Устройство передачи детонации кумулятивного перфоратора и его узел

Авторы патента:

Арисметов Амир Рахимович (RU)

E21B43/1185 - системы воспламенения

Владельцы патента RU 2307237:

Арисметов Амир Рахимович (RU)

Изобретение относится к устройствам передачи детонации кумулятивных перфораторов. Обеспечивает повышение надежности срабатывания устройства. Устройство передачи детонации кумулятивного перфоратора содержит переходник, втулку, размещенную во внутреннем отверстии переходника, бустер, детонационный шнур, конец которого присоединен к бустеру. Бустер размещен во втулке. Втулка выполнена в виде диска и цилиндрической части с осевым отверстием. На внешней стороне цилиндрической части втулки расположены кольцевые буртики. С одного конца цилиндрической части втулки выполнен частичный продольный разрез. Втулка устройства передачи детонации кумулятивного перфоратора содержит цилиндрическую часть с осевым отверстием, диск, расположенный на внешней стороне цилиндрической части. Втулка снабжена кольцевыми буртиками, расположенными на внешней стороне цилиндрической части втулки, и частичным продольным разрезом цилиндрической части втулки с одного конца. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к устройствам передачи детонации кумулятивных перфораторов.

Известны устройства передачи детонации кумулятивных перфораторов (см., например, описание изобретения к патенту RU 2215127, Е21В 43/117, 27.10.2003; описание полезной модели к патенту RU 43034, Е21В 43/117, 27.12.2004). Недостатком указанных устройств перфораторов является недостаточно надежная работа, обусловленная конструкцией и выполнением узлов передачи детонации.

Ближайшим аналогом является устройство передачи детонации корпусного скважинного кумулятивного перфоратора (см., например, описание полезной модели к патенту RU 43034, Е21В 43/117, 27.12.2004), содержащее переходник, втулку, размещенную во внутреннем отверстии переходника, бустер, детонационный шнур, конец которого присоединен к бустеру.

Недостатком устройства передачи детонации корпусного скважинного кумулятивного перфоратора является недостаточно высокая надежность передачи детонации из-за возможного изменения зазора между рядом расположенными металлическими облицовками, в частности из-за недостаточной фиксации положения втулки бустера в ней.

Задачей изобретения является получение высоконадежного устройства передачи детонации кумулятивного перфоратора.

Технический результат выражается в повышении надежности срабатывания устройства передачи детонации кумулятивного перфоратора.

Сущность устройства передачи детонации кумулятивного перфоратора характеризуется совокупностью существенных признаков, общих с ближайшим аналогом:

переходник, втулка, размещенная во внутреннем отверстии переходника, бустер, детонационный шнур, конец которого присоединен к бустеру,

и отличных от ближайшего аналога:

бустер размещен во втулке, выполненной в виде диска и цилиндрической части с осевым отверстием, кольцевыми буртиками, расположенными на внешней стороне цилиндрической части втулки, и частичным продольным разрезом цилиндрической части втулки с одного конца.

Сущность узла устройства передачи детонации кумулятивного перфоратора - втулки характеризуется совокупностью существенных признаков, общих с ближайшим аналогом:

цилиндрическая часть с осевым отверстием, диск, расположенный на внешней стороне цилиндрической части,

и отличных от ближайшего аналога:

кольцевые буртики, расположенные на внешней стороне цилиндрической части втулки, и частичный продольный разрез цилиндрической части втулки с одного конца.

Сущность устройства передачи детонации кумулятивного перфоратора и его узла - втулки поясняется чертежами, где

на фиг.1 показан вид устройства передачи детонации в продольном сечении с переходником для соединения двух соседних корпусов перфоратора;

на фиг.2 показан вид перфоратора в продольном сечении с переходником для соединения перфоратора с механической взрывной головкой;

на фиг.3 показан вид устройства передачи детонации в продольном сечении с переходником для соединения перфоратора с кабелем;

на фиг.4 показан вид узла устройства передачи детонации - втулки в продольном сечении с кольцом, расположенным на краю цилиндрической части втулки;

на фиг.5 показан вид узла устройства передачи детонации - втулки в продольном сечении с кольцом, расположенным в середине цилиндрической части втулки.

Устройство передачи детонации содержит переходник 5, соединяемый с корпусом кумулятивного перфоратора 2, детонационный шнур 7, присоединенный к бустеру 3. Бустер 3 размещен в втулке 1 (фиг.1). Переходник 5 имеет по продольной оси сквозное внутреннее отверстие с цилиндрической проточкой для размещения втулки 1 и детонационного шнура 7. Втулка 1 выполнена виде диска 9 и цилиндрической части 8 с осевым отверстием 13 (фиг.4, 5). На внешней стороне цилиндрической части 8 втулки 1 расположены кольцевые буртики 10 (фиг.4, 5). Втулка снабжена частичным продольным разрезом 11 цилиндрической части втулки с одного конца. Цилиндрическая проточка в сквозном отверстии переходника 5 соответствует размерам диска 9 втулки 1. Втулка 1 размещена во внутреннем отверстии переходника 5 со стороны цилиндрической проточки (фиг.1, 2, 3, 4, 5).

В одном из вариантов выполнения втулки 1 диск 9 расположен на краю цилиндрической части 8 втулки 1, а частичный продольный разрез 11 в цилиндрической части 8 втулки 1 выполнен с противоположного от диска 9 конца (фиг.4). В любом из вышеприведенных вариантов выполнения втулки 1 кольцевые буртики 10, находящиеся над частичным продольным разрезом 11 цилиндрической части 8 втулки 1, могут быть выполнены в виде полуколец с зазором между их концами, равным ширине частичного продольного разреза 11 цилиндрической части 8 втулки 1. Втулка 1 может быть выполнена из резины.

В первом варианте выполнения устройства для передачи детонации при соединении двух соседних корпусов 2 кумулятивного перфоратора внешние стороны переходника 5 имеют резьбовые части и части для размещения уплотнительных колец 12 (фиг.1). Резьбовые части переходника 5 вворачиваются в концевые части корпусов 2. При этом между торцевыми концами переходника 5 и корпусом 2 располагается скоба 6, обеспечивающая фиксацию каркаса 17 с размещенными в нем кумулятивными зарядами внутри корпуса 2 кумулятивного перфоратора. Фиксация осуществляется с помощью штифтов 4, расположенных в скобе 6, и прижатием торцом ввернутого в корпус 2 переходника 5 (фиг.1, 2, 3).

Во втором варианте выполнения устройства для передачи детонации при соединении корпуса 2 кумулятивного перфоратора с механической взрывной головкой (на фиг.2 условно не показана) одна внешняя сторона переходника 5 имеет резьбовую часть и часть для размещения уплотнительных колец 12 для соединения с корпусом 2 кумулятивного перфоратора, а другая внешняя часть выполнена в виде, обеспечивающем присоединение механической взрывной головки и соответствующем той части головки, которая присоединяется к переходнику 5 (фиг.2).

В третьем варианте выполнения устройства для передачи детонации при соединении корпуса 2 кумулятивного перфоратора с бронированным электрическим кабелем с образованием электрической цепи между токопроводящей жилой кабеля и электродетонатором 16 одна внешняя сторона переходника 5 имеет резьбовую часть и часть для размещения уплотнительных колец 12 для соединения с корпусом 2 кумулятивного перфоратора, а другая внешняя часть выполнена в виде, обеспечивающем присоединение к бронированному электрическому кабелю (фиг.3). При этом в отверстии переходника 5 размещены контактный стержень электроввода 14, электропровод 15, электродетонатор 16, втулка 1 с бустером 3. В таком варианте диск 9 втулки 1 расположен в середине цилиндрической части втулки 1, в которой размещен бустер 3. Одна часть втулки 1 расположена в переходнике 5, а другая ее часть расположена в скобе 6 (фиг.3).

Детонирующий шнур 7 служит для передачи детонации от электродетонатора 16 или от механической взрывной головки (на фиг.2 условно не показана) к кумулятивным зарядам перфоратора. При соединении нескольких корпусов 2 на концах детонирующего шнура 7 устанавливают бустеры 3 для обеспечения сохранения детонационной цепи. При спуске перфоратора на кабеле (на фиг.3 условно не показан) переходник 5 предназначен для обеспечения подрыва детонационного шнура 7. При спуске перфоратора на бронированном кабеле с использованием кабельной головки электроцепь в перфораторе, присоединенном к кабелю, образована токопроводящей жилой кабеля, контактным стержнем 14 электроввода, электропроводом 15, электродетонатором 16, корпусом 2 самого перфоратора и броней кабеля.

Соединение переходника 5 с механической взрывной головкой выполняют при спуске в скважину кумулятивного перфоратора на насосно-компрессорной трубе.

Работа устройства передачи детонации кумулятивного перфоратора осуществляется в следующем порядке. После спуска в скважину и установки перфоратора на заданной глубине при спуске на кабеле подают электрический импульс, а при спуске на насосно-компрессорной трубе спускают штангу в скважину, которая приводит к срабатыванию механической взрывной головки. В обоих случаях происходит срабатывание детонационной цепи и зарядов перфоратора. Образующиеся при взрыве кумулятивных зарядов кумулятивные струи пробивают корпус 2, слой жидкости в скважине, обсадную колонну, слой цемента и глубокие каналы в горной породе, обеспечивая сообщение пласта со скважиной.

После отстрела перфоратор извлекают из скважины. Переходник 5 может быть использован неоднократно, остальные детали устройства передачи детонации разового применения.

Безотказная и безаварийная работа заявленного устройства передачи детонации перфоратора кумулятивного одноразового обеспечивается как конструкцией в целом, так и выполнением отдельных его узлов.

В частности, конструкцией втулки 1, позволяющей использовать различные типы бустеров 3 (с разными диаметрами), обеспечивающей надежное закрепление бустера 3 и детонирующего шнура 7 в переходнике 5 с сохранением заданного зазора между бустерами 3 соседних втулок 1 благодаря наличию у втулки 1 диска 9 и кольцевых буртиков 10. Наличие в цилиндрической части 8 втулки 10 частичного продольного разреза 11 обеспечивает более точное позиционирование бустера 3 во втулке 1 при его помещении в нее. После помещения бустера 3 и детонационного шнура 7 во втулку 1 при последующем размещении втулки 1 во внутреннем отверстии переходника 5 происходит плотное обжатие детонационного шнура 1. Наличие кольцевых буртиков 10 на цилиндрической части 8 втулки 5 обеспечивает более точное расположение втулки 1 относительно переходника 5 и плотное обжатие детонационного шнура 7.

При этом достигается упрощение сопряжения пар бустеров 3, позволяющее уменьшить количество сопряжений в кумулятивном перфораторе, улучшить надежность передачи детонации, сократить число конструктивных элементов.

1. Устройство передачи детонации кумулятивного перфоратора, содержащее переходник, втулку, размещенную во внутреннем отверстии переходника, бустер, детонационный шнур, конец которого присоединен к бустеру, отличающееся тем, что бустер размещен во втулке, выполненной в виде диска и цилиндрической части с осевым отверстием, кольцевыми буртиками, расположенными на внешней стороне цилиндрической части втулки, и частичным продольным разрезом цилиндрической части втулки с одного конца.

2. Втулка устройства передачи детонации кумулятивного перфоратора, содержащая цилиндрическую часть с осевым отверстием, диск, расположенный на внешней стороне цилиндрической части, отличающаяся тем, что она снабжена кольцевыми буртиками, расположенными на внешней стороне цилиндрической части втулки, и частичным продольным разрезом цилиндрической части втулки с одного конца.

3. Втулка по п.2, отличающаяся тем, что диск расположен на краю цилиндрической части втулки, а частичный продольный разрез в цилиндрической части втулки выполнен с противоположного от диска конца.

4. Втулка по любому из пп.2 и 3, отличающаяся тем, что кольцевые буртики, находящиеся над частичным продольным разрезом цилиндрической части втулки, выполнены в виде полуколец с зазором между их концами, равным ширине разреза цилиндрической части втулки.

Изобретение относится к области эксплуатации скважин и может быть использовано для активации малодебитных и простаивающих нефтяных и газовых скважин. .

Скважинный инструмент для установки в скважине и способ для активации скважинного инструмента для использования в стволе скважины // 2287669

Изобретение относится к строительству и эксплуатации скважин и может быть использовано для активации скважинных инструментов, в частности при перфорации, установке пакеров.

Взрыватель для скважинной аппаратуры // 2274734

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к прострелочно-взрывной аппаратуре. .

Адиабатический воспламенитель скважинных зарядов // 2274733

Изобретение относится к нефтегазодобывающей горной промышленности. .

Устройство для возбуждения детонации в скважинных перфораторах (варианты) // 2272895

Изобретение относится к прострелочно-взрывным работам в скважинах, в частности к ударным механическим взрывателям. .

Способ подрыва зарядов-перфораторов в скважине // 2237801

Изобретение относится к нефтегазодобычи, а именно к средствам вторичного вскрытия продуктивных пластов в нефтяных и газовых скважинах. .

Универсальная головка-детонатор скважинного перфоратора (варианты) // 2175379

Изобретение относится к скважинным перфораторам, предназначенным для перфорации обсадной трубы в скважине при добыче углеводородов. .

Устройство для инициирования перфоратора нефтяной скважины // 2170813

Изобретение относится к системам перфорации нефтяных скважин, более конкретно к системам, предназначенным для передачи детонирующих сигналов от инициирующего заряда взрывчатого вещества к кумулятивным зарядам в составе перфорационного блока для простреливания нефтяной скважины.

Устройство для инициирования детонации в перфораторах, опускаемых в скважину на насосно-компрессорных трубах // 2160829

Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности, может быть использовано при проведении перфорационных работ в эксплуатационных скважинах, пробуренных на нефть и газ.

Взрыватель для скважинной аппаратуры // 1660410

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для использования в прострелочно-взрывной аппаратуре, спускаемой в скважину при герметизированном устье.

Устройство с нанодиодом и нанопереключателем для использования в стволе скважины и способ его работы // 2320858

Взрыватель для скважинной аппаратуры // 2340764

Изобретение относится к нефтегазодобывающей и горной промышленности и может быть использовано при прострелочно-взрывных работах в скважинах

Устройство для обработки призабойной зоны скважины и способ обработки призабойной зоны скважины // 2487237

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для повышения эффективности обработки призабойной зоны скважины

Взрыватель для прострелочно-взрывной аппаратуры // 2489567

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к взрывным головкам кумулятивных перфораторов, спускаемых в скважину на насосно-компрессорных трубах (НКТ)

Беспроводное инициирование скважинного перфоратора // 2493358

Группа изобретений относится к области добычи нефти и газа, а именно к способу инициирования детонационной перфорации с использованием беспроводной передачи. Способ перфорации скважины, при осуществлении которого обеспечивают модуль связи, гирлянду скважинных перфораторов и контроллер, соответствующий каждому скважинному перфоратору в гирлянде, располагают модуль связи, гирлянду скважинных перфораторов и контроллеры в скважине, обеспечивают беспроводную связь между, по меньшей мере, одним контроллером и модулем связи вдоль канала, минуя, по меньшей мере, один из других контроллеров и иное устройство, связанное с, по меньшей мере, одним из других контроллеров, и выборочно осуществляют детонацию, по меньшей мере, одного скважинного перфоратора путем передачи сигнала детонации контроллеру, соответствующему этому, по меньшей мере, одному скважинному перфоратору. Способ обеспечивает возможность выборочного инициирования отдельного перфоратора либо группы из одного и более перфораторов в пределах гирлянды и исключение преждевременной детонации гирлянды. 3 н. и 28 з.п. ф-лы, 5 ил.

Устройство последовательного инициирования перфорационной системы // 2561828

Изобретение относится к системам интенсификации добычи нефти и газа и может найти применение при осуществлении перфорации скважин кумулятивными перфораторами. Изобретение содержит корпус, электрический провод, поршень, картридж, внутри которого размещены шнур детонирующий, устройство передачи детонации, электродетонатор, контакт электродетонатора. Заявленное устройство снабжено подвижным электрическим контактом, расположенным на первой торцевой части поршня. Верхняя часть поршня выполнена конической формы. На второй торцевой части поршня выполнено глухое отверстие с диаметром, равным диаметру верхнего конца электрического контакта нижней секции перфоратора. Технический результат заключается в обеспечении простоты стыковки устройства последовательного инициирования перфорационной системы с секциями перфоратора при сборке и повышении надежности соединений. 2 ил.

Модульный перфоратор // 2610780

Изобретение относится к кумулятивным корпусным перфораторам и предназначено для осуществления перфорирования стенок скважин. Модульный перфоратор содержит отдельные модули, соединенные между собой узлами соединения модулей с выполнением функций механического прочного соединения и передачи детонации между соседними модулями. Каждый из модулей имеет передаточный заряд, бустеры и детонационные каналы на основе детонационных шнуров, соединенные между собой. Каждый узел соединения модулей выполнен в виде двух частей, соединенных между собой разъемным шарнирным соединением. В первой части узла соединения установлен передаточный заряд, соединенный через первый бустер с детонационным шнуром. Во второй части узла соединения установлен второй бустер, соединенный со вторым детонационным шнуром. Во второй части узла соединения модулей установлена втулка конусная с охватом части второго бустера в конце втулки, фиксирующей положение детонационного шнура и бустеров на концах детонационного шнура посредством винтов зажимных. Обеспечивается повышение надежности срабатывания. 4 ил.

Устройство для возбуждения детонации в скважинных кумулятивных перфораторах // 2612170

Изобретение относится к прострелочно-взрывной аппаратуре, а именно к средствам инициирования взрывной цепи корпусных кумулятивных перфораторов. Устройство для возбуждения детонации содержит корпус и размещенные в нем ударный механизм и узел инициирования детонации. Узел инициирования детонации гидравлически изолирован от скважины уплотнительными элементами, а ударный механизм выполнен в виде втулки с бойком, размещенным внутри последней и удерживаемым в ней при помощи фиксатора. В корпусе закреплена воронка с подвижно установленным ударником, выполненным с возможностью контактирования с бойком ударного механизма, на одном конце которого установлен резиновый колпачок, на другом размещены уплотнительные кольца, причем фиксатор бойка выполнен в виде цилиндрического пояска. Обеспечивается повышение надежности срабатывания и упрощение конструкции ударного механизма. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Скважинный перфоратор с интегрированным инициирующим устройством // 2613648

Группа изобретений относится к области прострелочно-взрывных работ. Устройство для перфорации скважин содержит по меньшей мере один перфорационный заряд; инициирующее устройство, которое содержит баллистическую цепь, приспособленную для поджигания по меньшей мере одного перфорационного заряда, при этом баллистическая цепь содержит детонатор и детонаторный шнур; и баллистический перекрывающий затвор, расположенный между детонатором и детонаторным шнуром, причем баллистический перекрывающий затвор предотвращает воспламенение детонаторного шнура, и при этом баллистический перекрывающий затвор выполнен с возможностью удаления из позиции между детонатором и детонаторным шнуром при поступлении команды с поверхности. Обеспечивается предотвращение преждевременной детонации скважинного перфоратора, одновременно сокращается объем операций с электропроводкой, выполняемых на поверхности. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 6 ил.

Устройство для последовательного инициирования перфорационной системы // 2646927

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли, а именно к конструктивной части перфорационных систем, спускаемых в нефтяные или газовые скважины на геофизическом кабеле и инициируемым электродетонаторами, и может быть применено для перфорации разрозненных интервалов за одну спускоподъемную операцию. Устройство содержит корпус устройства, электродетонатор, шнур детонирующий, электрический провод, устройство передачи детонации, поршень. Поршень расположен в корпусе, выполненном в виде цилиндра со ступенчатым сквозным отверстием, имеет уплотнительную и инициирующую части и зафиксирован в корпусе от перемещения фиксирующей шайбой. Поршень изолирован от корпуса втулкой-изолятором и изолирующей шайбой. В механическую цепочку переключения контактов дополнительно включен электронный блок переключения контактов, выполненный в виде электронного ключа, срабатывающего от изменения состояния датчика. Обеспечивается срабатывание только одного из нескольких электродетонаторов перфорационной системы от подачи одного импульса с взрывного прибора в строгой последовательности снизу вверх. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.