РАСШИРИТЕЛЬ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2024 года по МПК E21B10/32 E21B17/10 E21B7/28 

Уровень техники

Стволы скважины можно бурить вглубь места на поверхности или вглубь морского дна для различных целей, связанных с разведкой или добычей. Например, ствол скважины может быть пробурен для доступа к флюидам, таким как жидкие и газообразные углеводороды, которые содержатся в подземных пластах, и для извлечения флюидов из пластов. Стволы скважин, используемые для добычи или извлечения флюидов, могут быть обсажены обсадной колонной вокруг стенок ствола скважины. Могут быть использованы разнообразные способы бурения в зависимости отчасти от характеристик пласта, через который бурят ствол скважины.

Первоначально может быть пробурен ствол скважины с первым диаметром. Часть ствола скважины может быть расширена с помощью расширителя. В некоторых вариантах реализации расширитель может быть расположен выше по стволу скважины от долота в той же компоновке низа бурильной колонны. В некоторых вариантах реализации расширитель может увеличивать диаметр ствола скважины после бурения пилотного ствола. Некоторые расширители могут содержать блоки расширителя, которые можно избирательно расширять для увеличения диаметра ствола скважины.

Так, из US 2014/0182940 А1 известен расширитель для увеличения диаметра отверстия. Такой расширитель включает в себя, по существу, цилиндрический корпус, имеющий в нем осевое отверстие. В осевом направлении через осевое отверстие может проходить оправка. С корпусом подвижно соединены один или более режущих блоков. Отношение высоты режущего блока к диаметру корпуса составляет примерно от 0,35:1 до примерно 0,50:1.

Однако, известный расширитель не позволяет получить высокое передаточное отношение.

Целью настоящего изобретения было создание расширителя, позволяющего получить высокое передаточное отношение.

Сущность изобретения

Согласно изобретению был предложен расширитель, содержащий корпус, содержащий проточную трубу, проходящую через внутреннюю часть корпуса, и множество отверстий от внутренней части корпуса к внешней части корпуса. Первый блок расширителя расположен во внутренней части корпуса, причем первый блок расширителя содержит первую переднюю стенку и первую заднюю стенку, причем первая задняя стенка содержит первое углубление. Второй блок расширителя расположен во внутренней части корпуса, причем второй блок расширителя содержит вторую переднюю стенку и вторую заднюю стенку, причем вторая задняя стенка содержит второе углубление, при этом первая передняя стенка вставлена во второе углубление в убранном положении.

В других вариантах реализации расширитель содержит корпус, имеющий продольную ось; проточную трубу, соосную с продольной осью корпуса. Множество блоков расширителя расположены в радиальном направлении вокруг проточной трубы и выполнены с возможностью выдвижения и убирания относительно корпуса. Вторичная проточная труба расположена в радиальном направлении наружу от проточной трубы и между двумя блоками расширителя из множества блоков расширителя.

В еще других вариантах реализации расширитель содержит корпус, содержащий отверстие от внутренней части корпуса к внешней части корпуса, и блок расширителя. Блок расширителя содержит переднюю стенку, заднюю стенку и радиальный периметр. В убранной конфигурации соотношение охвата к экспозиции меньше 1,00.

Таким образом, согласно первому объекту настоящего изобретения создан расширитель, содержащий:

корпус, содержащий проточную трубу, проходящую через центр внутренней части корпуса, и множество отверстий от внутренней части корпуса к внешней части корпуса;

первый блок расширителя во внутренней части корпуса, причем первый блок расширителя содержит первую переднюю стенку, первую внутреннюю стенку и первую заднюю стенку, при этом первая задняя стенка и первая внутренняя стенка содержат первое углубление;

второй блок расширителя во внутренней части корпуса, причем второй блок расширителя содержит вторую переднюю стенку, вторую внутреннюю стенку и вторую заднюю стенку, при этом первая передняя стенка вставлена во второе углубление в убранной конфигурации, и

третий блок расширителя во внутренней части корпуса, причем третий блок расширителя содержит третью переднюю стенку, третью внутреннюю стенку и третью заднюю стенку, при этом третья задняя стенка и третья внутренняя стенка содержат третье углубление, и вторая передняя стенка вставлена в третье углубление в убранной конфигурации, и третья передняя стенка вставлена в первое углубление в убранной конфигурации;

причем линия, проведенная перпендикулярно продольной оси корпуса, который проходит по продольной оси, пересекает, по порядку поперек расширителя, первый блок расширителя, проточную трубу, вторую переднюю стенку второго блока расширителя, третью заднюю стенку третьего блока расширителя в убранной конфигурации и корпус.

Предпочтительно, первая передняя стенка имеет высоту, которая больше высоты первой задней стенки.

Предпочтительно, первая внутренняя стенка первого блока расширителя и вторая внутренняя стенка второго блока расширителя является вогнутыми.

Предпочтительно, проточная труба соосна с продольной осью корпуса.

Предпочтительно, первая внутренняя стенка первого блока расширителя и вторая внутренняя стенка второго блока расширителя имеют форму, дополняющую проточную трубу.

Предпочтительно, первая внутренняя стенка имеет форму, дополняющую проточную трубу, для угла дуги стенки более 90°.

Предпочтительно, первый блок расширителя расположен выше по стволу скважины от второго блока расширителя, а второй блок расширителя расположен выше по стволу скважины от третьего блока расширителя.

Предпочтительно, расширитель имеет соотношение охвата к экспозиции, составляющее менее 1,00.

Согласно второму объекту настоящего изобретения создан расширитель, содержащий:

корпус с телом вокруг продольной оси, причем тело образует внутренний канал;

проточную трубу, проходящую по внутреннему каналу корпуса вдоль продольной оси корпуса;

множество блоков расширителя, расположенных в радиальном направлении вокруг проточной трубы и выполненных с возможностью расширения и убирания относительно корпуса; и

вторичную проточную трубу, проходящую внутри внутреннего канала корпуса и в радиальном направлении наружу от проточной трубы, причем вторичная проточная труба расположена между двумя блоками расширителя из множества блоков расширителя в убранной конфигурации.

Предпочтительно, расширитель содержит отклонитель потока, причем отклонитель потока содержит первичный порт, гидравлически сообщающийся с проточной трубой, и вторичный порт, гидравлически сообщающийся со вторичной проточной трубой.

Предпочтительно, вторичная проточная труба проходит по длине множества блоков расширителя.

Предпочтительно, расширитель содержит упругий элемент, расположенный вокруг вторичной проточной трубы.

Согласно третьему объекту настоящего изобретения создан расширитель, содержащий:

корпус, содержащий отверстие от внутренней части корпуса к внешней части корпуса;

блок расширителя, содержащий:

- переднюю стенку, причем высота передней стенки превышает радиус корпуса;

- заднюю стенку; и

- радиальный периметр;

при этом блок расширителя выполнен с возможностью конфигурирования в убранную конфигурацию и расширенную конфигурацию, причем, когда блок расширителя находится в убранной конфигурации, радиальный периметр расположен в радиальном направлении внутрь от внешней поверхности корпуса, а, когда блок расширителя находится в расширенной конфигурации, радиальный периметр расположен в радиальном направлении наружу от внешней поверхности корпуса, при этом экспозиция представляет собой расстояние от внешней поверхности корпуса, охват представляет собой длину контакта передней стенки с корпусом, а соотношение охвата к экспозиции составляет менее 1,00.

Предпочтительно, соотношение расширения составляет более 2,00.

Предпочтительно, высота передней стенки превышает высоту задней стенки.

Предпочтительно, блок расширителя представляет собой первый блок расширителя, а передняя стенка представляет собой первую переднюю стенку, при этом первый блок расширителя содержит углубление в задней стенке первого блока расширителя, причем имеется второй блок расширителя, содержащий вторую переднюю стенку, при этом вторая передняя стенка вставлена в углубление.

В данном разделе сущности изобретения представлен выбор концепций, которые далее описаны в подробном описании. Данная сущность изобретения не предназначена для определения ключевых или существенных отличительных признаков заявленного объекта изобретения, а также не предназначена для использования с целью ограничения объема заявленного объекта изобретения. Дополнительные отличительные признаки и аспекты вариантов реализации данного изобретения будут изложены в данном документе и частично будут очевидны из описания или могут быть изучены при практическом использовании таких вариантов реализации.

Краткое описание чертежей

Для описания способа, которым могут быть получены вышеупомянутые и другие отличительные признаки данного изобретения, будет приведено более конкретное описание со ссылкой на содержащиеся в нем конкретные варианты реализации, которые проиллюстрированы в прилагаемых графических материалах. Для лучшего понимания одинаковые элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями на различных сопровождающих фигурах. Хотя некоторые из графических материалов могут быть представлены схематично или в увеличенном масштабе для иллюстрирования концепций, по меньшей мере некоторые из графических материалов могут быть приведены с соблюдением масштаба. С учетом того, что в графических материалах изображены некоторые приведенные в качестве примера варианты реализации, варианты реализации будут описаны и объяснены с дополнительной конкретизацией и подробностями с помощью прилагаемых графических материалов, в которых:

фиг. 1 - буровая система в соответствии с по меньшей мере одним вариантом реализации настоящего изобретения;

фиг. 2-1 - вид в перспективе расширителя в расширенной конфигурации в соответствии с по меньшей мере одним вариантом реализации настоящего изобретения;

фиг. 2-2 - вид в продольном разрезе расширителя, показанного на фиг. 2-1, в убранной конфигурации;

фиг. 2-3 - вид в продольном разрезе расширителя, показанного на фиг. 2-1, в расширенной конфигурации;

фиг. 2-4 - вид в поперечном разрезе расширителя, показанного на фиг. 2-1, в убранной конфигурации;

фиг. 2-5 - вид в поперечном разрезе расширителя, показанного на фиг. 2-1, в расширенной конфигурации;

фиг. 3 - вид в перспективе блока расширителя в соответствии с по меньшей мере одним вариантом реализации настоящего изобретения;

фиг. 4-1 - вид в поперечном разрезе расширителя в убранной конфигурации в соответствии с по меньшей мере одним вариантом реализации настоящего изобретения;

фиг. 4-2 - вид в поперечном разрезе расширителя, показанного на фиг. 4-1, в расширенной конфигурации; и

фиг. 5 - вид в разрезе расширителя в соответствии с по меньшей мере одним вариантом реализации настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

Данное изобретение в целом относится к устройствам, системам и способам работы расширяемых расширителей с высоким соотношением. В некоторых вариантах реализации блоки расширителя рассматриваемого расширителя могут иметь внутреннюю поверхность, которая может быть вставлена в часть смежного по окружности блока расширителя. Это может дать возможность блокам расширителя иметь большую экспозицию, что может увеличить диаметр расширяемого ствола. Это может обеспечить бурение стволов большего размера, что таким образом потенциально предотвращает дальнейшие операции спуска и подъема в скважине с другим расширителем, позволяя использовать более крупные инструменты и потоки флюидов в стволе скважины.

В некоторых вариантах реализации блоки расширителя рассматриваемого расширителя могут иметь внутреннюю поверхность, которая может быть вставлена в часть смежного по окружности блока расширителя. Это может дать возможность увеличить высоту блоков расширителя. Эта внутренняя поверхность может дать возможность уменьшать диаметр блока расширителя, что обеспечит проведение операций спуска и подъема через более узкое ограничение в стволе скважины.

При операциях бурения скважины расширители можно использовать для увеличения диаметра ствола скважины. В некоторых вариантах реализации расширитель может быть расположен на той же компоновке низа бурильной колонны (КНБК), что и долото. Таким образом, когда долото дробит пласт с диаметром долота, расширитель может следовать за долотом и дробить пласт с диаметром расширителя. Это может обеспечить бурение скважин большего размера за один проход или операцию спуска и подъема в скважине. Другими словами, пилотный ствол может быть пробурен сразу же при расширении ствола скважины. В некоторых вариантах реализации расширитель может быть спущен в существующий ствол скважины для увеличения диаметра существующего ствола скважины при проходе или операции спуска и подъема, отличной от операции с долотом. Другими словами, перед введением расширителя в ствол скважины может быть пробурен пилотный ствол.

Множество блоков расширителя может проходить из корпуса для разрушения пласта. В некоторых вариантах реализации расширитель может представлять собой расширяемый расширитель. расширяемый расширитель может иметь расширенную конфигурацию и убранную конфигурацию. В убранной конфигурации режущая поверхность блоков расширителя расположена в радиальном направлении внутрь от внешней поверхности корпуса. Таким образом, при спуске расширителя в ствол скважины блоки расширителя могут не контактировать с участками стенки ствола скважины и не разрушать их. В расширенной конфигурации блоки расширителя в радиальном направлении расширены из корпуса таким образом, что режущая поверхность расположена в радиальном направлении наружу от корпуса. Таким образом, когда расширитель вращается, расширитель может разрушать участки стенки ствола скважины и увеличивать диаметр вдоль участков ствола скважины.

Расширитель может быть расширен с помощью любой силы расширения. Например, расширитель может быть расширен с помощью перепада гидравлического давления между внутренней частью корпуса и внешней частью корпуса. Проточная труба может проходить через корпус и за расширители. Проточная труба может содержать одно или более портов в поршневой камере. Поршень может быть выполнен с возможностью продольного перемещения и соединения с поршневой камерой. По мере увеличения давления бурового раствора на поршень указанный поршень может перемещаться в продольном направлении. Поршень может давить на блоки расширителя, которые могут скользить по направляющим. Направляющие могут быть наклонены в радиальном направлении наружу таким образом, что поршень перемещает блоки расширителя в продольном направлении, блоки расширителя могут перемещаться в радиальном направлении наружу в расширенную конфигурацию. Упругий элемент может прижиматься к блокам расширителя силой упругости, которая противодействует силе, прикладываемой поршнем. Таким образом, когда гидравлическое давление на поршень превышает силу упругости, блоки расширителя могут быть перемещены наружу в расширенную конфигурацию. Таким образом, расширитель может представлять собой расширитель с гидравлическим приводом. Другими словами, чтобы активировать расширитель, можно увеличить давление бурового раствора, проходящего через проточную трубу.

Расширитель имеет диаметр в расширенном положении (например, диаметр окружности, описанной вокруг внешней стенки блоков расширителя в расширенной конфигурации) и диаметр в убранном положении (например, диаметр окружности, описанной вокруг внешней поверхности корпуса в убранной конфигурации). Соотношение расширения представляет собой соотношение между диаметром в расширенном положении и диаметром в убранном положении. В некоторых вариантах реализации соотношение расширения может находиться в диапазоне, имеющем верхнее значение, нижнее значение или верхнее и нижнее значения, включая любое из значений 2,5, 2,4, 2,3, 2,2, 2,1, 2,0, 1,9, 1,8, 1,7, 1,6, 1,5, 1,4, 1,3, 1,2, 1,1 или любое промежуточное значение. Например, соотношение расширения может составлять более 1,1. В другом примере соотношение расширения может составлять менее 2,5. В еще других примерах соотношение расширения может представлять собой любое значение в диапазоне от 1,1 до 2,5. В некоторых вариантах реализации может быть критически важным, чтобы соотношение расширения составлял более 2,0 для достаточного расширения диаметра ствола скважины.

Блоки расширителя проходят из корпуса таким образом, что режущие элементы блока расширителя располагаются на расстоянии от корпуса. Это расстояние может представлять собой экспозицию расширителя. Другими словами, экспозиция может составлять половину разницы в диаметре в расширенном положении расширителя по сравнению с диаметром в убранном положении расширителя.

Блок расширителя имеет внешнюю поверхность, переднюю стенку, заднюю стенку и внутреннюю стенку. Внешняя стенка содержит один или более режущих элементов. Передняя стенка представляет собой боковую поверхность блока расширителя, которая обращена в направлении вращения (например, боковая поверхность, которая первой входит в зацепление с пластом при вращении). Задняя стенка представляет собой боковую поверхность блока расширителя, обращенную против направления вращения. Передняя стенка и задняя стенка входят в зацепление с направляющими в корпусе, чтобы направлять блок расширителя в радиальном направлении наружу. Внутренняя стенка находится напротив внешней стенки и является смежной как с передней стенкой, так и с задней стенкой.

Во время вращения расширителя передняя кромка блока расширителя может входить в зацепление с пластом. Это может прижать блок расширителя к задней кромке отверстия в корпусе, через которое расширяется блок расширителя. Поскольку внешняя стенка проходит за корпус, блок расширителя может иметь тенденцию к вращению в зависимости от сил смещения со стороны режущих элементов на внешней стенке и задней кромке отверстия. Вращение блока расширителя может быть предотвращено контактом с передней стенкой на передней кромке отверстия. Радиальная протяженность контакта передней стенки на передней кромке отверстия представляет собой охват блока расширителя.

Соотношение охвата к экспозиции представляет собой соотношение охвата к экспозиции. Соотношение охвата к экспозиции представляет собой показатель максимального расширения расширителя. В некоторых вариантах реализации соотношение охвата к экспозиции может находиться в диапазоне, имеющем верхнее значение, нижнее значение или верхнее и нижнее значения, включая любое из значений 0,50, 0,60, 0,70, 0,75, 0,80, 0,85, 0,90, 0,95, 1,00, 1,05, 1,10, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0 или любое промежуточное значение. Например, соотношение охвата к экспозиции может составлять более 0,50. В другом примере соотношение охвата к экспозиции может составлять менее 2,0. В еще других примерах соотношение охвата к экспозиции может представлять собой любое значение в диапазоне от 0,50 до 2,0. В некоторых вариантах реализации может быть критически важным, чтобы соотношение охвата к экспозиции составляло менее 1,00 для достаточного увеличения диаметра ствола скважины. Более низкое соотношение охвата к экспозиции является показателем того, что расширитель может иметь большее увеличение диаметра ствола скважины. В некоторых вариантах реализации каждый блок расширителя может иметь одинаковое соотношение охвата к экспозиции. В некоторых вариантах реализации разные блоки расширителя могут иметь разные соотношения охвата к экспозиции.

В некоторых вариантах реализации экспозиция может находиться в диапазоне, имеющем верхнее значение, нижнее значение или верхнее и нижнее значения, включая любое из значений 1,5 дюйма (3,8 см), 1,6 дюйма (4,1 см), 1,7 дюйма (4,3 см), 1,8 дюйма (4,6 см), 1,9 дюйма (4,8 см), 2,0 дюйма (5,1 см), 2,1 дюйма (5,3 см), 2,2 дюйма (5,6 см), 2,3 дюйма (5,8 см), 2,4 дюйма (6,1 см), 2,5 дюйма (6,4 см), 3,0 дюйма (7,62 см), 4,0 дюйма (10,16 см), 5,0 дюйма (12,7 см), 6,0 дюйма (15,24 см), 8,0 дюйма (20,32 см), 10,0 дюйма (25,40 см), 12,0 дюйма (30,48 см), 15,0 дюйма (38,10 см), 18,5 дюйма (46,99 см) или любое промежуточное значение. Например, экспозиция может составлять более 1,5 дюйма (3,8 см). В другом примере экспозиция может составлять менее 18,5 см (46,99 см). В еще других примерах экспозиция может иметь любое значение в диапазоне от 1,5 дюйма (3,8 см) до 18,5 см (46,99 см). В некоторых вариантах реализации может быть критически важным, чтобы экспозиция составляла более 2,0 дюйма (5,1 см) для достаточного увеличения диаметра ствола скважины. В некоторых вариантах реализации каждый блок расширителя может иметь одинаковую экспозицию. В некоторых вариантах реализации разные блоки расширителя могут иметь разные экспозиции.

В некоторых вариантах реализации охват может находиться в диапазоне, имеющем верхнее значение, нижнее значение или верхнее и нижнее значения, включая любое из значений 1,0 дюйма (2,5 см), 1,5 дюйма (3,8 см), 1,6 дюйма (4,1 см), 1,7 дюйма (4,3 см), 1,8 дюйма (4,6 см), 1,9 дюйма (4,8 см), 2,0 дюйма (5,1 см), 2,1 дюйма (5,3 см), 2,2 дюйма (5,6 см), 2,3 дюйма (5,8 см), 2,4 дюйма (6,1 см), 2,5 дюйма (6,4 см), 3,0 дюйма (7,62 см), 4,0 дюйма (10,16 см), 5,0 дюйма (12,7 см), 6,0 дюйма, (15,24 см), 8,0 дюйма (20,32 см), 10,0 дюйма (25,40 см) или любое промежуточное значение. Например, охват может составлять более 1,0 дюйма (2,5 см). В другом примере охват может составлять менее 10,0 (25,4 см). В еще других примерах охват может представлять собой любое значение в диапазоне от 1,0 дюйма (2,5 см) до 10,0 дюйма (25,4 см). В некоторых вариантах реализации может быть критически важным, чтобы охват составлял более 1,8 дюйма (4,6 см) для обеспечения поддержки блока расширителя. Увеличение охвата может привести к большей стабильности блока расширителя. Кроме того, увеличенный охват может повысить прочность расширителя, таким образом уменьшая вероятность поломки блока расширителя во время операций расширения. В некоторых вариантах реализации каждый блок расширителя может иметь одинаковый охват. В некоторых вариантах реализации разные блоки расширителя могут иметь разные охваты.

Передняя стенка имеет высоту передней стенки, которая представляет собой расстояние от внешней стенки до внутренней стенки вдоль передней стенки. В некоторых вариантах реализации высота передней стенки представляет собой сумму экспозиции и охвата. В некоторых вариантах реализации высота передней стенки превышает сумму экспозиции и охвата. Задняя стенка имеет высоту задней стенки, которая представляет собой расстояние от внешней стенки до внутренней стенки вдоль задней стенки. В некоторых вариантах реализации высота передней стенки больше, чем высота задней стенки. Это может обеспечить, чтобы передняя стенка имела увеличенный охват напротив передней кромки отверстия в корпусе и/или чтобы блок расширителя проходил дальше от корпуса. Это может увеличить стабильность и/или прочность блока расширителя во время расширения. Соотношение высоты передней стенки к высоте задней стенки представляет собой соотношение высоты стенки. В некоторых вариантах реализации соотношение высоты стенки может находиться в диапазоне, имеющем верхнее значение, нижнее значение или верхнее и нижнее значения, включая любое из значений 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0, 2,5, 3,0 или любое промежуточное значение. Например, соотношение высоты стенки может составлять более 1,0. В другом примере соотношение высоты стенки может составлять менее 3,0. В еще других примерах соотношение высоты стенки может представлять собой любое значение в диапазоне от 1,0 до 3,0. В некоторых вариантах реализации может быть критически важным, чтобы соотношение высоты стенки составляло более 1,2 для увеличения охвата и экспозиции блока расширителя. Кроме того, соотношение высоты стенки более 1,2 может обеспечить вставку друг в друга смежных по окружности блоков расширителя. В некоторых вариантах реализации каждый блок расширителя может иметь одинаковое соотношение высоты стенки. В некоторых вариантах реализации разные блоки расширителя могут иметь разные соотношения высоты стенки.

В некоторых вариантах реализации высота передней стенки может быть больше радиуса корпуса. Другими словами, высота передней стенки может быть больше половины диаметра в убранном положении. Передняя стенка имеет соотношение высоты к диаметру в убранном положении. В некоторых вариантах реализации соотношение высоты к диаметру в убранном положении может находиться в диапазоне, имеющем верхнее значение, нижнее значение или верхнее и нижнее значения, включая любое из значений 0,45, 0,5, 0,55, 0,6, 0,65, 0,70, 0,75 или любое промежуточное значение. Например, соотношение высоты к диаметру в убранном положении может составлять более 0,45. В другом примере соотношение высоты к диаметру в убранном положении может составлять менее 0,75. В еще других примерах соотношение высоты к диаметру в убранном положении может представлять собой любое значение в диапазоне от 0,45 до 0,75. В некоторых вариантах реализации может быть критически важным, чтобы соотношение высоты к диаметру в убранном положении составляло более 0,5 для увеличения экспозиции и уменьшения соотношения охвата к экспозиции. В некоторых вариантах реализации каждый блок расширителя может иметь одинаковое соотношение высоты к диаметру в убранном положении. В некоторых вариантах реализации разные блоки расширителя могут иметь разные соотношения высоты к диаметру в убранном положении.

В некоторых вариантах реализации корпус блока расширителя содержит углубление в задней стенке. Внутренняя кромка передней стенки может иметь соответствующий размер и выполнена с возможностью вставки в углубление. Таким образом, передняя стенка первого блока расширителя может быть вставлена в заднюю стенку смежного блока расширителя. Это может дать возможность втянуть блок расширителя дальше во внутреннюю часть корпуса, таким образом обеспечив увеличенную экспозицию и уменьшенное соотношение охвата к экспозиции. В некоторых вариантах реализации углубление расположено в месте пересечения внутренней стенки и задней стенки. Другими словами, угол между внутренней стенкой и задней стенкой может быть полностью или частично удален для образования углубления.

Например, первый блок расширителя имеет первую переднюю стенку и первую заднюю стенку. Первая передняя стенка может иметь высоту первой передней стенки, которая больше, чем высота первой задней стенки. Первая задняя стенка может содержать первое углубление. Второй блок расширителя имеет вторую переднюю стенку и вторую заднюю стенку. Второй блок расширителя может быть смежным по окружности (например, расположенным как следующий блок расширителя, следующий за окружностью расширителя) с первым блоком расширителя в направлении вращения. Вторая задняя стенка может содержать второе углубление. Первая передняя стенка (например, внутренняя кромка первой передней стенки) может быть вставлена во второе углубление в убранном положении. Аналогично, третий блок расширителя может содержать третью переднюю стенку и третью заднюю стенку. Третий блок расширителя может быть смежным по окружности со вторым блоком расширителя в направлении вращения, а первый блок расширителя может быть смежным по окружности со вторым блоком расширителя в направлении вращения. Третья задняя стенка может содержать третье углубление. Вторая передняя стенка второго блока расширителя может быть вставлена в третье углубление. Аналогично, третья передняя стенка третьего блока расширителя может быть вставлена в первое углубление. Таким образом, блоки расширителя указанного расширителя могут быть вставлены в смежные по окружности блоки расширителя. Таким образом, блоки расширителя могут быть убраны дальше во внутреннюю часть корпуса. Это может увеличить экспозицию и обеспечить уменьшенное соотношение охвата к экспозиции каждого блока расширителя, что приведет к большему увеличению диаметра ствола скважины, расширяемого расширителем.

В некоторых вариантах реализации, как обсуждалось выше, расширитель может содержать три блока расширителя. В некоторых вариантах реализации расширитель может содержать более или менее трех блоков расширителя. Например, расширитель может содержать два, три, четыре, пять, шесть или более блоков расширителя. Независимо от количества блоков расширителя, каждый блок расширителя может содержать углубление, и передняя стенка смежного по окружности блока расширителя может проходить в углубление задней стенки смежного по окружности блока расширителя.

В некоторых вариантах реализации углубление может проходить по всей длине блока расширителя. В некоторых вариантах реализации углубление может проходить менее чем по всей длине блока расширителя. Одна или обе из передней стенки и задней стенки блока расширителя могут содержать скользящую рампу. Когда блок расширителя перемещается между расширенной конфигурацией и убранной конфигурацией, блок расширителя может скользить вдоль скользящей рампы. Углубление может проходить вдоль задней стенки только на длину, на которую проходит нижняя кромка передней стенки, пока она не достигнет скользящей рампы. В некоторых вариантах реализации углубление может начинаться между верхним концом и нижним концом блока расширителя. Это может дать возможность внешней стенке пройти все расстояние до верхнего конца блока расширителя.

В некоторых вариантах реализации углубление имеет глубину углубления в корпус блока расширителя. Это можно визуализировать как протяженность, на которую передняя стенка смежного по окружности блока расширителя проходит в корпус блока расширителя. Глубина углубления может составлять процент углубления от ширины корпуса расширителя. В некоторых вариантах реализации процент углубления может составлять более 5%, более 10%, более 15%, более 20%, более 25%, более 30%, более 35%, более 40%, более 45%, более 50% или любое промежуточное значение. В некоторых вариантах реализации может быть критически важным, чтобы процент углубления составлял более 10% для обеспечения вставки друг в друга смежных по окружности блоков расширителя. В некоторых вариантах реализации каждый блок расширителя может иметь одинаковый процент углубления. В некоторых вариантах реализации разные блоки расширителя могут иметь разные проценты углубления.

В некоторых вариантах реализации внутренняя стенка может включать поверхность, которая не является плоской. Например, внутренняя стенка может включать закругленную поверхность. В некоторых вариантах реализации внутренняя стенка может иметь форму, дополняющую или частично дополняющую проточную трубу. Например, проточная труба может иметь круглую форму поперечного сечения, а внутренняя стенка может иметь круглую или частично круглую форму поперечного сечения. Внутренняя стенка может иметь круглую форму поперечного сечения. В некоторых вариантах реализации внутренняя стенка может дополнять проточную трубу для угла дуги стенки. В некоторых вариантах реализации угол дуги стенки может находиться в диапазоне, имеющем верхнее значение, нижнее значение или верхнее и нижнее значения, включая любое из значений 45°, 60°, 75°, 80°, 85°, 90°, 95°, 100°, 105°, 120° или любое промежуточные значения. Например, угол дуги стенки может составлять более 45°. В другом примере угол дуги стенки может составлять менее 120°. В еще других примерах угол дуги стенки может иметь любое значение в диапазоне от 45° до 120°. В некоторых вариантах реализации может быть критически важным, чтобы угол дуги стенки составлял более 90° для вставки внутренней стенки в направлении проточной трубы, увеличения экспозиции и уменьшения соотношения охвата к экспозиции. В некоторых вариантах реализации в убранном положении внутренняя стенка блока расширителя может контактировать с участком проточной трубы в убранном положении или охватывать его. В некоторых вариантах реализации внутренняя стенка блока расширителя может быть немного или умеренно смещена относительно проточной трубы. В некоторых вариантах реализации внутренняя стенка является вогнутой или по меньшей мере участок внутренней стенки является вогнутым. В некоторых вариантах реализации внутренние стенки всех блоков расширителя могут охватывать (например, заключать в себя, контактировать, покрывать) всю или приблизительно (например, почти) всю внешнюю окружность проточной трубы. Другими словами, сумма всех углов дуги стенки для первого блока расширителя, второго блока расширителя и третьего блока расширителя может равняться 360°.

В некоторых вариантах реализации проточная труба может проходить через центр корпуса. В некоторых вариантах реализации проточная труба может быть соосной (например, иметь одну и ту же продольную ось) с корпусом. Таким образом, каждый блок расширителя может иметь одинаковый угол дуги стенки. В некоторых вариантах реализации разные блоки расширителя могут иметь разные углы дуги стенки.

В некоторых вариантах реализации линия, проведенная через продольную ось и перпендикулярная продольной оси корпуса, может контактировать с двумя или более блоками расширителя в убранной конфигурации. В некоторых вариантах реализации линия, проведенная через продольную ось корпуса, может контактировать со всеми тремя блоками расширителя. Например, линия, проведенная через продольную ось, может быть параллельна поперечной оси блока. Эта линия может контактировать с первым блоком расширителя в корпусе первого блока расширителя, вторым блоком расширителя на внутренней кромке передней стенки и третьим блоком расширителя в углублении задней стенки.

Блок расширителя имеет поперечную ось блока расширителя, которая представлять собой ось между внешней стенкой и внутренней стенкой. В некоторых вариантах реализации поперечная ось блока одного или более блоков расширителя может проходить через продольную ось корпуса. В некоторых вариантах реализации поперечная ось блока одного или более блоков расширителя может быть смещена относительно продольной оси корпуса. В некоторых вариантах реализации поперечная ось блока одного или более блоков расширителя может быть смещена относительно продольной оси корпуса в направлении вращения расширителя. В некоторых вариантах реализации поперечная ось блока одного или более блоков расширителя может быть смещена относительно продольной оси корпуса противоположно направлению вращения расширителя. Смещение поперечной оси блока может обеспечить вставку блоков расширителя глубже друг в друга, таким образом позволяя блокам расширителя иметь увеличенную экспозицию и/или более низкое соотношение охвата к экспозиции.

В некоторых вариантах реализации поперечная ось блока может быть смещена относительно продольной оси расширителя на процент смещения, который представляет собой длину смещения по отношению к диаметру корпуса. В некоторых вариантах реализации процент смещения может находиться в диапазоне, имеющем верхнее значение, нижнее значение или верхнее и нижнее значения, включая любое из значений 1%, 2,5%, 5%, 7,5%, 10%, 12,5%, 15%, 20%, 25% или любое промежуточное значение. Например, процент смещения может составлять более 1%. В другом примере процент смещения может составлять менее 25%. В еще других примерах процент смещения может представлять собой любое значение в диапазоне от 1% до 25%. В некоторых вариантах реализации может быть критически важным, чтобы процент смещения составлял более 1% для увеличения экспозиции и/или уменьшения соотношения охвата к экспозиции. В некоторых вариантах реализации каждый блок расширителя может иметь одинаковый процент смещения. В некоторых вариантах реализации разные блоки расширителя могут иметь разные проценты смещения.

В некоторых вариантах реализации расширитель может содержать одну или более вторичных проточных труб. Вторичные проточные трубы могут быть расположены во внешней части корпуса между двумя смежными по окружности блоками расширителя. Корпус может содержать внешнее пространство, определенное передней стенкой первого блока расширителя, задней стенкой второго блока расширителя и внутренней стенкой корпуса, когда расширитель находится в убранной конфигурации. Проточная труба может быть расположена во внешнем пространстве и проходить вдоль длины блоков расширителя. Добавление проточной трубы во внешнее пространство может увеличить площадь проходного сечения, через которую проходит флюид. Это может увеличить объемный расход потока флюида для данного давления флюида. Это может дать возможность использовать различные скважинные инструменты совместно с расширителем, таким образом повышая универсальность расширителя.

В некоторых вариантах реализации упругий элемент может быть расположен вокруг одной или более вторичных проточных труб для обеспечения упругой силы, противодействующей силе зацепления со стороны поршня. Таким образом, когда гидравлическое давление давит на поршень, а поршень давит на блоки расширителя с силой зацепления, таким образом заставляя их двигаться в продольном направлении. Этой силе зацепления противодействует упругая сила упругих элементов. Таким образом, когда сила зацепления превышает упругую силу, блоки расширителя поджимаются в продольном направлении. Когда блоки расширителя перемещаются в продольном направлении, направляющие в отверстии в корпусе направляют блоки расширителя в радиальном направлении наружу.

В некоторых вариантах реализации упругий элемент представляет собой спиральную пружину, навитую вокруг вторичных проточных труб. В некоторых вариантах реализации каждая вторичная проточная труба содержит упругий элемент. В некоторых вариантах реализации не все вторичные проточные трубы содержат упругий элемент. Например, в некоторых вариантах реализации одна или две (из трех) вторичных проточных труб могут содержать упругий элемент.

Буровой раствор, протекающий через корпус, может быть направлен в проточную трубу и вторичные проточные трубы с помощью отклонителя потока. Отклонитель потока может направлять поток в проточные трубы. Например, отклонитель потока может содержать первичный порт. Первичный порт может гидравлически сообщаться с первичной проточной трубой. В некоторых примерах отклонитель потока может содержать один или более вторичных портов, гидравлически сообщающихся с вторичными проточными трубами. Таким образом, когда поток флюида протекает через корпус, отклонитель потока может отклонять поток в первичную проточную трубу через первичный порт и во вторичные проточные трубы через вторичные порты.

В некоторых вариантах реализации расположенный выше по стволу скважины конец отклонителя потока проходит выше по стволу скважины. Это может дать возможность отклонителю потока иметь уменьшенный угол отклонения потока. Небольшой угол отклонения потока может уменьшить износ отклонителя потока из-за высокоскоростного потока флюида и частиц в потоке флюида. В некоторых вариантах реализации угол отклонения потока может находиться в диапазоне, имеющем верхнее значение, нижнее значение или верхнее и нижнее значения, включая любые из значение 0,5°, 1,0°, 1,5°, 2,0°, 2,5°, 3,0°, 3,5°, 4,0º, 4,5º, 5,0º, 6,0º, 7,0º, 8,0º, 9,0º, 10,0º или любое промежуточное значение. Например, угол отклонения потока может составлять более 0,5º. В другом примере угол отклонения потока может составлять менее 10,0º. В еще других примерах угол отклонения потока может представлять собой любое значение в диапазоне от 0,5° до 10,0°. В некоторых вариантах реализации может быть критически важным, чтобы угол отклонения потока составлял менее 2,0º для уменьшения износа отклонителя потока.

В некоторых вариантах реализации отклонитель потока проходит за расположенный выше по стволу скважины конец корпуса расширителя. Таким образом, отклонитель потока может проходить в расположенный ниже по стволу скважины конец трубчатого элемента, переводника, забойного инструмента или другого корпуса, соединенного с расположенным выше по стволу скважины концом корпуса расширителя.

В некоторых вариантах реализации блоки расширителя могут быть расположены в одном и том же продольном местоположении на корпусе расширителя. Это может уменьшить длину расширителя. В некоторых вариантах реализации блоки расширителя могут быть смещены в продольном направлении. Другими словами, расположенный ниже по стволу скважины конец первого блока расширителя может быть расположен выше по стволу скважины от расположенного выше по стволу скважины конца второго блока расширителя, а расположенный ниже по стволу скважины конец второго блока расширителя может быть расположен выше по стволу скважины от расположенного выше по стволу скважины конца третьего блока расширителя. В этом варианте реализации центральная проточная труба может быть удалена, а блоки расширителя могут проходить через внутреннюю часть корпуса таким образом, что внутренняя стенка располагается за продольной осью корпуса. Это может дополнительно увеличить экспозицию расширителя. Флюид может протекать через расширитель через вторичные проточные трубы в открытом пространстве между смежными по окружности блоками расширителя.

Далее со ссылкой на фигуры, на фиг. 1 проиллюстрирован один пример буровой системы 100 для бурения земного пласта 101 для образования ствола 102 скважины. Буровая система 100 содержит буровую установку 103, используемую для поворота узла 104 бурового инструмента, который проходит вниз в ствол 102 скважины. Узел 104 бурового инструмента может содержать бурильную колонну 105, компоновку низа бурильной колонны (КНБК) 106 и долото 110, прикрепленное к расположенному ниже по стволу скважины концу бурильной колонны 105.

Бурильная колонна 105 может содержать несколько соединений бурильной трубы 108, соединенных встык с помощью замковых соединений 109. Бурильная колонна 105 передает буровой раствор через центральный канал и передает крутящий момент от буровой установки 103 на КНБК 106. В некоторых вариантах реализации изобретения бурильная колонна 105 дополнительно содержит дополнительные компоненты, такие как переводники, укороченные трубы и т. д. Бурильная труба 108 обеспечивает гидравлический канал, через который буровой раствор закачивают с поверхности. Буровой раствор выпускается через сопла, насадки или другие отверстия выбранного размера в долоте 110 для целей охлаждения долота 110 и режущих конструкций на нем, а также для транспортировки выбуренной породы из ствола 102 скважины при ее бурении.

КНБК 106 может содержать долото 110 или другие компоненты. Приведенная в качестве примера КНБК 106 может содержать дополнительные или другие компоненты (например, присоединенные между бурильной колонной 105 и долотом 110). Примеры дополнительных компонентов КНБК содержат утяжеленные бурильные трубы, стабилизаторы, инструменты для измерения в процессе бурения (ИПБ), инструменты для каротажа в процессе бурения (КПБ), забойные двигатели, раздвижные расширители, секционные шарошки, гидравлические отсоединяющие устройства, бурильные яссы, вибрационные или демпфирующие инструменты, другие компоненты или комбинации вышеперечисленного. КНБК 106 может дополнительно содержать роторную управляемую систему (РУС). РУС может содержать инструменты наклонно-направленного бурения, которые изменяют направление долота 110 и таким образом траекторию ствола скважины. По меньшей мере часть РУС может поддерживать геостационарное положение относительно абсолютной системы отсчета, такой как гравитация, магнитный север и/или истинный север. С помощью измерений, полученных с помощью геостационарного положения, РУС может определить местонахождение долота 110, изменить курс долота 110 и направить инструменты наклонно-направленного бурения по заданной траектории.

В общем, буровая система 100 может содержать другие бурильные компоненты и принадлежности, такие как специальные клапаны (например, обратные клапаны ведущей трубы, противовыбросовые превенторы и предохранительные клапаны). Дополнительные компоненты, включенные в буровую систему 100, могут рассматриваться в составе узла 104 бурового инструмента, бурильной колонны 105 или КНБК 106 в зависимости от их местоположения в буровой системе 100.

Долото 110 в КНБК 106 может представлять собой долото любого типа, подходящее для измельчения скважинных материалов. Например, долото 110 может представлять собой буровое долото, подходящее для бурения земного пласта 101. Приведенные в качестве примера типы буровых долот, используемых для бурения земных пластов, представляют собой буровые долота с запрессованными поликристаллическими алмазными резцами или долота с твердосплавными лопастями. В других вариантах реализации изобретения долото 110 может представлять собой шарошку или фрезу, используемую для удаления металла, композита, эластомера, других скважинных материалов или их комбинаций. Например, долото 110 можно использовать с отклонителем для расфрезеровывания обсадной колонны 107, обсаживающей ствол 102 скважины. Долото 110 также может представлять собой разрыхляющую фрезу, используемую для фрезерования инструментов, пробок, цемента, других материалов внутри ствола 102 скважины или их комбинаций. Металлические опилки или другая металлическая стружка, образованная с помощью фрезы, может подниматься на поверхность или может, если необходимо, падать вглубь скважины.

На фиг. 2-1 представлен вид в перспективе расширителя 212 в расширенной конфигурации в соответствии с по меньшей мере одним вариантом реализации настоящего изобретения. Расширитель 212 содержит корпус 214. Корпус 214 содержит множество отверстий 215. Блок 216 расширителя выходит из каждого отверстия 215. Блок 216 расширителя содержит множество режущих элементов 217. Таким образом, когда расширитель 212 вращается, режущие элементы 217 могут дробить стенку ствола скважины, таким образом расширяя диаметр ствола скважины.

На фиг. 2-2 представлен вид в поперечном разрезе расширителя 212, показанного на фиг. 2-1, в убранной конфигурации в соответствии с по меньшей мере одним вариантом реализации настоящего изобретения. В убранной конфигурации блок 216 расширителя убран под внешнюю поверхность 218 корпуса 214. Другими словами, радиальный периметр 220 блока 216 расширителя расположен в радиальном направлении внутрь внешней поверхности 218 корпуса 215. Таким образом, расширитель 212 в убранном положении не может разрезать пласт или обсадную колонну или входить с ними в зацепление, например, когда расширитель 212 спускают в ствол скважины.

Расширитель 212 содержит проточную трубу 222, которая может проходить через центр внутренней части 224 корпуса 214. Проточная труба 222 может проходить через продольную ось 223 корпуса 214. Поток флюида, такой как буровой раствор, протекает через проточную трубу слева направо в показанном варианте реализации. Поток флюида может поступать в поршневую камеру 225. Перепад давления между поршневой камерой 225 и внешней частью 226 корпуса 214 может прикладывать силу расширения к поршню 228 в поршневой камере 225. Поршень 228 может прикладывать силу расширения к нижней плите 229, которая может передавать силу расширения на блок 216 расширителя, таким образом подталкивая блок 216 расширителя выше по стволу скважины. Упругий элемент 230 прикладывает упругую силу к верхней плите 231. Верхняя плита 231 передает упругую силу на блок 216 расширителя, таким образом толкая блок 216 расширителя ниже по стволу скважины. В убранной конфигурации, показанной на фиг. 2-2, упругая сила больше, чем сила расширения, и, следовательно, блок 216 расширителя расположен в скважине в убранной конфигурации.

На фиг. 2-3 представлен вид в поперечном разрезе расширителя 212, показанного на фиг. 2-1, в расширенной конфигурации в соответствии с по меньшей мере одним вариантом реализации настоящего изобретения. В расширенной конфигурации радиальный периметр 220 блока 216 расширителя проходит за внешнюю поверхность 218 корпуса 214. Таким образом, когда расширитель 212 вращается, режущие элементы на блоке 216 расширителя могут входить в зацепление с пластом и измельчать его, таким образом увеличивая диаметр ствола скважины.

Для перемещения между убранной конфигурацией, показанной на фиг. 2-2 и расширенной конфигурацией, показанной на фиг. 2-3, перепад давления между поршневой камерой 225 и внешней частью 226 корпуса 214 увеличивается, например, путем увеличения объемного расхода потока флюида через проточную трубу 222. Это увеличит силу расширения на блоке 216 расширителя за счет поршня 228 и нижней плиты 229. Когда сила расширения становится больше, чем упругая сила на верхней плите 231, создаваемая упругим элементом 230, блок 216 расширителя может перемещаться выше по стволу скважины относительно корпуса. Одна или более направляющих (например, реечных) в корпусе (не показаны на фиг. 2-3) могут направлять блок 216 расширителя в радиальном направлении наружу, когда блок 216 расширителя перемещается в продольном направлении выше по стволу скважины.

На фиг. 2-4 представлен вид в поперечном разрезе расширителя 212, показанного на фиг. 2-3, в убранной конфигурации в соответствии с по меньшей мере одним вариантом реализации настоящего изобретения. В показанном варианте реализации расширитель 212 содержит три блока расширителя (совокупно обозначенные ссылочной позицией 216), первый блок 216-1 расширителя, второй блок 216-2 расширителя, смежный по окружности в направлении вращения 237 с первым блоком 216-1 расширителя, и третий блок 216-3 расширителя, смежный по окружности в направлении вращения 237 со вторым блоком 216-2 расширителя и смежный по окружности противоположно направлению вращения 237 с первым блоком 216-1 расширителя. Блоки 216 расширителя имеют радиальный периметр 220, переднюю стенку (совокупно обозначенную ссылочной позицией 232), заднюю стенку (совокупно обозначенную ссылочной позицией 234) и внутреннюю стенку (совокупно обозначенную ссылочной позицией 236). Передняя стенка 232 представляет собой боковую стенку блока 216 расширителя, которая первой контактирует с пластом ствола скважины во время вращения расширителя 212. Другими словами, передняя стенка 232 представляет собой боковую стенку блока расширителя, обращенную к направлению вращения 237 (по часовой стрелке на показанном виде) расширителя 212. Задняя стенка 234 представляет собой боковую стенку блока 216 расширителя, которая последней контактирует с пластом ствола скважины (если вообще контактирует) во время вращения ствола скважины. Другими словами, задняя стенка 234 представляет собой боковую стенку блока 216 расширителя, обращенную в сторону от направления вращения 237.

Задняя стенка 234 содержит углубление (совокупно обозначенное ссылочной позицией 238). Углубление 238 расположено на задней внутренней кромке 239 задней стенки 234. Другими словами, углубление 238 расположено в месте пересечения между задней стенкой 234 и внутренней стенкой 236. Таким образом, можно считать, что внутренняя стенка 236 содержит углубление 238. Углубление 238 имеет такую форму, чтобы принимать участок передней стенки 232 смежного по окружности блока 216 расширителя. В убранной конфигурации, показанной на фиг. 2-4, радиальный периметр 220 блока 216 расширителя расположен внутри внешней поверхности 218 корпуса 214. Таким образом, первое углубление 238-1 принимает переднюю внутреннюю кромку 240 третьей передней стенки 232-3 таким образом, что передняя внутренняя кромка 240 третьей передней стенки 232-3 вставляется (например, размещается) в первое углубление 238-1. Это углубление 238-1 может дать возможность убирать третий блок 216-3 расширителя дальше во внутреннюю часть 224 корпуса 214. Как обсуждается ниже, вложенные взаимные расположения блоков 216 расширителя могут увеличить экспозицию третьего блока 216-3 расширителя и уменьшить соотношение охвата к экспозиции.

Каждый из первого блока 216-1 расширителя, второго блока 216-2 расширителя и третьего блока 216-3 расширителя содержит углубление 238. В некоторых вариантах реализации углубление 238 может представлять собой карман, отверстие, выемку, приемник, вырез, любую другую секцию и их комбинации. Таким образом, все блоки 216 расширителя вставлены друг в друга. Другими словами, передняя стенка 232 вставлена (например, размещена) в углубление 238 смежного по окружности (в направлении вращения 237) блока 216 расширителя. Таким образом, второй блок 216-2 расширителя содержит второе углубление 238-2 во второй задней стенке 234-2, а первая передняя стенка 232-1 вставлена (например, размещена) во второе углубление 238-2. Аналогично, третий блок 216-3 расширителя содержит третье углубление 238-3 в третьей задней стенке 234-3, а вторая передняя стенка 232-2 вставлена (например, размещена) в третье углубление 238-3. Первый блок 216-3 расширителя содержит первое углубление 238-1 в первой задней стенке 234-1, а третья передняя стенка 232-3 вставлена (например, размещена, по меньшей мере частично охвачена, передняя внутренняя кромка 240 сопряжена с углублением 238) в третье углубление 238-3.

В показанном варианте реализации внутренняя стенка 236 блоков расширителя не является плоской. Например, внутренняя стенка 236 частично дополняет проточную трубу 222. Проточная труба 222 является цилиндрической, а это означает, что она имеет круглую форму поперечного сечения. Внутренняя стенка 236 имеет частично цилиндрическую поверхность, а это означает, что внутренняя стенка 236 имеет частично круглую форму поперечного сечения. Таким образом, внутренняя стенка 236 по меньшей мере частично дополняет проточную трубу 222. Таким образом, в убранном положении, показанном на фиг. 2-4, внутренняя стенка блока расширителя контактирует с участком проточной трубы в убранном положении или охватывает его. В варианте реализации, показанном на фиг. 2-4, внутренняя стенка является вогнутой, и внутренние стенки всех блоков расширителя охватывают (например, заключают в себя, контактируют, покрывают) всю или приблизительно (например, почти) всю внешнюю окружность проточной трубы. В некоторых вариантах реализации внутренняя стенка 236 может быть плоской, а внутренняя стенка 236 может проходить под углом от задней стенки 234 к передней стенке 232.

Круглый участок внутренней стенки 236 дополняет проточную трубу для угла 241 дуги стенки. В некоторых вариантах реализации угол 241 дуги стенки может находиться в диапазоне, имеющем верхнее значение, нижнее значение или верхнее и нижнее значения, включая любое из значений 45°, 60°, 75°, 80°, 85°, 90°, 95°, 100°, 105°, 120° или любые промежуточные значения. Например, угол 241 дуги стенки может составлять более 45°. В другом примере угол 241 дуги стенки может составлять менее 120°. В еще других примерах угол 241 дуги стенки может иметь любое значение в диапазоне от 45° до 120°. В некоторых вариантах реализации может быть критически важным, чтобы угол 241 дуги стенки составлял более 90° для вставки внутренней стенки в направлении проточной трубы, увеличения экспозиции и уменьшения соотношения охвата к экспозиции.

Углубление 238 имеет глубину 233 углубление в корпус блока 216 расширителя. Это можно визуализировать как протяженность, на которую передняя стенка 232 смежного по окружности блока 216 расширителя проходит в корпус блока 216 расширителя. Глубина 233 углубления может составлять процент углубления от ширины блока 216 расширителя. В некоторых вариантах реализации процент углубления может составлять более 0%, более 5%, более 10%, более 15%, более 20%, более 25%, более 30%, более 35%, более 40%, более 45%, более 50% или любое промежуточное значение. В некоторых вариантах реализации может быть критически важным, чтобы процент углубления составлял более 10% для обеспечения вставки друг в друга смежных по окружности блоков 216 расширителя.

В варианте реализации, показанном на фиг. 2-4, линия 235, проведенная через продольную ось 223 корпуса 214 и перпендикулярная продольной оси 223, контактирует с двумя или более блоками 216 расширителя в убранной конфигурации. В показанном варианте реализации линия 235 контактирует со всеми тремя блоками 216 расширителя. Линия контактирует с первым блоком 216-1 расширителя в корпусе первого блока 216-1 расширителя, вторым блоком 216-2 расширителя на внутренней кромке второй передней стенки 232-2 и третьим блоком 216-3 расширителя в третьем углублении 238-3 третьей задней стенки 234-3. Это показатель того, насколько глубоко блоки 216 расширителя убраны во внутреннюю часть 224 корпуса 214. В некоторых вариантах реализации расширитель 212 может содержать любое количество блоков 216 расширителя, включая 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 или более блоков расширителя.

На фиг. 2-5 представлен вид в поперечном разрезе расширителя 212, показанного на фиг. 2-1, в расширенной конфигурации в соответствии с по меньшей мере одним вариантом реализации настоящего изобретения. В расширенной конфигурации радиальный периметр 220 блока 216 расширителя проходит за внешнюю поверхность 218 корпуса 214. Высота, на которую радиальный периметр 220 проходит за внешнюю поверхность 218, представляет собой экспозицию 242.

Расширитель имеет диаметр 243 в убранном положении и диаметр 244 в расширенном положении. Диаметр 243 в убранном положении представляет собой диаметр окружности 245 в убранном положении, описанной вокруг корпуса 214. Диаметр в расширенном положении представляет собой диаметр окружности 246 в расширенном положении, описанной вокруг блоков 216 расширителя в расширенной конфигурации. Таким образом, экспозиция 242 составляет половину разницы между диаметром в расширенном положении и диаметром в убранном положении или разницы между радиусом окружности 246 в расширенном положении и радиусом 245 в убранном положении.

Соотношение расширения представляет собой соотношение между диаметром в расширенном положении и диаметром в убранном положении. В некоторых вариантах реализации соотношение расширения может находиться в диапазоне, имеющем верхнее значение, нижнее значение или верхнее и нижнее значения, включая любое из значений 2,5, 2,4, 2,3, 2,2, 2,1, 2,0, 1,9, 1,8, 1,7, 1,6, 1,5, 1,4, 1,3, 1,2, 1,1 или любые промежуточные значения. Например, соотношение расширения может составлять более 1,1. В другом примере соотношение расширения может составлять менее 2,5. В еще других примерах соотношение расширения может представлять собой любое значение в диапазоне от 1,1 до 2,5. В некоторых вариантах реализации может быть критически важным, чтобы соотношение расширения составляло более 2,0 для достаточного расширения диаметра ствола скважины.

Во время вращения радиальный периметр 220 контактирует с пластом (например, стенкой ствола скважины). Это прикладывает расширяющую силу к блоку 216 расширителя противоположно направлению вращения 237. Расширяющей силе противодействует боковая стенка отверстия 215 в корпусе 214, которая контактирует с задней стенкой 234 (например, там, где расположено углубление 238). Поскольку блок 216 расширителя проходит за внешнюю поверхность 218 корпуса 214, расширяющая сила может заставить блок 216 расширителя вращаться. Это может привести к подталкиванию передней стенки 232 к боковой стенке отверстия 215 в корпусе 214. Длина контакта между передней стенкой 232 и корпусом 214 представляет собой охват 248. Крутящий момент от расширяющей силы вблизи передней кромки 240 блока 216 расширителя может быть больше, чем в средней точке задней стенки 234 блока 216 расширителя. Соответственно, длина передней стенки 232 может быть больше, чем длина задней стенки 234 блока 216 расширителя.

Соотношение охвата 248 к экспозиции 242 представляет собой соотношение охвата к экспозиции. Соотношение охвата к экспозиции представляет собой показатель максимального расширения расширителя. В некоторых вариантах реализации соотношение охвата к экспозиции может находиться в диапазоне, имеющем верхнее значение, нижнее значение или верхнее и нижнее значения, включая любые из значений 0,50, 0,60, 0,70, 0,75, 0,80, 0,85, 0,90, 0,95, 1,00, 1,05, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0 или любое промежуточное значение. Например, соотношение охвата к экспозиции может составлять более 0,50. В другом примере соотношение охвата к экспозиции может составлять менее 2,00. В еще других примерах соотношение охвата к экспозиции может представлять собой любое значение в диапазоне от 0,50 до 2,00. В некоторых вариантах реализации может быть критически важным, чтобы соотношение охвата к экспозиции составляло менее 1,00 для достаточного увеличения диаметра ствола скважины. Более низкое соотношение охвата к экспозиции является показателем того, что расширитель может иметь большее увеличение диаметра ствола скважины.

В некоторых вариантах реализации экспозиция 242 может находиться в диапазоне, имеющем верхнее значение, нижнее значение или верхнее и нижнее значения, включая любое из значений 1,5 дюйма (3,8 см), 1,6 дюйма (4,1 см), 1,7 дюйма (4,3 см), 1,8 дюйма (4,6 см), 1,9 дюйма (4,8 см), 2,0 дюйма (5,1 см), 2,1 дюйма (5,3 см), 2,2 дюйма (5,6 см), 2,3 дюйма (5,8 см), 2,4 дюйма (6,1 см), 2,5 дюйма (6,4 см), 3,0 дюйма (7,62 см), 4,0 дюйма (10,16 см), 5,0 дюйма (12,7 см), 6,0 дюйма (15,24 см), 8,0 дюйма (20,32 см), 10,0 дюйма (25,40 см), 12,0 дюйма (30,48 см), 15,0 дюйма (38,10 см), 18,5 дюйма (46,99 см) или любое промежуточное значение. Например, экспозиция 242 может составлять более 1,5 дюйма (3,8 см). В другом примере экспозиция 242 может составлять менее 18,5 дюйма (46,99 см). В еще других примерах экспозиция 242 может иметь любое значение в диапазоне от 1,5 дюйма (3,8 см) до 18,5 дюйма (46,99 см). В некоторых вариантах реализации может быть критически важным, чтобы экспозиция 242 составляла более 2,0 дюйма (5,1 см) для достаточного увеличения диаметра ствола скважины.

В некоторых вариантах реализации охват 248 может находиться в диапазоне, имеющем верхнее значение, нижнее значение или верхнее и нижнее значения, включая любое из значений 1,0 дюйма (2,5 см), 1,5 дюйма (3,8 см), 1,6 дюйма (4,1 см), 1,7 дюйма (4,3 см), 1,8 дюйма (4,6 см), 1,9 дюйма (4,8 см), 2,0 дюйма (5,1 см), 2,1 дюйма (5,3 см), 2,2 дюйма (5,6 см), 2,3 дюйма (5,8 см), 2,4 дюйма (6,1 см), 2,5 дюйма (6,4 см), 3,0 дюйма (7,62 см), 4,0 дюйма (10,16 см), 5,0 дюйма (12,7 см), 6,0 дюйма, (15,24 см), 8,0 дюйма (20,32 см), 10,0 дюйма (25,40 см) или любое промежуточное значение. Например, охват 248 может составлять более 1,0 дюйма (2,5 см). В другом примере охват 248 может составлять менее 10,0 дюйма (25,4 см). В еще других примерах охват 248 может представлять собой любое значение в диапазоне от 1,0 дюйма (2,5 см) до 10,0 дюйма (25,4 см). В некоторых вариантах реализации может быть критически важным, чтобы охват 248 составлял более 1,8 дюйма (4,6 см) для обеспечения поддержки блока расширителя. Увеличенный охват 248 может привести к большей стабильности блока расширителя. Кроме того, увеличенный охват 248 может повысить прочность расширителя, таким образом уменьшая вероятность поломки блока расширителя во время операций расширения.

Передняя стенка 232 блока 216 расширителя имеет высоту 249 передней стенки, а задняя стенка 234 блока расширителя имеет высоту 250 задней стенки. Высота 249 передней стенки представляет собой расстояние между радиальным периметром 220 и внутренней стенкой 236 вдоль передней стенки 232. Высота 250 задней стенки представляет собой расстояние между радиальным периметром 220 и внутренней стенкой 236 вдоль задней стенки. В варианте реализации, показанном на фиг. 2-5, высота 249 передней стенки больше, чем высота 250 задней стенки. Соотношение высоты передней стенки к высоте задней стенки представляет собой соотношение высоты стенки. В некоторых вариантах реализации соотношение высоты стенки может находиться в диапазоне, имеющем верхнее значение, нижнее значение или верхнее и нижнее значения, включая любое из значений 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0, 2,5, 3,0 или любое промежуточное значение. Например, соотношение высоты стенки может составлять более 1,0. В другом примере соотношение высоты стенки может составлять менее 3,0. В еще других примерах соотношение высоты стенки может представлять собой любое значение в диапазоне от 1,0 до 3,0. В некоторых вариантах реализации может быть критически важным, чтобы соотношение высоты стенки составляло более 1,2 для увеличения охвата и экспозиции блока расширителя. Кроме того, соотношение высоты стенки более 1,2 может обеспечить вставку друг в друга смежных по окружности блоков расширителя.

В варианте реализации, показанном на фиг. 2-5, высота 249 передней стенки может быть больше радиуса корпуса 214. Другими словами, высота 249 передней стенки может быть больше половины диаметра в убранном положении окружности 245 в убранном положении. Передняя стенка 232 имеет соотношение высоты к диаметру в убранном положении. В некоторых вариантах реализации соотношение высоты к диаметру в убранном положении может находиться в диапазоне, имеющем верхнее значение, нижнее значение или верхнее и нижнее значения, включая любое из значений 0,45, 0,5, 0,55, 0,6, 0,65, 0,70, 0,75 или любое промежуточное значение. Например, соотношение высоты к диаметру в убранном положении может составлять более 0,45. В другом примере соотношение высоты к диаметру в убранном положении может составлять менее 0,75. В еще других примерах соотношение высоты к диаметру в убранном положении может представлять собой любое значение в диапазоне от 0,45 до 0,75. В некоторых вариантах реализации может быть критически важным, чтобы соотношение высоты к диаметру в убранном положении составляло более 0,5 для увеличения экспозиции и уменьшения соотношения охвата к экспозиции.

Блок 216 расширителя имеет поперечную ось 252 блока расширителя, которая представляет собой ось между радиальным периметром 220 и внутренней стенкой 236. В показанном варианте реализации поперечная ось 252 блока расширителя блоков 216 расширителя проходит через продольную ось 223 корпуса 214. В некоторых вариантах реализации поперечная ось 252 блока расширителя одного или более блоков 216 расширителя может быть смещена относительно продольной оси 223 корпуса 214. В некоторых вариантах реализации поперечная ось 252 блока расширителя одного или более блоков 216 расширителя может быть смещена относительно продольной оси 223 корпуса в направлении вращения 237 расширителя 212. В некоторых вариантах реализации поперечная ось 252 блока расширителя одного или более блоков 216 расширителя может быть смещена относительно продольной оси 223 корпуса 214 противоположно направлению вращения 237 расширителя 212. Смещение поперечной оси 252 блока расширителя может обеспечить вставку блоков 216 расширителя глубже друг в друга, таким образом позволяя блокам 216 расширителя иметь увеличенную экспозицию 242 и/или более низкое соотношение охвата к экспозиции.

В некоторых вариантах реализации поперечная ось 252 блока расширителя может быть смещена относительно продольной оси расширителя на процент смещения, который представляет собой длину смещения по отношению к диаметру корпуса 214. В некоторых вариантах реализации процент смещения может находиться в диапазоне, имеющем верхнее значение, нижнее значение или верхнее и нижнее значения, включая любое из значений 1%, 2,5%, 5%, 7,5%, 10%, 12,5%, 15%, 20%, 25% или любое промежуточное значение. Например, процент смещения может составлять более 1%. В другом примере процент смещения может составлять менее 25%. В еще других примерах процент смещения может представлять собой любое значение в диапазоне от 1% до 25%. В некоторых вариантах реализации может быть критически важным, чтобы процент смещения составлял более 1% для увеличения экспозиции 242 и/или уменьшения соотношения охвата к экспозиции.

На фиг. 3 представлен вид в перспективе блока 316 расширителя, если смотреть на внутреннюю поверхность 336, в соответствии с по меньшей мере одним вариантом реализации настоящего изобретения. Блок 316 расширителя содержит переднюю стенку 332 и заднюю стенку 334. Задняя стенка 334 содержит углубление 338, в которую может быть вставлена или размещена передняя стенка 332 смежного по окружности блока 316 расширителя. В некоторых вариантах реализации передняя стенка 332 и/или задняя стенка 334 могут содержать одну или более реек, которые входят в зацепление с отверстием в корпусе, чтобы помочь направлять блок 316 расширителя во время расширения и удерживать блок 316 расширителя во время работы. На показанном виде внутренняя поверхность 336 содержит изогнутый участок 354 и участок 356 углубления, причем участок 356 углубления представляет собой часть углубления 338. На показанном виде углубление 338 проходит к верхней поверхности 358 расширителя 316. Углубление 338 не проходит все расстояние до нижней поверхности 360 расширителя 316. В некоторых вариантах реализации углубление 338 может проходить все расстояние между верхней поверхностью 358 и нижней поверхностью 360. В других вариантах реализации углубление 338 начинается и заканчивается между верхней поверхностью 358 и нижней поверхностью. При начале углубления 338 между верхней поверхностью 358 и нижней поверхностью 360 верхняя стенка 320 может проходить все расстояние до верхней поверхности 358, таким образом обеспечивая размещение большего количества режущих элементов на верхней стенке 320.

На фиг. 4-1 представлен вид в поперечном разрезе расширителя 412 в убранной конфигурации в соответствии с по меньшей мере одним вариантом реализации настоящего изобретения; Расширитель 412 содержит множество блоков расширителя (совокупно обозначенную ссылочной позицией 416). Первичная проточная труба 422 проходит через центр корпуса 414. Множество вторичных проточных труб (совокупно обозначены ссылочной позицией 462) проходят через внутреннюю часть 424 корпуса в радиальном направлении наружу от первичной проточной трубы 422. Вторичные проточные трубы 462 расположены между смежными по окружности блоками 416 расширителя и рядом с внутренней стенкой корпуса 414. Другими словами, первая вторичная проточная труба 462-1 расположена между первой передней стенкой 432-1 первого блока 416-1 расширителя и второй задней стенкой 434-2 второго блока расширителя. Вторая вторичная проточная труба 462-2 расположена между второй передней стенкой 432-2 второго блока 416-2 расширителя и третьей задней стенкой 434-3 третьего блока 416-3 расширителя. Третья вторичная проточная труба 462-3 расположена между третьей передней стенкой 432-3 третьего блока 416-3 расширителя и первой задней стенкой 434-1 первого блока 416-1 расширителя. Вторичные проточные трубы 462 могут обеспечить прохождение более высокого объемного расхода бурового раствора через корпус 414 при том же давлении бурения. Это может обеспечить использование большего количества скважинных инструментов во время использования расширителя 412, таким образом повышая универсальность расширителя 412.

На фиг. 4-2 представлен вид в продольном разрезе расширителя 412, показанного на фиг. 4-1, в убранной конфигурации в соответствии с по меньшей мере одним вариантом реализации настоящего изобретения. В показанном варианте реализации показано, что упругий элемент 430 расположен вокруг вторичной проточной трубы 462. Упругий элемент 430 толкается к верхней плите 431, чтобы препятствовать расширению блока 416 расширителя. В показанном варианте реализации три упругих элемента 430 расположены вокруг трех вторичных проточных труб 462. Это может обеспечить приложение достаточной упругой силы к верхней плите 431. Показанные упругие элементы 430 представляют собой винтовые пружины.

Отклонитель 464 потока направляет поток в первичную проточную трубу 422 и вторичные проточные трубы 462. Расположенный выше по стволу скважины конец отклонителя 464 потока проходит выше по стволу скважины от блока 416 расширения. Это может дать возможность отклонителю 464 потока иметь уменьшенный угол 466 отклонения потока. Небольшой угол 466 отклонения потока может уменьшить износ отклонителя 464 потока из-за высокоскоростного потока флюида и частиц в потоке флюида. В некоторых вариантах реализации угол 466 отклонения потока может находиться в диапазоне, имеющем верхнее значение, нижнее значение или верхнее и нижнее значения, включая любые из значение 0,5°, 1,0°, 1,5°, 2,0°, 2,5°, 3,0°, 3,5°, 4,0º, 4,5º, 5,0º, 6,0º, 7,0º, 8,0º, 9,0º, 10,0º или любое промежуточное значение. Например, угол 466 отклонения потока может составлять более 0,5º. В другом примере угол 466 отклонения потока может составлять менее 10,0º. В еще других примерах угол 466 отклонения потока может представлять собой любое значение в диапазоне от 0,5° до 10,0°. В некоторых вариантах реализации может быть критически важным, чтобы угол 466 отклонения потока составлял менее 2,0º для уменьшения износа отклонителя потока. В показанном варианте реализации отклонитель 464 потока проходит за расположенный выше по стволу скважины конец расширителя 412. Таким образом, отклонитель 464 потока может проходить в расположенный ниже по стволу скважины конец трубчатого элемента, переводника, забойного инструмента или другого корпуса, соединенного с расположенным выше по стволу скважины концом корпуса расширителя.

На фиг. 5 представлен вид в разрезе расширителя 512 в убранной конфигурации в соответствии с по меньшей мере одним вариантом реализации настоящего изобретения. В показанном варианте реализации блоки расширителя (совокупно обозначенные ссылочной позицией 516) смещены в продольном направлении. Другими словами, расположенный ниже по стволу скважины конец первого блока 516-1 расширителя расположен выше по стволу скважины от расположенного выше по стволу скважины конца второго блока 516-2 расширителя, а расположенный ниже по стволу скважины конец второго блока 516-2 расширителя может быть расположен выше по стволу скважины от расположенного выше по стволу скважины конца третьего блока 516-3 расширителя. В этом варианте реализации первичная проточная труба (например, первичная проточная труба 422 на фиг. 4-1) может быть удалена, а блоки 516 расширителя могут проходить через внутреннюю часть корпуса таким образом, что одна или более внутренних стенок проходят в радиальном направлении через продольную ось 523 корпуса. Это может дополнительно увеличить экспозицию расширителя. Флюид может протекать через расширитель через вторичные проточные трубы (например, вторичные проточные трубы 462 на фиг. 4-1) между смежными по окружности и смещенными в продольном направлении блоками 516 расширителей.

Варианты реализации расширителя с высоким соотношением были в основном описаны со ссылкой на операции бурения ствола скважины; описываемый в данном документе расширитель с высоким соотношением может быть использован в применениях, отличных от бурения ствола скважины. В других вариантах реализации расширитель с высоким соотношением в соответствии с настоящим изобретением может быть использован вне ствола скважины или другой скважинной среды, используемой для разведки или добычи природных ресурсов. Например, расширитель с высоким соотношением по данному изобретению могут использовать в стволе скважины, используемом для размещения линий энергоснабжения. Соответственно, термины «ствол скважины», «скважина» и тому подобное не следует толковать как ограничивающие инструменты, системы, компоновки или способы по настоящему изобретению какой-либо конкретной отраслью, областью или средой.

В данном документе описаны один или более конкретных вариантов реализации настоящего изобретения. Эти описанные варианты реализации являются примерами раскрытых в настоящее время методов. К тому же, в попытке предоставить краткое описание этих вариантов реализации в описании могут быть описаны не все признаки фактического варианта реализации. Следует принимать во внимание, что при разработке любого такого фактического варианта реализации, как и в любой инженерной или опытно-конструкторской разработке, будут приниматься многочисленные конкретные решения для варианта реализации для достижения конкретных целей разработчиков, таких как соблюдение связанных с системой и связанных с бизнесом ограничений, которые будут изменяться в зависимости от варианта реализации. Более того, следует понимать, что такая опытно-конструкторская разработка может быть сложной и потребовать больших затрат времени, но, тем не менее, будет обычной практикой при конструировании, изготовлении и производстве для специалистов в данной области техники, пользующихся преимуществами данного изобретения.

Кроме того, следует понимать, что ссылки на «один вариант реализации» или «вариант реализации» по настоящему изобретению не предназначены для толкования как исключающие существование дополнительных вариантов реализации, которые также включают приведенные признаки. Например, любой элемент, описанный в связи с вариантом реализации в данном документе, может комбинироваться с любым элементом любого другого варианта реализации, описанного в данном документе. Числа, проценты, соотношения или другие значения, указанные в данном документе, предназначены для включения данного значения, а также других значений, которые «приблизительно» или «примерно» близки к указанному значению, что будет понятно специалисту в данной области техники, охватываемой вариантами реализации настоящего изобретения. Поэтому заявленное значение следует толковать достаточно широко, чтобы охватить значения, которые по меньшей мере достаточно близки к заявленному значению для выполнения требуемой функции или достижения требуемого результата. Указанные значения включают по меньшей мере ожидаемые отклонения в подходящем производстве или производственном процессе и включают значения, которые находятся в пределах 5%, в пределах 1%, в пределах 0,1% или в пределах 0,01% от заявленного значения.

Ввиду данного изобретения специалист в данной области техники должен понимать, что эквивалентные конструкции не отклоняются от сущности и объема настоящего изобретения и что в данном документе могут быть сделаны различные изменения, замены и исправления без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения. Эквивалентные конструкции, в том числе функциональные пункты формулы с указанием «средства и функции», предназначены для охвата конструкций, описанных в данном документе как выполняющие указанную функцию, включая как конструкционные эквиваленты, которые работают таким же образом, так и эквивалентные конструкции, которые обеспечивают такую же функцию. Заявитель явно намерен не ссылаться на «средство и функцию» или другие функциональные требования для какого-либо пункта формулы, за исключением пунктов, в которых слова «средства для...» появляются вместе со связанной функцией. Каждое добавление, удаление и модификация вариантов реализации, которые подпадают под значение и объем формулы изобретения, должны охватываться формулой изобретения.

Термины «приблизительно», «около» и «по существу», используемые в данном документе, представляют количество, близкое к указанному количеству, которое находится в пределах стандартных производственных или технологических допусков или которое все еще выполняет требуемую функцию или достигает требуемого результата. Например, термины «приблизительно», «около» и «по существу» могут относиться к количеству, которое находится в пределах менее 5%, в пределах менее 1%, в пределах менее 0,1% и в пределах менее 0,01% от заявленного количества. Кроме того, следует понимать, что любые направления или системы координат в предшествующем описании являются просто относительными направлениями или перемещениями. Например, любые упоминания слов «вверх» и «вниз» или «выше» или «ниже» просто описывают относительное положение или перемещение связанных элементов.

Настоящее изобретение может быть реализовано в других конкретных формах без отклонения от его сущности или характеристик. Описанные варианты реализации следует рассматривать как иллюстративные, а не ограничивающие. Следовательно, объем данного изобретения указан в прилагаемой формуле изобретения, а не в предшествующем описании. Изменения, которые подпадают под значение и диапазон эквивалентности формулы изобретения, должны быть включены в ее объем.

Группа изобретений относится к вариантам расширителя, в том числе для увеличения диаметра ствола скважины. Технический результат заключается в снижении числа проходов с помощью расширителя. Расширитель содержит: корпус, содержащий проточную трубу, проходящую через центр внутренней части корпуса, и множество отверстий от внутренней части корпуса к внешней части корпуса; первый блок расширителя во внутренней части корпуса, причем первый блок расширителя содержит первую переднюю стенку, первую внутреннюю стенку и первую заднюю стенку, при этом первая задняя стенка и первая внутренняя стенка содержат первое углубление; второй блок расширителя во внутренней части корпуса, причем второй блок расширителя содержит вторую переднюю стенку, вторую внутреннюю стенку и вторую заднюю стенку, при этом первая передняя стенка вставлена во второе углубление в убранной конфигурации; и третий блок расширителя во внутренней части корпуса, причем третий блок расширителя содержит третью переднюю стенку, третью внутреннюю стенку и третью заднюю стенку, при этом третья задняя стенка и третья внутренняя стенка содержат третье углубление, и вторая передняя стенка вставлена в третье углубление в убранной конфигурации, и третья передняя стенка вставлена в первое углубление в убранной конфигурации. Линия, проведенная перпендикулярно продольной оси корпуса, который проходит по продольной оси, пересекает, по порядку поперек расширителя, первый блок расширителя, проточную трубу, вторую переднюю стенку второго блока расширителя, третью заднюю стенку третьего блока расширителя в убранной конфигурации и корпус. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Расширитель, содержащий:

корпус, содержащий проточную трубу, проходящую через центр внутренней части корпуса, и множество отверстий от внутренней части корпуса к внешней части корпуса;

первый блок расширителя во внутренней части корпуса, причем первый блок расширителя содержит первую переднюю стенку, первую внутреннюю стенку и первую заднюю стенку, при этом первая задняя стенка и первая внутренняя стенка содержат первое углубление;

второй блок расширителя во внутренней части корпуса, причем второй блок расширителя содержит вторую переднюю стенку, вторую внутреннюю стенку и вторую заднюю стенку, при этом первая передняя стенка вставлена во второе углубление в убранной конфигурации; и

третий блок расширителя во внутренней части корпуса, причем третий блок расширителя содержит третью переднюю стенку, третью внутреннюю стенку и третью заднюю стенку, при этом третья задняя стенка и третья внутренняя стенка содержат третье углубление, и вторая передняя стенка вставлена в третье углубление в убранной конфигурации, и третья передняя стенка вставлена в первое углубление в убранной конфигурации;

причем линия, проведенная перпендикулярно продольной оси корпуса, который проходит по продольной оси, пересекает, по порядку поперек расширителя, первый блок расширителя, проточную трубу, вторую переднюю стенку второго блока расширителя, третью заднюю стенку третьего блока расширителя в убранной конфигурации и корпус.

2. Расширитель по п. 1, в котором первая передняя стенка имеет высоту, которая больше высоты первой задней стенки.

3. Расширитель по п. 1, в котором первая внутренняя стенка первого блока расширителя и вторая внутренняя стенка второго блока расширителя являются вогнутыми.

4. Расширитель по п. 1, в котором проточная труба соосна с продольной осью корпуса.

5. Расширитель по п. 1, в котором первая внутренняя стенка первого блока расширителя и вторая внутренняя стенка второго блока расширителя имеют форму, дополняющую проточную трубу.

6. Расширитель по п. 5, в котором первая внутренняя стенка имеет форму, дополняющую проточную трубу, для угла дуги стенки более 90°.

7. Расширитель по п. 1, в котором первый блок расширителя расположен выше по стволу скважины от второго блока расширителя, а второй блок расширителя расположен выше по стволу скважины от третьего блока расширителя.

8. Расширитель по п. 1, имеющий соотношение охвата к экспозиции, составляющее менее 1,00.

9. Расширитель, содержащий:

корпус с телом вокруг продольной оси, причем тело образует внутренний канал;

проточную трубу, проходящую по внутреннему каналу корпуса вдоль продольной оси корпуса;

множество блоков расширителя, расположенных в радиальном направлении вокруг проточной трубы и выполненных с возможностью расширения и убирания относительно корпуса; и

вторичную проточную трубу, проходящую внутри внутреннего канала корпуса и в радиальном направлении наружу от проточной трубы, причем вторичная проточная труба расположена между двумя блоками расширителя из множества блоков расширителя в убранной конфигурации.

10. Расширитель по п. 9, содержащий отклонитель потока, причем отклонитель потока содержит первичный порт, гидравлически сообщающийся с проточной трубой, и вторичный порт, гидравлически сообщающийся со вторичной проточной трубой.

11. Расширитель по п. 9, в котором вторичная проточная труба проходит по длине множества блоков расширителя.

12. Расширитель по п. 9, содержащий упругий элемент, расположенный вокруг вторичной проточной трубы.

13. Расширитель, содержащий:

корпус, содержащий отверстие от внутренней части корпуса к внешней части корпуса;

блок расширителя, содержащий:

- переднюю стенку, причем высота передней стенки превышает радиус корпуса;

- заднюю стенку; и

- радиальный периметр;

при этом блок расширителя выполнен с возможностью конфигурирования в убранную конфигурацию и расширенную конфигурацию, причем, когда блок расширителя находится в убранной конфигурации, радиальный периметр расположен в радиальном направлении внутрь от внешней поверхности корпуса, а когда блок расширителя находится в расширенной конфигурации, радиальный периметр расположен в радиальном направлении наружу от внешней поверхности корпуса, при этом экспозиция представляет собой расстояние от внешней поверхности корпуса, охват представляет собой длину контакта передней стенки с корпусом, а соотношение охвата к экспозиции составляет менее 1,00.

14. Расширитель по п. 13, в котором соотношение расширения составляет более 2,00.

15. Расширитель по п. 13, в котором высота передней стенки превышает высоту задней стенки.

16. Расширитель по п. 13, в котором блок расширителя представляет собой первый блок расширителя, а передняя стенка представляет собой первую переднюю стенку, при этом первый блок расширителя содержит углубление в задней стенке первого блока расширителя, причем имеется второй блок расширителя, содержащий вторую переднюю стенку, при этом вторая передняя стенка вставлена в углубление.