Пристрій для різки труб

Изобретение относится к бурению и мож ет быть использовано для резки труб путем подачи устройства во внутритрубное пространство разрезаемой колонны труб. Известно устройство для резки труб, содержащее снабженный упорной плитой и каналами для выхода рабочей ж идкости в трубное пространство разъемный полый корпус, в радиальных пазах которого ус тановлены резцы, и размещенный в корпусе поршень с центральным каналом. Устройство имеет следую щие недостатки. В бурении применяют поршневые насосы, чаще всего двухцилиндровые, реж е - трехцилиндровые. Такие насосы подают рабочую ж идкость толчками. Пульсация давления рабочей жидкости вызывает пульсирующее расширение-сжатие колонны труб в радиальном направлении, что, в свою очередь, вызывает пульсирующее удлинение-укорочение колонны. При большой длине колонны которая может достигать 5000м и более, амплитуда колебаний колонны вдоль ее оси достигает значительных величин. Так как устройство для резки труб подвешивают в ниж ней части колонны, то резцы после врезания в отрезаемую обсадную труб у ломаются, так как нагрузка направлена перпендикулярно к ним . Установка резцов в прямолинейных направляющих, выполненных в виде радиальных каналов в корпусе, не позволяет резцам перемещаться в направлении колебаний колонны. В процессе резания рабочая ж идкость прокачивается по трубному каналу, проходит по центральному каналу поршня и выходит в меж трубное пространство через отверстия, имеющиеся в корпусе устройства. Перемещение поршня происходит под действием скоростного напора струи рабочей ж идкости благодаря тому, что проход центрального канала поршня меньше прохода трубного канала колонны бурильных труб, на которой подвешивают ус тройство. Судить об окончании процесса отрезания эксплуатационной колонны обсадных тр уб мож но по началу движения ж идкости по меж трубному пространству между эксплуатационной и технической колоннами. Однако меж ду началом движ ения ж идкости и моментом , когда это движение мож ет быть зафиксировано, проходит некоторое время, т.к. до начала выхода жидкости через отвод крестовины уровень ж идкости в меж трубном пространстве должен подняться на 3 - 4м - на эту величину скважина обычно осушается при установке противовыбросового оборудования для возмож ности осуществления сварочных работ. В этом временном промеж утке резцы уже не оказывают сопротивления перемещению поршня, поршень начинает двигаться быстро и в конце своего хода перекрывает центральный канал, что вызывает гидроудар в трубном канале, приводящий к поломке насоса, разрыву колонны бурильных труб или манифольда. Для замены изношенных резцов необходимо полностью разобрать устройство, при этом особенно сложно снять резцы с пружины, имеющей волнистую форму, а затем надеть на нее новые резцы, пропуская пруж ину в отверстия, имеющиеся на державках резцов. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства для резки труб путем обеспечения возможности поворота резцов на осях относительно корпуса и ограничения хода поршня, что обеспечивает защиту резцов от нагрузок, возникающих при вертикальном колебании колонны бурильных труб, вызванных неравномерной подачей рабочей ж идкости поршневыми насосами, технологичность монтажа и демонтаж а резцов в устройстве, предотвращение гидравлического удара в системе при совершении поршнем полного хода. Выполнение поршня ступенчатым, наличие радиальных каналов, связывающих кольцевую полость между наруж ной поверхностью поршня и внутренней поверхностью корпуса с центральным каналом , связь каналов для выхода рабочей жидкости с кольцевой полостью и выполнение толкателя ступенчатым обеспечивает непрерывность истечения рабочей ж идкости из трубного канала в меж трубное пространство при любом полож ении частей устройства. Это гарантирует отсутствие гидравлического удара в системе после окончания процесса резания. Установка резцов на осях с возможностью поворота относительно корпуса позволяет передавать поперечные нагрузки на держ авки резцов, обусловленные вертикальными колебаниями колонны упругим системам - пруж ине и ж идкости в трубном канале. Это приводит к значительному сниж ению нормальных напряжений в держ авках резцов и, следовательно, к исключению их поломки. Кроме того, ус тановка резцов на осях значительно улучшает технологичность обслуж ивания, т.к. для замены изношенных резцов достаточно удалить оси, заменить резцы и поставить оси на место. При этом не требуется полная разборка устройства. Подпруж иненный толкатель резцов обеспечивает возврат устройства в транспортное полож ение после окончания отрезки колонны труб, а в процессе резания - позволяет избежать беспорядочных колебаний резцов за счет непрерывного подж атия их к поршню. Особое отверстие упорной плиты служ ит для направления хвостовика толкателя при его возвратнопоступательных перемещениях, что обеспечивает нормальную работу частей ус тройства. На фиг.1 показано устройство в транспортном полож ении; на фиг.2 - то ж е, в полож ении окончания резки. Устройство содержит разъемный полый корпус 1, в нижней части которого размещена жестко соединенная с ним упорная плита 2, в которой выполнено осевое отверстие 3. В корпусе 1 выполнены каналы 4 для выхода рабочей жидкости в трубное пространство и радиальные пазы 5, в которых ус тановлены на осях 6 с возможностью поворота относительно корпуса 1 резца 7. В корпусе 1 размещен с возможностью возвратно-поступательного перемещения ступенчатый поршень 8 с центральным каналом 9 и радиальными каналами 10, выполненными меж ду центральным каналом 9 и кольцевой полостью 11, образованной внутренней поверхностью корпуса 1 и наруж ной поверхностью меньшей ступени поршня 8. В цилиндрической расточке корпуса 1 размещен толкатель 12, жестко соединенный со ступенчатым хвос товиком 13, установленным с возможностью возвратно-поступательного перемещения в отверстии 3. На хвостовике размещена с возмож ностью взаимодействия с толкателем 12 и опорной плитой 2 пружина 14. Устройство работает следующим образом. Устройство навинчивают на бурильную труб у, монтируют колонну труб и сп ускают ее на заданную глубин у. Вра щают колонну труб и одновременно подают рабочую ж идкость под давлением в трубный канал. Жидкость из трубного канала поступает в центральный канал 9, затем по радиальным каналам 10 попадает в кольцевую полость 11, поршня 8 через каналы 4 выходит из корпуса 1 в межтрубное пространство и по нему поднимается к устью скваж ины. Вследствие того, что суммарный проход радиальных каналов 10 меньше прохода трубного канала, на поршень 8 воздействует давление жидкости, обусловленное скоростным напором. Под действием силы, вызванной этим давлением, поршень 8 движ ется вниз и своим торцом нажимает на резцы 7, заставляя их поворачиваться вокруг осей 6 и выходить из радиальных пазов 5. При этом резцы 7 воздействуют на толкатель 12, который перемещается вместе со ступенчатым хвостовиком 13 в осевом отверстии 3. Толкатель 12, перемещаясь, сжимает пруж ину 14, которая другим концом упирается в упорную плиту 2. С того момента, как резцы 7 коснутся внутренней поверхности отрезаемой обсадной трубы, начинается процесс резания. Движ ение поршня 8 замедляется и определяется теперь скоростью внедрения резцов 7 в отрезаемую труб у. Рабочая жидкость, выходящая из каналов 4, омывает резцы 7 и содействует удалению струж ки из зоны резания. Вертикальные колебания колонны бурильных труб отслеж иваются резцами 7, которые, вследствие вертикальных перемещений корпуса 1, совершают возвратно-качательные движения вокруг осей 6, периодически приподнимая при этом поршень 8. Неразрывность контакта резцов 7 и поршня 8 обеспечивает подпруж иненный толкатель 12. По мере внедрения в отрезаемую труб у резцы 7 поворачиваются относительно корпуса 1 на все больший угол, постепенно сжимая пруж ину 14 через толкатель 12. После окончания резания, когда благодаря разделению эксплуатационной колонны на две части межтрубное пространство соединилось с пространством меж ду эксплуатационной и технической колоннами, рабочая ж идкость поступает по последнему к устью скважины и после подъема уровня на 3 - 4м выливается через отвод крестовины, сигнализируя об окончании процесса резания. Если насосы, подающие рабочую ж идкость, не будут вовремя остановлены, ступенчатый хвостовик 13, совершив полный ход, упрется в торец упорной плиты 2, ограничивая тем самым через толкатель 12 и резцы 7 перемещение поршня 8. В этом полож ении устройства кольцевая полость 11 сохраняет некоторый конечный объем, и истечение рабочей ж идкости из трубного канала через центральный канал 9, радиальные каналы 10, кольцевую полость 11 и каналы 4 будет продолжаться, что исключает явление гидроудара. После остановки насосов, подающих рабочую ж идкость, давление над и под поршнем 8 уравновешивается и сила, действую щая на поршень 8 сверху, исчезает. Ранее сж атая пруж ина 14 отжимает толкатель 12 со ступенчатым хвостовиком 13 вверх, резцы 7 поворачиваются на осях 6, входят в пазы 5 корпуса 1, а поршень 8 поднимается в верхнее полож ение до упора в корпус 1, устройство принимает транспортное положение, после чего его поднимают и снимают с бурильной трубы. Для замены изношенных резцов 7 извлекают из корпуса 1 оси 6, заменяют изношенные резцы 7 новыми, а затем устанавливают оси 6 на свои места.