Система дистанционного инициирования взрывного аппарата
Полезная модель относится к области нефтегазодобычи, в частности к прострелочно-взрывным работам. Устройство включает инициирующую головку, устанавливаемую в вертикальной (вертикально-наклонной) части насосно-компрессорных труб (далее НКТ) и снабженную детонирующим устройством с детонатором и ударным механизмом и последовательную сборку модулей, содержащих приемник детонации, отрезок термостойкого детонирующего шнура и передатчик. Новым в устройстве является то, что каждый из модулей представляет собой НКТ с протянутым через нее отрезком детонирующего шнура, причем в местах соединения НКТ установлены узлы приема и передачи детонации, которые выполнены самоцентрирующимися по конической поверхности и снабжены удерживающими узлы во внутренней полости НКТ распирающими лепестками, а надежность контакта узлов обеспечена усилием разжимной пружины.
Полезная модель относится к нефтегазовой промышленности, а именно к прострелочно-взрывным аппаратам, спускаемым на насосно-компрессорных трубах (далее НКТ).
Использование, например, кумулятивных перфораторов и пороховых генераторов давления, спускаемых на НКТ, является перспективным направлением развития технологии вторичного вскрытия и интенсификации продуктивных пластов, особенно в горизонтальных скважинах. Возбуждение детонации детонирующего шнура подобных аппаратов производится от устройства инициирования, которое срабатывает от механизма, приводимого в действие давлением штанги, сбрасываемой в НКТ (опускаемой на кабеле) или шара, проталкиваемого по трубам потоком жидкости, закачиваемой насосом или компрессором.
Известные кумулятивные перфораторы на НКТ (под ред. Л.Я.Фридляндера, 1990, Прострелочно-взрывная аппаратура, Москва, Недра, стр.62-72), состоят из головки перфоратора с ударным механизмом и корпуса перфоратора с кумулятивными зарядами и средствами детонирования. Для приведения в действие подобных перфораторов внутрь НКТ вбрасывают резиновый шар, который, двигаясь под действием собственного веса и прокачиваемой жидкости достигает седла штока и полностью перекрывает осевой канал муфты. Под действием возрастающего при этом давления срабатывает устройство инициирования, вызывающее детонацию кумулятивных зарядов.
Известно также устройство для возбуждения детонации в скважинных перфораторах (см. патент RU 
2272895 МПК Е41В 43/1185, опубл. 2006.03.27).
Сущность изобретения: согласно первому варианту устройство включает переходник, соединенный с корпусом. В корпусе размещен ударный механизм с устройством детонации головки. Ударный механизм реализован в виде направляющей втулки с узлом фиксации ударника. Элементы фиксирования последнего взаимодействуют соответственно с ударником через выемки на его внешней поверхности и втулкой, имеющей пазы для выхода элементов фиксации. Переходник выполнен с боковыми отверстиями для доступа скважинной жидкости в полость насосно-компрессорных труб и с калибровочным отверстием, центрирующим инициирующую штангу. Последняя взаимодействует полым наконечником и внутренним упором соответственно с втулкой и ударником. Согласно второму варианту изобретения инициирующая штанга взаимодействует полым наконечником с втулкой, а движение ударника по внутренней поверхности направляющей втулки задано его массой и давлением в скважине.
Недостатком приведенных технических решений является невозможность возбуждения детонации, например, в перфораторах, спущенных на НКТ в горизонтальную скважину при депрессии (гидростатическое давление
скважинной жидкости меньше пластового давления). Использование шарика препятствует созданию необходимой депрессии, а применение инициирующей штанги невозможно в горизонтальной части ствола.
Техническое решение, принятое за прототип (см. патент RU 2270911 МПК Е41В 43/117, опубл. 2006.02.27), содержит вариант, обеспечивающий инициирование перфоратора на НКТ, размещенного в горизонтальной скважине при депрессии.
Сущность изобретения: перфоратор содержит корпус в виде ряда секций-модулей. В каждом модуле размещены кумулятивные заряды, связанные между собой детонационной цепью в виде детонирующего шнура, переходников, соединяющих секции между собой через устройство передачи детонации. Последнее включает последовательно собранные кумулятивную шашку-передатчик детонации и шашку-приемник. Шашка-передатчик детонации и шашка-приемник размещены соответственно в цельнометаллической пробке с осевым каналом и в цельнометаллическом переходнике на подпружиненной втулке. Шашка-передатчик детонации установлена на расстоянии, не совпадающем с фокусным. В корпусе шашки-приемника закреплена накладка с кумулятивной выемкой со стороны детонирующего шнура. Кумулятивные заряды размещены в толстостенном металлическом каркасе. Согласно первому варианту устройство детонации перфоратора реализовано в виде последовательной сборки взрывозащищенного патрона, отрезка термостойкого детонирующего шнура и кумулятивной шашки-передатчика в отдельном корпусе либо взрывозащищенного баростойкого патрона. Согласно второму варианту устройство детонации перфоратора реализовано в виде последовательной сборки пассивного усилителя детонации, отрезка термостойкого детонирующего шнура и кумулятивной шашки-передатчика в отдельном корпусе.
Размещение между инициирующей головкой и перфоратором устройства детонации согласно второму варианту в принципе обеспечивает решение поставленной задачи, но практически нереализуемо из-за дороговизны модулей, сложности их изготовления и доставки, трудоемкости сборки на скважине.
Проработка различных вариантов устранения этих недостатков позволяет заявить следующее техническое решение.
На фиг.1 показан общий вид устройства. В вертикальной (вертикально-наклонной) части НКТ установлена инициирующая головка 1, снабженная детонирующим устройством с детонатором и ударным механизмом и соединенная через переходник 2 с последовательной сборкой модулей, каждый из модулей представляет собой насосно-компрессорную трубу 3 и содержит узел приема детонации 4, отрезок термостойкого детонирующего шнура 5 и узел передачи детонации 6; узлы приема и передачи детонации 4 и 6 установлены в местах соединения НКТ и выполнены самоцентрирующимися по конической поверхности 7 и снабжены удерживающими узлы во внутренней полости НКТ распирающими
лепестками 8, а надежность контакта узлов обеспечена усилием разжимной пружины 9.
Устройство в скважине работает следующим образом. Напротив продуктивной части пласта горизонтальной скважины устанавливают кумулятивный перфоратор, соединенный необходимым количеством модулей системы дистанционного инициирования с инициирующей головкой 1, расположенной в вертикальном участке скважины. Технологическими приемами образуют необходимую депрессию и сбрасывают (спускают на кабеле) штангу инициирующую. Срабатывающая от удара штанги инициирующая головка 1 приводит в действие узел приема детонации 4, детонирующий шнур 5 и узел передачи детонации 6, вызывая последовательное срабатывание каждого модуля вплоть до инициирования перфоратора.
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».
Система дистанционного инициирования взрывного аппарата, например перфоратора, включающая инициирующую головку, устанавливаемую в вертикальной (вертикально-наклонной) части насосно-компрессорных труб (далее НКТ) и снабженную детонирующим устройством с детонатором и ударным механизмом и последовательную сборку модулей, содержащих приемник детонации, отрезок термостойкого детонирующего шнура и передатчик детонации, отличающаяся тем, что каждый из модулей представляет собой насосно-компрессорную трубу с протянутым через нее отрезком детонирующего шнура, причем в местах соединения НКТ установлены узлы приема и передачи детонации, которые выполнены самоцентрирующимися по конической поверхности и снабжены удерживающими узлы во внутренней полости НКТ распирающими лепестками, а надежность контакта узлов обеспечена усилием разжимной пружины.
