 г., Н. кл. 166/117.5).

Якорь представляет собой полый цилиндр, внутри которого размещен подпружиненный толкатель, перемещающийся поступательно вверх под действием приложенной нагрузки, создаваемой весом бурильного инструмента. Толкатель, двигаясь вверх внутри корпуса якоря, выдвигает плашки по наклонным выступам до контакта и сцепления со стенками эксплуатационной колонны.

Недостатком вышеуказанной компоновки является возможность поломки бурильных труб, посредством которых создается усилие для срезания болтового соединения, крепящего стартовый фрезер с направляющим стопором желоба клина-отклонителя.

Еще одним недостатком является возможность проворота клина-отклонителя вокруг оси скважины в результате ненадежного крепления плашек якоря клина-отклонителя со стенками эксплуатационной колонны, что также обусловлено прочностными характеристиками бурильных труб, весом которых создается нагрузка на толкатель якоря клина-отклонителя.

Задача настоящего изобретения заключается в быстром, надежном расцеплении стартового фрезера с клином-отклонителем, а также надежном креплении якоря клина-отклонителя со стенками эксплуатационной колонны.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в известной компоновке для вырезания окна в эксплуатационной колонне, включающей стартовый фрезер и клин-отклонитель, жестко связанные между собой посредством устройства для крепления, размещенного в отверстиях стартового фрезера и направляющего стопора желоба клина-отклонителя, содержащего якорь с толкателем и выдвижными плашками, согласно изобретению устройство для крепления выполнено в виде размыкателя, размещенного в отверстиях стартового фрезера и направляющего стопора желоба клина-отклонителя, а толкатель расположен внутри корпуса якоря клина-отклонителя и имеет конусные поверхности для взаимодействия с выдвижными плашками, при этом шток толкателя выполнен с возможностью упора о забой скважины.

Размыкатель представляет собой, например, плунжерную пару или другое разделительное устройство, расположенное в отверстиях стартового фрезера и направляющего стопора желоба клина-отклонителя. Направляющий стопор является корпусом размыкателя. Размыкатель срабатывает при создании перепада давления промывочной жидкости в гидравлической системе предлагаемой компоновки и производит быстрое и надежное отделение стартового фрезера от клина-отклонителя.

Надежность крепления якоря клина-отклонителя достигается тем, что наружная рабочая поверхность толкателя якоря выполнена конической, а в корпусе якоря размещены отверстия под плашки (сухари). Под воздействием нагрузки, создаваемой весом бурильного инструмента, толкатель штоком опирается на искусственный забой скважины, перемещается поступательно вверх и конусными поверхностями выдвигает плашки через отверстия до контакта и сцепления со стенками эксплуатационной колонны.

Стартовый фрезер представляет собой пологоконусную конструкцию, имеющую внутри полый канал для прокачивания промывочной жидкости, резьбу для соединения с бурильными, насосно-компрессорными трубами или забойным двигателем и режущие твердосплавные ребра, служащие рабочими органами для вырезания стенок эксплуатационной колонны.

Клин-отклонитель включает конусообразный желоб с направляющим стопором и якорь, представляющий собой полый цилиндр, внутри которого поступательно перемещается конусный толкатель, имеющий цилиндрический шток, опирающийся нижней частью на забой скважины.

Желоб и якорь связаны между собой, например, резьбовым, шлицевым или шарнирным соединением.

Схема компоновки для вырезания окна в эксплуатационной колонне изображена на прилагаемом чертеже.

Компоновка для вырезания окна в эксплуатационной колонне включает: стартовый фрезер 1, навернутый на трубы или вал забойного двигателя (не показано) и соединенный посредством размыкателя 2 с клином-отклонителем 3.

Размыкатель 2 размещен в корпусе и является одновременно направляющим стопором клина-отклонителя 3.

Клин-отклонитель 3 включает конусообразный желоб 4, соединенный резьбой 5 или другим соединением с якорем 6, который представляет собой цилиндрический полый корпус 7 с отверстиями 8 под цилиндрические остроконечные плашки 9, удерживаемые в прижатом состоянии пружинами 10 к конусной поверхности толкателя 11, который представляет собой одно или двуступенчатый усеченный конус, имеющий в нижней части цилиндрический шток 12. Плашки 9 конусными поверхностями толкателя 11 выдвигаются через отверстия 8 до контакта и внедрения острыми концами в стенки эксплуатационной колонны 13 при упоре штоком 12 о забой 14.

Работа компоновки для вырезания окна в эксплуатационной колонне осуществляется следующим образом. Компоновка спускается до забоя 14 скважины (кровли цементного моста или разобщающего пакера - на чертеже не показано) и фиксируется в заданном направлении под весом бурильного или другого инструмента (не показано). Включается насос (не показано) и от перепада давления промывочной жидкости срабатывает размыкатель 2, происходит отделение стартового фрезера 1 от клина-отклонителя 3. При включенном роторе или вращающемся вале забойного двигателя (не показано) подается стартовый фрезер 1 вниз по корпусу размыкателя 2 желоба 4 клина-отклонителя 3 до контакта и внедрения рабочими поверхностями стартового фрезера 1 со стенками эксплуатационной колонны 13. Производится наработка уступа и зарезка окна в стенках эксплуатационной колонны 13 с одновременным вымыванием стружки из скважины (не показано).

Предлагаемая компоновка для вырезания окна в эксплуатационной колонне недорога, проста в изготовлении и эксплуатации, отличается быстрым и надежным отделением стартового фрезера от клина-отклонителя без приложения дополнительной нагрузки, более надежным креплением якоря клина-отклонителя в стволе эксплуатационной колонны, исключается возможность проворота клина-отклонителя и вероятность поломки бурильных труб или другого инструмента, посредством которого производится нагружение компоновки.