18.08.2017
В последние несколько лет весьма распространенными стали пластиковые двери. Объясняется это их практичностью, эстетичным внешним...


18.08.2017
Эффективное автономное отопление для коттеджей и дач является головной болью их владельцев. Централизованная подача тепла нередко...


18.08.2017
Ещё пару десятков лет назад традиционное культивирование приусадебных участков происходило с использованием некоторых подручных...


18.08.2017
Инженерная защита территорий и населения - это комплекс мероприятий, направленных на предупреждение и ликвидацию последствий...


18.08.2017
Кухня – то место где происходит процесс приготовления пищи, и где хозяйка дома проводит большую часть своего времени. Кроме того,...


17.08.2017
Щитовые двери – конструкции, в которых основу составляют облицованные с двух сторон пустотелые или сплошные щиты. Толщина полотна...


Устройство и работа пулевых, снарядных и кумулятивных перфораторов

19.01.2017

Перфораторы предназначены для прострела обсадных и бурильных труб (при вскрытии нефтеносных и газоносных пластов и других работах). Применяются пулевые, снарядные и кумулятивные перфораторы. Все они рассчитаны для работы с одножильным кабелем.
Пулевые перфораторы делятся на селективные стреляющие (типы ССП-4 1/4, ССП-3 1/2) и пулевые залцовые (типы ППЗ-98, ППЗ-80, ППЗ-65 и др.).
Селективный перфоратор состоит из одной, двух или трех секций, каждая секция — из десяти стволов.
Устройство перфоратора типа ССП-4 1/4 с одной секцией показано на рис. 127, а. Секция 6 перфоратора представляет собой цилиндрический корпус, имеющий десять отверстий, в которые запрессованы стволы 7. В верхней и нижней частях секции установлены контактные платы с двенадцатью контактами. Контакты с одинаковыми номерами верхней и нижней плат соединены между собой. От первых десяти контактов через два продольных паза корпуса идут выводы к боковым контактам 8. Контакты 8 подключаются к электрозапалам зарядов стволов перфоратора. Один контакт подводится к корпусу секции, другой — к электроду, при помощи которого записывается кривая ПС; последнее необходимо для определения глубины перфорации.
Внутри кожуха 3 имеется селективное переключающее устройство (селектор), на плате которого имеются 12 контактов. К верхней части кожуха 3 привинчивается кабельная головка 2, посредством которой провод одножильного кабеля I подводится к селектору. Переключающим устройством провод кабеля может быть подключен к тому или иному контакту платы селектора. Переключение производится при помощи шагового двигателя, находящегося в кожухе селектора. Для управления работой служит перфораторная панель.
Секция перфоратора соединяется с кожухом коллектора муфтой 5. Одновременно с механическим соединением кожуха 3 и секции 6 обеспечивается электрическая связь одноименных контактов плат селектора и верхней части секции.
К нижней части секции привинчивается наконечник 4 или (при помощи соединительной муфты) дополнительная секция перфоратора.
Одновременно с механическим соединением двух секций обеспечивается электрическая связь между одноименными контактами платы нижней части первой секции и платы верхней части второй секции.
В стволе перфоратора (рис. 127, б) имеется цилиндрический канал, в нижней части которого помещен прессованный пороховой заряд 2. По Оси заряда расположен канал 3 диаметром 2 мм, заполненный для обеспечения воспламенения заряда дымным порохом. В этом канале помещен электрозапал из манганиновой или константановой проволоки 4, концы которой подведены к свинцовым электродам 5 и 6 на торцах заряда.
Устройство и работа пулевых, снарядных и кумулятивных перфораторов

Выше заряда в цилиндре ствола помещена пуля 7, которая плотно примыкает к свинцовому электроду 6, обеспечивая с ним электрическую связь. Пуля используется для подводки тока к электрозапалу, поэтому боковая поверхность ее покрыта изоляционным лаком, а к острому концу припаян проводник 1. Пуля закрепляется и прижимается к свинцовому электроду 6 запала резиновой пробкой 8. На пробке уложены изоляционная фибровая шайба 9, прижимная стальная шайба 10, не касающаяся корпуса, и резиновая прокладка 11.
Проводник 1, припаянный к острому концу пули, пропускается через пробку, фибровую и стальную шайбы и резиновую прокладку. Конец проводника с надетой на него изоляционной трубкой присоединяется к боковому контакту 8 (см. рис. 127, а).
Прострелочные работы с пулевым селективным перфоратором проводят в следующем порядке.
1. Перфоратор опускают в скважину на необходимую глубину.
2. С перфораторной панели на селектор подают переменное напряжение 120 в. При этом электродвигатель селектора изменяет положения ползунка платы, подключая тем самым жилу кабеля поочередно к каждому контакту платы. Положения переключателя селектора отмечаются измерительным прибором на перфораторной панели.
3. После установления переключателя селектора в заданное положение ток в электрической схеме перфоратора выключают, и вращение электродвигателя прекращается.
4. С перфораторной панели на селектор подают напряжение 270 в, под действием которого срабатывает специальное реле в кожухе селектора, размыкая цепь электродвигателя и замыкая цепь запального трансформатора. При этом вследствие накала проволоки 4 электрозапала воспламеняется дымный порох в осевом канале 3 и вместе с ним пороховой заряд. Пуля под давлением (6000—10 000 кГ/см2) газов, образовавшихся в стволе от сгорания заряда, движется по стволу со скоростью до 700 м/сек и пробивает обсадную колонну.
Если перфоратор состоит из нескольких секций, то при одном выстреле срабатывают одноименные стволы всех секций. После одного выстрела позиции переключателя селектора меняются, после чего может быть произведен следующий выстрел. При необходимости после одного выстрела перфоратор может быть установлен на следующую глубину для прострела другого интервала скважины.
Секция пулевого перфоратора залпового действия состоит из трех стволов. В сборке одного перфоратора может быть от 3 до 30 секций.
Пороховые камеры стволов всех секций соединяются огнепроводным (запальным) каналом. Поэтому при замыкании запальной цепи выстрел из всех стволов производится почти одновременно.
Особенность снарядного торпедного перфоратора заключается в том, что вместо пули из ствола перфоратора выстреливается снаряд, снабженный взрывателем замедленного действия. Снаряд пробивает обсадную колонну и цементное кольцо и, войдя в породу, разрывается, что способствует образованию в породе трещин. Снарядный перфоратор состоит из трех секций, в каждой секции имеются два ствола. Снарядным перфоратором является перфоратор ТПК-22.
Особенность кумулятивных перфораторов — применение в них кумулятивных зарядов.
Кумулятивный заряд 2 (рис. 127, в) скважинного перфоратора типа ПК-103 представляет собой прессованную шашку мощного взрывчатого вещества, помещенного в оболочке 1 из пластмассы, металла, бумаги или резины в виде усеченного конуса. Вершина конуса заряда плотно прилегает к промежуточному детонатору 4, к которому подводится детонирующий шнур 5.
Co стороны, противоположной детонатору, заряд имеет кумулятивную выемку конической формы. В эту выемку в виде облицовки вставлена металлическая (обычно медная) воронка 3. Внутри ободочки 1 заряд 2 закрепляется бумажной или иной манжетой 6.
При возбуждении заряда от промежуточного детонатора через детонирующий шнур волна детонации, образующаяся на поверхности кумулятивной выемки, сжимает металлическую воронку в направлении оси заряда под огромным (несколько сотен тысяч и даже миллионов кГ/см2) давлением, при котором сжатый металл начинает течь, как жидкость. В результате этого вдоль оси кумулятивной выемки выбрасывается тонкая струя высокой плотности, головная часть которой имеет скорость до 8—10 км/сек, и оказывает на преграду давление около 300 кГ/см2. Это давление значительно превышает предел прочности стали, цемента и горных пород, следовательно, пробивная способность кумулятивных перфораторов очень высокая.
Кумулятивные перфораторы бывают корпусные (ПК) и бескорпусные (ПКС, КПР, ПКР). Корпусные кумулятивные перфораторы делятся на перфораторы многократного (ПК-103-10, ПК-103-20 и др.) и однократного использования.
Корпус перфоратора многократного использования изготовляется из высокопрочной стали. Кумулятивные заряды располагаются перпендикулярно оси корпуса в специальных гнездах на расстоянии 50—80 мм один от другого. Указанное расстояние выбрано с таким расчетом, чтобы взрыв одного заряда не вызвал разрушения или преждевременной детонации соседнего заряда.
Для получения равномерной сетки простреливаемых отверстий и снижения вероятности образования трещин в обсадной колонне и цементном кольце оси соседних зарядов смещены одна относительно другой на угол до 90 или 120°.
В зависимости от типа перфораторов число зарядов в корпусе составляет 10—20. Заряды кумулятивных перфораторов взрываются группами при помощи детонирующего шнура.
Корпус кумулятивного перфоратора однократного использования изготовляется из пластичных или из хрупких материалов. Корпус из пластичного материала (латуни, стали, алюминия) после прострела не разрушается и извлекается на поверхность. Корпус из хрупкого материала (чугуна, стекла, пластмассы, хрупкого алюминиевого сплава) при взрыве зарядов полностью разрушается, и из скважины извлекается только кабель с кабельной головкой.
В корпусных перфораторах однократного использования заряды могут располагаться как перпендикулярно оси корпуса, так и под углом к ней. Последнее целесообразно для вскрытия тонкослоистого песчано-глинистого разреза.
Мощность корпусных кумулятивных перфораторов однократного использования значительно выше мощности перфораторов многократного использования.
В бескорпусных кумулятивных перфораторах (ПКС, ПКР, КПР) каждый заряд помещается в индивидуальную оболочку, выдерживающую наружное гидростатическое давление бурового раствора скважины. Оболочка изготовляется из таких же материалов, которые применяются для изготовления разрушающихся корпусных перфораторов. Заряды в индивидуальных оболочках крепятся в каркасах, лентах и т. п.
Бескорпусные кумулятивные перфораторы дают возможность одновременно простреливать большие (до 30 м) интервалы за один спуск в скважину. Большое преимущество перфораторов данного типа — невозможность заклинивания их после отстрела.