RU2191883C2

RU2191883C2 - Device for pipe expanding

Info

Publication number: RU2191883C2
Application number: RU2000112477A
Authority: RU
Inventors: Ш.Ф. Тахаутдинов; И.Г. Юсупов; Г.С. Абдрахманов; К.В. Мелинг; Н.Х. Хамитьянов; И.К. Кашапов; А.В. Шабаев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д.Шашина
Priority date: 2000-05-18
Filing date: 2000-05-18
Publication date: 2002-10-27

Abstract

FIELD: devices for expanding of overlapping members from shaped pipes installed in wells. SUBSTANCE: device has body with central channel and hollows on external surface. Rollers are installed in said hollows with the help of axles inclined relative to device body. Upper ends of roller axles are secured detachably in body. lower ends of rollers are installed with the help of hinges for turning in plane running through longitudinal geometric axes of device body and rollers to provide for their removal from hinges and replacement. Expanding of overlapping members is carried out after preliminary hydraulic expansion by rotation of drill pipe string to which device is connected. EFFECT: simplified design and increased operating reliability of device. 4 dwg

Description

Изобретение относится к бурению и капитальному ремонту скважин и предназначено, в частности, для развальцовывания устройств из профильных труб при установке их в скважине. The invention relates to drilling and overhaul of wells and is intended, in particular, for expanding devices from shaped pipes when installing them in the well.

Известно устройство для развальцовки труб в скважинах, включающее корпус с центральным каналом, резьбами для соединения со скважинным оборудованием и имеющий коническую часть с углублениями, в которых размещены ролики (1). A device for expanding pipes in wells is known, including a housing with a central channel, threads for connecting to downhole equipment and having a conical part with recesses in which the rollers are placed (1).

Недостатком этого устройства является низкая прочность его корпуса, вследствие ослабления поперечного сечения его конической части углублениями под ролики, выполненными в радиальном направлении от периферии к центру корпуса, радиусом, намного превышающим радиус роликов. Это исключает применение режимов работы устройства с повышенными нагрузками, необходимыми при развальцовывании толстостенных профильных труб. The disadvantage of this device is the low strength of its body, due to the weakening of the cross section of its conical part with recesses under the rollers, made in the radial direction from the periphery to the center of the body, with a radius far exceeding the radius of the rollers. This eliminates the use of the device’s operating modes with increased loads, necessary when expanding thick-walled profile pipes.

Кроме того, в случае износа роликов, их нельзя заменить новыми, поскольку их оси закреплены в корпусе неразъемно. In addition, in case of wear of the rollers, they cannot be replaced with new ones, since their axes are fixed in one piece in the housing.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и количеству совпадающих существенных признаков является устройство для развальцовки труб, содержащее те же существенные признаки, что и аналог (1). Однако оси роликов его снабжены хвостовиками, а их верхние концы закреплены в корпусе разъемно (2). Closest to the invention in terms of technical nature and the number of matching essential features is a device for expanding pipes containing the same essential features as the analogue (1). However, the axes of its rollers are equipped with shanks, and their upper ends are detachably fixed in the housing (2).

Основным недостатком этого устройства является недостаточная прочность его корпуса из-за необходимости выполнения в корпусе сверлений под хвостовики осей. The main disadvantage of this device is the insufficient strength of its housing due to the need to perform drilling in the housing under the axle shanks.

Другим недостатком известного устройства является сложность нарезания резьбы на хвостовиках осей в сборе и невозможность их заменять в случае поломки, поскольку они изготавливаются индивидуально для каждого устройства. Another disadvantage of the known device is the difficulty of threading on the shanks of the axle assemblies and the inability to replace them in case of failure, since they are made individually for each device.

Указанные недостатки не обеспечивают успешность применения этого устройства для развальцовывания толстостенных профильных труб в скважинах, при котором необходимо применение больших осевых нагрузок и крутящего момента. These disadvantages do not ensure the success of the use of this device for expanding thick-walled profile pipes in wells, in which it is necessary to use large axial loads and torque.

Цель изобретения - повышение надежности устройства за счет повышения прочности его корпуса, обеспечения возможности замены осей с роликами после износа и упрощение конструкции. The purpose of the invention is to increase the reliability of the device by increasing the strength of its body, providing the possibility of replacing the axles with rollers after wear and simplifying the design.

Это достигается тем, что в описываемом устройстве для развальцовки труб, содержащем корпус с центральным каналом, резьбами для соединения со скважинным оборудованием и углублениями на наружной поверхности, в которых размещены ролики, установленные на осях, верхние концы которых закреплены в корпусе разъемно, согласно изобретению, нижние концы осей установлены в корпусе с помощью шарниров с возможностью поворота их в плоскости, проходящей через продольные геометрические оси корпуса и роликов. This is achieved by the fact that in the described device for expanding pipes containing a housing with a central channel, threads for connection with downhole equipment and recesses on the outer surface, in which rollers are mounted on the axes, the upper ends of which are fixed in the housing detachably, according to the invention, the lower ends of the axes are installed in the housing using hinges with the possibility of rotation in a plane passing through the longitudinal geometric axis of the housing and rollers.

Указанные отличия позволяют упростить конструкцию устройства за счет исключения из него хвостовиков осей и повысить надежность его работы без увеличения наружного диаметра корпуса за счет:
- увеличения толщины стенки корпуса в опасном сечении его, благодаря чему повышается прочность корпуса;
- обеспечения возможности замены роликов и осей в случае их износа или поломки.These differences make it possible to simplify the design of the device by eliminating the axle shanks from it and increase the reliability of its operation without increasing the outer diameter of the housing due to:
- increasing the wall thickness of the housing in a dangerous section of it, thereby increasing the strength of the housing;
- providing the ability to replace rollers and axles in case of wear or breakage.

На фиг. 1 показано устройство, установленное в профильной развальцовываемой трубе; на фиг. 2 и 3 - сечения А-А и Б-Б (соответственно) на фиг. 1, где изображено положение профильной трубы в обсадной колонне до и после развальцовывания; на фиг. 4 - увеличенное изображение узла "В" фиг. 1 (аксонометрическая проекция). In FIG. 1 shows a device installed in a profile flare pipe; in FIG. 2 and 3 are sections A-A and B-B (respectively) in FIG. 1, which shows the position of the profile pipe in the casing before and after flaring; in FIG. 4 is an enlarged view of the assembly “B” of FIG. 1 (axonometric projection).

Устройство для развальцовки труб (фиг. 1) содержит корпус 1 с центральным каналом 2, муфтовым 3 и ниппельным 4 концами с резьбами 5 и 6 соответственно для соединения со скважинным оборудованием. Между муфтовым 3 и ниппельным 4 концами корпус имеет участок 7 с конической поверхностью, в стенке которого выполнены углубления 8, в которых размещены оси 9 с установленными на них коническими роликами 10 с зазорами 11 между их боковой поверхностью и стенками углублений 8. При этом верхние концы 12 осей 9 разъемно закреплены с помощью втулки 13 в гнездах 14, а нижние 15 - в шарнирах 16 (фиг. 4), установленных в опорах 17 так, что оси 9 с роликами 10 можно отклонять от корпуса 1 в плоскости, проходящей через их геометрическую ось и ось корпуса, извлекать из шарниров 16 и заменять на новые в случаях износа или поломки. Опоры 17 крепят в корпусе 1 с помощью сварки. A device for expanding pipes (Fig. 1) includes a housing 1 with a central channel 2, sleeve 3 and nipple 4 ends with threads 5 and 6, respectively, for connection with downhole equipment. Between the coupling 3 and the nipple 4 ends, the housing has a section 7 with a conical surface, in the wall of which recesses 8 are made, in which axles 9 are mounted with conical rollers 10 mounted on them with gaps 11 between their lateral surface and the walls of the recesses 8. The upper ends 12 axles 9 are detachably fixed with a sleeve 13 in sockets 14, and the lower 15 are in hinges 16 (Fig. 4) installed in bearings 17 so that the axes 9 with rollers 10 can be deflected from the housing 1 in a plane passing through their geometric the axis and axis of the housing, remove from the hinge 16 and replace with new ones in case of wear or breakage. Supports 17 are mounted in the housing 1 by welding.

Работа устройства поясняется на примере развальцовки профильных труб 18 при изоляции ими зоны 19 нарушения герметичности обсадной колонны 20 скважины (фиг. 1, 2, 3). The operation of the device is illustrated by the example of flaring of profile pipes 18 when they isolate zone 19 of a leak in the casing string 20 of the well (Fig. 1, 2, 3).

Профильные трубы 18 спускают внутрь обсадной колонны 20, в интервал нарушения ее герметичности 19, и расширяют созданием внутреннего гидравлического давления до прижатия их стенок к стенке обсадной колонны 20. Затем с помощью резьбы 5 муфтового конца 3 корпуса 1 устройство присоединяют к колонне бурильных труб (не показана) и спускают в скважину. По достижении устройством верхнего конца профильных труб 18 колонну труб начинают вращать при одновременном создании осевой нагрузки и промывки полости труб и устройства через центральный канал 2 корпуса 1 закачкой жидкости. В результате этого недожатые давлением жидкости участки профильных труб 18 (фиг. 3) выправляются до плотного прижатия всей наружной поверхности профильных труб 18 к внутренней поверхности обсадных труб 20. The profile pipes 18 are lowered inside the casing 20, in the interval of violation of its tightness 19, and are expanded by creating internal hydraulic pressure until their walls are pressed against the wall of the casing 20. Then, using the thread 5 of the sleeve end 3 of the housing 1, the device is connected to the drill pipe string (not shown) and lowered into the well. When the device reaches the upper end of the profile pipes 18, the pipe string begins to rotate while creating an axial load and flushing the pipe cavity and the device through the central channel 2 of the housing 1 by pumping liquid. As a result of this, the sections of the profile pipes 18 (FIG. 3) that are not compressed by the pressure of the liquid straighten out until the entire external surface of the profile pipes 18 is pressed against the inner surface of the casing 20.

По окончании развальцовывания колонну бурильных труб с устройством поднимают из скважины. At the end of the flaring, the drill pipe string with the device is lifted from the well.

Описанные усовершенствования устройства позволяют, используя преимущества роликовых развальцевателей по сравнению с шарошечными, применять его для развальцовывания толстостенных профильных труб, где необходимо выдерживать большие нагрузки. The described improvements of the device allow, using the advantages of roller flaring machines compared to roller cones, to use it for expanding thick-walled profile pipes, where it is necessary to withstand heavy loads.

Источники информации
1. Иогансен К.В. Спутник буровика. (Справочник). - М., Недра, 1986, с. 85, рис. 4.19.Sources of information
1. Johansen K.V. Driller's satellite. (Directory). - M., Nedra, 1986, p. 85, fig. 4.19.

2. Патент РФ 2144128, Е 21 В 29/10, 2000. 2. RF patent 2144128, Е 21 В 29/10, 2000.

Claims

A device for expanding pipes, including a housing with a central channel, threads for connecting to downhole equipment and recesses on the outer surface, in which rollers are mounted on the axes, the upper ends of which are fixed in the housing detachably, characterized in that the lower ends of the axes of the rollers are installed in supports placed in the housing with the help of hinges with the possibility of rotation in a plane passing through the longitudinal geometric axis of the housing and rollers, to ensure removal from the hinges and replacement.