ПЕРФОРАТОР КУМУЛЯТИВНЫЙ ОДНОРАЗОВЫЙ

Полезная модель относится к кумулятивным перфораторам и предназначена для вскрытия продуктивных пластов в нефтяных, газовых и нагнетательных скважинах.
Известны кумулятивные корпусные перфораторы (см. например, описание изобретения к патенту SU 1831561 Е 21 В 43/11, опубликованное 30.07.1993. Бюл. №28). Недостатком указанных перфораторов является недостаточно надежная работа перфоратор, обусловленная конструкцией и выполнением узлов передачи детонации.
Ближайшим аналогом к полезной модели является Корпусной скважинный кумулятивный перфоратор (см. например, описание изобретения к патенту RU 2215127 Е 21 В 43/117, опубликованное 27.10.2003), содержащий, по крайней мере, один корпус, один модуль в виде каркаса с размещенными в нем кумулятивными зарядами, соединенными между собой детонационной цепью в виде детонационного шнура, переводник.
Недостатком Корпусного скважинного кумулятивного перфоратора является недостаточно высокая надежность выполнения перфорирования скважин из-за введения промежуточных устройств передачи детонации между секциями перфоратора.
Задачей полезной модели является получение высоконадежного перфоратора кумулятивного одноразового.
Технический результат выражается в повышении надежности срабатывания перфоратора.
Сущность полезной модели характеризуется совокупностью существенных признаков, общих с ближайшим аналогом:
содержащей, по крайней мере, один корпус, один модуль в виде каркаса с размещенными в нем кумулятивными зарядами, соединенными между собой детонационной цепью в виде детонационного шнура,
и признаками, отличными от ближайшего аналога:
каркас снабжен центрирующими лепестками, расположенными по всей длине каркаса, втулка каркаса снабжена штифтом, а на корпусе перфоратора выполнена соответственно проточка под штифт, конец детонирующего шнура присоединен к бустеру в резиновой втулке внутри головки, расположенной на конце корпуса, в местах размещения кумулятивных зарядов в каркасе выполнены гнезда с фиксаторами кумулятивных зарядов, расположенные по поверхности каркаса со сдвигом на 30, 60, 90 и 120 градусов относительно оси каркаса.
В одном из вариантов полезная модель содержит, по крайней мере, один корпус, один модуль в виде каркаса с размещенными в нем кумулятивными зарядами, соединенными между собой детонационной цепью в виде детонационного шнура, каркас снабжен центрирующими лепестками, расположенными по всей длине каркаса, втулки каркаса снабжены штифтами, а на корпусе перфоратора выполнены соответственно проточки под штифты, конец детонирующего шнура присоединен к бустеру в резиновой втулке внутри переводника, расположенного на конце корпуса, в местах размещения кумулятивных зарядов в каркасе выполнены гнезда с фиксаторами кумулятивных зарядов, расположенные по поверхности каркаса со сдвигом на 30, 60, 90 и 120 градусов относительно оси каркаса.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где
на фиг.1 показан вид перфоратор в продольном сечении с головкой для соединения перфоратора с кабелем;
на фиг.2 показан вид перфоратор в продольном сечении с переводником для соединения перфоратора с механической взрывной головкой;
на фиг.3 показано соединение переходником двух соседних корпусов перфоратора.
Перфоратор содержит, по крайней мере, один корпус 2, один каркас 1 с размещенными в нем кумулятивными зарядами 15, соединенными между собой детонационной цепью в виде детонационного шнура 17. Каркас 1 снабжен центрирующими лепестками 21, расположенными по всей длине каркаса 1. Втулка 22 снабжена штифтом 14, а на корпусе 2 выполнена соответственно проточка под штифт 14. Электропровод 18 головки 3 крепится винтом 13 к втулке 22. Конец детонирующего шнура 17 присоединен к патрону взрывному 16 во втулке 11 внутри головки 3, расположенной на конце корпуса 2. В местах размещения кумулятивных зарядов 15 в каркасе 1 выполнены гнезда 23 с фиксаторами 24 кумулятивных зарядов 15, расположенные по поверхности каркаса 1 со сдвигом на 30, 60, 90 и 120 градусов относительно оси каркаса 1. Головка 3 служит для соединения перфоратора с кабельной головкой (на чертеже условно не показана, как не входящая в конструкцию перфоратора). На концах головки 3 имеются резьбы: на верхнем - для соединения с кабельной головкой, на нижнем - для соединения с корпусом 2. Резьбовые соединения перфоратора герметизированы уплотнительными кольцами 12 (фиг.1).
При сборке перфоратора с использованием двух или более корпусов 2 используется переходник 5 для соединения корпусов 2 (фиг.3). В переходнике 5 имеются гнезда под втулки бустера 10, в которые установлены бустера 20, обеспечивающие тем самым сохранение детонационной цепи (фиг.3).
В одном из вариантов выполнения перфоратора для соединения перфоратора с механической взрывной головкой (на чертеже фиг.2 условно не показана) он снабжен переводником 6 (фиг.2). Переводник 6 позволяет
установить механическую взрывную головку взамен патрона взрывного 16. На концах переводника 6 выполнены резьбы: на верхнем - для соединения с механической взрывной головкой, на нижнем - для соединения с корпусом 2 (фиг.2).
В одном из вариантов выполнения корпуса 2 на его внешней поверхности выполнены проточки (скэллопы) 25 цилиндрической формы со скругленными углами дна проточки 25 (фиг.1 и фиг.2). Каркас 1 выполнен в виде тонкостенной трубы с поперечными отверстиями, образующими гнезда 23 для кумулятивных зарядов 15 с заданным шагом и со сдвигом на 30, 60, 90 и 120 градусов относительно оси каркаса 1. Проточки 25 расположены напротив соответствующих гнезд 23 и кумулятивных зарядов 15. Установка штифтов 14 обеспечивает точное расположение кумулятивных зарядов 15 напротив проточек 25. На концах каркаса 1 закреплена втулка 22 с гнездами под втулки бустера 10 для установки и центрирования бустеров 20 (фиг.1 и фиг.2).
Кумулятивный заряд 15 служит для простреливания перфорационных каналов. Корпус кумулятивного заряда 15 снабжен пазом для укладки детонирующего шнура 17 и канавкой для фиксации с помощью фиксатора 7 (фиг.1 и фиг.2). Детонирующий шнур 17 служит для передачи детонации от взрывного патрона или от механической взрывной головки (на чертеже условно не показано) к кумулятивным зарядам 15. При соединении корпусов 2 на конце детонирующего шнура 17 устанавливают бустер 20 для обеспечения сохранения детонационной цепи. При спуске перфоратора на кабеле (на чертеже условно не показан) патрон взрывной 16 предназначен для подрыва детонационного шнура 17. Патрон взрывной 16 фиксируется на детонирующем шнуре 17 и устанавливается во втулке патрона 11. В нижнем конце корпуса 2 установлен наконечник 4, имеющий отверстие, герметизированное диском 8 и резиновой пробкой 9, служащее для выхода газов в случае выгорания (без детонации)
кумулятивных зарядов 15 и детонирующего шнура 17. Между наконечником 4 и корпусом 2 установлены уплотнительные кольца 12. Для крепления патрона взрывного 16 и детонирующего шнура 17 может быть использована изоляционная лента.
При спуске перфоратора на бронированном кабеле с использованием кабельной головки электроцепь в перфораторе, присоединенном к кабелю, образована токопроводящей жилой кабеля, контактом и стержнем электроввода, электропроводом 18, электродетонатором взрывного патрона 16, втулкой 11, корпусом 2 самого перфоратора и броней кабеля.
При спуске перфоратора на насосно-компрессорной трубе вместо головки 3 устанавливается переводник 6, который служит для соединения механической взрывной головки с перфоратором.
Работа перфоратора кумулятивного одноразового осуществляется следующим образом. После спуска в скважину и установки перфоратора на заданной глубине при спуске на кабеле подают электрический импульс, а при спуске на насосно-компрессорной трубе спускают штангу в скважину, которая приводит к срабатыванию механической взрывной головки. В обоих случаях происходит срабатывание детонационной цепи и зарядов 15. Образующиеся при взрыве кумулятивных зарядов 15 кумулятивные струи пробивают корпус 2, слой жидкости в скважине, обсадную колонну, слой цемента и глубокие каналы в горной породе, обеспечивая сообщение пласта со скважиной.
После отстрела перфоратор извлекают из скважины. Электроввод, головка 3, переходник 5, наконечник 4 и переводник 6 используются многократно; остальные детали перфоратора разового применения.
Безотказная и безаварийная работа заявленного перфоратора кумулятивного одноразового обеспечивается как конструкцией в целом, так и выполнением отдельных его частей:
наличием на каркасе 1 центрирующих лепестков 21, расположенных по всей длине каркаса 1, предназначенных для центрации каркаса 1 с кумулятивными зарядами 15 относительно корпуса 2 перфоратора по всей длине, для исключения касания кумулятивными зарядами 15 и детонирующим шнуром 17 внутренней поверхности корпуса 2;
наличием на втулке каркаса 1 штифта 14 и соответственно на корпусе 2 проточки под штифт 14 для обеспечения точного совпадения оси кумулятивной струи кумулятивного заряда 15 с центром проточки (скэллопа) 25, исключения некорректной сборки перфоратора;
наличием округлений на дне проточки (скэллопа) 25 для устранения концентрации напряжений и как следствие повышение устойчивости конструкции корпуса 2 перфоратора к фугасному действию кумулятивныз зарядов 15;
конструкцией резиновой втулки бустера 10, позволяющей использовать различные типы бустеров 20 (с разными диаметрами), обеспечивающей надежное закрепление бустера 20 и детонирующего шнура 17 во втулке 22 каркаса 1, верхнем переводнике 6, переходнике 5;
упрощением конструкции сопряжения бустерных пар, позволяющей уменьшить количество сопряжении, улучшить надежность передачи детонации, сократить число конструктивных элементов;
возможностью изменения фазировки установки кумулятивных зарядов 15 30, 60, 90, 120 градусов.