Пристрій для перфорування свердловин

1 Пристрій для перфорування свердловини, що включає детонуючий шнур, корпус, заряд вибухової речовини, установлений з зазором з боку детонуючого шнура, заповнений високочутливою вибуховою речовиною (ВР), який відрізняється тим, що корпус заряду складається з циліндричної деталі, кришок з боку кумулятивної виїмки у вигляді зрізаного конуса з циліндричною вершиною та конусоподібної з фіксатором детонуючого шнура, при цьому на торцях циліндричної деталі кор пусу розміщені ущільнюючі кільця, величина шару ВР між вершиною кумулятивної виїмки і високочутливою ВР проміжного детонатора не перевищує 0,019 - 0,059 d K B (де d K B - діаметр основи конуса кумулятивної виїмки), кут у вершині кумулятивної виїмки по відношенню до внутрішньої твірної становить а в н = 55°, а по відношенню до зовнішньої Запропонований винахід відноситься до гірничої промисловості, а саме до технічних засобів нафтогазової галузі, для виявлення продуктивного покладу та для вторинного розкриття пластів при видобутку нафти і газу Відомий герметичний кумулятивний заряд безкорпусного перфоратора для бурових свердловин, який включає оболонку, у середині якої розміщені кумулятивна виїмка з облицюванням у вигляді конуса з поверхнями кута в вершині 61° і 85° і вибухову речовину, а також ущільнювальну прокладку і кришку, яка розміщена між конічними поверхнями з кутами конуса 88°і 118° [1] Недоліком цього пристрою є недосконалість оболонки і низька пробивна здатність Відомий кумулятивний заряд перфоратора, який включає конічне кумулятивне облицювання (воронку), заряд вибухової речовини і оболонку з товщиною кумулятивного облицювання 1,2-1,65% від діаметра її основи, товщина вибухової речовини (ВР) складає 15-20 товщин облицювання із зменшенням до основи до 1-2 товщин облицюван ня, при цьому товщина зовнішньої оболонки складає 2-4 товщини кумулятивного облицювання [2] Недоліком цього пристрою є також складність зовнішньої оболонки і низька пробивна здатність (глибина каналу) Найбільш близьким до запропонованого винаходу по технічний суті є пристрій, який включає детонуючий шнур, корпус, заряд вибухової речовини, встановлений із зазором у вигляді циліндричної частини, яка переходить в конічну, із сторони детонуючого шнура, заповненим високочутливою вибуховою речовиною низької ЩІЛЬНОСТІ, при цьому кут конусності конічної частини складає 90°120° Недоліком прототипу є недосконалість, складність виготовлення пристрою і недостатня ефективність пробивання кумулятивного каналу В основу винаходу поставлена задача удосконалення конструкції пристрою і підвищення ефективності перфорації (пробивної здатності) за рахунок геометричних параметрів та форми деталей пристрою, що забезпечить підвищення глибини пробиття а зовн - 6 0 °. а б ° а вн - азовн - 60°-70° 2 Пристрій по п 1, який відрізняється тим, що фіксатор детонуючого шнура кріпиться на кришці, товщина якої під детонуючим шнуром 0,23dKB 3 Пристрій по п 1, який відрізняється тим, що детонуючий шнур має плоску поверхню на контакті з кришкою кумулятивного заряду (О (О 62622 Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для перфорації свердловини, що містить корпус, детонуючий шнур, заряд вибухової речовини, установлений з зазором із сторони детонуючого шнура, заповненим високочутливою вибуховою речовиною (ВР), згідно винаходу, корпус заряду складається з циліндричної деталі, кришок із сторони кумулятивної виїмки у вигляді зрізаного конуса з циліндричною вершиною та конусоподібної із сторони детонуючого шнура, на торцях циліндричної деталі з двох сторін корпусу розміщені ущільнюючі кільця, при цьому величина шару ВР між вершиною кумулятивної виїмки конусної воронки і високочутливою ВР проміжного детонатора не перевищує 0,019 - 0,059 d K B (де d K B - діаметр основи конуса кумулятивної виїмки), а кут у вершині кумулятивної виїмки по відношенню до внутрішньої твірної а в н =55°, а по відношенню до зовнішньої а з о в н =60° Крім того, поставлена задача вирішується, тим що пристрій має фіксатор детонуючого шнура на кришці, а детонуючий шнур має плоску поверхню на контакті з кумулятивним зарядом, причому внутрішня конічна поверхня кришки зі сторони кумулятивної воронки має кут у вершині р =105-110°, внутрішній діаметр циліндричної частини кришки d Kp > 0,23d KB , товщина кришки під детонуючим шнуром не перевищує 0,058dKB Дія пристрою ефективна також при Запропонований пристрій відрізняється від прототипу тим, що має такі ВІДМІННІ ознаки Корпус (оболонка) заряду складається з циліндричної деталі і кришок - із сторони кумулятивної виїмки і із сторони детонуючого шнура, на торцях циліндричної деталі корпусу розміщені ущільнюючі кільця, величина шару ВР між вершиною кумулятивної виїмки і високочутливою ВР проміжного детонатора не більше (0,019-0,059) d K B Кут у вершині кумулятивної виїмки по відношенню до внутрішньої твірної а в н =55°, по відношенню до зовнішньої а з о в н =60° і а в н = а з о в н =6070° Пристрій має фіксатор детонуючого шнура, який кріпиться на кришці Детонуючий шнур має плоску поверхню на контакті з кумулятивним зарядом Внутрішня конічна поверхня кришки зі сторони кумулятивної виїмки має кут у вершині р =105110° Внутрішній діаметр циліндричної частини кришки d K p >0,23d K B Товщина кришки під детонуючим шнуром не перевищує 0,058dKB На фіг 1 представлений загальний вигляд пристрою в поперечному перетині Пристрій складається з кумулятивного заряду, детонуючого шнура 1, фіксатора 2, заряду 3, облицювання кумулятивної виїмки (конічної воронки) 4, проміжного детонатора із високочутливої ВР 5, циліндричної деталі корпусу 6, кришки зі сторони кумулятивної виїмки 7, кришки зі сторони детону ючого шнура 8, ущільнюючих прокладок 9 та 10 Пристрій розміщується на стрічковому каркасі (на рис не показаний ) і з'єднується з ним різьбовим з'єднанням 11 У відомих сучасних пристроях і прототипі оболонка (корпус) заряду, як правило складається з двох деталей кришки зі сторони кумулятивної виїмки, і власне корпусу Виготовлення корпусу такої форми - складна і трудоємна операція В таких пристроях пробивна здатність кумулятивних зарядів нижча, ніж в того, що пропонується цим винаходом завдяки вищеназваним ВІДМІННИМ ознакам Інші ВІДМІННІ ознаки мають часткове значення Зокрема товщина кришки 8 під детонуючим шнуром 1, плоска поверхня детонуючого шнура, на контакті з кумулятивним зарядом наявність фіксатора 2 на кришці 8 забезпечує надійніше збудження детонації основного заряду 3 Форма кришки 7 дозволяє вписати пристрій в певний діаметр, наприклад 38,42, 54, 65 мм тощо Неплоска поверхня детонуючого шнура 1, відсутність фіксатора 2 детонуючого шнура (ДШ) 1 може призвести до появи зазору між ДШ 1 і кришкою 8 і відмови детонації Пристрій працює таким чином Після ініціювання детонації в детонуючому шнурі 1 з фіксатором 2 ударна хвиля проходячи через кришку 8 збуджує детонацію в проміжному детонаторі 5 В циліндричній частині проміжного детонатора 5 відбувається формування плоского фронту детонації, яка розширюється в МІСЦІ контакту його з основним зарядом 3 При детонації заряду ВР З відбувається схлопування облицювання кумулятивної виїмки 4 і формування кумулятивного струменя, який пробиває кришку 7 і створює перфораційний канал в обсадній колоні і в породі навколо свердловини Деталі корпусу заряду 6, 9, 10 руйнуються на дрібні осколки і шматки Кришка 7 разом із стрічкою після відстрілу піднімається на поверхню Проміжний детонатор 5 може бути виготовлений з нефлегматизованого гексогену, із октогену марки Б, із октогену ОМА тощо Заряд ВР 3 може бути виготовлений із флегматизованого гексогену, пластифікованого октогену ОМА тощо Облицювання кумулятивної виїмки 4 для випадку а в н =55°, а з о в н =60° виготовляють із суміші порошків важких металів Цей пристрій призначено для глибокої перфорації пласта Для випадку а в н = а з о в н =60-70° облицювання виготовляють із суміші порошків легких металів Цей пристрій створює отвір великого діаметру (до 26 мм) з невеликою глибиною каналу (до 12мм) Його призначення - створення циркуляційних отворів в бурильних та обсадних трубах Експериментальні дослідження показали, що відхилення геометричних параметрів (по пп 3, 4, 8, переліку) від указаних вище приводить до зменшення глибини каналу і пробивної здатності пристрою Так, якщо пристрій на основі заряду ЗГ242-150/100 пробиває отвір в сталевій мішені глибиною 55-65мм [1], відомий пристрій на основі заряду ЗПКО-89-80мм в сталевій мішені [2], пристрій-прототип - 145 мм при масі заряду 23г [3], то 5 62622 6 пристрій, який пропонується на основі заряду матипом при меншій масі і габаритах він пробиває сою 10г - 113-118мм глибший канал в обсадній колоні і породі пласта, Випробування пристрою для перфорації сверта має простіший у виготовленні корпус дловин показали переваги перед відомим прото Комп'ютерна верстка С Волобуев Підписано до друку 06 10 2003 Тираж 39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна