Кумулятивный заряд перфоратора

 

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к зарядам перфоратора для вскрытия продуктивного пласта в нефтяных и газовых скважинах.

Задачами создания полезной модели являются: увеличение глубины перфорации за счет повышения эффективности действия заряда на нефтегазоносный пласт.

Решение указанных задач достигнуто за счет того, что кумулятивный заряд перфоратора включающий детонатор установленный в прессованной шашке бризантного взрывчатого вещества цилиндрической, конической пли овальной формы с внешней оболочкой и с кумулятивной выемкой в которой установлена воронка, причем в состав взрывчатого вещества входит высокоэнергетический композиционный материал. Между кумулятивной выемкой во взрывчатом веществе и воронкой выполнена полость заполненная высокоэнергетическим композиционным материалом. Между взрывчатым веществом и оболочкой выполнено не менее одной полости заполненной высокоэнергетическим композиционным материалом. Взрывчатое вещество выполнено с центральной полостью открытой в сторону воронки и заполненной высокоэнергетическим композиционным материалом. Воронка выполнена пустотелой и заполнена высокоэнергетическим композиционным материалом. В качестве высокоэнергетического композиционного материала используется порошок нано размерного алюминия.

1 с. п-т ф-лы, 5 зав. п-тов, илл.3.

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к зарядам перфоратора для вскрытия продуктивного пласта в нефтяных и газовых скважинах.

Известен "Кумулятивный заряд перфоратора" по патенту РФ на изобретение 2432452. Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для использования в прострелочно-взрывной аппаратуре для вторичного вскрытия продуктивных пластов. Технический результат - увеличение притока нефти или газа в полость трубы скважины за счет увеличения удельной площади вскрытия обсадной колонны при сохранении достаточной глубины перфорации. Кумулятивный заряд перфоратора содержит корпус, в котором размещена осесимметричная шашка взрывчатого вещества с открытой полостью, при этом к поверхности полости прилегает кумулятивная облицовка, состоящая из конической и сферической или эллиптической кумулятивных частей, сопряженных между собой. Коническая кумулятивная часть является вершиной кумулятивной облицовки, а сферическая или эллиптическая кумулятивная часть имеет продольные кумулятивные канавки. Недостатком кумулятивного заряда перфоратора является недостаточная глубина перфорации.

Известен "Кумулятивный заряд" по патенту РФ на изобретение 1814838 Использование: область взрывных работ, заряды с кумулятивной выемкой. Цель - повышение эффективности действия заряда путем исключения потерь энергии кумулятивной струи. Сущность изобретения: установка запирающей линзы на упругопластичной прокладке непосредственно на кумулятивной выемке. Кумулятивный заряд содержит шашку основного ВВ 1 с большой скоростью детонации, по оси которой выполнена цилиндрическая выемка 2 облицованная металлом, над выемкой на упругопластичной прокладке 3 установлена запирающая линза 4 в виде усеченного конуса. Линза заполнена ВВ со скоростью детонации, меньшей чем скорость детонации шашки ВВ. Высота запирающей линзы рассчитана по формуле. В вершине шашки ВВ размещен детонатор. Положительный эффект: повышение эффективности взрывного действия, повышение безопасности действия из-за отсутствия осколков массивной инертной линзы. Недостатком кумулятивного заряда является недостаточная глубина перфорации продуктивного пласта.

Известен "Кумулятивный заряд перфоратора с двухслойной облицовкой" по патенту РФ на изобретение 2347065. Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к изготовлению кумулятивных зарядов перфоратора для вторичного вскрытия продуктивных нефтяных и газовых скважин. Технический результат - повышение гидродинамического качества пробиваемого канала, увеличение глубины канала, равномерность диаметра и отсутствие пестообразования. Кумулятивный заряд перфоратора содержит корпус с размещенной в нем профилированной шашкой ВВ, имеющей кумулятивную выемку, покрытую облицовкой, состоящей из двух слоев: внутреннего и наружного. При этом внутренний слой облицовки изготовлен из смеси порошков меди и вольфрама в соотношении 40:60 мас.%, а наружный слой состоит из смеси порошков перхлорат калия и алюминия в соотношении 80:20 мас.% соответственно. Недостатком кумулятивного заряда является низкая эффективность воздействия на пласт.

Известен "Заряд перфоратора" по патенту РФ на изобретение 2250359 Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к зарядам перфоратора для вскрытия продуктивного пласта в нефтяных и газовых скважинах. Обеспечивает увеличение глубины перфорационного канала при относительно неизменном его диаметре, исключение возможности закупоривания канала пластом. Сущность изобретения: заряд включает осесимметричные шашку взрывчатого вещества в корпусе, открытую полость в виде сферического сегмента в теле шашки, детонатор и двухслойную облицовку полости, выполненную с внутренним диаметром основания d, равным 0,8-0,85 диаметра основания D шашки. Двухслойная облицовка выполнена с прогибом по оси, равным 0,30-0,35 d. Внутренний слой облицовки, обращенный к полости, состоит из материала с меньшей удельной массой, например из алюминия, а наружный слой облицовки, обращенный к шашке взрывчатого вещества, выполнен из материала с большей удельной массой, например из меди, с толщиной, равной 0,030-0,035 d. Отношение удельных масс внутреннего и наружного слоев облицовки находится в пределах 0,15-0,23 и соответственно отношение их толщин равно 0,5-0,8. Недостатком кумулятивного заряда является низкая эффективность воздействия на пласт.

Известно "Устройство заряда кумулятивного перфоратора" по патенту РФ на изобретение 2160828 Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при вторичном вскрытии продуктивных пластов в эксплуатационных скважинах, обеспечивает увеличение пробивной способности и уменьшение размеров песта. Он заполнен взрывчатым веществом. На торцевой стенке корпуса установлен промежуточный детонатор, с противоположной стороны - кумулятивная выемка с облицовкой. Между ними находится экран в виде пластины. Он расположен в непосредственной близости от детонатора и образует с торцевой и боковой стенками корпуса канал для прохождения волны детонации, поперечный размер которого равен критическому диаметру. Угол при вершине кумулятивной выемки подобран так, что волна детонации подходит перпендикулярно к середине боковой поверхности выемки. Недостатком устройства заряда кумулятивного перфоратора является недостаточная глубина перфорации продуктивного пласта.

Известен "Герметичный кумулятивный заряд бескорпусного перфоратора" по патенту РФ на полезную модель 26325. Заряд включает оболочку, внутри которой размещены кумулятивная воронка и взрывчатое вещество, а также крышку и уплотняющую прокладку. Оболочка выполнена из стали, склонной к разрушению на мелкие осколки при нагрузках взрывом, и имеет поверхности боковой стенки в форме круглого прямого цилиндра или близкой к ней, с отклонением от цилиндрической, не превышающей размера одной максимальной толщины стенки оболочки на каждые пятнадцать миллиметров длины в направлении оси симметрии оболочки. Кумулятивная воронка выполнена из смеси порошков, и поверхности боковых стенок кумулятивной воронки размещаются между двумя поверхностями круглого прямого конуса с углами при вершинах 61 и 85°, расположенными одна внутри другой так, что их вершины совпадают с вершинами боковых поверхностей кумулятивной воронки. Внешняя боковая поверхность его крышки имеет форму, размещающуюся между двумя круглыми прямыми коническими поверхностями с углами при вершинах 88 и 118°, расположенными одна внутри другой так, что их вершины совпадают с вершиной внешней боковой поверхности крышки. Недостатком является недостаточная эффективность перфорации продуктивного пласта.

Известен "Кумулятивный заряд перфоратора" по патенту РФ на изобретение 2065933 (прототип) Использование: при вскрытии скважин преимущественно нефтяных. Обеспечивает увеличение глубины канала, пробиваемого перфоратором в грунте. Сущность изобретения: устройство содержит корпус. В корпусе помещено взрывчатое вещество (ВВ) с кумулятивной выемкой. Она образована конической поверхностью и покрыта облицовкой. Отношение минимального радиуса конической поверхности облицовки к ее максимальному радиусу составляет 0,35-0,7. Кроме того, в каждом поперечном сечении устройства отношение диаметра кумулятивной выемки ВВ к наружному диаметру последнего составляет не менее 0,6. Кроме того, конус образованный кумулятивной выемкой имеет округленную вершину. Угол полураствора конуса составляет 19-23°. Недостатком кумулятивного заряда перфоратора является недостаточная глубина перфорации.

Задачами создания полезной модели являются: увеличение глубины перфорации за счет повышения эффективности действия заряда на нефтегазоносный пласт.

Решение указанных задач достигнуто за счет того, что кумулятивный заряд перфоратора включающий детонатор установленный в прессованной шашке бризантного взрывчатого вещества цилиндрической, конической пли овальной формы с внешней оболочкой и с кумулятивной выемкой в которой установлена воронка, причем в состав взрывчатого вещества входит высокоэнергетический композиционный материал. Между кумулятивной выемкой во взрывчатом веществе и воронкой выполнена полость заполненная высокоэнергетическим композиционным материалом. Между взрывчатым веществом и оболочкой выполнено не менее одной полости заполненной высокоэнергетическим композиционным материалом. Взрывчатое вещество выполнено с центральной полостью открытой в сторону воронки и заполненной высокоэнергетическим композиционным материалом. Воронка выполнена пустотелой и заполнена высокоэнергетическим композиционным материалом. В качестве высокоэнергетического композиционного материала используется порошок нано размерного алюминия.

Предложенное техническое решение обладает новизной и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями полезной модели. Новизна технического решения подтверждается проведенными патентными исследованиями. Промышленная применимость обусловлена тем, что при изготовлении кумулятивного заряда применяются недефицитные материалы и известные технологии.

Сущность полезной модели поясняется на фиг.13, где:

на фиг.1 приведен кумулятивный заряд в котором высокоэнергетический композиционный материал заполняет полость между кумулятивной выемкой во взрывчатом веществе и воронкой,

на фиг.2 приведен кумулятивный заряд в котором высокоэнергетический композиционный материал заполняет полость между взрывчатым веществом и оболочкой,

на фиг.3 приведен кумулятивный заряд в котором высокоэнергетический композиционный материал заполняет центральную полость открытую в сторону воронки.

Кумулятивный заряд перфоратора состоит из детонатора 1 установленного в прессованной шашке бризантного взрывчатого вещества 2 цилиндрической, конической пли овальной формы с внешней оболочкой 3 и с кумулятивной выемкой 4 в которой установлена воронка 5, причем в состав взрывчатого вещества входит высокоэнергетический композиционный материал. Между кумулятивной выемкой 4 во взрывчатом веществе и воронкой 5 может быть выполнена полость 6 заполненная высокоэнергетическим композиционным материалом. Между взрывчатым веществом 2 и оболочкой 3 может быть выполнено не менее одной полости 7 заполненной высокоэнергетическим композиционным материалом. Взрывчатое вещество 2 может быть выполнено с центральной полостью 8 открытой в сторону воронки 5 и заполненной высокоэнергетическим композиционным материалом. Воронка 5 может быть выполнена пустотелой и заполнена высокоэнергетическим композиционным материалом. В качестве высокоэнергетического композиционного материала используется порошок нано размерного алюминия.

Кумулятивный заряд перфоратора работает следующим образом. На геофизическом кабеле перфоратор спускается в интервал обработки. Взрывным патроном и детонирующим шнуром инициируется детонатор 1 и взрывчатое вещество 2. Кумулятивный заряд взрывается, высокоэнергетический композиционный материал из полостей 6, 7, 8 усиливает воздействие кумулятивного заряда. Образуется струя раскаленных газов и металла, которая с высокой скоростью вскрывает пласт. Кумулятивная струя создает канал, от протяженности которого зависит величина притока добываемого продукта. Длина канала зависит от скорости кумулятивной струи и давлении воздействия на продуктивный пласт. Применение в качестве высокоэнергетического композиционного материала порошка нано размерного алюминия увеличивает скорость детонации от 4380 м/с до 5070 м/с. При этом увеличивается скорость горения и давление действующее на пласт, что повышает эффективность перфорации пласта и увеличивает дебит добычи нефти.

Применение полезной модели позволило:

1. Повысить эффективность воздействия на нефтегазоносные пласты.

2. Увеличить глубину перфорации продуктивного пласта

3. Повысить скорость и энергию кумулятивной струи

4. Повысить или восстановить пропускные свойства прилегающей к скважине породы

5. Увеличить дебит нефти и газа

1. Кумулятивный заряд перфоратора, включающий детонатор, установленный в прессованной шашке бризантного взрывчатого вещества цилиндрической, конической или овальной формы с внешней оболочкой и с кумулятивной выемкой, в которой установлена воронка, отличающийся тем, что в состав взрывчатого вещества входит высокоэнергетический композиционный материал.

2. Кумулятивный заряд перфоратора по п.1, отличающийся тем, что между кумулятивной выемкой во взрывчатом веществе и воронкой выполнена полость, заполненная высокоэнергетическим композиционным материалом.

3. Кумулятивный заряд перфоратора по п.1, отличающийся тем, что между взрывчатым веществом и оболочкой выполнено не менее одной полости, заполненной высокоэнергетическим композиционным материалом.

4. Кумулятивный заряд перфоратора по п.1, отличающийся тем, что взрывчатое вещество выполнено с центральной полостью, открытой в сторону воронки и заполненной высокоэнергетическим композиционным материалом.

5. Кумулятивный заряд перфоратора по п.1, отличающийся тем, что воронка выполнена пустотелой и заполнена высокоэнергетическим композиционным материалом.

6. Кумулятивный заряд перфоратора по п.1, отличающийся тем, что в качестве высокоэнергетического композиционного материала используется порошок наноразмерного алюминия.



 

Похожие патенты:

Полезная модель относится к нефтегазовой отрасли и может быть использована при ремонте нефтяных, газовых и других скважин для восстановления циркуляции

Изобретение относится к прострелочно-взрывным работам в нефтяных и газовых скважинах

Изобретение относится к отрасли переработки нефти и газа и может быть использовано для получения синтетических жидких углеводородов (СЖУ) и метанола на установке интегрированной в объекты промысловой подготовки газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений
Наверх