КУМУЛЯТИВНЫЙ ПЕРФОРАТОР

Техническое решение относится к прострелочно-взрывным работам в нефтяных скважинах.
Известен кумулятивный перфоратор однократного применения (см., патента RU №2307235, МПК Е21В 43/117, публикация от 27.09.2007), содержащий герметичный корпус, внутри которого расположен каркас с посадочными местами для ориентации кумулятивных зарядов и средства инициирования зарядов, причем каркас представляет собой трубу, а установленные в каркасе кумулятивные заряды имеют парную ориентацию, два заряда, образующие пару, расположены относительно друг друга под углом в 90°, а ниже идущие соседние пары 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, причем указанный каркас выполнен в виде металлической трубы либо в виде целлюлозно-бумажной трубы, либо в виде пластиковой трубы.
Известно устройство направленного разрушения (см., патента RU №2046273, МПК F42B 01/02, публикация от 20.10.1995), состоящее из корпуса, на внешней поверхности которого размещены линейные кумулятивные заряды, снабженные инициатором, по концам корпус снабжен соединителями, инициатор размещен вокруг верхнего соединителя и выполнен в виде кольцевого детонирующего заряда, примыкающего к тыльной стороне кумулятивных зарядов, при этом в корпусе выполнены посадочные места для размещения съемных держателей зарядов, снабженные хомутами, которые соединены между собой пластинами, при этом в пластинах выполнены посадочные места для размещения съемных держателей зарядов.
Изобретение позволяет расширить функциональные возможности путем обеспечения разрушения в любом направлении в скважинах различного диаметра,
Известен узел связи каркас-заряд (см. фиг.1), применяемый в корпусном кумулятивном перфораторе одноразового применения ПКТ114С (2009 г.), который изготовлен из пластмассового держателя в виде цилиндрической втулки-стакана, плотно прилегающего к торцу кумулятивного заряда с V-образной кумулятивной выемкой, покрытой облицовкой, обеспечивая фокусировку кумулятивной струи в этом направлении через окно цилиндрической втулки-стакана, расположенного на посадочном месте кумулятивного заряда, внешний торец которого плотно контактирует с детонирующим шнуром, жестко прижатым к каркасу перфоратора.
Известный узел связи каркас-заряд, реализованный в виде цилиндрической втулки-стакана, на которую установлен кумулятивный заряд своего посадочного места, приводящий в сопряжение каркас перфоратора с кумулятивным зарядом и детонационной линией путем устранения разницы в габаритных размерах: внутреннего диаметра каркаса и высоты заряда, -таким образом, что заряд выпирает детонационную линию через отверстие в каркасе, обеспечивая ее контакт с точкой инициирования на заряде, и обеспечивая оптимальное фокусное расстояние с получением максимальных параметров пробития.
Однако это техническое решение не обеспечивает плотного сопряжения каркаса с зарядом и детонационной линией, за счет существенной разницы в габаритных размерах внутреннего диаметра каркаса и высоты заряда.
Задачей, на решение которой направлено техническое решение, является разработка конструкции перфоратора, сочетающей в себе высокую надежность и эффективность при проведении перфорации скважины.
Техническим результатом является повышение надежности работы перфоратора, повышение плотности перфорации при одновременном уменьшении стоимости проведения общих подготовительных работ.
Технический результат достигается тем, что в кумулятивный перфоратор, содержащий каркас с посадочными местами для ориентации кумулятивных зарядов, связанных между собой детонационной цепью в виде детонирующего шнура, причем фазировка посадочных мест кумулятивных зарядов на внутренней поверхности по всей длине металлического цилиндрического каркаса, создает оптимальную сетку кругового охвата в требуемой плоскости разрыва пласта перфорацией призабойной зоны соответственно составляет 108º/36º, а также узел связи каркас-заряд, реализованный в виде пластмассового держателя, нижняя цилиндрическая втулка-стакан которого, плотно прилегает к торцу кумулятивного заряда с V-образной кумулятивной выемкой, покрытой облицовкой, обеспечивая фокусировку кумулятивной струи в этом направлении через окно цилиндрической втулки - стакана, расположенного на посадочном месте кумулятивного заряда, а детонирующий шнур, пропущенный через коническую втулку верхней части пластмассового держателя плотно контактирует с тыльной стороной кумулятивного заряда.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что за счет предложенной конструкции осуществляется предохранение отхода детонирующего шнура от заряда, за счет использования пластмассового держателя, коническая втулка которого путем сопряжения с цилиндрической втулкой-стаканом обеспечивает фиксацию заряда и его контакт с детонационной линией, надежная передача детонационного импульса кумулятивному заряду, установленному на оптимальном фокусном расстоянии в перфораторе, для получения максимальных параметров пробития при надежной фиксации заряда в перфораторе, а использование предложенной фазировки посадочных мест кумулятивных зарядов на внутренней поверхности по всей длине металлического цилиндрического каркаса, создает оптимальную сетку кругового охвата в требуемой плоскости разрыва пласта перфорацией призабойной зоны соответственно составляет 108º/36º, что позволяет существенно осуществить максимальные параметры пробития при надежной фиксации кумулятивного заряда в перфораторе.
Сравнение предлагаемого решения с известными техническими решениями показывает, что оно обладает новой совокупностью существенных признаков, которые совместно с известными решениями позволяют успешно реализовать поставленную цель.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 - приведен узел связи каркас-заряд - цилиндрическая втулка-стакан, на фиг.2 изображена фазировка посадочных мест кумулятивных зарядов, на фиг.3 - узел связи каркас-заряд - пластмассовый держатель, на фиг.4 - кумулятивный перфоратор.
Состав устройства:
1.цилиндрическая втулка-стакан;
2.коническая втулка;
3.каркас;
4.кумулятивный заряд;
5.детонирующий шнур;
6.корпус перфоратора.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Кумулятивные заряды 4, связаны между собой детонационной цепью в виде детонирующего шнура 5, причем фазировка посадочных мест кумулятивных зарядов на каркасе, создает оптимальную сетку кругового охвата в требуемой поверхности разрыва пласта перфорацией призабойной зоны соответственно составляет 108º/36º, (см., фиг.2).
Узел связи каркас-заряд, реализованный в виде пластмассового держателя, коническая втулка 2 которого, плотно прилегает к торцу кумулятивного заряда 4 с V-образной кумулятивной выемкой (облицовкой), обеспечивая фокусировку кумулятивной струи в направлении окна цилиндрической втулки-стакана 1, расположенного в каркасе 3, детонирующий шнур 5, пропущенный через коническую втулку 2 верхней части пластмассового держателя плотно контактирует с тыльной стороной кумулятивного заряда 4.
После срабатывания узла инициирования в головке кумулятивного перфоратора начальный импульс воздействует на оболочку детонирующего шнура 5, в котором надежно возбуждается детонация взрывчатого вещества, распространяющаяся по детонирующему шнуру 5, достигая кумулятивного заряда 4, в который запрессовано бризантное взрывчатое вещество, при этом внешний торец заряда плотно контактирует с детонирующим шнуром 5, вызывая срабатывание кумулятивного заряда 4.
Работоспособность заявляемого кумулятивного перфоратора подтверждается результатами испытаний, показавших высокую надежность работы, технологичность монтажа и простоту использования в процессе эксплуатации.
Техническо-экономическим эффектом является повышение надежности работы кумулятивного перфоратора при одновременном уменьшении стоимости проведения общих подготовительных работ, повышение плотности перфорации при одновременном уменьшении стоимости проведения общих подготовительных работ.