Кумулятивный перфоратор для проведения прострелочно-взрывных работ в скважине (варианты)
Полезная модель относится к прострелочно-взрывным работам в нефтяных и газовых скважинах. Для обеспечения надежного и безопасного срабатывания перфоратора он содержит несущую конструкцию, в которой расположены кумулятивные заряды, детонирующий шнур, инициирующий элемент. При этом в детонирующий шнур, соединяющий заряды или группы зарядов, включены химические вещества, замедляющие детонацию, или химические вещества, ускоряющие детонацию. Возможно включение в детонирующий шнур, соединяющий заряды или группы зарядов, замедлителей или ускорителей детонации. 3 ил.
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. - С.89-111; Фридляндер Л.Я., Прострелочно-взрывная аппаратура, Москва: Недра, 1990. - С.48-57).
Опытным путем установлено, что кумулятивный перфоратор, изготовленный из материала соответствующего требованиям ГОСТа, снаряженный зарядами с плотностью 20 зарядов на метр, с массой 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 кумулятивного перфоратора, обеспечивающего надежное и безопасное его срабатывание в скважине, при котором перфоратор не разрушится.
Указанный технический результат по первому варианту достигается тем, что в известном кумулятивном перфораторе, содержащим несущую конструкцию, в которой расположены кумулятивные заряды, детонирующий шнур, инициирующий элемент, особенностью является то, что в детонирующий шнур, соединяющий заряды или группы зарядов, включены химические вещества, замедляющие детонацию, или химические вещества, ускоряющие детонацию.
Указанный технический результат по второму варианту достигается тем, что в известном кумулятивном перфораторе, содержащим несущую конструкцию, в которой расположены кумулятивные заряды, детонирующий шнур, инициирующий элемент,
особенностью является то, что в детонирующий шнур, соединяющий заряды или группы зарядов, включены замедлители или ускорители детонации.
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 перфоратора, и опытным путем, произведя отстрел по визуальным данным.
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен кумулятивный перфоратор, на фиг 2-3 варианты выполнения детонирующего шнура.
Кумулятивный перфоратор содержит несущую конструкцию 1, в которой расположены кумулятивные заряды 2 и детонирующий шнур 3 (ДШ), соединяющий заряды или группы зарядов, инициирующий элемент.
На фиг.2 показан вариант замедления или ускорения детонации перед местом вероятного разрушения несущей конструкции 1 путем включения в детонирующий шнур 3 химического состава, способного замедлить или ускорить процесс детонации (фиг.2). Известно, что для снаряжения перфоратора условной длины 3 метра требуется около 6 метров ДШ 3. В одном трехметровом перфораторе может находиться 60 кумулятивных зарядов 2. Для исключения резонанса в состав детонирующего шнура 3 через каждые 0,5 метра включают химический состав для замедления или ускорения детонации. Следовательно, на каждом 6-ом заряде из 60-и будет происходить замедление или ускорение детонации в зависимости от выбранного химического состава.
Например, основной состав ДШ 3 длиной 6 метров - гексоген, а через каждые 0,5 метра химический состав для замедлителя детонации - гексоген с желатином или гексоген с воском и т.п.; химический состав для ускорителя детонации - гексоген с азидом свинца или гексоген с алюминием и т.п.
На фиг.3 показан вариант замедления и ускорения детонации перед местом вероятного разрушения несущей конструкции 1 путем применения замедлителя детонации (прерывателя) для замедления детонации или путем применения ускорителя детонации для ускорения. Замедлитель или ускоритель детонации 4 (фиг.3, вид А на фиг.1) представляет собой, например цилиндрическую втулку, внутри которой
запрессован химический состав 5, с более низкой для замедления и более высокой соответственно для ускорения скоростью передачи детонации V5, чем взрывчатый материал детонирующего шнура 3 V3. Например, детонирующий шнур 3 заполнен гексогеном, а химический состав в замедлителе детонации - гексоген с желатином или гексоген с воском и т.п.; химический состав в ускорителе детонации - гексоген с азидом свинца или гексоген с алюминием и т.п.
Замедлители или ускорители детонации 4 располагают перед местами вероятного воздействия на несущую конструкцию 1 перфоратора разрушающей нагрузки, которые получают расчетным путем, зная массу ВМ и прочностные характеристики материала перфоратора, или опытным путем, произведя отстрел по визуальным данным. Например, замедлитель или ускоритель детонации 4 располагают после каждого пятого кумулятивного заряда.
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) детонация через детонирующий шнур 3 распространяется от заряда к заряду с замедлением или ускорением перед местами вероятного разрушения несущей конструкции 1 от разрушающего воздействия 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.
1. Кумулятивный перфоратор, содержащий несущую конструкцию, в которой расположены кумулятивные заряды, детонирующий шнур, соединяющий заряды или группы зарядов, инициирующий элемент, отличающийся тем, что в детонирующий шнур, соединяющий заряды или группы зарядов, включены химические вещества, замедляющие детонацию, или химические вещества, ускоряющие детонацию.
2. Кумулятивный перфоратор, содержащий несущую конструкцию, в которой расположены кумулятивные заряды, детонирующий шнур, соединяющий заряды или группы зарядов, инициирующий элемент, отличающийся тем, что в детонирующий шнур, соединяющий заряды или группы зарядов, включены замедлители или ускорители детонации.
