УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗВАЛЬЦОВКИ ТРУБ С БАШМАКОМ В СКВАЖИНЕ

Предложение относится к бурению и капитальному ремонту скважин и предназначено, в частности, для развальцовывания труб при их установке в скважине.
Известно «Устройство для развальцовки труб» (патент ПМ №55851, Е21 В 29/10, опубл. Бюл. №24 от 27.08.2006 г.), включающее корпус с центральным каналом, резьбами соединения со скважинным оборудованием и углублениями на наружной поверхности, в которой размещены ролики, при этом корпус снабжен дополнительными углублениями под дополнительные ролики, расположенные выше углублений, причем дополнительные ролики установлены параллельно или с небольшими отклонениями от параллельности к центральной оси устройства с возможностью вращения, при этом выше дополнительных углублений корпус оснащен выборкой для герметичного соединения с развальцовываемыми трубами.
Недостатками данного устройства являются:
• высокие радиальные нагрузки непосредственно на ролики и углубления корпуса, значительно сокращающие срок их службы;
• сложность изготовления и высокая металлоемкость из-за наличия большого количества деталей;
• сложность отсоединения развальцовываемых труб от устройства, так как для этого требуется поднимать высокое давление жидкости в развальцовываемых трубах, что может привести к их разрыву;
• при наличии в нижней части вальцуемой трубы башмака, глушащего ее, требуется дополнительная спускоподъемная операция для его разрушения.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Устройство для развальцовки труб в скважине» (патент ПМ №58155, Е21В 29/10, опубл. Бюл. №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 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 осевого перемещения, причем поршень выполнен коническим с возможностью взаимодействия с поверхностью роликов. Недостатками данного устройства являются:
- невозможность спуска вместе с расширяемыми трубами, что приводит к дополнительным спускоподъемным операциям, или необходим дополнительный крепежный узел, что приводит к усложнению и удорожанию конструкции и работ;
- ролики взаимодействуют изнутри с поверхностью корпуса при развальцовке при помощи скольжения, что приводит к преждевременному износу роликов и корпуса;
- при наличии в нижней части вальцуемой трубы башмака, глушащего ее, требуется дополнительная спускоподъемная операция для его разрушения.
Технической задачей является создание надежного устройства за счет установки полой втулки в центральный канал с возможностью вращения и взаимодействия с роликами, которое было бы также дешево и технологично в работе благодаря наличию на корпусе снаружи резьбы, герметично соединяемой при спуске с головной частью развальцовываемых труб, и снизу - режущего инструмента для разрушения башмака.
Техническая задача решается устройством для развальцовки труб с башмаком в скважине, включающим корпус с центральным каналом, резьбами для соединения со скважинным оборудованием и углублениями на наружной поверхности, в которых размещены ролики с соединенными жестко осями, верхние и нижние концы которых установлены в корпусе с возможностью вращения, полую втулку, установленную в центральный канал корпуса, конусная поверхность которой выполнена с возможностью взаимодействия с поверхностью роликов.
Новым является то, что полая втулка вставлена в центральный канал с возможностью вращения, при этом выше углублений на наружной поверхности корпуса расположена резьба, выполненная с возможностью герметичного соединения с головной частью развальцовываемых труб, а ниже - корпус снабжен режущим инструментом для разрушения башмака, расположенного в нижней части развальцовываемых труб.
На чертеже изображено устройство с частичным продольным разрезом.
Устройство для развальцовки труб (на черт, не показана) с башмаком (на черт, не показан) в скважине включает корпус 1 с центральным каналом 2, резьбой 3 для соединения со скважинным оборудованием (на черт, не показано) и углублениями 4 на наружной поверхности, в которых размещены ролики с соединенными жестко осями, верхние 6 и нижние концы 7 которых установлены в корпусе 1 с возможностью вращения, полую втулку 8, установленную в центральный канал 3 корпуса 1 с возможностью вращения, конусная поверхность 9 которой выполнена с возможностью взаимодействия с поверхностью
роликов 5. Выше углублений 4 на наружной поверхности корпуса 1 расположена резьба 10, выполненная с возможностью герметичного благодаря уплотнению 11 соединения с головной частью развальцовываемых труб, а ниже - корпус 1 снабжен режущим инструментом 12 для разрушения башмака, расположенного в нижней части развальцовываемых труб.
Устройство работает следующим образом.
Устройство в сборе при помощи резьбы 10 корпуса 1 соединяют с трубами, собранными в ремонтную колонну (на черт. не показана), в состав которой входит якорный узел (на черт. не показан), приводимый в рабочее положение внутренним давлением (например, продольногофрированная труба). Затем при помощи резьбы 3 корпус 1 соединяют со скважинным оборудованием, в составе с которым спускают в скважину (на черт. не показана) в интервал (на черт. не показан) установки, в который необходимо установить ремонтную колонну. После чего в скважинном оборудовании и в трубах через центральный канал 2 корпуса 1 благодаря башмаку в нижней части и уплотнению 11 в головной создают избыточное давление, приводящее якорный узел в рабочее положение, фиксируя вместе с трубами относительно стенок скважины. Затем корпусу 1 придают вращение, отворачивая резьбу 10 от головной части труб. После чего устройству придают дополнительно поступательное движение вниз. В результате ролики 5, установленные в углублениях 4 корпуса 1 на концах 6 и 7 осей, развальцовывают трубы до необходимого диаметра. В виду того, что полая втулка установлена в центральном канале 2 с возможностью вращения благодаря верхнему 13 и нижнему 14 упорам, а ролики 5 опираются при вальцовке на полую втулку, вращающуюся в противоположном направлении, то ролики 5 и полая втулка 8 испытывают сопротивление качения. В результате в процессе вальцовки труб образуется наклеп на конусной поверхности 9 полой втулки 8 и на наружной поверхности роликов 5, значительно увеличивая их срок службы. По достижении подошвы труб режущий инструмент 12 (например, фреза) разрушает башмак, после чего трубы развальцовывают до конца без дополнительных спускоподъемных операций. Во время вальцовки жидкость циркулирует через центральный канал 2 корпуса 1 по наружной поверхности корпуса 1 и роликов 5, играя роль смазочно-охлаждающей жидкости.
После завершения работы устройство в сборе извлекают из скважины. Затем производят ревизию частей устройства и, при необходимости, заменяют в случае износа полую втулку 8, предварительно отсоединив упор 13, ролики с осями, нижние 7 и верхние 6 концы которых освобождают от корпуса 1 перемещением в центральный канал 2. Заменив только износившиеся части устройства, его собирают в обратной последовательности.
Предлагаемая конструкция устройства для развальцовки труб является более надежной, дешевой и технологичной в работе благодаря исключению взаимодействия скольжения между корпусом и роликами и исключению дополнительных спускоподъемных операций.