УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗВАЛЬЦОВКИ ТРУБ В СКВАЖИНАХ Российский патент 2007 года по МПК B21D31/04 B21D41/02 E21B29/10 

Изобретение относится к инструментам для бурения скважин и ремонта обсадных колонн и найдет применение при выправлении и раздаче в диаметре установленных в скважине перекрывателей из стальных труб.

Известно устройство для получения изделий из труб (А.с. № 610587, М. кл. 2В21D 41/02, Б.И. № 21, 1978 г.), включающее установленные на консольной оправке формирующие ролики, некоторые из которых установлены под углом друг к другу и связаны синхронизирующими штангами с возможностью вращения, причем консольная оправка снабжена опорой качения.

Недостатком устройства является то, что оно предназначено для работы в горизонтальном положении в цеховых условиях и не может применятся в скважинах.

Известно также устройство для развальцовки труб (А.с. №1365479, М. кл. 4 В21D 41/02, 1986 г.), содержащее корпус с соосно расположенными наклонными верхней и нижней цапфами, выполненными с каналами для промывочной жидкости, размещенную на цапфах вальцовку в виде двух расположенных на подшипниках дисков с симметричными относительно оси устройства рабочими участками.

Указанное устройство по технической сущности более близко к предлагаемому и может быть принято в качестве прототипа.

Недостатком этого устройства является низкая работоспособность из-за отсутствия: торцевых опорных поверхностей для дисков, смазки подшипников, достаточного охлаждения рабочих поверхностей дисков, а также геометрия дисков не соответствует оптимальной раздаче труб. Кроме этого, при прохождении недостаточно калиброванных участков трубы при подъеме могут возникнуть прихваты устройства.

Задачей заявляемого технического решения является повышение качества раздачи трубы, продолжительности работы и надежности подъема устройства из скважины.

Поставленная задача решается описываемым устройством, включающим корпус с соосно расположенными наклонными верхней и нижней цапфами, выполненными с каналами для промывочной жидкости, размещенную на цапфах вальцовку в виде двух расположенных на подшипниках дисков с симметричными относительно оси устройства рабочими участками,

Новым является то, что цапфы выполнены в виде оси с опорным выступом в середине и концевыми резьбами для жесткого и ориентированного соединения с корпусом, диски выполнены в виде усеченных сегментов сферы, диаметр которых в рабочем положении вальцовки равен внутреннему диаметру расширенной трубы, и размещены на оси по обеим сторонам относительно ее опорного выступа на подшипниках скольжения, причем верхний диск вальцовки размещен с возможностью взаимодействия с опорной поверхностью корпуса в рабочем положении и осевого перемещения вниз при подъеме устройства из скважины, а нижний диск - с возможностью взаимодействия с опорным выступом оси. Новым является также и то, что торцы концевых резьб оси жестко соединяют с корпусом посредством сварки, которая производится после сборки устройства. Рабочие участки дисков вальцовки и поверхности сопряжения дисков с осью, ее опорным выступом и корпусом покрывают износостойким материалом, а в корпусе выполняют дополнительные каналы для подвода промывочной жидкости на рабочие участки дисков вальцовки, которые выполняют с размещенными на их смежных торцевых поверхностях крыльчатками в виде радиальных выступов. Кроме этого, ось и диски вальцовки выполняют с сообщающимися каналами для подвода смазки в подшипники скольжения, которые защищают уплотнителями.

На чертеже изображено устройство для развальцовки труб в скважинах в рабочем положении, общий вид, в разрезе.

Устройство включает корпус, выполненный из двух лап 1 и 2 с резьбовыми отверстиями 3 и 4 для концевых резьб 5 и 6 цапф оси 7, имеющий в середине опорный цилиндрический выступ 8. На цапфах опорного выступа 8 оси 7 размещены на подшипниках скольжения верхний диск 9 и нижний диск 10 вальцовки, причем диски 9 и 10 выполнены в виде усеченных сегментов сферы, диаметр которых в рабочем положении равен внутреннему диаметру расширенной трубы 11, а рабочие участки 12 и 13 расположены симметрично относительно оси устройства. На смежных торцевых поверхностях дисков вальцовки выполнены крыльчатки в виде радиальных выступов 14, проточки 15 для смазки и 4 ряда уплотнителей 16. В оси 7 имеются канал 17 для промывочной жидкости, сообщающийся с каналами 18 и 19 в корпусе, и канал 20 для подвода смазки в проточки 15 и, соответственно, в подшипники скольжения, которые защищены уплотнителями. В корпусе выполнены также дополнительные каналы 21 и 22 для подвода промывочной жидкости на рабочие участки 12 и 13 дисков 9 и 10 вальцовки. Нижний диск 10 устанавливается на ось 7 с возможностью взаимодействия с ее опорным выступом 8, а верхний диск 9 - с возможностью взаимодействия с опорной поверхностью 23 корпуса в рабочем положении и осевого перемещения вниз при подъеме устройства из скважины. Рабочие участки 12, 13 дисков 9, 10, а также их сопряжения с осью 7, ее опорным выступом 8 и опорной поверхностью 23 корпуса покрыты износостойким материалом. Для увеличения жесткости конструкции торцы 24 концевых резьб 5, 6 оси 7 приваривают к корпусу после сборки устройства. В корпусе устройства выполнены резьбы 25 и 26.

Устройство для развальцовки труб работает следующим образом.

С помощью резьбы 25 устройство присоединяют к колонне бурильных труб 27, а на резьбу 26 навинчивают необходимый инструмент 28 (например, ловитель башмака) и спускают в скважину до соприкосновения с верхним торцом предварительно выправленной внутренним давлением расширяемой трубы 11 (перекрывателя). Затем, вращая колонну бурильных труб с устройством, подают его вниз, одновременно создавая на него осевую нагрузку. При этом диски 9 и 10 вальцовки устройства своими рабочими участками 12 и 13, расположенными симметрично относительно его оси, касаются стенки перекрывателя, осуществляют на него давление, раздают его в диаметре, формируя сначала заходную сферу 29, а затем цилиндрическую часть 30. Поскольку диски 9 и 10 вальцовки выполнены в виде усеченных сегментов сферы, а их диаметр в рабочем положении равен внутреннему диаметру расширенной трубы 11 (перекрывателя), то ее цилиндрическая часть 30 формируется качественно и одновременно калибруется. При этом верхний диск 9 вальцовки, вращаясь на подшипнике скольжения со смазкой, взаимодействует с опорной поверхностью 23 корпуса, а нижний диск 10, вращаясь в тех же условиях, - с опорным выступом 8. Одновременно на рабочие участки 12 и 13 дисков вальцовки через дополнительные каналы 21 и 22 корпуса поступает промывочная жидкость, охлаждая их, а их радиальные выступы 14, отбрасывая нагретую жидкость от их смежных торцевых поверхностей и опорного выступа 8 оси 7, также интенсивно охлаждают эти зоны.

После завершения запланированных работ в скважине устройство поднимают на поверхность. При этом верхний диск 9 вальцовки устройства перемещается по оси 7 вниз до опорного выступа 8, уменьшая этим диаметр вальцовки в симметричном к оси устройства сечении.

Применение предлагаемого устройства для развальцовки труб позволяет за счет того, что каждый диск его вальцовки вращается на смазываемых подшипниках скольжения с уплотнителями, имеет индивидуальную торцевую опорную поверхность и интенсивно охлаждается, увеличить удельное давление раздачи и раскатки на расширяемую трубу. Выполнение дисков вальцовки в виде усеченных сегментов сферы, образующий диаметр которых в рабочем положении равен внутреннему диаметру расширяемой трубы, позволяет одновременно калибровать эти участки. Кроме этого, рабочие участки дисков вальцовки, а также их сопряжения с осью, ее опорным выступом и корпусом покрыты износостойким материалом. Все это повышает качество раздачи трубы и увеличивает продолжительность работы устройства. Уменьшение диаметра вальцовки устройства в симметричном к его оси сечении исключает прихваты и повышает надежность подъема оборудования из скважины.

Изобретение относится к инструментам для бурения скважин и ремонта обсадных колонн и может быть использовано при выправлении и раздаче в диаметре установленных в скважине перекрывателей из стальных труб. Устройство выполнено в виде корпуса с цапфами и вальцовкой. Цапфы имеют каналы для промывочной жидкости. Вальцовка выполнена в виде двух дисков с симметрично относительно оси устройства рабочими участками. Цапфы представляют собой ось с опорным выступом в середине и концевыми резьбами. Диски выполнены в виде усеченных сегментов сферы и размещены на оси по обе стороны относительно опорного выступа на подшипниках скольжения. Диаметр дисков в рабочем положении вальцовки равен внутреннему диаметру расширенной трубы. Верхний диск взаимодействует с опорной поверхностью корпуса в рабочем положении и перемещается вниз при подъеме устройства из скважины. Нижний диск взаимодействует с опорным выступом оси. В результате обеспечивается повышение качества раздачи трубы, продолжительности работы и надежности подъема устройства из скважины. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для развальцовки труб в скважинах, содержащее корпус с соосно расположенными наклонными верхней и нижней цапфами, выполненные с каналами для промывочной жидкости, размещенную на цапфах вальцовку в виде двух расположенных на подшипниках дисков с симметричными относительно оси устройства рабочими участками, отличающееся тем, что цапфы выполнены в виде оси с опорным выступом в середине и концевыми резьбами для жесткого и ориентированного соединения с корпусом, диски выполнены в виде усеченных сегментов сферы, диаметр которых в рабочем положении вальцовки равен внутреннему диаметру расширенной трубы, и размещены на оси по обеим сторонам относительно ее опорного выступа на подшипниках скольжения, причем верхний диск вальцовки размещен с возможностью взаимодействия с опорной поверхностью корпуса в рабочем положении и осевого перемещения вниз при подъеме устройства из скважины, а нижний диск - с возможностью взаимодействия с опорным выступом оси.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что торцы концевых резьб оси жестко соединены с корпусом посредством сварки, которая произведена после сборки устройства.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рабочие участки дисков вальцовки и поверхности сопряжения дисков с осью, ее опорным выступом и корпусом покрыты износостойким материалом.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус выполнен с дополнительными каналами для подвода промывочной жидкости на рабочие участки дисков вальцовки, которые выполнены с размещенными на их смежных торцевых поверхностях крыльчатками в виде радиальных выступов.5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ось и диски вальцовки выполнены с сообщающимися каналами для подвода смазки в подшипники скольжения, которые защищены уплотнителями.