RU2717853C1 - Кумулятивный заряд перфоратора - Google Patents
Кумулятивный заряд перфоратора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2717853C1 RU2717853C1 RU2019112145A RU2019112145A RU2717853C1 RU 2717853 C1 RU2717853 C1 RU 2717853C1 RU 2019112145 A RU2019112145 A RU 2019112145A RU 2019112145 A RU2019112145 A RU 2019112145A RU 2717853 C1 RU2717853 C1 RU 2717853C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cumulative
- charge
- lining
- axis
- conical
- Prior art date
Links
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 title claims abstract description 71
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000004568 cement Substances 0.000 abstract description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 13
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 6
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 5
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 4
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/11—Perforators; Permeators
- E21B43/116—Gun or shaped-charge perforators
- E21B43/117—Shaped-charge perforators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B1/00—Explosive charges characterised by form or shape but not dependent on shape of container
- F42B1/02—Shaped or hollow charges
- F42B1/028—Shaped or hollow charges characterised by the form of the liner
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области добычи нефти и газа, может быть использовано при скважинной перфорации и чистке перфорационных каналов. Кумулятивный заряд перфоратора содержит корпус, заряд взрывчатого вещества с V-образной кольцевой кумулятивной выемкой с облицовкой. Корпус кумулятивного заряда цельный, имеет цилиндроконическую форму, заряд взрывчатого вещества - цилиндрический, в центральной части которого расположен конический элемент кумулятивной облицовки. В состав заряда включено точечное инициирующее устройство и линзовый узел, состоящий из линзы из инертного материала и комбинации дополнительных зарядов взрывчатого вещества. Ось V-образной кумулятивной облицовки расположена под углом α>0° к оси конической кумулятивной облицовки. Обеспечивается увеличение площадей сечений пробитых отверстий в трубе, цементном кольце и отверстий перфорационных каналов. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области добычи нефти и газа и может быть использовано для перфорирования труб скважин при вскрытии вторичных продуктивных пластов, а также для чистки уже перфорированных ранее каналов.
Известен кумулятивный заряд перфоратора (патент RU 2432452, МПК Е21В 43/117, F42B 1/028, 27.10.2011), который содержит корпус, осесимметричную шашку взрывчатого вещества (ВВ) 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.
Однако низкое качество стенок перфорационных каналов при применении данного заряда приводит к тому, что площадь сечений каналов ненамного превышает площадь сечения компактного быстролетящего тела.
Кроме того, известно устройство (патент RU 2063606, МПК F42B 12/10, 27.07.1996), являющееся прототипом предлагаемого изобретения и содержащее корпус, выполненный в виде двух коаксиально расположенных колец конической формы с образованием зазора прямоугольного профиля с размещенным в нем зарядом взрывчатого вещества, V-образную кольцевую кумулятивную выемку с облицовкой, инициирующее устройство в виде кольцевой втулки, расположенной на оси симметрии V-образной кумулятивной облицовки и пересекающейся с осью симметрии заряда в направлении его действия под углом.
Кумулятивный заряд функционирует следующим образом. При срабатывании инициирующего узла происходит инициирование заряда взрывчатого вещества. Образующиеся при этом продукты детонации воздействуют на облицовку, причем это воздействие осуществляется по всей окружности кумулятивной выемки одновременно. С образованием потока высокоскоростных частиц, движущихся вдоль конической образующей, совпадающей с поверхностью, образованной осями симметрии облицовки, и сходящегося в точке, расположенной на оси симметрии заряда на некотором удалении от основания облицовки. При вторичном схлопывании кумулятивной облицовки происходит повторное растяжение материала с формированием в данном случае кумулятивной струи, имеющей высокие массово-энергетические характеристики.
Однако при функционировании кумулятивного заряда формирование основной кумулятивной струи происходит при обеспечении определенного фокусного расстояния, то есть необходимого удаления кумулятивного заряда от преграды. В случае использования подобного устройства в условиях нефтедобывающей скважины возникает проблема ограниченности окружающего пространства. Также задачей описанного изобретения является повышение глубины пробития преграды, а не его диаметра, поэтому, несмотря на увеличение диаметра пробития по сравнению с обычными кумулятивными зарядами конических форм облицовок, в данной конструкции возможности повышения диаметра пробития при использовании зарядов с V-образными формами облицовок не реализованы в полной мере.
Задачей (техническим результатом) предлагаемого изобретения является увеличение притока нефти и газа за счет формирования в условиях ограниченного пространства в направлении оси заряда как кольцевого кумулятивного элемента - по периметру окружности, так и кумулятивной струи - по оси заряда, что приводит к увеличению суммарной площади поперечного сечения кумулятивных элементов и, соответственно, площади пробитого отверстия в стенке трубы и цементного кольца, а также площадей сечений перфорационных каналов.
Поставленная задача достигается тем, что корпус кумулятивного заряда перфоратора цельный, имеет цилиндроконическую форму, заряд взрывчатого вещества - цилиндрический, в центральной части которого расположен конический элемент кумулятивной облицовки, в состав заряда включено точечное инициирующее устройство и линзовый узел, состоящий из линзы из инертного материала и комбинации дополнительных зарядов взрывчатого вещества, при этом формирование кольцевого кумулятивного элемента происходит по оси V-образной части кумулятивной облицовки, положение которой определяется относительно оси кумулятивного заряда углом α≥0°. Эффективное обжатие кольцевой и конической кумулятивных облицовок достигается за счет установки линзового узла с комбинацией зарядов дополнительных взрывчатых веществ, тем самым обеспечивая образование двух кумулятивных струй: цилиндрической и кольцевой.
На Фиг. 1 изображен кумулятивный заряд перфоратора в разрезе, на Фиг. 2 - теоретическое распространение детонации в основном заряде бризантного взрывчатого вещества, на Фиг. 3 - кумулятивный заряд перфоратора как формирователь компактных поражающих элементов с параболоидной кумулятивной облицовкой, Фиг. 4 - кумулятивный заряд перфоратора как формирователь компактных поражающих элементов с конической кумулятивной облицовкой большого угла раствора, на Фиг. 5 - схема работы кумулятивного заряда перфоратора, где угол между осями формирования кумулятивных элементов α=о, на Фиг. 6 - схема работы кумулятивного заряда перфоратора, где ось кольцевой V-образной кумулятивной облицовки расположена под углом α>0° к оси конической кумулятивной облицовки.
Предлагаемый кумулятивный заряд перфоратора (Фиг. 1) содержит средство инициирования (1), металлический корпус (2), дополнительные заряды ВВ (3), (4) и (5), основное бризантное ВВ (6), линзовый узел (7), кумулятивные выемки с металлической облицовкой (8) и (9) - коническая и кольцевая V-образная соответственно.
Кумулятивный заряд перфоратора работает следующим образом (Фиг. 2). Средство инициирования (1), заключенное в нижнюю часть корпуса заряда (2), передает импульс в дополнительный заряд ВВ (3). Дополнительный заряд ВВ (3), в свою очередь, передает импульсы в ВВ (6), а также в дополнительные заряды ВВ (4) и (5), помещенные в линзовый узел из инертного материала (7) и подобранные по своей плотности и, соответственно, скорости детонации так, чтобы момент времени передачи импульсов дополнительных зарядов ВВ (3), (4) и (5) основному бризантному ВВ (6) совпадал. Инициирование ВВ (6) в поверхностях соприкосновения с ВВ (4) и (5) обеспечивает появление сферических ударных волн, фронт которых подходит по нормали к кумулятивным облицовкам, из чего следует максимально эффективное обжатие облицованных кумулятивных выемок (8) и (9) с последующим формированием кумулятивных струй цилиндрической и кольцевой форм. Инициирование ВВ (6) в поверхности соприкосновения с ВВ (3) обеспечивает компенсацию ударной волны, порожденной отражением детонационной волны от стенки корпуса (2).
Конструкция устройства может варьироваться в зависимости от целей и условий выполняемых работ. Например, при необходимости, изменив геометрические параметры кумулятивной облицовки, можно выполнить кумулятивный заряд перфоратора как формирователь компактных поражающих элементов с параболоидной (Фиг. 3) или конической с широким углом раствора (Фиг. 4) формами кумулятивной облицовки.
В зависимости от величины угла траектория формирования и движения кольцевого кумулятивного элемента может быть как параллельна оси формирования центральной кумулятивной струи (α=0°), так и пересекаться с ней в некоторой точке (α>0°). При исполнении кумулятивных облицовок схемы, где угол между осями формирования кумулятивных элементов α=о (Фиг. 5), кумулятивный заряд перфоратора (10), функционируя, позволяет создавать пробитые отверстия в скважинной трубе (11), цементном кольце (12) и перфорационные каналы в продуктивном пласте (13), причем пробитие идет параллельно оси кумулятивного заряда перфоратора. При функционировании схемы, где ось кольцевой V-образной кумулятивной облицовки расположена под углом α>0° к оси конической кумулятивной облицовки (Фиг. 6), кумулятивный заряд перфоратора (10), функционируя, позволяет создавать пробитые отверстия в скважинной трубе (11), цементном кольце (12) и перфорационные каналы в продуктивном пласте (13), причем кольцевой канал отверстия идет под углом к оси заряда, расширяясь в направлении формирования пробития, что позволяет дополнительно увеличить объем пробитого отверстия в пласте. Однако в этом случае угол α по возможности выбирается так, чтобы пробитие обсадной трубы и цементного кольца шло по радиусу, а не по хорде во избежание нерациональных трат энергии кумулятивных элементов.
Техническим результатом изобретения является повышение размеров площадей сечений пробитых отверстий в трубе, цементном кольце и отверстий перфорационных каналов.
Claims (2)
1. Кумулятивный заряд перфоратора, содержащий корпус, заряд взрывчатого вещества с V-образной кольцевой кумулятивной выемкой с облицовкой, отличающийся тем, что корпус кумулятивного заряда цельный, имеет цилиндроконическую форму, заряд взрывчатого вещества - цилиндрический, в центральной части которого расположен конический элемент кумулятивной облицовки, в состав заряда включено точечное инициирующее устройство и линзовый узел, состоящий из линзы из инертного материала и комбинации дополнительных зарядов взрывчатого вещества, при этом ось V-образной кумулятивной облицовки расположена под углом α>0° к оси конической кумулятивной облицовки.
2. Кумулятивный заряд перфоратора по п. 1, отличающийся тем, что кумулятивная облицовка выполнена конической формы с широким углом раствора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019112145A RU2717853C1 (ru) | 2019-04-22 | 2019-04-22 | Кумулятивный заряд перфоратора |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019112145A RU2717853C1 (ru) | 2019-04-22 | 2019-04-22 | Кумулятивный заряд перфоратора |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2717853C1 true RU2717853C1 (ru) | 2020-03-26 |
Family
ID=69943352
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019112145A RU2717853C1 (ru) | 2019-04-22 | 2019-04-22 | Кумулятивный заряд перфоратора |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2717853C1 (ru) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1627806A1 (ru) * | 1988-09-12 | 1991-02-15 | Трест "Союзмелиовзрывпром" | Кумул тивный зар д дл дроблени негабаритов |
RU2062432C1 (ru) * | 1992-03-02 | 1996-06-20 | Борис Иванович Соколов | Кумулятивный заряд |
RU2063606C1 (ru) * | 1993-12-10 | 1996-07-10 | Тульский государственный технический университет | Кумулятивный боеприпас |
RU2079095C1 (ru) * | 1993-07-27 | 1997-05-10 | Новационная фирма "Кузбасс-Нииогр" | Кумулятивный заряд |
RU2095733C1 (ru) * | 1995-01-17 | 1997-11-10 | Новационная фирма "Кузбасс-Нииогр" | Кумулятивный заряд |
RU2414671C1 (ru) * | 2009-12-22 | 2011-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") | Кумулятивный заряд |
US9725993B1 (en) * | 2016-10-13 | 2017-08-08 | Geodynamics, Inc. | Constant entrance hole perforating gun system and method |
US20180030334A1 (en) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | Innovative Defense, Llc | Subterranean Formation Shock Fracturing Charge Delivery System |
-
2019
- 2019-04-22 RU RU2019112145A patent/RU2717853C1/ru active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1627806A1 (ru) * | 1988-09-12 | 1991-02-15 | Трест "Союзмелиовзрывпром" | Кумул тивный зар д дл дроблени негабаритов |
RU2062432C1 (ru) * | 1992-03-02 | 1996-06-20 | Борис Иванович Соколов | Кумулятивный заряд |
RU2079095C1 (ru) * | 1993-07-27 | 1997-05-10 | Новационная фирма "Кузбасс-Нииогр" | Кумулятивный заряд |
RU2063606C1 (ru) * | 1993-12-10 | 1996-07-10 | Тульский государственный технический университет | Кумулятивный боеприпас |
RU2095733C1 (ru) * | 1995-01-17 | 1997-11-10 | Новационная фирма "Кузбасс-Нииогр" | Кумулятивный заряд |
RU2414671C1 (ru) * | 2009-12-22 | 2011-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") | Кумулятивный заряд |
US20180030334A1 (en) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | Innovative Defense, Llc | Subterranean Formation Shock Fracturing Charge Delivery System |
US9725993B1 (en) * | 2016-10-13 | 2017-08-08 | Geodynamics, Inc. | Constant entrance hole perforating gun system and method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9335132B1 (en) | Swept hemispherical profile axisymmetric circular linear shaped charge | |
US5753850A (en) | Shaped charge for creating large perforations | |
US3100445A (en) | Shaped charge and method of firing the same | |
RU2160880C2 (ru) | Кумулятивный заряд | |
US20230324152A1 (en) | Method of blasting using jet units charged in a blast-hole | |
US5792977A (en) | High performance composite shaped charge | |
CA2283601C (en) | Shaped charge for large diameter perforations | |
MXPA04012723A (es) | Aparato y metodo para cortar tubos utilizando un dispositivo explosivo de iniciacion en multiples puntos. | |
US3443518A (en) | Multi-point ignition system for shaped charges | |
AU760755B2 (en) | Method for blasting rock | |
US7600476B1 (en) | Geometric/mechanical apparatus to improve well perforator performance | |
US3176613A (en) | Shaped explosive charge | |
RU2717853C1 (ru) | Кумулятивный заряд перфоратора | |
US5159152A (en) | Pyrotechnic device for producing material jets at very high speeds and multiple perforation installation | |
US4669384A (en) | High temperature shaped charge perforating apparatus | |
US11486233B2 (en) | Sympathetically detonated self-centering explosive device | |
US5633475A (en) | Circulation shaped charge | |
RU2681019C1 (ru) | Кумулятивный заряд | |
RU2391620C1 (ru) | Заряд перфоратора | |
RU2559963C2 (ru) | Способ перфорации скважины сдвоенными гиперкумулятивными зарядами | |
RU34718U1 (ru) | Кумулятивный заряд | |
RU2317406C1 (ru) | Способ перфорации прискважинной зоны пласта и кумулятивное устройство для его осуществления (варианты) | |
KR101519518B1 (ko) | 성형작약 | |
RU2197702C1 (ru) | Кумулятивный заряд | |
RU2103643C1 (ru) | Кумулятивный заряд |