×
09.06.2019
219.017.7a1e

РАСШИРИТЕЛЬ СКВАЖИНЫ РАЗДВИЖНОЙ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин. Расширитель предназначен для увеличения диаметра скважины взамен использования долот. В центральном проходном канале корпуса 1 расширителя установлен полый вал 3 с поршнем 4, подпружиненный пружиной 5. Нижний конец вала выполнен с выступами в форме зубьев для зацепления с выступами лопасти 6. Между корпусом 1 и полым валом 3 размещена втулка 2, верхний конец которой закрыт крышкой с отверстиями. В центре крышки закреплена игла 8. В полости вала 3 расположена втулка вала 7, изготовленная из твердосплавного материала. В корпусе 1 выполнены продольные пазы для выдвижения лопастей 6 и промывочные отверстия со сменными гидромониторными твердосплавными насадками 13. Режущая поверхность лопастей 6 армирована алмазно-твердосплавными пластинами и/или PDC-резцами. В верхней и нижней частях расширителя крепятся центраторы 11 и 12. Повышается прочность конструкции, особенно для скважин малого диаметра. Повышается точность определения начала операции расширения скважины, что увеличивает ресурс работы расширителя. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к устройствам для увеличения внутреннего диаметра буровых скважин при любых видах работ. Расширитель предназначен для увеличения диаметра скважины взамен использования долот большого диаметра в мягких и средних породах в любых интервалах глубин.

Известен расширитель скважины раздвижной (патент РФ №2231612, МПК7 Е21В 7/28, опуб. 27.06.2004 г.), содержащий корпус с центральным проходным каналом и прорезями, размещенный в нем поршень, подпружиненный шток и выдвигающиеся лапы с породоразрушающими элементами. Недостатками расширителя является наличие крестообразных кронштейнов на штоке и ответных крестообразных пазов на лапах, что сильно усложняет конструкцию узла выдвижения лопастей в рабочее положение, что в конечном итоге сказывается на надежности всей системы. Кроме того, из-за конструктивных особенностей в данном расширителе ограничен максимальный диаметр выдвижения лап, а при падении расхода промывочной жидкости может произойти неполное раскрытие лопастей и, следовательно, снижение диаметра расширения.

Известен расширитель раздвижной (патент США №6668949, МПК7 Е21В 10/32, 7/04, опуб. 30.12.2003 г.), включающий трубчатый корпус с резьбовыми соединениями на концах, продольные пазы, подпружиненный плунжер и поворотные лопасти. Недостатком известного расширителя является невозможность определения момента полного раскрытия лопастей, сложность изготовления узла, служащего для раскрытия и закрытия лопастей. Насадки, служащие для очищения лопастей, являются несменными, ширина лопастей значительно меньше их длины, что может привести к их законтриванию при работе в скважине, и, как следствие, деформированию, изгибу. В этом случае велика вероятность того, что лопасти не вернутся в транспортное положение, что может привести к осложнениям при извлечении расширителя из скважины после окончания работ. Установка возвратной пружины не по оси расширителя может привести к перекосу поршня при его выдвижении. При падении расхода промывочной жидкости может произойти неполное раскрытие лопастей, и, следовательно, снижение диаметра расширения.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является расширитель по патенту Канады №2366134 (МПК7 Е21В 10/26, опуб. 21.06.2003 г.), содержащий корпус с пазами, центральным проходным каналом и центратором, подпружиненный полый вал, поршень и лопасти, выдвигаемые посредством реечной передачи. Недостатками указанного расширителя является то, что такая конструкция возможна только при достаточно большом диаметре корпуса расширителя. Любая попытка уменьшить диаметр корпуса расширителя, а следовательно, и диаметр пилотного ствола, сохранив при этом максимальный диаметр выдвижения лопастей, приведет к значительному снижению прочности лопастей. Это может привести к их законтриванию при работе в скважине, и, как следствие, к деформации. Велика вероятность того, что лопасти не вернутся в транспортное положение, что приведет к осложнениям при извлечении расширителя из скважины после окончания работ. Чаще всего задача как раз и заключается в том, чтобы расширить скважину или участок скважины малого диаметра до максимально возможного диаметра. Внутренняя поверхность полого вала ничем не защищена, что при использовании промывочных жидкостей с высоким содержанием твердой фазы приводит к преждевременному размыву тела вала. Недостатком также является невысокая прочность конструкции из-за наличия двух рядов пазов для выдвижных лопастей.

Задачей изобретения является упрощение конструкции расширителя, увеличение его прочности и ресурса работы.

Поставленная задача решается тем, что в расширителе скважины раздвижном, содержащем корпус с промывочными отверстиями и центральным проходным каналом и пазами, нижний центратор, лопасти, снабженные породоразрушающими элементами и выступами в форме зубьев, закрепленные в пазах корпуса с возможностью выдвижения, и механизм выдвижения лопастей в рабочее положение, содержащий подпружиненный полый вал с поршнем, размещенный в проходном канале корпуса, имеющий на нижнем конце элементы зубчатого зацепления, согласно изобретению, в полости, образованной внутренней стенкой корпуса и наружной поверхностью полого вала, установлена втулка, упирающаяся в уступ корпуса, с крышкой, выполненной с отверстиями для промывочной жидкости, в центре крышки закреплена игла, а во внутреннюю полость полого вала вставлена втулка вала из твердосплавного материала, центральное отверстие которой перекрывает игла, причем в верхней части расширителя установлен верхний центратор. Кроме того, промывочные отверстия корпуса снабжены гидромониторными твердосплавными насадками, выполненными сменными.

Заявляемое изобретение отличается от прототипа тем, что

- пазы в корпусе и лопасти выполнены в один ряд - это упрощает конструкцию, повышает прочность и простоту изготовления;

- между валом и корпусом установлена втулка, верхний конец которой закрыт крышкой с отверстиями для прохождения промывочной жидкости. Крышка втулки разделяет поток промывочной жидкости на 2 части, одна из которых изливается через гидромониторные твердосплавные насадки в корпусе расширителя, оказывая гидромониторный эффект на разбуриваемую горную породу, а вторая - оказывает давление на поршень. Втулка защищает пружину от взаимодействия с промывочной жидкостью, что позволяет повысить ресурс работы пружины, предотвратить коррозию пружины, повысить точность ее срабатывания;

- в верхней части расширителя, как и в нижней, установлен центратор, его наличие позволяет, в отличие от прототипа, с высокой точностью центрировать расширитель перед началом выдвижения лопастей, предотвращая перекос и заклинивание лопастей, а также исключает вибрацию, что приводит к снижению вероятности слома резцов PDC в начальный момент работы;

- внутрь вала в верхнем его конце вставлена втулка, изготовленная из твердосплавного материала, служащая для защиты внутренней поверхности вала от абразивного износа при использовании промывочной жидкости с высоким содержанием твердых частиц. Гидромониторные твердосплавные насадки в корпусе расширителя, выполненные сменными, также предотвращают инструмент от преждевременного размыва.

- игла, закрепленная в центре крышки, перекрывающая вход во внутреннюю полость вала, служит для увеличения перепада давления в начальный момент работы при раскрытии лопастей. После полного раскрытия лопастей игла выходит из отверстия вала из-за того, что сам вал под действием поршня сдвигается вниз, открывается отверстие внутренней полости вала, давление снижается, что фиксируется на манометре и свидетельствует о полном раскрытии лопастей и служит сигналом для продолжения операции по расширению скважины.

Предлагаемое изобретение поясняет чертеж, где представлен разрез заявляемого расширителя по продольной оси.

Гидравлический раздвижной расширитель состоит из корпуса 1 с центральным проходным каналом и пазами, втулки 2, вала 3 с поршнем 4, расположенных внутри втулки. Верхний конец втулки 2 закрыт крышкой 14 с отверстиями для прохождения промывочной жидкости. Втулка 2 упирается в выступ внутренней поверхности корпуса. Поршень 4 навернут на вал 3, сжимая пружину 5, упирающуюся одним концом в поршень, другим концом - во втулку 2. Вал 3 выполнен полым, на наружной поверхности нижнего конца вала имеются специальные выступы в форме зубьев для осуществления зацепления с выступами лопасти 6, также выполненными в виде зубьев. В верхней части вала 3 во внутреннюю полость вставлена втулка 7, изготовленная из твердосплавного материала, и игла 8, закрепленная в центре крышки 14. Режущая поверхность лопасти 6 армирована алмазно-твердосплавными пластинами и/или PDC-резцами. Лопасти 6 крепятся в пазах корпуса 1 с помощью пальцев 9, фиксирующихся стопорными винтами. Лопасти являются сменными и заменяются по мере сработки. К корпусу 1 крепятся верхний переводник 10 с центратором 11 и нижний центратор 12. В корпусе имеются отверстия, в которые установлены сменные гидромониторные насадки 13 для промывочной жидкости, изготовленные из твердосплавного материала.

Работает расширитель следующим образом. Сначала осуществляется врезка лопастей в стенку скважины. Для этого начинают вращение инструмента без перемещения его вдоль оси скважины. Промывочную жидкость подают по бурильным трубам во внутреннюю полость корпуса 1, где поток на крышке 14 разделяется: часть потока срабатывается на гидромониторных насадках 13, создавая гидромониторный эффект на разбуриваемую горную породу, а часть срабатывается на поршне 4. При этом расширитель находится на весу, перемещение вдоль ствола скважины не осуществляется.

За счет малого диаметра насадок 13 создается избыточное давление, которое передается на поршень 4, передающий усилие валу 3, заставляющее его двигаться вниз, сжимая пружину 5. Выступы в форме зубьев на нижнем конце вала 3, входящие в зубчатое зацепление с выступами лопасти 6, передают усилие от вала 3, выдвигая лопасти наружу, в рабочее положение. В конце хода вала, при полном раскрытии лопастей, игла 8 выходит из центрального отверстия втулки 7, вследствие чего происходит перепускание промывочной жидкости через внутреннюю полость вала 3 и падение давления, которое фиксируется на манометре и свидетельствует о полном раскрытии лопастей.

Далее производится окончательное формирование зоны врезки - вращение расширителя в течение 5-10 минут, после чего начинают расширение ствола скважины - плавно подают нагрузку на инструмент. Промывка и охлаждение режущей поверхности лопастей производится через насадки 13 в корпусе 1 и током жидкости через пазы в корпусе. Расширение ведут до полной сработки лопастей. При окончании работ прекращают подачу промывочной жидкости, происходит разжатие пружины и возврат лопастей в транспортное положение.

Применение заявленного раздвижного расширителя скважины позволит за счет исключения двух рядов пазов в корпусе повысить прочность конструкции, особенно для скважин малого диаметра, увеличить ее работоспособность и надежность работы, а благодаря наличию иглы, сигнализирующей о полном раскрытии лопастей, повысить точность определения начала операции расширения скважины.

1.Расширительскважиныраздвижной,содержащийкорпусспромывочнымиотверстиямиицентральнымпроходнымканаломипазами,нижнийцентратор,лопасти,снабженныепородоразрушающимиэлементамиивыступамивформезубьев,закрепленныевпазахкорпусасвозможностьювыдвижения,имеханизмвыдвижениялопастейврабочееположение,содержащийподпружиненныйполыйвалспоршнем,размещенныйвпроходномканалекорпуса,имеющийнанижнемконцеэлементызубчатогозацепления,отличающийсятем,чтовполости,образованнойвнутреннейстенкойкорпусаинаружнойповерхностьюпологовала,установленавтулка,упирающаясявуступкорпуса,скрышкой,выполненнойсотверстиямидляпромывочнойжидкости,вцентрекрышкизакрепленаигла,авовнутреннююполостьпологовалавставленавтулкавалаизтвердосплавногоматериала,центральноеотверстиекоторойперекрываетигла,причемвверхнейчастирасширителяустановленверхнийцентратор.12.Расширительпоп.1,отличающийсятем,чтопромывочныеотверстиякорпусаснабженыгидромониторнымитвердосплавныминасадками.23.Расширительпоп.2,отличающийсятем,чтогидромониторныетвердосплавныенасадкивпромывочныхотверстияхкорпусавыполненысменными.3
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-1 из 1.
09.06.2019
№219.017.7eb7

Забойный механизм подачи

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано преимущественно при бурении горизонтальных или близких к горизонтали участков ствола скважины. Устройство включает цилиндр, соединенный с бурильной колонной, размещенный в нем поршень и связанный с ним полый шпиндель....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002439282
Дата охранного документа: 10.01.2012
Показаны записи 1-10 из 30.
27.02.2013
№216.012.2b53

Способ получения композиционных материалов с высоким содержанием порошков алмаза и/или кубического нитрида бора

Изобретение относится к получению композиционных материалов, включающих порошки сверхтвердых материалов, в частности порошки алмаза и/или кубического нитрида бора (КНБ), в количестве до 92% об. и связанных друг с другом металлическим связующим. Порошки алмаза и/или кубического нитрида бора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476618
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.06.2014
№216.012.d8b9

Буровой раствор

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к безглинистым гелево-эмульсионным буровым растворам для бурения наклонно-направленных и горизонтальных нефтяных и газовых скважин с различными отклонениями от вертикали. Буровой раствор, содержащий углеводородную фазу и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521259
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.04.2015
№216.013.46e5

Лопастное долото (варианты)

Группа изобретений относится к долотам режущескалывающего действия, корпуса которых изготовлены как из стального материала, так и из матричного материала, пассивная калибрующая часть которых наплавлена твердосплавным покрытием и усилена алмазными поликристаллическими резцами PDC. Лопастное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549653
Дата охранного документа: 27.04.2015
10.08.2015
№216.013.6c37

Лопастное долото

Изобретение относится к долотам режуще-скалывающего действия, корпуса которых изготовлены как из стального материала, так и из матричного материала, пассивная калибрующая часть которых наплавлена твердосплавным покрытием и усилена алмазными поликристаллическими резцами PDC. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559261
Дата охранного документа: 10.08.2015
20.08.2016
№216.015.4b8f

Забойный механизм подачи

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано преимущественно при бурении горизонтальных или близких к горизонтали участков ствола скважины. Технический результат заключается в повышении эффективности устройства. Забойный механизм подачи включает цилиндр и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594418
Дата охранного документа: 20.08.2016
25.08.2017
№217.015.ad4c

Устройство для гидромеханического управления направленным роторным бурением

Устройство предназначено для использования при бурении наклонно-направленных и горизонтально-направленных интервалов при строительстве скважин. Устройство содержит трубчатый корпус, толкатель, трубчатый вал, камеру давления, направляемые штифты, поршень с направляющей дорожкой, имеющей первую,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612403
Дата охранного документа: 09.03.2017
25.08.2017
№217.015.ad81

Способ обработки ствола скважины

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам гидромеханического упрочнения ствола в процессе бурения скважин различного назначения. Техническим результатом изобретения является нелинейное повышение показателей качества и эффективности строительства скважин...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612413
Дата охранного документа: 09.03.2017
25.08.2017
№217.015.ad87

Способ селективной сборки шарошечного долота

Изобретение относится к буровой технике, а именно к буровым шарошечным долотам. Технический результат заключается в повышении ресурса опоры шарошечного долота. Согласно способу селективной сборки шарошечного долота лапы и шарошки предварительно нумеруют, замеряют размеры лапы на опоре лапы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612415
Дата охранного документа: 09.03.2017
26.08.2017
№217.015.e346

Способ бурения бокового ствола нефтяной скважины

Способ бурения бокового ствола нефтяной скважины включает сплошное вырезание интервала эксплуатационной колонны и цементного камня цилиндрической формы сверху и усеченного конуса снизу, изоляцию интервала расширения путем установки легкоразбуриваемой вставки из мягкого металла цилиндрической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626103
Дата охранного документа: 21.07.2017
19.01.2018
№218.016.058d

Способ и устройство для извлечения и спуска керноприемных труб

Группа изобретений относится к нефтяной промышленности, а именно к способу и устройству для извлечения и спуска керноприемных труб. Технический результат заключается в упрощении процесса извлечения керноприемной трубы с керном из керноотборного снаряда и спуска на приемные мостки, не допуская...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630933
Дата охранного документа: 14.09.2017
+ добавить свой РИД