Корпусный малогабаритный кумулятивный перфоратор одноразового применения

Полезная модель относится к области нефтегазодобычи, в частности к прострелочно-взрывным работам. Устройство представляет собой корпусный малогабаритный кумулятивный перфоратор одноразового применения, содержащий головку, наконечник, корпус, в котором в металлическом каркасе размещены кумулятивные заряды, связанные между собой детонационной цепью. Новым в устройстве является то, что что корпус состоит из секций, сочленение секций корпуса между собой через переходник выполнено без резьбы на корпусе посредством стопорно-ограничительных винтов, причем винты выступают за образующую корпуса на расстояние, превышающее максимальный размер заусенцев, образующихся при взрыве кумулятивных зарядов, при этом огневая связь между секциями образована сплошным отрезком детонирующего шнура.

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 кумулятивных зарядов. Основное преимущество перфораторов однократного применения - возможность применять кумулятивные заряды наиболее возможной массы, достигая максимального пробития. Это обстоятельство особенно важно в малогабаритных (спускаемых через насосно-компрессорные трубы) перфорационных системах. Одним из направлений развития перфораторов, спускаемых через НКТ, является модульное сочленение корпусов.

Известен перфоратор (см. патент US 4738319 МПК Е41В 43/117, НКИ 175-4.6, от 14.04.88), включающий несколько последовательно соединенных секций, каждая из которых содержит ряд кумулятивных зарядов и отрезок детонирующего шнура, причем в нижнем конце каждой секции установлен направленный вниз малый кумулятивный заряд, ось которого совпадает с осью перфоратора, а в верхнем конце каждой секции расположен заряд взрывчатого вещества, закрытого металлической мембраной.

Известен перфоратор (см. а.с. СССР 1831561, Е21В 43/116, 14.02.91), содержащий корпус, переходные втулки, зарядные модули, средства инициирования, инициатор, переходник, канал ВВ, облицовки, втулки с каналом ВВ, уширителями и облицовками, между облицовкой переходника и первым модулем, а также между торцами втулок и модулями расположены гарантированные зазоры. При срабатывании инициатора детонация распространяется по каналу с ВВ. Под действием продуктов взрыва происходит разгон облицовки. Облицовка возбуждает детонацию в первом модуле. Далее процесс повторяется.

Выполнение корпусов в виде модулей повышает удобство сборки, транспортировки и производительность работ.

Однако наличие резьбовых соединений между модулями не позволяет оптимизировать соотношение между толщиной стенки перфоратора и массой (размером) кумулятивных зарядов, т.к. увеличение размеров кумулятивных зарядов связано с уменьшением толщины стенки корпуса модуля и ограничено шагом резьбы, выдерживающей соответствующее давление при взрыве. Кроме того, надежность лучших устройств приема-передачи детонации, применяемых в модульных системах, уступает надежности целого (без соединений) отрезка детонирующего шнура.

Известен перфоратор (под ред. Л.Я.Фридляндера, 1990, Прострелочно-взрывная аппаратура, Москва, Недра, стр.51), принятый за прототип и содержащий корпус не имеющий резьб по концам, соединяющийся с головкой и наконечником (через переходник) винтами.

Недостатком данного технического решения является малая производительность и опасность заклинивания перфоратора при извлечении из скважины после взрыва из-за заусенцев, образующихся в корпусе при пробитии его кумулятивной струей.

Проработка различных вариантов устранения выявленных недостатков позволяет заявить следующее техническое решение.

На фиг.1 показан общий вид устройства. В корпусе перфоратора, состоящим из секций 1, жестко закреплены стальные цилиндрические каркасы 2, в которых размещены кумулятивные заряды 3, соединенные сплошным отрезком детонирующего шнура 4. Сочленение секций 1 через переходник 5 между собой выполнено без резьбы посредством стопорно-ограничительных винтов 6, причем винты 6 выступают за образующую корпуса 1 на расстояние, превышающее максимальный размер заусенцев, образующихся при взрыве кумулятивных зарядов (см. фиг.2), и который определяется предварительно в стендовых и полигонных условиях для корпусов с постоянной толщиной стенки и корпусов с местными утонениями стенки напротив кумулятивных зарядов (скэллопами). Одновременно выступающие винты 6 являются центраторами перфоратора.

Устройство в скважине работает следующим образом. Срабатывающий от внешнего импульса детонирующий шнур 4 приводит в действие кумулятивные заряды 3. 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 полигонных условиях.

Сравнение заявляемого решения с прототипом позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна».

Корпусный малогабаритный кумулятивный перфоратор одноразового применения, содержащий головку, наконечник, корпус, в котором в металлическом каркасе размещены кумулятивные заряды, связанные между собой детонационной цепью, отличающийся тем, что корпус состоит из секций, сочленение секций корпуса между собой через переходник выполнено без резьбы на корпусе посредством стопорно-ограничительных винтов, причем винты выступают за образующую корпуса на расстояние, превышающее максимальный размер заусенцев, образующихся при взрыве кумулятивных зарядов, при этом огневая связь между секциями образована сплошным отрезком детонирующего шнура.