Результат интеллектуальной деятельности: Торпеда фугасная шнуровая

Торпеда фугасная шнуровая относится к области горной промышленности и предназначена для ведения взрывных работ для обрыва прихваченных труб при ликвидациях аварий в нефтяных, газовых, геологоразведочных и других скважинах.

Известны фугасные шнуровые торпеды, спускаемые в скважину на каротажном кабеле, для ликвидации прихватов способами отвинчивания и встряхивания. Они состоят из головки с электродетонатором, груза и троса, на котором крепят заряд, представляющий собой один или несколько отрезков детонирующего шнура (см. Справочник по прострелочно-взрывной аппаратуре, 1983, под ред. Л.Я. Фридляндера, Москва, стр.78-79).

У шнуровых торпед типа ТДШ малая мощность, что исключает их применение для обрыва обсадных и бурильных труб.

Известна фугасная шашечная торпеда (см. Справочник по прострелочно-взрывной аппаратуре, 1983, под ред. Л.Я. Фридляндера, Москва, стр.78-79), содержащая негерметичный тонкостенный алюминиевый корпус, в котором размещены цилиндрические шашки взрывчатого вещества, контактирующие с промывочной жидкостью и герметичный взрывчатый патрон, прижимаемый к шашкам пружиной.

В данном случае средство инициирования является несущим конструктивным элементом, что не позволяет применить данную конструкцию для обрыва обсадных и бурильных труб.

Известно техническое решение, фугасная торпеда, включающая в себя средство инициирования и заряд взрывчатого вещества, соединенный с грузом через переходник, отличающаяся тем, что заряд взрывчатого вещества выполнен в виде набора обернутых в изолирующую оболочку цилиндрических шашек, заключенных в неразборный негерметичный корпус, причем в верхней шашке выполнено глухое отверстие, отделенное от взрывного патрона металлической мембраной (Патент РФ на ПМ № 76064, Е21В 29/02, 2006.01).

Такая конструкция, сложна в изготовлении, и не применима для обрыва обсадных и бурильных труб, поскольку осколки корпуса и концевика засоряют скважину.

Наиболее близким техническим решением является «Торпеда для обрыва утяжеленных бурильных труб» по патенту RU 84 444 от 06.04.2009 опубликовано: 10.07.2009, E21B 29/00 , E21B 29/02, , включающая в себя средство инициирования, шашки взрывчатого вещества, корпус, головку, наконечник и груз, при этом, корпус содержит два набора шашек взрывчатого вещества цилиндрической формы и одну центральную шашку с кольцевой кумулятивной облицованной выемкой, заключенную в герметичный контейнер, при этом крайние шашки каждого набора принимают детонационный импульс от узла синхронизации детонации, содержащего два равных отрезка детонирующего шнура, головные части которых через инициирующую шашку связаны с взрывным патроном, причем один из двух отрезков детонирующего шнура размещен в металлическом корпусе с нарезанной по всей длине спиральной канавкой, толщина стенки которой выбрана исключающей боковую передачу детонирующего импульса от витка к витку, а второй отрезок детонирующего шнура размещен в установленной в центральном осевом отверстии шашек взрывчатого вещества изолирующей трубке, исключающей боковую передачу детонационного импульса к шашкам взрывчатого вещества

Конструкция данной торпеды, содержащей двойной набор шашек взрывчатого вещества, центральную шашку и узел синхронизации, сложна в изготовлении и ненадежна при срабатывании из-за узла синхронизации, поскольку для схождения двух взрывных волн, которые усиливают возникновение кольцевой кумулятивной струи, крайние шашки каждого набора принимают детонационный импульс от узла синхронизации детонации, содержащего два равных отрезка детонирующего шнура, головные части которых через инициирующую шашку связаны с взрывным патроном.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение эффективности аварийных работ с одновременным упрощением и удешевлением конструкции торпеды.

Задача решена за счет торпеды фугасной шнуровой, содержащей груз, наконечник, головку, средство инициирования и заряд взрывчатого вещества, при этом заряд взрывчатого вещества, расположен на штоке и выполнен в виде детонирующего шнура, намотанного на шток плотными витками; детонирующее взрывчатое вещество заключено в оболочку, выполненную из материала, увеличивающего кумулятивный эффект, например, пластика. металлической фольги, или в виде металлического напыления на детонирующий шнур; детонирующий шнур закреплен на штоке термоусаживающей трубкой; она снабжена центраторами, наружный диаметр которых не менее чем на 4 мм больше наружного диаметра намотки детонирующего шнура совместно с термоусаживающей трубкой.

Выполнение заряда взрывчатого вещества, в виде детонирующего шнура, намотанного на шток плотными витками, позволяет за счет выбора необходимой длины детонирующего шнура, располагая его витки на штоке в один или несколько рядов, сформировать кумулятивные струи продуктов детонации необходимой силы и перераспределить поля давлений при взрыве, используя возникновение сконцентрированного кумулятивного эффекта между продуктами детонации соседних витков детонирующего шнура.

Разрушающее воздействие на колонну при этом возрастает не менее чем в 2 раза по сравнению с аналогичной по массе взрывчатого материала шашечной торпеды.

Кумулятивный эффект, возникающий при взаимодействии продуктов детонации соседних витков, можно усилить, помещая детонирующее взрывчатое вещество в оболочку, выполненную, например из пластика, металлической фольги, или в виде металлического напыления на детонирующий шнур.

Закрепление намотки детонирующего шнура термоусаживающей трубкой с температурой применения на 20°С выше максимальной температуры применения торпеды и использование центраторов позволяет предотвратить оголение детонирующего шнура от температуры в скважине и истирания о колонну при спуске.

Сущность технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид устройства в разрезе, на фиг.2 - формирование общей кумулятивной струи.

На фиг.1 и фиг.2 изображены: груз 1, наконечник 2, головка 3, средство инициирования 4 (взрывной патрон), детонирующий шнур (ДШ) 5, шток 6, центратор 7, термоусаживающая трубка 8, оболочка 9.

Торпеда фугасная шнуровая выполнена следующим образом.

Торпеда фугасная шнуровая содержит, расположенные последовательно вдоль ее оси, груз 1, соединенный с кабельным наконечником 2, и головку 3, снабженную средством инициирования 4, в виде взрывного патрона 4, к которому присоединен заряд взрывчатого вещества.

Для перераспределения поля давлений при взрыве, взрывчатое вещество, выполнено в виде детонирующего шнура 5, намотанного на шток 6 плотными витками в один, или несколько слоев, для использования возникающего кумулятивного эффекта между продуктами детонации соседних витков.

Для защиты от истирания о колонну во время спуска, намотанного на шток 6, детонирующего шнура 5, намотка на штоке закреплена термоусаживающей трубкой 8, расположенной поверх намотки.

Для защиты от температурных перепадов при работе в скважине термоусаживающая трубка выбрана с температурой применения на 20°С выше максимальной температуры применения торпеды.

Центраторы 7 расположены на штоке 6, ниже и выше намотки детонирующего шнура 5, причем наружный диаметр центратора не менее чем на 4 мм больше наружного диаметра намотки детонирующего шнура совместно с термоусаживающей трубкой, что предотвращает элементы торпеды от повреждений при контакте со стенками колонны.

Для увеличения кумулятивного эффекта, возникающего при взаимодействии продуктов детонации соседних витков, детонирующий шнур может быть помещен в оболочку 9, например, из пластика, металлической фольги, или в виде металлического напыления на детонирующий шнур, смежные части которой выполняют роль облицовки.

Торпеда фугасная шнуровая работает следующим образом.

Срабатывающий от электрического импульса взрывной патрон 4 приводит в действие детонирующий шнур 5.

Происходит перераспределение потоков энергии взрыва в направлении колонны, и продукты детонации соседних витков, вместе с частью оболочки 9 (или без неё), концентрированно взаимодействуя друг с другом, образуют общую кумулятивную струю (см. фиг. 2), разрушающую колонну.

Совокупность таких струй воздействует на колонну с эффектом, значительно превышающим воздействие обычной фугасной шашечной торпеды одинаковой массы взрывчатого вещества.

Применение удлиненного детонирующего заряда в виде ДШ, намотанного на шток плотными витками в один или несколько слоев, позволяет перераспределить поле давлений при взрыве, используя возникновение кумулятивного эффекта между продуктами детонации соседних витков ДШ. Разрушающее воздействие на колонну при этом возрастает не менее чем в 2 раза по сравнению с аналогичной по массе взрывчатого материала шашечной торпеды.

Проведенные на участке взрывных работ ООО «Промперфоратор» испытания подтвердили работоспособность торпеды фугасной и ее значительное преимущество перед прототипом.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является формирование кумулятивного эффекта продуктов детонации необходимой силы и перераспределение поля давлений при взрыве за счет выполнения взрывчатого вещества торпеды фугасной шнуровой в виде удлиненного детонирующего шнура, намотанного на шток плотными витками в один или несколько слоев, и концетрации в небольшом пронстранстве необходимого количество взрывчатого вещества, что повышает эффективность аварийных работ с одновременным упрощением и удешевлением конструкции торпеды.