RU118422U1

RU118422U1 - CUMULATORY CHARGE OF PUNCHES

Info

Publication number: RU118422U1
Application number: RU2012105833/11U
Authority: RU
Inventors: Олег Павлович Маковеев; Сергей Николаевич Каляев; Сергей Анатольевич Семенов
Original assignee: Ооо "Сгк "Регион"
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2012-07-20

Abstract

1. Кумулятивный заряд перфоратора, включающий детонатор, установленный в прессованной шашке бризантного взрывчатого вещества цилиндрической, конической или овальной формы с внешней оболочкой и с кумулятивной выемкой, в которой установлена воронка, отличающийся тем, что в состав взрывчатого вещества входит высокоэнергетический композиционный материал. ! 2. Кумулятивный заряд перфоратора по п.1, отличающийся тем, что между кумулятивной выемкой во взрывчатом веществе и воронкой выполнена полость, заполненная высокоэнергетическим композиционным материалом. ! 3. Кумулятивный заряд перфоратора по п.1, отличающийся тем, что между взрывчатым веществом и оболочкой выполнено не менее одной полости, заполненной высокоэнергетическим композиционным материалом. ! 4. Кумулятивный заряд перфоратора по п.1, отличающийся тем, что взрывчатое вещество выполнено с центральной полостью, открытой в сторону воронки и заполненной высокоэнергетическим композиционным материалом. ! 5. Кумулятивный заряд перфоратора по п.1, отличающийся тем, что воронка выполнена пустотелой и заполнена высокоэнергетическим композиционным материалом. ! 6. Кумулятивный заряд перфоратора по п.1, отличающийся тем, что в качестве высокоэнергетического композиционного материала используется порошок наноразмерного алюминия. 1. Shaped charge of a perforator, including a detonator installed in a pressed block of a blasting explosive of cylindrical, conical or oval shape with an outer shell and a shaped recess in which a funnel is installed, characterized in that the explosive contains a high-energy composite material. ! 2. A shaped charge of a perforator according to claim 1, characterized in that a cavity filled with a high-energy composite material is made between the shaped recess in the explosive and the funnel. ! 3. Shaped charge of the perforator according to claim 1, characterized in that at least one cavity filled with a high-energy composite material is made between the explosive and the shell. ! 4. Shaped charge perforator according to claim 1, characterized in that the explosive is made with a central cavity open towards the funnel and filled with a high-energy composite material. ! 5. Shaped charge perforator according to claim 1, characterized in that the funnel is hollow and filled with a high-energy composite material. ! 6. Shaped charge of the perforator according to claim 1, characterized in that nano-sized aluminum powder is used as the high-energy composite material.

Description

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к зарядам перфоратора для вскрытия продуктивного пласта в нефтяных и газовых скважинах.The utility model relates to the oil industry, in particular to the charges of a perforator for opening a reservoir in oil and gas wells.

Известен "Кумулятивный заряд перфоратора" по патенту РФ на изобретение №2432452. Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для использования в прострелочно-взрывной аппаратуре для вторичного вскрытия продуктивных пластов. Технический результат - увеличение притока нефти или газа в полость трубы скважины за счет увеличения удельной площади вскрытия обсадной колонны при сохранении достаточной глубины перфорации. Кумулятивный заряд перфоратора содержит корпус, в котором размещена осесимметричная шашка взрывчатого вещества с открытой полостью, при этом к поверхности полости прилегает кумулятивная облицовка, состоящая из конической и сферической или эллиптической кумулятивных частей, сопряженных между собой. Коническая кумулятивная часть является вершиной кумулятивной облицовки, а сферическая или эллиптическая кумулятивная часть имеет продольные кумулятивные канавки. Недостатком кумулятивного заряда перфоратора является недостаточная глубина перфорации.Known "Cumulative charge of a perforator" according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2432452. The invention relates to the oil and gas industry and is intended for use in perforated explosive equipment for the secondary opening of reservoirs. The technical result is an increase in the influx of oil or gas into the cavity of the well pipe by increasing the specific opening area of the casing while maintaining a sufficient depth of perforation. The cumulative charge of the perforator contains a housing in which an axisymmetric explosive bomb with an open cavity is placed, with a cumulative lining consisting of conical and spherical or elliptical cumulative parts adjoining to each other adjacent to the surface of the cavity. The conical cumulative part is the top of the cumulative lining, and the spherical or elliptical cumulative part has longitudinal cumulative grooves. The disadvantage of the cumulative charge of the punch is the insufficient depth of perforation.

Известен "Кумулятивный заряд" по патенту РФ на изобретение №1814838 Использование: область взрывных работ, заряды с кумулятивной выемкой. Цель - повышение эффективности действия заряда путем исключения потерь энергии кумулятивной струи. Сущность изобретения: установка запирающей линзы на упругопластичной прокладке непосредственно на кумулятивной выемке. Кумулятивный заряд содержит шашку основного ВВ 1 с большой скоростью детонации, по оси которой выполнена цилиндрическая выемка 2 облицованная металлом, над выемкой на упругопластичной прокладке 3 установлена запирающая линза 4 в виде усеченного конуса. Линза заполнена ВВ со скоростью детонации, меньшей чем скорость детонации шашки ВВ. Высота запирающей линзы рассчитана по формуле. В вершине шашки ВВ размещен детонатор. Положительный эффект: повышение эффективности взрывного действия, повышение безопасности действия из-за отсутствия осколков массивной инертной линзы. Недостатком кумулятивного заряда является недостаточная глубина перфорации продуктивного пласта.Known "Cumulative charge" according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 1814838 Use: area of blasting, charges with a cumulative recess. The goal is to increase the efficiency of the action of the charge by eliminating the energy loss of the cumulative jet. The inventive installation of a locking lens on an elastoplastic gasket directly on a cumulative recess. The cumulative charge contains a checker of the main explosive 1 with a high detonation velocity, along the axis of which a cylindrical recess 2 lined with metal is made, a locking lens 4 in the form of a truncated cone is installed over the recess on the elastoplastic gasket 3. The lens is filled with an explosive with a detonation velocity less than the detonation velocity of an explosive checker. The height of the locking lens is calculated by the formula. A detonator is placed at the top of the explosive checkers. Positive effect: increasing the efficiency of explosive action, increasing the safety of action due to the absence of fragments of a massive inert lens. The disadvantage of a cumulative charge is the insufficient depth of perforation of the reservoir.

Известен "Кумулятивный заряд перфоратора с двухслойной облицовкой" по патенту РФ на изобретение №2347065. Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к изготовлению кумулятивных зарядов перфоратора для вторичного вскрытия продуктивных нефтяных и газовых скважин. Технический результат - повышение гидродинамического качества пробиваемого канала, увеличение глубины канала, равномерность диаметра и отсутствие пестообразования. Кумулятивный заряд перфоратора содержит корпус с размещенной в нем профилированной шашкой ВВ, имеющей кумулятивную выемку, покрытую облицовкой, состоящей из двух слоев: внутреннего и наружного. При этом внутренний слой облицовки изготовлен из смеси порошков меди и вольфрама в соотношении 40:60 мас.%, а наружный слой состоит из смеси порошков перхлорат калия и алюминия в соотношении 80:20 мас.% соответственно. Недостатком кумулятивного заряда является низкая эффективность воздействия на пласт.The well-known "Cumulative charge of a perforator with a two-layer cladding" according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2347065. The invention relates to the oil and gas industry, in particular to the manufacture of cumulative charges of a perforator for the secondary opening of productive oil and gas wells. The technical result is an increase in the hydrodynamic quality of a punched channel, an increase in channel depth, uniform diameter and the absence of pest formation. The cumulative charge of the perforator contains a housing with a profiled checker BB located in it, having a cumulative recess covered by a lining consisting of two layers: internal and external. The inner layer of the lining is made of a mixture of powders of copper and tungsten in a ratio of 40:60 wt.%, And the outer layer consists of a mixture of powders of potassium perchlorate and aluminum in a ratio of 80:20 wt.%, Respectively. The disadvantage of a cumulative charge is the low efficiency of the impact on the reservoir.

Известен "Заряд перфоратора" по патенту РФ на изобретение №2250359 Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к зарядам перфоратора для вскрытия продуктивного пласта в нефтяных и газовых скважинах. Обеспечивает увеличение глубины перфорационного канала при относительно неизменном его диаметре, исключение возможности закупоривания канала пластом. Сущность изобретения: заряд включает осесимметричные шашку взрывчатого вещества в корпусе, открытую полость в виде сферического сегмента в теле шашки, детонатор и двухслойную облицовку полости, выполненную с внутренним диаметром основания d, равным 0,8-0,85 диаметра основания D шашки. Двухслойная облицовка выполнена с прогибом по оси, равным 0,30-0,35 d. Внутренний слой облицовки, обращенный к полости, состоит из материала с меньшей удельной массой, например из алюминия, а наружный слой облицовки, обращенный к шашке взрывчатого вещества, выполнен из материала с большей удельной массой, например из меди, с толщиной, равной 0,030-0,035 d. Отношение удельных масс внутреннего и наружного слоев облицовки находится в пределах 0,15-0,23 и соответственно отношение их толщин равно 0,5-0,8. Недостатком кумулятивного заряда является низкая эффективность воздействия на пласт.The well-known "Charge of a perforator" according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2250359 The invention relates to the oil industry, in particular to charges of a perforator for opening a reservoir in oil and gas wells. Provides an increase in the depth of the perforation channel with a relatively constant diameter, eliminating the possibility of clogging the channel with a formation. The inventive charge includes an axisymmetric explosive block in the body, an open cavity in the form of a spherical segment in the body of the checker, a detonator and a two-layer cavity lining made with an internal diameter of the base d equal to 0.8-0.85 of the diameter of the base D of the checker. The two-layer cladding is made with an axis deflection of 0.30-0.35 d. The inner cladding layer facing the cavity consists of a material with a lower specific gravity, for example, aluminum, and the outer cladding layer facing the explosive block is made of a material with a higher specific gravity, for example, copper, with a thickness equal to 0.030-0.035 d. The ratio of the specific masses of the inner and outer layers of the cladding is in the range of 0.15-0.23 and, accordingly, the ratio of their thicknesses is 0.5-0.8. The disadvantage of a cumulative charge is the low efficiency of the impact on the reservoir.

Известно "Устройство заряда кумулятивного перфоратора" по патенту РФ на изобретение №2160828 Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при вторичном вскрытии продуктивных пластов в эксплуатационных скважинах, обеспечивает увеличение пробивной способности и уменьшение размеров песта. Он заполнен взрывчатым веществом. На торцевой стенке корпуса установлен промежуточный детонатор, с противоположной стороны - кумулятивная выемка с облицовкой. Между ними находится экран в виде пластины. Он расположен в непосредственной близости от детонатора и образует с торцевой и боковой стенками корпуса канал для прохождения волны детонации, поперечный размер которого равен критическому диаметру. Угол при вершине кумулятивной выемки подобран так, что волна детонации подходит перпендикулярно к середине боковой поверхности выемки. Недостатком устройства заряда кумулятивного перфоратора является недостаточная глубина перфорации продуктивного пласта.It is known "The device of the charge of the cumulative perforator" according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2160828 The invention relates to the oil industry and can be used for the secondary opening of productive formations in production wells, provides an increase in breakdown ability and a reduction in pest size. It is filled with explosives. An intermediate detonator is installed on the end wall of the casing, on the opposite side there is a cumulative recess with facing. Between them is a screen in the form of a plate. It is located in the immediate vicinity of the detonator and forms a channel with the end and side walls of the housing for the passage of the detonation wave, the transverse dimension of which is equal to the critical diameter. The angle at the top of the cumulative recess is selected so that the detonation wave fits perpendicular to the middle of the side surface of the recess. The disadvantage of the charge device of the cumulative perforator is the insufficient depth of perforation of the reservoir.

Известен "Герметичный кумулятивный заряд бескорпусного перфоратора" по патенту РФ на полезную модель №26325. Заряд включает оболочку, внутри которой размещены кумулятивная воронка и взрывчатое вещество, а также крышку и уплотняющую прокладку. Оболочка выполнена из стали, склонной к разрушению на мелкие осколки при нагрузках взрывом, и имеет поверхности боковой стенки в форме круглого прямого цилиндра или близкой к ней, с отклонением от цилиндрической, не превышающей размера одной максимальной толщины стенки оболочки на каждые пятнадцать миллиметров длины в направлении оси симметрии оболочки. Кумулятивная воронка выполнена из смеси порошков, и поверхности боковых стенок кумулятивной воронки размещаются между двумя поверхностями круглого прямого конуса с углами при вершинах 61 и 85°, расположенными одна внутри другой так, что их вершины совпадают с вершинами боковых поверхностей кумулятивной воронки. Внешняя боковая поверхность его крышки имеет форму, размещающуюся между двумя круглыми прямыми коническими поверхностями с углами при вершинах 88 и 118°, расположенными одна внутри другой так, что их вершины совпадают с вершиной внешней боковой поверхности крышки. Недостатком является недостаточная эффективность перфорации продуктивного пласта.The well-known "Sealed cumulative charge of a dieless perforator" according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 26325. The charge includes a shell, inside which a cumulative funnel and explosive are placed, as well as a lid and a gasket. The shell is made of steel, prone to fracture into small fragments under explosion loads, and has a side wall surface in the form of a round straight cylinder or close to it, deviating from a cylindrical one not exceeding the size of one maximum shell wall thickness for every fifteen millimeters of length in the direction axis of symmetry of the shell. The cumulative funnel is made of a mixture of powders, and the surfaces of the side walls of the cumulative funnel are placed between two surfaces of a circular straight cone with angles at vertices 61 and 85 ° located one inside the other so that their vertices coincide with the vertices of the side surfaces of the cumulative funnel. The outer side surface of its lid has a shape located between two round straight conical surfaces with angles at 88 and 118 °, located one inside the other so that their vertices coincide with the top of the outer side surface of the lid. The disadvantage is the lack of effectiveness of perforation of the reservoir.

Известен "Кумулятивный заряд перфоратора" по патенту РФ на изобретение №2065933 (прототип) Использование: при вскрытии скважин преимущественно нефтяных. Обеспечивает увеличение глубины канала, пробиваемого перфоратором в грунте. Сущность изобретения: устройство содержит корпус. В корпусе помещено взрывчатое вещество (ВВ) с кумулятивной выемкой. Она образована конической поверхностью и покрыта облицовкой. Отношение минимального радиуса конической поверхности облицовки к ее максимальному радиусу составляет 0,35-0,7. Кроме того, в каждом поперечном сечении устройства отношение диаметра кумулятивной выемки ВВ к наружному диаметру последнего составляет не менее 0,6. Кроме того, конус образованный кумулятивной выемкой имеет округленную вершину. Угол полураствора конуса составляет 19-23°. Недостатком кумулятивного заряда перфоратора является недостаточная глубина перфорации.The well-known "Cumulative charge of a perforator" according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2065933 (prototype) Usage: when opening wells predominantly oil. Provides an increase in the depth of the channel pierced by a perforator in the ground. The inventive device comprises a housing. An explosive (BB) with a cumulative recess is placed in the housing. It is formed by a conical surface and covered with a lining. The ratio of the minimum radius of the conical surface of the cladding to its maximum radius is 0.35-0.7. In addition, in each cross section of the device, the ratio of the diameter of the cumulative recess BB to the outer diameter of the latter is not less than 0.6. In addition, the cone formed by the cumulative recess has a rounded apex. The half-angle of the cone is 19-23 °. The disadvantage of the cumulative charge of the punch is the insufficient depth of perforation.

Задачами создания полезной модели являются: увеличение глубины перфорации за счет повышения эффективности действия заряда на нефтегазоносный пласт.The tasks of creating a utility model are: increasing the depth of perforation by increasing the efficiency of the action of the charge on the oil and gas bearing formation.

Решение указанных задач достигнуто за счет того, что кумулятивный заряд перфоратора включающий детонатор установленный в прессованной шашке бризантного взрывчатого вещества цилиндрической, конической пли овальной формы с внешней оболочкой и с кумулятивной выемкой в которой установлена воронка, причем в состав взрывчатого вещества входит высокоэнергетический композиционный материал. Между кумулятивной выемкой во взрывчатом веществе и воронкой выполнена полость заполненная высокоэнергетическим композиционным материалом. Между взрывчатым веществом и оболочкой выполнено не менее одной полости заполненной высокоэнергетическим композиционным материалом. Взрывчатое вещество выполнено с центральной полостью открытой в сторону воронки и заполненной высокоэнергетическим композиционным материалом. Воронка выполнена пустотелой и заполнена высокоэнергетическим композиционным материалом. В качестве высокоэнергетического композиционного материала используется порошок нано размерного алюминия.The solution to these problems was achieved due to the fact that the cumulative charge of the perforator including the detonator installed in a pressed checker of a blasting explosive of a cylindrical, conical plial shape with an outer shell and with a cumulative recess in which a funnel is installed, and the composition of the explosive includes a high-energy composite material. A cavity filled with a high-energy composite material is made between the cumulative recess in the explosive and the funnel. Between the explosive and the shell is made at least one cavity filled with high-energy composite material. The explosive is made with the central cavity open towards the funnel and filled with high-energy composite material. The funnel is hollow and filled with high-energy composite material. As a high-energy composite material, nano-sized aluminum powder is used.

Предложенное техническое решение обладает новизной и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями полезной модели. Новизна технического решения подтверждается проведенными патентными исследованиями. Промышленная применимость обусловлена тем, что при изготовлении кумулятивного заряда применяются недефицитные материалы и известные технологии.The proposed technical solution has novelty and industrial applicability, i.e. all the criteria of a utility model. The novelty of the technical solution is confirmed by patent research. Industrial applicability is due to the fact that non-deficient materials and known technologies are used in the manufacture of a cumulative charge.

Сущность полезной модели поясняется на фиг.1…3, где:The essence of the utility model is illustrated in figure 1 ... 3, where:

на фиг.1 приведен кумулятивный заряд в котором высокоэнергетический композиционный материал заполняет полость между кумулятивной выемкой во взрывчатом веществе и воронкой,figure 1 shows the cumulative charge in which a high-energy composite material fills the cavity between the cumulative recess in the explosive and the funnel,

на фиг.2 приведен кумулятивный заряд в котором высокоэнергетический композиционный материал заполняет полость между взрывчатым веществом и оболочкой,figure 2 shows the cumulative charge in which a high-energy composite material fills the cavity between the explosive and the shell,

на фиг.3 приведен кумулятивный заряд в котором высокоэнергетический композиционный материал заполняет центральную полость открытую в сторону воронки.figure 3 shows the cumulative charge in which a high-energy composite material fills the central cavity open towards the funnel.

Кумулятивный заряд перфоратора состоит из детонатора 1 установленного в прессованной шашке бризантного взрывчатого вещества 2 цилиндрической, конической пли овальной формы с внешней оболочкой 3 и с кумулятивной выемкой 4 в которой установлена воронка 5, причем в состав взрывчатого вещества входит высокоэнергетический композиционный материал. Между кумулятивной выемкой 4 во взрывчатом веществе и воронкой 5 может быть выполнена полость 6 заполненная высокоэнергетическим композиционным материалом. Между взрывчатым веществом 2 и оболочкой 3 может быть выполнено не менее одной полости 7 заполненной высокоэнергетическим композиционным материалом. Взрывчатое вещество 2 может быть выполнено с центральной полостью 8 открытой в сторону воронки 5 и заполненной высокоэнергетическим композиционным материалом. Воронка 5 может быть выполнена пустотелой и заполнена высокоэнергетическим композиционным материалом. В качестве высокоэнергетического композиционного материала используется порошок нано размерного алюминия.The cumulative charge of the perforator consists of a detonator 1 of a cylindrical, conical plate-shaped explosive 2 installed in a pressed checker of a blasting explosive 2 with an outer shell 3 and with a cumulative recess 4 in which a funnel 5 is installed, and the high-energy composite material is included in the explosive. Between the cumulative recess 4 in the explosive and the funnel 5, a cavity 6 can be made filled with a high-energy composite material. Between the explosive 2 and the shell 3 can be made of at least one cavity 7 filled with high-energy composite material. Explosive 2 can be performed with a Central cavity 8 open towards the funnel 5 and filled with high-energy composite material. The funnel 5 can be hollow and filled with high-energy composite material. As a high-energy composite material, nano-sized aluminum powder is used.

Кумулятивный заряд перфоратора работает следующим образом. На геофизическом кабеле перфоратор спускается в интервал обработки. Взрывным патроном и детонирующим шнуром инициируется детонатор 1 и взрывчатое вещество 2. Кумулятивный заряд взрывается, высокоэнергетический композиционный материал из полостей 6, 7, 8 усиливает воздействие кумулятивного заряда. Образуется струя раскаленных газов и металла, которая с высокой скоростью вскрывает пласт. Кумулятивная струя создает канал, от протяженности которого зависит величина притока добываемого продукта. Длина канала зависит от скорости кумулятивной струи и давлении воздействия на продуктивный пласт. Применение в качестве высокоэнергетического композиционного материала порошка нано размерного алюминия увеличивает скорость детонации от 4380 м/с до 5070 м/с. При этом увеличивается скорость горения и давление действующее на пласт, что повышает эффективность перфорации пласта и увеличивает дебит добычи нефти.The cumulative charge of the punch works as follows. On a geophysical cable, the perforator descends into the processing interval. Explosive cartridge and detonating cord initiates detonator 1 and explosive 2. The cumulative charge explodes, the high-energy composite material from the cavities 6, 7, 8 enhances the effect of the cumulative charge. A stream of hot gases and metal is formed, which opens the formation with high speed. The cumulative stream creates a channel, the extent of the inflow of the extracted product depends on its length. The length of the channel depends on the speed of the cumulative stream and the pressure of the impact on the reservoir. The use of nanosized aluminum powder as a high-energy composite material increases the detonation velocity from 4380 m / s to 5070 m / s. At the same time, the burning rate and pressure acting on the formation increase, which increases the efficiency of formation perforation and increases the oil production rate.

Применение полезной модели позволило:Application of the utility model allowed:

1. Повысить эффективность воздействия на нефтегазоносные пласты.1. To increase the effectiveness of the impact on oil and gas bearing strata.

2. Увеличить глубину перфорации продуктивного пласта2. Increase the depth of perforation of the reservoir

3. Повысить скорость и энергию кумулятивной струи3. Increase the speed and energy of the cumulative jet

4. Повысить или восстановить пропускные свойства прилегающей к скважине породы4. To increase or restore the flow properties of the adjacent rock

5. Увеличить дебит нефти и газа5. Increase oil and gas production

Claims

1. The cumulative charge of the perforator, including the detonator, mounted in a pressed checker of a blasting explosive of cylindrical, conical or oval shape with an external shell and with a cumulative recess, in which a funnel is installed, characterized in that the composition of the explosive includes a high-energy composite material.

2. The cumulative charge of the perforator according to claim 1, characterized in that a cavity filled with a high-energy composite material is made between the cumulative recess in the explosive and the funnel.

3. The cumulative charge of the punch according to claim 1, characterized in that between the explosive and the shell is made at least one cavity filled with high-energy composite material.

4. The cumulative charge of the punch according to claim 1, characterized in that the explosive is made with a Central cavity, open towards the funnel and filled with high-energy composite material.

5. The cumulative charge of the perforator according to claim 1, characterized in that the funnel is hollow and filled with high-energy composite material.

6. The cumulative charge of the perforator according to claim 1, characterized in that a nanosized aluminum powder is used as a high-energy composite material.