RU2510451C2 - Internal mechanical pipe cutter - Google Patents
Internal mechanical pipe cutter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2510451C2 RU2510451C2 RU2010128647/03A RU2010128647A RU2510451C2 RU 2510451 C2 RU2510451 C2 RU 2510451C2 RU 2010128647/03 A RU2010128647/03 A RU 2010128647/03A RU 2010128647 A RU2010128647 A RU 2010128647A RU 2510451 C2 RU2510451 C2 RU 2510451C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- adapter
- housing
- cutter
- sleeve
- hollow
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к буровой технике, в частности к извлекаемым труборезам внутренним механическим. Оно может быть использовано для разрезания труб, оставленных в скважине с возможностью последующего удаления их из скважины вместе с труборезом или для вырезания участка в обсадной колонне труб с целью забуривания в дальнейшем в этом интервале нового ствола после ликвидации аварии в скажине или при восстановлении бездействующих скважин.The invention relates to drilling equipment, in particular to removable internal mechanical pipe cutters. It can be used to cut pipes left in the well with the possibility of their subsequent removal from the well together with a pipe cutter or to cut a section in the casing of pipes with the aim of drilling a new hole in this interval later on after liquidation of the accident in the tale or when restoring idle wells.
Известно устройство трубореза [1] (И.П.Пустовойтенко. Предупреждение и ликвидация аварий в бурении. М., Недра, 1988.,с.248-249). Оно состоит из корпуса, режущих пластин, части наружной поверхности, которая наплавлена твердым сплавом, осей, с помощью которых режущие пластины крепятся на корпусе. Корпус имеет продольные пазы, в которых размещены режущие пластины и отверстия на прохождение бурового раствора. В режущих пластинах имеются перепускные отверстия.A device of a pipe cutter is known [1] (I.P. Pustovoitenko. Prevention and liquidation of accidents in drilling. M., Nedra, 1988., p.248-249). It consists of a housing, cutting inserts, a part of the outer surface which is hardfaced, and axes by which the cutting inserts are mounted on the housing. The housing has longitudinal grooves in which the cutting inserts and holes for the passage of drilling fluid are placed. The inserts have bypass holes.
Устройство имеет режущую часть в виде прямоугольных пластин, закрепленных на осях в пазах, выполненных на внешней поверхности корпуса, а режущая часть - покрытие из твердого сплава. Резец такого типа и такой геометрической формы имеет возможность выполнять расточную работу по вырезке в трубе пазов или производить медленное (1-2 часа), больше похожее на шлифующее, действие, в результате которого срезается довольно широкая часть трубы, а образующийся зазор между торцами двух частей труб способен в случае смещения верхней части трубы вниз под собственной тяжестью защемить резец, что, в свою очередь, приводит к тому, что труборез будет неизвлекаемым, как и верхняя часть отрезка трубы.The device has a cutting part in the form of rectangular plates mounted on axes in grooves made on the outer surface of the housing, and the cutting part is a hard alloy coating. A cutter of this type and such a geometric shape has the ability to perform boring work by cutting grooves in the pipe or to produce a slow (1-2 hours), more like grinding, action, which cuts off a fairly wide part of the pipe, and the resulting gap between the ends of the two parts In case of displacement of the upper part of the pipe down under its own weight, it is capable of pinching the cutter, which, in turn, leads to the fact that the pipe cutter will not be removable, like the upper part of the pipe segment.
Известно устройство - труборез универсальный [2] (И.П.Пустовойтенко. Предупреждение и ликвидация аварий в бурении. М., Недра, 1988, с.251-252) для вырезания участка обсадной колонны, представляющее собой единую цельную конструкцию, в которую в зависимости от диаметр вырезанной части обсадной колонны вставляются сменные детали - резцы, ограничители и направляющие. Оно имеет корпус, центраторы - верхний и нижний, в паз корпусов которого вставляется пружина и направляющая, утапливаемая в пазу хомутом и закрепленная кольцом. Имеется поршень, в который вставляется насадка и закрепляются детали втулкой. К поршню винтами подсоединяется толкатель и весь узел стопорят пружинным кольцом. На толкателе устанавливается кольцо, пружина и уплотнительное кольцо. Поршень и толкатель вставлены в цилиндр, имеющий иглу.A device is known - a universal pipe cutter [2] (I.P. Pustovoitenko. Prevention and liquidation of accidents in drilling. M., Nedra, 1988, p. 251-252) for cutting a section of a casing string, which is a single integral structure into which depending on the diameter of the cut part of the casing, interchangeable parts are inserted - cutters, stops and guides. It has a housing, centralizers - upper and lower, in the groove of the housings of which a spring and a guide are inserted, recessed into the groove with a clamp and secured by a ring. There is a piston into which the nozzle is inserted and the parts are fixed with a sleeve. A pusher is connected to the piston with screws and the entire assembly is locked with a spring ring. A ring, a spring and an o-ring are mounted on the pusher. The piston and pusher are inserted into the cylinder having a needle.
Имеются рычаги, на которые установлены фиксатор с пружиной, застопоренные шплинтом, резцы с ограничителем, закрепленным болтами с шайбой. Рычаги введены в пазы корпуса. Устройство рассчитано на работу резцов, производящих прорезание труб с образованием окна в них. Оно рассчитано на вырезание части трубы диаметром 168, 194 и 219 мм не менее. Усложнено в изготовлении и использовании, т.к. представляет собой гидромеханическую систему с использованием поршня. В случае незапланированного сброса давления жидкости в устройстве процесс срезания трубы становится невозможным. Недостаточно надежно заякоривание, т.к. имеются только центраторы, которые не способны внедряться в стенки трубы. как плашки.There are levers on which a latch with a spring is installed, locked with a cotter pin, cutters with a limiter, fixed with bolts with a washer. The levers are inserted into the grooves of the housing. The device is designed for the operation of cutters producing pipes with the formation of a window in them. It is designed to cut part of the pipe with a diameter of 168, 194 and 219 mm, at least. Complicated in the manufacture and use, as is a hydromechanical system using a piston. In the event of an unplanned release of fluid pressure in the device, the process of cutting the pipe becomes impossible. Anchoring is not reliable enough, as there are only centralizers that are not able to penetrate the walls of the pipe. like dice.
Известен труборез внутренний [3] типа ТВГ (Каталог ЗАО «СибТрейдСервис». Ловильный, режущий и вспомогательный инструмент для ремонтно-восстановительных работ в нефтяных, газовых и геологоразведочных скважинах, 2005-2006 г., с.53. Проектирование, изготовление, поставка, прокат). Труборез состоит из: корпуса; наконечника; трех резцов, установленных шарнирно в продольных пазах; корпуса клинового устройства подачи резцов, приводимого в действие поршнем; пружины поршня, служащей для предварительного поджатия клинового устройства; четырех плашек, перемещающихся по наклонным пазам конусной втулки; плашкодержателя, обеспечивающего синхронизацию перемещения плашек; пружины плашкодержателя; вала. В нижней части трубореза установлен шаровой клапан. Во втулке клапана установлен штифт срезной. Устройство использует гидравлику, что по сравнению с механическими устройствами труборезов значительно усложняет технологию изготовления деталей и их эксплуатацию. Устройство рассчитано на сложный процесс резания в три этапа с четко фиксированным давлением в системе. В случае несоблюдения режимов подачи жидкости в устройство процесс заякоривания и резания прекращается. Резец выполнен из быстрорежущей стали и в случае разрезания труб большей прочности, чем прочность резца, система работать не будет.Known internal pipe cutter [3] type TVG (Catalog of SibTradeService CJSC. Fishing, cutting and auxiliary tools for repair and restoration work in oil, gas and exploration wells, 2005-2006, p. 53. Design, manufacture, supply, rental). The pipe cutter consists of: a body; tip; three incisors pivotally mounted in the longitudinal grooves; the housing of the wedge feed device of the cutters driven by a piston; piston springs, used to preload the wedge device; four dies moving along the inclined grooves of the conical sleeve; die holder, providing synchronization of the movement of the dies; ram holder springs; shaft. A ball valve is installed at the bottom of the pipe cutter. A shear pin is installed in the valve sleeve. The device uses hydraulics, which in comparison with the mechanical devices of pipe cutters significantly complicates the technology of manufacturing parts and their operation. The device is designed for a complex cutting process in three stages with a clearly fixed pressure in the system. In case of non-compliance with the modes of fluid supply to the device, the anchoring and cutting process is terminated. The cutter is made of high speed steel and in the case of cutting pipes of greater strength than the strength of the cutter, the system will not work.
В качестве прототипа заявленному устройству выбран труборез механический внутренний типа РВ, как наиболее близкое техническое решение и по положительному эффекту [4] (Каталог ЗАО "СибТрейдСервис» - ловильный, режущий и вспомогательный инструмент для ремонтно-восстановительных работ в нефтяных, газовых и геологоразведочных скважинах 2005-2006 г., с.25).As a prototype of the claimed device, a mechanical internal pipe cutter of the RV type was chosen as the closest technical solution and for the positive effect [4] (Catalog of SibTradeService CJSC - fishing, cutting and auxiliary tools for repair and restoration work in oil, gas and exploration wells 2005 -2006, p.25).
Он состоит из корпуса, трех резцов, установленных шарнирно в продольных пазах корпуса, клинового устройства подачи резцов с подшипниками скольжения и пружиной для обеспечения легкой плавной передачи усилий на резцы; трех плашек, заякоривающего узла, перемещающихся по продольным наклонным пазам типа «ласточкин хвост», штока корпуса; наконечника; блока фрикционных пружин или плашек с устройством фиксации заякоривающего узла в транспортном положении.It consists of a housing, three cutters mounted pivotally in the longitudinal grooves of the housing, a wedge feed device of the cutters with sliding bearings and a spring to ensure easy smooth transfer of forces to the cutters; three dies, anchoring unit, moving along the longitudinal inclined grooves of the "dovetail" type, the body rod; tip; a block of friction springs or dies with a device for fixing the anchor assembly in the transport position.
Устройство имеет заякоривающий узел открытого типа, т.е. наклонные пазы на поверхности элемента, по которому перемещаются плашки, и сами плашки не защищены от попадания в них абразивного материала от труб, бурового раствора и стружки. В связи с этим размещение резцов в верхней части корпуса над плашками проблематично для функционирования самих плашек. Не позволяет извлекать из скважины отрезки трубы. Плашки имеют кольцевой рельеф на лицевой поверхности, что снижает качество «заякоривания» ими трубореза на стенках разрезаемой трубы. Осуществляется только поверхностный контакт с ней, что недостаточно для удержания трубореза на этих стенках в процессе его эксплуатации. В устройстве используются пластинчатые пружины, не способные выдерживать несимметричные, а также большие усилия сжатия, которые реализуются в процессе разрезания труб резцами и при перемещении резцов под нагрузкой. Резцы не защищены твердосплавным материалом и соответственно рабочая часть его в процессе разрезания трубы перераспределяет напряжение на «хвостовую» часть резца, выполненного из того же материала, что и рабочая часть. Поэтому наличие удлиненной «хвостовой» части резца и наличие скругленного упора для скругленной хвостовой торцевой поверхности обеспечивает устройству эффект неустойчивого режима резания. Резец пружинит, вибрирует, сгибается. Размещение режущей части вверху над плашками неблагоприятно сказывается на степени закрепления плашек на поверхности трубы, снижает функциональные возможности фрикционных плашек из-за вибраций, передающихся от верхней вращающейся части при резке труб.The device has an open anchor assembly, i.e. inclined grooves on the surface of the element along which the dies move, and the dies themselves are not protected from the ingress of abrasive material from pipes, drilling mud and chips. In this regard, the placement of the cutters in the upper part of the body above the dies is problematic for the functioning of the dies themselves. It does not allow to extract pipe sections from the well. Dies have an annular relief on the front surface, which reduces the quality of "anchoring" them pipe cutter on the walls of the cut pipe. Only surface contact is made with it, which is not enough to hold the pipe cutter on these walls during its operation. The device uses plate springs that are not able to withstand asymmetric, as well as large compressive forces, which are realized in the process of cutting pipes with cutters and when moving the cutters under load. The cutters are not protected by carbide material and, accordingly, its working part in the process of cutting the pipe redistributes the voltage to the “tail” part of the cutter made of the same material as the working part. Therefore, the presence of an elongated “tail” part of the cutter and the presence of a rounded stop for a rounded tail end surface provides the device with an unstable cutting mode effect. The cutter springs, vibrates, bends. Placing the cutting part above the dies adversely affects the degree of fixation of the dies on the surface of the pipe, reduces the functionality of the friction dies due to vibrations transmitted from the upper rotating part when cutting pipes.
Задачей настоящего изобретения является повышение надежности работы устройства по разрезанию и извлечению трубы из скважины или извлечению устройства в случае незапланированной ситуации, затрудняющей извлечение трубы.The objective of the present invention is to improve the reliability of the device for cutting and removing the pipe from the well or removing the device in the event of an unplanned situation that makes it difficult to remove the pipe.
Технический результат заявленного изобретения достигается тем, что труборез внутренний механический, как и известный, содержащий: полый переходник; полый корпус; полый вал; заякоривающий узел, включающий подпружиненный плашкодержатель, размещенный в средней части устройства, имеющий на поверхности продольные наклонные пазы типа ласточкина хвостаи три плашки с рельефом на поверхности, установленные в этих пазах; три фрикционные плашки с блоком винтовых цилиндрических пружин за ними; резцы с рабочей - режущей частью и «хвостовиком», шарнирно установленным на оси; клиновое устройство - с клиновой поверхностью, контактирующей с «хвостовиком» резца и направляющей для резца, полый наконечник закреплен на валу болтами; подшипник скольжения; резьбовую кинематическую пару, одна часть которой закреплена в пазу корпуса и подпружинена, другая закреплена болтами на полом валу, согласно изобретению переходник имеет внешний и внутренний корпуса, внешний корпус выполнен в виде цилиндра с переменным сечением с внешней и внутренней стороны, торцевая нижняя часть внешнего корпуса его имеет сквозные пазы, внутренний корпус переходника - цилиндр, имеющий внешний диаметр под внутренний диаметр внешнего корпуса, торцевая нижняя часть - большего диаметра с выступами на поверхности в местах, соответствующих сквозным пазам во внешнем корпусе, верхняя часть корпуса устройства имеет сквозные отверстия под срезные болты, резьбовая часть которых закреплена в разъемном Т-образном элементе - втулке, части которой скреплены скобами, втулка и торцы срезных болтов опираются на поверхность внешнего корпуса переходника, внешний корпус с внутренним корпусом закреплены срезными болтами переменного сечения, резьбовая часть которых закреплена во внутреннем корпусе переходника, а нерезьбовая - во внешнем корпусе, средняя часть срезного болта выполнена в виде шейки, находящейся в зазоре между корпусами переходника, нерезьбовая часть срезного болта во внешнем корпусе вставлена в сквозном радиальном Т-образном пазу в Т-образную втулку и закрыта сверху втулкой, которая закреплена на внешнем корпусе винтами, во внутреннем корпусе переходника жестко закреплен полый вытяжной болт, заякоривающий устройство узел размещен в корпусе устройства; плашки установлены в окнах корпуса устройства и плашкодержателя и имеют на лицевой поверхности зубья, преимущественно призматической формы; плашкодержатель выполнен в виде прямого полого цилиндра с основанием в виде полого круга, на верхней боковой поверхности цилиндра выполнены наклонные продольные пазы, сквозные продольные пазы - окна под плашки, выполнены в центре этого цилиндра, резцы размещены в резцедержателе в нижней части устройства и состоят из рабочей - режущей части из твердосплавного материала и хвостовика в форме ромба, торцевая часть которого имеет Г-образную форму, образуя паз для контакта с винтовой цилиндрической пружиной, которая размещена нижним торцом в пазу в резцедержателе, резец закреплен вертикально в резцедержателе, который выполнен в виде прямого цилиндра с продольными пазами по всей длине цилиндра; в трех из них размещены подпружиненные резцы, а в трех - Н-образные тяги, торцы которых закреплены в фигурных втулках, размещенных вдоль вала выше и ниже резцедержателя; ниже резцедержателя фигурная втулка имеет клиновую часть, контактирующую наклонной поверхностью с резцом; фрикционные плашки и резьбовая кинематическая пара размещены в устройстве выше заякоривающего узла и его плашек, подпружиненная часть кинематической пары имеет винтовую цилиндрическую пружину, упирающуюся сверху в фигурном пазу корпуса устройства в заглушку, а внизу - в паз на тыльной стороне элемента с заходной резьбой Т-образной формы имеется упор, на котором размещен элемент с заходной резьбой Т-образной формы, он отцентрирован по внутренней цилиндрической поверхности корпуса устройства в месте их контакта; в средней части устройства размещен в разъемном корпусе-втулке узел с двумя подшипниками скольжения, в верхней части корпуса устройства размещены в радиальных сквозных пазах срезные болты, которые закреплены резьбой в разъемном Т-образном кольцевом элементе-втулке, части которого соединены скобами, опирающемся на верхний торец корпуса устройства своей горизонтальной составляющей; болты кольцевого элемента соединены с внешней поверхностью с возможностью перемещения внешнего корпуса переходника и корпуса устройства относительно друг друга, нижняя торцевая часть внешнего корпуса переходника выполнена Т-образной; полый вал имеет радиальные сквозные отверстия в нижней части.The technical result of the claimed invention is achieved by the fact that the internal mechanical pipe cutter, as well as known, containing: a hollow adapter; hollow body; hollow shaft; anchor assembly, including a spring-loaded die holder, located in the middle part of the device, having longitudinal inclined dovetail grooves on the surface and three surface relief dies installed in these grooves; three friction dies with a coil of coil springs behind them; cutters with a working - cutting part and a "shank" pivotally mounted on the axis; wedge device - with a wedge surface in contact with the “shank” of the cutter and the guide for the cutter, the hollow tip is bolted to the shaft; plain bearing; kinematic threaded pair, one part of which is fixed in the groove of the housing and spring-loaded, the other is bolted to the hollow shaft, according to the invention, the adapter has an external and internal housing, the external housing is made in the form of a cylinder with a variable cross-section from the external and internal sides, the end lower part of the external housing it has through grooves, the inner case of the adapter is a cylinder having an outer diameter for the inner diameter of the outer case, the end lower part is of a larger diameter with protrusions on the surface in place corresponding to the through grooves in the outer case, the upper part of the device body has through holes for shear bolts, the threaded part of which is fixed in a detachable T-shaped element - a sleeve, the parts of which are fastened with brackets, the sleeve and ends of the shear bolts rest on the surface of the adapter’s outer case, the outer the case with the inner case is fixed with shear bolts of variable cross-section, the threaded part of which is fixed in the inner case of the adapter, and the non-threaded one in the outer case, the middle part of the shear the bolt is made in the form of a neck located in the gap between the adapter cases, the threaded part of the shear bolt in the outer case is inserted in the through radial T-slot in the T-sleeve and is closed on top by the sleeve, which is fixed to the outer case by screws, in the adapter’s inner case a hollow exhaust bolt is fixed, the anchor device unit is placed in the device body; dies are installed in the windows of the device housing and the die holder and have teeth on the front surface, mainly of a prismatic shape; the ram holder is made in the form of a straight hollow cylinder with a base in the form of a hollow circle, inclined longitudinal grooves are made on the upper lateral surface of the cylinder, through longitudinal grooves are windows for the rams, made in the center of this cylinder, the cutters are placed in the tool holder at the bottom of the device and consist of a working - a cutting part made of carbide material and a diamond-shaped shank, the end part of which is L-shaped, forming a groove for contact with a coil spring, which is placed with a lower end in the basics in the tool holder, the tool is mounted vertically in the tool holder, which is made in the form of a straight cylinder with longitudinal grooves along the entire length of the cylinder; in three of them spring-loaded cutters are placed, and in three - H-shaped rods, the ends of which are fixed in figured bushings located along the shaft above and below the tool holder; below the tool holder, the figured sleeve has a wedge part in contact with an inclined surface with the cutter; friction dies and a threaded kinematic pair are placed in the device above the anchor unit and its dies, the spring-loaded part of the kinematic pair has a coil spring that abuts against the plug in the figured groove of the device body and below in the groove on the back of the element with a T-shaped lead-in thread there is a stop on the form, on which an element with a lead-in thread of a T-shape is placed, it is centered on the inner cylindrical surface of the device body at their contact point; in the middle part of the device, a unit with two sliding bearings is housed in a detachable case-sleeve; in the upper part of the device case, shear bolts are placed in radial through grooves, which are secured by a thread in a detachable T-shaped ring element-sleeve, the parts of which are connected by brackets resting on the upper the end face of the device casing with its horizontal component; the bolts of the annular element are connected to the outer surface with the possibility of moving the outer housing of the adapter and the housing of the device relative to each other, the lower end part of the outer housing of the adapter is made T-shaped; the hollow shaft has radial through holes in the lower part.
На фиг.1 схематично показано устройство в транспортном положении, в разрезе.Figure 1 schematically shows a device in a transport position, in a section.
На фиг.2 показано сечение А-А на фиг.1.Figure 2 shows a section aa in figure 1.
На фиг.3 показано сечение В-В на фиг.1.Figure 3 shows a section bb in figure 1.
На фиг.4 показано сечение С-С на фиг.1.Figure 4 shows a section CC in figure 1.
На фиг.5 - показан плашкодержатель, в аксонометрической проекции.Figure 5 - shows the ram holder, in axonometric projection.
На фиг.6 - показан резцедержатель, в аксонометрической проекции.Figure 6 - shows the tool holder, in axonometric projection.
На фиг.7 - схематично показано устройство в момент резки трубы в разрезе.Figure 7 - schematically shows the device at the time of cutting the pipe in section.
На фиг.8 - схематично показано устройство в момент извлечения устройства с отрезанной частью трубы, в разрезе.On Fig - schematically shows the device at the time of removal of the device with the cut part of the pipe, in section.
На фиг.9 - схематично показано извлечение устройства в момент возникновения незапланированной ситуации, препятствующей извлечению отрезанной части трубы, в разрезе.Figure 9 - schematically shows the removal of the device at the time of an unplanned situation that prevents the extraction of the cut part of the pipe, in section.
Сопоставление заявленного изобретения с прототипом показывает, что заявляемое имеет отличия в размещении элементов, узлов, в выполнении деталей, их соединении.A comparison of the claimed invention with the prototype shows that the claimed has differences in the placement of elements, nodes, in the implementation of parts, their connection.
В отличие от прототипа узел резания размещен под узлом заякоривания, узлом торможения и узлом фиксации перемещения корпуса относительно полого вала, что позволяет минимизировать вибрацию этих узлов в процессе резания. Следовательно, повышается прочность сцепления устройства с разрезаемой трубой, повышается устойчивость режима резания, обеспечиваемая и конструктивными особенностями резцов (форма резца позволяет не допустить изгибающих напряжений - в «хвостовой» центральной части резца сечение увеличено за счет ромбической формы и за счет того, что упирается резец на поверхность полого вала ребром «хвостовика» в процессе резания, а торцевая часть «хвостовика» резца опирается на винтовую цилиндрическую пружину, выдерживающую значительно большие нагрузки и свободно допускающая несимметричную деформацию (перекос) без снижения работоспособности резца).In contrast to the prototype, the cutting unit is located under the anchoring unit, the braking unit and the unit for fixing the movement of the housing relative to the hollow shaft, which minimizes the vibration of these units during the cutting process. Consequently, the adhesion of the device to the pipe being cut increases, the stability of the cutting mode is increased, which is ensured by the design features of the cutters (the shape of the cutter allows avoiding bending stresses - in the “tail” central part of the cutter, the section is increased due to the rhombic shape and due to the fact that the cutter abuts on the surface of the hollow shaft with a “shank” rib during cutting, and the end part of the “shank” of the cutter rests on a helical coil spring that can withstand significantly large manual ultrasonic inspection and freely admits asymmetrical deformation (warp) without compromising performance tool).
По сравнению с прототипом в заявляемом устройстве плашки заякоривающего узла и пазы плашкодержателя защищены корпусом от попадания в них посторонних веществ, которые могут быть в трубе, в технологической жидкости, а размещение резцов внизу в нижней части устройства - от попадания в них абразивных частиц - стружки, обеспечивая бесперебойную работу устройства в скважине как во время установки или резания, так и при извлечении его на поверхность.Compared with the prototype in the inventive device, the dies of the anchor assembly and the grooves of the die holder are protected by the housing from the ingress of foreign substances that may be in the pipe, into the process fluid, and the placement of the cutters below the bottom of the device from ingress of abrasive particles - chips, ensuring the smooth operation of the device in the well both during installation or cutting, and when removing it to the surface.
В отличие от прототипа корпус заявляемого устройства закреплен на переходнике срезными болтами, позволяющими устройству, в случае образования помех при извлечении его вместе с трубой, освободиться из скважины устройству за счет перемещения корпуса и освобождения плашек от зацепления с трубой. Для сохранения срезанной части болтов в корпусе и недопущения ситуации застопоривания движения корпуса и плашек из-за них имеется разъемная втулка Т-образная между корпусом и переходником. Втулка имеет в сквозных радиальных отверстиях скобы и срезные болты. За счет скоб срезанная часть болта остается в отверстии втулки.Unlike the prototype, the housing of the claimed device is mounted on the adapter with shear bolts, allowing the device, in the event of interference when removing it with the pipe, to be freed from the well by the device by moving the housing and releasing the dies from meshing with the pipe. To save the cut-off part of the bolts in the housing and to prevent a situation of stagnation of the movement of the housing and the dies because of them there is a detachable sleeve T-shaped between the housing and the adapter. The sleeve has staples and shear bolts in the through radial holes. Due to the brackets, the cut off part of the bolt remains in the bore of the sleeve.
По сравнению с прототипом переходник расширяет свои возможности и позволяет при извлечении устройства из скважины без трубы или с трубой сохранять зубья плашки целыми, не допустить изгибающих напряжений в ней за счет ослабления связи элементов относительно друг друга внутри корпуса устройства и подпружинивания плашкодержателя. Для этого переходник выполнен из двух корпусов с вытяжным болтом, жестко закрепленным во внутреннем корпусе переходника. Внешний корпус перемещается вверх до упора в ограничитель в корпусе устройства, срезает болты, скрепляющие корпуса переходника. После этого прикладываются усилия к вытяжному болту и вал с внутренним корпусом переходника смещается вверх по оси (корпус устройства при этом остается неподвижным), обеспечивая снятие напряжения с плашек и резцов, т.к. ослаблена связь их с плашкодержателем и резцедержателем. Нет силового смещения по пазу плашек, как в прототипе. Таким образом, прикладывая усилие к вытяжному болту, направленное вверх, извлекается труборез полностью и без потерь деталей.Compared with the prototype, the adapter expands its capabilities and allows, when removing the device from the well without a pipe or with a pipe, to preserve the teeth of the die intact, to prevent bending stresses in it due to the weakening of the connection of elements relative to each other inside the device body and springing of the die holder. For this, the adapter is made of two cases with an exhaust bolt rigidly fixed in the inner case of the adapter. The outer casing moves up to the stop in the limiter in the device casing, cuts off the bolts fastening the adapter casing. After that, efforts are applied to the exhaust bolt and the shaft with the adapter’s inner case moves upward along the axis (the device’s body remains stationary at the same time), providing stress relief from the dies and cutters, because their connection with the die holder and tool holder is weakened. There is no force displacement along the groove of the dies, as in the prototype. Thus, by applying an upward force to the exhaust bolt, the pipe cutter is removed completely and without loss of parts.
В отличие от прототипа узел фиксации корпуса и полого вала относительно друг друга, выполненного в виде резьбовой кинематической пары, размещен над узлом резания и заякоривающего узла, а часть этой пары в корпусе устройства оптимизирована в размещении и закреплении. Так, часть с резьбой в виде подпружиненного Т-образного элемента закреплена на упоре в фигурном Г-образном сквозном пазу корпуса и отцентрирована по цилиндрической поверхности корпуса, что обеспечивает беспроблемную фиксацию и рассоединение частей в этом узле, обеспечивая надежные сцепления вала с корпусом в транспортном положении, и в момент извлечения из скважины трубореза вместе с трубой после окончания процесса резки. Без этого узла возможна ситуация несвоевременного перемещения корпуса в транспортном положении, что может привести к срыву операции по установке устройства в заданном участке, несвоевременному заякориванию устройства на трубе. В случае же извлечения устройства из скважины при возникновении ситуации, препятствующей извлечению трубы вместе с устройством или только самого устройства, отсоединение корпуса устройства от вала осуществляется за счет выхода из зацепления резьбового соединения в резьбовой кинематической паре. Плашки заякоривающего узла, как и фрикционные плашки, имеют в отличие от прототипа рельеф поверхности не кольцевой, а в виде зубьев (например 3- или 4-гранная пирамида), что обеспечивает значительно более прочное зацепление с внутренней поверхностью трубы их, и гарантирует отсутствие ситуации проворачивания корпуса и плашек, а следовательно, гарантирует бесперебойную работу устройства в период разрезания трубы. В прототипе резьбовая кинематическая пара ограничена в перемещении упором на корпусе и размещена в нижней части устройства. В заявленном устройстве она размещена над заякоривающим узлом, части пары с заходной резьбой на их поверхностях выходят из зацепления беспрепятственно и перемещаются на заданное валом или корпусом расстояние, что позволяет устройству расширить функциональные возможности: извлечь из скважины устройство в любой момент, в любой ситуации, извлечь одновременно с устройством и часть разрезанной трубы.In contrast to the prototype, the fixation unit of the housing and the hollow shaft relative to each other, made in the form of a threaded kinematic pair, is placed above the cutting unit and the anchor node, and part of this pair in the device case is optimized in placement and fixing. So, a threaded part in the form of a spring-loaded T-shaped element is fixed on the stop in a curly L-shaped through groove of the housing and centered on the cylindrical surface of the housing, which provides trouble-free fixing and disconnection of parts in this assembly, ensuring reliable coupling of the shaft with the housing in the transport position , and at the time of extraction of the pipe cutter from the well together with the pipe after the end of the cutting process. Without this unit, a situation of untimely movement of the housing in the transport position is possible, which can lead to disruption of the operation of installing the device in a given section, untimely anchoring of the device on the pipe. If the device is removed from the well when a situation arises that prevents the pipe from being removed together with the device or only the device itself, the device case is disconnected from the shaft due to disengagement of the threaded connection in the threaded kinematic pair. The dies of the anchor assembly, as well as the friction dies, in contrast to the prototype, have a surface relief not in the form of teeth, but in the form of teeth (for example, a 3- or 4-sided pyramid), which provides a significantly stronger engagement with the inner surface of the pipe, and guarantees the absence of a situation turning the body and dies, and therefore, ensures uninterrupted operation of the device during the cutting of the pipe. In the prototype, a threaded kinematic pair is limited in movement by focusing on the housing and is located at the bottom of the device. In the claimed device, it is placed above the anchor unit, the parts of the pair with a threaded thread on their surfaces disengage unhindered and move to a distance specified by the shaft or body, which allows the device to expand its functionality: remove the device from the well at any time, in any situation, remove simultaneously with the device and part of the cut pipe.
Резцы в прототипе выполнены в виде сплошного элемента, с загнутым режущим торцом из того же материала. В заявленном устройстве форма (ромб) «хвостовой» части обеспечивает возможность многократного использования, т.к. не допускает появления изгибающих напряжений в центральной части, а торцевая режущая часть выполнена из твердосплавного элемента типа ВК, который значительно улучшает режущие способности резца. Резец имеет более длительную работоспособность. Использование винтовой цилиндрической пружины как в кинематической паре, так и для резца, вместо пластинчатых пластин в прототипе, обеспечивает качественную работу устройству, т.к пружина выдерживает большие нагрузки и деформации. В процессе резания режущий инструмент заявляемого устройства несимметрично (с перекосом) деформирует пружину, однако, это не сказывается на его эксплуатационных свойствах. Установка двух подшипников скольжения позволяет осуществлять более гибкую, плавную связь частей, улучшая качество функционирования обеих частей устройства. Для предотвращения перегрева резцов в зоне контакта с разрезаемой трубой и возможной «точечной» сварки металла трубы с режущей частью резца в нижней части полого вала дополнительно выполнены сквозные радиальные отверстия для прохождения технологической жидкости к резцам. Форма плашкодержателя - прямой цилиндр, в котором имеются и наклонные поверхности с пазами для перемещения по ним плашек, и сквозные продольные пазы - окна, в которых размещены эти плашки, а также основание цилиндра в виде полого круга - упора для плашек, что позволяет сократить технологический цикл по изготовлению деталей, улучшить качество и надежность работы заякоривающего узла. Нет необходимости соблюдать точность соединения деталей этого узла. В узле размещения резцов также детали оптимизированы, формообразование их позволяет минимизировать количество соединений, упрощая сборку и улучшая согласованность взаимодействия узлов. Наличие срезных болтов упрощает моменты отсоединения корпусов переходника относительно друг друга, внешнего корпуса от корпуса устройства, а также момент отсоединения от трубы труборезки в случае невозможности извлечь ее вместе с трубой. Узел закрепления срезных болтов и место размещения его повышает эксплуатационные возможности труборезки, делая его многоразовой в использовании без ремонтно-восстановительных работ после разрезания труб.The cutters in the prototype are made in the form of a solid element, with a curved cutting end of the same material. In the claimed device, the shape (rhombus) of the "tail" part provides the possibility of multiple use, because does not allow the appearance of bending stresses in the central part, and the end cutting part is made of a carbide element of the VK type, which significantly improves the cutting ability of the cutter. The cutter has a longer working life. The use of a helical coil spring both in the kinematic pair and for the cutter, instead of the plate plates in the prototype, ensures high-quality operation of the device, because the spring can withstand heavy loads and deformations. In the process of cutting, the cutting tool of the claimed device asymmetrically (with a bias) deforms the spring, however, this does not affect its operational properties. The installation of two plain bearings allows for a more flexible, smooth connection of the parts, improving the quality of functioning of both parts of the device. To prevent overheating of the cutters in the zone of contact with the pipe being cut and possible “spot” welding of the pipe metal with the cutting part of the cutter in the lower part of the hollow shaft, through radial holes are additionally made for the technological fluid to pass to the cutters. The shape of the ram holder is a straight cylinder, in which there are both inclined surfaces with grooves for moving the rams along them, and through longitudinal grooves - the windows in which these rams are placed, as well as the cylinder base in the form of a hollow circle - an emphasis for the rams, which reduces the technological cycle for the manufacture of parts, to improve the quality and reliability of the anchoring unit. There is no need to observe the accuracy of the connection of parts of this assembly. In the node for placing the cutters, the parts are also optimized; their shaping minimizes the number of joints, simplifying assembly and improving the consistency of the interaction of the nodes. The presence of shear bolts simplifies the moments of disconnection of the adapter cases relative to each other, the external case from the device case, as well as the moment of disconnection from the pipe of the pipe cutter if it is impossible to remove it together with the pipe. The unit for securing shear bolts and its location increases the operational capabilities of the pipe cutter, making it reusable to use without repair work after cutting the pipes.
Сравнения заявляемого изобретения с другими известными техническими решениями [5], [6], [7] того же назначения показали, что они усложнены гидравликой, не извлекают разрезаемую трубу из скважины, значительно менее надежны в работе. Резец работает менее надежно. Имеются сложности с его возвращением в устройство после разрезания трубы. Устройства полностью зависят от давления жидкости на поршень, что не гарантирует качества работы и непрерывность проведения операции в случае сбоев в режиме подачи технологической жидкости. Заявляемое изобретение в связи с вышеизложенным является техническим решением, обладает новизной и имеет промышленную применимость, т.к. проведенные испытания (испытано 5 устройств) показали, что заявленное устройство удовлетворяет техническим условиям эксплуатации. Предполагается его внедрение в ООО «БИТТЕХНИКА» и другие организации РФ, занимающиеся аналогичной темой. Предполагается внедрение и за границей РФ.Comparisons of the claimed invention with other well-known technical solutions [5], [6], [7] of the same purpose showed that they are complicated by hydraulics, do not remove the cut pipe from the well, and are much less reliable in operation. The cutter works less reliably. There are difficulties with its return to the device after cutting the pipe. The devices are completely dependent on the fluid pressure on the piston, which does not guarantee the quality of work and the continuity of the operation in case of failures in the process fluid supply mode. The claimed invention in connection with the foregoing is a technical solution, has novelty and has industrial applicability, because tests (tested 5 devices) showed that the claimed device meets the technical conditions of operation. It is supposed to be implemented in BITTEHNIKA LLC and other organizations of the Russian Federation dealing with a similar topic. It is supposed to introduce abroad the Russian Federation.
Устройство содержит двухкорпусную систему связи элементов переходника, состоящего из внутреннего корпуса и внешнего корпуса переменного сечения: с верхней частью (1) средней частью (2) и нижней П-образной частью (3) со сквозными пазами (4). Между сквозными пазами (4) часть корпуса - выступы (5). Верхняя часть (1) внешнего корпуса переходника имеет сквозные Т-образные пазы (6). В пазу (6) свободной посадкой размещена втулка (7); над сквозным пазом (6) имеется защитная втулка (8). Втулка (8) на корпусе переходника (1) закреплена винтами (9). На внутренней поверхности внешнего корпуса в первой части его имеется продольная выемка переменного сечения (10). Внутренний корпус переходника имеет верхнюю часть (11) цилиндрической формы и нижнюю часть (12) переменного сечения с образованием на нем продольных выступов (13) под углом 120° относительно друг друга и продольных пазов (14) между ними - под углом 120° относительно друг друга. На внутренней поверхности верхней части (11) имеется выемка (15) под вытяжной болт и T-образные сквозные пазы (16) под срезные болты. Срезной болт, соединяющий внешний и внутренний корпуса переходника, имеет резьбовую T-образную часть (17), размещенную в T-образном пазу (16), нерезьбовую цилиндрической формы часть (18) и «шейку» - среднюю часть (19), размещенную в зазоре между внешней поверхностью внутреннего корпуса (11) и внутренней поверхностью внешнего корпуса (1), т.е. в продольной выемке - пазу (10). Во внутренней части (11) корпуса переходника жестко закреплен болт вытяжной (20). Головка болта (21) размещена на торце корпуса (11) переходника и плотной посадкой без зазора опирается на внутреннюю поверхность внешнего корпуса переходника (1). Имеется корпус устройства (22), в котором выполнены сквозные окна (23) под плашки (24). На лицевой поверхности плашек имеются зубья (25) в форме многогранников, например призм или четырехгранных пирамид. Плашкодержатель в верхней части (26) выполнен с наклонными поверхностями, в средней - со сквозными пазами (27) - окнами под плашки и с нижней частью (28) - основанием или упором для плашек. Вдоль корпуса устройства над плашкодержателем размещена винтовая пружина (29). Вал (30) соединен с переходником через внутренний корпус в его нижней части (12).The device contains a two-case communication system for adapter elements, consisting of an inner case and an outer case of variable cross section: with the upper part (1), the middle part (2) and the lower U-shaped part (3) with through grooves (4). Between the through grooves (4), a part of the housing is ledges (5). The upper part (1) of the outer case of the adapter has through T-grooves (6). A sleeve (7) is placed in the groove (6) by a loose fit; above the through groove (6) there is a protective sleeve (8). The sleeve (8) on the adapter housing (1) is secured with screws (9). On the inner surface of the outer casing in its first part there is a longitudinal recess of variable cross section (10). The inner case of the adapter has an upper part (11) of a cylindrical shape and a lower part (12) of variable cross section with the formation of longitudinal protrusions (13) on it at an angle of 120 ° relative to each other and longitudinal grooves (14) between them - at an angle of 120 ° relative to each other friend. On the inner surface of the upper part (11) there is a recess (15) for the exhaust bolt and T-shaped through grooves (16) for shear bolts. The shear bolt connecting the outer and inner adapter housings has a threaded T-shaped part (17) located in a T-shaped groove (16), a non-threaded cylindrical part (18) and a “neck” - the middle part (19) located in the gap between the outer surface of the inner case (11) and the inner surface of the outer case (1), i.e. in a longitudinal recess, a groove (10). In the inner part (11) of the adapter housing, the exhaust bolt (20) is rigidly fixed. The head of the bolt (21) is placed on the end of the adapter housing (11) and rests tightly on the inner surface of the external adapter housing (1) without a gap. There is a housing of the device (22) in which through windows (23) are made for the dies (24). On the front surface of the dies there are teeth (25) in the form of polyhedra, for example, prisms or tetrahedral pyramids. The die holder in the upper part (26) is made with inclined surfaces, in the middle - with through grooves (27) - windows for the dies and with the lower part (28) - the base or emphasis for the dies. A coil spring (29) is placed along the housing of the device above the ram holder. The shaft (30) is connected to the adapter through the inner housing in its lower part (12).
На валу размещена часть (31) кинематической пары с 2-заходной резьбой (32) на внешней поверхности. Другая часть (33) размещена в корпусе устройства (22) с 2-заходной резьбой (34) на внешней поверхности и в жестко закрепленном элементе (35) с фигурным сквозным пазом под пружину (36) и под Т-образную часть (33). Над пружиной в корпусе устройства закреплена заглушка (37). В корпусе устройства ниже кинематической пары размещены Т-образные фрикционные плашки (38) с зубьями (39) на внешней поверхности. С тыльной стороны плашки (38) подпружинены пружинами (40). Горизонтальная составляющая Т-образной фрикционной плашки опирается на ограничители (41), соединенные с корпусом устройства болтами (42) в фигурном пазу (43) корпуса устройства (22). Ниже плашкодержателя (26-28) размещены подшипники (44-45). Подшипник (45) закреплен на втулке (46). Ниже плашкодержателя на валу имеется резцедержатель (47) с продольными пазами (48) под резцы. Резец состоит из: режущей части (49), в качестве которой использован твердосплавный конусообразный элемент, хвостовика (50) в виде несимметричного ромба и Г-образной части (51) в торце хвостовика. Резец закреплен вертикально на оси (52) в резцедержателе. Резец подпружинен пружиной (53), установленной между ограничителем (54) в пазу (48) резцедержателя и Г-образной торцевой частью (51) хвостовика (50). Имеется клиновой элемент - полая фигурная втулка (55) на валу, которая клиновой поверхностью (56) контактирует с резцом (с его хвостовой частью), а другой клиновой поверхностью (57) - с наконечником. Выше резцедержателя на валу имеется полая фигурная втулка (58), соединенная с полой фигурной втулкой (55) Н-образными соединительными элементами (59), вставленными в продольные пазы резцедержателя и пазы (60-61) полых фигурных втулок (55) (58) соответственно. На внутренней поверхности фигурной втулки (55) выполнены пазы (62), а на валу - сквозные радиальные отверстия (63). На нижней торцевой части вала закреплен наконечник (64) болтами (65). Наконечник имеет ответную наклонную торцевую поверхность (66) клиновой поверхности (57) фигурной втулки (55). В верхней части снизу корпуса устройства закреплена разъемная втулка (67) с резными болтами (68), опирающимися на внешний корпус переходника в его средней части (2). Соединены части разъемной втулки скобами (69) в виде полуколец с отогнутыми концами.On the shaft there is a part (31) of the kinematic pair with a 2-way thread (32) on the outer surface. Another part (33) is placed in the device case (22) with a 2-way thread (34) on the outer surface and in a rigidly fixed element (35) with a figured through groove under the spring (36) and under the T-shaped part (33). A plug (37) is fixed above the spring in the device body. In the device case, below the kinematic pair, T-shaped friction plates (38) with teeth (39) are placed on the outer surface. On the back side of the ram (38) are spring-loaded with springs (40). The horizontal component of the T-shaped friction plate rests on the stops (41) connected to the device case by bolts (42) in a figured groove (43) of the device case (22). Below the die holder (26-28) are bearings (44-45). The bearing (45) is mounted on the sleeve (46). Below the ram holder on the shaft there is a tool holder (47) with longitudinal grooves (48) for the cutters. The cutter consists of: a cutting part (49), which is used as a carbide cone-shaped element, a shank (50) in the form of an asymmetric rhombus and an L-shaped part (51) at the end of the shank. The cutter is mounted vertically on the axis (52) in the tool holder. The cutter is spring-loaded with a spring (53) installed between the limiter (54) in the groove (48) of the tool holder and the L-shaped end part (51) of the shank (50). There is a wedge element - a hollow figured sleeve (55) on the shaft, which wedge the surface (56) in contact with the cutter (with its tail), and the other wedge surface (57) with the tip. Above the tool holder on the shaft there is a hollow figured sleeve (58) connected to the hollow figured sleeve (55) by H-shaped connecting elements (59) inserted into the longitudinal grooves of the tool holder and the grooves (60-61) of the hollow figured sleeves (55) (58) respectively. Grooves (62) are made on the inner surface of the figured sleeve (55), and through radial holes (63) are made on the shaft. A tip (64) is fixed on the lower end of the shaft with bolts (65). The tip has a mating inclined end surface (66) of the wedge surface (57) of the figured sleeve (55). In the upper part from the bottom of the device casing, a detachable sleeve (67) is fixed with carved bolts (68) resting on the outer case of the adapter in its middle part (2). The parts of the split sleeve are connected by brackets (69) in the form of half rings with bent ends.
Устройство работает следующим образомThe device operates as follows
Труборез, скомпонованный на поверхности, спускают в скважину (фиг.1-4) на бурильной колонне (не показана). Устанавливают устройство в месте резки трубы в скважине. При этом подпружиненные фрикционные плашки (38) во время спуска и установки устройства центрируют его в скважине и притормаживают движение, позволяя тем самым более точно устанавливать труборез на заданном участке трубы за счет наличия зубчатых плашек (38-39) и блока пружин (40). Резьбовые части кинематической пары (31-33) находятся в транспортном положении во взаимодействии за счет подпружинивающего действия винтовых цилиндрических пружин (36), специфики зацепления заходных резьб (32-34), за счет наличия срезных болтов (67), удерживающих корпус устройства (22) неподвижно на переходнике в верхней части корпуса в разрезной Т-образной разъемной втулке (68), опирающихся на поверхность средней части (2) внешнего корпуса переходника. После установки полый вал (30) перемещается относительно полого корпуса устройства вниз. При этом плашки (24), перемещаясь по наклонным пазам (26) в сквозных окнах (27) (фиг.5) плашкодержателя, подпружиненного винтовой цилиндрической пружиной (29), выдвигаются из окон (23) в корпусе устройства, врезаются во внутреннюю поверхность разрезаемой трубы вершинами зубьев (25). При этом резьбовые части кинематической пары выходят из зацепления. Болты (67) в корпусе устройства оказываются на внешнем корпусе переходника в верхнем крайнем положении. Расширенная часть хвостовика (50) резца за счет ромбической формы и использования винтовой цилиндрической пружины (53) обеспечивает резцу длительную работоспособность. Резцы перемещаются по поверхности (57) клинового элемента (55) до упора во внутреннюю поверхность разрезаемой трубы (70). Вал приводят во вращение и начинается процесс резания трубы. Технологическая жидкость в процессе работы устройства проходит через центральную полость полого вала. Подача жидкости обеспечивается к режущей части для охлаждения резцов, а также в зазор между разрезаемой трубой и устройством, не допуская засорения резцедержателя и плашкодержателя и способствуя сбросу стружки в скважину ниже устройства, т.к. резцы размещены в нижней части устройства. На окончание процесса резки указывает снижение уровня жидкости в системе за счет того, что между клиновой поверхностью (64) наконечника и клиновым элементом (55) образуется зазор и жидкость проходит через радиальные отверстия на валу. Фигурные втулки (55) и (58), соединенные Н-образными тягами (59), не смещаются при перемещении вала вниз, т.к. находятся в зацеплении со средней частью устройства (46) через подшипники скольжения (44-45). При этом резцедержатель (47), перемещаясь вниз на валу, выдвигает резец по клиновой поверхности втулки (55) к поверхности разрезаемой части трубы (70). При этом резец опирается на поверхность паза в резцедержателе ребром. Г-образная торцевая часть (51) хвостовика (50) резца подпружинена винтовой цилиндрической пружиной (53). Ось (52), на которой закреплен шарнирно резец, обеспечивает шарнирное соединение резца в резцедержателе. Плашкодержатель (26-28) является основной опорой вращающемуся валу (30). Через плашкодержатель воспринимаются вращательное и осевое усилия резания от резца через фигурную втулку (55) через тяги Н-образные, фигурную втулку и опору подшипника (45). Втулка фигурная (46) является опорой для подшипника (45). Второй подшипник (44) опирается на вторую фигурную втулку (58). Закреплен подшипник (45) с плашкодержателем на втулке (46). Усилие резания передается на вал, резец и клиновой элемент - фигурную втулку (фиг.6).A pipe cutter arranged on the surface is lowered into the well (FIGS. 1-4) on a drill string (not shown). Install the device in the place of cutting the pipe in the well. At the same time, spring-loaded friction dies (38), during descent and installation of the device, center it in the well and slow down the movement, thereby allowing the pipe cutter to be more accurately installed on a given section of the pipe due to the presence of gear dies (38-39) and a spring block (40). The threaded parts of the kinematic pair (31-33) are in the transport position in cooperation due to the spring-loaded action of coil cylindrical springs (36), the specifics of engagement of the lead-in threads (32-34), due to the presence of shear bolts (67) holding the device body (22 ) motionless on the adapter in the upper part of the housing in a split T-shaped split sleeve (68), resting on the surface of the middle part (2) of the external housing of the adapter. After installation, the hollow shaft (30) moves downward relative to the hollow body of the device. In this case, the dies (24), moving along the inclined grooves (26) in the through windows (27) (Fig. 5) of the die holder, spring-loaded by a coil spring (29), are pulled out of the windows (23) in the device body, cut into the inner surface of the cut pipes with tooth tops (25). In this case, the threaded parts of the kinematic pair disengage. Bolts (67) in the device case are on the outer case of the adapter in the upper extreme position. The extended part of the shank of the cutter (50) due to the rhombic shape and the use of a coil spring (53) provides the cutter with a long service life. The cutters move along the surface (57) of the wedge element (55) until it stops in the inner surface of the cut pipe (70). The shaft is rotated and the pipe cutting process begins. The process fluid during operation of the device passes through the central cavity of the hollow shaft. The fluid is supplied to the cutting part to cool the cutters, as well as into the gap between the cut pipe and the device, preventing clogging of the tool holder and die holder and contributing to the discharge of chips into the well below the device, because incisors are placed at the bottom of the device. The end of the cutting process is indicated by a decrease in the liquid level in the system due to the fact that a gap is formed between the wedge surface (64) of the tip and the wedge element (55) and the fluid passes through radial holes on the shaft. Figured bushings (55) and (58) connected by H-shaped rods (59) do not shift when the shaft moves down, because are meshed with the middle part of the device (46) through the plain bearings (44-45). In this case, the tool holder (47), moving downward on the shaft, extends the cutter along the wedge surface of the sleeve (55) to the surface of the cut part of the pipe (70). In this case, the cutter rests on the surface of the groove in the tool holder with an edge. The L-shaped end part (51) of the shank (50) of the cutter is spring-loaded by a coil spring (53). The axis (52), on which the cutter is pivotally mounted, provides a swivel connection of the cutter in the tool holder. The ram holder (26-28) is the main support for the rotating shaft (30). Through the die holder, the rotational and axial cutting forces from the cutter through the figured sleeve (55) are perceived through the H-shaped rods, the figured sleeve and the bearing support (45). The figured bush (46) is a support for the bearing (45). The second bearing (44) rests on the second figured sleeve (58). The bearing (45) with the die holder on the sleeve (46) is fixed. The cutting force is transmitted to the shaft, the cutter and the wedge element is a figured sleeve (Fig.6).
Внешний корпус (1-3 части) с нерезьбовой частью (18) срезного болта, размещенного в Т-образной втулке (17), перемещается вместе с валом вверх вдоль внешней поверхности внутреннего корпуса (11) переходника до упора в фигурную втулку (55). Резьбовая часть (17) срезного болта закреплена резьбой в Т-образном пазу (16). Средняя часть срезного болта (19) - шейка срезается после приложения усилия (200 кг) к внешнему корпусу переходника, достаточного для хрупкого срезания его в зазоре (10) между корпусами переходника в наиболее узкой части шейки. При этом часть (3) внешнего корпуса переходника выходит из зацепления с частью (12) внутреннего корпуса переходника, т.е. выступы (5) выходят из пазов (14), а выступы (13) - из пазов (4). Корпус устройства остается неподвижным. Внешний корпус переходника продолжает перемещаться вверх до упора в Т-образную втулку (67) на корпусе устройства. После этого извлечение устройства вместе с отрезанной частью трубы из скважины (71) происходит за плашки, остающиеся внедренными в поверхность трубы за счет усилий, передаваемых через Н-образные тяги, фигурную втулку (46) и плашкодержатель (26-28). Плашкодержатель освобождает подшипники. За счет этого уже подпружиненный плашкодержатель сдерживает перемещение плашек в окна корпуса устройства (фиг.7).The outer casing (1-3 parts) with the non-threaded part (18) of the shear bolt located in the T-shaped sleeve (17) moves with the shaft up along the outer surface of the inner case (11) of the adapter until it stops in the figured sleeve (55). The threaded portion (17) of the shear bolt is fixed by thread in the T-groove (16). The middle part of the shear bolt (19) - the neck is cut off after applying a force (200 kg) to the outer case of the adapter, sufficient for brittle cutting it in the gap (10) between the adapter cases in the narrowest part of the neck. In this case, part (3) of the outer case of the adapter disengages from part (12) of the inner case of the adapter, i.e. the protrusions (5) come out of the grooves (14), and the protrusions (13) come out of the grooves (4). The body of the device remains stationary. The outer case of the adapter continues to move up to the stop in the T-sleeve (67) on the device. After that, the device is removed along with the cut part of the pipe from the well (71) behind the dies remaining embedded in the pipe surface due to the forces transmitted through the H-shaped rods, the figured sleeve (46) and the die holder (26-28). The die holder releases the bearings. Due to this, the spring-loaded die holder restrains the movement of the dies into the windows of the device case (Fig. 7).
В случае ситуации, препятствующей извлечению трубореза из скважины с трубой, труборез извлекается отдельно от трубы. Для этого после отрезания трубы внешний корпус переходника, жестко связанный с корпусом устройства, отсоединяют от корпуса устройства, приложив усилие вверх к нему (10 т) Срезные болты, закрепляющие Т-образную разъемную втулку (68) на корпусе устройства, срезаются. Втулка (68) освобождается от корпуса (22) и создает возможность свободного перемещения внешнего корпуса переходника до упора в вытяжной болт (20-21), который передает движение вала через наконечник на плашки (24), вызывая ослабление усилия заклинивания плашек на поверхности трубы (фиг.8).In the case of a situation that prevents the extraction of the pipe cutter from the well with the pipe, the pipe cutter is removed separately from the pipe. For this, after cutting the pipe, the external adapter case, rigidly connected to the device case, is disconnected from the device case by applying a force upward to it (10 t). The shear bolts securing the T-shaped split sleeve (68) on the device case are cut off. The sleeve (68) is freed from the body (22) and creates the possibility of free movement of the outer case of the adapter until it stops in the exhaust bolt (20-21), which transfers the movement of the shaft through the tip to the dies (24), causing a weakening of the force of jamming of the dies on the pipe surface ( Fig. 8).
Корпус, переходник в труборезе изготовлены из стали 40Х, полый вал - из стали 40ХН. Резцы выполнены: «хвостовик» - из стали 40Х, а режущая часть - в виде конусных пластин из ВК8. Подшипники скольжения использованы из стали У7, HRC=58 (ГОСТ 1435-90). Плашки выполнены из стали У7 или 65 Г (ГОСТ 14959-79).The body, the adapter in the pipe cutter are made of 40XH steel, the hollow shaft is made of 40XH steel. The cutters are made: “shank” - from 40X steel, and the cutting part - in the form of cone plates from VK8. Plain bearings are used in steel U7, HRC = 58 (GOST 1435-90). Dies are made of steel U7 or 65 G (GOST 14959-79).
Заявленное изобретение имеет преимущества перед прототипом. Устройство значительно технологичнее в изготовлении деталей, т.к. они выполнены в основном неразъемными. Конструкция трубореза значительно более оптимизирована: режущая часть расположена внизу, а плашки заякоривающего узла и фрикционные плашки, резьбовая кинетическая пара - вверху. В связи с этим повышается надежность закрепления устройства на разрезаемой трубе, повышается работоспособность резцов. Стружка в процессе резания трубы, уходя вниз в скважину, не встречает на своем пути частей устройства, как это происходит в прототипе. Охлаждение зоны резания надежней, т.к. технологическая жидкость из полого вала оперативно попадает на резцы. Труборез из скважины извлекается вместе с трубой. В крайнем случае труборез извлекается без трубы и без каких-либо потерь целостности деталей. При наличии двухкорпусного переходника и вытяжного болта в нем. Предлагаемый труборез многоразового использования. И повышенной ремонтопригодности за счет простоты соединений элементов устройства, доступности к деталям при их замене. Труборез работает в режиме минимальной вибрации и активной резке труб.The claimed invention has advantages over the prototype. The device is much more technologically advanced in the manufacture of parts, because they are made mostly integral. The design of the pipe cutter is much more optimized: the cutting part is located at the bottom, and the dies of the anchor assembly and friction dies, the threaded kinetic pair is at the top. In this regard, the reliability of fixing the device to the pipe being cut increases, the working capacity of the cutters increases. Chips in the process of cutting the pipe, going down into the well, does not meet the parts of the device on its way, as it happens in the prototype. The cooling of the cutting zone is more reliable since process fluid from the hollow shaft quickly gets to the cutters. The pipe cutter is removed from the well together with the pipe. In extreme cases, the pipe cutter is removed without a pipe and without any loss of integrity of the parts. In the presence of a double-case adapter and an exhaust bolt in it. Suggested reusable pipe cutter. And increased maintainability due to the simplicity of connections of the elements of the device, accessibility to details when replacing them. The pipe cutter operates in minimum vibration and active pipe cutting.
Источники информацииInformation sources
1. И.П.Пустовойтенко. Предупреждение и ликвидация аварий в бурении. М., Недра, 1988 г., с.248-249 (аналог).1. I.P. Pustovoitenko. Prevention and liquidation of accidents in drilling. M., Nedra, 1988, p. 248-249 (analogue).
2. И.П.Пустовойтенко. Предупреждение и ликвидация аварий в бурении. М., Недра, 1988 г., с.251-252 (аналог).2. I.P. Pustovoitenko. Prevention and liquidation of accidents in drilling. M., Nedra, 1988, p. 251-252 (analogue).
3. Каталог ЗАО «СибТрейдСервис». Ловильный, режущий и вспомогательный инструмент для ремонтно-восстановительных работ в нефтяных, газовых и геологоразведочных скважинах 2005-2006 г., с.53 (аналог).3. Catalog of SibTradeService CJSC. Fishing, cutting and auxiliary tools for repair and restoration work in oil, gas and exploration wells 2005-2006, p.53 (analog).
4. Каталог ЗАО «СибТрейдСервис». Ловильный, режущий и вспомогательный инструмент для ремонтно-восстановительных работ в нефтяных, газовых и геологоразведочных скважинах 2005-2006 г., с.25 (прототип).4. Catalog of SibTradeService CJSC. Fishing, cutting and auxiliary tools for repair and restoration work in oil, gas and exploration wells 2005-2006, p.25 (prototype).
5. Авт.св. №1154433, МПК Е21В 29/00, от 04.10.78 г.5. Auto No. 1154433,
6. Авт.св. №123493, МПК Е21В 29/00, от 11.10.58 г.6. Auto No. 123493,
7. Авт.св. №717278, МПК Е21В 29/00, от 27.03.78 г.7. Auto No. 717278,
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010128647/03A RU2510451C2 (en) | 2010-07-09 | 2010-07-09 | Internal mechanical pipe cutter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010128647/03A RU2510451C2 (en) | 2010-07-09 | 2010-07-09 | Internal mechanical pipe cutter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010128647A RU2010128647A (en) | 2012-01-20 |
| RU2510451C2 true RU2510451C2 (en) | 2014-03-27 |
Family
ID=45785196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010128647/03A RU2510451C2 (en) | 2010-07-09 | 2010-07-09 | Internal mechanical pipe cutter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2510451C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU224261U1 (en) * | 2023-12-21 | 2024-03-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма Завод "Измерон" | MECHANICAL PIPE CUTTER |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108678696B (en) * | 2018-06-13 | 2024-08-02 | 北方斯伦贝谢油田技术（西安）有限公司 | Positioning anchoring tool |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU123493A1 (en) * | 1958-10-11 | 1958-11-30 | В.Н. Егоров | Pipe cutter |
| SU926233A1 (en) * | 1980-02-04 | 1982-05-07 | За витель и М, Н, -Р Ш, Стрелко, В. И, Тут|ев. Урумов/ .. | Deep-well pipe cutter and miller |
| SU1252475A1 (en) * | 1984-08-20 | 1986-08-23 | Украинский научно-исследовательский институт природных газов | Inner pipe cutter and fishing tool |
| FR2610696A1 (en) * | 1987-02-09 | 1988-08-12 | Usiba | Mechanical accessories for self-propelled devices making it possible to renew buried pipelines |
| WO1997011250A1 (en) * | 1995-09-22 | 1997-03-27 | Weatherford/Lamb, Inc. | Milling apparatus |
| RU56931U1 (en) * | 2006-05-05 | 2006-09-27 | Закрытое акционерное общество "Октопус" | DEVICE FOR CUTTING A PART OF A PIPE COLUMN IN A WELL |
-
2010
- 2010-07-09 RU RU2010128647/03A patent/RU2510451C2/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU123493A1 (en) * | 1958-10-11 | 1958-11-30 | В.Н. Егоров | Pipe cutter |
| SU926233A1 (en) * | 1980-02-04 | 1982-05-07 | За витель и М, Н, -Р Ш, Стрелко, В. И, Тут|ев. Урумов/ .. | Deep-well pipe cutter and miller |
| SU1252475A1 (en) * | 1984-08-20 | 1986-08-23 | Украинский научно-исследовательский институт природных газов | Inner pipe cutter and fishing tool |
| FR2610696A1 (en) * | 1987-02-09 | 1988-08-12 | Usiba | Mechanical accessories for self-propelled devices making it possible to renew buried pipelines |
| WO1997011250A1 (en) * | 1995-09-22 | 1997-03-27 | Weatherford/Lamb, Inc. | Milling apparatus |
| RU56931U1 (en) * | 2006-05-05 | 2006-09-27 | Закрытое акционерное общество "Октопус" | DEVICE FOR CUTTING A PART OF A PIPE COLUMN IN A WELL |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Каталог ЗАО "СИБТРЕЙДСЕРВИС" - ловильный, режущий и вспомогательный инструмент для ремонтно-восстановительных работ в нефтяных, газовых и геологоразведочных скважинах, 2005-2006, с.25. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU224261U1 (en) * | 2023-12-21 | 2024-03-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма Завод "Измерон" | MECHANICAL PIPE CUTTER |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010128647A (en) | 2012-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105735909B (en) | Drill string components resistant to jamming | |
| CN104100286B (en) | A kind of constant resistance and large deformation anchor rod/anchor cable and its method for designing | |
| RU2607560C2 (en) | Drill string, components having multiple-thread threaded joints | |
| US8967933B2 (en) | Fast extraction threaded nut | |
| JP2009539631A (en) | Multi-division impact drill bit assembly | |
| US20150240571A1 (en) | Connection Assembly | |
| JP2002538389A (en) | Fluid pressure nut for adding tension | |
| CN109083616B (en) | Soluble bridge plug | |
| NO175016B (en) | Apparatus for establishing a pivotal coupling of two relatively pivotal parts | |
| US10669800B2 (en) | Release lugs for a jarring device | |
| RU2510451C2 (en) | Internal mechanical pipe cutter | |
| CN107208460A (en) | For the retrievable reconnect device with inner seal and slips at the top of existing tubing being connected in well | |
| US10605042B2 (en) | Short millable plug for hydraulic fracturing operations | |
| US3095627A (en) | Pipe anchor | |
| CN105864253A (en) | Punching and chamfering synchronous double-reaming anchor bolt and mounting structure on concrete | |
| US8777326B2 (en) | Pick with hardened core assembly | |
| JP2010500927A (en) | Multi-division impact drill bit assembly | |
| RU2536901C2 (en) | Diamond drill bit with mechanical attachment of cutters | |
| CN210087258U (en) | Split casing head slip locking device | |
| CN103291221A (en) | Roller bit and manufacturing method thereof | |
| NO336034B1 (en) | Anchor mechanism for use in a well | |
| CN102966326A (en) | Profiled salvage drill bit | |
| CN214997555U (en) | Fishing device | |
| CN112112574B (en) | PDC drill bit capable of being disassembled in well section easy to block | |
| US10287827B2 (en) | Low break out safety joint and method for releasably connecting a tubing expansion assembly to a drill string |