RU2778815C1 - Устройство для расширения труб в скважине - Google Patents
Устройство для расширения труб в скважине Download PDFInfo
- Publication number
- RU2778815C1 RU2778815C1 RU2022106731A RU2022106731A RU2778815C1 RU 2778815 C1 RU2778815 C1 RU 2778815C1 RU 2022106731 A RU2022106731 A RU 2022106731A RU 2022106731 A RU2022106731 A RU 2022106731A RU 2778815 C1 RU2778815 C1 RU 2778815C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rollers
- expanding
- shaft
- possibility
- housing
- Prior art date
Links
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N aluminium(3+) Chemical class [Al+3] REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 3
- 230000036633 rest Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
- 230000000284 resting Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к бурению и капитальному ремонту скважин и предназначено, в частности, для расширения труб при их установке в скважине. Устройство для расширения труб в скважине включает корпус с центральным каналом, резьбами для соединения со скважинным оборудованием и пазами на наружной поверхности, осями и шайбами с возможностью ограниченного радиального перемещения. В пазах на наружной поверхности размещены ролики, снабжённые расширяющей поверхностью и калибрующей поверхностью. Гидравлический кольцевой поршень выполнен в виде вала с возможностью продольного перемещения вниз и подпружиненный вверх пружиной. Конусная поверхность вала выполнена из двух участков, нижний участок из которых выполнен с возможностью взаимодействия с расширяющей поверхностью роликов. Нижняя упорная втулка опирается на пружину. Ограничители выхода роликов, взаимодействующие с осями роликов, выполнены в виде обойм и закреплены на корпусе. Пазы корпуса в месте контакта верхних осей роликов снабжены твердым сплавом. Шайбы роликов выполнены без возможности вращения и снабжены выступами. В центральном канале корпуса выше и ниже вала установлены шайбы и для регулирования перемещения вала и выхода роликов в рабочем и транспортном положениях. Расширяющая поверхность роликов расположена под углом α = 10-15° к центральной оси корпуса, а калибрующая поверхность роликов выполнена длиной L, составляющей 5-35 % от длины l расширяющей поверхности роликов. Обеспечивается повышение работоспособности устройства, эффективности расширения труб и продолжительности работы развальцевателя до ремонта. 3 ил.
Description
Изобретение 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 RU № 58155, МПК Е21В 29/10, опубл. 10.11.2006 г., Бюл. № 31), 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.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Устройство для расширения труб в скважине» (патент RU № 2459066, МПК Е21В 29/10, опубл. 20.08.2012 г., Бюл. № 23), 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. 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.
Недостатками данного устройства являются:
- сложность изготовления, так как ограничители выхода роликов выполнены заодно с корпусом;
- затяжки устройства при подъеме из скважины и при наращивании бурильных труб из-за малого угла (менее 10 градусов) расширяющей поверхности роликов относительно центральной оси корпуса, что может привести к аварийной ситуации при применении устройства в горизонтальных скважинах;
- низкая износостойкость устройства, так как происходит износ пазов корпуса в месте контакта верхних осей роликов, при этом взаимодействие расширяющих поверхностей роликов с пазами корпуса приводит к износу рабочих поверхностей роликов и пазов корпуса;
- низкая износостойкость пазов корпуса в месте контакта с шайбами роликов из-за вращения шайб роликов, что приводит к преждевременному износу корпуса;
- низкая износостойкость вала из-за длинной калибрующей части роликов;
- невозможность регулирования диаметра развальцовки за счет выхода роликов, так как верхняя конусная часть вала ограничивает его перемещение вниз.
Техническими задачами предлагаемого изобретения являются создание простой в изготовлении, надежной и долговечной в работе конструкции за счет исключения заклинивания устройства при извлечении и наращиваниях, возможности регулирования диаметра развальцовки, а также значительное повышение работоспособности устройства, эффективности расширения труб и продолжительности работы развальцевателя до ремонта.
Технические задачи решаются устройством для расширения труб в скважине, включающим корпус с центральным каналом, резьбами для соединения со скважинным оборудованием и пазами на наружной поверхности, в которых размещены ролики снабжённые расширяющей и калибрующей наружными поверхностями, осями и шайбами с возможностью ограниченного радиального перемещения, гидравлический кольцевой поршень выполненный в виде вала с возможностью продольного перемещения вниз и подпружиненный вверх, конусная поверхность которого выполнена из двух участков нижний из которых выполнен с возможностью взаимодействия с расширяющей поверхностью роликов, нижнюю упорную втулку, опирающуюся на пружину.
Новым является то, что ограничители выхода роликов, взаимодействующие с осями роликов, выполнены в виде обойм и закреплены на корпусе, пазы корпуса в месте контакта верхних осей роликов снабжены твердым сплавом, а шайбы роликов выполнены без возможности вращения и снабжены выступами, при этом в центральном канале корпуса выше и ниже вала установлены шайбы для регулирования перемещения вала и выхода роликов в рабочем и транспортном положениях, а также расширяющая поверхность роликов расположена под углом α = 10-15° к центральной оси корпуса, а калибрующая часть роликов выполнена длиной L, составляющей 5-35 % от длины l расширяющей поверхности роликов.
На фиг. 1 показано устройство в рабочем положении.
На фиг. 2 – вид А.
На фиг. 3 – сечение Б-Б.
Устройство для расширения труб в скважине включает корпус 1 (фиг. 1) с центральным каналом 2, резьбами 3 и 3' для соединения со скважинным оборудованием и пазами 4 на наружной поверхности 5, в которых размещены ролики 6, снабжённые расширяющей поверхностью 7 и калибрующей поверхностью 8, осями 9, 10 и шайбами 11 с возможностью ограниченного радиального перемещения. Гидравлический кольцевой поршень 12 выполнен в виде вала 13 с возможностью продольного перемещения вниз и подпружиненный вверх пружиной 14. Конусная поверхность 15 вала 13 выполнена из двух участков, нижний участок 16 из которых выполнен с возможностью взаимодействия с расширяющей поверхностью 7 роликов 6. Нижняя упорная втулка 17 опирается на пружину 14. Ограничители 18 и 19 выхода роликов 6, взаимодействующие с осями 9,10 роликов 6, выполнены в виде обойм 20, 21 и закреплены на корпусе 1, например, сваркой. Пазы 4 корпуса 1 в месте контакта верхних осей 9 роликов 6 снабжены твердым сплавом 22, например, наплавляемым твердым сплавом ЛЭЗ Т-590 (фиг. 2, 3). Шайбы 11 роликов 6 выполнены без возможности вращения и снабжены выступами 23. В центральном канале 2 корпуса 1 выше и ниже вала 13 установлены шайбы 24 и для регулирования перемещения вала 13 и выхода роликов 6 в рабочем и транспортном положениях. Расширяющая поверхность 7 роликов 6 расположена под углом α = 10-15° к центральной оси корпуса 1, а калибрующая поверхность 8 роликов 6 выполнена длиной L, составляющей 5-35 % от длины l расширяющей поверхности 7 роликов 6.
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). Перед спуском устройства в скважину регулируют диаметр развальцовывания за счет выхода роликов 6 изменением количества шайб 24 и 25, благодаря чему нет необходимости изготавливать несколько устройств под разный диаметр развальцовывания. Далее устройство в сборе при помощи резьбы 3 (фиг. 1) корпуса 1 соединяют с колонной бурильных труб (на фиг. не показана) и спускают 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 бурильных труб начинают вращать при одновременном создании осевой нагрузки и промывки полости труб и устройства закачкой жидкости. При этом под действием перепада давления конусный вал 13, воздействуя на нижнюю упорную втулку 17 и сжимая пружину 14, перемещается вниз до упора, и взаимодействуя конусной поверхностью 16 изнутри с расширяемой поверхностью 7 роликов 6, выводит ролики 6 в рабочее положение. Ролики 6, вращаясь в пазах 4 корпуса 1, взаимодействуют с расширяемой трубой, которую по всей длине расширяют калибрующей поверхностью 8. Благодаря тому, что длина L калибрующей поверхности 8 роликов 6 выполнена составляющей 5-35 % от длины l расширяющей поверхности 7 роликов 6, значительно уменьшается износ вала 13. Благодаря тому, что шайбы 11 роликов 6 выполнены без возможности вращения за счет выступов 23, выполненных в шайбах 11, исключается износ корпуса 1 в месте установки шайб 11. Благодаря тому, что пазы 4 корпуса 1 в месте контакта верхних осей 9 роликов 6 снабжены твердым сплавом 22, исключается износ пазов 4 корпуса в месте контакта верхних осей роликов. При необходимости, твердым сплавом могут быть снабжены и места контакта пазов 4 с нижними осями 10 роликов 6. При этом по мере развальцовывания производят наращивание бурильных труб. Благодаря тому, что ролики 6 и вал 13 выполнены таким образом, что расширяющая поверхность 7 роликов 6 расположена под углом α = 10-15° к центральной оси корпуса 1, не происходит затяжек и заклиниваний роликов 6 о расширяемую трубу. По окончании развальцовывания подачу жидкости прекращают, устройство извлекают из скважины.
Предлагаемая конструкция устройства для расширения труб в скважине является простой в изготовлении, надежной и долговечной в работе конструкцией за счет исключения заклинивания устройства при извлечении и наращиваниях, возможности регулирования диаметра развальцовки, а также значительное повышение работоспособности устройства, эффективности расширения труб и продолжительности работы развальцевателя до ремонта.
Claims (1)
- Устройство для расширения труб в скважине, включающее корпус с центральным каналом, резьбами для соединения со скважинным оборудованием и пазами на наружной поверхности, в которых размещены ролики, снабжённые расширяющей и калибрующей наружными поверхностями, осями и шайбами с возможностью ограниченного радиального перемещения, гидравлический кольцевой поршень, выполненный в виде вала с возможностью продольного перемещения вниз и подпружиненный вверх, конусная поверхность которого выполнена из двух участков, нижний из которых выполнен с возможностью взаимодействия с расширяющей поверхностью роликов, нижнюю упорную втулку, опирающуюся на пружину, отличающееся тем, что ограничители выхода роликов, взаимодействующие с осями роликов, выполнены в виде обойм и закреплены на корпусе, пазы корпуса в месте контакта верхних осей роликов снабжены твердым сплавом, а шайбы роликов выполнены без возможности вращения и снабжены выступами, при этом в центральном канале корпуса выше и ниже вала установлены шайбы для регулирования перемещения вала и выхода роликов в рабочем и транспортном положениях, а также расширяющая поверхность роликов расположена под углом α = 10-15° к центральной оси корпуса, а калибрующая поверхность роликов выполнена длиной L, составляющей 5-35 % от длины l расширяющей поверхности роликов.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2778815C1 true RU2778815C1 (ru) | 2022-08-25 |
Family
ID=
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2627891A (en) * | 1950-11-28 | 1953-02-10 | Paul B Clark | Well pipe expander |
US3054466A (en) * | 1959-09-21 | 1962-09-18 | Drilprodco Inc | Roller assemblies |
EP1582274A2 (en) * | 1998-12-22 | 2005-10-05 | Weatherford/Lamb, Inc. | Procedures and equipment for profiling and jointing of pipes |
RU58155U1 (ru) * | 2006-06-22 | 2006-11-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Устройство для развальцовки труб в скважине |
RU59696U1 (ru) * | 2006-08-28 | 2006-12-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Устройство для развальцовки труб |
RU2394149C1 (ru) * | 2009-06-05 | 2010-07-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Развальцеватель-калибратор |
RU2405103C1 (ru) * | 2009-09-15 | 2010-11-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Устройство для развальцовки труб в скважине |
RU2445441C1 (ru) * | 2010-09-14 | 2012-03-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Устройство для расширения труб в скважине |
RU2459066C1 (ru) * | 2011-03-22 | 2012-08-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Устройство для расширения труб в скважине |
RU2636066C2 (ru) * | 2012-10-18 | 2017-11-20 | Чайна Петролеум Энд Кемикл Корпорейшн | Скважинный инструмент для расширения обсадных колонн и способ расширения обсадных колонн с его использованием |
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2627891A (en) * | 1950-11-28 | 1953-02-10 | Paul B Clark | Well pipe expander |
US3054466A (en) * | 1959-09-21 | 1962-09-18 | Drilprodco Inc | Roller assemblies |
EP1582274A2 (en) * | 1998-12-22 | 2005-10-05 | Weatherford/Lamb, Inc. | Procedures and equipment for profiling and jointing of pipes |
RU58155U1 (ru) * | 2006-06-22 | 2006-11-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Устройство для развальцовки труб в скважине |
RU59696U1 (ru) * | 2006-08-28 | 2006-12-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Устройство для развальцовки труб |
RU2394149C1 (ru) * | 2009-06-05 | 2010-07-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Развальцеватель-калибратор |
RU2405103C1 (ru) * | 2009-09-15 | 2010-11-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Устройство для развальцовки труб в скважине |
RU2445441C1 (ru) * | 2010-09-14 | 2012-03-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Устройство для расширения труб в скважине |
RU2459066C1 (ru) * | 2011-03-22 | 2012-08-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Устройство для расширения труб в скважине |
RU2636066C2 (ru) * | 2012-10-18 | 2017-11-20 | Чайна Петролеум Энд Кемикл Корпорейшн | Скважинный инструмент для расширения обсадных колонн и способ расширения обсадных колонн с его использованием |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20140054049A1 (en) | Expandable packer | |
CN110984859B (zh) | 一种径向水平钻井及防砂完井工具及方法 | |
US20060175055A1 (en) | Device for installation of a profile liner in a well | |
EA010376B1 (ru) | Инструмент и способ для расширения труб | |
CN102264996A (zh) | 使井眼中的管状元件扩张 | |
AU2018229952A1 (en) | Downhole anchor mechanism | |
US6607046B1 (en) | Expandable drill bit | |
RU2441130C2 (ru) | Калибратор-центратор гидравлический (кцг) | |
RU2778815C1 (ru) | Устройство для расширения труб в скважине | |
CN108374642B (zh) | 基于滚动螺旋的液力变径扶正器 | |
RU2459066C1 (ru) | Устройство для расширения труб в скважине | |
CN204457548U (zh) | 一种螺旋式膨胀波纹管胀管器 | |
RU2738124C1 (ru) | Расширитель для одновременного бурения и расширения ствола скважины | |
CN108316866B (zh) | 一种液压套管扶正器 | |
CN2866799Y (zh) | 油井套管补贴工具 | |
RU2235849C2 (ru) | Устройство для развальцовки труб в скважине | |
RU58155U1 (ru) | Устройство для развальцовки труб в скважине | |
RU2387800C1 (ru) | Устройство для развальцовки труб | |
RU2405908C1 (ru) | Устройство для развальцовки труб в скважине | |
RU212818U1 (ru) | Скважинный развальцеватель профильного перекрывателя | |
RU2322568C1 (ru) | Устройство для развальцовки труб в скважине | |
RU2225498C2 (ru) | Устройство для развальцовки труб в скважине | |
CN118049136A (zh) | 一种液控变径钻井稳定器 | |
RU2765640C1 (ru) | Устройство для развальцовки труб | |
RU2471969C1 (ru) | Способ крепления необсаженной части скважины методом диапазонного расширения труб |