УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗВАЛЬЦОВКИ ТРУБ В СКВАЖИНЕ

Полезная модель относится к бурению и капитальному ремонту скважин и предназначено, в частности, для развальцовывания расширяемых устройств из расширяемых труб при установке их в скважинах.
Известно «Устройство для развальцовки труб» (пат. RU №2191883, Е 21 В 29/10, опубл. Бюл. №30 от 27.10.02 г.), включающее корпус с центральным каналом, резьбами для соединения со скважинным оборудованием, и углублениями на наружной поверхности, в которых размещены ролики, установленные на осях, верхние концы которых закреплены в корпусе разъемно, а нижние установлены в опорах, размещенных в корпусе с помощью шарниров с возможностью поворота их в плоскости, проходящей через геометрические оси корпуса и роликов.
Недостатком данного аналога являются:
- ограниченная возможность применения, так как внешний диаметр окружности, описываемый вокруг роликов, которые не регулируются по вылету, не может быть больше диаметра скважины;
- не исключена возможность аварийных ситуаций в виде заклинивания при спуске и подъеме устройства в горизонтальных скважинах и скважинах со сложным профилем, так как диаметр окружности, описываемый вокруг роликов, выбирают максимально приближенным диаметру скважины;
- необходимы высокие осевые нагрузки в процессе развальцовки труб;
- высокие радиальные нагрузки непосредственно на оси, значительно сокращающие срок их службы.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Устройство для развальцовки труб в скважине» (пат RU №2235849, Е 21 В 29/10, опубл. Бюл. №25 от 10.09.04 г.), включающее корпус с центральным каналом, резьбами для соединения со скважинным оборудованием и углублениями на наружной поверхности, в которых размещены ролики, установленные на осях, верхние концы которых закреплены в корпусе разъемно, а нижние установлены в опорах, при этом, нижние концы осей установлены в опорах, размещенных в корпусе, с помощью шарниров с возможностью поворота их в плоскости, проходящей через
продольные геометрические оси корпуса и роликов, верхние концы роликов установлены в корпусе с радиальным зазором, а в центральном канале корпуса размещен гидравлический кольцевой поршень, подпружиненный в осевом направлении и имеющий толкатели, взаимодействующие с верхними концами роликов.
Недостатками устройства являются:
- сложность изготовления и, как следствие, высокие материальные затраты на изготовление;
- необходимы высокие осевые нагрузки в процессе развальцовки труб;
- высокие радиальные нагрузки непосредственно на оси, значительно сокращающие срок их службы.
Технической задачей предлагаемого устройства являются упрощение конструкции, снижение при работе осевых нагрузок на корпус и радиальных нагрузок на оси и, как следствие, снижение материальных затрат на изготовление, ремонт и эксплуатацию.
Техническая задача решается устройством для развальцовки труб скважине, включающим корпус с центральным каналом, резьбами для соединения со скважинным оборудованием и углублениями на наружной поверхности, в которых размещены ролики с осями, а в центральном канале корпуса размещен гидравлический кольцевой поршень, подпружиненный в осевом направлении.
Новым является то, что ролики жестко соединены с осями, верхние и нижние концы которых установлены в корпусе с возможностью вращения и ограниченного радиального перемещения, при этом поршень выполнен коническим с возможностью взаимодействия изнутри с поверхностью роликов.
На Фиг.1 изображено устройство с частичным продольным разрезом в транспортном положении.
На Фиг.2 изображено устройство с частичным продольным разрезом в рабочем положении.
Устройство для развальцовки труб в скважине содержит корпус 1 (см. Фиг.1) с центральным каналом 2, резьбами 3 и 3' для соединения со скважинным оборудованием и углублениями 4 на наружной поверхности 5, в которых размещены ролики 6 с верхними 7 и нижними 8 концами осей. В центральном канале 2 корпуса 1 размещен гидравлический кольцевой поршень 9, подпружиненный в осевом направлении пружиной 10. Ролики 6, соединенные жестко с верхними 7 и нижними 8 концами осей, установлены с возможностью вращения и радиального перемещения в
пределах зазора 11 и 11'. Гидравлический кольцевой поршень 9 выполнен с конической поверхностью 12, имеет полость 13 и изнутри взаимодействует с наружной поверхностью роликов 6.
Устройство работает следующим образом.
В скважину (на Фиг. не показана) в интервал установки на колонне труб (на Фиг. не показана) спускают расширяемые трубы, в которых создают избыточное давление, предварительно прижимая их к стенкам или к обсадной колонне (на Фиг. не показаны) скважины. Далее устройство в сборе при помощи резьб 3 и 3' (см. Фиг.1) соединяют со скважинным оборудованием и спускают на колонне труб (на Фиг. не показаны) в скважину до интервала установки расширяемой трубы. При этом колонна труб заполняется скважинной жидкостью через полость 13 поршня 9. По достижении устройством верхнего конца расширяемых труб колонну труб (на Фиг. не показаны) начинают вращать при одновременном создании осевой нагрузки и промывки полости труб и полости устройства 13 (см. Фиг.2) поршня 9 закачкой жидкости. При этом, под действием перепада давления кольцевой поршень 9, сжимая пружину 10, перемещается вниз до упора, и, взаимодействуя конической поверхностью 12 изнутри с наружной поверхностью роликов 6, выводит ролики 6 в рабочее положение. Ролики 6, вращаясь в углублениях 4 корпуса 1, взаимодействуют с расширяемой трубой, которую по всей длине плотно и герметично прижимают к стенке скважины или к обсадной колонне. При этом ролики 6 взаимодействуют с конической частью 12 поршня 9, вращаясь вокруг нее вместе с корпусом 1. По окончании развальцовывания промывку жидкости прекращают, при этом поршень 9 и ролики 6 возвращаются в транспортное положение. Благодаря тому, что ролики 6 взаимодействуют с конической частью 12 поршня 9, вращаясь вокруг нее вместе с корпусом 1, исключено трение скольжения. В месте взаимодействия роликов 6 с конической частью 12 поршня 9, благодаря большой площади контакта, образуется «наклеп», который увеличивает износостойкость этих деталей и, как следствие, их срок службы.
Описанные усовершенствования устройства позволяют надежно устанавливать расширяемые трубы в потаи, что обеспечивает свободное прохождение бурильного инструмента через расширенные трубы при последующем бурении или эксплуатации скважины.