RU2299303C2 - Expanding open well bore reamer - Google Patents
Expanding open well bore reamer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2299303C2 RU2299303C2 RU2005121856/03A RU2005121856A RU2299303C2 RU 2299303 C2 RU2299303 C2 RU 2299303C2 RU 2005121856/03 A RU2005121856/03 A RU 2005121856/03A RU 2005121856 A RU2005121856 A RU 2005121856A RU 2299303 C2 RU2299303 C2 RU 2299303C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- rod
- reamer
- blocking
- expanding
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Nozzles (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области буровой техники, в частности к устройствам, обеспечивающим расширение ствола скважины.The invention relates to the field of drilling equipment, in particular to devices for expanding a wellbore.
Конструкция глубоких скважин для сложных геологических условий предусматривает спуск нескольких обсадных колонн и в ряде случаев хвостовиков.The design of deep wells for complex geological conditions involves the launching of several casing strings and, in some cases, liners.
Для качественного цементирования хвостовика следует обеспечить достаточный кольцевой зазор, в связи с чем возникает необходимость расширения ствола необсаженной скважины ниже башмака ранее спущенной колонны.Adequate annular clearance should be provided for high-quality cementing of the liner, which necessitates the expansion of the open hole bore below the shoe of the previously lowered string.
При расширении используются бицентричные долота и раздвижные расширители.For expansion, bicentric chisels and sliding expanders are used.
Бицентричные долота просты по конструкции и удобны в эксплуатации, однако обеспечивают незначительное увеличение диаметра открытого ствола скважины.Bicentric bits are simple in design and easy to operate, but provide a slight increase in the diameter of the open wellbore.
Раздвижные расширители имеют более сложное устройство, но позволяют увеличить диаметр ствола до 30% и более, что достигается за счет большого радиального выхода породоразрушающих элементов.Sliding expanders have a more complex device, but they can increase the diameter of the barrel up to 30% or more, which is achieved due to the large radial exit of rock-cutting elements.
Известна конструкция раздвижного расширителя фирмы Baker [1] типа Lockomatic с принудительным блокированием лопастей в раздвинутом до номинального диаметра положении (аналог).A known design of a sliding expander company Baker [1] type Lockomatic with forced locking of the blades in the position extended to the nominal diameter (analogue).
Расширитель состоит из ствола, присоединяемого к забойной компоновке бурильных труб. Нижняя часть ствола выполнена в виде направляющего патрубка.The reamer consists of a trunk attached to the bottomhole assembly of the drill pipe. The lower part of the barrel is made in the form of a guide pipe.
На наружной поверхности ствола установлен подвижной гидравлический цилиндр, полость которого связана радиальным отверстием с каналом ствола.A movable hydraulic cylinder is installed on the outer surface of the barrel, the cavity of which is connected by a radial hole to the barrel channel.
В нижней части цилиндра, в продольных пазах с помощью шарниров подвешены выдвижные элементы расширителя: лапы с шарошками на цапфах или армированные лопасти расширителя.At the bottom of the cylinder, in the longitudinal grooves, with the help of hinges, extendable elements of the expander are suspended: legs with cones on the pins or reinforced expander blades.
В расточенной части канала ствола на уровне выдвижных лопастей закреплена втулка с блокирующим кольцевым выступом на наружной поверхности.In the bored part of the bore at the level of the sliding blades, a sleeve is fixed with a blocking annular protrusion on the outer surface.
После спуска расширителя в скважину ниже башмака обсадной колонны на него передается вращение и одновременно восстанавливается циркуляция промывочной жидкости.After the expander is lowered into the well below the casing shoe, rotation is transmitted to it and at the same time circulation of the flushing fluid is restored.
Под действием избыточного давления корпус цилиндра начинает перемещаться вверх по стволу устройства. При этом кулачки, выполненные на внутренней поверхности лопастей, надвигаются на блокирующее кольцо втулки, раздвигая лопасти по мере разбуривания стенки скважины.Under the action of excessive pressure, the cylinder body begins to move up the barrel of the device. In this case, the cams made on the inner surface of the blades are pushed onto the blocking ring of the sleeve, spreading the blades as the borehole is drilled.
Блокирование лопастей в полностью раздвинутом положении, а также при последующем бурении происходит вследствие их упора в уступы, выполненные в пазах цилиндра.Blocking of the blades in the fully extended position, as well as during subsequent drilling, occurs due to their abutment in the ledges made in the grooves of the cylinder.
Для завершения бурения прекращают подачу инструмента; расширитель продолжают вращать до полного снятия осевой нагрузки, после чего прекращают циркуляцию и поднимают инструмент. При входе в обсадную колонну расширитель должен складываться (переходить в транспортное положение), упираясь в башмак боковой поверхностью раздвинутых лопастей.To complete drilling, stop feeding the tool; the expander continues to rotate until the axial load is completely removed, after which the circulation is stopped and the tool is lifted. When entering the casing, the expander must be folded (move into transport position), abutting against the shoe with the lateral surface of the extended blades.
Существенным недостатком конструкции является ненадежность, а иногда и невозможность перевода расширителя в транспортное положение при входе в башмак колонны, что чревато сложной аварией. Причина заключается в неблагоприятной особенности конструкции расширителя - наличии глубоких глухих полостей под раздвинутыми лопастями.A significant design flaw is the unreliability, and sometimes the impossibility of translating the expander into the transport position when entering the column shoe, which is fraught with a complex accident. The reason is the unfavorable design feature of the expander — the presence of deep, deaf cavities under the extended blades.
В этих полостях при бурении в основном, в мягких породах из-за недостаточной промывки накапливается шлам, наматывается плотный сальник, препятствующие складыванию лопастей при подъеме.In these cavities, when drilling mainly in soft rocks, due to insufficient washing, sludge accumulates, a tight oil seal is wound, which prevents folding of the blades when lifting.
Известна конструкция раздвижного расширителя [2], в котором частично устранены отмеченные недостатки (прототип).A known design of a sliding expander [2], in which the noted disadvantages are partially eliminated (prototype).
Раздвижные элементы размещены непосредственно в продольных пазах корпуса и соединены с корпусом шарнирно.Sliding elements are placed directly in the longitudinal grooves of the housing and are pivotally connected to the housing.
Внутри корпуса выполнена цилиндрическая расточка, в которой размещен подпружиненный поршень, установленный на подвижном пустотелом штоке с блокирующим кольцом на наружной поверхности и струйным насадком.A cylindrical bore is made inside the housing, in which a spring-loaded piston is mounted, mounted on a movable hollow stem with a blocking ring on the outer surface and a jet nozzle.
После передачи вращения на инструмент и возобновления циркуляции происходит выдвижение лопастей с разбуриванием стенки скважины до упора в уступы в пазах корпуса. Выдвижение происходит за счет перемещения вниз блокирующего кольца на штоке избыточным давлением на поршень.After the rotation is transferred to the tool and the circulation is resumed, the blades extend with the borehole wall drilled to the stop in the ledges in the body grooves. The extension is due to the downward movement of the locking ring on the rod by excessive pressure on the piston.
В отличие от аналога в прототипе после прекращения циркуляции в конце бурения блокирующее кольцо вместе с поршнем и штоком выдергиваются вверх под действием пружины, освобождая лопасти для перехода в транспортное положение.Unlike the analogue in the prototype, after the circulation ceases at the end of drilling, the blocking ring together with the piston and rod are pulled up under the action of the spring, freeing the blades to move to the transport position.
Однако в прототипе так же, как и в аналоге, при бурении возникают глухие полости под раздвинутыми элементами, из-за недостаточной промывки в них возможно накапливание шлама, наматывание сальника и, как следствие, затруднения и даже заклинка устройства при складывании элементов.However, in the prototype, as well as in the analogue, deaf cavities arise under the extended elements during drilling, due to insufficient washing in them, accumulation of sludge, winding of the stuffing box and, as a result, difficulties and even a jamming of the device when folding the elements are possible.
Последнее неоднократно наблюдалось, в частности, при расширении необсаженного ствола скважины ниже башмака технической колонны в отложениях песчаника с пропластами глин на скважинах ООО «Кубаньгазпром».The latter has been repeatedly observed, in particular, with the expansion of an open hole below the shoe of the technical string in sandstone deposits with clay layers in the wells of Kubangazprom LLC.
Задачей, поставленной в изобретении, является повышение эффективности и надежности расширителя за счет улучшения качества очистки забоя при бурении и предупреждения заклинивания раздвижных элементов при переводе в транспортное положение.The task set in the invention is to increase the efficiency and reliability of the expander by improving the quality of cleaning the bottom while drilling and preventing jamming of the sliding elements when moving into transport position.
Задача достигается тем, что раздвижной расширитель ствола скважины содержит корпус, включающий переводник, патрубок, раздвижные подвижные элементы, шарнирно установленные в продольных пазах корпуса с ограничительными уступами, поршень на подвижном пустотелом штоке с блокирующим кольцевым утолщением на наружной поверхности и струйный насадок.The objective is achieved by the fact that the expanding borehole extender comprises a housing including a sub, a nozzle, sliding movable elements pivotally mounted in the longitudinal grooves of the housing with restrictive ledges, a piston on a movable hollow rod with a blocking annular thickening on the outer surface, and an jet nozzle.
Новым в расширителе является то, что корпус снабжен нижним направляющим патрубком, в днище которого размещен струйный насадок, при этом в цилиндрической расточке нижнего направляющего патрубка установлен поршень с выполненными по периметру продольными каналами, в которых размещены дополнительные струйные насадки, при этом шток подпружинен относительно переходника, а блокирующее кольцевое утолщение на штоке выполнено в виде конуса, соответствующего ответной внутренней поверхности раздвижных подвижных элементов.What is new in the expander is that the housing is equipped with a lower guide nozzle, in the bottom of which there is a jet nozzle, while a piston is installed in the cylindrical bore of the lower guide nozzle along the perimeter with longitudinal channels in which additional jet nozzles are placed, while the rod is spring-loaded relative to the adapter and the blocking annular thickening on the rod is made in the form of a cone corresponding to the mating inner surface of the sliding movable elements.
Расширитель иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1 и 2. На фиг.1 изображен общий вид расширителя в транспортном положении, на фиг.2 - в рабочем положении.The expander is illustrated by the drawings shown in figures 1 and 2. Figure 1 shows a General view of the expander in the transport position, figure 2 - in the working position.
Конструкция раздвижного расширителя включает (фиг.1) сборный корпус, состоящий из переводника 1, втулки 2, патрубка 3 с продольными пазами 4, имеющими ограничительные уступы 5, и нижнего направляющего патрубка 6 с днищем 7 и струйным насадком 8. В пазах корпуса установлены шарнирные раздвижные подвижные элементы, например лопасти 9. В корпусе размещен подвижный узел, включающий шток, состоящий из втулок 10 и 11, соединенных между собой упорной муфтой 12, поршень 13 и коническое блокирующее кольцевое утолщение 14. Поршень 13 установлен в цилиндрической расточке направляющего патрубка 6, имеет продольные каналы, размещенные по периметру, в которых установлены дополнительные струйные насадки 15.The design of the expanding expander includes (Fig. 1) a prefabricated housing consisting of a
В переводнике 1 выполнено сальниковое уплотнение 16. Между торцом переводника 1 и уступом упорной муфты 12 размещена цилиндрическая пружина 17,In the
Расширитель спускается в скважину за башмак обсадной колонны в открытый ствол.The expander descends into the well behind the casing shoe into the open hole.
Включается вращение инструмента, восстанавливается циркуляция жидкости в скважине.The rotation of the tool is turned on, the circulation of fluid in the well is restored.
Под действием избыточного давления в устройстве (фиг.2) поршень 13, перемещаясь вверх, блокирующим кольцевым утолщением 14 раздвигает лопасти 9, разбуривая стенки открытого ствола до достижения номинального диаметра, ограниченного упором лопастей 9 в ограничительные уступы 5, выполненные в продольных пазах 4 корпуса. После этого создается осевая нагрузка, производится расширение ствола скважины.Under the action of excess pressure in the device (Fig. 2), the
Промывочная жидкость, разделенная на два потока, через дополнительные струйные насадки 15 поступает в полость под лопастями 9 и вымывает из-под них шлам и одновременно, выходя через струйный насадок 8, осуществляет промывку ствола.The washing liquid, divided into two streams, through
При завершении бурения последовательно прекращается подача долота до снижения осевой нагрузки до нуля; прекращаются вращение и затем промывка; цилиндрической пружиной 17 выталкивается вниз шток с блокирующим кольцевым утолщением 14; лопасти 9 складываются в транспортное положение.When drilling is completed, bit feed is sequentially stopped until the axial load is reduced to zero; rotation stops and then flushing; a
Конструкцию расширителя отличают следующие положительные особенности:The design of the expander is distinguished by the following positive features:
- формы блокирующего кольцевого утолщения и ответной внутренней поверхности лопастей обеспечивают их раздвижение без появления глухих внутренних полостей, в которых может накапливаться шлам и появляться сальник (фиг.2);- the forms of the blocking annular thickening and the reciprocal inner surface of the blades ensure their separation without the appearance of deaf internal cavities, in which sludge can accumulate and an omentum may appear (figure 2);
- размещение дополнительных насадок в подвижном поршне позволяет максимально приблизить и направить жесткий восходящий поток жидкости непосредственно в зону разрушения горной породы и полости возможного скопления шлама;- the placement of additional nozzles in the movable piston allows you to maximize bring and direct a hard upward fluid flow directly into the zone of destruction of the rock and the cavity of the possible accumulation of sludge;
- часть потока жидкости через нижний насадок обеспечивает достаточную промывку направляющего ствола расширяемой скважины.- part of the fluid flow through the lower nozzle provides sufficient flushing of the guide barrel of the expandable well.
Испытания опытного расширителя в отложениях песчаника с пропластами глин на скважинах ООО «Кубаньгазпром» показали, что долото легко переводится из транспортного положения в рабочее и обратно; бурение происходит без зашламления забоя, с полным выносом разбуренной породы из скважины.Tests of an experimental expander in sandstone deposits with clay strata in the wells of Kubangazprom LLC showed that the bit is easily transferred from the transport position to the working position and vice versa; drilling takes place without clogging the bottom, with the complete removal of the drilled rock from the well.
Источники информацииInformation sources
1. Baker oil tools, Fishing services Lockomatic Expanding hole opener and section mill product №150-79, product №150-95.1. Baker oil tools, Fishing services Lockomatic Expanding hole opener and section mill product No. 150-79, product No. 150-95.
2. Composite Catalog, 1984-85 гг. Voiume 4, Servco стр.6696, 6702.2. Composite Catalog, 1984-85 Voiume 4, Servco pp. 6696, 6702.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005121856/03A RU2299303C2 (en) | 2005-07-11 | 2005-07-11 | Expanding open well bore reamer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005121856/03A RU2299303C2 (en) | 2005-07-11 | 2005-07-11 | Expanding open well bore reamer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005121856A RU2005121856A (en) | 2007-01-20 |
RU2299303C2 true RU2299303C2 (en) | 2007-05-20 |
Family
ID=37774482
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005121856/03A RU2299303C2 (en) | 2005-07-11 | 2005-07-11 | Expanding open well bore reamer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2299303C2 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104481404A (en) * | 2014-10-15 | 2015-04-01 | 西南石油大学 | Supporting-rod two-blade large-diameter changing reaming tool |
CN105952380A (en) * | 2016-06-17 | 2016-09-21 | 四川众基精锚工程技术有限公司 | Die chambering equipment and chambering method thereof |
RU2612166C1 (en) * | 2015-11-10 | 2017-03-02 | Закрытое акционерное общество "ПРОММАШСЕРВИС" | Expander |
RU181505U1 (en) * | 2017-12-12 | 2018-07-17 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ") | SLIDING EXPANDER |
RU2719880C1 (en) * | 2019-12-09 | 2020-04-23 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Expander for simultaneous drilling and expansion on casing string |
RU203929U1 (en) * | 2020-06-22 | 2021-04-28 | Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Буринтех" | Downhole reamer, sliding |
RU2759140C1 (en) * | 2021-02-26 | 2021-11-09 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Collapsible bit |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113685140B (en) * | 2021-08-04 | 2022-07-01 | 北京工业大学 | Axial oscillation screw drill |
-
2005
- 2005-07-11 RU RU2005121856/03A patent/RU2299303C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Composite catalog. 1984-1985, v. 4. SERVCO. С.6696, 6702. * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104481404A (en) * | 2014-10-15 | 2015-04-01 | 西南石油大学 | Supporting-rod two-blade large-diameter changing reaming tool |
RU2612166C1 (en) * | 2015-11-10 | 2017-03-02 | Закрытое акционерное общество "ПРОММАШСЕРВИС" | Expander |
CN105952380A (en) * | 2016-06-17 | 2016-09-21 | 四川众基精锚工程技术有限公司 | Die chambering equipment and chambering method thereof |
RU181505U1 (en) * | 2017-12-12 | 2018-07-17 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ") | SLIDING EXPANDER |
RU2719880C1 (en) * | 2019-12-09 | 2020-04-23 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Expander for simultaneous drilling and expansion on casing string |
RU203929U1 (en) * | 2020-06-22 | 2021-04-28 | Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Буринтех" | Downhole reamer, sliding |
RU2759140C1 (en) * | 2021-02-26 | 2021-11-09 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Collapsible bit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005121856A (en) | 2007-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2299303C2 (en) | Expanding open well bore reamer | |
CA2555563C (en) | Apparatus and methods for creation of down hole annular barrier | |
CA2463953C (en) | System for lining a section of a wellbore | |
US6615933B1 (en) | Downhole tool with extendable members | |
US6029748A (en) | Method and apparatus for top to bottom expansion of tubulars | |
US6845820B1 (en) | Completion apparatus and methods for use in hydrocarbon wells | |
AU2015261996B2 (en) | Downhole string for drilling through a low pressure zone | |
US7699112B2 (en) | Sidetrack option for monobore casing string | |
CA2518283C (en) | Pressure activated release member for an expandable drillbit | |
NO337438B1 (en) | Method and apparatus for forming a lined well | |
NO340812B1 (en) | SPACE TOOLS AND SPACE OPERATION FOR EXTENSION OF A Well | |
CA3054242A1 (en) | Downhole anchor mechanism | |
US20040129431A1 (en) | Multi-pressure regulating valve system for expander | |
AU2003248421B2 (en) | Internal Pressure Indicator and Locking Mechanism for a Downhole Tool | |
US10458196B2 (en) | Downhole casing pulling tool | |
CN114562210B (en) | Oil gas well reamer while drilling | |
CN203808841U (en) | Tool used for enlarging wellbore diameter | |
US9228407B2 (en) | Apparatus and method for completing a wellbore | |
RU2772031C1 (en) | Hydraulic borehole expander | |
CN104929524A (en) | Tool for enlarging wellbore diameter | |
RU2751906C1 (en) | Reamer for guided drilling and casing expansion | |
RU203929U1 (en) | Downhole reamer, sliding | |
US20220268115A1 (en) | Reamer / guide interchangeable tubular shoe | |
RU2231612C1 (en) | Well expanding device | |
RU2485275C1 (en) | Well reamer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120712 |