DE2827597A1

DE2827597A1 - Vorrichtung und verfahren zum zertrennen von rohren

Info

Publication number: DE2827597A1
Application number: DE19782827597
Authority: DE
Inventors: Wayne Edward Mock
Original assignee: Jet Research Center Inc
Current assignee: Jet Research Center Inc
Priority date: 1977-06-29
Filing date: 1978-06-23
Publication date: 1979-01-11
Also published as: GR64792B; GB1604688A; IT1096768B; JPS5413083A; AU511423B2; ES468840A1; US4184430A; FR2395814B1; AU3455378A; JPS5716237B2; NL7803768A; DE2827597C2; MX146537A; IT7824802A0; EG14473A; NO780928L; BR7804087A; FR2395814A1; AR224112A1

Description

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Betr.: J 273/raü - Anmelder: Firma JET RESEARCH CENTER, INC.

P.O. Box 246, Arlington, Texas USA

"Vorrichtung und Verfahren zum Zertrennen von Rohren"

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zertrennen von Rohren mittels einer Explosionseinrichtung, durch die Matallrohre oder dergleichen selektiv getrennt werden. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Durchführung der explosiven Trennung von Bohrrohren bei einer wählbaren Bohrtiefe.

Beim Herstellen von Erdöl- oder Erdgasbohrlöchern wird der Bohrstrang manchmal schadhaft und bleibt in einer Tiefe von mehreren hundert Metern in dem Bohrloch stecken. Versuche zum Freimachen des Bohrstranges führen häufig zu einem Verlust von wesentlichen Teilen oder sogar zu allen Teilen des Bohrstranges. In vielen solchen Fällen ist es üblich, wenn es die Größe und die Art des Bohrstranges erlaubt, ein geeignetes Schneidwerkzeug in dem Bohrstrang bis zu der Stelle des Fehlers abzusenken, um dort das Bohrrohr zu durchschneiden oder abzutrennen, und zwar vorzugsweise bei einer Muffe des Bohrrohres, um wenigstens den oberen Teil des Bohrstranges zu befreien. Wenn das Bohrrohr einen großen Durchmesser hat, werden gelegentlich die Versuche zum Trennen des Bohrstranges an einer bestimmten Stelle durch Verwendung einer Explosionsladung durchgeführt. Bei verhältnismäßig kleinen Durchmesser des Bohrrohres ist es schwierig eine genügende Menge des explosiven Materials zu der Fehlerstelle abzusenken, um den oberen, freien Teil des Bohrstranges von dem fehlerhaften unteren Teil zu trennen. Dies ist dann besonders der Fall, wenn der Bohrstrang durch Zerschneiden der Rohrmuffen getrennt werden soll,

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da diese Kupplungselemente des Bohrstranges eine wesentlich größere Wandstärke haben als die Bohrrohrteile.

In manchen Fällen wird bei der verhältnismäßig großen Menge des erforderlichen Explosionsmaterials und dem verhältnismäßig kleinen Durchmesser des Rohres durch dessen Biegungen oder Verwinklungen ein Absenken des das Explosionsmaterial enthaltenden länglichen Patronengehäuses in dem Bohrstrang verhindert, welche Fälle häufig bei der Durchführung der Bohrarbeiten auftreten. Selbst wenn größere Mengen des Explosionsmaterials verwendet werden können, werden durch die Detonation häufig Stoßwellen von beträchtlicher Größe verursacht, die in der Umgebung beträchtliche Schäden verursachen können.

Andererseits treten beim Absenken von Erdöl- oder Erdgasbohrungen Ausblasungen auf, durch welche Verluste von Bohrflüssigkeit verursacht werden, wenn nicht die Ausblasstelle durch Zementierung verschlossen wird. Manchmal ist es möglich, eine Rohrmuffe an der Ausblasestelle zu perforieren und eine genügende Menge Zement in den Ringraum hineinzudrücken, jedoch ermöglicht die Perforation der Rohrmuffe nicht immer das Einpressen einer genügenden Menge Zement durch die Perforationen in den Ringraum, um das Ausblasen wirksam zu bekämpfen. In solchen Fällen wäre es wünschenswert, die Rohrmuffe zu durchschneiden oder abzutrennen, um eine genügend große Zementmenge zum Verstopfen des Bohrloches einzupressen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirksame und selektive Trennung dickwandiger Rohre an einer beliebigen Stelle zu ermöglichen und das hierfür verwendete Gerät auch in Rohre von verhältnismäßig kleinem Durchmesser abzusenken, unabhängig davon, ob das Rohr

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gerade,, gekrümmt oder an einzelnen Stellen gekürzt ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum-Zertrennen von Rohren besteht im wesentlichen aus einem rohrförmigen Gehäuse mit einem Paar explosiver Ladungen, die in Achsrichtung des Gehäuses übereinander angebracht sind. Das- Gehäuse hat in Querrichtung geringe Abmessungen tun das Einführen in eine Rohrleitung oder Verrohrung zu erleichtern, die an einer bestimmten Stelle getrennt werden-soll. Die explosiven Ladungen haben Endteile, die nach der Mitte des umgebenden Gehäuses gerichtet sind, welche Endteile zwischen sich einen Luftspalt einschließen. Ein kleiner Teil dieser Endteile der beiden; Ladungen kann in Berührung miteinander stehen, vorausgesetzt, daß der Luftspalt zwischen dem Gehäuse und den beiden Ladungen aufrechterhalten wird. Vorzugsweise sind die Endteile der beiden Ladungen kegelförmig ausgebildet und berühren einander an den Spitzen der Kegel, Zum Entzünden der Ladungen sind Zündelemente an ihren entgegengesetzten Enden vorgesehen, so daß die Detonationswellen sich axial in dem Gehäuse an den entgegengesetzten Stellen d,er aneinanderstoßenden Enden der beiden^Ladungen entwickelt, die durch den Luftspalt bestimmt ist.

Beim Gebrauch der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Trennen eines abgesenkten Bohrstranges wird das die explosiven Ladungen in der vorbeschriebenen Weise enthaltende Gehäuse an dem Ende- eines geeigneten Kabels angebracht, . das elektrische Steuereinrichtungen zum Zünden der Ladungen betätigt, wenn eine über Tage befindliche Strom— ,quelle in Betrieb gesetzt, wird. Die Vorrichtung'wird dann mit dew Kabel zu der gewünschten Tiefe innerhalb des Bohrstranges abgesenkt, der getrennt werden soll. Die Zündung der; beiden Ladungen an ihren vorderen Enden.wird dann gleichzeitig bewirkt, wenn diese an entgegengesetzten

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Enden des Gehäuses angebracht sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Rohrtrennung benötigt eine verhältnismäßig geringe Menge der explosiven Ladungen und kann zum selektiven Trennen oder Zerschneiden von verhältnismäßig dickwandigen Rohrteilen in einer genau bestimmbaren Bohrtiefe bei vollständiger Kontrolle von über Tage verwendet werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Zerschneiden von Rohrmuffen kann leicht in einem Bohrstrang abgesenkt werden, ohne durch Biegungen oder Hindernissen oder andere Störstellen behindert zu werden, die auf der gesamten Länge des Bohrstranges auftreten.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zum Trennen von Rohren, welche die durch die Explosion einer verhältnismäßig kleinen Menge hochexplosiven Materials erzeugten Kräfte in solcher Weise konzentriert und gerichtet, daß. ein dickwandiges Rohr, wie eine Bohrmuffe, sauber an einer bestimmten Stelle durchschnitten werden kann, ohne daß die hierbei auftretenden Kräfte in der Umgebung irgendwelche Schaden hervorrufen.

Die Erfindung soll im einzelnen anhand der Zeichnungen erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2a den vertikalen Längsschnitt längs der Mittelachse des unteren Teiles einer Vorrichtung zum Zerschneiden einer Bohrmuffe,

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Fig. 2b den vertikalen Schnitt längs der Mittelachse des oberen Teiles der Vorrichtung gem. Fig. 2a;

Fig. 3 die Draufsicht auf eine kegelstumpfförmige Patrone der in der Rohrtrennvorrichtung gem. der Figuren 2a und 2b verwendeten Vorrichtung zum Zerschneiden einer Bohrmuffe;

Fig. 4 ein Schnitt in der Ebene 4-4 der Fig. 3,

Fig. 5 die Draufsicht auf eine kegelförmige

Patrone, die in der Vorrichtung zum Trennen von Bohrmuffen verwendet wird,

Fig. 6 ein Schnitt längs der Linie 6-6 der Fig. und Fig. 7 ist ein Schaltbild, das zeigt, in welcher Weise das in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendete Zündungselement ausgebildet ist.

In Fig. 1 ist das wesentliche oder grundliegende Merkmal, das bei der Ausgestaltung der Vorrichtung und der praktischen Durchführung der Erfindung verwendet wird, scheniatisch dargestellt, Eine der wichtigsten Anwendungen der erfxndungsgemäßen Vorrichtung ist das Absenken in ein Bohrloch, in dem ein Bohrstrang auf explosive Weise getrennt werden soll. Nach Fig. 1 enthält ein Bohrstrang 10 die beiden Rohrabschnitte 12 und 14. Beide Rohrabschnitte sind durch eine verhältnismäßig dickwandige Rohrmuffe 16 in üblicher Weise verbunden. Der Bohrstrang 10 ist natürlich in einem nicht gezeichneten Bohrloch angeordnet. In den meisten Fällen befindet sich die Muffe in einer erheblichen Entfernung unter der Erdoberfläche in der Nähe der Stelle, an der ein Fehler des Bohrstranges aufgetreten ist, oder wo Zement durch eine abgetrennte Muffe eingeführt werden soll.

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AfT

Die mit 18 bezeichnete Vorrichtung zum Zertrennen einer Bohrmuffe ist in einem nicht gezeichneten Bohrloch auf die gewünschte Tiefe mittels eines Kabels abgesenkt, das aus den elektrischen Leitern 20 und 22 besteht, die an je ein Zündelement 26 und 28 angeschlossen sind. An je einem Ende der Vorrichtung 18 sind in der Achsmitte Explosionsladungen 30 und 32 angebracht, die von den Hülsen 34 und 36 umschlossen sind. Diese sind durch ein Kupplungsstück 38 miteinander verbunden, das in Fortfall kommen kann, wenn anstelle der beiden Gehäuse 34 und 36 ein einteiliges Gehäuse verwendet wird.

In dem Gehäuse 34 ist anliegend an der Ladung 30 eine erste Hauptladung 40 angebracht, die einen größeren Teil dieses Gehäuses ausfüllt. Diese hochexplosive Ladung hat an ihrem an dem Kupplungsstück 38 anliegenden Teil ein kegelförmiges Endteil 42, über das eine kegelförmige Kappe 43 aus Stahl angebracht ist. In gleicher Weise ist eine zweite Hauptladung 44 aus hochexplosiblem Material anliegend an der Ladung 32 innerhalb .des Gehäuses 36' angeordnet und füllt einen größten Teil dieses Gehäuses aus. Diese Hauptexplosionsladung 44 hat an ihrem dem Kupplungsstück 38 zugewendeten Ende ein konisches Endteil 46, das von einer starren Kappe 47 umschlossen ist, die vorzugsweise die Spitze der Kappe 43 über dem Endteil der Hauptladung 40 berührt.

Es sei bemerkt, daß der Berührungspunkt der kegelförmigen Teile 42 und 46 der Hauptladungen 40 und 44 zentrisch zu dem Kupplungsstück 38 angeordnet ist, und sozusagen in.einer Querebene liegt, die durch dieses Kupplungsstück und durch die konzentrisch angeordnete Bohrmuffe 16 gelegt ist. Zum Unterschied hiervon liegt die Zusammen-

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Ziehungsstelle der Endteile 42 und 46 der explosiven Ladungen 40 und 44 in einer Ebene, die normal zur Achse des Bohrstranges sowie zu der Achse der Gehäuse 34 und 36 verläuft.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Vorrichtung 18 durch Absenken eines Kabels in der im folgenden beschriebenen Weise an die Arbeitsstelle gebracht, so daß sie gegenüber der zu trennenden Bohrmuffe 16 liegt. Die zusammengezogenen konischen Enden 42 und 46 der Häuptexplosionsladungen 40 und 44 werden auf diese Weise in einer Querebene durch die Bohrmuffe 16 angebracht. In dieser Stellung der Vorrichtung werden die Zündelemente 26 und 28 durch Schließen eines über Tage angeordneten Schalters elektrisch betätigt. Hierbei kann entweder Gleichstrom oder Wechselstrom verwendet werden. Nach der Zündung detonieren die Ladungen 30 und 32, die gleichzeitig an den Zündelementen 26 und 28 angeschlossen sind, und ihrerseits die Explosion der Hauptladungen 40 und 44 bewirken. Es sei bemerkt, daß die Explosion der Hauptladungen 40 und 42 an ihren vorderen oder hinteren Enden oder an irgend einer anderen Stelle, die die gleiche Entfernung von den entsprechenden konischen Enden 42 und 46 hat, erfolgen kann.

Wenn die Hauptladungen 40 und 44 explodieren, treffen die hierdurch erzeugten Detonationswellen auf die Stelle der kegelförmigen Endteile der Ladungen und bilden dort eine üuiieist hohe Druckzone um die Kegel in dem Mittelteil der Trennvorrichtung. Dieser hohe Druck wird in eine ebene Welle umgewandelt, .die senkrecht zu der Fortpflanzrichtung der ursprünglichen Detonationswellen verläuft. Diese ebene Welle geht senkrecht durch die Vorrichtung und erzeugt einen sehr hohen Druck, der das Kupplungsstück 38 durchtrennt oder fortbläst und durch Einwirkung auf das Innere der Bohrmuffe 16 einen größeren Druck auf diese

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erzeugt als die Zugfestigkeit des Stahles, aus dem sie besteht. Durch diese Wirkung wird die Bohrmuffe 16 zertrennt oder zerschnitten. Die erfindungsgemäße Rohr— trennvorrichtung ist daher besonders nützlich oder vorteilhaft zum Zertrennen von Rohren mit einer Wandstärke von mehr als 5 mm, und zum Zertrennen von Rohren, bei denen das Verhältnis des Außendurchmessers zum Innendurchmesser mehr als 2 beträgt.

Die Figuren 2a und 2b zeigen im Schnitt eine bevorzugte Ausführungsform eines in ein Bohrloch absenkbaren Gerätes zum Zerschnieden einer Bohrmuffe.

Das Trenngerät an sich ist allgemein mit 50 bezeichnet und ist in Fig. 2a veranschaulicht. Der obere Teil eines Adapters 52 und eines Kabelkopfes 54, mit dem der Adapter 52 verbunden ist, sind in Fig. 2b gezeigt.

Das Gerät 50 zum Zertrennen der Bohrmuffe besteht aus einem länglichen zylindrischen Rohrstück 56, dessen unteres Ende durch massiven Stopfen 58 verschlossen ist, der in dem Rohrstück durch Schrauben 60 befestigt ist und mittels O-Ringen 62 gegen dieses abgedichtet ist. Der Stopfen 58 ist mit einer zentrischen oder axialen Ausnehmung 64 versehen, die nach unten in den Stopfen von dessen oberen Ende her angebracht ist und mit einer Querbohrung 66 komuniziert, die radial von außen in den Stopfen 58 angebracht ist.' Eine Axialnut ist an der Außenseite des Stopfens 58 parallel zu der Ausnenmung b4 angeordnet und erstreckt sich vun der Oberseite des Stopfens bis zur Querbohrung 66. Die Oberseite des Stopfens 58, an der die Ausnehmung 64 offen ist, enthält vorzugsweise einen kegelstumpfförmigen Vorsprung, der in eine kegelstumpfförmige Ausnehmung einer hochexplosiven Patrone 70 eingreift, die im folgenden näher beschrieben wird.

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Das obere Ende des Rohrstückes 56 ist durch einen mit einem Dorn versehenen Stopfen 72 verschlossen, der in dem Rohr 56 durch Schrauben 74 gehalten und gegen das Rohrstück durch O-Ringe 76 abgedichtet ist. Ein ringförmiger Flansch 78 ist an dem Außenumfang des oberen Endteiles des mit dem dornförmigen Ende versehenen Stopfens 72 gebildet und liegt an dem oberen Ende des Rohrstückes 56 an. Über dem Flansch 78 ragt ein mit Außengewinde versehenes Teil 80 des Stopfens 72 und greift in ein Innengewinde einer Ausnehmung des Anschlußstückes 81 in das untere Ende des Adapters 52.

Am unteren Ende des mit dem Enddorn versehenen Stopfens 72 ist ein zentrisch angeordneter, kegelförmiger Ansatz 82, der sich nach unten in dem Rohrstück 56 erstreckt und im wesentlichen die gleiche Form hat wie der kegelstumpf förmige Ansatz am oberen Ende des Stopfens 58. Eine axiale oder zentrische Ausnehmung 84 erstreckt sich in den Stopfen 72 von dem untersten Teil des Ansatzes 82 und steht in Verbindung mit einer axialen Bohrung 86, die von dem oberen Ende des Stopfens ausgeht. Eine Querbohrung 88 verläuft radial nach innen von einer Seite des Stopfens 72 und steht in Verbindung mit der axialen Bohrung 86 an einer Stelle unmittelbar über der axialen Ausnehmung 84. Die Querbohrung 88 deckt sich mit einer axialen Nut 90 in dem Außenumfang des Stopfens 72 und endet in dessen untere Endfläche.

Zwecks Zündung der hochexplosiblen Ladungen dieses Gerätes sind zwei elektrische Leiter 94 und 96 (siehe Fig. 2b) in einer Axialbohrung 98 des Adapters 52 und durch die axiale Bohrung 86 "des Endstopfens 72 sowie durch die Querbohrung 88 und die Axialbohrung geführt. An dieser Stelle erstrecken sich ein Leiter 94 und ein anderer elektrischer Leiter 100 nach außen durch die Querbohrung nach unten durch die Axialnut 90 an der

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Außenseite des Rohrstückes 56 zu dessen unteren Ende. Dort treten die Leiter 94 und 100 in die Nut 68 des unteren Stopfens 58 ein und werden dann durch die Querbohrung 66 in die axiale Ausnehmung 64 des unteren Stopfens geführt. Der Leiter 96 ist an seinem unteren Ende mit einem Zündelement 106 verbunden, das am unteren Ende der Ausnehmung 84 mit dem unteren Ende des kegelstumpfförmigen Ansatzes 82 fluchtet. In gleicher Weise sind die Leiter 94 und 100 an ihrem unteren Ende mit einem Zündelement 108 verbunden, das in der Ausnehmung 64 angeordnet ist und dessen oberes Ende mit dem oberen Ende des Stopfens 58 fluchtet. Ein kurzer Leiter 109 verbindet die Zündelemente 106 und den Leiter 100, so daß die Zündelemente in Reihe geschaltet sind, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist.

Der zum elektrischen Zünden der Zündelemente 106 und nötige elektrische Stromkreis wird durch die Leiter und 96 geschlossen, die Teile eines nach über Tage führenden Stromkreises sind, wo eine Stromquelle und ein Schalter zum Schließen des Stromkreises vorgesehen sind. Obwohl die Ausgestaltung des Gerätes das Absenken der Leiter 94 und 96 erleichtert, wird dies durch Verbindung der Leiter an den Kabelkopf 54 weiter unterstützt. Der Adapter 52 hat eine mit Innengewinde versehene Kammer 110, die in seinem oberen Ende angebracht ist und mit dem oberen offenen Ende einer axialen Ausnehmung 112 des Adapters in Verbindung steht. Die Ausnehmung 112 ihrerseits komuniziert mit der axialen Bohrung 98, die sich nach unten zu dem Endstopfen 72 erstreckt. In die Kammer 110 ist ein mit Außengewinde versehener Zapfen 114 geschraubt, der an das untere Ende des Kabelkopfes 54- angebracht ist.

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Das untere Ende des Zapfens 114 liegt an dem oberen Ende einer Federkappe 116 an, die aus elektrisch nicht leitendem Material besteht und in die Ausnehmung 112 eingesetzt ist. Der Leiter 96 ist an der Außenseite der Federkappe 116 angeordnet und durch die metallische Wandung des Adapters 52 geerdet. Im Boden der Federkappe 116 ist eine kleine Öffnung 118 zum Einführen des Leiters 94 in das innere der Federkappe 112. Innerhalb der Federkappe 112 ist die Isolation vom Ende des Leiters 94 entfernt, und blankes Ende ist an eine Schraubenfeder 120 angeschlossen.

Die Schraubenfeder 120 drückt eine Zugplatte 122 nach oben in Berührung mit einem Kontaktkopf 124, der an dem unteren Ende eines flexiblen elektrischen Leiters 126 angeschlossen ist, und einen Teil des Kabelkopfes 54 bildet. Der Leiter 126 ist von einem Isolierrohr 128 umschlossen, das seinerseits in üblicher Weise mit einer geflochtenen Hülle 130 versehen ist. Der in dieser Weise ausgebildete Kabelkopf 54 hat die übliche Ausgestaltung und ist am unteren Ende eines nicht gezeichneten Kabels befestigt.

Die Kraft, die zum Zertrennen einer Bohrmuffe oder eines anderen rohrförmigen Teiles an einer bestimmten Stelle erforderlich ist, wenn die Bohrmuffe die Trennvorrichtung 50 umschließt, wird durch die Detonation der in dem Rohr 56 zwischen dem massivem Endstopfen 58 und dem dornförmigen Endstopfen 72 befindliche explosibele Ladung erzeugt. Es sei bemerkt, daß die verwendeten explosiblen Ladungen aus einer oberen explosiven Ladung 134 an einer unteren explosiven Ladung 136 bestehen. Obwohl Teile der beiden explosiven Ladungen und das umgebende Rohr 56 in Fig. 2a der größeren Deutlichkeit halber abgebrochen gezeichnet sind, sind die beiden explosiven Ladungen 134 und 136 vorzugsweise im wesentlichen identisch ausgebildet und von gleicher Größe, so daß sie im wesentlichen bei

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der Zündung gleiche Explosionskräfte entwickeln.

Jede der beiden explosiven Ladungen 134 und 136 besteht aus mehreren abgestumpften explosiven Patronen 138 mit einer kegelförmigen Ladung 140. Die Ausgestaltung dieser hochexplosiven Patronen ist im einzelnen in den Figuren 3 bis 6 dargestellt.

Die Figuren 3 und 4 zeigen eine abgestumpfte Patrone 138, die ein hochexplosives Material von im wesentlichen zylindrischer Form 142 enthält, das von einem Paar im wesentlichen paralleler axial distanzierter ebenen Endflächen 144 und 146 begrenzt ist, zwischen denen von einer Seite der Patrone 138 eine Umfangsnut 148 angeordnet ist, die sich parallel zur Achse des Rohres 56 erstreckt und die elektrischen Leiter 94 und 100 aufnimmt, wenn sie an einer Seite des Rohres zur Verbindung mit dem unteren Zündelement 108 geführt sind (siehe Fig. 2a). Eine kegelstumpfförmige Ausnehmung 150 ist in der Endfläche 146 jeder kegelstumpfförmigen Patrone 138 vorgesehen, und ein abgestumpfter Ansatz 152 in einer der Ausnehmung 150 entsprechenden Form ragt aus der ebenen Endfläche 144 hervor. In Bezug auf Fig. 2a sei bemerkt, daß es die beschriebene Ausgestaltung der abgestumpften Patronen 138 ermöglicht, zu mehreren übereinander in das Rohr 56 gesteckt zu werden, wobei die unterste Patrone der hochexplosiven Ladung 136 den entsprechenden kegelstumpfförmigen Ansatz 70 an dem oberen Ende des Stopfens 58 und die oberste Patrone in der oberen hochexplosiven Ladung 134 den nach unten ragenden, kegelstumpfförmigen Ansatz 82 am unteren Ende des dornförmigen Stopfens 72 aufnimmt.

In der Nähe der zentrisch angeordneten Enden der oberen und unteren hochexplosiven Ladungen 134 und 136 enthält

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jede dieser Ladungen eine kegelförmige Explosionspatrone 140. Die Ausgestaltung jeder dieser kegelförmigen Patronen 140 ist im einzelnen in den Figuren 5 und 6 veranschaulicht. Jede kegelförmige Patrone 140 hat eine zylindrische Außenfläche 154, die an einer Seite mit einer zur Achse des Rohres 56 parallelen Nut 156 versehen ist.

Diese Nut 156 ist zwischen einer ebenen Endfläche 158, die eine kegelstumpfförmige Aushöhlung 160 aufweist, und einer im wesentlichen kegelförmigen Fläche 162 an den entgegengesetzten Seiten der Endfläche 158 angeordnet. Die Patrone 140 hat vorzugsweise parabelförmigen Querschnitt.

In Bezug auf Fig. 2a sei bemerkt, daß die kegelförmigen Patronen 140, die am unteren Ende der oberen hochexplosiblen Ladung 134 und das obere Ende der unteren hochexplosiven Ladung 136 mit den Spitzen ihrer kegelförmigen Oberflächen 162 in unmittelbarer Nähe zueinander zugewendet sind. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine hohle metallische Kappe 164 über die entsprechenden parabolischen Flächen 162 der konischen Patronei140 angebracht. Die metallischen Kappen berühren sich in einem in der Achse des Rohres 56 liegenden Punkt. Die Kappen 164 sind vorzugsweise aus Kupferblech hergestellt. Es sei bemerkt, daß die beschriebene Anordnung der oberen und unteren hochexplosiven Ladungen 134 und 136 in solcher Weise gewählt ist, daß zwischen den Hauptkörpern beider hochexplosiven Ladungen ein Luftspalt gebildet wird, der die parabolischen, im wesentlichen kegelförmigen Außenflächen 142 an den einander gegenüberstehenden Seiten der kegelförmigen Patronen 140 umschließt.

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Das in den Ladungen 134 und 136, insbesondere in beiden abgestumpften Patronen 138 und den konischen Patronen 140 verwendete hochexplosible Material kann weitgehend variieren. Beispiele von geeignetem hochexplosiven Materialien sind beschrieben in dem US-Patent 3.865.436 vom 11.02.1975. Vorzugsweise werden als explosives Material RDX (Cyclotrimethylenetrinitramine, Hexahydro-1, 3, 5-Trinitro 5 - Trianzine, Cyclonite, Hexogen T4) und COMP B (Cyclopol) sind, verwendet.

In einer üblichen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen. Vorrichtung 50 zum Zerschneiden von Bohrmuffen hat das Rohr oder Gehäuse zur Aufnahme der explosiven Ladungen einen Außendurchmesser von etwa 4 bis etwa 7 mm (1 1/2 bis 2 1/2 Zoll). Die gesamte Länge der verwendeten explosiven Ladungen beträgt etwa 25 cm (10 Zoll) bis etwa 50 cm (20 Zoll), welche Abmessungen natürlich von dem Durchmesser des Bohrrohres und der Bohrmuffe abhängen.

Beim Betrieb der in den Figuren 2 bis 6 dargestellten Vorrichtung zum Trennen von Bohrmuffen wird ein Schalter über Tage geschlossen, um den sich durch den Kabelkopf 54 und Adapter 52 zu den Zündelementen 106 und 108 führenden Stromkreis zu schließen. Wie bereits erwähnt, kann entweder Gleichstrom oder Wechselstrom für die Zündelemente 106 und 108 verwendet werden. Wenn diese gezündet werden, tritt gleichzeitig die Detonation der hochexplosiven Ladungen 134 und 136 auf. Hierbei werden Detonationswellen entwickelt und in die Mitte des Rohres 56 gerichtet. Diese Wellen treffen auf die Stelle, wo die metallischen Kappen 134 der kegelförmigen Patronen 140 einander berühren. Eine Zone von äußerst hohem Druck wird an dieser Stelle

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entwickelt und zu einer ebenen Stoßwelle zusammengefaßt, die senkrecht zur Fortpflanzrichtung der ursprünglichen Detonationswellen verläuft. Es wird daher an dieser Stelle ein überaus hoher Druck in dem Rohr 56 erzeugt, der quer zu dessen Achse wirkt. Dieser hohe Druck zerbricht das Rohr 56 schnell und wirkt auf die Innenwandung der umgebenden Bohrmuffe in der oben beschriebenen Weise. Der Druck hat eine genügende Stärke, die die Zugfestigkeit der aus Stahl bestehenden Bohrmuffe übersteigt und das Trennen der Bohrmuffe dadurch bewirkt.

Die Erfindung kann auch in anderer Weise als in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgeführt werden.

- Patentansprüche - 16 -

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1) Vorrichtung zum Zertrennen von in einem Bohrloch angeordneten Rohren in Querrichtung mittels einer explosiven Ladung, die in das Bohrloch absenkbar und von über Tage zündbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung der Längsachse der zu trennenden Rohre zwei geradlinig miteinander fluchtende explosive Ladungen mit je einem inneren Ende und. einem äußeren Ende übereinander angeordnet sind, wobei die inneren Enden unter Bildung eines beide Ladungen voneinander trennenden Zwischenraumes einander berühren und in den äußeren Enden der beiden Ladungen Mittel zum gleichzeitigen Zünden beider Ladungen vorgesehen sind.

2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Ladungen von einem gemeinsamen rohrförmigen Gehäuse umschlossen sind.

3) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den äußeren Endteilen elektrisch betätigbare Zündelemente angeordnet sind.

4) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ladungen Mittel zum Erleichtern des Absenkens in dem Bohrloch angebracht sind.

5) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Ladungen aus mehreren übereinander gestapelten Patronen gebildet ist.

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ORIGINAL INSPECTED

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β) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende jeder Ladung parabelförmJKj ausgebildet ist und in tangentialer Richtung das entsprechende Ende der anderen Ladung berührt.

7) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ladung mit dem rohrförmigen Gehäuse einen Kanal zur Aufnahme eines elektrischen Leiters bildet, der an die in den äußeren Enden der Ladungen angeordneten Zündelemente angeschlossen ist.

8) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die explosiven Ladungen von einem rohrförmigen Gehäuse umschlossen sind.

9) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine kegelförmige explosive Patrone mit den aufeinander gestapelten explosiven Patronen in Berührung steht und eine parabolische Außenfläche hat, die' eine der inneren Enden bildet.

10) Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die parabolische Endfläche von einer Metallkappe umschlossen ist, die mit der parabolischen Endfläche zusammen wirkt und eine entsprechende parabolische Form hat.

11) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ende des rohrförmigen Gehäuses Mittel zum Absenken in einem Bohrstrang vorgesehen sind, und daß die in dem Gehäuse die hierin befindliche explosiven Ladungen ein im wesentlichen konvexes Ende hat, das von einer konvexen metallischen Kappe umschlossen ist, die an der Berührungsstelle mit dem in gleicher

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Weise ausgebildeten konvexen Ende der zweiten Ladung einen beide Ladungen voneinander trennenden Zwischenraum in dem Gehäuse bildet.

12) Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß an dem rohrförmigen Gehäuse ein nach über Tage führendes Kabel befestigt ist, dessen Leiter an eine über Tage angeordnete Stromquelle angeschlossen sind und einen die Zündelemente betätigenden Stromkreis bilden.

13) Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede kegelförmige Patrone eine parabolische Außenfläche aufweist, die das konvexe Ende einer Ladung aufnimmt und an der entgegengesetzten Seite der kegelförmigen Patrone eine Aushöhlung besitzt.

14) Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß entgegengesetzte Enden des rohrförmigen Gehäuses durch Stopfen verschlossen sind, die mit einem in die Aushöhlung der benachbarten Patronen eingreifenden Ansatz versehen sind und sich in axialer Richtung in dem rohrförmigen Gehäuse erstrecken und eins der Zündelemente aufnehmen.

15) Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die explosiven Ladungen an ihrer dem rohrförmigen Gehäuse zugewendeten Seite mit Nuten versehen sind, die parallel zu dessen Achse verlaufen und die zu einem der Zündelemente führende Leitungen aufnehmen.

16) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem oberen und unteren Endteil des rohrförmigen Gehäuses eine explosible Ladung mit an der Mitte des Gehäuses anliegenden konvexen Endteilen vorgesehen ist, zwischen denen und dem Gehäuse ein freier Raum gebildet ist, von dem getrennt die Mittel zum Zünden der explosiblen Ladungen vorgesehen sind.

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ORDINAL INSPEOTEP

17) Verfahren zum Zertrennen eines Rohres in einer Querebene mittels einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die explosiven Ladungen enthaltende rohrförmige Gehäuse in das zu trennende Rohr in solcher Weise eingesetzt wird, daß der Zwischenraum der einander berührenden inneren Endteile beider explosiver Ladungen in der Ebene der Trennstelle liegt, worauf beide explosive Ladungen gleichzeitig mit gleichem Abstand von ihren konvexen inneren Enden gezündet werden.

18) Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden explosiven Ladungen in ihrer Lage durch mehrere übereinander gestapelte explosive Patronen gehalten wird, die mit vorspringenden Teilen ineinandergreifen.

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