RU2742427C1

RU2742427C1 - Cumulative perforator

Info

Publication number: RU2742427C1
Application number: RU2020113677A
Authority: RU
Inventors: Игорь Михайлович Глазков
Original assignee: Игорь Михайлович Глазков
Priority date: 2020-04-17
Filing date: 2020-04-17
Publication date: 2021-02-05

Abstract

FIELD: oil, gas and coke-chemical industries.

SUBSTANCE: invention relates to perforating-explosive operations in oil and gas wells. Cumulative perforator comprises cumulative charges enclosed in a sealed shell for each charge or common for all charges, and means of initiation. Extra throwing element is installed on sealing cover opposite to each cumulative charge. Higher efficiency of cumulative jet operation is provided after passage of solid barrier in form of sealing shell, to obtain better filtration characteristics of the per-channel and with possibility of changing the geometrical shape and/or size of the per-channel depending on the used additional throw-in element.

EFFECT: efficiency is achieved without placement of additional bodies and chemically active substances inside cumulative charge.

10 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к прострелочно-взрывным работам в нефтяных и газовых скважинах.The invention relates to perforating and blasting operations in oil and gas wells.

Известно устройство формирования высокоскоростных кумулятивных струй для перфорации скважин с глубокими незапестованными каналами и с большим диаметром, включающее корпус с размещенным в нем профилированным зарядом взрывчатого вещества, имеющего кумулятивную выемку в его торце, противоположном месту приложения инициатора, и покрытую кумулятивной облицовкой из металла со средней толщиной стенки h, изменяющейся в пределах (0.007-0.075)D1 в зависимости от используемого материала, где D1 - внешний диаметр основания кумулятивной облицовки [RU 2412338 C1, МПК E21B 43/117, опубл. 2011]. При этом между вершиной и основанием кумулятивной облицовки (внутри нее) располагают одно или несколько дополнительных тел, по оси симметрии и соосно с облицовкой перед ее основанием на расстоянии L2 или L4 (по вариантам) может быть установлено второе дополнительное тело со сквозным отверстием, преимущественно конической формы для обеспечения скольжения по его поверхности материала кумулятивной облицовки, преобразования осевой скорости метания кумулятивной облицовки в радиальную скорость ее сжатия и увеличения угла схождения материала кумулятивной облицовки на ось симметрии заряда более 180 градусов, с плотностью материала не менее плотности материала кумулятивной облицовки. При этом внутренний диаметр входного отверстия в дополнительном теле составляет не менее D1, а диаметр выходного отверстия в дополнительном теле составляет не менее 0.6dкс, где dкс максимальный диаметр формируемой кумулятивной струи, при этом дополнительное тело и кумулятивная облицовка выполнены разборными (составными). Технический результат - повышение эффективности вторичного вскрытия продуктивных пластов, а также образование в пласте сетки трещин и обеспечение гидродинамической связи скважины с продуктивным пластом при больших зонах загрязнения прискважинной зоны пласта. При инициировании бескорпусного или расположенного в корпусе заряда взрывчатого вещества с расположенной в торце заряда с противоположной стороны инициирования заряда выемкой, облицованной инертным материалом, осуществляется метание, ускорение и сжатие материала кумулятивной облицовки продуктами детонации взрывчатого вещества, его соударения на оси симметрии заряда и формирование кумулятивной струи. В процессе метания и сжатия кумулятивной облицовки осуществляется дополнительное воздействие на кумулятивную облицовку за счет принудительного взаимодействия кумулятивной облицовки с одним или несколькими дополнительными телами, их соударения и скольжения частей материала кумулятивной облицовки относительно дополнительного тела с одновременным разворотом частей материала кумулятивной облицовки на угол схождения на ось симметрии заряда более 180 градусов и не превышающей 360 градусов, соударения частей материала кумулятивной облицовки на оси симметрии заряда под углом более 180 градусов и не превышающим 360 градусов с формированием кумулятивной струи.Known is a device for the formation of high-speed cumulative jets for perforating wells with deep unprocessed channels and with a large diameter, including a housing with a profiled explosive charge placed in it, having a cumulative recess at its end opposite to the place of application of the initiator, and covered with a cumulative lining of metal with an average thickness wall h, varying within (0.007-0.075) D1, depending on the material used, where D1 is the outer diameter of the base of the cumulative lining [RU 2412338 C1, IPC E21B 43/117, publ. 2011]. In this case, one or more additional bodies are placed between the top and the base of the cumulative lining (inside it), along the axis of symmetry and coaxial with the lining in front of its base at a distance L2 or L4 (according to options), a second additional body with a through hole, mainly conical forms to ensure sliding of the cumulative lining material on its surface, converting the axial throwing speed of the cumulative lining into the radial speed of its compression and increasing the angle of convergence of the cumulative lining material onto the axis of charge symmetry by more than 180 degrees, with a material density not less than the density of the cumulative lining material. In this case, the inner diameter of the inlet in the additional body is not less than D1, and the diameter of the outlet in the additional body is at least 0.6dc, where dc is the maximum diameter of the generated cumulative jet, while the additional body and the cumulative lining are collapsible (composite). The technical result is an increase in the efficiency of secondary penetration of productive formations, as well as the formation of a network of cracks in the formation and the provision of hydrodynamic connection of the well with the productive formation in large zones of contamination of the near-wellbore zone of the formation. When initiating an explosive chargeless or located in the body of an explosive charge with a recess lined with an inert material located at the end of the charge on the opposite side of the initiation of the charge, the material of the cumulative lining is thrown, accelerated and compressed by the detonation products of the explosive, its collision on the axis of symmetry of the charge and the formation of a cumulative jet ... In the process of throwing and compressing the cumulative lining, an additional effect on the cumulative lining is carried out due to the forced interaction of the cumulative lining with one or more additional bodies, their collision and sliding of parts of the material of the cumulative lining relative to the additional body with a simultaneous turn of the parts of the material of the cumulative lining by the angle of convergence to the axis of symmetry charge more than 180 degrees and not exceeding 360 degrees, collisions of parts of the shaped lining material on the axis of symmetry of the charge at an angle of more than 180 degrees and not exceeding 360 degrees with the formation of a shaped jet.

Однако в известном устройстве установкой дополнительных тел внутри кумулятивной выемки оказывается воздействие на кумулятивную облицовку через их соударение в процессе детонации взрывчатого вещества, при этом второе дополнительное тело со сквозным отверстием в виде конуса, вынесенное за пределы кумулятивной выемки оказывает дополнительное воздействие и служит для скольжения кумулятивной облицовки по его отверстию и обжатия. Это воздействие происходит при формировании кумулятивной струи до прохождения ей первой сплошной преграды в виде герметизирующей оболочки или корпуса перфоратора. Расстояние от заряда до сплошной преграды, при котором формируется кумулятивная струя с потенциалом максимального пробития, называется «фокусным расстоянием». Введение дополнительных тел в кумулятивный заряд может изменять фокусное расстояние, а значит и габаритный размер перфоратора, что в условиях скважины имеет ограничения. Процесс изготовления зарядов усложняется, повышается трудоемкость, причем работа происходит непосредственно с взрывчатыми веществами, что влечет повышение затрат на безопасность процесса. Преодоление кумулятивной струей сплошной преград, в виде герметизирующего корпуса кумулятивного перфоратора или индивидуальной герметизирующей оболочки оказывает на нее влияние - происходит снижение пробивной способности кумулятивной струи. Причем снижение характеристик струи зависит от толщины стенки герметизирующей оболочки и материала.However, in the known device, the installation of additional bodies inside the cumulative recess affects the cumulative lining through their collision in the process of detonation of the explosive, while the second additional body with a through hole in the form of a cone outside the cumulative recess has an additional effect and serves to slide the cumulative lining along its hole and compression. This effect occurs during the formation of a cumulative jet before it passes through the first solid barrier in the form of a sealing shell or a perforator body. The distance from the charge to the solid barrier, at which a cumulative jet with the maximum penetration potential is formed, is called the "focal length". The introduction of additional bodies into the shaped charge can change the focal length, and hence the overall size of the perforator, which has limitations in well conditions. The process of making charges becomes more complicated, labor intensity increases, and the work takes place directly with explosives, which entails an increase in the cost of process safety. Overcoming by a cumulative jet of continuous obstacles, in the form of a sealing body of a cumulative perforator or an individual sealing shell, has an effect on it - the penetration capacity of the cumulative jet decreases. Moreover, the decrease in the characteristics of the jet depends on the wall thickness of the sealing shell and the material.

Известен способ получения составных кумулятивных струй в зарядах перфоратора, включающий инициирование заряда взрывчатого вещества с открытой полостью в форме сферического сегмента в теле заряда взрывчатого вещества в сторону полости, облицовку полости из различных материалов, при этом каждый последующий слой за слоем, примыкающий к полости заряда взрывчатого вещества, выполнен из материала с меньшей удельной массой относительно материала предыдущего слоя, метание облицовки продуктами взрыва, выворачивание облицовки по оси симметрии заряда в противоположную сторону направления своего движения, отрыв внутреннего слоя облицовки от внешнего, формирование составной кумулятивной струи из внутреннего слоя облицовки с максимальной скоростью, большей, чем максимальная скорость формируемой кумулятивной струи из внешнего слоя облицовки [RU 2542024 C1, E21B 43/117, опубл. 2015]. Облицовку выполняют слоистой с количеством слоев не менее двух, все слои выполняют раздельными и разнотолщинными, с уменьшением толщины слоя от центральной части к периферийной, а со стороны торца заряда с выемкой размещают осесимметричный полый преобразователь с внутренним профилем, выполненным преимущественно в форме усеченного конуса, сужающегося в направлении движения кумулятивных струй. В процессе метания и выворачивания кумулятивной облицовки последовательно дополнительно воздействуют на периферийную часть облицовки, сначала на облицовку из материала с меньшей плотностью, затем на облицовку с большей плотностью материала за счет их соударения и скольжения по внутренней поверхности преобразователя, преобразуя продольную скорость метания облицовки в радиальную скорость ее сжатия и обеспечивая увеличение глубины перфорационного канала.There is a known method of obtaining composite cumulative jets in perforator charges, including the initiation of an explosive charge with an open cavity in the form of a spherical segment in the body of the explosive charge towards the cavity, lining the cavity from various materials, with each subsequent layer by layer adjacent to the cavity of the explosive charge substance, made of a material with a lower specific gravity relative to the material of the previous layer, throwing the cladding with explosion products, turning the cladding along the axis of symmetry of the charge in the opposite direction of its direction of motion, tearing the inner layer of the cladding from the outer one, forming a composite cumulative jet from the inner layer of the cladding at maximum speed , greater than the maximum speed of the generated cumulative jet from the outer layer of the lining [RU 2542024 C1, E21B 43/117, publ. 2015]. The cladding is layered with the number of layers at least two, all layers are made separate and different in thickness, with a decrease in the layer thickness from the central part to the peripheral, and an axisymmetric hollow converter with an internal profile made mainly in the form of a truncated cone tapering is placed on the side of the charge end with a recess. in the direction of motion of cumulative jets. In the process of throwing and turning out the cumulative lining, they sequentially additionally act on the peripheral part of the lining, first on the lining made of a material with a lower density, then on the lining with a higher material density due to their collision and sliding along the inner surface of the transducer, converting the longitudinal throwing speed of the lining into a radial velocity its compression and providing an increase in the depth of the perforation channel.

В известном устройстве установкой со стороны торца заряда с выемкой осесимметричного полого преобразователя с внутренним профилем, выполненным преимущественно в форме усеченного конуса, сужающегося в направлении движения кумулятивных струй, оказывается воздействие на метаемые кумулятивные облицовки внутренним профилем преобразователя, при котором происходит их скольжение по профилю преобразователя, соударение, выворачивание и сжатие, с получением на выходе из отверстия преобразователя составных кумулятивных струй. Это воздействие происходит при формировании кумулятивной струи до прохождения ей первой сплошной преграды в виде герметизирующей оболочки или корпуса перфоратора. Задача по воздействию на первую и последующие кумулятивные струи после пробития первой сплошной преграды в виде герметизирующей оболочки заряда не ставится и не решается. А полый преобразователь с внутренним профилем значительно увеличивает габаритный размер кумулятивного заряда, что ограничивает его применение во внутреннем пространстве скважины.In the known device, the installation from the side of the charge end with a recess of an axisymmetric hollow transducer with an internal profile made predominantly in the form of a truncated cone tapering in the direction of motion of the cumulative jets exerts an effect on the projected cumulative linings with the internal profile of the transducer, at which they slide along the profile of the transducer, impact, eversion and compression, with obtaining composite cumulative jets at the outlet of the transducer hole. This effect occurs during the formation of a cumulative jet before it passes through the first solid barrier in the form of a sealing shell or a perforator body. The problem of influencing the first and subsequent cumulative jets after breaking through the first solid barrier in the form of a sealing shell of the charge is not posed or solved. A hollow transducer with an internal profile significantly increases the overall size of the shaped charge, which limits its use in the internal space of the well.

Известен способ заканчивания скважин, включающий инициирование заряда взрывчатого вещества (ВВ) с расположенной в торце заряда с противоположной стороны инициирования заряда выемкой, облицованной инертным материалом, метание, ускорение и сжатие материала кумулятивной облицовки (КО) продуктами детонации ВВ, его соударение на оси симметрии заряда и формирование кумулятивной струи (КС) [RU 2546206 C1, МПК E21B 43/117, опубл. 2015]. В процессе метания и сжатия КО дополнительно воздействуют на КО за счет принудительного взаимодействия КО с одним или несколькими дополнительными телами (ДТ), их соударения и скольжения частей материала КО относительно ДТ с одновременным разворотом частей материала КО, соударения частей материала КО на оси симметрии заряда с формированием КС. ДТ или несколько ДТ изготавливают из химически активного вещества с плотностью не более плотности материала КО. Кумулятивный заряд устанавливают в обсадную колонну, производят инициирование химически активного вещества ДТ при его метании продуктами детонации ВВ и взаимодействии с КО, выполняют перфорационный канал в обсадной колонне и окружающем продуктивном пласте сформированной КС с одновременным занесением сформированной КС химически активного вещества и прирост поверхности фильтрации в окружающем перфорационный канал продуктивном пласте по всей его длине. Обеспечиваются увеличение продуктивности нефтяных скважин, а также разуплотнение перфорационного канала.A known method of well completion, including the initiation of an explosive charge (explosive) with a recess located at the end of the charge on the opposite side of the charge initiation, lined with an inert material, throwing, acceleration and compression of the material of the cumulative lining (KO) by the detonation products of the explosive, its impact on the axis of symmetry of the charge and the formation of a cumulative jet (CS) [RU 2546206 C1, IPC E21B 43/117, publ. 2015]. In the process of throwing and compressing, the KO additionally affect the KO due to the forced interaction of the KO with one or more additional bodies (DF), their collision and sliding of parts of the KO material relative to the diesel fuel with simultaneous rotation of parts of the KO material, the collision of parts of the KO material on the axis of symmetry of the charge with the formation of the COP. DF or several DF are made from a chemically active substance with a density not exceeding that of the KO material. A shaped charge is installed in the casing, initiating a chemically active substance DF when it is thrown by the detonation products of explosives and interacting with the CO, perform a perforation channel in the casing and the surrounding productive formation of the formed CW with the simultaneous introduction of the formed CW of a chemically active substance and an increase in the filtration surface in the surrounding perforation channel of the productive formation along its entire length. Provides an increase in the productivity of oil wells, as well as decompaction of the perforation channel.

Дополнительное тело, выполненное из химически активного вещества, находится внутри герметичного корпуса заряда. Внесение дополнительных тел из химически активных веществ усложняет технологию изготовления заряда и требует значительных мер по соблюдению точности и безопасности процесса.An additional body made of a reactive substance is located inside a sealed charge body. The introduction of additional bodies from chemically active substances complicates the technology of making the charge and requires significant measures to maintain the accuracy and safety of the process.

В известных решениях воздействие оказывается в момент формирования кумулятивной струи и именно в пределах фокусного расстояния (расстояния от заряда до преграды обеспечивающее максимальную пробивную способность). При этом взаимодействие при формировании кумулятивной струи происходит до прохождения ей первой сплошной преграды в виде герметизирующей оболочки или корпуса перфоратора. Введение дополнительных тел в кумулятивный заряд может изменить фокусное расстояние, а значит и габаритный размер перфоратора, что в условиях скважины имеет ограничения; также может изменить физические характеристики кумулятивной струи в положительную сторону (например, скорость и давление струи) и продуктов детонации в отрицательную (например, повышенное фугасное давление). Процесс изготовления зарядов усложняется, повышается трудоемкость, причем работа происходит непосредственно со взрывчатыми веществами, что влечет повышение затрат на безопасность процесса.In the known solutions, the impact is at the moment of the formation of the cumulative jet and precisely within the focal length (the distance from the charge to the obstacle providing the maximum penetrating ability). In this case, the interaction during the formation of the cumulative jet occurs before it passes through the first solid barrier in the form of a sealing shell or a perforator body. The introduction of additional bodies into the shaped charge can change the focal length, and hence the overall size of the perforator, which has limitations in well conditions; can also change the physical characteristics of the cumulative jet in a positive direction (for example, the speed and pressure of the jet) and detonation products in the negative direction (for example, increased high-explosive pressure). The process of making charges becomes more complicated, labor intensity increases, and the work takes place directly with explosives, which entails an increase in the cost of process safety.

Общеизвестны кумулятивные перфораторы многоразового использования, состоящие из кумулятивных зарядов, размещенных в общем толстостенном корпусе, в котором напротив каждого кумулятивного заряда в стенке корпуса выполнены сквозные отверстия для выхода кумулятивной струи, сквозные отверстия герметизируются различными отдельными деталями, например металлическим опорным диском и резиновой пробкой [RU 2166618 C2, МПК E21B 43/117, опубл. 2001; Справочник по прострелочно-взрывной аппаратуре / под ред. Фридляндера Л.Я., М.: "Недра", 1990 г.].Reusable shaped-charge perforators are well-known, consisting of shaped charges placed in a common thick-walled body, in which through holes are made in the body wall opposite each shaped charge in the body wall for the shaped charge jet exit, through holes are sealed with various separate parts, for example, a metal support disk and a rubber stopper [RU 2166618 C2, IPC E21B 43/117, publ. 2001; Handbook of perforating-explosive equipment / ed. Fridlyander L.Ya., M .: "Nedra", 1990].

Недостатком является необходимость герметизации каждого отверстия в корпусе, что усложняет конструкцию перфоратора и делает ее менее надежной и менее защищенной от возможной разгерметизации в ходе доставки устройства в интервал перфорации. Используемые для герметизации опорные диски должны выдерживать скважинное давление, следовательно, они изготавливаются из прочного материала, а при воздействии кумулятивной струи и продуктов детонации разрушаются (или пробиваются) и засоряют скважину. Применение опорных дисков с более низкой прочностью, неспособных защитить внутренне пространство перфоратора от скважинного давления, но выполненных из материалов способных эффективно взаимодействовать с кумулятивной струей и продуктами детонации, невозможно. Детали для герметизации не могут эффективно взаимодействовать с кумулятивной струей и продуктами детонации, оказывать влияние на качество и геометрические размеры перфоканала.The disadvantage is the need to seal each hole in the housing, which complicates the design of the perforator and makes it less reliable and less protected from possible depressurization during delivery of the device to the perforation interval. The supporting discs used for sealing must withstand the borehole pressure, therefore, they are made of durable material, and when exposed to a cumulative jet and detonation products, they destroy (or break through) and clog the well. The use of support discs with lower strength, unable to protect the inner space of the perforator from borehole pressure, but made of materials capable of effectively interacting with the cumulative jet and detonation products, is impossible. Parts for sealing cannot effectively interact with the cumulative jet and detonation products, and have an impact on the quality and geometric dimensions of the perforated channel.

Известен кумулятивный перфоратор, содержащий корпус с кумулятивными зарядами и средствами инициирования в защитных оболочках и контейнеры, размещенные в отверстиях корпуса против кумулятивных выемок кумулятивных зарядов на расстоянии от торца каждого из кумулятивных зарядов не более фокусного [SU 1434837 A1, МПК E21B 43/117, опубл. 1999]. С целью повышения его эффективности за счет увеличения проницаемости перфорационных каналов при одновременном повышении надежности его работы каждый из контейнеров выполнен герметичным и заполнен обладающими свойством термического разложения с выделением кислоты кристаллами водорастворимой соли в жидком нерастворителе соли.Known shaped-charge perforator containing a body with shaped charges and initiation means in protective shells and containers placed in the holes of the body against shaped recesses of shaped charges at a distance from the end of each of the shaped charges no more than focal [SU 1434837 A1, IPC E21B 43/117, publ ... 1999]. In order to increase its efficiency by increasing the permeability of the perforation channels while increasing the reliability of its operation, each of the containers is made hermetically sealed and filled with crystals of a water-soluble salt in a liquid non-solvent salt that have the property of thermal decomposition with the release of acid.

Недостатком является расположение герметичных контейнеров в пределах фокусного расстояния, т.е. внутри корпуса перфоратора, что может оказывать отрицательное влияние на процесс формирования кумулятивной струи. Герметичные контейнеры не являются дополнительными метаемыми элементами способными изменять геометрическую форму и/или размеры перфоканаловThe disadvantage is that the sealed containers are located within the focal length, i.e. inside the perforator body, which can have a negative effect on the formation of the cumulative jet. Sealed containers are not additional throwable elements capable of changing the geometric shape and / or dimensions of the perforated channels

В современных корпусных кумулятивных перфораторах однократного использования на общем герметизирующем корпусе напротив каждого кумулятивного заряда выполняют конструктивные элементы - выборки металла (или скэллопы) с целью понизить сопротивление преграды (корпуса перфоратора) прохождению кумулятивной струи. Но при прохождении кумулятивной струи через конструктивный элемент (скэллоп) возникает отражение сжимающего давления скважинной жидкости от боковой поверхности конструктивного элемента (скэллопа) на кумулятивную струю, что приводит к снижению пробивной способности кумулятивной струи. С целю предотвращения или снижения этого негативного эффекта в известном устройстве предложены технические решения позволяющие снизить или устранить отражение сжимающего давления от боковой поверхности скэллопа на кумулятивную струю: предложено размещение у боковой поверхности скэллопа амортизирующих кольцевых вставок или наносить амортизирующий материал на боковую поверхность скэллопа, герметизировать скэллоп колпачками для образования внутренней герметичной камеры в скэллопе заполненной воздухом, газом или жидкостью снижающими воздействие отраженного давления обжатия, так же предложено изменять геометрию скэллопа [US 6523474 В2; опубл. 2003].In modern single-use case-shaped cumulative perforators on a common sealing body opposite each shaped charge, structural elements are made - metal samples (or skellops) in order to reduce the resistance of the barrier (perforator body) to the cumulative jet passage. But when the cumulative jet passes through the structural element (skellop), there is a reflection of the compressive pressure of the wellbore fluid from the lateral surface of the structural element (skellop) onto the cumulative jet, which leads to a decrease in the penetrating capacity of the cumulative jet. With the aim of preventing or reducing this negative effect in the known device, technical solutions are proposed that allow to reduce or eliminate the reflection of the compressive pressure from the lateral surface of the skellop to the cumulative jet: it is proposed to place shock-absorbing annular inserts at the lateral surface of the skellop or apply a shock-absorbing material to the lateral surface of the skellop, seal the skellop with caps for the formation of an internal sealed chamber in the skellop filled with air, gas or liquid reducing the impact of the reflected compression pressure, it is also proposed to change the geometry of the skellop [US 6523474 B2; publ. 2003].

Предложенные решения стремятся предотвратить взаимодействие (отрицательное) кумулятивной струи с конструктивным элементом (скэллопом), которое происходит в момент отражения сжимающего давления от стенок конструктивного элемента (скэллопа) на кумулятивную струю, но эти конструктивные решения сами по себе не позволяют увеличить возможности кумулятивного заряда в составе перфоратора по изменению геометрии перфоканала и его качества, а лишь предотвращают или снижают побочный негативный эффект от изготовления скэллопов на корпусе. Вставка из амортизирующего материала или нанесенный на боковую поверхность скэллопа амортизирующий материал не имеет прямого взаимодействия с кумулятивной струей и продуктами детонации, в связи с чем не повышаются возможности кумулятивного заряда в составе перфоратора по воздействию на обсадную колонну (если она есть) и на горную породу скважиныThe proposed solutions seek to prevent the interaction (negative) of the shaped charge jet with the structural element (skellop), which occurs at the moment of reflection of the compressive pressure from the walls of the structural element (skellop) onto the shaped charge jet, but these design solutions in themselves do not allow increasing the capabilities of the shaped charge in the composition perforator to change the geometry of the perforated channel and its quality, but only prevent or reduce the negative side effect of making skellops on the body. An insert made of shock-absorbing material or a shock-absorbing material applied to the side surface of the skellop does not directly interact with the cumulative jet and detonation products, and therefore does not increase the capabilities of the shaped charge in the composition of the perforator to influence the casing (if any) and the rock of the well

В другом варианте, воздух, жидкость или газ, находящиеся в герметичной камере внутри скэллопов, за герметизированных колпачками оказываются под воздействием кумулятивной струи и препятствуют отражению волн сжатия от боковой поверхности скэллопа, но взаимодействие, при котором повышаются возможности кумулятивного заряда в составе перфоратора тоже не происходит.Alternatively, air, liquid or gas in a sealed chamber inside the skellops, behind the sealed caps, is under the influence of the cumulative jet and prevents the reflection of compression waves from the side surface of the skellop, but the interaction, in which the capabilities of the shaped charge in the composition of the perforator, increase. ...

Предложенные варианты решений [US 6523474 В2] имеют смысл только для корпусных перфораторов, имеющих скэллопы на корпусе и корпус которых изготовлен из прочного металла, способного отражать сжимающее давление от боковой поверхности скэллопа на кумулятивную струю. Для бескорпусных перфораторов и корпусных без скэллопов на корпусе указанное решение не актуально. Дополнительные детали устанавливают только в конструктивном элементе корпуса (в скэлоппе), и не выходят за его пределы и габарит корпуса. Устанавливаемые в скэлолпе дополнительные детали имеют функционально иное предназначение и работают на предотвращение отрицательного взаимодействия кумулятивной струи с конструктивным элементом (скэллопом), которое происходит в момент отражения сжимающего давления от стенок конструктивного элемента (скэллопа) на кумулятивную струю, и не являются дополнительным метаемым элементом, позволяющим увеличить возможности кумулятивного заряда в составе перфоратора по изменению геометрии (формы и размеров) перфоканалов и их качества.The proposed solutions [US 6523474 B2] are meaningful only for body-type perforators having scallops on the body and the body of which is made of strong metal capable of reflecting the compressive pressure from the side surface of the skellop to the cumulative jet. For open-frame perforators and body-type perforators without skellops on the body, this solution is not relevant. Additional details are installed only in the structural element of the case (in the sclop), and do not go beyond its limits and the dimensions of the case. Additional parts installed in the scallop have a functionally different purpose and work to prevent negative interaction of the cumulative jet with the structural element (skellop), which occurs at the moment of reflection of the compressive pressure from the walls of the structural element (skellop) onto the cumulative jet, and are not an additional throwable element that allows to increase the capabilities of the shaped charge as part of the perforator to change the geometry (shape and size) of the perforated channels and their quality.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является разработка кумулятивного перфоратора, обеспечивающего получение перфоканалов с улучшенными фильтрационными характеристиками и возможность изменения геометрической формы и/или размеров перфоканала, без вмешательства в конструкцию кумулятивного заряда и в процесс формирования кумулятивной струи при обжатии облицовки.The technical problem to be solved by the claimed technical solution is the development of a cumulative perforator, which ensures the production of perforated channels with improved filtration characteristics and the possibility of changing the geometric shape and / or dimensions of the perforated channel, without interfering with the design of the shaped charge and the process of forming a cumulative jet when compressing the lining.

При осуществлении изобретения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении эффективности работы кумулятивной струи по обсадной колонне (если она есть) и горной породе скважины, после прохождения ей сплошной преграды в виде герметизирующей оболочки индивидуальной для каждого кумулятивного заряда или общей для всех зарядов.When implementing the invention, the problem is solved by achieving a technical result, which consists in increasing the efficiency of the cumulative jet along the casing (if any) and the rock of the well, after passing it through a continuous barrier in the form of a sealing shell, individual for each shaped charge or common for all charges.

Указанный технический результат достигается тем, что в кумулятивном перфораторе, содержащем кумулятивные заряды, заключенные в индивидуальные для каждого заряда или в общую для всех зарядов герметизирующую оболочку, и средства инициации, особенностью является то, что напротив кумулятивного заряда на герметизирующей оболочке (снаружи или за фокусным расстоянием) установлен дополнительный метаемый элемент. Положением дополнительного метаемого элемента на герметизирующей оболочке, его формой, размерами и материалом определяется его взаимодействие или совместное действие с кумулятивной струей и продуктами детонации кумулятивного заряда, обеспечивающее получение перфоканала с заданными размерными и фильтрационными характеристиками. При этом дополнительный метаемый элемент установлен на герметизирующую оболочку без нарушения ее целостности. Герметизирующая оболочка обычно состоит из нескольких составных частей (например, общая для нескольких зарядов: корпус перфоратора, головка и наконечник, а индивидуальная оболочка заряда: корпус заряда и крышка заряда), поэтому под нарушением целостности герметизирующей оболочки следует понимать формирование сквозного отверстия в стенке герметизирующей оболочки напротив кумулятивного заряда. А для обеспечения надежной фиксации дополнительный метаемый элемент может быть углублен в герметизирующую оболочку без нарушения ее целостности.The specified technical result is achieved by the fact that in a shaped-charge perforator containing shaped charges enclosed in a sealing shell, which is individual for each charge or in a common for all charges, and a means of initiation, a feature is that opposite the shaped charge on the sealing shell (outside or behind the focal distance) an additional throwable element is installed. The position of the additional missile element on the sealing shell, its the shape, size and material determine its interaction or joint action with the cumulative jet and the products of the shaped charge detonation, which ensures the production of a perforated channel with specified dimensional and filtration characteristics. In this case, the additional projectile is installed on the sealing shell without violating its integrity. The containment shell usually consists of several component parts (for example, common for several charges: the perforator body, the head and the tip, and the individual charge shell: the charge body and the charge cover), therefore, the violation of the integrity of the sealing shell should be understood as the formation of a through hole in the wall of the sealing shell opposite the shaped charge. And to ensure reliable fixation, an additional throwable element can be deepened into the sealing shell without violating its integrity.

Дополнительный метаемый элемент установлен соосно или со смещением относительно кумулятивного заряда.An additional missile element is installed coaxially or offset with respect to the shaped charge.

Дополнительный метаемый элемент может иметь разнообразную геометрическую форму: или конуса, или диска, или линзы, или полусферы, или кольца, или сегмента фигуры, или сочетания различных фигур.An additional throwable element can have a variety of geometric shapes: either a cone, or a disk, or a lens, or a hemisphere, or a ring, or a segment of a figure, or a combination of various shapes.

Дополнительный метаемый элемент может являться сборочной единицей, т.е. являться сочетанием различных или одинаковых (по форме и размерам) деталей изготовленных из одного или разных материалов.An additional throwable element can be an assembly unit, i.e. be a combination of different or identical (in shape and size) parts made of the same or different materials.

Материал дополнительного метаемого элемента может являться многокомпонентным, т.е. изготовлен из смеси различных материалов (компонентов) или включать в себя слои из разных материалов (многослойный).The material of the additional missile element can be multicomponent, i.e. made from a mixture of different materials (components) or include layers of different materials (multi-layer).

Материал дополнительного метаемого элемента может включать в себя химически активное вещество, т.е. под различные горно-геологические условия применения подбирается наиболее эффективное вещество способное вступать в химическую реакцию с окружающей средой после метания (например, плавиковая кислота для устранения остекленения).The additional projectile material may include a reactive substance, i. E. for various mining and geological conditions of use, the most effective substance is selected that can enter into a chemical reaction with the environment after throwing (for example, hydrofluoric acid to remove glazing).

Дополнительный метаемый элемент установлен на герметизирующей оболочке таким образом, что обеспечивает зазор между герметизирующей оболочкой перфоратора и стенкой скважины. В этом случае несколько дополнительных метаемых элементов установленных по кругу (с угловым шагом по диаметру перфоратора) выполняют функцию центрирования перфоратора в скважине, т.е. обеспечивают отсутствие прилегания перфоратора к стенке скважины, и тем самым снижают вероятность отражения ударных волн от стенки скважины на кумулятивную струю, возникающее в направлении заряда в случае прилегания перфоратора к стенке скважины при срабатывании перфоратора.An additional projectile is installed on the sealing shell in such a way that it provides a gap between the sealing shell of the perforator and the borehole wall. In this case, several additional projectile elements installed in a circle (with an angular step along the diameter of the perforator) perform the function of centering the perforator in the well, i.e. ensure that the perforator does not adhere to the borehole wall, and thereby reduce the likelihood of shock waves reflecting from the borehole wall to the cumulative jet that occurs in the direction of the charge if the perforator adheres to the borehole wall when the perforator is triggered.

Дополнительный метаемый элемент может быть соединен с герметизирующей оболочкой неразъемным соединением. Дополнительный метаемый элемент можно устанавливать на герметизирующую оболочку перфоратора методом неразъемного соединения (прессования, вклеивания, сваривания и т.п.). Такой метод наиболее реализуем в заводских условиях.An additional projectile element can be connected to the sealing shell by a permanent connection. An additional throwable element can be installed on the sealing shell of the perforator by the method of permanent connection (pressing, gluing, welding, etc.). This method is most feasible in the factory.

Дополнительный метаемый элемент может быть соединен с герметизирующей оболочкой разъемным соединением с возможностью его замены под разные горно-геологические условия применения. Дополнительный метаемый элемент можно устанавливать на герметизирующую оболочку перфоратора методом разъемного соединения (резьбового, шлицевого, ласточкин хвост и т.п.) и тем самым обеспечивать быстросъемность дополнительного метаемого элемента. При необходимости, в зависимости от поставленных задач перед спуском перфоратора в интервал пласта, предлагаемое конструктивное решение обеспечивает возможность быстрой замены дополнительного метаемого элемента на более подходящий по форме и материалу. Повышается универсальность устройства.An additional missile element can be connected to the sealing shell by a detachable connection with the possibility of its replacement for different mining and geological conditions of use. An additional throwable element can be installed on the sealing shell of the perforator by a detachable connection (threaded, spline, dovetail, etc.) and thereby ensure the quick removal of the additional throwable element. If necessary, depending on the tasks set before lowering the perforator into the formation interval, the proposed design solution provides the ability to quickly replace an additional projectile element with a more suitable one in shape and material. The versatility of the device is increased.

Расположение дополнительного метаемого элемента на герметизирующей оболочке позволяет использовать материалы для его изготовления широкого диапазона прочностей, как с низкой прочностью, не способной защитить содержимое кумулятивного перфоратора от скважинного давления, так и с высокой прочностью.The location of the additional throwable element on a sealing shell allows the use of materials for its manufacture of a wide range of strengths, both with low strength, which is not able to protect the contents of a cumulative perforator from wellbore pressure, and with high strength.

В связи с тем, что в разных источниках информации одни и те же термины могут отличаться по смыслу, то в рамках настоящего изобретения под «фокусным расстоянием» следует понимать - расстояние от заряда до сплошной преграды в виде герметизирующей оболочки (корпуса перфоратора в корпусном исполнении перфоратора или индивидуальной герметичной оболочки заряда в бескорпусном исполнении перфоратора), при котором формируется кумулятивная струя.Due to the fact that in different sources of information the same terms may differ in meaning, in the framework of the present invention, "focal length" should be understood as the distance from the charge to a solid barrier in the form of a sealing shell (perforator housing in a perforator housing or an individual sealed shell of the charge in the caseless version of the perforator), in which a cumulative jet is formed.

Взаимодействие дополнительного метаемого элемента с кумулятивной струей и продуктами детонации происходит за фокусным расстоянием или после преодоления преграды в виде герметизирующей оболочки.The interaction of the additional projectile element with the cumulative jet and detonation products occurs behind the focal length or after overcoming an obstacle in the form of a sealing shell.

После преодоления головной частью струи преграды (герметизирующей оболочки) в зависимости от размеров, формы и состава дополнительного метаемого элемента, происходит взаимодействие кумулятивной струи с дополнительным метаемым элементом, но в ряде случаев дополнительный метаемый элемент не оказывает существенного воздействия на саму сформированную кумулятивную струю (то есть не изменяет ее параметры), однако при этом дополнительный метаемый элемент совершает совместную с кумулятивной струей работу для получения перфоканала в обсадной и в горной породе скважины требуемого качества, следовательно, такое воздействие нужно рассматривать как «взаимодействие», так и «совместное воздействие».After the head part of the jet overcomes the obstacle (sealing shell), depending on the size, shape and composition of the additional projectile element, the cumulative jet interacts with the additional projectile element, but in some cases, the additional projectile element does not significantly affect the formed cumulative jet itself (i.e. does not change its parameters), however, at the same time, the additional projected element performs joint work with the cumulative jet to obtain a perforated channel in the casing and in the rock of the well of the required quality, therefore, such an effect should be considered both “interaction” and “joint effect”.

В известных решениях [RU 2412338 C1, RU 2542024 C1, RU 2546206 C1] применяют дополнительные тела для оказания воздействия на кумулятивную струю в целях получения лучших характеристик перфоканала, однако в отличие от заявляемого решения дополнительные тела устанавливают до первой сплошной преграды, внутри кумулятивного заряда и герметизирующей оболочки, оказывают воздействие на кумулятивную струю в процессе ее формирования. В заявляемом решении улучшение характеристик перфоканала достигается без вмешательства в конструкцию кумулятивного заряда и в процесс формирования кумулятивной струи при обжатии облицовки.In the known solutions [RU 2412338 C1, RU 2542024 C1, RU 2546206 C1], additional bodies are used to influence the cumulative jet in order to obtain better characteristics of the perforated channel, however, unlike the proposed solution, additional bodies are installed before the first solid barrier, inside the shaped charge and of the sealing shell, affect the cumulative jet during its formation. In the claimed solution, the improvement of the characteristics of the perforated channel is achieved without interfering with the shaped charge design and with the formation of the shaped charge jet when the lining is compressed.

Предлагаемое техническое решение применимо во всех типах кумулятивных перфораторов, имеющих общую для всех зарядов или индивидуальную для каждого заряда герметизирующую оболочку. Возможна реализация указанного решения и в многоразовых перфораторах. При этом дополнительный метаемый элемент может устанавливаться на корпус перфоратора, после закрытия сквозного отверстия герметизирующими деталями (опорным диском и резиновой пробкой) перед применением. Но это решение не является предпочтительным, так как скважина будет засоряться прочными деталями для герметизации отверстий в корпусе, снижать эффективность работы производимой дополнительным метаемым элементом (в этом случае детали герметизации будут соударяться с дополнительным метаемым элементом, снижая его эффективность). The proposed technical solution is applicable in all types of shaped-charge perforators having a sealing shell common for all charges or individual for each charge. It is possible to implement the specified solution in reusable perforators. At the same time, an additional throwable element can be installed on the perforator body, after closing the through hole with sealing parts (backing disc and rubber stopper) before use. But this solution is not preferable, since the well will be clogged with strong parts for sealing the holes in the casing, reduce the efficiency of the work produced by the additional throwable element (in this case, the sealing parts will collide with the additional throwable element, reducing its efficiency).

Изобретение поясняется иллюстративными материалами, где: на фиг. 1 представлен кумулятивный заряд, на фиг. 2, 3 - несколько зарядов.The invention is illustrated by illustrative materials, where: FIG. 1 shows a shaped charge, FIG. 2, 3 - several charges.

Для наглядности на фиг. 1 представлен один из зарядов бескорпусного кумулятивного перфоратора, состоящий из взрывчатого вещества 1 (ВВ), расположенного в индивидуальной герметизирующей оболочке 2 (состоящей из двух составных частей) и кумулятивной выемки конической формы, облицованной материалом (чаще всего металлом), - облицовки заряда 3, средство инициации - детонирующий шнур 4 прикреплен к задней части герметизирующей оболочки 2, а напротив кумулятивной выемки конической формы облицованной материалом облицовки заряда 3 соосно с ней на герметизирующей оболочке 2 расположен дополнительный метаемый элемент 5 (ось кумулятивной выемки совпадает с центральной осью дополнительного метаемого элемента, что обусловлено формой и размерами получаемого перфоканала). На фиг. 1 показан дополнительный метаемый элемент 5, выполненный, в качестве примера, в форме усеченного конуса с вогнутым по радиусу герметизирующей оболочки 2 основанием. Дополнительный метаемый элемент 5 может иметь любую подходящую для решения задачи форму и состоять из одной или нескольких деталей, состоять из одного или нескольких материалов, что определяется формой и размерами получаемого перфоканала.For clarity, FIG. 1 shows one of the charges of a shellless shaped-charge perforator, consisting of an explosive 1 (explosive) located in an individual sealing shell 2 (consisting of two components) and a conical shaped shaped recess lined with a material (most often metal) - a lining of charge 3, initiation means - detonating cord 4 is attached to the rear part of the sealing shell 2, and opposite the cumulative conical recess of the charge lining material 3, coaxially with it, on the sealing shell 2 there is an additional projectile element 5 (the axis of the cumulative recess coincides with the central axis of the additional projectile element, which due to the shape and size of the resulting perforated channel). FIG. 1 shows an additional projectile element 5, made, as an example, in the form of a truncated cone with a base concave along the radius of the sealing shell 2. Additional projectile element 5 can have any shape suitable for solving the problem and consist of one or more parts, consist of one or more materials, which is determined by the shape and dimensions of the resulting punched channel.

На фиг. 2 представлены несколько зарядов бескорпусного кумулятивного перфоратора с дополнительными метаемыми элементами 5 различных геометрических форм в виде: вогнутой по радиусу герметизирующей оболочки 2 линзы 6 с разъемным соединением 7 (резьбовое соединение), кольца 8 треугольного сечения, вогнутого по радиусу герметизирующей оболочки 2 диска 9. FIG. 2 shows several charges of an open-frame shaped-charge perforator with additional projectile elements 5 of various geometric shapes in the form of: concave along the radius of the sealing shell 2 of the lens 6 with detachable connection 7 (threaded connection), ring 8 of triangular section, concave along the radius of the sealing shell 2 of disk 9.

На фиг. 3 представлен корпусной кумулятивный перфоратор с несколькими зарядами с дополнительными метаемыми элементами различных форм, состоящий из взрывчатого вещества 1 (ВВ), расположенного в корпусе 10 заряда и кумулятивной выемки конической формы облицованной материалом (чаще всего металлом) - облицовки заряда 3, средство инициации - детонирующий шнур 4 прикреплен к задней части корпуса 10 заряда, заряды зафиксированы каркасе 11 в виде трубы и расположены в единой герметизирующей оболочке 12 (в герметичном корпусе перфоратора). Напротив кумулятивной выемки каждого заряда на герметизирующей оболочке 12 корпусе перфоратора расположены дополнительные метаемые элементы 5 различных форм: в виде линзы, состоящей из двух компонентов: наружной оболочки 13 (из металла) и химически активного вещества 14 (кислоты в сухом виде) внутри оболочки 13; виде кольца 15 круглого сечения, частично углубленного в герметичный корпус перфоратора; в виде пластины 16 с со сложным профилем и установленной со смещением А от оси кумулятивного заряда, что обусловлено формой и размерами получаемого перфоканала.FIG. 3 shows a case-shaped shaped-charge perforator with several charges with additional projectile elements of various shapes, consisting of an explosive 1 (explosive) located in the charge body 10 and a conical shaped recess lined with a material (most often metal) - charge lining 3, initiation means - detonating cord 4 is attached to the rear of the charge body 10, the charges are fixed to the frame 11 in the form of a pipe and are located in a single sealing shell 12 (in the sealed perforator body). Opposite the cumulative recess of each charge, additional projectile elements 5 of various shapes are located on the sealing shell 12 of the perforator body: in the form of a lens, consisting of two components: an outer shell 13 (made of metal) and a reactive substance 14 (dry acid) inside the shell 13; the form of an O-ring 15, partially recessed into the sealed body of the perforator; in the form of a plate 16 with a complex profile and installed with a displacement A from the axis of the shaped charge, which is due to the shape and size of the resulting perforated channel.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Геологическая служба определяет скважину и интервал перфорации пласта, определяет подходящий кумулятивный перфоратор с кумулятивными зарядами, обеспечивающий получение перфоканалов с основными (базовыми) параметрами. В связи с планируемыми геолого-техническими мероприятиями и горно-геологическими условиями определяют параметры улучшения (изменения) основных (базовых) параметров перфоканалов. The Geological Survey determines the well and the perforation interval of the formation, determines a suitable cumulative perforator with shaped charges, which provides perforated channels with basic (basic) parameters. In connection with the planned geological and technical measures and mining and geological conditions, the parameters for improving (changing) the main (basic) parameters of the perforated channels are determined.

Исполнитель работ в соответствии с заданием геологической службы подбирает (у производителя кумулятивного перфоратора) подходящие для выполнения задачи дополнительные метаемые элементы к перфоратору. При выполнении работ, перед спуском в скважину к перфоратору к герметизирующей оболочке присоединяют (посредством разъемного соединения) дополнительный метаемый элемент. А при варианте использования перфоратора с неразъемным соединением дополнительного метаемого элемента с герметизирующей оболочкой получают от изготовителя уже в собранном виде. Затем производят доставку перфоратора в скрываемый интервал пласта, с последующей инициацией детонации зарядов. Кумулятивный заряд формирует кумулятивную струю до герметизирующей оболочки, пробивает отверстие в оболочке или разрывает оболочку и взаимодействует с дополнительным метаемым элементом с метанием его в направлении пласта и с образованием в призабойной зоне пласта перфоканалов требуемой формы, размеров и фильтрационных характеристик.The contractor, in accordance with the assignment of the geological service, selects (from the manufacturer of the cumulative perforator) additional throwable elements for the perforator suitable for the task. When performing work, before running into the well, the perforator is connected to the sealing shell (by means of a detachable connection) additional throwable element...And in the case of using a perforator with a permanent connection of an additional projectile element with a sealing shell, it is obtained from the manufacturer already assembled. Then the perforator is delivered to the hidden interval of the formation, with the subsequent initiation of detonation of charges. The shaped charge forms a cumulative jet up to the sealing shell, punches a hole in the shell or breaks the shell and interacts with an additional throwable element, throwing it towards the formation and forming perforated channels of the required shape, size and filtration characteristics in the bottomhole formation zone.

Пример. Планируется произвести вскрытие пласта, которое обеспечит на первом этапе его освоения эффективный приток флюида из призабойной зоны пласта через перфоканал в скважину, а на втором этапе после отбора флюида из ближней зоны пласта - произвести гидроразрыв пласта (ГРП) с закачкой расклинивающего агента (проппанта) через эти же перфоканалы в пласт для добычи флюида из дальней от забоя скважины зоны пласта. Для этих целей подбирают кумулятивный перфоратор с кумулятивными зарядами, обеспечивающий получение перфоканалов с базовыми параметрами наиболее подходящими для решения поставленных задач. И определяют параметры улучшенного перфоканала. Так для наиболее эффективного обеспечения первого этапа нужно разуплотнить поверхность перфоканала для обеспечения наилучшей фильтрации флюида. А для второго требуется более эффективная подача расклинивающего агента в пласт при ГРП, площадь входного отверстия в обсадной колоне скважины нужно увеличить от площади отверстия базового перфоканала на 30% и на треть глубины перфоканала в породе. Таким образом, если базовый перфоканал в продольном сечении имеет форму конуса, то улучшенный - форму ступенчатого конуса. Для этих целей подбирают многокомпонентный дополнительный метаемый элемент в форме линзы (хотя могут быть эффективны и другие формы в зависимости от условий применения), оболочка линзы формирует вторую улучшенную ступень конуса перфоканала и состоит из одного материала (полученного, например, спеканием смеси металлических порошков алюминия и меди с неметаллическим порошком), а внутри оболочки для разуплотнения уплотненной поверхности перфоканала второй материал - химически активное вещество (кислота в сухом виде). Дополнительные метаемые элементы устанавливают на герметичный корпус перфоратора перед спуском, производят спуск, инициацию отстрела перфоратора. Кумулятивная струя формируется внутри перфоратора, преодолевает первую сплошную преграду (в виде герметизирующей оболочки), взаимодействует с дополнительным метаемым элементом, с метанием его в направлении пласта и с образованием в призабойной зоне пласта перфоканала. При этом оболочка подобранной геометрической формы (изображенная, например, фиг. 3 поз.13) дополнительного метаемого элемента создает в обсадной колоне и в горной породе на треть глубины базового перфоканала вторую ступень конуса увеличенного размера, а химически активное вещество (фиг. 3 поз. 14) заносится в перфоканал и начинает воздействовать на уплотненную поверхность перфоканала, нарушая ее.Example. It is planned to open the formation, which at the first stage of its development will provide an effective inflow of fluid from the bottomhole formation zone through the perforated channel into the well, and at the second stage, after withdrawing fluid from the near zone of the formation, to perform hydraulic fracturing (hydraulic fracturing) with proppant (proppant) injection through the same perforated channels into the formation for the production of fluid from the formation zone far from the bottom of the well. For these purposes, a cumulative perforator with shaped charges is selected, which ensures the production of perforated channels with basic parameters that are most suitable for solving the assigned tasks. And they determine the parameters of the improved perforated channel. So for the most effective provision of the first stage, it is necessary to de-compact the surface of the perforated channel to ensure the best filtration of the fluid. And for the second, a more efficient supply of a proppant into the formation during hydraulic fracturing is required, the area of the inlet in the well casing should be increased from the area of the hole of the base perforated channel by 30% and by a third of the depth of the perforated channel in the rock. Thus, if the basic perforated channel in the longitudinal section has the shape of a cone, then the improved one has the shape of a stepped cone. For these purposes, select a multicomponent additional throwable element lens-shaped (although other forms may be effective depending on conditions of use),the lens shell forms the second improved stage of the perforated channel cone and consists of one material (obtained, for example, by sintering a mixture of aluminum and copper metal powders with a non-metallic powder), and inside the shell to soften the compacted surface of the perforated channel, the second material is a chemically active substance (acid in dry form) ... Additional projectile elements are installed on the sealed body of the perforator before launching, launching, initiating the shooting of the perforator. A cumulative jet is formed inside the perforator, overcomes the first solid barrier (in the form of a sealing shell), interacts with an additional throwable element, throwing it in the direction of the formation and with the formation of a perforated channel in the bottomhole zone of the formation...In this case, the shell of the selected geometric shape (shown, for example, Fig. 3, pos. 13) of an additional projectile element creates in the casing and in the rock at a third of the depth of the base perforated channel a second stage of the cone of an increased size, and the reactive substance (Fig. 3, pos. 14) is entered into the perforated channel and begins to act on the sealed surface of the perforated channel, breaking it.

Изобретение позволяет повысить пробивную способность перфоратора без изменения количества ВВ в кумулятивном заряде, без изменения конструкции заряда и его облицовки, позволяет не увеличивать давление в перфораторе (в герметизирующем общем корпусе перфоратора или в индивидуальной герметизирующей оболочке) при получении перфоканалов большого диаметра, так как дополнительный метаемый элемент, установленный на герметизирующей оболочке, позволяет изменять форму и размеры перфоканала и его фильтрационный характеристики. Благодаря такому конструктивному решению можно получать перфоканалы в обсадной и горной породе скважины большего размера, чем кумулятивная струя, образуемая зарядом, и большего диаметра, чем отверстие от кумулятивной струи в герметизирующей оболочке. При использовании заявляемого кумулятивного перфоратора повышается безопасность проведения прострелочно-взрывных работ.The invention makes it possible to increase the penetrating ability of the perforator without changing the amount of explosives in the shaped charge, without changing the design of the charge and its lining, allows not to increase the pressure in the perforator (in the sealing common body of the perforator or in the individual sealing shell) when receiving perforated channels of large diameter, since the element installed on the sealing shell allows you to change the shape and dimensions of the perforated channel and its filtration characteristics. Thanks to this design solution, it is possible to obtain perforated channels in the casing and rock of the well of a larger size than the cumulative jet formed by the charge and a larger diameter than the hole from the cumulative jet in the containment shell. When using the inventive cumulative perforator, the safety of perforating-blasting operations is increased.

Claims

1. Shaped perforator containing shaped charges, enclosed in individual for each charge or in a common for all charges a sealing shell, and means of initiation, characterized in that it contains an additional projectile element, which is installed opposite the shaped charge on the sealing shell.

2. A shaped-charge perforator according to claim 1, characterized in that the additional projectile is installed in such a way that the integrity of the sealing shell is preserved.

3. Shaped perforator according to claim 1, characterized in that the additional projectile element is installed coaxially or offset with respect to the shaped charge.

4. A shaped-charge perforator according to claim 1, characterized in that the additional projectile has a different geometric shape: either a cone, or a disk, or a lens, or a hemisphere, or a ring, or a segment of a figure, or a combination of various shapes.

5. A shaped-charge perforator according to claim 1, characterized in that the additional projectile element is an assembly unit.

6. A shaped-charge perforator according to claim 1, characterized in that the material of the additional projectile element is multicomponent.

7. A cumulative perforator according to claim 1, characterized in that the material of the additional projectile includes a reactive substance.

8. A shaped-charge perforator according to claim 1, characterized in that the additional projectile element is installed in such a way that a gap is provided between the perforating gun sealing shell and the borehole wall.

9. A shaped-charge perforator according to claim 1, characterized in that the additional projectile element is connected to the sealing shell by a permanent connection.

10. A shaped-charge perforator according to claim 1, characterized in that the additional projectile element is connected to the sealing shell by a detachable connection with the possibility of its replacement for different mining and geological conditions of use.