РАЗДВИЖНОЙ СКВАЖИННЫЙ ИНСТРУМЕНТ Российский патент 2012 года по МПК E21B10/32 

Изобретение относится к раздвижному скважинному инструменту, предназначенному для включения в состав бурильной колонны, такому, как расширитель или центратор.

Расширители обычно используют для увеличения ствола скважины под сужением проходного сечения, в результате чего ствол скважины становится больше сужения проходного сечения. Центраторы используют для контроля направления бурового долота в процессе бурения.

Настоящее изобретение относится к раздвижному инструменту, который может функционировать как расширитель или как центратор в расширенном участке ствола скважины. Специалистам в области техники должно быть хорошо известно применение расширителей и центраторов в бурении нефтяных и газовых скважин, и подробное описание их обычного функционирования не считается необходимым.

Патент США 6732817 описывает скважинный инструмент, функционирующий как расширитель или как центратор, в расширенном стволе скважины. Инструмент содержит один или несколько перемещаемых рычагов, расположенных в углублениях в инструменте. Положение инструмента меняется между сложенным и раздвинутым, реагируя на перепад давления текучей среды в канале и кольцевом пространстве ствола скважины. Углубления содержат наклонные каналы, сцепляющиеся с возможностью скольжения с удлинениями, выполненными на рычагах так, чтобы когда инструмент раздвигается, рычаги переводятся вверх по оси, одновременно выдвигаясь радиально наружу из корпуса.

Устройство, описанное в патенте США 6732817, имеет тот недостаток, что углубления должны выполняться с наклонными каналами, что повышает сложность и стоимость инструмента. Также, если наклонные каналы в углублениях повреждаются или подвергаются износу и истиранию, их замена является сравнительно дорогой и сложной. Устройство по патенту США 6732817 имеет также тот недостаток, что режущие блоки не блокируются в выдвинутом положении и могут плавать вверх и вниз на наклонных плоскостях, что обуславливает износ и истирание. В результате этого, инструмент также не вырезает ствол скважины до необходимого размера.

Настоящее изобретение направлено на создание раздвижного скважинного инструмента, такого, как расширитель или центратор, который легко монтируется и способен надежно раздвигаться наружу в рабочее положение и затем перемещаться внутрь, чтобы занять убранное нерабочее положение.

Согласно аспекту настоящего изобретения, создан раздвижной скважинный инструмент, предназначенный для включения в бурильную колонну, способный устанавливаться в активированное и деактивированное состояния и содержащий корпус, рабочий компонент, непрямо установленный на корпусе для перемещения относительно него между убранным нерабочим положением и выдвинутым наружу рабочим положением, соответствующими активированному и деактивированному состояниям инструмента, шпиндель, установленный с возможностью скольжения в корпусе для осевого перемещения между первым и вторым положениями, занимающий первое осевое положение при деактивированном состоянии инструмента и смещаемый во второе осевое положение для перевода инструмента в его активированное состояние, шлицевую рейку, устанавливаемую в углубление в корпусе и образующую первую линейную направляющую, проходящую параллельно оси перемещения шпинделя, и вторую проходящую наружу направляющую, и по меньшей мере, один первый ходовой блок, связанный со шпинделем для перемещения вместе с ним и установленный с возможностью скольжения на лицевой рейке для перемещения вдоль первой линейной направляющей, при этом рабочий компонент способен устанавливаться на шлицевой рейке для перемещения вдоль второй проходящей наружу направляющей, по меньшей мере, один первый ходовой блок способен сцепляться с рабочим компонентом при перемещении шпинделя из своего первого положения в свое второе положение для перемещения рабочего компонента по второй проходящей наружу направляющей из его убранного положения в его выдвинутое наружу положение.

Вышеуказанные признаки обеспечивают преимущество простого и несложного в сборке инструмента, не зависящего от какой-либо внутренней конструкции корпуса инструмента, для направления наружу и внутрь рабочих компонентов. В инструменте использован отдельный механический компонент, а именно, шлицевая рейка, которая после сборки с корпусом инструмента остается фиксированной и служит основным средством (создающим первую и вторую направляющую, упомянутые выше), с помощью которого компоновочный узел режущего блока и ходовые блоки устанавливаются с возможностью перемещения на корпусе.

В предпочтительном варианте осуществления, инструмент включает в себя, по меньшей мере, один второй ходовой блок, связанный со шпинделем для перемещения с ним, устанавливаемый с возможностью скольжения на шлицевой рейке для перемещения по первой линейной направляющей и способный сцепляться с рабочим компонентом при перемещении шпинделя из своего второго положения в свое первое положение для перемещения рабочего компонента по второй направляющей из его выдвинутого наружу положения в его убранное положение.

В предпочтительном варианте осуществления, шлицевая рейка фиксированно установлена в углублении с помощью, по меньшей мере, одного запирающего блока. Это создает преимущество сравнительно простого средства съемной установки шлицевой рейки в углубление для облегчения съема и замены шлицевой рейки для ремонта.

В предпочтительном варианте осуществления, первая линейная направляющая задается осью шлицевой рейки, и вторая проходящая наружу направляющая задается наклонной направляющей планкой, расположенной на шлицевой рейке.

Шпиндель может быть выполнен с возможностью отклонения в первое осевое положение и с возможностью перемещения под действием гидравлического давления против отклонения для занятия своего второго осевого положения.

Шпиндель может иметь возможность смещения из первого во второе положение после запуска активатора вниз по бурильной колонне.

В предпочтительном варианте осуществления шлицевая рейка и рабочий компонент имеют взаимодействующие направляющие элементы, образующие вторую направляющую.

В предпочтительном варианте осуществления направляющие элементы содержат, по меньшей мере, одну наклонную направляющую планку на шлицевой рейке и соответствующий направляющий паз в рабочем компоненте. Инструмент может дополнительного содержать, по меньшей мере, один уступ, образованный, по меньшей мере, в одном первом ходовом блоке, и, по меньшей мере, одну ступень, образованную на рабочем компоненте, при этом сцепление между, по меньшей мере, одной ступенью и, по меньшей мере, одним уступом предотвращает отсоединение рабочего компонента от инструмента.

Это создает преимущество сравнительно простого средства, гарантирующего, что рабочий элемент не выпадет из инструмента.

Инструмент может дополнительно содержать, по меньшей мере, один карман, выполненный в рабочем компоненте, в котором сцепление, по меньшей мере, между одной плоской поверхностью, выполненной сверху наклонной направляющей планки, по меньшей мере, с одним карманом, запирает рабочий компонент в выдвинутом наружу рабочем положении.

Это создает преимущество того, что рабочий компонент можно запирать в выдвинутом наружу положении, что уменьшает вибрацию, износ и истирание и обеспечивает то, что инструмент прорезает ствол скважины до необходимого размера.

По меньшей мере, один первый ходовой блок может иметь шарнирное соединение с примыкающим концом рабочего компонента.

Наклонная направляющая планка может иметь выступающий зуб, сцепляемый с внутренним уступом в скользящей направляющей для удержания рабочего компонента в его убранном положении.

Противоположный конец режущего блока может сцепляться и удерживаться зажатым наклонной направляющей планкой, расположенной на запирающем блоке, ограничивающей линейное перемещение шпинделя для определения второго осевого положения, соответствующего активированному состоянию инструмента.

Рабочий компонент может представлять собой блок резцов расширителя или центратора.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения, создан раздвижной скважинный инструмент, предназначенный для включения в бурильную колонну, способный устанавливаться в активированное и деактивированное состояния и содержащий корпус, рабочий компонент, установленный на корпусе для перемещения относительно корпуса между убранным нерабочим положением и выдвинутым наружу рабочим положением, относящимся соответственно к активированному и деактивированному состояниям инструмента, и содержащий шарнирно соединенные первый и второй рычажные части, шпиндель, установленный с возможностью скольжения в корпусе для осевого перемещения между первым и вторым положениями, занимающий первое осевое положение в деактивированном состоянии инструмента и смещаемый во второе осевое положение для перевода инструмента в его активированное состояние и шарнирно соединенный с первой и второй рычажными частями так, что перемещение шпинделя из первого положения во второе положение перемещает рабочий компонент между убранным нерабочим положением и выдвинутым наружу рабочим положением.

Вышеуказанные признаки обеспечивают преимущество простого и легкого в сборке инструмента, не зависящего от какой-либо внутренней конструкции корпуса инструмента для направления перемещения внутрь и наружу рабочих компонентов.

В предпочтительном варианте осуществления, инструмент дополнительно содержит, по меньшей мере, один третий ходовой блок, связанный со шпинделем для перемещения с ним и шарнирно соединенный с первой или второй рычажной частью.

Рабочий компонент может представлять собой режущий блок расширителя или центратора.

Предпочтительные варианты осуществления раздвижного скважинного инструмента согласно изобретению будут теперь описаны подробно, только путем примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее:

Фиг.1 показывает детальный вид сечения первого варианта осуществления раздвижного скважинного инструмента согласно изобретению, имеющего форму расширителя с лезвиями расширителя в убранном нерабочем положении относительно корпуса инструмента, в котором он установлен.

Фиг.2 - вид, аналогичный показанному на фиг.1, но с лезвиями расширителя, выдвинутыми наружу в рабочее положение.

Фиг.3 - разобранный вид, показывающий индивидуальные компоненты и этапы, которые включают в себя монтаж компоновки расширителя в инструмент.

Фиг.4 - вид продольного сечения инструмента с расширителем, показанного на фиг.1-3, вмонтированного в часть бурильной колонны, и показывающий расширитель в убранном нерабочем положении.

Фиг.4A - вид сечения Фиг.4.

Фиг.5 - вид, аналогичный Фиг.4, показывающий расширитель в выдвинутом наружу рабочем положении.

Фиг.5A - вид сечения Фиг.5.

Фиг.6 - более детальный вид компонентов дополнительного варианта осуществления расширителя согласно изобретению, смонтированного в бурильной колонне, с лезвиями в убранном нерабочем положении.

Фиг.7 - вид, аналогичный фиг.6, показывающий лезвия расширителя, выдвинутые наружу в рабочее положение.

Фиг.8 - разобранный вид, показывающий индивидуальные компоненты и этапы, которые включают в себя монтаж компоновки в варианте осуществления, показанном на фиг.6 и 7.

Фиг.9 - более подробно вариант осуществления, показанный на фиг.6-8, в выдвинутом наружу рабочем положении.

Фиг.9A - вид сечения Фиг.9.

Фиг.10 - вид, аналогичный Фиг.9, показывающий вариант осуществления в убранном нерабочем положении.

Фиг.10A - вид сечения Фиг.10.

Фиг.11a и 11b - виды продольных сечений расширителя согласно изобретению в комбинации с активирующим элементом, запускаемым вниз по бурильной колонне для активирования и деактивирования инструмента.

Фиг.12 частично показывает третий вариант осуществления раздвижного скважинного инструмента согласно изобретению.

Фиг.13a, 13b и 13c - последовательные этапы выставления режущего блока четвертого варианта осуществления изобретения.

Фиг.14a, 14b и 14c - соответствующие увеличенные виды.

Фиг.15a и 15b - виды продольных сечений дополнительного варианта осуществления изобретения.

Фиг.16a и 16b - виды продольных сечений дополнительного варианта осуществления изобретения.

На Фиг.1-3 показан раздвижной скважинный инструмент согласно изобретению, по первому варианту осуществления, выполненный в виде расширителя 10 и имеющего лезвия, расположенные на режущем блоке 8, показанном на фиг.1 в своем убранном нерабочем положении относительно основного корпуса 2 инструмента (на котором он не напрямую установлен).

Инструмент также имеет обычный шпиндель 1, установленный для линейного скользящего перемещения относительно корпуса 2 между нерабочим положением (первым осевым положением) инструмента, показанным на фиг.1, и рабочим положением (вторым осевым положением) инструмента, показанным на фиг.2. Шпиндель 1 обычно отклоняется усилием пружины (не показано) сверху, чтобы занимать нерабочее положение, показанное на фиг.1. После приложения гидравлического давления к низу шпинделя 1, оно может преодолеть усилие пружины и, тем самым, переместить шпиндель 1 в рабочее положение, показанное на фиг.2. Последовательно, после уменьшения гидравлического давления, шпиндель возвращается под действием пружины в нерабочее положение, показанное на фиг.1.

Использование гидравлического давления и усилия пружины является просто одним предпочтительным примером средства для активирования и деактивирования инструмента. Могут применяться другие средства приложения активирующих усилий и деактивирующих усилий к шпинделю, что должно быть понятно специалистам области техники.

На фиг.1 и 2 показаны собранные компоненты инструмента, а на фиг.3 показаны индивидуальные компоненты в разобранном виде и последовательные этапы монтажной сборки инструмента. Дополнительные составляющие части инструмента и этапы сборки описаны подробно ниже со ссылками на фиг.3.

Фиксированная направляющая имеет форму шлицевой рейки 7, являющейся неперемещаемым компонентом инструмента, и имеет длину достаточную, чтобы входить в осевое углубление 11 в корпусе 2, и когда она смонтирована, как показано на нижнем виде на фиг.3, предотвращается ее продольное и поперечное перемещение. Для удержания шлицевой рейки 7 в нужном положении используют запирающие блоки 3, прикрепленные к окружающему кожуху 12 корпуса 2, в котором выполнено осевое углубление 11, посредством запирающих пальцев 4.

Шпиндель 1 имеет два разнесенных по оси вырезанных углубления 9, в которые могут помещаться нижние концы ходовых блоков 5 и 6, как показано на фиг.1. Сборка ходовых блоков 5 и 6 вместе с режущим блоком 8 на шлицевой рейке 7 должна быть ясна из разобранного вида на фиг.3.

В частности, блок имеет наклонно выступающие наружу направляющие 13, установленные с возможностью скольжения на наклонных планках 14 скольжения аналогичной формы, выступающих наружу от шлицевой рейки 7. После сборки режущего блока 8 на шлицевой рейке 7 ходовые блоки 5 и 6 монтируются с возможностью скольжения на противоположных концах шлицевой рейки 7 и перемещаются друг к другу для сцепления с соответствующими концевыми гранями 15 и 16 блока 8 для образования сборочного узла с возможностью сброса в нужное положение в осевое углубление 11, как показано на нижнем виде Фиг.3.

Ходовые блоки 5 и 6 размещают режущий блок 8 по оси относительно скользящего шпинделя 1 посредством сцепления ходовых блоков 5 и 6 в углублениях 9 шпинделя. Сборочный узел блока 8, шлицевой рейки 7 и ходовых блоков 5 и 6 имеет возможность перемещения со шпинделем 1 после активирования и деактивирования инструмента. Как упомянуто выше, шлицевая рейка 7 удерживается от перемещения установкой в осевом углублении 11 кожуха 12 и посредством запирающих блоков 3. Вместе с тем, режущий блок 8 имеет возможность линейного смещения между убранным положением, показанным на фиг.1, которое является деактивированным состоянием инструмента, и выдвинутым наружу рабочим положением, показанным на фиг.2, которое относится к активированному состоянию инструмента.

После увеличения гидравлического давления снизу инструмента, шпиндель 1 поджимается влево против отклонения пружиной из деактивированного положения, показанного на Фиг.1, для занятия положения с осевым смещением, показанного на Фиг.2, которое соответствует активированному состоянию инструмента. Ходовые блоки 5 и 6 следуют за этим линейным перемещением шпинделя 1, вследствие своего размещения в выемках 9 шпинделя, и также следуют по первой линейной направляющей, заданной осью шлицевой рейки 7. Также, поскольку ходовой блок 5 сцепляется с примыкающей концевой гранью 15 блока 8, блок 8 смещается наружу в выдвинутое положение, показанное на фиг.2, перемещением направляющих 13 на наклонных планках 14 скольжения (которые задают вторую, продолжающуюся наружу направляющую).

Для деактивирования инструмента, шпиндель 1 перемещается линейно вправо из положения, показанного на фиг.2, чтобы вернуться в положение, показанное на фиг.1, и в этом случае ходовой блок 6, который сцепляется с концевой гранью 16 блока 8, обеспечивает перемещение блока 8 наклонно внутрь к убранному положению, показанному на Фиг.1.

Режущий блок 8 может запираться в его выдвинутом наружу положении, что обычно это получается фрезерованием поверхности охватывающего пути в блоке 8 и использованием формы ласточкина хвоста на шлицевой рейке в выдвинутом положении.

Вышеописанный вариант осуществления изобретения обеспечивает несложный и простой в сборке инструмент в виде расширителя, который не основан на какой-либо внутренней конструкции корпуса 2, для направления перемещений внутрь и наружу блока 8. В инструменте использован отдельный механический компонент, а именно шлицевая рейка 7, которая после сборки с корпусом 2 остается фиксированной и служит основным средством (создавая первую и вторую направляющие, упомянутые выше), посредством которого сборочный узел режущего блока 8 и ходовых блоков 5 и 6 устанавливается с возможностью перемещения на основном корпусе 2. Сборочный узел режущего блока 8 и ходовых блоков 5 и 6, которые сжимают сборочный узел вместе, обеспечивает преимущества по сравнению с существующими образцами раздвижных скважинных инструментов, в частности создавая большее пространство и конструкцию, в которой подлежат применению режущие вставки. Также, имеется преимущество в том, что требуется меньше уплотнений для удержания перепада давления, и поэтому имеется меньше точек возможного отказа.

Расширитель 10, описанный выше со ссылкой на фиг.1-3, показан более детально в сборе в бурильной колонне 17 на фиг.4 и 5. На этих Фигурах также показано более детально средство, которым инструмент запирается в выдвинутом наружу положении, в котором направляющие 13 скольжения и наклонные направляющие планки 14 взаимодействуют через вставные детали 30 формы ласточкина хвоста и охватывающие детали 32 формы ласточкина хвоста.

Дополнительное преимущество раскрытого варианта осуществления состоит в том, что система шлицевая рейка/путь имеет меньшие компоненты, чем существующие образцы скважинного раздвижного инструмента, что делает простым техобслуживание и изготовление. Также, она является надежной и простой конструкцией из отработанных внутренних компонентов.

На Фиг.4 и 5 также показана отклоняющая пружина 18, установленная в кольцевой камере 19, которая обычно смещает шпиндель 1 в направлении вправо на фиг.4, чтобы блок 8 занимал убранное положение, показанное на Фиг.4, в отсутствие достаточного гидравлического давления. Вместе с тем, когда достаточное гидравлическое давление образуется под шпинделем 1, оно толкает шпиндель влево, против действия пружины 18, так, что блок 8 перемещается в выдвинутое наружу положение, показанное на фиг.5. Кольцевое отверстие или отверстия 10 сообщаются с давлением в кольцевом пространстве и давлением с кольцевой камерой 19 для смещения шпинделя 1 против возвратной пружины 18. Когда насосы выключаются, давление в кольцевом пространстве и внутреннем диаметре бурильной колонны сравнивается, возвратная пружина 18 толкает шпиндель 1, тем самым втягивая режущий блок 8 вниз и внутрь.

Для активирования инструмента, шар или ряд шаров могут запускать вниз по бурильной колонне для активирования инструмента. Альтернативно, шар или ряд шаров могут запускать вниз по бурильной колонне для сцепления с седлом клапана и обуславливания активирования инструмента увеличением перепада давления.

Обычно, хотя это не показано, могут создавать систему с предохранительной защелкой, которая может препятствовать активированию инструмента, пока не приложен заданный перепад давления. Инструмент должен также включать в себя сопловое устройство 20, чтобы когда инструмент активируют, оно открывало сопло или сопла, тем самым, предоставляя возможность идентификации на поверхности активирования инструмента, а также охлаждения и очистки блоков 8. Хотя это не показано, должно использоваться множество блоков 8, разнесенных по периметру друг от друга, с установкой каждого на шлицевой рейке и с ходовыми блоками, как описано выше.

На фиг.6-10 показан дополнительный вариант осуществления раздвижного скважинного инструмента согласно изобретению, где общие совпадающие части обозначены одинаковыми позициями с добавлением буквы a. Этот вариант имеет модифицированные ходовые блоки 5a, 6a, которые должны запирать перемещение блока резцов при заданном наружном диаметре. Блок резцов также имеет площадку, представляющую возможность запирания блока резцов на шлицевой рейке при заданном необходимом диаметре. Ходовые блоки 5 и 6 должны всегда сжимать режущий блок, не давая выпасть ему из сборки, когда они сцепляются со шпинделем аналогично предыдущему варианту (смотри фиг.10, показывающую блок основного корпуса). Модификации представлены рычагом 3А режущего блока и запирающим приспособлением 6А ходовых блоков. 2A представляет собой запирающую ступень на режущем блоке. Преимущество данного варианта в том, что он предоставляет возможность принудительного втягивания, поскольку, когда режущий блок тянут вниз, он сцепляется с шлицевой рейкой для принудительного втягивания.

Вариант осуществления, показанный на Фиг.6-10, действует аналогично с вариантом осуществления, описанным выше со ссылками на Фиг.1-5. Вместе с тем, как можно видеть, в частности на фиг.10, ходовые блоки 5a и 6a имеют крылья или уступы 5A и 6A, служащие для ограничения принудительного перемещения наружу блока 8a и предотвращающие его выпадение из инструмента. Режущий блок 8a имеет выступающие вбок ступени или рычаги 3A, и, как показано на фиг.10, существует радиальный зазор между ступенями 3A и уступами 5A и 6A, когда блок 8a находится в убранном положении. Этот промежуток показывает величину радиального перемещения, допускаемого при перемещении блока 8a в его выдвинутое наружу положение.

Плоская поверхность или карман 2A запирает блок 8a при его выдвижении наружу. Блок 8a, таким образом, наезжает на рычаги шлицевой рейки, что заклинивает его в положении, в котором он заперт между рычагом шлицевой рейки и углублением на ходовом блоке. Следовательно, в положении, показанном на фиг.9 и 9A, блок 8a заперт в этом положении сцеплением ступеней 3A с уступами 5A, 6A и сцеплением между плоскими поверхностями сверху скользящих наклонных планок 14a с карманами 2A, что также предотвращает отсоединение блока 8a от инструмента.

Особенным преимуществом описанных вариантов осуществления изобретения является то, что компоновки режущего блока могут легко менять с наружной стороны инструмента, без внутреннего разъединения инструмента на части.

На фиг.11a и 11b показан раздвижной скважинный инструмент согласно изобретению, с возможностью включения в активированное состояние запуском деформируемого активатора вниз по бурильной колонне. Последующая деформация активатора для прохождения вниз через приемное гнездо предоставляет возможность инструменту самому автоматически переключиться в деактивированное состояние.

Третий вариант осуществления показан на частичном сечении на Фиг.12, на котором вид (a) показывает убранное деактивированное состояние и вид (b) показывает выдвинутое активированное состояние. Одинаковым элементам вариантов инструмента присвоены одинаковые номера позиций с добавлением буквы b. Шлицевая рейка 7b удерживается от осевого смещения в основном корпусе 2b и удерживается зажатой в своем положении запирающими блоками 3b. Ходовые блоки 5b и 6b установлены на шпиндель 1b для перемещения с ним для выдвижения и убирания режущего блока 8b.

Вместе с тем, в этом варианте осуществления создана одиночная наклонная планка 14b, взаимодействующая с одиночной направляющей 13b скольжения в режущем блоке 8b. Также, следует заметить, что наклонная планка 14b имеет выступающий зуб 21, составляющий "запирающую ходовую направляющую" при его сцеплении с внутренним уступом 22 направляющей 13b скольжения в убранном (деактивированном) положении, показанном на фиг.12a.

Также, ходовой блок 5b отличается от блоков 5 и 5a предшествующих вариантов осуществления тем, что хотя он по-прежнему функционирует как ходовой блок для перемещения блока 8b резцов в осевом направлении, когда шпиндель 1b перемещается в осевом направлении, он также имеет шарнирное соединение 23 с примыкающим концом 24 блока 8b. Обычно, соединение между ходовым блоком 5b и блоком 8b резцов представляет собой шаровой шарнир, который показан, хотя являются возможными другие конструкции.

Режущий блок 8b перемещается вверх по наклонной планке 14b на шлицевой рейке 7b, когда шпиндель 1b и ходовой блок 5b перемещаются влево от положения на фиг.12a к положению на фиг.12b. Такое перемещение позволяет поворот блока 8b резцов наружу от оси инструмента в поворотном соединении 23, 24. Результатом обратного перемещения является поворот внутрь блока 8b резцов к убранному положению, в котором он удерживается сцеплением зуба 21 наклонной планки 14b с внутренним уступом 22 направляющей 13b скольжения.

На фиг.13 и 14 показан другой вариант осуществления, и элементам инструмента, совпадающим с уже описанными, даны одинаковые номера позиций с добавлением буквы c.

На фиг.13a, b, c и 14a, b, c показаны последовательные положения, занимаемые режущим блоком 8c при перемещении между выдвинутым наружу рабочим положением и убранным внутрь нерабочим положением. Также, в этом варианте осуществления ходовой блок 5c перемещается линейно и, тем самым, обуславливает линейное перемещение только примыкающего (правого) конца режущего блока 8c аналогично перемещению ходового блока 5b в варианте осуществления, показанном на фиг.12.

Вместе с тем, второй ходовой блок, соответствующий ходовому блоку 6b, показанному на фиг.12, отсутствует. Вместо этого создан модифицированный второй запирающий блок 25, который образует наклоненную наружу направляющую наклонную планку 26, которая сцепляется с примыкающим (левым) концом 27 режущего блока 8c и удерживает его зажатым.

На фиг.13c и 14c показаны убранные положения конца 27 режущего блока 8c, и на фиг.13a и 14a показано выдвинутое наружу положение.

На фиг.13, таким образом, показано соединение поворотного рычажного типа между режущим блоком 8c и единственным ходовым блоком 3c, при этом противоположный конец 27 блока 8c сцеплен и удерживает зажатым отличающийся по конструкции запирающий блок 25. Конфигурация вида ласточкина хвоста сцепляет конец 27 блока 8c и удерживает зажатым, так что блок 8c осуществляет комбинированное линейное перемещение и радиальное перемещение благодаря сцеплению между наклонной планкой 26 и концом 27, для перемещения режущего блока между рабочим и нерабочим положениями. На фиг.14 показаны соответствующие увеличенные виды деталей.

На фиг.15a и 15b показан вариант осуществления, аналогичный показанному на фиг.6-10. На фиг.15a показан инструмент в выдвинутом положении, и на фиг.15b показан инструмент в убранном положении. Режущий блок 8d содержит направляющие 13d, и шлицевая рейка 7d содержит наклонные планки 14d скольжения. Вариант осуществления, показанный на фиг.15a и 15b, не содержит крыльев и уступов, ограничивающих перемещение наружу режущего блока 8a, в отличие от варианта осуществления, показанного на фиг.6-10. Вместе с тем, поскольку блок 8d резцов может только ограниченно перемещаться вдоль шлицевой рейки 7d, то имеется недостаточное пространство для осевого перемещения режущего блока 8d достаточно далеко для расцепления направляющих 13d с наклонными планками 14d скольжения. Это означает, что режущий блок 8d не может отсоединиться от корпуса инструмента.

На фиг.16a и 16b показан дополнительный вариант осуществления раздвижного скважинного инструмента 100, содержащего корпус 102 инструмента и раздвижной рабочий компонент 108, расположенный в углублении 111. Компонент 108 содержит две шарнирные рычажные части 150 и 152. Рычажная часть 152 соединена с возможностью поворота с третьим ходовым блоком 105 так, что при перемещении ходового блока 105 вдоль по шлицевой рейке 107 рабочий компонент 108 может выдвигаться и втягиваться. Следует понимать, что ходовой блок может быть введен в шпиндель 101 так, чтобы шпиндель мог быть шарнирно соединен с первой и второй рычажными частями. Шарнирные соединения могут выполняться пальцами, помещенными в соответствующие отверстия.

Специалисту в области техники должно быть ясно, что вышеупомянутые варианты осуществления описаны только в виде примера и не имеют ограничивающего смысла, и что различные изменения и модификации являются возможными без отхода от объема изобретения, заданного прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение относится к буровому инструменту, в частности к раздвижным скважинным расширителям. Техническим результатом является повышение надежности устройства. Раздвижной скважинный инструмент (10) содержит корпус (2), рабочий компонент (8), шпиндель (1), шлицевую рейку (7) и, по меньшей мере, один первый ходовой блок (5), связанный со шпинделем (1) для перемещения вместе с ним. При этом рабочий компонент установлен на корпусе (2) для перемещения относительно него между нерабочим и рабочим положением. Шпиндель установлен с возможностью осевого перемещения в корпусе (2). Шлицевая рейка установлена в углубление (11) в корпусе (2) и образует первую линейную направляющую, проходящую параллельно оси перемещения шпинделя (1), и вторую проходящую наружу направляющую. Ходовой блок установлен с возможностью скольжения на шлицевой рейке (7) для перемещения вдоль первой линейной направляющей. При этом рабочий компонент (8) устанавливается на шлицевой рейке (7) для перемещения вдоль второй проходящей наружу направляющей. Причем, по меньшей мере, один ходовой блок (5) способен сцепляться с рабочим компонентом (8) при перемещении шпинделя (1) из первого осевого положения во второе осевое положение для перемещения рабочего компонента (8) из убранного положения в выдвинутое. 13 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Раздвижной скважинный инструмент (10), предназначенный для включения в бурильную колонну (17), способный устанавливаться в активированное и деактивированное состояния и содержащий корпус (2), рабочий компонент (8), непрямо установленный на корпусе (2) для перемещения относительно него между убранным нерабочим положением и выдвинутым наружу рабочим положением, соответствующими активированному и деактивированному состояниям инструмента, шпиндель (1), установленный с возможностью скольжения в корпусе (2) для осевого перемещения между первым и вторым положениями, занимающий первое осевое положение при деактивированном состоянии инструмента и смещаемый во второе осевое положение для перевода инструмента в его активированное состояние, шлицевую рейку (7), установленную в углубление (11) в корпусе (2) и образующую первую линейную направляющую, проходящую параллельно оси перемещения шпинделя (1), и вторую проходящую наружу направляющую, и, по меньшей мере, один первый ходовой блок (5), связанный со шпинделем (1) для перемещения вместе с ним и установленный с возможностью скольжения на шлицевой рейке (7) для перемещения вдоль первой линейной направляющей, при этом рабочий компонент (8) способен устанавливаться на шлицевой рейке (7) для перемещения вдоль второй проходящей наружу направляющей, по меньшей мере, один первый ходовой блок (5) способен сцепляться с рабочим компонентом (8) при перемещении шпинделя (1) из первого осевого положения во второе осевое положение для перемещения рабочего компонента (8) по второй проходящей наружу направляющей из убранного положения в выдвинутое наружу положение.

2. Инструмент по п.1, дополнительно содержащий, по меньшей мере, один второй ходовой блок (6), связанный со шпинделем (1) для перемещения с ним, установленный с возможностью скольжения на шлицевой рейке (7) для перемещения по первой линейной направляющей и способный сцепляться с рабочим компонентом (8) при перемещении шпинделя (1) из своего второго положения в свое первое положение для перемещения рабочего компонента (8) по второй направляющей из его выдвинутого наружу положения в его убранное положение.

3. Инструмент по п.1 или 2, в котором шлицевая рейка (7) установлена неподвижно в углублении (11) посредством, по меньшей мере, одного запирающего блока (3).

4. Инструмент по п.1, в котором первая линейная направляющая образована осью шлицевой рейки (7), и вторая проходящая наружу направляющая образована наклонной направляющей планкой (14), расположенной на шлицевой рейке (7).

5. Инструмент по п.1, в котором шпиндель (1) выполнен с возможностью отклонения к первому осевому положению и перемещения под действием гидравлического давления против отклонения для занятия второго осевого положения.

6. Инструмент по п.1, в котором шпиндель (1) выполнен с возможностью смещения из первого во второе осевое положение после запуска активатора вниз по бурильной колонне.

7. Инструмент по п.1, в котором шлицевая рейка (7) и рабочий компонент (8) имеют взаимодействующие направляющие элементы (13, 14), образующие вторую направляющую.

8. Инструмент по п.7, в котором направляющие элементы содержат, по меньшей мере, одну наклонную направляющую планку (14) на шлицевой рейке (7) и соответствующий направляющий паз (13) в рабочем компоненте (8).

9. Инструмент по п.1, дополнительно содержащий, по меньшей мере, один уступ (5А), выполненный на, по меньшей мере, одном первом ходовом блоке (5), и, по меньшей мере, одну ступень (3А), выполненную на рабочем компоненте (8а), при этом сцепление, по меньшей мере, одной ступени и, по меньшей мере, одним уступом предохраняет рабочий компонент от отсоединения от инструмента.

10. Инструмент по п.1, дополнительно содержащий, по меньшей мере, один карман (2А), выполненный в рабочем компоненте (8а), при этом сцепление, по меньшей мере, одной плоской поверхностью, выполненной сверху наклонной направляющей планки (14а), с, по меньшей мере, одним карманом (2А) запирает рабочий компонент (8а) в выдвинутом наружу рабочем положении.

11. Инструмент по п.1, в котором, по меньшей мере, один первый ходовой блок (5b) имеет шарнирное соединение (23, 24) с примыкающим концом рабочего компонента (8b).

12. Инструмент по п.8, в котором наклонная направляющая планка (14b) имеет выступающий зуб (21), способный сцепляться с внутренним уступом (22) в скользящей направляющей (13b) для удержания рабочего компонента (8b) в убранном положении.

13. Инструмент по п.11, в котором противоположный конец (27) режущего блока (8с) способен сцепляться с и удерживаться зажатым наклонной направляющей планкой (26), расположенной на запирающем блоке (25), ограничивающем линейное перемещение шпинделя (1с) для определения второго осевого положения, соответствующего активированному состоянию инструмента.

14. Инструмент по п.1, в котором рабочий компонент (8, 8а, 8b) является режущим блоком расширителя или центратора.