УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗВАЛЬЦОВКИ ПРОБОК, ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИХ ТРУБУ ФИЛЬТРА СКВАЖИННОГО

Полезная модель распространяется на фильтры скважинные, применяемые, в составе обсадной или эксплуатационной колонны, при строительстве и эксплуатации водяных, нефтяных и газовых скважин в нефтегазодобывающей промышленности при добыче жидкости, нефти и газов.
Известно устройство безрезьбового крепления полых пробок, герметизирующих циркуляционные отверстия в корпусе скважинного фильтра по патенту РФ на изобретение №2320857, прототип, который может быть применим при креплении безрезьбовых пробок в отверстиях скважинных фильтров. Это устройство включает переносной корпус устройства безрезьбового крепления полых пробок, выполненный подвижным относительно корпуса фильтра в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Корпус состоит из двух разборных частей, жестко связанных между собой посредством стяжных колон. Верхняя часть имеет форму каретки. В ней смонтирован исполнительный механизм, его привод и рабочий орган. На каретке закреплены две скобы. К скобам посредством осей шарнирно прикреплены двуплечие рычаги с неравной длиной плеч. Каретка опирается через плечо рычага и вращающийся на нем ролик на корпус фильтра. Через второе большее плечо рычага каретка связана с рукояткой ручного переноса, перемещения и захвата в «замок» корпуса фильтра. На нижней части переносного корпуса установлена сменная призма.
Недостаток - переносной корпус приспособления состоит из двух частей, охватывающих корпус фильтра скважинного, жестко связанных между собой, требуется время на переустановку приспособления для герметизации следующего корпуса фильтра скважинного. Отверстия в корпусе фильтра выполнены двухступенчатыми, что увеличивает трудозатраты и себестоимость изделия. Закрепление пробок происходит только в верхнем положении вдоль всей перфорированной части трубы, пока последняя пробка в отверстиях ряда не будет установлена, далее корпус фильтра поворачивается на определенный угол, чтобы очередной ряд отверстий встал строго вверх, оператор несколько раз перемещается вдоль корпуса фильтра скважинного, а это 10-12 метров.
Задача создания полезной модели: упрощение конструкции устройства, позволяющего получить надежное герметичное безрезьбовое соединение герметизирующих пробок в радиальных перфорированных отверстиях трубы фильтра скважинного.
Решение указанной задачи достигнуто в устройстве для развальцовки пробок, герметизирующих трубу фильтра скважинного, выполненных пустотелыми в виде наперстка и предназначенных для установки в радиальных отверстиях перфорированной части трубы фильтра скважинного, содержащем пневматическую дрель с реверсом, вальцовку с муфтой и упорным торцем, корпус с тремя заключенными раскатывающими роликами, между которыми проходит вращающееся веретено, соединенное с приводным валом пневматической дрели, осевое перемещение и вращение веретена раздвигает и вращает ролики, которые раскатывают изнутри боковую поверхность пробки, диаметр корпуса вальцовки с тремя заключенными раскатывающими роликами соответствует внутреннему диаметру пробки и имеет упорный бурт в который упирается пробка при установке, раскатывающие ролики выполнены коническими и расположены под углом к оси вальцовки, веретено выполнено укороченным и не выходит за корпус вальцовки, между вальцовкой и пневматической дрелью устанавливается муфта предельного момента, обеспечивающая качественное герметичное соединения заданной величиной крутящего момента. Пневматическая дрель подключена гибкими шлангами высокого давления к централизованной пневматической системе сжатого воздуха или к локальному компрессору сжатого воздуха, расположенного в непосредственной близости от рабочего места. Вместо пневматической дрели с реверсом и муфтой предельного момента может применяться вальцовочная машина с контролем крутящего момента и автореверсом. Пневматическая дрель или вальцовочная машина выполнены в виде ручного переносного инструмента.
Предложенное техническое решение обладает новизной и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями полезной модели.
Новизна подтверждается проведенными патентными исследованиями, а промышленная применимость тем, что для реализации устройства не требуются специальные технологии и материалы, не освоенные промышленностью.
Сущность полезной модели поясняется на фиг. 1-6,
где на фиг. 1 приведен внешний вид устройства в работе,
на фиг. 2 приведен вид А,
на фиг. 3 приведена вальцовка,
на фиг. 4 приведен разрез Б-Б,
на фиг. 5 приведен разрез В-В.
на фиг. 6 приведен разрез трубы скважинного фильтра с пробками и устройством для их установки.
Устройство для развальцовки пробок, герметизирующих трубу фильтра скважинного (фиг. 1-6), содержит пневматическую дрель поз.1 с реверсом, вальцовку поз.2 с муфтой и упорным торцем поз.3, позволяющую регулировать глубину установки пробки в тело трубы фильтра скважинного, регулировка осуществляется контргайкой поз.4. В корпус вальцовки поз.5 установлены три раскатывающих ролика поз.6 (фиг. 2-4), между роликами проходит вращающееся веретено поз.7, соединенное с приводным валом пневматической дрели поз.1. Осевое перемещение и вращение веретена поз.7 раздвигает и вращает ролики поз.6, которые методом пластической деформации раскатывают изнутри боковую поверхность пробки поз.8 установленную в радиальном отверстии «Д» перфорированной части трубы поз.9 фильтра скважинного поз.10. Диаметр корпуса вальцовки поз.5 с тремя заключенными раскатывающими роликами поз.6 соответствует внутреннему диаметру пробки поз.8, корпус вальцовки поз.2 имеет упорный бурт поз.11 до которого устанавливается пробка. Раскатывающие ролики поз.6 выполнены коническими и расположены под углом к оси вальцовки поз.2 (фиг. 3). Веретено поз.7 выполнено укороченным и не выходит за корпус вальцовки поз.5. Между вальцовкой поз.2 и пневматической дрелью поз.1 устанавливается муфта предельного момента поз.12, обеспечивающая качественное герметичное соединения заданной величиной крутящего момента.
Пневматическая дрель поз.1 подключена гибкими шлангами высокого давления поз.13 к централизованной пневматической системе сжатого воздуха поз.14 или к локальному компрессору поз.15 сжатого воздуха, расположенного в непосредственной близости от рабочего места. Вместо пневматической дрели поз.1 с реверсом и муфтой предельного момента поз.12 может применяться вальцовочная машина с контролем крутящего момента и автореверсом. Пневматическая дрель поз.1 выполнена в виде переносного ручного инструмента.
Скважинный фильтр поз.10 устанавливается в колонну обсадных труб, колонну спускают в скважину, цементируют и опрессовывают, для этого радиальные отверстия «Д» фильтра скважинного поз.10 закрывают срезаемыми герметизирующими пробками поз.8. Отверстия «Д» расположены в шахматном порядке, равномерно вдоль перфорированной части поз.9 (фиг. 1), их количество на один погонный метр может быть до 100 шт., длина фильтра скважинного до 12 метров, а длина перфорированной части поз.9 до 9 метров. Для установки всех пробок поз.8 рабочему приходится перемещаться вдоль фильтра скважинного поз.10, рабочий инструмент не должен быть тяжелым, за один проход он должен установить как можно большее количество пробок поз.8.
При работе мягкими стропами фильтр скважинный поз.10 устанавливается на стойки поз.16 (фиг. 1), закрепленные к полу, позволяющими вращать фильтр скважинный поз.10 относительно оси. Рабочий проверяет правильность работы системы. В руках рабочего пневматическая дрель поз.1 в комплекте с муфтой предельно момента поз.12 и вальцовкой поз.2. Пневматическая дрель поз.1 гибкими шлангами поз.13 через лубрикатор поз.17, предназначенный для смазки инструмента посредством дозированной подачи масла в воздух, соединяется с пневматической системой поз.14 или поз.15. Наличие централизованной пневматической системы поз.14 позволяет организовать участок с несколькими рабочими местами одновременно (фиг. 1) обеспечивая необходимую скорость установки герметизирующих пробок поз.8 в отверстиях фильтров скважинных поз.10. Пробки изготавливаются из деформируемого сплава, например сплава алюминия.
Пневматическая дрель поз.1 с пробкой поз.8, установленной на корпус вальцовки поз.5 с упором в бурт поз.11, вставляется в отверстие «Д» трубы фильтра скважинного поз.10. Глубина установки пробки в отверстие «Д» регулируется изменением расстояния до упорного торца муфты поз.3 контргайкой поз.4. Пробка должна быть установлена так, чтобы она не выступала за наружную поверхность трубы фильтра скважинного поз.10, на поверхности которого может быть установлен фильтрующий элемент.
В пневматическую дрель поз.1 подается сжатый воздух, веретено поз.7 начинает вращаться и перемещаться вниз, заставляя ролики поз.8 вращаться и равномерно расходится в стороны. Ролики поз.8 направлены под углом к оси, при вращении автоматически начинают «натягивать» пробку поз.8 на корпус вальцовки поз.5, не давая ей возможность провалиться в трубу фильтра скважинного поз.10 и создавая в зоне отверстия «Д» контактное давление, обеспечивающее деформацию боковой поверхности пробки поз.8, и создавая прочное герметичное соединение. Оценка качества развальцовки пробки поз.8 производится путем измерения ее внутреннего диаметра после развальцовки. При использовании устройства, настроенного на нужную величину крутящего момента, измерение диаметра пробки не требуется. Качество соединений в этом случае обеспечивается заданной величиной крутящего момента, которую обеспечивает муфта предельного момента поз.12.
Рабочий устанавливает пробки поз.8 равномерно перемещаясь вдоль всей перфорированной части поз.9 трубы фильтра скважинного поз.10, при необходимости вращая фильтр относительно оси. Для установки пробок по всему диаметру нет необходимости постоянно вращать трубу фильтра, чтобы очередной ряд отверстий встал строго вверх, рабочий устанавливает сразу все пробки в зоне своей доступности, с удобным углом наклона пневматической дрели (фиг. 6) и передвигается дальше.
При работе устройства для развальцовки пробок, герметизирующих трубу фильтра скважинного, происходит износ роликов поз.8 и веретена поз.7 вальцовки поз.2, достаточно заменить комплект веретена поз.7 и роликов поз.8, и можно продолжать работу.
Применение полезной модели позволило:
1. Упростить и ускорить процесс установки герметизирующих пробок в отверстиях фильтра скважинного.
2. Обеспечить получение надежного герметичного соединения.
3. Снизить себестоимость работ и организовать несколько рабочих мест за счет подключения к централизованной пневматической системе.
4. За счет применения простой конструкции пробки - в виде колпачка, сократить расходы на изготовление пробки, снизив ее себестоимость и время изготовления.
Производственное применение: Скважинные фильтры с пробками, установленными с помощью устройства для развальцовки пробок, герметизирующих трубу фильтра скважинного, прошли успешные стендовые и промышленные испытания давлением до 12 МПа.