УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРЕЗАНИЯ УЧАСТКА ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ В СКВАЖИНЕ

Полезная модель относится к области нефтяной и горной промышленности и может быть использовано для вырезания участка обсадной колонны в скважине.
Известно устройство для вырезания участка колонны труб в скважине (патент RU 2110665, МПК E21B 29/00, опубл. 10.05.1998), содержащее корпус с пазами, в пазах шарнирно закреплены выдвижные резцы с возможностью взаимодействия с поршнем гидравлического привода, выполненного в виде полого цилиндра с буртом и оканчивающегося клиновой поверхностью, взаимодействие осуществляется в плоскости режущей кромки резцов, перпендикулярной оси устройства, а в плоскости выдвижения резцов в корпусе выполнены радиальные каналы, направленные в зону вырезания, выдвижные резцы фиксируются в крайнем выдвинутом и транспортном положениях за счет наличия верхней и нижней опорных плоскостей и пружины, установленной в канавке, выполненной в корпусе и выдвижных резцах в зоне их выдвижения.
Недостатками конструкции данного устройства являются: быстрый износ узлов устройства из-за высокого рабочего давления, создаваемого в процессе работы устройства, и невозможность промывки скважины в интервале вырезанной части обсадной колонны сразу после вырезания.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для вырезания участка обсадной колонны в скважине (патент RU 2518609, МПК E21B 29/00, опубл. 10.06.2014), содержащее корпус с ограничителем в виде кольцевого выступа, центратором и пазами, шарнирно закрепленные в пазах корпуса выдвижные резцы, выполненные с рабочей поверхностью армированной твердым сплавом и с возможностью фиксации в крайнем выдвинутом и транспортном положениях, радиальные каналы, выполненные в корпусе в плоскости выдвижения резцов и направленные в зону вырезания, гидравлический привод, размещенный в кольцевой полости корпуса над выдвижными резцами с возможностью взаимодействия с поверхностью выдвижных резцов в плоскости их режущей кромки, перпендикулярной оси устройства, причем гидравлический привод выполнен в виде подпружиненного от корпуса полого поршня с буртом и оканчивается клиновой поверхностью, последняя имеет вырез для опорной плоскости резцов, причем полый поршень оснащен штуцером, причем в корпусе выше гидравлического привода выполнены три радиальных канала, герметично перекрытых полой втулкой, выполненной с седлом под шар, и с возможностью осевого перемещения вниз под действием избыточного гидравлического давления в полости устройства и фиксации в корпусе после открытия радиальных каналов корпуса. В данном устройстве имеются: разрушаемый срезной винт, фиксирующий полую втулку в корпусе и стопорное с конической стенкой разрезное кольцо, установленное в кольцевую проточку корпуса. Наличие срезного винта и сложной формы стопорного кольца, а также выполнение резьбовых отверстий на втулке и корпусе и кольцевой проточки на корпусе усложняют конструкцию устройства. Задачей полезной модели является упрощение конструкции.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для вырезания участка обсадной колонны в скважине, содержащем корпус с ограничителем в виде кольцевого выступа, центратором и пазами, шарнирно закрепленные в пазах корпуса выдвижные резцы, выполненные с рабочей поверхностью армированной твердым сплавом и с возможностью фиксации в крайнем выдвинутом и транспортном положениях, радиальные каналы, выполненные в корпусе в плоскости выдвижения резцов и направленные в зону вырезания, гидравлический привод, размещенный в кольцевой полости корпуса над выдвижными резцами с возможностью взаимодействия с поверхностью выдвижных резцов в плоскости их режущей кромки, перпендикулярной оси устройства, причем гидравлический привод выполнен в виде подпружиненного от корпуса полого поршня с буртом и оканчивается клиновой поверхностью, последняя имеет вырез для опорной плоскости резцов, причем полый поршень оснащен штуцером, причем в корпусе выше гидравлического привода выполнены три радиальных канала, герметично перекрытых полой втулкой, выполненной с седлом под шар, и с возможностью осевого перемещения вниз под действием избыточного гидравлического давления в полости устройства и фиксации в корпусе после открытия радиальных каналов корпуса, новым является то, что полая втулка выполнена с кольцевым выступом, расположенным соосно на верхнем конце втулки, и выступающим наружу от боковой стенки втулки, при этом кольцевой выступ находится в цилиндрической расточке, выполненной внутри корпуса над тремя радиальными каналами.
На фиг. 1 схематично изображено устройство в продольном разрезе; на фиг. 2 изображен вид А фиг. 1 вместе с шаром.
Устройство для вырезания участка обсадной колонны в скважине содержит корпус 1 (фиг. 1) с ограничителем в виде кольцевого выступа 2, центратором 3 и пазами 4. Устройство также содержит шарнирно, например с помощью осей 5, закрепленные в пазах 4 корпуса 1, выдвижные резцы 6. Резцы выполнены с рабочей поверхностью 7 армированной твердым сплавом и с возможностью фиксации в крайнем выдвинутом (на фиг. 1 изображено пунктирно) и транспортном положениях. Радиальные каналы 8 выполнены в корпусе 1 в плоскости выдвижения резцов 6 и направлены в зону вырезания. Гидравлический привод 9 размещен в кольцевой полости 10 корпуса 1 над выдвижными резцами 6 с возможностью взаимодействия с опорной поверхностью 11 выдвижных резцов в плоскости их режущей кромки, перпендикулярной оси устройства. Гидравлический привод 9 выполнен в виде подпружиненного подпружиненного пружиной сжатия 12 от корпуса 1 полого поршня 13 с буртом 14 и оканчивается клиновой поверхностью 15. Последняя имеет вырез для опорной плоскости 11 выдвижных резцов. Полый поршень 13 оснащен штуцером 16. Наличие штуцера 16 позволяет снизить давление в процессе работы устройства. В корпусе 1 выше гидравлического привода 9 выполнены три радиальных канала 17, герметично перекрытых полой втулкой 18, выполненной с седлом 19 под шар 20, сбрасываемого с устья скважины. Полая втулка 18 выполнена с возможностью осевого перемещения вниз под действием избыточного гидравлического давления в полости устройства и фиксации в корпусе 1 после открытия трех радиальных каналов 17 корпуса. Полая втулка 18 выполнена с кольцевым выступом 21. Он расположен соосно на верхнем конце этой втулки 18 и выступает наружу от боковой стенки полой втулки. При этом кольцевой выступ 21 находится в цилиндрической расточке 22, выполненной внутри корпуса 1 над тремя радиальными каналами 17.
Устройство для вырезания участка обсадной колонны в скважине работает следующим образом. Устройство в транспортном положении на конце колонны труб спускают в скважину так, чтобы выдвижные резцы 6 находились в заданном интервале вырезания обсадной колонны. Выдвижные резцы зафиксированы в своих радиальных каналах 8 полым поршнем под действием возвратной силы упругости пружины сжатия 12. При этом устройство благодаря жесткому центратору 3 располагается симметрично оси скважины. Далее вращают с помощью ротора колонну труб с устройством и насосом подают в устройство промывочную жидкость. Под действием этой жидкости, из-за незначительного внутреннего диаметра штуцера 16, полый поршень 13 перемещается вниз, сжимая пружину 12. Полый поршень 13 клиновой поверхностью 15 воздействует на опорные поверхности 11 выдвижных резцов 6 и эти резцы выдвигаются наружу из пазов 4 корпуса 1 относительно осей 5. Радиальные каналы 8, выполненные в корпусе 1 в плоскости выдвижения выдвижных резцов, направляют резцы 6 в зону вырезания участка обсадной колонны скважины. Далее производится прорезание трубы обсадной колонны до полного раскрытия выдвижных резцов 6 (фиг. 1 резцы изображены пунктирно). После этого переходят на режим вырезания участка обсадной колонны путем перемещения колонны труб с устройством вниз. Продолжают вырезание участка обсадной колонны в скважине до заданной глубины вырезания и выключают ротор и насос. Затем опускают колонну труб с устройством вниз так, чтобы радиальные каналы 17 корпуса 1 располагались напротив верхнего интервала вырезаемого участка обсадной колонны. Сбрасывают в колонну труб шар 20, который садится на седло 19 полой втулки 18. Включив насос, создают в устройстве избыточное гидравлическое давление. В результате этого кольцевой выступ 21, деформируясь в пределах пластической деформации, изгибается внутрь. Полая втулка 18 вместе с изогнутым кольцевым выступом 21 перемещается вниз до кольцевого выступа ограничителя 2. При этом промывочная жидкость через открытые радиальные каналы 17 корпуса 1 в виде струи под высоким давлением воздействует на верхний интервал вырезанного участка обсадной колонны. Далее перемещают устройство до нижнего интервала вырезанного участка обсадной колонны. Одновременно устройство вращают с помощью ротора и подают насосом промывочную жидкость, которая вымывает шлам, грязь, металлическую стружку и цементную крошку из вырезанного участка обсадной колонны.
Кольцевой выступ 21, упираясь на дно расточки 22, фиксирует полую втулку 18 в транспортном положении, при котором радиальные каналы 17 закрыты этой втулкой. В нижнем крайнем положении полой втулки 18 (после сброса шара 20 и создания давления жидкости) изогнутый кольцевой выступ 21, упираясь наружным краем на внутреннею стенку корпуса 1, фиксирует эту втулку 18 от перемещения вверх.
В предлагаемом устройстве выполнена цилиндрическая расточка на корпусе и полая втулка фиксируется в открытом и закрытом положениях радиальных каналов корпуса кольцевым выступом, выполненным на этой втулке. В прототипе для фиксации полой втулки имеются: разрушаемый срезной винт, фиксирующий полую втулку в корпусе и стопорное, с конической стенкой разрезное кольцо, установленное в кольцевую проточку корпуса. Наличие срезного винта и сложной формы стопорного кольца, а также выполнение резьбовых отверстий на втулке и корпусе и кольцевой проточки на корпусе усложняют конструкцию прототипа. Из сравнительного анализа вытекает, что в предлагаемом устройстве, по сравнению с прототипом, упрощается конструкция.
Перечень использованной информации: 1. Патент RU 2110665, МПК E21B 29/00, опубл. 10.05.1998. 2. Патент RU 2518609, МПК E21B 29/00, опубл. 10.06.2014.