устройство для спуска и развальцовки труб в скважине

Формула изобретения

Устройство для спуска и развальцовки труб в скважине, включающее корпус с центральным каналом, резьбами для соединения со скважинным оборудованием и углублениями на наружной поверхности, в которых размещены ролики с возможностью вращения, причем в верхней части корпус оснащен кольцевой выборкой для герметичного соединения с развальцовываемыми трубами, отличающееся тем, что углубления корпуса в зоне контакта с роликами снабжены продольными канавками, одни из которых заполнены твердым и износостойким относительно корпуса материалом, а другие - твердым смазочным материалом, причем верх каждого ролика нижнего ряда смещен по окружности вперед по ходу вращения корпуса.

Описание изобретения к патенту

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 РФ № 2144128, Е21В 29/10, опубл. Бюлл. № 1 от 10.01.2000 г.), включающее корпус с центральным каналом, муфтовыми и ниппельными концами с резьбами для соединения со скважинным оборудованием и углублениями в стенке, в которых размещены ролики, установленные на наклонных по отношению к оси корпуса осях с зазором между их боковой поверхностью и стенками углублений, при этом углубления для размещения роликов выполнены в виде продольных цилиндрических сверлений или канавок в стенке корпуса так, что большая часть боковой поверхности роликов охвачена стенками этих сверлений или канавок, а оси роликов одними своими концами разъемно закреплены в корпусе, а другие их концы снабжены хвостовиками, размещенными в цилиндрических сверлениях или канавках и образующими с незатронутой ими поверхностью ниппельного конца корпуса общую коническую поверхность, на которой выполнена ниппельная резьба.

Недостатками устройства являются:

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

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

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

- необходимость спускать устройство в скважину вторым рейсом после установки развальцовываемых труб, так как отсутствует узел для герметичного соединения с развальцовываемыми трубами.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является «Устройство для развальцовки труб» (патент РФ на полезную модель № 55851, Е21В 29/10, опубл. Бюлл. № 24 от 27.08.2006 г.), включающее корпус с центральным каналом, резьбами для соединения со скважинным оборудованием и углублениями на наружной поверхности, в которых размещены ролики, 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, когда требуется развальцевать толстостенные трубы или трубы, нуждающиеся в большей степени раздачи, что может привести к выпадению роликов из углублений и заклиниванию устройства;

- повышенный износ роликов, обусловленный отсутствием смазки, а также их продольным расположением относительно продольной оси устройства, в результате чего возникают высокие осевые нагрузки при развальцовке.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание надежного устройства для спуска и развальцовки труб в скважине, способного работать долгое время до замены изнашиваемых частей.

Техническая задача решается устройством для спуска и развальцовки труб в скважине, включающем корпус с центральным каналом, резьбами для соединения со скважинным оборудованием и углублениями на наружной поверхности, в которых размещены ролики с возможностью вращения, причем в верхней части корпус оснащен кольцевой выборкой для герметичного соединения с развальцовываемыми трубами.

Новым является то, что углубления корпуса в зоне контакта с роликами снабжены продольными канавками, одни из которых заполнены твердым и износостойким относительно корпуса материалом, а другие - твердым смазочным материалом, причем верх каждого ролика нижнего ряда смещен по окружности вперед по ходу вращения корпуса.

На чертеже изображено устройство для развальцовки труб с осевым разрезом.

Устройство для спуска и развальцовки труб в скважине состоит из корпуса 1 с центральным каналом 2, резьбами 3 и 3' для соединения со скважинным оборудованием и углублениями 4 и 5 на наружной поверхности, в которых размещены соответственно ролики 6 и 7 с возможностью вращения. Ролики 6 и 7 установлены в углублениях 4 и 5 таким образом, что большая часть роликов 6 и 7 охвачена углублениями 4 и 5, за исключением выступающих за пределы корпуса 1 частей. В верхней части корпус 1 оснащен кольцевой выборкой 8 для герметичного за счет манжеты 9 соединения с развальцовываемыми трубами (не показаны). При этом углубления корпуса 4 и 5 в зоне контакта 10 с роликами 6 и 7 снабжены продольными канавками. Канавки 11 заполнены твердым и износостойким относительно корпуса материалом 12, например релитом, а другие канавки 13 - твердым смазочным материалом 14, например графитизированной сталью. Верх каждого ролика нижнего ряда смещен по окружности вперед по ходу вращения корпуса на угол .

Устройство работает следующим образом.

Устройство соединяют с развальцовываемыми трубами (не показаны) путем осаживания усадочным кольцом (не показано) в кольцевую выборку 8 корпуса 1 устройства. При этом манжета 9 обеспечивает герметичность соединения устройства с развальцовываемыми трубами. Затем устройство с герметично соединенными развальцовываемыми трубами при помощи резьбы 3 корпуса 1 соединяют с колонной бурильных труб (не показано), в составе с которыми спускают в скважину (не показана).

Далее развальцовываемые трубы расширяют гидравлическим давлением, создаваемым закачкой жидкости через бурильные трубы и центральный канал 2 корпуса 1 устройства. После расширения труб, при достижении определенного значения гидравлического давления создают натяжку устройства через бурильную колонну, при этом осаженный участок трубы выходит из зацепления с кольцевой выборкой 8 корпуса 1 устройства. При этом устройство освобождается от соединения с расширенными гидравлическим давлением (прижатыми к стенке скважины) трубами.

После чего устройству придают одновременно вращательное и поступательное движение. В результате ролики 6, установленные в углублениях 4 корпуса 1, развальцовывают трубы до необходимого диаметра. При этом ролики 7, установленные в углублениях 5, калибруют и «разглаживают» предварительно развальцованные трубы (не показаны) роликами 6.

Ввиду того, что углубления 4 и 5 снабжены продольными канавками 11, заполненными более твердым и износостойким материалом 12, например релитом, нагрузки, воспринимаемые роликами 6 и 7 при работе устройства, не могут вызвать повышенного износа углублений 4 и 5. Благодаря продольным канавкам 13, заполненным твердым смазочным материалом 14, например графитизированной сталью, происходит смазывание роликов 6 и 7, что исключает их прихватывание к корпусу и снижает износ. Кроме того, благодаря тому, что верх каждого ролика нижнего ряда смещен по окружности вперед по ходу вращения корпуса на угол , исключено проскальзывание роликов относительно развальцовываемых труб при развальцовывании, снижается осевая нагрузка и крутящий момент , так же снижается износ роликов.

После завершения работы устройство в сборе извлекают из скважины. После чего производят ревизию частей устройства и, при необходимости, заменяют износившиеся ролики 6, 7 и манжету 9.

Предлагаемая конструкция устройства позволяет устанавливать и развальцовывать в скважине толстостенные трубы или трубы, нуждающиеся в большой степени раздачи за одну спускоподъемную операцию без снижения качества их раздачи. Конструкция устройства благодаря твердому и износостойкому относительно корпуса материалу под роликами позволяет снизить износ корпуса устройства и использовать его многократно, а наличие твердой смазки и расположение роликов под углом к центральной оси устройства способствует снижению износа роликов, осевой нагрузке и крутящего момента. В результате устройство способно работать долгое время до замены изнашиваемых частей.