Однопроходное устройство с отклонителем для образования окна в обсадной колонне

(51) 21 29/06 (2006.02) 21 7/08 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ фрезерования обсадной колонны и бурения второго ствола в нефтяных и газовых скважинах. Достигается повышение надежности крепления устройства в скважине, исключается установка цементировочной пробки, отпадает надобность в средствах для ее ввода в обсадную колонну. Для чего однопроходное устройство содержит фрезерный инструмент, допускающий отсоединение от клина-отклонителя с желобообразной поверхностью и клиновидной плашкой, к которой присоединен распорный клин с возможностью перемещения их относительно друг друга и в радиальном направлении к стенке скважины. Распорный клин связан с расширяющимся к низу плоским клином,снабженным системой клинообразных плашек с осуществимостью однонаправленного скольжения по клину и радиального перемещения к стенке скважины. Плашки и распорный клин оснащены многочисленными трубозацепами.(72) Нугуманов Калел Калкашевич Карманов Тогыс Досмурзаевич Тулеуов Калдыбай Тулеуович Абдукаримов Садратдин Абдукаримоич Калиев Бакытжан Заутбекович Куандыков Тилепбай Алимбаевич Халметов Муратжан Розиматович(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) ОДНОПРОХОДНОЕ УСТРОЙСТВО С ОТКЛОНИТЕЛЕМ ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ОКНА В ОБСАДНОЙ КОЛОННЕ(57) Однопроходное устройство с отклонителем для образования окна в обсадной колонне относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для восстановления скважин путем Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для восстановления скважин путем фрезерования обсадной колонны и бурения второго ствола в нефтяных и газовых скважинах. Из уровня техники известен самоустанавливающийся отклонитель для наклонных скважин, содержащий клин-отклонитель с желобообразной поверхностью, узел закрепления,включающий плашечную систему и срезные элементы, при этом отклонитель выполнен в виде верхнего,представляющего собой клинотклонитель, и нижнего корпусов с возможностью их относительного перемещения и снабжен камерами переменного объема, гидростатического давления, расположенной в верхнем корпусе, и атмосферного давления, расположенной в нижнем корпусе,причем камеры гидравлически изолированы друг от друга во время транспортировки отклонителя по стволу скважины и соединены во время установки и крепления его в скважине (Патент РФ 2186927, МПК Е 21 В 7/08,2002). Недостаток данного устройства выражается в необходимости установки в обсадной колонне цементировочной пробки. Известно также однопроходное устройство с отклонителем для образования окна в обсадной колонне,содержащее клин-отклонитель с желобообразной поверхностью,клиновидную плашку, прикрепленную к нижнему концу клинаотклонителя,к верхнему концу которого прикреплен с возможностью отсоединения фрезерный инструмент, скользящую плашку,камеру атмосферного давления, имеющую поршень и канал для прохода жидкости, снабженный цилиндрическим патрубком, который оснащен пластинчатыми пружинами, установленными с возможностью движения в одном направлении(Предварительный патент РК 15615, МПК Е 21 В 29/06, опуб. 15.04.2005, бюл.4). Недостатком прототипа заявляемого изобретения является фиксация в обсадной колонне клинаотклонителя плашечной системой за счет гидростатического давления, которая нарушается в случае уравнивания давления наружной среды и давления в камере. Это обстоятельство влечет снижение надежности вышеописанного устройства. Задача изобретения заключается в разработке однопроходного устройства с отклонителем для образования окна в обсадной колонне, свободного от недостатков аналога и прототипа. Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении изобретения, является исключение установки цементировочной пробки и средств для ее ввода в обсадную колонну,повышение надежности крепления устройства в скважине. Указанный технический результат достигается тем, что в однопроходном устройстве с отклонителем для образования окна в обсадной колонне,содержащем клин-отклонитель с желобообразной поверхностью,клиновидную 2 плашку, прикрепленную к нижнему концу клинаотклонителя,к верхнему концу которого прикреплен допускающий отсоединение фрезерные инструмент, клиновидная плашка на свободном конце имеет выступ, размещенный в пазе,выполненном в присоединенном к клиновидной плашке с возможностью их относительного перемещения распорном клине, закрепленных в нерабочем положении срезным фиксатором и снабженных трубозацепами, в нижнем конце распорного клина установлен расширяющийся к низу плоский клин, в верхней части которого нанесена нарезка рифов с одинаковой остротой рифления и удаления их вершин от оси плоского клина, наклонные к указанной оси стороны профиля рифов являются соразмерными,а перпендикулярные к той же оси стороны профиля рифов уменьшаются в направлении от верхнего рифа к нижнему, к наклонным направляющим плоского клина присоединены с возможностью скольжения клинообразные плашки, снабженные трубозацепами и зафиксированные диаметрально противоположно на разрезном кольце,охватывающем плоский клин в проточке выше нарезки рифов, при этом наклонная образующая профиля внутренней конической поверхности разрезного кольца равна и параллельна наклонным сторонам профиля рифов, а их вершины соприкасаются с лысками клинообразных плашек. На фиг.1 представлен в продольном разрезе общий вид однопроходного устройства с отклонителем для образования окна в обсадной колонне на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1 на фиг.3 сечение Б-Б на фиг.1 на фиг.4 - узелна фиг.1. Однопроходное устройство с отклонителем для образования окна в обсадной колонне содержит клин-отклонитель 1 с желобообразной поверхностью 2, к верхнему концу которого прикреплен срезным элементом 3 фрезерный инструмент 4. К низу клина-отклонителя 1 присоединена клиновидная плашка 5, несущая на свободном конце клиновидный выступ 6,скошенную поверхность которой характеризует- образный в сечении паз 7. Выступ 6 размещен в соответствующем пазе 8, выполненном в распорном клине 9, скошенную поверхность которого характеризует- образный в сечении выступ 10, входящий в ответный ему паз 7 плашки 5. Нерабочее положение распорного клина 9 и клиновидной плашки 5 закреплено фиксатором 11 с образованием цилиндрического тела 12 и возможностью их перемещения относительно друг друга после срезания фиксатора 11. За габариты цилиндрического тела 12 выступают трубозацепы 13, 14, и 15, при этом продольный ряд трубозацепов 13 размещен на клиновидной плашке 5 противоположно пазу 7, а идентичные ряды трубозацепов 14 и 15 - на распорном клине 9 с зеркальной симметрией противоположно выступу 10. На ступени 16 цилиндрической части распорного клина 9 имеется заделка 17 с соединительным стержнем 18, переходящая в расширяющийся к низу клин 19 плоской конфигурации. В верхней части клина 19 предусмотрена проточка 20 наклонных направляющих 21 и нанесена пилообразная нарезка в виде рифов 22 с остроконечными вершинами,равноудаленными от оси клина 19. Стороны 23 профиля рифов перпендикулярны к указанной оси и выполнены уменьшающимися в направлении от верхнего рифа к нижнему. Соразмерные стороны 24 профиля рифов наклонены к той же оси с выполнением одинаковой остротырифления. В проточке 20 клин 19 охватывает разрезное кольцо 25, наклонная образующая 26 профиля внутренней конической поверхности которого равна и параллельна сторонам 24 профиля рифов. За нарезкой рифов 22 каждая из наклонных направляющих 21 клина 19 содержит- образный в сечении паз 27, соответствующий входящему в него выступу 28 на скошенной части 29 клинообразных плашек 30 и 31, установленных с возможностью скольжения на клине 19. Плашки 30 и 31 диаметрально противоположно зафиксированы на разрезном кольце 25 крепежными элементами 32 и лысками 33 соприкасаются с вершинами рифов 22 клина 19. Внешняя поверхность плашек 30 и 31 снабжена продольным рядом трубозацепов 34 и 35. Однопроходное устройство с отклонителем для образования окна в обсадной колонне работает следующим образов. В ствол обсаженной скважины опускают в транспортном положении однопроходное устройство на необходимую глубину погружения,после чего начинают медленный подъем. При этом трубозацепы 34 и 35 плашек 30 и 31 вступают в контакт с внутренней поверхностью обсадной колонны ( не показано ). Вследствие чего указанные плашки перемещаются на клине 19 в сторону его расширения, увлекая связанное с ними разрезное кольца 25, которое за счет своих упругих свойств прощелкивает по рифам 22, причем зацепление разрезного кольца 25 выступом В за вершину рифа препятствует движению плашек в обратном направлении. По мере схода разрезного кольца 25 с контактной с ним стороны 24 выше расположенного рифа на тождественную сторону размещенного ниже рифа и опускания плашек 30 и 31 , последние выдвигаются в радиальном направлении к стенке скважины, а трубозацепы 34 и 35 внедряются в обсадную колонну,прочно удерживая жестко зафиксированные плашки от проскальзывания по ее поверхности. После чего подъем однопроходного устройства прекращают и ему сообщают ударный импульс,которым срезается фиксатор 11. Клиновидная плашка 5 начинает перемещаться относительно распорного клина 9 с одновременным их продвижением в радиальном направлении к стенке скважины и внедрения трубозацепов 13,14 и 15 в тело обсадной колонны, где надежно закрепляют клин-отклонитель 1. Далее срезают элемент 3 и освобождают от клина-отклонителя 1 фрезерный инструмент 4, которым фрезеруют полный профиль окна в обсадной колонне. Таким образом, за ненадобностью исключается установка цементировочной пробки, отпадает необходимость в средствах для ее ввода вобсадную колонну, повышается надежность крепления заявляемого устройства за счет его фиксации в обсадной колонне трубозацепами 13, 14 и 15, 34 и 35 соответственно клиновидной плашки 5 и распорного клина 9, а также плашек 30 и 31. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Однопроходное устройство с отклонителем для образования окна в обсадной колонне, содержащее клин-отклонитель с желобообразной поверхностью,клиновидную плашку, прикрепленную к нижнему концу клина-отклонителя, к верхнему концу которого прикреплен допускающий отсоединение фрезерный инструмент, отличающееся тем, что клиновидная плашка на свободном конце имеет выступ, размещенный в пазе, выполненном в присоединенном к клиновидной плашке с возможностью их относительного перемещения в распорном клине, закрепленных в нерабочем положении срезным фиксатором и снабженных трубозацепами, в нижнем конце распорного клина установлен расширяющийся к низу плоский клин, в верхней части которого нанесена нарезка рифов с одинаковой остротой рифления и удаления их вершин от оси плоского клина, наклонные к указанной оси стороны профиля рифов являются соразмерными, а перпендикулярные к той же оси стороны профиля рифов уменьшаются в направлении от верхнего рифа к нижнему, к наклонным направляющим плоского клина присоединены с возможностью скольжения клинообразные плашки, снабженные трубозацепами и зафиксированные диаметрально противоположно на разрезном кольце, охватывающем плоский клин в проточке выше нарезки рифов, при этом наклонная образующая профиля внутренней конической поверхности разрезного кольца равна и параллельна наклонным сторонам профиля рифов, а их вершины соприкасаются с лысками клинообразных плашек.