Устройство для расширения труб в скважине



Устройство для расширения труб в скважине
Устройство для расширения труб в скважине
Устройство для расширения труб в скважине

 


Владельцы патента RU 2459066:

Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина (RU)

Изобретение относится к бурению и капитальному ремонту скважин и предназначено, в частности, для расширения труб при их установке в скважине. Устройство включает корпус с центральным каналом, резьбами для соединения со скважинным оборудованием и углублениями на наружной поверхности, в которых размещены ролики с осями с возможностью ограниченного радиального перемещения, гидравлический кольцевой поршень, вставленный в центральный канал корпуса с возможностью продольного перемещения вниз и подпружиненный вверх. Поршень оснащен наружной конической поверхностью, расширяющейся вверх и взаимодействующей изнутри с роликами, которые снабжены расширяющей и калибрующей наружными поверхностями. Кольцевой поршень выполнен сборным, состоящим из нижней упорной втулки, опирающейся на пружину, и верхнего конусного вала, вставленного в центральный канал корпуса с возможностью вращения. Конусная поверхность вала выполнена из двух участков, нижний из которых выполнен с возможностью взаимодействия с расширяющей поверхностью ролика, а верхний, выполненный с большим углом, - с калибрующей поверхностью ролика в крайнем нижнем положении поршня. Конусный вал снабжен сменной насадкой с калиброванным отверстием. Повышается надежность, работоспособность, увеличивается срок службы. 2 з.п. ф-лы. 3 ил.

 

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

Известно «Устройство для развальцовки труб в скважине» (патент РФ №2392415, МПК E21B 29/10, опубл. Бюл. №17 от 20.06.2010 г.), включающее корпус с центральным каналом, резьбами соединения со скважинным оборудованием и углублениями на наружной поверхности, в которых размещены ролики, установленные на осях, нижние концы которых установлены в опорах, размещенных в корпусе в шарнирах с возможностью поворота их в плоскости, проходящей через продольные геометрические оси корпуса и роликов, а верхние концы закреплены в радиальных проточках корпуса с возможностью ограниченного перемещения наружу, а в центральном канале корпуса размещен подпружиненный в осевом направлении гидравлический кольцевой поршень с толкателем, имеющим наружную конусную поверхность, причем ролики по наружной поверхности оснащены выборками, а толкатель размещен снизу поршня с возможностью вращения и взаимодействия изнутри с наружной поверхностью роликов своей конусной поверхностью, имеющей выступы под выборки роликов.

Недостатками данного устройства являются:

- низкое качество расширяемых труб, так как ролики устройства снабжены выборками - на внутренней поверхности расширяемых труб образуются выступы, кроме того, возможно закусывание роликов и толкателя и, как следствие, их заклинивание;

- сложность изготовления и высокая металлоемкость из-за наличия сопрягаемых деталей, к которым предъявляется высокая точность изготовления, таких как выборки роликов, выступы на толкателе, оси, шарниры;

- ролики устройства имеют недостаточную прочность, так как выполнены со сквозными отверстиями под оси и имеют выборки, которые являются концентраторами напряжений.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Устройство для развальцовки труб в скважине» (патент ПМ №58155, МПК E21B 29/10, опубл. Бюл. №31 от 10.11.2006 г.), включающее корпус с центральным каналом, резьбами для соединения со скважинным оборудованием и углублениями на наружной поверхности, в которых размещены ролики с осями, а в центральном канале корпуса размещен гидравлический поршень, подпружиненный в осевом направлении, при этом ролики жестко соединены с осями, верхние и нижние концы которых установлены в корпусе с возможностью вращения и ограниченного осевого перемещения, причем поршень выполнен коническим с возможностью взаимодействия с поверхностью роликов.

Недостатками данного устройства являются:

- возможность заклинивания поршня в рабочем положении и, как следствие, возникновение аварийной ситуации из-за обратной конусности калибрующей поверхности роликов и малой конусности поршня, а также из-за большой длины роликов, контактирующих снаружи с расширяемой трубой, а изнутри зажимающих поршень в рабочем положении;

- проскальзывание роликов относительно внутренней поверхности расширяемой трубы при подаче устройства с вращением вниз, так как ролики не смещены относительно поршня, а выполнены с ним соосно.

Техническими задачами предполагаемого изобретения являются создание надежной и технологичной в работе конструкции за счет исключения заклинивания устройства в рабочем положении, а также повышение работоспособности устройства, эффективности расширения труб и продолжительности работы развальцевателя до ремонта.

Техническая задача решается устройством для расширения труб в скважине, включающим корпус с центральным каналом, резьбами для соединения со скважинным оборудованием и углублениями на наружной поверхности, в которых размещены ролики с осями с возможностью ограниченного радиального перемещения, гидравлический кольцевой поршень, вставленный в центральный канал корпуса с возможностью продольного перемещения вниз и подпружиненный вверх, при этом поршень оснащен наружной конической поверхностью, расширяющейся вверх и взаимодействующей изнутри с роликами, которые снабжены расширяющей и калибрующей наружными поверхностями.

Новым является то, что кольцевой поршень выполнен сборным, состоящим из нижней упорной втулки, опирающейся на пружину, и верхнего конусного вала, вставленного в центральный канал корпуса с возможностью вращения, при этом конусная поверхность вала выполнена их двух участков, нижний из которых выполнен с возможностью взаимодействия с расширяющей поверхностью ролика, а верхний, выполненный с большим углом, - с калибрующей поверхностью ролика в крайнем нижнем положении поршня, при этом внутри конусного вала установлена сменная насадка с калиброванным отверстием.

Новым является также то, что нижний участок конусного вала и ролики выполнены и установлены таким образом, что центральные оси роликов, конусного вала и образующие расширяющих поверхностей роликов и образующие конусного вала сходятся в одной точке.

Новым является также то, что углубления корпуса под ролики выполнены таким образом, что верх каждого ролика смещен по окружности вперед по ходу вращения корпуса относительно низа ролика.

На фиг.1 показано устройство в исходном положении;

на фиг.2 - устройство в рабочем положении;

на фиг.3 - фрагмент вида А.

Устройство для расширения труб в скважине (на черт. не показаны), включающее корпус 1 (см. фиг.1) с центральным каналом 2, резьбами 3 и 4 для соединения со скважинным оборудованием (на черт. не показано) и углублениями 5 на наружной поверхности 6, в которых размещены ролики 7 с осями 8 с возможностью ограниченного радиального перемещения. Гидравлический кольцевой поршень 9 вставлен в центральный канал 2 корпуса 1 с возможностью продольного перемещения вниз и подпружинен вверх пружиной 10. Кольцевой поршень 9 выполнен сборным, состоящим из нижней упорной втулки 11, опирающейся на пружину 10, и верхнего конусного вала 12, вставленного в центральный канал 2 корпуса 1 с возможностью вращения. Конусная поверхность вала 12 выполнена из двух участков, нижний 13 из которых выполнен с возможностью взаимодействия с расширяющей поверхностью 14 ролика 7. Верхний конусный участок 15 вала 12 выполнен с большим углом и взаимодействует с калибрующей поверхностью 16 ролика 7 в крайнем нижнем положении поршня 9. Для создания перепада давления внутри конусного вала 12 установлена сменная насадка 17 с калиброванным отверстием 18.

Для исключения проскальзывания при вращении роликов 7 (см. фиг.2) относительно вала 12 нижний участок 13 конусного вала 12 и ролики 7 могут быть выполнены таким образом, что центральные оси 19 роликов 7, центральная ось 20 конусного вала 12 и образующие расширяющих поверхностей 21 роликов 7 и образующие 22 конусного вала 12 сходятся в одной точке.

Для исключения проскальзывания роликов 7 (см. фиг.3) относительно внутренней поверхности расширяемой трубы (на черт. не показана) при подаче устройства вниз с вращением, углубления 5 корпуса 1 под ролики 7 выполнены таким образом, что верх 23 каждого ролика 7 смещен по окружности вперед по ходу вращения корпуса 1 относительно низа 24 ролика 7.

Устройство работает следующим образом.

В скважину в интервал установки на колонне труб (на фиг. не показана) спускают расширяемые трубы (на фиг. не показаны), в которых создают избыточное давление, предварительно прижимая их к стенкам скважины или к обсадной колонне (на фиг. не показаны). Далее устройство в сборе при помощи резьб 3 (см. фиг.1) и 4 корпуса 1 соединяют со скважинным оборудованием и спускают на колонне труб (на фиг. не показаны) в скважину до интервала установки расширяемых труб. При этом колонна труб заполняется скважинной жидкостью через центральный канал 2 корпуса 1. По достижении устройством верхнего конца расширяемых труб колонну труб (на фиг. не показаны) начинают вращать при одновременном создании осевой нагрузки и промывки полости труб и устройства закачкой жидкости. При этом под действием перепада давления на насадке 17 (см. фиг.2) конусный вал 12, воздействуя на нижнюю упорную втулку 11 и сжимая пружину 10, перемещается вниз до упора, и взаимодействуя конусной поверхностью нижнего участка 13 изнутри с расширяемой поверхностью 14 роликов 7 и выводит ролики 7 в рабочее положение. Ролики 7, вращаясь в углублениях 5 корпуса 1, взаимодействуют с расширяемой трубой, которую по всей длине расширяют калибрующей поверхностью 16. По достижении нижнего конца расширяемой трубы, при выходе роликов 7 из трубы, верхний конусный участок 15, взаимодействуя с калибрующими поверхностями 16 роликов 7, поддерживает ролики 7 в рабочем положении. Благодаря этому, после развальцовки отсутствует местное концевое сужение, что обеспечивает установку расширяемых труб без сужений и, как следствие, свободное прохождение бурильного инструмента через расширенные трубы.

По окончании развальцовывания подачу жидкости прекращают, при этом конусный вал 12 с упорной втулкой 11 под воздействием пружины 10 поднимается вверх в транспортное положение, при этом диаметр, описанный вокруг роликов 7 устройства, становится меньше, что обеспечивает свободный выход устройства из развальцованной трубы. При возникновении нештатной ситуации, например поломке пружины 10, заклинивание конусного вала 12 не происходит, так как ролики 7, воздействуя расширяющей поверхностью 14, выталкивают конусный вал 12 в транспортное положение.

Благодаря тому, что нижний участок 13 конусного вала 12 (см. фиг.2) и ролики 7 могут быть выполнены и установлены таким образом, что центральные оси 19 роликов 7, ось 20 конусного вала 12 и образующие расширяющих поверхностей 21 роликов 7 и образующие 22 конусного вала 12 сходятся в одной точке исключается проскальзывание роликов 7 относительно нижнего участка конусного вала 12.

Благодаря тому, что углубления 5 (см. фиг.3) корпуса 1 под ролики 7 могут быть выполнены таким образом, что верх 23 каждого ролика 7 смещен по окружности вперед по ходу вращения корпуса 1 относительно низа 24 ролика 7 исключено проскальзывание роликов 7 относительно внутренней поверхности расширяемой трубы (на черт. не показана) при подаче устройства вниз с вращением.

Предлагаемая конструкция устройства для расширения труб в скважине является надежной и технологичной в работе конструкцией за счет исключения заклинивания устройства в рабочем положении, а также повышения работоспособности устройства, эффективности расширения труб и продолжительности работы развальцевателя до ремонта благодаря исключению скольжения между валом, роликами и вальцуемой трубой.

1. Устройство для расширения труб в скважине, включающее корпус с центральным каналом, резьбами для соединения со скважинным оборудованием и углублениями на наружной поверхности, в которых размещены ролики с осями с возможностью ограниченного радиального перемещения, гидравлический кольцевой поршень, вставленный в центральный канал корпуса с возможностью продольного перемещения вниз и подпружиненный вверх, при этом поршень оснащен наружной конической поверхностью, расширяющейся вверх и взаимодействующей изнутри с роликами, которые снабжены расширяющей и калибрующей наружными поверхностями, отличающееся тем, что кольцевой поршень выполнен сборным, состоящим из нижней упорной втулки, опирающейся на пружину, и верхнего конусного вала, вставленного в центральный канал корпуса с возможностью вращения, при этом конусная поверхность вала выполнена из двух участков, нижний из которых выполнен с возможностью взаимодействия с расширяющей поверхностью ролика, а верхний, выполненный с большим углом, - с калибрующей поверхностью ролика в крайнем нижнем положении поршня, при этом внутри конусного вала установлена сменная насадка с калиброванным отверстием.

2. Устройство для расширения труб в скважине по п.1, отличающееся тем, что нижний участок конусного вала и ролики выполнены и установлены таким образом, что центральные оси роликов, конусного вала и образующие расширяющих поверхностей роликов и образующие конусного вала сходятся в одной точке.

3. Устройство для расширения труб в скважине по пп.1 и 2, отличающееся тем, что углубления корпуса под ролики выполнены таким образом, что верх каждого ролика смещен по окружности вперед по ходу вращения корпуса относительно низа ролика.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к капитальному ремонту обсадных колонн с помощью металлических пластырей. .

Изобретение относится к бурению и капитальному ремонту скважин и предназначено для расширения труб в скважине. .

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к поинтервальному бурению и креплению осложненных участков ствола скважины. .

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к технике и технологии капитального ремонта скважин, а именно к способам для установки металлических гофрированных и круглых пластырей для восстановления герметичности обсадных труб.

Изобретение относится к бурению и ремонту нефтяных и газовых скважин, в частности для изоляции зон осложнения бурения скважин. .

Изобретение относится к бурению и капитальному ремонту скважин, а именно к технологии и средствам ликвидации зон осложнения при бурении скважин и ремонта обсадных колонн при нарушении их герметичности.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам изоляции зон осложнений при бурении скважин и ремонте. .

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для изоляции зоны осложнения ствола скважины при бурении. .

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для установки профильных перекрывателей при изоляции ими зон осложнений бурения. .

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам изоляции зон осложнений при бурении скважин перекрывателями из профильных труб. .

Изобретение относится к бурению скважин, в частности для крепления неустойчивых пород на протяженных участках стволов скважин

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

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к эксплуатации и ремонту скважин

Изобретение относится к изготовлению изделий из композиционных материалов методом намотки, в частности, на обсадной трубе с заранее вырезанным в ней «окном», предназначенной для установки в состав эксплуатационной колонны при строительстве многозабойных скважин

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для установки профильных перекрывателей при изоляции ими зон осложнений бурения

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к бурению и капитальному ремонту скважин, и предназначено для изоляции зон осложнений установкой расширяемых труб в скважине
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение при ремонте скважины с нарушениями обсадной колонны. При осуществлении способа ведут спуск в интервал ремонта пластыря и якоря, посадку якоря, расширение стенок пластыря до их прижатия к стенкам скважины. Работы проводят в скважине с не менее чем 6-дюймовой изношенной эксплуатационной колонной, пластырем перекрывают интервал перфорации эксплуатационной колонны не менее чем на 2 м с каждой стороны. Работы с пластырем проводят в среде водного раствора поверхностно-активного вещества. Спускают в скважину новую эксплуатационную колону, цементируют межтрубное пространство между старой и новой эксплуатационной колонной, перфорируют в интервале продуктивного пласта новую эксплуатационную колонну, цементное кольцо между пластырем и новой эксплуатационной колонной, пластырь и старую эксплуатационную колонну. Повышается надежность герметизации.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при ремонте скважины. Способ включает спуск колонны насосно-компрессорных труб с пакером в обсадную колонну, посадку пакера, определение удельной приемистости каждого нарушения обсадной колонны, изоляцию нарушений. Над пакером устанавливают двухпозиционный клапан, спускают колонну насосно-компрессорных труб до забоя скважины и производят шаблонировку обсадной колонны. Производят посадку пакера над нижним нарушением, определяют начальную удельную приемистость нарушения. При удельной приемистости ниже 0,5 м3/(ч·МПа) изоляцию интервала нарушения не производят. При удельной приемистости выше 0,5 м3/(ч·МПа) производят закачку и продавку в интервал нарушения блокирующего состава, промывают излишки блокирующего состава, определяют конечную удельную приемистость этого нарушения. Выполняют вышеописанные операции напротив каждого интервала нарушения, после чего поднимают пакер в интервал нахождения «головы» дополнительной безмуфтовой обсадной колонны малого диаметра. Приводят в действие двухпозиционный клапан. Производят исследование обсадной колонны на герметичность свабированием. Спускают дополнительную безмуфтовую обсадную колонну и прокачивают цементный раствор с поднятием его до «головы» дополнительной обсадной колонны. Повышается эффективность, упрощается технология, снижается металлоемкость конструкции. 5 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к восстановлению герметичности обсадных колонн. На устье скважины производят сборку инструмента в следующей последовательности снизу вверх: универсальное вырезающее устройство, снабженное раздвижными резцами, винтовой забойный двигатель - ВЗД, колонна насосно-компрессорных труб - НКТ. Инструмент спускают в скважину. На устье герметизируют пространство между колонной НКТ и обсадной колонной и фиксируют колонну НКТ. Производят обвязку верхнего конца колонны НКТ через тройник с двумя насосными агрегатами. Одновременно с их помощью производят закачку технологической жидкости в инструмент и поднимают давление жидкости до 3 МПа. Через каждые 2 мин повышают давление жидкости в инструменте на 1 МПа до достижения давления жидкости 12 МПа. Поддерживая давление, производят врезание в обсадную колонну в течение 15 мин. Подбирают нагрузку на вырезающее устройство, не превышающую 40 кН, и производят вырезание дефектного участка во всем интервале обсадной колонны. При достижении нижнего интервала вырезания приподнимают инструмент на 1,0 м со скоростью 0,1 м/с и, не снижая давления, производят промывку в объеме скважины. Спускают гидромониторную насадку и по периметру полученного выреза вымывают породу из дефектного участка. Спускают колонну заливочных труб и изолируют скважину от забоя до верхнего интервала дефектного участка. Снижается нагрузка на инструмент и сокращается продолжительность работ. 3 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к соединениям профильных труб, расширяемых в процессе перекрытия ими зон осложнения бурения или нарушения герметичности обсадных колонн в скважинах. Техническим результатом данного изобретения является уменьшение жесткости поперечного сечения соединения и исключение перетока жидкости между стенками перекрывателя и скважины. Соединение профильных труб перекрывателей скважин содержит профильные трубы с цилиндрическими концами, которые снабжены муфтовой и ниппельной резьбой на взаимообращенных поверхностях. Также имеются средства герметизации соединения, выполненные в виде двух эластичных колец. Одно из колец установлено в расширенном кольцевом муфтовом конце со стороны внутреннего стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями резьбового и кольцевого участков. В ниппельном конце выполнено сужение под второе эластичное кольцо со стороны наружного стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями резьбового и кольцевого участков. При этом наружный стык выполнен в виде конусных плотно прилегающих взаимообращенных поверхностей труб. Выше и/или ниже резьбового соединения на цилиндрическом участке выполнено сужение в виде чередующихся кольцевых утолщений и впадин. На наружной поверхности сужения приварена эластичная манжета заподлицо с цилиндрическим участком. 2 ил.
Наверх