Кумулятивный заряд



Кумулятивный заряд
Кумулятивный заряд
Кумулятивный заряд

 


Владельцы патента RU 2534661:

Волдаев Николай Александрович (RU)

Изобретение раскрывает устройство кумулятивного заряда скважинного перфоратора, создающего при вскрытии продуктивного пласта расширяющийся кумулятивный канал. Заряд включает корпус с шашкой ВВ и кумулятивной выемкой в форме раскрывшегося тюльпана. Облицовка имеет остроугольную коническую вершину, изготовленную из смеси порошковых металлов, состыкованную с металлическим основанием. Форма боковой поверхности основания образована вращением дуги вокруг оси, а угол между касательной к дуге в месте соединения с вершиной и осью заряда составляет (78±7)°. Достигается повышение качества вскрытия продуктивного коллектора с созданием расширяющегося кумулятивного канала в породе пласта. 3 ил.

 

Изобретение относится к нефтегазодобыче, в частности к устройству кумулятивного заряда скважинного перфоратора, создающего при вскрытии продуктивного пласта расширяющийся кумулятивный канал.

Известен кумулятивный заряд (1) с облицовкой, которая содержит три конические секции и формируется из смеси порошковых металлов. Высота первых двух секций в осевом направлении составляет 30-70% общей высоты облицовки. Первая коническая секция имеет угол наклона 20-60°. Вторая коническая секция имеет больший угол наклона, который находится в диапазоне 30-70°. Третья коническая секция сформирована из материала, который имеет плотность меньшую, чем материал первой и второй секций. Угол наклона третьей секции больше, чем угол наклона первой секции и равен или меньше угла наклона второй секции.

Недостатком известной конструкции является незначительное влияние геометрических параметров облицовки на конфигурацию образуемого в породе канала, поскольку локальное утолщение струи, получаемое за счет надвигания одной части струи на другую, срабатывается о первую герметизирующую преграду и на профиль канала не влияет.

Известен кумулятивный заряд (2), облицовка которого выполнена из двух различных материалов. После срабатывания заряда образуются следующие друг за другом струи, характер воздействия которых на преграду различен. Известный заряд имеет тот же недостаток, что и предыдущий; за счет надвигания песта верхней части облицовки на пест нижней части формируется отверстие большого диаметра в первой преграде - корпусе перфоратора, тем самым непроизводительно расходуется энергия шашки взрывчатого вещества (ВВ) заряда.

Известен кумулятивный заряд и облицовка для кумулятивной воронки этого заряда (3). Устройство содержит две облицовки, которые установлены соосно в корпусе. Первичная облицовка эквивалентна стандартной облицовке кумулятивного заряда, служащей для образования большого отверстия. Ударная облицовка установлена в вершине первичной и при детонации заряда обеспечивает формирование передовой высокоскоростной кумулятивной струи, которая открывает дорогу основной ударной струе через скважинную жидкость, в которой используют заряд. Известное устройство имеет недостаток: оно достаточно эффективно для образования большого отверстия в колонне скважины, но малоэффективно для образования расширяющегося канала в продуктивной породе.

Наиболее близкой к предлагаемому устройству является конструкция цилиндрического кумулятивного заряда с тюльпанообразной облицовкой из металла (4, прототип). Облицовка заряда образует высокоскоростную носовую часть струи, выделяемую из относительно короткой остроугольной части в вершине облицовки, и следующую за ней на дистанции главную струю, выделяемую из примыкающей к вершине относительно протяженной массивной части основания облицовки с углом растра между образующими, близким к прямому углу. Причем переход между частями облицовки выполнен в виде короткой почти ступенчатой шейки.

Недостатком прототипа является образование массивного металлического песта, который негативно влияет на технологию вскрытия - забивает каналы, кроме того, облицовка способна создать большое отверстие в колонне, но не способна создать расширяющийся канал в породе.

Техническим результатом изобретения является создание устройства, повышающего качество работ и снижающего затраты при вскрытии продуктивного коллектора с созданием расширяющегося кумулятивного канала в породе пласта.

Необходимый технический результат достигается тем, что в кумулятивном заряде, включающем корпус, шашку ВВ с кумулятивной выемкой в форме раскрывшегося тюльпана и составную облицовку, состоящую из конической вершины, соединенной с основанием облицовки с формой боковой поверхности, образованной вращением дуги вокруг оси, остроугольная коническая вершина изготавливается, как правило, из смеси порошковых материалов, основание изготавливается из металла, а угол между касательной к дуге в месте соединения с вершиной и осью заряда выполняется в диапазоне (78±7)°.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволяет, по мнению автора, установить соответствие его критерию «новизна».

Автору не известно использование совокупности отличительных признаков устройства в других областях техники, что дает основание считать, что предложенное решение соответствует критерию «изобретательский уровень» и промышленно применимо.

На фиг.1 показан вариант исполнения заряда. Заряд включает корпус 1 с шашкой ВВ 2 с кумулятивной выемкой в форме раскрывшегося тюльпана. Облицовка имеет остроугольную коническую вершину 3, состыкованную с основанием облицовки 4. Форма боковой поверхности основания образована вращением дуги вокруг оси, а угол α между касательной к дуге и осью заряда выполнен в диапазоне (78±7)°.

На фиг.2 показано взаимное расположение частей составной облицовки при срабатывании заряда. Остроугольная коническая вершина формирует кумулятивную струю 5, основание облицовки с указанными геометрическими параметрами формирует втулку 6. В кольцевом пространстве 7, ограниченном пунктирной линией, действует давление продуктов детонации, сопоставимое с детонационным давлением в шашке ВВ. Благодаря этому давлению металлическая втулка приобретает боковой импульс и расширяется при проникании в породу пласта. Необходимо отметить, что существующие порошковые композиции малопригодны для изготовления основания облицовки, поскольку в состоянии струи не являются сплошным непроницаемым телом, которое способно удерживать высокое давление в кольцевом пространстве (7).

На фиг.3 показаны канал 8, который создается зарядом в породе пласта 9; корпус перфоратора 10, скважинная жидкость 11, обсадная колонна 12 и цементный камень 13. Максимальное расширение Dк max приходится на периферийную зону канала. Канал после прострела заполняет «каша» 14 из мелкораздробленной породы, которая легко удаляется при минимальной депрессии. Пест от металлического основания облицовки не образуется.

Пунктиром 15 обозначена зона максимального расширения канала, который создают заряды - аналог (3) и прототип (4).

Источники информации

1. Облицовка для кумулятивного заряда. Патент US 6840178 ВВ от 21.02.2003.

2. Кумулятивный заряд. Патент DE 10129227 А1 от 14.03.2002.

3. Кумулятивный заряд и облицовка для кумулятивной воронки этого заряда. Патент ЕР 1345003 A3 от 12.05.2004.

4. Цилиндрический кумулятивный заряд с тюльпанообразной облицовкой. Патент DE 3622680 А1 от 14.01.88 (прототип).

Кумулятивный заряд, включающий корпус, шашку ВВ с кумулятивной выемкой в форме раскрывшегося тюльпана и составную облицовку, состоящую из конической вершины, соединенной с основанием облицовки с формой боковой поверхности, образованной вращением дуги вокруг оси, причем остроугольная вершина изготавливается, как правило, из смеси порошковых материалов, основание изготавливается из металла, а угол между касательной к дуге в месте соединения с вершиной и осью заряда выполняется в диапазоне (78±7)°.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области высокоскоростного соударения твердых тел и может быть применено в промышленности и военной технике, использующей заряды взрывчатых веществ для высокоскоростного метания компактных элементов.

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к конструкциям облицовок снарядоформирующих зарядов, и может использоваться в устройствах формирования поражающих элементов (ПЭ) для пробития бронированных целей.

Cпособ включает управление процессом формирования поражающего элемента путем инициирования и формирования фронта детонационной волны в заряде взрывчатого вещества, обеспечивающего разгон облицовки с предварительно подобранной геометрией.

Шашка-детонатор для промышленного взрывания содержит один или два сквозных канала и гнездо под капсюль, изготавливается заливкой из смесевого взрывчатого вещества, содержащего 50-70 мас.% тротила и 50-30 мас.% пентаэритрита тетранитрат, не прошедшего стадию перекристаллизации, в цилиндрическую оболочку из полимерного материала или многослойной бумаги толщиной 0,5-3,0 мм.

Изобретение относится к области военной техники, в частности к устройству кумулятивных зарядов. Удлиненный кумулятивный заряд взрывчатого вещества с облицованной металлом продольной выемкой снабжен двумя промежуточными детонаторами и двумя слоями взрывчатого вещества с высокой скоростью детонации.

Изобретение относится к промышленным средствам взрывания, а именно шашке-детонатору, предназначенной для инициирования скважинных зарядов при буровзрывных работах на горнодобывающих предприятиях.

Изобретение относится к системам обеспечения отдельных групп пехотинцев требуемой информацией в реальном времени, в частности к боеприпасам системы воздушной разведки.

Изобретение относится к способу изготовления кумулятивной облицовки. Способ заключается в том, что осуществляют ротационную вытяжку заготовки кумулятивной облицовки, ее калибровку и отжиг.

Изобретение относится к области создания направленных взрывов, в частности к способу создания направленных взрывов. Способ создания направленного взрыва включает взрыв первоначальных источников и создание ударной волны.

Изобретение относится к области взрывной обработки материалов и может использоваться для прессования порошков, получения новых материалов с уникальными свойствами, возбуждения в материалах различных реакций с выделением дополнительной энергии, исследования свойств веществ под действием высокого давления.

Изобретение относится к узлам кумулятивного корпусного перфоратора и предназначено для соединения корпусов и передачи детонации. Техническое решение содержит первую часть и вторую часть, соединенные между собой разъемным шарнирным соединением.

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.

Группа изобретений относится к области перфорирования, а именно к созданию переходного состояния с давлением скважины, меньшим пластового давления, связанного с перфорированием.

Способ и устройство относятся к перфорированию обсадных труб скважин для добычи нефти, газа, воды и могут быть использованы в кумулятивных скважинных перфораторах, улучшающих гидродинамическую связь пласта со скважиной и обеспечивающих повышение дебита скважины.

Группа изобретений относится к области добычи нефти, а именно к способу и устройству для перфорирования скважин. Способ перфорирования подземного пласта заключается в том, что доставляют в скважину кумулятивный заряд, содержащий оболочку, взрывчатый материал, размещенный в оболочке, и облицовку, окружающую взрывчатый материал, размещенный в указанной оболочке, и имеющую верхушечную часть, профиль которой толще профиля любой другой части облицовки, причем указанные облицовка и верхушечная часть изготовлены из порошкового материала, плотность материала верхушечной части больше плотности материала смежной части облицовки, а пористость материала верхушечной части меньше пористости материала смежной части облицовки; и вызывают детонацию кумулятивного заряда.

Изобретение относится к области добычи углеводородов и может быть использовано для вторичного вскрытия прискважинной зоны и обеспечения эффективных геолого-технических мероприятий при обработке этой зоны.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при прострелочно-взрывных работах в скважинах для вторичного вскрытия продуктивных пластов.

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

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для увеличения эффективности вторичного вскрытия пласта. .

Изобретение относится к нефте- и газодобывающей промышленности и может быть использовано в кумулятивных перфораторах, применяемых для перфорации нефтяных и газовых скважин. Взрывной генератор плоской волны для кумулятивных перфораторов состоит из инициатора, корпуса с размещенными в нем предварительным зарядом взрывчатого вещества с пустотелой линзой с металлической кумулятивной облицовкой - линзой и основным зарядом взрывчатого вещества, размещенным под основанием конической облицовки, сечение которой соответствует основанию кумулятивной облицовки генератора с углом раствора облицовки, определяемым из условия, чтобы в момент ее удара по поверхности основного заряда материал облицовки имел плоскую форму. Облицовка - линза выполнена из спрессованных порошков металла, например железа, или металлокерамики, пропитанных целлулоидом с количеством наполнителя, изменяющимся в пределах от 20 до 50%. Обеспечивается повышение эффективности кумулятивных зарядов. 2 ил.
Наверх