Устройство для прострелочно-взрывных работ в скважинах Советский патент 1984 года по МПК E21B43/11 

Изобретение относится к нефтегазо добывающей промЬшшенности и может быть использовано при вскрытии продуктивных пластов в нефтяных и газовых скважинах путем простреливания обсадной колонны, цементного кольца и создания каналов в горной породе. Известно устройство для прострелочно-взрывных работ, содержащее про стрелочно-взрывной аппарат с взрывной сетью, образованной включенными последовательно электродетонатором, пороговым элементом и кабелем. Пороговый элемент выполнен в виде гидрав лического контактного реле с жесткими контактами, в котором перемещение подвижного контакта осуществляется подпружиненным дифференциальным порш нем под воздействием гидростатическо го давления 11 . Недостатком устройства является его низкая эксплуатационная надежность. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для прострелочно взрывных работ в скважинах, содержащее прострелочно-взрывной аппарат с взрывной сетью, образованной включен ными последовательно электродетонато ром, пороговым элементом в виде тиристора и резистора, вторым резистором, шунтирующим пороговый элемент, диодом выпрямительным и кабелем. Величина напряжения срабатывания порогового элемента устройства, определяемая величиной резистора, включенного между анодом и управляющим элек тродом тиристора, превышает величину напряжения, под воздействием которого может оказаться взрывная сеть в результате аварийных режимов в электрическом оборудовании или сетях, расположенных в непосредственной бли зости бурящейся или эксплуатационной скважины. Но с другой стороны, оно должно быть заведомо ниже напряжения на зажимах взрывной машинки С21. Недостатком известного устройства является низкая надежность работы, обусловленная нестабильностью параметров взрывной сети. Это объясняется тем, что величина тока управления при котором тиристор открывается при заданном анодном напряжении, непостоянна для разных экземпляров тиристоров одного типа и имеет довольно большой разброс, и в значительной степени зависит от температуры тирис .тора (снижается при увеличении температуры), а в прототипе еще и от величины его анодного напряжения. Кроме того, срабатывани е прострелочновзрывного аппарата зависит от полярности взрывногоимпульса, подаваемого во взрывную сеть взрьшным прибором. Такая сложная зависимость напряжения срабатывания приводит к необходимости индивидуального подбора элементов для каждого экземпляра порогового устройства, но, несмотря на это, влияние температуры на напряжение срабатывания настолько велико, что эксплуатационная надежность устройств, особенно в летний период, может резко снизиться. Цель изобретения - повьшение надежности работы устройства. Указанная цель достигается тем, что известное устройство для прострелочно-взрывных работ в скважинах, содержащее прострелочно-взрывной аппарат с взрывной сетью,образованной включенными последовательно кабелем, выпрямительным элементом, пороговым элементом, вьтолненным .в виде тиристора, резистора и шунтирующего резистора, и электродетонатором, снабжено стабилитроном, катод которого подключен к аноду тиристора, а анодк управляющему электроду тиристора и резистору, второй выход которого подсоединен к катоду тиристора, при этом выпрямительный элемент выполнен в виде схемы однофазного моста, в диагональ которого включен пороговый элемент. Кроме того, с целью исключения влияния сопротивления выпрямительного элемента при контроле целостности взрывЯой сети перед производством выстрела, шунтирующий резистор подключен параллельно мосту. На чертеже показана принципиальная схема предложенного устройства. Устройство содержит прострелочновзрывной аппарат 1 с взрьшной сетью, образованной включенными последовательно электродетонатором 2, выпрямительными диодами 3, включенными во взрывную сеть по схеме однофазного моста, в диагональ которого включен пороговый элемент в виде тиристора 4, между анодом и управляющим электродом которого включен стабилитрон 5, а между управляющим электродом и катоом - резистор 6, и кабелем 7. Между электродетонатором и кабелем паралельно мосту включен резистор 8. В предложенном устройстве напряжение срабатывания порогового элемента, т.е. величина приложенного к нему напряжения, при котором происходит скач кообразное изменение его сопротивления от нескольких сотен килоом до долей ома, определяется в основном напряжениемПробоя стабилитрона 5, включенного в обратном направлении между анодом и управляющим электродом тиристора 4. . Устройство работает следующим образом. Пороговый элемент, выполненный в виде тиристора 4 со стабилитроном 5 в цепи управляющего электрода, обеспечивает высокое сопротивление, взрывной сети при приложенных к ней напряжениях ниже заранее заданного напряжения его срабатывания. При этом взрывная сеть практически может считаться ра-(зомкнутой (сопротивление резистора 8 весьма велико) и опасность срабатывания прострелочно-взрывного аппарата при аварийных режимах в электрических сетях устраняется, так как ожидаемые опасные величины напряжени меньше заданного напряжения срабатывания порогового элемента, которое, свою очередь, ниже напряжении, подаваемых во взрывную сеть взрьшным при бором. Подаваемый взрывным прибором импульс независимо от его полярности практически без искажения доходит по центральной жиле кабеля 7 до электро детонатора 2, проходя через диоды 3 тиристор 4, срабатывание которого приводит к шунтированию высокоомного резистора 8, предназначенного для обеспечения возможности контроля целостности взрывной сети перед выстре лом. Такое выполнение предлагаемого устройства для прострелочно-взрывных работ позволяет надежно защитить прострелочно-взрывной аппарат от преждевременного срабатывания вне интервала отстрела в результате прохождения .1 19 случайного электрического импульса по взрьшной сети-надежно сохранять в процессе эксплуатации заданную величину напряжения срабатывания порогового элемента без опасения снижения ее при повышении температуры окружающей среды (на дневной поверхности или в скважине), обеспечить надежное срабатывание прострелочно-взрывного апв интервале отстрела, незавипаратасимо от полярности электрического импульса взрывного прибора, осуществлять контроль целостности взрывной сети перед выстрелом не специально предназначенным для этих целей измерительным прибором, а обычным омметром, повысить технологичность изготовления за счет исключения необходимости индивидуального подбора деталей для каждого отдельного экземпляра порогового элемента, а также за счет исключения необходимости в строгой ориентации отдельных узлов по отношению друг к другу. В связи с тем, что устройства подобного назначения серийно не выпускаются, в качестве базового образца для сравнения принято широко распространенное устройство для прострелочНо-взрывных работ, содержащее серийно выпускаемый Краснодарским заводом Нефтемашремонт прострелочно-взрыв- ной аппарат типа ПКО 73 с взрывной сетью, образованной включенными последовательно электродетонатором и кабелем. Базовый образец абсолютно не защищен от возможности преждевременного срабатывания прострелочно-взрывного аппарата в результате прохождения по взрывной сети случайного электрического импульса, что может привести к трагическим последствиям. Преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с базовым образцом является надежная защита взрывной сети от прохождения по ней случайного электрического импульса, а следовательно, ииск/1ючение преждевременного срабатывания прострелочно-взрывного аппарата вне интервала отстрела.

1. УСТРОЙСТВО ЩЯ ПРОСТРЕЛОЧНО-ВЗРЫВНЫХ РАБОТ В СКВАЖИНАХ, содержащее прострелочно-взрывной аппарат с взрывной сетью, образованной включенными последовательно кабелем, выпрямительным элементом, пороговым элементом, выполненным в виде тиристора, резистора и шунтирующего резистора, и электродетонатором, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, оно снабжено ,стабилитроном,, катод которого подключен к аноду тиристора, а анод - к управляющему электроду тиристора и резистору, второй вывод которого подсоединен к катоду тиристора, при этом выпрямительный элемент выполнен в виде схемы однофазного моста, в диагональ которого включен пороговый элемент. 2. Устройство ПОП.1, отли(Л чающееся тем, что, с целью исключения влияния сопротивления выс: прямительного элемента при контроле целостности взрывной сети перед производством выстрела, шунтирующий резистор подключен параллельно мосту.