Кумулятивный перфоратор

КУМУЛЯТИВНЫЙ ПЕРФОРАТОР (а. jet perforator; н. kumulativer Воhrhammer; ф. perforateur cumulatif; и. perforador cumulativo) — устройство для перфорационных работ в скважине, действие которого основано на кумулятивном эффекте. Основное назначение — создание канала (проходящего через обсадную колонну и цементное кольцо) в породу, соединяющего скважину с пластом для притока в ствол жидкости или газа. Канал создаётся действием кумулятивной струи, образующейся при взрыве заряда. Глубина и диаметр пробиваемого канала определяются свойствами преград, характеристиками заряда, типом и массой взрывчатого вещества, конструкцией кумулятивной воронки и др.

Кумулятивный перфоратор применяется для вскрытия продуктивных пластов в обсаженных нефтяных, газовых, нагнетательных и других скважинах, когда требуется достаточная глубина перфорационных каналов и допускается повышенное механическое воздействие на обсадную колонну. Различают корпусные (рис. 1) и бескорпусные (рис. 2) кумулятивные перфораторы. У первых заряды размещены в общем герметическом корпусе с плотностью заряжания (отношению массы взрывчатых веществ к объёму) около 1/30.

Корпусные кумулятивные перфораторы бывают многократного и одноразового использования. Кумулятивные перфораторы многократного использования имеют прочный, толстостенный, рассчитанный на 40-50 залпов, корпус с отверстиями, размещёнными против зарядов и перекрываемыми герметизирующими пробками. Заряды невелики и плотность заряжания небольшая, что снижает опасность повреждения колонны и цементного кольца при перфорации. Для возбуждения взрыва у перфораторов, спускаемых в скважину на кабеле, применяются взрывные патроны предохранительного действия, не срабатывающие при попадании жидкости в перфоратор. Корпусные кумулятивные перфораторы одноразового использования представляют собой прочную герметизированую трубу, где размещены заряды и средства взрывания. Такие кумулятивные перфораторы в сравнении с кумулятивными перфораторами многократного применения несут больший заряд, обеспечивая лучшую пробивную способность выстрела. Кумулятивные перфораторы одноразового использования, корпус которых усилен стальными втулками, применяют при давлениях до 150 МПа в сверхглубоких скважинах. Особый тип — перфоратор, спускаемый на насосно-компрессорных трубах. Такие кумулятивные перфораторы дают возможность проводить вскрытие пласта на депрессии, поскольку оборудование позволяет заменить при перфорации раствор на более лёгкую жидкость — воду или нефть, исключив при этом опасность возникновения фонтана благодаря герметизации устья и засорение пласта частицами глинистого раствора.

Бескорпусные кумулятивные перфораторы различаются по каркасам — извлекаемому или неизвлекаемому. Заряды, по величине равные зарядам корпусных кумулятивных перфораторов одноразового применения одинакового диаметра, у бескорпусных кумулятивных перфораторов размещаются в индивидуальных оболочках из стекла, ситалла, керамики, пластмассы, сплавов алюминия и др. Бескорпусные кумулятивные перфораторы высокопроизводительны, позволяют опускать в скважину до нескольких сотен зарядов, хорошо проходят в искривлённых скважинах. К недостаткам, кроме сильного фугасного действия, можно отнести большое количество осколков оболочек зарядов (например, из сплава алюминия), засоряющих ствол после взрыва.

Кумулятивные перфораторы различаются также размерами, величиной и конструкцией заряда и каркаса, давлением и температурой применения, которую определяет термостойкость взрывчатых веществ и средств взрывания.