RU2093660C1 - Pipe cutter - Google Patents
Pipe cutter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2093660C1 RU2093660C1 SU5060137A RU2093660C1 RU 2093660 C1 RU2093660 C1 RU 2093660C1 SU 5060137 A SU5060137 A SU 5060137A RU 2093660 C1 RU2093660 C1 RU 2093660C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- charge
- explosive
- diameter
- pipe
- height
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области сверхскоростного импульсного удара и предназначено для поперечного разрезания цилиндрических труб в нефтяных, газовых, геологоразведочных и других скважинах. The invention relates to the field of ultra-high-speed pulse impact and is intended for transverse cutting of cylindrical pipes in oil, gas, exploration and other wells.
Предлагаемое устройство решает задачу разрезания толстостенных труб за счет повышения эффективности действия заряда ВВ. При этом прилегающие к месту разрыва участки трубы практически не претерпевают радиальной деформации стенок, что позволяет производить их свободное извлечение из скважины. The proposed device solves the problem of cutting thick-walled pipes by increasing the efficiency of the explosive charge. At the same time, the pipe sections adjacent to the fracture site practically do not undergo radial deformation of the walls, which allows them to be freely removed from the well.
Известно устройство для резки труб, содержащее дисковый кумулятивный заряд с системой инициирования (СИ), расположенной на оси устройства. Данное устройство, имеющее кумулятивную выемку с облицовкой, формирует кольцевую металлическую струю, прожигающую стенки трубы на глубину не более 10-15 мм [1] Недостатком такого устройства является сравнительно невысокая способность резки толстостенных труб с малым внутренним диаметром из-за ограниченных размеров кумулятивного заряда. A device for cutting pipes containing a disk cumulative charge with an initiation system (SI) located on the axis of the device. This device, having a cumulative recess with a lining, forms an annular metal stream that burns the pipe walls to a depth of not more than 10-15 mm [1] The disadvantage of this device is the relatively low ability to cut thick-walled pipes with a small inner diameter due to the limited size of the cumulative charge.
Известно устройство для резки труб, состоящее из цилиндрического корпуса с расположенным в нем зарядом взрывчатого вещества (ВВ) и системы инициирования (СИ). СИ в виде взрывного патрона расположена на верхнем основании заряда. Устройство предназначено для разрезания прихваченных бурильных труб в скважинах в аварийных ситуациях [1, 2] При срабатывании взрывного патрона происходит возбуждение детонации на верхнем основании заряда, так что детонационная волна распространяется вдоль оси заряда от верхнего основания к нижнему. В результате под воздействием продуктов взрыва (ПВ) происходит разрушение стенок трубы. Недостатком такого устройства является сравнительно невысокое разрушающее действие, обусловленное разгрузкой ПВ при довольно большой массе заряда ВВ. A device for cutting pipes, consisting of a cylindrical body located in it with an explosive charge (BB) and an initiation system (SI). SI in the form of an explosive cartridge is located on the upper base of the charge. The device is designed to cut stuck drill pipes in wells in emergency situations [1, 2] When an explosive cartridge detonates, detonation is excited on the upper base of the charge, so that the detonation wave propagates along the axis of the charge from the upper base to the lower. As a result, under the influence of explosion products (PV), the walls of the pipe are destroyed. The disadvantage of this device is the relatively low destructive effect due to unloading of the PV with a rather large mass of explosive charge.
В качестве прототипа к заявляемому объекту взято устройство, содержащее цилиндрический корпус, размещенный в корпусе заряд ВВ с осевым отверстием, верхнюю металлическую пробку с отверстием, соосным с отверстием заряда, нижнюю металлическую пробку и средство инициирования, размещенное в отверстии заряда ВВ [3] Данное устройство также не обеспечивает разрезания толстостенных труб при сравнительно высокой массе заряда ВВ. As a prototype of the claimed object, a device is taken comprising a cylindrical body, an explosive charge placed in the housing with an axial hole, an upper metal plug with an opening coaxial with the charge hole, a lower metal plug and initiating means located in the explosive charge hole [3] This device also does not provide cutting thick-walled pipes with a relatively high mass of explosive charge.
Технический результат заключается в повышении эффективности разрезания бурильных труб с более толстыми стенками при одновременном снижении их радиальной деформации за счет сокращения массы заряда ВВ. The technical result consists in increasing the efficiency of cutting drill pipes with thicker walls while reducing their radial deformation by reducing the mass of the explosive charge.
Это достигается тем, что по сравнению с прототипом, содержащим цилиндрический корпус, размещенный в корпусе заряд ВВ с осевым отверстием, верхнюю металлическую пробку с отверстием, соосным с отверстием заряда, нижнюю металлическую пробку и средство инициирования, размещенное в отверстии заряда ВВ, новым является то, что корпус снабжен двумя металлическими пробками, примыкающими к основаниям заряда ВВ, в верхней пробке и заряде ВВ выполнено осевое отверстие, причем отверстие в заряде ВВ выполнено глухим и составляет половину его высоты, а система инициирования размещена на дне отверстия заряда. This is achieved by the fact that in comparison with the prototype containing a cylindrical body, an explosive charge placed in the housing with an axial hole, an upper metal plug with an opening coaxial with the charge hole, a lower metal plug and initiating means placed in the explosive charge hole is new that the case is equipped with two metal plugs adjacent to the bases of the explosive charge, an axial hole is made in the upper tube and explosive charge, and the hole in the explosive charge is blind and is half its height, and the initiation system is located at the bottom of the charge hole.
Кроме того, отношение высоты заряда hзар к его диаметру dзар лежит в интервале а отношение толщины Δ каждой из пробок к диаметру заряда находится в интервале
.In addition, the ratio of the charge height h zar to its diameter d zar lies in the range and the ratio of the thickness Δ of each of the plugs to the diameter of the charge is in the range
.
Наличие примыкающих к основаниям заряда массивных металлических пробок, сдерживающих разлет ПВ, повышает разрушающее действие заряда. Металлические пробки обеспечивают формирование отраженных от пробок ударных волн, при многократном столкновении которых в стенках бурильной трубы возникает структура разрушающих напряжений, приводящих к эффективному разрыву трубы. В случае малой толщины пробок Δ <0,7dзар они, быстро набирая скорость и разлетаясь в противоположные стороны, расширяют объем для ПВ, что приводит к падению давления продуктов взрыва внутри трубы и соответственно к снижению разрушающего действия заряда. При толщине пробок D >1,2dзар не наблюдается заметного повышения эффекта разрушения.The presence of massive metal plugs adjacent to the base of the charge, restraining the expansion of the PV, increases the destructive effect of the charge. Metal plugs provide the formation of shock waves reflected from the plugs, during repeated collision of which a structure of destructive stresses arises in the walls of the drill pipe, leading to effective pipe rupture. In the case of tubes of small thickness Δ <0,7d they charge quickly gaining speed and flying away in opposite directions to expand the volume PV, which leads to a drop in pressure within the explosion products tube and accordingly to reduce the destructive action of the charge. With a tube thickness of D> 1.2d zar , a noticeable increase in the fracture effect is not observed.
Важную роль в разрезании стенок трубы играет высота заряда. При высоте заряда hзар<1,5dзар наблюдается отсутствие или неполное разрушение стенок трубы; при hзар >2dзар труба претерпевает полное разрушение, но при этом возрастает масса ВВ и соответственно увеличивается радиальная деформация стенок трубы.An important role in cutting the walls of the pipe is played by the height of the charge. At a charge height h zar <1.5d zar , the absence or incomplete destruction of the pipe walls is observed; at h zar > 2d the zar pipe undergoes complete destruction, but the explosive mass increases and the radial deformation of the pipe walls increases accordingly.
На фиг. 1 изображено заявляемое устройство; на фиг. 2 изображено заявляемое устройство со средством инициирования вне заряда. In FIG. 1 shows the inventive device; in FIG. 2 shows the inventive device with means for initiating off-charge.
Труборез (фиг. 1) содержит цилиндрический корпус 1 с расположенным в нем зарядом 2 и систему инициирования 3. В корпусе 1 установлены две металлические пробки 4 и 5, примыкающие к основаниям заряда 2. В верхней пробке 4 и заряде ВВ выполнено осевое отверстие 6. Глубина глухого отверстия 6 в заряде ВВ 2 составляет половину его высоты. Система инициирования 3 установлена в отверстии 6 и примыкает к дну глухого отверстия заряда 2. Для наглядности схематично изображена труба 7, подлежащая разрушению. Отношение высоты заряда hзар к его диаметру dзар лежит в интервале а отношение Δ толщины каждой из пробок к диаметру заряда находится в пределах .The pipe cutter (Fig. 1) contains a cylindrical body 1 with a
На фиг. 2 представлено конкретное устройство системы инициирования заряда ВВ. Оно состоит из средства инициирования (электродетонатор) 8, расположенного на внешнем торце верхней пробки 4 и канала передачи детонации в виде прутка ВВ (10), помещенного в трубку 9 из невзрываемого материала. Трубка 9 с прутком ВВ 10 установлена в осевом отверстии 6 и примыкает с одной стороны к средству инициирования 8, а с другой к дну глухого отверстия заряда 2. Толщина стенок трубки 9 из невзрываемого материала выбрана с таким расчетом, чтобы исключалась возможность преждевременного возбуждения детонации или разрушения заряда ВВ ударной волной от прутка ВВ в течение времени, пока не произойдет подрыв заряда в центре. In FIG. 2 shows a specific device of the explosive charge initiation system. It consists of initiating means (electric detonator) 8 located on the outer end of the upper tube 4 and the detonation transmission channel in the form of an explosive rod (10) placed in a
Устройство работает следующим образом. Как видно из фиг. 1, при подрыве СИ 3 возбуждается детонация в данной части отверстия 6 заряда 2. Сферическая расходящаяся детонационная волна, возникающая в центре заряда 2, распространяется по заряду и достигает его оснований одновременно. Отраженные от пробок 4, 5 ударные волны направлены навстречу друг другу. При многократном столкновении ударных волн в стенках разрушаемой трубы 7 возникает структура напряжений, которые по своей величине превышают прочность материала стенок трубы, что и приводит к ее поперечному разрыву. The device operates as follows. As can be seen from FIG. 1, when SI 3 is detonated, detonation is excited in this part of the
Работа трубореза на фиг. 2 отличается от работы трубореза на фиг. 1 только тем, что возбуждение детонации заряда осуществляется через пруток ВВ малого сечения, установленного в трубке из невзрываемого материала. The operation of the pipe cutter in FIG. 2 differs from the operation of the pipe cutter in FIG. 1 only by the fact that the excitation of detonation of the charge is carried out through a bar of explosives of small cross-section, installed in a tube of non-explosive material.
В качестве примера конкретного исполнения была выбрана конструкция трубореза, вид которого схематически изображен на фиг. 2. As an example of a specific embodiment, the design of a pipe cutter was chosen, the view of which is schematically depicted in FIG. 2.
Основные параметры и размеры конструкции:
заряд ВВ: диаметр 40 мм, высота 60 мм, масса ВВ 130 г;
металлические пробки: диаметр 40 мм, толщина 35 мм;
корпус: наружный диаметр 50 мм; толщина стенки 5 мм;
трубка с ВВ: диаметр прутка 1,8 мм; диаметр трубки -5 мм;
разрушаемая труба: наружный диаметр 130 мм: толщина стенки 35 мм, материал сталь марки 40ХН2МА.The main parameters and dimensions of the structure:
explosive charge: diameter 40 mm, height 60 mm, explosive mass 130 g;
metal plugs: diameter 40 mm, thickness 35 mm;
case: outer diameter 50 mm;
tube with explosives: bar diameter 1.8 mm; tube diameter -5 mm;
destructible pipe: outer diameter 130 mm: wall thickness 35 mm, material steel grade 40XH2MA.
Как показали эксперименты, труборез надежно разрезает трубу из стали марки 40ХН2МА с наружным диаметром 130 мм и толщиной стенки 35 мм. В результате исследований было установлено, что при заданном диаметре заряда разрушающая способность трубореза зависит от прочностных свойств материала разрушаемой трубы. По этой причине отработка трубореза проводилась на трубах, изготовленных из стали марки 40ХН2МА, наиболее распространенных и используемых в нефтегазодобывающей промышленности. При разрыве наружная поверхность неразрушенной части трубы претерпевала незначительную радиальную деформацию, так что эта часть трубы может свободно извлекаться из скважины. As experiments showed, the pipe cutter reliably cuts a pipe made of steel grade 40XH2MA with an outer diameter of 130 mm and a wall thickness of 35 mm. As a result of research, it was found that at a given charge diameter, the destructive ability of the pipe cutter depends on the strength properties of the material of the pipe being destroyed. For this reason, the pipe cutter was tested on pipes made of steel grade 40XH2MA, the most common and used in the oil and gas industry. Upon rupture, the outer surface of the undamaged part of the pipe underwent slight radial deformation, so that this part of the pipe can be freely removed from the well.
Claims (1)
2. Труборез по п.1, отличающийся тем, что отношение высоты заряда hз а р к его диаметру dз а р находится в интервале
1,5 ≅ hз а р/dз а р ≅ 2.1. A pipe cutter comprising a cylindrical body with upper and lower metal plugs, inside of which an explosive charge with an axial hole is placed, and an initiation system installed in the axial hole, characterized in that the explosive charge is placed between the upper and lower metal plugs without a gap, the axial hole of the charge is blind at half the height of the charge, and the lower end initiation system is installed at the bottom of the blind hole of the charge, and the ratio of the thickness of each metal plugs Δ to the diameter of the charge d z a p is in the range
2. The pipe cutter according to claim 1, characterized in that the ratio of the charge height h z a p to its diameter d z a p is in the range
1.5 ≅ h z a p / d z a p ≅ 2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5060137 RU2093660C1 (en) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | Pipe cutter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5060137 RU2093660C1 (en) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | Pipe cutter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2093660C1 true RU2093660C1 (en) | 1997-10-20 |
Family
ID=21612297
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5060137 RU2093660C1 (en) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | Pipe cutter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2093660C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2558786A (en) * | 2016-12-23 | 2018-07-18 | Spex Corp Holdings Ltd | Improved tool |
-
1992
- 1992-08-26 RU SU5060137 patent/RU2093660C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Фриндляндер Л.Я. Прострелочно-взрывная аппаратура. - М.: Недра, 1990, с. 163,164. 2. Григорян Н.Г. Краткий справочник по прострелочно-взрывным работам в скважинах. - М.: Недра, 1982, с. 119, 120. 3. Беркович М.Я. и др. Предупреждение и ликвидация аварий в бурении скважин. - М.: Гостоптехиздат, 1960, с. 134 - 136. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2558786A (en) * | 2016-12-23 | 2018-07-18 | Spex Corp Holdings Ltd | Improved tool |
GB2558786B (en) * | 2016-12-23 | 2021-12-01 | Spex Corp Holdings Ltd | Tubular fracturing tool |
US11193344B2 (en) | 2016-12-23 | 2021-12-07 | Spex Corporate Holdings Ltd. | Fracturing tool |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7104326B2 (en) | Apparatus and method for severing pipe utilizing a multi-point initiation explosive device | |
US7146913B2 (en) | Shaped charge tubing cutter | |
GB2055663A (en) | Method and apparatus for severing conduits | |
US5415101A (en) | Shaped explosive charge, a method of blasting using the shaped explosive charge and a kit to make it | |
EA011184B1 (en) | Shaped charge assembly and method of damaging a target | |
EP3999712A1 (en) | Ballistically actuated wellbore tool | |
US8459185B1 (en) | Projectile-generating explosive access tool | |
US5467824A (en) | Apparatus for and a method of severing multiple casing strings using explosives | |
RU2093660C1 (en) | Pipe cutter | |
US3302567A (en) | Shaped-charge booster | |
RU2083948C1 (en) | Mechanical fuze detonating device | |
RU2119398C1 (en) | Method for explosion cutting of hard materials and apparatus for performing the same | |
RU2742427C1 (en) | Cumulative perforator | |
EP1358395B1 (en) | Oil well perforator | |
RU2192537C2 (en) | Device for pipe string parting | |
RU2119039C1 (en) | Device for breaking of pipes | |
US3491841A (en) | Method and apparatus for the explosive drilling of boreholes | |
SU1223845A3 (en) | Device for perforating boreholes | |
RU2083797C1 (en) | Device for cutting out section of pipe in casing string | |
RU2045745C1 (en) | Method of explosive destruction of large-sized blocks and shaped charge | |
RU84444U1 (en) | TORPEDA FOR TERMINATION OF LOADED DRILL PIPES | |
US2919646A (en) | Well explosive devices | |
RU2153147C1 (en) | Detonating device of mechanical fuze | |
GB2175674A (en) | An explosive cutting device | |
RU2155262C2 (en) | Device for cutting by blasting |