JPS5851118B2 - 導管切断方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は導管を選択的に切断する方法及び爆発装置に関
し、且つ特に１選択された下降穴の場所において油井等
の穿孔及び完成に使用される金属導管をその場所で爆発
により切断するための方法及び装置に関する。

油井及びガス井戸の穿孔及び完成にかいて、ドリル・ス
トリング、ケーシング、管等のような金属導管は時々地
下で井戸穴に固着してつかえ且つ妨げられる。

時には、そのような導管を自由にする試みはその大部分
の部品の損失を生じる。

つかえている場所１で適当な切断工具を導管中へ降下さ
せ且つそこで導管を切り離し即ち切断して導管の少なく
とも上方部分を自由にすることは実際に行なわれている
。

従来、爆薬を装填した切断工具は選択された下降穴の場
所で比較的大きい直径の導管を切断するために利用され
ている。

しかしながら、ドリル・パイプ及び管のような小さい直
径の導管の切断では、ストリングの自由な上方部分をつ
かえている下方部分から切断するに充分な量の爆薬をつ
かえている場所１で降下させることは困難であった。

特に、カラーを切９離すことによってドリル・ストリン
グ即ち管ストリングを切断する時には、ストリング中の
これらの連結要素がドリル・パイプ又は管部分の厚さよ
り実質的に大きい壁厚を有するので困難が伴なう。

場合によっては、必要とする多量の爆薬及び導管の比較
的小さい直径のために、爆薬を運ぶ細長いカートリッジ
又はノ１ウジングが導管ストリング中の屈曲部又は角部
を通過するのを妨げられる。

多量の爆薬が使用可能である場合でも一１周囲の構造物
に望１しくない損害を与えるに充分な振幅で広く伝播す
る衝撃波が爆発時にしばしば生じる。

他の場合に、油及びガス井戸の穿孔中に、破裂が生じて
穿孔流体の循環が失なわれ、且つ破裂の場所でセメント
固めができなければ穿孔の再開ができない。

時々、破裂の場所でドリル・カラーに孔をあけ且つ破裂
を緩和するに充分な量のセメントをドリル・ストリング
を介して上記孔から詰込むことは可能である。

そのような場合には、井戸を塞ぐに充分高い割合で適量
のセメントをカラーを介して押込むに充分な程度に１で
ドリル・カラーを切断し又は切り離すことが必要である
が、結果は本発明前にはしばしば不可能であった。

本発明によって、爆薬装填を用いて比較的小さい直径及
び／又は厚内の導管を選択された場所で有効に且つ選択
的に切断するための改良された方法及び装置が提供され
る。

本発明の切断装置は、互いに向い合い且つノ・ウジング
の軸線に沿って整合した一対の爆薬装填を有するハウジ
ングから成る。

ノ・ウジングは選択された場所で切断される導管中への
その挿入を容易にするような横方向寸法を有し、且つ爆
薬装填の向い合った中央に近い端部は凸状に形成されて
それらの間に環状の爆発自由空間を両底する。

２つの爆薬装填の凸状に形成された中央に近い端部はそ
れぞれと相補した形状を有してそれに近接して取付けら
れ又は位置された鋼のような高密度延性材料で作られた
ライナーを有する。

ライナーのそれぞれの厚さはその中央部分におけるよう
もその周辺部分にかいて大きく、即ち、ライナーは半径
方向に増加する厚さを有する。

爆薬装填をその末端部において起爆させる手段が設けら
れ、それによう爆発波はハウジング内を軸線方向へ伝播
し且つ２つの爆薬装填の中央に近い端部及びライナーに
おいて衝突して高圧力領域を形威し且つハウジングの軸
線と実質的に垂直な平面で高密度ライナー材料の粒子を
推進させる。

下降式導管ストリングを切断するための本発明装置を使
用するにあたり、前記したように構成された爆薬装填を
含むハウジングは地上で電源を動作させる時に爆薬装填
を起爆させるに適当な導電体を支える適当な線ラインの
端に設けられる。

次に、切断すべき導管ストリング内を所望の深さ１で装
置をワイヤーライン上で降下させる。

次に。２つの爆薬装填をその末端部にかいて同時に起爆
させる。

本発明の切断装置の特別の利点は、比較的少量の爆薬装
填を用いて比較的厚い導管を選択的に切断又は切り離す
ことができ且つその結果として装置は比較的小さく且つ
コンパクトであシ且つストリングの長さにわたって生じ
を彎曲又は直線からの偏りによって阻止され又は妨げら
れることなく導管ストリング中を容易に降下され得るこ
とである。

装置は周囲の構造物をひどく損傷せずに選択された場所
で厚い導管又はカラーをきれいに切断し得るように比較
的小量の高爆薬及び高密度ライナー材料の粒子の爆発に
よって発生する力を集中し且つ選択的に方向づける。

次に１図面、特に第１図を参照すると、本発明の導管切
断装置の一例が図示されてフ・シ且つ符号１０で全体的
に指示されている。

装置１０は上端１４及び下端１６を有する細長い円筒状
ハウジング１２を含む。

ハウジング１２の下端１６はそれに溶接されたキャップ
即ちプラグ１８によって閉じられている。

プラグ１８はハウジング１２の下端１６内の短い距離を
上方へ延在する円筒状部分２０を有し、それにより上向
き環状肩が円筒状部分２０の上部によって設けられ且つ
開放部即ちくぼみ２２がプラグ１８内に設けられる。

爆薬装填支持板２４がハウジング１２内にプラグ１８に
近接して配置され且つプラグ１８の円筒状部分２０によ
って設けられた上向き環状肩上に据えられている。

第１図、第４図及び第４ａ図に示したように、爆薬装填
支持板２４はその中に設けられた中央垂直開口２６を有
し、開口２６は支持板２４の側部から延在する水平ねじ
穴２８と交差している。

垂直方向へ延在する信管３２の下端３０が中央垂直開口
２６内に配置される。

信管３２の下端３０はねじ穴２８内に設けられた止ねじ
３４によって板２４の中央開口２６内に固定されている
。

偏心して設けられた垂直開口３６が板２４内に設けられ
、それはその側部から板２４中を水平に延在するねじ穴
と交差している。

穴３６内に起爆素子４０が設けられている。

素子４０はねじ穴３８に螺合する止ねじ４２によって穴
３６内に固定されている。

信管３２はハウジング１２内を上方へ延在し且つその上
端４４は第二の爆薬装填支持板４６に固着されている。

第１図、第３図及び第３ａ図に示したように、第二の爆
薬装填支持板４６は支持板２４と同じであり且つ水平ね
じ穴５０と交差する中央垂直開口４８を有する。

信管３２の上端４４はねじ穴５０内に螺合する止ねじ５
２によって穴４８内に固定されている。

起爆素子５４が板４６中に設けられた偏心配置垂直開口
５６内に設けられ且つ開口５６と交差するねじ穴６０内
に螺合する止ねじ５８によってその中に固定されている
。

起爆素子５４及び４０はそれらのそれぞれれの長手方向
軸線が一致するように配置されている。

符号６２及び６４によって全体的に指示された一対の向
い合った高爆薬装填が爆薬装置支持板２４及び４６の間
に配置されている。

下部上向き高爆薬装填６２はその中に中央開口を有して
装填支持板２４に近接したその末端部から１つずつ積重
ねられた複数個の円筒状爆薬カートリッジ６６から成る
。

装填６２の中央に近い端部は最上部の円筒状爆薬カート
リッジ６６の上端に隣接して配置された中央開口を有す
る截頭円錐状に形成された爆薬カートリッジ６８から成
る。

後述する金属ライナー７０が爆薬カートリッジ６８の上
向き円錐形表面上に配設されている。

上部品爆薬装填６４は高爆薬装填６２の爆薬カートリッ
ジ６８に近接して向い合って配置された中央開口を有す
る逆截頭円錐状の爆薬カートリッジ７２から戚る。

金属ライナー７４がカートリッシフ２の下向き円錐形表
面上に配設されている。

中央開口を中に有する複数個の積重ねられた円筒状爆薬
装填７６が装填支持板４６に近接した高爆薬装填６４の
末端へ延在する爆薬カートリッジ１２の上部に配置され
ている。

信管１２は装填６２及び６４を形成する爆薬カートリッ
ジの中央開口を貫通し且つハウジング１２に沿ってそれ
らを前記した積重ね配置に維持する。

装填６２及び６４の円筒状爆薬カートリッジ６６及び７
６は寸法、形状及び個数が同じである。

高爆薬装填６２及び６４の中央に近い端部における截頭
円錐状爆薬カートリッジ６８及び７２及びライナー７０
及び７４は寸法及び形状が同じであジ且つそれらの間に
環状爆発自由空間を画成する。

爆薬カートリッジ７２及びライナー７４を示す第６図及
び第６ａ図に図示したように、中実軸線方向量ロア８が
カートリッジ７２に設けられ、それに信管３２が通って
いる。

ライナー７４はカートリッジ７２の中央間ロア８より大
きい直径の中央開口８０を有し且つカートリッジ７２の
周辺１で延在している。

更に、カートリッジ７２を構成する爆薬材料の環状部分
は信管３２の外側表面及びライナー７４の開口８０の側
部の間に延在する。

明らかなように、爆薬カートリッジ７２及びライナー７
４はカートリッジ６８及びライナー７０と寸法及び形状
が同じであるので、それらが第１図に示したように互い
に隣接して配置される時に、信管３２及びライナー７０
及び７４の内端の間のカートリッジ６８及び７２の環状
部分は互いに接触する。

第１図及び第６ａ図に示したように、金属ライナー７０
及び７４のそれぞれの厚さはその内側からその周辺側へ
増加している。

即ち、ライナーの中心軸線からの半径方向距離が増すに
つれて、ライナーの厚さは増加する。

ライナーのこの厚さの変化はその中央に近い端部におい
て装填６２及び６４の起爆の際に生じる力の衝突に最適
な状態を作る。

この衝突はライナーを高密度の粒子に破壊し、この粒子
は装置１０の軸線に対して垂直な平面を半径方向へ分散
し且つ推進し且つ後述するように装置１０の導管切断能
力を大きく高める。

爆薬装填支持板４６の上方の・・ウジング１２の上方端
部分内にスリーブ８０が配置され、このスリーブは装填
支持板４６の側部に近接して配置された下端８２及び上
端８４を有する。

スリーブ８０の上端８４は円板８６によって閉じられ、
円板８６はスリーブ８０の側部を貫通して円板８６の側
部の対応する孔中へ延在する一対のピン８８によってそ
れに強固に取付けられている。

第２図に示す通り一対の隣接して中央に位置する垂直開
口９０及び９２が板８６に設けられている。

第２図に示す通り開口９０及び９２は板８６中をその側
部から水平に延圧するねじ孔９４と交差している。

一対の起爆素子９６及び９８が開口９０及び９２内にそ
れぞれ配置されており、且つねじ孔９４に螺合する止ね
じ１００によってその中に固定されている。

素子９６は板４６に取付けられた起爆素子５４に信管１
０２によって連結されている。

スリーブ８０内の板４６及び８６の間の空間はシリコー
ンゴムのようなゴム状充填化合物で満たされてｂＢ、そ
れによう信管１０２が信管１０４に接触するのを妨げ且
つ信管１０２のつる巻き部分が互いに接触するのを妨げ
る。

ハウジング１２の上端１４はマンドレル端プラグ１０６
によって閉じられている。

マンドレル端プラグ１０６はキャップねじ１０８によっ
てハウジング１２の端１４中に保持されてにシ、且つ〇
−リング１１０によってハウジング１２の内部表面に対
して封合されている。

マンドレル端プラグ１０６はそれを垂直に貫通する中央
孔１１２を有し、且つ電気的に作動される起爆素子１１
４が穴１１２内に配置されて板８６中に固定されて起爆
素子９６及び９８に隣接し且つ接触して配置されている
。

はね１１６が起爆素子１１４上に配置されて素子１１４
を素子９６及び９８に接触させて維持し且つはね１１６
はマンドレル端プラグ１０６のねじ付くぼみ内に螺着さ
れたスリーブ１２０及びばねボタン１１８によって穴１
１２内に保持される。

電気的に点火される起爆素子１１４に取付けられた電気
的導体１２２がマンドレル端プラグ１０６中の穴１１２
、ばね１１６．ばねボタン１１８及びスリーブ１２０を
通っていることは理解されよう。

電気的導体１２２及びマンドレル端プラグは切断される
導管中へ降下し且つ電気点火起爆素子１１４を表面作動
させる通常の線ラインに取付けられている、 次に、第５図、第５ａ図、第５ｂ図及び第５ｃ図を参照
すると、高爆薬装填６２及び５４を起爆するための手段
が詳細に示されている。

電気点火起爆素子１１４に連結された電気的導体１２２
はワイヤーラインを介して電流源へ連結されていること
は理解されよう。

起爆素子９８．９６．５４及び４０のそれぞれは信管１
０２又は１０４の１つの端に作動上連結された一端に所
定量の爆薬材料１２４を有する。

特に、起爆素子９８の爆薬材料１２４は信管１０４の一
端へ連結され、信管１０４の他端は起爆素子４０の爆薬
材料１２４に連結されている。

起爆素子９６の爆薬材料１２４は信管１０２の一端に連
結され、この信管の他端は他端は起爆素子５４の爆薬材
料１２４に連結されている。

起爆手段の作動中に、電気点火起爆素子１１４は電流を
導体１２２に通すことによって点火される。

素子１１４の点火は素子９６及び９８の爆薬材料１２４
を起爆し、それは信管１０２及び１０４を点火する。

信管１０２及び１０４は等しい長さを有し且つ同じ材料
で作られているので、起爆素子４０及び５４中の起爆材
料１２４は同時に点火し、その時、装置１０中に納めら
れている高爆薬装填６２及び６４は同時に爆発する。

次に、第７図及び第７ａ図を参照とすると、本発明の切
断装置の別の例が示されている。

切断装置自体は符号１３０で全体的に指示されて第７図
に示されてにシ、且つアダプタ１３２の上部及びアダプ
タを連結するワイヤーライン・ケーブルが第７ａ図に示
されている。

導管切断装置１３０は細長い円筒状ノ・ウジング１３４
を有し、その下端はプラグ１３６によって閉じられてい
る。

プラグ１３６はハウジング１３４の下端中へ延在する部
分を有し且つキャップねじ１３８によってそれに固定さ
れている。

一対のＯ−リング１４０がプラグ１３６に形成され″た
。

環状溝に配設されてプラグ１３６及びノ・ウジング１３
４の内側表面の間を封合する。

プラグ１３６は軸線方向空所１４２を有し、この空所は
その上端からプラグ中へ下方へ突出し、且つその外周か
らプラグ中へ半径方向へ突出する横通路１４４に連通し
ている。

周囲の軸線方向へ延在する溝１４６は空所１４２と平行
にプラグ１３６の外側に沿って形成され、且つプラグの
上側から横通路１４４との連通点へ突出している。

中央空所１４２が完全に開くプラグ１３６の上側は後述
する高爆薬カートリッジに形成された截頭円錐状空所に
合致する形状の截頭円錐状突起を有する。

ハウジング１３４の上端において、ハウジングはマンド
レル端プラグ１４８によって閉じられている。

マンドレル端プラグ１４８はキャップねじ１５０によっ
てハウジング１３４中に保持され且つＯ−リング１５２
によってノ・ウジング１３６の内側表面に対して封合さ
れる。

マンドレル端プラグ１４８はアダプタ１５６の下端中の
内ねじ付ソケット中に突出して螺合する外ねじ付首部１
５４をその上端に有する。

ハウジング１３４内を下方へ延在するマンドレル端プラ
グ１４８の下端はプラグ１３６の上端にかける截頭円錐
状突起と形状が実質的に同じである。

軸線方向中央空所１５８は突起の頂部即ち最下部からマ
ンドレル端プラグ中へ延在し、且つその上端から端プラ
グを貫通する細呈い軸線方向穴１６０に連通ずる。

横通路１６２はプラグ１４８の一側部から半径方向内方
ぺ突出して軸線方向空所１５８の直ぐ上の場所で軸線方
向穴１６０と交差し且つ連通ずる。

横通路１６２は、端プラグ１４８の外周に沿って軸線方
向へ形成され且つプラグの下端面で終端している溝１６
４に整合する。

第７図及び第７ａ図に示したように、一対の導電体１６
６及び１６８はアダプタ１５６中の軸線方向穴１７０及
び端プラグ１４８中の軸線方向穴１６０を下方へ貫通し
て横通路１６２及び軸線方向穴１６０の交差部１で延び
ている。

この場所で、導体１６６及び別の導電体１７２は横通路
から延び且つ溝１６４を通うハウジング１３４の側部に
沿ってその下端１で下方へ延在している。

そこで導体１６６及び１７２はプラグ１３６中の溝１４
６へ入９且つ横通路１４４を通ってプラグ中の軸線方向
空所１４２中へ入る。

導体１６８はその下端において起爆素子１７４に連結さ
れ、素子１７４はその下端がマンドレル端プラグ１４８
の截頭円錐状突起の下端と同一平面上にあるように空所
１５８中に配置されている。

導体１７２は起爆素子１７４に連結され且つ導体１６６
及び１７２の下端は起爆素子１７６に連結され、素子１
７６は空所１４２中に配置され、且つプラグ１３６の上
端の截頭円錐状突起の上端と同一平面上にある上端を有
する。

第１０図に最も明瞭に示されているように、起爆素子１
７６及び１７４は導体１６６゜１６８及び１７２によっ
て直列に連結されている。

導体１６６及び１６８は地上又は切断すべき導管の上端
へ延在する電気回路の一部をなし、そこに電源及びスイ
ッチが設けられて回路を附勢し且つ閉じる。

これは通常のワイヤーラインの下端に吊下げられたケー
ブルヘッド１８０の下端に導体１６６及び１６８を連結
することによって行なわれる。

アダプタ１５６はその上端中に形成された内ねじ付くぼ
み１８２を有し、このくぼみはアダプタ中の軸線方向空
所１８４の開いた上端に連通している。

空所１８４はアダプタ中をマンドレル端プラグ１４８１
で下方へ延在する軸線方向穴１７０に連通している。

くぼみ１８２はケーブルヘッド１８０の下端に形成され
た外ねじ付ピン１８６を螺着している。

ピン１８６の下端は空所１８４中に据えられた非導電性
材料で構成されたばね箱１８８の上端に衝合している。

導体１６８は箱１８８の外側の周りを延在し且つアダプ
タ１５６の金属壁に適当に接地されている。

小さい開口１９０が箱１８４の底部に形成されて導体１
６６を箱の内部中へ通す作用をする。

箱１８８の内側で、導体１６６はその中に設けられた螺
旋ばね１９２に連結されている。

ばね１９２は弾性により接触板１９４を上方へ押圧即ち
偏圧して接触ヘッド１９６に接触し、この接触ヘッドは
ケーブルヘッド１８０の一部を形成する可撓性導電素子
１９８の下端に固定されている。

導電素子１９８は非導電材料で作られた管２００内に納
められてかり、管２００は通常の構造の編んだシールド
２０２中に包１れている。

ケーブルヘッド全体は通常の構造のものであり且つワイ
ヤーライン（図示せず）の下端に取付けられている。

符号２０４及び２０６で全体的に指示された一対の爆薬
装填がプラグ１３６及びマンドレル端プラグ１４８の間
でハウジング１３４内に配置されている。

爆薬装填２０４及び２０６は形状及び寸法が同じであり
且つ互いに向い合って配置されている。

下部爆薬装填２０６は１つずつ積重ねられた複数個の截
頭形の爆薬カートリッジ２０８から成う、截頭円錐状の
爆薬カートリッジ２１０がその積重ねの上端に配置され
ている。

爆薬カートリッジ２１０の形状に対応した截頭円錐形状
の金属ライナーがカートリッジ２１０の円錐状表面上に
配置されている。

上部高爆薬装填２０４はそれが複数個の積重ねられた截
頭形の爆薬カートリッジ２０８及び截頭円錐状爆薬カー
トリッジ２１０及びライナー２１２から成ることが下部
装填２０６と同じである。

截頭爆薬カートリッジ２０８の１つを第８図及び第８ａ
図に示し且つライナー２１２を取付けた截頭円錐状爆薬
カー） ＩＪツジ２１０の１つを第９図及び第９ａ図に
示す。

第８図及び第８ａ図を参照すると、爆薬カートリッジ２
０８は一対のほぼ平行で軸線方向に隔った平端面２１６
及び２１８によって交差された全体的に円筒状の外周２
１４を有して形成された適当な高爆薬材料の体である。

カート４７ツジ２０８の一側部で端面２１６及び２１８
の間に周囲溝２２０が延在してかり、この周囲溝は装置
１３０のハウジング１３４の軸線と平行に延在し且つ導
体１６６及び１７２をハウジングの一側部を下方へ通し
て下部起爆素子１７６へ連結する作用をする。

截頭円錐状空所２２２は各截頭カートリッジ２０８の平
端面２１８に形成され、且つ空所２２２と相補した形状
の截頭突起２２４が平端面２１６上に形成されてそれか
ら突出している。

爆薬カートリッジ２０８のこの形状は第７図に示したよ
うにそれらをハウジング１３４内で積重ね関係に配置し
て下部爆薬装填２０６中の最下部カートリッジ２０８が
プラグ１３６の上端で相補した形の截頭円錐状突起を重
ねて受ける。

最下部及び最上部カートリッジ２０８にそれぞれ隣接し
た上部及び下部爆薬装填２０４及び２０６のそれぞれの
中央に近い端に、第９図及び第９ａ図に詳細に示した截
頭円錐状カートリッジ２１０及びライナー２１２がある
。

カートリッジ２１０は截頭円錐形状の外側表面２２６を
有し且つ爆薬装填２０８の截頭円錐状突起を受ける截頭
円錐状くぼみ２２８を有する。

爆薬カートリッジ２１０の外側表面２２６に取付けられ
たライナー２１２は装置１３０のハウジング１３４の軸
線ト平行に延在する周囲溝２３２を一側部に沿って形成
した円筒状外側周囲表面２３０を有する。

カートリッジ２１０の溝２３２はカートリッジ２０８の
溝２２０と整合して導体１６６及び１７２をそれに通す
。

爆薬カートリッジ２１０のライナー２１２は截頭円錐形
状をして釦す且つその内部部分から外周部分へ厚さを増
している。

第７図に示したように、爆薬装填２０４及び２０６の中
央に近い端部である截頭円錐状カートリッジ２１０及び
ライナー２１２は互いに向い合ってその截頭外側部分を
互いに接触している。

加えて、ライナー２１２の截頭頂部は互いに接触し、且
つ環状爆発自由領域２３４（第７図）がライナー２１２
の間で装置１３０のハウジング１３４中に形成されてい
る。

次に、第７ｂ図を参照すると、装置１３０の爆薬カート
リッジ２１０及びライナー２１２又は装置１０の爆薬カ
ートリッジ６８及び７２及びライナー７０及び７４に代
えられ得る爆薬カートリッジ及びライナーの別の例が図
示されている。

第７ｂ図において、向い合う中央に近い端の爆薬カート
リッジは符号２４０で指示され且つハウジング２４２中
に配設されて図示されている。

カートリッジ２４０は円錐形状をしており、且つ装置１
０及び１３０について前記した型の上部及び下部高力爆
薬装填を形成する追加の爆薬カートリッジ２４４に隣接
して配置される。

円錐状のライナー２４６が爆薬カートリッジ２４０のそ
れぞれに取付けられ、前記した装置１０及び１３０のラ
イナー７０及び７４及び２１２と同様なこのライナーは
・・ウジング２４２の中央塵線から距離が増すにつれて
増加する厚さを有する。

ライナー２４６の頂部は装置１０及び１３０のカートリ
ッジ及びライナーのように互いに接触し得るが、第７ｂ
図のライナー２４６は符号ｄで示す距離だけ離れた位置
に図示されている。

本発明の導管切断装置の最も好適な態様では、装置で使
われる２つの高爆薬装填の中央に近い端に於いて爆薬カ
ートリッジ及び／又はライナーが互いに接触している。

しかしながら、図示し且つ説明した装置の全ての態様で
は、中央に近い端の爆薬カートリッジ及びライナーが特
定の距離だけ互いに離れていてもよい。

しかしながら、導管切断装置を有効的に動作させる中央
に近い端の爆薬カートリッジ及び／又はライナーの間の
最大距離はライナーの最大厚さにおける１つのライナー
の厚さの４倍であることが判明している。

それ故、第７図において、ライナー２４６の１つの最大
厚さは符号ｔによって第７図に示されたライナーの周縁
に釦ける厚さである。

従って、第７ｂ図に示されたライナー２４６の間の最大
距離は４ｔである。

本発明の導管切断装置の中央に近い端の爆薬カートリッ
ジ及び／又はライナーの間のより好ましい距離はライナ
ーの最大厚さにおける１つのライナーの厚さの２倍、即
ち第７ｂ図に示したように２ｔである。

導管の切断に最良の結果を得ると判明している中央に近
い端の爆薬カートリッジ及び／又はライナーの間の距離
は距離ｄがＯ乃至り未満の範囲にある場合にはライナー
の最大厚さに釦ける１つのライナーの厚さであり、即ち
、第７ｂ図においてはライナー２４６の頂部が互いに接
触しているか又は距離ｄが１／２１に等しい場合より以
上に離れていない。

装置１０の高爆薬装填６２及び６４、装置１３０の高爆
薬装填２０４及び２０６及び装置１０の起爆素子４０．
５４．９６．９８及び１１４及び装置１３０の起爆素子
１７４及び１７６の爆薬装填を形成する爆薬カートリッ
ジに使われる高爆薬材料のタイプは広く変えることがで
きる。

適当な高爆薬の例は１９７５年２月ｌ１日発行の米国特
許第３８６５４３６号に記載されているものである。

爆薬ＲＤＸ（シクロトリメチレントリニトロアミン、ヘ
キサヒドロ−１，３，５−）リニトロー５−トリアジン
、サイクロナイト、ヘキソーゲン、Ｔ４）、ＨＭＸ（オ
クトーゲン）及びＣＯＭＰ Ｂ（サイクロトール）が好
ましい。

井戸穴中の下降導管又はカラーを切断するための装置１
０及び装置１３０の作動中に、切断すべき導管又は該導
管のストリングを通してワイヤーライン上で装置を降下
することによう装置を選択された下降穴の場所に置く。

前記したように、装置をその上端において通常のケーブ
ル端に通常の方法で連結し、且つ装置の導電体をワイヤ
ーラインを介して地上の電源及びスイッチに相互連結す
る。

高爆薬装填の中央に近い端及びそれにより形成される環
状爆発自由空間が所望の切断場所で切断される導管を横
切る平面にあるように装置を配置する。

即ち、装置１０に関しては、高爆薬装填６２及び６４の
中央に近い端における爆薬カートリッジ６８及び７２及
びライナー７０及び７４の接触点が切断すべき導管に対
して切断平面を通る横方向平面に位置される。

装置１３０に関しては、爆薬カートリッジ２１０及びラ
イナー２１２の接触点が切断平面に位置される。

中央に近い端の爆薬カートリッジ及びライナーが第７ｂ
図に示したもの又はそれと均等なもののように導管切断
装置で使用される時に、ライナー２４６の頂点の間の中
間点は切断されるべき導管の軸線及び導管切断装置の整
合された軸線と直角に延びる平面に位置される。

本発明の導管切断装置が所望の場所で切断されるべき導
管内に配置されると、装置に用いられて、いる起爆素子
は地上に設けられた適当なスイッチを閉じて起爆素子へ
の電気回路を閉じることにより電気的に作動される。

装置１０の場合には、電気回路を閉じた時に、起爆素子
１１４（第１図、第５図、第５ａ図、第５ｂ図及び第５
ｃ図を参照）は爆発し、それが起爆素子９６及び９８を
同時に爆発させる。

素子９６及び９８の同時爆発は信管１０２及び１０４を
点火し、これらの信管は長さ寸法等が同じであるので起
爆素子４０及び５４を同時に爆発させる。

起爆素子４０及び５４の爆発は高爆薬装填６２及び６４
の爆発をそれらの遠方端において同時に開始させる。

装置１３０では、電気的に点火する起爆素子１７４及び
１７６（第７図及び第１０図を参照）を連結する電気回
路の閉成は起爆素子１７４及び１７６を同時に爆発させ
、それは高爆薬装填２０４及び２０６の爆発をそれらの
遠方端において開始させる。

装置１０又は１３０の高爆薬装填が爆発すると、それに
より発生した爆発波は装填の隣接した中央に近い端で衝
突して高密度延性材料で作られた向い合ったライナーを
それらの間の爆発自由領域で衝突させる。

ライナーの衝突及び爆発波の衝突は元の爆発波の伝播方
向と直角な即ち切断装置の軸線と直角な平面に発生する
高密度延性材料の粒子と共に半径方向へ分散する非常に
高い圧力領域を形成する。

爆発により発生した高圧力平面波及び高密度材料は切断
装置の・・ウジングを切シ離して切断すべき導管へ衝突
してそれに非常に高い局部圧力を発生する。

これらの圧力は導管をその長手方向軸線と直角な全体的
に水平な平面で破断する。

当業者により理解されるように、本発明の装置の向い合
った高爆薬装填の同時爆発により発生する高圧力の最大
効果を発揮するために、装置のノ・ウジングの外径は、
発生した局部的高圧力及び高密度ライナー粒子が切断す
べき導管の内部表面に達する前に不適当な距離を移動す
るように、切断すべき導管の内径に比して小さくてはい
けない。

使用する導管切断装置の寸法は切断すべき導管の壁厚に
依存する。

例えば、切断すべき導管の壁厚が小さい場合には、比較
的小さい直径の切断装置を使用し得る。

他方、切断すべき導管の壁厚が大きい場合には、切断装
置は大きい寸法のものであるべきである。

特に１本発明の導管切断装置は５ｃｒＩＬ（２インチ）
を越える壁厚を有する導管を切ジ離すため及び外径と内
径の比（以下導管比という）が３．５：１位大きい導管
を切断するために特に有効であり且つ利点をもつ。

導管切断装置の寸法については、最適切断成績を得るた
めに、切断すべき導管の内径に対する切断装置ハウジン
グの外径の比Ｃ以下カッター比という）は約０．３から
約０．９５４での範囲とすべきである。

０．９５から１より僅かに小さい値１でのカッター比は
切断すべき導管内に導管切断装置を挿入し且つ移動し得
る限り利用し得る。

最も好１しくは、導管比が約１．３：１又はそれ以下の
範囲にある時には、カッター比は約０．３から約０．９
５１での範囲にある。

導管比が約１．３：１から約３．５：Ｉｔでの範囲にあ
る時には、カッター比は約０．８から約０．９５１での
範囲にある。

本発明の導管切断装置の典型的な構造及びその適用にか
いて、高爆薬装填を中に据付ける・・ウジングは約１５
．８ａ鳳（約４インチ）から約６６．６雷ｒＩＬ（約２
５，４インチ）！！での外径を有する。

・・ウジングの壁厚は約１．５ ｒｔｔｔｔｔ （約１
／１６インチ）から約６．３ ｍｙ （約１２インチ）
１での範囲にあり、且つＲＤＸで作られた向い合う高爆
薬装填のそれぞれの長さは約２２８１ｒＬｒＩｔ（約９
インチ）から約３０４ｍ５（約１２インチ）１での範囲
である。

このような導管切断装置は内径約１９．０ｏａ（約ｈイ
ンチ）乃至約７６．２１！１Ｂ（約３インチ）及び導管
比約１．３：１乃至約３．５：１の導管の切断に有効で
ある。

更に当業者に明らかであるように、本発明の導管切断装
置で高爆薬装填の中央に近い端で使うライナーの質量及
び形状は得られる作動成績に実質的に影響する。

前記したように、利用するライナーは高密度延性材料で
作られて、向い合う高爆薬装填の同時爆発の際にライナ
ーはそれらの間に設けられた環状爆発自由空間中で衝突
して高密度粒子に分解する。

高密度粒子は切断装置の軸線を横断する平面で半径方向
外方へ非常に高い速度で推進し且つ切断すべき導管の内
壁面を衝撃して装置の切断能力を大きく高める。

使用するライナーの質量が小さすぎると、衝撃は小さく
、且つ装置の切断能力はライナーを使用しない装置より
以上に高められない。

ライナーの質量が犬ぎすぎると。生じる粒子は大きく且
つ装置の切断能力を高めるに充分大きい力をもって切断
すべき導管の壁面に当らない。

これについて、装置の切断能力を多少高めるために、ラ
イナーと共に使用する高爆薬装填に対するそれぞれの使
用するライナーの質量の比は約０．１から約１０１での
範囲である。

最適な動作成績のためには、好１しくはそれと共に用い
る高爆薬装填の質量に対する各ライナーの質量の比は約
０．１から約０．２までの範囲である。

前記したように、本発明により用いられるライナーは円
錐形状又は截頭円錐形状の高密度延性材料で作られる。

加えて、ライナーは半径方向に増加する厚さを有する。

即ち、ライナーの厚さは装置のハウジングの軸線に相当
するライナーの軸線からの距離が増すにつれて増加して
最大厚さがライナーの外周縁にある。

この形状及び変化する厚さはライナー同志の衝突の際に
ライナーの最も有効な粒状化を生じ且つ切断すべき導管
の内壁面との最大衝撃を生じる。

図面、特に装置１０に関する第６図及び第６ａ図及び装
置１３０に関する第９図及び第９ａ図に示したように、
ライナーは截置円錐形状を有してその中央部分に円形開
口を含むことができる。

他方、第７ｂ図に示したように、用いるライナーは円錐
形状をして中実の中央部分を有することができる。

いずれの場合にかいても、ライナーの最小厚さはその頂
点又は截頭頂部であう且つ最大厚さはライナーの周辺で
ある。

いろいろに異なる厚さを利用し得るが、好１しくはライ
ナーの最大厚さはライナーの周辺直径の０．１２５倍を
越えない。

ライナーの軸線に垂直な直線とライナーの”外表面の包
絡面との角度（第６ａ図、第９ａ図及び第７ｂ図にθで
示す）は変え得るが、好ましくは約５°から約７５°１
での範囲内である。

ライナーの軸線に垂直な軸線とライナーの内面の包絡面
との角度（上記図面にφで示す）ＩＩ′ｉ好會しくは５
°から約７５°までの範囲内である。

第９ａ図に示したライナーの典型的な構造ではθが４４
°であり、φが５２°であり、ライナーの截頭頂部の中
央円形開口の半径が７．１１ 酩０．２８インチ）であ
う且つ中央開口の内部縁の厚さが１．５２ｍｍ（０，０
６インチ）である。

ライナーは３６．５ｍｍ（１，４４インチ）の周辺直径
を有し且つその周縁において４．５７ｍｗ（０，１８イ
ンチ）の厚さを有する。

本発明の基になる基本原理の例示のために本発明の好適
な態様を説明したが、前記特許請求の範囲記載の発明及
びその合理的な均等物の精神及び範囲から逸脱せずに当
業者によシ構造の部分の構造及び構成に種々の変更をし
得ることは理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一例の垂直断面図であう、第２図
は第１図の線２−２で切った断面図であり第２ａ図は第
２図の線２ａ−２ａで切った断面図であり、第３図は第
１図の線３−３で切った断面図であり、第３ａ図は第３
図の線３ａ−３ａで切った断面図であシ、第４図は第１
図の線４−４で切った断面図であり、第４ａ図は第４図
の線４ａ−４ａで切った断面図であり、第５図は第１図
に示した起爆素子及び信管手段の概略図であう、第５ａ
図、第５ｂ図及び第５ｃ図は第５図に示した起爆素子の
断面図であり、第６図は第１図の装置で用いられる型の
截頭円錐形状爆薬カートリッジ及びそれに隣接して配置
されたライナーの平面図で第１図の６−６線断面図であ
シ、第６ａ図は第６図の線６ａ−６ａで切った断面図で
あう、第７図は本発明装置の別の例の下部の垂直断面図
であう、第７ａ図は第７図の装置の上部及び第７図に示
した構造の垂直連続部の垂直断面図であシ、第７ｂ図は
第７図の装置で使用し得る向い合う円錐形状爆薬カート
リッジ及びライナーの別の形を示す部分拡大垂直断面図
であり、第８図は第７図に示した爆薬装填カートリッジ
の１つの平面図であジノ、第８ａ図は第８図の線８ａ−
８ａで切った断面図であり、第９図は第７図に示した向
い合う截頭円錐形状爆薬カートリッジ及びライナーの１
つの平面図であり、第９ａ図は第９図の線９ａ−９ａで
切った断面図であシ、第１０図は第７図に示した起爆素
子を相互連結する仕方を示す電気配線図である。 １０．１３０・・・・・・導管切断装置、３２，１０２
゜１０４・・・・・・信管、４０．５４，９６．９８，
１１４゜１７４．１７６・・・・・・起爆素子、６２．
６４，２０４゜２０６・・・・・・高爆薬装填、６６．
６Ｂ、７２．７６゜２０８．２１０．２４０・・・・・
・爆薬カートリッジ。 ７０．７４，２１２ ２４６・・・・・・ライナー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 導管をその軸線と直角に延在する平面に沿って切断
   する導管切断方法において、２つの爆薬装填を凸状端部
   で終端する細長い体部として構成し、高密度延性材料で
   作られて前記装填の凸状端部に合致するように凸状に形
   成され且つ半径方向に増加する厚さを有するライナーを
   前記装填の凸状端部のそれぞれに取付け、細長し体部を
   長手方向に整合し且つその凸状端部及びそれに取付けら
   れたライナーを互いに隣接させて導管中に挿入し得る寸
   法の閉じた細長いハウジング中に前記２つの装填を閉じ
   込め、前記装填の凸状端部な前記導管の所望の切断平面
   に実質的に位置させるようにハウジングを導管内部に配
   置し、凸状端部から前記装填に沿ってほぼ等距離にある
   点に耘いてその爆発を開始させることによって前記装填
   を同時に起爆することから戚る導管切断方法。 ２ 前記導管の内径に対する前記ハウジングの外径の比
   が約０．３から１よシ僅かに小イい値！での範囲にある
   前記第１項の導管切断方法。 ３ 切断すべき導管が内径に対する外径の比１，３：１
   以下を有し且つ前記導管の内径に対する前記ハウジング
   の外径の比が約０．３から約０．９５４での範囲にある
   前記第１項の導管切断方法。 ４ 切断すべき導管が内径に対する外径の比を約１．３
   ：１から約３．５：１までの範囲内で有し且つ前記導管
   の内径に対する前記ハウジングの外径の比が約０．８か
   ら約０．９５４での範囲である前記第１項の導管切断方
   法。 ５ 爆薬装填の質量に対する前記ライナーの質量の比が
   約０．１から約１０４での範囲である前記第２項の導管
   切断方法。 ６ 前記体部及びライナーの凸状端部が円錐形状を有す
   る前記第２項の導管切断方法。 ７ 前記体部及びライナーの凸状端部が截頭円錐形状を
   有する前記第２項の導管切断方法。 ８ 前記装填のそれぞれが複数個の積み重ねた爆薬カー
   トリッジから成る前記第２項の導管切断方法。 ９ 前記ライナーが互いに接触している前記第８項の導
   管切断方法。 １０前記ライナー及び前記装填の凸状端部が互いに接触
   していす且つそれらの間の距離が前記ライナーの１つの
   最大厚さ点に訟ける厚さの４倍より大きくない前記第８
   項の導管切断方法。 １１ 前記ライナー及び前記装填の中央に近い端が互い
   に接触していす且つ前記ライナー間の距離がライナーの
   １つの最大厚さ点にお・ける厚さの２倍よう大きくない
   前記第８項の導管切断方法。 １２導管を横切って延在する平面に沿って導管を切断す
   るための装置において、導管の長手方向軸線に沿って整
   合するように互いに相対的に配置された２つの整合され
   且つ閉じ込められた円筒状爆薬装填であってそれぞれが
   遠方端と一方の装填の残りの部分を他方の装填の残りの
   部分から離す爆発自由空間を画成するように互いに向い
   合う凸状の中央に近い端とを有する２つの整合され且つ
   閉じ込められた円筒状爆薬装填と、前記装填の前記中央
   に近い端のそれぞれに隣接して配置された高密度延性材
   料で作られたライナーであって前記装填の前記中央に近
   い端の形に合った形状を有し且つ半径方向に増加する厚
   さを有するライナーと、前記装填の遠方端にあってその
   遠方端にかいて装填を同時に起爆させる手段とから成る
   導管切断装置。 １３前記閉じ込められた爆薬装填を取囲む円筒状ハウジ
   ングを更に有する前記第１２項の導管切断装置０ １４爆薬装填の質量に対する前記ライナーの質量の比が
   約０．１から約１０４での範囲にある前記第１３項の導
   管切断装置。 １５ 前記ライナー及び前記装填の前記中央に近い端が
   円錐形状を有する前記第１４項の導管切断装置。 １６前記ライナー及び前記装填の前記中央に近い端が截
   頭円錐形状を有する前記第１４項の導管切断装置。 １７前記装填のそれぞれが複数個の積み重ねられた爆薬
   カートリッジから成る前記第１４項の導管切断装置。 １８ 前記ライナーが互いに接触している前記第１４項
   の導管切断装置。 １９前記ライナー及び前記装填の中央に近い端が互いに
   接触していす且つそれらの間の距離が前記ライナーの１
   つの最大厚さ点にかける厚さの４倍より大きくない前記
   第１４項の導管切断装置。 ２０前記ライナー及び前記装填の中央に近い端が互いに
   接触していす且つ前記ライナー間の距離がライナーの１
   つの最大厚さ点に釦ける厚さの２倍より大きくない前記
   第１４項の導管切断装置。 ２１ 前記装填のそれぞれが順次積み重ねられた複数個
   の円筒状爆薬カートリッジと、前記円筒状カートリッジ
   の１つに接触して前記中央に近い端の１つを構成する円
   錐状爆薬カートリッジとを有する前記第１４項の導管切
   断装置。 ２２下降穴井戸導管切断装置において、細長い円筒状ハ
   ウジングと、前記ハウジングの一端に連結されて前記ハ
   ウジングを前記導管中の下降穴位置１で降下させる降下
   手段と、前記ハウジング中にあり且つ第一の端及び凸状
   の第二の端を有する第一の爆薬装填手段と、前記第一の
   爆薬装填手段の第二の端に取付けられた高密度延性材料
   で作られ且つ前記第二の端の形状に合致する形状を有し
   且つ半径方向に増加する厚さを有する第一のライナーと
   、前記第一の爆薬装填手段と軸線方向に整合して前記ハ
   ウジング中にあう且つ第一の端及び前記第一の爆薬装填
   手段の第二の端に近い凸状の第二の端を有する第二の爆
   薬装填手段と、前記第二の爆薬装填手段の第二の端に取
   付けられた高密度延性材料で作られ且つ前記凸状の第二
   の端の形状と合致する形状を有し且つ半径方向に増加す
   る厚さを有する第二のライナーと、前記第一の爆薬装填
   手段の第一の端にある第一の起爆素子及び前記第二の爆
   薬装填の第一の端にある第二の起爆素子とから成る下降
   穴導管切断装置。 ２３前記降下手段がワイヤーラインから成る前記第２２
   項の下降穴導管切断装置。 ２４前記素子を電気的に点火するように前記起爆素子に
   連結されて回路を地上から制御するように前記降下手段
   を通る導電体を有する電気回路を有する前記第２３項の
   下降穴導管切断装置。 ２５前記第−及び第二の爆薬装填手段のそれぞれがそれ
   ぞれの装填手段の前記第二の端から成る頂部を有する円
   錐形状爆薬カートリッジと、互いに密着して整列して前
   記ハウジング中に軸線方向に積み重ねられ且つ円錐形状
   爆薬カートリッジの基部に接触する１つの密着可能なカ
   ートリッジを有する複数個の密着可能な爆薬装填とから
   成る前記第２４項の下降穴導管切断装置。 ２６前記密着可能なカートリッジのそれぞれが爆薬の体
   部から成シ、該体部が前記ハウジングの内径に合った円
   筒状外周表面と、該外周表面と交差する一対の離隔した
   平行な平らな端表面と、前記端表面の１つへの延在する
   空所と、前記空所と相補した形状で前記端表面の他方か
   ら突出して隣接の密着可能なカートリッジの空所に合致
   して係合する突起とを有する前記第２５項の下降穴導管
   切断装置。 ２７前記円錐形状カートリッジのそれぞれが前記カート
   リッジの１つの凸状の第二の端から成る円錐形状表面と
   、該円錐形状表面と反対のそれぞれの円錐形状カートリ
   ッジの側部の空所を画成する表面とを有する前記第２５
   項の下降穴導管切断装置。 ２８前記第−及び第二の爆薬装填手段のそれぞれがそれ
   を通る軸線方向円形開口を有し且つそれぞれの装填の前
   記第二の端から成るその頂部を有する円錐形状の爆薬カ
   ートリッジと、それを通る軸線方向円形開口を有し且つ
   前記・・ウジフグ中で軸線方向に整タルで積み重ねられ
   てその１つが円錐形状の爆薬カートリッジの基部に接触
   する複数個の爆薬カートリッジとから戊る前記第２５項
   の下降穴導管切断装置。 ２９ 前記第−及び第二の爆薬装填の質量に対する前記
   第−及び第二のライナーの質量の比が約０．１から約１
   ０′ｔ−での範囲にある前記第２５項の下降穴導管切断
   装置。 間前記第−及び第二のライナー及び前記第−及び第二の
   爆薬装填手段の第二の端が円錐形状を有する前記第２９
   項の下降穴導管切断装置。 ３１ 前ＮＥＪＥ−及び第二のライナーが互いに接触
   している前記第３０項の下降穴導管切断装置。 於前記第−及び第二のライナーが互いに接触していす且
   つそれらの間の距離が前記ライナーの１つの最大厚さ点
   に訃ける厚さの４倍よシ大きくない前記第３０項の下降
   穴導管切断装置。 ３３ 前記第−及び第二のライナーが互いに接触してい
   す且つそれらの間の距離が前記ライナーの１つの最大厚
   さ点における厚さの２倍より大きくない前記第３０項の
   下降穴導管切断装置。