УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗВАЛЬЦОВКИ ТРУБ
PIPE FLARING DEVICE

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для развальцовки труб, устанавливаемых в скважинах.
Известно «Устройство для развальцовки труб в скважине» (патент на ПМ РФ №58155, Е21В 29/10, опубл. Бюлл. №31 от 10.11.2006 г.), включающее 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, при этом 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.
Недостатком устройства является возможность возникновения аварийных ситуаций в виде прихватов и заклинивания инструмента, так как при снятии давления, поршень, зажатый роликами, не возвращается в транспортное положение, и, как следствие, возможность повреждения устройства и вальцуемых труб при подъеме, так как диаметр развальцованных труб на 0.5-1% меньше диаметра, описанного вокруг роликов устройства.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Устройство для развальцовки труб» (патент на ПМ РФ №62967, Е21В 29/10, опубл. Бюлл. №13 от 10.05.2007 г.), содержащее полый стержень с муфтовой и ниппельной резьбами на концах, расположенный с возможностью вращения на средней части стержня, корпус с окнами, в которых под углом к оси стержня расположены ролики, взаимодействующие со стержнем и выполненные в виде цилиндров, которые оснащены в нижней части радиальными фасками, длина которых более чем в три раза меньше длины цилиндра, при этом средняя часть стержня выполнена в виде сужающегося книзу конуса, а корпус выполнен подпружиненным вверх и с возможностью ограниченного осевого перемещения вниз относительно средней части стержня.
Недостатком устройства являются:
- возможность возникновения аварийных ситуаций и, как следствие, возможность повреждения устройства при спуске его в скважину, так как устройство при спуске находится в рабочем положении, при этом диаметр, описанный вокруг роликов, равен диаметру ствола скважины;
- изнашивание роликов как при спуске устройства в скважину, так и при подъеме устройства из-за контакта роликов о породу, так как корпус с роликами постоянно подпружинен в рабочее положение.
Технической задачей предлагаемого устройства является создание простой и надежной конструкции, позволяющей избежать аварийных ситуаций за счет возможности уменьшения описанного диаметра устройства как при спуске устройства в скважину, так и при его подъеме и качественно вальцевать трубы по всей их длине.
Техническая задача решается устройством для развальцовки труб, содержащим полый стержень, выполненный в виде сужающегося книзу конуса, с муфтовой и ниппельной резьбами на концах, корпус с окнами, расположенный с возможностью вращения и ограниченного продольного перемещения относительно конуса стержня, ролики, установленные в окнах корпуса под углом к оси стержня, взаимодействующие со стержнем и выполненные в виде цилиндров, которые оснащены в нижней части радиальными фасками.
Новым является то, что сверху конуса полый стержень оснащен цилиндром с винтовой трапециевидной канавкой, наклонная поверхность которой обращена вверх, и цилиндрической выборкой вверху, а корпус выше окон оснащен подпружиненным внутрь стопором, выполненным с возможностью взаимодействия с винтовой канавкой и цилиндрической выборкой.
На Фиг.1 изображено устройство в транспортном положении с частичным продольным разрезом.
На Фиг.2 изображен вид А.
На Фиг.3 изображено устройство в рабочем положении с частичным продольным разрезом.
Устройство для развальцовки труб содержит полый стержень 1 (см. Фиг.1), выполненный в виде сужающегося книзу конуса 2, с муфтовой 3 и ниппельной 4 резьбами. Корпус 5 с окнами 6 расположен с возможностью вращения и ограниченного продольного перемещения относительно конуса 2 стержня 1. Ролики 7, установленные в окнах 6 корпуса 5 под углом α к оси стержня 1 (см. Фиг.2), взаимодействуют со стержнем 1 и выполнены в виде цилиндров 8, которые оснащены в нижней части радиальными фасками 9. Сверху конуса 2 полый стержень 1 оснащен цилиндром 10 с винтовой трапециевидной канавкой 11, наклонная поверхность 12 которой обращена вверх, и цилиндрической выборкой 13 вверху. Корпус 5 выше окон 6 оснащен подпружиненным внутрь стопором 14, выполненным с возможностью взаимодействия с винтовой трапециевидной канавкой 11 и цилиндрической выборкой 13.
Устройство работает следующим образом.
В скважину (на Фиг. не показана) в интервал установки на колонне труб (на Фиг. не показана) спускают расширяемые трубы (на Фиг. не показаны), 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 4 стержня 1 соединяют со скважинным оборудованием и спускают на колонне труб (на Фиг. не показаны) в скважину до интервала установки расширяемых труб. При этом колонна труб заполняется скважинной жидкостью через полость 15 стержня 1. После взаимодействия роликов 7 с расширяемой трубой (определяется по индикатору веса, расположенному на устье скважины) стержню 1 придают вращательное и поступательное движение вниз. Ролики 7, вращаясь в окнах 6 корпуса 5 (см. Фиг.1), взаимодействуют с вальцуемой трубой и конической средней частью стержня 1, вращаясь вокруг нее вместе с корпусом 5. Из-за того, что скорость вращения стержня 1 с цилиндром 10 с винтовой трапециевидной канавкой 11 выше скорости вращения корпуса 5 с роликами 7 и подпружиненным стопором 14, происходит навинчивание (движение вверх) стопора 14 вместе с корпусом 5 и роликами 7 относительно стержня 1. При этом конус 2 стержня 1, воздействуя на ролики 7 изнутри, выводит ролики 7 в рабочее положение (см. фиг.3), а подпружиненный пружиной 16 стопор 14 перемещается по винтовой трапециевидной канавке 11 до цилиндрической выборки 13. Ролики 7 взаимодействуют с вальцуемой трубой, которую по всей длине плотно и герметично прижимают к стенке скважины или к обсадной колонне. Благодаря тому, что ролики 7 вставлены в окна 6 (см. Фиг.2) под углом α, в процессе вращения стержня 1 (см. фиг.3) наблюдается эффект «ввинчивания» роликов 7 в вальцуемую трубу. По окончании развальцовки, при подъеме устройства из развальцованных труб из-за контакта роликов 7 о стенку развальцованной трубы, благодаря наклонной поверхности 12 винтовой канавки 11 стопор 14, сжимая пружину 16, приподнимается и корпус 5 со стопором 14 и роликами 7 перемещается вниз относительно стержня 1 с конусом 2. При этом диаметр, описанный вокруг роликов 7 устройства, становится меньше, что обеспечивает свободный выход устройства из развальцованной трубы.
Предлагаемая конструкция устройства, которая проста в изготовлении и сборке, позволяет избежать аварийных ситуаций за счет возможности уменьшения описанного диаметра устройства как при спуске устройства в скважину, так и при его подъеме и качественно расширять трубы по всей их длине.