Обґрунтування раціональних параметрів малогабаритних кумулятивних зарядів для свердловинних перфораторів - Автореферат

В Україні до середини 90-х років XX ст. кумулятивні заряди (КЗ) для свердловинних перфораторів, як і інші технічні засоби для свердловинних прострілювально-вибухових робіт (ПВР), не розроблялися й не випускалися у звязку з тим, що основні дослідницькі та конструкторські центри були зосереджені передусім у Російській Федерації. Наразі потреба вітчизняних нафтогазодобувних підприємств у малогабаритних КЗ для свердловинних перфораторів та власне перфораторах задовольняється в основному використанням дорогих імпортованих виробів. Тому обґрунтування раціональних параметрів конструкцій малогабаритних КЗ для свердловинних перфораторів, при яких забезпечується ефективне кумулятивне пробиття з утворенням перфораційних отворів необхідної геометричної конфігурації, є актуальним науковим завданням. Для досягнення зазначеної мети сформульовано такі завдання дослідження: - провести аналіз особливостей конструкцій та параметрів малогабаритних КЗ для свердловинних перфораторів, визначити шляхи забезпечення ефективного кумулятивного пробиття; Особистий внесок автора в опублікованих у співавторстві роботах: визначено геометричні параметри конструктивних елементів малогабаритного КЗ для свердловинних перфораторів, при яких забезпечується його найбільша ефективність [14]; проведено розрахунок швидкості головної частини КС й визначено значення пористості матеріалу вершини мідного КО, при яких швидкість головної частини високощільного КС є найбільшою, отримано залежності швидкості головної частини КС від пористості матеріалу вершини мідного пресованого КО, експериментально визначено пористість матеріалу спресованих порошкових КО [15]; проведено аналіз основних причин ускладнень у свердловинах під час використання малогабаритних кумулятивних свердловинних перфораторів [17]; проведено порівняльний аналіз ефективності свердловинних перфораторів, споряджених малогабаритними КЗ [1]; досліджено вплив технології виготовлення КЗ на його ефективність [2]; експериментально визначено швидкість головної частини КС та проведено її порівняння з розрахунковими значеннями [3]; визначено розміри й форму зерен порошкового матеріалу, з якого виготовляється КО, при котрих забезпечується найбільша глибина пробиття перфораційного отвору [4, 8]; запропоновано й досліджено нові склади композитного матеріалу порошкових КО [9]; досліджено вплив матеріалу корпусу КЗ на його ефективність [16]; вдосконалено конструкції КЗ і перфораторів за результатами свердловинних випробувань [5]; проведено стендові дослідження пробивної здатності розроблених КЗ для свердловинних перфораторів [7]; запропоновано з рівним авторським внеском конструкції малогабаритних кумулятивних свердловинних перфораторів [10-13].Забезпечення ефективного кумулятивного пробиття малогабаритними КЗ для свердловинних перфораторів обсадних колон і порід-колекторів, бурильних труб та ОБТ з метою створення перфораційних отворів необхідної геометричної конфігурації (великої глибини, великого вхідного діаметра або з їхніми проміжними значеннями) потрібно повязувати з пошуком раціональних параметрів конструктивних елементів КЗ, насамперед КО, виготовлених з порошкових матеріалів, що характеризуються фізичними й фізико-механічними властивостями. Не проводилися порівняльні дослідження ефективності кумулятивного пробиття КЗ із суцільним й порошковим корпусами, а також виготовленими за технологією “прямого” та “подвійного” пресування, що найбільше використовується провідними виробниками. Пористість (щільність), акустична жорсткість спресованого матеріалу КО є одними з основних показників, що характеризують його фізико-механічні властивості, впливають на формування КС та, відповідно, параметри утворюваного ним перфораційного отвору. Порівняльне дослідження ефективності кумулятивного пробиття КЗ для свердловинних перфораторів з суцільним і порошковим корпусами, як і виготовлених за технологією “прямого” пресування (КО запресовується безпосередньо в корпус КЗ із ВР насипної щільності) та “подвійного” пресування (у ВР, розміщеній у корпусі КЗ, попередньо профілюється кумулятивна виїмка, де потім розміщується КО), проводилося з використанням сталевих мішеней. У разі використання для виготовлення КО композитного порошку з зернами переважно сферичної або сфероїдної форми глибина перфораційного отвору становила 141 мм - для макетів КЗ ЗК1-80С та 90 мм - для макетів КЗ ЗКМ-38, а в разі використання порошку із зернами переважно дендритної форми ці значення становили, відповідно, 120 мм і 75 мм.