УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗКИ КАНАТА В СКВАЖИНЕ Российский патент 2001 года по МПК E21B29/04 

Изобретение относится к бурению и предназначено для ликвидации аварий с канатами кабелями различного назначения прихваченными в скважине.

Известно устройство для резки каната в скважине, содержащее корпус, в котором размещены с возможностью осевого перемещения толкатели с наклонными пазами, установленные в пазах толкателей с возможностью радиального перемещения резцы и привод толкателей (см. а.с. 1509510, E 21 B 29/04, 89) - прототип.

В указанном устройстве привод толкателей выполнен в виде эластичного элемента - каната. В скважине глубиной несколько тысяч метров невозможно посредством каната передать усилие резким рывком для воздействия толкателей на резцы. Кроме того, буровой лебедкой осуществить рывок также проблематично, т. к. конструкция подъемных лебедок из-за специфики ведения буровых работ ориентирована не на осуществление рывков, а на их гашение, особенно при подъеме.

Устройство подается к месту прихваченного каната и поднимается после его отрезания посредством каната и подъемной лебедки (отрезанный канат при этом должен подниматься второй лебедкой синхронно первой). В скважине в обоих случаях - спуска и подъема взаимодействуют два каната, что может привести к новой аварии с канатами - их перехлесту и запутыванию.

При подъеме устройства из скважины необходима синхронная работа двух лебедок - одна поднимает канат, другая - устройство.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства для резки каната в скважине, в котором за счет усовершенствования привода толкателя обеспечивается резка каната и его захват выше срезанного места энергией твердотопливного газогенерирующего элемента, что позволяет доставить устройство на место резки и поднять устройство, используя отсекаемый канат и обеспечивая надежность работы устройства.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для резки каната, содержащем корпус, в котором размещен с возможностью осевого перемещения толкатель с наклонными пазами и установленные в пазах толкателя с возможностью радиального перемещения резцы и привод толкателя, новым является то, что привод толкателя выполнен в виде твердотопливного газогенерирующего элемента, который снабжен запальным узлом, и ударным механизмом, установленным с возможностью взаимодействия с запальным узлом, ударный механизм содержит подпружиненную инерционную втулку и втулку-боек, на внутренней боковой поверхности которой выполнены наклонные пазы, устройство снабжено механизмом его фиксации на канате для подъема устройства из скважины после резки каната, механизм фиксации содержит зубчатые элементы фиксации, размещенные в наклонных пазах втулки-бойка, устройство снабжено механизмом фиксации втулки-бойка после фиксации устройства на канате, который выполнен в виде подпружиненных зубчатых элементов фиксации, установленных в корпусе устройства.

Привод толкателя выполнен в виде твердотопливного газогенерирующего элемента, который снабжен запальным узлом и ударным механизмом, установленным с возможностью взаимодействия с запальным узлом. Конструкция привода позволяет привести в действие твердотопливный газогенерирующий элемент.

Ударный механизм содержит подпружиненную инерционную втулку и втулку-боек. Инерционная подпружиненная втулка при резкой остановке корпуса под действием силы инерции ударяет боек и приводит в действие твердотопливный газогенерирующий элемент.

Устройство снабжено механизмом его фиксации на канате для подъема устройства из скважины после резки каната. Зубчатые элементы фиксации устройства на канате размещены в наклонных пазах втулки-бойка и под действием твердотопливного газогенерирующего элемента сжимают канат. Механизм фиксации втулки-бойка препятствует возможному ослаблению сжатия каната.

Доставка устройства на место отсечения и подъем отсеченного каната вместе с устройством производятся одним и тем же канатом, что позволяет поднять устройство, используя отсекаемый канат без повторной аварии. Подъем и спуск в этом случае можно производить одной лебедкой.

На чертеже показано устройство для резки каната в скважине.

Устройство содержит корпус 1, в котором размещен с возможностью осевого перемещения толкатель 2 с наклонными пазами. На наклонных пазах толкателя 2 размещены резцы 3. Резцы 3 размещены в окнах корпуса 1, что препятствует их осевому перемещению.

Над толкателем 2 размещен твердотопливный газогенерирующий элемент 4 с запальным узлом 5. Ударный механизм содержит подпружиненную пружиной 6 инерционную втулку 7 и втулку-боек 8. На внутренней боковой поверхности втулки-бойка 8 выполнены наклонные пазы.

Механизм фиксации устройства на канате для подъема его из скважины содержит зубчатые элементы 9 фиксации устройства на канате 10. Зубчатые элементы 9 размещены в наклонных пазах втулки-бойка 8 с возможностью радиального перемещения. Механизм фиксации втулки-бойка 8 после фиксации устройства на канате 10 выполнен в виде подпружиненных пружиной 11 зубчатых элементов 12, установленных в корпусе 1 устройства в зоне перемещения втулки-бойка 8.

Устройство работает следующим образом.

После сборки устройства и зарядки его твердотопливным газогенерирующим элементом 4 через осевой канал корпуса 1 устройства пропускают верхний конец прихваченного в скважине каната 10. Пропущенный конец каната 10 набрасывают на барабан лебедки. Ослабляют канат 10 для того, чтобы корпус 1 устройства в своем движении по канату на забой мог бы свободно обходить изгибы в колоннах и встречающиеся отклонения Во время хода устройства вниз инерционная втулка 7, подпружиненная пружиной 6, удерживается от осевого перемещения. После достижения устройством места прихвата скорость устройства резко падает и инерционная втулка 7 под действием силы инерции движется по оси устройства вниз и ударяет втулку-боек 8. Втулка-боек 8 воздействует на запальный узел 5 и приводит в действие твердотопливный газогенерирующий элемент 4. Под действием энергии взрыва толкатель 2 воздействует на резцы 3 и подает их радиально к центральной оси устройства. Резцы 3 отсекают канат 10. Одновременно под действием энергии взрыва втулка-боек 8 воздействует на элементы 9 фиксации устройства на канате 10. Элементы 9 движутся к оси устройства и фиксируют устройство на канате 10. Втулка-боек 8 своими нарезными зубьями на наружной боковой поверхности входит в зацепление с зубьями подпружиненных пружиной 11 зубчатых элементов 12. После отсечения каната 10 устройство вместе с канатом 10 подъемной лебедкой извлекают из скважины.

Изобретение относится к бурению и предназначено для ликвидации аварий с канатом кабелем, прихваченными в скважине. В корпусе в осевом направлении перемещается толкатель с наклонными пазами. В пазах радиально перемещаются резцы. Привод толкателя выполнен в виде твердотопливного газогенерирующего элемента с запальным узлом и имеет ударный механизм, установленный с возможностью взаимодействия с запальным узлом. Привод приводит в действие газогенерирующий элемент. Ударный механизм содержит подпружиненную инерционную втулку и втулку-боек. Устройство снабжено механизмом его фиксации на канате для подъема устройства из скважины после резки каната. Зубчатые элементы фиксации устройства на канате размещены в наклонных пазах втулки-бойка и под действием газогенерирующего элемента сжимают канат. Механизм фиксации втулки-бойка препятствует возможному ослаблению сжатия каната. Обеспечивается резка каната и его захват выше срезанного места энергией взрыва твердотопливного газогенерирующего элемента, что позволяет доставить устройство на место резки и поднять устройство, используя отсекаемый канат и обеспечивает надежность работы устройства. 1 ил.

Устройство для резки каната в скважине, содержащее корпус, в котором размещены с возможностью осевого перемещения толкатель с наклонными пазами и установленные в пазах толкателя с возможностью радиального перемещения резцы, и привод толкателя, отличающееся тем, что привод толкателя выполнен в виде твердотопливного газогенерирующего элемента, который снабжен запальным узлом и ударным механизмом, установленным с возможностью взаимодействия с запальным узлом, ударный механизм содержит подпружиненную инерционную втулку и втулку-боек, на внутренней боковой поверхности которой выполнены наклонные пазы, устройство снабжено механизмом его фиксации на канате для подъема устройства из скважины после резки каната, механизм фиксации содержит зубчатые элементы фиксации, размещенные в наклонных пазах втулки-бойка с возможностью радиального перемещения, устройство снабжено механизмом фиксации втулки-бойка после фиксации устройства на канате, который выполнен в виде подпружиненных зубчатых элементов фиксации, установленных в корпусе устройства.