Устройство передачи детонации кумулятивного перфоратора и его узел

Устройство передачи детонации кумулятивного перфоратора и его узел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к устройствам передачи детонации кумулятивных перфораторов.

Известны устройства передачи детонации кумулятивных перфораторов (см., например, описание изобретения к патенту RU 2215127, Е21В 43/117, 27.10.2003; описание полезной модели к патенту RU 43034, Е21В 43/117, 27.12.2004). Недостатком указанных устройств перфораторов является недостаточно надежная работа, обусловленная конструкцией и выполнением узлов передачи детонации.

Ближайшим аналогом является устройство передачи детонации корпусного скважинного кумулятивного перфоратора (см., например, описание полезной модели к патенту RU 43034, Е21В 43/117, 27.12.2004), содержащее переходник, втулку, размещенную во внутреннем отверстии переходника, бустер, детонационный шнур, конец которого присоединен к бустеру.

Недостатком устройства передачи детонации корпусного скважинного кумулятивного перфоратора является недостаточно высокая надежность передачи детонации из-за возможного изменения зазора между рядом расположенными металлическими облицовками, в частности из-за недостаточной фиксации положения втулки бустера в ней.

Задачей изобретения является получение высоконадежного устройства передачи детонации кумулятивного перфоратора.

Технический результат выражается в повышении надежности срабатывания устройства передачи детонации кумулятивного перфоратора.

Сущность устройства передачи детонации кумулятивного перфоратора характеризуется совокупностью существенных признаков, общих с ближайшим аналогом:

переходник, втулка, размещенная во внутреннем отверстии переходника, бустер, детонационный шнур, конец которого присоединен к бустеру,

и отличных от ближайшего аналога:

бустер размещен во втулке, выполненной в виде диска и цилиндрической части с осевым отверстием, кольцевыми буртиками, расположенными на внешней стороне цилиндрической части втулки, и частичным продольным разрезом цилиндрической части втулки с одного конца.

Сущность узла устройства передачи детонации кумулятивного перфоратора - втулки характеризуется совокупностью существенных признаков, общих с ближайшим аналогом:

цилиндрическая часть с осевым отверстием, диск, расположенный на внешней стороне цилиндрической части,

и отличных от ближайшего аналога:

кольцевые буртики, расположенные на внешней стороне цилиндрической части втулки, и частичный продольный разрез цилиндрической части втулки с одного конца.

Сущность устройства передачи детонации кумулятивного перфоратора и его узла - втулки поясняется чертежами, где

на фиг.1 показан вид устройства передачи детонации в продольном сечении с переходником для соединения двух соседних корпусов перфоратора;

на фиг.2 показан вид перфоратора в продольном сечении с переходником для соединения перфоратора с механической взрывной головкой;

на фиг.3 показан вид устройства передачи детонации в продольном сечении с переходником для соединения перфоратора с кабелем;

на фиг.4 показан вид узла устройства передачи детонации - втулки в продольном сечении с кольцом, расположенным на краю цилиндрической части втулки;

на фиг.5 показан вид узла устройства передачи детонации - втулки в продольном сечении с кольцом, расположенным в середине цилиндрической части втулки.

Устройство передачи детонации содержит переходник 5, соединяемый с корпусом кумулятивного перфоратора 2, детонационный шнур 7, присоединенный к бустеру 3. Бустер 3 размещен в втулке 1 (фиг.1). Переходник 5 имеет по продольной оси сквозное внутреннее отверстие с цилиндрической проточкой для размещения втулки 1 и детонационного шнура 7. Втулка 1 выполнена виде диска 9 и цилиндрической части 8 с осевым отверстием 13 (фиг.4, 5). На внешней стороне цилиндрической части 8 втулки 1 расположены кольцевые буртики 10 (фиг.4, 5). Втулка снабжена частичным продольным разрезом 11 цилиндрической части втулки с одного конца. Цилиндрическая проточка в сквозном отверстии переходника 5 соответствует размерам диска 9 втулки 1. Втулка 1 размещена во внутреннем отверстии переходника 5 со стороны цилиндрической проточки (фиг.1, 2, 3, 4, 5).

В одном из вариантов выполнения втулки 1 диск 9 расположен на краю цилиндрической части 8 втулки 1, а частичный продольный разрез 11 в цилиндрической части 8 втулки 1 выполнен с противоположного от диска 9 конца (фиг.4). В любом из вышеприведенных вариантов выполнения втулки 1 кольцевые буртики 10, находящиеся над частичным продольным разрезом 11 цилиндрической части 8 втулки 1, могут быть выполнены в виде полуколец с зазором между их концами, равным ширине частичного продольного разреза 11 цилиндрической части 8 втулки 1. Втулка 1 может быть выполнена из резины.

В первом варианте выполнения устройства для передачи детонации при соединении двух соседних корпусов 2 кумулятивного перфоратора внешние стороны переходника 5 имеют резьбовые части и части для размещения уплотнительных колец 12 (фиг.1). Резьбовые части переходника 5 вворачиваются в концевые части корпусов 2. При этом между торцевыми концами переходника 5 и корпусом 2 располагается скоба 6, обеспечивающая фиксацию каркаса 17 с размещенными в нем кумулятивными зарядами внутри корпуса 2 кумулятивного перфоратора. Фиксация осуществляется с помощью штифтов 4, расположенных в скобе 6, и прижатием торцом ввернутого в корпус 2 переходника 5 (фиг.1, 2, 3).

Во втором варианте выполнения устройства для передачи детонации при соединении корпуса 2 кумулятивного перфоратора с механической взрывной головкой (на фиг.2 условно не показана) одна внешняя сторона переходника 5 имеет резьбовую часть и часть для размещения уплотнительных колец 12 для соединения с корпусом 2 кумулятивного перфоратора, а другая внешняя часть выполнена в виде, обеспечивающем присоединение механической взрывной головки и соответствующем той части головки, которая присоединяется к переходнику 5 (фиг.2).

В третьем варианте выполнения устройства для передачи детонации при соединении корпуса 2 кумулятивного перфоратора с бронированным электрическим кабелем с образованием электрической цепи между токопроводящей жилой кабеля и электродетонатором 16 одна внешняя сторона переходника 5 имеет резьбовую часть и часть для размещения уплотнительных колец 12 для соединения с корпусом 2 кумулятивного перфоратора, а другая внешняя часть выполнена в виде, обеспечивающем присоединение к бронированному электрическому кабелю (фиг.3). При этом в отверстии переходника 5 размещены контактный стержень электроввода 14, электропровод 15, электродетонатор 16, втулка 1 с бустером 3. В таком варианте диск 9 втулки 1 расположен в середине цилиндрической части втулки 1, в которой размещен бустер 3. Одна часть втулки 1 расположена в переходнике 5, а другая ее часть расположена в скобе 6 (фиг.3).

Детонирующий шнур 7 служит для передачи детонации от электродетонатора 16 или от механической взрывной головки (на фиг.2 условно не показана) к кумулятивным зарядам перфоратора. При соединении нескольких корпусов 2 на концах детонирующего шнура 7 устанавливают бустеры 3 для обеспечения сохранения детонационной цепи. При спуске перфоратора на кабеле (на фиг.3 условно не показан) переходник 5 предназначен для обеспечения подрыва детонационного шнура 7. При спуске перфоратора на бронированном кабеле с использованием кабельной головки электроцепь в перфораторе, присоединенном к кабелю, образована токопроводящей жилой кабеля, контактным стержнем 14 электроввода, электропроводом 15, электродетонатором 16, корпусом 2 самого перфоратора и броней кабеля.

Соединение переходника 5 с механической взрывной головкой выполняют при спуске в скважину кумулятивного перфоратора на насосно-компрессорной трубе.

Работа устройства передачи детонации кумулятивного перфоратора осуществляется в следующем порядке. После спуска в скважину и установки перфоратора на заданной глубине при спуске на кабеле подают электрический импульс, а при спуске на насосно-компрессорной трубе спускают штангу в скважину, которая приводит к срабатыванию механической взрывной головки. В обоих случаях происходит срабатывание детонационной цепи и зарядов перфоратора. Образующиеся при взрыве кумулятивных зарядов кумулятивные струи пробивают корпус 2, слой жидкости в скважине, обсадную колонну, слой цемента и глубокие каналы в горной породе, обеспечивая сообщение пласта со скважиной.

После отстрела перфоратор извлекают из скважины. Переходник 5 может быть использован неоднократно, остальные детали устройства передачи детонации разового применения.

Безотказная и безаварийная работа заявленного устройства передачи детонации перфоратора кумулятивного одноразового обеспечивается как конструкцией в целом, так и выполнением отдельных его узлов.

В частности, конструкцией втулки 1, позволяющей использовать различные типы бустеров 3 (с разными диаметрами), обеспечивающей надежное закрепление бустера 3 и детонирующего шнура 7 в переходнике 5 с сохранением заданного зазора между бустерами 3 соседних втулок 1 благодаря наличию у втулки 1 диска 9 и кольцевых буртиков 10. Наличие в цилиндрической части 8 втулки 10 частичного продольного разреза 11 обеспечивает более точное позиционирование бустера 3 во втулке 1 при его помещении в нее. После помещения бустера 3 и детонационного шнура 7 во втулку 1 при последующем размещении втулки 1 во внутреннем отверстии переходника 5 происходит плотное обжатие детонационного шнура 1. Наличие кольцевых буртиков 10 на цилиндрической части 8 втулки 5 обеспечивает более точное расположение втулки 1 относительно переходника 5 и плотное обжатие детонационного шнура 7.

При этом достигается упрощение сопряжения пар бустеров 3, позволяющее уменьшить количество сопряжений в кумулятивном перфораторе, улучшить надежность передачи детонации, сократить число конструктивных элементов.

1. Устройство передачи детонации кумулятивного перфоратора, содержащее переходник, втулку, размещенную во внутреннем отверстии переходника, бустер, детонационный шнур, конец которого присоединен к бустеру, отличающееся тем, что бустер размещен во втулке, выполненной в виде диска и цилиндрической части с осевым отверстием, кольцевыми буртиками, расположенными на внешней стороне цилиндрической части втулки, и частичным продольным разрезом цилиндрической части втулки с одного конца.

2. Втулка устройства передачи детонации кумулятивного перфоратора, содержащая цилиндрическую часть с осевым отверстием, диск, расположенный на внешней стороне цилиндрической части, отличающаяся тем, что она снабжена кольцевыми буртиками, расположенными на внешней стороне цилиндрической части втулки, и частичным продольным разрезом цилиндрической части втулки с одного конца.

3. Втулка по п.2, отличающаяся тем, что диск расположен на краю цилиндрической части втулки, а частичный продольный разрез в цилиндрической части втулки выполнен с противоположного от диска конца.

4. Втулка по любому из пп.2 и 3, отличающаяся тем, что кольцевые буртики, находящиеся над частичным продольным разрезом цилиндрической части втулки, выполнены в виде полуколец с зазором между их концами, равным ширине разреза цилиндрической части втулки.