RU2765640C1 - Pipe flaring device - Google Patents

Pipe flaring device Download PDF

Info

Publication number
RU2765640C1
RU2765640C1 RU2021126256A RU2021126256A RU2765640C1 RU 2765640 C1 RU2765640 C1 RU 2765640C1 RU 2021126256 A RU2021126256 A RU 2021126256A RU 2021126256 A RU2021126256 A RU 2021126256A RU 2765640 C1 RU2765640 C1 RU 2765640C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mandrel
transport position
piston
housing
locking mechanism
Prior art date
Application number
RU2021126256A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Альберт Салаватович Ягафаров
Сергей Леонидович Багнюк
Original Assignee
Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина filed Critical Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина
Priority to RU2021126256A priority Critical patent/RU2765640C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2765640C1 publication Critical patent/RU2765640C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/08—Tube expanders
    • B21D39/14—Tube expanders with balls
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B29/00—Cutting or destroying pipes, packers, plugs or wire lines, located in boreholes or wells, e.g. cutting of damaged pipes, of windows; Deforming of pipes in boreholes or wells; Reconditioning of well casings while in the ground
    • E21B29/10—Reconditioning of well casings, e.g. straightening

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: drilling of soil or rocks.
SUBSTANCE: invention relates to drilling and overhaul of wells and is intended, in particular, for flaring pipes when they are installed in a well. Proposed device comprises casing and mandrel mounted thereon on inclined journal to revolve thereon. Mandrel outer surface is composed of interconnected ball surface sections and shaped surfaces. Trunnion is equipped with locking mechanism fixing mandrel in transport position. In transport position, the mandrel is equipped with a cylindrical external recess coaxial to the housing axis, the maximum diameter of which is less than the diameter of the mandrel ball surface. Locking mechanism is made in the form of a movable shut-off rod located in the flushing hole of the housing and screwed from above into the piston, which is inserted from below into a groove made in the end surface of the mandrel. Spring-loaded down piston is equipped with a groove for a spring, a flushing channel and is installed in a sub screwed to the housing. In the upper part the sub is equipped with a bushing limiting the upward movement of the piston, above the bushing the housing is equipped with a thread for connection to the pipe string.
EFFECT: higher reliability and manufacturability due to possibility of fixation of device in transport position during passage of narrow zones inside expandable pipes and during extraction from well, excluding additional lifting of equipment, higher quality of work.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к бурению и капитальному ремонту скважин и предназначено, в частности для развальцовывания труб при их установке в скважине.The invention relates to drilling and workover of wells and is intended, in particular, for expanding pipes when they are installed in a well.

Известно устройство для развальцовки продольногофрированных труб (патент RU № 51658, МПК Е21В 29/10, опубл. 27.02.2006 г., бюл. № 6), включающее корпус с центральным каналом, фиксатором, муфтовой и ниппельной резьбами для соединения со скважинным оборудованием и сверлениями или канавками в стенке корпуса, в которых размещены ролики, установленные на наклонных по отношению к оси корпуса осях с зазором между их боковой поверхностью и стенками сверлений или канавкой, при этом один конец оси роликов закреплен в корпусе разъемно, при этом второй конец оси роликов закреплен в корпусе фиксатором корпуса, выполненным в виде втулки, ввинченной в муфтовую резьбу корпуса и приспособленной для соединения со скважинным оборудованием, причем количество роликов некратно количеству продольных гофр труб.A device for expanding longitudinally corrugated pipes is known (patent RU No. 51658, IPC E21V 29/10, publ. 27.02.2006, bull. No. 6), including a housing with a central channel, a retainer, coupling and nipple threads for connection with downhole equipment and drillings or grooves in the housing wall, in which rollers are placed, mounted on axes inclined with respect to the axis of the housing with a gap between their side surface and the walls of the drillings or groove, while one end of the roller axis is detachably fixed in the housing, while the second end of the roller axis fixed in the body by a body retainer made in the form of a bushing screwed into the socket thread of the body and adapted for connection with downhole equipment, moreover, the number of rollers is multiple of the number of longitudinal corrugations of the pipes.

Недостатками устройства являются:The disadvantages of the device are:

- невозможность прохождения устройства после установки продольногофрированных труб при перекрытии зон осложнений и обвалов, так как в суженных участках скважины происходит недовыправление труб и, как следствие повышенный износ роликов устройства, приводящий к потере описанного диаметра или заклиниванию устройства в скважине;- the impossibility of passing the device after the installation of longitudinally corrugated pipes when overlapping the zones of complications and collapses, since in the narrowed sections of the well, pipes are not straightened out and, as a result, increased wear of the device rollers, leading to a loss of the described diameter or jamming of the device in the well;

- отсутствие переменного рабочего диаметра устройства по роликам, что не позволяет устанавливать продольногофрированные трубы «впотай», когда внутренний диаметр установленных труб равнялся бы внутреннему диаметру скважины.- the absence of a variable working diameter of the device along the rollers, which does not allow the installation of longitudinally corrugated pipes "sunk", when the inner diameter of the installed pipes would be equal to the inner diameter of the well.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для развальцовки труб (патент RU № 60599, МПК Е21В 29/10, опубл. 27.01.2007 г., бюл. № 3), содержащее корпус и установленную на нем на наклонной цапфе с возможностью вращения оправки, наружная поверхность которой образована сопряженными между собой чередующимися участками поверхности шара и фигурными поверхностями, причем фигурные поверхности образованы боковыми поверхностями цилиндров, оси которых расположены в перпендикулярной к оси оправки плоскости, причем цапфа оснащена замковым механизмом, фиксирующим оправку в транспортном положении, причем в транспортном положении оправка оснащена цилиндрической наружной выборкой, соосной оси корпуса, максимальный диаметр которой на 2-3 % меньше диаметра поверхности шара оправки, причем замковый механизм выполнен в виде срезного элемента.The closest in technical essence is a device for expanding pipes (patent RU No. 60599, IPC E21V 29/10, publ. the outer surface of which is formed by interlocking alternating sections of the ball surface and figured surfaces, and the figured surfaces are formed by the side surfaces of the cylinders, the axes of which are located in a plane perpendicular to the axis of the mandrel, and the pin is equipped with a locking mechanism that fixes the mandrel in the transport position, and in the transport position the mandrel equipped with a cylindrical outer recess, coaxial to the body axis, the maximum diameter of which is 2-3% less than the diameter of the mandrel ball surface, and the locking mechanism is made in the form of a shear element.

Недостатками устройства являются:The disadvantages of the device are:

- высокая вероятность заклинивания устройства при извлечении из скважины, так как не обеспечивается фиксация устройства в транспортном положении после развальцовки труб;- high probability of jamming of the device when removing it from the well, since the device is not fixed in the transport position after pipe expansion;

- невозможность развальцовывания двух и более отдельно установленных в скважине участков обсадных труб за одну спускоподъемную операцию, так как из-за невозможности фиксации устройства в транспортном положении затруднен его вход в последующий участок недоразвальцованных труб.- the impossibility of expanding two or more sections of casing pipes separately installed in the well in one tripping operation, since due to the impossibility of fixing the device in the transport position, its entry into the subsequent section of under-expanded pipes is difficult.

Технической задачей изобретения является расширение технологических возможностей устройства, что позволило бы фиксировать его в транспортном положении при прохождении узких зон внутри расширяемых труб и при извлечении из скважины за счет применения специального замкового механизма, срабатывающего от избыточного гидравлического давления.The technical objective of the invention is to expand the technological capabilities of the device, which would make it possible to fix it in a transport position when passing through narrow zones inside expandable pipes and when extracting from a well through the use of a special locking mechanism triggered by excessive hydraulic pressure.

Техническая задача решается устройством для развальцовки труб, содержащим корпус и установленную на нем на наклонной цапфе с возможностью вращения оправку, наружная поверхность которой образована сопряженными между собой чередующимися участками поверхности шара и фигурными поверхностями, цапфа оснащена замковым механизмом, фиксирующим оправку в транспортном положении, причем в транспортном положении оправка оснащена цилиндрической наружной выборкой, соосной оси корпуса, максимальный диаметр которой меньше диаметра поверхности шара оправки.The technical problem is solved by a device for expanding pipes, containing a body and a mandrel mounted on it on an inclined pin with the possibility of rotation, the outer surface of which is formed by interlocking alternating sections of the ball surface and curly surfaces, the pin is equipped with a locking mechanism that fixes the mandrel in the transport position, and in In the transport position, the mandrel is equipped with a cylindrical outer recess, coaxial to the body axis, the maximum diameter of which is less than the diameter of the surface of the mandrel ball.

Новым является то, что замковый механизм выполнен в виде подвижного запорного штока, расположенного в промывочном отверстии корпуса и завинченного сверху в поршень и вставленного снизу в проточку, выполненную в торцевой поверхности оправки, при этом подпружиненный вниз поршень оснащен проточкой под пружину, промывочным каналом и установлен в переводник, свинченный с корпусом, причем в верхней части переводник оснащен втулкой, ограничивающей движение поршня вверх, а выше втулки корпус оснащен резьбой для соединения с колонной труб.What is new is that the locking mechanism is made in the form of a movable locking rod located in the flushing hole of the body and screwed into the piston from above and inserted from below into the groove made in the end surface of the mandrel, while the piston spring-loaded down is equipped with a groove for the spring, a flushing channel and is installed into a sub screwed to the body, and in the upper part the sub is equipped with a bushing that limits the upward movement of the piston, and above the bushing the body is equipped with a thread for connection to the pipe string.

На фиг. 1 показано устройство в транспортном положении.In FIG. 1 shows the device in transport position.

На фиг. 2 – устройство в рабочем положении, установленное гидравлическим давлением.In FIG. 2 - device in working position, installed by hydraulic pressure.

Устройство для развальцовки труб содержит корпус 1 (фиг. 1) с наклонной цапфой 2, на которой установлена с возможностью вращения оправка 3. Наружная поверхность оправки 3 образована сопряженными между собой чередующимися участками поверхности шара 4 диаметром D2 (фиг. 2) и фигурными поверхностями, образованными боковыми поверхностями цилиндров 5 (фиг. 1), оси которых перпендикулярны оси оправки 3.The device for expanding pipes contains a body 1 (Fig. 1) with an inclined pin 2, on which a mandrel 3 is mounted with the possibility of rotation. formed by the side surfaces of the cylinders 5 (Fig. 1), the axes of which are perpendicular to the axis of the mandrel 3.

Цапфа 2 оснащена замковым механизмом 6, фиксирующим оправку 3 в транспортном положении, причем в транспортном положении оправка 3 оснащена цилиндрической наружной выборкой 7, соосной оси корпуса 1, максимальный диаметр D которой меньше диаметра D2 поверхности шара 4 оправки 3.The trunnion 2 is equipped with a locking mechanism 6 that fixes the mandrel 3 in the transport position, and in the transport position the mandrel 3 is equipped with a cylindrical outer selection 7, coaxial to the axis of the body 1, the maximum diameter D of which is less than the diameter D2 of the surface of the ball 4 of the mandrel 3.

Замковый механизм 6 выполнен в виде подвижного запорного штока 8, расположенного в промывочном отверстии 9 корпуса 1 и завинченного сверху в поршень 10 с уплотнительными кольцами 11. Причем шток 8 снизу вставлен в проточку 12, выполненную в торцевой поверхности 13 оправки 3. Подпружиненный вниз, благодаря пружине 14 поршень 10 оснащен проточкой 15 под пружину 14, промывочным каналом 16 и установлен в переводник 17, свинченный с корпусом 1. В верхней части переводник 17 оснащен втулкой 18 с уплотнительным кольцом 19, ограничивающей движение поршня 10 вверх, выше втулки 18 корпус 1 оснащен резьбой 20 для соединения с колонной бурильных труб (на фигуре не показана).The locking mechanism 6 is made in the form of a movable locking rod 8 located in the flushing hole 9 of the housing 1 and screwed from above into the piston 10 with sealing rings 11. Moreover, the rod 8 is inserted from below into the groove 12 made in the end surface 13 of the mandrel 3. Spring-loaded down due to spring 14, the piston 10 is equipped with a groove 15 for the spring 14, a flushing channel 16 and is installed in the sub 17, screwed to the body 1. thread 20 for connection with the drill string (not shown in the figure).

Работает устройство следующим образом.The device works as follows.

Устройство соединяют с колонной труб и спускают в скважину (на фиг. не показана) в диапазон установки обсадных труб (на фигуре не показаны), которые необходимо развальцевать. Так как диаметр D устройства в транспортном положении благодаря цилиндрической выборке 7 меньше диаметра скважины и внутреннего диаметра обсадных труб, то исключены осложнения при спуске устройства в скважину.The device is connected to the pipe string and lowered into the well (not shown in the figure) in the range of installation of casing pipes (not shown in the figure), which must be expanded. Since the diameter D of the device in the transport position due to the cylindrical sample 7 is less than the diameter of the well and the inner diameter of the casing, complications are excluded when lowering the device into the well.

При достижении зоны сужения обсадных труб внутри колонны бурильных труб создают избыточное гидравлическое давление, при этом поршень 10 (фиг. 2) замкового механизма 6, благодаря уплотнительным кольцам 11 и 19, перемещается вверх вместе со штоком 8, сжимая пружину 14. Проточка 12 в торцевой поверхности 13 оправки 3 освобождается от штока 8 замкового механизма 6 и оправка 3 больше не фиксируется в транспортном положении.When the casing narrowing zone is reached inside the drill string, excess hydraulic pressure is created, while the piston 10 (Fig. 2) of the locking mechanism 6, thanks to the sealing rings 11 and 19, moves up together with the rod 8, compressing the spring 14. Groove 12 in the end surface 13 of the mandrel 3 is released from the rod 8 of the locking mechanism 6 and the mandrel 3 is no longer fixed in the transport position.

Далее придают устройству вращательно-поступательное движение и начинают развальцовку обсадных труб с помощью оправки 3, которая вращается вокруг оси цапфы 2, взаимодействуя поверхностями шара 4 (диаметром D2) со стенками обсадных труб, расширяя их в радиальном направлении и плотно прижимая к стенкам скважины.Next, the device is given a rotational-translational motion and casing pipes are expanded using mandrel 3, which rotates around the axis of pin 2, interacting with the surfaces of ball 4 (diameter D2) with the walls of the casing pipes, expanding them in the radial direction and tightly pressing against the walls of the well.

При этом промывочная жидкость свободно проходит через промывочный канал 16 поршня 10 и промывочное отверстие 9 корпуса 1, вынося весь шлам на поверхность по затрубному пространству.In this case, the flushing liquid freely passes through the flushing channel 16 of the piston 10 and the flushing hole 9 of the housing 1, carrying all the cuttings to the surface through the annulus.

После развальцовки обсадных труб, сбрасывают гидравлическое давление внутри колонны бурильных труб и извлекают устройство из скважины, или спускают ниже и продолжают развальцовку следующей секции обсадных труб.After expanding the casing pipes, the hydraulic pressure inside the drill string is released and the device is removed from the well, or lowered and the next section of casing pipes is continued to be expanded.

При этом оправка 3 устройства, взаимодействуя со стенками скважины, вращается до срабатывания замкового механизма 6, т.е. пружина 14, упираясь в неподвижную втулку 18, воздействует на поршень 10 со штоком 8 до взаимодействия штока 8 с проточкой 12 в торцевой поверхности 13 оправки 3. Таким образом оправка 3 фиксируется в транспортном положении (диаметром D), позволяя свободно перемещать устройство по всей длине скважины.In this case, the mandrel 3 of the device, interacting with the walls of the well, rotates until the locking mechanism 6 is activated, i.e. spring 14, resting against the fixed sleeve 18, acts on the piston 10 with the rod 8 until the rod 8 interacts with the groove 12 in the end surface 13 of the mandrel 3. Thus, the mandrel 3 is fixed in the transport position (diameter D), allowing the device to be freely moved along its entire length wells.

Предложенное устройство обладает большими технологическими возможностями и большей надежностью за счет возможности фиксации его в транспортном положении при прохождении узких зон внутри расширяемых труб и при извлечении из скважины за счет применения специального замкового механизма, подпружиненного в сторону вращающейся оправки и срабатывающего от избыточного гидравлического давления, что позволяют исключить дополнительные подъемы оборудования, повысить качество и снизить затраты на строительство скважины.The proposed device has greater technological capabilities and greater reliability due to the possibility of fixing it in the transport position when passing through narrow zones inside expandable pipes and when extracting from the well due to the use of a special locking mechanism, spring-loaded towards the rotating mandrel and triggered by excess hydraulic pressure, which allows eliminate additional lifting of equipment, improve quality and reduce well construction costs.

Claims (1)

Устройство для развальцовки труб, содержащее корпус и установленную на нем на наклонной цапфе с возможностью вращения оправку, наружная поверхность которой образована сопряженными между собой чередующимися участками поверхности шара и фигурными поверхностями, цапфа оснащена замковым механизмом, фиксирующим оправку в транспортном положении, причем в транспортном положении оправка оснащена цилиндрической наружной выборкой, соосной оси корпуса, максимальный диаметр которой меньше диаметра поверхности шара оправки, отличающееся тем, что замковый механизм выполнен в виде подвижного запорного штока, расположенного в промывочном отверстии корпуса и завинченного сверху в поршень, снизу вставленного в проточку, выполненную в торцевой поверхности оправки, при этом подпружиненный вниз поршень оснащен проточкой под пружину, промывочным каналом и установлен в переводник, свинченный с корпусом, причем в верхней части переводник оснащен втулкой, ограничивающей движение поршня вверх, а выше втулки корпус оснащен резьбой для соединения с колонной труб.SUBSTANCE: device for expanding pipes, comprising a body and a mandrel mounted on it on an inclined trunnion with the possibility of rotation, the outer surface of which is formed by interlocking alternating sections of the ball surface and figured surfaces, the trunnion is equipped with a locking mechanism that fixes the mandrel in the transport position, and in the transport position the mandrel equipped with a cylindrical outer recess, coaxial to the axis of the body, the maximum diameter of which is less than the diameter of the surface of the mandrel ball, characterized in that the locking mechanism is made in the form of a movable locking rod located in the flushing hole of the body and screwed from above into the piston, inserted from below into the groove made in the end the surface of the mandrel, while the piston spring-loaded down is equipped with a groove for the spring, a flushing channel and is installed in a sub screwed to the body, and in the upper part the sub is equipped with a sleeve that limits the upward movement of the piston, and above the sleeve The starter is equipped with a thread for connection to the pipe string.
RU2021126256A 2021-09-07 2021-09-07 Pipe flaring device RU2765640C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021126256A RU2765640C1 (en) 2021-09-07 2021-09-07 Pipe flaring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021126256A RU2765640C1 (en) 2021-09-07 2021-09-07 Pipe flaring device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2765640C1 true RU2765640C1 (en) 2022-02-01

Family

ID=80214596

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021126256A RU2765640C1 (en) 2021-09-07 2021-09-07 Pipe flaring device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2765640C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1295799A1 (en) * 1985-07-19 1995-02-09 Татарский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности Device for expanding tubes
RU60599U1 (en) * 2006-09-25 2007-01-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина PIPE FOLDING DEVICE
RU2309812C2 (en) * 2005-12-26 2007-11-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Device for pipe expansion inside well
US7367404B2 (en) * 1998-12-22 2008-05-06 Weatherford/Lamb, Inc. Tubing seal
RU81518U1 (en) * 2008-11-11 2009-03-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина DEVICE FOR PIPE FOLDING AND DESTRUCTION OF A SHOE IN A WELL

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1295799A1 (en) * 1985-07-19 1995-02-09 Татарский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности Device for expanding tubes
US7367404B2 (en) * 1998-12-22 2008-05-06 Weatherford/Lamb, Inc. Tubing seal
RU2309812C2 (en) * 2005-12-26 2007-11-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Device for pipe expansion inside well
RU60599U1 (en) * 2006-09-25 2007-01-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина PIPE FOLDING DEVICE
RU81518U1 (en) * 2008-11-11 2009-03-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина DEVICE FOR PIPE FOLDING AND DESTRUCTION OF A SHOE IN A WELL

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2472547C (en) Centraliser
US11125036B2 (en) Downhole anchor mechanism
US8082985B2 (en) Lockable anchor for insertable progressing cavity pump
US10156104B2 (en) Centralizer with collaborative spring force
US9951588B2 (en) Expansion assembly, top anchor and method for expanding a tubular in a wellbore
DK2260175T3 (en) Borehole Prop
NO174637B (en) Device for expansion of beets.
US9528337B2 (en) Up-hole bushing and core barrel head assembly comprising same
US20060175055A1 (en) Device for installation of a profile liner in a well
RU2441130C2 (en) Hydraulic calibrator-centraliser
CN104763367B (en) Drifting and pipe scraping integrated tool
CA2425418C (en) Expandable lockout for a subsurface safety valve
RU2765640C1 (en) Pipe flaring device
RU2612166C1 (en) Expander
US7225872B2 (en) Perforating tubulars
RU2738124C1 (en) Expander for simultaneous drilling and expansion of well shaft
RU168798U1 (en) PIPE COLUMN CENTER
RU2471960C1 (en) Mechanical packer installed with tension, with reserve removal systems
RU212818U1 (en) Borehole flaring of the profile cover
RU2225498C2 (en) Device for pipe expansion in the well
RU2788368C1 (en) Centralizer-stabilizer of the drill string with extendable rollers
RU2584484C1 (en) Device for lowering and installation of profile shutter in well
RU209013U1 (en) Support-centering assembly of the drill pipe string
RU2753428C1 (en) Device for simultaneous drilling and fixing of areas of heaving and collapses during drilling of a well
RU2720728C1 (en) Guide shoe for installation of shaped shutter in well