Корпусный кумулятивный перфоратор

Полезная модель относится к области нефтегазодобычи, в частности к прострелочно-взрывным работам. Устройство представляет собой корпусный кумулятивный перфоратор однократного применения, включающий корпус с размещенными в стальном цилиндрическом каркасе кумулятивными зарядами (КЗ), связанными между собой детонирующим шнуром. Новым в устройстве является то, что в стальном цилиндрическом каркасе толщиной 2-2,5 мм выполнены лазерным способом соосные пары отверстий для размещения КЗ и на расстоянии от края большего отверстия с двух сторон выполнены лазерным способом пазы, причем =(0,13-0,15)R, a длина проекции паза на плоскость, перпендикулярную оси КЗ, составляет не менее R, где R - радиус отверстия. Для защиты от радиальных перемещений стальной цилиндрический каркас может быть снабжен центраторами, образованными загибом вырезаемой лазерным способом части меньшего отверстия.

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 (КЗ) большой массы, достигая максимального пробития. Этой же цели служат и местные утонения корпуса (скэллопы). Применение скэллопов требует точной установки КЗ напротив местных утонений.

Известные перфораторы ПКО [1] не удовлетворяют этому требованию.

Распространенным техническим решением проблемы точной установки КЗ является применение стального цилиндрического каркаса, одновременно выполняющего функцию дополнительной защиты корпуса перфоратора от фугасного воздействия взрыва КЗ. Точная установка и надежное крепление КЗ в цилиндрическом стальном каркасе также является технической проблемой. В патенте США [2] применено резьбовое соединение, что не может быть надежным при малой толщине стального каркаса и влечет значительные неудобства во время сборки и транспортировки перфоратора при большой толщине.

В техническом решении [3], принятом за прототип, КЗ крепятся специальной защелкой и дополнительно фиксируются загибом двух вырезаемых из каркаса элементов («язычков»), что также не является надежным и удобным.

Проработка различных вариантов крепления КЗ в стальном цилиндрическом каркасе толщиной 2-2,5 мм, достаточной для дополнительной защиты корпуса перфоратора, позволяет заявить следующее техническое решение.

На фиг.1 показан общий вид устройства. В корпусе 1 перфоратора жестко закреплен стальной цилиндрический каркас 2, в котором лазерным способом выполнены соосные пары отверстий 3, 4 для установки КЗ 5, соединенных детонирующим шнуром 6. На расстоянии от края большего отверстия с двух сторон выполнены лазерным способом пазы 7. Надежное крепление КЗ выполнено деформацией (отгибом) перемычки 8 в направлении оси КЗ специальным инструментом (отверткой). Удобство сборки и надежность крепления КЗ обеспечиваются при выполнении соотношения =(0,13-0,15)R и длине проекции паза на плоскость, перпендикулярную оси КЗ не менее R, где R - радиус большего отверстия. Данные соотношения проверены при толщине каркаса 2-2,5 мм для перфораторов наружным диаметром 73, 89, 102 мм. При меньшей толщине перемычки возможен ее разрыв при деформации, а при большей возникает трудность сборки. Аналогичное неудобство образуется и при уменьшении длины паза.

На фиг.2 пояснены размеры и R.

При спуске перфоратора в скважину на корпус (и, соответственно, каркас) могут воздействовать значительные нагрузки (удары) и возможно смещение каркаса в радиальном направлении, что влечет непопадание струи КЗ в место утонения корпуса. Защитой от этого служат центраторы 9, образованные загибом вырезаемой лазерным способом части меньшего отверстия.

Устройство в скважине работает следующим образом. Срабатывающий от внешнего импульса ДШ 6 приводит в действие КЗ 5. Кумулятивные струи пробивают обсадную колонну и образуют каналы в пласте.

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».

Формула полезной модели

1. Корпусный кумулятивный перфоратор, включающий корпус с размещенными в стальном цилиндрическом каркасе кумулятивными зарядами (КЗ), связанными между собой детонирующим шнуром, отличающийся тем, что в стальном цилиндрическом каркасе толщиной 2-2,5 мм выполнены лазерным способом соосные пары отверстий для размещения КЗ и на расстоянии от края большего отверстия с двух сторон выполнены лазерным способом пазы, причем =(0,13-0,15)R, а длина проекции паза на плоскость, перпендикулярную оси КЗ, составляет не менее R, где R - радиус отверстия.

2. Корпусный кумулятивный перфоратор по п.1, отличающийся тем, что стальной цилиндрический каркас снабжен центраторами, образованными загибом вырезаемой лазерным способом части меньшего отверстия.

Источники информации

1. Григорян Н.Г. и др., Прострелочные и взрывные работы в скважинах, М.: Недра, 1980.

2. Патент США №4609057, 1986.

3. Патент США №6439121 B1, 2002.

1. Корпусный кумулятивный перфоратор, включающий корпус с размещенными в стальном цилиндрическом каркасе кумулятивными зарядами (КЗ), связанными между собой детонирующим шнуром, отличающийся тем, что в стальном цилиндрическом каркасе толщиной 2-2,5 мм выполнены лазерным способом соосные пары отверстий для размещения КЗ и на расстоянии от края большего отверстия с двух сторон выполнены лазерным способом пазы, причем =(0,13-0,15)R, а длина проекции паза на плоскость, перпендикулярную оси КЗ, составляет не менее R, где R - радиус отверстия.

2. Корпусный кумулятивный перфоратор по п.1, отличающийся тем, что стальной цилиндрический каркас снабжен центраторами, образованными загибом вырезаемой лазерным способом части меньшего отверстия.