Отклонитель-ориентатор

 

Изобретение относится к горному делу, в частности к средствам бурения при зарезке второго ствола. Отклонитель представляет собой эксцентрик и включает корпус с двумя клиновыми поверхностями. К верхней части корпуса, представляющего желоб, через срезные элементы прикреплен транспортировочный патрубок, а к нижней также через срезные элементы - установочный клин. В случае необходимости для придачи нужного направления желобу в полостях отдельных элементов отклонителя дополнительно могут быть установлены поплавок или балласт. Транспортировочный патрубок и установочный клин в зависимости от условий работы также могут представлять собой поплавок или балласт. При свободном падении вниз отклонитель автоматически ориентируется по заранее заданному азимуту. Изобретение обеспечивает автоматическое ориентирование отклонителя по требуемому азимуту при упрощении его конструкции. 3 ил.

Изобретение относится к горному делу, в частности к средствам бурения при зарезке второго ствола в случае искусственного искривления скважин.

Известно устройство для автоматического ориентирования турбинного отклонителя, включающего корпус, связанный с ним вал, имеющие шлицы для взаимодействия с шлицами корпуса, эксцентричный груз, размещенный на валу, и фиксатор плоскости действия отклонителя, нижняя часть вала связана с корпусом посредством левого винтового несамотормозящего зацепления, при этом груз установлен на валу свободно, а фиксатор плоскости действия отклонителя - с возможностью осевого перемещения (а.с. N 630391 E 21 В 7/08,78).

Недостатком такого устройства является сложность конструкции и невозможность забуривания второго ствола с него.

Известна пробка для создания искусственного забоя, включающего корпус с проточкой и клиновой поверхностью, распорный клин и фиксатор, установленный в проточке корпуса и клина, распорный клин подпружинен относительно корпуса, а фиксатор выполнен в виде упругого стержня (а.с. N 981556, E 21 В 7/08).

Недостатком такого устройства является невозможность ориентирования отклонителя по требуемому азимуту.

Задача при создании устройства - упрощение конструкции, автоматическое ориентирование отклонителя по требуемому азимуту.

Техническим результатом настоящего изобретения является сокращение времени на зарезку окна второго ствола за счет сокращения спускно-подъемных операций, установки и крепления отклонителя и исключение применения дорогостоящих средств по его ориентированию.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что в известном отклонителе, включающем корпус с клиновой поверхностью, верхняя из которых представляет собой желоб, установочный клин, установленный в нижней части корпуса, и транспортировочный патрубок, прикрепленный к верхней части корпуса через срезные элементы, отклонитель выполнен эксцентричным с нижним расположением центра тяжести за счет собственной конфигурации или дополнительных поплавка или балласта, устанавливаемых в полостях отдельных элементов отклонителя зависимости от требуемого азимута ориентирования, при этом удельный вес поплавка ниже, а балласта выше, чем корпуса, а желоб верхней клиновой поверхности корпуса выполнен из материала, сопротивление резанию которого выше сопротивления вырезаемой части колонны труб скважины.

Таким образом, можно сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".

Изобретение пояснено чертежом, где на фиг. 1 показан общий вид, на фиг. 2 - вариант исполнения поплавка, а на фиг. 3 - рабочее положение отклонителя.

Отклонитель состоит из корпуса 1 с клиновой поверхностью 2, верхняя из которых представляет собой желоб. Нижняя часть корпуса 1 предназначена для установки и фиксации на требуемой отметке. Фиксатор для установки отклонителя может быть исполнен в клиновом, цанговом или в любом другом варианте. В данном случае предпочтение отдано клиновому варианту. Для этого корпус 1 в нижней части содержит клин 3, к которому через срезные элементы 4 прикреплен установочный клин 5. К верхнему клину 2 корпуса 1 через срезные элементы 6 прикреплен транспортировочный патрубок 7. Корпус 1, установочный клин 5 и транспортировочный патрубок 7 представляют собой цилиндр со скосом, а значит, отклонитель в целом представляет собой эксцентрик.

Эксцентричность отклонителя можно достичь и за счет относительного расположения поверхностей клиньев 2 и 3. В тех случаях, когда азимут зарезаемого ствола и направление желоба невозможно совместить за счет эксцентричности отклонителя, дополнительно устанавливаются поплавок 8 или балласт 9. При этом удельный вес поплавка ниже, а балласта выше, чем корпуса 1. В верхней части патрубка 7 предусмотрен клиновой поясок 10.

Поплавок 8 или балласт 9 могут быть установлены в полой части отдельных элементов отклонителя, как внутри корпуса 1, так и клина 5 или патрубка 7. В качестве поплавка 8 балласта 9 может быть использован любой материал, способный выдержать высокое давление внутри скважины (свинец, алюминий, дерево и т.д.), а также воздух и даже жидкость, включая и содержимое самой скважины (вода, глинистый раствор и т.д.). Если в качестве поплавка будут применяться газ или жидкость, то они должны быть заключены в специальный контейнер 8 (фиг. 1). Роль контейнера могут исполнять также и полости корпуса 1, патрубка 5 или клина 9. Использование поплавков и балластов особенно необходимо при ориентировании отклонителя с уже известными параметрами, например, заранее изготовленного, центр тяжести которого не совпадает с углами вновь зарезаемого ствола данной скважины. Если при этом угол наклона скважины большой и приближается к горизонтальной, то в качестве поплавка лучше всего использовать полость 11 установочного клина 5.

Желоб верхней клиновой поверхности корпуса выполнен из материала, сопротивление резанию которого выше сопротивления вырезаемой части колонны труб скважины. При этом для предотвращения вибрации режущего инструмента угол наклона установочного клина 3 может быть равен углу наклона желоба 2 или даже чуть больше его на небольшую величину α.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно определив азимут зарезаемого ствола и соориентировав желоб 2 корпуса 1 в нужном направлении за счет эксцентричности тела отклонителя, а в случае необходимости и при помощи поплавка 8 или балласта 9, отклонитель бросают вниз. Отклонитель, из-за сопротивления жидкости с небольшой скоростью падая вниз, успевает самоориентироваться даже в скважинах с незначительным углом наклона центром тяжести вниз. После достижения отклонителя заранее установленного на требуемой отметке цементного моста 12 на бурильных трубах спускается цанговый наконечник 13, при помощи которого, срезав элементы 4, дожимают корпус 1 и жестко закрепляют его к стенкам скважины при помощи клина 5. При этом заранее рассчитанный угол α позволяет плотно прижимать верхний конец 14 корпуса 1 к стенкам обсадной колонный, предотвращая тем самым вибрацию режущего инструмента. Дальнейшее увеличение нагрузки приводит к срезке элементов 6 и к освобождению патрубка 7 от корпуса 1. После этого патрубок 7 извлекается из скважины.

Формула изобретения

Отклонитель-ориентатор, включающий корпус с клиновой поверхностью, верхняя из которых представляет собой желоб, установочный клин, установленный в нижней части корпуса, и транспортировочный патрубок, прикрепленный к верхней части корпуса через срезные элементы, отличающийся тем, что отклонитель выполнен эксцентричным с нижним расположением центра тяжести за счет собственной конфигурации или дополнительных поплавка или балласта, устанавливаемых в полостях отдельных элементов отклонителя в зависимости от требуемого азимута ориентирования, при этом удельный вес поплавка ниже, а балласта выше, чем корпуса, желоб верхней клиновой поверхности корпуса выполнен из материала, сопротивление резанию которого выше сопротивления вырезаемой части колонны труб скважины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3