Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО НАПРАВЛЯЮЩЕЕ ДЛЯ ВВОДА ХВОСТОВИКА В БОКОВОЙ СТВОЛ

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при строительстве боковых стволов и многозабойных скважин.

Известно «Направляющее устройство для адресного ввода технологического инструмента в боковой ствол скважины в процессе ее эксплуатации» (патент RU №2302510 С1, МПК 7 Е21В 23/03, опубл. Бюл. №19 от 10.07.2007 г.), включающее транспортирующий орган с механизмом изменения направления движения, который состоит из ствола, на котором при помощи втулочной гайки подвешен шатун с хвостовиком, к стволу по резьбе присоединен вращатель шатуна, имеющий шлицевые выступы и кольцевую проточку, между торцом ствола и шлицевыми выступами вращателя шатуна установлена опорная шайба, в кольцевой проточке вращателя шатуна установлены пружинные элементы, которые находятся в постоянном контакте с хвостовиком шатуна, шатун посредством промежуточного переводника соединен с плашечно-клапанным узлом, в корпусе которого размещена втулка с вмонтированным узлом фиксации попадания технологического инструмента в боковой ствол, зафиксированная в корпусе плашечно-клапанного узла срезным штифтом, и оканчивается перегородкой с отверстиями и закрепленной на перегородке пробкой с фиксатором, а узел фиксации состоит из корпуса, на наклонной поверхности которого срезным штифтом и фиксатором закреплена плашка, при этом корпус плашечно-клапанного узла и втулка имеют совмещенное отверстие.

Недостатками этого направляющего устройства являются:

- возможность несрабатывания механизма изменения направления движения, т.к. отсутствует герметизация между шатуном и корпусом и давления жидкости, истекающей через совмещенное отверстие, может быть недостаточно для отклонения шатуна;

- не предусмотрена возможность цементирования хвостовика бокового ствола;

- сложность в изготовлении и, как следствие, высокие материальные затраты.

Наиболее близким техническим решением является «Башмачная направляющая пробка» (патент RU №89165 U1, МПК 7 Е21В 29/10, опубл. Бюл. №33 от 27.11.2009 г.), включающая цилиндрическую и конусную направляющие части, причем наконечник направляющей пробки смещен к ее наружному диаметру, боковое отверстие для прохода жидкости, выполненное наклонным к оси корпуса и снабженное соплом, кроме того, в цилиндрической части пробки расположен выдвижной шток, имеющий сферический наконечник.

Известная направляющая пробка не обеспечивает ввод хвостовика в боковой ствол, т.к. усилия реактивной тяги струи жидкости недостаточно для отклонения колонны труб, что подтверждено стендовыми испытаниями, а также не предусмотрена возможность цементирования хвостовика бокового ствола.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание простой надежной конструкции устройства направляющего, позволяющей производить ввод хвостовика в боковой ствол многозабойной скважины с последующим его цементированием.

Техническая задача решается устройством направляющим, включающим цилиндрическую часть и направляющую часть с косым срезом, боковое отверстие с соплом для прохода жидкости со стороны среза и выдвижной радиальный шток, расположенный в цилиндрической части со стороны бокового отверстия.

Новым является то, что цилиндрическая часть выполнена сборной, состоящей из верхнего и нижнего блоков, соединенных между собой выше выдвижного штока шарнирным соединением с каналом с проходным сечением большим, чем сечение сопла бокового отверстия, при этом в цилиндрической части выше шарнирного соединения, позволяющего ограниченно отклонять нижний блок относительно верхнего в противоположную от штока сторону, выполнены радиальные отверстия, герметично перекрытые изнутри седлом бросового шарика, а между шарнирным соединением и седлом установлена пробка с боковым продольным проточным каналом, причем седло зафиксировано относительно верхнего блока в транспортном положении срезным элементом и выполнено с возможностью перемещения вниз до взаимодействия с пробкой, герметично перекрывающей проходной канал седла.

На фиг.1 показано устройство направляющее для ввода хвостовика в боковой ствол (разрез).

На фиг.2 показано сечение А-А на фиг.1.

На фиг.3 показано устройство направляющее в процессе ввода его в боковой ствол (разрез).

Устройство направляющее для ввода хвостовика в боковой ствол содержит направляющую часть 1 (фиг.1, 3) с косым срезом 2 и боковым отверстием 3 с соплом 4 для прохода жидкости со стороны среза 2, выдвижной радиальный шток 5, расположенный со стороны бокового отверстия 3 в цилиндрической части 6, выполненной сборной. Цилиндрическая часть 6 состоит из верхнего 7 и нижнего 8 блоков, соединенных между собой выше выдвижного штока 5 шарнирным соединением 9 с каналом 10 с проходным сечением большим, чем сечение сопла 4 бокового отверстия 3. При этом в цилиндрической части 6 выше шарнирного соединения 9, позволяющего ограниченно отклонять нижний блок 8 относительно верхнего 7 в противоположную от штока 5 сторону, выполнены радиальные отверстия 11, герметично перекрытые изнутри седлом 12 бросового шарика 13. Между шарнирным соединением 9 и седлом 12 установлена пробка 14 (фиг.1-3) с боковым продольным проточным каналом 15. Причем седло 12 (фиг.1, 3) зафиксировано относительно верхнего блока 7 в транспортном положении срезным элементом 16 и выполнено с возможностью перемещения вниз до взаимодействия с пробкой 14, герметично перекрывающей проходной канал 17 седла 12.

Устройство направляющее работает следующим образом.

К устройству присоединяют первую обсадную трубу 18 (фиг.2). Собирают колонну обсадных труб необходимой длины и на бурильных трубах (на фиг. не показано) спускают в скважину 19 таким образом, чтобы направляющая часть 1 с косым срезом 2 находилась на 1,5-2 м ниже «окна» 20, вырезанного в эксплуатационной колонне 21 основного ствола скважины 19. Соединяются с ведущей трубой (на фиг. не показано) и приподнимают компоновку на 5-6 м выше входа в боковой ствол 22. Буровым насосом или цементировочным агрегатом (на фиг. не показаны) восстанавливают циркуляцию промывочной жидкости и возобновляют спуск компоновки на минимальной скорости. При этом промывочная жидкость проходит через боковой проточный канал 15 (фиг.1-3) пробки 14, канал 10 (фиг.1, 3) и сопло 4 отверстия 3, а т.к. проходное сечение канала 10 шарнирного соединения 9 выполнено большим, чем сечение сопла 4 отверстия 3, за счет создания реактивной тяги нижний блок 8 цилиндрической части 6 устройства отгибается относительно верхнего блока 7 в шарнирном соединении 9 на заданную величину и устройство прижимается к противоположной от бокового отверстия 3 стенке эксплуатационной колонны 21 (фиг.3). За счет перепада давления на сопле 4 (фиг.1, 3) шток 5 выдвигается из цилиндрической части 6. Диаметр описанной окружности устройства с выдвинутым штоком 5 выполнен меньшим, чем внутренний диаметр эксплуатационной колонны 21 (фиг.3) основного ствола скважины 19, но большим, чем диаметр бокового ствола 22. Поэтому, если в расчетном интервале устройство прошло свободно, останавливают спуск, приподнимают инструмент на 5-6 м выше входа в боковой ствол 22, поворачивают компоновку и производят спуск компоновки. Эту операцию повторяют до посадки штока 5 (фиг.1, 3) на нижний край «окна» 20 (фиг.3), при этом снижение веса колонны труб покажет, что устройство вошло в боковой ствол 22. Останавливают насос, приподнимают инструмент на 0,5 м, проворачивают его на 120°, для ввода штока 5 (фиг.1, 3) в цилиндрическую часть 6 одновременно возобновляя спуск инструмента до прохода колонны обсадных труб в боковой ствол 22 (фиг.3), и производят ее спуск до проектной глубины. Затем в колонну бурильных труб вводят шар 13 (фиг.1, 3). Шар 13 садится в седло 12, срезной элемент 16 разрушается, при этом падение давления на манометре (на фиг. не показано) покажет, что срезной элемент 16 разрушился, и седло 12 перемещается вниз до взаимодействия с пробкой 14, герметично перекрывающей проходной канал 17 седла 12. При этом открываются радиальные отверстия 11, позволяющие производить закачку цементного раствора за колонну обсадных труб и крепление бокового ствола 22 (фиг.3).

Преимущество предлагаемого устройства направляющего для ввода хвостовика в боковой ствол заключается в том, что его простая надежная конструкция позволяет производить ввод хвостовика в боковой ствол многозабойной скважины с последующим его цементированием.