Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗВАЛЬЦОВКИ ТРУБ

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для развальцовки труб, устанавливаемых в скважинах.

Известно «Устройство для развальцовки труб» (патент RU №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, при этом 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 устройства являются:

- сложность изготовления и, как следствие, высокие материальные затраты на изготовление;

- 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» (патент RU №2144128 Е21В 29/10, опубл. Бюл. №1 от 10.01.2002 г.), включающее корпус с центральным каналом, муфтовыми и ниппельными концами с резьбами для соединения со скважинным оборудованием и углубления в стенке, в которых размещены ролики, установленные на наклонных относительно корпуса осях с зазором между их боковой поверхностью и стенками углублений, при этом углубления для роликов выполнены в виде продольных цилиндрических сверлений и канавок в стенке корпуса так, что большая часть боковой поверхности охвачена стенками этих сверлений или канавок, а оси роликов одними своими концами разъемно закреплены в корпусе, а другие их концы снабжены хвостовиками, разъемными в цилиндрических сверлениях или канавках и образующими с незатронутыми ими поверхностью ниппельного конца корпуса общую коническую поверхность, на которой выполнена ниппельная резьба, при этом хвостовики могут быть соединены с осями роликов жестко.

Недостатками устройства являются:

- сложность изготовления и, как следствие, высокие материальные затраты на изготовление;

- необходимы высокие осевые нагрузки в процессе развальцовки труб;

- высокие радиальные нагрузки непосредственно на оси, значительно сокращающие срок их службы.

Технической задачей предлагаемого устройства являются упрощение конструкции, снижение при работе осевых нагрузок на корпус и радиальных нагрузок на оси и, как следствие, снижение материальных затрат на изготовление, ремонт и эксплуатацию.

Техническая задача решается устройством для развальцовки труб, включающим корпус с центральным каналом, муфтовыми и ниппельными концами с резьбами для соединения со скважинным оборудованием и углубления в стенке корпуса, в которых размещены ролики, установленные на осях, при этом углубления для роликов выполнены в виде проточек в стенке корпуса так, что большая часть боковой поверхности роликов охвачена стенками этих проточек.

Новым является то, что оно снабжено обоймой, установленной на корпусе с возможностью вращения, а ролики жестко соединены с осями, которые закреплены в стенке корпуса с возможностью вращения, а ролики жестко соединены с осями, закрепленными в обойме с возможностью вращения, причем верх каждой из осей смещен по окружности вперед по ходу вращения корпуса, а цилиндрическая часть ролика выполнена с возможностью взаимодействия с наружной поверхностью корпуса.

На Фиг.1 изображено устройство с частичным продольным разрезом.

На Фиг.2 изображен разрез А-А.

На Фиг.3 изображен вид Б.

Устройство для развальцовки труб включает корпус 1 (см. Фиг.1) с центральным каналом 2, муфтовыми 3 и ниппельными 4 концами с резьбами 5 и 6 для соединения со скважинным оборудованием (на Фиг. не показаны) и углубления 7 в стенке 8 корпуса 1, в которых размещены ролики 9, установленные на осях 10. Углубления 7 для роликов 9 выполнены в виде проточек в стенке 7 (см. Фиг.3) корпуса 1 (см. Фиг.1) так, что большая часть боковой поверхности роликов 9 (см. Фиг.2) охвачена стенками 8 этих проточек 7. Оси 10 (см. Фиг.1) роликов 9 закреплены в корпусе 1 с возможностью вращения. Обойма 8 установлена на корпусе 1 с возможностью вращения. Ролики 9 жестко соединены с осями 10, которые закреплены в стенке корпуса 1 с возможностью вращения. Верх каждой из осей 10 смещен по окружности вперед по ходу вращения корпуса 1 на угол α (см. Фиг.3). Цилиндрическая часть 11 (см. Фиг.1) ролика 9 выполнена с возможностью взаимодействия с наружной цилиндрической 12 поверхностью корпуса 1.

Устройство работает следующим образом.

В скважину (на Фиг. не показана) в интервал установки на колонне труб (на Фиг. не показана) спускают раздаваемую трубу (на Фиг. не показаны), в которых создают избыточное давление, предварительно прижимая к стенкам или к обсадной колонне (на Фиг. не показаны) скважины. Далее устройство в сборе при помощи резьб 5 и 6 муфтового 3 и ниппельного 4 концов корпуса 1 соединяют со скважинным оборудованием и спускают на колонне труб (на Фиг. не показаны) в скважину до интервала установки раздаваемой трубы. При этом колонна труб заполняется скважинной жидкостью через центральный канал 2 корпуса 1. После взаимодействия роликов 9 с раздаваемой трубой (определяется по индикатору веса, расположенному на устье скважины) корпусу 1 придают вращательно-поступательное движение вниз. Ролики 9, вращаясь в проточках 7 (см. Фиг.3) обоймы 8 (см. Фиг.1), взаимодействуют с раздаваемой трубой, которую по всей длине плотно и герметично прижимают к стенке скважины или к обсадной колонне. При этом цилиндрическая часть 11 ролика 9 взаимодействует с цилиндрической частью 12 корпуса 1, вращаясь вокруг нее вместе с обоймой 8 (см. Фиг.2) и снижая до минимума нагрузку на оси 10 (см. Фиг.1), значительно увеличивая их срок службы. В месте взаимодействия цилиндрических частей 11 и 12 роликов 9 и корпуса 1 благодаря большой площади контакта образуется «наклеп», который увеличивает износостойкость этих деталей и, как следствие, их срок службы. Благодаря тому, что верх каждой из осей 10 смещен по окружности вперед по ходу вращения корпуса 1 на угол α (см. Фиг.3), в процессе вращения корпуса 1 (см. Фиг.1) наблюдается эффект «ввинчивания» роликов 9 в раздаваемую трубу, снижая в 1,5-2 раза (относительно аналогов) осевую нагрузку на корпус, необходимую для развальцовки этой трубы. Так как оси 10 не испытывают значительных радиальных нагрузок, то они жестко соединены с роликами 9, уменьшая количество необходимых для изготовления деталей и упрощая сборку всего устройства. При этом конструкции корпуса 1 и обоймы 8 просты в изготовлении и сборке. Также ввиду снижения осевой нагрузки корпус 1 изготавливается на 15-20% (относительно аналогов) менее металлоемким.

Предлагаемая конструкция устройства проста в изготовлении и сборке, снижая при работе осевую нагрузку на корпус и радиальных нагрузок на оси и, как следствие, снижая материальные затраты на изготовление, ремонт и эксплуатацию.