RU2286433C2

RU2286433C2 - Расширитель для расширения трубчатого элемента

Info

Publication number: RU2286433C2
Application number: RU2004105037/03A
Authority: RU
Inventors: Антониус Леонардус Мари ВЮББЕН (NL); Антониус Леонардус Мария Вюббен
Original assignee: Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Priority date: 2001-07-20
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2006-10-27
Also published as: NO20040240L; WO2003010414A1; RU2004105037A; GB2396322B; GB2396322A; US20040177953A1; CA2454070A1; BR0211295B1; US7140430B2; CA2454070C; BR0211295A; CN1535347A; CN1328474C; GB0400680D0

Abstract

Изобретение относится к расширителю, предназначенному для расширения трубчатого элемента в радиальном направлении. Технической задачей изобретения является усовершенствование расширителя. Расширитель, содержащий корпус расширителя, выполненный с возможностью присоединения к удлиненному элементу, предназначенному для перемещения расширителя в осевом направлении через трубчатый элемент, и имеющий первую часть корпуса и вторую часть корпуса, смещенную в осевом направлении от первой части корпуса, причем первая часть корпуса имеет больший наружный диаметр по сравнению со второй частью корпуса. Комплект расширяющих элементов расположен вокруг корпуса расширителя, при этом каждый расширяющий элемент выполнен с возможностью смещения относительно корпуса расширителя между положением, в котором расширяющий элемент выдвинут в радиальном направлении и выровнен в осевом направлении относительно первой части корпуса, и положением, в котором расширяющий элемент отведен в радиальном направлении и выровнен в осевом направлении относительно второй части корпуса. Воздействующее средство предусмотрено для обеспечения смещения каждого расширяющего элемента между выдвинутым положением и отведенным положением. По первому варианту каждый расширяющий элемент и первая часть корпуса выполнены с взаимодействующими опорными профилями для предотвращения смещения расширяющего элемента в осевом направлении относительно первой части корпуса во время расширения трубчатого элемента, в результате чего расширяющий элемент будет оставаться в выдвинутом положении. По второму варианту расширяющие элементы образуют, по существу, непрерывную поверхность конуса, при их выдвинутых в радиальном направлении положениях, при этом каждые два соседних расширяющих элемента имеют общую линию раздела вдоль поверхности конуса, проходящую наклонно относительно радиальной плоскости, в которой лежит продольная ось расширителя. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к расширителю, предназначенному для расширения трубчатого элемента в радиальном направлении. В области добычи нефти и газа было предложено расширять в радиальном направлении трубчатый элемент, проходящий в стволе скважины, образованном в пласте земли. Трубчатый элемент может представлять собой, например, обсадную колонну, которую после расширения цементируют в стволе скважины. При обычном бурении стволов скважин ствол скважины бурят и крепят обсадными трубами по секциям, при этом после бурения и крепления обсадными трубами каждой секции ствол скважины бурят на большую глубину, и следующую секцию обсадной колонны спускают через предыдущую секцию обсадной колонны. Таким образом, следующая секция обсадной колонны обязательно должна иметь наружный диаметр, который меньше внутреннего диаметра предыдущей секции обсадной колонны. Путем расширения в радиальном направлении каждой секции обсадной колонны после ее установки в стволе скважины достигают того, что более нижняя часть ствола скважины по-прежнему будет иметь достаточно большой диаметр.

Было предложено расширять каждую секцию обсадной колонны путем подъема, проталкивания жесткого расширителя или подачи его с помощью нагнетания через секцию обсадной колонны, при этом расширитель имеет наружный диаметр, который больше внутреннего диаметра нерасширенной обсадной колонны. За счет того, что внутренний диаметр обсадной колонны после расширения будет немного больше наружного диаметра расширителя (то есть за счет явления, которое, как правило, называют "избыточным расширением"), расширитель может быть перемещен через расширенные части обсадной колонны с некоторым зазором. Тем не менее, проблема, связанная с известным расширителем, заключается в том, что невозможно переместить расширитель через нерасширенные части обсадной колонны.

Кроме того, было предложено использовать раздвижной расширитель, который может быть перемещен через обсадную колонну, когда он находится в сложенном состоянии. Один такой раздвижной расширитель раскрыт в патенте США №6012523, при этом указанный расширитель имеет выполненные с возможностью поворота части (также называемые пальцами), которые смещаются в осевом направлении поверх корпусной части, имеющей коническую форму, для образования конечного расширенного конуса. Недостаток этого расширителя заключается в том, что шарнирные элементы поворотных частей подвергаются воздействию больших (фрикционных) нагрузок во время процесса расширения. Другой недостаток расширителя состоит в том, что небольшие зазоры между частями приводят к экструзии трубчатого элемента в такие зазоры, что приводит к возникновению проходящих в осевом направлении гребней на внутренней поверхности расширенной трубы, при этом указанные гребни образуют недостаточно расширенные участки на внутренней поверхности трубчатого элемента.

Соответственно существует необходимость в усовершенствованном расширителе, который позволяет преодолеть вышеупомянутые недостатки.

В соответствии с первым аспектом изобретения разработан расширитель, предназначенный для расширения трубчатого элемента в радиальном направлении, содержащий корпус расширителя, выполненный с возможностью присоединения к удлиненному элементу, предназначенному для перемещения, расширителя в осевом направлении через трубчатый элемент, и имеющий первую часть корпуса и вторую часть корпуса, смещенную в осевом направлении от первой части корпуса, причем первая часть корпуса имеет больший наружный диаметр по сравнению со второй частью корпуса, комплект расширяющих элементов, расположенных вокруг корпуса расширителя, при этом каждый расширяющий элемент выполнен с возможностью смещения относительно корпуса расширителя между положением, в котором расширяющий элемент выдвинут в радиальном направлении и выровнен в осевом направлении относительно первой части корпуса, и положением, в котором расширяющий элемент отведен в радиальном направлении и выровнен в осевом направлении относительно второй части корпуса, и воздействующее средство, предназначенное для обеспечения смещения каждого расширяющего элемента между выдвинутым положением и отведенном положением, при этом расширяющий элемент и первая часть корпуса выполнены с взаимодействующими опорными профилями для предотвращения смещения расширяющего элемента в осевом направлении относительно первой части корпуса во время расширения трубчатого элемента, в результате чего расширяющий элемент будет оставаться в выдвинутом положении.

В данном расширителе достигается то, что взаимодействующие опорные профили обеспечивают передачу осевых сил трения, действующих на каждый расширяющий элемент, корпусу расширителя, так что воздействующее средство (например, шарнир или пластинчатая пружина) расширяющего элемента будет "освобождено" от передачи больших сил трения.

В соответствии с другим аспектом изобретения разработан расширитель, предназначенный для расширения трубчатого элемента в радиальном направлении, содержащий корпус расширителя, выполненный с возможностью присоединения к удлиненному элементу, предназначенному для перемещения расширителя в осевом направлении через трубчатый элемент, и имеющий первую часть корпуса и вторую часть корпуса, смещенную в осевом направлении от первой части корпуса, причем первая часть корпуса имеет больший наружный диаметр по сравнению со второй частью корпуса, комплект расширяющих элементов, расположенных вокруг корпуса расширителя, при этом каждый расширяющий элемент выполнен с возможностью смещения относительно корпуса расширителя между положением, в котором расширяющий элемент выдвинут в радиальном направлении и выровнен в осевом направлении относительно первой части корпуса, и положением, в котором расширяющий элемент отведен в радиальном направлении и выровнен в осевом направлении относительно второй части корпуса, и воздействующее средство, предназначенное для обеспечения смещения каждого расширяющего элемента между его выдвинутым положением и отведенном положением, при этом расширяющие элементы образуют, по существу, непрерывную поверхность конуса, при их выдвинутых в радиальном направлении положениях, и при этом каждые два соседних расширяющих элемента имеют общую линию раздела вдоль поверхности конуса, проходящую наклонно относительно продольной оси расширителя.

За счет того, что общая линия раздела, которая характеризуется наличием небольшого зазора между соседними расширяющими элементами, проходит наклонно относительно продольной оси, достигается то, что расширитель перемещается в контакте со всей внутренней поверхностью трубчатого элемента.

Далее изобретение будет описано более подробно и в виде примера со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых изображено следующее:

фиг.1 схематично показывает выполненный частично в продольном сечении вид сбоку первого варианта осуществления расширителя согласно изобретению, когда он находится в состоянии, при котором он не расширен в радиальном направлении;

фиг.2А схематично показывает выполненный частично в продольном сечении вид сбоку расширителя, показанного на фиг.1, когда он находится в состоянии, при котором он расширен в радиальном направлении;

фиг.2 В схематично показывает вид сбоку расширителя, показанного на фиг.1, когда он находится в состоянии, при котором он расширен в радиальном направлении;

фиг.3 схематично показывает вид сбоку второго варианта осуществления расширителя согласно изобретению, когда он находится в состоянии, при котором он не расширен в радиальном направлении;

фиг.4 схематично показывает вид сбоку расширителя, показанного на фиг.3, когда он частично расширен в радиальном направлении;

фиг.5 схематично показывает вид сбоку расширителя, показанного на фиг.3, когда он полностью расширен в радиальном направлении.

На фиг.1 показан первый вариант осуществления расширителя 1, предназначенного для расширения в радиальном направлении трубчатого элемента (непоказанного), такого как обсадная колонна, проходящая в стволе скважины. Расширитель 1 содержит удлиненный корпус 2 расширителя, присоединенный к подъемной колонне 4, предназначенной для подъема расширителя 1 через обсадную колонну. Корпус 2 расширителя имеет две части 6, 8 с малым диаметром и часть 10 с большим диаметром, расположенную между частями 6, 8 с малым диаметром. Часть 10 с большим диаметром выполнена с кольцевой опорной кромкой 12, образующей кольцевую опорную поверхность 14 (то есть кольцевой буртик), проходящую, по существу, в радиальном направлении, при этом опорная кромка 12 расположена приблизительно центрально (в середине) по отношению к осевой длине части 10 с большим диаметром. Кроме того, часть 10 корпуса, выполненная с большим диаметром, имеет первую поверхность 16, представляющую собой поверхность усеченного конуса, сужающегося от опорной кромки 12 до части 6 с малым диаметром, и вторую поверхность 18, представляющую собой поверхность усеченного конуса, сужающегося от опорной кромки 12 до части 8 с малым диаметром.

Кроме того, расширитель 1 содержит множество расширяющих элементов, из которых комплект основных расширяющих элементов 24 расположен вокруг части 6 корпуса 2, имеющей малый диаметр, и комплект вспомогательных расширяющих элементов 26 расположен вокруг части 8 корпуса 2, имеющей малый диаметр. Каждый основной расширяющий элемент 24 присоединен с помощью соответствующего шарнира 28 к основной воздействующей гильзе 30, окружающей часть 6 с малым диаметром, и каждый вспомогательный расширяющий элемент 26 присоединен с помощью соответствующего шарнира 32 к вспомогательной воздействующей гильзе 34, окружающей часть 8 с малым диаметром. Соответствующие узлы, образованные из основной воздействующей гильзы 30 и основных расширяющих элементов 24 и из вспомогательной воздействующей гильзы 34 и вспомогательных расширяющих элементов 26, выполнены с возможностью смещения в осевом направлении относительно корпуса 2 расширителя, в результате чего во время смещения основных расширяющих элементов 24 вдоль первой поверхности 16, представляющей собой поверхность усеченного конуса, расширяющие элементы 24 поворачиваются относительно основной воздействующей гильзы 30, и во время смещения вспомогательных расширяющих элементов 26 вдоль второй поверхности 18, представляющей собой поверхность усеченного конуса, расширяющие элементы 26 поворачиваются относительно вспомогательной воздействующей гильзы 34. Каждый основной расширяющий элемент 24 имеет на своей внутренней поверхности опорный профиль 38, который по форме дополняет опорную кромку 12, так что в том случае, когда узел, состоящий из основной воздействующей гильзы 30 и основных расширяющих элементов 24, будет полностью смещен к части 10 корпуса, имеющей большой диаметр, указанный опорный профиль 38 поджимается к кольцевой поверхности 14 опорной кромки 12.

На фиг.2А показан расширитель 1 в положении, при котором как основные расширяющие элементы 24, так и вспомогательные расширяющие элементы 26 полностью смещены к части 10 корпуса, имеющей большой диаметр. В данном положении основные расширяющие элементы 24 и вспомогательные расширяющие элементы 26 повернуты радиально наружу и опираются на соответствующие первую и вторую поверхности 16, 18, представляющие собой поверхности усеченного конуса, при этом опорный профиль 38 каждого из основных расширяющих элементов 24 поджимается к кольцевой поверхности 14 опорной кромки 12. Кроме того, на фиг.2А показана основная фиксирующая гильза 40, выполненная с возможностью смещения в осевом направлении относительно основных расширяющих элементов 24 между положением расфиксации, в котором фиксирующая гильза 40 расположена на некотором расстоянии от расширяющих элементов 24, и положением фиксации, в котором гильза 40 плотно охватывает расширяющие элементы 24, и вспомогательная фиксирующая гильза 42, выполненная с возможностью смещения в осевом направлении относительно вспомогательных расширяющих элементов 26 между положением расфиксации, в котором фиксирующая гильза 42 расположена на некотором расстоянии от расширяющих элементов 26, и положением фиксации, в котором гильза 42 плотно охватывает расширяющие элементы 26.

На фиг.2В показан вид сбоку расширителя 1 с расширяющими элементам 24, 26, находящимися в положении, при котором они выдвинуты в радиальном направлении. Как показано, основные расширяющие элементы 24 и вспомогательные расширяющие элементы 26 имеют соответствующие перекрывающиеся в осевом направлении участки 44, 46, которые расположены в шахматном порядке (со смещением друг относительно друга), если смотреть в окружном направлении.

На фиг.3 показан второй вариант осуществления расширителя 51, предназначенного для расширения в радиальном направлении трубчатого элемента (непоказанного), такого как обсадная колонна, проходящая в стволе скважины. Расширитель 51 содержит удлиненный корпус 52 расширителя, присоединенный к подъемной колонне 54, предназначенной для подъема расширителя 51 через обсадную колонну. Корпус 52 расширителя имеет часть 56 с малым диаметром и часть 60 с большим диаметром, расположенную у одного конца части 56 корпуса, имеющей малый диаметр. Часть 60 с большим диаметром выполнена с двумя кольцевыми опорными кромками 62, 64, образующими соответствующие кольцевые опорные поверхности 65, 66, каждая из которых проходит, по существу, в радиальном направлении. Часть 60 корпуса, имеющая большой диаметр, имеет поверхность 68, представляющую собой поверхность усеченного конуса, сужающегося от опорной кромки 62 до части 56 с малым диаметром.

Расширитель 51 снабжен множеством расширяющих элементов, включающим комплект основных расширяющих элементов 70 и комплект вспомогательных расширяющих элементов 72, при этом оба комплекта расположены вокруг части 56 корпуса, имеющей малый диаметр. Вспомогательные расширяющие элементы 72 расположены на некотором расстоянии в осевом направлении от части 60 корпуса, имеющей большой диаметр, и основные расширяющие элементы 70 расположены между комплектом вспомогательных расширяющих элементов 72 и частью 60 корпуса, имеющей большой диаметр. Основные расширяющие элементы 70 и вспомогательные расширяющие элементы 72 расположены в шахматном порядке, если смотреть в окружном направлении. Кроме того, ширина каждого основного расширяющего элемента 70 увеличивается в осевом направлении в сторону от подъемной колонны 54, а ширина каждого вспомогательного расширяющего элемента является, по существу, постоянной в осевом направлении.

Каждый основной расширяющий элемент 70 присоединен с помощью соответствующего шарнира 74 (или пластинчатой пружины) к основной воздействующей гильзе 76, а каждый вспомогательный расширяющий элемент 72 присоединен с помощью соответствующего шарнира или пластинчатой пружины (непоказанной) к вспомогательной воздействующей гильзе 80. Воздействующие гильзы 76, 80 расположены концентрично вокруг части 56 корпуса, имеющей малый диаметр, при этом основная воздействующая гильза 76 проходит вокруг вспомогательной воздействующей гильзы 80. Вспомогательная воздействующая гильза 80 предусмотрена с верхним кольцом 81.

Соответствующие узлы, образованные из основной воздействующей гильзы 76 и основных расширяющих элементов 70 и из вспомогательной воздействующей гильзы 80 и вспомогательных расширяющих элементов 72, выполнены с возможностью смещения в осевом направлении друг относительно друга и относительно корпуса 52 расширителя. Во время смещения расширяющих элементов 70, 72 вдоль поверхности 68, представляющей собой поверхность усеченного конуса, основные расширяющие элементы 70 поворачиваются относительно основной воздействующей гильзы 76, а вспомогательные расширяющие элементы 72 поворачиваются относительно вспомогательной воздействующей гильзы 80. Каждый расширяющий элемент 70, 72 имеет на своей внутренней поверхности опорный профиль 84, который по форме дополняет опорные кромки 62, 64, так что в том случае, когда основные расширяющие элементы 70 и вспомогательные расширяющие элементы 72 будут полностью смещены к части 60 корпуса, имеющей большой диаметр, опорный профиль 84 каждого расширяющего элемента будет опираться на кольцевые опорные поверхности 65, 66.

Фиксирующая гильза 86, расположенная вокруг комплекта вспомогательных расширяющих элементов 72, выполнена с возможностью смещения в осевом направлении между положением расфиксации, в котором фиксирующая гильза 86 смещена в осевом направлении от основных расширяющих элементов 70, когда они смещены в осевом направлении от части 60 корпуса, имеющей большой диаметр, и положением фиксации, в котором фиксирующая гильза 86 плотно охватывает расширяющие элементы 70, 72, когда они поджаты к части 60 корпуса, имеющей большой диаметр.

На фиг.4 показан расширитель 51 в положении, при котором соответствующие узлы, состоящие из основной воздействующей гильзы 76 и основных расширяющих элементов 70 и из вспомогательной воздействующей гильзы 80 и вспомогательных расширяющих элементов 72, смещены в сторону части 60 корпуса, имеющей большой диаметр, при этом основные расширяющие элементы 70 поджаты к части 60 корпуса, имеющей большой диаметр.

На фиг.5 показан расширитель 51 в положении, при котором соответствующие узлы, состоящие из основной воздействующей гильзы 76 и основных расширяющих элементов 70 и из вспомогательной воздействующей гильзы 80 и вспомогательных расширяющих элементов 72, смещены дальше к части 60 корпуса, имеющей большой диаметр, при этом оба комплекта основных расширяющих элементов 70 и вспомогательных расширяющих элементов 72 оказываются поджатыми к части 60 корпуса, имеющей большой диаметр. Как проиллюстрировано на фиг.5, расширяющие элементы 70, 72 образуют, по существу, непрерывную поверхность конуса, когда они поджаты к части 60 корпуса, имеющей большой диаметр, при этом каждые два соседних расширяющих элемента 70, 72 образуют общую линию 90 раздела (характеризующуюся наличием небольшого зазора между соседними расширяющими элементами) вдоль поверхности конуса, причем указанная линия раздела проходит наклонно относительно продольной оси расширителя 51.

Во время нормальной работы устройства по первому варианту осуществления расширитель 1 спускают в обсадную колонну ствола скважины, подлежащую расширению, на подъемной колонне 4, при этом расширитель 1 находится в нерасширенном состоянии, показанном на фиг.1. Когда расширитель достигнет нижнего конца обсадной колонны, воздействующие гильзы 30, 34 смещают в осевом направлении в сторону части 10 корпуса, имеющей большой диаметр, с помощью соответствующего приводного устройства (непоказанного). За счет смещения гильзы 30 основные расширяющие элементы 24 смещаются вдоль первой поверхности 16, представляющей собой поверхность усеченного конуса, до тех пор, пока опорный профиль 38 не будет поджат к кольцевой опорной поверхности 14. За счет смещения гильзы 34 вспомогательные расширяющие элементы 26 смещаются вдоль второй поверхности 18, представляющей собой поверхность усеченного конуса, до тех пор, пока вспомогательные элементы 26 не упрутся в поверхность 18, представляющую собой поверхность усеченного конуса. Таким образом обеспечивается поворот основных и вспомогательных расширяющих элементов в радиальном направлении наружу, как показано на фиг.2А и 2В. После этого фиксирующие гильзы 40, 42 смещают в их соответствующие положения фиксации (как показано на фиг.2А, 2В).

После этого расширитель 1 поднимают через обсадную колонну посредством подъемной колонны 4 с тем, чтобы расширить обсадную колонну в стволе скважины в радиальном направлении. Во время процесса расширения расширяющие элементы 24, 26 подвергаются воздействию сил трения, действующих со стороны внутренней поверхности обсадной колонны, при этом воздействию больших сил трения в особенности подвергаются основные расширяющие элементы 24. Что касается каждого основного расширяющего элемента, то силы трения передаются через посредство опорного профиля 38 на кольцевую опорную поверхность 14 части 10 корпуса, имеющей большой диаметр. Тем самым достигается то, что шарниры 28 (или пластинчатые пружины) не подвергаются воздействию больших сил трения, и в результате этого существенно уменьшается опасность повреждения шарниров 28. Кроме того, достигается то, что фиксирующие гильзы 40, 42 обеспечивают удерживание соответствующих комплектов основных и вспомогательных расширяющих элементов плотно поджатыми к части 10 корпуса, имеющей большой диаметр, и тем самым способствуют уменьшению передачи сил трения на шарниры 28, 32 или пластинчатые пружины.

Когда обсадная колонна будет полностью расширена, расширитель 1 извлекают из обсадной колонны и переводят обратно в его нерасширенное состояние (показанное на фиг.1) для использования в будущем.

Во время нормальной работы устройства по второму варианту осуществления расширитель 51 спускают в обсадную колонну, подлежащую расширению, на подъемной колонне 54, при этом расширитель 51 находится в нерасширенном состоянии, показанном на фиг.3. Когда расширитель достигнет нижнего конца обсадной колонны, воздействующие гильзы 76, 80 одновременно смещают в сторону части 60 корпуса, имеющей большой диаметр, с помощью соответствующего устройства (непоказанного), воздействующего на верхнее кольцо 81. За счет смещения основной воздействующей гильзы 76 каждый основной расширяющий элемент 70 смещается вдоль поверхности 68, представляющей собой поверхность усеченного конуса, до тех пор, пока опорный профиль 84 не будет поджат к кольцевым опорным поверхностям 65, 66 (как показано на фиг.4). После достижения этого положения основную воздействующую гильзу 76 удерживают в неподвижном состоянии, а вспомогательную воздействующую гильзу 80 смещают дальше в сторону части 60 с большим диаметром, так что каждый вспомогательный расширяющий элемент 72 смещается вдоль поверхности 68, представляющей собой поверхность усеченного конуса, до тех пор, пока его опорный профиль 84 не окажется поджатым к кольцевым опорным поверхностям 65, 66. Таким образом, обеспечивается поворот основных и вспомогательных расширяющих элементов 70, 72 в радиальном направлении наружу с образованием, по существу, непрерывной поверхности конуса, упоминаемой выше. На следующей стадии фиксирующую гильзу 86 смещают в осевом направлении к расширяющим элементам 70, 72 с тем, чтобы зафиксировать расширяющие элементы в положении, при котором они будут удерживаться близко к части 60 корпуса, имеющей большой диаметр.

После этого расширитель 51 поднимают через обсадную колонну посредством подъемной колонны 54 с тем, чтобы расширить обсадную колонну в стволе скважины в радиальном направлении. Во время процесса расширения расширяющие элементы 70, 72 подвергаются воздействию сил трения, действующих со стороны внутренней поверхности обсадной колонны, при этом указанные силы действуют в направлении в сторону от подъемной колонны 54. Что касается каждого расширяющего элемента, то силы трения передаются через посредство опорного профиля 84 на кольцевые опорные поверхности 65, 66 части 60 корпуса, имеющей большой диаметр. Тем самым достигается то, что шарниры (или пластинчатые пружины) расширяющих элементов 70, 72 не подвергаются воздействию (больших) сил трения, и в результате этого существенно уменьшается риск повреждения шарниров. Кроме того, достигается то, что фиксирующая гильза 86 обеспечивает удерживание соответствующих комплектов основных и вспомогательных расширяющих элементов 70, 72 плотно поджатыми к части 60 корпуса, имеющей большой диаметр, и тем самым способствуют уменьшению передачи сил трения на шарниры. Другим преимуществом второго варианта осуществления является то, что поверхность конуса, образованная объединенными [в одну конструкцию] расширяющими элементами 70, 12, смещается вдоль всей внутренней поверхности обсадной колонны за счет того, что небольшой зазор между соседними расширяющими элементами (показанный линией 90 на фиг.5) проходит наклонно относительно продольной оси расширителя 51.

Когда обсадная колонна будет полностью расширена, расширитель 51 извлекают из обсадной колонны и переводят обратно в его нерасширенное состояние (показанное на фиг.3) для использования в будущем.

Вместо подъема расширителя через обсадную колонну расширитель можно подавать под давлением или проталкивать через обсадную колонну.

В модификации первого варианта осуществления каждый вспомогательный расширяющий элемент имеет на своей внутренней поверхности опорный профиль, который взаимодействует с опорной кромкой, образованной на корпусе расширителя, таким же образом, как система, состоящая из опорного профиля и опорной кромки и описанная в связи с каждым основным расширяющим элементом.

Claims

1. Расширитель, предназначенный для расширения трубчатого элемента в радиальном направлении, содержащий корпус расширителя, выполненный с возможностью присоединения к удлиненному элементу, предназначенному для перемещения расширителя в осевом направлении через трубчатый элемент, имеющий первую часть корпуса и вторую часть корпуса, смещенную в осевом направлении от первой части корпуса, причем первая часть корпуса имеет больший наружный диаметр по сравнению со второй частью корпуса, комплект расширяющих элементов, расположенных вокруг корпуса расширителя, при этом каждый расширяющий элемент выполнен с возможностью смещения относительно корпуса расширителя между положением, в котором расширяющий элемент выдвинут в радиальном направлении и выровнен в осевом направлении относительно первой части корпуса, и положением, в котором расширяющий элемент отведен в радиальном направлении и выровнен в осевом направлении относительно второй части корпуса, и воздействующее средство, предназначенное для обеспечения смещения каждого расширяющего элемента между выдвинутым положением и отведенным положением, при этом расширяющий элемент и первая часть корпуса выполнены с взаимодействующими опорными профилями для предотвращения смещения расширяющего элемента в осевом направлении относительно первой части корпуса во время расширения трубчатого элемента, в результате чего расширяющий элемент будет оставаться в выдвинутом положении.

2. Расширитель по п.1, в котором опорный профиль первой части корпуса образован кольцевой опорной кромкой, образованной на первой части корпуса, и опорный профиль расширяющего элемента образован дополняющей опорной кромкой, образованной на расширяющем элементе.

3. Расширитель по п.2, в котором кольцевая опорная кромка первой части корпуса проходит, по существу, в радиальном направлении или под небольшим углом относительно радиального направления.

4. Расширитель по п.2 или 3, в котором кольцевая опорная кромка первой части корпуса образована опорным кольцом, расположенным на наружной поверхности первой части корпуса.

5. Расширитель по любому из пп.1-3, в котором воздействующее средство включает воздействующий элемент, выполненный с возможностью смещения в осевом направлении относительно корпуса расширителя, и каждый расширяющий элемент соединен с воздействующим элементом посредством шарнира или пластинчатой пружины для обеспечения поворота расширяющего элемента между отведенным положением и выдвинутым положением.

6. Расширитель по любому из пп.1-3, дополнительно содержащий фиксирующую гильзу, выполненную с возможностью смещения в осевом направлении относительно расширяющих элементов при их выдвинутых в радиальном направлении положениях между положением расфиксации, при котором фиксирующая гильза расположена на некотором расстоянии от расширяющих элементов, и положением фиксации, при котором фиксирующая гильза охватывает расширяющие элементы.

7. Расширитель по любому из пп.1-3, в котором расширяющие элементы образуют, по существу, непрерывную поверхность конуса при их выдвинутых в радиальном направлении положениях и каждые два соседних расширяющих элемента имеют общую линию раздела вдоль поверхности конуса, проходящую наклонно относительно продольной оси расширителя.

8. Расширитель по любому из пп.1-3, в котором расширяющие элементы расположены с одной стороны первой части корпуса и включают комплект основных расширяющих элементов и комплект вспомогательных расширяющих элементов и при этом основные расширяющие элементы расположены в осевом направлении дальше от первой части корпуса, чем вспомогательные расширяющие элементы, когда расширяющие элементы находятся в их отведенных в радиальном направлении положениях.

9. Расширитель, предназначенный для расширения трубчатого элемента в радиальном направлении, содержащий корпус расширителя, выполненный с возможностью присоединения к удлиненному элементу, предназначенному для перемещения расширителя в осевом направлении через трубчатый элемент, и имеющий первую часть корпуса и вторую часть корпуса, смещенную в осевом направлении от первой части корпуса, причем первая часть корпуса имеет больший наружный диаметр по сравнению со второй частью корпуса, комплект расширяющих элементов, расположенных вокруг корпуса расширителя, при этом каждый расширяющий элемент выполнен с возможностью смещения относительно корпуса расширителя между положением, в котором расширяющий элемент выдвинут в радиальном направлении и выровнен в осевом направлении относительно первой части корпуса, и положением, в котором расширяющий элемент отведен в радиальном направлении и выровнен в осевом направлении относительно второй части корпуса, и воздействующее средство, предназначенное для обеспечения смещения каждого расширяющего элемента между его выдвинутым положением и отведенным положением, при этом расширяющие элементы образуют, по существу, непрерывную поверхность конуса при их выдвинутых в радиальном направлении положениях, при этом каждые два соседних расширяющих элемента имеют общую линию раздела вдоль поверхности конуса, проходящую наклонно относительно радиальной плоскости, в которой лежит продольная ось расширителя.

10. Расширитель по п.9, в котором расширяющие элементы расположены с одной стороны первой части корпуса и включают комплект основных расширяющих элементов и комплект вспомогательных расширяющих элементов, при этом основные расширяющие элементы расположены в осевом направлении дальше от первой части корпуса, чем вспомогательные расширяющие элементы, когда расширяющие элементы находятся в их отведенных в радиальном направлении положениях.