Твердотопливный скважинный газогенератор

 

Использование: устройство для разрыва пласта в скважинах для повышения проницаемости горных пород в прискважинной зоне и интенсификации добычи полезных ископаемых. Сущность изобретения: от взрывной машинки подрывают герметичный патрон, который вызывает детонацию детонирующего шнура, расположенного в центральной трубке каждого из зарядов смесевого твердого топлива. Продукты детонации детонирующего шнура воспламеняют несколько десятков линейно расположенных зарядов смесевого твердого топлива. 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, конкретно к устройствам для разрыва пласта в скважинах для повышения проницаемости горных пород в прискваженной зоне и интенсификации добычи полезных ископаемых.

Известно пиротехническое воспламенительное устройство генераторов ПГД. БК-100 и ПГД.БК-150, включающее герметичный взрывной патрон, заряды из смесевого топлива с центральными трубчатыми облицованными отверстиями, в которых помещены удерживающий трос и воспламенители зарядов.

Недостатком является невозможность "мгновенного" воспламенения длинных зарядов или сборки отдельных зарядов с малой линейной массой (1,2-2,5 кг/м).

Цель изобретения - повышение эффективности действия за счет увеличения скорости воспламенения зарядов из смесевого топлива.

Указанная цель достигается применением детонирующих шнуров в качестве средств для воспламенения продуктами детонации в скважинах зарядов из смесевых взрывчатых веществ.

Ограничением для использования детонирующего шнура по этому назначению является чувствительность взрывчатого вещества к детонации. Под это ограничение не подпадает достаточно большое количество смесевых твердых топлив на основе перхлората аммония или калия, недетонирующих в зарядах диаметром корпуса 100 мм даже при действии мощного детонационного импульса и нашедших широкое применение в скважинах при обработке пластов пороховыми генераторами давления типа ПГД или АДС.

Экспериментальные исследования процессов воздействия на твердые топлива марок ТН-18/5 К и ТПМ продуктов детонации шнуров типа ШЭЛ 170/150, ДУЗ ИВ 170/1000 и ДШТВ 150/800 проводились в сосудах высокого давления. Было установлено, что как после непосредственного воздействия продуктов детонации шнура на смесевое твердое топливо (СТТ), так и после воздействия через тонкую металлическую преграду (алюминий, сталь, медь толщиной 1 мм) в помещенном в жидкость заряде при давлениях выше Р_кр устойчиво развивается процесс взрывного превращения со скоростями, соответствующими скоростям стационарного горения. Значения Р_кр лежат в области 0,1 МПа<Р<5 МПа при нормальной температуре (10^оС) для зарядов без металлической облицовки: Р_кр ≈ 35 МПа для зарядов с облицованным металлом каналом, где был размещен детонирующий шнур.

Значения Р_кр также зависят от температуры окружающей среды, существенно снижаясь при ее увеличении. Так для зарядов с металлической облицовкой каналов при 50^оС Р_кр ≈ 13 МПа и при 100^оС Р_кр ≈10 МПа.

Проведенные исследования подтвердили возможность использования в скважинах, где величина гидростатического давления скважинной жидкости в интервале ведения взрывных работ значительно превышает значения Р_кр, детонирующих шнуров различных конструкций для воспламенения зарядов из смесевых взрывчатых веществ.

На чертеже показан вариант использования детонирующего шнура, размещенного в центральном канале зарядов устройства для местного повышения давления в скважине, как средства воспламенения.

Устройство содержит герметичный взрывной патрон 1, отрезок термобаростойкого детонирующего шнура 2 и заряды 3 из смесевого топлива. Топливо каждого заряда изолируется от жидкости по центральному каналу тонкостенной металлической трубкой 4 и по боковой поверхности бронепокрытием 5.

Устройство работает следующим образом. При гидростатических давлениях в скважине, превышающих Р_кр, от взрывной машинки подрывается патрон 1, вызывающий детонацию ДШ 2. Продукты детонации ДШ воспламеняют каждый из зарядов твердого топлива, соприкасающийся стенкой канала с отрезком шнура.

Поскольку скорости детонации ДШ соответствуют величинам порядка 6 ˙10³-7˙ 10³ м/с, то отрезок шнура длиной 10-20 м продетонирует за время 1,5˙ 10^-3-3 ˙10^-3 с. Указанное время практически соответствует времени задержки воспламенения при воздействии на заряды мощным тепловым потоком и цель изобретения ("мгновенное" зажигание нескольких десятков линейно расположенных зарядов) достигается.

Применение детонирующих шнуров будет способствовать широкому внедрению высокоэффективных методов комплексной обработки прискважинной зоны продуктивных пластов, предусматривающих использование для разрыва пласта генераторов давления, спускаемых в скважину через колонну насосно-компрессорных труб.

Формула изобретения

ТВЕРДОТОПЛИВНЫЙ СКВАЖИННЫЙ ГАЗОГЕНЕРАТОР, включающий в верхней части герметичный патрон с инициатором и в нижней части заряды из смесевого топлива с центральной трубкой, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности действия за счет увеличения скорости воспламенения зарядов из смесевого топлива, в трубке помещен детонирующий шнур, соединенный с герметичным патроном.

РИСУНКИ

Рисунок 1