Патент на изобретение №2270909

(54) ОТКЛОНИТЕЛЬ КЛИНОВОЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано для бурения нефтяных и газовых скважин и прорезания окон в обсадной колонне, а также для придания транспортного состояния при аварийном извлечении отклонителя из скважины. Обеспечивает плотное фиксирование устройства в скважине или на внутренней стенке обсадной колонны независимо от толщины стенок труб или внутреннего диаметра обсадной колонны, повышение управляемости процессом установки на забой и закрепления отклонителя в скважине, возможность динамично устанавливать угол наклона клина-отклонителя, повышение качества размерного прорезания окна в стенке обсадной колонны. Отклонитель включает клин-отклонитель и опору с наклонными поверхностями в виде желоба и выступа соответственно. Клин-отклонитель имеет распорную часть цилиндрической формы, жестко закрепленную с отклоняющей частью клина. В стенке распорной части клина отклонителя выполнено окно для плашки, которая с внутренней стороны имеет паз, соответствующий выступу на наклонной поверхности опоры. Внешняя сторона плашки имеет зубья в форме плоской упорной насечки. Опора состоит из зауженной верхней части и расширенной нижней части и выполнена в виде одностороннего распорного клина, размещенного в полости, выполненной в расширенной части клина-отклонителя. Верхняя зауженная часть опоры имеет Г-образный упор, соединенный с клином-отклонителем зажимом. Распорная часть клина-отклонителя со стороны желоба имеет два радиально-упорных элемента. Плашка размещена на стороне, противоположной стороне размещения радиально-упорных элементов. Зубья на плашке обращены наклонными частями вверх. Торец расширенной части опоры выполнен сферическим. В верхней отклоняющей части клина-отклонителя имеется выемка, выполненная вдоль тыльной поверхности. Под углом к наклонной поверхности отклоняющей части клина выполнена сквозная канавка. 6 ил.

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано для бурения нефтяных и газовых скважин и прорезания окон в обсадной колонне, а также для придания транспортного состояния при аварийном извлечении отклонителя из скважины после завершения намеченной цели.

Известен отклонитель клиновой [1] для бурения скважин и прорезания окон в обсадной колонне с наклонной плоскостью и тремя плашками, расположенными под углом 120° опорой клина-отклонителя, соединение клина-отклонителя с опорой выполнено при помощи наклонных плоскостей, снабженных пазом и выступом. Опора отклонителя состоит из корпуса для плашек, патрубка, приваренного верхним концом к корпусу, патрубка с тягами, приваренными к верхнему концу патрубка, шпильки, соединяющей патрубки, и трех плашек, скрепленных винтами с верхними концами тяги. Плашки представляют собой односторонний клин, имеющий на внешней стороне зубья, а с внутренней стороны наклонную плоскость, которой она скользит по наклонной плоскости корпуса. В теле плашки со стороны наклонной плоскости сделан паз, а на наклонной плоскости корпуса – соответствующий выступ в форме ласточкина хвоста.

Имеются клин спускной со скошенной поверхностью по профилю, соответствующей желобу клина-отклонителя, и два отверстия под болты, скрепляющие спускной клин с клином-отклонителя. Величина отклонения второго ствола от оси основного ствола скважины определяется углом наклона желоба клина-отклонителя. Смещение клина-отклонителя относительно опоры и прижатие тыльной частью его к стенке обсадной колонны обеспечиваются за счет применения наклонных плоскостей у наставки клина-отклонителя и опоры.

Недостатками устройства являются ограничение применимости его в связи с конструктивными особенностями, такими как: опора должна иметь корпус, диаметр которого близок к внутреннему диаметру обсадной колонны, т.е. оно применимо к одному, строго определенному внутреннему диаметру обсадной колонны и не допускает отклонений; сложность изготовления устройства в связи с многоэлементностью (плашки – 3 шт., изготовление трех наклонных плоскостей для перемещения этих плашек в корпусе, а также патрубки, тяги, шпильки, которые могут рассоединиться несвоевременно из-за размещения их на внешней поверхности корпуса при спуске устройства в скважину, наставка между клином-отклонителем и опорой, соединенная сваркой с ними скошенными поверхностями); угол зарезки “окна” в обсадной колонне режущим инструментом регулируется только углом наклона поверхности желоба клина-отклонителя, ограничивая тем самым возможность использования отклонителя при меняющихся углах зарезки; металлоемкость устройства; клин-отклонитель с его опорой остаются в скважине, будучи закрепленными плашками внутри обсадной колонны; наставка, скошенная под углом 45° в нижней части клина-отклонителя, закреплена с наклонной поверхностью верхней части опоры срезным винтом, и после установки устройства в скважине и срезания винта она перемещается по опоре и таким образом в период работы режущего инструмента имеется реальная угроза – при существующих в это время вращательных движениях, колебаниях, перемещать клин-отклонитель в двух направлениях – под углом вверх и вниз, изменяя угол наклона клина-отклонителя, и соответственно место положение верхней части его.

Известно отклоняющее устройство для ориентированного бурения скважин с использованием клина-отклонителя [2]. Оно выполнено из трех сочлененных между собой патрубков, из которых верхний вмещает ориентирующий отвес, сопряженный с разрезной трубой, заключенный в среднем патрубке и предназначенный для фиксирования положения отвеса при вхождении в нее снизу усеченного конуса. Нижний патрубок сопряжен со средним через переходник, вмещает в себя шток, проходящий к вышестоящему усеченному конусу через переходник, и выполнен разрезным с целью расклинивания его конусным кольцом, посаженным на нижний конец штока, при посадке устройства на забой. Верхний патрубок сопряжен со средними винтами, срезаемыми при давлении сверху буровым инструментом.

Отклоняющее устройство усложнено элементами взаимодействия, многооперационностью. Патрубки, расклиниваясь, не гарантируют плотной фиксации опоры к стенкам обсадной колонны без проворота, особенно в случае разнотолщинности труб в ней, приводящих к смещению места зарезки окна и, следовательно, нарушению намеченного маршрута бурения скважины и ориентации бурового инструмента. Устройство рассчитано на установку вначале опоры, затем клина-отклонителя с использованием дополнительных спуско-подъемных приспособлений, что ведет к снижению производительности всех видов работ.

Известно отклоняющее клиновое устройство [3] однопроходное для образования окна в обсадной трубе скважины, содержащее клин-отклонитель (уипсток) с основной отклоняющей поверхностью, имеющий фрезерный инструмент, прикрепленный к его верхнему концу с возможностью разъединения, пакер или анкер, прикрепленный к его нижнему концу и выполненный с возможностью установки для фиксации глубины расположения клина-отклонителя до прорези фрезерным инструментом окна в стенке обсадной трубы в течение того же самого прохода. Верхний конец клина (уипстока) выполнен в виде наклонной поверхности, угол наклона которой к оси скважины больше, чем угол наклона основной отклоняющей поверхности к оси скважины, при этом место перехода между наклонной поверхностью и основной отклоняющей поверхностью расположено так, что при совместном действии концевых и боковых резцов фрезерного инструмента в момент, когда его ведущая кромка переходит с наклонной поверхности на отклоняющую поверхность, происходит прорезание обсадной трубы. Представлены два варианта однопроходного отклонителя – с гидравликой и без нее. Вариант с использованием гидравлики сложен в изготовлении и применении, устройство имеет срезные болты, которые могут несвоевременно сработать на раскрепление и фрезерного инструмента, и пакера от клина-отклонителя, следовательно, сделать устройство неработоспособным, усложнить процесс спуско-наладочных работ, связанных с подъемом тех и других элементов.

Во втором варианте гидравлический пакер первого варианта заменен на донный опускной анкер. Все остальное – как в первом варианте. Недостатками этого варианта являются: сложность процесса установки всей компоновки в скважину и качественного закрепления ее (возможны проворот анкера вдоль стенки обсадной трубы, отклонение от оси анкера в связи с большой нагрузкой в верхней части компоновки и вибрации системы в целом); ненадежность системы отклонения клина к стенке обсадной колонны, т.к. после срезания скрепляющего с опорой болта клину-отклонителю сложно осуществить плотное прилегание в верхней части; максимальное отклонение в месте прорезания окна в связи с вибрацией; утяжеление верхней части многоэлементной абразивной составляющей, которая опускается одновременно с остальной частью компоновки отклонителя. Величина угла отклонения нижней части клина-отклонителя от оси скважины для обеспечения плотного прилегания его верхней части не регулируется и количественно не установлена.

Известен отклонитель клиновой [4] для ориентированного выреза окон в обсадной колонне, содержащей клин-отклонитель, опору, плашку с зубьями на внешней поверхности, срезной болт, шарнир, выполненный в виде полумуфты, имеющий неупругую и упругую часть. Неупругая часть полумуфты соединена жестко с клином-отклонителем, а упругая часть полумуфты расположена в корпусе опоры цилиндрической формы с возможностью качательного движения по поверхности пальца, соединяющего их, и зафиксирована от продольных перемещений жестким соединением торцов пальца с корпусом опоры. Опора выполнена в виде корпуса цилиндрической формы и распорного клина, размещенного в зазоре между упругой частью и корпусом и закрепленного срезным болтом. Полумуфта размещена в верхней части опоры в окне корпуса с возможностью перемещения и выхода нижней упругой части полумуфты к стенке обсадной колонны в окно, выполненное в задней части корпуса опоры цилиндрической формы. Плашка на внутренней поверхности выполнена в виде выступа трапециевидной формы, а на части опоры, выполненной в виде распорного клина, имеется паз, по форме соответствующий выступу.

Недостатки устройства следующие: нет возможности аварийного извлечения из скважины и, следовательно, невозможно эту скважину использовать вторично для прорезания окна в обсадной колонне или для прямого бурения ствола скважины; плашка имеет ограниченную функцию – обеспечение прижима корпуса опоры к эксплуатационной колонне, т.е. плашкой, ее ходом не задается угол отклонения клина-отклонителя ни в верхней, ни в нижней части. Наличие полумуфты способствует плотному прижатию нижней части клина-отклонителя, но полумуфта усложняет компоновку. Требуется непростой подбор материалов с различными свойствами для того, чтобы она функционировала качественно. Для увеличения надежности фиксации клина-отклонителя с заданным углом в обсадной колонне необходимо и устойчивое положение его, не допускающее больших вибраций в условиях эксплуатации. Закрепление клина-отклонителя по диагонали не дает гарантии того, что клин-отклонитель не будет отклонять режущий инструмент от намеченного угла зарезки из-за большой стрелы прогиба в клине и существования вибраций, а это в свою очередь ухудшает процесс управляемости системой.

Наиболее близким по технической сущности и положительному эффекту к предлагаемому изобретению является клиновой отклонитель [5], который и выбран в качестве прототипа. Известный клиновой отклонитель для бурения скважин и прорезания окон в обсадной колонне, включающий опору и клин-отклонитель с наклонными поверхностями, выполненными в виде выступа и желоба соответственно, плашку, соединенную с опорой, опора с клином-отклонителем соединена специальным зажимом, плашка с внешней стороны выполнена в виде зубьев, а с внутренней стороны в теле плашки имеется паз. Опора выполнена в виде одностороннего распорного клина, размещенного в клине-отклонителе, расширенной частью вниз, торцевая часть которой выполнена в виде Т-образной формы, верхняя зауженная часть опоры имеет Г-образный упор, закрепленный с клином-отклонителем специальным зажимом, клин-отклонитель имеет дополнительно в нижней части распорную часть цилиндрической формы, жестко закрепленную с отклоняющей частью клина, в цилиндрической части клина-отклонителя имеется плашка, внешняя поверхность плашки имеет зубья в форме плоской упорной насечки, обращенной наклонными частями вниз.

Клиновой отклонитель зависим от внутреннего диаметра обсадной колонны труб в скважине: в случае уменьшения его в месте расположения плашки плотного закрепления отклонителя не произойдет. Отклонитель не застрахован от проворота в стенке скважины, что влечет за собой разориентацию отклоняющей части клина-отклонителя (желоба) относительно места прорезания абразивным инструментом стенки обсадной колонны. Отклонитель аварийно не извлекаем. Прижим клина-отклонителя плашкой, расположенной со стороны желоба, не обеспечивает качественной установки клина в верхней части его, что ухудшает эксплуатационные свойства за счет повышения вибрации устройства в процессе бурения или прорезания окна в обсадной колонне и изменения угла наклона клина и места зарезки, ухудшения режущей способности инструмента. Отклонитель не рассчитан на заданное изменение угла зарезки в процессе установки на забой опоры.

Технической задачей изобретения является повышение гарантии плотного фиксирования устройства в скважине или на внутренней стенке обсадной колонны, независимо от толщины стенок труб или внутреннего диаметра обсадной колонны, повышение управляемости процессом установки на забой и закрепления отклонителя в скважине, возможность динамично устанавливать угол наклона клина-отклонителя, повышение виброустойчивости системы в целом и повышение качества размерного прорезания окна в стенке обсадной колонны.

Технический результат достигается тем, что отклонитель клиновой для бурения скважин и прорезания окон в обсадной колонне включает клин-отклонитель и опору с наклонными поверхностями в виде желоба и выступа соответственно. Клин-отклонитель имеет распорную часть цилиндрической формы, жестко закрепленную с отклоняющей частью клина. В стенке распорной части клина отклонителя выполнено окно для плашки, которая с внутренней стороны имеет паз, соответствующий выступу на наклонной поверхности опоры. Внешняя сторона плашки имеет зубья в форме плоской упорной насечки, а опора состоит из зауженной верхней части и расширенной нижней части и выполнена в виде одностороннего распорного клина, размещенного в полости, выполненной в расширенной части клина-отклонителя. Верхняя зауженная часть опоры имеет Г-образный упор, соединенный с клином-отклонителем зажимом. Распорная часть клина-отклонителя со стороны желоба имеет два радиально-упорных элемента. Плашка размещена на стороне, противоположной стороне размещения радиально-упорных элементов, а зубья на плашке обращены наклонными частями вверх. Торец расширенной части опоры выполнен сферическим. В верхней отклоняющей части клина-отклонителя имеется выемка, выполненная вдоль тыльной поверхности, а под углом к наклонной поверхности отклоняющей части клина выполнена сквозная канавка.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый отклонитель клиновой существенно отличается. На внешней поверхности распорной части клина отклонителя со стороны желоба имеются два радиально-упорных элемента, плашка расположена в месте, противоположном азимуту установки, т.е. со стороны, противоположной наклонной поверхности клина-отклонителя; торцевая поверхность расширенной части опоры выполнена сферической; в верхней части клина-отклонителя имеются выемка, выполненная вдоль поверхности на тыльной стороне, и сквозная канавка, выполненная под углом к наклонной поверхности.

Наличие в расширенной части сферической торцевой поверхности опоры позволяет обеспечить динамику процесса установки на забой с минимальными усилиями, а закрепление осуществить за счет: одновременного смещения опоры относительно первоначального положения на забое; прижима плашки к стенке обсадной колонны, упора радиально-упорных элементов в противоположную плашке сторону в стенку обсадной колонны, и беспрепятственного поворота клина-отклонителя относительно двух радиально-упорных элементов. Высота двух радиально-упорных элементов определяется величиной угла зарезки инструментом стенки обсадной колонны. Выемка вдоль тыльной поверхности в верхней отклоняющей части клина-отклонителя и наличие полости в распорной части клина-отклонителя и наклонной поверхности опоры обеспечивают возможность создания дополнительных усилий прижима верхней части клина за счет изменения сечения клина и создания упругих деформаций клина-отклонителя при установке отклонителя на забой и упругих деформаций без разрушения материала в процессе эксплуатации устройства. В предлагаемом устройстве наличие радиально-упорных элементов на поверхности клина-отклонителя в распорной части на противоположной от плашки стороне позволяет без больших усилий отклоняющую часть клина надежно установить на заданный угол, исключая проворот. Перемещение плашки к стенке обсадной колонны позволяет регулировать направление и дозировать перемещение клина-отклонителя в нижней части в противоположную от плашки сторону.

В отличие от прототипа глубина полости в распорной части рассчитана на большую величину (фиг.6-«h»), чем предполагаемый внутренний диаметр обсадной колонны, соответственно и длина наклонной поверхности берется «с запасом» (фиг.6-«l») на тот случай, если на участке фиксации плашки в стенке обсадной колонны внутренний диаметр окажется большим, чем предполагалось, т.е. в случае незапланированного увеличения величины зазора «S» между внешней поверхностью клина-отклонителя и внутренней стенкой обсадной колонны. В прототипе такое решение не предусмотрено. Выполнение в верхней отклоняющей части клина-отклонителя сквозной канавки позволяет отклонитель извлечь крюком, вставленным в нее в случае аварии. Для облегчения закрепления крюка сквозная канавка выполнена под углом к наклонной поверхности, которая служит направляющей для крюка.

В предлагаемом изобретении осуществляют постадийную диагональную фиксацию отклонителя в обсадной колонне: вначале опора выдвигает плашку до упора двух радиально-упорных элементов в стенку обсадной колонны, затем создает дополнительное усилие, перемещая клин-отклонитель вниз; клин-отклонитель устанавливают на заданный угол и ходом плашки по наклонной поверхности опоры благодаря наличию двух радиально-упорных элементов и сферической поверхности нижней торцевой поверхности опоры. После закрепления плашки и двух радиально-упорных элементов в стенке обсадной колонны клин-отклонитель в нижней распорной части со стороны двух радиально-упорных элементов и вверху плотно прижимается к стенке обсадной колонны (вторая диагональ фиксации). В целом же закрепление отклонителя клинового в обсадной колонне происходит по S-образной схеме (фиг.6): верх клина-отклонителядвух радиально-упорных элементовплашканижняя торцевая поверхность распорной части клина-отклонителя со стороны, двух радиально-упорных элементов, что существенно отличает предлагаемое изобретение от прототипа. При сравнении с другими известными устройствами [4, 6, 7, 8, 9] того же назначения не выявлено признаков, сходных с заявляемым. Это позволяет сделать вывод о соответствии технической задачи критериям «новизна», «существенные отличия».

На фиг.1 представлена схема отклонителя клинового, в разрезе, на фиг.2 – сечение А-А на фиг.1, на фиг.3 показано устройство в момент установки на забой, на фиг.4 показано устройство в момент перекрытия зазора «S» между клином-отклонителем и стенкой обсадной колонны двух радиально-упорных элементов, на фиг.5 показано устройство в момент касания верхней части клина-отклонителя стенки обсадной колонны при повороте клина-отклонителя относительно оси опоры, на фиг.6 показано устройство в момент поворота нижней части компоновки и плотной фиксации отклонителя в обсадной колонне.

Отклонитель клиновой (фиг.1) содержит клин-отклонитель с отклоняющей 1 и распорной частью 2 и опору 3. Клин-отклонитель имеет наклонную поверхность 4 в виде желоба. Распорная часть клина 2 и отклоняющая часть 1 соединены жестко резьбой и сваркой. Возможен вариант выполнения клина-отклонителя монолитным (фиг.1). В распорной части 2 имеется полость 5 цилиндрической формы, в которой размещена опора 3, выполненная в форме одностороннего клина с наклонной поверхностью 6, имеющей форму выступа (не показана). Торец в зауженной верхней части опоры 3 имеет Г-образный упор 7. Торцевая поверхность 8 в расширенной части опоры 3 выполнена сферической. Клин-отклонитель и опора соединены между собой зажимом 9. В распорной части 2 клина-отклонителя имеется окно 10 под плашку 11. Плашка 11 с тыльной стороны имеет паз 12 (фиг.2), соответствующий выступу на наклонной поверхности опоры 3 (не показан). Внешняя поверхность плашки имеет форму плоской упорной насечки. На внешней стороне плашки 11 имеются зубья 13 (фиг.2, сечение А-А на фиг.1), обращенные наклонными поверхностями вверх. Распорная часть 2 клина-отклонителя со стороны 4 наклонной поверхности его имеет два радиально-упорных элемента 14 и 15. Два радиально-упорных элемента 14 и 15 определяют оптимальным положением угла зарезки режущим инструментом стенки обсадной колонны 16. Вдоль тыльной стороны в верхней отклоняющей части 1 клина-отклонителя имеется выемка 17, а под углом к наклонной поверхности 4 клина-отклонителя выполнена сквозная канавка 18 для аварийного извлечения отклонителя клинового крюком, заводимым в канавку 18. Полость 5 выполнена с «запасом» по глубине «h», как и длина «l» наклонной поверхности опоры.

Устройство работает следующим образом.

Клин-отклонитель 1, 2 и опору 3 соединяют, заведя опору 3 зауженной частью в полость 5 распорной части 2 клина-отклонителя и закрепив их зажимом 9. Компоновку отклонителя клинового 1, 2, 3 на колонне бурильных труб (не показано) спускают в скважину (фиг.1) и устанавливают на забой (фиг.3). Производят разгрузку бурильной колонны труб. В процессе разгрузки происходит срезание зажима 9. Далее под действием осевой нагрузки опора 3 перемещается вверх (фиг.4), перемещая по наклонной поверхности 6 плашку 11, которая в радиальном направлении выдвигается в окне 10, до соприкосновения зубьев 13 со стенкой обсадной колонны 16. В это время два радиально-упорных элемента 14 и 15, расположенные на внешней поверхности распорной части 2 в месте, недоступном для срезания их в процессе прорезания окна в стенке обсадной колонны режущим инструментом, выбирая зазор «S₁» (фиг.3), также перемещаются к стенке обсадной колонны. Дальнейшее перемещение плашки 11 создает вращательный момент (фиг.4), вызывающий поворот клина-отклонителя относительно опоры и прижим верхней части клина-отклонителя к стенке обсадной колонны 16 (фиг.3 и 6). За счет наличия двух радиально-упорных элементов 14 и 15, плашки 11 с зубьями, обращенными наклонными частями вверх, и сферической поверхности в нижней 8 расширенной части опоры 3 обеспечиваются установка отклонителя под заданным углом и беспрепятственный поворот клина-отклонителя относительно радиально-упорных элементов 14 и 15 (фиг.5). Толщина двух радиально-упорных элементов определяет оптимальный угол зарезки режущим инструментом стенки обсадной колонны. Возможность дополнительных усилий прижима, создаваемых за счет дальнейшего перемещения опоры 3 вверх (фиг.6), обеспечивает более плотный прижим в нижней распорной части 2 клина со стороны радиально-упорных элементов 14 и 15 и верхней отклоняющей части 1. За счет наличия выемки 17 вдоль его тыльной стороны обеспечивается повышенная гарантия жесткого прижима верхней части клина-отклонителя к стенке обсадной колонны (в связи с возможностью обеспечения больших упругих деформаций, чем известные ранее формы клина-отклонителя). Таким образом, после того, как отклонитель клиновой закреплен, осуществляются поворот клина-отклонителя без особых усилий и беспрепятственное, плотное фиксирование отклонителя по двум диагоналям: радиально-упорные элементы – плашка и поверхность распорной части со стороны радиально-упорных элементов – верхняя часть клина-отклонителя. А в целом схема закрепления отклонителя клинового в скважине «S»-образная (фиг.6 – линия, проходящая через опорные точки отклонителя в обсадной колонне), что придает устройству повышенную виброустойчивость, это в свою очередь повышает качество работы режущего инструмента. После плотного закрепления устройства в скважине разгружают колонну труб, срезая болт (не показан), соединяющий клин-отклонитель с райбером (фрезером, фрезой) (не показан). Инструмент перемещается по желобу вниз, фрезеруя стенку обсадной колонны. Для аварийного извлечения отклонителя клинового в верхней части 1 клина выполнена сквозная канавка 18 для крюка (не показан) под углом к наклонной поверхности. Крюк, как по направляющей, опускается по этой наклонной поверхности вниз до канавки, и заходя в канавку, фиксируется в ней.

Отклонитель клиновой выполнен в металле, опробован в эксплуатационных условиях и внедряется в OOO «БИТТЕХНИКА» и других аналогичных объектах, использующих отклонители клиновые. Следовательно, отклонитель клиновой промышленно применим.

Основные элементы устройства – клин-отклонитель и опора – изготовлены из стали 40Х, но допускается и Ст. 65Г (ГОСТ 14959-79). Плашка выполнена из стали У7 (ГОСТ 1435-90). Радиально-упорные элементы выполнены из закаленной стали 40Х, распорная часть клина-отклонителя в месте упора в стенку обсадной колонны упрочнена закалкой или на поверхность нанесен абразивный слой покрытия. Специальная шпилька выполнена из стали, выбранной исходя из усилий среза. Желоб клина-отклонителя и выемка, а также наклонная поверхность опоры выполнены фрезерованием.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества:

– устройство обеспечивает более надежную фиксацию компонентов в обсадной колонне за счет S-образной схемы закрепления его в стенке обсадной колонны верхней и нижней частей клина-отклонителя, плашки и двух упорно-радиальных элементов;

– устройство повышает управляемость спуско-наладочных работ за счет наличия сферической поверхности, и выступа, и плашки, и нижней торцевой поверхности опоры в расширенной части ее, а возможность регулирования выбора зазора между стенкой обсадной колонны и клином-отклонителем в распорной части его позволяет управлять ходом плашки и не зависеть от возможных отклонений внутреннего диаметра обсадной колонны или разницы в толщине труб, составляющих колонну; за счет наличия выемки вдоль поверхности на тыльной стороне верхней части клина-отклонителя в его отклоняющей части, обеспечивающей возможность дополнительно упруго деформироваться верхней части клина-отклонителя под действием регулируемых усилий прижима плашки, двух радиально-упорных элементов и нижней распорной части со стороны размещения радиально-упорных элементов;

– угол наклона зарезки задается углом поворота отклонителя от оси установки на забой, который в свою очередь устанавливается за счет действий опоры на плашку, на распорную часть клина-отклонителя и радиально-упорных элементов на нем;

– устройство обладает повышенной виброустойчивостью, повышающей качество работы, локализующей место зарезки и гарантирующее работу без проворота его;

– устройство, как и в прототипе, неизвлекаемо, но возможен вариант аварийного извлечения всего отклонителя (в отличие от прототипа) за счет наличия сквозной канавки в верхней части клина-отклонителя, извлечения отклонителя крюком, заведенным в канавку;

– выполнение зубьев плашки в виде упорной насечки, обращенной наклонными частями вверх, усиливает эффект внедрения в стенку обсадной колонны и придает устойчивость системе закрепления устройства в скважине совместно с имеющимися двумя радиально-упорными элементами. В прототипе плашка размещена по одну сторону с наклонной поверхностью клина-отклонителя и внешняя поверхность плашки выполнена в виде упорной насечки, обращенной наклонными частями вниз, что позволяет обеспечить отсутствие засоренности пространства между зубьями. В предлагаемом изобретении нет в этом необходимости, т.к. плашка размещена на противоположной стороне, где не происходит стружкообразования и отсутствует необходимость защиты.

Источники информации

1. А.С. № 148767, МКИ Е 21 В 7/08 от 23.01.61 г. (аналог).

2. А.С. № 138546, МКИ Е 21 В 7/08 от 12.04.60 г. (аналог).

3. Патент РФ № 2173761, МКИ Е 21 В 29/06 от 08.07.96 г. (дата публикации 20.09.01 г.) (аналог).

4. Патент РФ № 2148697, МКИ Е 21 В 7/08 от 20.07.98 г. (аналог).

5. Полезная модель № 9004, МКИ Е 21 В 7/08 от 19.05.98 г. (прототип).

6. А.С. № 474593, МКИ Е 21 В 7/08 от 25.09.73 г. (аналог).

7. Патент № 2148695, МКИ Е 21 В 7/08 от 30.04.98 г (аналог).

8. Патент № 2069732, МКИ Е 21 В 7/08 от 10.01.94 г. (аналог).

9. А.С. № 180540, МКИ Е 21 В 7/06 от 20.07.64 г. (аналог).

Формула изобретения

Отклонитель клиновой для бурения скважин и прорезания окон в обсадной колонне, включающий клин-отклонитель и опору с наклонными поверхностями в виде желоба и выступа соответственно, клин-отклонитель имеет распорную часть цилиндрической формы, жестко закрепленную с отклоняющей частью клина, в стенке распорной части клина отклонителя выполнено окно для плашки, которая с внутренней стороны имеет паз, соответствующий выступу на наклонной поверхности опоры, внешняя сторона плашки имеет зубья в форме плоской упорной насечки, а опора состоит из зауженной верхней части и расширенной нижней части и выполнена в виде одностороннего распорного клина, размещенного в полости, выполненной в расширенной части клина-отклонителя, причем верхняя зауженная часть опоры имеет Г-образный упор, соединенный с клином-отклонителем зажимом, отличающийся тем, что распорная часть клина-отклонителя со стороны желоба имеет два радиально-упорных элемента, при этом плашка размещена на стороне, противоположной стороне размещения радиально-упорных элементов, а зубья на плашке обращены наклонными частями вверх, причем торец расширенной части опоры выполнен сферическим, в верхней отклоняющей части клина-отклонителя имеется выемка, выполненная вдоль тыльной поверхности, а под углом к наклонной поверхности отклоняющей части клина выполнена сквозная канавка.

РИСУНКИ