Кумулятивний заряд перфоратора

Реферат: UA 69632 U UA 69632 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід відноситься до технічних засобів нафтогазодобувної промисловості, і може бути використаний для виявлення продуктивних покладів нафти і газу та збільшення видобутку під час вторинного розкриття продуктивних пластів. Відомий герметичний кумулятивний заряд (КЗ) безкорпусного перфоратора для бурових свердловин, який включає оболонку з розміщеними всередині кумулятивною виїмкою з облицюванням у вигляді конуса з поверхнями кута в вершині 61° і 85° і вибуховою речовиною (ВР), а також ущільнювальну прокладку і кришку, зовнішня бічна поверхня якої розміщена між конічними поверхнями з кутами конуса 88° і 118° [1]. Недоліком КЗ [1] є його низька ефективність, яка при вторинному розкритті продуктивних пластів визначається площею бічної поверхні перфораційного отвору. Це зумовлене невисоким виходом матеріалу облицювання, зокрема його основи, до кумулятивного струменя (КС), який має порівняно невисоку швидкість ефективної частини КС та порівняно невеликі геометричні розміри утворюваного перфораційного отвору. Це не дозволяє створити у свердловинному об'єкті кумулятивної перфорації (обсадній колоні, цементному кільці, пласті-колекторі тощо) перфораційний отвір з достатньо великою площею бічної поверхні перфораційного отвору. Відомий КЗ перфоратора, який включає конічне кумулятивне облицювання (КО), заряд ВР і оболонку, причому товщина КО складає 1,2-1,65 % від діаметра її основи, товщина ВР складає 15-20 товщин КО зі зменшенням до основи в межах до 1-2 товщин КО, при цьому товщина зовнішньої оболонки складає 2-4 товщини КО [2]. Недоліком КЗ [2] є невисока ефективність, зумовлена формуванням низько швидкісного КС малого діаметру з порівняно невисоким виходом до нього матеріалу КО. В підсумку це зменшує деструктивну дію ефективної частини КС на свердловинний об'єкт кумулятивної перфорації та не дозволяє сформувати перфораційний отвір з великою площею бічної площі перфораційного отвору. Найбільш близьким до запропонованого винаходу за технічною суттю є КЗ перфоратора (прототип), який включає оболонку з розміщеною в ній ВР із кумулятивною виїмкою, КО, виготовлене з порошкового матеріалу з товщиною конусної стінки, відношення якої до діаметра основи складає 1,6-5,9 %, а його внутрішня і зовнішня бічні його поверхні розміщені між конічними поверхнями з кутами відповідно 44° і 70° [3]. Недоліком прототипу [3] є відносно низька ефективність, зумовлена невисоким виходом матеріалу КО до КС і, відповідно, малим діаметром КС, який має відносно невелику швидкість ефективної частини. Це не дозволяє створити перфораційний отвір з великою площею бічної поверхні перфораційного отвору. В основу винаходу поставлено задачу підвищення ефективності КЗ перфоратора шляхом збільшення виходу матеріалу КО до ефективної частини КС і збільшення її швидкості шляхом вдосконалення конструкції КО, що дозволить сформувати КС високої пробивної здатності та забезпечити формування перфораційного отвору з великою площею бічною поверхні. Поставлена задача вирішується тим, що у КЗ перфоратора, що включає оболонку з розміщеною в ній ВР із кумулятивною виїмкою, КО, виготовлене з порошкового матеріалу, згідно винаходу, бічна поверхня КО утворена площинами, розташованими таким чином, що сусідні з них утворюють між собою лінійні КО. Запропонований згідно винаходу КЗ (герметичної конструкції) наведено на фіг. 1. В оболонці 1 розміщено ВР, що складається з трьох шарів 2-4 (2 - основна шашка, 3 високодисперсна ВР, 4 - високочутлива ВР). Використання в конструкції КЗ багатошарової ВР дозволяє покращити надійність його ініціювання та забезпечує стабільну ефективність роботи. Основна шашка 2 має кумулятивну виїмку з пресованим порошковим КО 5. Особливістю КО 5 є те, що його бічна поверхня утворюється не однією поверхнею, як у прототипі (конічною), а утворена кількома площинами. В заданому перерізі ці площини розташовані симетрично відносно вісі КЗ. Площини можуть бути як прямолінійними (фіг. 2), так і криволінійними (фіг. 1). При цьому сусідні площини утворюють між собою лінійні КО, профіль яких відповідає профілю КО відомих лінійних КЗ, наприклад клиноподібний (фіг. 1), напівсферичний (фіг. 2) тощо. На відміну від конічного КО прототипу, в запропонованому КЗ перфоратора КО 5, зокрема біля основи, містить більшу кількість порошкового матеріалу. Варто зазначити, що технологічно порошкове КО 5 може бути виготовлено як єдиний виріб (фіг. 1), так і у вигляді окремих сегментів (лінійних КО), розташованих вісесиметрично відносно вісі КЗ, як показано на фіг. 2. Кумулятивну виїмку з КО 5 загерметизовано кришкою 8 із ущільнювачем 9. Якщо КЗ має негерметичну конструкцію, то він не має кришки 8 та ущільнювача 9, а герметизація кумулятивної виїмки з КО 5 забезпечується розміщенням КЗ в герметичному корпусі кумулятивного перфоратора. 1 UA 69632 U 5 10 15 20 Запропонований КЗ перфоратора працює наступним. До дна оболонки 1 КЗ кріпиться детонуючий шнур 10, а КЗ у складі кумулятивного перфоратора спускають до потрібного інтервалу проведення перфорації. Після ініціювання детонуючого шнура 10 детонація через оболонку 1 КЗ, шари ВР 4, 3 передається до основної шашки 2. Під час її детонації відбувається вибухове обтиснення КО 5. Під час цього відбувається лінійна кумуляція площин, які утворюють між собою лінійні КО, та відбувається формування з них КС. Із цих КС за рахунок направленого руху матеріалу КО та продуктів детонації до вісі КЗ формується високошвидкісний центральний КС. Хвостові елементи центрального КС запропонованого КЗ мають більшу швидкість за, відповідно, більшого діаметру і більшого переходу матеріалу КО, насамперед його основи, до ефективної частини КС, порівняно з прототипом. Утворений КС пробиває кришку 8 і створює в обсадній колоні, цементному кільці та пласті-колекторі перфораційний отвір з розвиненою системою тріщин та порівняно великою площею бічної поверхні перфораційного отвору. Отже поставлена задача винаходу - підвищення ефективності КЗ перфоратора досягається. Джерела інформації: 1. Патент UA № 1124, Е21В43/117. Герметичний кумулятивний заряд безкорпусного перфоратора для бурових робот. Опубл. 17.12.2001. Бюл. №11. 5 2. Авторское свидетельство № 1816850 СССР. М. Кл. Е21В43/117. Кумулятивний заряд перфоратора. Опубл. 23.05.93. Бюл. № 19. 3. Патент UA № 10649, Е21В43/117. Кумулятивний заряд перфоратора. Опубл. 15.11.2005. Бюл. № 11 (прототип). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Кумулятивний заряд перфоратора, що включає оболонку з розміщеною в ній вибуховою речовиною із кумулятивною виїмкою, кумулятивне облицювання, виготовлене з порошкового матеріалу, який відрізняється тим, що бічна поверхня кумулятивного облицювання утворена площинами, розташованими таким чином, що сусідні з них утворюють між собою лінійні кумулятивні облицювання. 2 UA 69632 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3