Гидравлический скважинный отклоняющий узел

Гидравлический скважинный отклоняющий узел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для входа в боковые стволы многоствольной скважины.

Известно «Устройство для доставки объекта в боковой ствол многоствольной скважины» (патент RU №2142559, Е21В 47/01, опубл. бюл. №33 от 24.11.1997 г.) с механизмом поворота и расположенным ниже механизмом изменения направления движения, выполненным в виде направляющего патрубка, взаимодействующего с упругим элементом, установленным на корпусе устройства, при этом направляющий патрубок верхним концом связан шарнирно с объектом, а нижним - с замком разъединения, кроме того, в нем установлен подпружиненный ползун, торцевая поверхность которого образует верхнюю наклонную поверхность.

Недостатками данного устройства являются большое количество мелких, сложных в изготовлении сопрягаемых деталей и, как следствие, высокая стоимость и низкая надежность всего изделия в целом, возможность поворота устройства только с устья скважины, что снижает точность поворота на определенной угол ввиду скручивания колонны труб, на которых спускается устройство.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Гидравлический кривой переводник» (см. стр.159, Каталог «Beker Oil. Tools», Product Services Version 5.0, «Fishing Services», 163 стр.), состоящий из корпуса со штифтом, центральным проходным каналом, нижней сферической выборкой и внутренней проточкой в средней части, в которую вставлен с возможностью осевого перемещения вниз подпружиненный вверх поршень с технологической проточкой на наружной поверхности и со штоком, оснащенным центральным проходным каналом и нижним косым срезом, и отклоняющей головкой с полусферой вверху, герметично взаимодействующей с возможностью поворота и отклонения со сферической выборкой корпуса, причем верхняя плоскость полусферы отклоняющей головки выполнена с возможность взаимодействия с косым срезом штока поршня при его перемещении вниз, а штифт корпуса выполнен с возможностью взаимодействия с технологической проточкой поршня.

Недостатками данного устройства являются:

- наличие сложно изготавливаемых и дорогостоящих в изготовлении сопрягаемых сферических поверхностей;

- отсутствие фиксации отклоняющей головки при спуске, что может вызвать несанкционированное отклонение ее вниз, что исключает ее работоспособность в горизонтально-наклонных и горизонтальных скважинах;

- возможность поворота устройства только с устья скважины, что снижает точность поворота на определенной угол ввиду скручивания колонны труб, на которых спускается устройство.

Технической задачей предлагаемого гидравлического скважинного отклоняющего узла является упрощение и снижение себестоимости устройства, расширение его функциональных возможностей за счет работы также в горизонтально-наклонных и горизонтальных скважинах, а также обеспечение точного поворота непосредственно самой отклоняющей головки на заданный угол.

Техническая задача решается гидравлическим скважинным отклоняющим узлом, включающим корпус со штифтом, центральным проходным каналом, оснащенным нижней выборкой и внутренней проточкой в средней части, в которую вставлен с возможностью осевого перемещения вниз подпружиненный вверх поршень с технологической проточкой на наружной поверхности и со штоком, оснащенным центральным каналом и нижним косым срезом, отклоняющую головку, причем штифт корпуса выполнен с возможностью взаимодействия с технологической проточкой поршня.

Новым является то, что поршень вставлен в корпус с возможностью вращения, а нижняя выборка выполнена в виде цилиндрической выборки, герметично охватывающей шток поршня, центральный канал которого снабжен перегородкой, выше и ниже которой выполнены соответственно верхние и нижние радиальные каналы, причем верхние каналы выполнены с возможностью сообщения с внутренней проточкой корпуса, нижние радиальные каналы - только с цилиндрической выборкой корпуса, при этом отклоняющая головка жестко и герметично соединена под углом вниз в сторону с боковой стенкой штока поршня и снабжена наконечником, вставленным во внутреннюю полость отклоняющей головки с возможностью ограниченного выдвижения из нее, причем внутренняя полость отклоняющей головки сообщена с центральным каналом штока, а наружная поверхность отклоняющей головки, смотрящая вниз, параллельна нижнему косому срезу штока, оснащенного радиальным отверстием, которое расположено ниже корпуса с противоположной отклоняющей головки стороны, при этом технологическая проточка поршня выполнена в виде продольных направленных последовательно вверх и вниз пазов, соединенных фигурным пазом так, что при возвратно-поступательном перемещении поршня относительно корпуса штифт последовательно взаимодействует с каждым из них.

На фиг.1 изображен отклоняющий узел в продольном разрезе.

На фиг.2 - технологическая проточка поршня.

Гидравлический скважинный отклоняющий узел состоит из корпуса 1 (см. фиг.1) со штифтом 2, центральным проходным каналом 3, оснащенным нижней выборкой 4 и внутренней проточкой 5 в средней части, в которую вставлен с возможностью осевого перемещения вниз подпружиненный посредством пружины 6 вверх поршень 7, на наружной поверхности снабженный технологической проточкой 8, а снизу - штоком 9, оснащенным центральным каналом 10 и нижним косым срезом 11, отклоняющей головки 12, причем штифт 2 корпуса 1 выполнен с возможностью взаимодействия с технологической проточкой 8 поршня 7. Поршень 7 вставлен в корпус 1 с возможностью вращения.

Нижняя выборка 4 корпуса 1 выполнена в виде цилиндрической выборки, герметично охватывающей шток 9 поршня 7. Центральный канал 10 штока 9 снабжен перегородкой 13, выше и ниже которой выполнены соответственно верхние 14 и нижние 15 радиальные каналы, причем верхние каналы 14 выполнены с возможностью сообщения с внутренней проточкой 5 корпуса 1. Нижние радиальные каналы 15 штока 9 сообщаются только с цилиндрической выборкой 4 корпуса 1.

Отклоняющая головка 12 жестко и герметично соединена под углом вниз в сторону с боковой стенкой штока 9 поршня 7 и снабжена наконечником 16, вставленным во внутреннюю полость отклоняющей головки 12 с возможностью ограниченного выдвижения из нее. Внутренняя полость отклоняющей головки 12 сообщена с центральным каналом 10 штока 9 посредством сквозного отверстия 18.

Наружная поверхность 17 отклоняющей головки 12, смотрящая вниз, параллельна нижнему косому срезу 11 штока 9, оснащенного радиальным отверстием 19, которое расположено ниже корпуса 1 с противоположной отклоняющей головки 12 стороны.

Технологическая проточка 8 поршня 7 выполнена в виде продольных направленных последовательно вверх и вниз пазов 20 и 21 (см. фиг.2), соединенных фигурным пазом 22 так, что при возвратно-поступательном перемещении поршня 7 относительно корпуса 1 штифт 2 последовательно взаимодействует с каждой из них.

Несанкционированные перетоки жидкости в процессе работы устройства исключаются уплотнительным элементом 23.

Гидравлический скважинный отклоняющий узел работает следующим образом.

Гидравлический скважинный отклоняющий узел в сборе (см. фиг.1) посредством переводника 24 соединяют с гибкой трубой 22 и спускают в многоствольную скважину (на фиг.1 и 2 не показано).

В интервале предполагаемого нахождения бокового ствола в многоствольной скважине в гибкой трубе 25 и соответственно в штоке 9 поршня 7 над перегородкой 13 создают гидравлическое давление.

В результате этого поршень 7 со штоком 9, сжимая пружину 6, перемещаются вниз, при этом поршень 7 совершает вращательное движение благодаря тому, что штифт 2, жестко закрепленный в корпусе 1, перемещается по технологической проточке 8 поршня 7 из продольно направленного вниз паза 21 (см. фиг.2) через фигурный паз 22 в продольно направленный вверх паз 20 на строго определенный угол, который задается заранее количеством пазов 20 и 21 технологических проточек 8 поршня 7, при этом верхний 14 и нижний 15 радиальные каналы штока 9 (см. фиг.1) сообщаются между собой посредством центрального проходного канала 3 нижней выборки 4, выполненной в виде цилиндрической выборки. В итоге жидкость попадает в центральный канал 10 штока 9 и сквозь косой срез 11 штока 9 поток жидкости поступает в многоствольную скважину, прижимая нижний конец штока 9 и жестко соединенную с ним отклоняющую головку 12 к боковой стенке многоствольной скважины. Кроме того, поток жидкости через радиальные отверстия 19 воздействует на боковые стенки многоствольной скважины, что приводит к дополнительному усилию прижатия конца штока 9 и жестко соединенной с ним отклоняющей головки 12.

Таким образом, спуск гидравлического скважинного отклоняющего узла в скважину с подачей жидкости в гибкую трубу 25 продолжают. В определенный момент отклоняющая головка 12 входит в боковой ствол (на фиг.1 и 2 не показано) многоствольной скважины, при этом наконечник 16 под воздействием давления жидкости, возникающего внутри отклоняющей головки 12, благодаря сквозному отверстию 18, выдвигается из отклоняющей головки 12, фиксируя устройство в боковом стволе многоствольной скважины. Спуск гибкой трубы 25 в многоствольную скважину продолжают с одновременной подачей жидкости в гибкую трубу 25, при этом гидравлический скважинный отклоняющий узел перемещается в боковом стволе, промывая последний.

Достигнув забоя бокового стола многоствольной скважины, спуск гибкой трубы 25 прекращают, не сбрасывая давления, производят обработку призабойной зоны бокового ствола многозабойной скважины химическими реагентами, по окончанию которой давление в устройстве сбрасывают. В результате поршень 7 со штоком 9 и жестко закрепленной на конце последнего отклоняющей головкой 12 перемещаются обратно за счет возвратной силы пружины, шток 9 втягивается внутрь корпуса 1 и занимает исходное положение (см. фиг.1), при этом штифт 2, жестко закрепленный в корпусе 1, перемещается по технологической проточке 8 поршня 7 из продольно направленного вверх паза 20 (см. фиг.2) через фигурный паз 22 в продольно направленный вниз паз 21, при этом верхний 14 (см. фиг.1) и нижний 15 радиальные каналы штока 9 разделяются между собой посредством верхнего конца нижней выборки 4.

После этого гидравлический скважинный отклоняющий узел с гибкой трубой 25 извлекают сначала из бокового ствола многоствольной скважины, а затем полностью поднимают на поверхность. В случае необходимости попадания в другой боковой ствол многоствольной скважины гидравлический скважинный отклоняющий узел с гибкой трубой 25 извлекают только из предыдущего бокового ствола многоствольной скважины, и работы, описанные выше, повторяют.

Предлагаемый гидравлический скважинный отклоняющий узел имеет простую конструкцию, низкую себестоимость, а расширение его функциональных возможностей связано с возможностью его работы в горизонтально-наклонных и горизонтальных скважинах. Кроме того, он обеспечивает точный поворот непосредственно самой отклоняющей головки на заданный угол, что значительно облегчает попадание в боковой ствол многоствольной скважины и позволяет избежать повторных работ.

Гидравлический скважинный отклоняющий узел, включающий корпус со штифтом, центральным проходным каналом, оснащенным нижней выборкой и внутренней проточкой в средней части, в которую вставлен с возможностью осевого перемещения вниз подпружиненный вверх поршень с технологической проточкой на наружной поверхности и со штоком, оснащенным центральным каналом и нижним косым срезом, отклоняющую головку, причем штифт корпуса выполнен с возможностью взаимодействия с технологической проточкой поршня, отличающийся тем, что поршень вставлен в корпус с возможностью вращения, а нижняя выборка выполнена в виде цилиндрической выборки, герметично охватывающей шток поршня, центральный канал которого снабжен перегородкой, выше и ниже которой выполнены соответственно верхние и нижние радиальные каналы, причем верхние каналы выполнены с возможностью сообщения с внутренней проточкой корпуса, нижние радиальные каналы только с цилиндрической выборкой корпуса, при этом отклоняющая головка жестко и герметично соединена под углом вниз в сторону с боковой стенкой штока поршня и снабжена наконечником, вставленным во внутреннюю полость отклоняющей головки с возможностью ограниченного выдвижения из нее, причем внутренняя полость отклоняющей головки сообщена с центральным каналом штока, а наружная поверхность отклоняющей головки, смотрящая вниз, параллельна нижнему косому срезу штока, оснащенного радиальным отверстием, которое расположено ниже корпуса с противоположной отклоняющей головки стороны, при этом технологическая проточка поршня выполнена в виде продольных направленных последовательно вверх и вниз пазов, соединенных фигурным пазом так, что при возвратно-поступательном перемещении поршня относительно корпуса штифт последовательно взаимодействует с каждым из них.