Расширитель скважин Российский патент 2025 года по МПК E21B7/28 

Изобретение относится к буровой технике нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для увеличения диаметра скважины в заданном интервале.

Известен расширитель (патент РФ №2491405, МПК Е21В 7/28, опубл. 27.08.2013 г., бюл. № 24), содержит корпус с наклонными пазами снаружи и размещенным в нем штоком, взаимодействующий со штоком поршень, который выполнен кольцевым и размещен в камере, образованной наружной стенкой штока и внутренней стенкой корпуса, закрепленные в наклонных пазах корпуса и соединенные шарнирно посредством тяг с поршнем лапы с зубками на рабочей поверхности, и нижний переводник с внутренним сужающимся каналом, соединенный снизу с корпусом, причем поршень снизу оборудован полой втулкой с боковыми каналами, ниже которых внутри полой втулки выполнено сужение и цилиндрическая наружная поверхность, которая выполнена с возможностью скользящего взаимодействия с сужающимся каналом нижнего переводника и с возможностью выхода из этого сужающегося канала при перемещении поршня вверх относительно корпуса. Места соединения тяг с поршнем выполнены герметичными. Поршень снабжен тарированными продольными отверстиями, размещенными между местами соединения тяг с поршнем равномерно по диаметру.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является расширитель скважин (патент РФ №57792, МПК Е21В 7/28, опубл. 27.10.2006 г., бюл. № 32), содержит корпус с наклонными пазами и размещенным в нем штоком, взаимодействующий со штоком поршень, который выполнен кольцевым и размещен в камере, образованной наружной стенкой штока и внутренней стенкой корпуса, закрепленные в наклонных пазах корпуса и соединенные посредством тяг с поршнем лапы с зубками на рабочей поверхности. Лапы соединены с тягами шарнирно, а рабочая поверхность лап образована расширяющейся от центра устройства с переменной увеличивающейся кривизной к верху, относительно расположения в скважине, и рассеченной вдоль посередине выборкой изогнутой наружной поверхностью. Зубки на рабочей поверхности расположены продольными рядами, а первый и первый после выборки в сторону вращения ряды зубков зафиксированы под наклоном относительно своих осей в сторону вращения. Верхние зубки выполнены в виде наклонных калибрующих пластин, расположенных вдоль рабочей поверхности. Зубки в рядах могут быть выполнены с возможностью взаимодействия со стенками скважины при вращении, не повторяя траекторию предыдущих.

Недостатком этих устройств является:

- большая длина устройств, как следствие, невозможность применять в компоновке с ВЗД для наклонно-направленного бурения;

- при спуске расширителей происходит обрыв тяг из-за контакта лап о стенку скважины из-за недостаточной прочности шарниров тяг, как следствие создание аварийной ситуации;

- при бурении на растворе с высокой плотностью и наличия абразивного наполнителя ускоренный размыв тяг в окнах корпуса, как следствие, обрыв тяг, что приводит к заклиниванию расширителя в скважине и созданию аварийной ситуации.

Техническими задачами предлагаемого изобретения является создание надёжной конструкции расширителя скважин, в том числе для наклонно-направленного бурения, а также для исключения аварийных ситуаций при работе и спускоподъёмных операциях.

Технические задачи решаются расширителем скважинным, содержащий корпус с наклонными пазами, поршень, который выполнен кольцевым и размещен в гидрокамере, закрепленные в наклонных пазах корпуса и соединенные посредством тяг с поршнем лапы с зубками на рабочей поверхности, расположенных продольными рядами.

Новым является, что гидрокамера образована проточкой на наружной поверхности корпуса, выполненной ниже наклонных пазов и внутренней поверхностью переводника, соединенного с нижней частью корпуса резьбой, поршень снабжен внутренней проточкой под пружину, которая упирается снизу во внутренний торец поршня, а сверху в выступ проточки корпуса, тяги кольцевого поршня сделаны заодно с поршнем и выполнены с т-образными выступами под т-образные пазы лап, при этом, центральный канал корпуса снабжен отверстием для сообщения с гидрокамерой и промывочными отверстиями наклонных пазов корпуса.

На фиг. 1 изображен расширитель скважин в транспортном положении с частичным разрезом.

На фиг. 2 изображен расширитель скважин в рабочем положении с частичным разрезом.

Расширитель скважин содержит корпус 1 (фиг. 1 и 2) с наклонными пазами 2 (фиг. 1), поршень 3 (фиг. 1 и 2), выполненный кольцевым и размещенный в гидрокамере 4. В наклонных пазах 2 (фиг. 1) корпуса 1 (фиг. 1 и 2) закреплены и соединены посредством тяг 5 с поршнем 3 лапы 6 (фиг. 1) с зубками 7 расположенными продольными рядами на рабочей поверхности.

Гидрокамера 4 (фиг. 1 и 2) образована проточкой 8 на наружной поверхности корпуса1, которая выполнена ниже наклонных пазов 2 (фиг. 1) и внутренней поверхностью переводника 9 (фиг. 1 и 2), соединенного с нижней частью корпуса 1 резьбой 10. Поршень 3 снабжен внутренней проточкой 11 под пружину 12, которая упирается снизу во внутренний торец поршня 3, а сверху - в выступ проточки корпуса 1. Тяги 5 кольцевого поршня 3 сделаны заодно с поршнем 3 и выполнены с т-образными выступами 13 под т-образные пазы 14 лап 6 (фиг. 1). Кроме этого, центральный канал 15 (фиг. 1 и 2) корпуса 1 снабжен отверстием 16 для сообщения с гидрокамерой 4 и промывочными отверстиями 17 наклонных пазов 2 (фиг. 1) корпуса 1.

Расширитель скважин работает следующим образом.

Расширитель сверху соединяют с колонной бурильных труб (на фигуре не показано), а снизу с долотом (на фиг. не показано) и спускают на забой скважины. Колонну бурильных труб начинают вращать с одновременной подачей промывочной жидкости (бурового раствора) с осевой нагрузкой вниз, осуществляя процесс бурения и одновременного расширения.

Из-за перепада давления внутри долота (на фигуре не показано) избыточное давление проходя через центральный канал 15 (фиг. 1 и 2) корпуса 1 и отверстие 16 попадает в гидрокамеру 4 и сжимая пружину 12 перемещает поршень 3 вверх. Лапы 6 (фиг. 1) с зубками 7, соединенные с тягами 5 (фиг. 1 и 2) поршня 3 перемещаются по наклонным пазам 2 (фиг. 1) корпуса 1 в рабочее положение. Тяги 5 (фиг. 1 и 2) кольцевого поршня 3 сделаны заодно с поршнем 3 и выполнены с т-образными выступами 13 под т-образные пазы 14 лап 6 (фиг. 1), что позволяет значительно усилить этот узел и исключить вероятность несанкционированного разъединения лап 6 от тяг 5 (фиг. 1 и 2) в процессе спуска расширителя в скважину. Наличие промывочных отверстий 17 исключает зашламовывание наклонных пазов 2 (фиг. 1) и гарантирует беспрепятственный возврат лап 6 в транспортное положение.

По окончании расширения интервала скважины отключают насос и под воздействием усилия пружины 12 (фиг. 1 и 2) лапы 6 (фиг. 1) по наклонным пазам 2 корпуса 1 (фиг. 1 и 2) перемещаются в транспортное положение, и компоновка поднимается на устье скважины.

Уменьшенная длина расширителя позволяет применять его в компоновке с ВЗД для наклонно-направленного бурения.

Предлагаемый расширитель представляет собой надёжную конструкцию, в том числе для наклонно-направленного бурения, исключающую аварийные ситуации при работе и спускоподъёмных операциях.

Изобретение относится к буровой технике нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для увеличения диаметра скважины в заданном интервале. Расширитель скважин содержит корпус с наклонными пазами, поршень, выполненный кольцевым и размещенный в гидрокамере, закрепленные в наклонных пазах корпуса и соединенные посредством тяг с поршнем лапы с зубками на рабочей поверхности, расположенные продольными рядами. Гидрокамера образована проточкой на наружной поверхности корпуса, выполненной ниже наклонных пазов, и внутренней поверхностью переводника, соединенного с нижней частью корпуса резьбой. Поршень снабжен внутренней проточкой под пружину, которая упирается снизу во внутренний торец поршня, а сверху - в выступ проточки корпуса. Тяги кольцевого поршня сделаны заодно с поршнем и выполнены с т-образными выступами под т-образные пазы лап. Центральный канал корпуса снабжен отверстием для сообщения с гидрокамерой и промывочными отверстиями наклонных пазов корпуса. Обеспечивается надежность конструкции, исключение аварийных ситуаций при работе и спускоподъёмных операциях. 2 ил.

Расширитель скважин, содержащий корпус с наклонными пазами, поршень, который выполнен кольцевым и размещен в гидрокамере, закрепленные в наклонных пазах корпуса и соединенные посредством тяг с поршнем лапы с зубками на рабочей поверхности, расположенные продольными рядами, отличающийся тем, что гидрокамера образована проточкой на наружной поверхности корпуса, выполненной ниже наклонных пазов, и внутренней поверхностью переводника, соединенного с нижней частью корпуса резьбой, а поршень снабжен внутренней проточкой под пружину, которая упирается снизу во внутренний торец поршня, а сверху - в выступ проточки корпуса, тяги кольцевого поршня сделаны заодно с поршнем и выполнены с т-образными выступами под т-образные пазы лап, при этом центральный канал корпуса снабжен отверстием для сообщения с гидрокамерой и промывочными отверстиями наклонных пазов корпуса.