Устройство для развальцовки труб в скважине

 

Изобретение относится к бурению скважин и предназначено для развальцовывания устройств из профильных труб при установке их в скважинах. Устройство включает корпус с центральным каналом и резьбовыми элементами для соединения со скважинным оборудованием. В наружной стенке корпуса имеются углубления, в которых выполнены наклонные пазы. Опоры установлены в наклонных пазах. В углублениях корпуса размещены установленные на осях в опорах вальцующие элементы Опоры с вальцующими элементами установлены с возможностью продольных, относительно корпуса, скольжений по наклонной поверхности. Устройство снабжено механизмом выдвижения вальцующих элементов в рабочее положение, выполненным в виде размещенного в центральном канале корпуса кольцевого поршня с подпружиненным в осевом направлении штоком. Поршень шарнирно соединен с опорами посредством тяг. Изобретение позволяет расширить технологические возможности устройства за счет расширения диапазона диаметров развальцовки труб путем изменения длины перемещения кольцевого поршня. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

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

Известно устройство для развальцовки труб в скважинах, содержащее корпус с центральным каналом и установленный на нем с возможностью вращения вальцующий элемент (1).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и количеству совпадающих существенных признаков является устройство для развальцовки труб в скважинах, включающее корпус с центральным каналом, резьбовыми элементами для соеддинения со скважинным оборудованием и углублениями в наружной стенке, в которых размещены вальцующие элементы, установленные на осях, закрепленных в порах (2).

Недостатком известных устройств является то, что с помощью их можно развальцовывать трубы только до одного определенного диаметра, равного диаметру окружности, описанной вокруг вальцующих элементов.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей устройства за счет расширения диапазона диаметров развальцовки.

Это достигается тем, что в описываемом устройстве для развальцовки труб в скважине, содержащем корпус с центральным каналом, резьбовыми элементами для соединения со скважинным оборудованием и углублениями в наружной стенке, в которых размещены вальцующие элементы, установленные на осях в опорах, согласно изобретению опоры с вальцующими элементами установлены в углублениях корпуса с возможностью продольных относительно него скольжений по наклонной поверхности, а устройство снабжено механизмом выдвижения вальцующих элементов в рабочее положение, выполненным в виде размещенного в центральном канале кольцевого поршня с подпружиненным в осевом направлении штоком и взаимодействующего с вальцующими элементами посредством тяг, шарнирно соединенных с опорами.

Это позволяет расширить технологические возможности устройства, так как благодаря перемещению опор с вальцующими элементами по наклонной поверхности корпуса устройства можно регулировать диаметр развальцовки в широком диапазоне, изменяя длину их перемещения.

Другим отличием является то, что наружная поверхность вальцующих элементов выполнена сферической.

Это позволяет снизить энергосиловые параметры развальцовки за счет снижения сил трения.

На фиг. 1 показано устройство в исходном положении перед началом развальцовывания профильного перекрывателя; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - устройство в процессе развальцовывания профильного перекрывателя; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - вид “А” - увеличенное изображение крепления вальцующих элементов в опорах.

Устройство для развальцовки труб в скважине (фиг. 1) содержит корпус 1 с центральным каналом 2, углублениями 3 и внутренним выступом 4. Внутри проходного канала 2 корпуса 1 размещен подпружиненный пружиной 5 шток 6, жестко соединенный с кольцевым поршнем 7, который с помощью двухзвенных тяг 8 шарнирно соединен с опорами 9, установленными в наклонных пазах 10 типа “ласточкин хвост”, выполненных в углублениях 3 корпуса 1. В опорах 9 выполнены углубления 11 (фиг. 5), в которых размещены вальцующие элементы 12, установленные на осях 13, закрепленных в опорах 9 штифтами 14. При этом вальцующие элементы 12 выполнены со сферической наружной поверхностью 12'. Однако в отдельных случаях, когда необходимо приложение больших механических нагрузок, поверхность вальцующих элементов может быть выполнена конической или цилиндрической.

Корпус 1 имеет присоединительные резьбы: 15 - для соединения с колонной бурильных труб (не показана) и 16 - с бурильным инструментом (не показан), имеющим штуцирующие промывочные отверстия.

Шток 6 имеет верхнюю расширенную часть 17, образующую с основной его частью наружную 18 и внутреннюю 19 опорные поверхности, первая из которых взаимодействует с выступом 4 корпуса 1, а внутренняя 19 служит упором для пружины 5. Верхний конец пружины 5 упирается в кольцевой бурт 20. выполненный во втулке 21, соединенной с корпусом 1.

Работа устройства поясняется на примере развальцовки профильных труб 22 при изоляции ими зоны 23 поглощения бурового раствора (фиг. 2, 3, 4).

Профильные трубы 22 спускают в предварительно расширенный интервал 24 (зона поглощения) скважины 25 и расширяют созданием внутреннего гидравлического давления до прижатия их стенок к стенке расширенного участка 24 скважины 25 (фиг. 2). Затем с помощью резьбы 15 корпуса 1 устройство присоединяют к колонне бурильных труб (не показана) и спускают в скважину 25. По достижении устройством верхнего конца профильных труб 22 колонну труб начинают вращать при одновременном создании осевой нагрузки и промывки полости труб и устройства через центральный канал 2 корпуса 1 закачкой жидкости. При этом под действием перепада давления, образующегося в промывочных отверстиях долота (не показано), кольцевой поршень 7 со штоком 6 перемещаются вверх, пружина 5 сжимается, а тяги 8 перемещают опоры 9 с вальцующими элементами 12 по наклонным пазам 10 вверх до упора опор 9 в наружный выступ 26 корпуса 1, выводя таким образом вальцующие элементы 12 в рабочее положение (фиг. 3).

При дальнейшем вращении колонны бурильных труб недожатые давлением жидкости участки 27 (фиг. 2) профильных труб 22 выправляются до плотного прижатия всей наружной поверхности профильных труб 22 к стенкам расширенного участка 24 скважины 25 (фиг. 4).

После окончания развальцовки профильных труб 22 нагнетание жидкости прекращают. При этом пружина 5, воздействуя на опорную поверхность 19 штока 6, перемещает его, поршень 7 с тягами 8 и опоры 9 с вальцующими элементами 12 в исходное положение (фиг. 1), и устройство поднимают из скважины.

Описанные усовершенствования устройства позволяют расширить его технологические возможности за счет увеличения диапазона диаметров развальцовки труб путем изменения длины перемещения кольцевого поршня.

Источники информации

1. Патент РФ № 1295799, Е 21 В 29/10, B 21 D 39/14, 1995 г.

2. Патент РФ № 2144128, Е 21 В 29/10, 2000 г.

Формула изобретения

1. Устройство для развальцовки труб в скважине, включающее корпус с центральным каналом, резьбовыми элементами для соединения со скважинным оборудованием и углублениями в наружной стенке, в которых размещены установленные на осях в опорах вальцующие элементы, отличающееся тем, что опоры установлены в наклонных пазах, выполненных в углублениях корпуса с возможностью продольных, относительно корпуса, скольжений по наклонной поверхности, при этом устройство снабжено механизмом выдвижения вальцующих элементов в рабочее положение, выполненным в виде размещенного в центральном канале корпуса кольцевого поршня с подпружиненным в осевом направлении штоком, шарнирно соединенного с опорами посредством тяг.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что наружная поверхность вальцующих элементов выполнена сферической.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5