Устройство для стендовой отработки зарядов твердых топлив



Устройство для стендовой отработки зарядов твердых топлив
Устройство для стендовой отработки зарядов твердых топлив

 


Владельцы патента RU 2566852:

Ваганов Константин Александрович (RU)

Изобретение относится к области испытаний и отработки зарядов твердого топлива и устройств их содержащих, предназначенных для термогазохимической обработки и газодинамического разрыва нефтегазовых и угольных пластов. Устройство включает вертикально установленный герметичный цилиндрический корпус со съемной верхней крышкой, на которой размещен электровод и штуцер для подачи в устройство сжатого инертного газа (до 12 МПа). На крышке имеются не менее двух предохранительных клапанов для сброса давления, кронштейн для подвеса заряда твердого топлива. Кроме того, в корпусе устройства размещены датчики (не менее двух каждого типа) для замера давления и температуры внутри устройства, а также температуры и вибрации стенок. Причем для сбора информации с датчиков применяется многоканальная система измерений и обработки параметров. Технический результат заключается в повышении информативности испытаний. 2 ил.

 

Изобретение позволяет производить стендовую отработку зарядов пороховых генераторов давления (типа ПГДА, ПГД.БК, ЗГРП и др.), предназначенных для термогазохимической обработки и газодинамического разрыва нефтегазовых и угольных пластов в условиях, приближенных к реальным, с регистрацией давления и температуры в устройстве, вибрации и температуры стенки устройства, скорости горения топлива при высоких давлениях.

Изобретение относится к области ракетной техники, а более конкретно к области испытаний и отработки зарядов твердого топлива и устройств, предназначенных для термогазохимической обработки и газодинамического разрыва нефтегазовых и угольных пластов.

Известна экспериментальная установка для стендовой отработки газогенераторов, используемых при разрыве нефтеносных пластов [1], состоящая из корпуса, выполненного в виде перфорированной трубы с наглухо закрытой нижней частью, в верхней части корпуса имеется пробка, в которой имеются гнезда для установки датчика, запальной пробки и отверстия для стравливания газа. На конце этой пробки имеется резьба для крепления испытываемого газогенератора. На боковой поверхности корпуса выполнены отверстия с глушителями, которые моделируют перфорированные отверстия в обсадной трубе скважины.

Недостатками известной установки является то, что в ней не предусмотрена возможность исследования горения генераторов, у которых воспламенение осуществляется не по центральному каналу, например по боковой поверхности заряда, а также ограниченность получаемых характеристик горения (установка обеспечивает замер только одного параметра - давления в камере сгорания).

Наиболее близкой по технической сущности и конструктивным особенностям (но не по достигаемому эффекту) представляется установка, имитирующая скважинные условия, описанная в работе [2]. Установка представляет удлиненный цилиндрический сосуд-скважину высокого давления (до 80 МПа), заполненный до определенного уровня водой и герметизированный съемной крышкой. Начальное давление в сосуде создается путем подачи через штуцер на крышке сжатого газа (до 12 МПа) из стандартного баллона в пространство между уровнем воды, составляющим 30-100 мм, и крышкой сосуда. Регулированием высоты газового пространства обеспечивается достижение заданной величины максимального давления в сосуде при испытании опытного образца устройства. На крышке сосуда имеется предохранительный клапан для сброса давления, превышающего допустимое, а также размещен электровод к электрической цепи устройства. В корпусе сосуда размещен датчик для измерения давления.

Недостатком известного устройства является ограниченность проведения работ на данной установке только с модельными зарядами, а также ограниченность получаемых характеристик горения (можно замерить только давление в камере сгорания).

Ставилась задача создания устройства для исследования подводного горения полноразмерных зарядов твердого топлива с обеспечением возможности регистрировать давление и температуру в камере сгорания, вибрации и температуру стенки камеры сгорания, скорость горения в условиях, приближенных к скважинным.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для испытания зарядов твердых топлив содержит герметичный цилиндрический корпус 1 с фланцами по краям, который нижним фланцем крепится к металлическому основанию 2, а на верхнем фланце крепится съемная крышка 3, на которой приварен штуцер 4 для подачи в камеру сгорания сжатого инертного газа из баллона 5 через клапан высокого давления 6 и обратный клапан 7. На крышке имеются не менее двух предохранительных клапанов 8 для сброса давления, размещен электровод 9 к электрической цепи устройства, а также имеется кронштейн 10 для подвески заряда твердого топлива 11. В корпусе устройства размещены датчики (не менее двух каждого типа) для замера давления 12 и температуры 13 внутри корпуса, температуры 14 и вибрации 15 стенок корпуса. Для сбора информации с датчиков применяется многоканальная система измерений, обработки параметров и управления стендом 16.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведен общий вид устройства в разрезе; на фиг. 2 показана верхняя крышка в разрезе.

Работа на предлагаемом устройстве осуществляется следующим образом.

Перед испытанием на кронштейне 10 подвешивают заряд твердого топлива 11 с установленным в нем воспламенителем. После подсоединения проводов от воспламенителя к нижним контактам электровода 9 места соединения изолируют. Корпус 1 наполовину заполняют водой. После этого заряд опускают в корпус, доливают воду внутрь корпуса до уровня верхнего фланца, устанавливают крышку 3 на место и закрепляют ее при помощи болтов. Затем создается начальное давление в устройстве путем подачи через штуцер 4 сжатого инертного газа (например, азота) до 12 МПа из стандартного баллона в пространство между уровнем воды и крышкой 3, условия проведения испытания можно менять за счет регулирования уровня воды в корпусе.

Процесс испытания в этом случае протекает следующим образом.

В начале горения начинается рост давления в корпусе, когда оно превышает давление, настроенное на предохранительных клапанах, начинается сброс излишнего давления путем выброса через клапана 8 смеси инертного газа, паров и продуктов горения. Когда же испытание заканчивается, оставшееся давление в корпусе снижают до атмосферного путем принудительного открытия предохранительного клапана.

В процессе отработки датчики фиксируют изменение давления, температуры и вибрации, затем по этим данным определяют время горения и соответствующее среднее давление.

Таким образом, предлагаемое изобретение создаст возможность проведения испытаний полноразмерных зарядов твердого топлива с обеспечением возможности регистрировать давление и температуру в скважине, вибрации и температуру стенки скважины, скорость горения в условиях, приближенных к скважинным.

Источники информации

1. Барсуков В.Д., Минькова Н.П., Миньков С.Л. Экспериментальная установка для стендовой отработки газогенераторов, используемых при разрыве нефтеносных пластов / Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. Томск: 1990. - №12.

2. Патент РФ №2114984, МКИ 6 E21B 43/117, E21B 43/25, 1996. "Устройство для вскрытия и обработки призабойной зоны скважины". Опубл. 10.07.1998 - прототип.

Устройство для отработки зарядов и устройств, предназначенных для термогазохимической обработки и газодинамического разрыва нефтегазовых и угольных пластов, включающее вертикально установленный герметичный цилиндрический корпус со съемной верхней крышкой, на которой размещен электровод и штуцер для подачи в устройство сжатого инертного газа (до 12 МПа), отличающееся тем, что на крышке имеются не менее двух предохранительных клапанов для сброса давления, кронштейн для подвеса заряда твердого топлива, кроме того, в корпусе устройства размещены датчики (не менее двух каждого типа) для замера давления и температуры внутри устройства, а также температуры и вибрации стенок, причем для сбора информации с датчиков применяется многоканальная система измерений и обработки параметров.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области испытаний и выходного контроля терморегуляторов с чувствительными манометрическими элементами, включающими термочувствительный элемент и сильфон, заполненные парожидкостной смесью пропана, пружинными задающими устройствами и исполнительными устройствами в виде контактных групп, предназначено для оценки функционирования терморегуляторов при массовом их производстве и может быть использована для оценки функционирования терморегуляторов указанного типа в различные моменты времени в нормальных условиях контроля.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерителям динамической составляющей расхода газа при термическом пиролизе изношенных шин и резинотехнических изделий.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применено для обработки пласта с высоковязкой нефтью нагретым газом, образующимся при сгорании жидкого горюче-окислительного состава (ГОС).

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применено для обработки пласта с высоковязкой нефтью нагретым газом, образующимся при сгорании жидкого горюче-окислительного состава (ГОС).

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при разработке чисто нефтяных залежей с низкопроницаемыми коллекторами. Способ разработки нефтяных низкопроницаемых залежей включает бурение добывающих и нагнетательных скважин по рядной системе разработки с проведением гидроразрыва пласта (ГРП) на всех скважинах.
Изобретение относится к горному делу и может быть применено для термохимического разрыва пласта. Способ заключается в использовании энергии окислительной реакции ГОС, инициируемой инициатором реакции, для разрыва пласта и протекающая в призабойной удаленной от скважины зоне пласта.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено при добыче метана из угольных пластов. Способ включает бурение или вскрытие старой вертикальной скважины в месте метано-угольной залежи, определение мощности пласта в разрезе скважины, определение марочного состава углей, подведение к метано-угольной залежи через рабочий интервал вертикальной скважины источника периодических направленных коротких импульсов высокого давления и воздействие на пласт энергией плазмы, образуемой взрывом калиброванного металлического проводника, в виде периодических направленных коротких импульсов высокого давления.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, к устройствам для термобарохимической обработки призабойной зоны продуктивного пласта скважин продуктами горения, выделяющимися при горении твердотопливных зарядов.

Изобретение может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности для газового и химического воздействия на призабойную зону пласта с увеличением ее проницаемости и притоков, а также и в других областях.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности - для увеличения притоков, повышения производительности новых скважин после некачественно проведенной перфорации, для загрязненных в процессе эксплуатации скважин, а также для реанимации старых скважин.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей, черной промышленности: нефтяные, газовые, водозаборные, нагнетательные скважины, а также к области взрывного дела, и предназначено для комплектования пороховых генераторов давления, в первую очередь бескорпусных, предназначенных осуществлять разрыв и термогазохимическую обработку призабойной зоны пласта газообразными продуктами горения с целью интенсификации добычи полезных ископаемых.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам и устройствам для интенсификации работы скважин. Устройство для термогазогидродинамического разрыва продуктивного пласта нефтегазовых скважин содержит геофизический кабель с кабельной головкой и состоит из блока дистанционного контроля с гамма-датчиком, приборной головки, переводника, корпуса для размещения газогенерирующего заряда и автономного регистрационного блока.

Изобретение относится к области добычи жидких или газообразных текучих сред из буровых скважин. Способ перфорирования скважины заключается в загрузке реакционноспособного кумулятивного заряда в корпус, при этом реакционноспособный кумулятивный заряд включает реакционноспособную гильзу, включающую компоненты, выбранные из металлов и оксидов металлов; спуске корпуса с зарядом в ствол скважины и размещении его рядом с подземным пластом; подрыве кумулятивного заряда с целью создания первого и второго взрывов, при этом первый взрыв создает перфорационный туннель в примыкающем пласте, и этот перфорационный туннель имеет зону дробления, расположенную вдоль его стенок, а второй взрыв инициируется первым взрывом и создается экзотермической интерметаллической реакцией между реакционноспособными компонентами гильзы кумулятивного заряда, при этом второй взрыв выталкивает обломочный материал из зоны дробления внутри перфорационного туннеля в ствол скважины и вызывает по крайней мере один разрыв пласта на конце перфорационного туннеля, и этот по крайней мере один разрыв включает разрыв пласта, содержащего углеводороды, и соединяется с внутренней частью перфорационного туннеля; и нагнетании флюида, содержащего расклинивающий наполнитель, в перфорационный туннель под давлением, достаточным для того, чтобы нагнетаемый флюид проник по крайней мере в один разрыв пласта на конце перфорационного туннеля, чтобы ввести туда расклинивающий наполнитель и поддерживать открытым по крайней мере один разрыв пласта для увеличения дебита углеводородов. Обеспечивается повышение эффективности нагнетания и интенсификации добычи нефти или газа из подземного пласта. 7 з.п. ф-лы, 20 ил., 1 табл.
Наверх