Устройство для расширения труб в скважине
Предложение относится к бурению и капитальному ремонту скважин и предназначено для расширения (развальцовывания) труб в скважине.
Устройство для расширения труб в скважине, включающее корпус с центральным каналом, муфтовым и ниппельным концами для соединения со скважинным оборудованием и углублениями, в которых размещены ролики со сферической поверхностью, установленные равномерно по окружности и ступенчато на перпендикулярных к оси корпуса осях, причем диаметры окружностей, описанных вокруг роликов в каждой ступени, уменьшаются сверху вниз, при этом углубления в корпусе выполнены продольными, параллельными оси корпуса и взаимодействующими с расположенными в ступенях друг над другом роликами, выполненными диаметром, увеличивающимся снизу вверх, и жестко соединенными с осями, которые снаружи перпендикулярно оси корпуса закреплены сепаратором, снабженным отверстиями под выступающие ролики, причем сепаратор выполнен с возможностью ограниченного продольного перемещения относительно корпуса, а корпус сверху соединен с вальцующей головкой с возможностью вращательного движения.
Устройство, расширяющее трубу одновременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях, посредством катящихся роликов, позволяет расширять трубы в скважинах небольшой глубины, при этом нагрузка вдоль оси небольшая по сравнению с расширением труб пуансоном, так как усилие на трение качения меньше, чем на трение скольжения. Долговечность работы расширителя возрастает, так как износ при трении скольжения более интенсивен, чем при трении качения, при этом улучшается качество расширения труб, т.к. ролики вальцующей головки, вращаясь, довальцовывают расширяемую трубу, прижимая ее к стенке скважины, устраняя погрешности формы продольного развальцовывания. При работе на скважинах предложенным устройством получаем экономию материальных, энергетических и финансовых ресурсов.
Предложение относится к бурению и капитальному ремонту скважин и предназначено, в частности, для расширения (развальцовывания) труб при их установке в скважине.
Известно устройство для установки профильного перекрывателя в скважине (патент RU №2249090, C1 E21B 29/10, опубл. бюлл. №9 от 27.03.2005 г.), содержащее последовательно соединенные лорнирующие узлы, имеющие корпуса с центральным проходным каналом и плашки, взаимодействующие посредством толкателей со штоками, которые расположены в центральном канале.
Недостатком устройства является невозможность работы на скважинах небольшой глубины и недолговечность работы из-за потери диаметра вследствие трения скольжения.
Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому является устройство для расширения обсадных труб в скважине (патент RU №2194841, С2 E21B 29/10, опубл. бюлл. №35 от 20.12.2002 г.), содержащий конический корпус с центральным каналом и углублениями в стенке, расположенными ступенчато по длине корпуса. В углублениях корпуса перпендикулярно его геометрической оси установлены ролики с выпуклой поверхностью равномерно по окружности корпуса. В промежутках между роликами установлены плашки, которые разъемно соединены с осями роликов и зафиксированы от продольных перемещений. Ролики и плашки в ступенях смонтированы так, что плашки последующей ступени расположены под роликами предыдущей. Диаметры окружностей, описанных вокруг роликов и плашек в каждой ступени, уменьшаются от большего основания конической поверхности корпуса к меньшему.
Недостатком устройства является невозможность работы на скважинах небольшой глубины и небольшая долговечность работы вследствие потери рабочего размера из-за истирания плашек.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является расширение применения устройства на скважинах небольшой глубины, увеличение долговечности работы, улучшение качества расширения труб в скважине, а также экономия материальных, энергетических и финансовых затрат при работе на скважинах.
Поставленная техническая задача решается устройством для расширения обсадных труб в скважине, включающим корпус с центральным каналом, муфтовым и ниппельным концами для соединения со скважинным оборудованием и углублениями, в которых размещены ролики со сферической поверхностью, установленные равномерно по окружности и ступенчато на перпендикулярных оси корпуса осях, причем диаметры окружностей, описанных вокруг роликов, в каждой ступени уменьшаются сверху вниз.
Новым является то, что на корпусе углубления выполнены продольными, параллельными оси корпуса, взаимодействующие с расположенными в ступенях друг над другом роликами, выполненными диаметром, увеличивающимся снизу вверх, и жестко соединенными с осями, которые снаружи перпендикулярно оси корпуса закреплены сепаратором, снабженным отверстиями под выступающие ролики, причем сепаратор выполнен с возможностью ограниченного продольного перемещения относительно корпуса, а корпус сверху соединен с вальцующей головкой с возможностью вращательного движения.
На фиг.1 изображено устройство во время расширения трубы с продольным разрезом, на фиг.2 разрез по А-А фиг.1.
Устройство для расширения труб в скважине (фиг.1) состоит из вальцующей головки 1, подшипника 2 и корпуса 3, который в верхней и нижней части имеет присоединительные резьбы 4 для соединения с буровым оборудованием. Корпус 3 имеет центральный проходной канал 5, продольные проточки 6 (фиг.2), параллельные продольной оси корпуса 3 (фиг.1), выступы 7, 8, размещенные в нижней и верхней частях корпуса. Между выступами 7 и 8 находится сепаратор 9. имеющий отверстия 10, в которых установлены ролики 11.
Устройство работает следующим образом. Устройство для расширения труб в скважине присоединяют с помощью присоединительной резьбы 4 на муфтовом конце вальцующей головки к колонне бурильных труб 12, на которой его спускают в скважину к расширяемой трубе 13, сепаратор 9 с роликами 11 находится
в нижней части корпуса 3, упираясь под собственным весом в выступ 7 корпуса 3, при этом нижняя ступень роликов 11 находится внутри расширяемой трубы 13. Вращая колонну бурильных труб 12 вместе с вальцующей головкой 1 через подшипник 2 создаем нагрузку на корпус 3, перемещаем его вдоль оси скважины, при этом ролики 11 прокатываются по продольным проточкам 6 (фиг.2) корпуса 3 (фиг.1) и расширяемой трубы 13, расширяя стенки трубы по ступеням. Расширение стенок трубы 13 идет до тех пор, пока сепаратор 9, перемещаемый роликами 11 не коснется выступа 8 корпуса 3. Затем, перемещая корпус 3 вверх, переводим устройство в положение, когда сепаратор 9 с роликами 11 будет находиться в нижней части корпуса 3, то есть готовый повторить цикл раздачи. Повторяя движения корпуса 3 вверх, вниз в пределах расстояния между выступами 7, 8 корпуса 3, постепенно расширяем трубу 13 до необходимых размеров по всей длине. Окончательное расширение трубы 13 осуществляется вращением с одновременным возвратно-поступательным движением вальцующей головки 1 любой известной конструкции, соединенной при помощи подшипника 2 с корпусом 3, который исключает его вращение.
Устройство, расширяющее трубу посредством катящихся роликов в двух взаимно перпендикулярных направлениях, позволяет расширять трубы в скважинах небольшой глубины, при этом нагрузка вдоль оси небольшая по сравнению с расширением труб пуансоном, так как усилие на трение качения меньше, чем на трение скольжения. Долговечность работы расширителя возрастает, так как износ при трении скольжения более интенсивен, чем при трении качения, при этом улучшается качество расширения труб, т.к. ролики вальцующей головки, вращаясь довальцовывают расширяемую трубу, прижимая ее к стенке скважины, устраняя погрешности формы продольного развальцовывания. При работе на скважинах предложенным устройством получаем экономию материальных, энергетических и финансовых ресурсов.
Устройство для расширения труб в скважине, включающее корпус с центральным каналом, муфтовым и ниппельным концами для соединения со скважинным оборудованием и углублениями, в которых размещены ролики со сферической поверхностью, установленные равномерно по окружности и ступенчато на перпендикулярных оси корпуса осях, причем диаметры окружностей, описанных вокруг роликов, в каждой ступени уменьшаются сверху вниз, отличающееся тем, что на корпусе выполнены продольные углубления, параллельные оси корпуса, взаимодействующие с расположенными в ступенях друг над другом роликами, выполненными диаметром, увеличивающимся снизу вверх, и жестко соединенными с осями, которые снаружи перпендикулярно оси корпуса закреплены сепаратором, снабженным отверстиями под выступающие ролики, причем сепаратор выполнен с возможностью ограниченного продольного перемещения относительно корпуса, а корпус сверху соединен с вальцующей головкой с возможностью вращательного движения.
