RU2487991C1 - Cumulative well perforator - Google Patents
Cumulative well perforator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2487991C1 RU2487991C1 RU2012105229/03A RU2012105229A RU2487991C1 RU 2487991 C1 RU2487991 C1 RU 2487991C1 RU 2012105229/03 A RU2012105229/03 A RU 2012105229/03A RU 2012105229 A RU2012105229 A RU 2012105229A RU 2487991 C1 RU2487991 C1 RU 2487991C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cumulative
- detonation
- charge
- detonating cords
- perforator
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей и горной промышленности и может быть использовано при прострелочно-взрывных работах в скважинах для вторичного вскрытия продуктивных пластов.The invention relates to the oil and mining industries and can be used for shooting and blasting in wells for the secondary opening of reservoirs.
Известен кумулятивный перфоратор для скважины, включающий сборку кумулятивных зарядов с системой их инициирования в виде детонирующего шнура, который присоединен к вершине каждого кумулятивного заряда (см., например, Григорян Н.Г., Краткий справочник по прострелочно-взрывным работам, Москва, Недра, 1990, с.70-75).A well-known cumulative perforator for a well, including the assembly of cumulative charges with a system for their initiation in the form of a detonating cord, which is attached to the top of each cumulative charge (see, for example, Grigoryan N.G., Quick reference to shooting-blasting operations, Moscow, Nedra, 1990, p. 70-75).
При срабатывании каждого из кумулятивных зарядов происходит ассиметричное развитие фронта волны детонации и схлопывание облицовки зарядов с образованием прямой кумулятивной струи. При этом, отклонение точки инициирования от оси кумулятивного заряда приводит к искривлению кумулятивной струи и уменьшению глубины канала перфорации.When each of the cumulative charges is triggered, an asymmetric development of the detonation wave front and collapse of the charge lining with the formation of a direct cumulative jet occur. Moreover, the deviation of the initiation point from the axis of the cumulative charge leads to a curvature of the cumulative jet and a decrease in the depth of the perforation channel.
В последние годы наблюдается тенденция к увеличению длины кумулятивных перфораторов, спускаемых в скважину за один спуск на кабеле и, особенно, на трубах. При этом возникает проблема надежности детонирующих шнуров, поскольку длина сборок кумулятивных перфораторов, спускаемых на трубах, достигает нескольких сот метров в горизонтальных стволах скважин. Прекращение детонации в детонирующем шнуре из-за дефектов приводит, как правило, к разрушению кумулятивного перфоратора и заклиниванию его в обсадной колонне скважины.In recent years, there has been a tendency to increase the length of cumulative rock drills lowered into the well in a single run on the cable and, especially, on the pipes. In this case, the reliability problem of detonating cords arises, since the length of the assemblies of cumulative perforators launched on pipes reaches several hundred meters in horizontal wellbores. The termination of detonation in the detonating cord due to defects leads, as a rule, to the destruction of the cumulative perforator and jamming it in the casing of the well.
Известен кумулятивный перфоратор для скважины, включающий сборку кумулятивных зарядов с системой их инициирования в виде двух детонирующих шнуров, примыкающих к хвостовой части каждого из кумулятивных зарядов (см. например, SU 1111528, 30.03.1991).Known cumulative perforator for the well, including the assembly of cumulative charges with a system for their initiation in the form of two detonating cords adjacent to the tail of each of the cumulative charges (see, for example, SU 1111528, 30.03.1991).
Такая система предусмотрена для повышения надежности срабатывания длинных сборок кумулятивных перфораторов. В случае прекращения детонации по одному из шнуров предполагается возможность срабатывания кумулятивных зарядов от другого - дублирующего детонирующего шнура.Such a system is designed to increase the reliability of operation of long assemblies of cumulative perforators. In the event of termination of detonation along one of the cords, it is assumed that cumulative charges from the other — a duplicating detonating cord — can be triggered.
Однако, в действительности оказалось, что:However, in reality it turned out that:
практически очень сложно обеспечить одновременное с одинаковой скоростью прохождение детонационного фронта по двум детонирующим шнурам. В случае небольшого опережения или отставания фронта детонации по одному из шнуров, что на практике происходит довольно часто, не образуется высокоскоростной поток газов в кумулятивном заряде, сходящийся в плоскости и проходящей именно через ось этого заряда, В результате эффективность перфорации - глубина пробития канала;it is practically very difficult to ensure the simultaneous passage of the detonation front along two detonating cords at the same speed. In the case of a small lead or lag of the detonation front along one of the cords, which happens quite often in practice, a high-speed gas flow in the cumulative charge does not form, converging in the plane and passing precisely through the axis of this charge, As a result, the perforation efficiency is the penetration depth of the channel;
система дублирования детонирующих шнуров при их плотном расположении будет надежной, если марки применяемых детонирующих шнуров надежно обеспечивают передачу детонации друг на друга. Однако, например, термостойкие детонирующие шнуры на основе гексонитростильбена или пластифицированные детонирующие шнуры марок ДШТВ-150/800, ДШТВ-150, а также и ряд других не передают детонацию с одного на другой даже при плотном прижатии, а только перебивают друг друга;the system of duplication of detonating cords with their tight arrangement will be reliable if the brands of detonating cords used reliably ensure the transfer of detonation to each other. However, for example, heat-resistant detonating cords based on hexonitrostilbene or plasticized detonating cords of the DShTV-150/800, DShTV-150 brands, as well as a number of others, do not transmit detonation from one to another even when pressed tightly, but only interrupt each other;
детонирующие шнуры имеют контакты в нескольких местах с металлическим корпусом заряда и при срабатывании, кроме инициирования, создают в корпусе кумулятивного заряда ударные волны, которые, взаимодействуя с отраженными детонационными волнами, искажают фронт детонации кумулятивного заряда и таким образом уменьшают глубину канала перфорации (эффективность пробития).detonating cords have contacts in several places with the metal charge case and, when triggered, in addition to initiating, create shock waves in the cumulative charge case, which, interacting with reflected detonation waves, distort the detonation front of the cumulative charge and thus reduce the depth of the perforation channel (penetration efficiency) .
В итоге, в кумулятивном перфораторе не все его заряды срабатывают, эффективность и надежность работы перфоратора снижается, глубина каналов перфорации уменьшается.As a result, in a cumulative punch, not all of its charges are triggered, the efficiency and reliability of the punch decreases, the depth of the perforation channels decreases.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности полного срабатывания и эффективности работы кумулятивного перфоратора за счет оптимизации дублирования всей детонационной цепи упомянутого перфоратора и увеличения глубины каналов перфорации.The technical result of the invention is to increase the reliability of the full operation and the efficiency of the cumulative perforator by optimizing the duplication of the entire detonation circuit of the perforator and increasing the depth of the perforation channels.
Необходимый технический результат достигается тем, что кумулятивный перфоратор для скважины включает каркас с гнездами и помещенные в гнездах кумулятивные заряды, каждый из которых имеет, металлический корпус, металлическую облицовку, основной заряд взрывчатого вещества - ВВ, узел детонации в хвостовой части корпуса основного заряда с двумя параллельными пазами, где размещены два детонирующих шнура, соединяющих кумулятивные заряды, и осевым гнездом между параллельными пазами, где размещен дополнительный заряд ВВ, сомкнутый одной стороной поверхности с осевой частью основного заряда ВВ, а другими сторонами поверхности, взаимно противоположными, -с детонирующими шнурами, которые в остальной части по их длине между кумулятивными зарядами отстоят друг от друга на расстоянии, предотвращающем взаимную передачу детонации, при этом узел детонации выполнен с возможностью демпфирования ударных волн при взрыве детонирующих шнуров для стабилизации фронта распространения детонации по основному заряду ВВ.The required technical result is achieved by the fact that the cumulative perforator for the well includes a frame with sockets and cumulative charges placed in the sockets, each of which has a metal body, metal lining, the main explosive charge is explosive, a detonation unit in the rear of the main charge body with two parallel grooves, where two detonating cords are placed, connecting cumulative charges, and an axial socket between parallel grooves, where an additional explosive charge is placed, closed by one side surface with the axial part of the main explosive charge, and the other sides of the surface, mutually opposite, with detonating cords, which in the rest along their length between the cumulative charges are separated from each other by a distance that prevents mutual transfer of detonation, while the knock knot is made with the possibility of shock wave damping in the explosion of detonating cords to stabilize the front of detonation propagation along the main explosive charge.
Кроме того:Besides:
кумулятивный перфоратор имеет герметичный корпус;the cumulative perforator has a sealed enclosure;
в качестве основного заряда ВВ принят пластифицированный гексоген или октоген, или или гексонитростильбен, а в качестве дополнительного заряда ВВ - упомянутые ВВ в чистом виде;plasticized RDX or HMX or hexonitrostilbene is accepted as the main explosive charge, and the mentioned explosives in pure form are used as an additional explosive charge;
узел детонации выполнен из материала с низкой скоростью звука;knock knot is made of material with a low speed of sound;
узел детонации выполнен в виде манжеты из эластичного материала;knock knot is made in the form of a cuff of elastic material;
хвостовая часть корпуса кумулятивного заряда имеет выступ, а манжета - соответствующую внутреннюю канавку под упомянутый выступ для возможности фиксации манжеты на кумулятивном заряде с натягом;the tail portion of the cumulative charge housing has a protrusion, and the cuff has a corresponding internal groove for the said protrusion for the possibility of fixing the cuff on the cumulative charge with an interference fit;
в качестве материала манжеты принята резина или полиуретан.rubber or polyurethane is used as the cuff material.
На фиг.1 изображен поперечный разрез кумулятивного перфоратора.Figure 1 shows a cross section of a cumulative punch.
На фиг.2 показана схема установки кумулятивного заряда в кумулятивном перфораторе.Figure 2 shows a diagram of the installation of the cumulative charge in the cumulative perforator.
Кумулятивный перфоратор включает каркас 1 с гнездами (условно не показаны), помещенные в гнездах кумулятивные заряды, каждый из которых имеет металлический корпус 2, металлическую облицовку 3, основной заряд взрывчатого вещества - ВВ 4, узел детонации 5 в хвостовой части корпуса основного заряда ВВ 4 с двумя параллельными пазами, где размещены два детонирующих шнура 6, соединяющих кумулятивные заряды перфоратора, и осевым гнездом между параллельными пазами с детонирующими шнурами 6, где размещен дополнительный заряд ВВ 7, сомкнутый одной стороной поверхности с осевой частью основного заряда ВВ 4, а другими сторонами поверхности, взаимно противоположными, - с двумя детонирующими шнурами 6. Хвостовая часть корпуса кумулятивного заряда может иметь выступ 8, а узел детонации может быть выполнен из материала с низкой скоростью звука, например, не выше 2,5 км/сек. В качестве такого материала могут быть использованы, например, пластмассы типа армамида. Для удобства сборки этот узел наделяют дополнительными свойствами упругости - эластичности. В этом случае узел детонации 5 может быть выполнен, например, в виде манжеты из резины или полиуретана и иметь соответствующую канавку под выступ 8. Кроме того, кумулятивный перфоратор для еще большего повышения надежности работы может быть выполнен корпусным. Для этого случая каркас 1 с гнездами и кумулятивными зарядами в них может быть помещен в корпус 9.The cumulative perforator includes a
Предварительно изготовленную основную часть кумулятивного заряда (поз.2, 3, 4) соединяют с узлом детонации 5, в котором находится дополнительный заряд ВВ 7. Для удобства сборки может быть использована эластичная манжета из полиуретана или резины. Подготовленные кумулятивные заряды устанавливают в отверстиях каркаса 1 кумулятивного перфоратора. Отверстия каркаса могут быть выполнены, например, таким образом, что меньшее отверстие имеет овальную форму. Его размер по оси каркаса больше максимального диаметра манжеты в 1,1-1,2 раза, а меньший размер овала меньше диаметра манжеты в 0,75-0,9 раза. За счет этого кумулятивный заряд в сборе при условии эластичности манжеты может быть защелкнут в каркасе. После установки всех кумулятивных зарядов в каркасе укладывают два детонирующих шнура 6 в два параллельных паза узла детонации 5, например, эластичной манжеты. Далее детонирующие шнуры 6 параллельно друг другу укладывают в каркас 1 на необходимое расстояние, предотвращающее взаимную передачу детонации (друг от друга) и аналогично соединяют со следующим кумулятивным зарядом. В частности, при использовании детонирующих шнуров типа ДШТ-200 их размещают друг от друга на расстоянии 7-10 мм Для исключения смещений детонирующих шнуров от заданного расстояния могут быть использованы прокладки между ними. После полного снаряжения каркаса кумулятивными зарядами и детонирующими шнурами он может быть помещен в корпус 9 кумулятивного перфоратора, который герметизируют, например, резьбовым наконечником и головкой.The prefabricated main part of the cumulative charge (pos. 2, 3, 4) is connected to the
Такой кумулятивный перфоратор в сборе после установки к детонирующим шнурам взрывного патрона, при спуске на кабеле, или стреляющей головки, при спуске на трубах, опускают в скважину.Such a cumulative perforator assembly, after installing an explosive cartridge to the detonating cords, is lowered into the well when descending on a cable, or a firing head, when descending on pipes.
В интервале перфорации взрывной патрон или стреляющая головка одновременно инициирует два детонирующих шнура.In the perforation interval, an explosive cartridge or firing head simultaneously initiates two detonating cords.
В узле детонации 5 и, в частности, эластичной манжете обеспечена возможность передачи детонация от детонирующих шнуров 6 на одну поверхность, например, боковую дополнительного заряда ВВ 7, который другой поверхностью, например, торцевой строго по оси инициирует основной заряд ВВ 4 кумулятивного заряда. Для повышения восприимчивости дополнительный заряд ВВ 7 может быть изготовлен из чистого гексогена или чистого октогена, или чистого гексонитростильбена. При этом основной заряд ВВ кумулятивного заряда может быть выполнен, например, на основе гексогена или основе октогена, или основе гексонитростильбена.In the
Для нормального инициирования кумулятивных зарядов достаточно, если сработает один из детонирующих шнуров. Прохождение детонации по шнурам с разными скоростями не сказывается на эффективности перфорации. Детонирующие шнуры должны быть уложены параллельно друг другу на таком расстоянии, при котором не происходит взаимной передачи детонацию от одного детонирующего шнура на другой и не происходит их перебивания ударными волнами друг от друга (может быть определено расчетным образом или опытным путем). Но в случае прекращения детонации из-за дефектов в одном из детонирующих шнуров, оставшаяся часть кумулятивных зарядов сработает от другого детонирующего шнура. Более того, конструкция кумулятивного перфоратора обеспечивает передачу детонации от одного шнура к другому на каждом дополнительном заряде ВВ, расположенном в узле детонации. Такая «детонационная лесенка» является очень эффективной, поскольку позволяет обходить много дефектных участков детонирующих шнуров, то одного то другого, возникающих, например, в скважине от непредвиденных ситуаций. Надежность такой детонационной цепи значительно выше надежности известной цепи, причем в сравнении с цепью из одного детонирующего шнура эта надежность выше на порядки.For normal initiation of cumulative charges, it is enough if one of the detonating cords is triggered. The passage of detonation through cords with different speeds does not affect the efficiency of perforation. Detonating cords must be laid parallel to each other at a distance at which there is no mutual transfer of detonation from one detonating cord to another and they are not interrupted by shock waves from each other (can be determined by calculation or experimentally). But in the event of termination of detonation due to defects in one of the detonating cords, the remaining part of the cumulative charges will work from another detonating cord. Moreover, the design of the cumulative perforator provides the transmission of detonation from one cord to another on each additional explosive charge located in the detonation assembly. Such a "detonation ladder" is very effective because it allows you to bypass many defective areas of detonating cords, then one or the other, arising, for example, in the well from unforeseen situations. The reliability of such a detonation circuit is much higher than the reliability of a known circuit, and in comparison with a chain of one detonating cord, this reliability is higher by orders of magnitude.
Узел детонации, изготовленный из материала с низкой скоростью звука, позволяет демпфировать ударные волны, которые возникают при взрыве детонирующих шнуров, что стабилизирует фронт распространения детонации по основному заряду ВВ (улучшает фронт прохождения детонации) обеспечивая повышение эффективности работы кумулятивного перфоратора - глубины каналов перфорации.The knock knot made of a material with a low speed of sound allows damping shock waves that occur when detonating cords explode, which stabilizes the front of detonation propagation along the main explosive charge (improves the front of detonation propagation), increasing the efficiency of the cumulative perforator - the depth of the perforation channels.
Узел детонации, изготовленный, в дополнении к свойству низкой скорости звука, из эластичного материала позволяет удобно соединять части кумулятивного заряда между собой и быстро крепить упомянутый заряд в каркасе без дополнительных элементов.The detonation unit, made, in addition to the property of low speed of sound, from an elastic material makes it possible to conveniently connect the parts of the cumulative charge with each other and quickly mount the said charge in the frame without additional elements.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012105229/03A RU2487991C1 (en) | 2012-02-16 | 2012-02-16 | Cumulative well perforator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012105229/03A RU2487991C1 (en) | 2012-02-16 | 2012-02-16 | Cumulative well perforator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2487991C1 true RU2487991C1 (en) | 2013-07-20 |
Family
ID=48791217
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012105229/03A RU2487991C1 (en) | 2012-02-16 | 2012-02-16 | Cumulative well perforator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2487991C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU739914A1 (en) * | 1978-12-04 | 1991-02-15 | Раменское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института геофизических методов разведки | Cumulative housing-free perforator |
SU1111528A1 (en) * | 1982-01-08 | 1991-03-30 | Раменское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института геофизических методов разведки | Cumulative perforator |
RU2034134C1 (en) * | 1990-02-20 | 1995-04-30 | Мячин Александр Яковлевич | Jet charge for perforator |
US5648635A (en) * | 1995-08-22 | 1997-07-15 | Lussier; Norman Gerald | Expendalble charge case holder |
GB2430479A (en) * | 2005-03-08 | 2007-03-28 | Schlumberger Holdings | Apparatus for controling explosive energy generated by a shaped charge in a perforating tool in a wellbore |
US20100263523A1 (en) * | 2006-06-06 | 2010-10-21 | Owen Oil Tools Lp | Retention member for perforating guns |
-
2012
- 2012-02-16 RU RU2012105229/03A patent/RU2487991C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU739914A1 (en) * | 1978-12-04 | 1991-02-15 | Раменское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института геофизических методов разведки | Cumulative housing-free perforator |
SU1111528A1 (en) * | 1982-01-08 | 1991-03-30 | Раменское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института геофизических методов разведки | Cumulative perforator |
RU2034134C1 (en) * | 1990-02-20 | 1995-04-30 | Мячин Александр Яковлевич | Jet charge for perforator |
US5648635A (en) * | 1995-08-22 | 1997-07-15 | Lussier; Norman Gerald | Expendalble charge case holder |
GB2430479A (en) * | 2005-03-08 | 2007-03-28 | Schlumberger Holdings | Apparatus for controling explosive energy generated by a shaped charge in a perforating tool in a wellbore |
US20100263523A1 (en) * | 2006-06-06 | 2010-10-21 | Owen Oil Tools Lp | Retention member for perforating guns |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2659933C2 (en) | Ballistic transmission module | |
US7861784B2 (en) | System and method of controlling surge during wellbore completion | |
US20180291715A1 (en) | Downhole Perforating System | |
CN112424443A (en) | Positioning device for shaped charges in perforating gun modules | |
US20170241244A1 (en) | Perforating systems with insensitive high explosive | |
RU2634960C2 (en) | Energy transmitting device | |
US20120160491A1 (en) | Method and design for high shot density perforating gun | |
RU2519088C2 (en) | Modular perforator | |
US11656066B2 (en) | Boosterless ballistic transfer | |
JP6342749B2 (en) | Blasting method | |
US20150292850A1 (en) | Detonator output interrupter for downhole tools | |
RU2487991C1 (en) | Cumulative well perforator | |
US8851191B2 (en) | Selectively fired high pressure high temperature back-off tool | |
EP3194712B1 (en) | Oilfield side initiation block containing booster | |
US10927649B2 (en) | System and method to control wellbore pressure during perforating | |
KR102346693B1 (en) | Blasting device for land and underwater equipped with air packer | |
RU148147U1 (en) | KONMULATIVE PUNCHING DETONATION TRANSMISSION KNOT | |
US10641588B2 (en) | Simultaneous linear initiation mechanism | |
GB2411221A (en) | Gripping mechanism for a detonating cord | |
CN103670346B (en) | Oil-gas well focusing perforation delayed detonation technology | |
RU2635415C1 (en) | Detonation splitter in shockwave tubes | |
GB2569460B (en) | Perforating systems with insensitive high explosive | |
RU2492315C1 (en) | Cumulative sectional perforator for well | |
CN208921873U (en) | Firer's seismic source apparatus | |
EP3740644B1 (en) | Systems and methods for downhole tubular cutting |