МЕХАНИЗМ ВЫРЕЗКИ ОКОН В ОБСАДНЫХ ТРУБАХ Российский патент 1997 года по МПК E21B43/11 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначается для вырезки окон в обсадных трубах, преимущественно, для горизонтального бурения при освоении продуктивных пластов в скважинах.

Известно устройство для вырезки окон в обсадных колоннах, состоящее из корпуса, помещенного в него узла преобразования вращения из вертикального а горизонтальное, выполненное в виде конической зубчатой передачи, режущего узла в виде рабочего вала, установленного в корпусе перпендикулярно его оси, шины, связанной с валом и установленной с возможностью отклонения от оси корпуса, фрезы в виде замкнутой цепи, помещенной на шине с возможностью вращения относительно рабочего вала, и узла вывода замкнутой цепи из корпуса.

Недостатком этого устройства является то, что оно вообще не обеспечивает возможность создания площадки для дальнейшего проникновения в продуктивный пласт горизонтальным бурением из-за того, что прорезь этим устройством делается снизу вверх.

Цель изобретения обеспечение создания площадки для горизонтального бурения и увеличение тем самым контакта с продуктивным пластом.

Поставленная цель достигается тем, что в механизме вырезки окон в обсадных трубах, состоящем из корпуса, помещенного в него узла преобразования вращения из вертикального в горизонтальное выполненное в виде конической зубчатой передачи, режущего узла в виде рабочего вала, установленного в корпусе перпендикулярно его оси, шины, связанной с валом и установленной с возможностью отклонения от оси корпуса, фрезы в виде замкнутой цепи, помещенной на шине с возможностью вращения относительно рабочего вала, и узла вывода замкнутой цепи из корпуса, новым является то, что узел вывода замкнутой цепи из корпуса выполнен в виде шкива, связанного с шиной и установленного с возможностью отклонения шины с замкнутой цепью от оси корпуса по радиусу, и торса с пружинами, перекинутыми через шкив, для обеспечения вращения последнего, при этом один конец троса закреплен к одной из пружин для обеспечения замкнутой цепи из корпуса, а другой конец троса связан с другой пружиной для возврата замкнутой цепи в корпус, которая установлена с возможностью взаимодействия с забоем.

Шкив выполнен с ограничителем вывода замкнутой цепи из корпуса.

Замкнутая цепь выполнена из абразивных материалов.

На фиг. 1 представлен механизм для вырезки окон в обсадных трубах, продольный разрез; на фиг.2 вид А-А фиг.1; на фиг.3 крепление абразивного элемента к замкнутой цепи; на фиг.4 вид Б-Б фиг.3.

Механизм вырезки окон в обсадных трубах содержит корпус 1, соединенный через переводник 2 с забойным двигателем, помещенный в корпус 1 узел преобразования вращения из вертикального в горизонтальное, выполненный в виде конической зубчатой передачи 3 и цепной передачи 4, режущий узел в виде рабочего вала 5, установленного в корпусе 1 перпендикулярно его оси. Цепная передача 4 передает вращение от конической зубчатой передачи 3 к рабочему валу 5. Механизм включает также шину 6, связанную с рабочим валом 5 и установленную с возможностью отклонения от оси корпуса 1, фрезу в виде замкнутой цепи 7, помещенную на шине 6 с возможностью вращения относительно рабочего вала 5, а также узел вывода замкнутой цепи 7 из корпуса 1. Узел вывода замкнутой цепи 7 из корпуса 1 выполнен в виде шкива 8, связанного с шиной 6 и установленного с возможностью отклонения шины 6 с замкнутой цепью 7 от корпуса 1 по радиусу, и троса 9 с пружинами 10 и 11. Трос 9 перекинут через шкив 8 для обеспечения вращения последнего. Один конец троса 9 закреплен к пружине 10 для обеспечения вывода замкнутой цепи 7 из корпуса 1, а другой конец троса 9 связан с другой пружиной 11 для возврата замкнутой цепи 7 в корпус 1, при этом пружина 11 установлена с возможностью взаимодействия с забоем. Шкив 8 выполнен с ограничителем 12 вывода замкнутой цепи 7 и корпуса 1. Замкнутая цепь выполнена армированной абразивными элементами 13.

Механизм работает следующим образом.

Винтовой забойный двигатель своим валом присоединяется к переводнику 2, а корпусом к корпусу 1 механизма вырезки окон. Вращение от двигателя через коническую зубчатую передачу 3 и цепную передачу 4 преобразуется из вертикального в горизонтальное и передается на рабочий вал 5, на котором свободно посажены жестко связанные между собой шина 6 и шкив 8. Вдоль шины 6 движется замкнутая цепь 7, армированная абразивными элементами 13.

Для того, чтобы механизм начал работать, делают плавную посадку его на забой и включают насос. При этом пружина 11 сжимается, трос 9 ослабевает, и шина 6 с замкнутой цепью 7 под действием пружины 10 выходит через прорезь 14 в корпусе 1 на прорезание обсадной колонны, цементного кольца и породы. Поворот шины 6 ограничивается элементом 12 до необходимого положения.

Прорезание окна в обсадной трубе при таком движении замкнутой цепи 7 с абразивными элементами 13 происходит сверху вниз в виде секторного выреза.

Разбуриваемый металл оседает в металлосборнике 15, а цемент и порода выносятся на поверхность потоком промывочной жидкости, которая проходит через механизм вырезки окон по трудопроводу 16 и возвращается на поверхность по затрубному пространству.

В результате в прорезанном окне обсадной колонны и породы формируется горизонтальная полка, глубина которой равна радиусу поворота замкнутой цепи 7 (около 1,5 м), на которой можно разместить забойный двигатель Д1-54 и производить бурение горизонтального ствола.

При этом площадь контакта с продуктивным пластом при использовании предлагаемого механизма вырезки окон превышает в 100 и более раз площадь контакта известных наиболее распространенных механизмов, например, перфораторов.

Использование: в горной промышленности при вырезке окон в обсадных трубах и преимущественно, в горизонтальном бурении при освоении продуктивных пластов в скважинах. Обеспечивает создание площадки для горизонтального бурения для увеличения контакта с продуктивным пластом. Сущность изобретения: устройство имеет корпус. В нем помещен узел преобразования вращения из вертикального в горизонтальное. Этот узел выполнен в виде конической зубчатой передачи, режущего узла, шины и фрезы. Фреза выполнена в виде замкнутой цепи. Она помещена на шине с возможностью вращения относительно рабочего вала. Устройство имеет и узел вывода замкнутой цепи из корпуса. Этот узел выполнен в виде шкива. Он связан с шиной и установлен с возможностью отклонения шины от оси корпуса по радиусу. Для обеспечения вращения шкива через него перекинут трос с пружинами. Конец троса закреплен к одной из пружин. Другой конец троса связан с пружиной возврата замкнутой цепи в корпус. Она установлена с возможностью взаимодействия с забоем. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Механизм вырезки окон в обсадных трубах, состоящий из корпуса, помещенного в него узла преобразования вращения из вертикального в горизонтальное, выполненного в виде конической зубчатой передачи, режущего узла в виде рабочего вала, установленного в корпусе перпендикулярно его оси, шины, связанной с валом и установленной с возможностью отклонения от оси корпуса, фрезы в виде замкнутой цепи, помещенной на шине с возможностью вращения относительно рабочего вала, и узла вывода замкнутой цепи из корпуса, отличающийся тем, что узел вывода замкнутой цепи из корпуса выполнен в виде шкива, связанного с шиной и установленного с возможностью отклонения шины с замкнутой цепью от оси корпуса по радиусу, и троса с пружинами, перекинутого через шкив, для обеспечения вращения последнего, при этом конец троса закреплен к одной из пружин для обеспечения вывода замкнутой цепи из корпуса, а другой конец троса связан с другой пружиной для возврата замкнутой цепи в корпус, которая установлена с возможностью взаимодействия с забоем. 2. Механизм по п.1, отличающийся тем, что шкив выполнен с ограничителем вывода замкнутой цепи из корпуса. 3. Механизм по пп.1 и 2, отличающийся тем, что замкнутая цепь выполнена армированной абразивными элементами.