Пристрій для встановлення конструкційної вставки в експлуатаційну колону свердловини

Пристрій для встановлення металевих конструкційних вставок в експлуатаційну колону свердловини, що містить корпус з пазами, пристосований для з'єднання з колоною бурових труб з центральним каналом і поршнем, штоком поршня з диском та важелями з вальцювальними ролика 3 вальцювальних елементи, де опора одного з вальцювальних елементів встановлена у заглибленні корпуса з можливістю радіального висування із нього (див. Патент РФ № 2064357 МПК B21D39/10, Е21В29/10 27.07.1996 "Вальцовка для развальцовывания устройств из профильных труб") Недоліком даного пристрою є обмежена можливість забезпечення керованого радіального навантаження на металеву конструкційну вставку в процесі її встановлення в експлуатаційну колону свердловини та нерівномірність зусилля навантаження вальцювальних роликів, обумовлену відсутністю тотожності сторін силового трикутника, утвореного зонами контакту вальцювальних роликів з стінкою металевої профільної труби. В основу корисної моделі поставлено задачу створення глибинного пристрою для встановлення металевих конструкційних вставок шляхом введення у нього нових елементів і їх взаємозв'язку, який дозволить виконати відновлення герметичності експлуатаційної колони свердловин на газ, нафту та воду. Поставлена задача вирішується тим, що вальцювальний пристрій для встановлення металевих конструкційних вставок містить корпус з пазами, пристосований для з'єднання з колоною бурових труб з центральним каналом і поршнем, штоком поршня з диском та важелями з вальцювальними роликами, згідно з корисною моделлю, важелі з вальцювальними роликами виконано взаємно зв'язаними у рівносторонній тетраедр із змінним від положення підпружиненого поршня діаметром описаного навколо вальцювальних роликів кола, а на важелях встановлено по одному вальцювальному ролику, який виконано з можливістю переміщення вільно у радіальному напрямі у пазах кришки корпусу при осьовому переміщенні поршня у межах його вільного ходу, а зусилля передається від поршня до висувних важелів з вальцювальними роликами і керується потоком робочої рідини, причому корпус виготовлений з верхньої сторони у вигляді вхідного патрубка для підводу робочої рідини від насосного агрегату. В неробочому стані, під дією пружини поршень знаходиться у крайньому верхньому положенні, забезпечуючи мінімальний радіус зовнішнього кола, описаного навколо вальцювальних роликів. В робочому стані, поршень, обладнаний спеціальним каліброваним пропускним каналом у штоку поршня, знаходиться в положенні, яке залежить від тиску робочої рідини на поршень, забезпечуючи необхідне радіальне зусилля в рівносторонньому силовому трикутнику, утвореному трьома важелями з вальцювальними роликами, забезпечуючи передачу керованого гідравлічного тиску, розкладеного на осьову та радіальну компоненту зусиль, прикладену до контактної зони між вальцювальними роликами та поверхнею металевої конструкційної вставки. Обладнання глибинного вальцювального пристрою для встановлення металевих конструкційних вставок, взаємно зв'язане з колоною бурових труб через вертлюг з насосним агрегатом, дозволяє управляти ним потоком робочої рідини від насосного агрегату, частотою обертання шпинделя від стола ротора та поступово підйомним пере 63054 4 міщенням від талевої системи. При зупинці насосного агрегату одночасно зупиняють ротор та підйомник, надлишок рідини у колоні бурових труб вільно витікає крізь отвір у поршні та штоку поршня під глибинний вальцювальний пристрій крізь отвори у захисній кришці, вирівнюючи тиск у колоні бурових труб з тиском затрубного простору до розрахункового статичного тиску у свердловині. Суть корисної моделі пояснює графічне креслення, де показано загальний вигляд глибинного вальцювального пристрою для встановлення металевих конструкційних вставок для відновлення герметичності експлуатаційної колони свердловин (повздовжній розріз, показано одну шпильку із трьох та один вальцювальний ролик з важелем із трьох). На кресленні зазначено: Корпус 1 Упорна шайба 2 Вкладиш 3 Пружина 4 Ущільнююче кільце 5 Поршень 6 Шток поршня 7 Ролики 8 Шпилька 9 Диск 10 Шайба 11 Гайка 12 Захисна кришка 13 Гайка 14 Глибинний вальцювальний пристрій складається із корпуса 1, який виготовлений з верхньої сторони у вигляді вхідного патрубка для підводу робочої рідини від насосного агрегату, захисної кришки 13, закріпленої трьома шпильками 9 з гайками 14 до корпусу 1 та вальцювального механізму з трьома важелями з вальцювальними роликами 8, закріпленими на корпусі 1 через осі. Всередині корпусу 1 зі сторони вхідного патрубка знаходиться поршень 6 з ущільнюючими кільцями 5, до якого прикріплено шток поршня 7. На штоку поршня 7 гайкою 12 з шайбою 11 закріплено диск 10. Між поршнем 7 та вкладишем 3 встановлено пружину 4. Під вкладишем 3 встановлено упорну шайбу 2. Працює глибинний вальцювальний пристрій для встановлення металевих конструкційних вставок в експлуатаційну колону свердловини таким чином. Робоча рідина під тиском, створеним насосним агрегатом, проходить через вхідний патрубок корпусу 1 глибинного вальцювального пристрою і діє на корпус поршня 6, переміщуючи його в нижнє положення. Шток поршня 7, передає зусилля на диск 10, який передає зусилля на три важелі 8 з вальцювальними роликами, які виходять під цим зусиллям із захисної кришки 13. Переданий ротором через колону бурових труб, до якої приєднано глибинний вальцювальний пристрій, обертовий момент приводить пристрій в радіальний рух, а вальцювальні ролики на важелях 8, під дією тиску, створеного насосним агрегатом приходять у контакт з поверхнею металевої конструкційної вставки, забезпечуючи процес холодного вальцювання металевої конструкційної вставки до стінки екс 5 плуатаційної колони, перекриваючи місце її негерметичності внутрішнім натягом. Процес холодного вальцювання забезпечується досягненням параметрів плинності металу за площею контакту металевої конструкційної вставки зі стінкою експлуатаційної колони вальцювальними роликами, при радіальному обертанні глибинного вальцювального пристрою через колону бурових труб ротором, поступальному підйому глибинного вальцювального пристрою талевою системою підйомника та забезпеченням відповідного тиску у колоні бурових труб через вертлюг насосним агрегатом. Робоча рідина, що надходить через колону бурових труб до глибинного вальцювального пристрою, забезпечує охолодження його механізмів та знаходиться у постійній циркуляції через отвір у поршні 6 та штоку поршня 7 у затрубний простір до входу насосного агрегату. При зупинці насосного агрегату зникає зусилля потоку робочої рідини на поршень 6, пружина 4 піднімає поршень 6 разом із штоком 7 та диском 10, важелі 8 переходять у первинне положення, звільняючи вальцювальні ролики від зчеплення з металевою конструкційною вставкою. Важелі 8 з вальцювальними роликами виконано взаємно зв'язаними у рівносторонній тетраедр із змінним від положення підпружиненого поршня діаметром описаного навколо вальцювальних роликів кола, 63054 6 Тиск рідини в колоні бурових труб через отвір у поршні 6 та штоку поршня 7 вирівнюється із тиском у затрубному просторі до розрахункового статичного. Підйом та обертання глибинного вальцювального пристрою припиняють, при цьому він переходить у транспортне положення. Отже, запропонований глибинний вальцювальний пристрій призначений для встановлення металевих конструкційних вставок в експлуатаційну колону свердловини з метою відновлення її герметичності, забезпечує керованість сил спрямованих на вальцювальні ролики тиском робочої рідини за рахунок гідромеханічної дії, а кінематична трикутна схема керування важелями вальцювальних роликів забезпечує рівнонавантажену дію обертових сил. Керованість параметрів вальцювання забезпечує технологічний режим з'єднання металевої конструкційної вставки із стінкою експлуатаційної колони технологією холодного вальцювання трьома параметрами, а саме: тиск робочої рідини, який встановлюється режимом роботи насосного агрегату; частота обертання колони бурових труб, яка встановлюється режимом роботи ротора; швидкість вертикального переміщення колони бурових труб, яка встановлюється режимом роботи підйомника. 7 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 63054 8 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601