Торпеда для обрыва утяжеленных бурильных труб

Полезная модель относится к области нефтегазодобывающей промышленности, в частности к прострелочно-взрывной аппаратуре для ликвидации аварий и вторичного вскрытия. Техническим результатом заявляемого решения является повышение эффективности работы устройства при обрыве толстостенных утяжеленных бурильных труб любого диаметра. Технический результат достигается тем, что торпеда для обрыва утяжеленных бурильных труб содержит средство инициирования, шашки взрывчатого вещества, корпус, головку, наконечник и груз, причем корпус имеет два набора шашек взрывчатого вещества цилиндрической формы и одну центральную шашку с кольцевой кумулятивной облицованной выемкой, заключенную в герметичный контейнер, узел синхронизации детонации, содержащий два равных отрезка детонирующего шнура, инициирующую шашку, взрывной патрон, причем один из двух отрезков детонирующего шнура размещен в металлическом корпусе с нарезанной по всей длине спиральной канавке, толщина стенки которой выбрана исключающей боковую передачу детонирующего импульса от витка к витку, а второй отрезок детонирующего шнура размещен в установленной в центральном осевом отверстии шашек взрывчатого вещества изолирующей трубке, исключающей боковую передачу детонационного импульса к шашкам взрывчатого вещества. Технико-экономическим эффектом предлагаемого решения является обеспечение высокого качества выполняемых работ при обрыве утяжеленных бурильных труб с любым внутренним диаметром. Уменьшение диаметра торпеды может быть компенсировано удлинением ее боевой части с сохранением массы взрывчатого вещества и, следовательно, мощности заряда.

Полезная модель относится к области горной промышленности и предназначена для ведения взрывных работ по обрыву утяжеленных бурильных труб при ликвидации аварий при необходимости их извлечения из скважины.

Известны фугасные торпеды (см. И.П.Пустовойтенко, А.П.Сельващук, 1983, Справочник мастера по сложным буровым работам, Москва, Недра, стр.138-147), применяемые для ликвидации аварий при обрыве прихваченных труб в скважинах, а также для ослабления резьбовых замковых соединений при отвинчивании бурильных труб, встряхивания прихваченных труб и борьбы с желобами.

Известны шашечные фугасные торпеды, спускаемые в скважину на каротажном кабеле, для обрыва бурильного инструмента либо насосно-компрессорных или обсадных труб, имеющие негерметичный тонкостенный корпус, в котором размещены шашки взрывчатого вещества цилиндрической формы.

Известна фугасная шашечная торпеда (см. Справочник по прострелочно-взрывной аппаратуре, 1983, под ред. Л.Я.Фридляндера, Москва, стр.78-79), содержащая негерметичный тонкостенный алюминиевый корпус, в котором размещены цилиндрические шашки взрывчатого вещества, контактирующие с промывочной жидкостью, и герметичный взрывчатый патрон.

Известна шашечная торпеда для обрыва труб (см. А.Ф.Шакиров, 1987, Каротаж, испытание, перфорация и торпедирование скважин, Москва, Недра, стр.164, рис.77), содержащая цилиндрический корпус с помещенными в нем шашками заряда взрывчатого вещества и взрывным патроном.

Это устройство применяют для обрыва бурильных труб с толщиной стенок до 9-12 мм, но для обрыва утяжеленных бурильных труб (с толщиной стенок 30-60 мм) его применение малоэффективно.

Известен кумулятивный труборез для обрыва обсадных и насосно-компрессорных труб (см. А.Ф.Шариков, 1987, Каротаж, испытание, перфорация и торпедирование скважин, Москва, Недра, стр.164, рис.78), содержащий корпус с размещенным в нем кольцевым кумулятивным зарядом и системой его инициирования - взрывным патроном.

Недостатком этого устройства является его низкая эффективность в связи с невозможностью резки толстостенных утяжеленных бурильных труб.

Известно устройство для обрыва труб (см. патент RU 2119039 МПК Е21В 29/02, публикация: 1998.09.20), содержащее соединенный с кабельной головкой корпус, в котором вдоль его оси по высоте установлены в поперечных плоскостях основной и, по крайней мере, один дополнительный пробойники в виде расположенных равномерно по окружности проникателей, смещенных по азимуту друг относительно друга в соседних пробойниках и соединенных с системой передачи детонации, причем проникатели каждого дополнительного пробойника наклонены кумулятивными выемками в сторону проникателей основного пробойника с возможностью пересечения поперечных плоскостей симметрии основных и дополнительных проникателей, пробойники выполнены в виде дисков взрывчатого вещества с облицованными радиальными конусными кумулятивными выемками, между пробойниками установлены вставки из инертного материала, при этом последний пробойник детонационно связан через вставку с дополнительно введенным зарядом взрывчатого вещества фугасного действия, расположенным в корпусе со стороны, противоположной кабельной головке, причем основной пробойник выполнен в виде кольцевого кумулятивного заряда, а во вставках между пробойниками выполнены кольцевые канавки.

Недостатком известного технического решения является низкая эффективность в связи с неполным разрушением толстостенных утяжеленных бурильных труб, поскольку разрушение прихваченного участка утяжеленной бурильной трубы происходит частично, с использованием осевых кумулятивных зарядов с одновременным воздействием на полученные от них отверстия в колоне фугасным действием, а обрыв осуществляется с последующим приложением большой осевой нагрузки с дневной поверхности.

Техническим результатом заявляемого решения является повышение эффективности работы устройства при обрыве толстостенных утяжеленных бурильных труб любого диаметра.

Технический результат достигается тем, что торпеда для обрыва утяжеленных бурильных труб, включающая в себя средство инициирования, шашки взрывчатого вещества, корпус, головку, наконечник и груз, причем корпус содержит два набора шашек взрывчатого вещества цилиндрической формы и одну центральную шашку с кольцевой кумулятивной облицованной выемкой, заключенную в герметичный контейнер, при этом крайние шашки каждого набора принимают детонационный импульс от узла синхронизации детонации, содержащего два равных отрезка детонирующего шнура, головные части которых через инициирующую шашку связаны с взрывным патроном, причем один из двух отрезков детонирующего шнура размещен в металлическом корпусе с нарезанной по всей длине спиральной канавке, толщина стенки которой выбрана исключающей боковую передачу детонирующего импульса от витка к витку, а второй отрезок детонирующего шнура размещен в установленной в центральном осевом отверстии шашек взрывчатого вещества изолирующей трубке, исключающей боковую передачу детонационного импульса к шашкам взрывчатого вещества.

Сущностью предложенного технического решения является усиление фугасного действия за счет схождения взрывных волн при синхронном инициировании заряда взрывчатого вещества с противоположных сторон, что повышает эффективность работ при обрыве утяжеленных бурильных труб широкого спектра диаметров.

Сравнение предлагаемой полезной модели с известными техническими решениями показывает, что оно обладает совокупностью новых существенных признаков, которые совместно с известными признаками позволяют успешно реализовать поставленную цель.

На чертеже приведен общий вид предлагаемого технического решения.

Торпеда для обрыва утяжеленных бурильных труб содержит:

1 - средство инициирования (взрывной патрон);

2 - шашка взрывчатого вещества;

3 - узел синхронизации детонации;

4 - корпус;

5 - головка;

6 - наконечник;

7 - груз;

8, 8₁ - наборы шашек взрывчатого вещества;

9 - центральная шашка с кольцевой кумулятивной облицованной выемкой;

10, 10₁ - отрезки детонирующего шнура;

11 - центральное осевое отверстие;

12 - изолирующая трубка;

13 - инициирующая шашка взрывчатого вещества;

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Перед спуском в скважину торпеды, состоящей из корпуса 4, включающего два набора 8, 8₁ цилиндрических шашек 2 взрывчатого вещества (ВВ) и наконечника 6, присоединяют головку 5 и груз 7. На головке 5 фиксируется взрывной патрон 1. После спуска торпеды в скважину на заданную глубину по геофизическому кабелю на взрывной патрон 1 подается импульс электрического тока. Взрывной патрон 1, срабатывая, передает инициирующий импульс на инициирующую шашку ВВ 13 узла синхронизации детонации 3, от которой инициируются отрезки детонирующего шнура 10, 10₁ равной длины. От отрезка шнура 10₁, проложенного в центральном осевом отверстии 11 изолирующей трубки 12, детонирующий импульс передается на нижнюю шашку набора шашек ВВ 8₁ . От шнура 10, проложенного в спиральной канавке узла синхронизации детонации 3, взрывной импульс передается на верхнюю шашку набора шашек ВВ 8. За счет равной длины отрезков детонирующего шнура 10 и 10₁, при одновременном их инициировании, подрыв происходит синхронно с двух противоположных сторон. Образующиеся взрывные волны сходятся в месте расположения кольцевой облицованной кумулятивной шашки 9, инициируя ее, при этом действие сходящихся взрывных волн усиливается возникновением кольцевой кумулятивной струи. В результате суммирования данных эффектов происходит надежный обрыв утяжеленной бурильной трубы.

Технико-экономическим эффектом предлагаемого решения является обеспечение высокого качества выполняемых работ при обрыве утяжеленных бурильных труб с любым внутренним диаметром. Уменьшение диаметра торпеды может быть компенсировано удлинением ее боевой части с сохранением массы взрывчатого вещества и, следовательно, мощности заряда.

Торпеда для обрыва утяжеленных бурильных труб, включающая в себя средство инициирования, шашки взрывчатого вещества, корпус, головку, наконечник и груз, отличающаяся тем, что корпус содержит два набора шашек взрывчатого вещества цилиндрической формы и одну центральную шашку с кольцевой кумулятивной облицованной выемкой, заключенную в герметичный контейнер, при этом крайние шашки каждого набора принимают детонационный импульс от узла синхронизации детонации, содержащего два равных отрезка детонирующего шнура, головные части которых через инициирующую шашку связаны с взрывным патроном, причем один из двух отрезков детонирующего шнура размещен в металлическом корпусе с нарезанной по всей длине спиральной канавкой, толщина стенки которой выбрана исключающей боковую передачу детонирующего импульса от витка к витку, а второй отрезок детонирующего шнура размещен в установленной в центральном осевом отверстии шашек взрывчатого вещества изолирующей трубке, исключающей боковую передачу детонационного импульса к шашкам взрывчатого вещества.