устройство для резки труб в скважине

Формула изобретения

1. Устройство для резки труб в скважине, содержащее цилиндрический корпус с размещенной в нем камерой сгорания с газогенерирующим составом, сопло, проточный тракт которого равномерно расположен по окружности цилиндра корпуса, заглушку сопла, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде двух полукорпусов, на одном из которых имеется центральный выступ в виде полуоси, на которой насажен другой полукорпус с возможностью перемещения по ней и фиксации, при этом газовый тракт, сообщающий камеру сгорания с соплом, выполнен в первом полукорпусе, а сопло образовано зазором между торцами полукорпуса и проставкой.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что заглушка выполнена из послойно уложенных на щель сопла и закрепленных внешними кромками эластичных колец, по два в каждом слое, причем контактирующие кромки в каждом слое, а также щель сопла размещены в разных плоскостях.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в щелевом сопле установлены закручивающие поток элементы, например тангенциально установленные лопатки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области буровой техники и может быть использовано для резки труб на глубине в скважинах, заполненных жидкостью.

Известные устройства для резки труб на глубине в скважинах основаны на перерезывающем действии куммулятивной струи (а.с. N 1629469, 1808991). Недостатком таких труборезов является большое фугасное воздействие на трубу, которое вместе с резким увеличением давления может привести к деформации трубы в месте реза, препятствующей ее извлечению из скважины. Кроме того, применение взрывчатых веществ требует соблюдения особых требований к технике безопасности этих работ.

Известны устройства для резки труб, основанные на применении химически активной агрессивной жидкости. Резка труб в этом случае осуществляется посредством реакции самораспространяющегося высокотемпературного синтеза при подаче к стенкам трубы, например, фтористого окислителя, вытесняемого пороховым аккумулятором давления (ПАД). Наличие химически активной агрессивной жидкости существенно усложняет технологию проведения работ с этим устройством.

Известно устройство для резки труб в скважине, содержащее корпус с радиальными каналами для подачи рабочего агента - бурового раствора. При включении циркуляции бурового раствора поток промывочной жидкости вытекает в радиальные каналы и размывает патрубок. Недостатком данного устройства является потребность для его работы в громоздкой и дорогостоящей системе, обеспечивающей циркуляцию бурового раствора, а также большие затраты мощности на совершение полезной работы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к изобретению является устройство для разрезания труб по патенту США N 4352397. Устройство содержит удлиненный корпус с камерой для размещения газогенерирующего состава и сопловым трактом, выполненным в виде двух поясов радиальных отверстий, сообщающихся с камерой, причем оси отверстий находятся в плоскости, перпендикулярной оси корпуса. Существенным недостатком этого устройства является невозможность регулирования давления в камере сгорания и соответственно невозможность изменения интенсивности перерезывающей струи на различных глубинах при наличии одного и того же газогенерирующего состава.

Целью данного изобретения является устранение указанного недостатка, т. е. повышение эксплуатационных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается устройством, содержащим цилиндрический корпус с размещенной в нем камерой сгорания с газогенерирующим составом, сопло, проточный тракт которого равномерно распределен по окружности цилиндра корпуса, и заглушку сопла.

Корпус выполнен из двух полукорпусов, на одном из которых имеется центральный выступ в виде полуоси, на которой насажен другой полукорпус с возможностью перемещения по нему и фиксации, при этом газовый тракт, сообщающий камеру сгорания с соплом, выполнен в первом полукорпусе, а само сопло образовано зазором между торцами полукорпусов и проставкой.

Заглушка в предлагаемом устройстве выполнена из послойно уложенных на щель сопла и закрепленных внешними кромками эластичных колец, по два в каждом слое, причем контактирующие кромки в каждом слое, а также сопловая щель размещены в разных плоскостях.

Для повышения эффективности перерезывающей струи в щелевом сопле имеются закручивающие поток элементы, например, тангенциально установлены лопатки.

На чертеже представлена конструкция предлагаемого устройства в разрезе.

Цилиндрический корпус содержит два полукорпуса 1 и 2. Полукорпус 1 имеет выступ 13, выполненный в виде полуоси, на которой насажен полукорпус 2.

В первом полукорпусе выполнено шесть газоходов А, сообщающих камеру сгорания (на чертеже не показана) со щелевым соплом В. Полукорпус 2 закреплен на полуоси гайкой 3, прикрытой снаружи крышкой 11. Крепление крышки к полуоси осуществляется болтом 12.

Между полукорпусами образована смесительная камера, переходящая в кольцевое щелевое сопло. Газовый тракт смесительной камеры, образованный вкладышами 4 и 5, шесть газоподводящих каналов, облицованных втулками 6, выполненными из эрозионно стойкого материала, например, углеволокнита ЭПАН-2В. Газовый тракт сопла, образованный кольцами 7 и 8, выполнен из жаропрочного эрозионно стойкого материала, например, ВНДС-1, углерод-углерод, графит и т.п. На щелевом сопле установлена комбинированная заглушка 9, выполненная из эластичных колец, расположенных в два слоя. Внутренние кромки колец в каждом слое и сам щелевой тракт расположены в разных плоскостях. Такое конструктивное решение образует клапан, запирающий поступление внешнего давления внутрь сопла и свободно открывающийся при выходе газа из сопла.

Необходимая величина зазора h между полукорпусами, соответствующая величине проходной площади сопла, обеспечивается с помощью проставки 10, являющейся одновременно тангенциальной лопаткой, закручивающей газовый поток при входе в сопловую щель.

Устройство работает следующим образом.

Продукты сгорания из камеры по шести газоходам А поступают в сопловый тракт В, открывают лепестки заглушки 9 и устремляются к разрезаемой трубе. При этом тангенциальные направляющие лопатки 10 закручивают поток относительно оси трубореза, обеспечивая полный гарантированный рез труб. В зависимости от предполагаемой глубины скважины, где производится резка, подбирается масса заряда и устанавливается зазор h кольцевого сопла.

Таким образом, предложенная конструкция позволит повысить эксплуатационные характеристики устройства для резки труб, обеспечить надежную и эффективную работу.