Речовина облицювання кумулятивного заряду

1. Речовина облицювання перфораторного заряду, що складається із суміші порошків, одним із яких є порошок вольфраму, яка відрізняється тим, що суміш містить порошки пластичних металів, які вибирають із ряду: свинець, мідь, залізо, кобальт, нікель, цинк, олово, тантал, уран, бронза або їх суміші, причому вагова частка вольфраму в суміші 40 %-90 %. 2. Речовина облицювання перфораторного заряду по п. 1, яка відрізняється тим, що суміш містить порошок свинцю із співвідношенням компонентів облицювання: W 40-60 %, РЬ 60-40 %. 3. Речовина облицювання перфораторного заряду по п. 1, яка відрізняється тим, що суміш містить порошок заліза із співвідношенням компонентів: W 90-75 %, Fe 10-25%. 4. Речовина облицювання перфораторного заряду по п. 1, яка відрізняється тим, що суміш містить порошки міді та свинцю із співвідношенням компонентів: W 60-70 %, Си 25-30 %, РЬ 5-10%. 5. Речовина облицювання перфораторного заряду по п. 1, яка відрізняється тим, що суміш містить порошки нікелю та заліза із співвідношенням компонентів: W 40-90 %, Ni 40-7 %, Fe. 20-3 %. со СО Корисна модель відноситься до нафтогазовидобувної галузі, а саме до прострілювальновибухових робіт у геологорозвідувальних і експлуатаційних свердловинах та може бути використана в конструкціях кумулятивних перфораторних зарядів. Відома речовина для облицювання перфораторного заряду на основі порошкової міді [1]. Недоліком цієї речовини є низька пробивна здатність і, як наслідок, недостатня ефективність кумулятивного заряду. Відома футеруюча речовина перфоратора на основі металу, який вміщує як метал вісмут або сплав евтектичного складу на основі вісмуту з металами: свинець та/або олово, або сурма [2]. Недоліком цієї речовини є недостатня пробивна здатність і неможливість його застосування у високотемпературних свердловинах. Найбільш близьким технічним рішенням є футеруюча речовина облицювання перфоратора на металевій основі, що містить суміш порошків, одним з яких є порошок вольфраму або сполуки вольфраму [3]. Додатково в основу суміші порошків додається відновлювач (наприклад бура). Недоліком прототипу є некоректність визначення частки вольфраму в суміші та склад залишку. Так, кількість вольфраму у вихідній суміші на рівні 10-80% дає незначний приріст густини футеруючої речовини і, як наслідок, незначний ефект: збільшення глибини каналу - не більше 5-7%. До того ж, використання сполук вольфраму в кумуля 6379 тивних зарядах та інших пристроях імпульсної дії неефективне, тому їх переробляють на чистий вольфрам. Задачею запропонованої корисної моделі є підвищення ефективності перфорації (пробивної здатності) за рахунок високої щільності вольфраму, який використовують у речовині облицювання перфораторного заряду в суміші з пластичними металами. Поставлена задача вирішується тим, що речовина облицювання перфораторного заряду складається із суміші порошків, одним із яких є вольфрам, і, згідно корисної моделі, містить порошки пластичних металів, які вибирають із ряду: свинець, молібден, мідь, залізо, кобальт, нікель, цинк, олово, тантал, уран, бронза або їх суміші при ваговій частці вольфраму 40%-90%. В залежності від конструктивних особливостей свердловини та глибини залягання пласта речовина облицювання містить такі компоненти: - порошок свинцю із співвідношенням компонентів: W - 40-60%; РЬ - 60-40%. - порошок заліза із співвідношенням компонентів: W - 90-75%; Fe-10-25%. - порошки міді та свинцю із співвідношенням компонентів: W - 60-70%; Си - 25-30%; Pb-5-10%. - порошки нікелю та заліза із співвідношенням компонентів: W - 40-90%; Ni - 40-7%; Fe - 20-3%. Запропонована корисна модель характеризується наявністю таких відмінних ознак: 1. Вагова частка вольфраму в суміші 40%90%. 2. Суміш порошків пластичних металів вибирають із ряду: свинець, молібден, мідь, залізо, кобальт, нікель, цинк, олово, тантал, уран, бронза або їх суміші. 3. Речовина містить порошок свинцю із співвідношенням компонентів: W - 40-60%; РЬ - 60-40%. 4. Речовина містить порошок заліза із співвідношенням компонентів: W - 40-60%; Fe-10-25%. 5. Речовина містить порошки міді та свинцю із співвідношенням компонентів: W - 70-60%; Си - 25-30%; Pb-5-10%; 6. Речовина містить порошок нікелю та заліза із співвідношенням компонентів: W - 40-90%; Ni - 40-7%; Fe - 20-3%. Порошок графіту в суміші складає 1-2%, що зумовлено необхідністю змащування інструменту під час пресування. Порівняльний аналіз із прототипом дозволяє зробити висновок, що запропонований склад відрізняється від відомого новим співвідношенням компонентів, що дозволяє стверджувати про його відповідність критерію "новизна", хоча деякі нововведені компоненти відомі, однак їх використання з іншими компонентами не забезпечували такі властивості, які досягаються в новому рішенні, а саме значного збільшення пробивної здатності (глибини перфорації). Таким чином, запропонований склад компонентів надає речовині облицювання такі властивості, що різнять його від прототипу. При вмісті пластичних металів в суміші в зазначених межах облицювання перфораторного заряду після перемішування порошків виготовляють методом холодного пресування. Після виготовлення облицювання запресовують в кумулятивний заряд. Вирішення задачі досягається тим, що використовують більш точні пропорції компонентів, і підвищення ефективності перфорації досягається шляхом використання цього композиційного матеріалу. Наведені вище суміші порошків отримані експериментально в процесі випробування зарядів з різними співвідношеннями мас компонентів на сталевих мішенях. В сучасних аналогічних виробах такий кількісний склад невідомий. Прикладом доказу правильності рішення можуть бути варіанти різних складів облицювання перфораторного заряду, з якими проводились польові експериментальні перевірки (відстріли) на мішенях і в свердловинах. Для експериментальної перевірки запропонованого складу були підготовлені суміші, дві з яких показали оптимальні результати (див. табл.1, 2). Таблиця 1 Матеріал облицювання Pb/W, % 60/40 55/45 50/50 45/55 40/60 30/70 Середня глибина пробивання Рср.пр., мм 105 108 110 107 103 100 6379 Таблиця 2 Матеріал облицювання Fe/W, % 10/90 20/80 25/75 30/70 35/65 40/60 Наведені в таблиці 1 дані характеризують залежність глибини пробивання для різних співвідношень складників речовини матеріалу облицювання Результати показують, що найбільша глибина пробиття досягається при співвідношенні компонентів Pb/W (60-40%/40-60%) Аналогічні залежності були отримані також для кожних окремих співвідношень різних компонентів Так, наведені в таблиці 2 результати для співвідношення Fe/W показують оптимальний склад речовини матеріалу облицювання, який забезпечує підвищену пробивну здатність Таким чином, отримані результати із уточненими складами компонентів у сумішах Pb/W, Fe/W підтверджують підвищення ефективності перфорації при їх застосуванні Запропоновані речовини, зокрема КОМПОЗИЦІЙНІ матеріали на основі сумішей W/Pb, W/Cu/Pb, були використані в конструкціях малогабаритних перфораторних зарядів ЗКМ-38 і ЗК1-80С Експериментальні відстріли на сталевих мішенях і в свердловинах з використанням названих матеріалів показали, що глибина пробитого каналу збільшується на 20-30% без зменшення діаметру, в порівнянні з мідним порошковим матеріалом Збільшення вартості заряду при цьому незначне, а збільшення ефективності значне завдяки збільшенню початкового дебіту свердловини Комп ютерна верстка Д Шеверун Середня глибина пробивання І_ср пр , мм 115 128 160 153 117 110 Результати випробувань показують, що глибина пробитого каналу, наприклад при застосуванні свинцевого порошку в порівнянні з прототипом, де вміст вольфраму запропоновано використовувати від 10 до 80%, досягається найбільшою при співвідношенні вагових часток вольфраму та свинцю в діапазоні 60-40%/40-60% (табл і ) При цьому глибина каналу Ц р п р досягає 110 мм в мішені зі сталі СтЗ В цілому можна зробити такий висновок використання запропонованого складу речовини облицювання є обґрунтованим завдяки підвищенню пробивної здатності перфораторного заряду, що поліпшує зв'язок між пластом та свердловиною і, в кінцевому результаті, збільшує видобуток вуглеводнів Джерела інформації 1 Прострелочно-взрывные и импульсные виды работ в скважинах Сборник научных трудов М Изд-во ВИЭМС, 1989 - С 34 2 А С 13569687 СССР Футерующий материал перфоратора на основе металла, Е21В43/116 Опубл 30 11 87 Бюл №44 3 Патент №40329 UA Футеруюча речовина облицювання перфоратора Е21В43/117 (прототип) Опубл 16 07 2001 Бюл №6 Підписне Тираж 28 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності вул Урицького, 45, м Київ МСП 03680 Україна ДП "Український інститут промислової власності вул Глазунова 1 м К и ї в - 4 2 01601