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, Е21В 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. на ПМ RU №58155, Е21В 29/10, опубл. Бюл. №31 от 10.11.06 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. Причем 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.
Недостатками устройства являются:
- возможность заклинивания устройства в рабочем положении из-за малой конусности поршня, что может привести к возникновению аварийной ситуации;
- в случае поломки пружины, поршень остается в рабочем положении и возврат в транспортное положение невозможен, что также может привести к возникновению аварийной ситуации.
Технической задачей предлагаемого устройства являются исключение аварийных ситуаций и повышение надежности при работе и спуско-подъемных операциях устройства.
Техническая задача решается устройством для развальцовки труб в скважине, включающим корпус с центральным каналом, резьбами для соединения со скважинным оборудованием и выборками на наружной поверхности, в которых размещены ролики с возможностью вращения и ограниченного радиального перемещения, гидравлический подпружиненный в осевом направлении кольцевой поршень с конусной поверхностью, выполненной с возможностью взаимодействия изнутри с роликами.
Новым является то, что корпус снабжен кольцевой проточкой под выборками с конусной поверхностью, вверху сужающейся вниз, выполненной с возможностью взаимодействия с роликами сверху изнутри, при этом кольцевой поршень снабжен сужающейся вверх конусной поверхностью и размещен в кольцевой проточке ниже роликов, которые сверху и снизу снабжены фасками, при этом кольцевая проточка ниже поршня сообщена с центральным каналом.
На чертеже изображено устройство с продольным разрезом в транспортном положении.
Устройство для развальцовки труб в скважине содержит корпус 1 с центральным каналом 2, резьбами 3 для соединения со скважинным оборудованием, выборками 4 на наружной поверхности корпуса 1, под которыми размещена кольцевая проточка 5 с конусной поверхностью 6, сужающейся сверху вниз. В выборках 4 корпуса 1 размещены ролики 7, которые сверху и снизу снабжены фасками 8. В кольцевой проточке 9, размещенной ниже роликов 7, расположен гидравлический кольцевой поршень 10, снабженный сужающейся вверх конусной
поверхностью 11, подпружиненный в осевом направлении пружиной 12. Ролики 7 установлены с возможностью вращения, а также осевого и радиального перемещения в пределах осевого перемещения гидравлического поршня 10. Конусная поверхность 6 корпуса 1 и 11 гидравлического поршня 10 выполнены с возможностью взаимодействия изнутри с фасками 8 роликов 7. Центральный канал 2 корпуса 1 сообщен с кольцевой проточкой 9, в которой расположен гидравлический поршень 10 отверстиями 13. Для исключения перетока жидкости поршень 10 снабжен уплотнительными манжетами 14. Для облегчения сборки корпус 1 может быть выполнен из двух частей и соединяться между собой, например, при помощи резьбы 15.
Устройство работает следующим образом.
В скважину (на чертеже не показана) в интервал установки на колонне труб (на чертеже не показана) спускают расширяемые трубы, в которых создают избыточное давление, предварительно прижимая их к стенкам или к обсадной колонне (на чертеже не показаны) скважины. Далее устройство в сборе при помощи резьб 3 соединяют со скважинным оборудованием и спускают на колонне труб (на чертеже не показаны) в скважину до интервала установки расширяемой трубы. При этом колонна труб заполняется скважинной жидкостью через центральный канал 2 корпуса 1. По достижении устройством верхнего конца расширяемых труб колонну труб (на чертеже не показаны) начинают вращать при одновременном создании осевой нагрузки и промывки полости труб и через центральный канал 2 корпуса 1 закачкой жидкости. При этом под действием перепада давления, передаваемого через отверстия 13 корпуса 1, расположенный в кольцевой проточке 9 кольцевой поршень 10, сжимая пружину 12, перемещается вверх и, взаимодействуя конической поверхностью 11 изнутри с фасками 8 роликов 7, прижимает верхнюю фаску 8 ролика 7 к конусной поверхности 6 корпуса 1 и выводит ролики 7 в рабочее положение. Ролики 7, вращаясь в выборках 4 корпуса 1, взаимодействуют с расширяемой трубой, которую по всей длине плотно и герметично прижимают к стенке скважины или к обсадной колонне. При этом фаски 8 роликов 7 взаимодействуют с конической частью 6 корпуса 1 и конической частью 11 поршня 10, вращаясь вокруг них вместе с корпусом 1. По окончании развальцовывания промывку жидкости прекращают, при этом поршень 10 под действием пружины 12 и ролики 7 возвращаются в транспортное положение. Благодаря тому, что фаски 8 роликов 7 взаимодействуют с конической частью 11 поршня 10 и конической частью 6 корпуса 1, вращаясь вокруг них вместе с корпусом 1, исключено трение скольжения, а также в месте контакта
этих частей благодаря большой площади образуется «наклеп», который увеличивает износостойкость этих деталей и, как следствие, их срок службы.
Описанные усовершенствования устройства позволяют надежно и безаварийно развальцовывать расширяемые трубы, что обеспечивает свободное прохождение бурильного инструмента через расширенные трубы при последующем бурении или эксплуатации скважины.