Локалізатор дії вибуху заряду вибухової речовини в свердловині

1 Локалізатор дії вибуху заряду вибухової речовини в свердловині, що складається з вузла гасіння ударної хвилі з перфорованими торцевими конічними кришками, вершини яких спрямовані в один бік по осі вузла гасіння, і балонів, розміщених у вузлі гасіння між торцевими кришками з зазора ми між собою, який відрізняється тим, що балони по висоті виготовлені багатосекційними, при цьому верхня і нижня секції кожного балона мають форму циліндра, а розташовані між ними секції виконані у формі зрізаних конусів, повернених більшими основами в одну сторону з більшими основами торцевих кришок, до того ж секції жорстко з'єднані між собою перфорованими перегородками і оснащені ЗОВНІШНІМИ ребрами 2 Локалізатор за п 1, який відрізняється тим, що бічна поверхня кожної секції балона і ребер виготовлені перфорованими Винахід належить до вибухових робіт і може бути використаний при видобуванні корисних копалин нафти, газу і т інш Відомий локалізатор дії вибуху в свердловині, що складається з вузла гасіння ударної хвилі з перфорованими торцевими кришками і балонів, розміщених у вузлі гасіння між торцевими кришками, і зазором міжсобою[1] Недоліком відомого пристрою є низький рівень локалізації дії вибуху Найбільш близьким технічним рішенням до запропонованого є локалізатор дії вибуху заряду вибухової речовини в свердловині (див , наприклад, [2]), що включає в себе вузол гасіння ударної хвилі з перфорованими торцевими конічними кришками, повернутими вершинами в один бік по осі вузла гасіння, і балони, розташовані у вузлі гасіння між торцевими кришками на відстані один від одного Недоліком відомого локалізатора є недостатній рівень локалізації дії вибуху, так при його використанні інтенсивність ударної хвилі гаситься лише в 4-6 разів В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення існуючого локалізатора дії вибуху заряду вибухової речовини в свердловині шляхом виготовлення балонів по висоті багатосекційними, при цьому верхня і нижня секції кожного балона мають форму циліндра, а проміжні між ними секції вико нані у вигляді зрізаних конусів, звернених більшими основами в одному напрямку з більшими основами торцевих кришок, та жорсткого з'єднання секцій між собою перфорованими перегородками і оснащення їх ЗОВНІШНІМИ ребрами, та виготовлення бічних поверхонь кожної секції балона і ребер перфорованими забезпечити інтенсифікацію процесу дифракції ударних хвиль на перфорованих перешкодах і підсилити хвилі розрідження, які послаблюють ударну хвилю, що дасть змогу підвищити рівень локалізації дії вибуху та забезпечити надійний захист свердловини та її оснащення від руйнівної дії динамічних навантажень при вибухових роботах Мета досягається тим, що в локалізаторі дії вибуху заряду вибухової речовини в свердловині балони по висоті виготовлені багатосекційними, при цьому верхня і нижня секції кожного балона виконані у вигляді циліндра, а проміжні між ними секції мають форму зрізаних конусів, спрямованих більшими основами в один бік з більшими основами кришок, до того ж секції жорстко з" єднані між собою перфорованими перегородками і оснащені ЗОВНІШНІМИ ребрами, а бічна поверхня кожної секції балона і ребер перфоровані Сукупність ВІДМІТНИХ признаків при взаємодії з відомими забезпечили нові технічні властивості винаходу При такому конструктивному виконанні вузла гасіння ударна хвиля, потрапляючи на пер (О (О о ю 50646 форовані перешкоди, за рахунок явища дифракції послаблюється хвилями розрідження та оптимальним співвідношенням загальної площі перфорації та сумарної площі балона Проміжні секції у вигляді зрізаних конусів підсилюють дифракцію і хвилі розрідження Така конструкція вузла гасіння значно підвищує ступінь гасіння ударних хвиль, а збурення свердловинного пдропотоку підвищує гідравлічний опір і сприяє запиранню потоку В результаті проведених експериментальних досліджень та дослідно-промислових робіт виявлено новий технічний результат - в 40-50 разів знижується інтенсивність ударної хвилі вздовж стовбура свердловини На фіг 1 представлено вузол гасіння ударної хвилі, що є основою локалізатора, і являє собою камеру, що складається з циліндричного корпусу 1, закритого торцевими перфорованими кришками 2 і 3 у вигляді конічних лійок, спрямованих вершинами в один бік по осі вузла гасіння Зовнішня поверхня вузла гасіння ударної хвилі оснащена поперечними ребрами 4 і 5, розміщеними по спіралі, 3 кутами нахилу спрямованими в протилежні сторони, до того ж довжини спіралей однакові Всередині камери розташовані балони 6, які по висоті багатосекційні, при цьому нижня і верхня секції, ВІДПОВІДНО, 7 і 8 кожного балона 6 виготовлені у формі циліндра, а проміжні між ними секції 9 і 10 мають вигляд зрізаних конусів, спрямованих більшими основами в один бік з більшими основами торцевих кришок 2 і 3 Секції 7, 8, 9, 10 жорстко з"єднані між собою перфорованими перегородками 11 і оснащені ЗОВНІШНІМИ ребрами 12 і 13 , до того ж бічні поверхні секцій і ребер перфоровані Між балонами 6 є ВІЛЬНІ проміжки Вздовж осі камери, крізь отвори в торцевих кришках 2 і 3, пропущена монтажна труба 14, яка стягує всю конструкцію у вузол гасіння, а через її внутрішню порожнину пропускають каротажний кабель, до якого кріпиться локалізатор До нижньої торцевої кришки 2 приварено декілька радіальне орієнтованих щитків /5 Локалізатор працює таким чином В зібраному вигляді локалізатор при допомозі затискачів-хомутів кріпиться на каротажному кабелі пропущеному по його поздовжній осі через монтажну трубу 14 Нижче локалізатора, на визначеній відстані від нього, до каротажного кабеля кріпиться заряд вибухової речовини або торпеда, яка складається з декількох зарядів Заряд вибухової речовини опускається на необхідну глибину в свердловину Після підривання заряду вздовж стовбура свердловини розповсюджується ударна хвиля, яка, взаємодіючи з перфорованою перешкодою - вузлом гасіння, за рахунок явища дифракції послаблюється хвилями розрідження та оптимальним співвідношенням загальної площі перфорації та сумарної площі балона, згідно з закономірністю "перфорація-гаситель" Проміжні секції 9, 10, що мають форму зрізаного конуса, підсилюють хвилі розрідження і збільшують дифракцію В результаті відбувається гасіння ударної хвилі, и інтенсивність після проходження пристрою зменшується в 40-50 разів Свердловинна рідина, яка рухається під дією тиску газоподібних продуктів вибуху, дроселюється крізь отвори в торцевих частинах 2, 3 та по перфорації секцій балонів 6, перегородок 11 і ребер 12, 13 Цим досягається зниження кінетичної енергії свердловинної рідини Одночасно конусоподібна форма верхньої кришки З , маючи значний коефіцієнт лобового опору, створює гальмівний ефект руху локалізатора в потоці свердловинної рідини Додатково інтенсивність виштовхування локалізатора знижується за рахунок малого коефіцієнта лобового опору випуклої нижньої кришки 2 Ребриста поверхня корпусу локалізатора зумовлює значне збільшення втрат енергії потоку рідини в зазорі між корпусом локалізатора і стінкою свердловини Спіральні ребра 4 змінюють траєкторію руху рідини в зазорі на обертальну, що дає змогу збільшити загальну довжину дотику рухомої рідини з локалізатором, а ВІДПОВІДНО І втрату енергії Розміщення спіральних ребер 4,5 з кутами нахилу спрямованими в різні сторони забезпечує турбулізацію потоку і збільшує дисипацію енергії пдропотоку Щитки 15, перешкоджають обертанню локалізатора і підвищують швидкість рідини відносно стінок корпусу локалізатора, чим сприяють збільшенню втрат кінетичної енергії рідини Запропонований локалізатор - пристрій багаторазового використання, після проведення вибухових робіт він вилучається з свердловини і може бути використаний повторно 1 А с № 1374898, СРСР МІЖ F42 D 1/08 (аналог) 2 А с № 1489314, СРСР МІЖ F42 D 3/00 (прототип) 50646 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71