Устройство последовательного инициирования перфорационной системы

Устройство последовательного инициирования перфорационной системы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к системам интенсификации добычи нефти и газа и может найти применение при осуществлении перфорации скважин кумулятивными перфораторами.

Известны аналогичные устройства последовательного инициирования перфорационной системы, содержащие корпус, электрический провод, поршень, картридж, внутри которого размещены шнур детонирующий, устройство передачи детонации, электродетонатор, контакт верхний (см., например, описания изобретений к патентам US 8387533 B2, МПК F42C 15/40 (2006.1), дата публикации 05.05.2013; US 7902469 B2, H01H 35/38, дата публикации 08.03.2011; US 2010/0208408 A1, H01H 47/24, дата публикации 19.08.2010).

Недостатком аналогов является трудоемкость стыковки устройства последовательного инициирования перфорационной системы с секциями перфоратора.

Ближайшим аналогом является устройство последовательного инициирования перфорационной системы, содержащее корпус, электрический провод, поршень, картридж, внутри которого размещены шнур детонирующий, устройство передачи детонации, электродетонатор, контакт электродетонатора (см., например, описание изобретения к патенту US 8387533 B2, МПК F42C 15/40 (2006.1), дата публикации 05.05.2013).

Недостатками ближайшего аналога являются трудоемкость стыковки устройства последовательного инициирования перфорационной системы с секциями перфоратора при сборке и недостаточная надежность, обусловленная тем, что элемент соединения электрического провода (поз.37 фиг.4 патента US 8387533) с контактом (поз.59 фиг.4 патента US 8387533) подвижен вместе с поршнем и место обжима электрического провода в контакте уязвимо, в частности, при срабатывании узла провод может вырваться из контакта.

Технический результат заключается в обеспечении простоты стыковки устройства последовательного инициирования перфорационной системы с секциями перфоратора при сборке и повышении надежности соединений.

Сущность изобретения характеризуется тем, что устройство последовательного инициирования перфорационной системы содержит корпус, электрический провод, поршень, картридж, внутри которого размещены шнур детонирующий, устройство передачи детонации, электродетонатор, контакт верхний, и отличается от ближайшего аналога тем, что снабжено подвижным электрическим контактом, расположенным на первой торцевой части поршня, обращенной к контакту верхнему, верхняя часть поршня выполнена конической формы, на второй торцевой части поршня выполнено глухое отверстие с диаметром, равным диаметру верхнего конца электрического контакта нижней секции перфоратора.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами.

На фиг.1 показан вид сбоку в сечении до срабатывания нижней секции перфоратора;

на фиг.2 показан вид сбоку в сечении после срабатывания нижней секции перфоратора.

Устройство последовательного инициирования перфорационной системы содержит корпус 1, электрический провод 2, поршень 3, картридж 4, внутри которого размещены шнур детонирующий 5, устройство передачи детонации 6, электродетонатор 7, контакт верхний 8. Заявленное устройство снабжено подвижным электрическим контактом 9, расположенным на первой торцевой части поршня 3, обращенной к контакту верхнему 8. Верхняя часть поршня 3 выполнена конической формы. На второй торцевой части поршня 3 выполнено глухое отверстие 10 с диаметром, равным диаметру верхнего конца электрического контакта 11 нижней секции перфоратора 20.

Конец электрического провода 2 присоединен к контакту на массу 17, например, посредством винта.

В перегородке корпуса 1 выполнено сквозное коническое отверстие 12, обращенное своим расширенным концом в сторону верхней части поршня 3 конической формы. Сквозное коническое отверстие 12 расположено соосно с подвижным электрическим контактом 9 и поршнем 3. Контакт на массу 17 имеет отверстие с диаметром, равным диаметру верхнего конца подвижного электрического контакта 9. Устройство передачи детонации 6 установлено соосно с детонирующим шнуром 5 верхней секции перфоратора 19, соединенной с корпусом 1.

Поршень 3 расположен в цилиндре 13 из изоляционного материала, закрепленном в корпусе 1 гайкой 15. Длина цилиндра 13 определяется необходимым рабочим ходом поршня 3, который зависит от требуемого зазора между подвижным электрическим контактом 9 и контактом верхним 8 для исключения преждевременного срабатывания электродетонатора 7. Исходное положение поршня 3 в цилиндре 13 обеспечивается стопорным кольцом 18. В верхнем конце нижней секции перфоратора 20 выполнены каналы для прохода газов после взрыва к нижней части поршня 3. Картридж 4 закреплен в корпусе 1 гайкой 14.

Электродетонатор 7 до срабатывания через провод 2 всегда подключен на «+» электрической цепи, а к массе «-» электрической цепи не подключен, при этом разность потенциалов отсутствует. Электрическая цепь, образованная от нижнего контакта 16 к контакту, установленному в верхней части картриджа 4, по картриджу 4 к кожуху, в котором размещен картридж 4 и от кожуха к электродетонатору.

Между другими, выше расположенными секциями перфоратора установлены такие же устройства последовательного инициирования перфорационной системы, включающей секции перфоратора.

Работа устройства последовательного инициирования перфорационной системы осуществляется следующим образом.

В исходном положении поршень 3 находится в нижнем положении и подвижный электрический контакт 9 и контакт верхний 8 соединены между собой. Поступление тока к электродетонатору 7 исключено.

После опускания перфорационной системы в скважину подрывается нижняя секция перфоратора, после чего устройство последовательного инициирования перфорационной системы готово к работе. После подрыва нижней секции перфоратора за счет повышения давления поршень 3 передвигается в цилиндре 13 до упора конусообразной части поршня 3 в конусообразную поверхность отверстия 12 в перегородке корпуса 1.

После смещения поршня 3 подвижный контакт 9 отсоединяется от контакта верхнего 8 и соединяется с контактом 17 на массу, в результате чего у электродетонатора 7 посредством провода 2 появляется масса «-» электрической цепи. Электрический контакт 9, контакт на массу 17 и контакт верхний 8 замыкаются между собой и обеспечивают прохождение тока по проводу 2 для инициирования электродетонатора 7 и соединенной с ним всей детонационной цепи верхней секции перфоратора 19. Верхняя, выше расположенная секция перфоратора 19 подключена к взрывной цепи перфорационной системы и готова к подрыву.

Предложенная конструкция проста и надежна, так как не требует дополнительных электрических компонентов типа светодиодов, светоприемников, электромеханических реле. Отсутствует необходимость перемещения концов электрических проводов 2, зажатых в электрических контактах (как в ближайшем аналоге).

За счет посадки поршня 3 в корпус 1 по конусу после срабатывания обеспечивается дополнительная герметичность (помимо уплотнительных колец, установленных на поршне 3), что исключает залив/проникновение жидкости из нижней сработавшей секции в верхние следующие секции перфоратора.

Устройство последовательного инициирования перфорационной системы содержит корпус, электрический провод, поршень, картридж, внутри которого размещены шнур детонирующий, устройство передачи детонации, электродетонатор, контакт верхний, отличающееся тем, что снабжено подвижным электрическим контактом, расположенным на первой торцевой части поршня, обращенной к контакту верхнему, верхняя часть поршня выполнена конической формы, на второй торцевой части поршня выполнено глухое отверстие с диаметром, равным диаметру верхнего конца электрического контакта нижней секции перфоратора.