Устройство для выправления обсадной колонны

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПРАВЛЕНИ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ(57) Изобретение относится к нгазовой пром-сти и преднаэначеправления обсадной колонны (О повышение. надежности работысчет предотвращения его заклискважине при одновременнойэнергоресурсов за счет обеспеможности уменьшения крутящегДля этого корпус (К) 1 устр-ва имские прямую и обратные направна его наружной поверхности в%26ий государственский и проектнмышленности Г,Муфид-Заде, Т иев и В,Н. Аким ный най К.Алова тельство ССС29/10, 1982.тельство ССС29/10, 1975,А ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 4721422/03 (22) 25,07,89 (46) 15.07.91. Бюл. (71) Азербайджанск учно-исследователь титут нефтяной про (72) Н,Г.Сафаров, Р. верди-Заде, Р.Г. Кул (53) 622.245,4(088.8) (56) Авторское свиде М 905425, кл. Е 21 ВАвторское свиде М 467994, кл, Е 21 В ефтяной и но для вы- К). Цель - устр-ва за нивания в экономии чения возо момента. еет коничеляющие, а ыполнены1663180 кольцевой паз 2 и радиальные пазы 10. Последние имеют в поперечном сечении К 1 равномерно изменяющуюся глубину для радиального перемещения роликов (Р) 5 и 6. которые размещены в пазах 10 с возможностью радиального перемещения, В кольцевом пазу 2 последовательно с возможностью вращения относительно продольной оси К 1 установлены кольца 3, 4 и 8 с пазами 9 на обращенных друг к другу поИзобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к устройствам для выправления обсадной колонны.Целью изобретения является повышение надежности работы устройства за счет предотвращения его заклинивания в скважине при одновременной экономии энергоресурсов за счет обеспечения уменьшения крутящего момента. На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - разрез Б - Б на фиг. 1; на фиг. 4 - траектории перемещений осей вращения роликов, перекатывающихся по ,смятой и несмятой стенкам обсадной колонны,Устройство состоит из цилиндрического имеющего коническую прямую и обратную направляющую корпуса 1, на наружной поверхности которого выполнен кольцевой паз 2, где последовательно размещены цилиндрические кольца, верхнее 3 и нижнее 4, между которыми установлены с возможностью вращения вокруг своей оси верхний ряд роликов 5 и нижний ряд роликов 6, снабженных размещенными в верхней и нижней частях на их торцовых поверхностях выступами 7. Между верхним и нижним рядами роликов установлено среднее цилиндрическое кольцо 8. Верхнее 3, среднее 8 и нижнее 4 цилиндрические кольца выполнены спазами 9 на обращенных друг к другу поверхностях, где расположены выступы 7 роликов. Ролики 5 и 6 установлены в пазу 2 и радиальных пазах 10 корпуса, Пазы 10 корпуса имеют в поперечном сечении корпуса равномерно изменяющуюся глубину от выступов 11 к впадинам 12 для радиального перемещения роликов. Кольца 3, 4 и 8 установлены с воэможностью вращения относительно продольной оси корпуса, а длина пазов 9 колец в поперечной плоскости корпуса равна радиальному перемещению роликов, В корпусе выполнен осевой канал 13. верхностях, где расположены выступы, Длина пазов колец 3, 4 и 8 в поперечной плоскости К 1 равна величине радиального перемещения Р 5 и 6, Между кольцами 3, 4 и 8 с возможностью вращения вокруг своей оси размещен второй ряд Р 5 и 6, В случае смятия ОК на каком-то ее участке по всему периметру выправление ОК будет осуществляться непосредственно всеми четырьмя Р 5 и 6.4 ил. Устройство работает следующим образом.Устройство на колонне бурильных трубспускают в скважину и при достижении им 5 верхней границы смятого участка обсаднойколонны спуск прекращают. Затем очень медленно вращают колонну бурильных труб. Если колонна труб свободно вращается это указывает на то, что ряды роликов 10 верхний 5 и нижний 6 (фиг. 1 - 4) еще невзаимодействуют со смятым участком обсадной колонны. Незначительно увеличив глубину спуска устройства, вновь вращают колонну бурильных труб. Дальнейший спуск 15 устройства прекращают в том случае, еслипри вращении колонны труб возникает сопротивление ее вращению, что свидетельствует об упоре роликов устройства в смятый участок обсадной колонны. После этого со здают циркуляцию промывочной жидкостив скважине, которая проходит через осевой .канал 13 корпуса 1 и после выхода из него омывает ролики и способствует их охлаждению. При вращении колонны бурильных 25 труб вращается корпус 1 устройства, приэтом ролик, находящийся во впадине 12 радиального паза 10 корпуса (фиг. 4), оказывается прижатым одновременно к смятой стенке обсадной колонны и дну радиального 30 паза корпуса, В результате чего происходитперекатывание ролика по упомянутым поверхностям обсадной колонны и корпуса устройства. В то же время ролик, расположенный с противоположной сторо ны корпуса 1, упирается в несмятую стенкуобсадной колонны и перекатывается одновременно по этой поверхности и дну радиального паза корпуса. При этом направление перекатывания роликов и вра щение, связанных с ними верхнего, среднего и нижнего цилиндрических колец 3, 8 и 4.совпадает с направлением вращения корпуса 1 устройства, В процессе перекатывания роликов по дну радиального паза 10 они из 45 впадины 12 перемещаются на вершину 11,что сопровождается принудительным вы"з 50 П р и м е р. Допустим обсадная колонна диаметром 299 мм (марка стали К, толщина стенки 12 мм) смята на глубине 3000 м. Для труб такой прочности наружное давление, при котором напряжение в теле трубы достигает предела текучести, равно 130 кГс/см, Это значит, что для смятия обсадных колонн указанной прочности достаточно наружное давление порядка 130 кГс/см . Для выправления таких колонн требуется также давление (или боковое выправляющее усилие) в пределах 130 кГс на каждый квадратный сантиметр контакта рабочего элемента (в данном случае роликов устройства со смятой стенкой обсадной колонны,Устройство спускается на глубину 3000 м на бурильной колонне диаметром 140 мм (марка стали К, тол щин стенки 10 мм), Приведенный вес 1 пог, м такой колонны равен Рпр = 38,8 КГс/м, ПРедел текУчести Отек = 5000 кгс/см .Вес всей бурильной колонны будет Р = 38,8 3000 =- 116400 кГс,При коэффициенте запаса прочностиК=1,3 Одоп. = . = =3846 кГс/см%ек. 50002К 1,3 Момент сопротивления кручению й - 6 - 1- а),л О, 4где О и б - соответственно наружный ивнутренний диаметры бурильной колонны,м; з 3,14 0,14 (1 0864) 16= 0,000244 м = 244 см Откуда допустимый момент, с которым55 можно скручивать бурильную колонну для приведения ее во вращение, будет Опр 3 и 2442 =361120 кГ см = 3611 кГТогда усилие, возникающее от этого момента, составит0 = - = = 40573 кГс,М 361101 0,0892где 01 - наружный диаметр корпуса устройства (изготавливается из УБТ диаметром 178 мм), м.При высоте одного ролика 100 мм, диаметре 40 мм и выдвижении каждого ролика из корпуса устройства на 5 мм площадь контакта Икон, роликов со смятой стенкой обсадной колонны будет изменяться от 1 до 145 см .Боковое выправляющее усилие, создаваемое устройством, равно0Овып =ЗконЭто усилие по мере выдвижения роликов иэ канавки корпуса устройства бчлет изменяться от 40573 до 280 кГс/см, что значительно превосходитусилие,необходимое для выправления рассматриваемой смятой обсадной колонны,Формула изобретения Устройство для выправления обсаднойколонны, включающее корпус с коническими прямой и обратной направляющими и 5 кольцевым пазом на наружной поверхности, последовательно установленные в кольцевом пазу корпуса кольца с пазами на взаимно обращенных поверхностях, уста.новленные на корпусе между кольцами с 10 возможностью вращения ролики с выступами в верхней и нижней частях, расположенными в пазах колец, отл и ча ю щеес я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства за счет и редотвращения 15 его заклинивания в скважине при одновременной зкономии энергоресурсов за счет обеспечения уменьшения крутящего момента, на наружной поверхности корпуса выполнены радиальные пазы, имеющие в 20 поперечном сечении корпуса равномерноизменяющуюся глубину для радиального перемещения роликов, причем ролики размещены в радиальных пазах корпуса с возможностью радиального перемеще ния, кольца установлены с воэможностьювращения относительно продольной оси корпуса, а длина пазов колец в поперечной плоскости корпуса равна величине радиального перемещения роликов,301663180Составитель И.Левкоева Редактор Ю,Середа Техред М.Моргентал Корректор И.Муска Заказ 2245 Тираж 359 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101