КУМУЛЯТИВНЫЙ ПЕРФОРАТОР ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОСТРЕЛОЧНО-ВЗРЫВЫХ РАБОТ В СКВАЖИНЕ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к прострелочно-взрывным работам в нефтяных и газовых скважинах.
Известен кумулятивный перфоратор, состоящий из механической части - несущей конструкции, кумулятивных зарядов, соединенных детонирующим шнуром, взрывного патрона или электродетонатора (Прострелочные и взрывные работы в скважинах: Учебник для техникумов/Григорян Н.Г., Пометун Д.Е., Горбенко Р.А., Ловля С.А. - 2-е изд., перераб. - М.: Недра, 1980. - 263 с. §5 С.89-111; Фридляндер Л.Я., Прострелочно-взрывная аппаратура, М.: Недра, 1990. - С.48-57).
Опытным путем установлено, что кумулятивный перфоратор, изготовленный из материала соответствующего требованиям ГОСТ, снаряженный зарядами с плотностью 20 зарядов на метр, с навеской взрывчатого материала (ВМ) по 23 грамма на заряд, разрушается при отстреле в условиях действия атмосферного давления или на небольших глубинах до 1500 метров. Для того чтобы перфоратор не разрушился, при указанных условиях, требуется его изготовление из термообработанного материала по специальным техническим условиям или по зарубежным стандартам. Это ведет к удорожанию перфоратора. В настоящее время отечественная промышленность не может обеспечить стабильность характеристик материала корпусов перфораторов.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является разработка способа проведения прострелочно-взрывных работ в скважине и кумулятивного перфоратора, обеспечивающего надежное и безопасное срабатывание перфоратора в скважине, при котором перфоратор не разрушится.
При осуществлении технического решения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении надежности и безопасности проведения прострелочно-взрывных работ в скважине.
Указанный технический результат по первому варианту достигается тем, что в известном кумулятивном перфораторе, содержащим несущую конструкцию, в которой расположены кумулятивные заряды, детонирующий шнур, соединяющий заряды или группы зарядов, и инициирующий элемент, особенностью является то, что детонирующий шнур, соединяющий заряды или группы зарядов, расположен с возможностью изменения его длины.
Указанный технический результат по второму варианту достигается тем, что в известном кумулятивном перфораторе, содержащим несущую конструкцию, в которой
расположены кумулятивные заряды, детонирующий шнур, соединяющий заряды или группы зарядов, и инициирующий элемент, особенностью является то, что детонирующий шнур, соединяющий заряды или группы зарядов, расположен с возможностью изменения его длины путем его расположения снаружи или внутри несущей конструкции.
Указанный технический результат по третьему варианту достигается тем, что в известном кумулятивном перфораторе, содержащим несущую конструкцию, в которой расположены кумулятивные заряды, детонирующий шнур, соединяющий заряды или группы зарядов, и инициирующий элемент, особенностью является то, что детонирующий шнур, соединяющий заряды или группы зарядов, расположен с возможностью изменения его длины путем применения дополнительных витков шнура.
Указанный технический результат по четвертому варианту достигается тем, что в известном кумулятивном перфораторе, содержащим несущую конструкцию, в которой расположены кумулятивные заряды, детонирующий шнур, соединяющий заряды или группы зарядов, и инициирующий элемент, особенностью является то, что детонирующий шнур, соединяющий заряды или группы зарядов, расположен с возможностью изменения его длины путем увеличения или уменьшения линейного шага между зарядами или группами зарядов.
Указанный технический результат по пятому варианту достигается тем, что в известном кумулятивном перфораторе, содержащим несущую конструкцию, в которой расположены кумулятивные заряды, детонирующий шнур, соединяющий заряды или группы зарядов, и инициирующий элемент, особенностью является то, что детонирующий шнур, соединяющий заряды или группы зарядов, расположен с возможностью изменения его длины путем увеличения или уменьшения углового шага между зарядами или группами зарядов.
Разрушение перфоратора изготовленного из материала соответствующего ГОСТу при атмосферном давлении в зависимости от массы взрывчатого материала (ВМ) происходит в районе пятого, шестого заряда. Это объясняется тем, что фугасная нагрузка, действующая на перфоратор, в момент срабатывания нарастает, формируя явление резонанса. Для снятия разрушающей нагрузки на перфоратор достаточно дискретно замедлить или ускорить процесс детонации. Место воздействия разрушающей нагрузки можно получить расчетным путем, зная массу взрывчатого материала (ВМ) и прочностные характеристики материала несущей конструкции перфоратора, и опытным путем, произведя отстрел по визуальным данным.
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1-6 показан кумулятивный перфоратор, содержащий несущую конструкцию 1, в которой
расположены кумулятивные заряды 2, детонирующий шнур 3, соединяющий заряды или группы зарядов, инициирующий элемент 4.
На фиг.1 (вид А) показана предлагаемая схема расположения детонирующего шнура 3 с ускорением детонации перед местом вероятного воздействия разрушающей фугасной нагрузки на несущую конструкцию перфоратора в районе 5-го, 6-го кумулятивного заряда. Детонирующий шнур 3 до 5-го заряда расположен снаружи несущей конструкции, а в переходе с 5-го на шестой заряд - внутри несущей конструкции, следовательно, уменьшена длина шнура 3 в этом месте и ускорена детонация по отношению к предыдущим кумулятивным зарядам 2.
На фиг.2 предложена схема размещения детонирующего шнура 3 с замедлением детонации. Перед местом вероятного разрушения несущей конструкции 1 от воздействия фугасного давления выполнены дополнительные витки 5 детонирующего шнура 3 с целью увеличения пути передачи детонации и соответственно увеличения времени протекания детонации от заряда к заряду или одной от группы зарядов к следующей группе. При увеличении времени детонации перфоратор сможет гасить фугасное воздействие, не разрушаясь.
2
1
2
1
На фиг.3 показан кумулятивный перфоратор с ускорением детонации с 3-го на 4-ый заряд, путем уменьшения линейного шага между зарядами 2 до размера L вместо размера L (L<L) перед местом вероятного разрушения несущей конструкции 1. При уменьшении линейного шага длина детонирующего шнура 3 уменьшается, следовательно, детонация пройдет быстрее, чем на предыдущих зарядах.
2
1
2
1
На фиг.4 показан кумулятивный перфоратор с замедлением детонации с 3-го на 4-ый заряд, путем увеличения линейного шага между зарядами 2 до размера L вместо размера L (L>L) перед местом вероятного разрушения несущей конструкции 1. При увеличении линейного шага длина детонирующего шнура 3 увеличивается, следовательно, детонация будет замедлена.
На фиг.5 показан кумулятивный перфоратор с ускорением детонации с 3-го на 4-ый заряд, путем уменьшения углового шага между зарядами перед местом вероятного разрушения несущей конструкции 1, например с 60° до 30°.
На фиг.6 показан кумулятивный перфоратор с замедлением детонации с 3-го на 4-ый заряд, путем уменьшения увеличения шага между зарядами 2 перед местом вероятного разрушения несущей конструкции 1, например с 60° до 120°.
Собранный на поверхности скважины перфоратор спускают на каротажном кабеле или НКТ в заданный интервал скважины. При замыкании цепи (при спуске на кабеле или срабатывании инициирующего устройства при спуске на НКТ) срабатывает
инициирующий элемент 4, например, электродетонатор, и детонация через детонирующий шнур 3 распространяется от заряда к заряду с замедлением или ускорением возле мест вероятного воздействия на несущую конструкцию 1 разрушающего фугасного давления, тем самым, исключая явление резонанса. Кумулятивные струи зарядов 2 прожигают обсадную колонну скважины и часть горной породы. После проведения прострелочно-взрывных работ перфоратор поднимают на поверхность.