Устройство для прорезания окна в обсадной колонне

 

Используется в области бурения при прорезании окна в обсадной колонне. Устройство включает райбер с направляющим механизмом и отклоняющим клином, установленным на забое. Направляющий механизм выполнен в виде двух концентричных труб, установленных с возможностью вращения одна относительно другой. На внешней трубе установлены два фиксатора, которые во время работы устройства входят в паз отклонителя и фиксируют положение райбера таким образом, чтобы его режущие элементы не контактировали с клином-отклонителем. Использование изобретения снижает материальные затраты и время зарезки второго ствола скважин, увеличивает срок службы вооружения райбера. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области бурения скважин, а именно к прорезанию окон в обсадной колонне для дальнейшего бурения второго ствола скважины.

Известны фрезеры-райбера, содержащие корпус с присоединительной резьбой и режущими элементами [журнал "Азербайджанское нефтяное хозяйство", N 12 за 1988 г. , с. 28, Баку]. Недостатком этих устройств является их низкая эффективность из-за быстрого износа вооружения.

Известно устройство для прорезания окна в обсадной колонне с установленным на забое отклоняющим клином, включающее райбер, фрезер-долото и направляющую трубу, при этом фрезер-долото свободно установлен на направляющей трубе и имеет конусную посадочную поверхность, а направляющая труба - ответную ей поверхность [авт.св. 870672, E 21 B 29/06 от 10.10.81]. Устройство на бурильных трубах спускают в скважину, где на забое установлен отклонитель. Райбер, двигаясь по откосу отклонителя, фрезерует не только обсадную колонну, но и отклонитель, а это приводит к быстрому износу режущих элементов райбера и снижению эффективности его работы, так как снижается срок службы вооружения райбера. Как показала практика, срок службы вооружения райбера в известном устройстве с отклоняющим клином уменьшается примерно вдвое. Это обусловлено двойной нагрузкой на режущие элементы райбера (обсадная колонна и отклоняющий клин).

Таким образом, возникла задача увеличить срок службы вооружения райбера и, следовательно, эффективность его работы.

Указанную задачу решает устройство для прорезания окна в обсадной колонне, включающее райбер с направляющим механизмом и отклоняющим клином, установленным на забое, в котором согласно изобретению направляющий механизм размещен в нижней части райбера и выполнен в виде двух концентричных труб, размещенных одна в другой и установленных с возможностью вращения одной относительно другой. При этом внешняя труба оснащена по меньше мере двумя фиксаторами, на внутренней трубе установлен стопорный механизм, а на рабочей поверхности отклоняющего клина выполнен паз под вышеупомянутые фиксаторы.

Целесообразно фиксаторы выполнить в виде подпружиненных кулачков.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается новой конструкцией направляющих механизма - в виде двух концентричных труб, установленных с возможностью вращения одна относительно другой и новой формой связи направляющего механизма с отклоняющим клином - посредством фиксаторов и паза на рабочей поверхности отклонителя.

Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".

Признаки, отличающие предлагаемое устройство от прототипа, в аналогичных технических решениях не выявлены, поэтому можно сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".

Новая форма выполнения направляющего механизма и новая его связь с отклоняющим клином позволяет отклонить траекторию движения райбера посредством фиксаторов, введенных в паз отклонителя таким образом, чтобы устранить непосредственный контакт режущих элементов райбера с рабочей поверхностью отклонителя и тем самым снизить нагрузку на режущие элементы райбера.

Таким образом, налицо - достижение нового технического результата - снижение нагрузки на режущие элементы райбера, что дает возможность уменьшить износ вооружения рйбера и, как следствие, повысить его срок службы и эффективность работы.

Кроме того, указанная особенность конструкции позволит ускорить процесс прорезания окна в трубе, так как все усилие райбера будет направлено теперь на фрезерование только обсадной колонны.

На фиг. 1 показана конструкция устройства в разрезе, на фиг. 2 - устройство в процессе прорезания окна в обсадной колонне.

Устройство для прорезания окна в обсадной колонне состоит из райбера 1 с режущими элементами 2 и направляющего механизма - хвостовика, включающего две концентрично установленные трубы: внешнюю трубу 3 и внутреннюю трубу 4, зафиксированные между собой шпильками 5 и установленные с возможностью вращения одна относительно другой на подшипниках 6. Внешняя труба 3 оснащена двумя фиксаторами 7 в виде кулачков с пружинами 8, установленными в корпусе 9. Нижний конец хвостовика снабжен системой контрящих гаек 10. Хвостовик связан с райбером 1 резьбовым соединением. Отклонитель 11 (см. фиг. 2), установленный на забое в скважине, имеет паз 12, выполненный на рабочей поверхности отклонителя и имеющий профиль, обратный профилю кулачков-фиксаторов 7.

Устройство работает следующим образом.

Райбер 1 после установки отклонителя 11 на забое спускают на бурильных трубах в скважину. При достижении райбером 1 верхнего конца отклонителя 11 включают ротор и насосы. При дальнейшем спуске фиксаторы 7 райбера 1 попадают в паз 12 отклонителя 11: шпильки 5 срезаются, вращение трубы 3 прекращается, а корпус райбера, вращаясь вместе с трубой 4, начинает фрезеровать стенку обсадной колонны.

Геометрические параметры корпуса райбера, хвостовика и отклонителя подобраны так, что режущие элементы 2 райбера 1 не касаются плоскости отклонителя 11.

Предлагаемое устройство позволяет за счет снижения нагрузки на режущие элементы повысить срок службы райбера вдвое и, следовательно, эффективность его работы. Кроме того, устройство ускоряет процесс фрезерования обсадной колонны, что снижает материальные затраты и время, обусловленные зарезкой второго ствола скважин.

Формула изобретения

1. Устройство для прорезания окна в обсадной колонне, включающее райбер с направляющим механизмом и отклоняющим клином, установленным на забое скважины, отличающееся тем, что направляющий механизм размещен в нижней части райбера и выполнен в виде двух концентрично установленных труб, зафиксированных между собой и выполненных с возможностью вращения одна относительно другой, при этом внешняя труба оснащена по меньшей мере двумя фиксаторами, на нижнем конце внутренней трубы установлен стопорный механизм, а на рабочей поверхности отклоняющего клина выполнен паз под вышеупомянутые фиксаторы.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что фиксаторы выполнены в виде подпружиненных кулачков, соответствующих по профилю пазу отклонителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2