EA045681B1

EA045681B1 - DOWNHOLE TOOLS

Info

Publication number: EA045681B1
Application number: EA202292603
Authority: EA
Inventors: Йорген Халлундбек
Original assignee: Уеллтек А/С
Priority date: 2020-03-25
Filing date: 2021-03-24
Publication date: 2023-12-15

Description

ОписаниеDescription

Настоящее изобретение относится к скважинному инструменту для удаления препятствия в скважинной трубчатой металлической конструкции, имеющей стенку, ось инструмента и внутренний диаметр, причем препятствие частично блокирует внутренний диаметр, создавая отверстие, определенное, по меньшей мере частично, участком края препятствия.The present invention relates to a downhole tool for removing an obstruction in a downhole tubular metal structure having a wall, a tool axis, and an internal diameter, the obstruction partially blocking the internal diameter, creating an opening defined at least in part by a portion of the edge of the obstacle.

Инструменты для внутрискважинного вмешательства используются в существующей скважине для высверливания препятствия в обсадной колонне, например, для расточки заклиненного клапана.Intervention tools are used in an existing well to drill out an obstruction in the casing, such as boring out a stuck valve.

Иногда скважинный клапан, который был закрыт в течение некоторого времени, застревает из-за коррозии или тому подобного, и, таким образом, не может быть вновь открыт с помощью обычного оборудования. В таких ситуациях высверливание части заклинившего клапана является единственным решением для получения полного доступа сквозь него и, таким образом, восстановления полного объема обсадной колонны. При высверливании заклинившего клапана буровое долото имеет тенденцию скользить по примыкающей поверхности, особенно если клапан является шаровым клапаном, и, поэтому, буровое долото имеет пилотное долото в центре, и вырезанная часть заклинившего клапана также извлекается буровым долотом с помощью пилотного долота, как известно из ЕР 2314825. Однако иногда клапан застревает при полузакрытии/открытии, что приводит к открытию поперек центра, и затем пилотное долото больше не может использоваться для предотвращения скольжения и для извлечения вырезанной части клапана после завершения операции бурения. Более того, вырезанная часть клапана также не может быть извлечена из скважины.Sometimes a well valve that has been closed for some time gets stuck due to corrosion or the like, and thus cannot be reopened using conventional equipment. In such situations, drilling out part of the stuck valve is the only solution to gain full access through it and thus restore the full volume of the casing. When drilling out a stuck valve, the drill bit tends to slide along the adjacent surface, especially if the valve is a ball valve, and therefore the drill bit has a pilot bit in the center, and the cut portion of the stuck valve is also removed by the drill bit using the pilot bit, as is known from EP 2314825. However, sometimes the valve gets stuck at half-close/open, causing it to open across the center, and then the pilot bit can no longer be used to prevent slipping and to remove the cut portion of the valve after the drilling operation is completed. Moreover, the cut out part of the valve also cannot be removed from the well.

Задачей настоящего изобретения является полное или частичное преодоление вышеуказанных недостатков и изъянов уровня техники. Более конкретно, целью является создание улучшенного скважинного инструмента, который способен извлекать мешающую часть полузакрытого клапана или другого поврежденного компонента из скважины для восстановления доступа к скважине ниже клапана.The objective of the present invention is to completely or partially overcome the above-mentioned disadvantages and shortcomings of the prior art. More specifically, the object is to provide an improved downhole tool that is capable of removing an obstructing portion of a semi-closed valve or other damaged component from a wellbore to restore access to the wellbore below the valve.

Вышеуказанные предназначения вместе с многочисленными другими предназначениями, преимуществами и признаками, которые станут очевидными из приведенного ниже описания, достигаются решением в соответствии с настоящим изобретением с помощью скважинного инструмента для удаления препятствия в скважинной трубчатой металлической конструкции, имеющей стенку, ось инструмента и внутренний диаметр, причем препятствие частично блокирует внутренний диаметр, создавая отверстие, определенное, по меньшей мере частично, участком края препятствия, где инструмент включает в себя:The above purposes, together with numerous other purposes, advantages and features that will become apparent from the description below, are achieved by the solution in accordance with the present invention using a downhole tool for removing an obstruction in a downhole tubular metal structure having a wall, a tool axis and an internal diameter, wherein the obstruction partially blocks the inner diameter, creating an opening defined at least in part by a portion of the edge of the obstruction, where the tool includes:

корпус инструмента, имеющий первую часть и вторую часть, электродвигатель, расположенный в первой части, для вращения вращающегося вала, и керновое долото, расположенное во второй части и имеющее первый конец, соединенный с вращающимся валом, и второй конец, имеющий режущую кромку, при этом вторая часть скважинного инструмента дополнительно включает в себя:a tool body having a first portion and a second portion, an electric motor disposed in the first portion for rotating the rotating shaft, and a core bit disposed in the second portion and having a first end connected to the rotating shaft and a second end having a cutting edge, wherein the second part of the downhole tool additionally includes:

локатор для определения местоположения участка края, и собирающее средство для сбора части препятствия, вырезаемого режущей кромкой, локатор и собирающее средство вращаются вместе с керновым долотом до тех пор, пока локатор не обнаружит участок края и не будет достигнуто пороговое значение.a locator for locating the edge portion, and a collecting means for collecting a portion of the obstruction cut by the cutting edge, the locator and the collecting means being rotated together with the core bit until the locator locates the edge portion and a threshold value is reached.

Благодаря тому, что локатор и собирающее средство вращаются вместе с сердечником до тех пор, пока локатор не обнаружит участок края препятствия и не будет достигнуто пороговое значение, локатор может входить в отверстие, например, полузакрытого клапана, а собирающее средство, также входящее в отверстие, может крепить вырезанную часть препятствия таким образом, что вырезанная часть выводится на поверхность вместе с инструментом после завершения операции. Вырезанная часть может запирать скважинную трубчатую металлическую конструкцию, и поэтому важно, чтобы она удалялась вместе с инструментом и не оставалась в скважине. Таким образом, скважинный инструмент способен вырезать часть клапана, ограничивающую доступ к скважине, и извлекать эту часть полузакрытого клапана из скважины для восстановления доступа к скважине ниже клапана.By rotating the locator and collecting means with the core until the locator detects a portion of the edge of the obstacle and a threshold value is reached, the locator can fit into an opening of, for example, a half-closed valve, and the collecting means also fits into the opening. can secure the cut out part of an obstacle in such a way that the cut out part is brought to the surface along with the tool after the operation is completed. The cut-out portion may obstruct the downhole tubular metal structure and it is therefore important that it is removed with the tool and not left in the hole. Thus, the downhole tool is capable of cutting out the portion of the valve that restricts access to the wellbore and removing that portion of the semi-closed valve from the wellbore to restore access to the wellbore below the valve.

Керновое долото вращается во время операции резания и создает разрез по его окружности, а локатор и собирающее средство прекращают вращение, когда вращение локатора предотвращается препятствием.The core bit rotates during the cutting operation and creates a cut around its circumference, and the locator and collecting means stop rotating when rotation of the locator is prevented by an obstacle.

Под резанием также подразумевается фрезерование части препятствия, например, клапана или аналогичного поврежденного компонента в скважине. Процесс фрезерования представляет собой абразивный процесс.Cutting also means milling away part of an obstruction, such as a valve or similar damaged component in a well. The milling process is an abrasive process.

Керновое долото может иметь центральную ось, совпадающую с осью инструмента.The core bit may have a central axis coinciding with the axis of the tool.

Более того, локатор и собирающее средство могут вращаться вместе с керновым долотом в первом состоянии, а во втором состоянии локатор и собирающее средство могут прекращать вращение вместе с керновым долотом.Moreover, the locator and collecting means can rotate with the core bit in the first state, and in the second state, the locator and collecting means can stop rotating with the core bit.

Также, локатор и собирающее средство могут вращаться вместе с керновым долотом в первом состоянии, а во втором состоянии вращение локатора и собирающего средства вместе с керновым долотом может быть предотвращено участком края препятствия.Also, the locator and the collecting means can rotate together with the core bit in the first state, and in the second state, the rotation of the locator and the collecting means together with the core bit can be prevented by the obstacle edge portion.

Дополнительно, локатор и собирающее средство могут вращаться вместе с керновым долотом в первом состоянии, а во втором состоянии, когда локатор контактирует с участком края, локатор и соби- 1 045681 рающее средство могут прекращать вращение вместе с керновым долотом.Additionally, the locator and collecting means may rotate with the core bit in the first state, and in the second state, when the locator contacts the edge portion, the locator and collecting means may stop rotating with the core bit.

Более того, локатор и собирающее средство могут быть соединены с керновым долотом до тех пор, пока не будет достигнуто заданное усилие, то есть не будет достигнуто пороговое значение, между локатором и керновым долотом.Moreover, the locator and collecting means can be connected to the core bit until a predetermined force, that is, a threshold value, is reached between the locator and the core bit.

Также, локатор и собирающее средство могут быть соединены с керновым долотом с возможностью отсоединения.Also, the locator and collecting means can be detachably connected to the core bit.

Дополнительно, локатор и собирающее средство могут быть соединены с керновым долотом посредством силы трения, и локатор и собирающее средство могут быть отсоединены от кернового долота, когда вращение локатора вместе с керновым долотом предотвращается преодолением силы трения. Вращение локатора предотвращается, когда локатор ударяется об участок края отверстия.Further, the locator and collecting means can be connected to the core bit by frictional force, and the locator and collecting means can be detached from the core bit when rotation of the locator together with the core bit is prevented by overcoming the frictional force. Rotation of the locator is prevented when the locator hits the edge portion of the hole.

Более того, в первом состоянии керновое долото может быть выполнено с возможностью вращения в одну сторону вместе с локатором и собирающим средством, а во втором состоянии керновое долото может быть выполнено с возможностью вращения с локатором и собирающим средством в противоположные стороны.Moreover, in the first state, the core bit can be configured to rotate in one direction along with the locator and collecting means, and in the second state, the core bit can be configured to rotate with the locator and collecting means in opposite directions.

Более того, второе состояние может быть активировано, когда локатор контактирует с участком края препятствия.Moreover, the second state can be activated when the locator contacts a portion of the edge of the obstacle.

Также, керновое долото может иметь центральную ось, а локатор - расположен радиально смещенным от центральной оси.Also, the core bit may have a central axis, and the locator may be located radially offset from the central axis.

Более того, керновое долото может иметь центральную ось, а локатор может быть расположен эксцентрично от центральной оси.Moreover, the core bit may have a central axis, and the locator may be located eccentrically from the central axis.

Дополнительно, керновое долото может иметь центральную ось, а локатор может иметь ось локатора, причем ось локатора может быть расположена эксцентрично от центральной оси.Additionally, the core bit may have a central axis and the locator may have a locator axis, wherein the locator axis may be located eccentrically from the central axis.

Также, керновое долото может иметь центральную ось, а локатор может иметь ось локатора, которая расположена на расстоянии в радиальном направлении от центральной оси.Also, the core bit may have a central axis, and the locator may have a locator axis that is spaced radially from the central axis.

Благодаря тому, что локатор расположен с радиальным смещением от центральной оси, локатор способен обнаруживать отверстие, например, полузакрытого клапана и, таким образом, направлять собирающее средство в отверстие, чтобы иметь возможность извлечь вырезанную часть препятствия. Отверстие частично закрытого клапана часто не перекрывает центр кернового долота, и, посредством расположения локатора эксцентрично от центра кернового долота, локатор, таким образом, может обнаружить участок края отверстия, даже если отверстие не перекрывает центр инструмента и центр кернового долота. То же самое применимо, когда локатор расположен эксцентрично от центральной оси, или когда локатор имеет ось локатора, которая расположена на расстоянии в радиальном направлении от центральной оси.By positioning the locator at a radial offset from the central axis, the locator is able to detect an opening of, for example, a half-closed valve and thus direct the collecting agent into the opening to be able to remove the cut portion of the obstruction. The hole of a partially closed valve often does not overlap the center of the core bit, and by positioning the locator eccentrically from the center of the core bit, the locator can thus detect a portion of the edge of the hole even though the hole does not overlap the center of the tool and the center of the core bit. The same applies when the locator is located eccentrically from the central axis, or when the locator has a locator axis that is located radially away from the central axis.

Дополнительно, локатор и собирающее средство могут быть расположены внутри кернового долота.Additionally, the locator and collecting means may be located within the core bit.

Более того, вторая часть может включать в себя базовую часть и пружину, расположенную между локатором и базовой частью таким образом, что локатор сжимает пружину при перемещении вдоль оси инструмента по направлению к первому концу кернового долота.Moreover, the second portion may include a base portion and a spring disposed between the locator and the base portion such that the locator compresses the spring as it moves along the axis of the tool toward the first end of the core bit.

Более того, локатор может быть перемещаем препятствием вдоль оси инструмента, когда керновое долото перемещается вдоль оси инструмента и врезается в препятствие.Moreover, the locator can be moved by an obstacle along the axis of the tool when the core bit moves along the axis of the tool and cuts into the obstacle.

Локатор имеет первое состояние, в котором локатор находится в своем выдвинутом положении, и второе состояние, в котором локатор переместился по отношению к керновому долоту под действием внешней силы, такой как от контакта с препятствием. Таким образом, локатор сжимает пружину, когда локатор под действием внешней силы принудительно перемещается к первому концу кернового долота вдоль оси инструмента.The locator has a first state in which the locator is in its extended position, and a second state in which the locator has moved relative to the core bit under the influence of an external force, such as from contact with an obstacle. Thus, the locator compresses the spring when the locator is forced by an external force towards the first end of the core bit along the axis of the tool.

Также пружина может иметь удлинение вдоль оси инструмента.The spring can also have an extension along the axis of the tool.

Дополнительно, локатор и собирающее средство могут быть соединены неподвижно.Additionally, the locator and the collecting means can be fixedly connected.

Более того, локатор и собирающее средство могут быть неподвижно соединены для направления собирающего средства внутрь через отверстие, расположенное эксцентрично от оси инструмента.Moreover, the locator and the collecting means can be fixedly connected to direct the collecting means inward through an opening located eccentrically from the axis of the tool.

Более того, локатор и базовая часть могут быть неподвижно соединены.Moreover, the locator and the base part can be fixedly connected.

Дополнительно, керновое долото может включать в себя шарикоподшипник, расположенный между керновым долотом и базовой частью.Additionally, the core bit may include a ball bearing positioned between the core bit and the base portion.

Далее, керновое долото может быть соединено с локатором с помощью крепежных средств, таких как муфта, срезная часть или подпружиненный штифт, до достижения порогового значения.Next, the core bit can be connected to the locator using fastening means such as a coupling, shear or spring pin until the threshold value is reached.

Также, муфта может представлять собой фрикционную муфту или моментную муфту.Also, the clutch may be a friction clutch or a torque clutch.

Более того, муфта может быть расположена между базовой частью и керновым долотом.Moreover, the coupling can be located between the base part and the core bit.

Дополнительно, крепежные средства могут быть расположены между базовой частью и керновым долотом.Additionally, fasteners may be located between the base portion and the core bit.

Более того, керновое долото может иметь углубление для приема подпружиненного штифта.Moreover, the core bit may have a recess to receive a spring-loaded pin.

Дополнительно, керновое долото может иметь центральную ось; собирающее средство расположено с радиальным смещением от центральной оси.Additionally, the core bit may have a central axis; the collecting means is located radially offset from the central axis.

Также, собирающее средство может включать в себя по меньшей мере одну сгибаемую часть дляAlso, the collecting means may include at least one foldable portion for

- 2 045681 зацепления с вырезанной частью препятствия.- 2 045681 engagement with the cut-out part of the obstacle.

Более того, собирающее средство может включать в себя по меньшей мере одну раздвижную/выступающую часть для раздвижения/выступания при прохождении отверстия для поддержки вырезанной части препятствия таким образом, чтобы она удерживалась на месте между керновым долотом и раздвижной/выступающей частью.Moreover, the collecting means may include at least one sliding/protruding portion for extending/protruding through the opening to support the cut portion of the obstruction so that it is held in place between the core bit and the sliding/protruding portion.

Дополнительно, собирающее средство может иметь радиальное удлинение, которое является большим, чем радиальное удлинение отверстия.Additionally, the collecting means may have a radial extension that is greater than the radial extension of the hole.

Кроме того, локатор может выступать от режущей кромки вдоль оси инструмента. Таким образом легче приложить усилие к локатору и достичь порогового значения, чтобы отсоединить локатор от кернового долота.In addition, the locator can protrude from the cutting edge along the axis of the tool. This makes it easier to apply force to the locator and reach the threshold to disengage the locator from the core bit.

Дополнительно, локатор может иметь первый конец локатора, соединенный с керновым долотом, и второй конец локатора, имеющий сужающуюся форму.Additionally, the locator may have a first locator end connected to the core bit and a second locator end having a tapered shape.

Кроме того, собирающее средство может выдвигаться в радиальном направлении от локатора.In addition, the collecting means can be extended in a radial direction from the locator.

Скважинный инструмент может дополнительно включать в себя секцию передачи, соединенную между электродвигателем и вращающимся валом для уменьшения вращения кернового долота по отношению к вращательному выходу двигателя.The downhole tool may further include a transmission section coupled between the motor and the rotating shaft to reduce rotation of the core bit relative to the rotary output of the motor.

Также, скважинный инструмент может дополнительно включать в себя генератор осевого усилия, обеспечивающий осевое усилие вдоль оси инструмента.Also, the downhole tool may further include an axial force generator that provides axial force along the axis of the tool.

Более того, генератор осевого усилия может быть расположен в первой части для перемещения второй части вдоль оси инструмента.Moreover, an axial force generator may be located in the first part to move the second part along the axis of the tool.

Скважинный инструмент может дополнительно включать в себя секцию анкерного инструмента для предотвращения вращения инструмента внутри обсадной колонны.The downhole tool may further include an anchor tool section to prevent rotation of the tool within the casing.

Кроме того, секция анкерного инструмента может включать в себя выступающие анкерные элементы.In addition, the anchor tool section may include protruding anchor elements.

Кроме того, скважинный инструмент может дополнительно включать в себя приводной блок, такой как скважинный трактор, для предотвращения вращения инструмента внутри обсадной колонны и для обеспечения осевого усилия вдоль оси инструмента.In addition, the downhole tool may further include a drive unit, such as a downhole tractor, to prevent rotation of the tool within the casing and to provide an axial force along the axis of the tool.

Кроме того, скважинный инструмент может быть кабельным инструментом, то есть скважинным кабельным инструментом.In addition, the downhole tool may be a wireline tool, that is, a downhole cable tool.

Дополнительно, приводной блок может включать в себя второй двигатель, приводящий в движение второй насос для вращающихся колес, и выступающие плечи, на которых расположены колеса.Additionally, the drive unit may include a second motor driving a second pump for rotating the wheels, and protruding arms on which the wheels are located.

Наконец, скважинный инструмент может включать в себя компенсатор для обеспечения избыточного давления внутри скважинного разделительного инструмента.Finally, the downhole tool may include a compensator to provide positive pressure within the downhole separation tool.

Изобретение и его многочисленные преимущества описаны более подробно ниже со ссылкой на прилагаемые схематические чертежи, на которых в целях иллюстрации показаны некоторые не ограничивающие варианты осуществления изобретения, и на которых:The invention and its many advantages are described in more detail below with reference to the accompanying schematic drawings, in which, for purposes of illustration, certain non-limiting embodiments of the invention are shown, and in which:

На фиг. 1 показан скважинный инструмент в соответствии с изобретением,In fig. 1 shows a downhole tool in accordance with the invention,

На фиг. 2 показано препятствие, такое как полузакрытый шаровой клапан, в скважинной трубчатой металлической конструкции скважины,In fig. 2 shows an obstruction, such as a semi-closed ball valve, in a downhole tubular metal well structure,

На фиг. 3 показан вид в поперечном сечении скважинной трубчатой металлической конструкции, иллюстрирующий полузакрытый шаровой клапан с фиг. 2 и смещенное отверстие,In fig. 3 is a cross-sectional view of a downhole tubular metal structure illustrating the semi-closed ball valve of FIG. 2 and offset hole,

На фиг. 4 показан другой скважинный инструмент в соответствии с изобретением,In fig. 4 shows another downhole tool in accordance with the invention,

На фиг. 5 показан вид в поперечном сечении второй части скважинного инструмента,In fig. 5 is a cross-sectional view of the second part of the downhole tool,

На фиг. 6 показан вид в поперечном сечении второй части другого скважинного инструмента,In fig. 6 is a cross-sectional view of the second part of another downhole tool,

На фиг. 7 показан другой вариант осуществления скважинного инструмента, если смотреть со стороны режущей кромки,In fig. 7 shows another embodiment of a downhole tool, viewed from the cutting edge,

На фиг. 8 показан частичный вид в поперечном сечении пружины между локатором и базовой частью скважинного инструмента,In fig. 8 is a partial cross-sectional view of the spring between the locator and the base portion of the downhole tool,

На фиг. 9 показан частичный вид в поперечном сечении локатора, неподвижно прикрепленного к собирающему средству, иIn fig. 9 is a partial cross-sectional view of a locator fixedly attached to the collection means, and

На фиг. 10 показан другой вариант осуществления скважинного инструмента, если смотреть со стороны режущей кромки.In fig. 10 shows another embodiment of a downhole tool as viewed from the cutting edge.

Все фигуры очень схематичны и не обязательно выполнены в масштабе, при этом на них показаны только те части, которые необходимы для раскрытия сущности изобретения, тогда как другие части опущены или просто подразумеваются.All figures are highly schematic and not necessarily to scale, showing only those parts necessary to convey the essence of the invention, while other parts are omitted or simply implied.

На фиг. 1 показан скважинный инструмент 1 для удаления препятствия 2, как показано на фиг. 2, в скважинной трубчатой металлической конструкции 3. Скважинная трубчатая металлическая конструкция 3 на фиг. 2 имеет стенку 4 и внутренний диаметр ID. Препятствие может представлять собой шаровой клапан, как показано на фиг. 2 и 3, будучи частично закрытым и тем самым частично блокируя внутренний диаметр, создавая отверстие 5, ограниченное по меньшей мере частично участком края 6 препятствия.In fig. 1 shows a downhole tool 1 for removing an obstacle 2 as shown in FIG. 2, in a downhole tubular metal structure 3. Downhole tubular metal structure 3 in FIG. 2 has a wall 4 and an inner diameter ID. The obstruction may be a ball valve, as shown in FIG. 2 and 3, being partially closed and thereby partially blocking the inner diameter, creating an opening 5 limited at least partially by a portion of the edge 6 of the obstacle.

Скважинный инструмент 1, показанный на фиг. 1, включает в себя ось инструмента L и корпус ин- 3 045681 струмента 7, имеющий первую часть 17 и вторую часть 18. Скважинный инструмент 1 дополнительно включает в себя электродвигатель 8, расположенный в первой части для вращения вращающегося вала 9, и керновое долото 10, расположенное во второй части и имеющее первый конец 11, соединенный с вращающимся валом, и второй конец 12, имеющий режущую кромку 14 для врезания в препятствие. Вторая часть 18 скважинного инструмента дополнительно включает в себя локатор 15 для нахождения участка края и собирающее средство 16 (показанное на фиг. 5) для сбора вырезанной части 36 препятствия 2 после вырезания режущей кромкой 14. Локатор 15 и собирающее средство 16 вращаются вместе с керновым долотом 10 до тех пор, пока локатор не найдет участок края и не будет достигнуто пороговое значение.Downhole tool 1 shown in FIG. 1 includes a tool axis L and a tool body 7 having a first part 17 and a second part 18. Downhole tool 1 further includes an electric motor 8 located in the first part for rotating the rotating shaft 9, and a core bit 10 , located in the second part and having a first end 11 connected to the rotating shaft, and a second end 12 having a cutting edge 14 for cutting into an obstacle. The second downhole tool portion 18 further includes a locator 15 for locating the edge portion and a collecting means 16 (shown in FIG. 5) for collecting the cut portion 36 of the obstacle 2 after being cut by the cutting edge 14. The locator 15 and the collecting means 16 rotate with the core bit. 10 until the locator finds the edge region and the threshold value is reached.

Благодаря тому, что локатор и собирающее средство вращаются вместе с керновым долотом до тех пор, пока локатор не найдет участок края препятствия и не будет достигнуто пороговое значение, локатор может входить в отверстие, например, полузакрытого клапана, а собирающее средство, также входящее в отверстие, может крепить вырезанную часть препятствия таким образом, что вырезанная часть выводится на поверхность вместе с инструментом после завершения операции. Вырезанная часть может запирать скважинную трубчатую металлическую конструкцию, и поэтому важно, чтобы она удалялась вместе с инструментом и не оставалась в скважине. Таким образом, скважинный инструмент способен вырезать часть клапана, ограничивающую доступ к скважине, и извлекать эту часть полузакрытого клапана из скважины для восстановления доступа к скважине ниже клапана.By rotating the locator and collecting means with the core bit until the locator finds a portion of the edge of the obstacle and a threshold value is reached, the locator can fit into the hole of, for example, a half-closed valve, and the collecting means also fits into the hole , can secure the cut-out part of the obstacle in such a way that the cut-out part is brought to the surface along with the tool after the operation is completed. The cut-out portion may obstruct the downhole tubular metal structure and it is therefore important that it is removed with the tool and not left in the hole. Thus, the downhole tool is capable of cutting out the portion of the valve that restricts access to the wellbore and removing that portion of the semi-closed valve from the wellbore to restore access to the wellbore below the valve.

Как показано на фиг. 5, керновое долото имеет центральную ось L2, а локатор 15 имеет ось локатора L3, которая расположена радиально смещенной от центральной оси. Локатор 15 вращается вместе с керновым долотом, и как керновое долото 10, так и локатор 15 при вращении принудительно продвигаются вперед к препятствию в скважине. Когда локатор ударяется о секцию края 6, дальнейшее вращение локатора предотвращается, и по мере того, как керновое долото продолжает вращаться, достигается пороговое значение, и локатор останавливает вращение и отсоединяется от вращающегося кернового долота. Основная функция локатора заключается в том, чтобы направлять собирающее средство 16 в отверстие таким образом, чтобы вырезанная часть препятствия была закреплена между собирающим средством 16 и керновым долотом, и чтобы вырезанная часть препятствия могла быть извлечена из скважины.As shown in FIG. 5, the core bit has a central axis L2, and the locator 15 has a locator axis L3, which is located radially offset from the central axis. The locator 15 rotates with the core bit, and both the core bit 10 and the locator 15 are forced forward toward the obstacle in the well as they rotate. When the locator strikes the edge section 6, further rotation of the locator is prevented and as the core bit continues to rotate, a threshold is reached and the locator stops rotating and becomes detached from the rotating core bit. The primary function of the locator is to guide the collecting means 16 into the hole such that the cut portion of the obstruction is secured between the collecting means 16 and the core bit and so that the cut portion of the obstruction can be removed from the hole.

Благодаря тому, что локатор расположен с радиальным смещением от центральной оси, локатор способен находить отверстие, например, полузакрытого клапана и, таким образом, направлять собирающее средство в отверстие, чтобы иметь возможность извлечь вырезанную часть препятствия. Отверстие частично закрытого клапана часто не перекрывается с центром кернового долота, и, расположив локатор вне центра кернового долота, локатор, таким образом, способен найти участок края отверстия. То же самое применимо, когда локатор расположен эксцентрично от центральной оси, или когда локатор имеет ось локатора, которая расположена на расстоянии в радиальном направлении от центральной оси.By positioning the locator at a radial offset from the central axis, the locator is able to locate the opening of, for example, a half-closed valve and thus direct the collecting agent into the opening to be able to remove the cut portion of the obstruction. The hole of a partially closed valve often does not overlap with the center of the core bit, and by positioning the locator off the center of the core bit, the locator is thus able to locate a portion of the edge of the hole. The same applies when the locator is located eccentrically from the central axis, or when the locator has a locator axis that is located radially away from the central axis.

Локатор имеет первый конец локатора 28, соединенный с керновым долотом, и второй конец локатора 29, имеющий сужающуюся форму. Когда второй конец локатора 29 локатора 15 ударяется о секцию края 6 (показанную на фиг. 3), дальнейшее вращение локатора предотвращается, и по мере того, как керновое долото продолжает вращаться, достигается пороговое значение, и локатор останавливает вращение и отсоединяется от вращающегося кернового долота. Режущая кромка 14 кернового долота обеспечена долотами или вставками 30, которые врезаются в препятствие до тех пор, пока вырезанная часть 36 препятствия не будет отрезана от остальной части 37 препятствия. Локатор входит в отверстие 5 (показанное на фиг. 3) и принуждается далее в отверстие во время резки, а собирающее средство 16 также принуждается в отверстие таким образом, что собирающее средство вдавливается в отверстие между участком края и керновым долотом.The locator has a first locator end 28 connected to the core bit and a second locator end 29 having a tapered shape. When the second end of the locator 29 of the locator 15 strikes the edge section 6 (shown in FIG. 3), further rotation of the locator is prevented and as the core bit continues to rotate, a threshold is reached and the locator stops rotating and becomes detached from the rotating core bit. . The cutting edge 14 of the core bit is provided with bits or inserts 30 that cut into the obstacle until the cut portion 36 of the obstacle is cut away from the rest of the obstacle 37 . The locator fits into the hole 5 (shown in FIG. 3) and is forced further into the hole during cutting, and the collecting means 16 is also forced into the hole such that the collecting means is pressed into the hole between the edge portion and the core bit.

Таким образом, имея локатор, расположенный с радиальным смещением от центральной оси, скважинный инструмент способен вырезать часть препятствия и вывести вырезанную часть на поверхность вместе с инструментом, даже если клапан только наполовину закрыт.Thus, by having a locator located radially off center, the downhole tool is able to cut out a portion of the obstruction and bring the cut portion to the surface with the tool, even if the valve is only half closed.

Локатор 15 и собирающее средство 16, расположенные внутри кернового долота 10, неподвижно соединены на фиг. 5. Вторая часть 18 включает в себя базовую часть 19, и локатор и базовая часть также неподвижно соединены таким образом, что, когда локатор прекращает вращаться, базовая часть также прекращает вращаться. Керновое долото включает в себя шарикоподшипник 21, расположенный между керновым долотом 10 и базовой частью 19. Керновое долото является соединенным с локатором с помощью крепежного средства 22, такого как муфта 23 (показана на фиг. 5), срезная часть 24 (показана на фиг. 9) или подпружиненный штифт 25 (показан на фиг. 6), до достижения порогового значения. Муфта может представлять собой фрикционную муфту или моментную муфту, причем муфта расположена между базовой частью и керновым долотом. Таким образом, крепежное средство расположено между базовой частью и керновым долотом. Как показано на фиг. 6, центральное долото имеет углубление 39 для приема подпружиненного штифта 25. Керновое долото 10 с фиг. 6 не является вращательно симметричным вокруг оси L.The locator 15 and the collecting means 16, located inside the core bit 10, are fixedly connected in FIG. 5. The second part 18 includes a base part 19, and the locator and the base part are also fixedly connected so that when the locator stops rotating, the base part also stops rotating. The core bit includes a ball bearing 21 positioned between the core bit 10 and the base portion 19. The core bit is connected to the locator by means of fastening means 22, such as a coupling 23 (shown in FIG. 5), a shear portion 24 (shown in FIG. 9) or spring-loaded pin 25 (shown in Fig. 6), until the threshold value is reached. The clutch may be a friction clutch or a torque clutch, the clutch being located between the base portion and the core bit. Thus, the fastening means is located between the base part and the core bit. As shown in FIG. 6, the central bit has a recess 39 for receiving a spring-loaded pin 25. The core bit 10 of FIG. 6 is not rotationally symmetrical around the L axis.

На фиг. 8 вторая часть 18 включает в себя базовую часть 19 и пружину 20. Пружина 20 расположена между локатором 15 и базовой частью 19 таким образом, что локатор может перемещаться вдоль оси инструмента по направлению к первому концу кернового долота, если локатор достигает препятствияIn fig. 8, the second portion 18 includes a base portion 19 and a spring 20. The spring 20 is located between the locator 15 and the base portion 19 such that the locator can be moved along the axis of the tool toward the first end of the core bit if the locator reaches an obstacle

- 4 045681 перед дальнейшим вращением до отверстия. Затем локатор сжимает пружину, когда локатор вращается во время достижения препятствия, но только до тех пор, пока локатор не ударится о секцию края и не будет принудительно введен в отверстие. Пружина имеет удлинитель L4 вдоль оси инструмента L для подпружинивания локатора, если локатор не достигает отверстия, когда вращается при перемещении вдоль оси инструмента, но достигает части препятствия. Когда локатор вращается и принудительно перемещается в осевом направлении вдоль оси инструмента, локатор затем достигает уровня препятствия, и при перемещении дальше вдоль оси инструмента пружина сжимается. Если локатор не входит в отверстие напрямую, локатор затем способен перемещаться к первому концу 11, сжимая пружину 20, и при дальнейшем вращении при достижении отверстия локатор перемещается в отверстие, останавливая его дальнейшее вращение, и достигается порог, отсоединяя локатор от кернового долота. Внезапный останов активирует деактивацию крепежного средства 22, например, срезной штифт на фиг. 9 сломан, и керновое долото продолжает вращаться.- 4 045681 before further rotation to the hole. The locator then compresses the spring as the locator rotates while reaching the obstacle, but only until the locator hits the edge section and is forced into the hole. The spring has an extension L4 along the tool axis L for spring-loading the locator if the locator does not reach the hole when rotated while moving along the tool axis, but reaches part of the obstacle. When the locator is rotated and forced to move axially along the tool axis, the locator then reaches the level of the obstacle, and as it moves further along the tool axis, the spring is compressed. If the locator does not enter the hole directly, the locator is then able to move towards the first end 11, compressing the spring 20, and upon further rotation upon reaching the hole, the locator moves into the hole, stopping its further rotation, and a threshold is reached, disconnecting the locator from the core bit. The sudden stop triggers the deactivation of fastener 22, such as the shear pin in FIG. 9 is broken and the core bit continues to rotate.

Углубление 39 входит в зацепление с подпружиненным штифтом 25 на фиг. 6 до тех пор, пока не будет достигнуто пороговое значение, и затем штифт вытесняется из углубления 39, и пружина 20 принуждает локатор слегка смещаться вдоль оси инструмента, так что штифт 25 больше не может зацепляться с углублением.Recess 39 engages spring-loaded pin 25 in FIG. 6 until a threshold value is reached, and then the pin is forced out of the recess 39 and the spring 20 causes the locator to move slightly along the axis of the tool so that the pin 25 can no longer engage the recess.

Керновое долото 10 имеет центральную ось L2, совпадающую с осью инструмента L, как показано на фиг. 5, и расположение собирающего средства смещено от центральной оси в радиальном направлении, так что собирающее средство способно входить в отверстие, которое создается полузакрытым клапаном и которое также смещено от оси инструмента.The core bit 10 has a central axis L2 coinciding with the tool axis L, as shown in FIG. 5, and the location of the collecting means is offset from the central axis in the radial direction, so that the collecting means is able to fit into the opening that is created by the semi-closed valve and which is also offset from the axis of the tool.

На фиг. 6, собирающее средство включает в себя множество сгибаемых частей 26 для зацепления с вырезанной частью 36 препятствия (показанной на фиг. 5). Изгибаемые части выдвигаются радиально от локатора в виде плеч. Изгибаемые части 26 имеют форму гибких пальцев, которые являются более гибкими, чем локатор, так что, когда локатор выдвигается в отверстие, изгибаемые части 26 сгибаются, чтобы поместиться в отверстие. Благодаря наличию собирающего средства, включающего в себя множество сгибаемых частей, собирающее средство способно поместиться в разнообразные отверстия при работе в нефтяной скважине, где видимость низкая, и может быть трудно измерить точную геометрию отверстия. Изгибаемые части могут иметь форму пластинчатых выдвигающихся в радиальном направлении пальцев из некоторого типа пружинной стали, как показано на фиг. 9, а ограничители 53 могут быть расположены между пластинчатыми радиально выдвигающимися пальцами 26А (показаны на фиг. 7).In fig. 6, the collecting means includes a plurality of foldable portions 26 for engagement with a cut-out obstacle portion 36 (shown in FIG. 5). The bendable parts extend radially from the locator in the form of shoulders. The bendable parts 26 are shaped like flexible fingers that are more flexible than the locator so that when the locator is pulled into the hole, the bendable parts 26 bend to fit into the hole. By having the collection means including a plurality of bendable parts, the collection means is able to fit into a variety of holes when operating in an oil well where visibility is low and it may be difficult to measure the exact geometry of the hole. The bendable parts may be in the form of plate-shaped, radially extendable fingers made of some type of spring steel, as shown in FIG. 9, and stops 53 may be located between plate-shaped radially extendable fingers 26A (shown in FIG. 7).

Собирающее средство 16 выдвигается в радиальном направлении от локатора 15, как показано на фиг. 5 и 9 и имеет радиальное удлинение R1, которое является большим, чем таковое отверстия. на фиг. 5 собирающее средство включает в себя по меньшей мере одну выступающую часть 27 для выступания при прохождении отверстия для поддержки вырезанной части препятствия таким образом, чтобы удерживать вырезанную часть 36 препятствия на месте между керновым долотом 10 и выступающей частью. Выступающая часть 27 может быть подпружиненной, чтобы выступать под вырезанной частью препятствия.The collecting means 16 extends radially from the locator 15, as shown in FIG. 5 and 9 and has a radial extension R1 that is larger than that of the hole. in fig. 5, the collecting means includes at least one projection portion 27 for protruding through the hole to support the cut-out portion of the obstruction so as to hold the cut-out portion 36 of the obstacle in place between the core bit 10 and the projection portion. The protruding portion 27 may be spring-loaded to project under the cut portion of the obstacle.

Собирающее средство 16 может выдвигаться в радиальном направлении на всем протяжении вокруг локатора 15, как показано на фиг. 9, где протяженность сгибаемых частей/плеч 26 изменяется таким образом, что ближе к центральной оси инструмента плечи длиннее, чем напротив кернового долота.The collecting means 16 can extend radially all the way around the locator 15, as shown in FIG. 9, where the length of the bendable portions/arms 26 is varied such that the arms are longer closer to the center axis of the tool than opposite the core bit.

На фиг. 10 собирающее средство 16 выдвигается только частично вокруг локатора, поскольку собирающее средство 16 выдвигается в основном от локатора к центральной оси инструмента.In fig. 10, the collecting means 16 extends only partially around the locator, since the collecting means 16 extends generally from the locator towards the central axis of the tool.

Как показано на фиг. 5 и 6, локатор 15 выступает от режущей кромки 14 вдоль оси L инструмента. Таким образом, локатор ударяется о препятствие тогда, когда вторая часть инструмента перемещается вдоль оси инструмента в направлении препятствия.As shown in FIG. 5 and 6, the locator 15 projects from the cutting edge 14 along the axis L of the tool. Thus, the locator hits the obstacle when the second part of the tool moves along the axis of the tool in the direction of the obstacle.

В другом варианте осуществления второй локаторный конец 29 локатора имеет сужающуюся форму, чтобы направлять локатор в отверстие. Таким образом, собирающее средство 16 также может быть этим сужающимся концом, поскольку этот конец может быть зажат между участком края и керновым долотом по мере того, как керновое долото перемещается и врезается далее в препятствие. Таким образом, пружина между базовой частью и локатором выполнена с возможностью соответствующего сжатия таким образом, что керновое долото может продолжать перемещаться и вращаться до тех пор, пока препятствие не будет полностью разрезано, отделяя вырезанную часть 36.In another embodiment, the second locator end 29 of the locator is tapered to guide the locator into the hole. Thus, the collecting means 16 may also be this tapered end, since this end may be sandwiched between the edge portion and the core bit as the core bit moves and cuts further into the obstacle. Thus, the spring between the base portion and the locator is suitably compressed such that the core bit can continue to move and rotate until the obstruction is completely cut, releasing the cut portion 36.

При вращении керновое долото 10 вырезает часть препятствия, которая занимает пространство внутри кернового долота, и вырезанная часть предотвращает выход текучей среды внутри кернового долота из второго конца 12 кернового долота 10, и по мере того, как вырезанная часть перемещается к первому концу 11, она может вытеснять текучую среду внутри пространства и наружу через отверстия 45 в первом конце 11, как показано на фиг. 6.As the core bit 10 rotates, it cuts out a portion of the obstruction that occupies space inside the core bit, and the cut portion prevents fluid inside the core bit from escaping from the second end 12 of the core bit 10, and as the cut portion moves toward the first end 11, it may force fluid into the space and out through the openings 45 in the first end 11, as shown in FIG. 6.

На фиг. 1 скважинный инструмент 1 дополнительно включает в себя секцию передачи 31, соединенную между электродвигателем и вращающимся валом 9 для уменьшения вращения кернового долота по отношению к валу вращательного выхода 9В двигателя.In fig. 1, the downhole tool 1 further includes a transmission section 31 coupled between the electric motor and the rotating shaft 9 to reduce rotation of the core bit relative to the rotary output shaft 9B of the motor.

Скважинный инструмент 1 дополнительно включает в себя генератор осевого усилия 33, обеспечивающий осевое усилие вдоль оси инструмента при вращении центрального долота 10. Генератор осевогоDownhole tool 1 additionally includes an axial force generator 33, which provides axial force along the tool axis when the central bit 10 rotates.

--

Claims

force is located in the first part 17 to move the second part 18 relative to the first part along the axis of the tool L. To transmit the entire rotation of the motor to the core bit, the downhole tool 1 further includes an anchor tool section 32 to prevent rotation of the tool inside the casing. The anchor tool section includes protruding anchor elements.

In fig. 4, the downhole tool 1 includes a drive unit 34, such as a downhole tractor, to prevent rotation of the tool within the casing and to provide an axial force along the axis of the tool. Thus, no axial force generator or anchor section is required. The tool from fig. 4 has two drive sections that are offset 90 degrees around the circumference of the tool.

As can be seen in FIG. 1 and 4, the downhole tool may be a cable tool in which a cable 43 is connected to an electronic control unit 40 to power a motor 8. The cable may also drive a second motor 41 driving a pump 42 to provide hydraulic power to drive the anchor. section 32 and axial force generator 33 from FIG. 1, or the drive unit 34 of FIG. 4. Thus, the drive unit 34 includes a second motor 41 driving a pump 42 for the rotating wheels 51 and protruding arms 52 on which the wheels are located until the wheels abut the inner surface of the downhole tubular metal structure. The downhole tool may also include a compensator 44 to provide positive pressure within the downhole release tool, as shown in FIG. 4.

In another embodiment, the downhole tool may also include a second pump and a collection section for sucking chips from the cutting process into the collection section through the holes 45 (shown in FIG. 6).

The axial force generator may be a reciprocating tool and is a tool that provides axial force. The reciprocating tool includes an electric motor to drive the pump. The pump pumps fluid into the piston housing to move the piston acting within it. The piston is located on the connecting rod. The pump can pump liquid into the piston body on one side and simultaneously suck liquid from the other side of the piston.

By fluid or wellbore fluid is meant any type of fluid that may be present in an oil or gas well, such as natural gas, oil, drilling fluid, crude oil, water, and so on. Gas refers to any type of gas mixture present in a well, whether completed or uncased, and oil refers to any type of petroleum mixture, such as crude oil, oily fluid, and so on. Thus, gas, oil and water may contain other elements or substances that are not gas, oil and/or water, respectively.

Casing or downhole tubular metal structure refers to any type of pipe, tubular member, pipeline, liner, pipe string, etc. used in a well in the production of oil or natural gas.

In cases where it is not possible to completely immerse the tool into the casing (under its own weight), a downhole tractor can be used to push the tool to the desired position in the well. The downhole tractor may have extendable arms having wheels that contact the inner surface of the casing to propel the tractor and tool forward in the casing. A downhole tractor is any type of driven tool capable of pushing or pulling tools in a well, such as a Well Tractor®.

Although the invention has been described above in preferred embodiments, it will be apparent to one skilled in the art that several modifications are possible without departing from the spirit of the invention as defined by the following claims.

CLAIM

1. A downhole tool (1) for removing an obstruction (2) in a downhole tubular metal structure (3) having a wall (4) and an internal diameter (ID), the obstruction partially blocking the internal diameter, creating an opening (5) limited by at least at least partially by a portion of the edge (6) of the obstacle, wherein the downhole tool has a tool axis (L) and includes:

tool body (7) having a first part (17) and a second part (18), an electric motor (8) located in the first part to rotate the rotating shaft (9), and a core bit (10) located in the second part and having a first end (11) connected to the rotating shaft, and a second end (12) having a cutting edge (14), wherein the second part of the downhole tool further includes:

a locator (15) for locating a section of the edge, and a collecting means (16) for collecting the part of the obstacle cut by the cutting edge,

- 6 045681 where the locator and the collecting means are connected together with the core bit, the connection is made to provide the locator and the collecting means with the ability to:

rotation with the core bit until the locator contacts the edge section and the specified force between the locator and the core bit is achieved; and detachment from the core bit and rotation relative to it.

2. Downhole tool according to claim 2, in which the locator and the collecting means are fixedly connected to direct the collecting means inward through an opening located eccentrically from the axis of the tool.

3. Downhole tool according to claim 1 or 2, in which the core bit has a central axis (L2), and the locator is located with a radial offset from the central axis.

4. A downhole tool as claimed in any one of the preceding claims, wherein the locator and collecting means are located within the core bit.

5. Downhole tool according to any one of the preceding paragraphs, in which the second part includes a base part (19) and a spring (20) located between the locator and the base part so that the locator compresses the spring when moving along the axis of the tool towards the first end of the core bit.

6. Downhole tool according to any of the previous paragraphs, in which the locator and the base part are fixedly connected.

7. A downhole tool as claimed in any one of the preceding claims, wherein the core bit is connected to the locator by means of a fastening means (22), such as a coupling (23), shear (24) or spring-loaded pin (25), until a threshold value is reached.

8. Downhole tool according to any one of the preceding paragraphs, in which the core bit has a central axis (L2), and the collecting means is located in a radial direction offset from the central axis.

9. A downhole tool as claimed in any one of the preceding claims, wherein the collecting means includes at least one bendable portion (26) for engaging a cut portion of the obstruction.

10. Downhole tool according to any of the previous paragraphs, in which the locator protrudes from the cutting edge along the axis of the tool.

11. A downhole tool as claimed in any one of the preceding claims, wherein the locator has a first locator end (28) connected to a core bit and a second locator end (29) having a tapered shape.

12. A downhole tool as claimed in any one of the preceding claims, wherein the collecting means extends radially from the locator.

13. Downhole tool (1) according to any of the preceding paragraphs, further including an axial force generator (33) providing an axial force along the axis of the tool.

14. Downhole tool (1) as claimed in any one of the preceding claims, further including an anchor tool section (32) for preventing rotation of the tool within the casing.

15. Downhole tool (1) according to any one of claims 1 to 14, further including a drive unit (34), such as a downhole tractor, to prevent rotation of the tool within the casing and to provide an axial force along the axis of the tool.

-