УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДРЫВА СКВАЖИННОЙ СТРЕЛЯЮЩЕЙ АППАРАТУРЫ

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для использования в прострелочно-взрывной аппаратуре, спускаемой в скважины на насосно-компрессорных или бурильных трубах.
Известны устройства (взрыватели) для подрыва скважинной аппаратуры, содержащие герметичную камеру с зарядом и поршень с узлом фиксации в негерметичной части корпуса [1, 2 и 3].
Каждое из них может быть использовано в качестве прототипа. Примем за прототип устройство для возбуждения детонации в скважинной аппаратуре [3].
Недостаток аналогов и прототипа заключается в том, что во всех устройствах сила, которая воздействует на поршень, зависит от гидростатического давления в скважине. Чем выше давление, тем с большей силой рабочий орган (наконечник), закрепленный на поршне, ударяет по дополнительному заряду или заменяющему его изделию (материалу), размещенному над основным зарядом. Если диаметр поршня составляет, например, 12 мм, а гидростатическое давление в зоне применения аппарата составляет, в одном случае, 100 атмосфер, а в другом случае - 1000 атмосфер, то рабочий наконечник и поршень воздействуют на заряд с силой 113 кг и 1130 кг соответственно. Получаются совершенно разные условия воздействия на заряд. В результате снижается надежность работы устройства, особенно когда гидростатическое давление приближается к минимальной величине, допущенной инструкцией по эксплуатации на изделие, или при максимальных его величинах. При гидростатическом давлении до 50 атмосфер эти устройства не работают, что ограничивает область применения аппарата.
Предлагаемая конструкция аппарата устраняет упомянутые недостатки, за счет того, что поршень с рабочим наконечником всегда находится в равновесном положении (силы, действующие на него снизу и сверху равны между собой). Приведение поршня в движение осуществляется шаром, помещаемым в трубы на устье скважины и доставляемым к устройству потоком промывочной жидкости, прокачиваемой насосом. Узел фиксации всегда срабатывает от усилия заданной величины, что обеспечивается конструкцией аппарата. Упомянутое усилие создается за счет перепада давления над и под шаром, в зависимости от величины нагрузки, необходимой для срабатывания узла фиксации поршня. Этот перепад составляет обычно около 50 атмосфер; узел фиксации поршня может быть настроен также на большую или меньшую величину, в зависимости от конкретных условий. При использовании шара диаметром 44 мм и перепаде давления 50 атмосфер усилие на рабочем органе всегда будет составлять 760 кг. Таким образом, устройство срабатывает вне зависимости от величины гидростатического давления в скважине.
Цель изобретения - повышение надежности инициирования прострелочно-взрывной аппаратуры при низком (вплоть до атмосферного) и высоком гидростатическом давлении и расширение области применения неэлектрических средств приведения в действие упомянутой аппаратуры.
На чертеже показано устройство в разрезе.
Устройство включает поршень 1 с узлом фиксации 2 в негерметичной части корпуса 3 аппарата. В полости нижней части корпуса размещены дополнительный 4 и основной 5 заряды. Узел фиксации 2 включает втулку 6, вокруг поршня 1, с прорезями 7 под ползун 8. Прорези выполнены и в негерметичной части корпуса 3. Ползун 8 жестко связан с толкателем 9, верхний конец которого служит посадочным местом под шар или другой формы груз и поршнем, нижняя часть которого снабжена наконечником 10, выполненным по разным схемам в зависимости от требуемого воздействия на заряд, и размещен он в герметичной части корпуса 3. Верхняя часть поршня установлена в разгрузочной полости 11 герметичного стакана 12, который размещен внутри толкателя и опирается на торец втулки 6. Для приведения устройства в действие могут быть использованы резиновый или стальной шар, или штанга.
Устройство спускают в скважину на насосно - компрессорных или бурильных трубах.
Устройство работает следующим образом. Аппарат спускают в скважину и устанавливают в заданном интервале. Для приведения устройства в трубы помещают шар, который с потоком промывочной жидкости достигает торца толкателя 12 и надавливает на него. При расчетном избыточном давлении над шаром (обычно 30 или 50, или 70 атмосфер) срезаются штифты в узле фиксации 2 и толкатель с ползуном, поршнем и рабочим наконечником 10 устремляется вниз, воздействуя рабочим наконечником на дополнительный заряд, который подрывает основной заряд. Происходит срабатывание аппарата.
Ссылки по тексту:
1. Кумулятивные перфораторы на насосно-компрессорных трубах. ПНКТ1 - 89 и др. Справочник. Авторы Л.Я.Фридляндер, В.А.Афанасьев и др. М.:Недра, 1990 г. "Прострелочно-взрывная аппаратура.
2. Головка инициирующая ИГ1 ТУЗ 16-011-45388547-01.
3. Изобретение SU 1816851 А1. Устройство для возбуждения детонации в скважинной аппаратуре.