ПАУК ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ

Полезная модель относится к устройствам для очистки забоя нефтяных, газовых или геологоразведочных скважин от разнообразных металлических обломков, скрапа, шлама.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков является гидромеханический паук, содержащий корпус, верхняя часть которого связана с переводником, соединенным с бурильной колонной, при этом корпус выполнен с дренажными отверстиями, рабочие элементы для извлечения сторонних предметов с забоя в виде зубьев, выполненных в нижней части разрезной втулки, поршень, размещенный внутри корпуса и соединенный с ним срезными стержнями, причем нижняя торцевая часть корпуса офрезерована в форме направляющего башмака и имеет наклонную поверхность с внутренней стороны, выполненную под углом смыкания зубьев (патент РФ №2267597, МПК Е21В 31/08, публ. 10.01.2006 г.).
Недостатком известной конструкции является ее одноразовое действие, так как после срезания стержней и приведения в действие поршня и зубьев, и, соответственно, захвата имеющихся на забое предметов, необходимо сразу осуществлять подъем устройства на поверхность, его разборку, очистку от захваченного материала и замену разрушенных элементов.
Другим недостатком известной конструкции является низкая наполняемость рабочей полости паука продуктами очистки скважины, так как заполнение ими нижнего пространства корпуса происходит только естественным образом при углублении вращающегося корпуса в забой, и захват материала зубьями при срабатывании устройства осуществляется единожды, что не обеспечивает высокую эффективность очистки скважины.
Кроме того, при контакте зубьев паука с твердыми породами существует большая вероятность их деформации или разрушения, следовательно, полного смыкания деформированных зубьев не происходит, что затрудняет процесс извлечения предметов и породы с забоя, а в случае их разрушения требуется подъем устройства на поверхность и замена втулки, на которой эти зубья выполнены, что говорит о небольшом ресурсе работы известного механизма.
Задача полезной модели заключается в повышении эффективности очистки скважины и увеличении ресурса работы устройства.
Технический результат достигается за счет того, что паук гидравлический, содержащий корпус, верхняя часть которого связана с переводником, соединенным с бурильной колонной, при этом корпус выполнен с дренажными отверстиями, рабочие элементы для извлечения сторонних предметов с забоя, бросовый шар, согласно полезной модели снабжен фрезерующей воронкой, связанной с корпусом резьбовым соединением, внутри которой с возможностью осевого вращения расположены рабочие элементы для извлечения сторонних предметов с забоя в виде нижнего и верхнего лепестковых механических захватов, корпус выполнен составным из внутренней и наружной частей, причем внутренняя часть корпуса выполнена с продольными пазами, а наружная часть корпуса - с промывочными отверстиями, во внутренней части корпуса жестко установлено седло, выполненное с возможностью перекрытия проходного сечения его канала бросовым шаром.
Существенное преимущество предлагаемой полезной модели по сравнению с прототипом заключается в том, что ее корпус выполнен составным из внутренней и наружной частей, причем внутренняя часть корпуса выполнена с продольными пазами, а наружная часть корпуса - с промывочными отверстиями, во внутренней части корпуса жестко установлено седло, выполненное с возможностью перекрытия проходного сечения его канала бросовым шаром. Такая конструкция предусматривает интенсивную обратную циркуляцию промывочной жидкости после посадки бросового шара на седло, что позволяет максимально наполнить рабочую полость устройства продуктами очистки. Давление напора жидкости обеспечивает наполнение механизма мелкими металлическими предметами и шламом. При работе паука периодически происходит его отрыв от забоя и возобновление процесса без подъема его на поверхность, чем достигается максимальное вовлечение сторонних предметов внутрь. Если требуется извлечь крупногабаритный объект, то в результате поступательно-вращательных действий паука этот объект офрезеровывается на глубину 400-500 мм, заполняя собой внутреннюю часть корпуса, и отрывается верхним лепестковым механическим захватом. Это повышает эффективность очистки забоя скважины.
Преимуществом является и то, что предлагаемая конструкция не содержит рабочих элементов, разрушаемых при ее использовании, что увеличивает ресурс ее работы.
В полезной модели рабочие элементы для извлечения сторонних предметов с забоя выполнены в виде нижнего и верхнего лепестковых механических захватов. Открытие нижнего лепесткового механического захвата, изготовленного с более мягкой пружиной, удерживающей лепестки, происходит под напором циркулирующей жидкости, а закрытие - под действием тяжести шлама и разрушенной породы, причем его лепестки имеют разную величину для более полного смыкания и удержания самых мелких обломков. Верхний лепестковый механический захват выполнен с более жесткой пружиной, его лепестки открываются входящим в полость паука грунтом, имеют одинаковый размер и при закрытии не смыкаются полностью, что обеспечивает отрыв керна. Это повышает эффективность очистки забоя.
В отличие от прототипа, у которого нижняя торцевая часть корпуса офрезерована в форме направляющего башмака, предлагаемая полезная модель для измельчения металлических обломков и породы снабжена фрезерующей воронкой, связанной с корпусом резьбовым соединением. Это облегчает ремонтопригодность устройства, так как при износе фрезы производится замена только этой детали, не подвергая ремонту корпус. К тому же, облегчается процесс разборки механизма и очистки его от посторонних предметов.
Преимуществом предлагаемой полезной модели по отношению к прототипу является то, что рабочие элементы для извлечения сторонних предметов с забоя в виде нижнего и верхнего лепестковых механических захватов расположены внутри фрезерующей воронки с возможностью осевого вращения. Такое решение предохраняет лепестки от деформации и разрушения, например, при заклинивании керна или металлических обломков, и увеличивает ресурс работы устройства.
Выполнение полезной модели с вышеуказанными отличительными признаками в совокупности с известными признаками позволяет увеличить ресурс работы устройства и повысить эффективность очистки забоя скважин от шлама, металлических обломков.
На фиг.1 показан продольный разрез паука гидравлического.
Паук гидравлический состоит из корпуса 1, выполненного с дренажными отверстиями 2, переводника 3, связанного резьбовым соединением 4 с корпусом 1, фрезерующей воронки 5, выполненной в форме кольцевого фрезера и связанной с корпусом 1 резьбовым соединением 6, рабочих элементов для извлечения сторонних предметов с забоя в виде нижнего 7 и верхнего 8 лепестковых механических захватов.
Корпус 1 выполнен составным из внутренней части 9 с продольными пазами 10 и наружной части 11 с промывочными отверстиями 12. Во внутренней части 9 корпуса 1 жестко установлено седло 13, выполненное с проходным каналом 14. К переводнику 3 подсоединяется бурильная колонна (не показана на чертеже). При очистке забоя используется бросовый шар 15.
Устройство работает следующим образом.
Гидравлический паук, соединенный посредством переводника 3 с бурильной колонной (не показана на чертеже), спускают в скважину, осуществляя ее промывку через бурильные трубы. Когда до забоя остается 10-15 м, в колонну бросают шар 15. После посадки бросового шара 15 в седло 13 колонну осторожно спускают при вращении до забоя. При этом через продольные пазы 10 внутренней части 9 корпуса 1 и промывочные отверстия 12 наружной части 11 корпуса 1 осуществляется циркуляция промывочной жидкости с выходом ее через дренажные отверстия 2 корпуса 1, то есть происходит местная обратная циркуляция. Нащупав забой, пауком работают 10-15 минут с интенсивной циркуляцией, углубляясь фрезерующей воронкой 5 в забой. Поток промывочной жидкости открывает нижний 7 лепестковый механический захват, и внутренняя полость устройства заполняется посторонними предметами и породой. Периодически выключают насосы, приподнимают инструмент от забоя и медленно его опускают. После прекращения циркуляции и вращения вошедшие внутрь паука продукты очистки удерживаются лепестками нижнего 7 механического захвата. При извлечении крупногабаритного объекта его офрезеровывают на глубину 400-500 мм и отрывают верхним 8 лепестковым механическим захватом. Поднятое на поверхность устройство разбирают, очищают от захваченного материала, собирают, смазывают и подготавливают к следующему спуску.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить эффективность очистки забоя скважин и увеличить ресурс работы устройства.