УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ СПОСОБ РЕЗКИ ТРУБ НА БУРОВОЙ ПЛОЩАДКЕ И ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2023 года по МПК B23D21/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу резки трубной конструкции в нефтехимической промышленности посредством режущего инструмента. Изобретение также относится к режущему инструменту, используемому в таком способе.

Уровень техники

При буровых работах, таких как работы на установке для бурения нефтяных скважин, иногда возникает необходимость резать трубные конструкции, такие как обсадные трубы, бурильные колонны, насосно-компрессорные колонны и эксплуатационные райзеры. Были разработаны различные способы резки трубных конструкций. Одним из наиболее распространенных способов резки трубных конструкций на буровой площадке является абразивная резка изнутри трубной конструкции, резка алмазной проволокой или резка механической пилой. Как правило, трубную конструкцию разрезают на небольшие секции, которые затем убирают с буровой площадки. Типичная продолжительность резки 30-дюймовой обсадной трубы составляет несколько часов. Проблема с вышеназванными технологиями резки в том, что они требуют слишком много времени. Таким образом, существует потребность в более быстрых технологиях резки. Некоторые из них были раскрыты ранее.

Недавно автор настоящего изобретения предложил новый способ и инструмент для резки трубных конструкций на буровой площадке, при этом технология поступательной резки, разработанная ранее для подводного применения, как известно из WO 2017/099607 А1, была эффективно повторно использована на буровой площадке буровой установки (режущий инструмент был переработан для этой цели). Автор настоящего изобретения установил, что такая поступательная резка может быть также осуществлена на буровой площадке, что дает огромный выигрыш во времени, сокращая продолжительность резки, как показали эксперименты, до 5 минут. Это контрастирует с ранее раскрытыми технологиями абразивной резки, которые очень часто требуют до 2 часов. Поступательная резка особенно предпочтительна в случае длинных трубных конструкций, которые необходимо разрезать часть за частью.

Однако в процессе тестирования этой технологии было обнаружено, что в случае составных трубных конструкций, содержащих внутри несколько труб, внутренние трубы могут выпадать при подъеме отрезанных частей трубной конструкции. Поэтому потребовалась так называемая технология штифтования, при которой на трубной конструкции используют металлический штифт, чтобы удержать внутренние трубы на месте во время подъема. Автор настоящего изобретения обнаружил, что для способа резки, раскрытого в WO 2017/099607 А1, также требуется штифтование вопреки тому, что указано в этом документе.

Проблема со штифтованием (использование штифтов на трубных конструкциях) состоит в том, что штифтование также требует много времени, значительно снижая, таким образом, выигрыш во времени, достигаемый при поступательной резке трубной конструкции.

Поэтому возникла необходимость дальнейшего развития технологии резки, чтобы быть в состоянии разрезать трубные конструкции быстрее.

Раскрытие сущности изобретения

Задачей изобретения является устранение или уменьшение по меньшей мере одного из недостатков известного уровня техники или по меньшей мере обеспечение полезной альтернативы известному уровню техники.

Задача достигается посредством признаков, указанных в приведенном ниже раскрытии и в последующей формуле изобретения.

Изобретение определено независимыми пунктами формулы изобретения. В зависимых пунктах формулы изобретения определены предпочтительные варианты осуществления изобретения.

В первом аспекте изобретение относится к способу резки трубной конструкции в нефтехимической промышленности, использующему режущий инструмент, имеющий невращающийся режущий элемент и противодействующий элемент, расположенный напротив не вращающегося режущего элемента, причем режущий инструмент выполнен с возможностью выполнения поступательного режущего движения через трубную конструкцию, причем способ содержит следующие этапы:

а) позиционирование режущего инструмента в первом положении снаружи трубной конструкции;

b) сдавливание трубной конструкции в первом положении посредством активации частичного поступательного режущего движения невращающегося режущего элемента для получения вдавленной области в трубной конструкции;

с) позиционирование режущего инструмента во втором положении снаружи трубной конструкции, причем второе положение смещено на предварительно заданное расстояние относительно первого положения, но расположено все еще вблизи вдавленной области, и

d) резка трубной конструкции во втором положении посредством активации полного поступательного режущего движения невращающегося режущего элемента через трубную конструкцию.

Воздействие способа согласно изобретению описано ниже. Во время резки трубной конструкции обычно происходит ее деформирование и возникает вдавленная область, имеющая плечи. Способ согласно изобретению использует это воздействие, не разрезающее полностью в первом положении, а оставляющее трубную конструкцию в основном целой, таким образом формирующее вдавленную область посредством выполнения частичного поступательного движения режущего инструмента, т.е. неполного его хода. Фактически это означает, что на первом этапе трубу сдавливают, а не разрезают в первом положении. Затем режущий инструмент устанавливают во второе положение, смещенное на предварительно заданное расстояние от первого положения. В этом втором положении режущий инструмент совершает полное поступательное режущее движение, тем самым разделяя трубную конструкцию. Результат этого способа состоит в том, что трубная конструкция может быть затем поднята без обязательного выпадения внутренних труб трубной конструкции из наружной трубы. Дополнительно с вдавленной областью можно удобно обращаться посредством устройства, также называемого клиновым захватом. Такой клиновый захват может иметь исполнение и форму для охвата вдавленной области таким образом, что он может быть поднят грузоподъемной системой (элеватор или кран).

Чтобы облегчить понимание изобретения, далее определено одно или более выражений.

Везде, где использовано словосочетание "буровая площадка", под ним понимают центральную часть любой буровой установки (такой как установка для бурения нефтяных скважин - но буровая площадка может быть и на корабле или ином плавучем основании), т.е. участок, где бурильная колонна начинает свой путь в землю. Обычно это то место, где собирают секции труб, а также КНБК (компоновку низа бурильной колонны), буровую коронку (буровые коронки) и различные другие инструменты. Это - основное рабочее место работы для рабочих буровой бригады и для бурового мастера. Буровая площадка расположена непосредственно под деррик-краном или буровой вышкой. Площадка представляет собой, как правило, относительно небольшую рабочую зону, в которой буровая бригада выполняет операции, обычно добавляя бурильные трубы в бурильную колонну или удаляя их из нее. Буровая площадка является самым опасным местом на буровой установке, потому что там перемещают тяжелые металлические детали и узлы. На буровой площадке подсоединяют и отсоединяют трубы бурильной колонны, там же находится пульт бурового мастера для управления основными компонентами оборудования. Однако следует подчеркнуть, что изобретение не ограничено использованием только на буровых площадках, а может быть использовано практически в любом месте нефтехимической промышленности. Его также можно использовать на судах, на нижних платформах или даже на морском дне.

В одном из вариантов осуществления способа согласно изобретению при эксплуатационном использовании способа трубная конструкция ориентирована в вертикальном положении, и при этом второе положение расположено выше первого положения. Такая последовательность этапов дает способ, в котором конструкция обсадной трубы может быть легко разделена при повторении этих этапов. Обсадная труба может быть затем удалена по частям, причем после выполнения реза обсадную трубу поднимают посредством грузоподъемной системы с использованием клинового захвата, охватывающего вдавленную область. После подъема обсадной трубы на определенную длину этапы сдавливания и последующей резки выше сформированной вдавленной области могут быть повторены.

В одном из вариантов осуществления способа согласно изобретению режущий инструмент перемещают к трубной конструкции и от нее посредством крана или манипулятора. Режущим инструментом в этом варианте осуществления способа удобно манипулировать посредством крана или манипулятора, на котором режущий инструмент подвешен или установлен. Его доставляют к трубной конструкции, находящейся, например, на буровой площадке, когда он необходим, и убирают, когда он больше не нужен.

В одном из вариантов осуществления способа согласно изобретению режущий инструмент перемещают к трубной конструкции и от нее посредством рельсовой системы. Режущим инструментом в этом варианте осуществления способа удобно манипулировать посредством рельсовой системы, т.е. режущий инструмент подкатывают к трубной конструкции, находящейся, например, на буровой площадке, когда он необходим, и откатывают, когда он больше не нужен.

В одном из вариантов осуществления способа согласно изобретению подлежащая резке трубная конструкция в нефтехимической промышленности представляет собой одну из группы, состоящей из: кондуктора, обсадной трубы, обсадной трубы с покрытием, цементированной обсадной трубы, цементированной обсадной трубы с покрытием, бурильной колонны, бурильной трубы, насосно-компрессорной колонны и эксплуатационного райзера. Эти трубные конструкции являются наиболее распространенными типами, потребность в резке которых может возникать в нефтехимической промышленности. Дополнительно к резке этих типов трубных конструкций настоящее изобретение позволяет также быстро разрезать обсадную трубу с трубопроводом внутри с цементом между ними. Альтернативно изобретение позволяет разрезать райзер с несколькими внутренними обсадными трубами и трубопроводом с цементом между ними в различных трубных конструкциях.

В одном из вариантов осуществления способа согласно изобретению используют режущий инструмент, который содержит: i) корпус инструмента, выполненный с возможностью приема трубной конструкции в его охватывающей полости; ii) привод, установленный на корпусе инструмента с одной стороны охватывающей полости; iii) невращающийся режущий элемент, предусмотренный на приводе, причем привод с режущим элементом выполнен с возможностью осуществления поступательного режущего движения через охватывающую полость, содержащую трубную конструкцию, и iv) противодействующий элемент, установленный на противоположной стороне охватывающей полости корпуса инструмента напротив режущего элемента для передачи усилия противодействия на трубную конструкцию во время резки.

Далее, в данном варианте осуществления способа на этапах позиционирования трубную конструкцию располагают внутри охватывающей полости. Режущий инструмент, используемый в данном варианте осуществления способа, аналогичен режущему инструменту из WO 2017/099607 A1 (но не является точно таким же), и его легко использовать для целей настоящего изобретения. Следует подчеркнуть, что режущий инструмент из WO 2017/099607 A1 может быть использован для способа по изобретению. Однако следует подчеркнуть, что настоящее изобретение также относится к дальнейшим усовершенствованиям этого режущего инструмента, заявленным в формуле изобретения для устройства.

В одном из вариантов осуществления способа согласно изобретению используют режущий инструмент, в котором противодействующий элемент снабжают дополнительным режущим элементом, направленным в сторону невращающегося режущего элемента для облегчения резки. Наличие режущего инструмента с дополнительным режущим элементом на противодействующем элементе еще больше ускоряет скорость резки.

Во втором аспекте изобретение относится к способу манипулирования трубной конструкцией, включающему в себя способ согласно изобретению, дополнительно включающий в себя этап захвата вдавленной области трубной конструкции посредством клинового захвата, выполненного для захвата между плечами вдавленной области.

Вариант осуществления способа манипулирования трубной конструкцией согласно изобретению также включает в себя этап подъема трубной конструкции посредством подъема клинового захвата.

В третьем аспекте изобретение относится к режущему инструменту в способе согласно изобретению, в котором невращающийся режущий элемент выполнен с возможностью формирования острой режущей кромки или притупленной режущей кромки в зависимости от фактической необходимости. Уже было упомянуто, что способ согласно изобретению может быть осуществлен посредством режущего инструмента, подобного инструменту из WO 2017/099607 A1, имеющему относительно острые режущие кромки. Однако использование притупленной режущей кромки для невращающегося режущего элемента может быть предпочтительным на этапах выполнения сдавливания трубной конструкции. Иными словами, будет легче избежать прорезания трубной конструкции на этапе сдавливания в случае (а) использования притупленной режущей кромки / притупленных режущих кромок. Одним из решений достижения этой цели является применение конфигурируемой режущей кромки, обеспечивающей переключение между острой режущей кромкой и тупой режущей кромкой в зависимости от фактической необходимости. Для этого существуют различные технические решения. Таким образом, режущий инструмент согласно третьему аспекту изобретения был усовершенствован для выполнения своей цели.

В одном из вариантов осуществления режущего инструмента согласно изобретению невращающийся режущий элемент снабжен адаптерным устройством, чтобы закрыть режущую кромку невращающегося режущего элемента для формирования притупленной режущей кромки. В следующем варианте осуществления это адаптерное устройство установлено с возможностью поворота на режущем элементе так, чтобы обеспечить легкое переключение между острой режущей кромкой и притупленной режущей кромкой.

В четвертом аспекте изобретение относится к режущему инструменту в способе согласно изобретению, в котором дополнительный режущий элемент на противодействующем элементе выполнен с возможностью формирования дополнительной острой режущей кромки или дополнительной притупленной режущей кромки в зависимости от фактической необходимости. По аналогии с третьим аспектом уже было упомянуто, что способ согласно изобретению может быть осуществлен посредством режущего инструмента, подобного инструменту из WO 2017/099607 A1, имеющему относительно острые режущие кромки. Однако использование притупленной режущей кромки для дополнительного режущего элемента может быть предпочтительным на этапах выполнения сдавливания трубной конструкции. Иными словами, будет легче избежать прорезания трубной конструкции на этапе сдавливания в случае (а) использования притупленной режущей кромки / притупленных режущих кромок. Одним из решений для достижения этого является применение конфигурируемой режущей кромки, обеспечивающей переключение между дополнительной острой режущей кромкой и дополнительной тупой режущей кромкой в зависимости от фактической необходимости. Для этого существуют различные технические решения. Таким образом, режущий инструмент согласно четвертому аспекту изобретения был усовершенствован для выполнения своей цели.

В одном из вариантов осуществления режущего инструмента согласно изобретению дополнительный режущий элемент снабжен дополнительным адаптерным устройством, чтобы закрыть дополнительную режущую кромку дополнительного режущего элемента для формирования притупленной режущей кромки. В другом варианте осуществления это дополнительное адаптерное устройство установлено с возможностью поворота на режущем элементе так, чтобы обеспечить легкое переключение между дополнительной острой режущей кромкой и дополнительной притупленной режущей кромкой.

Следует подчеркнуть, что третий аспект и четвертый аспект могут быть объединены тем, что как режущий элемент, так и дополнительный режущий элемент могут быть выполнены с возможностью формирования соответствующей острой режущей кромки или притупленной режущей кромки в зависимости от фактической необходимости.

Краткое описание чертежей

Далее раскрыт пример предпочтительного варианта осуществления изобретения, проиллюстрированный на прилагаемых чертежах, на которых:

Фиг. 1а показывает вид сверху варианта осуществления режущего инструмента согласно изобретению с втянутым невращающимся режущим элементом;

Фиг. 1b показывает вид сверху варианта осуществления режущего инструмента согласно изобретению с частично выдвинутым невращающимся режущим элементом;

Фиг. 2а-с показывают трубную конструкцию, содержащую трубный узел, в котором изобретение может быть использовано особенно успешно;

Фиг. 3а-с показан этап способа резки трубной конструкции согласно изобретению;

Фиг. 4а-с показывают следующий этап способа резки трубной конструкции согласно изобретению;

Фиг. 5а-с показывают следующий этап способа резки трубной конструкции согласно изобретению;

Фиг. 6а-с показывают следующий этап способа резки трубной конструкции согласно изобретению;

Фиг. 7: показывает этап способа манипулирования трубной конструкцией согласно изобретению;

Фиг. 8: показывает следующий этап способа манипулирования трубной конструкцией согласно изобретению;

Фиг. 9а-b иллюстрируют первый аспект изобретения;

Фиг. 10а-b иллюстрируют другой аспект изобретения;

Фиг. 11а-b иллюстрируют часть варианта осуществления режущего инструмента согласно изобретению, и

Фиг. 12а-b иллюстрируют другую часть варианта осуществления режущего инструмента согласно изобретению.

Осуществление изобретения

Ниже описаны различные иллюстративные варианты осуществления настоящего объекта изобретения. В интересах ясности не все признаки фактической реализации раскрыты в данном описании изобретения. Конечно, следует понимать, что при разработке любой такой фактической реализации необходимо принимать многочисленные, специфические для реализации решения, чтобы достичь специфических целей разработчика, таких как соблюдение ограничений, связанных с системой и бизнесом, зависящих от реализации. Более того, следует понимать, что такие усилия по разработке могут быть сложными и длительными, но, тем не менее, они были бы обычным делом для тех, кто обладает обычными навыками в этой области и может воспользоваться преимуществами этого раскрытия.

Настоящий объект изобретения будет раскрыт теперь со ссылкой на прилагаемые фигуры. Различные системы, конструкции и устройства схематично изображены на чертежах только в целях пояснения и так, чтобы не затруднять понимание настоящего раскрытия подробностями, хорошо известными специалистам в данной области. Тем не менее, прилагаемые чертежи включены для описания и пояснения иллюстративных примеров настоящего раскрытия. Слова и фразы, используемые в данном документе, следует понимать и интерпретировать в значении, соответствующем пониманию этих слов и фраз специалистами в соответствующей области техники. Какое-либо специальное определение термина или фразы, т.е. определение, отличное от обычного и общепринятого значения, как его понимают специалисты в данной области, не подразумевают при последовательном использовании термина или фразы в настоящем документе. В той степени, в которой термин или фраза должны иметь специальное значение, т.е. значение, отличное от того, как его понимают специалисты в данной области, такое специальное определение будет явно изложено в раскрытии в виде определения, которое прямо и однозначно предоставляет специальное определение для такого термина или фразы.

Приведенные ниже фигуры и раскрытие иллюстрируют варианты осуществления способов резки трубной конструкции в нефтехимической промышленности, а также варианты осуществления режущих инструментов, которые могут быть использованы в таких способах.

Фиг. 1а показывает вид сверху варианта осуществления режущего инструмента 100 согласно изобретению с втянутым невращающимся режущим элементом. Фиг. 1b показывает вид сверху варианта осуществления режущего инструмента 100 согласно изобретению с частично выдвинутым невращающимся режущим элементом. Режущий инструмент 100 может быть установлен на буровой площадке в виде узла на трубный ключ (не показан) или в виде автономной системы (не показана), которую можно перемещать вперед-назад (например, посредством рельсовой системы) по роторному вкладышу для ведущей трубы (РВВТ) для каждого реза. Альтернативно им можно манипулировать посредством крана или манипулятора (не показан). Альтернативно режущий инструмент 100 может быть использован в других местах.

Фиг. 1а показывает режущий инструмент 100 с охватывающей полостью 50 для приема трубной конструкции (не показана), подлежащей резке. Охватывающая полость 50 образована корпусом 110 инструмента и противодействующим элементом 140. Режущий инструмент включает в себя линейный привод 120. Линейный привод 120 включает в себя в данном варианте осуществления изобретения два гидроцилиндра, но может быть любое другое количество гидроцилиндров или могут быть другие типы приводов, такие как винтовые домкраты. Линейный привод 120 подсоединен к невращающемуся режущему элементу 130 на первой стороне S1 охватывающей полости 50 (показано на фиг. 1b) и выполнен с возможностью осуществления поступательного режущего движения посредством указанного режущего элемента 135. Противодействующий элемент 140 включает в себя дополнительный режущий элемент 145, обращенный к охватывающей полости 50, установленный на второй стороне S2, противоположной первой стороне S1, как показано. Противодействующий элемент 140 в данном варианте осуществления изобретения установлен с возможностью поворота на корпусе 110 инструмента, как показано. Противодействующий элемент 140 может быть открыт для обеспечения расположения трубной конструкции в охватывающей полости 50. На фиг. 1b также показано, что во время выдвижения режущего элемента 135 его направляют на противоположных сторонах посредством направляющих 125, по которым режущий элемент 135 скользит. Это обеспечивает более стабильную резку и сдавливание.

В случае гидравлического привода 120 он обычно включает в себя гидроцилиндр (не показан) с поршнем (не показан) и поршневым штоком (не показан), на котором установлен режущий элемент 135. При эксплуатационном использовании режущий элемент 135 выдвигают, и им, согласно настоящему изобретению, либо сдавливают, либо разрезают трубу 1 напротив режущего элемента 145 на противодействующем элементе 140 в зависимости от длины хода режущего элемента 145. Фактически на фиг. 1b показан возможный ход, который может быть применен для сдавливания трубной конструкции без ее резки. Можно заметить, что охватывающая полость 50 стала меньше, но соприкосновение режущего элемента 135 с дополнительным режущим элементом 145 не происходит.

Вариант осуществления режущего инструмента, показанный на фиг. 1а и 1b, может резать трубные конструкции до 36 дюймов (914 мм) и способен без проблем сдавливать и/или разрезать бурильные трубы через бурильные замки, а также цементированные обсадные трубы и обсадные трубы с покрытием.

Следует подчеркнуть, что в рамках настоящей формулы изобретения возможны также другие исполнения и размеры режущего инструмента, так что данный режущий инструмент предназначен для разных размеров трубных конструкций. Альтернативно могут быть использованы режущие инструменты, имеющие несколько подвижных режущих элементов, расположенных вокруг охватывающей полости, т.е. два или четыре или другое количество.

Фиг. 2а-с показывают трубную конструкцию, содержащую трубный узел, в котором изобретение может быть использовано особенно успешно. Эта трубная конструкция 1 включает в себя несколько труб, концентрически расположенных друг над другом. В рассматриваемом примере есть наружная труба 1-1, которая на практике может быть кондуктором. Внутри кондуктора 1-1 предусмотрена средняя труба 1-2, которая на практике может быть обсадной трубой. Внутри средней трубы 1-2 предусмотрена внутренняя труба 1-3, которая на практике может быть насосно-компрессорной колонной. Здесь рассмотрены три концентрические трубы, но на практике может быть также иное количество труб. Между названными концентрическими трубами может находиться цементная или другая масса.

Как уже обсуждено ранее, при резке и вертикальном подъеме таких трубных конструкций 1 может возникнуть проблема. В таком сценарии существует риск выпадения внутренних труб, в т.ч. цемента. В предшествующем уровне техники эту проблему обычно решают посредством трудоемких процессов штифтования.

Фиг. 3а-с показывают этап способа резки трубной конструкции 1 согласно изобретению. Фиг. 3а показывает вид сверху. Фиг. 3b показывает вид сбоку в поперечном разрезе. Фиг. 3с показывает вид в аксонометрии. На этом этапе способа режущий инструмент 100 расположен в первом положении Р1. Это означает, что противодействующий элемент 140 сначала открыт, позволяя ввести трубную конструкцию 1 в охватывающую полость 50, как показано. В данном примере на режущем инструменте 100 далее предусмотрено несколько подъемных соединительных точек 171, облегчающих манипулирование посредством крана или другого типа манипулятора (не показан).

Фиг. 4а-с показывают еще один этап способа резки трубной конструкции 1 согласно изобретению. Фиг. 4а показывает вид сверху. Фиг. 4b показывает вид сбоку в поперечном разрезе. Фиг. 4с показывает вид в аксонометрии. На этом этапе способа режущий инструмент 100 используют для сдавливания трубной конструкции 1 в первом положении Р1, как показано. Иными словами, режущий элемент 135 перемещают/толкают в направлении дополнительного режущего элемента 145, но не доводят полностью до него, что в формуле изобретения названо как частичное поступательное режущее движение. Во время этого этапа сдавливания трубную конструкцию 1 деформируют с образованием выступающих наружу выступов 1р, как показано на фиг. 4а и фиг. 4с.

Фиг. 5а-с показывают еще один этап способа резки трубной конструкции 1 согласно изобретению. Фиг. 5а показывает вид сверху. Фиг. 5b показывает вид сбоку в поперечном разрезе. Фиг. 5с показывает вид в аксонометрии. На этом этапе способа трубную конструкцию 1 освобождают от режущего инструмента 100 и затем перемещают режущий инструмент во второе положение Р2, как показано, смещением на предварительно заданное расстояние dp. В процессе демонтажа обсадной трубы из скважины предпочтительно, если второе положение Р2 расположено выше первого положения Р1, когда трубная конструкция 1 ориентирована в вертикальном положении. Это будет разъяснено позже. Однако изобретение не ограничено этим вариантом способа. Важно отметить, что трубная конструкция 1 на этом этапе имеет вдавленную область D1, как показано.

Фиг. 6а-с показывают еще один этап способа резки трубной конструкции 1 согласно изобретению. Фиг. 6а показывает вид сверху. Фиг. 6b показывает вид сбоку в поперечном разрезе. Фиг. 6с показывает вид в аксонометрии. На этом этапе способа режущий инструмент 100 используют для резки трубной конструкции 1 во втором положении Р2, как показано. Иными словами, режущий элемент 135 перемещают/толкают в направлении дополнительного режущего элемента 145 и доводят полностью до соприкосновения с ним, что в формуле изобретения названо как полное поступательное режущее движение.

Фиг. 7 показывает этап способа манипулирования трубной конструкцией 1 согласно изобретению. Фактически этот способ продолжает способ, показанный на фиг. 3а-6с. Вдавленная область D1 теперь хорошо видна на верхнем участке оставшейся трубной конструкции 1. Теперь трубной конструкцией 1 можно далее манипулировать посредством клинового захвата 200, как показано. Клиновый захват 200 включает в себя первую часть 202, присоединенную с возможностью поворота ко второй части 204, как показано, для формирования дополнительной охватывающей полости, выполненной так, чтобы соответствовать форме вдавленной области D1. На фиг. 7 клиновый захват 200 открыт, как показано, чтобы трубная конструкция 1 могла быть расположена внутри его охватывающей полости.

Фиг. 8 показывает еще один этап способа манипулирования трубной конструкцией 1 согласно изобретению. На этом этапе клиновый захват 200 располагают вокруг вдавленной области D1 и закрывают. Клиновый захват 200 на фиг. 7 и 8 также включает в себя соответствующие подъемные крюки 206, как показано, что позволяет манипулировать клиновым захватом 200 посредством грузоподъемного устройства, крана или манипулятора (не показаны). На этапе фиг. 8 трубная конструкция 1, имеющая, возможно, большую колонну трубных конструкций ниже, может быть поднята, чтобы позволить разрезать трубную конструкцию 1 в следующем положении ниже первого положения. Таким образом, трубная конструкция 1 может быть разрезана по частям путем поступательного сдавливания, резки и подъема названной трубной конструкции.

Фиг. 9а-b иллюстрируют первый аспект изобретения. Эти фигуры иллюстрируют, что понимают под ранее рассмотренной вдавленной областью D1 трубной конструкции 1 в первом положении Р1. Выступающие наружу выступы 1р также ясно показаны.

Фиг. 10а-b иллюстрируют другой аспект изобретения. Эти фигуры иллюстрируют, что понимают под так называемыми плечами 199, образованными во вдавленной области D1, как указано в формуле изобретения. Каждый вдавленный элемент на каждой стороне явно образует два плеча 199 напротив друг друга, как показано на фиг. 10b. Эти плечи 199 образуют части, между которыми осуществляет захват ранее рассмотренный клиновый захват 200. Фиг. 10а и 10b также иллюстрируют область С1 резки, расположенную в ранее рассмотренном втором положении Р2. В этой области С1 резки трубная конструкция 1 полностью сдавлена, приобретая форму, подобную показанной на этих фигурах.

Фиг. 11а-b иллюстрируют часть варианта осуществления режущего инструмента согласно изобретению. Проиллюстрированная часть представляет собой невращающийся режущий элемент 135, имеющий на фиг.11а острую режущую кромку 135s. Уже было упомянуто, что в принципе может быть использован режущий инструмент, раскрытый в WO 2017/099607 A1 или аналогичный ему, т.е. режущий инструмент с острыми режущими кромками. Однако режущий инструмент согласно настоящему изобретению может быть усовершенствован при использовании адаптера 137, как показано на фиг. 11b. Этот адаптер 137 выполнен так, чтобы закрыть острую режущую кромку 135s, и эффективно формирует притупленную режущую кромку 137b для режущего элемента 135. Степень остроты и степень притупленности на фиг. 11а и 11b могут быть разными. Даже может быть произвольным, что означает понятие "острый" в этом отношении. Важно то, что для режущего элемента 135 существуют по меньшей мере разные степени остроты или притупленности. Адаптер 137 может быть установлен вручную на режущем элементе 135 или может быть установлен с возможностью поворота на режущем элементе 135. Использование адаптера 137 превращает режущий элемент 135 в конфигурируемый режущий элемент, причем режущая кромка может быть острой или притупленной в зависимости от требований этапа способа согласно изобретению.

Фиг. 12a-b иллюстрируют другую часть варианта осуществления режущего инструмента согласно изобретению. Проиллюстрированная часть представляет собой дополнительный режущий элемент 145, имеющий на фиг. 12а дополнительную острую режущую кромку 145s. Режущий инструмент согласно настоящему изобретению может быть усовершенствован внедрением дополнительного адаптера 147, как показано на фиг. 12b. Этот дополнительный адаптер 147 выполнен так, чтобы закрыть дополнительную острую режущую кромку 145s, и эффективно формирует притупленную режущую кромку 147b для дополнительного режущего элемента 145. Степень остроты и степень притупленности на фиг. 12а и 12b могут быть разными. Определение "острый" может быть даже произвольным в этом отношении. Важно то, что для дополнительного режущего элемента 145 существуют по меньшей мере разные степени остроты или притупленности. Дополнительный адаптер 147 может быть установлен вручную на дополнительном режущем элементе 145 или может быть установлен с возможностью поворота на дополнительном режущем элементе 145. Использование дополнительного адаптера 147 превращает дополнительный режущий элемент 145 в конфигурируемый режущий элемент, причем режущая кромка может быть острой или притупленной в зависимости от требований этапа способа согласно изобретению.

Со ссылкой на фиг. 11 to и 12b следует отметить, что эти аспекты могут быть удобно объединены тем, что обе режущие кромки могут быть выполнены с возможностью конфигурирования с позиции остроты или притупленности.

Конкретные варианты осуществления изобретения, раскрытые выше, являются только иллюстративными, поскольку изобретение может быть модифицировано и реализовано различными, но эквивалентными способами, очевидными для специалистов в данной области, получающих результат от изложенных здесь идей. Например, названные выше этапы способа могут быть выполнены в другом порядке. Кроме того, не предполагается никаких ограничений в отношении показанных здесь деталей конструкции или внешнего вида, кроме раскрытых в приведенной ниже формуле изобретения. Поэтому очевидно, что конкретные варианты осуществления, раскрытые выше, могут быть изменены или модифицированы, и все такие варианты рассматриваются в пределах объема изобретения. Соответственно, защита, испрашиваемая в настоящем документе, изложена в приведенной ниже формуле изобретения.

Следует отметить, что вышеупомянутые варианты осуществления иллюстрируют, а не ограничивают изобретение и что специалисты в данной области смогут разработать множество альтернативных вариантов осуществления без отступления от объема прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения любые ссылочные обозначения, заключенные в круглые скобки, не следует толковать как ограничивающие формулу изобретения. Использование глагола "включать в себя" и его спряжений не исключает наличия элементов или этапов, отличных от указанных в формуле изобретения. Элемент, употребленный в форме множественного числа, не исключает наличия множества таких элементов. Тот факт, что определенные меры перечислены во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что комбинация этих мер не может быть использована с получением преимуществ. В пунктах формулы изобретения для устройства, перечисляющих несколько средств, несколько из этих средств могут быть осуществлены одним и тем же компонентом оборудования.

Группа изобретений относится к режущему инструменту для резки труб в нефтехимической промышленности. Способ резки труб на буровой площадке включает в себя позиционирование режущего инструмента в первом положении снаружи трубной конструкции, сдавливание трубной конструкции в первом положении посредством активации частичного поступательного режущего движения невращающегося режущего элемента для получения вдавленной области в трубной конструкции, позиционирование режущего инструмента во втором положении снаружи трубной конструкции. Второе положение смещено на предварительно заданное расстояние относительно первого положения. Далее следует резка трубной конструкции во втором положении посредством активации полного поступательного режущего движения невращающегося режущего элемента через трубную конструкцию. Обеспечивается резка многотрубных узлов без необходимости предварительного штифтования. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 27 ил.

1. Способ резки трубной конструкции (1) в нефтехимической промышленности с помощью режущего инструмента (100), имеющего невращающийся режущий элемент (135) и противодействующий элемент (140), расположенный напротив невращающегося режущего элемента (135), причем режущий инструмент (100) выполнен с возможностью выполнения поступательного режущего движения через трубную конструкцию (1),

причем способ содержит следующие этапы:

a) позиционирование режущего инструмента (100) в первом положении (Р1) снаружи трубной конструкции (1);

b) сдавливание трубной конструкции (1) в первом положении (Р1) посредством активации частичного поступательного режущего движения невращающегося режущего элемента (135) для получения вдавленной области (D1) в трубной конструкции (1);

c) позиционирование режущего инструмента (100) во втором положении (Р2) снаружи трубной конструкции (1), причем второе положение (Р2) смещено на предварительно заданное расстояние (dp) относительно первого положения (Р1), и

d) резка трубной конструкции (1) во втором положении (Р2) посредством активации полного поступательного режущего движения невращающегося режущего элемента (135) через трубную конструкцию (1).

2. Способ по п. 1, в котором при эксплуатационном использовании способа трубную конструкцию (1) ориентируют в вертикальном положении и при этом второе положение (Р2) расположено выше первого положения.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором режущий инструмент (100) перемещают к трубной конструкции (1) и от нее посредством крана или манипулятора.

4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором режущий инструмент (100) перемещают к трубной конструкции (1) и от нее посредством рельсовой системы.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором подлежащая резке трубная конструкция (1) в нефтехимической промышленности представляет собой одну из группы, состоящей из: кондуктора, обсадной трубы, цементированной обсадной трубы, обсадной трубы с покрытием, цементированной обсадной трубы с покрытием, бурильной колонны, бурильной трубы, насосно-компрессорной колонны и эксплуатационного райзера.

6. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором используемый режущий инструмент (100) включает в себя:

- корпус (110) инструмента, выполненный с возможностью расположения трубной конструкции (1) в его охватывающей полости (50);

- привод (120), установленный на корпусе (110) инструмента с одной стороны (S1) охватывающей полости;

- невращающийся режущий элемент (135), предусмотренный на приводе (120), причем привод (120) с режущим элементом (135) выполнен с возможностью осуществления поступательного режущего движения через охватывающую полость (50), содержащую трубную конструкцию (1), и

- противодействующий элемент (140), установленный на противоположной стороне (S2) охватывающей полости (50) корпуса (110) инструмента напротив режущего элемента (135) для передачи усилия противодействия на трубную конструкцию (1) во время резки,

причем на этапах позиционирования трубную конструкцию (1) располагают внутри охватывающей полости (50).

7. Способ по п. 6, в котором в используемом режущем инструменте (100) противодействующий элемент (140) снабжают дополнительным режущим элементом (145), направленным в сторону невращающегося режущего элемента (135) для облегчения резки.

8. Способ манипулирования трубной конструкцией (1), включающий в себя способ по любому из предыдущих пунктов, дополнительно включающий в себя этап захвата вдавленной области (D1) трубной конструкции (1) посредством клинового захвата (200), выполненного для захвата между плечами (199) вдавленной области (D1).

9. Способ по п. 8, дополнительно включающий в себя этап подъема трубной конструкции (1) посредством подъема клинового захвата (200).

10. Режущий инструмент (100), используемый в способе по любому из предыдущих пунктов, в котором невращающийся режущий элемент (135) выполнен с возможностью формирования острой режущей кромки (135s) или притупленной режущей кромки (137b) в зависимости от фактической необходимости.

11. Режущий инструмент (100) по п. 10, в котором невращающийся режущий элемент (135) снабжен адаптерным устройством (137), чтобы закрыть режущую кромку (135s) невращающегося режущего элемента (135) для формирования притупленной режущей кромки (137b).

12. Режущий инструмент (100), используемый в способе по любому из пп. 7-9, в котором дополнительный режущий элемент (145) на противодействующем элементе (140) выполнен с возможностью формирования дополнительной острой режущей кромки (145s) или дополнительной притупленной режущей кромки (147b) в зависимости от фактической необходимости.

13. Режущий инструмент (100) по п. 12, в котором дополнительный режущий элемент (145) снабжен дополнительным адаптерным устройством (147), чтобы закрыть дополнительную режущую кромку (145s) дополнительного режущего элемента (145) для формирования притупленной режущей кромки (147b).