НАРУЖНАЯ ТРУБОРЕЗКА Российский патент 1996 года по МПК E21B29/00 

Изобретение относится к бурению и эксплуатации скважин, а именно к инструментам, применяемым в скважинах при проведении ловильных работ, связанных с ликвидацией аварий с трубами (бурильными, насосно-компрессорными и пр.).

Известна скважинная наружная труборезка, включающая корпус с направляющей воронкой, резцедержатель с подпружиненными резцами и центраторы [1]
В этой труборезке резцы размещены равномерно по всей внутренней окружности корпуса, что значительно уменьшает проходное сечение труборезки и ограничивает область их применения.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является наружная труборезка, содержащая корпус, закрепленную на корпусе вставку с подпружиненными и поворотными в вертикальной плоскости резцедержателями с резцами и направляющий узел [2]
Недостатком данной конструкции труборезки является сложность конструкции, технологии изготовления и монтажа-демонтажа, малая надежность в работе и ограниченный диапазон ее применения.

Сложность конструкции и технологии изготовления связана с необходимостью применения для корпуса трубной заготовки специального профиля и вырезанием в утолщенной стенке сквозного паза сложной формы, затрудняющего и монтаж-демонтаж вставки с резцедержателями.

Малая надежность в работе объясняется быстрым выходом резцов из строя из-за действия на них значительных нагрузок со стороны аварийной колонны, особенно при работе в искривленных скважинах и значительном искривлении верхней части аварийной колонны.

Снижению надежности работы способствует также возможность падения отрезанной части колонны в скважину при подъеме труборезки, особенно при значительной массе отрезанной части, которая удерживается только резцедержателями.

Малый диапазон использования прототипа объясняется значительным сужением проходного канала корпуса из-за его разностенкости.

Цель достигается тем, что нарушенная труборезка, содержащая корпус, закрепленную на корпусе вставку с подпружиненными и поворотными в вертикальной плоскости резцедержателями с резцами и направляющий узел, снабжена центрами-захватами, корпус выполнен равностенным и с пазом на внутренней поверхности под вставку, а центраторы-захваты расположены над и под вставкой, при этом вставка и паз на внутренней поверхности корпуса выполнены сегментовидной формы, направляющий узел в виде съемной воронки, соединенной с корпусом с возможностью взаимодействия с нижним торцом вставки, причем вставка выполнена с внутренним скосом под углом 20-40^о.

Такое выполнение труборезки позволяет повысить эффективность ее работы за счет создания более благоприятных условий для резки труб и расширения диапазона ее применения, а также упростить конструкцию, монтаж-демонтаж ее рабочего узла и обеспечить более надежный захват и удержание отрезанной части колонны.

На фиг. 1 изображена труборезка, общий вид; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1.

Труборезка содержит корпус 1 с присоединительными резьбами на концах, закрепленную на корпусе 1 вставку 2, центраторы-захваты 3, 4 и направляющую воронку 5.

Корпус 1 выполнен с пазом 6 на внутренней поверхности для размещения в нем вставки 2, при этом паз 6 и вставка 2 имеют в плане сегментовидную форму. Верхняя резьба корпуса 1 служит для присоединения обсадных или колонковых труб для пропуска верхней части аварийной колонной, а нижняя резьба для присоединения направляющей воронки 5.

В труборезках малого диаметра паз 6 может быть сквозным, что позволяет дополнительно увеличить проходное сечение корпуса. Однако в большей степени этому способствует выполнение корпуса с одинаковой толщиной стенок.

Вставка 2 включает резцедержатели 7 с резцами 8, оси 9, на которых устанавливаются резцедержатели 7 и пружины 10, прижимающие резцы 8 в процессе работы к аварийной колонне. На внутренней поверхности корпуса вставки 2 в нижней его части выполнен скос 11, образующий с наружной поверхностью его угол α составляющий 20-40^о. Этот скос 11 повышает удобство при работе с труборезкой благодаря направлению "головы" аварийной колонны в полость между корпусом 1 и вставкой 2. Для повышения надежности работы труборезка оснащена центраторами-захватами 3 и 4, один из которых закреплен на корпусе 1, а другой на направляющей воронке 5. И верхний и нижний центраторы-захваты при сборке труборезки располагают в одной вертикальной плоскости со вставкой 2. Центраторы-захваты имеют в продольном сечении L- или Z-образную форму, или их комбинацию. При Z-образной форме верхняя вертикальная часть центратора-захвата выполнена с насечкой на внутренней поверхности или направляется релитом.

К нижней части корпуса 1 посредством резьбы присоединяется направляющая воронка 5, устанавливаемая с возможностью взаимодействия с нижним торцом вставки 2. Для регулирования положения нижнего центратора-захвата 4 относительно вставки 2 используются сменные шайбы 12, устанавливаемые между контактирующими торцами вставки 2 и направляющей воронки 5.

Для увеличения срока службы труборезки внутренняя поверхность корпуса 1 напротив резцов 8 армируется износостойкими, например, твердосплавными вставками 13. Аналогично может быть армирован и скос 11 вставки 2, контактирующий с "головой" аварийной колонны.

Принцип работы труборезки заключается в следующем. Перед спуском в скважину проверяют соответствие резцедержателей 7 с резцами 8 и центраторов-захватов 3 и 4 размерам отрезаемой трубы, их качество и схему их установки. Присоединяют к корпусу 1 сверху несколько обсадных или колонковых труб, суммарная длина которых должна быть больше длины отрезаемой части аварийной колонны. Затем на бурильных трубах спускают труборезку до "головы" аварийной колонны. Включают вентиляцию, накрывают "голову" аварийной колонны направляющей воронкой 5 и медленно опускают труборезку. Аварийная колонна вначале центратором-захватом 4, а затем скосом 11 вставки 2 направляется внутрь корпуса 1, раздвигает резцедержатели 7 с резцами и верхний центратор-захват 3. Труборезку устанавливают на заданной глубине и начинают вращать. Резцы 8, прижатые к боковой поверхности аварийной колонны, постепенно врезаются в тело трубы и перерезают ее. Об окончании операции судят по резкому снижению необходимого крутящего момента. После этого прекращают циркуляцию промывочной жидкости и начинают подъем труборезки. При этом отрезанная часть аварийной колонны удерживается и резцедержателями 7 и центраторами-захватами 3 и 4, причем L-образный центратор-захват удерживает трубу за торец муфты или замка, а Z-образный центратор-захват как за торец муфты или замка аварийной колонны, так и за боковую поверхность, чему способствует насечка или направка внутренней поверхности его верхней рабочей части.

Применение предложенной труборезки позволит значительно снизить затраты на ликвидацию аварий с трубами. Это достигается за счет упрощения конструкции и снижения трудоемкости изготовления, увеличения надежности работы благодаря лучшей центровке перерезаемой трубы и гарантированному подъему отрезанной части, расширения эксплуатационных возможностей благодаря возможности среза труб нескольких возможностей при одном и том же наружном диаметре корпуса с существующими труборезками.

Снижению затрат на непроизводительные операции способствует также возможность применения с одним корпусом нескольких типоразмеров резцедержателей и центраторов-захватов, а также удобство и быстрота монтажа-демонтажа труборезки.

Изобретение предназначено для ликвидации аварий с трубами в скважинах при бурении и в процессе эксплуатации. Сущность: труборезка содержит корпус с эксцентрично расположенной вставкой, включающей резцедержатели с резцами, подпружиненными и поворотными в вертикальной плоскости. Труборезка оснащена центраторами-захватами. Центраторы установлены над и под резцедержателями, обеспечивающими удержание отрезанной части трубы. Корпус труборезки выполнен равностенным и с пазом на внутренней поверхности под вставку, а направляющий узел - в виде воронки, контактирующей с нижним торцом вставки, выполненным с внутренним скосом, образующим с ее боковой поверхностью угол 20 - 40^o. Такое выполнение упрощает конструкцию, технологию изготовления и расширяет область применения. 4 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. НАРУЖНАЯ ТРУБОРЕЗКА, содержащая корпус, закрепленную на корпусе вставку с подпружиненными и поворотными в вертикальной плоскости резцодержателями с резцами и направляющий узел, отличающаяся тем, что она снабжена центраторами-захватами, корпус выполнен равностенным с пазом на внутренней поверхности под вставку, при этом центраторы-захваты расположены над и под вставкой. 2. Труборезка по п.1, отличающаяся тем, что вставка и паз на внутренней поверхности корпуса выполнены в плане сегментовидной формы. 3. Труборезка по п.1, отличающаяся тем, что направляющий узел выполнен в виде съемной воронки и соединен с корпусом с возможностью взаимодействия с нижним торцом вставки. 4. Труборезка по п.1, отличающаяся тем, что нижний торец вставки выполнен с внутренним скосом, образующим с ее боковой поверхностью угол 20 - 40₃? . 5. Труборезка по п.1, отличающаяся тем, что по крайней мере один центратор-захват выполнен с Z-образным продольным сечением, при этом внутренняя поверхность рабочей части центратора-захвата выполнена с насечками или направлена релитом.