УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗВАЛЬЦОВКИ ТРУБ И РАЗРУШЕНИЯ БАШМАКА В СКВАЖИНЕ

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для развальцовки труб, устанавливаемых в скважинах.
Известно «Устройство для развальцовки труб» (патент на ПМ РФ №55852, МПК Е21В 29/10, опубл. Бюлл. №24 от 27.08.2006 г.), содержащее стержень, расположенный в корпусе с окнами, в которых под углом к оси стержня расположены ролики, взаимодействующие со стержнем, при этом стержень выполнен полым и цилиндрическим в средней части, а сверху и снизу оборудован муфтовыми и ниппельными концами с резьбами для соединения со скважинным оборудованием, причем корпус установлен с возможностью вращения на средней части стержня, при этом ролики выполнены в виде цилиндров, оснащенных в нижней части радиальными фасками, длина которых более чем в три раза меньше длины цилиндра.
Недостатками устройства являются:
- неоптимальная конструкция роликов с радиальными фасками, как следствие, при работе возникают проскальзывания в месте контакта радиальных фасок с трубой, которые приводят к износу роликов;
- малый диапазон развальцовки, обусловленный конструкцией устройства;
- большая металлоемкость устройства, так как ролики и стержень имеют большую длину, как следствие, высокие материальные затраты на изготовление;
- отсутствует устройство для отвинчивания или разрушения башмака перекрывателя.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Устройство для развальцовки труб в скважине» (патент на ПМ РФ №61334, МПК Е21В 29/10, опубл. Бюлл. №6 от 27.02.2007 г.), содержащее стержень, расположенный в корпусе с окнами, в которых расположены ролики, взаимодействующие со стержнем, при этом стержень выполнен полым с проходным центральным каналом, а сверху и снизу оборудован муфтовыми и ниппельными концами с резьбами для соединения со скважинным оборудованием, причем корпус установлен с возможностью вращения на средней части стержня и оснащен сверху и снизу окон цилиндрическими выборками, которые выполнены параллельно оси стержня, при этом ролики выполнены в виде усеченных конусов с цилиндрическим основанием вверху и оснащены сверху и снизу по центру цилиндрическими
втулками, которые вставлены в соответствующие цилиндрические выборки окон корпуса с возможностью вращения, причем угол стержня выбран с возможностью исключения проскальзывания роликов относительно стержня при развальцовке. Недостатками устройства являются:
- неоптимальная конструкция устройства так как вершины роликов и вершина конуса стержня направлены в разные стороны, как следствие, при работе возникают проскальзывания между вальцуемой трубой и роликами, которые приводят к ускоренному износу роликов;
- необходимы высокие осевые нагрузки в процессе развальцовки труб;
- отсутствует устройство для отвинчивания или разрушения башмака перекрывателя.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание простой надежной конструкции, позволяющей качественно вальцевать трубы по всей их длине за счет исключения любых проскальзываний между центральным стержнем, роликами и вальцуемой трубой, а также позволяющей разрушать башмак перекрывателя за одну спускоподъемную операцию при развальцовывании.
Техническая задача решается устройством для развальцовки труб и разрушения башмака в скважине, содержащим стержень, расположенный в корпусе с окнами, в которых расположены ролики, взаимодействующие со стержнем, причем стержень выполнен полым с проходным центральным каналом, а сверху оборудован муфтовым концом с резьбой для соединения со скважинным оборудованием, причем корпус установлен с возможностью вращения на средней части стержня, и оснащен сверху и снизу выборками, при этом ролики выполнены в виде усеченных конусов и оснащены сверху и снизу по центру цилиндрическими выступами, которые вставлены в соответствующие выборки корпуса с возможностью вращения.
Новым является то, что стержень выполнен конусным, при этом вершины роликов обращены в сторону вершины конуса стержня, а ролики установлены таким образом, что центральные оси роликов, стержня и образующие усеченных конусов роликов и образующие конусного стержня сходятся в одной точке, причем выборки корпуса выполнены таким образом, что верх каждого ролика смещен по окружности вперед по ходу вращения стержня относительно низа ролика, кроме того, стержень снизу оборудован режущей головкой для разрушения башмака.
На фиг.1 изображено устройство с частичным продольным разрезом.
На фиг.2 изображено сечение А-А.
Устройство для развальцовки труб и разрушения башмака в скважине, содержит стержень 1, расположенный в корпусе 2 с окнами 3, в которых расположены ролики 4, взаимодействующие со стержнем 1. Стержень 1 выполнен полым с проходным центральным каналом 5, а сверху оборудован муфтовым концом 6 с резьбой 7 для соединения со скважинным оборудованием (на фиг. не показано). Корпус 2 установлен с возможностью вращения на средней части стержня 8, и оснащен сверху выборками 9 и снизу выборками 10. Ролики 4 выполнены в виде усеченных конусов 11 и оснащены сверху и снизу по центру цилиндрическими выступами 12, которые вставлены в соответствующие выборки 9 и 10 корпуса 2 с возможностью вращения. Стержень 1 выполнен конусным, при этом вершины 13 роликов 4 обращены в сторону вершины конуса 14 стержня 1. Ролики 4 установлены таким образом, что оси 15 роликов 4, ось 16 стержня 1 и образующие усеченных конусов 17 роликов 4 и образующие конуса 18 стержня 2 сходятся в одной точке О. Выборки 9 и 10 корпуса 2 выполнены таким образом, что верх 19 каждого ролика 4 смещен по окружности вперед по ходу вращения стержня 1 относительно низа 20 ролика 4. Стержень 1 снизу оборудован режущей головкой 21 для разрушения башмака(на фиг. не показан).
Устройство работает следующим образом.
В скважину (на фиг. не показана) в интервал установки на колонне труб (на фиг. не показана) спускают перекрыватель с башмаком (на фиг. не показаны), в которых создают избыточное давление, предварительно прижимая их к стенкам (на фиг. не показаны) скважины. Далее устройство в сборе при помощи резьбы 7 муфтового конца 6 стержня 1 соединяют со скважинным оборудованием и спускают на колонне труб (на фиг. не показаны) в скважину до интервала установки перекрывателя. При этом колонна труб заполняется скважинной жидкостью через полость 5 стержня 1. После взаимодействия роликов 4 с перекрывателем (определяется по индикатору веса, расположенному на устье скважины) стержню 1 придают вращательно - поступательное движение вниз. Ролики 4, вращаясь в окнах 3 (см. фиг.2) корпуса 2 (см. фиг.1), взаимодействуют с раздаваемой трубой, которую по всей длине плотно и герметично прижимают к стенке скважины. При этом конус 11 ролика 4 взаимодействует с конусом стержня 1, вращаясь вокруг нее вместе с корпусом 2. Благодаря тому, что: вершины 13 роликов 4 обращены в сторону вершины конуса 14 стержня 1; ролики 4 установлены таким образом, что оси 15 роликов 4, ось 16 стержня 1 и образующие усеченных конусов 17 роликов 4 и образующие конуса 18 стержня 2 сходятся в одной точке О, а верх 19 (см. фиг.2) каждого ролика 4 смещен по окружности вперед по ходу вращения стержня 1 относительно низа 20 ролика 4 (например, на угол α 2°-4°), в процессе работы исключаются любые проскальзывания между
стержнем 1, роликами 4 и перекрывателем, а так же наблюдается эффект «ввинчивания» роликов 4 в раздаваемую трубу. В результате того, что устройство оборудовано режущей головкой 21 для разрушения башмака, исключаются повторные спускоподьемные операции для разрушения башмака. Предлагаемая конструкция устройства, которая проста в изготовлении и сборке, позволяет качественно вальцевать трубы по всей их длине, исключая проскальзывания и износ, и разрушать башмак перекрывателя за одну спуско-подъемную операцию.