Зарядный модуль кумулятивного корпусного перфоратора Советский патент 1993 года по МПК E21B43/116 

Изобретение относится к эксплуатации нефтяных и газовых скважин.

Целью изобретения является повышение надежности работы перфоратора при одновременном упрощении его сборки в процессе эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что в зарядном модуле кумулятивного корпусного перфоратора, содержащем основание, кумулятивные заряды в теле основания и канал, заполненный взрывчатым веществом, причем канал с ВВ непосредственно контактируете вершиной кумулятивного заряда, основание выполнено как единое целое из пористого материала с плотностью в интервале 0,1-0,7 г/см3, кумулятивные заряды соединены между собой непрерывным каналом с ВВ, на торцах основания детонационный канал облицован металлом. Кроме того, облицовка детонационного канала на торце основания расположена с зазором относительно торцевой поверхности основания, на цилиндрической поверхности основания выполнены буртики, углы между осями кумулятивных зарядов и осью модуля находятся в интервале от 90 до 45°.

В предложенной конструкции модуля введение пористого материала для основания уменьшает ударноволновые воздействия на корпус перфоратора, что повышает его сохранность и облегчает его извлечение из скважины (предотвращает расклинива- ние корпуса); кроме того, пористость повышает сцепляемость пластического В В со стенками канала, что предотвращает образование трещин в ВВ, заполняющем канал, и повышаеУ надежность прохождения детонационной волны по всему основанию. При этом уменьшается вес модуля, что упрощает сборку перфоратора. Выполнение основания как единого целого с непрерывным по всей длине основания каналом с ВВ повышает надежность распространения детонации за счет исключения зазоров в местах стыков, а также упрощает сборку, так как не. требуется вести контроль за плотным прилеганием В В в местах стыка ячеек. Введение уширзний, облицованных металлом, утопленным относительно торцевой поверхности, обеспечивает надежную передачу детонации между модулями, как при плотном прилегании модуля к модулю, так и при больших зазорах, возникающих за счет допусков и при силовых и температурных воздействиях. В зтом случае не требуется контроль за плотным прилеганием модуля к модулю, что упрощает сборку перфоратора.

Введение буртиков обеспечивает гарантированный зазор между основанием и

корпусом перфоратора и предохраняет каналы с ВВ от повреждений при сборке.

Размещение кумулятивных зарядов под углами от 90 до 45° к вертикали в едином

основании исключает возможность ошибок при сборке перфоратора, связанных с ориентацией кумулятивных зарядов, что увеличивает надежность работы перфоратора и упрощает его сборку.

0 Размещение кумулятивных зарядов под углом от 90 до 45° к горизонту дает возможность применять кумулятивный корпусный перфоратор с заявляемым модулем для вскрытия тонкослоистых пластов-коллекто5 ров.

Выбор плотности материала основания сделан по конструктивным соображениям. При плотности менее 0,1 г/см3 не обеспечивается требуемая прочность основания, а

0 при плотности более 0,7 г/см3 усиливается ударно-волновое-воздействие. Не обнаружено в известных технических решениях признаков, отличающих заявляемый объект от прототипа, что позволяет сделать вывод

5 о существенности отличий заявляемого тех- нического решения.

На чертеже изображен предлагаемый зарядный модуль.

Зарядный модуль кумулятивного кор0 пусного перфоратора состоит из основания (1), кумулятивных зарядов (2) в теле основания и канала, заполненного взрывчатым веществом (3). Канал с ВВ непосредственно контактирует с вершиной кумулятивного за5 ряда. На торцах основания (1) детонационный канал облицован металлом (4). Все кумулятивные заряды (2) соединены между собой непрерывным каналом с ВВ. Основание (1) выполнено как единое целое из пори0 стого материала с плотностью в интервале 0,1-0,7 г/см . Детонационный канал на top- цах основания имеет уширения (5) и поверхность металла облицовки утоплена относительно торцевой поверхности осно5 вания, относительно которой образует зазор (6). На цилиндрической поверхности основания выполнены буртики (7). Углы между осями кумулятивных зарядов и осью модуля находятся в интервале от 90 до 45°,.

0 а углы между проекциями осей кумулятивных зарядов на плоскость, перпендикулярную оси модуля, находятся в интервале от О до 360°. Удельную массу облицовки выбирают из соотношения 0,12-0,3 г/см3 при отно5 шении массы облицовки к массе ВВ 0,3 с утопанием поверхности облицовки относительно торцееой поверхности основания не менее двух толщин облицовки, что способствует повышению надежности. Выбор соотношения 0,12-0.3 сделан из соображений

обеспечения требуемой надежности инициирования уширений, облицованных металлом. Аналогичная цель преследуется при назначении соотношения масс облицовки и ВВ. Утопание поверхности облицовки выбрано из тех соображений, чтобы обеспечить достаточную базу для разгона облицовки.

Устройство работает следующим образом.

После инициирования В В канала в месте уширения (5) на одном из торцов по каналу с ВВ (3) распространяется детонационная волна и производится последовательное инициирование кумулятивных зарядов (2), В кумулятивных зарядах формируются высокоскоростные струи, которые пробивают корпус перфоратора и обсадную трубу. После прохождения по всему каналу детонация подходит к уширению на противоположном торце и осуществляет разгон облицовки (4) до скорости, достаточной для инициирования уширения следующего заряда модуля. Расширение продуктов взрыва канала с ВВ в задоре между корпусом и основанием приводит к резкому падению давления за фронтом детонационной волны, Ударные волны от каналов ВВ и кумулятивных зарядов сжимают пористое вещество и значительная часть энергии взрыва переходит во внутреннюю энергию сжатого основания (1).

Для подтверждения работоспособно-0 сти заявляемого объекта были изготовлены опытные образцы модулей. Основание было изготовлено из пенопласта плотностью 0,25 г/см , длина основания составила 1200 мм, а диаметр - 64 мм. В основании было размещено 6 кумулятивных зарядов, соединенных непрерывным каналом с ВВ сечением 4 х 4 мм , имеющим повороты под углом 90° и более. На торцах основания располага- лисьуширения в виде шашектолщиной 7 мм и диаметром 14 мм. Шашки были облицова0

5

0

5

0

5

0

ны алюминием толщиной 0,5 мм, алюминий утопал относительно торца основания на 1 мм. На цилиндрической поверхности вблизи торцев были выполнены буртики с высту- панием на 1 мм. Оси кумулятивных зарядов составляли с осью основания углы 90 и 60°. Углы между проекциями осей кумулятивных зарядов на плоскость, перпендикулярную оси модуля, составляли 0,90,180,270 и 360°,

Зарядный модуль прошел опытную проверку и показал высокую надежность и простоту сборки в процессе эксплуатации.

Формула изобретения

1. Зарядный модуль кумулятивного корпусного перфоратора, содержащий основание, кумулятивные заряды в теле основания и канал, заполненный взрывчатым веществом, причем канал с ВВ непосредственно контактирует с вершиной кумулятивного заряда, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе перфоратора при одновременном упрощении его сборки в процессе эксплуатации,основание выполнено как единое целое из пористого материала с плотностью в интервале 0,1-0,7 г/см , кумулятивные заряды соединены между собой непрерывным каналом с ВВ, на торцах основания детонационный канал облицован металлом.

2. Модуль, отличающийся тем, что детонационный канал у торцев основания выполнен с уширением, облицовка детонационного канала на торце основания расположена с зазором относительно торцовой поверхности основания.

3. Модуль по п. 1,отличающийся тем, что на цилиндрической поверхности основания выполнены буртики.

4. Модуль по п. 1,отличающийся тем, что углы между осями кумулятивных зарядов и осью модуля находятся в интервале 90-45°. ,

Изобретение относится к эксплуатации нефтяных и газовых скважин и предназначено для вторичного вскрцтия, Зарядный модуль состоит из основания 1, кумулятивных зарядов 2, канала в основании, заполненного ВВ 3, уширений 5 на торцах зарядного модуля, облицованных металлом 4. На- ружные поверхности металлических облицовок утоплены относительно торцовых поверхностей. Основание имеет буртик 7. После инициирования-уширения 5 на одном из торцов по каналу с ВВ 3 распространяется детонационная волна и производит последовательное инициирование кумулятивных зарядов 2. В кумулятивных зарядах формируются высокоскоростные струи. После прохождения по всему каналу 3 детонация подходит к уширению 5 на; противоположном торце и осуществляет, разгон облицовки 4 до скорости, достаточной для инициирования уширения следующего зарядного модуля. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.