МОДУЛЬНЫЙ ПЕРФОРАТОР

Полезная модель относится к нефтегазовой промышленности, а именно к корпусным кумулятивным перфораторам однократного использования. Подобные перфораторы имеют корпус в виде сплошной трубы, стенки которой значительно тоньше, чем у корпуса перфоратора многократного использования. Они рассчитаны на действие внешнего гидростатического давления и должны выдерживать, не разрушаясь, только один взрыв группы кумулятивных зарядов. Основное преимущество перфораторов однократного применения - возможность применять кумулятивные заряды большой массы, достигая максимального пробития. Выполнение корпусов в виде модулей повышает удобство сборки, производительность и эффективность работ. Известен перфоратор (см. патент US №4738319 МПК Е41В 43/117, НКИ 175-4.6, от 14.04.88), включающий несколько последовательно соединенных секций, каждая из которых содержит ряд кумулятивных зарядов и отрезок детонирующего шнура, причем в нижнем конце каждой секции установлен направленный вниз малый кумулятивный заряд, ось которого совпадает с осью перфоратора, а в верхнем конце каждой секции расположен заряд взрывчатого вещества, закрытого металлической мембраной.
Известен перфоратор (под ред. Н.Г.Григоряна, 1990, Краткий справочник по прострелочно-взрывным работам, Москва, Недра, стр.70-73), содержащий трубчатый корпус, выполненный из отдельных модулей, шарнирно соединенных между собой, причем в корпусе каждого модуля смонтированы вкладыши из пеноматериала с ориентированными в разные направления гнездами для кумулятивных зарядов и с боевой цепью, выполненной в виде гибкой огневой связи с возможностью последовательного инициирования от модуля к модулю. Недостатком данного технического решения является необходимость выполнения большого количества сборочных операций непосредственно перед применением перфоратора и низкая надежность работы огневой связи.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является корпусной скважинный кумулятивный перфоратор (см. патент RU №2270911 МПК Е41В 43/117), содержащий корпус в виде ряда секций-модулей. В каждом модуле размещены кумулятивные заряды, связанные между собой детонационной цепью в виде детонирующего шнура, переходников, соединяющих секции между собой через устройство передачи детонации. Последнее включает последовательно собранные кумулятивную шашку-передатчик детонации и шашку-приемник. Шашка-передатчик детонации и шашка-приемник размещены соответственно в цельнометаллической пробке с осевым каналом и в цельнометаллическом переходнике на подпружиненной втулке. Шашка-передатчик детонации установлена на расстоянии, не совпадающем с фокусным. В корпусе шашки-приемника закреплена накладка с кумулятивной выемкой со стороны детонирующего шнура. Кумулятивные заряды размещены в толстостенном металлическом каркасе. Согласно первому варианту устройство детонации перфоратора реализовано в виде последовательной сборки взрывозащищенного патрона, отрезка термостойкого детонирующего шнура и кумулятивной шашки-передатчика в отдельном корпусе либо взрывозащищенного баростойкого патрона. Согласно второму варианту устройство детонации перфоратора реализовано в виде последовательной сборки пассивного усилителя детонации, отрезка термостойкого детонирующего шнура и кумулятивной шашки-передатчика в отдельном корпусе.
Проявившимся на практике недостатком данного технического решения является сложность развинчивания модулей вследствие деформации резьбы после срабатывания шашки-приемника детонации.
Проработка различных вариантов устранения выявленных недостатков позволяет заявить следующее техническое решение.
На фиг.1 показан общий вид устройства. В корпусе 1 перфоратора жестко закреплен стальной цилиндрический каркас 2, в котором размещены кумулятивные заряды 3, соединенные детонирующим шнуром 4. Каждый модуль снабжен верхним 5 и нижним 6 переходниками, в которых установлены верхний 7 и нижний 8 концевики, в которых размещены шашка-приемник 9 и шашка-передатчик 10 детонации. Между концевиком верхним 7 и внутренней поверхностью переходника верхнего 5 образована воздушная разгрузочная подушка 11, которая обеспечивает преимущественно осевую деформацию части концевика, контактирующей с шашкой-приемником детонации 9 и тем самым уменьшает радиальные деформации переходника верхнего 5 в месте резьбового соединения.
Для компенсации технологических зазоров при сборке перфоратора между концевиком нижним 6 и каркасом 2 для кумулятивных зарядов установлена пружина 12. С целью повышения безопасности путем исключения возможности разборки модуля на местах работ, в резьбовых соединениях верхнего 5 и нижнего 6 переходников с корпусом перфоратора 1 установлены стопорные кольца 13.
Устройство в скважине работает следующим образом. Срабатывающий от внешнего импульса детонирующий шнур 4 приводит в действие кумулятивные заряды 3. Кумулятивные струи пробивают обсадную колонну и образуют каналы в пласте. Устройства приема-передачи детонации обеспечивают огневую связь между модулями перфоратора.
Заявляемое техническое решение использовано ЗАО «НТФ ПерфоТех» при разработке новых перфораторов и испытано в стендовых и скважинных условиях.
Сравнение заявляемого решения с прототипом позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна».