Результат интеллектуальной деятельности: КУМУЛЯТИВНЫЙ ПЕРФОРАТОР ОДНОКРАТНОГО ПРИМЕНЕНИЯ

Изобретение относится к прострелочно-взрывным работам в нефтяных и газовых скважинах.

Известен корпус кумулятивного перфоратора для перфорации нефтяных и газовых скважин [RU 2185499 С1, МПК⁷ Е21В 43/117, опубл. 2002.07.20]. Корпус содержит герметизируемые при спуске в скважину сквозные отверстия, предназначенные для выхода через них кумулятивной струи после подрыва зарядов, и оппозитно расположенные на тех же осях глухие отверстия для установки в них хвостовиков тех же зарядов, при этом оси оппозитно расположенных пар отверстий смещены относительно друг друга на 90°, а каждая последующая смещенная на 90° пара оппозитно расположенных на одной оси сквозного и глухого отверстий выполнена с последовательным смещением отверстий в одну сторону для взаимной компенсации действия от подрыва зарядов.

Предложенное расположение отверстий дает максимально возможное их количество на корпусе, а также позволяет сделать минимально возможным деформацию корпуса. Но известный корпус перфоратора предназначен для многократного использования, нет попарно ориентированных посадочных отверстий под заряды, а есть только ориентация соседних посадочных отверстий под заряды под углом 90°, при этом ориентация зарядов под углом 90° относительно предыдущего малоэффективна по площади перекрытия кумулятивными струями зарядов продуктивного пласта в поперечном сечении скважины.

Известен кумулятивный перфоратор для скважины, содержащий каркас из металлических стержней, установленных по длине перфоратора, кумулятивные заряды, размещенные в каркасе с выполненными в них проточками по боковой поверхности для фиксирования зарядов в стержнях каркаса, узел инициирования кумулятивных зарядов и средства экранирования взрывов, служащих также дополнительньми средствами фиксации кумулятивных зарядов и стрежней каркаса в заданном положении [RU 2241115 С1, МПК⁷ Е21В 43/117, опубл. 2004.11.27]. Смежные кумулятивные заряды смещены друг относительно друга, по меньшей мере, в поперечном сечении перфоратора, на каждом шаге установки этих зарядов по длине перфоратора на одинаковый и/или разный угол в одном и/или разных направлениях отсчета угла.

Известный перфоратор обеспечивает увеличение плотности вскрытия пласта скважины при максимальном использовании рабочих параметров, однако предлагаемая конструкция перфоратора для обеспечения четкой ориентации посадочных мест для кумулятивных зарядов имеет сложную конструкцию, требующую наличие жестких дисков, выполнение проточек в кумулятивных зарядах, также не предполагается попарная ориентация зарядов.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка конструкции перфоратора, сочетающей в себе высокую надежность и эффективность при проведении перфорации скважины.

В данном изобретении поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении надежности корпуса, а также в повышении кумулятивного эффекта за счет попарного расположения кумулятивных зарядов и обеспечения возможности максимальной площади вскрытия кумулятивными струями зарядов продуктивного пласта в поперечном сечении скважины.

Указанный технический результат достигается тем, что кумулятивный перфоратор однократного применения содержит герметичный корпус, внутри которого расположена перфорированная труба для ориентации кумулятивных зарядов и средства инициирования зарядов, при этом кумулятивные заряды имеют парную ориентацию, причем два заряда, образующие пару, расположены относительно друг друга под углом в 180°, а нижеидущая соседняя пара кумулятивных зарядов расположена относительно верхней пары зарядов под острым или тупым углом.

Из практики эксплуатации кумулятивных перфораторов известно, что труба, из которой выполнен корпус перфоратора, не всегда изготавливается со стабильно высокими прочностными характеристиками, что приводит к разрушению корпуса при проведении прострелочно-взрывных работ в скважине, вызывая при этом аварийные ситуации. Парная ориентация зарядов под углом 180° позволяет достичь оптимального разнесения векторов воздействия газовых струй сработавших зарядов на корпус перфоратора и повысить его надежность за счет снижения фугасного воздействия кумулятивных зарядов, повысить кумулятивный эффект перфоратора (пробитие максимальных по размеру отверстий в породе) за счет наложения реактивных сил парных кумулятивных зарядов. А ориентация пар кумулятивных зарядов относительно друг друга под острым или тупым углом позволит достичь максимальной площади перекрытия (плотности) кумулятивными струями зарядов продуктивного пласта скважины в поперечном сечении.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично показан перфоратор, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Перфоратор содержит корпус 1, внутри которого расположена перфорированная труба 2 для ориентации кумулятивных зарядов 3. Корпус 1 загерметизирован головкой 4 и наконечником 5. Кумулятивные заряды 3 соединены детонирующим шнуром 6 и узлом инициирования (например, взрывным патроном). Кумулятивные заряды 3 имеют парную ориентацию относительно друг друга, т.е. два заряда, образующие пару, расположены относительно друг друга под углом 180°. Идущая ниже соседняя пара кумулятивных зарядов 3 расположена относительно верхней пары кумулятивных зарядов 3 под углом α, который может быть как острым, так и тупым, например 45°, 60°, 135° и др.

Собранный на поверхности скважины перфоратор опускают на каротажном кабеле или НКТ в заданный интервал скважины. При проведении инициации взрывного патрона срабатывает детонирующий шнур 6 и кумулятивные заряды 3. Кумулятивные струи зарядов прожигают крепь скважины и призабойную часть горной породы. После проведения прострелочно-взрывных работ перфоратор извлекают из скважины.