Устройство для химического разрушения и обработки труб Советский патент 1989 года по МПК E21B29/02 

7-f

П

ю

(Л

4

;о со

а

О)

мс. 7. С OoKonoii CTCMIKOI I корпуса 1 пзаимол.ейстпует камера ( сгорпния под смесь компонентов caмoпocпr a lc- пяющегося П1Дсокотемперптур1Т1М о синтеза. Камера 2 имеет и верхнеГг части под мемб1)аиой 3 колг.цспоГ бурт. Камера А выполнена кольцевой п размещена на бурте с возможносты ) образования колЫ евой воздушной полостп 5 с боковой CTGHKoii камеры 2, Бурт

иат ренаетсп, затем начинается реак- Ц11Я между фтористым окислителем и пнутреннеГ поверхностью бурта камеры 2. После прогорания стенки пос- ледпе1 1 в ее утоньшенной части разогретый фтористьш окислитель вытекает из камеры 2 на поверхность разгружаемой Tpvub и она В - жигается „ 4з,П. li-Jibi, 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности. Цель - увеличение площади обрабатываемой поверхности труб. Устройство содержит корпус 1, в полости которого размещены перекрытия в верхней части разрушаемой мембраной 3 камера 2 под окислитель и установленный над ней узел воспламенения 7. С боковой стенкой корпуса 1 взаимодействует камера 4 сгорания под смесь компонентов самовоспламеняющегося высокотемпературного синтеза. Камера 2 имеет в верхней части под мембраной 3 кольцевой бурт. Камера 4 выполнена кольцевой и размещена на бурте с возможностью образования кольцевой воздушной полости 5 с боковой стенкой камеры 2. Бурт нагревается, затем начинается реакция между фтористыми окислителем и внутренней поверхностью бурта камеры 2. После прогорания стенки последней в ее утоньшенной части разогретый фтористый окислитель вытекает из камеры 2 на поверхность разгружаемой трубы и она выжигается. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горной промтличпепности и может быть исполь- гчовано, например, тя химтггс-.ского разрушения и обра(кг1ки зг.клш пнпшхся BHyTfiH скважины уч..оя ч riyi i необходимой ;uniHM.

Цель изобрЕ 1 ения -- уие.пичоиие ил от лд и о б ра б а i i тв а eMoi i но в t; р но с т и труб и обесиечр. косвенного контроля за процессом разрушения и обработки 1руб„

iln фиг. 1-3 изображены разлилпьш варил.нтг: pMiiojnsennsi устроГ1ства, ону- гл.еппо Г1 п скан:-:и; у т- . разрушаемому л-час IK у .

Устро;(стРС5 содержит корпус 1 , Е по;гости KijTopcu о р чзмещена камер 2 под .IП тeлj-, лме|п:11ая и noi xnesj T lpne npo6Kv, герметизиг)умпу;о О гве:р- с ти; для за.-.пчки огл слител т, в кале- (vrrte кото ) ОГ(, мотает б -ггь испс льчо- ijan, г ллримс), т1Л|фторид брома (фто- )ис окиг Л1ТГ: мь) , 2 .я верхней части пе)ог;рыта и исходном ноло- ;ченин рпзру г;1гмоп кол.ьдевоГс -. oiinpa- Hoi 3 и iij Cier ип;. KOjii-;;t: . оу для pa;uJC i,enn;i колт девой K.,; / ciopiiuni, содержат/ ; смесь ; омпгзнет ТО1 еПМОПОСПЛ Л 101 Я101ЦеГОСЯ i;.rL4 OTer- иературного cifiiT. 3a ((Ли). К гл/ьра А с.горалия Т)3..ействуеч с б(.л :овой стенко корпуса и образует воздушнук кольцевую псплость 3 с 6oKOBoii стенко камеры , В кплестне CiiC може 1 использоваться смесь титана и бора в отехнометрилес.ком cooTimnjeHiu в БИ-- де прессованных таблеток. Для обеспе леь.чя nnnpanjieiuiuro nporopainin камеры 2 опа имеет утоньшение 6, нениое по В1;утренней ионерхности кольцевого бурта, В верхней части корпуса I над камерой под окислитель устлнонлст узел 7 воснламеиения.

П

0

0

5

0

5

В1 Л1оче)П1я устройства, изображенная па фиг . 1 , может быть исполь- зоиана п том случае, узел вос- п.чаменеиия при срабать)ваиии выраба- тчтшег прлдукть,, не обла;дающне высокой реак ;11ОН1юй способностью по oTHO lienn: к фтористь окислителям, папри М(р азот В случае высокой ре- , способности нродуктов сгорания заряда узла 7 воспламенения .ле прорыва разрутиаемой мембраны 3 вследг.твие реакции фтористого .жителя с указа1И1;)1ми продуктами дав- лоиик будет распространяться внутрь камеры 2 и может разрушить ее, В целях предо г})р;:М1ения разрую1ения камеры 2 за счет 11зо:ьчц)и основнот О объема фтористого окислителя камера 2 мо- ;ет Г. лть ыло,лттена с внутренней пере- городко f), 1)азмег;ен юй между кольцевым буртом кямеры 2 и разрушаемой мембраноГг 3. Па фиг, 2 показан ва- такого выпол 1ения, когда роль репией перегородки играют торцо- ,ie поверхности камеры 2 под окисли- тс-чь ) - устано1зленной над камерой 2о 11а:ти ие допол П1телы1ой камеры обус- ловле1 о необходимостью унификации узлов устройства, камера 9 может от-- сутстаовать, а перегородаа 8 может б|;1ть выполпепа непосредственно в полости камеры 2,

В том случае, если в качестве СВС используются легковоспламеняюгп.иеся компоненты, например, на основе циркония или nopifCTfcrx теплоэлементов из смеси титат а и бора, иници 1рование СВС может быть осущестплено непосредственно от воздействия на него Продуктов срабатьшания узла 7 вос- пламене 1ия, как это показано на фиг, 3„ В этом случае в узле воспламенении может быть чспользован

дымный ру :ейиьги порох маг;сой немее

1г, D этом случае позможность нерасчетного повьпиення давления в камере

2под окислитйль минимальная.

В случае необходимости разрушения участков труб большой длины камера 2 под окислитель может быть вьшолнена в виде последовательно установленных секци1 1, как это показано на флг. 1-3, при этом верхний торец каждой из секций камеры 2 выполнен с осевым выступом 10, а НИЖНШ1 - с ответным тупом - осевым пазом 11 для размещения осевого выступа последующей секции .

Для повышения надежности срабатывания секции камеры под окислитель, 1п-окняя часть 12 боковой поверхности каждой из секций выполнена сущающей- ся книзу;. Такое вьтол}1ениа позволяет окислителю при прогорании нижней части 12 стенок секций вытекать непосредственно на торец следующей секции.

}1ля обеспечения косвенного контро- 25 нагрева

ля за процессом разрушения и обработки труб устройство может быть снабжено г-ерфорированньии переходниками 13 (Лиг, 2), концентрично уста- новленньии в полостях каждой из секций камеры пор, окислитель и жестко связанными с их торцами, В связи с тем, что камера А сгорания удалена от стенки перфорированного переход- цика 13, последний не нагревается. В результате этого после израсходо- вания окислителя несгоревгше узлы, соединенные с перфорированным пере- ходиш ом 13, могут быть извлечены из скважины (например, тросом, укрепленным на верхнем торце корпуса 1). При возможности распространения ре- акиии к переходнику 13, последний может быть выполнен увеличенной цы или содержать ребра, толщина которых определяется из условия неполного сгорания в окислителе.

В перфорированном переходнике 13 может быть вьтолнена перегородка 14 (фиг. 3), установленная с образованием полости 15. Размещение перегородки 14 на различной высоте позволяет регулировать количество фтористог окислителя.

Разрушаемая кольцевая мембрана 16 (фиг. 3) обеспечивает стравливание избыточного давления из камеры под окислитель, образуюп егося при горении СВС за счет испарения части окислителя до момента прогорани,я боковой стенки камеры под окислитель-

Устройство работает следующим образом.

Устройство устанавливается в разрушаемых трубах 17 на пробку (или забой) 18. Инициируется узел 7 воспламенения, в результате этого лрорьшается разрушаемая мембрана 3 и часть фтористого окислителя попадает на смесь компонентов СВС. При контактировании окислителя с компонентами СВС происходит реакция синтеза 5 диборида титана в случае соедш1ения титана j-: бора. Температура горения при синтезировании диборида титана составляет 3190 К. Использование компонентов СВС обусловлено высокой тем0 поратурой горения и калорийностью. За счет теплопроводности от раскаленных конечных продуктов нагревается кольцевой бурт камеры 2 под окислитель. После его

до температуры начала

0

5

0

5

0

5

реакции (для стали около 450°С) начинается реакция между фтористым окислителем и внутренней поверхностью кольцевого бурта камеры 2. После прогорания стенки камеры 2 в ее утоньшенной части 6 разогретый фтористый окислитель вытекает из камеры 2 на поверхность разрушаемой трубы 17 в результате чего происходит выжигание последней о

После выгорания боковой стенки верхней секции камеры 2 (в случае секционного выполнения) реакция переходит через ее нижний торец на следуняцую секцию. Также происходит работа устройства по фиг. 2. При работе устройства по фиг. 3, как уже отмечалось ранее контактирование фтористого окислителя с компонентами СВС отсутствует. Инициирование СВС осуществляется непосредственным воздействием продуктов срабатывания узла 7 воспламенения Выступы 10 и пазы II на торцах секций камеры под окислитель выполнены для постоянного контактирования окислителя с внутренней поверхностью кольцевого бурта первой секции камеры 2 и аналогичных поверхностей 19 следующих секций и ввиду необходимости компенсации температурных изменений объема окислителя

За счет наличия перфорированных патрубков 13 возможно извлечение несгоревших частей устройства из скважины и осуществление косвенного контроля за процессом разрушения.

Извлечение несгоревших частей устройства целесообразно также в том случае, если труба прожжена неполностью и требуется дополнительное использование аналогичного устройства, в связи с тем, что фтористый окислитель может реагировать с пробкой 18 (вьтолнешюй, например, из бетона, rimca и т„д.) перед повторным использованием устройства целесообразно ее восстановление. Учитывая то, что после выгорания части трубы 17 внутрен}1ий диаметр ее увеличивается, материал для образования пробки может быть закачай через зазор между трубой 17 и стенкой устройства, при этом возможно заполнение всего зазора. В этом случае реакция фтористого окислителя будет переходить от стегжи устройства к трубе 17 через промежуточную трубу (папример, из бетона, гипса и ТоД.). Для сжигания трубы из пшса или бетона фтористого окислителя требуется в несколько раз меньше, чем из стали. Кроме того, при реакции фторис- того окислителя с бетоном (SiO) выделяется активный кислород, которьп может интенсифицировать процесс выжигания. 11ал1Г1ие промежуточной трубы целесообразно ;ц1я всех примеров выполнения для предотвращения реакци фтористого окислителя с жидкими компонентами (, если выжигаемый участок трубы находится не в скальном, а во влажном грунте).

Формула изобретения

размещена перекрытая в верхней части разрушаемой мембраной камера под окислитель и установленный на ней узел воспламенения, взаимодействующую с боковой стенкой корпуса камеру сгорания под смесь компонентов самовоспламеняющегося высокотемпературного синтеза, о т л и ч амо щ е е с я тем, что, с целью увеличения площади обрабатываемой поверхности труб, камера под окислитель в верх- пей части под разрушаемой мембразюй кольцевой бурт, камера сгорания выполнена кольцевой и разме1чена на последнем с возможностью образования кольцевой воздушной полости боковой стенкой камеры под окислитель.

2,Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что камера под окислитель имеет между разрушаемо мембраной и кольцевым буртом внут- перегородку.

4о Устройство по пп. 1-3, о т - л и чающееся тем, что нижняя часть боковой поверхности каждой секции камеры под окислитель выпол}1ена су: ;ающейся книзу

5о Устройство по пп. 1-4, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения косяенного контроля 3d процессом разрушения и обработки труб, оно снабжено перфорированными переходниками, копцентрично установленными в полостях каждой из секций камеры под окислитель и жестко связанными с их торцами.

сриаг

16

сриг.З