Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗВАЛЬЦОВКИ ТРУБ В СКВАЖИНЕ

Предложение относится к бурению и капитальному ремонту скважин и предназначено, в частности, для развальцовывания профильных труб при их установке в скважине.

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:

- низкое качество развальцовываемых труб, так как ролики устройства снабжены узкими калибрующими участками;

- невозможность выполнения необходимого внутреннего диаметра развальцовываемых труб при больших осевых подачах инструмента, т.к. ролики формируют при этом винтовую канавку в теле трубы с шагом, большим величины калибрующего участка ролика, что может потребовать спуска дополнительного калибрующего инструмента.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для развальцовки труб (патент РФ на полезную модель №55851, Е21В 29/10, опубл. бюл. №24 от 27.08.2006 г.), включающее корпус с центральным каналом, резьбами для соединения со скважинным оборудованием и углублениями на наружной поверхности, причем корпус оснащен дополнительными углублениями под дополнительные ролики, расположенные выше углублений, причем дополнительные ролики установлены параллельно или с небольшим отклонением от параллельности к центральной оси устройства с возможностью вращения, при этом выше дополнительных углублений корпус оснащен кольцевой выборкой для герметичного соединения с развальцовываемыми трубами.

Недостатками данного устройства являются:

- повышенный износ углублений, в которых размещены ролики, при работе с высокими осевыми и радиальными нагрузками, при этом неизбежны будут частые замены изношенных корпусов на новые, следствием чего являются большие материальные и временные затраты;

- высокая вероятность заклинивания роликов при попадании скважинного шлама в углубления, в которых размещены ролики, что может привести к повреждению устройства и развальцовываемых им труб.

Технической задачей предлагаемого изобретения являются повышение надежности и работоспособности устройства для развальцовки труб в скважине за счет исключения нагрузок непосредственно на корпус устройства и исключения вероятности заклинивания роликов при его работе, а также экономия материальных затрат из-за увеличения ресурса работы корпуса.

Техническая задача решается устройством для развальцовки труб в скважине, включающим корпус с центральным каналом, резьбами для соединения со скважинным оборудованием и основными и размещенными выше дополнительными углублениями на наружной поверхности, в которых размещены соответственно основные и дополнительные ролики, причем дополнительные ролики установлены параллельно или с небольшим отклонением от параллельности к центральной оси устройства.

Новым является то, что ролики размещены с возможностью вращения соответственно на основных и дополнительных осях, причем верхний конец основной оси соединен под углом с нижним концом дополнительной оси разъемным соединением, нижний конец основной оси размещен в шарнире с возможностью поворота в плоскости, проходящей через продольные геометрические оси корпуса и основного и дополнительного роликов, а верхний конец дополнительной оси закреплен в корпусе разъемно.

На чертеже изображено устройство для развальцовки труб в скважине с осевым разрезом.

Устройство для развальцовки труб состоит из корпуса 1 с центральным каналом 2, резьбами 3 для соединения со скважинным оборудованием и основными 4 и, размещенными выше, дополнительными 5 углублениями на наружной поверхности, в которых размещены соответственно основные 6 и дополнительные 7 ролики. Причем дополнительные ролики 7 установлены параллельно или, с целью исключения проскальзывания, с небольшим отклонением от параллельности к центральной оси устройства.

Ролики 6 и 7 размещены с возможностью вращения соответственно на основных 8 и дополнительных 9 осях, причем верхний конец 10 основной оси 8 соединен под углом с нижним концом 11 дополнительной оси 9 разъемным соединением 12 (например, резьбовым или выемка - выступ), нижний конец 13 основной оси 8 размещен в шарнире 14 с возможностью поворота в плоскости, проходящей через продольные геометрические оси корпуса 1 и основного 6 и дополнительного 7 роликов, а верхний конец 15 дополнительной оси 9, благодаря съемной втулке 16, закреплен в корпусе 1 разъемно.

Устройство работает следующим образом.

В интервал 17 зоны нарушения герметичности обсадной колонны 18 скважины спускают профильные трубы 19 и расширяют их созданием внутреннего гидравлического давления до прижатия их стенок к стенке обсадной колонны 18. Затем устройство при помощи резьб 3 корпуса 1 соединяют с колонной бурильных труб (не показано), в составе с которыми спускают в скважину. По достижении устройством верхнего конца профильных труб 19 колонну бурильных труб начинают вращать, создавая одновременно осевую нагрузку и осуществляя промывку внутренней полости труб и устройства закачкой жидкости через центральный канал 2 корпуса 1 устройства.

В результате основные ролики 6, установленные в углублениях 4 корпуса 1, развальцовывают недожатые гидравлическим давлением участки профильных труб 19 до плотного прижатия их к стенкам обсадной колонны 18. При этом дополнительные ролики 7, установленные в углублениях 5 корпуса 1, благодаря специально подобранной длине калибрующего участка, превышающей разницу шага винтовой канавки в теле трубы и длины калибрующего участка основного ролика 6, калибруют и «разглаживают» до необходимого диаметра предварительно развальцованные роликами 6 профильные трубы 19.

При этом нагрузки, воспринимаемые роликами 6 и 7, передаются на корпус 1 через оси 8 и 9, что исключает износ углублений 4 и 5 корпуса 1, а также уменьшает вероятность заклинивание в них роликов 6 и 7.

После завершения работы устройство в сборе извлекают из скважины. После чего производят ревизию частей устройства и, при необходимости, заменяют износившиеся ролики 6, 7 и оси 8, 9. Для этого отвинчивают переводник 20 и съемную втулку 16, приподнимают за верхний конец 15 дополнительную ось 9 вместе с основной осью 8 вокруг шарнира 14. Затем вынимают нижний конец 11 дополнительной оси 9 по разъемному соединению 12 из верхнего конца 10 основной оси 8 и, вместе с роликом 7, отделяют ось 9 от оси 8. Далее снимают основную ось 8 с роликом 7, отделив нижний ее конец 13 от шарнира 14. Сборку устройства выполняют в обратной последовательности.

Предлагаемое устройство благодаря исключению нагрузок при работе непосредственно на корпус позволяет надежно и безаварийно развальцовывать профильные трубы, позволяя избежать больших материальных затрат, связанных с износом и заменой корпуса, а также уменьшить вероятность заклинивания роликов в углублениях корпуса. Кроме того, благодаря увеличенным калибрующим поверхностям дополнительных роликов обеспечивается необходимый диаметр развальцовываемых труб даже при больших осевых подачах инструмента.