Способ крепления преимущественно скважин и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСНИХссцаейашеиРЕСПУБЛИК 4(51)Е 21 В 33/132 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯОМУ СВЩЕТЕЛЬСУВУ О К АВ"ГОР 3 088.8)свидетельство ССС 1 В 33/138, 1981. видетельство СССР 1 В 7/20, 1967.Иэомеция поглощаюбоких скважинах.с.270 (прототип ИМУЩЕСТВЕ Н ГО ОСУЩЕС имести ф М ОО и юще крутя лодпр ных в ель виделожен т л ицельюов скваолни- .ми в винтерваа тройство для нно скважин,корпус, ко ими упругий м е е с я тем 2. У еств ия преикрепл креплеживы,тельнымиде пружи сод ержащее пеи размещенныйиал, отлио оно снабеходни ежду н е ч чт ло ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ(57) 1. Способ крепления преимущественно скважин, включающий спуск режущего инструмента и расширение скважины, спуск в скважину крепежного материала и размещение его в расширеннойчасти, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения эффективностиспособа крепления.за счет сокращенияспуско-подьемных операций и повыше,ние надежности. размещения крепежногоматериала, спуск режущего инструмента и крепежногоматериала осуществля:ют одновременно, причем расширениескважины ведут путем выполнения уг,лубления на стенках скважины в формеспирали. 801 8480 А жено раскреплякщим узлом, установленным в нижней части корпуса, и режущим инструментом, установленным в верхней части корпуса и связанным полым штоком с переходником через ограничитель крутящего момента, причем корпус и кожух выполнены со спиральной прорезью одинакового шага, а кожух соединен с полым штоком винтовой па" рой, шаг резьбы которой равен шагу спирального выреза в корпусе и кожухе, нри этом режущий инструмент размещен в спиральной прорези, которая в корпусе заканчивается вертикальным участком, а кожух подпружинен относительно корпуса и установлен с возФ можностью взаимодействия с переходником нри срабатывании ограничителя крутящего момента, а крепящий материал выполнен в виде пружины кручения и размещен выше каждого винта спи- а ральной прорези корпуса, а кожух ет выступы на внутренней поверхно для взаимодействия с крепящим материалом. Устройство по п.2, о те с я тем, что ограничщего момента выполнен вужиненных шариков, расппереходнике и штоке.Устройство по пп,1-3,щ е е с я тем, что, сния нескольких интервалустройство снабжено докрепежными материалн кручения по числу80 1 11384Изобретение относится к горнойпромышленности, точнее к нефтегазодобывающей, и может использоватьсяпри креплении неустойчивых интервалов цилиндрических горных выработокн скважин, а также в качестве арматуры фильтра при эксплуатации нефтегазо- и водоносных скважин.Известны способ крепления стенокскважины обсадной трубой, выполнен- Оной в виде уложенной по спирали металлической ленты 13, и устройстводля локального крепления ствола скважины, включающее корпус, упругуюоболочку с верхней и нижней фиксирующими обоймами и сердечник, установленный внутри упругой оболочки и состоящий из верхнего и нижнего патрубков2Недостаток данного способа крепления и устройства для крепленияскважин заключается в том, что поспекрепления диаметр скважины уменьшаетСядНаиболее близкими к изобретению 25являются способ крепления преимущественно скважин, включающий спуск вскважину крепежного материала н размещение его в расширенной части, иустройство для крепления преимущест- щвенно скважин, содержащее переходник,корпус, кожух и размещенный между ними упругий материал 133,Недостаток известного способа иустройства заключается в том, чтоперед креплением интервала скважиныего предварительно расширяют, длячего первоначально спускают в скважину специальный расширитель. При подьеме расширителя из скважины возможен 4 О"поршневой эффект". Кроме этого, привыполнении следующей операции поспуску устройства и. крепления расши.ренного интервала дюралевой кассетойв скважине на забое остаются отдельные элементы устройства.Целью изобретения является повышение эффективности способа крепленияза счет сокращения спуско-подъемныхопераций.и повышение надежности размещения крепежного материала, а также крепления нескольких интерваловскважины. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу крепления 55 преимущественно скважин, включающему спуск режущего инструмента и расшире. ние скважины, спуск в скважину кренежного материала и размещение его в расширенной части, спуск режущего инструмента и крепежного материала осу" ществляют одновременно, причем расширение скважины ведут путем выполнения углубления на стенках скважины в форме спирали.Устройство для крепления преимущественно скважин, содержащее переходник, корпус, кожух и размещенный между ними упругий материал, снабжено раскрепляющим узлом, установленным в нижней частикорпуса, и раджу" щим инструментом, установленным в верхней части корпуса и связанным полымштоком с переходником через ограничитель крутящего момента, причем корпус и кожух выполнены со спиральной прорезью одинакового шага, а кожух соединен с полым штоком винтовой парой, шаг резьбы которой равен шагу спирального выреза в корпусе и кожухе, при этом режущей инструмент размещен в спиральной прорези, которая в корпусе заканчивается вертикальным участком, а кожух подпружинен относительно корпуса и установлен с возможностью взаимодействия с переходником при срабатывании ограничителя крутящего момента, а крепящий материал выполнен в виде пружины кручения и размещен выше каждого винта спиральной прорези корпу" са, а кожух имеет выступы на внутренней поверхности для взаимодействия с крепящим материалом.Причем ограничитель крутящего момента выполнен в виде подпружиненных шариков, расположенных в переходнике и,штоке.Кроме того, устройство снабжено дополнительными крепежными материалами в виде пружин кручения по числу интервалов.На фиг.1 изображено устройство для крепления преимущественно скважин, общий вид, на фиг.2 - скважина с нарезанными спиральными прорезями на стенках", .на фиг.3 - разрез вертикальной плоскости по фиг. 1. В скважину, имеющую нарушенныйинтервал 1, спускается устройство 2, которое нарезает на боковой поверхности скважины спиральное углубление, а затем укладывает в него крепежный материал 3. После извлечения устройства из скважины бурение можно про3 11384 должать беэ изменения диаметра поро- доразрушающего инструмента.Раскрепляющий узел соединен с обоймой 4 с помощью гайки 5 и содержит шарнирный параллелограмм 6, подпружиненный пружиной 7, расположенной на валу 8. В статическом положении пружина 7, выдвигая пяту 9, утапливает шарнирный параллелограмм в прорезь обоймы. Направляющий аппарат 10 состоит из корпуса 10, соединенного с гайкой 11, имеющей внутреннюю резьбу с шагом, соответствующим спиральному вырезу в корпусе 10. Режущий узел состоит из режущего элемента 12, 1 расположенного на штоке 13, с отверстием 14 для охлаждения. Шток 13 подпружинен в гидроцилиндре 15 пружиной 1 б, поэтому режущий элемент не касается боковой поверхности скважины при 20 спуско-подъемно операциях. Гидроцилиндр 15 соединяется с полым винтом 17, который соединен с переходником 18 с помощью шариков 19, ограничивающих крутящий момент. Гайка 20 и уп- д лотнение служат для герметичности соединения. Кассета с пружинным креплением состоит из обоймы 1, подпружиненной тарельчатыяи пружинами, и крепежного материала.Работа снаряда заключается в том, что устройство, соединенное с бурильными трубами, спускается в скважину на забой. При создании осевой нагрузки пята 9 утанливается в обойму 1 и происходит раскрепление снаряда с помощью шарнирного параллелограмма 7. При подаче промывочной жидкости по колонне бурильных труб в гидроцилиндр 15 происходит выдвижение штока 13 с режущим элементом 12. Охлаждение режу 40 .щего элемента при работе производится через промывочный канал в штоке и отверстие 14. При вращении бурильной колонны и подаче промывочной жидкости режущий элемент 12 на боковой по"45 верхности скважины вырезает углубление, опускаясь по спиральному вырезу направляющего аппарата.Дойдя до нижнего положения в конце спирального выреза, режущий эле 80 4мент останавливается. Бурильный валвместе с переходником 18 начинаетвращаться вхолостую, так как соединение переходника 18 с винтом 17,выполненное с помощью подпружиненныхшариков, рассчитано на определенныйкрутящий момент, что фиксируетсяконтрольно-измерительными приборамина поверхности. Установив момент окончания нарезки спирального углубления, останавливают вращение снаряда. Повышаютосевую нагрузку, режущий элемент движется вниз по заходу прорези, тарельчатые пружины сжимаются, корпус 1 Оопускается вниз, перекрывая со стороны скважины спиральный вырез, и одновременно упором, расположенным выше крепежных элементов, вытапкиваетиэ обоймы 1 один крепежный элемент вспиральный вырез обоймы 1. Затемуменьшают осевую нагрузку, корпус 10под действием тарельчатых пружин возвращается в исходное положение, акрепежный материал, раскручиваясь,укладывается в углубление на боковойповерхности скважины,Создав в другом интервале "кважиныискусственный забой - пробку аналогично проводят крепление следукицего.Использование изобретения обеспечивает возможность повышения эффективности алмазного бурения путем снижения непроизводительных затрат времени и материалов на крепление сква-.жин, возможность закрепления нарушенных интервалов в скважинах диаметром7 б и 59 мм, использование спирального крепления как арматуры фильтрапри эксплуатации нефтегазо- и водо-носных скважин, ВозмОжность ислользования в качестве временной крепипри проходке стволов большого диаметра с последующим бетонированием,возможность крепления наклонных ивосстающих скважин, воэмОжность использования устройства автоматически"ми станциями, так как крепление возможно нескольких интервалов при экономичном расходе материала крепи.