устройство для развальцовки труб в скважине

Формула изобретения

Устройство для развальцовки труб в скважине, включающее корпус с центральным каналом, резьбами для соединения со скважинным оборудованием и углублениями на наружной поверхности, в которых размещены установленные на осях параллельно или с небольшим отклонением от параллельности геометрической оси корпуса ролики, выполненные в виде расширяющихся последовательно снизу вверх бесступенчато друг над другом цилиндров с фасками и контактирующие с опорами, отличающееся тем, что корпус выполнен разъемным в поперечном сечении, углубления для роликов выполнены в нижней части корпуса, а в наружной поверхности его верхней части выполнены дополнительные углубления, разделенные перемычками от основных, опоры роликов выполнены в виде втулок, входящих верхними торцами в кольцевые проточки, выполненные в перемычках верхней части корпуса, и зафиксированных в нем от вращения штифтами, причем концы осей роликов снабжены резьбами, нижние из них ввинчены в соответствующие резьбы, выполненные в нижней части корпуса, а верхние концы осей размещены в дополнительных углублениях верхней части корпуса и жестко прикреплены гайками к его перемычкам.

Описание изобретения к патенту

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

Известно устройство для развальцовки труб в скважине (патент РФ №2144128, МПК 7 Е21В 29/10, опубл. в бюлл. №1 от 10.01.2000 г.), включающее корпус с центральным каналом, резьбами для соединения со скважинным оборудованием и углублениями в стенке, в которых размещены ролики, установленные на наклонных по отношению к геометрической оси корпуса осях. При этом оси роликов одними концами разъемно закреплены в корпусе, а другие концы снабжены хвостовиками, размещенными в цилиндрических сверлениях или канавках и образующими с незатронутой ими поверхностью нижнего конца корпуса общую коническую поверхность, на которой выполнена присоединительная резьба.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и количеству совпадающих существенных признаков является устройство для развальцовки труб в скважинах (патент РФ на полезную модель №46527, МПК 7 Е21В 29/10, опубл. 10.07.2005 г., бюлл. №19), включающее корпус с центральным каналом, резьбами для соединения со скважинным оборудованием и углублениями на наружной поверхности, в которых размещены установленные на осях, параллельных или с небольшим отклонением от параллельности геометрической осью корпуса, ролики, выполненные в виде расширяющихся последовательно снизу вверх бесступенчато друг над другом цилиндров с фасками и контактирующие с опорами.

Основными недостатками известных устройств являются низкие работоспособность и качество развальцовывания многолучевых (более двух продольных гофр) профильных труб, поскольку контактирование трехрядной компоновки роликов с внутренней поверхностью, например, шестилучевой гофрированной трубы образует при вращении развальцевателя треугольник, и при дальнейшем вращении развальцевателя происходит винтовое скручивание трубы, приводящее к разрушению ее цилиндрического конца. При этом механическое увеличение количества рядов роликов без уменьшения прочности корпуса развальцевателя невозможно из-за ограниченных диаметральных размеров скважин.

Кроме того, устройство по патенту №2144128 сложно в изготовлении и обслуживании из-за наличия у осей хвостовиков, образующих с корпусом общую коническую поверхность, на которой выполняют коническую резьбу. А в устройстве по патенту на полезную модель №46527 закрепление концов осей роликов в корпусе не предотвращает выпадение роликов из углублений корпуса в случае поломки их осей во время работы развальцевателя в скважине.

Технической задачей изобретения является повышение работоспособности устройства и качества при развальцовывании многолучевых профильных труб в скважинах.

Это достигается тем, что в описываемом устройстве для развальцовки труб в скважине, включающем корпус с центральным каналом, резьбами для соединения со скважинным оборудованием и углублениями на наружной поверхности, в которых размещены установленные на осях, параллельных или с небольшим отклонением от параллельности геометрической оси корпуса, ролики, выполненные в виде расширяющихся последовательно снизу вверх бесступенчато друг над другом цилиндров с фасками и контактирующие с опорами, согласно изобретению корпус выполнен разъемным в поперечном сечении, углубления для роликов выполнены в нижней части корпуса, а в наружной поверхности верхней его части выполнены дополнительные углубления, разделенные перемычками от основных, опоры роликов выполнены в виде втулок, входящих верхними торцами в кольцевые проточки, выполненные в перемычках верхней части корпуса, и зафиксированных в нем от вращения штифтами, причем концы осей роликов снабжены резьбами, нижние из них ввинчены в соответствующие резьбы, выполненные в нижней части корпуса, а верхние концы осей размещены в дополнительных углублениях в верхней части корпуса и жестко прикреплены к перемычкам с помощью гаек.

Это позволяет повысить работоспособность устройства и качество при развальцовывании многолучевых профильных труб в скважинах, за счет увеличения рядов роликов (с трех до пяти) без уменьшения прочности корпуса, благодаря замещению углублений в нем для роликов наибольшего диаметра втулками, входящими в зацепление с обеими частями разъемного корпуса (эффект многослойности).

На фиг.1 показано устройство, установленное в развальцовываемой профильной трубе; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1 устройства вне скважины; на фиг.3 и 4 - сечения Б-Б и В-В (соответственно) на фиг.1, где изображено положение профильной трубы в скважине до и после развальцовывания.

Устройство для развальцовки труб в скважине (фиг.1) содержит разъемный в поперечном сечении корпус, состоящий из верхней 1 и нижней 2 частей, с центральным каналом 3 и резьбами 4 и 5 для соединения со скважинным оборудованием. На наружной поверхности нижней части 2 корпуса выполнены углубления 6, в которых на осях 7 установлены ролики 8, выполненные в виде расширяющихся последовательно снизу вверх бесступенчато друг над другом цилиндров с фасками 9. Оси 7 роликов 8 расположены параллельно или (в целях сохранения номинального диаметра развальцовки) с небольшим отклонением (на угол не более 2°) от параллельности продольной геометрической оси корпуса и снабжены резьбами 10 и 11, выполненными на их концах. При этом нижние концы с резьбами 10 ввинчены в соответствующие резьбы 12 нижней части 2 корпуса, а верхние - с резьбами 11 - расположены в дополнительных углублениях 13, выполненных в верхней части 1 корпуса, и прикреплены гайками 14 к ее перемычкам 15, расположенным между углублениями 6 нижней части 2 корпуса и дополнительными углублениями 13 в верхней его части 1. В перемычках 15 имеются отверстия 16, в которых расположены верхние концы осей 7.

Для восполнения ослабленной углублениями 6 прочности корпуса (1, 2) устройство снабжено втулками 17, входящими верхними торцами 18 в кольцевые проточки 19 (фиг.2), выполненные в перемычках 15 верхней части 1 корпуса. Втулки 17 зафиксированы в верхней части 1 корпуса штифтами 20 и дополнительно служат опорной поверхностью для роликов 8, а также центрируют верхнюю 1 и нижнюю 2 части корпуса между собой и предотвращают проворот их относительно друг друга. Нижняя часть 2 корпуса имеет каналы 21 для промывки скважины и приспособление для отвинчивания башмака (не показан) от профильного перекрывателя 22 (фиг.1, 3), состоящее из ключа 23 с торцевыми прорезями 24 и втулки 25 с разрезными пружинными кольцами 26.

Работа устройства поясняется на примере развальцовки перекрывателя из профильных труб при изоляции им зоны осложнения бурения скважины, например, поглощения бурового раствора (фиг.1, 3, 4).

Профильный перекрыватель 22, состоящий из шестилучевых профильных труб (фиг.1, 3), спускают в зону осложнения бурения скважины 27 и расширяют до прижатия его стенок к стенкам скважины 27 созданием внутреннего гидравлического давления. Затем с помощью резьбы 4 верхней части 1 корпуса устройство присоединяют к колонне бурильных труб (не показана) и спускают в скважину 27. По достижении устройством верхнего конца профильного перекрывателя 22 колонну бурильных труб начинают вращать при одновременном создании осевой нагрузки и промывки полости труб и устройства через центральный канал 3 и промывочные каналы 21 корпуса закачкой жидкости. В результате этого недожатые давлением участки 28 (фиг.3) профильных труб перекрывателя 22 выправляются до плотного и герметичного прижатия всей наружной поверхности труб перекрывателя к стенкам скважины 27 (фиг.4).

По окончании развальцовывания и отвинчивания башмака (не показан) перекрывателя 22 с помощью приспособления 23-26 колонну бурильных труб с устройством поднимают из скважины.

Описанные усовершенствования устройства позволяют, используя преимущества роликовых развальцевателей по сравнению с шарошечными, применять его для развальцовки шестилучевых профильных труб за счет увеличения рядов роликов и, следовательно, площади их контактирования с внутренней поверхностью труб, без ущерба прочности корпуса устройства.