Приемное устройство для многоразового узла соединения и передачи детонации кумулятивного корпусного перфоратора

Полезная модель относится к многоразовым узлам соединения кумулятивных перфораторов, конкретно - к приемным устройствам передачи детонации в скважинных перфораторах.
Известен узел соединения и передачи детонации в перфораторах (патент РФ на изобретение № 2386793, МПК Е21В 43/117, опубл. 20.04.2010 г.).
Этот узел содержит каркас, переходник, детонирующий шнур, бустер, втулку бустера, которая выполнена в виде диска и цилиндрической части с осевым отверстием для размещения бустера. Переходник имеет по продольной оси сквозное внутреннее отверстие с цилиндрической проточкой для размещения втулки бустера и детонирующего шнура. Узел передачи детонации дополнительно снабжен детонирующим шнуром, бустером, втулкой бустера, втулкой каркаса. Бустеры установлены на детонирующих шнурах, дополнительная втулка бустера выполнена в виде диска и цилиндрической части с осевым отверстием для размещения дополнительного бустера и размещена во внутреннем отверстии втулки каркаса со стороны цилиндрической проточки на торце втулки каркаса для размещения диска. На торцевой стороне переходника выполнено углубление, образующее внутри него цилиндрическую направляющую, а на конце втулки каркаса, контактирующей с торцевой стороной переходника, выполнена проточка с внешним диаметром, равным диаметру углубления. При этом снаружи на средней части втулки каркаса выполнено кольцевое утолщение, составляющее с втулкой каркаса одно целое.
Недостатки: сложность конструкции и одноразовое ее применение.
Известен узел соединения и передачи детонации в перфораторах (патент РФ на изобретение № 2307237, МПК Е21В 43/1185,опубл. 27.09.2007 г.).
Этот узел содержит переходник, втулку, размещенную во внутреннем отверстии переходника, бустер, детонационный шнур, конец которого присоединен к бустеру. Бустер размещен во втулке. Втулка выполнена в виде диска и цилиндрической части с осевым отверстием. На внешней стороне цилиндрической части втулки расположены кольцевые буртики. С одного конца цилиндрической части втулки выполнен частичный продольный разрез. Втулка устройства передачи детонации кумулятивного перфоратора содержит цилиндрическую часть с осевым отверстием, диск, расположенный на внешней стороне цилиндрической части. Втулка снабжена кольцевыми буртиками, расположенными на внешней стороне цилиндрической части втулки, и частичным продольным разрезом цилиндрической части втулки с одного конца. Недостаток: одноразовое применение конструкции.
Известно приемное устройство (патент РФ на изобретение № 2519091, МПК Е21В 43/117, опубл. 10.06.2014 г., прототип).
Это техническое решение содержит передающую и приемную части, соединенные между собой разъемным шарнирным соединением. Передаточный заряд размещен в передающей части и соединен с детонирующим шнуром. В приемной части размещен бустер и соединен со вторым детонирующим шнуром. В передающей части выполнено глухое отверстие с резьбой на части отверстия, в котором размещена амортизирующая втулка. Внутри амортизирующей втулки размещен передаточный кумулятивный заряд. Амортизирующая втулка и передаточный кумулятивный заряд закреплены внутри глухого отверстия передающей части посредством втулки, соединенной резьбовым соединением с корпусом передающей части.
Недостаток: одноразовое применение основных деталей и узлов скважинных перфорационных систем.
Задача создания полезной модели: возможность повторного использования отдельных элементов приемного устройства.
Техническим результатом заявленного технического решения является обеспечение возможности повторного использования отдельных элементов приемного устройства.
Решение указанной задачи достигнуто в приемном устройстве для многоразового узла соединения и передачи детонации кумулятивного корпусного перфоратора, содержащем корпус и верхнюю часть с осевым каналом и радиальной перегородкой, тем, что оно содержит втулку, которая выполнена заменяемой, а верхняя часть и перегородка выполнены на этой втулке, во втулке перед радиальной перегородкой выполнено коническое усеченное отверстие. На внешней поверхности втулки на резьбе установлена гайка.
Коническое усеченное отверстие может быть выполнено с углом конуса при вершине γ, обеспечивающим прохождение кумулятивной струи от передающего устройства. Угол конуса при вершине может быть выполнен в диапазоне:
1
γ=16…20°, а глубина усеченного конического отверстия δ=10…12 мм.
Нижний торец втулки может быть выполнен ступенчатым и между ним и корпусом установлена резиновая кольцевая шайба. На боковой поверхности втулки могут быть выполнены две параллельные лыски под ключ. Верхняя часть втулки может быть выполнена в виде цилиндрической части, внешняя поверхность которой с обеих сторон скруглена сферическими поверхностями. На нижней части корпуса может быть выполнен резьбовой участок для соединения со скважинным перфоратором. На внешней поверхности корпуса могут быть выполнены кольцевые канавки для установки уплотнительных колец.
Сущность полезной модели поясняется на чертежах фиг. 1…3, где
на фиг. 1 приведен сборочный чертеж,
на фиг. 2 приведен чертеж корпуса,
на фиг. 3 приведен чертеж верхней части втулки.
Приемное устройство для передачи детонации в скважинных перфораторах (фиг. 1…3) содержит корпус 1 и втулку 2, соединенные между собой по резьбе 3. Втулка 2 выполнена съемной с возможностью замены после каждого срабатывания кумулятивного заряда.
Корпус 1 (фиг. 1 и 2) выполнен цилиндрической формы и содержит внутреннее осевое отверстие 4 с резьбой 3 для соединения с втулкой 2 и осевой канал 5. Соединение корпуса 1 и втулки 2 контрится гайкой 6.
На торце 7 внутреннего осевого отверстия 4 выполнены две кольцевые проточки 8 и 9 (фиг. 2) для установки резиновой кольцевой шайбы 10 (фиг. 1).
На наружной поверхности 11 корпуса 1 выполнены кольцевые канавки 12 для установки уплотнительных колец (уплотнительные кольца на фиг. 1…3 не показаны). Кроме того, на корпусе 1 выполнен кольцевой бурт 13, торец которого 14 контактирует с соответствующим торцом гайки 6.
Втулка 2 (фиг. 1) содержит осевой канал 15, который выполнен ступенчатым и содержит несквозное осевое отверстие 16, сообщающееся через переходный участок 17 в виде усеченного конуса с отверстием относительно большего диаметра 18.
Диаметр отверстия 16 определяется из условия
2
1.
D=(1,5…2,0)D
Диаметр канала 5 определяется из соотношения
3
2.
D=D
Втулка 2 имеет верхнюю часть 19, в которой выполнено коническое усеченное отверстие 20, отделенное от несквозного осевого отверстия 16 радиальной перегородкой 21, которая выполнена заодно с втулкой 2.
Толщина радиальной перегородки:
2
δ=2…4 мм и зависит, в основном, от прочности стали, из которой изготовлена втулка при применении стандартного детонатора.
1
Глубина конического усеченного отверстия 20δ определяется из условия прохождения кумулятивной струи через центр торцевой поверхности установленного в дальнейшем бустера независимо от угла поворота передающей и приемной части (8°…10°).
Глубина конического усеченного отверстия составляет
1
δ=10…12 мм.
Радиальная перегородка 21 и резиновая кольцевая шайба 10 необходимы для обеспечения полной герметичности полостей внутренних осевых каналов 5 и 15 для защиты установленных в них пиротехнических средств от попадания влаги.
Коническое усеченное отверстие 20 (фиг. 1 и 3) может быть выполнено с углом конуса при вершине γ, обеспечивающим прохождение кумулятивной струи от передающего устройства.
Угол конуса при вершине может быть выполнен в диапазоне:
1
γ=16…20°, а глубина усеченного конического отверстия δ=10…12 мм.
Это обеспечит поворот приемной части относительно передающей (не показано) на угол от 8° до 10°, что достаточно для прохождения радиусного участка горизонтальной скважины.
Более детально конструкция верхней части 19 показана на фиг. 3. Она содержит цилиндрическую часть 22 и две сферические поверхности выполненные радиусом R1 и R2, при этом поверхность большего радиуса несет основную нагрузку при срабатывании детонатора.
На боковой поверхности 23 втулки 2 выполнены две лыски 24 под ключ.
В нижней части корпуса выполнена соединительная резьба 25 для соединения устройства с перфоратором (фиг. 1 и 2).
Работа устройства
При работе (фиг. 1…3) предложенное устройство по соединительной резьбе 25 вворачивается в скважинный перфоратор. Сверху устанавливают передающее устройство с детонатором (не показано). При срабатывании детонатора - детонирующий импульс с детонатором (не показано). При срабатывании детонатора детонирующий импульс передается от детонатора в коническое усеченное отверстие 20 и прожигает радиальную перегородку 21.
После извлечения скважинного перфоратора на поверхность отворачивают гайку 6, заменяют втулку 2 и резиновую кольцевую шайбу 10. Остальные детали используют многократно.
Эта операция может проделываться несколько раз, обычно 10..20 раз. Применение полезной модели позволило
обеспечить многоразовость применения практически всех деталей устройства,
обеспечить герметичность внутренней полости устройства,
обеспечить безопасность.