Кумулятивный труборез Советский патент 1985 года по МПК E21B29/02 

СО

О)

о

СХ)

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для ликвидации аварий в глубоких нефтяных и газовых скважинах с помощью взрыва, а именно для обрыва прихваченных бурильных труб- с высаженными внутрь концами. Известен кумулятивный труборез, включающий корпус, в верхней и нижней частях которого размещены пакерующие элементы с возможностью их раскрытия и изоляции зоны прострела, источник газа для газификации жидкости в зоне прострела с целью улучщения качества реза 1.

Недостатком указанного трубореза является невысокая эффективность из-за наличия некоторого количества жидкости в пространстве между зарядом и стенкой трубы.

Наиболее близким к предлагаемому по достигаемому эффекту является кумулятивный труборез, состоящий из трубчатого корпуса, заряда, помещенного в эластичную водонепроницаемую оболочку, источника газа для раздутия эластичной оболочки, инициатора взрыва заряда 2.

Недостатком прототипа является низкая надежность срабатывания инициатора, взрыва, так как команда передается по кабелю с дневной поверхности и повреждение или прихват последнего приводит к осложнениям в работе трубореза.

Цель изобретения - повышение надежности срабатывания инициатора взрыва.

Указанная цель достигается тем, что в кумулятивном труборезе, состоящем из трубчатого корпуса, заряда, помещенного в эластичную водонепроницаемую оболочку, источника газа для раздутия эластичной оболочки, инициатора взрыва заряда, последний выполнен в виде размещенного в трубчато.м корпусе подвижного поршня с центральным глухим каналом с кольцевой проточкой на внутренней поверхности, в котором расположены подпружиненный ударник и втулка с шариковым фиксатором с возможностью взведения ударника и его освобождения в конце хода порщня и взаимодействия с детонатором кумулятивного заряда. На фиг. 1 изображен предлагаемый кумулятивный труборез, общий вид, при спуске в скважину; на фиг. 2 - то же, перед подрывом снаряда.

Кумулятивный труборез (фиг. 1) содержит кумулятивный заряд 1 со средствами инициирования в виде капсюля-детонатора 2 накольного действия и отрезка детонирующего шнура 3. Эластичная водонепроницаемая оболочка 4 защемлена в наконечнике 5 и трубчатом корпусе 6. В трубчатом корпусе размещен подвижный поршень 7 с уплотнительными кольцами 8 и центральным каналом, в котором размещены ударник 9, пружина 10, втулка 11 с упором 12 и шариковыми фиксаторами ГЗ. Перемещение поршня осуществляется под действием штока 14, который приводится в действие каким-либо известным способом (энергией сжатой пружины, пороховых газов гидростатического давления и т. д.). Т сточником газа является реакция поступающей через отверстия в наконечнике 5 и дренажной трубке 15 скважинной жидкости (воды) с размещенным между зарядом и наконечником продуктом 16, например гидридом лития, выделяющим в контакте с водой водород. Отверстие в наконечнике снабжено шаровым клапаном 17.

Кумулятивный труборез работает следующим образом.

При спуске кумулятивного трубореза в скважину поступающая через отверстия в наконечнике 5 и трубке 15 вода реагирует с гидридом лития 16 с образованием водорода. Благодаря шаровому клапану 17 осуществляется автоматическая регулировка поступления воды и поддержание давления водорода внутри трубореза и в дополнительной емкости 6 на уровне окружающего гидростатического давления. На заданной глубине от импульса электрического тока приводится в действие щток 14, который порщнем 7 вытесняет газ из трубчатого корпуса. При этом благодаря тому, что к началу движения поршня в трубчато.м корпусе давление газа равно наружному гидростатическому, а объем трубчатого корпуса равен объему жидкости, вытесняемой эластичной оболочкой при ее определенной наперед заданной степени расширения, в конце движения поршня в дополнительной емкости эластичная оболочка принимает необходимую форму, оттесняя скважинную жидкость в зазоре между зарядом и стенкой обрываемой трубы. Одновременно при достижении контакта упора 12 втулки 11 с буртиком дополнительной емкости при движении поршня 7 начинает сжиматься пружина 10 (фиг. 2). При достижении необходимой степени сжатия пружины кольцевая проточка центрального канала поршня оказывается напротив шариковых фиксаторов. Последние под действием усилия пружины, передаваемого через проточку в ударнике, расходятся, осво бождая ударник, и тот производит накол капсюля-детонатора 2. Взрыв последнего передается на отрезок детонирующего шнура 3, а от него - на кумулятивный заряд. При детонации кумулятивного заряда образуется плоская кумулятивная струя. Ее формирование и движение к стенке бурильной трубы происходит в благоприятных условиях так как жидкость оттеснена эластичной оболочкой, а плотность водорода даже при давлении 50 МПа на Порядок меньше плотности, например, пороховых газов (0,04 г/см)., что не оказывает существенного влияния на работоспособность трубореза.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство обладает надежным инициированием заряда при заданной наперед степени расширения эластичной оболочки.

Применение предлагаемой конструкции позволяет проводить ликвидацию прихвата бурильных труб с высаженными внутрь концами обрывом при гидростатических давлениях, значительно больших (как минимум на 30-50 МПа,,), чем то максимальное значение гидростатического давления, при котором происходит обрыв тех же труб известными средствами (фугасными торпедами с цилиндрическими шашками ВВ). Последнее объясняется сильным влиянием гидростатического давления на действие фугасного заряда и практически отсутствием такого влияния на действие кумулятивной струи предлагаемого устройства.

КУМУЛЯТИВНЫЙ ТРУБОРЕЗ, состоящий из трубчатого корпуса, заряда, помещенного в эластичную водонепроницаемую оболочку, источника газа для раздутия эластичной оболочки, инициатора взрыва заряда, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности срабатывания инициатора взрыва, последний выполнен в виде размещенного в трубчатом корпусе подвижного поршня с центральным глухим каналом с кольцевой проточкой на внутренней поверхности, в котором расположены подпружиненный ударник и втулка с щариковым фиксатором с возможностью взведения ударни.ка и его освобождения в конце хода поршня и взаимодействия с детонатором кумулятивного заряда.

Л

L

W

7

ФигА