БАШМАК С СИЛОВЫМ ПРИВОДОМ

Предлагаемая полезная модель предназначена для области нефтяной и газовой промышленности, а именно для использования при строительстве скважин на этапе спуска обсадной колонны с последующим цементированием. Башмак с силовым приводом обсадной колонны служит для механической проработки участков сужения и обвалов ствола скважины, препятствующих свободному спуску обсадной колонны.
Известно устройство для использования при спуске компоновки обсадных труб в скважину, которое содержит режущий инструмент; приводное устройство, соединенное с режущим инструментом и предназначенное для вращения режущего инструмента, в котором приводное устройство и режущий инструмент содержит, по меньшей мере, одну часть из хрупкого, разбуриваемого, растворимого, и разлагаемого материала; в котором приводное устройство полностью удаляется из скважины при бурении, растворении или деградации; и концевой соединитель, соединенный с приводным устройством и адаптированый для подключения к колонне обсадных труб (US 7849927, МПК Е21В 29/00, опубл. 14.10.10 г.).
Недостатком устройства является недостаточная надежность работы за счет шламования башмака и оборудования, входящего в компоновку колонны, при этом такая конструкция часто приводит к несвоевременному срабатыванию пакера в процессе работы.
Известен башмак с силовым приводом для оборудования низа обсадной колонны, принятый в качестве прототипа, характеризующийся тем, что содержит силовую секцию, состоящую из статора и ротора винтового забойного двигателя, гибкого или карданного вала, шпиндельной секции, состоящей из корпуса, осевой и радиальных опор, и вала шпиндельной секции, соединенного с наконечником, приводимым во вращательное движение ротором, совершающим планетарное движение внутри статора, при этом башмак дополнительно снабжен обратным клапаном, установленным выше силовой секции (RU 170535, МПК Е21В 17/14 опубл. 27.04.2017 г.).
Недостатком данного прототипа является конструкция наконечника. Промывочные отверстия наконечника расположены так, что их направление совпадает с направлением спуска обсадной колонны. При спуске такого наконечника в скважину без промывки через участки сужения, есть риск закупорки части промывочных отверстий, расположенных на торце наконечника выбуренным шламом. Подача технической жидкости через закупоренные насадки такого башмака с силовым приводом увеличивает давление в системе, что ведет к ограничению расхода промывочной жидкости. Ограничение расхода промывочной жидкости способствует ухудшению выноса шлама из заколонного пространства и затрудняет спуск обсадной колонны, что может привести к полной посадке и "недоспуску" обсадной колонны.
Целью предлагаемой полезной модели является облегчение спуска обсадной колонны в скважину через участки сужения и обвалов.
Поставленная цель достигается с помощью башмака с силовым приводом, включающем клапанный узел, силовую секцию, состоящую из статора и ротора винтового забойного двигателя, карданный вал, шпиндельную секцию, состоящую из корпуса, осевой и радиальной опоры и вала, соединенного с башмак-наконечником, содержащего промывочные отверстия, согласно изобретению, промывочные отверстия башмак-наконечника направлены под углом α от 1 до 89 градусов противоположно направлению спуска обсадной колонны и размещены на его боковой поверхности.
На фиг. 1 представлен общий вид башмака с силовым приводом в составе спускаемой обсадной колонны. На фиг. 2 представлен общий вид башмака-наконечника.
Башмак с силовым приводом включает клапанный узел 1, силовую секцию 2, состоящую из статора 3 и ротора 4 винтового забойного двигателя, шпиндельную секцию 5, состоящую из карданного вала 6, корпуса 7, осевой опоры 8 и радиальной опоры 9, вал 10, соединенный с башмаком-наконечником 11, оснащенным промывочными отверстиями 12, расположенными под углом α от 1 до 89 градусов противоположно направлению спуска обсадной колонны и размещенными на боковой поверхности 13.
Предлагаемый башмак с силовым приводом работает следующим образом.
Башмак с силовым приводом наворачивается на резьбу обсадной колонны и спускается в скважину. Прохождение участков сужения и обвалов стенок скважины сопровождается созданием дополнительного осевого усилия для преодоления прихвата колонны. При достижении критически допустимых значений осевых усилий, включается подача технической жидкости через обсадную колонну. В результате прохождения технической жидкости через силовую секцию 2, ротор 4 передает вращение башмаку-наконечнику 11 через шпиндельную секцию 5. Вращаясь, башмак-наконечник 11 разбуривает препятствие из горной породы и вымывает шлам в направлении, противоположном направлению спуска обсадной колонны. Промывочные отверстия 12 (фиг. 2) башмака-наконечника 11 не забиваются шламом благодаря тому, что направлены под углом α (от 1 до 89 градусов), противоположно направлению спуска обсадной колонны и расположены на боковой поверхности башмака-наконечника 11, где не действует противодавление со стороны шлама, создаваемое осевым усилием. В результате специфического размещения промывочных отверстий 12 башмака-наконечника 11 не создается большого перепада давления внутри колонны, что позволяет увеличить расход для улучшения выноса шлама из скважины. При этом чем меньше угол α, тем выше скорость выноса шлама, и меньше гидромониторное воздействие на стенки скважины.
Использование предлагаемой полезной модели позволит обеспечить облегченный спуск обсадной колонны.