УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВНУТРЕННЕЙ ВЗРЫВНОЙ РЕЗКИ ТРУБ

Известно устройство для резки труб в скважине (А.с. N 1599522 Е 21 В 29/00, В 23 D 21/14, опубл. 15.10.90 в бюл.N 38), включающее в себя размещенные внутри трубы (скважины) колонны труб и связанный с ней узел резания, содержащий нолый шток, в котором телескопически установлен вал и шарнирно связанные с ним резцы. Радиальное перемещение резцов осуществляется с помощью электромагнита и сердечьшков. Две обоймы, размещенные над резцами, позволяют резцам вращаться друг относительно друга.
Данное устройство дает возможность разрезать трубы на участки без извлечения самого устройства на поверхность.
Недостатками данного устройства являются сложность изготовления и трудность использования, например, для резки опор нефтяных и газовых платформ ( ввиду применения большого комплекса аппаратуры).
Известно устройство для резки труб (пат. N 4116130, МКИ Е 21 В 29/02, опубл. 26.09.78). Дистанционно раскрываемая рама состоит из пары шарнирных полукруглых частей, которые при раскрытии перемещаются из сложенного вертикального в разложенное горизонтальное положения. К раме крепятся также (одна или более) дистанционно надуваемые камеры, фиксирующие зазор между кумулятивными зарядами и внутренними стенками трубы. В сложенном состоянии рама свободно проходит участки сужения трубы, образованные переходниками. При перемещении конструкции в сложенном состоянии по трубе до места реза ее линия сложения расположена параллельно оси рамы. В развернутом положении - линия сложения расположена поперечно оси рамы. Кумулятивные заряды (пара зарядов продольной формы) располагаются по кругу папротив внутренних стенок трубы и отделены от стенок надуваемой камерой. Верхние концы рычагов (пары) шарнирно прикреплены к одному концу рамы, а другие концы - соединены со складчатой конструкцией. Эти соединения размещены с противоположных сторон от линии складьшания. Рычаг, прикрепленный к конструкции в точке, совпадающей с линией развертки, смещен от соединений, рычагов. Дистанционное управление для движения последнего
(вышеуказанного) рычага и соединенное с рычагом и рамой так, что конструкция может быть сдвинута с номощью вертикально расиоложенного пневматического гфиводного цилиндра, прикрепленного к раме. Цилиндр имеет вытянутый вниз стержень, соединенный с подвижным поршнем, расположенным внутри цилиндра. Нижний конец стержня шарнирно соединен с рычагом.
Недостатками данного усгройства являются: невозможность применения одной и той же конструкции для разрезания труб различного (малого или большого) диаметра, невозможность использования усгройства при резке труб с толшиной стенки более 30-40 мм ( показано экспериментально).
Задачей, на решение которой направлено данное устройство, является
упрощение конструктивного исполнения устройства, 11би 1шение-э(|)фективности и оперативности разрезания стальных труб различного диаметра и толщины при любых условиях , в том числе и под водой.
Указанная техническая задача решается устройством для резки труб, содержашим, как и в прототипе, размещенные внутри трубы: спусковое устройство, несущую раму с шарнирно закрепленными на ней дистанционно детонируемыми зарядами взрывчатого вещества и устройства разведения зарядов. Заявляемое устройсгво отличается от прототипа тем, что несущая рама выполнена в виде размещенной в спусковом устройстве с возможностью извлечения из него кольцевой обоймы, на которой по периферии закреплены упруго нагруженные от центра корпусные элементы с установленными в них зарядами, спусковое устройство представляет собой емкость, закрепленную к нижнему концу направляющего троса, с помещенным в ней балластным грузом, а устройство разведения зарядов ВВ выполнено в виде рычагов, шарнирно соединяющих корпусные элементы с подвижной муфтой, надетой на направляющий трос.
На фиг. 1 представлено заявленное устройство в разрезе.
1- спусковое устройство,
2- несущая рама,
3- заряд ВВ,
4- кольцевая обойма,
5- корпусной элемент,
6- емкость,
i , «;,S,t|10- подвижная муфта,
11- разрезаемая труба,
12- опорная крестовина,
13- центратор,
14- нажимная муфта,
15- трос,
16- установочный трос.
На фиг.2 изображен один из элементов обоймы с зарядами взрывчатого вещества :
3- заряды взрывчатого вещества,
4- кольцевая обойма.
Примером конкретного выполнения служит конструкция (см. фиг. 1 и фиг.2) для резки труб, содержащая спусковое устройство 1, несущую раму 2 с дистанционно детонируемыми зарядами взрывчатого вещества 3, устройство разведения зарядов.
Отличиями от прототипа являются: несущая рама 2 выполнена в виде размещенной в спусковом устройстве с возможностью извлечения из него кольцевой обоймы 4 несущей рамы 2, на которой по периферии закреплены упруго нагруженные (например, с помощью пружин) от центра корпусные элементы 5 с установленными в них зарядами ВВ 3.
Спусковое устройство представляет собой емкость 6 произвольной формы, закрепленную на нижнем конце направляющего троса 7, с помещенным в ней балластным грузом 8.
Система разведения зарядов вьпюлнена в виде рычагов 9 , щарнирно соединяющих кольцевую обойму 4 с подвижной муфтой 10, надетой на направляющий трос 7.
Система фиксации и раскладывания устройства резки в заданном положении на трубе 11 состоит из опорной крестовины 12 и нажимной муфты 14.
Устройство работает следующим образом:
в сложенном состоянии спусковое устройство 1 опускается внутрь трубы 11 на тросе 7. Впереди спускового устройства и сзади него устанавливаются центраторы 13 для обеспечения соосности спускового устройства 1 в трубе 11.
Шарнирное соединение зарядов ВВ 3, установленных через кольцевую обойму 4 на несущей раме 2, и система гибкой связи (трос 15) между подвижной муфтой Ю и емкостью 6 допускают складывание спускового устройства в
емкость 6, что позволяет ему свободно проходить места сужения внутреннего сечения трубы 11.
Необходимая глубина опускания спускового устройства 1 в трубу 11 устанавливается тросами 16 с помощью крестовины 12.
Посредством тросов 7, 15 и 16 и рычагов 9 обеспечивается раскладывание устройства 1 в рабочее положение в плоскости перпендикулярной оси трубы 11 в заданном месте реза.
Фиксация установки зарядов ВВ 3 в рабочем положении достигается подпружиненными корпусными элементами 5 автоматически.
Элемент заряда ВВ 3 является независимым, что позволяет в совокупности с упругим нагружением корпусного элемента 5 компенсировать эллипсные отклонения трубы 11 в месте реза.
При доставке устройства спусковым устройсгвом 1 в положение реза крестовина 12 ложится на торец трубы 11, при этом емкость 6 под воздействием балласта 8 продолжает опускаться. Нажимная муфта 14, воздействуя на подвижную муфту 10 раздвигает рычаги 9 и прижимает заряды ВВ 3 к внутренней поверхности трубы. Диаметр заряда ВВ может быть изменен в большую или меньшую стороны (до необходимой величины).
Устройсгво заключено в защитный кожух, что позволяет применять его при работах по демонтажу морских нефтяных и газовых платформ.
Заявленное устройство используется следующим образом.
Доставка устройства к месту реза осуществляется дистанционно без участия водолазов с помощью спускового устройства 1.
Необходимая глубина Н опускания устройства выставляется относительно торца демонтируемой трубы 11. с помощью крестовины 12. При остановке устройства на линии реза трубы транспортное устройство продолжает опускаться под действием балласта 8. Нажимная муфта 14, воздействуя на подвижную муфту 10 корпусного элемента 5, раздвигает рычаги 9 элемента 5 и прижимает их к внутренней поверхности трубы, выбирая посредством пружин сегментов эллипсность сечения трубы.
Монтаж заряда ВВ и его крепление к тросу осуществляется на технологической платформе.
Таким образом, данное устройство обладает большой эффективностью и простотой, не требует больших затрат взрывчатого вещества для резки труб большой толщины и длительной нодготовки к эксплуатации. При этом, за счет применения в устройстве большого количества корпусных элементов заряда ВВ компенсируется эллипсность разрезаемой трубы.
Расчетно-экспериментальная проработка устройства для стального стержня диаметром « 500 мм и демонтажа опорных трубчатых колонн (0 230 мм с толщиной стенки 38 мм) нефтяных платформ показала принципиальную возможность использования его для резки опорных колонн при демонтаже.