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, торцовая 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 "Baker 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 продольной 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 возможностью 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:

- 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 определенный угол ввиду скручивания колонны труб, на которых спускается устройство.

Технической задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции гидравлического скважинного отклоняющего узла и снижение себестоимости устройства, расширение его функциональных возможностей за счет работы 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 с центральным проходным каналом, сферической выборкой снизу и внутренней проточкой в средней части, в которую герметично вставлен с возможностью осевого перемещения вниз подпружиненный вверх поршень со штоком, оснащенный центральным проходным каналом, отклоняющую головку с полусферой вверху, герметично взаимодействующую с возможностью поворота и отклонения с нижней частью сферической выборки корпуса.

Новым является то, что отклоняющая головка выполнена подпружиненной от корпуса, при этом в корпусе между отклоняющей головкой и штоком установлен эксцентричный полый упор, взаимодействующий сверху с нижним торцом штока, причем эксцентричный полый упор оснащен снизу снаружи полусферой и сегментом с нижнего торца, причем полусфера эксцентричного полого упора взаимодействует с верхней частью сферической выборки корпуса, а сегмент взаимодействует с верхней плоскостью полусферы отклоняющей головки с возможностью ее отклонения в противоположную сторону от сегмента при перемещении штока с поршнем вниз.

На фиг 1 изображен отклоняющий узел в продольном разрезе.

На фиг.2 изображен разрез эксцентричного полого упора.

Гидравлический скважинный отклоняющий узел включает корпус 1 (см. фиг.1) с центральным проходным каналом 2, сферической выборкой 3 снизу и внутренней проточкой 4 в средней части.

Во внутреннюю проточку 4 корпуса 1 вставлен с возможностью осевого перемещения вниз подпружиненный посредством пружины 5 вверх поршень 6 со штоком 7, оснащенным центральным проходным каналом 8.

Также гидравлический скважинный отклоняющий узел включает в себя отклоняющую головку 9 с полусферой 10 вверху, взаимодействующую с возможностью поворота и отклонения с нижней частью сферической выборки 3 корпуса 1.

Отклоняющая головка 9 выполнена подпружиненной посредством пружины 11 от корпуса 1. В корпусе 1 между отклоняющей головкой 9 и штоком 7 установлен эксцентричный полый упор 12, взаимодействующий сверху с нижним торцом штока 7.

Эксцентричный полый упор 12 оснащен снизу снаружи полусферой 13 и сегментом 14 с нижнего торца (см. фиг.1 и 2).

Полусфера 13 эксцентричного полого упора 12 взаимодействует с верхней частью сферической выборки 3 корпуса 1.

Сегмент 14 эксцентричного полого упора 12 взаимодействует с верхней плоскостью полусферы 10 отклоняющей головки 9 с возможностью поворота последней при перемещении штока 7 с поршнем 6 вниз.

С целью исключения "поршневания" в процессе работы устройства на нижнем конце внутренней проточки 4 корпуса 1 выполнено технологическое отверстие 15.

Снизу отклоняющая головка 9 снабжена насадкой 16 с отверстиями 17.

Несанкционированные перетоки жидкости в процессе работы устройства исключаются уплотнительными элементами 18, 19, 20.

Гидравлический скважинный отклоняющий узел работает следующим образом.

Перед спуском гидравлического скважинного отклоняющего узла в скважину производят его сборку, при этом сегмент 14 эксцентричного полого упора 12 располагают относительно оси с противоположной стороны боковому стволу скважины, в который необходимо попасть.

Гидравлический скважинный отклоняющий узел в сборе (см. фиг.1) сверху посредством присоединительной резьбы 21 соединяют с гибкой трубой (на фиг.1 и 2 не показано) и спускают в многоствольную скважину.

В интервале предполагаемого нахождения бокового ствола многоствольной скважины в гибкой трубе и соответственно внутри гидравлического скважинного отклоняющего узла создают гидравлическое давление, которое повышается благодаря большому расходу жидкости за счет гидравлического сопротивления поршня 6, а также малой площади поперечных сечений отверстий 17 насадки 16.

В результате этого поршень 6 со штоком 7, сжимая пружину 5, перемещаются вниз, при этом нижний торец штока 7 взаимодействует с верхним торцом эксцентричного полого упора 12, который в свою очередь сегментом 14 (см. фиг.2), выполненным на его нижнем торце, взаимодействует с верхней плоскостью полусферы 10 (см.фиг.1) отклоняющей головки 9, при этом полусфера 13 эксцентричного полого упора 12 взаимодействует с верхней частью сферической выборки 3 корпуса 1. В результате отклоняющая головка 9 полусферой 10, герметично взаимодействующей с возможностью поворота и отклонения в сферической выборке 3 корпуса 1, сжимая пружину 11, поворачивается в противоположную сторону от сегмента 14 и попадает в боковой ствол многоствольной скважины, фиксируя устройство в боковом стволе многоствольной скважины. Спуск гибкой трубы в многоствольную скважину продолжают с одновременной подачей жидкости в гибкую трубу, при этом гидравлический скважинный отклоняющий узел перемещается в боковом стволе, а жидкость из гибкой трубы сквозь центральный проходной канал 8 штока 7 и центральный проходной канал 3 корпуса 1 через центральный канал 22 отклоняющей головки 9 и отверстия 17 насадки 16 попадает в боковой ствол, промывая ее.

Достигнув забоя бокового стола многоствольной скважины, спуск гибкой трубы прекращают, не сбрасывая давления производят обработку призабойной зоны (ОПЗ) бокового ствола многозабойной скважины химическими реагентами, причем насадка 16, жесткозакрепленная на нижнем конце отклоняющей головки 9, посредством отверстий 17 направляет струю жидкости в боковой ствол многоствольной скважины.

По окончанию обработки ствола давление в гибкой трубе и, соответственно, в устройстве сбрасывают. В результате поршень 6 со штоком 7 перемещаются обратно за счет возвратной силы пружины 5 и эксцентричный полый упор 12 занимает исходное положение (см. фиг.1). Кроме того, отклоняющая головка 9 выпрямляется соосно с корпусом 1 за счет возвратной силы пружины 11, которая разжимается.

После этого гидравлический скважинный отклоняющий узел с гибкой трубой извлекают сначала из бокового ствола многоствольной скважины, а затем полностью поднимают на поверхность. В случае необходимости обработки другого бокового ствола многоствольной скважины гидравлический скважинный отклоняющий узел с гибкой трубой 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 с центральным проходным каналом, сферической выборкой снизу и внутренней проточкой в средней части, в которую герметично вставлен с возможностью осевого перемещения вниз подпружиненный вверх поршень со штоком, оснащенный центральным проходным каналом, отклоняющую головку с полусферой вверху, герметично взаимодействующую с возможностью поворота и отклонения с нижней частью сферической выборки корпуса, отличающийся тем, что отклоняющая головка выполнена подпружиненной от корпуса, при этом в корпусе между отклоняющей головкой и штоком установлен эксцентричный полый упор, взаимодействующий сверху с нижним торцом штока, причем эксцентричный полый упор оснащен снизу снаружи полусферой и сегментом с нижнего торца, причем полусфера эксцентричного полого упора взаимодействует с верхней частью сферической выборки корпуса, а сегмент взаимодействует с верхней плоскостью полусферы отклоняющей головки с возможностью ее отклонения в противоположную сторону от сегмента при перемещении штока с поршнем вниз.