Адиабатический воспламенитель скважинных зарядов

Изобретение относится к нефтегазодобывающей горной промышленности. Обеспечивает надежность и безопасность проведения прострелочно-взрывных работ. Сущность изобретения: адиабатический воспламенитель скважинных зарядов содержит металлический корпус с гидроударником, цилиндрической воздушной камерой, поршнем, зафиксированным в торцевой части камеры с помощью чеки и втулки, воспламенительным составом. Согласно изобретению адиабатический воспламенитель скважинных зарядов снабжен толстостенным цилиндром со сквозным отверстием, закрытым диском и уплотнительным элементом с одного торца. В сквозное отверстие помещен заряд из эластитного смесевого топлива. Между толстостенным цилиндром и воздушной камерой расположена гильза с воспламенительным составом, герметично закрывающая другой торец цилиндра. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей и горной промышленности и может быть использовано при прострелочно-взрывных работах в скважинах, в частности для поджигания зарядов в термогазогенераторах, спускаемых в горизонтальные и наклонно-направленные скважины на трубах.

Известны воспламенительные устройства, предназначенные для поджига зарядов в скважинных термогазогенераторах и пороховых генераторах давления, включающие воспламенитель, блок сгорающих элементов, нагревательный элемент, узел крепления (п. РФ №2124630, 1999 г., п. РФ №2184220, 2002 г., МКИ Е 21 В 43/25).

Эти устройства спускают в скважину на геофизическом кабеле и срабатывают они от электрического тока, подаваемому по этому кабелю от взрывной машинки. Устройства сложны по конструкции и опасны в применении, так как они могут случайно срабатывать от статического электрического тока или при ударах и вибрациях во время спуска в скважину, кроме того они не могут быть доставлены к обрабатываемому интервалу в горизонтальных скважинах.

Известно устройство для обработки призабойной зоны скважины, содержащее автономный источник электропитания с таймером для поджига зарядов термогазогенератора в горизонтальных скважинах (п. РФ №2204015, МКИ Е 21 B 43/25, 20.02.01). Недостатком данного устройства является опасность преждевременного срабатывания его в случае технологических задержек проталкивания зарядов в обрабатываемый интервал пласта.

Известно воспламенительное устройство для скважинных зарядов, включающее тонкостенный металлический корпус с дополнительным зарядом из эластичного топлива, электровоспламенитель с проводниками и подвижный уплотнительный элемент, изолирующий содержимое патрона от непосредственного контакта с внешней средой (п.РФ №2111448, МКИ F 42 C 19/08, 1998). Данный воспламенитель взят за прототип.

Недостаток известного воспламенительного устройства заключается в инициации его от блуждающего тока, а также оно срабатывает только с использованием геофизического кабеля и не может быть использовано для поджига зарядов в горизонтальных скважинах.

Сущность изобретения. Изобретение направлено на создание воспламенительного устройства, позволяющего воспламенять термогазогенератор, спускаемый на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) в горизонтальные и наклонно-направленные участки скважин без проводной связи.

Технический результат заключается в стабильном воспламенении твердотопливных составов и активных жидкостей, безопасном проведении работ и безопасности обслуживающего персонала, так как воспламенительное устройство опускается на колонне НКТ в точно рассчитанное место в интервале горизонтальной скважины, во время спуска на него не могут оказать никакие помехи, инициирующие воспламенение, что повышает надежность проведения прострелочно-взрывных работ.

Технический результат достигается тем, что адиабатический воспламенитель скважинных зарядов, содержащий металлический корпус с гидроударником, цилиндрической воздушной камерой, поршнем, зафиксированным в торцевой части камеры с помощью чеки и втулки, и воспламенительным составом, снабжен толстостенным цилиндром со сквозным отверстием, закрытым диском и уплотнительным элементом с одного торца, зарядом из эластитного смесевого топлива, помещенным в сквозное отверстие цилиндра, и гильзой с воспламенительным составом, расположенной между цилиндром и воздушной камерой и герметично закрывающей другой торец цилиндра.

Кроме того, гидроударник содержит шток и резиновый шар.

На чертеже представлен общий вид адиабатического воспламенителя скважинных зарядов.

Воспламенитель включает гидроударник 1, цилиндрическую воздушную камеру 2, содержащую корпус 3 и поршень 4, зафиксированный в торцевой части камеры 2 с помощью чеки 5 и размещенной над ней стабилизирующей втулки 6, гильзу 7 с воспламенительным составом 8, толстостенный цилиндр 9 со сквозным отверстием, закрытым с одного торца диском 10 и уплотнительным элементом 11, заряд 12 из эластитного смесевого топлива и помещенный в сквозное отверстие, гильза 7, расположена между толстостенным цилиндром 9 и воздушной камерой 2 и герметично закрывает другой торец толстостенного цилиндра 9, гидроударник 1, содержит металлический корпус 13, шток 14 и резиновый шар 15.

Адиабатический воспламенитель скважинных зарядов работает следующим образом.

Адиабатический воспламенитель подсоединяют к верхней части термогазогенератора, с другой стороны его подсоединяют к колонне НКТ, вместе с ней опускают в интервал обработки - горизонтальный участок. Под давлением жидкости по колонне НКТ продавливают резиновый шар 15, который выталкивает из гнезда шток 14, при этом срезается чека 5, закрытая стабилизирующей втулкой 6, поршень 4 под действием скважинного гидростатического давления совершает резкое движение, производя мгновенное сжатие и разогрев воздуха в цилиндрической воздушной камере 2. Горячий воздух сжимает и поджигает воспламенительный состав 8, продукты горения которого прорывают дно гильзы 7, попадают в толстостенный цилиндр 9 и поджигают заряд 12. Высокотемпературные продукты горения дополнительного заряда 12 выталкивают диск 10 с уплотнительным элементом 11 и производят воспламенение зарядов термогазогенератора.

Адиабатический воспламенитель скважинных зарядов может применяться либо в комплекте термогазогенератора, либо автономно, например, для воспламенения горючеокислительных составов, закачиваемых в скважину.

1. Адиабатический воспламенитель скважинных зарядов, содержащий металлический корпус с гидроударником, цилиндрической воздушной камерой, поршнем, зафиксированным в торцевой части камеры с помощью чеки и втулки, воспламенительным составом, отличающийся тем, что он снабжен толстостенным цилиндром со сквозным отверстием, закрытым диском и уплотнительным элементом с одного торца, зарядом из эластитного смесевого топлива, помещенным в сквозное отверстие, гильзой с воспламенительным составом, расположенной между толстостенным цилиндром и воздушной камерой и герметично закрывающей другой торец цилиндра.

2. Адиабатический воспламенитель скважинных зарядов по п.1, отличающийся тем, что гидроударник содержит шток и резиновый шар.