Кумулятивний перфоратор

Реферат: UA 69633 U UA 69633 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до технічних засобів нафтогазодобувної промисловості і може бути використаний для вторинного розкриття продуктивних пластів у геологорозвідувальних, нафтових та газових свердловинах. Відомий малогабаритний корпусний кумулятивний перфоратор з різними кутами фазування зарядів, який включає герметичний корпус з розташованими в одній площині кумулятивними зарядами (КЗ), вибуховий патрон і заряди для передачі детонації вздовж детонаційного ланцюга [1]. Недоліками кумулятивного перфоратора [1] є низька ефективність, зумовлена нульовим фазуванням КЗ і невеликою щільністю перфорації, обмежені технологічні можливості застосування в газовому (газованому) середовищі й під час вторинного розкриття тонкошаруватих пластів-колекторів. Відомий кумулятивний безкорпусний перфоратор [2], який включає КЗ в індивідуальних корпусах, з'єднувальний елемент і засоби підривання, при цьому з'єднувальний елемент має сегментний розріз і виїмки, виготовлені в ньому із сторони плоскої поверхні, які утворюють з корпусами зарядів герметичні порожнини для формування кумулятивних струменів. Недоліками кумулятивного безкорпусного перфоратора [2] є нульовий кут фазування КЗ, низька щільність перфорації, висока ймовірність виникнення ускладнень та заклинювання в свердловині через значні деформації з'єднувального елементу під час фугасного вибуху КЗ або під час підривання в газовому (газованому) середовищі. Це все зумовлює порівняно невисоку ефективність застосування такого кумулятивного перфоратора, особливо під час вторинного розкриття тонкошаруватих пластів-колекторів. Відомий кумулятивний перфоратор ПКСУЛ80, який включає головку, каркас зі стрічок з розміщеними на ньому КЗ з кутом фазування 180°, ДШ, вибуховий патрон, вантаж [3]. Недоліками кумулятивного перфоратора [3] є низька ефективність з огляду на низьку щільність перфорації та обмежений кут фазування КЗ, високий фугасний вплив на стінки свердловини. Недосконале розміщення КЗ такого перфоратора, як і у відомих кумулятивних перфораторах [1, 2], не дозволяє ефективно розкривати тонкошаруваті пласти-колектори, оскільки в цьому разі для ефективного розкриття необхідним є розташування КЗ під кутом до об'єкту перфорації. Найбільш близьким до запропонованого винаходу за технічною суттю і результатом є кумулятивний перфоратор (прототип), який включає перфораторну головку, прикріплений до неї з'єднувальний елемент у вигляді скріплених з'єднувачем спіральних стрічок із зигзагоподібними ділянками, на яких розміщено КЗ, детонуючий шнур (ДШ), вибуховий патрон [4]. Недоліком прототипу є низька ефективність з огляду на обмежений кут фазування КЗ, невисоку щільність перфорації, високу ймовірність виникнення ускладнень під час застосування в газовому (газованому) середовищі або за низьких свердловинних тисків, зважаючи на неприпустимі деформації стрічок. Невисокою ефективністю такий кумулятивний перфоратор характеризується і під час проведення тонкошаруватих пластів-колекторів. В основу винаходу поставлена задача підвищення ефективності кумулятивного перфоратора шляхом вдосконалення його конструкції. Поставлена задача вирішується тим, що в кумулятивному перфораторі, який включає перфораторну головку, КЗ, ДШ, вибуховий патрон, згідно винаходу, КЗ розміщено на ДШ, причому кожний КЗ включає розташовані взаємно опозитно та симетрично відносно осі ДТП дві кумулятивні частини, розміщені в одному корпусі. Запропоновану згідно винаходу конструкцію кумулятивного перфоратора з кутом фазування КЗ а = 90° наведено на фіг. 1. Кумулятивний перфоратор складається з перфораторної головки (на фіг. 1 не показано), до якої кріпиться ДШ 1 з вибуховим патроном (на фіг. 1 не показано). На ДШ 1 розміщені КЗ, кожний з яких має корпус 2, де розташовано дві кумулятивні частини. Корпус виготовлено із суцільної циліндричної металевої заготовки, яка посередині (на осі симетрії) має наскрізний отвір, через який проходить ДШ 1. Така конструкція КЗ дозволяє зменшити собівартість його виготовлення. Кумулятивні частини, таким чином, є ізольованими одна від одної й розташовані взаємно опозитно (спрямовано в протилежних напрямках). Водночас вони розташовані симетрично відносно осі симетрії ДШ 1 та, відповідно, корпусу 2, яка є віссю симетрії всього КЗ. Кожна кумулятивна частина відокремлена від ДШ 1 тонкою перемичкою корпусу. Кожна кумулятивна частина містить шашку спресованої флегматизованої вибухової речовини(ВР) 3 з кумулятивним облицюванням (КО) 4, високодисперсну ВР 5 та високочутливу ВР 6. Використання в конструкції кумулятивної частини багатошарової ВР 3, 5, 6 дозволяє покращити надійність ініціювання та забезпечує стабільні показники роботи КЗ. Кумулятивні 1 UA 69633 U 5 10 15 20 25 30 35 40 частини загерметизовано від дії агресивного свердловинного середовища кришками 7 з гумовими кільцями 8. Відстань між сусідніми КЗ (щільність перфорації) вибирається з технологічних умов проведення свердловинної перфорації і забезпечується шляхом розташування на ДШ 1 фіксатора щільності перфорації 9, який являє собою тонкостінну трубку, виготовлену, наприклад з алюмінію або фторопласту. Особливістю запропонованої конструкції кумулятивного перфоратора є можливість оперативного задавання кута фазування КЗ в широкому діапазоні  = 0-360°. КЗ фіксуються на ДШ 1 один відносно одного відомими способами, наприклад за допомогою заклинювання ДШ в отворі корпусу КЗ або за допомогою вирізів на фіксаторі щільності перфорації 9. У випадку довгих збірок КЗ і під час проведення прострілювально-вибухових робіт за високої свердловинної температури із метою забезпечення цілісності та підсилення міцності ДШ 1 (конструкції перфоратора) на ньому додатково може бути розміщено підсилювач жорсткості у вигляді тонкостінного кожуха, наприклад з металевої оплітки або металополімеру (на фіг. 1 не показано). За потреби в нижній частині кумулятивного перфоратора до ДШ 1 може кріпитися наконечник (на фіг. 1 не показано). За потреби, наприклад під час вторинного розкриття тонкошаруватих пластів-колекторів, ДШ 1 може бути зігнуто таким чином, що осі КЗ 10 направлено під кутом  до пласта-колектора (на фіг. 2 показано взаємне розташування вісей КЗ 10 та вісей ДШ 11). Цей кут технологічно обмежується припустимим радіусом згину матеріалу ДШ та його міцнісними властивостями. Споряджений кумулятивний перфоратор працює наступним чином. Після його розміщення на потрібному інтервалі перфорації ініціюють вибуховий патрон, від якого детонація передається до ДШ 1, а далі через перемички корпусів 2 КЗ до вибухових речовин 3, 5, 6. Внаслідок вибухового обтиснення КО 4 кожної кумулятивної частини формується кумулятивний струмінь, який пробиває кришку 7 КЗ, створює перфораційний в обсадній колоні, цементному кільці та пласті-колекторі. Оскільки кожний КЗ має дві взаємно опозитні кумулятивні частини, то спрацьовування кожного КЗ, відповідно, забезпечує формування двох протилежнонаправлених перфораційних отворів, розташованих в одній площині. Після спрацьовування кумулятивного перфоратора всі його конструктивні елементи, за винятком перфораторної головки, руйнуються, а їхні дрібні осколки осідають на зумпф свердловини. Таким чином, поставлена задача підвищення ефективності кумулятивного перфоратора досягається. Джерел інформації: 1. Прострелочно-взрывная аппаратура: Справочник/ под ред. Л.Я.Фриндляндера. М.:Недра, 1990. - С. 60-61. 5 2. Авторское свидетельство № 739914 СССР. М.Кл. Е21В43/117. Кумулятивный бескорпусный перфоратор. Опубл. 15.02.91. 3. Прострелочно-взрывная аппаратура: Справочник/ под ред. Л. Я. Фриндляндера. - М.: Недра, 1990. - С. 73-76. 4. Patent № 5662178 US. Wave strip perforating system. E21B43/11, E21B43/117,E21B43/116. Pub. 29.03.1996. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 1. Кумулятивний перфоратор, який включає перфораторну головку, кумулятивні заряди, детонуючий шнур, вибуховий патрон, який відрізняється тим, що кумулятивні заряди розміщено на детонуючому шнурі, причому кожний кумулятивний заряд включає розташовані взаємно опозитно та симетрично відносно осі детонуючого шнура дві кумулятивні частини, розміщені в одному корпусі. 2. Кумулятивний перфоратор за п. 1, який відрізняється тим, що детонуючий шнур зігнуто таким чином, що осі кумулятивних зарядів направлено під кутом до пласта-колектора. 3. Кумулятивний перфоратор за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що на детонуючому шнурі додатково може бути розміщено підсилювач жорсткості у вигляді тонкостінного кожуха. 2 UA 69633 U 3 UA 69633 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 4