×
20.03.2016
216.014.c993

КУМУЛЯТИВНЫЙ ЗАРЯД

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к взрывным устройствам для вскрытия продуктивных пластов в нефтяных скважинах и может использоваться в кумулятивных боевых частях. Кумулятивный заряд содержит корпус с размещенной в нем шашкой взрывчатого вещества, имеющей кумулятивную выемку, покрытую облицовкой, состоящей из двух слоев, выполненных из различных материалов, внешний слой прилегает к кумулятивной выемке, а внутренний струеобразующий слой выполнен из меди, причем внешний и внутренний слои облицовки размещены относительно друг друга с зазором, составляющим не более двух толщин стенки внешнего слоя облицовки, а внешний слой облицовки выполнен из материала плотностью 2-3 г/см, например хлористого натрия NaCl. Техническим результатом изобретения является увеличение пробивной способности и стабильности работы кумулятивного заряда при отсутствии пестообразования. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к взрывным устройствам для вскрытия продуктивных пластов в нефтяных скважинах и может использоваться в кумулятивных боевых частях.

Известен кумулятивный заряд перфоратора (Авторское свидетельство СССР №1816850, E21B 43/116, опуб. БИ №19, 23.05.93), содержащий коническую кумулятивную облицовку, покрывающий ее заряд взрывчатого вещества (ВВ) и металлическую оболочку с толщиной кумулятивной облицовки 1.2-1.65% от диаметра ее основания, толщиной ВВ 15-20 толщин облицовки с уменьшением к основанию до 1-2 толщин облицовки, а толщина наружной оболочки составляет 2-4 толщины кумулятивной облицовки.

Достоинством устройства является выполнение толщины кумулятивной облицовки порядка толщины струеобразующего слоя в облицовке. При метании материала тонкой облицовки продуктами детонации лучше происходит передача импульса от продуктов детонации к облицовке, при этом формируется высокоскоростная кумулятивная струя с массой, близкой к массе облицовки. Уменьшение забивания перфорационного канала материалом песта улучшает фильтрационные свойства и повышает продуктивность формируемого канала.

Недостатком устройства является недостаточная эффективность пробития перфорационного канала, связанная с динамической неустойчивостью формы облицовки при ее деформации взрывом в процессе формирования кумулятивной струи, приводящая к уменьшению максимальной скорости и градиента скорости кумулятивной струи, нестабильности работы устройства.

Известны устройства кумулятивных зарядов (Патенты РФ №2365859 F42B 1/028, №2364819 F42B 1/028), содержащие корпус, размещенное внутри него ВВ с кумулятивной выемкой, устройство инициирования и прилегающую к кумулятивной выемке облицовку, имеющую специально заданные начальные возмущения в виде неоднородностей формы и толщины.

Данное устройство кумулятивного заряда перфоратора представляет собой кумулятивный заряд с тонкой конической облицовкой с толщиной порядка струеобразующего слоя со своеобразными ребрами (рельефом) жесткости на поверхности медных конических облицовок.

Достоинством устройства является уменьшенное пестообразование, повышение объема формируемого канала или его диаметра и повышение стабильности его работы.

Недостатком устройства является недостаточная эффективность пробития перфорационного канала, связанная с динамической неустойчивостью формы облицовки при ее взрывном метании в процессе формирования кумулятивной струи, приводящая к уменьшению максимальной скорости и градиента скорости кумулятивной струи.

Известен также кумулятивный заряд, выбранный в качестве прототипа (Патент РФ №1753749, E21B 43/117), содержащий корпус с размещенной в нем профилированной шашкой ВВ, имеющий кумулятивную выемку, покрытую облицовкой, состоящей из двух слоев, внешний слой которой выполнен из порошкового композиционного материала, в внутренний струеобразующий слой - из меди.

Достоинством устройства является применение в качестве внутреннего струеобразующего слоя пластичного металла с высокой плотностью, например меди, а применение внешнего разрушаемого в процессе взрывного метания облицовки материала позволяет не «засорять» материалом песта перфорационное отверстие.

Недостатком устройства является недостаточная эффективность пробития перфорационного канала, связанная с динамической неустойчивостью формы струеобразующей части облицовки при ее взрывном метании, и разделения внешней и внутренней частей облицовки, приводящая к уменьшению максимальной скорости и градиента скорости кумулятивной струи, нестабильности работы устройства.

Технической задачей изобретения является создание высокоэффективного средства воздействия на различные среды конденсированной среды с расширением области применения кумулятивных зарядов, а также расширение арсенала кумулятивных зарядов.

Технический результат состоит в увеличении пробивной способности и повышении стабильности работы кумулятивного заряда, при отсутствии пестообразования, за счет наиболее возможного устранения динамической неустойчивости взрывного метания облицовки и ее разрушения при формировании кумулятивной струи.

Указанный результат достигается тем, что в кумулятивном заряде, содержащем корпус с размещенной в нем шашкой взрывчатого вещества, имеющей кумулятивную выемку, покрытую облицовкой, состоящей из двух слоев, выполненных из различных материалов, внешний слой прилегает к кумулятивной выемке, а внутренний струеобразующий слой выполнен из меди, новым является то, что внешний и внутренний слои облицовки размещены относительно друг друга с зазором, составляющим не более двух толщин стенки внешнего слоя облицовки, причем внешний слой облицовки выполнен из материала с плотностью 2-3 г/см3.

Кроме того, внешняя облицовка выполнена из хлористого натрия NaCl.

Выполнение всей совокупности признаков формулы позволяет получить беспестовую кумулятивную струю из тонкой облицовки с устранением динамической неустойчивости взрывного метания облицовки, повышения стабильности работы кумулятивного заряда.

Из технической литературы известно, что в кумулятивную струю идет только около 10-20% от массы облицовки и толщина струеобразующего внутреннего слоя облицовки может составлять порядка 100-500 мкм, в зависимости от угла раскрытия облицовки. При этом коэффициент передачи импульса от продуктов детонации заряда ВВ к облицовке растет обратно пропорционально ее толщине. Однако взрывное обжатие тонких облицовок неустойчиво и может привести к их разрушению, к неустойчивости формирования кумулятивной струи и уменьшению эффективности пробития перфорационного отверстия. Кроме того, использование кумулятивных зарядов со сверхтонкими облицовками позволяет применять предельно малое количество ВВ.

Проведенные исследования показывают, что степень неустойчивости поверхности кумулятивной облицовки увеличивается с ростом плотности материала, из которого она изготовлена. Причем неустойчивость поверхности кумулятивной облицовки сначала возникает на ее внешней поверхности, а затем переходит на ее внутреннюю поверхность. Высота возникающих «гофр» на внешней поверхности облицовки больше, чем на ее внутренней поверхности.

Изобретение поясняется фиг. 1, на которой приведена схема устройства, и фиг. 2, на которой показано формирование медной кумулятивной струи в кумулятивном заряде с внешней облицовкой, например из NaCl,

где 1- инициатор;

2- корпус заряда;

3- профилированный заряд взрывчатого вещества;

4- внешняя часть облицовки;

5- зазор между внешней и внутренней частями облицовки;

6- внутренняя струеобразующая часть облицовки.

Устройство работает следующим образом. Инициатор 1 формирует детонационную волну в профилированном заряде взрывчатого вещества 3, которая падает на внешнюю облицовку 4, в которой возникает ударная волна, перемещающаяся к свободной поверхности кумулятивной облицовки 4. После выхода этой ударной волны на свободную поверхность последняя приобретает значительную скорость, причем около 80% кинетической энергии элемент кумулятивной облицовки получает, пройдя расстояние 5, приближенно равное 2 толщинам облицовки. Полную скорость элемент получает после пролета расстояния 5, равного нескольким толщинам облицовки. Увеличение зазора между внешней и внутренней частями облицовки 5 более двух толщин внешней облицовки приводит к увеличению габаритов устройства без существенного увеличения скорости ее метания.

Для устранения динамической неустойчивости поверхности облицовки используется тот факт, что более высокие амплитуды неустойчивостей возникают на внешней поверхности облицовки 6. Внешняя облицовка 4 в динамике, ударом, выравнивает их и сдерживает их рост материалом внешней облицовки 4. Учитывая гидродинамические связи между внутренней и внешней поверхностями облицовки 6, эффект силового устранения неустойчивостей на внешней поверхности приводит и к сглаживанию их на внутренней поверхности облицовки 5. Кроме этого при увеличении толщины стенки облицовки 6 только на время струеобразования процесс гидродинамической неустойчивости уменьшается и полностью пропадает. Далее внутренняя облицовка 6 метается на ось симметрии заряда с образованием кумулятивной струи.

Экспериментально установлено, что в этом процессе одну из главных ролей играет масса элемента внешней облицовки 4 и ее распределение вдоль образующей этой облицовки. Экспериментально установлено, что наиболее эффективное устранение неустойчивости поверхности, например медной внутренней облицовки 6, происходит, когда плотность материала внешней облицовки 4 составляет порядка 2-3 г/см3.

В качестве материала внешней облицовки 4 могут использоваться неорганические вещества, например хлористый натрий - NaCl, или органические вещества, например парафин, целлулоид, или легкоплавкие металлы или сплавы, например магний, алюминий, висмут, или пластмассы, например нейлон, тефлон, или пористые композитные материалы, например пористое железо, или их смеси, например песка и нитроклетчатки, песка и парафина.

На Фиг. 2 приведены последовательные этапы формирования медной кумулятивной струи из облицовки с толщиной порядка струеобразующего слоя при использовании внешней облицовки 4, выполненной из NaCl, на момент времени 8 мкс (а) и 14 мкс (б). Неустойчивость и фрагментация кумулятивной струи отсутствует, максимальная скорость струи 9 км/с.

Устранение динамической неустойчивости взрывного метания тонкой облицовки позволяет использовать в качестве материала тонких облицовок такие высокоплотные материалы, как железо, медь, свинец, тантал и т.д.


КУМУЛЯТИВНЫЙ ЗАРЯД
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 17.
10.08.2013
№216.012.5df2

Материал облицовки кумулятивного заряда на основе металла

Изобретение относится к кумулятивным зарядам. Облицовка кумулятивного заряда выполнена из материала на основе железа и содержит предельную массовую долю элементов примеси и легирующих элементов, %, не более: углерод - 0.005, марганец - 0.005, кремний - 0.02, сера - 0.003, фосфор - 0.003, хром -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489671
Дата охранного документа: 10.08.2013
27.08.2013
№216.012.6504

Способ и устройство формирования кумулятивных струй с устранением эффекта вращения кумулятивных зарядов

Группа изобретений относится к способу и устройству формирования кумулятивных струй. Способ заключается в том, что кумулятивную выемку выполняют в форме усеченной конической поверхности, покрывают ее вспомогательной облицовкой, с плотностью материала более плотности заряда взрывчатого вещества,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491497
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.02.2015
№216.013.245a

Взрывной генератор плоской волны для кумулятивных перфораторов

Изобретение относится к нефте- и газодобывающей промышленности и может быть использовано в кумулятивных перфораторах, применяемых для перфорации нефтяных и газовых скважин. Взрывной генератор плоской волны для кумулятивных перфораторов состоит из инициатора, корпуса с размещенными в нем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540759
Дата охранного документа: 10.02.2015
20.02.2015
№216.013.2947

Способ получения составных кумулятивных струй в зарядах перфоратора

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности. Преимущественная область использования - формирование кумулятивных струй в перфораторах, предназначенных для вскрытия продуктивного пласта в нефтяных и газовых скважинах. Способ получения составных кумулятивных струй в зарядах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542024
Дата охранного документа: 20.02.2015
10.03.2015
№216.013.2f08

Способ создания импульсной плазменной антенны

Изобретение относится к технике радиосвязи, в частности к способам создания плазменных антенн. Способ создания импульсной плазменной антенны включает облицовку внутренней поверхности выемки в заряде взрывчатого вещества, инициирование заряда взрывчатого вещества со стороны, противоположной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543508
Дата охранного документа: 10.03.2015
10.04.2015
№216.013.397e

Способ заканчивания скважин

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для вскрытия продуктивных пластов в нефтяных и газовых скважинах путем создания перфорационных каналов и дополнительной обработки приканальной зоны химическим реагентом. Способ заканчивания скважин включает инициирование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546206
Дата охранного документа: 10.04.2015
27.06.2015
№216.013.5a82

Устройство управления формой фронта детонационной волны

Изобретение относится к вооружению и может быть использовано в кумулятивных боеприпасах. Устройство управления формой фронта детонационной волны содержит осесимметричные промежуточный заряд взрывчатого вещества с детонатором и основной заряд взрывчатого вещества с кумулятивной выемкой, инертную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554711
Дата охранного документа: 27.06.2015
10.07.2015
№216.013.603c

Способ сублимационного лазерного профилирования или сверления прозрачных подложек

Изобретение относится к способу сублимационной лазерной обработки прозрачных подложек с формированием рельефных микроструктур и может найти использование в микроэлектронике, оптике, микросистемной технике. Предварительно на поверхность подложек в местах углублений рельефа или отверстий наносят...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556177
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.08.2015
№216.013.6ee9

Способ перфорации скважины сдвоенными гиперкумулятивными зарядами

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам вскрытия продуктивных пластов в нефтяных скважинах. Способ перфорации скважины заключается в соосном расположении в общем герметичном корпусе двух разнесенных в пространстве между собой кумулятивных зарядов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559963
Дата охранного документа: 20.08.2015
10.09.2015
№216.013.783b

Способ трёхмерного (3d) картографирования

Изобретение относится к области обработки и отображения пространственной информации для построения топографических карт. Технический результат - обеспечение отображения пространственной информации посредством определения точных значений геометрических параметров отображения объектов. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562368
Дата охранного документа: 10.09.2015
Показаны записи 1-10 из 30.
10.08.2013
№216.012.5df2

Материал облицовки кумулятивного заряда на основе металла

Изобретение относится к кумулятивным зарядам. Облицовка кумулятивного заряда выполнена из материала на основе железа и содержит предельную массовую долю элементов примеси и легирующих элементов, %, не более: углерод - 0.005, марганец - 0.005, кремний - 0.02, сера - 0.003, фосфор - 0.003, хром -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489671
Дата охранного документа: 10.08.2013
27.08.2013
№216.012.6504

Способ и устройство формирования кумулятивных струй с устранением эффекта вращения кумулятивных зарядов

Группа изобретений относится к способу и устройству формирования кумулятивных струй. Способ заключается в том, что кумулятивную выемку выполняют в форме усеченной конической поверхности, покрывают ее вспомогательной облицовкой, с плотностью материала более плотности заряда взрывчатого вещества,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491497
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.02.2015
№216.013.245a

Взрывной генератор плоской волны для кумулятивных перфораторов

Изобретение относится к нефте- и газодобывающей промышленности и может быть использовано в кумулятивных перфораторах, применяемых для перфорации нефтяных и газовых скважин. Взрывной генератор плоской волны для кумулятивных перфораторов состоит из инициатора, корпуса с размещенными в нем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540759
Дата охранного документа: 10.02.2015
20.02.2015
№216.013.2947

Способ получения составных кумулятивных струй в зарядах перфоратора

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности. Преимущественная область использования - формирование кумулятивных струй в перфораторах, предназначенных для вскрытия продуктивного пласта в нефтяных и газовых скважинах. Способ получения составных кумулятивных струй в зарядах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542024
Дата охранного документа: 20.02.2015
10.03.2015
№216.013.2f08

Способ создания импульсной плазменной антенны

Изобретение относится к технике радиосвязи, в частности к способам создания плазменных антенн. Способ создания импульсной плазменной антенны включает облицовку внутренней поверхности выемки в заряде взрывчатого вещества, инициирование заряда взрывчатого вещества со стороны, противоположной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543508
Дата охранного документа: 10.03.2015
10.04.2015
№216.013.397e

Способ заканчивания скважин

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для вскрытия продуктивных пластов в нефтяных и газовых скважинах путем создания перфорационных каналов и дополнительной обработки приканальной зоны химическим реагентом. Способ заканчивания скважин включает инициирование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546206
Дата охранного документа: 10.04.2015
27.06.2015
№216.013.5a82

Устройство управления формой фронта детонационной волны

Изобретение относится к вооружению и может быть использовано в кумулятивных боеприпасах. Устройство управления формой фронта детонационной волны содержит осесимметричные промежуточный заряд взрывчатого вещества с детонатором и основной заряд взрывчатого вещества с кумулятивной выемкой, инертную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554711
Дата охранного документа: 27.06.2015
10.07.2015
№216.013.603c

Способ сублимационного лазерного профилирования или сверления прозрачных подложек

Изобретение относится к способу сублимационной лазерной обработки прозрачных подложек с формированием рельефных микроструктур и может найти использование в микроэлектронике, оптике, микросистемной технике. Предварительно на поверхность подложек в местах углублений рельефа или отверстий наносят...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556177
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.08.2015
№216.013.6ee9

Способ перфорации скважины сдвоенными гиперкумулятивными зарядами

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам вскрытия продуктивных пластов в нефтяных скважинах. Способ перфорации скважины заключается в соосном расположении в общем герметичном корпусе двух разнесенных в пространстве между собой кумулятивных зарядов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559963
Дата охранного документа: 20.08.2015
10.09.2015
№216.013.783b

Способ трёхмерного (3d) картографирования

Изобретение относится к области обработки и отображения пространственной информации для построения топографических карт. Технический результат - обеспечение отображения пространственной информации посредством определения точных значений геометрических параметров отображения объектов. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562368
Дата охранного документа: 10.09.2015
+ добавить свой РИД