RU2250359C2 - Perforator charge - Google Patents
Perforator charge Download PDFInfo
- Publication number
- RU2250359C2 RU2250359C2 RU2003107461/03A RU2003107461A RU2250359C2 RU 2250359 C2 RU2250359 C2 RU 2250359C2 RU 2003107461/03 A RU2003107461/03 A RU 2003107461/03A RU 2003107461 A RU2003107461 A RU 2003107461A RU 2250359 C2 RU2250359 C2 RU 2250359C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cladding
- charge
- layer
- equal
- lining
- Prior art date
Links
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности для перфорации скважин с помощью зарядов, размещаемых в корпусных или бескорпусных перфораторах.The invention relates to the oil industry, in particular for perforation of wells using charges placed in the hull or open-hole perforators.
Наиболее широкое применение в скважинных перфораторах имеют кумулятивные заряды, содержащие оболочку с шашкой из бризантного взрывчатого вещества, в которой со стороны основания выполнена кумулятивная выемка, чаще всего конической формы, покрытая металлической облицовкой. На противоположном от основания торце шашки устанавливается детонатор (см., напр., Н.Г.Григорян и др. Прострелочные и взрывные работы в скважинах. - М.: Недра, 1972 г., с.81-84). При детонации кумулятивного заряда со стороны детонатора под воздействием давления продуктов детонации металлическая облицовка кумулятивной выемки за счет высокого давления и скорости соударения обжимается последовательно от вершины к основанию выемки. Металл с внутренней поверхности облицовки начинает течь, формируясь в высокоскоростную тонкую кумулятивную струю в направлении оси заряда. В кумулятивную струю, которая собственно осуществляет пробитие преграды, переходит в среднем около 10-15% массы облицовки, а остальная ее часть формируется в стержень сигарообразной формы, в так называемый пест. Пест движется в хвосте струи и полезной работы не производит, но зачастую приносит вред, застревая в пробитом канале. Кумулятивные заряды при действии в скважине последовательно пробивают стальную эксплуатационную трубу толщиной около 10 мм, цементное кольцо и породу нефтяного пласта. Кумулятивные заряды в наиболее широко применяемых штатных корпусных перфораторах типа ПК-105 пробивают каналы глубиной до 245 мм с диаметром входного отверстия 8-9 мм, которое монотонно сужается и в конце канала не превышает 1 мм.Cumulative charges containing a shell with a saber of blasting explosive, in which a cumulative recess is made from the base side, most often conical in shape, coated with a metal lining, are most widely used in downhole perforators. A detonator is installed on the end of the checkerboard opposite from the base (see, for example, N.G. Grigoryan and others. Rifle and blasting operations in wells. - M .: Nedra, 1972, p. 81-84). When the cumulative charge detonates from the detonator under the influence of the pressure of the detonation products, the metal lining of the cumulative recess due to high pressure and impact velocity is crimped sequentially from the top to the bottom of the recess. Metal begins to flow from the inner surface of the lining, forming a high-speed thin cumulative jet in the direction of the axis of the charge. On average, about 10-15% of the weight of the lining passes into the cumulative stream, which actually penetrates the barrier, and the rest of it forms into a cigar-shaped rod, in the so-called pestle. The pestle moves in the tail of the jet and does not produce useful work, but it often does harm, getting stuck in a broken channel. Cumulative charges when operating in a well sequentially pierce a steel production pipe with a thickness of about 10 mm, a cement ring and a rock formation. Cumulative charges in the most widely used standard case-type perforating guns of the PK-105 type pierce channels up to 245 mm deep with an inlet diameter of 8-9 mm, which monotonously tapers and does not exceed 1 mm at the end of the channel.
К недостаткам кумулятивного заряда перфоратора относится незначительный диаметр, особенно, по длине производимого им канала и возможность закупоривания его пестом, что снижает движение флюидов из пласта в скважину.The disadvantages of the cumulative charge of the perforator include a small diameter, especially along the length of the channel it produces and the possibility of plugging it with a pest, which reduces the movement of fluids from the formation into the well.
Известен кумулятивный заряд для перфорации скважин (см., напр., А.С.Державец и др. Исследование эффективности кумулятивных зарядов с различными типами облицовок // Прострелочно-взрывные и импульсные виды работ в скважинах. - Сб. научных трудов. Составители Г.И.Ботко, А.В.Бокарева, - М.: 1991, с.86-94), содержащий оболочку с шашкой из взрывчатого вещества, в которой со стороны основания выполнена коническая выемка, покрытая двухслойной облицовкой, а на противоположном от выемки торце установлен детонатор. При этом в конической форме двухслойной облицовке наружный слой, обращенный к шашке взрывчатого вещества, выполнен из непрочных и легкоплавких материалов, например из алюминия или цинка, а внутренний - из меди. При детонации такого заряда перфоратора внутренний слой облицовки из меди образует собственно кумулятивную струю и канал в преграде, а наружный слой из алюминия уходит на создание песта, разрушающегося после формирования кумулятивной струи. Это позволяет в значительной мере снизить закупорку образуемого канала пестом. Недостатком предлагаемого кумулятивного заряда является малый диаметр и дальнейшее значительное его уменьшение по длине канала в преграде.Known cumulative charge for perforating wells (see, for example, A.S. Derzhavets and others. The study of the effectiveness of cumulative charges with various types of linings // Perforated explosive and pulsed types of work in wells. - Collection of scientific works. Compiled by G. I. Botko, A.V. Bokareva, - M .: 1991, p. 86-94), containing a shell with a bomb made of explosives, in which a conical recess is made on the base side, covered with a two-layer cladding, and on the opposite side of the recess detonator installed. Moreover, in a conical shape of a two-layer cladding, the outer layer facing the explosive block is made of fragile and fusible materials, such as aluminum or zinc, and the inner one is made of copper. When such a perforator charge detonates, the inner layer of copper cladding forms the cumulative stream itself and the channel in the barrier, and the outer layer of aluminum goes into creating a pest that collapses after the formation of the cumulative stream. This can significantly reduce the obstruction of the formed channel with a pestle. The disadvantage of the proposed cumulative charge is its small diameter and its further significant reduction along the length of the channel in the barrier.
Наиболее близким аналогом-прототипом является известный кумулятивный заряд, который может быть использован для перфорации скважин (см., напр., Патент РФ №2103643 С1, кл. 6 F 42 В 1/02 от 27.01.98), содержащий осесимметричные шашку взрывчатого вещества в корпусе, открытую полость в теле шашки, прилегающую к поверхности полости облицовку, выполненную из инертного материала, и детонатор на торце, противоположном облицовке. При этом облицовка полости выполнена в виде трубчатой части высотой 0,4-0,8 внутреннего диаметра облицовки и пластинчатого дна, выполненного выпуклым в виде сферического сегмента в сторону тела шашки с максимальным прогибом по оси не более 0,15 внутреннего диаметра облицовки, изменяющегося в пределах 0,6-0,7 диаметра основания шашки взрывчатого вещества. Трубчатая часть облицовки и дно выполнены из различных материалов, например трубчатая часть из циркония, а дно из алюминия. Причем трубчатая часть облицовки может выполняться с переменной толщиной, равномерно уменьшающейся в 1,1-1,3 раза к свободному торцу.The closest analogue to the prototype is the known cumulative charge, which can be used for perforating wells (see, for example, RF Patent No. 2103643 C1, CL 6 F 42 B 1/02 of 01/27/98), containing axisymmetric explosive bomb in the case, an open cavity in the body of the checker, a cladding adjacent to the surface of the cavity made of an inert material, and a detonator at the end opposite the cladding. The lining of the cavity is made in the form of a tubular part with a height of 0.4-0.8 of the inner diameter of the lining and the plate bottom, made convex in the form of a spherical segment in the direction of the body of the checker with a maximum deflection along the axis of not more than 0.15 of the inner diameter of the lining, changing in the limits of 0.6-0.7 of the diameter of the base of the explosive drafts. The tubular part of the lining and the bottom are made of various materials, for example, the tubular part of zirconium, and the bottom of aluminum. Moreover, the tubular part of the cladding can be performed with a variable thickness, uniformly decreasing 1.1-1.3 times to the free end.
При срабатывании детонатора детонационная волна распространяется по шашке взрывчатого вещества, при этом пластинчатое дно разгоняется продуктами детонации в падающей волне, а трубчатые участки в скользящей волне. Это обеспечивает более скоростной режим движения дна и его опережающий выход из полости, до обжатия трубы, с чего начинается формирование кумулятивной струи (КС). Последняя, являясь более скоростной, чем масса дна, нагоняет пластинчатый элемент на расстоянии 0,7-1,5 диаметра основания шашки, что определяет фокусное расстояние, при котором реализуется максимальное пробивное действие. Трубчатая часть облицовки, таким образом, непосредственно формирует КС в качестве второго рабочего тела и используется с первым элементом из пластинчатого дна в пробивании преграды. Пластина дна может выполняться с небольшим прогибом по высоте центральной части, выпуклой в сторону шашки, не превышающей 0,15 внутреннего диаметра облицовки в форме сферического или конического сегмента. Предполагается, что прогиб, больший чем 0,15 внутреннего диаметра облицовки, приводит к струеобразованию из материала дна, что сопряжено с появлением более низкоскоростной массы. Преимуществом предлагаемого кумулятивного заряда-прототипа является возможность создания в стальной преграде пробоины с достаточно высоким входным диаметром не менее одного внутреннего диаметра облицовки с мало изменяющимся поперечным размером до 0,7-0,8 внутреннего диаметра облицовки по длине пробоины. Недостатком этого кумулятивного заряда является недостаточная глубина пробоины, составляющая 1,5-2,0 внутреннего диаметра облицовки по стальной преграде, в то время как существующие штатные кумулятивные заряды перфоратора выполняют по стальной преграде пробоину глубиной до 3 внутреннего диаметров облицовки. Кумулятивный заряд-прототип, кроме того, наряду с образованием кумулятивной струи, также создает пест, способный произвести закупорку образованной пробоины.When the detonator is triggered, the detonation wave propagates along the explosive block, while the plate bottom is accelerated by the detonation products in the incident wave, and the tubular sections in the sliding wave. This provides a more rapid mode of bottom movement and its leading exit from the cavity, before the tube is crimped, with which the formation of a cumulative jet (CS) begins. The latter, being faster than the bottom mass, overtakes the plate element at a distance of 0.7-1.5 times the diameter of the base of the checker, which determines the focal length at which the maximum breakdown effect is realized. The tubular part of the cladding, therefore, directly forms a CS as a second working fluid and is used with the first element from the plate bottom in breaking through the barrier. The bottom plate can be made with a slight deflection along the height of the central part, convex towards the checker, not exceeding 0.15 of the inner diameter of the lining in the form of a spherical or conical segment. It is assumed that the deflection greater than 0.15 of the inner diameter of the lining leads to jet formation from the bottom material, which is associated with the appearance of a lower-speed mass. The advantage of the proposed cumulative charge prototype is the ability to create holes in a steel barrier with a sufficiently high input diameter of at least one inner diameter of the cladding with a slightly varying transverse dimension of 0.7-0.8 of the inner diameter of the cladding along the length of the hole. The disadvantage of this cumulative charge is the insufficient depth of the hole, which is 1.5-2.0 of the inner diameter of the lining along the steel barrier, while the existing standard cumulative charges of the perforator perform a hole on the steel barrier with a depth of up to 3 inner diameters of the lining. The cumulative charge prototype, in addition, along with the formation of a cumulative jet, also creates a pest that can clog the formed hole.
Целью изобретения является повышение глубины канала до уровня создаваемых штатными зарядами перфоратора при обеспечении диаметра по всей длине образуемого канала на уровне, создаваемого зарядом-прототипом, а также исключение возможности закупоривания канала пестом. Цель достигается тем, что в заряде перфоратора, включающем осесимметричную шашку взрывчатого вещества в корпусе с открытой полостью в форме сферического сегмента в теле шашки, облицовку, выполненную из инертного материала и прилегающую к поверхности полости, и детонатора на торце, противоположном облицовке, согласно изобретению облицовка полости выполнена с внутренним диаметром основания, равным 0,80-0,85 диаметра основания шашки, с прогибом по оси, равным 0,30-0,35 внутреннего диаметра облицовки, и двухслойной из различных материалов, причем внутренний слой облицовки, обращенный к полости, выполнен из материала с меньшей удельной массой, например из алюминия, а наружный слой, обращенный к шашке взрывчатого вещества, выполнен из материала с большей удельной массой, например из меди, с толщиной, равной 0,030-0,035 внутреннего диаметра облицовки; при этом отношение удельных масс внутреннего и наружного слоев облицовки выполнено равным 0,15-0,23 и соответственно отношение их толщин выполнено равным 0,5-0,8.The aim of the invention is to increase the channel depth to the level created by the standard charges of the perforator while ensuring the diameter along the entire length of the formed channel at the level created by the prototype charge, as well as eliminating the possibility of clogging the channel with a pestle. The goal is achieved by the fact that in the charge of the perforator, including an axisymmetric explosive block in a body with an open cavity in the form of a spherical segment in the body of the block, a cladding made of an inert material and adjacent to the surface of the cavity, and a detonator at the end opposite to the cladding, according to the invention, the cladding the cavity is made with an inner diameter of the base equal to 0.80-0.85 of the diameter of the base of the checker, with a deflection along the axis equal to 0.30-0.35 of the inner diameter of the lining, and a two-layer of various materials, and the inner lining layer facing the cavity is made of material with a lower specific gravity, for example, aluminum, and the outer layer facing the checker of the explosive is made of material with a higher specific gravity, for example, copper, with a thickness equal to 0.030-0.035 internal lining diameter; the ratio of the specific gravities of the inner and outer layers of the cladding is made equal to 0.15-0.23 and, accordingly, the ratio of their thicknesses is made equal to 0.5-0.8.
На чертеже изображен предлагаемый заряд перфоратора, содержащий осесимметричную шашку 1 взрывчатого вещества с диаметром основания D в корпусе 2. Детонатор 3 установлен на противоположном от основания торце шашки. В шашке со стороны основания выполнена полость 4 в форме сферического сегмента. Полость покрыта облицовкой с внутренним диаметром основания d, равным 0,80-0,85 D, и выполнена двухслойной из различных материалов - внутренний слой 5, обращенный к полости, выполнен из материала с меньшей удельной массой, например из алюминия, а наружный слой 6 облицовки, обращенный к шашке взрывчатого вещества, выполнен из материала с большей удельной массой, например из меди, с толщиной, равной 0,030-0,035 внутреннего диаметра облицовки. Отношение удельных масс внутреннего и наружного слоев облицовки выполнено равным 0,15-0,23 и соответственно отношение их толщин выполнено равным 0,5-0,8. Двухслойная облицовка выполнена с прогибом по оси, равным 0,30-0,35 внутреннего диаметра облицовки.The drawing shows the proposed charge of the perforator containing an axisymmetric explosive block 1 with a diameter of the base D in the housing 2. The detonator 3 is mounted on the opposite side of the checker. A cavity 4 in the form of a spherical segment is made in the checker from the base side. The cavity is coated with a lining with an inner diameter of the base d equal to 0.80-0.85 D, and is made of two layers of various materials - the inner layer 5 facing the cavity is made of a material with a lower specific gravity, for example, aluminum, and the outer layer 6 the lining 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 of the inner diameter of the lining. The ratio of the specific masses of the inner and outer layers of the cladding is made equal to 0.15-0.23 and, accordingly, the ratio of their thicknesses is made equal to 0.5-0.8. The two-layer cladding is made with a deflection along the axis equal to 0.30-0.35 of the inner diameter of the cladding.
Действие заряда перфоратора в условиях скважины осуществляется следующим образом. При детонации заряда через детонатор 3 шашки 1 взрывчатого вещества распространяющаяся в сторону полости 4 выпуклая детонационная волна первоначально подходит к области вершины облицовки (на чертеже показана пунктирной линией). Благодаря этому центральные части облицовки приобретают в направлении оси полости наибольшие импульс и скорость, проходят большее расстояние, чем периферийные части облицовки, которые приобретают в направлении радиуса полости меньшие импульс и скорость, а следовательно, проходят и меньшие расстояния в сторону преграды. В результате этого центральные части облицовки обгоняют периферийные части, облицовка выворачивается в противоположную сторону направления своего движения, формируя растягивающееся по длине рабочее тело (см., напр., С.Г.Андреев и др. Физика взрыва, том 2, издание третье, переработанное под редакцией Л.П.Орленко. М.: Физматлит, 2002. - С.259-260). По аналогичному, описанному выше механизму деформирования облицовки, благодаря тому, что она выполнена двухслойной из различных материалов, одновременно создаются два самостоятельных рабочих тела, движущихся друг за другом с различной скоростью. Первое рабочее тело образуется из внутреннего слоя 5 облицовки, выполненного из материала с меньшей удельной массой, например из алюминия, и приобретает более высокую скорость. Благодаря этому этот слой сразу отрывается от наружного слоя 6 облицовки, выполненного из материала с большей удельной массой, например из меди, и формируется в самостоятельное рабочее тело. Второе рабочее тело, выполненное из наружного слоя облицовки, имеет меньшую скорость и движется с некоторым отставанием от первого рабочего тела. Первое рабочее тело, образованное из внутреннего слоя облицовки, пробивает опорный диск и резиновую прокладку в окне перфоратора, слой жидкости между перфоратором и обсадной колонной, стенку последней и слой цементного камня. Второе рабочее тело, образованное из наружного слоя облицовки, вслед за первым пробивает далее канал в горной породе. Первое рабочее тело, таким образом, не только преодолевает первоначальные преграды в скважине с образованием канала на расстоянии до 2-3 внутренних диаметров d облицовки, но и обеспечивает для формирования второго рабочего тела дополнительное пространство, создающее оптимальное фокусное расстояние, с которого реализуется его наибольшее пробивное действие.The action of the charge of the hammer in the well is as follows. When the detonation of the charge through the detonator 3 of the pieces 1 of the explosive, the convex detonation wave propagating towards the cavity 4 initially approaches the region of the top of the cladding (shown by a dashed line in the drawing). Due to this, the central parts of the cladding acquire the greatest momentum and speed in the direction of the axis of the cavity, travel a greater distance than the peripheral parts of the cladding, which acquire less momentum and speed in the direction of the radius of the cavity, and, therefore, pass smaller distances towards the obstacle. As a result of this, the central parts of the lining overtake the peripheral parts, the lining is turned in the opposite direction of its movement, forming a working fluid stretching along the length (see, for example, S.G. Andreev et al. Explosion Physics, Volume 2, third edition, revised edited by L.P. Orlenko. M.: Fizmatlit, 2002. - S.259-260). According to the similar mechanism of cladding deformation described above, due to the fact that it is made of two layers of different materials, two independent working bodies are created at the same time, moving one after another at different speeds. The first working fluid is formed from the inner layer 5 of the cladding made of a material with a lower specific gravity, for example, aluminum, and acquires a higher speed. Due to this, this layer immediately breaks away from the outer layer 6 of the cladding, made of a material with a higher specific gravity, for example, copper, and is formed into an independent working fluid. The second working fluid, made of the outer layer of the cladding, has a lower speed and moves with some lag behind the first working fluid. The first working fluid, formed from the inner layer of the lining, pierces the support disk and the rubber gasket in the window of the punch, the fluid layer between the punch and the casing, the wall of the latter and a layer of cement stone. The second working fluid, formed from the outer layer of the lining, after the first pierces further the channel in the rock. The first working fluid, thus, not only overcomes the initial obstacles in the well with the formation of a channel at a distance of up to 2-3 internal diameters d of the lining, but also provides additional space for the formation of the second working fluid, creating the optimal focal length from which its greatest penetration act.
Внутренний диаметр основания d облицовки в форме сферического сегмента выбирается в пределах 0,80-0,85 D. При d облицовки более 0,85 D, как показали эксперименты, в процессе детонации заряда происходит дробление периферийных частей облицовки с образованием зубчатой формы поверхности. Это приводит к значительному снижению скорости метания облицовки и ее пробивной способности. При значениях d=0,80-0,85 D облицовка в процессе метания сохраняет свою целостность и характеристики скорости, а при d <0,80 начинает снижаться скорость метания облицовки. Величина прогиба по оси облицовки в пределах от 0,30 до 0,35 d выбирается в связи с тем, что с увеличением величины прогиба в этих пределах происходит значительное увеличение поверхности облицовки, воспринимаемого ею общего импульса и скорости метания облицовки. При величине прогиба облицовки более 0,35 d в процессе метания наряду с выворачиванием сегментной облицовки начинает проявляться струеобразование, направленное в противоположную сторону движения облицовки, что приводит к частичной потери массы облицовки, участвующей в пробитии преграды.The inner diameter of the base d of the cladding in the form of a spherical segment is selected in the range 0.80-0.85 D. When the cladding d is more than 0.85 D, experiments have shown that in the process of charge detonation, the peripheral parts of the cladding are crushed to form a serrated surface shape. This leads to a significant decrease in the throwing speed of the cladding and its penetrative ability. At values d = 0.80-0.85 D, the lining during its throwing retains its integrity and speed characteristics, and at d <0.80, the throwing speed of the lining begins to decrease. The magnitude of the deflection along the axis of the cladding in the range from 0.30 to 0.35 d is selected due to the fact that with an increase in the magnitude of the deflection within these limits, a significant increase in the surface of the cladding, the perceived overall impulse and throwing speed of the cladding occurs. When the magnitude of the deflection of the cladding is more than 0.35 d during throwing, along with the twisting of the segment cladding, jet formation begins to appear, directed in the opposite direction of movement of the cladding, which leads to a partial loss of mass of the cladding involved in breaking through the barrier.
Как следует из рассмотрения действия предлагаемого заряда перфоратора, выполнение его из двухслойной облицовки обеспечивает образование двух самостоятельных рабочих тел. Первое из них, состоящее из материала с меньшей удельной массой, предварительно преодолевая часть преграды, создает дополнительное пространство и тем самым одновременно образует оптимальное фокусное расстояние для формирования и наибольшего пробивного действия второго рабочего тела, выполненного из другого материала с большей удельной массой. Под удельной массой материала слоя облицовки понимается масса слоя облицовки, приходящаяся на единицу его поверхности.As follows from the consideration of the action of the proposed charge of the perforator, its implementation from a two-layer lining provides the formation of two independent working bodies. The first of them, consisting of a material with a lower specific gravity, having previously overcome part of the obstacle, creates additional space and, at the same time, forms the optimal focal length for the formation and the greatest breakdown action of the second working fluid made of another material with a higher specific gravity. The specific gravity of the material of the cladding layer is understood as the mass of the cladding layer per unit of its surface.
В отличие от известного и действующего по механизму формирования классической кумулятивной струи заряда перфоратора с двухслойной облицовкой, в которой внутренний слой состоит из материала с большей удельной массой, а наружный слой - из материала с меньшей удельной массой, в предлагаемом заряде перфоратора, наоборот, внутренний слой облицовки выполнен из материала с меньшей удельной массой, а наружный - из материала с большей удельной массой. Другое отличие от известных кумулятивных зарядов, в пробивном действии которых участвует только около 15% материала облицовки, состоит в том, что в предлагаемом заряде перфоратора участвует практически вся масса облицовки, которая создает больший диаметр рабочего тела. Благодаря этому соответственно повышается диаметр образуемого в преграде канала.In contrast to the well-known and operating according to the formation mechanism of the classical cumulative jet charge of a perforator with a two-layer cladding, in which the inner layer consists of a material with a higher specific gravity, and the outer layer is a material with a lower specific gravity, in the proposed perforator charge, on the contrary, the inner layer the cladding is made of a material with a lower specific gravity, and the outer one is made of a material with a higher specific gravity. Another difference from the known cumulative charges, in the breakdown action of which only about 15% of the cladding material is involved, is that almost the entire mass of the cladding, which creates a larger diameter of the working fluid, is involved in the proposed charge of the perforator. Due to this, the diameter of the channel formed in the barrier increases accordingly.
Работоспособность и преимущества предлагаемого заряда перфоратора подтверждены результатами стендовых испытаний. Испытаниям подвергались образцы предлагаемого заряда перфоратора с конфигурацией и элементами, соответствующими чертежу. Шашка заряда из прессованного флегматизированного гексогена имела диаметр основания D, равный 30 мм. Полость шашки в форме сферического сегмента покрывалась двухслойной облицовкой с внутренним диаметром 24 мм и с прогибом по оси, равным 0,35 d. Внутренний слой облицовки выполнялся из алюминия толщиной в пределах от 0,3 до 0,7 мм, а наружный слой облицовки состоял из меди толщиной 0,8 мм. При этом отношение толщин внутреннего и наружного слоев облицовки изменялось соответственно в пределах от 0,40 до 0,90, а отношение удельных масс внутреннего и наружного слоев облицовки - в пределах от 0,11 до 0,26. Пробивная способность образцов заряда перфоратора определялась по общепринятым методикам - по преграде из стальной мишени, представляющей набор стальных плит, а также из комбинированной мишени, которая состоит из 10 мм стальной плиты, имитирующей обсадную колонну, и бетонного блока с прочностью 25 МПа, имитирующего горную породу. Расстояние от торца заряда до преграды (фокусное расстояние) равнялось 60 мм. В опытах определялась глубина образуемого канала, а также его средний диаметр, как среднее значение из 4-5 измерений, выполненных на отдельных участках по всей глубине канала.The performance and advantages of the proposed charge perforator confirmed by the results of bench tests. The tests were subjected to samples of the proposed charge perforator with the configuration and elements corresponding to the drawing. A pressed phlegmatized RDX charge plate had a base diameter D of 30 mm. The cavity of the checker in the form of a spherical segment was covered with a two-layer lining with an inner diameter of 24 mm and with a deflection along the axis of 0.35 d. The inner lining layer was made of aluminum with a thickness ranging from 0.3 to 0.7 mm, and the outer lining layer consisted of 0.8 mm thick copper. The ratio of the thicknesses of the inner and outer layers of the cladding varied, respectively, from 0.40 to 0.90, and the ratio of the specific gravities of the inner and outer layers of the cladding ranged from 0.11 to 0.26. The penetration ability of perforator charge samples was determined according to generally accepted methods — based on an obstacle made of a steel target representing a set of steel plates, as well as from a combined target that consists of a 10 mm steel plate simulating a casing string and a concrete block with a strength of 25 MPa simulating rock . The distance from the end of the charge to the obstacle (focal length) was 60 mm. In the experiments, the depth of the formed channel, as well as its average diameter, was determined as the average value from 4-5 measurements taken in separate sections along the entire depth of the channel.
Результаты испытаний представлены в таблице, из которой следует, что в испытанных пределах изменения характеристик двухслойной облицовки заряда относительный средний диаметр образуемого канала по стальной мишени достигает до 0,75 d, что находится на уровне этого значения для заряда-прототипа и значительно выше, чем для штатного заряда перфоратора.The test results are presented in the table, from which it follows that, within the tested range of changes in the characteristics of the two-layer coating of the charge, the relative average diameter of the formed channel along the steel target reaches 0.75 d, which is at the level of this value for the prototype charge and significantly higher than for full charge punch.
При этом, как показали измерения, диаметр канала мало изменяется по всей его глубине, отличаясь от средней величины не более, чем на 15%. В комбинированной мишени диаметр канала составляет 1,45-1,88 d, что позволяет существенно увеличить коллекторские характеристики призабойной зоны пласта. Одновременно с этим глубина канала в стальной мишени составляет 2,5-3,5 d, что в 1,65-1,75 раза больше, чем для заряда-прототипа.At the same time, as shown by measurements, the diameter of the channel varies little over its entire depth, differing from the average value by no more than 15%. In the combined target, the channel diameter is 1.45-1.88 d, which allows to significantly increase the reservoir characteristics of the bottom-hole formation zone. At the same time, the channel depth in the steel target is 2.5-3.5 d, which is 1.65-1.75 times greater than for the prototype charge.
Глубина канала, создаваемого штатным кумулятивным зарядом ЗПК-105 перфоратора ПК-105, составляющая 190-245 мм по комбинированной мишени и 70-85 мм по стальной мишени (см., напр., Прострелочно-взрывная аппаратура. Справочник под ред. Л.Я.Фридляндера, 2-е изд., М.: "Недра", 1990, с.37, 38), выполняется при использовании предлагаемого заряда с двухслойной облицовкой при отношениях удельных масс и толщин внутреннего и наружного слоев, равных соответственно 0,15-0,23 и 0,5-0,8.The depth of the channel created by the standard cumulative charge ZPK-105 of the PK-105 punch, which is 190-245 mm for the combined target and 70-85 mm for the steel target (see, for example, Rifle-blasting equipment. Handbook edited by L. Ya .Fridlyandera, 2nd ed., Moscow: Nedra, 1990, p. 37, 38), is performed using the proposed charge with a two-layer cladding with the ratios of specific gravities and thicknesses of the inner and outer layers equal to 0.15- 0.23 and 0.5-0.8.
В связи с тем, что в пробитии преграды при действии предлагаемого заряда участвует и затрачивается почти вся масса облицовки, в созданном канале пест, в отличие от заряда-прототипа, практически не образуется. Это способствует лучшей гидравлической связи пласта со скважиной.Due to the fact that almost the entire mass of the lining is involved and expended in the penetration of the obstacle under the action of the proposed charge, practically no pest is created in the created channel, unlike the prototype charge. This contributes to a better hydraulic connection between the formation and the well.
В результате применения предлагаемого заряда перфоратора повышаются коллекторские характеристики пласта и производительность скважины за счет увеличения глубины образуемого канала в 1,65-1,75 раза и устранения образования закупоривающего песта по сравнению с прототипом, а также обеспечению одновременно с ними повышенного диаметра по всей длине канала.As a result of the application of the proposed charge of the perforator, the reservoir characteristics of the formation and the productivity of the well are increased by increasing the depth of the formed channel by 1.65-1.75 times and eliminating the formation of an obstructing pest compared to the prototype, as well as providing an increased diameter along the entire length of the channel .
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003107461/03A RU2250359C2 (en) | 2003-03-18 | 2003-03-18 | Perforator charge |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003107461/03A RU2250359C2 (en) | 2003-03-18 | 2003-03-18 | Perforator charge |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003107461A RU2003107461A (en) | 2004-09-20 |
| RU2250359C2 true RU2250359C2 (en) | 2005-04-20 |
Family
ID=35635127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003107461/03A RU2250359C2 (en) | 2003-03-18 | 2003-03-18 | Perforator charge |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2250359C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2522701C1 (en) * | 2013-03-19 | 2014-07-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" | Method of processing explosively formed projectile |
| RU2542024C1 (en) * | 2013-10-10 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная геодезическая академия" (ФГБОУ ВПО "СГГА") | Method for obtainment composite cumulative jets in perforator charges |
-
2003
- 2003-03-18 RU RU2003107461/03A patent/RU2250359C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2522701C1 (en) * | 2013-03-19 | 2014-07-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" | Method of processing explosively formed projectile |
| RU2542024C1 (en) * | 2013-10-10 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная геодезическая академия" (ФГБОУ ВПО "СГГА") | Method for obtainment composite cumulative jets in perforator charges |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2495234C2 (en) | Devices and methods for well bore perforation | |
| US6925924B2 (en) | Method and apparatus to improve perforating effectiveness using a unique multiple point initiated shaped charge perforator | |
| US9335132B1 (en) | Swept hemispherical profile axisymmetric circular linear shaped charge | |
| US7104326B2 (en) | Apparatus and method for severing pipe utilizing a multi-point initiation explosive device | |
| EA011184B1 (en) | Shaped charge assembly and method of damaging a target | |
| NO338794B1 (en) | Procedure for Completing an Oil or Gas Well and Using Perforators with Direct Charging | |
| US3358780A (en) | Cumulative shaped charges | |
| KR20190103071A (en) | Blasting Method using Liner applied to Primer, Booster and Charge in a blasthole | |
| US20130061771A1 (en) | Active waveshaper for deep penetrating oil-field charges | |
| RU2542024C1 (en) | Method for obtainment composite cumulative jets in perforator charges | |
| RU2391620C1 (en) | Perforator charge | |
| RU2250359C2 (en) | Perforator charge | |
| US4669384A (en) | High temperature shaped charge perforating apparatus | |
| US11486233B2 (en) | Sympathetically detonated self-centering explosive device | |
| CN107605442A (en) | High-performance double-layer charge perforator | |
| RU118422U1 (en) | CUMULATORY CHARGE OF PUNCHES | |
| RU2681019C1 (en) | Cumulative charge | |
| CN1304727C (en) | Oil well perforator | |
| RU2140053C1 (en) | Shaped charge | |
| US3491841A (en) | Method and apparatus for the explosive drilling of boreholes | |
| RU2559963C2 (en) | Method of well perforation by double hypercumulative charges | |
| RU2317406C1 (en) | Well bore zone perforation method and shaped-charge device (variants) | |
| RU34718U1 (en) | Cumulative charge | |
| RU2717853C1 (en) | Cumulative perforator charge | |
| RU2371662C2 (en) | Shaped charge and its facing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050319 |