HU188814B

HU188814B - Method and blasting device for cutting tubes by blasting

Info

Publication number: HU188814B
Application number: HU350082A
Authority: HU
Inventors: Pal Dardai; Ferencne Meckl; Csabane Perjesi; Tibor Kannar
Original assignee: Koezponti Banyaszati Fejlesztesi Intezet,Hu; Koeolajkutato Vallalat,Hu
Priority date: 1982-11-02
Filing date: 1982-11-02
Publication date: 1986-05-28
Also published as: HUT35561A

Abstract

A találmány szerinti eljárás során az elvágandó cső belsejében a cső fala felé irányított hatású robbantást végzünk, oly módon, hogy a cső hossztengelyére merőleges vágási sík (BB’) két oldala felől egyidejűleg, célszerűen azonos szög alatt a csőfal (18) és a vágási sík (BB’) metszéspontjaira irányított kumulatív sugarakat hozunk létre, és ezekkel korbeperforáljuk a csövet. Az eljárás megvalósítására alkalmas robbanószerkezet robbanóanyagba ágyazott kumulatív betétekből áll, amely kumulatív betétek a vágási síkra (BB’) azonos szög alatt irányítottan vannak elrendezve, a robbanótöltet a kumulatív betétek közti részén betétlemezzel (19) van burkolva, a robbanótöltet a vágási síkhoz (BB’) képest közel szimmetrikus kialakítású, és robbanótöltetben a kumulatív betétek a vágási sík kél oldalán fél betétosztással eltoltan vannak elrendezve. (2. ábra) ie ie is 15 14 11 20 21 10 -1-In the process according to the invention, a blast directed towards the wall of the tube directed to the wall of the tube to be cut is carried out in such a way that the pipe wall (18) and the cutting plane are at the same angle, preferably at the same angle, from two sides of the cutting plane (BB ') perpendicular to the longitudinal axis of the tube. (BB ') intersect at the intersection of the intersection of the tube. The explosive device suitable for carrying out the process consists of cumulative inserts embedded in an explosive, the cumulative inserts being oriented at the same angle to the cutting plane (BB '), the explosive charge being enclosed with the insert plate (19) between the cumulative inserts, the explosive charge to the cutting plane (BB'). ), and the cumulative inserts in the blast charge are arranged offset on the side of the cutting plane by half-splitting. (Figure 2) ie 15 14 11 20 21 10 -1-

Description

A találmány tárgya eljárás és robbanószerkezet csövek robbantás útján történő elvágására.The present invention relates to a method and an explosive device for cutting pipes by blasting.

A műszaki gyakorlatban nem ritka az olyan eset, amikor ember által közvetlenül el nem érhető helyen, például szénhidrogén kútban kell csövet elvágni.In technical practice, it is not uncommon for a pipe to be cut in a location not directly accessible to man, such as a hydrocarbon well.

Az egyik ismert megoldás lényege az, hogy a vágási helyre leengedett és ott körbeforgatott fúvókákból kiáramló nagysebességű szemcsék (pl. kvarcszemcsék) koplaló hatásával vágják el a csövet (ún. eróziós eljárás). Ez a módszer bonyolult és lassú, amellett nem is mindig eredményes.One known solution is to cut the tube by the fasting action of high velocity particles (eg quartz grains) discharged from the nozzle and circulated there (the so-called erosion process). This method is complicated and slow, but not always successful.

Egy másik ismert megoldásnál a csőbe nagyobb mennyiségű (5-10 kg-nyi) robbanóanyagot, ún. torpedó töltetet robbantanak el. A robbanás a cső tágulását és törését eredményezi, aminek következtében a cső folytonossága megszakad. Hiányossága ennek a módszernek, hogy a cső olyan mértékben kihajolhat, hogy az a környező anyaghoz — pl. a béléscsőhöz - préselődik, ami lehetetlenné teszi a fúrólyukból való kihúzását.In another known solution, a larger amount (5-10 kg) of explosive material (so-called explosive material) is introduced into the tube. torpedo charge blast. The explosion causes the tube to expand and break, causing the tube to break. The disadvantage of this method is that the tube can bend to such an extent that it is exposed to the surrounding material - e.g. to the liner - presses, making it impossible to pull it out of the borehole.

Egyes országokban a robbantásos cső vágáshoz különleges töltetkonstrukciókat fejlesztettek ki (lásd a csatolt rajzokon az la, lb ábrákat). Ilyen csővágó tölteteket gyárt például az USA-ban működő Gearhart Industries Inc. cég, de a Szovjetunióban is készülnek hasonló töltetek. Közös jellemzője ezen tölteteknek, hogy az la, lb ábrák szerinti AA’ tengelyre forgásszimmetrikusak, míg a BB' tengelyre tükörszimmetrikusak. Az 1 gyutacs robbanása a 2 robbanóanyag robbanását váltja ki. A töltet oldalpalástján elhelyezeti ferde homlokéi 3 vagy félkör keresztmetszetű 4 betétek a BB’ tengelynek az AA’ tengely körüli körbeforgatásával meghatározott síkban nagysebességű vágósugarai hoznak létre a robbanás során. Az ilyen robbanótölteteket perforátoroknak vagy kumulatív tölteteknek nevezzük.In some countries, special filler designs have been developed for blast tube cutting (see figures la, lb in the accompanying drawings). Gearhart Industries Inc. of the United States, for example, produces such tube fillers, but similar fillings are also made in the USSR. A common feature of these charges is that they are rotationally symmetrical with respect to the axis AA 'of Figures 1a, 1b and mirror-symmetrical with respect to the axis BB'. The explosion of the fuse 1 causes the explosive 2 to explode. The inclined forehead fringes 3 or semicircular inserts 4 on the side of the filling rotate the BB 'axis about the AA' in a certain plane to produce high-speed cutting jets. Such explosive charges are called perforators or cumulative charges.

Hiányosságot jelent ennél a megoldásnál, hogy mivel a vágótöltetnek a BB' tengely körbeforgatásával nyert síkkal párhuzamos minden metszete kör, és a töltet indítása a középpontban történik, a vágósugár széttartó. így minél távolabb van a töltettől a vágandó cső fala, annál kisebb tömegű és kisebb sebességű vágósugár jut annak egységnyi hosszára. A töltet hatékonysága tehát csak egy adott maximális távolságig garantálható. Ez a távolság a Gearhart cég tölteteinél legfeljebb 4,3 mm, míg a szovjet tölteteknél legfeljebb 3,5 mm. így a deformálódott cső vagy csőfal belső oldalán bekövetkező lerakódások esetén előfordulhat, hogy a vágótokét csak nehezen vagy egyáltalán nem juttatható be a vágás kívánt helyére.A disadvantage of this solution is that since every section of the cutting fill is parallel to the plane obtained by rotating the BB 'axis and the filling is initiated in the center, the cutting radius is divergent. Thus, the farther away from the filling is the wall of the tube to be cut, the less weight and speed the cutting radius per unit length will be. The efficiency of the charge can therefore only be guaranteed up to a certain maximum distance. This distance is up to 4.3 mm for Gearhart cartridges and 3.5 mm for Soviet cartridges. Thus, in the case of deposits on the inside of the deformed tube or tube wall, it may be difficult or impossible to get the cutting casing to the desired position of cutting.

A találmány célja a fenti ismeri megoldások említett hiányosságainak kiküszöbölése.It is an object of the present invention to overcome these shortcomings of the prior art.

A találmány feladata olyan eljárás és robbanószerkezet létrehozása csövek robbantás útján történő elvágására, amelynél a robbanótöltet és a csőfal belső oldala közötti sugárirányú távolság az. eddiginél lényegesen nagyobb lehet, és a vágótöltet kialakítása és elhelyezése révén nagyobb esőfalvastagságok esetén is biztonságos vágást eredményezzen.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method and an explosive device for cutting pipes by blasting at a radial distance between the explosive charge and the inside of the pipe wall. can be significantly larger than before and, thanks to the design and positioning of the cutting filler, ensure safe cutting even at higher rainfall thicknesses.

Ismeretes, hogy az irányított hatású töltetek, az ún. perforátorok által létrehozott kumulatív sugár a robbanóanyag mennyiségétől függően folyadékban, acélban néhány száz mm távolságra is elhatol, és a céltárgy anyagába történő behatolásakor az anyagot oldalirányban elnyomva hozza létre a lyukat, amikoris az anyagban lökéshullám jön létre.It is known that guided charges, the so-called charge. Depending on the amount of explosive, the cumulative beam created by the perforators penetrates a few hundred mm into the fluid and, when it penetrates the target material, pushes the material sideways to create a hole in the material, resulting in a shock wave.

A találmány alapja az a felismerés, hogy ha a cső üregében a vágási sík alatt és felett úgy helyezzük d a perforátorokat, hogy azok hatásvonalai a csőfalat a vágási síkban metsszék, akkor a kumulatív 'öltetek egyidejű elrobbantásával a csőfal körbeperforálódik a robbantás primer hatásaként, ugyanakkor a perforátorok közti teret kitöltő robbanó'.öltet - amely lényegében a perforátorok töltetével egy töltetet képez — robbanása szekunder hatásként a csőfalban körben tengelyirányú húzóerőt, lökéshullámot vált ki, amely a cső elszakadását eredményezi. Ez a lökéshullám dinamikus húzóigénybevételt jelent a két lyuk között megmaradt anyagrészre, és abban repedést hoz létre. A megrepedt anyagrészeket a robbanási gázok hatása el tudja távolítani egymástól. Ezen felismerés alapján az elsődleges feladat megoldása olyan eljárás csövek robbantás útján történő elvágására, amelynek során a cső belsejében a cső fala felé irányított hatású robbantást végzünk oly módon, hogy a vágási sík alatt és felett, hatásvonalukkal a vágási sík és a csőfal középvonalának metszéspontjaira célszerűen azonos szög alatt — irányuló kumulatív betéteket alakítunk ki, a kumulatív betétek közti részen a töltetet burkolattal - betétlemezzel látjuk el, majd a robbanótöltetet egyidejűleg elrobbantjuk.The invention is based on the discovery that when perforators are placed in the tube cavity below and above the cutting plane such that their action lines intersect the tube wall in the cutting plane, the tube wall is perforated as the primary effect of the blasting The explosion of the charge filling the space between the perforators, which essentially forms a charge with the charge of the perforators, causes a secondary effect in the tube wall to produce an axial tensile force, a shock wave, which causes the tube to burst. This shock wave creates a dynamic tensile load on the remaining material between the two holes and creates a crack in it. The cracked parts can be removed by the effects of explosive gases. Based on this discovery, the primary task is to provide a method of blast-cutting a pipe by blasting the inside of the tube toward the wall of the tube, such that it is practically identical to the intersection of the cutting plane and centerline of the tube wall forming cavity inserts directed at an angle, providing a cover plate between the cumulative inserts and blasting the explosive charge at the same time.

A másodlagos feladat mgoldása olyan robbanószerkezel csövek robbantás útján történő elvágására, amelynek robbanóanyagba ágyazottan a vágási sík alatt és felett körben - célszerűen azonos szög alatt - a vágási sík és a csőfal középvonalának metszéspontjaira irányított hatásvonallal elrendezett kumulatív betétei vannak, és a kumulatív betétek közti részen a robbanótöltet betétlemezzel van burkolva.Secondary problem solving for blast-cutting explosive tubes having embedded in the explosive, with cumulative inserts arranged on the intersection of the cutting plane and the center line of the pipe wall, preferably at the same angle, with an explosive charge liner.

A találmány szerinti robbanószerkezet egy előnyös kiviteli alakjánál a vágási sík alatt és felett a kumulatív betétek úgy vannak elrendezve, hogy azok hatásvonalai a vágási síkban egymást nem metszik, vagyis a vágási sík két oldalán a robbanótöltetben a kumulatív betétek egymáshoz képest egy fél betétoszlással eltoltan vannak elrendezve. A vágási sík két oldalán a kumulatív betéteket célszerűen egy-egy csonkakúp felületén helyezzük el. amely csonkakúpok fedösíkja a vágási síkba esik, és kialakításuk a vágási síkhoz képest szimmetrikus a kumulatív betétek eltolt elrendezésétől eltekintve. Az eltolt elrendezés lényegében azt jelenti, hogy a vágási sík alatt és felelt elrendezett kumulatív betétek által létrehozott perforációk a csőfalban egymás mellé kerülnek.In a preferred embodiment of the explosive device according to the invention, the cumulative inserts below and above the cutting plane are arranged such that their action lines in the cutting plane do not intersect, i.e. the cumulative inserts are offset relative to one another . On both sides of the cutting plane, the cumulative inserts are preferably placed on the surface of a truncated cone. the top plane of the truncated cones being in the cutting plane and being symmetrical with respect to the cutting plane, except for the offset arrangement of the cumulative inserts. The offset arrangement essentially means that the perforations created by the cumulative inserts under the cutting plane and correspondingly arranged in the tube wall are juxtaposed.

A találmány szerinti robbanószerkezet olyan kialakítású, hogy a kumulatív betétek és a robbanóanyag indítási helye között azonos úthosszok vannak. Ezt azáltal érjük el, hogy a robbanóanyag indítási helye - ez célszerűen a gyutacstartó hüve-2188 814 lyen kialakított tüznyílás-sor - és a vágási sík két oldalán levő kumulatív betétek között a vágási síkhoz képest szimmetrikus kialakítású terelőelem van.The explosive device of the present invention is so constructed that the same path lengths between the cumulative inserts and the starting point of the explosive are. This is accomplished by providing a starting point for the explosive, preferably a flamethrower line 218 814 which is formed on the ignition holder, and the cumulative inserts on both sides of the cutting plane, which are symmetrical with respect to the cutting plane.

A kumulatív betétek által perforált cső szétszakításához szükséges tengelyirányú erő biztosítása céljából a robbanótölletnek a kumulatív betétek közti felülete betétlemezzel van burkolva. Ezen betétlemezek alkotják tulajdonképpen a robbanószerkezet két csonkakúpjának palástfelületeit, amelyeken 1 a perforáló kumulatív betétek vannak elrendezve.In order to provide the axial force required to break the perforated tube by the cumulative inserts, the surface of the explosive friction between the cumulative inserts is covered with an insert plate. In fact, these insert plates form the peripheral surfaces of the two truncated cones of the explosive device on which 1 the perforating cumulative inserts are arranged.

A találmányt az alábbiakban a csatolt rajzok 2. ábráján vázolt kiviteli példa kapcsán ismertetjük.The invention will now be described with reference to the exemplary embodiment shown in Figure 2 of the accompanying drawings.

A 2. ábra a példa szerinti robbanószerkezet hosszmetszete. 1Figure 2 is a longitudinal sectional view of the exemplary explosive device. 1

A 11 robbanóanyag indítása a 12 pontban történik a 20 gyutacstartó hüvelyen levő 21 tűznyilásokon keresztül. A detonáció a robbanóanyagban az indítási pont után a 13, 14 irányokban szétválik, és a kumulatív 15 betétekig halad. A kumulatív 15 ²betétek által létrehozott kumulatív sugarak a 16, 17 irányokban az AA’ hossztengelyre merőleges, a 12 ponton átmenő BB’ tengelyt magában foglaló vágási sík két oldala felől azonos - mintegy 45°-os — szög alatt egyszerre érik el a vágandó cső falát, ²amelyben egymás melletti, a cső kerületén lyukakat hoznak létre. A sugárképződés után a robbanás szétszakítja a 11 robbanóanyag 15 betétek körüli felületét burkoló 19 betétlemezt, és felgyorsítja an- 3 nak szétszakított részeit, amelyek a BB’ tengelyre ^Jtükörszimmetrikusan egyszerre csapódnak a vágandó cső 18 falába. A 19 betétlemez elemeinek kinetikus energiája a ferde hatásvonal következtében egyrészt radiális irányban kifelé kényszeríti a 3 cső falát, másrészt hatására abban tengelyirányú húzófeszültség ébred. Ez a szomszédos perforációs lyukak közti falrész szakadásához vezet.The explosive 11 is fired at point 12 through the openings 21 in the primer sleeve 20. The detonation in the explosive separates in the directions 13, 14 after the starting point and proceeds to the cumulative inserts 15. The cumulative rays generated by the cumulative inserts 15 ² reach the pipe to be cut at the same angle, about 45 °, from both sides of the cutting plane perpendicular to the longitudinal axis AA 'and the axis BB' passing through 12 points in directions 16, 17 wall ^{2 in} which holes are formed adjacent to each other in the periphery of the tube. After the burst sugárképződés blast surface 15 around the inserts 11 explosive cladding insert plate 19 and accelerate an- 3 has torn apart portions that are mirror-symmetrically ^J simultaneously hit the BB 'axis of the cutting tube 18 wall. Due to the oblique line of action, the kinetic energy of the elements of the liner 19 forces the wall of the tube 3 radially outwards and causes an axial tensile stress in the liner. This leads to a rupture of the wall portion between adjacent perforation holes.

Ahhoz, hogy a kumulatív 15 betétek által létrehozott kumulatív sugarak egyidejűleg érjék el a cső 18 féilát, a 11 robbanóanyagban az indítási 12 ponttól a 15 betétekig azonos úthosszokat kell biztosítani, és olyan 10 terelőelemet kell alkalmazni, amelyen át nem iniciálódhat a 11 robbanóanyag.In order for the cumulative rays generated by the cumulative inserts 15 to simultaneously reach the half of the tube 18, the explosive 11 must have the same path lengths from the starting point 12 to the inserts 15, and a deflector 10 through which the explosive 11 may not be initiated.

A 15 betéteket a kerület mentén célszerű a lehető legsűrűbben elrendezni.The inserts 15 are preferably spaced as closely as possible around the circumference.

Claims

CLAIMS 1. A method of blasting pipes by blasting the inside of the tube in a direction directed towards the wall of the tube, characterized in that the tube wall (18) is simultaneously and at right angles to both sides of a cutting plane (BB ') perpendicular to the longitudinal axis of the tube. ) and create cumulative rays directed at the intersection of the cutting plane (BB ') and perforate the tube wall (18) ·

An explosive device for blast-cutting pipes consisting of cumulative inserts embedded in an explosive material, characterized in that the cumulative inserts (15) are oriented in the direction of the cutting plane (BB ') at an equal angle, the explosive charge is nearly symmetrical with respect to the cutting plane (BB '), and in the explosive charge the cumulative inlets (15) are arranged on both sides of the cutting plane (BB *) with half insert / fill.

Explosive device according to Claim 2, characterized in that a deflecting element (10) is arranged symmetrically on the cutting plane (BB ') and fire openings (21) are formed in the cutting plane (BB') on the incinerator holder (20). .