ОТКЛОНИТЕЛЬ КЛИНОВОЙ

Заявляемая полезная модель относится к буровой технике в области бурения нефтегазовых скважин и капитальному ремонту скважин.
Отклонитель клиновой предназначен для проведения работ по зарезке боковых стволов в эксплуатационной колонне, бурению скважин.
Известен клиновой отклонитель (патент РФ 9004 МПК Е21В 7/08, оп. 1999.01.16) для бурения скважин и прорезания окон в обсадной колонне. Устройство включает опору, клин-отклонитель с наклонными поверхностями, выполненными в виде выступа и желоба соответственно, плашку, соединенную с опорой, опора соединена с клином-отклонителем специальным зажимом.
Недостатком клинового отклонителя является:
- плашка расположена со стороны желоба направляющей части клина-отклонителя и при расклинивании отталкивает его, что приводит к появлению зазора между внутренним диаметром обсадной колонны и клином-отклонителем;
- плашка совершает одновременно перпендикулярное и параллельное оси клина движение, что приводит к забиванию насечки грязью, стружкой и не обеспечивает гарантированного врезания ее поверхности в колонну;
- опорная и распорная части соединены жесткой связью, что препятствует прижиму клина-отклонителя к стенке колонны, если опора не имеет возможности переместиться по забою при расклинивании плашки.
Известен клиновой отклонитель бурильного инструмента для прорезания окон в обсадной колонне скважины (патент РФ 2213198 МПК Е21В 7/08, оп. 2003.09.27) содержащий отклоняющий узел с отклоняющим клином, имеющим ложкообразный желоб и распорный узел с плашкодержателем, имеющим клиновую направляющую с выступом и заведенным на него пазом плашку.
Недостатком данного устройства является:
- плашка расположена со стороны желоба направляющей части клина-отклонителя и при расклинивании отталкивает его от стенки, что приводит к появлению зазоров между внутренним диаметром обсадной колонны и клином-отклонителем в зоне окна, и между отклоняющим клином и плашкой, что может привести к «проваливанию» инструмента и уходу его от точки врезания фрезы вниз.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели по совокупности существенных признаков, принятым за прототип, является отклонитель клиновой (патент РФ 2270909 МПК Е21В 7/08, оп. 2006.02.27), включающий клин-отклонитель с отклоняющей частью, имеющей наклонную поверхность в виде желоба, распорной частью цилиндрической формы, опору с наклонной поверхностью, установленную в распорную часть в которой имеется окно для плашки, плашку установленную на наклонной поверхности опоры.
Недостатком отклонителя клинового является:
- плашка совершает одновременно перпендикулярное и параллельное оси клина движение, что приводит к забиванию насечки грязью, стружкой и не обеспечивает гарантированного врезания ее поверхности в колонну;
- опорная и распорная части соединены жесткой связью, что препятствует прижиму распорной части клина-отклонителя к стенке колонны, если опора не имеет возможности переместиться по забою при расклинивании плашки.
Технической задачей полезной модели является создание надежного отклонителя клинового, обеспечивающего угол и направление инструмента при бурении скважин или зарезки окна в обсадной колонне за счет гарантированного прилегания его отклоняющей и фиксирующих частей к противоположным стенкам обсадной колонны в строго диаметральном положении по сечению скважины.
Поставленная задача решается в конструкции отклонителя клинового, включающего в себя отклоняющую часть и имеющую клиновую поверхность желобообразной формы, две плашки с пазами в виде, например, «ласточкина хвоста» с одной стороны и насечкой для врезания в стенку обсадной трубы с другой и размещенные с противоположной от клиновой поверхности отклонителя стороны. Плашки имеют разность по длине и совершают только перпендикулярное оси отклонителя движение, что обеспечивает надежное врезание в стенку колонны. Распорная часть соединена с отклоняющей частью и имеет цилиндрическую форму. В корпусе с одной стороны находятся окна, в которых установлены плашки, а с противоположной выполнена наклонная поверхность, имеющая клиновидную форму и продольные грани, по меньшей мере две. Распорную часть, имеющую наклонные поверхности с выступом в виде, например, «ласточкина хвоста» для установки на них плашек, устанавливают внутри корпуса. Наклонные поверхности имеют разные углы наклона к оси отклонителя. Срезные винты, удерживающие распорную часть и корпус от взаимного перемещения во время транспортировки изделия в скважине до места зарезки окна, расположены на корпусе. На нижнем торце корпуса установлена гибкая опора, которая воспринимает расчетные осевые нагрузки без потери устойчивости, но имеет возможность изгибаться в зоне упругих деформаций от поперечной консольной нагрузки во время расклинивания плашек, что позволяет принимать клиновой поверхности отклонителя строго диаметральное в обсадной колонне положение, даже если опора при установке на забой была установлена со смещением от геометрического центра колонны.
Заявляемая полезная модель отклонителя клинового дает технический результат, который выражается в обеспечении гарантированных азимутального и зенитного углов зарезки бокового окна в обсадной колонне и надежной фиксации изделия внутри обсадной колонны, предотвращающей его проворот во время зарезки. Это позволит более качественно проводить работы по зарезке боковых стволов и предотвратить аварийные ситуации как во время зарезки и бурения бокового ствола, так и во время спуска через окно технологической оснастки.
Устройств с заявляемой совокупностью отличительных признаков в патентной и научно-технической литературе не выявлено. Это определяет соответствие полезной модели критерию «новизна».
Сущность изобретения и принцип действия предложенной полезной модели поясняется чертежом, на котором показан отклонитель клиновой, общий вид в транспортном положении (Фиг.1).
Отклонитель клиновой, как показано, содержит отклоняющую часть 1, имеющую клиновую поверхность 2 желобообразной формы, распорную часть 3, имеющую наклонные поверхности 4 с выступом 5 в виде, например, «ласточкина хвоста» для установки на нее плашек 6 и 7. Плашки 6 и 7 выполнены с пазами 8 в виде, например, «ласточкина хвоста», соответствующего размера ответному выступу 5 на распорной части 3, с одной стороны и насечкой 9 для врезания в стенку обсадной колонны с другой. В корпусе 10 выполнены окна 11 и 12, через которые выдвигаются плашки 6 и 7 перпендикулярно оси отклонителя клинового. С противоположной стороны на нем имеется наклонная поверхность 13 клиновидной формы с гранями 14. Срезные винты 15 расположены в корпусе 10 и удерживают установленную внутри него распорную часть 3, предотвращая от взаимного перемещения во время транспортировки изделия в скважине до места зарезки окна. Опора 16, установленная на нижнем торце корпуса 10, воспринимает осевые нагрузки, возникающие при разгрузке отклонителя на забой 17 без потери устойчивости, но имеет возможность изгибаться (в зоне упругих деформаций) от поперечной нагрузки во время расклинивания плашек 6 и 7.
Отклонитель клиновой работает следующим образом (Фиг.2).
Компоновку отклонителя клинового спускают в скважину на колонне буровых труб (не показана). При достижении забоя 17 производят разгрузку колонны буровых труб на опору 16 для срезания винтов срезных 15. После среза продолжают производить разгрузку. При этом происходит сдвиг вниз распорной части 3 с отклоняющей частью 1 относительно корпуса 10 и одновременное выдвижение плашек 6 и 7. Когда плашка 6 достигает стенки обсадной колонны, начинается сдвиг корпуса 10 и отклоняющей части 1 к противоположной от нее стенке обсадной колонны. Если опора 16 при этом не имеет возможности сдвинуться по забою 17, то так как на опору 16 действует поперечная нагрузка, она начинает консольно изгибаться, причем в любую, относительно продольной оси отклонителя, сторону. Это позволяет отклонителю клиновому принимать оптимальное (диаметральное) положение по сечению скважины. После того, как плашка 7 упирает верхнюю часть корпуса 10 в стенку колонны, плашка 6 начинает доводить до нее нижнюю часть корпуса. Одновременно с этим верх отклоняющей части 1 смещается в противоположную сторону и прижимается к стенке, в которую упираются плашки 6 и 7. При этом величина хода нижней части корпуса до стенки колонны равна величине хода верха отклоняющей части до противоположной стенки колонны. В результате получается жесткая расклинивающая система, замкнутая на стенках обсадной колонны. Плашки 6, 7 и корпус 10 расклиниваются распорной частью 3 и позиционируют отклонитель клиновой в строго диаметральное, в обсадной колонне, положение. Верх и низ отклоняющей части 1 прижаты к противоположным стенкам колонны. Наклонная поверхность 13 корпуса 10 упирается гранями 14 в стенку и препятствует провороту отклонителя.
Внедрение отклонителя клинового позволит избежать аварийных ситуаций, связанных с неправильной установкой отклонителя и необеспечением гарантированных азимутального и зенитного углов зарезки бокового окна в обсадной колонне, ненадежной фиксацией изделия внутри обсадной колонны.
Получаемый при этом экономический эффект связан с повышением надежности оборудования, исключением незапланированных трудовых и материальных затрат.