Корпусный кумулятивный перфоратор многократного использования
Изобретение относится к прострелочно-взрывной аппаратуре, применяемой в горной промышленности. Цель - повышение эффективности работы перфоратора за счет увеличения надежности крепления каждого кумулятивного заряда 6 в соосном отверстию положении и очистки продуктами взрыва пробитого перфорационного канала от песка и раздробленных частиц породы при одновременном уменьшении его металлоемкости и трудоемкости при изготовлении и эксплуатации, а также повышение надежности герметизации отверстий в корпусе. Отверстия 2 корпуса 1 загерметизированы металлическими пробками (МП) 3 и эластичными уплотнениям (ЭУ) 5. Посредством МП 3 и центрирующей металлической втулки (ЦМВ) 8 в металлическом корпусе зафиксирован заряд 6 напротив отверстия 2. Каждое отверстие 2 и МП 3 выполнены цилиндрическими, а ЦМВ 8 со стороны МП 3 выполнена с выступом 10 в виде полого конуса, направленного меньшим основанием в сторону МП 3. Внутренняя коническая фаска МП 3 сопряжена с выступом 10. Между МП 3 и ЭУ 5 размещен полый шаровой сегмент 11. При спуске перфоратора в скважину гидростатическим давлением через ЭУ 5 шаровой сегмент 11 деформируется и герметизирует отверстие 2. Давлением жидкости заряд 6 надежно удерживается напротив отверстия 2. При выстреле МП 3 и ЦМВ 8 взаимодействуют, совместно пластически деформируясь. При этом МП 3 остается в корпусе 1. Продукты взрыва осуществляют продувку перфорационного канала, освобождая его от песта и обломков породы, 1 з. п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к прострелочно-взрывной аппаратуре, применяемой в горном деле для вскрытия продуктивных пластов в обсаженных скважинах путем пробивания сетки перфорационных каналов в обсадной трубе, затрубном цементном кольце и прилегающей породе пласта. Целью изобретения является повышение эффективности работы перфоратора за счет увеличения надежности крепления каждого кумулятивного заряда в соосном отверстию положении и очистки продуктами взрыва пробитого перфорационного канала от песта и раздробленных частиц породы при одновременном уменьшении его металлоемкости и трудоемкости при изготовлении и эксплуатации, а также повышение надежности герметизации отверстий в корпусе. На фиг. 1 представлен перфоратор, поперечный разрез; на фиг. 2 - загерметизированное отверстие корпуса после спуска перфоратора в скважину; на фиг. 3 отверстие корпуса вскоре после взрыва заряда. Предлагаемый перфоратор содержит корпус 1 с отверстиями 2, каждое из которых загерметизировано металлической пробкой 3, имеющей внутреннюю полость с конической фаской 4, и эластичным уплотнением 5, кумулятивные заряды 6 в металлических оболочках 7, каждый из которых зафиксирован напротив отверстия 2 посредством металлической пробки 3 и центрирующей металлической втулки 8, установленной с опорой на металлическую оболочку 7 и детонирующий шнур 9, соединяющий коммулятивные заряды 6 со средством инициирования (на чертежах не показаны). Отверстия 2 в корпусе 1 и металлические пробки 3 выполнены цилиндрическими, а каждая центрирующая металлическая втулка 8 со стороны металлической пробки 3 выполнена с выступом 10 в виде полого усеченного конуса, направленного меньшим основанием в сторону металлической пробки 3. При этом каждое эластичное уплотнение 5 выполнено в виде диска и размещено в отверстии 2 корпуса 1 с наружной стороны металлической пробки 3. Коническая фаска 4 последней сопряжена с выступом 10 центрирующей металлической втулки 8 для обеспечения совместной пластической деформации металлической пробки 3 и центрирующей металлической втулкой 8 в рабочем положении. Перфоратор снабжен металлическими крышками 11, каждая из которых выполнена в виде полого шарового сегмента, размещенного между металлической пробкой 3 и диском (5) и сопряженного основанием с металлической пробкой 3 и отверстием 2 корпуса 1. Выполнение отверстия 2 корпуса 1 и пробки 3 с гладкими сопряженными поверхностями и с постоянным по всей их длине диаметром значительно снижает трудоемкость изготовления перфоратора, так как не требует дополнительной ступенчатой расточки отверстия и нарезания резьб на буртике отверстия и шейке пробки, как это обычно делается в таких перфораторах. Исключение ступенчатой расточки отверстия и длинного (для удержания пробки 3) резьбового участка отверстия 2 позволяют уменьшить толщину стенки корпуса 1 до необходимой из условия гидростатической прочности и таким образом снизить металлоемкость перфоратора. Возможность свободного перемещения пробки 3 под действием гидростатического давления до упора во втулку 8, а также наличие у последней существенной прочности позволяют передать заряду 6 значительную осевую нагрузку после спуска перфоратора на определенную глубину и, благодаря этому, повысить надежность его крепления в соосном отверстию положении. Плотно сжатые между собой под действием гидростатического давления толстостенная прочная втулка 8 и массивная прочная оболочка 7 заряда 8 образуют замкнутую камеру, которая, ограничивая боковой разлет продуктов взрыва, способствует образованию высокоскоростного потока газов 12, направленного вдоль оси заряда 6 в пробитый канал перфорации, втулка 8 при этом выполняет роль сопла, уплотняющего и ускоряющего газовый поток. В результате очистки каналов от песта и раздробленных частиц породы за счет продувки продуктами взрыва улучшается гидродинамическая связь скважины с продуктивным пластом и, следовательно, повышается эффективность работы перфоратора. Во время спуска в скважину металлическая крышка под действием гидростатического давления распрямляется (становится плоской), увеличиваясь по диаметру до упора в стенку отверстия 2, и перекрывает ходовой зазор между пробкой 3 и отверстием 2, благодаря чему улучшаются условия работы диска (5) и повышается надежность герметизации. По мере повышения гидростатического давления пробка 3, втулка 8 и оболочка 7 заряда 6 плотно сжимаются с довольно значительным усилием (5-20 кН), надежно фиксируя заряд 6 в соосном отверстию 2 положении, и образуют прочную массивную замкнутую камеру. После спуска в интервал перфорации подрывается детонирующий шнур 9, от которого срабатывает кумулятивный заряд 6. Образующаяся при этом металлическая кумулятивная струя пробивает отверстие в деталях герметизации (см. фиг. 3) и образует в стенке скважины канал перфорации. Упомянутая выше камера, стесняя боковой разлет продуктов взрыва заряда 6, способствует формированию высокоскоростного уплотненного потока газов 12, который направляется соплом в виде втулки 8 через отверстие, пробитое в деталях герметизации (3,5 и 11 на фиг. 3) внутрь канала перфорации и очищает его от осколков и песта, вынося их наружу из канала. Втулка 8 после взрыва заряда 6 приобретает значительную скорость и движется в сторону пробки 3, ускоряя ее. При этом ввиду инертности пробки 3 и присоединенной массы скважинной жидкости, происходит пластическая деформация (раздача) конца пробки 3 (см. фиг. 3) до диаметра, превышающего диаметр отверстия 2 в корпусе 1, что и удерживает в нем пробку 3 после выстрела.
Формула изобретения
1. Корпусный кумулятивный перфоратор многократного использования, содержащий корпус с боковыми отверстиями, в каждом из которых установлены металлическая пробка, имеющая внутреннюю полость с конической фаской, с эластичным уплотнением, кумулятивные заряды в металлических оболочках, каждый из которых зафиксирован напротив отверстия посредством металлической пробки и центрирующей металлической втулки, установленной с опорой на металлическую оболочку, и детонирующий шнур, соединяющий кумулятивные заряды со средствами инициирования, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности его работы за счет увеличения надежности крепления каждого кумулятивного заряда в соосном отверстию положении и очистки продуктами взрыва пробитого перфорационного канала от песка и раздробленных частиц породы при одновременном уменьшении его металлоемкости и трудоемкости при изготовлении и эксплуатации, отверстия в корпусе и боковая наружная поверхность каждой металлической пробки выполнена цилиндрической, а каждая центрирующая металлическая втулка со стороны металлической пробки выполнена с выступом в виде полого усеченного конуса, направленного меньшим основанием в сторону металлической пробки, при этом каждое эластичное уплотнение выполнено в виде диска и размещено со стороны наружного торца металлической пробки, коническая фаска которой сопряжена с выступом центрирующей металлической втулки для обеспечения совместной пластической деформации металлической пробки и центрирующей металлической втулки в рабочем положении. 2. Перфоратор по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности герметизации боковых отверстий в корпусе, он снабжен металлическими крышками, каждая из которых выполнена в виде полого шарового сегмента, размещенного между металлической пробкой и диском и сопряженного основанием с наружным торцом металлической пробки и боковым отверстием корпуса.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000
Извещение опубликовано: 20.03.2000
