RU143548U1 - WEDGE DIVERS FOR DRILLING WELL SIDES FROM A WELL - Google Patents

Abstract

Клиновой отклонитель для забуривания боковых стволов из скважины, включающий отклоняющий клин с фиксирующим механизмом в виде якоря, переводник, узел отклонения и фиксации клина, срезной болт, установленный в режущем инструменте и прикрепленный к верхней части отклоняющего клина, отличающийся тем, что в качестве фиксирующего механизма применяют механическое заякоривающее устройство типа "пакер", имеющее два якоря и герметизирующий тройной эластомер.A wedge diverter for drilling sidetracks from the well, including a deflecting wedge with a fixing mechanism in the form of an anchor, an adapter, a wedge deflection and fixing unit, a shear bolt installed in the cutting tool and attached to the upper part of the deflecting wedge, characterized in that as a fixing mechanism a mechanical packer-type anchor device is used that has two anchors and a triple sealing elastomer.

Description

Полезная модель относится к устройствам для реконструкции скважин методом зарезки бокового ствола и строительства многозабойных скважин, а именно касается устройства для установки клина-отклонителя при зарезке боковых стволов в наклонно-направленных и горизонтальных скважинах, в том числе скважинах старого фонда и многоствольных скважинах.The utility model relates to devices for reconstructing wells by sidetracking and multilateral wells, and in particular, relates to a device for installing a deflector during sidetracking in directional and horizontal wells, including old wells and multilateral wells.

Известен гидравлический отклонитель (пат. РФ №2311522, МПК E21B 7/08, опубл. 2007 г.), содержащий клин-отклонитель с наклонной рабочей поверхностью, режущий инструмент, закрепленный на клине срезным болтом, шланг высокого давления для гидравлической связи режущего инструмента с узлом опоры (гидравлическим пакером).Known hydraulic diverter (US Pat. RF №2311522, IPC E21B 7/08, publ. 2007), containing a diverter wedge with an inclined working surface, a cutting tool mounted on the wedge with a shear bolt, a high pressure hose for hydraulic connection of the cutting tool with support unit (hydraulic packer).

Известное устройство не обеспечивает надежного закрепления его в скважине, выход плашек в рабочее положение ограничен, вследствие этого не будет достигнуто достаточного сцепления плашек со стенкой скважины и клин-отклонитель под действием осевых нагрузок будет смещаться с места установки, что может привести к тяжелой аварии.The known device does not provide reliable fixing it in the well, the output of the dies in the working position is limited, as a result of this, sufficient adhesion of the dies to the wall of the well will not be achieved and the wedge-deflector will be displaced from the installation site under the action of axial loads, which can lead to a severe accident.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является клиновой отклонитель для забуривания боковых стволов из скважины (пат. РФ, №2469172, МПК E21B 7/08, опуб. 2012 г.), включающий отклоняющий клин с закрепляющим механизмом в виде гидравлического якоря с рабочей полостью, между которыми размещен переводник, узел отклонения и фиксации клина, установленный в переводнике, поворотное соединение между переводником и клином, канал для подачи жидкости, связывающий полость бурильных труб и полость режущего инструмента с рабочей полостью якоря, режущий инструмент, прикрепленный к верхней части отклоняющего клина посредством отсоединительного устройства со срезным болтом.The closest in technical essence to the proposed one is a wedge diverter for drilling sidetracks from a well (US Pat. RF, No. 2469172, IPC E21B 7/08, publ. 2012), including a deflecting wedge with a fixing mechanism in the form of a hydraulic anchor with a working cavity between which there is a sub, a wedge deviation and fixation unit installed in the sub, a rotary connection between the sub and the wedge, a fluid supply channel connecting the cavity of the drill pipe and the cavity of the cutting tool with the working cavity of the anchor , a cutting tool attached to the upper part of the deflecting wedge by means of a disconnecting device with a shear bolt.

Недостатком прототипа является сложность конструкции за счет выполнения отсоединительного устройства, одноразовая установка клина, возможность проворота во время фиксации.The disadvantage of the prototype is the design complexity due to the implementation of the disconnecting device, a one-time installation of the wedge, the possibility of rotation during fixation.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель является исключение возможности проворота клина вследствие возникновения крутящего момента в процессе вырезки «окна», возможность многоразового переориентирования в случае фиксирования в неверном азимутальном направлении, установка и вырезка «окна» осуществляется в один спуск.The task to which the claimed utility model is directed is to eliminate the possibility of wedge rotation due to the occurrence of torque during the “window” cutting process, the possibility of multiple reorientation in case of fixing in the wrong azimuth direction, the installation and cutting of the “window” is carried out in one run.

Техническим результатом полезной модели является сокращение времени на зарезку окна второго ствола за счет сокращения спускоподъемных операций, установки и крепления отклонителя и исключение применения дорогостоящих средств по его ориентированию.The technical result of the utility model is to reduce the time required for cutting the window of the second barrel by reducing tripping operations, installing and securing the deflector, and eliminating the use of expensive means for orienting it.

Указанная задача решается за счет того, что в клиновом отклонителе для забуривания боковых стволов из скважины, включающем отклоняющий клин с фиксирующим механизмом в виде якоря, переводник, узел отклонения и фиксации клина, срезной болт, установленный в режущем инструменте и прикрепленный к верхней части отклоняющего клина, согласно предлагаемой полезной модели в качестве фиксирующего механизма применяют механическое заякоривающее устройство типа «пакер», имеющее два якоря и герметизирующий тройной эластомер.This problem is solved due to the fact that in the wedge diverter for drilling sidetracks from the well, which includes a deflecting wedge with a fixing mechanism in the form of an anchor, an adapter, a wedge deviation and fixation unit, a shear bolt installed in the cutting tool and attached to the upper part of the deflecting wedge , according to the proposed utility model, a mechanical packer-type anchoring device with two anchors and a sealing triple elastomer is used as the locking mechanism.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:

На фиг. 1 показан вид клинового отклонителя с разрезами, на фиг. 2 - узел соединения режущего инструмента с клином.In FIG. 1 shows a view of a wedge diverter with cuts, in FIG. 2 - node connecting the cutting tool with the wedge.

Устройство состоит из отклоняющего клина 1 с отклоняющей поверхностью 2, присоединенной в узле соединения режущего инструмента с клином 3 с помощью срезного болта 4, оконного фрезера 5 и фрезера-расширителя 6. Отклоняющий клин 1 соединяется с механическим заякоривающим механизмом типа «пакер» 7 (например, пакер типа ПРО-ЯТ-О), который состоит из верхнего и нижнего якорей, тройного эластомера (на фигуре не показаны).The device consists of a deflecting wedge 1 with a deflecting surface 2 attached to the node connecting the cutting tool to the wedge 3 using a shear bolt 4, a window milling cutter 5 and a milling expander 6. The deflecting wedge 1 is connected to a mechanical anchor mechanism of the “packer” type 7 (for example , a packer of the PRO-YAT-O type), which consists of an upper and lower anchor, a triple elastomer (not shown in the figure).

Отклоняющий клин 1 соединяется с механическим заякоривающим механизмом типа «пакер» 7 с помощью переводника с ниппельной резьбой 8 и муфты (на фиг. 1 не показан) механического заякоривающего механизма типа «пакер» 7. Нижний якорь с плашками (на фиг. 1 не показан) служит для фиксаций клина в колонне механического заякоривающего механизма типа «пакер» 7. Тройной эластомер (на фиг.1 не показан) при посадке пакера создает герметичность. Спускается устройство с навернутой заглушкой (на фиг. 1 не показан) на механический заякоривающий механизм типа «пакер 7.The deflecting wedge 1 is connected to the mechanical anchor mechanism of the "packer" type 7 using an adapter with the nipple thread 8 and the coupling (not shown in Fig. 1) of the mechanical anchor mechanism of the "packer" type 7. The lower anchor with dies (in Fig. 1 is not shown ) serves to fix the wedge in the column of the mechanical anchoring mechanism of the “packer” type 7. The triple elastomer (not shown in FIG. 1) creates tightness when the packer is planted. The device with the screwed-down plug (not shown in Fig. 1) is lowered onto the mechanical anchoring mechanism of the “packer 7.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Перед спуском в скважину на мостках буровой установки собирают устройство в следующей последовательности: муфта фрезера расширителя (на фиг. 1 не показана), переводник с ниппельной резьбой 8, из муфты (на фиг. 1 не показана) механического заякоривающего механизма типа «пакер» 7 извлекают защитные колпачки и заглушки. На переводник с ниппельной резьбой механического заякоривающего механизма типа «пакер» (на фиг. 1 не показана) заворачивают металлическую заглушку (на фиг. 1 не показана). Клин 1 с переводником с ниппельной резьбой 8 соединяют с механическим заякоривающим механизмом типа «пакер» 7 при помощи резьбы (на фиг. 1 не показана) и на элеваторе спускают в скважину.Before launching into the well, on the bridges of the drilling rig, the device is assembled in the following sequence: a reamer milling clutch (not shown in FIG. 1), a threaded adapter 8, from a coupling (not shown in FIG. 1) of a mechanical “packer” type anchoring mechanism 7 protective caps and plugs are removed. A metal plug (not shown in FIG. 1) is wrapped on a sub with a nipple thread of a mechanical anchor mechanism of the “packer” type (not shown in FIG. 1). The wedge 1 with a sub with a nipple thread 8 is connected to a mechanical anchoring mechanism of the "packer" type 7 using a thread (not shown in Fig. 1) and lowered into the well at the elevator.

К муфте фрезера расширителя 6 присоединяют бурильную трубу с установленным перепускным клапаном (на фиг.1 и 2 не показаны). При спуске через перепускной клапан происходит заполнение полости оконного фрезера 5, бурильных труб рабочей жидкостью, находящейся в скважине, предотвращая их смятие под действием давления столба жидкости. Собранную компоновку на колонне бурильных труб спускают в скважину на заданную глубину и ориентируют отклонитель клиновой, например, с помощью инклинометра или гироскопа в заданном направлении по азимуту. После чего начинают процесс фиксаций механического заякоривающего механизма типа «пакер» 7, который фиксируется поднятием на определенную высоту с соблюдением условия больше либо равной 100 мм той глубине или меньше либо равно 200 мм, то есть колонну труб приподнимают не менее 100 мм и не более 200 мм, затем разгружают для установки. После предварительной разгрузки и начала фиксаций в колонне есть возможность вторично ориентировать клиновой отклонитель с целью проверки направления. Убедившись в направлении, полностью зафиксировать устройство. Необходимо учесть ряд нюансов: срезной болт 4, соединяющий оконный фрезер 5 и клин 1 должен срезаться большей нагрузкой, чем нагрузка под которой срывается механический заякоривающий механизм типа «пакер» 7. Иначе при переориентировании клинового отклонителя есть риск преждевременно сорвать срезной болт 4, а так же нужно учесть допустимую удерживающую нагрузку механического заякоривающего механизма типа «пакер» 7, он должен удерживать нагрузку при которой срывается срезной болт 4, не проскальзывая в колонне и не теряя герметизирующий эффект. Натяжением колонны бурильных труб с расчетным усилием производится срыв срезного болта 4 и таким образом происходит отсоединение оконного фрезера 5 от клина 1. Снижение веса инструмента, находящегося в скважине показывает, что произошло отсоединение оконного фрезера 5 от клина 1. Произведя полное отсоединение оконного фрезера 5 от клина 1, придают вращение колонне бурильных труб, создают циркуляцию промывочной жидкости из скважины. Далее производят вырезание «окна» в стенке обсадной колонны движением оконного фрезера 5 и фрезера расширителя 6 по отклоняющей поверхности 2, а затем - клина 1. Так как после разрушения срезного болта 4 на отклоняющей поверхности клина 2 не остается никаких частей срезного болта, которые необходимо было бы расфрезеровывать, это способствует сохранению режущих элементов оконного фрезера 5 и ускорению процесса вырезания «окна» и забуривания бокового ствола.A drill pipe with a bypass valve installed (not shown in FIGS. 1 and 2) is connected to the milling coupling of the expander 6. During the descent through the bypass valve, the cavity of the window milling machine 5, the drill pipes are filled with the working fluid located in the well, preventing them from being crushed under the action of the pressure of the liquid column. The assembled assembly on the drill pipe string is lowered into the well to a predetermined depth and the wedge diverter is oriented, for example, using an inclinometer or gyroscope in a given direction in azimuth. After that, the process of fixing the mechanical anchoring mechanism of the “packer” type 7 begins, which is fixed by lifting to a certain height subject to a condition greater than or equal to 100 mm to that depth or less than or equal to 200 mm, that is, the pipe string is lifted at least 100 mm and not more than 200 mm, then unloaded for installation. After preliminary unloading and the beginning of fixations in the column, it is possible to reorient the wedge diverter for the purpose of checking the direction. After checking the direction, fully lock the device. It is necessary to take into account a number of nuances: the shear bolt 4 connecting the window milling cutter 5 and the wedge 1 must be cut off with a greater load than the load under which the mechanical anchoring mechanism of the "packer" type 7 breaks. Otherwise, when reorienting the wedge diverter, there is a risk of prematurely breaking the shear bolt 4, and but it is necessary to take into account the permissible holding load of the mechanical anchoring mechanism of the “packer” type 7, it must hold the load at which the shear bolt 4 breaks down without slipping in the column and without losing the sealing effect kt. The tension of the drill pipe string with the calculated force disables the shear bolt 4 and thus disconnects the window mill 5 from the wedge 1. A decrease in the weight of the tool located in the borehole indicates that the window mill 5 is disconnected from the wedge 1. Having completely disconnected the window mill 5 from wedge 1, impart rotation to the drill pipe string, circulate flushing fluid from the well. Next, the window is cut out in the casing wall by moving the window milling cutter 5 and expander milling cutter 6 along the deflecting surface 2, and then the wedge 1. Since after the shear bolt 4 is destroyed, there are no parts of the shear bolt that are necessary on the deflecting surface of the wedge 2 would be milled, this contributes to the preservation of the cutting elements of the window milling machine 5 and accelerate the process of cutting the "window" and drilling the side trunk.

В совокупности все это позволяет расширить области применения предлагаемого устройства за счет возможности использования в скважинах со сложным профилем и увеличения надежности его работы в горизонтальных участках наклонно направленных и многозабойных скважин из за возможности фиксаций клинового отклонителя многократно, предварительно удостоверившись в верности направления отклоняющей поверхности 2, возможности корректировании интервала вырезки «окна» до момента срыва срезного болта 2, возможности промывки в процессе спускоподъемных операций, возможности исключения риска вследствие гидравлических ударов, что в совокупности позволит сократить сроки и снизить стоимость строительства скважин сложной архитектуры и горизонтальных скважин со сложным профилем ствола.In aggregate, all this allows us to expand the scope of the proposed device due to the possibility of using in wells with a complex profile and increasing the reliability of its operation in horizontal sections of directional and multilateral wells due to the possibility of fixing the wedge diverter many times, having previously verified that the direction of the deflecting surface 2 is correct, adjusting the “window” cutting interval until the shear bolt 2 breaks down, the possibility of flushing during tripping mnyh operations, excluding the possibility of risk due to water hammer, all of which will reduce the time and reduce the cost of construction of wells complex architecture and horizontal wells with a complex profile of the barrel.

Пакер типа ПРО-ЯТ-
О по своим характеристикам отлично подходит по всем требованиям, как ответственный элемент фиксации при сложных скважинных операциях. При посадке не возникает реактивных моментов, гарантирует герметичность резиновых уплотнителей до 35 МПа, а так же производить посадку можно многократно. Спускать пакер исключительно с навернутой заглушкой на конце. Посадка происходит следующим образом: при достижении необходимого интервала клин ориентируют в необходимом направлении, затем начинают посадку пакера и даже после разгрузки на 3-4 тонны у нас есть возможность удостовериться с помощью гироскопического прибора, спускаемого на каротажном кабеле, а убедившись в направлении полностью посадить пакер. Именно этого типа пакер выбран еще по одной причине - наличие 2-х якорей и тройного эластомера уже в конструктивном составе.Packer type PRO-YAT-
In terms of its characteristics, it perfectly suits all requirements, as a crucial element of fixation in complex downhole operations. When landing, there are no reactive moments, it guarantees the tightness of rubber seals up to 35 MPa, and you can also land many times. Lower the packer exclusively with the screwed-up plug on the end. Landing is as follows: when the required interval is reached, the wedge is oriented in the necessary direction, then the packer begins to land, and even after unloading by 3-4 tons, we have the opportunity to verify with a gyroscopic device that is lowered on the wireline, and making sure the direction of the packer is fully planted . This type of packer is chosen for another reason - the presence of 2 anchors and a triple elastomer is already in the structural composition.

После завершения посадки клина и срезки штифтов необходимо провести опрессовку колонны, так называемый тест на герметичность на величину указанную в плане-программе, поступаемой от заказчика, как правило, давление опрессовки не превышает 10 Мпа.After the wedge is planted and the pins are cut, it is necessary to pressure test the column, the so-called leak test, to the value indicated in the plan-program received from the customer, as a rule, the pressure of the pressure does not exceed 10 MPa.

Claims (1)

Клиновой отклонитель для забуривания боковых стволов из скважины, включающий отклоняющий клин с фиксирующим механизмом в виде якоря, переводник, узел отклонения и фиксации клина, срезной болт, установленный в режущем инструменте и прикрепленный к верхней части отклоняющего клина, отличающийся тем, что в качестве фиксирующего механизма применяют механическое заякоривающее устройство типа "пакер", имеющее два якоря и герметизирующий тройной эластомер.

A wedge diverter for drilling sidetracks from the well, including a deflecting wedge with a fixing mechanism in the form of an anchor, an adapter, a wedge deflection and fixing unit, a shear bolt installed in the cutting tool and attached to the upper part of the deflecting wedge, characterized in that as a fixing mechanism a mechanical packer-type anchor device is used, having two anchors and a triple elastomer sealing.