Устройство для резки труб в скважине Советский патент 1990 года по МПК E21B29/00 B23D21/14 

Изобретение относится к горному делу, а именно к устройствам для резки труб с целью их последующего извлчения из скважин, преимущественно, водоподъемных, и Может найти применение в горной промышленности и строительстве с

Цель изобретения - обеспечение возможности резки труб на участки без извлечения устройства на поверхность при одновременном .упрощении конструкциио

На фиГо1 изображена верхняя часть устройства; на фиго2 - нижняя часть устройствао

Двигатель 1 - привод вращения резцов - прикреплен к колонне труб 2 которая верхним концом связана с грузоподъемным устройством (не по- казано), Двигатель 1 соединен с редуктором, например, планетарным или волновым, имеющим неподвижный корпус Зо К корпусу 3 присоединен полый шток 4„ К колонне труб 2 и полому штоку 4, соответственно, шарнирно прикреплены рычаги верхние 5 и ншк- ние 6 узла фиксации устройства в скважине, раскрепляющие устройство для резки внутри трубы во избежание радиальных колебаний и поворотов во время работы. Колонна труб 2 и полый шток 4 несут жестко прикрепленные к ним пластиш) 7 и 8, на которых установлены электромагниты в вид пар электромагнитных катущек 9 и 10о Одна из двух электромагнитных катушек 9 размещена на пластине 7 сверху, другая - снизу. Также разме- щены электромагнитные катущки 10 на пластине 8„ В электромагнитных катуш

25

30

35

20 40

45

50

5

ках 9 и 10 телескопически установлены сердечники 1I и 12 с выступами 13 и 14, шарнирно связанными с рычагами 5 и 6„ Пружины 15 и 16 присоединены одним концом к рычагам 5 и 6, а другим - к неподвижным частям устройства -колонне ; труб 2, двигателю 1 .полому штоку 4 так,что .создают усилия, противодействующие усилию электромагнитов и отжимающие рычаги от обсадной трубы 17,

На полом штоке 4 выполнена проточка, на которую надета верхняя полка 18 фиГо2, прижимаемая гайкой 19о На верхней полке 18 смонтированы электромагнит 20 узла радиального перемещения резцов Сердечники в виде штоков 21 телескопически связаны с электромагнитами 20 через отверстия в полке 18 Нижним концом штоки 21 ввинчены в крышку 22, которая как и обойма 23, надета на шлицы 24, профрезерованные на нижнем конце полого штока 4, Крьш1ка 22 прикреплена к обойме 23 болтами - Между обоймой 23 и обоймой 25 помещен подшипник 26, радиальный или ра- диально-упорныйо К обойме 25 снизу болтами прикреплена крышка 27, надетая центральным отверстием на шли- ijjsi 28, профрезерованные на валу 29, связанном с приводом вращения резцов. Вал 29 телескопически размещен с обеспечением зазора внутри полого штоку 4, На нижний конец вала 29 навернута гайка 30 со скосами 31, на которые- в исходном положении опираются оправки 32 с .резцами 33„ Гайка 30 фиксирует держат.ель 34 на валу 29. Держатель 34 может быть

выполнен в виде детали кольцевой формы- с прорезями для шарниров или в виде хомутов, стягиваемых болтами Оправки 32 связаны шарнирами с держателем 34 и рычагами с шарнирами и с крышкой 27 обоймы 25,

Таким образом, вал 29 и связанные :с ним обойма 25, крьпика 27, гайка 30 оправки 32 с резцами 33 и держатель 34, а также соединяющие их крепежные детали и рычаги могут вращаться Полый шток 4 и связанные с ним детали, в т.ч. обойма 23 и крьшка 22, не вращаются о Полость подщипника защищена от загрязнения уплотнениями Резьбовые соединения стопорят известным способом Оси шарниров фиксируют известным способом Резец 33 устанавливают в оправке 32 так, чтобы дуга, которую описывает режущая кромка резца при его врап1ении вокруг щарнира 35 и которая изображена на фиг.2 штрихпунктирной линией, пересекала наружную поверхность обсадной трубы 7о Из этого же соображения выбирают размеры деталей, через которые передаются движения резцаМо

Коммуникации, по которым ток поступает к двигателю и электромагнитам на фиг.I и 2 не показаны. Могут быть использованы не электродвигатель и электромагниты, а пневматические, гидравлические и иные устройства„Ес- ли использован низкооборотный привод сообщаю1ций резцам требуемую скорость резания, то редуктор 3 не обязателен На чертежах изображены две электро магнитные катушки электромагнита 20 и два резца 33, но это количество может быть другим

При большой глубине скважины колонна труб 2 может состоять из нескольких частей, соединенных муфтами

Устройство для резки труб в скважине работает следующим образом

Опускают устройство в обсадную трубу I7 на нужную глубину и включают электромагниты 9 и 10о Сердечники 1 1 и 12 втягиваются, рычаги 5 и 6 распирают устройство в обсадной трубе 17, преодолевая сопротивление пружинJ5 и 16о Включают двигатель 1, вал 29 и резцы 32 начинают вращать - ся„ Включают электромагниты 20, в результате чего, на штоки 21 действует сила, направленная вверх. Через крыщку 22, обойму 23, подшипник 26,

обойму 25, крышку 27, рычаги, шарниры .и оправку 32 это усилие передается резцам ЗЗо К вращению резцов добавля- ется поворот вверх, резцы вырезают цилиндрический сегмент, очерчен- . ный штрихпунктирной линией, и разрезают трубу. При этом поступательно подвижные части скользят по шлицам 24 JO 24 и 28, После окончания резания, что определяют по падению тока, если использована электроэнергия, или давления, если использован другой энергоноситель, отключают двигатель J5 Ь Выключают электромагниты 20, подвижные части, скользя по шлицам 24,28, опускаются в исходное положение под действием собственного веса,Выключают электромагниты 9,10 рычаги 5,6 20 отходят от стенок трубы 17 под действием пружин 15,16, Устройство для резки труб извлекают из трубы или перемещают в новое положение.

Во время работы резцы нагружены 25 неравномерно. Наибольшую нагрузку испытывает тот, который вследствие случайных отклонений размеров выдвинут больше других. Наиболее вероятна именно его поломка. Остальные 30 резцы продолжают резание. Поэтому целесообразно увеличивать количество резцов до 5-6 и более, О том, происходит ли резание в стандартном или аварийном режиме, судят по 2 величине тока или давлению энергоносителя. Целесообразно использовать аварийную защиту двигателя, которая может сработать, например, при зак- лининании подщипника. Именно, на Q этот случай нужны щлицы 24, предупреж дающие поворачивание обоймы 23 и распространение поломки на другие вышерасположенные детали, В стандартном режиме крутящий момент, пере- 5 даваемый через шлицы 24, малд

Устройство может быть использовано не только для отрезания нижнего зацементированного участка трубы, но и для резки трубы на секции Q длиной 10-20 м и их пошагового из- ачечения небольшими усилиями.

Формула изобретения Устройство для резки труб в сква- жине включающее колонну труб, свя- занный с ней узел резания, содержащий полый шток телескопически установленный в нем вал и шарнирно связанные с валом резцы, приводы вращения и радиального перемещения резцов и узел фиксации Устройства в Скважине,о тличающееся тем, что, с целью обеспечения воз- можности резки труб на участки без

извлечения устройства на поверхность при одновременном упрощении конструкции, привод радиального перемещения резцов выполнен в виде установленного на полом штоке над {резцами электромагнита, телескопичес- pi связанных с ним сердечников и двух

установленных над резцами с воз- фожностью вращения друг относитель- rto друга обойм, одна из обойм установлена с возможностью осевого перемещения относительно вала узла резания и шарнирно связана с резцами посредством рычагов, а другая установлена с возможностью осевого перемещения относительно полого штока и жестко

связана своей верхней частью с- сердечниками привода радиального перемещения резцов, привод вращения резцов связан с валом узла резания, причем узел фиксации устройства в скважине

выполнен в виде размещенных на колонне труб электромагнитов, телескопически установленных с противоположных сторон каждого электромагнита сердечников и шар нирно связанных с

последними рычагов 6, одни концы рычагов узла фиксации устройства в скважине подпружинены относительно колонны труб, а другие щарнирно связаны с ней,

5J

Фие.1

Изобретение относится к горному делу. Цель - обеспечение возможности резки труб на участки без извлечения устройства на поверхность при одновременном упрощении конструкции. Для этого привод радиального перемещения резцов выполнен в виде установленного на полом штоке 4 над резцами электромагнита 20, телескопически связанных с ним сердечников и двух установленных над резцами с возможностью вращения относительно друг друга обойм 23, 25. Одна из обойм установлена с возможностью осевого перемещения относительно вала 29 узла резания и шарнирно связана с резцами 33 посредством рычагов. Другая обойма установлена с возможностью осевого перемещения относительно полого штока 4 и жестко связана верхней частью с сердечником привода радиального перемещения резцов. Привод вращения резцов связан с валом 29. Узел фиксации устройства в скважине выполнен в виде размещенных на колонне труб электромагнитов. Во время работы резцы нагружены неравномерно. Наибольшую нагрузку испытывает тот, который вследствие случайных отклонений размеров выдвинут больше других и наиболее вероятна именно его поломка. Остальные резцы продолжают резание. Поэтому целесообразно увеличить количество резцов до 5-6 и более. О том, происходит ли резание в стандартном или аварийном режиме, судят по величине тока или давлению энергоносителя. 2 ил.