Скважинная фугасная торпеда

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для встряхивания прихваченных бурильных труб, а также для вызова притоков и повышения гидродинамической связи пласта со скважиной, а также для повышения эффективности и расширения функциональных возможностей скважинной фугасной торпеды путем генерирования ею серии периодически повторяющихся импульсов давления. Заряд торпеды выполнен из последовательно чередующихся элементов из бризантного взрывчатого вещества порохового или пиротехнического состава и взрывчатого вещества, обеспечивающего перевод горения в детонацию. Взрывчатое вещество, обеспечивающее перевод горения в детонацию, размещено в пороховом или пиротехническом составе. Торпеда снабжена дополнительным слоем порохового и/или пиротехнического состава, размещенным под оболочкой на наружной поверхности заряда. 2 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к прострелочно-взрывным работам в нефтяных и газовых скважинах, и предназначено для встряхивания прихваченных бурильных труб, а также вызова притоков и повышения гидродинамической связи пласта со скважиной.

Применение скважинной фугасной торпеды, которая в процессе срабатывания создает серию последовательных ударно-волновых импульсов, позволит существенно повысить производительность работ и уменьшить износ кабеля, оборудования и инструментов.

Известен селективный прострелочно-взрывной аппарат [1] содержащий несколько отдельно отстреливаемых зарядов взрывчатого вещества (ВВ) и средства их инициирования, а также электромагнитный переключатель, обеспечивающий подрыв зарядов в требуемой последовательности. Каждое средство инициирования (детонатор) подсоединяется к отдельной электрической линии, выходящей из переключателя.

Недостатками такого аппарата являются сложность монтажа электровзрывной сети, высокий расход средств инициирования (один детонатор на каждый заряд ВВ), относительно большие (десятки секунд) времена между подрывами отдельных зарядов.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство [2] содержащее несколько удлиненных зарядов ВВ в пластмассовых трубках, на которые надеты стальные втулки для периодического снижения параметров ударной волны, воздействующей на конструкцию скважины и окружающей ее горные породы. Каждый удлиненный заряд имеет свой детонатор с заданной степенью замедления. Все детонаторы задействуются одновременно и инициируют удлиненные заряды с задержками, равными 1,5-2,5 с.

К недостаткам такой системы следует отнести необходимость применения множества отличающихся друг от друга детонаторов, отсутствие разделения во времени ударно-волновых импульсов при детонации в пределах одного удлиненного заряда.

Цель изобретения повышение эффективности и расширение функциональных возможностей скважинной фугасной торпеды.

Для этого в известной торпеде, спускаемой в скважину на одножильном кабеле и включающей в себя удлиненный заряд ВВ и средство инициирования, заряд ВВ выполнен в виде последовательно чередующихся элементов, состоящих из бризантного ВВ, порохового или пиротехнического состава и взрывчатого вещества, способного переводить процесс горения в детонацию. Такое устройство при спуске в скважину и последующем подрыве обеспечивает: обработку скважины за один спуск серией последовательно повторяющихся ударно-волновых импульсов, генерируемых торпедой с задержками один от другого в пpеделах 0,1-5,0 с и более; простоту и безопасность монтажа взрывной цепи и ее надежность; повышение эффективности и вероятности ликвидации аварии за один спуск торпеды.

Кроме этого, предлагаемая торпеда позволяет проводить обработку прискважинной зоны пласта в режиме циклических регулируемых воздействий, каждое из которых включает в себя ударно-волновой импульс от бризантного ВВ и импульс давления, создаваемый горящим пороховым или пиротехническим элементом.

Анализ научно-технических источников показал, что не известно использование совокупности отличительных признаков предлагаемого в смежных областях техники, что дает основание полагать, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг.1-3 представлена скважинная фугасная торпеда.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемой торпеды. Торпеда содержит оболочку 1, например, из алюминия, полиэтилена или термоусаживающегося полимера, комбинированную по типу ДШ и др. детонатор 2, взрывные элементы 3 из термостойкого бризантного ВВ, например, эластита на основе октогена, пороховые или пиротехнические элементы 4, заряды 5 из специального ВВ, которое переводит процесс горения в детонацию, а также торпеда может содержать дополнительный заряд из пороха 4, который располагается непосредственно под оболочкой 1 по всей длине торпеды.

Скважинная фугасная торпеда работает следующим образом.

Торпеду крепят на тросе или каротажном кабеле, подсоединяют к ней "встык" электрический детонатор 2, который соединяют с электрической линией кабеля и производят спуск в скважину до заданного интервала. При подаче в цепь электрического импульса происходит срабатывание детонатора, который возбуждает детонацию в первом элементе из бризантного ВВ 3. После того, как элемент 3 полностью сдетонирует, он возбуждает в следующем за ним пороховом элементе 4 горение, которое сопровождается интенсивным газовыделениием, и продолжается заданный промежуток времени в зависимости от длины элемента и внешнего давления. После того, как фронт горения достигнет заряда 5, в последнем развивается горение, которое в пределах этого же заряда 5 переходит в детонацию. С заряда 5 детонация передается на следующий элемент 3 из бризантного ВВ, затем весь цикл повторяется. Когда на начальном этапе требуется получить более медленное нарастание амплитуды давления, первым устанавливается пороховой элемент 4 и детонатор 2 присоединяется к нему.

На фиг.2 представлен вариант исполнения торпеды, в котором для повышения безопасности заряд 5, обеспечивающий перевод горения в детонацию, размещен полностью внутри порохового заряда 4.

На фиг. 3 представлен вариант исполнения торпеды, предназначенный преимущественно для обработки прискважинной зоны пласта. В нем под оболочкой 1 размещен дополнительный пороховой элемент 4, обеспечивающий снижение бризантного действия торпеды и увеличение интенсивности воздействия пороховыми газами.

Предлагаемая торпеда позволяет в широких пределах изменять газодинамику взрывного воздействия на объект и выбирать ее в зависимости от вида технологических операций, выполняемых в глубоких скважинах, а также повышать эффективность и расширить функциональные возможности взрывных работ.

Формула изобретения

1. СКВАЖИННАЯ ФУГАСНАЯ ТОРПЕДА, включающая несущий каркас, средство инициирования и заряд взрывчатого вещества в оболочке, отличающаяся тем, что заряд по длине выполнен в виде последовательно чередующихся элементов из бризантного взрывчатого вещества, порохового или пиротехнического состава и взрывчатого вещества, обеспечивающего перевод горения в детонацию.

2. Торпеда по п.1, отличающаяся тем, что взрывчатое вещество, обеспечивающее перевод горения в детонацию, размещено в пороховом или пиротехническом составе.

3. Торпеда по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что торпеда снабжена дополнительным слоем порохового и/или пиротехнического состава, размещенным под оболочкой на наружной поверхности заряда.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3