Кумулятивный перфоратор

Кумулятивный перфоратор, содержащий взрыватель, связанный с детонирующим шнуром, каркас с кумулятивными зарядами, каждый из которых имеет промежуточный детонатор, индивидуальную герметичную оболочку с перемычкой переменной толщины, отделяющей промежуточный детонатор от детонирующего шнура, причем промежуточный детонатор и перемычка со сторон, обращенных одна к другой, выполнены в форме сфер различного радиуса, сопряженных с возможностью контакта по оси кумулятивного заряда, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы за счет увеличения вероятности передачи детонации и его пробивной способности, радиусы сфер промежуточного детонатора и перемычки выбраны в соответствии с соотношением
0,62 r/R < 1,
где r радиус сферы промежуточного детонатора;
R радиус сферы перемычки.

Изобретение касается нефтедобычи, конкретно средств вторичного вскрытия продуктивных пластов в нефтяных и газовых скважинах.
Цель изобретения повышение эффективности работы за счет увеличения вероятности передачи детонации и пробивной способности кумулятивного перфоратора.
На фиг. 1 приведен общий вид перфоратора; на фиг.2 разрез герметичной оболочки с кумулятивным зарядом; на фиг.3 промежуточный детонатор с перемычкой переменной толщины.
Кумулятивный перфоратор включает взрыватель 1, каркас 2, на котором монтируются индивидуальные герметичные оболочки 3, содержащие кумулятивные заряды 4 и промежуточный детонатор 5, являющийся чувствительным элементом, воспринимающим детонацию от детонирующего шнура 6 через перемычку 7 переменной толщины оболочки 3. Детонирующий шнур 6 соприкасается с перемычкой 7, к которой с другой стороны примыкает промежуточный детонатор 5.
Промежуточный детонатор 5 и перемычка 7 оболочки 3 со сторон, обращенных одна к другой, выполнены в форме сфер 8 и 9, сопряженных с возможностью контакта по оси кумулятивного заряда, т.е. в самой тонкой части перемычки.
Перфоратор работает следующим образом. После спуска в скважину на заданный интервал, где гидростатическое давление достигает 120 МПа и более, а температура 150-200^oC, от взрывателя 1 подрывают детонирующий шнур 6, который последовательно передает детонацию через перемычки 7 к промежуточным детонаторам 5, а от них к зарядам 4, которые пробивают канал стенки скважины с продуктивным пластом. Вероятность возбуждения детонации возрастает в связи с тем, что толщина перемычки переменна, причем минимальная толщина создается в наиболее благоприятном месте, обеспечивая надежный контакт детонатора с перемычкой без зазоров. Кроме того, создаются условия, обеспечивающие передачу детонации именно по оси заряда (наименьшая толщина перемычки и наиболее надежный контакт с промежуточным детонатором) и препятствующие передаче детонации по периферии детонатора (из-за искусственного создания зазоров и утолщения перемычки к периферии), что ведет к осесимметричной детонации кумулятивного заряда и увеличению его пробивной способности.
В предлагаемом перфораторе обеспечивается плавное изменение толщины оболочки, что позволяет меньшей толщине перемычки повысить термобаростойкость несущей оболочки.
Испытания, проведенные как в стендовых, так и в скважинных условиях, показали, что предлагаемый перфоратор полностью исключает отказы и обеспечивает повышение пробивной способности за счет возбуждения более полноценной и осесимметричной детонации в заряде.
Детальные экспериментальные исследования показали, что оптимальное соотношение радиусов сфер промежуточного детонатора r и перемычки R находится в соотношении 0,62 r/R < 1. Это объясняется тем, что при r/R < 1 обеспечиваются наилучшие условия возбуждения детонации по оси (надежный контакт в центре, зазоры по периферии). С другой стороны, соотношение радиусов не должно быть меньше 0,62, так как при этом резко уменьшается площадь контакта сфер (усилия поджатия недостаточны для создания требуемой площадки контакта) и падает надежность возбуждения детонации. В зависимости от толщины перемычки (допуски на нее соизмеримы с ее толщиной) оптимум соотношения r/R смещается от 0,62-0,7 при минимуме толщины перемычки до 0,9-0,95 при максимуме ее толщины.
Изобретение касается нефтегазодобычи, а именно средств вторичного вскрытия продуктивных пластов в нефтяных и газовых скважинах. Цель изобретения - повышение эффективности работы за счет увеличения вероятности передачи детонации и его пробивной способности. Перфоратор содержит взрыватель 1, связанный с детонирующим шпуром (ДШ) 6, и каркас 2 с кумулятивными зарядами 4. Каждый из зарядов 4 имеет промежуточный детонатор (ПД) 5 и индивидуальную герметичную оболочку 3 с перемычкой переменной толщины, отделяющей ПД 5 от ДШ 6. Причем ПД 5 и перемычка со сторон, обращенных одна к другой, выполнены в форме сфер различного радиуса, сопряженных с возможностью контакта по оси заряда 4. Радиусы сфер ПД 5 и перемычки выбраны в соответствии с соотношением 0,62 г/R < 10, где r и R - радиусы сфер соответственно ПД 5 и перемычки. После спуска перфоратора в скважину от взрывателя 1 подрывают ДШ 6. Он последовательно передает детонацию через перемычки к ПД 5, а от них к зарядам 4, которые пробивают канал стенки скважины с продуктивным пластом. 3 ил.