УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗВАЛЬЦОВКИ ТРУБ В СКВАЖИНЕ
DEVICE FOR PIPE BEADING IN WELL

Изобретение относится к бурению скважин и предназначено, в частности, для развальцовывания устройств из профильных труб при их установке в скважинах.
Известно «Устройство для развальцовки труб» (патент РФ №2191883, Е21В 29/10, опубл. бюл. №30 от 27.10.2002 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, причем нижние концы осей роликов установлены в опорах, размещенных в корпусе с помощью шарниров с возможностью поворота их в плоскости, проходящей через продольные геометрические оси корпуса и роликов, для обеспечения извлечения из шарниров и замены.
Недостатками этого устройства являются:
- ограниченная возможность применения, так как внешний диаметр окружности, описываемой вокруг роликов, которые не регулируются по вылету, не может быть больше диаметра скважины;
- высокая вероятность аварийных ситуаций в виде заклинивания при спуске и подъеме устройства в горизонтальных скважинах и скважинах со сложным профилем, так как диаметр окружности, описываемой вокруг роликов, выбирают максимально приближенным диаметру скважины.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является «Устройство для развальцовки труб» (патент РФ №2235849, Е21В 29/10, опубл. бюл. №25 от 10.09.2004 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 продольные геометрические оси корпуса и роликов, верхние концы осей 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 осей роликов, при этом величина радиального зазора между корпусом и верхними концами осей роликов приблизительно равна разности диаметра скважины и внутреннего диаметра трубы после ее развальцовки.
Недостатками данного устройства являются:
- низкая надежность, так как в случае поломки пружины возможно заклинивание кольцевого поршня в рабочем положении и невозможность его возврата в транспортное положение, что может привести к возникновению аварийной ситуации;
- недостаточная прочность корпуса устройства из-за необходимости выполнения в нем сверлений под кольцевой поршень и толкатели;
- сложность изготовления, связанная с большим количеством деталей и высокими требованиями к взаимному расположению толкателей и осей роликов.
Технической задачей предлагаемого устройства являются упрощение конструкции и повышение надежности устройства путем упрочнения его корпуса и уменьшения сопрягаемых деталей, а также исключение аварийных ситуаций при работе и спуско-подъемных операциях устройства.
Техническая задача решается устройством для развальцовки труб в скважине, включающем корпус с центральным каналом, резьбами для соединения со скважинным оборудованием и углублениями на наружной поверхности, в которых размещены ролики, установленные на осях, нижние концы которых установлены в опорах, размещенных в корпусе в шарнирах с возможностью поворота их в плоскости, проходящей через продольные геометрические оси корпуса и роликов, а верхние концы закреплены в радиальных проточках корпуса с возможностью ограниченного перемещения наружу.
Новым является то, что радиальные проточки корпуса оснащены выборками, направленными вверх и наружу, а верхние концы осей оснащены выступами, взаимодействующими с выборками, при этом нижние концы осей вставлены в шарниры с возможностью ограниченного осевого перемещения вместе с роликами.
На фиг.1 изображено устройство для развальцовки труб в скважине в транспортном положении (разрез); на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1 (увеличено); на фиг.3 - устройство при развальцовке труб в скважине.
Устройство для развальцовки труб в скважине (фиг.1) состоит из корпуса 1 с центральным каналом 2, резьбами 3 для соединения со скважинным оборудованием и углублениями 4 на наружной поверхности, в которых размещены конические ролики 5, установленные на осях 6. При этом нижние концы 7 осей 6 размещены в отверстиях 8 шарниров 9, установленных в опорах 10 так, что оси 6 с роликами 5 можно отклонять от корпуса 1 в плоскости, проходящей через продольные геометрические оси корпуса 1 и роликов 5, и извлекать из шарниров 9 в случае их замены. Верхние концы 11 осей 6 закреплены с помощью втулки 12 в радиальных проточках 13 корпуса 1 с возможностью ограниченного перемещения наружу.
Радиальные проточки 13 оснащены по бокам выборками 14 (фиг.2), направленными под углом вверх и наружу, а верхние концы 11 (фиг.1) осей 6 имеют выступы 15 (фиг.2), взаимодействующие с выборками 14 проточек 13. При этом нижние концы 7 (фиг.1, 3) осей 6, вставленные в отверстия 8 шарниров 9, имеют возможность ограниченного втулкой 12 осевого перемещения вместе с роликами 5 для выведения их в рабочее положение.
Устройство работает следующим образом.
В предварительно расширенный интервал 16 (фиг.1) (зона осложнения бурения) скважины 17 спускают профильные трубы 18 и расширяют их созданием внутреннего гидравлического давления до прижатия их стенок к стенке расширенного участка 16 скважины 17. Затем устройство при помощи резьб 3 корпуса 1 соединяют с колонной бурильных труб (не показано), в составе с которыми спускают в скважину 17. По достижении устройством верхнего конца труб 18 (фиг.3) происходит контакт конических роликов 5 устройства со стенками труб 18, в результате чего ролики 5 под действием возникающего осевого усилия воздействуют на верхние концы 11 осей 6, которые вместе с роликами 5 выдвигаются в рабочее положение, совершая одновременно осевое перемещение из отверстий 8 в шарнирах 9 и радиальное движение, благодаря выступам 15 (фиг.2), взаимодействующим с выборками 14 в проточках 13, под углом вверх и наружу в сторону втулки 12 (фиг.3) до упора в нее. Одновременно начинают вращать колонну бурильных труб с созданием на них осевой нагрузки. При этом недожатые гидравлическим давлением стенки труб 18 выправляются до плотного прижатия их к стенкам расширенного участка 16 скважины 17.
По окончании развальцовывания колонну бурильных труб с устройством начинают поднимать из скважины. При этом оси 6 вместе с роликами 5 под действием силы тяжести и реакции стенок труб 18 и скважины 17 возвращаются в транспортное положение. Ввиду того что верхние концы 11 осей 6 благодаря выступам 15 (фиг.2) перемещаются вдоль соответствующих им выборок 14 в проточках 13 корпуса 1 (фиг.1), случайные взаимодействия роликов 5 со стенками скважины 17, которые могут вызвать заклинивание устройства при подъеме, исключаются.
Предлагаемое устройство благодаря уменьшению количества сопрягаемых деталей и более прочному корпусу позволяет надежно и безаварийно развальцовывать профильные трубы, что обеспечивает свободное прохождение бурильного или другого инструмента при последующем бурении или эксплуатации скважины.