ПОДДЕРЖКА КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА ЛЕЗВИЯ ФРЕЗЕРА Российский патент 2018 года по МПК E21B7/08 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0001] Изобретение относится к многоствольным скважинам, эксплуатируемым в нефтяной и газовой промышленности, и, в частности, к усовершенствованным поддержкам крутящего момента для узлов клиньев-отклонителей, используемых для бурения многоствольных скважин.

[0002] Углеводороды могут быть добыты из относительно сложных стволов скважин, проходящих сквозь подземный пласт. Некоторые стволы скважин могут представлять собой ствол многоствольной скважины, который содержит один или более боковых стволов скважины, исходящих от исходного или основного ствола скважины. Стволы многоствольной скважины, как правило, содержат одно или более отверстий или вырезок окон в обсадной колонне, образованных в обсадной колонне, которая обсаживает ствол скважины, чтобы обеспечить образование соответствующих боковых стволов скважины. В частности, вырезка окна в обсадной колонне в стволе многоствольной скважины может быть образована путем установки клина-отклонителя в колонне обсадных труб в требуемом месте в основном стволе скважины. Клин-отклонитель часто выполнен с возможностью отклонять один или более фрезеров в сторону (или в альтернативном направлении) по отношению к колонне обсадных труб. Отклоненный фрезер (фрезеры) продвигается дальше в сторону и в конечном итоге проникает через определенный участок обсадной колонны, чтобы сформировать вырезку окна в обсадной колонне в колонне обсадных труб. В результате этого через вырезку окна в обсадной колонне могут проходить буровые долота, чтобы вырезать боковой или вторичный ствол скважины.

[0003] Конструкции одноразовых клиньев-отклонителей дают оператору скважины возможность вводить клин-отклонитель и фрезеры вглубь скважины за один заход, что значительно сокращает время и затраты на заканчивание ствола многоствольной скважины. Некоторые традиционные конструкции одноразовых клиньев-отклонителей прикрепляют направляющий фрезер к клину-отклонителю с использованием комбинации срезного винта и лапы для фиксации крутящего момента. Срезной винт выполнен с возможностью среза после принятия конкретной установленной нагрузки, в случае, если оператор скважины хочет отцепить фрезеры от клина-отклонителя. Срезной винт обычно не выполнен с возможностью среза при воздействии крутящего момента. С другой стороны, лапа для фиксации крутящего момента обеспечивает вращающуюся поддержку крутящего момента, которая помогает предотвратить преждевременный износ срезного винта или какое-либо иное срезающее усилие при воздействии крутящего момента, когда клин-отклонитель спускают в основной ствол скважины. Направляющий фрезер обеспечивает паз, в который входит лапа для фиксации крутящего момента, чтобы предотвратить вращение направляющего фрезера вокруг своей центральной оси. Тем не менее, в этой конфигурации направляющий фрезер может иметь свойство поворачиваться на лапе для фиксации крутящего момента и одном из своих лезвий, контактирующем с наклонной поверхностью клина-отклонителя, что создает подъемную силу, которая подвергает срезной винт воздействию растягивающего и крутящего усилия. Это может вызвать усталость срезного винта и приводит к его преждевременному срезу, тем самым преждевременно отсоединяя направляющий фрезер от клина-отклонителя.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0004] Следующие фигуры включены в описание для иллюстрации некоторых аспектов данного раскрытия изобретения, и их не следует рассматривать в качестве исключительных вариантов реализации изобретения. Раскрытый объект изобретения обладает возможностью выполнения значительных модификаций, изменений, комбинаций и эквивалентов по форме и по функции без отхода от объема данного раскрытия изобретения.

[0005] Фиг. 1 иллюстрирует принципиальную схему скважинной системы, в которой могут применяться принципы данного раскрытия изобретения.

[0006] Фиг. 2A и 2B иллюстрируют соответственно изометрический вид и вид сбоку в поперечном сечении приведенного в качестве примера узла клина-отклонителя.

[0007] Фиг. 3А-3С иллюстрируют виды приведенного в качестве примера узла клина-отклонителя.

[0008] Фиг. 4А-4С иллюстрируют различные виды приведенного в качестве примера узла клина-отклонителя.

[0009] Фиг. 5А-5С иллюстрируют различные виды другого приведенного в качестве примера узла клина-отклонителя.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0010] Данное раскрытие изобретения относится к многоствольным скважинам, эксплуатируемым в нефтяной и газовой промышленности, и, в частности, к усовершенствованным поддержкам крутящего момента для узлов клиньев-отклонителей, используемых для бурения многоствольных скважин.

[0011] Описанные в настоящем документе варианты реализации изобретения предоставляют приведенные в качестве примера узлы клина-отклонителя, которые обеспечивают передачу большего крутящего момента от направляющего фрезера на клин-отклонитель без риска отказа срезного винта, используемого для соединения направляющего фрезера с клином-отклонителем. В результате этого клин-отклонитель может быть в состоянии принимать нагрузки вращательного и осевого усилий без риска преждевременного отказа срезного винта и преждевременного отсоединения направляющего фрезера внутри ствола скважины. Например, в одном варианте реализации изобретения приведенный в качестве примера узел клина-отклонителя может содержать несущую опору, расположенную внутри продольного желоба, образованного в клине-отклонителе. Несущая опора обеспечивает паз для того, чтобы он принимал лезвие направляющего фрезера и тем самым предотвращал вращение направляющего фрезера по отношению к клину-отклонителю и потенциальный преждевременный срез срезного винта. Кроме того, несущая опора может не давать направляющему фрезеру возможность входить в зацепление с продольным желобом во время фрезеровочных работ и может быть изготовлена из такого легко разрушаемого бурением материала, как алюминий, таким образом, что направляющий фрезер может расфрезеровывать несущую опору в то время, как он продвигается вверх по клину-отклонителю.

[0012] Во втором варианте реализации изобретения еще один приведенный в качестве примера узел клина-отклонителя может содержать замок с заданным крутящим моментом, расположенный с возможностью перемещения внутри паза, образованного в направляющем фрезере. Замок с заданным крутящим моментом выполнен с возможностью перемещения между выдвинутым положением и убранным положением. В выдвинутом положении замок с заданным крутящим моментом частично расположен внутри паза и продольного желоба, определенного в клине-отклонителе, и таким образом имеет возможность предотвращать вращение направляющего фрезера по отношению к клину-отклонителю. В убранном положении замок с заданным крутящим моментом убирается из продольного желоба и полностью располагается в пазе. В некоторых случаях замок с заданным крутящим моментом может быть подпружинен, чтобы перемещаться в убранную конфигурацию. Когда замок с заданным крутящим моментом убирается в паз, направляющий фрезер может работать без блокировки замком с заданным крутящим моментом.

[0013] В соответствии с Фиг. 1, проиллюстрирована приведенная в качестве примера скважинная система 100, в которой могут применяться принципы данного раскрытия изобретения, в соответствии с одним или более вариантов реализации изобретения. Как проиллюстрировано, скважинная система 100 может содержать морскую нефтегазовую платформу 102, размещенную по центру над залегающим под водой подземным пластом 104, который располагается под морским дном 106. В то время как скважинная система 100 описывается в сочетании с морской нефтегазовой платформой 102, следует понимать, что варианты реализации изобретения, описанные в данном документе, одинаково хорошо подходят для использования с другими типами буровых установок по добыче нефти и газа, такими как наземные буровые установки или буровые установки, расположенные на любом другом географическом участке. Платформа 102 может представлять собой полупогружную буровую установку, и подводный напорный трубопровод 108 может проходить от площадки 110 платформы 102 до устьевой установки 112, которая содержит один или более противовыбросовых превенторов 114. Платформа 102 имеет подъемное устройство 116 и башенную вышку 118 для подъема и опускания колонн труб, таких как колонна бурильных труб 120, внутри подводного напорного трубопровода 108.

[0014] Как проиллюстрировано, основной ствол скважины 122 пробурен через толщу различных пластов геологической среды, включая пласт 104. Термины «исходный» и «основной» ствол скважины используются в данном документе для обозначения ствола скважины, из которого бурят другой ствол скважины. Однако следует отметить, что нет необходимости, чтобы исходный или основной ствол скважины проходил непосредственно к земной поверхности, вместо этого он мог бы представлять собой ответвление от другого ствола скважины. Колонну обсадных труб или обсадную колонну 124 по меньшей мере частично цементируют внутри основного ствола скважины 122. Термин «обсадная колонна» используется в данном документе для обозначения трубчатого элемента или трубопровода, используемого для обсаживания ствола скважины. Обсадная колонна 124 может на самом деле представлять собой тип, известный специалистам в данной области техники как «хвостовик» или «потайная обсадная колонна», и может состоять из сегментов или быть непрерывной, такой как безмуфтовая длинномерная труба.

[0015] В некоторых вариантах реализации изобретения соединение обсадной колонны 126 может быть взаимосоединено между удлиненной верхней и нижней частями или секциями обсадной колонны 124 и расположено в требуемом месте внутри ствола скважины 122, в котором необходимо пробурить ответвление или боковой ствол скважины 128. Термины «ответвление» и «боковой» ствол скважины используются в данном документе для обозначения ствола скважины, который бурят наружу от пересечения с другим стволом скважины, таким как исходный или основной ствол скважины. Кроме того, ответвление или боковой ствол скважины могут иметь другое ответвление или боковой ствол скважины, пробуренные наружу от них в определенном месте. Узел клина-отклонителя 130 может быть расположен внутри обсадной колонны 124 и закреплен и иным образом прикреплен к ней в месте анкерного узла 134, расположенного в месте или вблизи соединения обсадной колонны 126. Узел клина-отклонителя 130 могут эксплуатировать, чтобы отклонять один или более режущих инструментов (т. е. фрезеров) к внутренней стенке соединения обсадной колонны 126 таким образом, что в ней в требуемом месте по окружности может быть образована вырезка окна в обсадной колонне 132. Вырезка окна в обсадной колонне 132 обеспечивает «отверстие» в соединении обсадной колонны 126, через которое могут пройти один или более других режущих инструментов (т. е. буровых долот), чтобы пробурить или иным образом сформировать боковой ствол скважины 128.

[0016] Специалистам в данной области техники будет понятно, что, хотя Фиг. 1 иллюстрирует вертикальный участок основного ствола скважины 122, варианты реализации изобретения, описанные в данном раскрытии изобретения, одинаково применимы для использования в стволах скважин, имеющих другие конфигурации направлений, включающие горизонтальные стволы скважин, отклоненные стволы скважин или наклонные стволы скважин. Кроме того, такие термины для обозначения направления, как «над», «под», «верхний», «нижний», «вверх», «вниз», «вверх по стволу скважины», «вглубь скважины» и тому подобные, используются в связи с приведенными в качестве примера вариантами реализации изобретения, когда они проиллюстрированы на фигурах, при этом направление вверх по стволу скважины подразумевает направление к поверхности скважины и направление вглубь скважины подразумевает направление к призабойной зоне скважины.

[0017] Далее со ссылкой на Фиг. 2A и 2B и дальнейшей ссылкой на Фиг. 1 проиллюстрированы виды приведенного в качестве примера узла клина-отклонителя 200. В частности, Фиг. 2А иллюстрирует изометрический вид узла клина-отклонителя 200, а Фиг. 2В иллюстрирует вид сбоку в поперечном сечении узла клина-отклонителя 200. Узел клина-отклонителя 200 может быть аналогичным или таким же, как узел клина-отклонителя 130, проиллюстрированный на Фиг. 1, и, следовательно, его возможно опускать в ствол скважины 122 и закреплять в нем, чтобы способствовать образованию вырезки окна в обсадной колонне 132 в обсадной колонне 124.

[0018] Как проиллюстрировано, узел клина-отклонителя 200 может содержать дефлектор или клин-отклонитель 202 и один или более фрезеров 204. Фрезеры 204 могут включать направляющий фрезер 206, выполненный с возможностью присоединения или иного прикрепления к клину-отклонителю 202. В частности, направляющий фрезер 206 может быть прикреплен к клину-отклонителю 202 с использованием по меньшей мере срезного винта 208 (Фиг. 2B) и лапы для фиксации крутящего момента 210. Срезной винт 208 может быть выполнен с возможностью среза или иного отказа после принятия заданной осевой нагрузки, оказываемой на направляющий фрезер 206, а лапа для фиксации крутящего момента 210 может обеспечивать направляющий фрезер 206 сопротивлением крутящему моменту, которое помогает предотвратить преждевременное усталостное нагружение срезного винта 208 из-за воздействия крутящего момента, когда узел клина-отклонителя 200 спускают вглубь скважины.

[0019] Как лучше всего видно на Фиг. 2В, в некоторых вариантах реализации изобретения срезной винт 208 может проходить через и быть ввинченным в резьбовое отверстие 212, образованное в нижней части клина-отклонителя 202. Срезной винт 208 может дополнительно проходить в отверстие срезного винта 214, образованное в направляющем фрезере 206, при этом резьбовое отверстие 212 и отверстие срезного винта 214 выполнены с возможностью выравнивания в осевом направлении, чтобы совместно принимать в себя срезной винт 208. Срезной винт 208 может быть закреплен внутри направляющего фрезера 206 при помощи крепежного винта 216, который проходит в отверстие крепежного винта 218, образованное в направляющем фрезере 206. Как проиллюстрировано, отверстие крепежного винта 218 может быть выровнено с ориентацией на и иным образом формировать непрерывный участок отверстия срезного винта 214. Крепежный винт 216 может крепиться к срезному винту 208 резьбовым соединением в резьбовой полости 220, образованной на конце срезного винта 208, а головка крепежного винта 216 может опираться на выступ 221, образованный в отверстии крепежного винта 218. Когда срезной винт 208 крепится к клину-отклонителю 202 резьбовым соединением, а крепежный винт 216 крепится к срезному винту 208 резьбовым соединением в резьбовой полости 220, направляющий фрезер 206 (и любые другие фрезеры 204) может таким образом быть надежно соединен с клином-отклонителем 202.

[0020] Лапа для фиксации крутящего момента 210 может представлять собой цельнометаллический блок, выполненный, например, из алюминия или другого легко разрушаемого бурением материала. Лапа для фиксации крутящего момента 210 может быть расположена внутри продольного желоба 222, образованного в наклонной поверхности 223 клина-отклонителя 202. Лапа для фиксации крутящего момента 210 может быть расположена внутри продольного желоба 222 вместе с одним или более упорных элементов 224 (проиллюстрированы два) и пластиной клина-отклонителя 226. В частности, упорные элементы 224 могут быть выполнены из гибкого или эластичного материала, такого как резина или упругий полимер, а пластина клина-отклонителя 226 может быть выполнена с возможностью смещения упорных элементов 224 в сторону лапы для фиксации крутящего момента 210 таким образом, что лапа для фиксации крутящего момента 210 соответственно прижимается к осевой торцевой стенке 228 продольного желоба 222. Лапа для фиксации крутящего момента 210 дополнительно может быть выполнена с возможностью входить или иным образом выдвигаться в паз 230, образованный в направляющем фрезере 206. Располагаясь внутри паза 230, лапа для фиксации крутящего момента 210 может быть выполнена с возможностью предотвращать вращение направляющего фрезера 206 (или фрезеров 204 в целом) вокруг центральной оси 232.

[0021] В приведенной в качестве примера операции и с дальнейшей ссылкой на Фиг. 1 узел клина-отклонителя 200 может быть спущен вглубь скважины внутри ствола скважины 122 с фрезерами 204, прикрепленными к клину-отклонителю 202, как в основном описано выше. После достижения местоположения в стволе скважины 122, где должна быть образована вырезка окна в обсадной колонне 132, узел клина-отклонителя 200 может быть зафиксирован в анкерном узле 134 (Фиг. 1), ранее расположенном внутри ствола скважины 122. Фиксация в узле клина-отклонителя 200 может включать выдвижение узла клина-отклонителя в анкерный узел 134 с последующим поворотом узла клина-отклонителя 200, в то время как узел клина-отклонителя 200 оттягивается назад вверх по стволу скважины или по направлению к поверхности. После того как узел клина-отклонителя 200 надлежащим образом фиксируется в анкерном узле 134, на узел клина-отклонителя 200 с местоположения на поверхности скважины оказывается нагрузка. Оказание нагрузки на узел клина-отклонителя 200 может создавать осевую нагрузку на направляющий фрезер 206, который может передавать заданную осевую нагрузку на срезной винт 208. После принятия заданной осевой нагрузки срезной винт 208 может подвергнуться срезу или иным образом выйти из строя и тем самым вывести фрезеры 204 из осевого зацепления с клином-отклонителем 202.

[0022] В случае если к направляющему фрезеру 206 все еще прикладывается нагрузка, лапа для фиксации крутящего момента 210 может быть прижата к упорным элементам 224 в направлении вглубь скважины (т. е. направо на Фиг. 2В), а упорные элементы 224 могут создавать противоположно направленное смещающее сопротивление лапе для фиксации крутящего момента 210 в направлении вверх по стволу скважины (т. е. налево на Фиг. 2B). После этого фрезеры 204 (включая направляющий фрезер 206) могут быть оттянуты назад в направлении вверх по стволу скважины на небольшое расстояние, и затем упорные элементы 224 могут прижимать лапу для фиксации крутящего момента 210 к осевой торцевой стенке 228. Затем после отцепления от клина-отклонителя 202 фрезеры 204 могут вращаться вокруг центральной оси 232 и одновременно продвигаться в направлении вглубь скважины. В то время как фрезеры 204 продвигаются вглубь скважины, они наезжают вверх по наклонной поверхности 223 клина-отклонителя 202, пока не войдут в зацепление и не расфрезеруют внутреннюю стенку обсадной колонны 124, чтобы образовать вырезку окна в обсадной колонне 132.

[0023] Как проиллюстрировано, направляющий фрезер 206 может содержать одно или более лезвий 234 (проиллюстрировано четыре) и множество шарошек 236, прикрепленных к каждому лезвию 234. В описанной выше конфигурации направляющий фрезер 206 может поворачиваться на лапе для фиксации крутящего момента 210 после принятия на себя крутящего момента. Такие крутящие моменты могут возникать при фиксации в узле клина-отклонителя 200, как описано выше, или при опускании узла клина-отклонителя 200 вглубь скважины через участки ствола скважины 122 (Фиг. 1), для чего требуется поворот узла клина-отклонителя 200. Крутящие моменты, прикладываемые к узлу клина-отклонителя 200, могут приводить к тому, что направляющий фрезер 206 поворачивается на лапе для фиксации крутящего момента 210 и одном из лезвий 234, которое контактирует с наклонной поверхностью 223 клина-отклонителя 202. В результате этого может возникать подъемная сила, создающая растягивающую нагрузку и/или крутящий момент на срезной винт 208, который, если его должным образом не уменьшить, мог бы привести к усталости срезного винта 208 или же приводит к его преждевременному выходу из строя.

[0024] В соответствии с данным раскрытием изобретения, варианты реализации усовершенствованных узлов клиньев-отклонителей могут обеспечивать передачу большего крутящего момента от направляющего фрезера 206 на клин-отклонитель 202 без возникновения среза или иного нарушения структурной целостности срезного винта 208. Как описано в данном документе, такие усовершенствованные узлы клиньев-отклонителей могут быть выполнены с возможностью блокировать направляющий фрезер 206 клином-отклонителем 202 в крутящем моменте и таким образом предотвращать усталость срезного винта 206 или его преждевременный срез в крутящем моменте. Кроме того, описанные в настоящее время варианты реализации изобретения обеспечивают легкую и быструю сборку направляющего фрезера 206 на клине-отклонителе 202 в вертикальном направлении.

[0025] Далее со ссылкой на Фиг. 3A-3С и дальнейшей ссылкой на Фиг. 2А-2В проиллюстрированы различные виды приведенного в качестве примера узла клина-отклонителя 300, в соответствии с одним или более вариантов реализации изобретения по данному раскрытию. В частности, Фиг. 3А иллюстрирует изометрический вид узла клина-отклонителя 300, Фиг. 3В иллюстрирует вид сбоку в поперечном сечении узла клина-отклонителя 300, а Фиг. 3С иллюстрирует вид с торца в поперечном сечении узла клина-отклонителя 300. Узел клина-отклонителя 300 в некоторых отношениях может быть аналогичным узлу клина-отклонителя 200, проиллюстрированному на Фиг. 2, и, следовательно, может быть лучше всего понятен со ссылкой на него, при этом подобные цифры указывают на подобные элементы или компоненты, которые снова не описаны подробно. Аналогично узлу клина-отклонителя 200, проиллюстрированному на Фиг. 2, например, узел клина-отклонителя 300 может содержать клин-отклонитель 202, фрезеры 204 (включая направляющий фрезер 206), срезной винт 208, используемый для прикрепления направляющего фрезера 206 к клину-отклонителю 202, и крепежный винт 216, используемый для прикрепления срезного винта 208 к направляющему фрезеру 206. Кроме того, направляющий фрезер 206 может содержать лезвия 234 (проиллюстрировано четыре) и множество шарошек 236, прикрепленных к каждому лезвию 234, как в основном описано выше. Как будет понятно, на направляющем фрезере 206 могут быть обеспечены более или менее четырех лезвий 234, без отхода от объема данного изобретения.

[0026] Однако, в отличие от узла клина-отклонителя 200, проиллюстрированного на Фиг. 2, лапа для фиксации крутящего момента 210 (Фиг. 2) может быть исключена из узла клина-отклонителя 300. Вместо нее, с целью содействия стабилизации направляющего фрезера 206 в крутящем моменте при его соединении с клином-отклонителем 202, узел клина-отклонителя 300 может дополнительно содержать опорную часть крутящего момента 302. Опорная часть крутящего момента 302 может в основном располагаться внутри продольного желоба 222, образованного в наклонной поверхности 223 клина-отклонителя 202, и может содержать один или более упорных элементов 224 (проиллюстрировано два), пластину клина-отклонителя 226 и несущую опору 306. Несущая опора 306 может быть закреплена внутри продольного желоба 222 с использованием упорных элементов 224 и пластины клина-отклонителя 226. В частности, упорные элементы 224 могут быть выполнены с возможностью входить со смещением в зацепление с торцом несущей опоры 306 и таким образом прижимать несущую опору 306 к осевой торцевой стенке 228 продольного желоба 222.

[0027] Как лучше всего видно на Фиг. 3С, несущая опора 306 может быть в основном U-образной конструкцией, которая определяет паз 308, имеющий противоположные боковые стенки 310а и 310b. Боковые стенки 310а,b могут простираться вверх от продольного желоба 222 и перехода в противоположные боковые расширения 312а и 312b, которые опираются на наклонную поверхность 223 клина-отклонителя 202 и иным образом продлеваются на короткое расстояние в противоположных направлениях наружу от паза 308. Несущая опора 306 может быть выполнена из легко разрушаемого бурением материала, такого как, но не ограничиваясь этим, алюминия, бронзы, чугуна или мягкой стали, автоматной стали, стеклопластика или тому подобного.

[0028] В соответствии с настоящим вариантом реализации изобретения, одно из лезвий 234 (проиллюстрированное и помеченное как лезвие 234а) направляющего фрезера 206 выполнено с возможностью выдвижения по меньшей мере частично в паз 308, чтобы предотвращать вращение направляющего фрезера 206 (или фрезеров 204 в целом) вокруг центральной оси 232 по отношению к клину-отклонителю 202. В частности, в случае, если крутящий момент прикладывается к направляющему фрезеру 206, лезвие 234а может еще больше опуститься в паз 308, что предотвращает его поворот на наклонной поверхности 223 клина-отклонителя 202. Когда прикладывается больший крутящий момент, лезвие 234а может продвигаться к зацеплению с одной или обеими боковыми стенками 310а,b, которые могут захватывать лезвие 234а и тем самым препятствовать какому-либо дальнейшему вращению. После вхождения в зацепление с боковой(ыми) стенкой(ами) 310а,b, крутящий момент, принимаемый направляющим фрезером 206, может затем передаваться на клин-отклонитель 202 для вращения, как и предполагается.

[0029] В некоторых вариантах реализации изобретения зацепление лезвия 234а с боковыми стенками 310а,b может, в сущности, защемлять лезвие 234а внутри паза 308 и таким образом предотвращать его удаление оттуда с помощью поворотного перемещения или движения. Иными словами, лезвие 234а защемляется в пазе 308, что предотвращает расцепление лезвия 234а с клином-отклонителем 202 до того, как срезается срезной винт 208. В отличие от лапы для фиксации крутящего момента 210, проиллюстрированной на Фиг. 2А-2В, которая обеспечивает опорную точку сосредоточенной нагрузки на направляющем фрезере 206, паз 308 обеспечивает лезвие 234а увеличенной площадью поверхности для контакта, что обеспечивает принятие на себя несущей опорой 306 увеличенной нагрузки на поверхность, помогая предотвратить поворачивание направляющего фрезера 206 с выходом из зацепления с клином-отклонителем 202.

[0030] По меньшей мере в одном варианте реализации изобретения упор паза 314 (Фиг. 3С) может располагаться внутри паза 308 и может быть изготовлен из материала, аналогичного материалу упорных элементов 224. Упор паза 314 может быть выполнен с возможностью вертикально поддерживать лезвие 234а в случае, если оно выдвигается в паз 308, и иным образом предотвращать отклонение лезвия 234а слишком глубоко в паз 308, что могло бы привести к слишком большому потенциальному перемещению направляющего фрезера 206. Упор паза 314 может оказаться особенно выгодным в случае, если направляющий фрезер 206 принимает на себя крутящий момент, что заставляет лезвие 234а продвигаться вниз в паз 308. В некоторых вариантах реализации изобретения лезвие 234а может находиться в вертикальном контакте с упором паза 314 в случае, если направляющий фрезер 206 прикреплен к клину-отклонителю 202. В других вариантах реализации изобретения лезвие 234а может контактировать с упором паза 314 только в том случае, если направляющий фрезер 206 принимает на себя крутящий момент, что заставляет лезвие 234а продвигаться вниз в паз 308.

[0031] С дальнейшей ссылкой на Фиг. 3A-3C и повторной ссылкой на Фиг. 1 далее предложен приведенный в качестве примера режим работы узла клина-отклонителя 300. Узел клина-отклонителя 300 может быть аналогичным или таким же, как узел клина-отклонителя 130, проиллюстрированный на Фиг. 1, и, следовательно, его возможно опускать в ствол скважины 122 и закреплять в нем, чтобы способствовать образованию вырезки окна в обсадной колонне 132 в обсадной колонне 124. Соответственно, узел клина-отклонителя 300 могут спускать вглубь скважины внутри ствола скважины 122 с фрезерами 204, прикрепленными к клину-отклонителю 202. После достижения местоположения в стволе скважины 122, где должна быть образована вырезка окна в обсадной колонне 132, узел клина-отклонителя 300 может быть зафиксирован в анкерном узле 134, ранее расположенном внутри ствола скважины 122, как в основном описано выше.

[0032] Когда узел клина-отклонителя 300 транспортируют вглубь скважины и впоследствии фиксируют в анкерном узле 134, лезвие 234а направляющего фрезера 206 выполнено с возможностью выдвижения в паз 308 несущей опоры 306. В результате этого любые крутящие моменты, возникающие при фиксации в узле клина-отклонителя 300 или при вращении узла клина-отклонителя 300, чтобы обойти плотные участки ствола скважины 122 (Фиг. 1), может принимать на себя несущая опора 306 через контакт между лезвием 234а и боковыми стенками 310а,b несущей опоры 306. Не принуждая направляющий фрезер 206 поворачиваться и таким образом создавать крутящее усилие на срезной винт 208, несущая опора 306 может передавать крутящий момент на клин-отклонитель 202 для его предназначенного вращения. Соответственно, узел клина-отклонителя 300 может обеспечивать передачу большего крутящего момента от направляющего фрезера 206 на клин-отклонитель 202 без возникновения среза или иного нарушения структурной целостности срезного винта 208.

[0033] После того как узел клина-отклонителя 300 надлежащим образом фиксируется в анкерном узле 134, на узел клина-отклонителя 300 с местоположения на поверхности оказывается нагрузка, что создает осевую нагрузку на направляющий фрезер 206 и передает заданную осевую нагрузку на срезной винт 208. После принятия заданной осевой нагрузки срезной винт 208 может подвергнуться срезу или иным образом выйти из строя и тем самым вывести фрезеры 204 из зацепления с клином-отклонителем 202.

[0034] В случае если срезной винт 208 срезан и к направляющему фрезеру 206 с местоположения на поверхности все еще прикладывается нагрузка, несущая опора 306 может быть прижата к упорным элементам 224 в направлении вглубь скважины (т. е. направо на Фиг. 3B). В ответ на это упорные элементы 224 могут создавать противоположно направленное смещающее сопротивление несущей опоре 306 в направлении вверх по стволу скважины (т. е. налево на Фиг. 3B). После этого фрезеры 204 (включая направляющий фрезер 206) могут быть оттянуты назад в направлении вверх по стволу скважины на небольшое расстояние, и затем гибкие упорные элементы 224 могут заставлять несущую опору 206 прижиматься обратно к осевой торцевой стенке 228. Затем после отцепления от клина-отклонителя 202 фрезеры 204 могут вращаться вокруг центральной оси 232 и одновременно продвигаться в направлении вглубь скважины. В то время как фрезеры 204 продвигаются вглубь скважины, они наезжают вверх по наклонной поверхности 223 клина-отклонителя 202, пока не войдут в зацепление и не расфрезеруют внутреннюю стенку обсадной колонны 124, чтобы образовать вырезку окна в обсадной колонне 132.

[0035] Как будет понятно, обеспечение упорных элементов 224 возможностью перемещать несущую опору 206 обратно к осевой торцевой стенке 228 может оказаться выгодным при предотвращении расфрезеровывания направляющим фрезером 206 боковых стенок продольного желоба 222, что могло бы привести к повреждению лезвий 234 и/или шарошек 236. Вместо этого в случае, если несущая опора 206 сдвинута назад к осевой торцевой стенке 228, направляющий фрезер 206 может входить в зацепление с боковыми расширениями 312а,b несущей опоры 206 и расфрезеровывать их. В то время как клин-отклонитель 202 и боковые стенки продольного желоба 222 могут быть изготовлены из стали или другого твердого и прочного материала, боковые расширения 312а,b несущей опоры 206 изготавливаются из более легко разрушаемого бурением материала, такого как алюминий. В результате этого направляющий фрезер 206 может быть в состоянии расфрезеровывать части несущей опоры 306 вместо продольного желоба 222, в то время, как фрезеры 204 продвигаются вверх по наклонной поверхности 223 клина-отклонителя 202.

[0036] Далее со ссылкой на Фиг. 4А-4С проиллюстрированы различные виды еще одного приведенного в качестве примера узла клина-отклонителя 400, в соответствии с одним или более дополнительных вариантов реализации изобретения по данному раскрытию. В частности, Фиг. 4А иллюстрирует вид сбоку в поперечном сечении узла клина-отклонителя 400 в выдвинутой конфигурации, Фиг. 4В иллюстрирует вид с торца в поперечном сечении узла клина-отклонителя 400 в выдвинутой конфигурации, и Фиг. 4С иллюстрирует вид сбоку в поперечном сечении узла клина-отклонителя 400 в убранной конфигурации. Узел клина-отклонителя 400 в некоторых отношениях может быть аналогичен узлу клина-отклонителя 200, проиллюстрированному на Фиг. 2, и, следовательно, может быть лучше всего понятен со ссылкой на него, при этом подобные цифры указывают на подобные элементы или компоненты, которые снова не описаны подробно. Аналогично узлу клина-отклонителя 200, проиллюстрированному на Фиг. 2, например, узел клина-отклонителя 400 может содержать клин-отклонитель 202, фрезеры 204 (включая направляющий фрезер 206), срезной винт 208, используемый для прикрепления направляющего фрезера 206 к клину-отклонителю 202, и крепежный винт 216, используемый для прикрепления срезного винта 208 к направляющему фрезеру 206. Кроме того, направляющий фрезер 206 может содержать лезвия 234 и множество шарошек 236, прикрепленных к каждому лезвию 234, как в основном описано выше.

[0037] Однако, в отличие от узла клина-отклонителя 200, проиллюстрированного на Фиг. 2, узел клина-отклонителя 400 может содержать замок с заданным крутящим моментом 402, используемый для помощи в стабилизации направляющего фрезера 206 в крутящем моменте, когда он соединен с клином-отклонителем 202. Замок с заданным крутящим моментом 402 может быть расположен с возможностью перемещения внутри паза 404, образованного в направляющем фрезере 206. В частности, замок с заданным крутящим моментом 402 может перемещаться с первого, или выдвинутого, положения, как проиллюстрировано на Фиг. 4A и 4B, во второе, или убранное, положение, как проиллюстрировано на Фиг. 4C. В выдвинутом положении замок с заданным крутящим моментом 402 может частично располагаться внутри как паза 404, так и продольного желоба 222, образованного в наклонной поверхности 223 клина-отклонителя 202. Один или более удерживающих штифтов 406 (проиллюстрирован один) могут проходить в осевом направлении от осевой торцевой стенки 228 продольного желоба 222 и могут быть выполнены с возможностью закреплять замок с заданным крутящим моментом 402 в выдвинутом положении и иным образом при выдвижении в продольный желоб 222. В некоторых вариантах реализации изобретения, как проиллюстрировано, удерживающий штифт 406 может быть выполнен с возможностью входить в соответствующее отверстие для штифта 408, образованное в замке с заданным крутящим моментом 402. По меньшей мере в одном варианте реализации изобретения удерживающий штифт 406 может проходить от осевой торцевой стенки 228 продольного желоба 222, а может, в качестве альтернативного варианта, проходить и от любого участка клина-отклонителя 202, без отхода от объема данного изобретения.

[0038] Как лучше всего видно на Фиг. 4А, упорные элементы 224 могут со смещением входить в зацепление и иным образом прижимать замок с заданным крутящим моментом 402 к осевой торцевой стенке 228 продольного желоба 222 в случае, если замок с заданным крутящим моментом 402 находится в выдвинутом положении. Располагаясь внутри паза 404 и продольного желоба 222, замок с заданным крутящим моментом 402 может быть выполнен с возможностью предотвращать вращение направляющего фрезера 206 (или фрезеров 204 в целом) вокруг центральной оси 232. В частности и как лучше всего видно на Фиг. 4В, в случае, если крутящий момент прикладывается к направляющему фрезеру 206, замок с заданным крутящим моментом 402 может принимать крутящий момент через боковые стенки паза 410, предусмотренные в пазе 404, и передавать крутящий момент на боковые стенки желоба 412, предусмотренные в продольном желобе 222. Передача крутящего момента на боковые стенки желоба 412 продольного желоба 222 может, в сущности, обеспечивать передачу крутящего момента на клин-отклонитель 202 для вращения. Как будет понятно, встраивание замка с заданным крутящим моментом 402 в направляющий фрезер 206 позволяет замку с заданным крутящим моментом 402 функционировать, как только к направляющему фрезеру 206 прикладывается крутящий момент, таким образом сводя к минимуму крутящий момент, прикладываемый к срезному винту 208.

[0039] С дальнейшей ссылкой на Фиг. 4A-4C и повторной ссылкой на Фиг. 1 далее предложен приведенный в качестве примера режим работы узла клина-отклонителя 400. Узел клина-отклонителя 400 может быть аналогичным или таким же, как узел клина-отклонителя 130, проиллюстрированный на Фиг. 1, и, следовательно, его возможно опускать в ствол скважины 122 и закреплять в нем, чтобы способствовать образованию вырезки окна в обсадной колонне 132 в обсадной колонне 124. Соответственно, узел клина-отклонителя 400 может быть спущен вглубь скважины внутри ствола скважины 122 с фрезерами 204, прикрепленными к клину-отклонителю 202, и при достижении местоположения в стволе скважины 122, где должна быть образована вырезка окна в обсадной колонне 132, узел клина-отклонителя 400 может быть зафиксирован в анкерном узле 134, как в основном описано выше.

[0040] В случае если узел клина-отклонителя 400 транспортируется вглубь скважины и фиксируется в анкерном узле 134, узел клина-отклонителя 400 может находиться в выдвинутой конфигурации, в которой замок с заданным крутящим моментом 402 находится в выдвинутом положении и удерживается на месте внутри как паза 404, так и продольного желоба 222 при помощи удерживающего штифта (штифтов) 406. В результате этого любые крутящие моменты, возникающие при фиксации в узле клина-отклонителя 400 или при вращении узла клина-отклонителя 400, чтобы обойти плотные участки ствола скважины 122 (Фиг. 1), могут быть приняты замком с заданным крутящим моментом 402 при помощи контакта между замком с заданным крутящим моментом 402 и пазом, а также боковыми стенками желоба 410, 412. Не принуждая направляющий фрезер 206 поворачиваться и таким образом создавать крутящее усилие на срезной винт 208, замок с заданным крутящим моментом 402 может вместо этого передавать крутящий момент на клин-отклонитель 202 для его предназначенного вращения. Соответственно, узел клина-отклонителя 400 может обеспечивать передачу большего крутящего момента от направляющего фрезера 206 на клин-отклонитель 202 без возникновения среза или иного нарушения структурной целостности срезного винта 208.

[0041] После того как узел клина-отклонителя 400 надлежащим образом фиксируется в анкерном узле 134, на узел клина-отклонителя 400 с местоположения на поверхности оказывается нагрузка, что создает осевую нагрузку на направляющий фрезер 206 и передает заданную осевую нагрузку на срезной винт 208. После принятия на себя заданной осевой нагрузки срезной винт 208 может подвергнуться срезу или иным образом выйти из строя, как видно на Фиг. 4С, и тем самым вывести фрезеры 204 из зацепления с клином-отклонителем 202.

[0042] В случае если срезной винт 208 срезан и к направляющему фрезеру 206 с местоположения на поверхности все еще прикладывается нагрузка, направляющий фрезер 206 может передвигаться в направлении вглубь скважины (т. е. направо на Фиг. 4А) и, соответственно, толкать замок с заданным крутящим моментом 402 к упорным элементам 224. Перемещение замка с заданным крутящим моментом 402 в направлении вглубь скважины сжимает упорные элементы 224 и выводит удерживающий штифт 406 из отверстия для штифта 408. После того как удерживающий штифт 406 выходит из зацепления с замком с заданным крутящим моментом 402, замок с заданным крутящим моментом 402 может затем перемещаться или иным образом втягиваться в свое убранное положение, как проиллюстрировано на Фиг. 4C.

[0043] В некоторых вариантах реализации изобретения управляющее устройство 414 может использоваться для перемещения или выталкивания замка с заданным крутящим моментом 402 в убранное положение. Например, в проиллюстрированном варианте реализации изобретения управляющее устройство 414 проиллюстрировано как цилиндрическая винтовая пружина растяжения, соединенная как с замком с заданным крутящим моментом 402, так и с внутренней поверхностью паза 404. После вывода замка с заданным крутящим моментом 402 из зацепления с удерживающим штифтом 406, сила сжатия пружины, нарастающая в цилиндрической винтовой пружине растяжения, может заставлять замок с заданным крутящим моментом 402 убираться вертикально в паз 404. Однако в других вариантах реализации изобретения управляющее устройство 414 может представлять собой любое устройство или механизм, который может убрать замок с заданным крутящим моментом 402 в паз 404 после того, как замок с заданным крутящим моментом 402 выходит из зацепления с удерживающим штифтом 406. Например, управляющее устройство 414 может представлять собой, но не ограничиваясь этим, механический привод, электромеханический привод, электрический привод, пневматический привод, гидравлический привод и любые их сочетания, без отхода от объема данного изобретения.

[0044] Подталкивание направляющего фрезера 206 и замка с заданным крутящим моментом 402 к упорным элементам 224 может привести к тому, что упорные элементы 224 сжимаются и накапливают противоположно направленное смещающее сопротивление замку с заданным крутящим моментом 402 в направлении вверх по стволу скважины (т. е. налево на Фиг. 3B). Затем фрезеры 204 (включая направляющий фрезер 206) могут быть оттянуты обратно в направлении вверх по стволу скважины на небольшое расстояние, а упорные элементы 224 могут быть выполнены с возможностью выдвигаться, переходя в расслабленное состояние, и, как правило, входить в продольный желоб 222, пока не войдут в зацепление с осевой торцевой стенкой 228. Затем после отцепления фрезеров 204 от клина-отклонителя 202 фрезеры 204 могут вращаться вокруг центральной оси 232 и одновременно продвигаться в направлении вглубь скважины. В случае если фрезеры 204 продвигаются в направлении вглубь скважины, они наезжают вверх по наклонной поверхности 223 клина-отклонителя 202, пока не войдут в зацепление и не расфрезеруют внутреннюю стенку обсадной колонны 124, чтобы образовать вырезку окна в обсадной колонне 132. В случае если замок с заданным крутящим моментом 402 находится в убранном положении и иным образом убирается в паз 404, фрезеры 204 могут беспрепятственно продвигаться вглубь скважины за продольный желоб 222 и упорные элементы 224. Кроме того, поскольку замок с заданным крутящим моментом 402 убирается в паз 404, фрезеры 204 могут продвигаться дальше, не имея необходимости расфрезеровывать замок с заданным крутящим моментом 402. В результате этого замок с заданным крутящим моментом 402 может быть выполнен из более устойчивого материала, такого как нержавеющая сталь, легированная сталь или любой высокопрочный материал.

[0045] Далее со ссылкой на Фиг. 5А-5С проиллюстрированы виды еще одного приведенного в качестве примера узла клина-отклонителя 500, в соответствии с одним или более дополнительных вариантов реализации изобретения по данному раскрытию. В частности, Фиг. 5А иллюстрирует вид сбоку в поперечном сечении узла клина-отклонителя 500 в выдвинутой конфигурации, Фиг. 5В иллюстрирует вид с торца в поперечном сечении узла клина-отклонителя 500 в выдвинутой конфигурации, и Фиг. 5С иллюстрирует вид сбоку в поперечном сечении узла клина-отклонителя 500 в убранной конфигурации. Узел клина-отклонителя 500 в некоторых отношениях может быть аналогичен узлу клина-отклонителя 400, проиллюстрированному на Фиг. 4, и, следовательно, может быть лучше всего понятен со ссылкой на него, при этом подобные цифры указывают на подобные элементы или компоненты, которые заново не описаны подробно. Аналогично узлу клина-отклонителя 400, проиллюстрированному на Фиг. 4, например, узел клина-отклонителя 500 может содержать клин-отклонитель 202, фрезеры 204 (включая направляющий фрезер 206), срезной винт 208, используемый для прикрепления направляющего фрезера 206 к клину-отклонителю 202, крепежный винт 216, используемый для прикрепления срезного винта 208 к направляющему фрезеру 206, лезвия 234 и множество шарошек 236, прикрепленных к каждому лезвию 234, как в основном описано выше.

[0046] Кроме того, аналогично замку с заданным крутящим моментом 402, проиллюстрированному на Фиг. 4А-4С, узел клина-отклонителя 500 может также содержать замок с заданным крутящим моментом 502, используемый для помощи в стабилизации направляющего фрезера 206 в крутящем моменте, когда он соединен с клином-отклонителем 202. Замок с заданным крутящим моментом 502 может быть подвижно расположен внутри паза 404, образованного в направляющем фрезере 206, и иным образом перемещаться из первого, или выдвинутого, положения, как проиллюстрировано на Фиг. 5A и 5B, во второе, или убранное, положение, как проиллюстрировано на Фиг. 5C. В выдвинутом положении замок с заданным крутящим моментом 502 может частично располагаться внутри как паза 404, так и продольного желоба 222, образованного в наклонной поверхности 223 клина-отклонителя 202. Кроме того, в выдвинутом положении замок с заданным крутящим моментом 502 может предотвращать вращение направляющего фрезера 206 (или фрезеров 204 в целом) вокруг центральной оси 232. В частности и как лучше всего видно на Фиг. 5В, в случае, если к направляющему фрезеру 206 прикладывается крутящий момент, замок с заданным крутящим моментом 502 принимает на себя крутящий момент через боковые стенки паза 410 и передает крутящий момент на боковые стенки желоба 412. Передача крутящего момента на боковые стенки желоба 412 может, в сущности, обеспечивать передачу крутящего момента на клин-отклонитель 202 для вращения. Встраивание замка с заданным крутящим моментом 502 в направляющий фрезер 206 позволяет замку с заданным крутящим моментом 502 функционировать, как только к направляющему фрезеру 206 прикладывается крутящий момент, таким образом сводя к минимуму крутящую нагрузку на срезной винт 208.

[0047] Клиновидная опора 504 может быть расположена внутри продольного желоба 222 и проходить в осевом направлении от пластины клина-отклонителя 226 к осевой торцевой стенке 228 продольного желоба 222. По меньшей мере в одном варианте реализации изобретения один или более упорных элементов 224 могут быть расположены между клиновидной опорой 504 и осевой торцевой стенкой 228. Однако в других вариантах реализации изобретения упорные элементы 224 могут быть исключены из узла клина-отклонителя 500, без отхода от объема настоящего изобретения.

[0048] Как проиллюстрировано, клиновидная опора 504 может обеспечивать или иным образом образовывать клиновую наклонную поверхность 506, которая переходит в наклонную поверхность 223 клина-отклонителя 202. Как описано более подробно ниже, клиновая наклонная поверхность 506 может входить в зацепление с возможностью скольжения с соответствующей замковой наклонной поверхностью 508 замка с заданным крутящим моментом 502 при перемещении замка с заданным крутящим моментом 502 в убранное положение. Однако в случае, если замок с заданным крутящим моментом 502 находится в выдвинутом положении, как проиллюстрировано на Фиг. 5A и 5B, замковая наклонная поверхность 508 может находиться в контакте с клиновой наклонной поверхностью 506.

[0049] Узел клина-отклонителя 500 может дополнительно содержать один или более зажимных кулачков 510 (проиллюстрирован один), выполненных с возможностью закреплять замок с заданным крутящим моментом 502 в убранном положении. В частности, зажимной кулачок (кулачки) 510 может быть подпружинен и выполнен с возможностью захода в соответствующие отверстия для зажимных кулачков 512 (проиллюстрировано одно), образованных в замке с заданным крутящим моментом 502, в то время как замок с заданным крутящим моментом 502 переходит в убранную конфигурацию. Как проиллюстрировано, зажимной кулачок (кулачки) 510 может быть предусмотрен на направляющем фрезере 206 и иным образом иметь возможность выдвигаться из него в осевом направлении после нахождения соответствующего отверстия (отверстий) зажимного кулачка 512 замка с заданным крутящим моментом 502.

[0050] С дальнейшей ссылкой на Фиг. 5A-5C и повторной ссылкой на Фиг. 1 далее предложен приведенный в качестве примера режим работы узла клина-отклонителя 500. Узел клина-отклонителя 500 может быть аналогичным или таким же, как узел клина-отклонителя 130, проиллюстрированный на Фиг. 1, и, следовательно, его возможно опускать в ствол скважины 122 и закреплять в нем, чтобы способствовать образованию вырезки окна в обсадной колонне 132 в обсадной колонне 124. В случае если узел клина-отклонителя 500 перемещается вглубь скважины и фиксируется в анкерном узле 134, узел клина-отклонителя 500 может находиться в выдвинутой конфигурации, при которой замок с заданным крутящим моментом 502 находится в выдвинутом положении и замковая наклонная поверхность 508 замка с заданным крутящим моментом 502 находится в контакте с клиновой наклонной поверхностью 506 клиновидной опоры 504. Любые крутящие моменты, возникающие при фиксации в узле клина-отклонителя 500 или при вращении узла клина-отклонителя 500, чтобы обойти плотные участки ствола скважины 122 (Фиг. 1), могут быть приняты замком с заданным крутящим моментом 502 при помощи контакта между замком с заданным крутящим моментом 502 и пазом, а также боковыми стенками желоба 410, 412. Замок с заданным крутящим моментом 502 передает крутящий момент на клин-отклонитель 202 для его предназначенного вращения. Соответственно, узел клина-отклонителя 500 может обеспечивать передачу большего крутящего момента от направляющего фрезера 206 на клин-отклонитель 202 без возникновения среза или иного нарушения структурной целостности срезного винта 208.

[0051] После того как узел клина-отклонителя 500 надлежащим образом фиксируется в анкерном узле 134, на узел клина-отклонителя 500 с местоположения на поверхности оказывается нагрузка, что создает осевую нагрузку на направляющий фрезер 206 и передает заданную осевую нагрузку на срезной винт 208. После принятия на себя заданной осевой нагрузки срезной винт 208 может подвергнуться срезу или иным образом выйти из строя, как видно на Фиг. 5С, и тем самым вывести фрезеры 204 из зацепления с клином-отклонителем 202.

[0052] В случае если срезной винт 208 срезан и к направляющему фрезеру 206 с местоположения на поверхности все еще прикладывается нагрузка, направляющий фрезер 206 может передвигаться в направлении вглубь скважины (т. е. направо на Фиг. 5A) по отношению к клину-отклонителю 202. В случае если направляющий фрезер 206 перемещается в направлении вглубь скважины, замковая наклонная поверхность 508 замка с заданным крутящим моментом 502 может входить в зацепление с возможностью скольжения с клиновой наклонной поверхностью 506 клиновидной опоры 504 и таким образом перемещать или толкать замок с заданным крутящим моментом 502 вертикально в паз 404 и иным образом в его убранное положение. В убранном положении подпружиненный зажимной кулачок (кулачки) 510 может найти соответствующее отверстие (отверстия) для зажимного кулачка 512, чтобы закрепить замок с заданным крутящим моментом 502 в убранном положении.

[0053] В случае если фрезеры 204 отцеплены от клина-отклонителя 202, фрезеры 204 (включая направляющий фрезер 206) могут затем оттягиваться обратно в направлении вверх по стволу скважины на небольшое расстояние, поворачиваться вокруг центральной оси 232 и одновременно продвигаться в направлении вглубь скважины. В случае если фрезеры 204 продвигаются в направлении вглубь скважины, они наезжают вверх по наклонной поверхности 223 клина-отклонителя 202, пока не войдут в зацепление и не расфрезеруют внутреннюю стенку обсадной колонны 124, чтобы образовать вырезку окна в обсадной колонне 132. В случае если замок с заданным крутящим моментом 502 находится в убранном положении и иным образом убирается в паз 404, фрезеры 204 могут беспрепятственно продвигаться вглубь скважины за продольный желоб 222. Кроме того, поскольку замок с заданным крутящим моментом 502 убирается в паз 404, фрезеры 204 могут продвигаться дальше, без необходимости расфрезеровывать замок с заданным крутящим моментом 502. В результате этого замок с заданным крутящим моментом 502 может быть выполнен из более устойчивого материала, такого как нержавеющая сталь, легированная сталь или любой высокопрочный материал.

[0054] Раскрытые в данном документе варианты реализации изобретения включают:

[0055] A. Узел клина-отклонителя, который содержит клин-отклонитель, создающий наклонную поверхность и продольный желоб, образованный в наклонной поверхности, направляющий фрезер, соединенный с клином-отклонителем при помощи срезного винта и придусматривающий одно или более лезвий, и несущую опору, расположенную внутри продольного желоба и создающую противоположные боковые стенки, которые формируют паз, выполненный с возможностью принимать одно из одного или более лезвий и таким образом предотвращать вращение направляющего фрезера относительно клина-отклонителя.

[0056] B. Скважинную систему, которая содержит анкерный узел, расположенный внутри ствола скважины, узел клина-отклонителя, выдвигаемого внутри ствола скважины для закрепления с анкерным узлом, при этом узел клина-отклонителя содержит клин-отклонитель, создающий наклонную поверхность и продольный желоб, образованный в наклонной поверхности, направляющий фрезер, соединенный с клином-отклонителем при помощи срезного винта и обеспечивающий одно или более лезвий, и несущую опору, расположенную внутри продольного желоба и создающую противоположные боковые стенки, которые формируют паз, выполненный с возможностью принимать одно из одного или более лезвий и таким образом предотвращать вращение направляющего фрезера относительно клина-отклонителя.

[0057] C. Способ, который включает продвижение узла клина-отклонителя внутрь ствола скважины, при этом узел клина-отклонителя содержит клин-отклонитель, который создает наклонную поверхность и продольный желоб, образованный в наклонной поверхности, и направляющий фрезер, соединенный с клином-отклонителем с использованием срезного винта и обеспечивающий одно или более лезвий, прикладывание крутящего момента к узлу клина-отклонителя; принятие на себя крутящего момента несущей опорой, расположенной внутри продольного желоба и создающей противоположные боковые стенки, которые формируют паз, выполненный с возможностью принятия одного из одного или более лезвий, и предотвращение вращения направляющего фрезера относительно клина-отклонителя за счет несущей опоры.

[0058] Каждый из вариантов реализации изобретения А, B и C может иметь один или более следующих дополнительных элементов в любой комбинации: Элемент 1: отличающийся тем, что несущая опора состоит из материала, выбранного из группы, состоящей из алюминия, бронзы, литой стали, мягкой стали, автоматной стали, стеклопластика, любой их производной и любой их комбинации. Элемент 2: отличающийся тем, что противоположные боковые стенки проходят вверх от продольного желоба и перехода в противоположные боковые расширения, которые опираются на наклонную поверхность и проходят в противоположных направлениях наружу от паза. Элемент 3: дополнительно содержащий один или более упорных элементов, расположенных внутри продольного желоба и смещающих несущую опору к осевой торцевой стенке продольного желоба, и пластину клина-отклонителя, расположенную в продольном желобе и поддерживающую один или более упорных элементов в зацеплении с несущей опорой. Элемент 4: отличающийся тем, что один или более упорных элементов изготовлены из резины или эластомера. Элемент 5: дополнительно содержащий упор паза, расположенный внутри паза для вертикальной опоры одного из одного или более лезвий. Элемент 6: отличающийся тем, что упор паза изготовлен из резины или эластомера.

[0059] Элемент 7: отличающийся тем, что несущая опора состоит из материала, выбранного из группы, состоящей из алюминия, бронзы, литой стали, мягкой стали, автоматной стали, стеклопластика, любой их производной и любой их комбинации. Элемент 8: отличающийся тем, что противоположные боковые стенки проходят вверх от продольного желоба и переходят в противоположные боковые расширения, которые опираются на наклонную поверхность и проходят в противоположных направлениях наружу от паза. Элемент 9: дополнительно содержащий один или более упорных элементов, расположенных внутри продольного желоба и смещающих несущую опору к осевой торцевой стенке продольного желоба, и пластину клина-отклонителя, расположенную в продольном желобе и поддерживающую один или более упорных элементов в зацеплении с несущей опорой. Элемент 10: отличающийся тем, что один или более упорных элементов изготовлены из резины или эластомера. Элемент 11: дополнительно содержащий упор паза, расположенный внутри паза для вертикальной опоры одного из одного или более лезвий.

[0060] Элемент 12: отличающийся тем, что прикладывание крутящего момента к узлу клина-отклонителя включает поворот узла клина-отклонителя для фиксации в анкерном узле, расположенном в стволе скважины. Элемент 13: отличающийся тем, что прикладывание крутящего момента к узлу клина-отклонителя включает поворот узла клина-отклонителя в обход участка ствола скважины. Элемент 14: отличающийся тем, что принятие на себя несущей опорой крутящего момента включает зацепление одного из одного или более лезвий по меньшей мере с одной из противоположных боковых стенок и передачу крутящей нагрузки от несущей опоры на клин-отклонитель. Элемент 15: дополнительно включающий фиксацию узла клина-отклонителя в анкерном узле, расположенном в стволе скважины, подачу осевой нагрузки на направляющий фрезер и срез срезного винта после принятия заданной осевой нагрузки, выведение несущей опоры из зацепления с осевой торцевой стенкой продольного желоба и по отношению к одному или более упорных элементов внутри продольного желоба, снятие осевой нагрузки с направляющего фрезера, и подталкивание несущей опоры обратно к осевой торцевой стенке продольного желоба при помощи одного или более упорных элементов. Элемент 16: отличающийся тем, что противоположные боковые стенки проходят вверх от продольного желоба и переходят в противоположные боковые расширения, которые опираются на наклонную поверхность и проходят в противоположных направлениях наружу от паза, при этом способ дополнительно включает вращение направляющего фрезера вокруг центральной оси, продвижение направляющего фрезера внутрь ствола скважины и таким образом наезд вверх по наклонной поверхности клина-отклонителя, и расфрезеровывание направляющим фрезером по меньшей мере участка несущей опоры, в то время как направляющий фрезер продвигается вверх по наклонной поверхности, причем боковые расширения несущей опоры состоят из материала, выбранного из группы, состоящей из алюминия, бронзы, литой стали, мягкой стали, автоматной стали, стеклопластика, любой их производной и любой их комбинации. Элемент 17: при этом упор паза расположен внутри паза, причем способ дополнительно включает вертикальную опоры одного из одного или более лезвий при помощи упора паза.

[0061] Таким образом, раскрытые системы и способы хорошо приспособлены к достижению целей и преимуществ, упомянутых в данном документе, а также исходящих из его сути. Конкретные варианты реализации изобретения, раскрытые выше, имеют только иллюстративный характер, так как принципы данного раскрытия изобретения могут быть модифицированы и воплощены разными, но эквивалентными способами, очевидными специалистам в данной области техники, которые извлекают пользу из изложенных в этом документе принципов. Кроме того, не предполагаются никакие ограничения в отношение деталей конструкции или устройства, проиллюстрированных в данном документе, за исключением случаев, описанных ниже в формуле изобретения. Поэтому очевидно, что конкретные приведенные в качестве примера варианты реализации изобретения, раскрытые выше, могут быть изменены, объединены или модифицированы, и считается, что все такие варианты находятся в пределах объема данного изобретения. Системы и способы, раскрытые в данном документе в качестве примера, могут быть подходящим образом реализованы в отсутствие любого элемента, конкретно не раскрытого в данном документе, и/или любого дополнительного элемента, раскрытого в данном документе. В то время как композиции и способы описаны терминами «содержащий» или «включающий», различные компоненты или этапы, композиции и способы могут также «по существу, состоять из» или «состоять из» различных компонентов и этапов. Все числа и диапазоны, раскрытые выше, могут в некоторой степени отличаться по количеству. В случае если раскрывается числовой диапазон с нижним пределом и верхним пределом, в пределах диапазона конкретно раскрываются любое число и любой включенный диапазон. В частности, каждый диапазон значений (в виде «от около а до около b» или, эквивалентно, «от приблизительно а до b», или, эквивалентно, «приблизительно от a-b»), раскрытый в данном документе, следует понимать, как излагающий любые число и диапазон, входящие в более широкий диапазон значений. Кроме того, термины в формуле изобретения имеют свое прямое, обычное значение, если иное четко и недвусмысленно не определено патентообладателем. Более того, термины в единственном числе, используемые в формуле изобретения, в настоящем документе означают один или более одного элемента, который они представляют. В случае если возникает какая-либо несогласованность в использовании слова или термина в данном описании и в одном или более патентов или других документов, которые могут быть включены в настоящий документ при помощи ссылки, должны быть приняты определения, соответствующие данному описанию.

[0062] В контексте данного документа фраза «по меньшей мере один из» предшествующей серии элементов, со словами «и» либо «или» для выделения любого из этих элементов, изменяет список в целом, а не каждую составляющую данного списка (т. е. каждый элемент). Фраза «по меньшей мере один из» допускает такой смысл, который включает по меньшей мере один из любого одного из элементов и/или по меньшей мере одну из любой комбинации элементов, и/или по меньшей мере один из каждого из элементов. В качестве примера, каждая из фраз «по меньшей мере один из А, B и C» или «по меньшей мере один из А, B или C» относится только к А, только к В или только к С; любой комбинации A, B и C; и/или по меньшей мере одному из каждого из А, B и C.

Группа изобретений относится к области наклонно-направленного бурения многоствольных скважин. Узел клина-отклонителя содержит клин-отклонитель, обеспечивающий наклонную поверхность и продольный желоб, образованный в наклонной поверхности, направляющий фрезер, соединенный с клином-отклонителем при помощи срезного винта и обеспечивающий одно или более лезвий, и несущую опору, расположенную внутри продольного желоба и создающую противоположные боковые стенки, которые формируют паз, выполненный с возможностью принимать одно из: одного или более лезвий. Обеспечивается предотвращение вращения направляющего фрезера относительно клина-отклонителя. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Узел клина-отклонителя, содержащий:

клин-отклонитель, обеспечивающий наклонную поверхность и продольный желоб, образованный в наклонной поверхности;

направляющий фрезер, соединенный с клином-отклонителем при помощи срезного винта и обеспечивающий одно или более лезвий; и

несущую опору, расположенную внутри продольного желоба и создающую противоположные боковые стенки, которые формируют паз, выполненный с возможностью принимать одно из: одного или более лезвий, и таким образом предотвращать вращение направляющего фрезера относительно клина-отклонителя.

2. Узел клина-отклонителя по п. 1, отличающийся тем, что несущая опора состоит из материала, выбранного из группы, состоящей из алюминия, бронзы, литой стали, мягкой стали, автоматной стали, стеклопластика, любой их производной и любой их комбинации.

3. Узел клина-отклонителя по п. 1, отличающийся тем, что противоположные боковые стенки проходят вверх от продольного желоба и переходят в противоположные боковые расширения, которые опираются на наклонную поверхность и проходят в противоположных направлениях наружу от паза.

4. Узел клина-отклонителя по п. 1, дополнительно содержащий:

один или более упорных элементов, расположенных внутри продольного желоба и смещающих несущую опору к осевой торцевой стенке продольного желоба; и

пластину клина-отклонителя, расположенную в продольном желобе и поддерживающую один или более упорных элементов в зацеплении с несущей опорой.

5. Узел клина-отклонителя по п. 4, отличающийся тем, что один или более упорных элементов изготовлены из резины или эластомера.

6. Узел клина-отклонителя по п. 1, дополнительно содержащий упор паза, расположенный внутри паза для вертикальной опоры одного из: одного или более лезвий.

7. Узел клина-отклонителя по п. 6, отличающийся тем, что упор паза изготовлен из резины или эластомера.

8. Скважинная система, содержащая:

анкерный узел, расположенный внутри ствола скважины;

узел клина-отклонителя, выполненный с возможностью выдвигаться внутри ствола скважины для прикрепления к анкерному узлу, при этом узел клина-отклонителя содержит клин-отклонитель, обеспечивающий наклонную поверхность, и продольный желоб, образованный в наклонной поверхности, а также направляющий фрезер, соединенный с клином-отклонителем при помощи срезного винта и обеспечивающий одно или более лезвий; и

несущую опору, расположенную внутри продольного желоба и создающую противоположные боковые стенки, которые формируют паз, выполненный с возможностью принимать одно из: одного или более лезвий, и таким образом предотвращать вращение направляющего фрезера относительно клина-отклонителя.

9. Скважинная система по п. 8, отличающаяся тем, что несущая опора состоит из материала, выбранного из группы, состоящей из алюминия, бронзы, литой стали, мягкой стали, автоматной стали, стеклопластика, любой их производной и любой их комбинации.

10. Скважинная система по п. 8, отличающаяся тем, что противоположные боковые стенки проходят вверх от продольного желоба и переходят в противоположные боковые расширения, которые опираются на наклонную поверхность и проходят в противоположных направлениях наружу от паза.

11. Скважинная система по п. 8, дополнительно содержащая:

один или более упорных элементов, расположенных внутри продольного желоба и смещающих несущую опору к осевой торцевой стенке продольного желоба; и

пластину клина-отклонителя, расположенную в продольном желобе и поддерживающую один или более упорных элементов в зацеплении с несущей опорой.

12. Скважинная система по п. 11, отличающаяся тем, что один или более упорных элементов изготовлены из резины или эластомера.

13. Скважинная система по п. 8, дополнительно содержащая упор паза, расположенный внутри паза, для вертикальной опоры одного из: одного или более лезвий.

14. Способ, включающий:

продвижение узла клина-отклонителя внутрь ствола скважины, при этом узел клина-отклонителя содержит клин-отклонитель, который обеспечивает наклонную поверхность, и продольный желоб, образованный в наклонной поверхности, а также направляющий фрезер, соединенный с клином-отклонителем с использованием срезного винта и обеспечивающий одно или более лезвий;

прикладывание крутящего момента к узлу клина-отклонителя;

принятие на себя крутящего момента несущей опорой, расположенной в продольном желобе и создающей противоположные боковые стенки, которые образуют паз, выполненный с возможностью принятия одного из: одного или более лезвий;

предотвращение вращения направляющего фрезера относительно клина-отклонителя за счет несущей опоры.

15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что прикладывание крутящего момента к узлу клина-отклонителя включает поворот узла клина-отклонителя для фиксации в анкерном узле, расположенном в стволе скважины.

16. Способ по п. 14, отличающийся тем, что прикладывание крутящего момента к узлу клина-отклонителя включает поворот узла клина-отклонителя в обход участка ствола скважины.

17. Способ по п. 14, отличающийся тем, что принятие на себя крутящего момента несущей опорой включает:

зацепление одного из одного или более лезвий по меньшей мере с одной из противоположных боковых стенок;

передачу крутящего момента от несущей опоры на клин-отклонитель.

18. Способ по п. 14, дополнительно включающий:

фиксацию узла клина-отклонителя в анкерном узле, расположенном в стволе скважины;

подачу осевой нагрузки на направляющий фрезер и срез срезного винта после принятия на себя заданной осевой нагрузки;

выведение несущей опоры из зацепления с осевой торцевой стенкой продольного желоба и прижатие к одному или более упорных элементов внутри продольного желоба;

снятие осевой нагрузки с направляющего фрезера;

подталкивание несущей опоры обратно к осевой торцевой стенке продольного желоба при помощи одного или более упорных элементов.

19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что противоположные боковые стенки проходят вверх от продольного желоба и переходят в противоположные боковые расширения, которые опираются на наклонную поверхность и проходят в противоположных направлениях наружу от паза, при этом способ дополнительно включает:

вращение направляющего фрезера вокруг центральной оси;

продвижение направляющего фрезера внутри ствола скважины и, таким образом, наезд вверх по наклонной поверхности клина-отклонителя;

расфрезеровывание направляющим фрезером по меньшей мере участка несущей опоры, в то время как направляющий фрезер продвигается вверх по наклонной поверхности, причем боковые расширения несущей опоры состоят из материала, выбранного из группы, состоящей из алюминия, бронзы, литой стали, мягкой стали, автоматной стали, стеклопластика, любой их производной и любой их комбинации.

20. Способ по п. 14, отличающийся тем, что упор паза расположен внутри паза, причем способ дополнительно включает вертикальную опору одного из: одного или более лезвий, при помощи упора паза.