RU2085694C1 - Bottom-hole deflecting device - Google Patents

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: buttonhole deflecting device is intended for initiating and drilling of additional holes. Anchor is made up of body with seats for location of spring-loaded retainers and pusher having outer tapered surface for interaction with spring-loaded retainers. Body represents double-section tapered cone with fixing grooves for retainers in upper part of cones. Anchor body is rigidly connected by splined joint through shear pins with deflecting wedge and is in fact hollow cylinder with seats for retainers and release holes. Pusher is rigidly connected for example by thread with deflecting wedge and after pins are sheared can move forward inside anchor body. EFFECT: high efficiency. 1 dwg

Description

Восстановление скважин методом зарезки и бурения дополнительных стволов экономически оправдано и в настоящее время находит широкое применение в нефтегазодобывающих районах России, где фонд бездействующих скважин составляет 20-27% от всего объема пробуренных скважин. Well restoration by the method of cutting and drilling additional wells is economically justified and is currently widely used in oil and gas producing regions of Russia, where the stock of idle wells is 20-27% of the total volume of drilled wells.

Известно забойное отклоняющее устройство типа МОД (Мирсалаев С.Б. Техника и технология зарезки второго ствола скважин, М. Недра, 1967, с. 49, рис. 24), включающее спускной клин, клин-отклонитель и якорь, состоящий из корпуса, плашек (сухарей), клинообразной поверхности, толкателя и срезных штифтов. A downhole deflecting device of the MOD type is known (Mirsalaev SB Technique and technology for cutting the second wellbore, M. Nedra, 1967, p. 49, Fig. 24), including a drain wedge, a deflector wedge and an anchor consisting of a body and dies (crackers), wedge-shaped surface, pusher and shear pins.

Известно забойное отклоняющее устройство типа ОЭС (Амиров А.Д. и др. Справочная книга по текущему и капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин, М. Недра, 1979, с. 255, рис. 111, 13), включающее спускной клин, клин-отклонитель и якорь (узел опоры и закрепления), который состоит из корпуса с плашкодержателем (толкателя), плашек (сухарей), клинообразной поверхности и срезных штифтов. A downhole diverting device of the OES type is known (A. Amirov et al. The reference book on the current and capital repair of oil and gas wells, M. Nedra, 1979, p. 255, Fig. 111, 13), including a drain wedge, wedge deflector and anchor (support and fixing unit), which consists of a housing with a die holder (pusher), dies (crackers), a wedge-shaped surface and shear pins.

Известно также забойное отклоняющее устройство донного типа фирмы "Хомко" (Композит-каталог нефтегазового оборудования и услуг на рус. яз. Gulf Publishing Company, houston, Texas, 1993, с. 1004), включающее спускное устройство (спускной клин), клин-отклонитель и якорь, представляющий собой корпус с клинообразной поверхностью, толкатель в виде штока с подпружиненным плунжером, колодки (сухаря) и срезных штифтов. Also known is a bottomhole bottom deflector of the Homco company (Composite catalog of oil and gas equipment and services in Russian by Gulf Publishing Company, houston, Texas, 1993, p. 1004), including a drain device (drain wedge), deflector wedge and an anchor, which is a body with a wedge-shaped surface, a pusher in the form of a rod with a spring-loaded plunger, pads (crackers) and shear pins.

Недостатком всех вышеуказанных конструкций забойных отклоняющих устройств является возможность проворота вокруг оси скважины в результате слабого крепления якоря со стенками эксплуатационной колонны, т.к. эффект внедрения зубьев колодки или плашек (сухарей) зависит от площади контакта со стенками колонны, т.е. от величины прижимающего усилия, создаваемого весом бурильного инструмента, что в свою очередь ограничивается его прочностными характеристиками. The disadvantage of all of the above structures downhole deflecting devices is the ability to rotate around the axis of the well as a result of weak mounting of the armature with the walls of the production string, because the effect of the introduction of the teeth of the block or dies (crackers) depends on the area of contact with the walls of the column, i.e. from the amount of pressing force created by the weight of the drilling tool, which in turn is limited by its strength characteristics.

Задача изобретения повышение эффективности крепления якоря забойного отклоняющего устройства в стволе скважины, что достигается использованием сухарей в виде заостренных стержней, которые посредством конусной поверхности толкателя внедряются в стенки колонны при относительно небольшой создаваемой нагрузке весом бурильного инструмента, что в свою очередь обусловлено возможностью точечных контактных напряжений. The objective of the invention is to increase the efficiency of fastening the anchors of the downhole deflecting device in the wellbore, which is achieved by using crackers in the form of pointed rods, which are inserted into the wall of the column by means of the conical surface of the pusher with a relatively small load created by the weight of the drilling tool, which in turn is due to the possibility of point contact stresses.

Решение задачи достигается тем, что в корпусе якоря забойного отклоняющего устройства выполнены гнезда под подпружиненные сухари, а корпус, посредством срезных штифтов, жестко связан с клином-отклонителем через пазовое соединение. The solution to the problem is achieved by the fact that in the anchor housing of the downhole deflecting device, nests for spring-loaded crackers are made, and the housing, by means of shear pins, is rigidly connected to the wedge-deflector through a groove connection.

Наружная поверхность толкателя выполнена конической в виде двухсекционного усеченного конуса. В верхней части усеченных конусов толкателя выполнены проточки для фиксации сухарей в рабочем состоянии. Толкатель жестко, например, посредством резьбы связан с клином-отклонителем. The outer surface of the pusher is made conical in the form of a two-section truncated cone. Grooves are made in the upper part of the truncated cones of the pusher to fix the crackers in working condition. The pusher is rigidly connected, for example, by means of a thread to the deflecting wedge.

Схема забойного отклоняющего устройства изображена на чертеже. The scheme of the downhole deflecting device shown in the drawing.

Забойное отклоняющее устройство включает спускной клин 1, соединенный посредством срезных болтов 2 с клином-отклонителем 3 и якорь, представляющий собой корпус 4 с коаксиально расположенными гнездами 5 под подпружиненные 6 сухари 7 и толкатель 8, представляющий собой двухсекционный усеченный конус. The downhole deflecting device includes a drain wedge 1 connected by shear bolts 2 to the deflecting wedge 3 and an anchor, which is a housing 4 with coaxially located sockets 5 for spring loaded 6 crackers 7 and a pusher 8, which is a two-section truncated cone.

Спускной клин 1 может быть заменен другим подобным устройством, выполняющим какие-либо совместные функции, например, клин-отклонитель может спускаться на зарезном (начальном) райбере-фрезере (на чертеже не показано). The lowering wedge 1 can be replaced by another similar device that performs some kind of joint function, for example, the deflecting wedge can be lowered on a cutting (initial) milling cutter (not shown in the drawing).

Клин-отклонитель 3 представляет собой вогнутый желоб, дающий возможность производить работы райберами-фрезерами по вырезке "окна" в эксплуатационной колонне. The wedge-deflector 3 is a concave groove, which makes it possible to perform work with riber-milling cutters for cutting the “window” in the production casing.

Якорь представляет собой полый корпус 4, соединенный посредством срезных штифтов 9 через пазовое соединение 10, например, шлицевое с клином-отклонителем 3 и толкатель 8 в виде двухсекционного усеченного конуса, который жестко, например, резьбовым соединением 11 связан с клином-отклонителем 3 и может поступательно перемещаться внутри корпуса 4. The anchor is a hollow body 4 connected by shear pins 9 through a groove connection 10, for example, slotted with a deflector wedge 3 and a pusher 8 in the form of a two-section truncated cone, which is rigidly connected, for example, by a threaded connection 11 to the wedge-deflector 3 and can progressively move inside the housing 4.

В корпусе 4 выполнены коаксиально расположенные гнезда 5, в которых под действием наружной конической поверхности 12 двухсекционного толкателя 8 происходить выдвижение подпружиненных 6 сухарей 7 до контакта со стенками колонны (скважины) 13. In the housing 4, coaxially located sockets 5 are made, in which, under the action of the outer conical surface 12 of the two-section pusher 8, the spring loaded 6 crackers 7 extend until they contact the walls of the column (well) 13.

В верхней части конусов двухсекционного толкателя 8 выполнены фиксирующие проточки 14 под сухари 7. In the upper part of the cones of the two-section pusher 8, fixing grooves 14 are made under the crackers 7.

В нижней части корпуса 4 якоря выполнены дренажные отверстия 15 для вытеснения, попавшего внутрь корпуса 4 промывочного раствора и шлама (на чертеже не показано). In the lower part of the housing 4 of the anchor, drainage holes 15 are made for displacing the trapped solution 4 and sludge (not shown) in the housing 4.

Пружины 6 предназначены для удержания сухарей 7 в прижатом состоянии к наружной конической поверхности 12 толкателя 8 в момент спуска забойного отклоняющего устройства. The springs 6 are designed to hold the crackers 7 in a pressed state to the outer conical surface 12 of the pusher 8 at the time of the descent of the downhole deflecting device.

Работа забойного отклоняющего устройства осуществляется следующим образом. The operation of the downhole deflecting device is as follows.

Спуск забойного отклоняющего устройства производится посредством спускного клина 1 на бурильных или насосно-компрессорных трубах (на чертеже на показано) до забоя 16 или "головы" оставленного при аварии инструмента на расчетной глубине и фиксируется в заданном направлении методом разгружения веса инструмента (на чертеже не показано) на определенную величину. The downhole deflecting device is lowered by means of a drain wedge 1 on drill or tubing (shown in the drawing) to the bottom 16 or the “head” of the tool left in the accident at the calculated depth and is fixed in the specified direction by unloading the weight of the tool (not shown in the drawing ) by a certain amount.

Срезаются штифты 9 и под весом инструмента (на чертеже не показано)клин-отклонитель 3 просаживается вниз по пазовому соединению 10 до упора торцев корпуса 4 якоря и клина-отклонителя 3. При этом толкатель 8, связанный жестко, например, посредством резьбы 11 с клином-отклонителем 3 движется поступательно вниз в корпусе 4 якоря и наружной конической поверхностью 12 толкателя 8 выталкивает подпружиненные 6 сухари 7 через гнезда 5 до контакта и внедрения их заостренными концами в стенки 13 колонны (скважины). Фиксация сухарей 7 происходит в момент попадания их в фиксирующие проточки 14 в верхней части наружных конических поверхностей 12 толкателя 8. Пружины 6 удерживают сухари 7 в прижатом состоянии к конической поверхности 12 толкателя 8. The pins 9 are cut off and under the weight of the tool (not shown) the wedge-deflector 3 sits down along the groove connection 10 until the ends of the body 4 of the armature and the wedge-deflector 3 stop. In this case, the pusher 8 is rigidly connected, for example, by means of thread 11 with the wedge - the deflector 3 moves progressively downward in the housing 4 of the anchor and the outer conical surface 12 of the pusher 8 pushes the spring-loaded 6 crackers 7 through the nests 5 until they contact and insert their pointed ends into the walls 13 of the column (well). The fixation of the crackers 7 occurs at the moment they hit the fixing grooves 14 in the upper part of the outer conical surfaces 12 of the pusher 8. The springs 6 hold the crackers 7 in a pressed state against the conical surface 12 of the pusher 8.

После фиксации якоря при дальнейшем нагружении инструмента (на чертеже не показано) происходит срезание болтовых соединений 2, крепящих клин-отклонитель 3 со спускным клином 1 или с другим подобным устройством, а спускной клин 1 поднимается на поверхность. Дальнейшие работы, связанные с вырезкой "окна" и бурением дополнительного ствола, ведутся по утвержденному плану. After fixing the anchor with further loading of the tool (not shown in the drawing), the bolted joints 2 are fastened, fastening the deflector wedge 3 with the drain wedge 1 or with another similar device, and the drain wedge 1 rises to the surface. Further work related to cutting the “window” and drilling an additional barrel is being carried out according to the approved plan.

Предлагаемое забойное отклоняющее устройство недорого и просто в изготовлении и эксплуатации, отличается более высокой надежностью крепления в стволе скважины, т.к. устраняется возможность проворота клина-отклонителя 3 вокруг оси и поступательного смещения вдоль оси скважины. The proposed downhole diverting device is inexpensive and easy to manufacture and operate, has a higher reliability of fastening in the wellbore, because eliminates the possibility of turning the wedge-deflector 3 around the axis and translational displacement along the axis of the well.

Claims (1)

Забойное отклоняющее устройство, включающее спускной клин, клин-отклонитель и якорь, содержащий корпус, жестко соединенный с клином-отклинителем посредством срезных штифтов, сухари и толкатель, отличающееся тем, что толкатель имеет наружную коническую поверхность для взаимодействия с подпружиненными сухарями, установленными в гнездах корпуса, и жестко связан с клином-отклонителем, причем клин-отклонитель через пазовое соединение связан с корпусом якоря для возможности перемещения с толкателем в осевом направлении при срезании штифтов и воздействия конусной поверхностью толкателя на подпружиненные сухари. Downhole deflecting device, including a discharge wedge, a deflector wedge and an anchor, comprising a body rigidly connected to the whip-wedge by means of shear pins, crackers and a pusher, characterized in that the pusher has an external conical surface for interacting with spring-loaded crackers installed in the housing sockets , and is rigidly connected to the deflecting wedge, and the deflecting wedge is connected through the groove connection to the armature body to be able to move with the pusher in the axial direction when cutting the pin c and the impact of the conical surface of the pusher on the spring loaded crackers.