DE2816248C2

DE2816248C2 - Vorrichtung zum chemischen Schneiden von Gegenständen in Öl- oder Gasbohrlöchern

Info

Publication number: DE2816248C2
Application number: DE2816248A
Authority: DE
Inventors: Edmond Dib Chammas; Edwin Charles Houston Tex. Lewis II
Original assignee: WEATHERFORD / DMC HOUSTON TEX US
Current assignee: WEATHERFORD / DMC HOUSTON TEX US
Priority date: 1977-04-18
Filing date: 1978-04-14
Publication date: 1986-10-16
Also published as: MX154027A; US4158389A; US4125161A; DE2816251A1; FR2388128A1; GB1565004A; FR2388128B1; JPS5592497A; CA1077831A; DE2816248A1; FR2417004B1; FR2417004A1; CA1075595A; JPS594023B2; DE2816251C2; US4250960A; JPS5841395B2; JPS53131592A

Description

Schneidvorrichtung in der Schneidstellung zuverlässig und sicher verankert und zentriert

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung an einer Schneidvorrichtung der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die erfindungsgemäße chemische Schneidvorrichtung besteht aus einem länglichen zylindrischen Gerät aus einer Anzahl von ineinandergreifenden Baueinheiten, deren Durchmesser notwendigerweise vom Durchmesser des zu schneidenden Rohres bestimmt werden. Die Vorrichtung kommt im allgemeinen in Vertikalstellung zum Einsatz. Dabei wird die chemische Schneidvorrichtung von einer Kabelhalte- und Einführungseinrichtung getragen, die die Schneidvorrichtung auch auf die gewünschte Schneidstelle ausrichtet Unterhalb des Kabelhalters befindet sich eine Zündeinrichtung mit einem Zündsatz. Darunter ist ein Gaserzeuger mit einer herkömmlichen Explosionsmittelladung angeordnet, die vom Zünder aktiviert wird. An diesen Gaserzeuger schließt sich eine Verankerungseinrichtung zum Zentrieren und Verankern der Vorrichtung in der Schneidstellung an. Ein daran befestigtes Zwischenrohrstück bildet eine Kammer für ein chemisches Schneidmittel. Ein Katalysator mit einem Reaktionsmaterial befindet sich unter diesem Zwischenrohrstück. Schließlich schließt sich noch ein Schneidkopf mit Ausblasöffnungen daran an. Innerhalb dieses Schneidkopfes befindet sich ein axial verschiebbarer koaxialer Schließkolbe;:, der auf einem abscherbaren Stützring aufliegt und eine Abdichtung trägt, um die Strömungsverbindung im Inneren des Schneidkopfes unterbrechen zu können.

Erfindungsgemäß besteht die Spreizkolbeneinrich- 3s tung aus einem einzelnen Spreizkolben, der innerhalb des Gehäuses axial verschiebbar ist. Das mindestens eine Sperrelemeni ist eine Sperrklinke, die radial nach außen durch einen Längsschlitz in der Gehäusewand schwenkbar ist Diese Ausbildung ist besonders einfach getroffen und hat den Vorteil, daß das Sperrelement nicht mit einer Dichtung versehen werden muß, um ein Austreten von Druckgas nach außen zu vermeiden. Das Verankern und Zentrieren der Schneidvorrichtung erfolgt auch über eine lange Nutzungsdauer der Vorrichtung mit größter Sicherheit und Zuverlässigkeit, da die Verankerungseinrichtung besonders robust ist

Zwar ist aus den US-PS 3138 207, 30 02 559, 28 07 325 und 27 01 614 bereits bekannt, Sperrelemente mittels eines einzigen, axial verschieblichen Spreizkolbens radial zu bewegen, jedoch handelt es sich bei diesen bekannten Einrichtungen nicht um solche, bei denen Längsschlitze für als Klinken ausgebildete Sperrelemente vorgesehen sind, wobei zudem auch keine nachgiebige Abstützung des Spreizkolbens vorgesehen ist. Letztere Merkmale sind zwar bereits aus der DE-OS 19 11 900 bekannt, jedoch betrifft diese Maßnahme keine Einrichtung zum Schneiden von Gegenständen in Bohrlöchern, sondern Seitenfeststeller für Bohrlochgeräte. In der US-PS 26 29 445 ist schließlich eine Einrichtitn*T ΚαοΛΐιι·ΐαΚαη Ata mit einem I?vnl/\citfcts\ff öle i^ucer.

F i g. 1A eine Ansicht eines Oberteils der Vorrichtung, teilweise im Schnitt, mit einem Kabelhaltekopf, einer Zündeinrichtung und einem Gaserzeuger mit einer Explosionsmittelladung,

Fig. IB einen Vertikalschnitt darch eine Verankerungse'nrichtung, die sich an den Gaserzeuger gemäß Fig. IAanschließt,

Fig. IC einen Vertikalschnitt durch eine an die Verankerungseinrichtung anschließenden Kammer für ein chemisches Schneidmittel, einen Katalysator und einen Schneidkopf,

F i g. 2 einen Schnitt durch die Verankerungseinrichtung in verankerter Stellung,

Fig.3 einen Schnitt durch den Schneidkopf in Betriebsstellung mit geöffneten Ausblasöffnungen, und

Fiy.4 einen Querschnitt nach der Linie 4-4 der Fig. IB.

In Fig. IA zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung ganz oben einen Kabelhalter 10 mit einem Drahtkabel 12. An diesen Kabelhalter schließt sich ein Zündeinrichtungsadapter 14 an, der wiederum mit einem Gaserzeuger 16 verschraubt ist Der Gaserzeuger 16 hat die Aufgabe, eine Gas erzeugende Patrone oder eine Explosionsmittelladung 15, die den zum Betätigen der Vorrichtung benötigten Gasdruck entwickelt, aufzunehmen. Die Ladung 15 kann irgendein geeignetes langsam abbrennendes Explosionsmittel sein, wie beispielsweise gemäß der US-PS 29 18 125 beschrieben ist. Die Explosionsmittelladung erzeugt Gase, wenn sie mit Hilfe eines Auslösers oder eines Zünders im Adapter 14 entzündet wird, wobei der Adapter 14 irgendeine herkömmliche Zündkapsel enthalten kann. Ein bevorzugtes Explosionsmittel ist eine Ammoniumnitratbase mit einem Kohlenwasserstoffbindemittel.

F i g. 1B zeigt eine mit dem Gaserzeuger 16 verbundene Verankerungseinrichtung 18 aus einem Gehäuse 20 und einem Spreizkolben 22. Der Kolben 22 weist drei schwenkbar gelagerte Sperrklinken 24 auf, die mittels der Achsen 23 im Gehäuse 20 gelagert und in einem Winkelabstand von 120° voneinander angeordnet sind, wie es F i g. 4 zeigt, in der die Sperrklinken im Vergleich zu F i g. IB eingeklappt dargestellt sind. Der Kolben 22 wird über eine Feder 26 nach oben gedrückt Diese Feder 26 sollte aus geeignetem Material hergestellt sein, damit sie dem im Einsatz auf sie ausgeübten Druck sowie der erzeugten Hitze und den entstehenden ätzenden Nebenprodukten standhält Wird beim Abbrennen der Explosionsmittelladung im Gaserzeuger 16 Druck erzeugt, so wird der Kolben 22 im Gehäuse 20 nach unten getrieben, wie es aus F i g. 2 zu sehen ist, wodurch die Sperrklinken 24 durch einen Längsschlitz 21 im Gehäuse 20 und einer Schrägfläche 28 aus dem Gehäuse 20 herausgespreizt und mit dem zu schneidenden Rohr 25 in Eingriff gebracht werden, so daß die Vorrichtung mit Sicherheit innerhalb der Rohrleitung bzw. dem Steigrohr 25 verankert und gleichzeitig auch zentriert wird. Da sich die Sperrklinken 24 in der gleichen Ebene befinden, bewegen sie sich gleichzeitig nach außen und stellen so die richtige Lage der Vorrichtung im Steigrohr 25 vor der Aktivierung des chemischen Schneidmittels, was

zeuger arbeitet, jedoch hat diese bekannte Einrichtung keinen durch den Gasdruck des Explosivstoffs bewegten Spreizkolben zum Ausfahren der Sperrklinken.

Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles einer Schneidvorrichtung, die in der Zeichnung schematisiert dargestellt ist, zu entnehmen. Es zeigt

Die Schrägflächen 28 der Längsschlitze 21 sind vorzugsweise in einem Winkel von 30° gegenüber der Vorrichtuiigslängsachse geneigt. Dieser Winkel kann von etwa 28° bis 33° variieren, um für die Sperrklinken eine gute Abstützung vor der Entzündung zu schaffen.

Die Länge der Sperrklinken 24 ist deshalb von Bedeutung, weil sie sich genügend weit nach außen bewegen

müssen, damit sie an der Innenfläche des zu schneidenden Rohres 25 angreifen und daran festgehalten werden. Wird beispielsweise eine Vorrichtung mit einem Außendurchmesser von 1 — ^u/i6 Zoll (d. h. des Gehäuses 20) in ein Steigrohr mit einem Innendurchmesser von 1,995 Zoll gesetzt, so muß sich jede Sperrklinke 24 bis zu einem Punkt eines Umfangskreises, der etwas größer ist als 2 Zoll, erstrecken. Bei diesem besonderen Beispiel könnten sich die Sperrklinken maximal auf 2,1 Zoll spreizen, um möglichen Abweichungen im Durchmesser des Steigrohres Rechnung zu tragen. Das Außenende jeder Sperrklinke 24 befindet sich vor dem Entzünden (Fig. IB) ungefähr 0,0015ZoIl innerhalb des Außendurchmessers des Gehäuses 20. Auf diese Weise erweitern die Sperrklinken 24 den wirklichen Durchmesser des Gehäuses 28 an drei Stellen. Dies kann auch mit zwei, vier, fünf oder so vielen Sperrklinken, wie eben das Gehäuse 20 der Vorrichtung aufnehmen kann, erzielt werden. Dabei sind die Sperrklinken breit genug für eine abstützende Haltefläche an dem zu schneidenden Rohr, ohne dadurch das Gehäuse 20 zu schwächen. Darüber hinaus ist es nicht nötig, daß alle Sperrklinken in der gleichen Axialebene liegen. Bei einer Vorrichtung mit größerem Durchmesser können drei Sperrklinken auf einem Umfang gleichmäßig verteilt sein, während drei weitere Sperrklinken auf einem anderen Umkreis ebenfalls gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Schließlich sind am unteren Ende des Kolbens zur Aufnahme von Dichtungen 29 Ringnuten ausgebildet

F i g. 1B zeigt eine Axialbohrung 30 durch den Spreizkolben 22. Durch diese Bohrung kann der im Gaserzeuger 16 erzeugte Gasdruck in den unteren Bereich der Vorrichtung gelangen, um auf ein chemisches Schneidmittel 31, das in einer Kammer in einem Zwischenrohrstück 32 (Fig. IC) untergebracht ist, einzuwirken, wobei das chemische Schneidmittel aus Ausblasöffnungen im Schneidkopf zum Schneiden des Steigrohres ausgetrieben wird. Die Axialbohrung 30 des Kolbens 22 hat jedoch einen kleineren Durchmesser als die Kammer 17 des Gaserzeugers 16, um so eine Querschnittsverengung zu schaffen, wodurch der Kolben 22 beim Zünden der Vorrichtung nach unten getrieben wird.

F i g. IC zeigt das an der Verankerungseinrichtung 18 befestigte Zwischenstück 32, das das chemische Schneidmitiei 3f in Form einer Schmeizfiüssigkeit enthält Jede der in der US-PS 29 18 125 veröffentlichten Schneidflüssigkeiten kann verwendet werden. Dem Bromtrifluorid ist aber der Vorzug zu geben. Das Zwischenrohrstück 32 muß eine bestimmte Länge und einen festgelegten Bohrungsdurchmesser aufweisen, um eine im Verhältnis zur Größe der zu schneidenden Verrohrung stehende Menge des chemischen Schneidmittels aufnehmen zu können. Weil der Schneidvorgang eine Oxidationsreduktion zur Folge hat, muß die Menge des benötigten chemischen Schneidmittels auch im Verhältnis zur Menge des im zu schneidenden Steigrohr enthaltenen Metalls stehen. Ein größeres Steigrohr benötigte mehr chemisches Schneidmittel als ein kleineres, weshalb die Größe der zu schneidenden Verrohrung auch die Größe des Zwischenrohrstückes 32 bestimmt

Eine Sicherheitsmaßnahme in der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Verwendung von Bruchscheiben 34 an den oberen und unteren Enden der Kammer des Zwischenrohrstückes 32. Die obere Bruchscheibe befindet sich unterhalb einer Einspannbüchse 36, während die untere Bruchscheibe oberhalb einer Einspannbüchse 38 angeordnet ist Auf diese Weise dichten die Bruchscheiben 34 das chemische Schneidmittel 31 innerhalb der Kammer des Zwischenrohrstückes 32 ab. Die Bruchscheiben sind dazu da, bei einem vorbestimmten Druck zu bersten, was aus Gründen der Sicherheit beim Arbeiten mit dieser Vorrichtung wichtig ist. Eine vorbestimmte Bruchfestigkeit von vorzugsweise etwa 60 kp/ cm² wird gewählt, um ein frühzeitiges Zünden der Vorrichtung im Bohrloch zu verhindern, für den Fall, daß doch Flüssigkeit vom Bohrloch in die Vorrichtung eintreten sollte. Die Bruchscheiben halten einen Gegendruck an den Ausblasöffnungen des Schneidkopfes aufrecht um einen Druck zu entwickeln, für den Fall, daß das Schneiden in einem niedrigen Bohrloch mit weniger als 60 kp/cm² hydrostatischem Druck stattfinden sollte. Während der bevorzugte Berstdruck bei 60 kp/cm² is liegt funktioniert die Vorrichtung auch bei niedrigeren Drücken. Der 60 kp/cm² Berstdruck wurde gewählt um ein vorzeitiges Abfeuern der Vorrichtung in den meisten Anwendungsfällen auszuschalten. Die Enden des Zwischenrohrstückes 32 sind identisch, genauso wie die beiden Einspannbüchsen 36 und 38 und die beiden Bruchscheiben 34. Die Scheiben können unter gleichem Druck vom einen oder anderen Ende innen oder außen bersten.

In Fig. IC ist ein mit Außengewinde versehenes Rohrstück 40 zur Aufnahme eines Katalysators in das Zwischenrohrstück 32 eingeschraubt Wenn das innerhalb einer Kammer 42 des Rohrstückes 40 vorhandene Material auch nicht notwendigerweise ein Katalysator an sich ist so ist es doch ein Material, das mit dem chemischen Schneidmittel 31 reagiert um für einen schnellen Oxydationsprozeß zwischen dem chemischen Schneidmittel 31 und dem zu schneidenden Steigrohr die notwendige Temperatur zu erzeugen. Es ist noch nicht feststellbar, ob die Wechselwirkung zwischen dem chemischen Schneidmittel 31 und dem Material in der Kammer 42 des Rohrstückes 40 katalytisch oder reaktiv ist Das Ergebnis ist jedenfalls, daß eine Erhitzung eintritt die in großem Maße die Geschwindigkeit und die Wirkung der Schneidtätigkeit des entzündeten chemisehen Schneidmittels erhöht Das Material in der Kammer 42 kann irgendeines der Frühzündungsmaterialien gemäß der US-PS 29 18 125 sein, wie beispielsweise Glaswolle, Stahlwolle od. dgl. Falls gewünscht kann andererseits das Frühzündungsmaterial anstatt im Rohr-

stück 40 auch im Umfang und nahe den Öffnungen 44 im Schneidkopf 46 (weiter unten beschrieben) untergebracht sein. Dann müßte jedoch der Schneidkopf 46 abgeändert werden, um das Frühzündungsmaterial aufzunehmen.

Vorteilhafterweise reagiert das Nebenprodukt des Gaserzeugers 16 mit dem chemischen Schneidmittel 31 im Zwischenrohrstück 32, um zusätzliche Energie, Temperatur und Druck zu erzeugen, was für die Durchführung der Reaktion zwischen dem chemischen Schneidmittel 31 und dem zu schneidenden Rohr nützlich ist Die Nebenprodukte schließen Kohlenwasserstoff-Stoffe ein, die heftig mit dem chemischen Schneidmittel 31 reagieren und dadurch die Reaktionstemperatur des chemischen Schneidmittels 31 mit dem zu schneidenden Steigrohr 25 erhöhen.

Die Gasentwicklung im Gaserzeuger 16 übt Druck auf die obere Bruchscheibe 34 aus, zerbricht sie, treibt das chemische Schneidmittel 31 nach unten und zerbricht dann die untere Bruchscheibe 34, so daß das chemische Schneidmittel 31 sich durch das Reaktant- oder Zündmaterial in der Kammer 42 bewegt und dieses entzündet So findet die erste Zündung im Katalysator-Rohrstück 40 statt Die heißen geschmolzenen Partikel

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oder Kügelchen im Katalysator werden durch eine Viel- hinterläßt, entölt und gereinigt werden. Nachdem die

zahl von Radialöffnungen 44 im Schneidkopf 46 nach Teile mit einer entölenden Flüssigkeit gewaschen wor-

außen geschleudert und greifen den Innendurchmesser den sind, werden sie mit Luft trocken geblasen. Alle

des Steigrohres 25 an, so daß heiße Partikel die Oberflä- »O«-Ringnuten erhalten die richtigen »O«-Ringe, ehe des Steigrohres 25 erhitzen und sie auf eine weitere 5 »!"«-Dichtungen und Stützringe, wenn dies nötig ist. Der

Reaktion zwischen dem chemischen Schneidmittel 31 Gaserzeuger 16 nimmt die Explosionsmittelladung in

und der Oberfläche des Steigrohres 25 vorbereiten. seine Kammer 17 auf. Der Spreizkolben 22 wird durch

Der Schneidkopf ist zylindrisch. Er weist die Ausblas- Anbringen der Sperrklinken 24, der Feder 26, der öffnungen 44 auf, die radial auf den Umfang verteilt sind. »O«-Ring- und »T«-Dichtungen zusammengesetzt und Durch diese Ausblasöffnungen werden das chemische 10 schließlich in das Gehäuse 20 eingesetzt. Die Sperrklin-Schneidmittel 31 und der Reaktant oder Katalysator ken 24 werden auf den Schrägflächen 28 in der Vorhindurchgedrückt, um das Steigrohr, wie in F i g. 3 ge- zündstellung positioniert. Dann wird die Verankerungszeigt, anzugreifen. Der Schneidkopf 46 besteht Vorzugs- einrichtung 18 mit dem Gaserzeuger 16 verbunden. Der weise aus einer Kupferlegierung, so daß die Wärme Gaserzeuger 16 übt auf den Spreizkolben 22 so viel leicht übertragen wird und der Schneidkopf selbst mit 15 Kraft aus, daß er die richtige Stellung, wie in Fig. IB dem chemischen Schneidmittel 31 keine Reaktion ein- gezeigt, einnimmt.

geht oder verbrennt. Größe, Anzahl und folglich die Wenn der untere Teil der Vorrichtung, d. h. der Katagesamte Querschnittsfläche der Öffnungen 44 sollte di- lysator 40, der Schneidkopf 46 und das Endstück 54 rekt proportional sein zum Querschnitt der Axialboh- zusammengesetzt sind, dann wird ein hoch temperiertes rung 30 im Kolben 22. Der Schneidkopf 46 kann eine 20 und zähes Schmiermittel, wie Wasserpumpenfett, durch andere Form als die in den Figuren gezeigte aufweisen. den Durchgang 52 im Endstück eingepreßt, bis es durch Statt einer Vielzahl von radialen Ausblasöffnungen 44 die Schneidkopföffnungen 44 (oder Spalt) zirkuliert, um würde eine Umfangsunterbrechung, ein Schlitz oder ein zu verhindern, daß irgendwelche festen Partikel, wie Spalt anstelle der Öffnungen und von einem vorbe- Barit, Sand, Paraffin oder verlorenes Lagerstätten-Zirstimmten Flächenquerschnitt, d. h. gleich oder Vorzugs- 25 kuliermaterial, die Ausblasöffnungen oder den Hohlweise kleiner als der der Querschnittsfläche der Axial- raum des Endstückes verstopfen. Diese Maßnahme wird bohrung 30 im Kolben 22, das gewünschte Endergebnis, angewendet, wenn zu befürchten ist, daß sich irgendwelnämlich die Durchtrennung des Steigrohres 25, ergeben. ehe der vorgenannten Materialien im Bohrloch befin-

Im Schneidkopf 46 befindet sich ein Schließkolben 48 den. Jede feste Ablagerung im Durchgang 52 oder der

mit mindestens einer »O«-Ringdichtung 50, die verhin- 30 Erweiterung 57 im Endstück würde ein Abwärtsbewe-

dert, daß Flüssigkeit aus dem Bohrloch in den Kätalysa- gen des Schließkolbens 48 verhindern und die Vorrich-

tor in der Kammer 42 eindringen kann. Auf der unteren tung würde das Steigrohr 25 nicht schneiden. Das Was-

Hälfte des Schließkolbens 48 fehlen die »O«-Ringe, so serpumpenfett (Schmiermittel) hat zwei Aufgaben. Es

daß die Bohrlochflüssigkeit durch die Ausblasöffnungen hält die festen Partikel davon ab, den unteren Teil der

44 eintreten und durch den Durchgang 52a und 526 35 Vorrichtung, wie vorher beschrieben, zu verstopfen und

eines Endstückes 54 ausfließen kann. Für eine Zirkulie- der von der Bohrlochflüssigkeit stammende Gegen-

rung sind weiterhin die Öffnungen 53 in der Wand des druck wird weiterhin auf den Schließkolben 48 wirken,

Endstückes ausgebildet Als Folge davon übt der hydro- da es wichtig ist, einen Innendruck innerhalb der Boh-

statische Überdruck der Lagerstätte Druck auf den KoI- rung der Vorrichtung oberhalb dieses Kolbens 48 zu

ben 48 aus und hält ihn in der gezeigten Position, bis 40 erzeugen, der größer ist, als der im Bohrloch, bevor sich

genügend Druck erzeugt ist der gleich groß oder grö- der Schließkolben 48 nach unten bewegt. Auch wird das

ßer als der hydrostatische Lagerstättendruck ist Sollte Fett (Schmiermittel) durch die schwebenden Partikel

der Lagerstättendruck beispielsweise 140 kp/cm² betra- nicht verdrängt, aber es wird gleichzeitig durch den

gen, so bewegt sich der Schließkolben 48 erst dann aus Schließkolben aus dem Endstück herausgedrängt

der in F i g. 1C gezeigten Position in seinen Aufnahme- 45 Vor dem Befestigen des Zwischenrohrstückes 32 an

sitz im Endstück, wie in F i g. 3 gezeigt, wenn der Gaser- der Vorrichtung wird es auf Risse, die während des

zeuger 16 einen genügend höheren Druck als 140 kp/ Transports entstanden sein könnten, untersucht. Vor-

cm² erzeugt hat, damit der Schließkolben 48 sich nach zugsweise wird das Zwischenstück samt dem bereits

unten bewegt, einen Stützring 58 abschert und dann auf eingebrachten und mittels den Einspannhülsen 36 und

einer Schulter 56 im Durchgang 52a aufschlägt, so daß 50 38 und den Bruchscheiben 34 abgedichteten chemischen

das chemische Schneidmittel 31, das sich durch den Re- Schneidmittel 31 zum Ölfeld geschickt. Dann wird das

aktanten oder Katalysator bewegt hat, aus den Ausblas- Zwischenrohrstück 32 an der Verankerungseinrichtung

öffnungen 44 mit Überdruck gegenüber dem Gegen- befestigt, worauf der Katalysator 40, der Schneidkopf 46

druck der die öffnungen 44 umgebenden Lagerstätten- und das Endstück 54 folgen. Die Vorrichtung ist jetzt

flüssigkeit austreten kann. Vorher jedoch liegt der 55 vollständig zusammengesetzt, mit Ausnahme des Zünd-

Schließkolben 48 auf dem Stützring 58, beispielsweise adapters 14 und einer Zünderkapsel 62 (beide her-

einer Kupferbeilagscheibe od. dgl, die auch abscherbar kömmlich), die oberhalb des Gaserzeugers eingesetzt

ist, auf. werden. Zu diesem Zeitpunkt stellt die Bedienungsper-

Der untere Abschnitt des Durchganges 526 des End- son sicher, daß ein elektrischer Anschluß zum Kabelhalstückes 54 ist mit einem Innengewinde versehen, das es 60 ter 10 führt, wobei sie sich überzeugt, daß die Verbindern Arbeiter erleichtert, eine herkömmliche mechani- düngen richtig hergestellt sind und durch die elektrische Zentriereinrichtung anzusetzen, um den Schneid- sehen Leitungen eine angemessene Strommenge fließt
kopf 46 im Innern der zu schneidenden Verrohrung zen- Im Einsatz wird die Vorrichtung bis zu der Stelle, wo trieren zu können, wenn sich in der Verrohrung eine das Steigrohr 25 getrennt werden soll, abgelassen, durch Krümmung befinden sollte. 65 das Kabel 12 Strom zugeführt, der die Zünderkapsel 62

Das Zusammensetzen der Vorrichtung gemäß vorlie- aktiviert wodurch wiederum die Explosionsmittella-

gender Erfindung beginnt damit daß alle Bestandteile dung in der Kammer 17 veranlaßt wird, Druck zu erzeu-

mittels einer Lösung, die auf den Teilen keine Reste gen, der gebraucht wird, damit der Spreizkolben 22 der

ίο

Verankerungseinrichtung 18 die Sperrklinken 24 spreizt, sie am Steigrohr zum Einsatz bringt und so die Vorrichtung fest an einem Platz verankert. Die Druckwelle setzt sich durch die Axialbohrung 30 des Spreizkolbens 22 fort, zerbricht die Bruchscheiben 34 im Zwischenrohrstück 32 und drückt so das chemische Schneidmittel 31 durch den Katalysator oder Reaktanten in der Kammer 42 sowie durch die Ausblasöffnungen 44 im Schneidkopf, damit die Reaktion, nämlich das Schneiden der Verrohrung, stattfinden kann, nachdem der Schließkolben 48 unter Abscheren des Stützringes 58 nach unten geschoben worden ist.

Vorteilhafterweise nimmt die vorliegende Erfindung den Vorteil der zusätzlichen Energie wahr, die bei der Reaktion des Nebenproduktes (vom Gaserzeuger 16) und dem chemischen Schneidmittel 31 entsteht, um im Innern der Vorrichtung größeren Druck zu erzeugen, damit sie auch in größeren Tiefen und unter höheren hydrostatischen Drücken als die bisher bekannten Werkzeuge arbeiten kann, wodurch es möglich ist, das chemische Schneidmittel 31 durch die Ausblasöffnungen 44 im Schneidkopf 46 zum Schneiden der Steigleitung 25 auszustoßen. Innerhalb der Vorrichtung sind infolge der vorbeschriebenen Anordnung der Teile Drücke von mehr als 220 kp/cm² erzielt worden. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann innen jede Druckmenge erzeugen, um den hydrostatischen Druck in einem Bohrloch zu überwinden und ein Druckdifferential von mindestens 15 bis 20 kp/cm² über den Bohrlochdrücken aufrechtzuerhalten, so daß das chemische Schneidmittel 31 durch die Ausblasöffnung 44 ausgestoßen werden kann und nicht im Innern der Vorrichtung zurückbleibt, um eine Reaktion einzugehen, wie dies manchmal bei der bekannten Vorrichtung gemäß der US-PS 29 18 125 der Fall ist, wo sich meist Schwierigkeiten ergeben, wenn sie höheren Drücken ausgesetzt ist, nachdem jene Vorrichtungen selten den nötigen höheren Druck entwickeln und diesen über eine längere Zeitspanne hinweg auch nicht aufrechterhalten können.

Wie schon beschrieben, ist die bevorzugte Explosionsmittelladung im wesentlichen eine Ammoniumnitratbase und ein Kohlenwasserstoff-Bindemittel. Auf diese Weise ergeben ihr Abbrand und seine Nebenprodukte Kohlenwasserstoff-Stofe, die mit dem bevorzugten chemischen Schneidmittel 31, das Bromtrifluorid enthält, eine heftige Reaktion eingehen. Daraus entstehen im Innern der erfindungsgemäßen Vorrichtung hohe Drücke im Vergleich zum Stand der Technik, die auch aufrechterhalten werden, bis die Reaktion zwischen dem chemischen Schneidmittel 31 und der Steigleitung 25 stattfindet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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eo

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Claims

1 2 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn- Patentansprüche: zeichnet, daß der Schließkolben (48) in seiner Schließstellung von einem abscherbaren Stützring

1. Vorrichtung zum chemischen Schneiden von (58) abgestützt ist
Gegenständen, insbesondere Verrohrungen, Steig- 5

leitungen u. dgl, in öl- oder Gasbohrlöchern, mit zu

einem länglichen und im wesentlichen zylindrischen I

Gerät zusammensetzbaren Einrichtungen, wie ei-

nem Halter zum Anhängen des Geräts an ein Seil Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum chemi- I

I oder ein Kabel, einer Einrichtung zum Entzünden 10 sehen Schneiden von Gegenständen, insbesondere Vereines mit einem Explosivmittel gefüllten Gaserzeu- rohrungen, Steigleitungen u. dgL, in öl- oder Gasbohrgers, einer Verankerungseinrichtung zum Festlegen löchern gemäß den im Oberbegriff des Anspruchs 1 geder Vorrichtung im Bohrloch, einer Kammer zur nannten Merkmalen.

Aufnahme einer chemischen Substanz für das Soll in einem ölfeld beispielsweise eine Steigleitung Schneiden der Gegenstände und einem Schneidkopf 15 geschnitten werden, so ist es wegen der großen Tiefe

zum Ausblasen der von einer vom Gaserzeuger ent- der Bohrlöcher wichtig, daß der Schneidvorgang bereits

wickelten Druckwelle getriebenen chemischen Sub- beim ersten Versuch gelingt, da sonst ein unnötiger

stanz auf den zu schneidenden Gegenstand, wobei Zeit- und Unkostenaufwand dadurch entsteht, daß die

die Verankerungseinrichtung ein zylindrisches Ge- erste Schneidvorrichtung wieder hoch- und eine zweite häuse mit mindestens einer radialen Öffnung in der 20 niedergebracht werden muß.

Gehäusewand aufweist und innerhalb des Gehäuses Eine Tiefloch-Schneidvorrichtung muß auch Einricheine von dem im Gaserzeuger entwickelten Gas- tungen aufweisen, die sie gegenüber dem zu schneidendruck beaufschlagbare Spreizkolbeneinrichtung den Gegenstand so verankert, daß die miteinander reaverschiebbar angeordnet ist, mittels der mindestens gierenden und gegen die Steigleitung ausblasenden cheein radial nach außen bewegliches, innerhalb der Ra- 25 mischen Schneidmittel eine genügend lange Zeitspanne dialöffnung des Gehäuses entgegen seiner Druckbe- auf einen exakt begrenzten Bereich gerichtet werden, aufschlagung nachgiebig abgestütztes Sperrelement damit ein erfolgreicher Schneidvorgang ausgeführt betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, werden kann. Weiterhin ist es aufgrund der hohen Ladaß die mindestens eine radiale Öffnung in der Wand gerstätten- bzw. Bohrlochdrücke, die während eines des Gehäuses (20) aus einem Längsschlitz (21), die 30 Schneidvorganges in der Tiefe auftreten können, erfor-Spreizkolbeneinrichtung aus einem innerhalb des derlich, daß auch innerhalb der Schneidvorrichtung ausGehäuses (20) axial verschiebbaren einzelnen reichend hohe Temperaturen und Drücke vorhanden Spreizkolben (22) und das mindestens eine Sperrele- sind, die nicht nur den Lagerstättendruck überwinden, ment aus einer radial nach außen durch den Längs- sondern gleichzeitig auch einen ausreichenden Überschlitz (21) schwenkbaren Sperrklinke (24) bestehen. 35 druck zum Schneiden der Verrohrung gewährleisten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Aus der US-PS 29 18 125 ist bereits eine chemische zeichnet, daß die Aufliegekante des Längsschlitzes Schneidvorrichtung der eingangs genannten Art be-(21) als Schrägfläche (28) ausgebildet ist. kannt. Die Verankerungseinrichtung dieser bekannten

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- Schneidvorrichtung weist mindestens eine radiale Bohzeichnet, daß die Schrägfläche (28) im I.ängsschlitz 40 rung in ihrem Gehäuse auf, die mit der axialen Durch-(21) des Gehäuses (20) in einem Winkel von 28° bis gangsbohrung in Verbindung steht, in der das Gas von 33° zur Gehäuseachse nach außen und unten ge- dem Gaserzeuger zu der Aufnahmekammer der chemineigt ist. sehen Schneidsubstanz fließt In der radialen Bohrung

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ist ein zylindrischer Gleitkörper angeordnet, der eine dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstützung des 45 radial verschiebbare Spreizkolbeneinrichtung darstellt. Spreizkolbens (22) eine Druckfeder (26) vorgesehen Dieser Gleitkörper wird durch den in der axialen Bohist. rung fließenden Gasstrom nach außen gedrückt, um die

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, chemische Schneidvorrichtung in der Verrohrung zu dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizkolben (22) verankern und zu zentrieren. Damit das Druckgas nicht eine gegenüber der zum Spreizkolben (22) führen- 50 zwischen der Außenfläche des Gleitkörpers und der Inden Kammer (17) des Gaserzeugers (16) verengte nenwand der radialen Bohrung entweicht, sind Dich-Axialbohrung (30) aufweist, die eine Strömungsver- tungsringe angeordnet. Wenn der Gasdruck innerhalb bindung zu der nachgeordneten Kammer für das der axialen Bohrung unter einen bestimmten Wert sinkt, chemische Schneidmittel (31) und dem Schneidkopf wird der Gleitkörper von einer Feder in die radiale (46) bildet 55 Bohrung zurückgedrückt, wodurch die Schneidvorrich-

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn- tung wieder freigegeben wird. An dieser bekannten zeichnet, daß das chemische Schneidmittel abgedich- Vorrichtung ist nachteilig, daß die Verankerungseinrichtet zwischen einer oberen und einer unteren Bruch- tung einen relativ komplizierten Aufbau hat, wobei hinscheibe (34) gelagert ist, die bei Überschreitung ei- zukommt, daß die Spreizkolbeneinrichtung mit einer ner vorbestimmten Druckbeaufschlagung bersten 60 besonderen Abdichtung versehen sein muß, damit das und die Substanz zum Schneiden der CrpfrenstänHp nrnrkerac ninht Hnivh hu. V^rankerunsEeiririchtuns freigeben. nach außen entweichen kann. Darüber hinaus arbeitet

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch die Verankerungseinrichtung nicht mit der erforderligekennzeichnet, daß der Schneidkopf (46) einen die chen Zuverlässigkeit.

Ausblasöffnungen (44) gegenüber der Strömungs- 65 Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu-

bohrung abdichtenden Schließkolben (48) aufweist, gründe, eine chemische Schneidvorrichtung der ein-

der vom Gasdruck in seine Öffnungsstellung beweg- gangs genannten Art so zu verbessern, daß die Veranke-

bar ist. rungseinrichtung einen einfacheren Aufbau hat und die