RU61335U1 - DEVICE FOR RIPPING PIPES IN A WELL - Google Patents

Abstract

Устройство для развальцовки труб в скважине содержит корпус с центральным каналом и конической поверхностью с углублениями, в которых размещены ролики, установленные на осях, верхние концы которых закреплены разъемно, а нижние установлены в опорах, размещенных в корпусе с помощью шарниров с возможностью поворота их в плоскости, проходящей через продольные геометрические оси корпуса и роликов, для извлечения из шарниров с целью замены. Выдвижение роликов в рабочее положение осуществляется с помощью подпружиненного кольцевого поршня с толкателями, взаимодействующими с осями роликов. Корпус снабжен сегментными пластинами, размещенными на конической поверхности корпуса, между роликами. Сегментные пластины выполнены съемными и оснащены по наружной поверхности выборками, в которых расположены ролики из износостойкого материала с возможностью вращения. Описанные усовершенствования позволяют повысить качество и надежность установки профильных труб в скважинах, что обеспечивает свободное прохождение бурильного инструмента через профильные перекрыватели при последующем бурении скважин. Кроме того, увеличивается продолжительность работы сегментных пластин и роликов и появляется возможность замены изношенных сегментных пластин и роликов и, как следствие, снижения материальных затрат на ремонт и эксплуатацию.A device for expanding pipes in a well comprises a housing with a central channel and a conical surface with recesses in which rollers are mounted on axles, the upper ends of which are detachably fixed, and the lower ends are mounted in supports placed in the housing by means of hinges with the possibility of turning them in the plane passing through the longitudinal geometric axes of the housing and rollers, for removal from the hinges for replacement. The extension of the rollers to the operating position is carried out using a spring-loaded annular piston with pushers interacting with the axes of the rollers. The housing is equipped with segmented plates placed on the conical surface of the housing between the rollers. Segment plates are removable and equipped on the outer surface with samples in which the rollers are made of wear-resistant material with the possibility of rotation. The described improvements can improve the quality and reliability of the installation of profile pipes in wells, which ensures the free passage of the drilling tool through profile overlaps during subsequent drilling of wells. In addition, the operating time of segmented plates and rollers is increased and the opportunity arises to replace worn segmented plates and rollers and, as a result, reduce material costs for repair and maintenance.

Description

Предложение относится к бурению скважин и предназначено, в частности, для развальцовывания устройств из профильных труб при установке их в скважинах.The proposal relates to well drilling and is intended, in particular, for expanding devices from shaped pipes when installing them in wells.

Известно «Устройство для развальцовки труб в скважине» (патент РФ №2235849, 7 Е 21 В 29/10, опубл. Бюлл. №25 от 10.09.2004 г.), включающее 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, а нижние установлены в опорах, размещенных в корпусе с помощью шарниров с возможностью поворота их в плоскости, проходящей через продольные геометрические оси корпуса и роликов, верхние концы осей роликов установлены в корпусе с радиальным зазором, а в центральном канале корпуса размещен гидравлический кольцевой поршень, подпружиненный в осевом направлении и имеющий толкатели, взаимодействующие с верхними концами осей роликов».It is known "Device for expanding pipes in the well" (RF patent No. 2235849, 7 E 21 B 29/10, publ. Bull. No. 25 from 09/10/2004), comprising a housing with a Central channel, threads for connection with downhole equipment and recesses on the outer surface in which the rollers mounted on the axles are placed. the upper ends of which are fixed in the housing detachably, and the lower ones are mounted in supports placed in the housing using hinges with the possibility of turning them in a plane passing through the longitudinal geometric axes of the housing and rollers, the upper ends of the axes of the rollers are installed in the housing with a radial clearance, and in the central "the channel of the housing contains a hydraulic annular piston, axially spring-loaded and having pushers interacting with the upper ends of the axes of the rollers."

Недостатками устройства являются:The disadvantages of the device are:

- устройство не обеспечивает получение правильной цилиндрической формы развальцованных труб, особенно их концевых участков. Проходное сечение концевых участков профильных перекрывателей, например, принимало некую форму треугольников, вследствие недостаточной жесткости материала составляющих их труб. Это затрудняло последующие спуски в скважину буровых долот, и возникала необходимость повторного развальцовывания перекрывателя;- the device does not provide the correct cylindrical shape of the flared pipes, especially their end sections. The passage section of the end sections of the profile overlap, for example, took a certain shape of triangles, due to insufficient rigidity of the material of the pipes constituting them. This hindered the subsequent descent into the well of the drill bits, and there was a need for re-expansion of the overlap;

- преждевременный износ роликов вследствие истирания о стенки необсаженной скважины при спуске и подъеме устройства, особенно в наклонных и горизонтальных скважинах.- premature wear of the rollers due to abrasion on the walls of an open hole during the descent and ascent of the device, especially in deviated and horizontal wells.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и количеству совпадающих существенных признаков является «Устройство для развальцовки труб в скважине» (патент РФ №2259462, Е 21 В 29/10, опубл. Бюлл. №24 от 27.08.2005 г.), включающее корпус с центральным каналом, резьбами для соединения со скважинным оборудованием, и конической поверхностью с углублениями, в которых размещены ролики, установленные на осях, верхние концы которых закреплены в корпусе Closest to a utility model in terms of technical nature and the number of matching essential features is “A device for expanding pipes in a well” (RF patent No. 2259462, E 21 B 29/10, publ. Bull. No. 24 dated 08.28.2005), including case with a central channel, threads for connection with downhole equipment, and a conical surface with recesses in which rollers are mounted on axles, the upper ends of which are fixed in the case

разъемно, а нижние установлены в опорах, размещенных в корпусе с помощью шарниров с возможностью поворота их в плоскости, проходящей через продольные геометрические оси корпуса и роликов, а корпус снабжен радиальными выступами, размещенными симметрично на его конической поверхности между роликами, при этом максимальный диаметр окружности, описанной вокруг выступов, приблизительно равен номинальному диаметру скважины в интервале установки развальцовываемых труб, причем, радиальные выступы корпуса выполнены в виде выпуклых сегментных пластин, изготовленных из твердосплавного материала и жестко закрепленных на корпусе.detachable, and the lower ones are mounted in supports placed in the housing with the help of hinges with the possibility of turning them in a plane passing through the longitudinal geometric axes of the housing and rollers, and the housing is equipped with radial protrusions placed symmetrically on its conical surface between the rollers, while the maximum diameter of the circle described around the protrusions is approximately equal to the nominal diameter of the well in the installation interval of the expandable pipes, moreover, the radial protrusions of the body are made in the form of convex segment plates made of carbide material and rigidly mounted on the body.

Недостатками устройства являются:The disadvantages of the device are:

- преждевременный износ сегментных пластин вследствие истирания их о стенки скважины при развальцовке профильных перекрывателей, при этом происходит уменьшение проходного сечения перекрывателя, что затрудняло последующие спуски в скважину бурового оборудования;- premature wear of the segment plates due to their abrasion on the borehole wall during the flaring of profile shutoffs, while there is a decrease in the borehole cross-section, which hindered subsequent downhill drilling equipment;

- высокий крутящий момент при развальцовке, так как между сегментными пластинами и стенкой профильного перекрывателя возникает трение скольжения при высоких удельных давлениях.- high torque during flaring, since sliding friction occurs at high specific pressures between the segmented plates and the wall of the profile overlap.

Технической задачей предлагаемого устройства являются:The technical task of the proposed device are:

- исключение трения скольжения при развальцовке профильных перекрывателей, как следствие, снижение крутящего момента при работе, действующего на корпус и на бурильные трубы, снижение износа сегментных пластин и роликов;- the elimination of sliding friction during the flaring of profile overlappers, as a result, a decrease in the operating torque acting on the body and on drill pipes, reduction of wear on segment plates and rollers;

- возможность замены изношенных сегментных пластин и роликов и, как следствие, снижение материальных затрат на ремонт и эксплуатацию.- the ability to replace worn segment plates and rollers and, as a result, reduce material costs for repair and maintenance.

Техническая задача решается устройством для развальцовки труб в скважине, включающим корпус с центральным каналом, резьбами для соединения со скважинным оборудованием, и конической поверхностью с углублениями, в которых размещены ролики, установленные на осях, верхние концы которых закреплены в корпусе разъемно, а нижние установлены в опорах, размещенных в корпусе с помощью шарниров с возможностью поворота их в плоскости, проходящей через продольные геометрические оси корпуса и роликов, а корпус снабжен радиальными выступами, размещенными симметрично на его конической поверхности между роликами, причем радиальные выступы корпуса выполнены в виде выпуклых сегментных пластин, изготовленных из износостойкого материала и жестко закрепленных на корпусе.The technical problem is solved by a device for expanding pipes in a well, including a housing with a central channel, threads for connecting to the downhole equipment, and a conical surface with recesses, in which rollers are mounted on axes, the upper ends of which are fixed in the housing detachably, and the lower ones are installed in bearings placed in the housing using hinges with the possibility of rotation in a plane passing through the longitudinal geometric axes of the housing and rollers, and the housing is equipped with radial protrusions symmetrically on its conical surface between the rollers, and the radial protrusions of the housing are made in the form of convex segmented plates made of wear-resistant material and rigidly fixed to the housing.

Новым является то, что сегментные пластины выполнены съемными и оснащены по наружной поверхности выборками, в которых расположены дополнительные ролики из износостойкого материала с возможностью вращения.What is new is that the segment plates are removable and equipped on the outer surface with samples in which additional rollers of wear-resistant material are rotatable.

На фиг.1 показано устройство в исходном положении перед началом развальцовки профильного перекрывателя; на фиг.2 - устройство в процессе развальцовывания профильного перекрывателя; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.2.Figure 1 shows the device in its initial position before the flaring of the profile overlap; figure 2 - the device in the process of expanding the profile overlap; figure 3 is a section aa in figure 1; figure 4 is a section bB in figure 1; figure 5 - section bb in figure 2.

Устройство для развальцовки труб в скважине (фиг.1) содержит корпус 1 с центральным каналом 2 и резьбами 3 и 4 для соединения со скважинным оборудованием. В средней части корпуса 1 имеется коническая поверхность 5, в которой выполнены углубления 6, в которых размещены оси 7 с установленными на них коническими роликами 8. При этом верхние концы 9 осей 7 разъемно и с зазорами 10 закреплены с помощью втулки 11 в гнездах 12, а нижние 13 - в шарнирах 14, установленных в опорах 15 так, что оси 7 с роликами 8 можно отклонять от корпуса 1 в плоскости, проходящей через продольные геометрические оси корпуса 1 и роликов 8, извлекать из шарниров 14 и заменять на новые. Опоры 15 крепят в корпусе 1 жестко, например, с помощью сварки. Для выведения роликов 8 из углублений 6 корпуса 1 в рабочее положение (фиг.2) устройство снабжено размещенным в центральном канале 2 гидравлическим кольцевым поршнем 16, подпружиненным в осевом направлении пружиной 17 и имеющим толкатели 18, взаимодействующие с верхними концами 9 осей 7. Корпус 1 имеет радиальные выступы в виде сегментных пластин 19 (фиг.1 и 3), выполненных съемными (например, крепятся с помощью резьбовой втулки), изготовленных из износостойкого материала и расположенных симметрично на конической поверхности 5 корпуса 1 между роликами 8. Сегментные пластины 19 оснащены выборками 20, в которых расположены дополнительные ролики 21 из износостойкого материала с возможностью вращения и извлечения при восстановлении работоспособности устройства после развальцовки.A device for expanding pipes in a well (Fig. 1) comprises a housing 1 with a central channel 2 and threads 3 and 4 for connecting to downhole equipment. In the middle part of the housing 1 there is a conical surface 5, in which recesses 6 are made, in which the axles 7 are mounted with conical rollers 8 mounted on them. The upper ends 9 of the axles 7 are detachably and with gaps 10 are fixed with the sleeve 11 in the sockets 12, and the lower 13 - in the hinges 14 installed in the bearings 15 so that the axis 7 with the rollers 8 can be deflected from the housing 1 in a plane passing through the longitudinal geometric axes of the housing 1 and the rollers 8, removed from the hinges 14 and replaced with new ones. The supports 15 are fixed in the housing 1 rigidly, for example, by welding. To bring the rollers 8 from the recesses 6 of the housing 1 to the working position (figure 2), the device is equipped with a hydraulic annular piston 16 located in the central channel 2, axially spring-loaded with a spring 17 and having pushers 18 interacting with the upper ends 9 of the axes 7. Housing 1 has radial protrusions in the form of segment plates 19 (Figs. 1 and 3), made removable (for example, fastened with a threaded sleeve), made of wear-resistant material and located symmetrically on the conical surface 5 of the housing 1 between the roller 8. Segment plates 19 are equipped with samples 20, in which additional rollers 21 are made of wear-resistant material with the possibility of rotation and extraction when the device is restored to operability after expansion.

Работа устройства поясняется на примере развальцовки профильных труб 22 при изоляции ими зоны поглощения бурового раствора (фиг.2, 4, 5).The operation of the device is illustrated by the example of flaring of the profile pipes 22 when they isolate the absorption zone of the drilling fluid (FIGS. 2, 4, 5).

Профильные трубы 22 спускают в предварительно расширенный интервал 23 (зона поглощения) скважины 24 и расширяют созданием внутреннего гидравлического давления до прижатия их стенок к стенке расширенного интервала 23 скважины 24 (фиг.1). Затем с помощью резьбы 3 устройство присоединяют к колонне бурильных труб (не показана) и спускают в скважину 24. По достижении устройством верхнего Profile pipes 22 are lowered into a previously extended interval 23 (absorption zone) of the well 24 and expanded by creating internal hydraulic pressure until their walls are pressed against the wall of the extended interval 23 of the well 24 (Fig. 1). Then, using the thread 3, the device is connected to a drill string (not shown) and lowered into the well 24. Upon reaching the upper

конца профильных труб 22 колонну труб начинают вращать при одновременном создании осевой нагрузки и промывки полости труб и устройства через центральный канал 2 корпуса 1 закачкой жидкости. Под действием перепада давления кольцевой поршень 16, сжимая пружину 17, перемещается вниз до упора 25 и, воздействуя толкателями 18 на верхние концы 9 осей 7, выводит ролики 8 в рабочее положение (фиг.2). При дальнейшем вращении колонны бурильных труб недожатые давлением жидкости участки 26 (фиг.4) профильных труб 22 выправляются до плотного прижатия всей наружной поверхности их к стенкам расширенного участка 23 скважины 24 (фиг.5). При этом дополнительные ролики 21, установленные в выборках 20 пластин 19, также участвуют в процессе развальцовки труб 22, усиливая тем самым эффективность работы роликов 8 в процессе развальцовывания труб 22. Благодаря этому вся внутренняя поверхность труб 22 становится цилиндрической и повышается срок службы роликов 8.the end of the profile pipes 22, the column of pipes begin to rotate while creating an axial load and flushing the cavity of the pipe and device through the Central channel 2 of the housing 1 by fluid injection. Under the action of a differential pressure, the annular piston 16, compressing the spring 17, moves down to the stop 25 and, acting with pushers 18 on the upper ends 9 of the axles 7, displays the rollers 8 in the working position (figure 2). With further rotation of the drill pipe string, sections 26 (4) not pre-pressurized by fluid pressure of the profile pipes 22 are straightened until their entire outer surface is pressed against the walls of the extended section 23 of the well 24 (FIG. 5). Moreover, the additional rollers 21 installed in the samples 20 of the plates 19 also participate in the process of expanding the pipes 22, thereby increasing the efficiency of the rollers 8 in the process of expanding the pipes 22. Due to this, the entire inner surface of the pipes 22 becomes cylindrical and the service life of the rollers 8 is increased.

По окончании развальцовывания профильных труб 22 колонну бурильных труб с устройством поднимают из скважины и, при необходимости, производят замену износившихся роликов 21 и 8.At the end of the flaring of the profile pipes 22, the drill pipe string with the device is lifted from the well and, if necessary, the worn rollers 21 and 8 are replaced.

Описанные усовершенствования позволяют повысить качество и надежность установки профильных труб в скважинах, что обеспечивает свободное прохождение бурильного инструмента через профильные перекрыватели при последующем бурении скважин. Кроме того, увеличивается продолжительность работы сегментных пластин и роликов и появляется возможность замены изношенных сегментных пластин и роликов и, как следствие, снижения материальных затрат на ремонт и эксплуатацию.The described improvements can improve the quality and reliability of the installation of profile pipes in wells, which ensures the free passage of the drilling tool through profile overlaps during subsequent drilling of wells. In addition, the operating time of segmented plates and rollers is increased and the opportunity appears to replace worn segmented plates and rollers and, as a result, reduce material costs for repair and maintenance.

Claims (1)

Устройство для развальцовки труб в скважине, включающее корпус с центральным каналом, резьбами для соединения со скважинным оборудованием, и конической поверхностью с углублениями, в которых размещены ролики, установленные на осях, верхние концы которых закреплены в корпусе разъемно, а нижние установлены в опорах, размещенных в корпусе с помощью шарниров с возможностью поворота их в плоскости, проходящей через продольные геометрические оси корпуса и роликов, а корпус снабжен радиальными выступами, размещенными симметрично на его конической поверхности между роликами, причем радиальные выступы корпуса выполнены в виде выпуклых сегментных пластин, изготовленных из износостойкого материала и жестко закрепленных на корпусе, отличающееся тем, что сегментные пластины выполнены съемными и оснащены по наружной поверхности выборками, в которых расположены дополнительные ролики из износостойкого материала с возможностью вращения.

A device for expanding pipes in a well, including a housing with a central channel, threads for connecting to downhole equipment, and a conical surface with recesses, in which rollers are mounted on axles, the upper ends of which are fixed in the housing detachably, and the lower ones are installed in supports placed in the housing with the help of hinges with the possibility of turning them in a plane passing through the longitudinal geometric axes of the housing and rollers, and the housing is equipped with radial protrusions placed symmetrically on its conic surface between the rollers, and the radial protrusions of the housing are made in the form of convex segmented plates made of wear-resistant material and rigidly mounted on the housing, characterized in that the segmented plates are removable and equipped on the outer surface with samples in which additional rollers of wear-resistant material with the possibility of rotation.