ЗАРЯДНЫЙ МОДУЛЬ КУМУЛЯТИВНОГО ПЕРФОРАТОРА ОДНОКРАТНОГО ПРИМЕНЕНИЯ Российский патент 2007 года по МПК E21B43/117 

Изобретение относится к прострелочно-взрывным работам в нефтяных и газовых скважинах.

Известен кумулятивный перфоратор для скважины, содержащий каркас из металлических стержней, установленных по длине перфоратора, кумулятивные заряды, размещенные в каркасе с выполненными в них проточками по боковой поверхности для фиксирования зарядов в стержнях каркаса, узел инициирования кумулятивных зарядов и средства экранирования взрывов, служащие также дополнительными средствами фиксации кумулятивных зарядов и стрежней каркаса в заданном положении /RU 2241115 С1, МПК⁷ Е21В 43/117, опубл. 2004.11.27/. Смежные кумулятивные заряды смещены друг относительно друга, по меньшей мере, в поперечном сечении перфоратора, на каждом шаге установки этих зарядов по длине перфоратора на одинаковый и/или разный угол в одном и/или разных направлениях отсчета угла.

Известный перфоратор обеспечивает увеличение плотности вскрытия пласта скважины при максимальном использовании рабочих параметров, однако, конструкция перфоратора для обеспечения четкой ориентации посадочных мест для кумулятивных зарядов имеет сложную конструкцию, требующую наличие жестких дисков, выполнение проточек в кумулятивных зарядах, а также не предполагается попарная ориентация зарядов.

Известен зарядный модуль кумулятивного корпусного перфоратора, содержащий основание, кумулятивные заряды в теле основания и канал, заполненный взрывчатым веществом, при этом основание выполнено как единое целое из пористого материала, а кумулятивные заряды соединены между собой непрерывным каналом с ВВ /SU 1810503 А1, МПК⁵ Е21В 43/116, опубл. 23.09.1993/.

Выполнение основания как единого целого обеспечивает четкую ориентацию кумулятивных зарядов, упрощает сборку перфоратора и его надежность. Однако известная конструкция предполагает выполнение в едином основании непрерывного по всей длине канала, заполненного взрывчатым веществом, и также не предусмотрена попарная ориентация зарядов.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка конструкции перфоратора, обеспечивающей требуемые параметры глубины и площади перфорирования.

При осуществлении изобретения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении кумулятивного эффекта за счет обеспечения возможности максимальной площади перекрытия кумулятивными струями зарядов продуктивного пласта скважины в поперечном сечении.

Указанный технический результат достигается тем, что зарядный модуль кумулятивного перфоратора однократного применения содержит герметичный корпус, внутри которого расположен каркас с посадочными местами для ориентации кумулятивных зарядов и средства инициирования зарядов, причем указанный каркас представляет собой трубу, в которой установленные кумулятивные заряды имеют парную ориентацию, при этом два заряда, образующие пару, расположены относительно друг друга под углом в 180°, а посадочные места для ниже идущих соседних пар кумулятивных зарядов расположены таким образом, что первое посадочное место заряда в вышележащей паре имеет тупой или острый угол смещения относительно первого посадочного места заряда нижележащей пары. Кроме того, каркас для ориентации кумулятивных зарядов может быть выполнен или в виде металлической трубы, преимущественно стальной, или в виде целлюлозно-бумажной трубы, или в виде пластиковой трубы.

Парная ориентация зарядов под углом 180° позволяет повысить кумулятивный эффект зарядного модуля перфоратора путем обеспечения пробития максимальных по размеру отверстий в продуктивном пласте за счет наложения реактивных сил парных кумулятивных зарядов.

Ориентация в каркасе посадочных мест для каждой пары кумулятивных зарядов, выполненных со смещением на острый или тупой угол, позволяет достичь максимальной площади перекрытия (плотности) кумулятивными струями зарядов продуктивного пласта в поперечном сечении скважины.

Выполнение каркаса в виде трубы, имеющей сплошную поверхность, позволяет выполнить жесткую, четкую ориентацию кумулятивных зарядов, а полое пространство внутри трубы обеспечивает свободное соединение кумулятивных зарядов.

В качестве материала, из которого изготовлен каркас, может быть использован металл или материал, приготовленный на основе целлюлозно-бумажной или пластиковой основы, т.е. такой материал, который должен обладать определенной плотностью для обеспечения требуемой жесткости для ориентации кумулятивных зарядов.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично показан перфоратор, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Зарядный модуль кумулятивного перфоратора содержит каркас 1 с посадочными местами для кумулятивных зарядов 2. Каркас 1 выполнен в виде трубы. Кумулятивные заряды 2 горизонтально размещены по длине каркаса и последовательно соединены детонирующим шнуром 3 и узлом инициирования, например взрывным патроном (не показан). Кумулятивные заряды 2 закреплены в каркасе 1 любым известным способом и имеют парную ориентацию относительно друг друга, т.е. два заряда, образующие пару, расположены относительно друг друга под углом 180°. Посадочные места для соседних пар кумулятивных зарядов 2 в каркасе 1 выполнены следующим образом: первое посадочное место 4 для первого заряда в первой (вышележащей) паре расположено относительно первого посадочного места 5 первого заряда во второй (нижележащей) паре под углом α, который может быть как острым, так и тупым, в зависимости от требуемых условий перфорирования.

Собранный на поверхности скважины зарядный модуль перфоратора опускается на каротажном кабеле или НКТ на заданную глубины перфорации ствола скважины. При замыкании цепи срабатывают средства инициирования и кумулятивные заряды 2. Кумулятивные струи зарядов прожигают обсадную колонну скважины и часть горной породы (продуктивного пласта). После отстрела перфоратор поднимают на поверхность.

Изобретение относится к прострелочно-взрывным работам в нефтяных и газовых скважинах. Обеспечивает повышение кумулятивного эффекта. Зарядный модуль кумулятивного перфоратора содержит каркас 1 с посадочными местами для ориентации кумулятивных зарядов 2 и средства инициирования зарядов. Каркас представляет собой трубу, в которой установленные кумулятивные заряды имеют парную ориентацию. Два заряда образующие пару расположены относительно друг друга под углом в 180°. Посадочные места для ниже идущих соседних пар кумулятивных зарядов расположены в каркасе таким образом, что первое посадочное место заряда в вышележащей паре имеет тупой или острый угол смещения относительно первого посадочного места заряда нижележащей пары. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Зарядный модуль кумулятивного перфоратора однократного применения, содержащий каркас с посадочными местами для ориентации кумулятивных зарядов и средства инициирования зарядов, отличающийся тем, что указанный каркас представляет собой трубу, в которой установленные кумулятивные заряды имеют парную ориентацию, при этом два заряда, образующие пару, расположены относительно друг друга под углом в 180°, а посадочные места для ниже идущих соседних пар кумулятивных зарядов расположены в каркасе таким образом, что первое посадочное место заряда в вышележащей паре имеет тупой или острый угол смещения относительно первого посадочного места заряда нижележащей пары.2. Кумулятивный перфоратор по п.1, отличающийся тем, что указанный каркас выполнен в виде металлической трубы.3. Кумулятивный перфоратор по п.1, отличающийся тем, что указанный каркас выполнен в виде целлюлозно-бумажной трубы.4. Кумулятивный перфоратор по п.1, отличающийся тем, что указанный каркас выполнен в виде пластиковой трубы.