DE112018008217T5

DE112018008217T5 - Impulsfalle

Info

Publication number: DE112018008217T5
Application number: DE112018008217.2T
Authority: DE
Inventors: Brenden Michael GROVE; Jason Metzger
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Current assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2021-09-23
Also published as: WO2020131110A1; US11519246B2; US20200199981A1

Abstract

Die vorliegende Offenbarung stellt eine Ausführungsform einer Perforierpistolenanordnung zur Verwendung in einem Bohrloch bereit. Die Perforationspistolenanordnung umfasst in einem Beispiel einen Trägerpistolenkörper. Die Perforationspistolenanordnung in diesem Beispiel umfasst ferner eine Vielzahl von geformten Ladungen, die in dem Trägerpistolenkörper gelagert sind, wobei jede geformte Ladung ein Außengehäuse, wobei das Außengehäuse eine Außenfläche und eine Innenfläche enthält, die einen Hohlraum bildet, eine Auskleidung, die sich innerhalb des Hohlraums befindet, und explosives Material umfassen kann, das sich in einem Spalt zwischen der Innenfläche des Gehäuses und der Auskleidung befindet. Die Perforationspistolenanordnung in diesem Beispiel kann ferner eine oder mehrere Impulsfallen enthalten, die zwischen einer oder mehreren benachbarten geformten Ladungen positioniert sind.

Description

HINTERGRUND
Nach dem Bohren der verschiedenen Abschnitte eines unterirdischen Bohrlochs, das eine Formation durchquert, werden typischerweise einzelne Längen von Metallrohren mit relativ großem Durchmesser zusammengehalten, um einen Mantelstrang zu bilden, der innerhalb des Bohrlochs positioniert ist. Dieser Mantelstrang erhöht die Integrität des Bohrlochs und bietet einen Weg zur Erzeugung von Fluiden von den Herstellungsintervallen zur Oberfläche. Herkömmlicherweise wird der Mantelstrang innerhalb des Bohrlochs zementiert. Um Fluide in den Mantelstrang zu erzeugen, müssen hydraulische Öffnungen oder Perforationen durch den Mantelstrang, den Zement und einen kurzen Abstand in die Formation hergestellt werden.
Typischerweise werden diese Perforationen durch Detonieren einer Reihe geformter Ladungen erzeugt, die innerhalb des Mantelstrangs angeordnet sind und neben der Formation positioniert sind. Insbesondere sind eine oder mehrere Perforationspistolen mit geformten Ladungen beladen, die über eine Detonationsschnur mit einem Zünder verbunden sind. Die Perforationspistolen werden dann innerhalb eines Werkzeugstrangs verbunden, der am Ende eines Rohrstrangs, einer Drahtleitung, einer glatten Leitung, eines Spulenrohrs oder einer anderen Beförderung in das ummantelte Bohrloch abgesenkt wird. Sobald die Perforationspistolen richtig im Bohrloch positioniert sind, so dass die geformten Ladungen an die zu perforierende Formation angrenzen, können die geformten Ladungen detoniert werden, wodurch die gewünschten Öffnungen erzeugt werden.
Die Leistung des Bohrlochs hängt von der Fähigkeit ab, Kohlenwasserstoffe leicht aus der umgebenden Formation zu extrahieren. Daher sind im Stand der Technik Verbesserungen erforderlich, um Kohlenwasserstoffe leichter aus der umgebenden Formation zu extrahieren.
Figurenliste
Es wird nun auf die folgenden Beschreibungen verwiesen, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen genommen wurden, wobei:

1 eine schematische Darstellung eines Bohrlochsystems mit mehreren perforierenden Pistolenanordnungen der vorliegenden Offenbarung ist, die in einer unterirdischen Formation arbeiten;
2 eine teilweise weggeschnittene Ansicht einer Perforationspistolenanordnung der vorliegenden Offenbarung ist;
3 eine alternative Ausführungsform eines Paares geformter Ladungen gemäß der Offenbarung ist;
4A - 4B veranschaulichen, wie die Verwendung einer Impulsfalle gemäß der Offenbarung den Betrieb eines Paares geformter Ladungen beeinflusst;
5 eine Ausführungsform einer Impulsfalle gemäß der Offenbarung darstellt; und
6 eine andere Ausführungsform einer Impulsfalle gemäß der Offenbarung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In den folgenden Zeichnungen und Beschreibungen sind ähnliche Teile typischerweise in der gesamten Beschreibung und in den Zeichnungen mit denselben Referenznummern gekennzeichnet. Bestimmte Merkmale der Offenbarung können im Maßstab oder in etwas schematischer Form übertrieben dargestellt sein, und einige Details bestimmter Elemente können im Interesse der Klarheit und Prägnanz nicht gezeigt sein. Die vorliegende Offenbarung kann in Ausführungsformen verschiedener Formen implementiert werden.
Spezifische Ausführungsformen sind detailliert beschrieben und in den Zeichnungen gezeigt, mit dem Verständnis, dass die vorliegende Offenbarung als Beispiel für die Prinzipien der Offenbarung anzusehen ist und die Offenbarung nicht auf die hier dargestellte und beschriebene beschränken soll. Es ist vollständig zu erkennen, dass die verschiedenen Lehren der hier diskutierten Ausführungsformen separat oder in irgendeiner geeigneten Kombination angewendet werden können, um gewünschte Ergebnisse zu erzielen.
Sofern nicht anders angegeben, soll die Verwendung der Begriffe „Verbinden“, „Einrasten“, „Koppeln“, „Anhängen“ oder eines ähnlichen Begriffs, der eine Interaktion zwischen Elementen beschreibt, die Interaktion nicht auf die direkte Interaktion zwischen den Elementen beschränken und kann auch indirekte Interaktion zwischen den beschriebenen Elementen umfassen.
Sofern nicht anders angegeben, ist die Verwendung der Begriffe „oben“, „oberer“, „aufwärts“, „übertägigen“, „stromaufwärts“ oder ähnlicher Begriffe so auszulegen, dass sie allgemein zur Bodenoberfläche gerichtet sind. Ebenso ist die Verwendung der Begriffe „unten“, „niedriger“, „abwärts“, „untertägig“ oder anderer ähnlicher Begriffe unabhängig von der Ausrichtung des Bohrlochs so auszulegen, dass sie im Allgemeinen zum unteren, terminalen Ende eines Bohrlochs hin gerichtet sind. Die Verwendung eines oder mehrerer der vorstehenden Begriffe darf nicht als Bezeichnung von Positionen entlang einer perfekt vertikalen Achse ausgelegt werden. Sofern nicht anders angegeben, umfasst die Verwendung des Begriffs „unterirdische Formation“ sowohl Bereiche unter der exponierten Erde als auch Bereiche unter der Erde, die mit Wasser wie Meer oder Süßwasser bedeckt sind.
Unter anfänglicher Bezugnahme auf 1 ist schematisch ein Bohrlochsystem 100 dargestellt, das mehrere Perforationspistolenanordnungen der vorliegenden Offenbarung enthält, die in einer unterirdischen Formation (z.B. von einer Offshore-Öl- und Gasplattform) arbeiten. Eine Halbtauchplattform 112 ist über einer untergetauchten Öl- und Gasformation 114 zentriert, die sich unter dem Meeresboden 116 befindet. Eine Unterwasserleitung 118 erstreckt sich von Deck 120 der Plattform 112 bis zur Bohrlochkopfinstallation 122, einschließlich Unterwasser-Ausblassicherungen 124. Die Plattform 112 weist eine Hebevorrichtung 126 und einen Derrick 128 zum Anheben und Absenken von Rohrsträngen wie dem Arbeitsstrang 130 auf. Wie hierin verwendet wird, umfasst der Arbeitsstrang jede Beförderung zur Verwendung im Bohrloch, einschließlich Bohrsträngen, Fertigstellungssträngen, Bewertungssträngen, anderen rohrförmigen Elementen, drahtgebundenen Systemen und dergleichen.
Ein Bohrloch 132 erstreckt sich durch die verschiedenen Erdschichten einschließlich der Formation 114. In der Ausführungsform von 1 wird ein Mantel 134 innerhalb des Bohrlochs 132 durch Zement 136 zementiert. Der Arbeitsstrang 130 umfasst verschiedene Werkzeuge, wie beispielsweise mehrere Perforierpistolenanordnungen der vorliegenden Offenbarung. Wenn die Formation 114 perforiert werden soll, wird der Arbeitsstrang 130 durch den Mantel 134 abgesenkt, bis die Perforierpistolen relativ zur Formation 114 richtig positioniert sind. Danach können die geformten Ladungen innerhalb des Strangs von Perforationspistolen nacheinander entweder in einer von der übertägigen zur untertägigen oder von der untertägigen zur übertägigen Richtung abgefeuert werden. Bei der Detonation bilden die Auskleidungen der geformten Ladungen Strahlen, die eine beabstandete Reihe von Perforationen erzeugen, die sich nach außen durch den Mantel 134, den Zement 136 und in die Formation 114 erstrecken, wodurch eine Fluidverbindung zwischen der Formation 114 und dem Bohrloch 132 ermöglicht wird. Gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung kann eine Impulsfalle zwischen einer oder mehreren benachbarten Ladungen der Perforationspistolenanordnung angeordnet sein. Einzelheiten der Impulsfalle werden nachstehend ausführlicher erörtert.
In der dargestellten Ausführungsform weist das Bohrloch 132 einen anfänglichen, im Allgemeinen vertikalen Abschnitt 138 und einen unteren, im Allgemeinen abweichenden Abschnitt 140 auf, der als horizontal dargestellt ist. Fachleute sollten jedoch beachten, dass die Perforierpistolenanordnungen der vorliegenden Offenbarung gleichermaßen zur Verwendung in anderen Bohrlochkonfigurationen geeignet sind, einschließlich, aber nicht beschränkt auf geneigte Bohrlöcher, Bohrlöcher mit Einschränkungen, nicht abweichende Bohrlöcher und dergleichen.
In der Ausführungsform von 1 umfasst der Arbeitsstrang 130 einen abrufbaren Packer 142, der versiegelend mit dem Mantel 134 in einem vertikalen Abschnitt 138 des Bohrlochs 132 in Eingriff stehen kann. Der Zeitbereichsfeuerer 148 ist am oberen Ende eines Tandempistolensatzes 150 angeordnet, der die ersten und zweiten Pistolen 152 und 154 enthält. In der dargestellten Ausführungsform werden eine Vielzahl solcher Pistolensätze 150 verwendet, die jeweils eine erste Pistole 152 und eine zweite Pistole 154 enthalten. Zwischen jedem Pistolensatz 150 in der Ausführungsform von 1 ist ein leerer Rohrabschnitt 156 positioniert. Leere Rohrabschnitte 156 können verwendet werden, um die Druckbedingungen im Bohrloch 132 unmittelbar nach der Detonation der geformten Ladungen zu steuern und zu optimieren. Während Tandempistolenssets 150 mit dazwischen liegenden leeren Rohrabschnitten 156 beschrieben wurden, sollte der Fachmann verstehen, dass jede Anordnung von Perforationspistolen in Verbindung mit der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann, die sowohl mehr als auch weniger leere Rohrabschnitte sowie keine leere Rohrabschnitte umfasst, ohne von den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Unter Bezugnahme auf 2 ist darin eine Perforierpistolenanordnung der vorliegenden Offenbarung dargestellt, die allgemein als 200 bezeichnet wird. In einer Ausführungsform bildet die Perforationspistolenanordnung 200 mindestens einen Teil der in 1 dargestellten Pistolensätze 150. Die Perforationspistolenanordnung 200 umfasst einen Trägerpistolenkörper 202 in einer Ausführungsform, der aus einer zylindrischen Hülse mit einer Vielzahl von radial reduzierten Bereichen besteht, die als Wellungen oder Aussparungen 204 dargestellt sind. Radial ausgerichtet zu jeder der Aussparungen 204 ist jeweils eine von einer Vielzahl von geformten Ladungen, von denen nur elf, geformte Ladungen 206-226, in 2 sichtbar sind.
Jede der geformten Ladungen, wie beispielsweise die geformte Ladung 216, umfasst ein äußeres Gehäuse wie das Außengehäuse 228, ein inneres Gehäuse wie das Innengehäuse 229 und eine Auskleidung 230. Ferner ist zwischen jedem Außengehäuse 228, Innengehäuse 229 und jeder Auskleidung 230 eine Menge an explosivem Material angeordnet.
Die geformten Ladungen 206-226 werden in der gezeigten Ausführungsform durch einen Ladungshalter 232, der eine äußere Ladungshalterhülse 234 und eine innere Ladungshalterhülse 236 umfasst, im Trägerpistolenkörper 202 gehalten. In dieser Konfiguration trägt das äußere Rohr 234 die Entladungsenden der geformten Ladungen, während das innere Rohr 236 die Initiierungsenden (Zündenden) der geformten Ladungen trägt. In dem Innenrohr 236 ist eine Detonationsschnur 240 angeordnet, die zum Detonieren der geformten Ladungen verwendet wird. In der dargestellten Ausführungsform erstrecken sich die Initiierungsenden (Zündenden) der geformten Ladungen über die zentrale Längsachse der Perforationspistolenanordnung 200, wodurch die Detonationsschnur 240 durch eine Öffnung, die an der Spitze der Gehäuse der geformten Ladungen definiert ist, mit dem hochexplosiven Stoff innerhalb der geformten Ladungen verbunden werden kann.
In der Ausführungsform von 2 ist jede der geformten Ladungen 206-226 in Längsrichtung und radial mit einer der Aussparungen 204 in dem Trägerpistolenkörper 202 ausgerichtet, wenn die Perforationspistolenanordnung 200 vollständig montiert ist. In der dargestellten Ausführungsform sind die geformten Ladungen in einem Spiralmuster angeordnet, so dass jede der geformten Ladungen auf ihrem eigenen Niveau oder ihrer eigenen Höhe angeordnet ist und einzeln detoniert werden soll, so dass jeweils nur eine geformte Ladung abgefeuert wird. Es sollte dem Fachmann jedoch klar sein, dass alternative Anordnungen von geformten Ladungen verwendet werden können, einschließlich Cluster-Typ-Designs, bei denen mehr als eine geformte Ladung auf dem gleichen Niveau liegt und zur gleichen Zeit detoniert wird, ohne von den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Gemäß der Offenbarung können eine oder mehrere Impulsfallen 240 zwischen einer oder mehreren der benachbarten geformten Ladungen 206-226 positioniert sein. In der dargestellten Ausführungsform kann der Ladungshalter 232 mehrere Öffnungen 250 (z.B. mit gepunkteten Linien dargestellt, um die Öffnungen 250 darzustellen, die von dem Trägerpistolenkörper 202 eingeschlossen sind) in seiner Außenseite aufweisen, um eine oder mehrere Impulsfallen 240 darin aufzunehmen. In der dargestellten Ausführungsform wurden die Öffnungen 250 innerhalb des Ladungshalters 232 an einer genauen Stelle lasergeschnitten oder gestanzt, um die Impulsfallen 240 zwischen den einer oder mehreren benachbarten geformten Ladungen 206-226 zu platzieren. Andere Verfahren zum Erzeugen der Öffnungen 250 liegen im Umfang der Offenbarung. Tatsächlich existieren bestimmte Ausführungsformen, bei denen keine Öffnungen 250 verwendet werden, oder alternativ, bei denen die Öffnungen 250 unter anderem innerhalb des Trägerkörpers 202 angeordnet sind.
Wie hierin diskutiert wird, können in einigen Ausführungsformen die Impulsfallen 240 zwischen zwei benachbarten geformten Ladungen positioniert sein, wie z.B. geformte Ladungen 208 und 212, wobei die geformte Ladung 208 vollständig von der geformten Ladung 212 isoliert ist. Vollständig isoliert, wie hierin verwendet, bedeutet, dass es keinen Teil der geformten Ladung 208 gibt, der der geformten Ladung 212 ausgesetzt ist. In einigen Ausführungsformen kann eine vollständige Isolation erreicht werden, indem die Impulsfalle 240 derart positioniert wird, dass sich die Impulsfalle 240 mindestens bis zu einem oberen Ende (oder radial nach außen gerichteten Ende) der geformten Ladungen 208 und 212 erstreckt und sich mindestens bis zu einem unteren (oder radial nach innen gerichteten) Ende der geformten Ladungen 208 und 212 erstreckt, so dass kein Teil von einem dem anderen ausgesetzt ist. In anderen Ausführungsformen kann sich die Impulsfalle 240 über das obere und untere Ende der geformten Ladungen 208 und 212 hinaus erstrecken. In anderen Ausführungsformen können jedoch benachbarte geformte Ladungen nur teilweise isoliert sein.
Unter Bezugnahme auf 3 ist darin eine Ausführungsform eines geformten Ladesystems 300 dargestellt, das innerhalb einer Perforierpistolenanordnung wie einer Perforierpistolenanordnung 200 verwendet werden kann. Das geformte Ladungssystem 300 kann mehrere geformte Ladungen 310a und 310b enthalten, die innerhalb des Trägerpistolenkörpers 202 getragen werden können. In einer Ausführungsform können die geformten Ladungen 310a und 310b nebeneinander und benachbart zu zusätzlichen geformten Ladungen positioniert sein. In der gezeigten Ausführungsform sind die geformten Ladungen 310a und 310b so positioniert, dass sie in einem Winkel voneinander versetzt sind. In einigen Ausführungsformen kann der Versatzwinkel etwa 60 Grad betragen, aber Fachleute verstehen, dass die geformten Ladungen 310a, 310b in verschiedenen Anordnungen positioniert und in verschiedenen Winkeln versetzt sein können. Jede geformte Ladung 310a, 310b kann ein Außengehäuse 320, das Außengehäuse eine Außenfläche 330 und eine Innenfläche 340, die einen Hohlraum bildet, umfassen. Eine Auskleidung 350 kann sich in dem Hohlraum befinden, und das explosive Material 360 kann sich in einem Spalt zwischen der Innenfläche 340 des Außengehäuses 320 und der Auskleidung 350 befinden. Eine Impulsfalle 370 kann zwischen einer oder mehreren benachbarten geformten Ladungen positioniert sein, wie beispielsweise den geformten Ladungen 310a und 310b. Die Impulsfalle 370 kann die Interferenz von einer geformten Ladung zur nächsten benachbarten Ladung reduzieren, so dass jede geformte Ladung ein hohes Maß an Ladungsleistung aufrechterhält.
In einigen Ausführungsformen kann die Impulsfalle 370 zwischen zwei benachbarten geformten Ladungen positioniert sein, wie z.B. geformte Ladungen 310a und 310b, so dass die Gesamtheit der geformten Ladung 310a vollständig von der Gesamtheit der geformten Ladung 310b isoliert ist. Vollständig isoliert, wie hierin verwendet, bedeutet, dass kein Teil der geformten Ladung 310a die geformte Ladung 310b berührt oder dieser ausgesetzt ist. In einigen Ausführungsformen kann eine vollständige Isolierung der geformten Ladung 310a von 310b durch Positionieren der Impulsfalle 370 erreicht werden, so dass sich die Impulsfalle 370 mindestens zu allen Außenkanten des Gehäuses außen 320 der beiden geformten Ladungen 310a und 310b erstreckt, und in anderen Ausführungsformen kann sich die Impulsfalle 370 über alle Außenkanten der Außengehäuse 320 der beiden geformten Ladungen 310a und 310b hinaus erstrecken.
In anderen Ausführungsformen kann die Impulsfalle 370 zwischen den geformten Ladungen 310a und 310b positioniert sein, so dass die geformte Ladung 310a nur teilweise von der geformten Ladung 310b isoliert ist. Teilweise isoliert, wie hierin verwendet, bedeutet, dass mindestens ein Teil einer geformten Ladung (z.B. geformte Ladung 310a) mindestens einem Teil einer benachbarten geformten Ladung (z.B. geformte Ladung 310b) ausgesetzt ist. Beispielsweise kann die Impulsfalle 370 so positioniert sein, dass sie sich vom Trägerpistolenkörper radial nach innen bis zu einer nur teilweise Tiefe erstreckt, die geringer ist als die Höhe jeder geformten Ladung, so dass nur radial nach außen gerichtete Teile der geformten Ladungen 310a und 310b durch die Impulsfalle 370 voneinander isoliert sind. Alternativ könnten die freiliegenden Teile der benachbarten geformten Ladungen (z.B. die geformten Ladungen 310a, 310b) die radial äußeren Teile davon sein.
Die Impulsfalle 370 kann unter Verwendung verschiedener Materialien hergestellt werden, die den Bedingungen standhalten können, denen Werkzeuge ausgesetzt sind, die in einem Bohrloch verwendet werden, wie beispielsweise eine Perforationspistole. Die Auskleidung 350 muss in einigen Ausführungsformen möglicherweise mindestens einen Trägerpistolenkörper, das Bohrloch, eine das Bohrloch umgebende Fluidhülle, Zement um die Fluidhülle und die unterirdische Formation durchdringen. Als solches kann die Impulsfalle 370 ein Material mit hoher Dichte umfassen, das ausreicht, um der Explosion und Kraft des explosiven Materials 360 standzuhalten, während eine geformte Ladung 310a von der benachbarten geformten Ladung 310b isoliert wird. Der Ausdruck „Material mit hoher Dichte“, wie er hier verwendet wird, bedeutet ein Material mit einer Dichte von mindestens etwa 1,7 g/cm³. Beispiele für ein Material hoher Dichte, das verwendet werden kann, umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Platin, Gold, Wolfram, Uran, Tantal, Palladium, Blei, Silber, Molybdän, Wismut, Kupfer, Nickel, Eisen, Zinn, Zink, Zirkonium, Titan, Aluminium, Silizium, Kohlenstoff, Magnesium. In einer anderen Ausführungsform kann die Impulsfalle 370 ein „Material mit sehr hoher Dichte“ mit einer Dichte von mindestens etwa 8,9 g/cm³ oder in einer anderen Ausführungsform ein „Material mit extrem hoher Dichte“ mit einer Dichte von mindestens etwa 11,5 g/cm³ umfassen. Das Material mit hoher Dichte, Material mit sehr hoher Dichte oder Material mit extrem hoher Dichte kann in bestimmten Ausführungsformen fester Schaum oder aufgeblähter Schaum sein (z.B. Schäume oder gepresste Pulver mit einem gewissen Prozentsatz einer möglichen maximalen Dichte von 100%). Andere Ausführungsformen können Kombinationen, Schichten und/oder Legierungen der vorstehenden Materialien mit hoher Dichte, sehr hoher Dichte und extrem hoher Dichte umfassen.
Unter Bezugnahme auf die 4A und 4B sind Ergebnisse von zwei verschiedenen 2-Ladungs-Perforationssystemen 400a und 400b gezeigt, die jeweils zwei benachbarte geformte Ladungen aufweisen und Strahlströme veranschaulichen, die aus jeder Ladung explodieren. In dem Perforationssystem 400a von 4A haben zwei benachbarte geformte Ladungen 410a und 410b keine Impulsfalle zwischen sich. Die geformte Ladung 410a wird zuerst initiiert (gezündet) und die geformte Ladung 410b wird nach einer kurzen Zeitverzögerung initiiert (gezündet). Wie in 4A gezeigt, wird ohne einen Isolationsmechanismus zwischen den geformten Ladungen 410a und 410b die Leistung der geformten Ladung 410b beeinträchtigt. Beispielsweise ist gezeigt, dass ein Strahlstrom 415b, der aus der geformten Ladung 410b austritt, von der Mittelachse der geformten Ladung 410b abweicht. Wenn der Strahlstrom von jeder geformten Ladung beeinflusst wird, wie in 4A gezeigt, wird die Ladungsleistung des Perforationssystems negativ beeinflusst, was zu einer verringerten Ladungsleistung oder einer suboptimalen Bohrlochleistung führen kann.
4B zeigt das Ladungsperforationssystem 400b, wobei die geformten Ladungen 430a und 430b eine Impulsfalle 470 aufweisen, die dort dazwischen positioniert ist. Die geformte Ladung 430a wird zuerst initiiert (gezündet) und die geformte Ladung 430b wird nach einer kurzen Zeitverzögerung initiiert (gezündet). Das Vorhandensein der Impulsfalle 470 stellt eine Isolierung der geformten Ladung 430b von der geformten Ladung 430a bereit, und als Ergebnis ist der Strahlstrom 435b von der geformten Ladung 430b im Wesentlichen senkrecht zu einer oberen Oberfläche 440 der geformten Ladung 430b, was ein hohes Maß an Ladungsleistung durch die geformte Ladung 430b anzeigt. Dementsprechend wird die Ladungsleistung der geformten Ladung 430b, wenn überhaupt, nur minimal durch die geformte Ladung 430a beeinflusst, so dass die geformte Ladung 430b eine überlegene Ladeleistung im Vergleich zu der in 4A dargestellten reduzierten Ladungsleistung liefern kann.
Unter Bezugnahme auf 5 ist eine Ausführungsform einer Impulsfalle 570 gezeigt, die zwischen zwei geformten Ladungen verwendet werden kann, wie beispielsweise den geformten Ladungen 310a und 310b. Die Impulsfalle 570 kann sattelförmig sein und in einigen Ausführungsformen zwischen zwei geformten Ladungen positioniert sein, so dass die geformten Ladungen vollständig voneinander isoliert sind.
Unter Bezugnahme auf 6 ist eine andere Ausführungsform einer Impulsfalle 670 gezeigt, die eine Dreiecks- oder Keilform aufweisen kann. In einigen Ausführungsformen kann die Impulsfalle 670 zwischen zwei benachbarten geformten Ladungen positioniert sein, um eine geformte Ladung z.B. nur teilweise von der benachbarten geformten Ladung zu isolieren. Verschiedene Ausführungsformen von Impulsfallen können eine Vielzahl von Geometrien und Größen aufweisen, die nicht hier gezeigt und beschrieben sind. Beispielsweise kann eine Impulsfalle die folgenden Formen umfassen, ist aber nicht darauf beschränkt: eine Scheibe, ein Wafer, eine Platte, ein Sattel, ein Keil und andere mögliche Geometrien. In einigen Ausführungsformen kann der Impulswafer eine symmetrische Form haben, aber andere Ausführungsformen können Impulsformen enthalten, die nicht symmetrisch sind.
Während die in den Ausführungsformen hierin gezeigten Impulsfallen im Wesentlichen zentriert (äquidistant) zwischen den Ladungen benachbarter Formen gezeigt wurden, kann die Impulsfalle an einer beliebigen Position zwischen den beiden benachbarten geformten Ladungen angeordnet sein und einen variierenden Abstand zwischen den geformten Ladungen aufweisen. In einer Ausführungsform kann die Impulsfalle näher an einer untertägigförmigen Ladung positioniert sein, so dass es einen größeren Abstand zwischen der Impulsfalle und einer benachbarten übertägigförmigen Ladung und einen kleineren Abstand zwischen der Impulsfalle und der benachbarten bohrlochförmigen Ladung gibt. In anderen Ausführungsformen kann die Impulsfalle näher an der lochförmigen Ladung positioniert sein, so dass ein größerer Abstand zwischen der Impulsfalle und einer benachbarten untertägigförmigen Ladung und ein kleinerer Abstand zwischen der Impulsfalle und der benachbarten übertägigförmigen Ladung besteht. In einigen Ausführungsformen kann zwischen der Impulsfalle und den benachbarten geformten Ladungen ein freier Raum vorhanden sein, und der freie Raum kann gemäß der Konfiguration der geformten Ladungen und der Anwendung, für die die geformten Ladungen konfiguriert sind, variieren. Und in einigen Ausführungsformen kann es einen geringen oder keinen freien Raum zwischen der Impulsfalle und den benachbarten geformten Ladungen geben. In dieser Ausführungsform könnte die Impulsfalle eine oder beide der benachbarten geformten Ladungen berühren oder sehr nahe daran sein, sie zu berühren.
Während diese Offenbarung unter Bezugnahme auf veranschaulichende Ausführungsformen beschrieben wurde, soll diese Beschreibung nicht in einem einschränkenden Sinne ausgelegt werden. Verschiedene Modifikationen und Kombinationen der veranschaulichenden Ausführungsformen sowie anderer Ausführungsformen der Offenbarung werden dem Fachmann unter Bezugnahme auf die Beschreibung ersichtlich sein. Es ist daher beabsichtigt, dass die beigefügten Ansprüche solche Modifikationen oder Ausführungsformen umfassen.
Hierin offenbarte Aspekte Folgendes umfassen:

A. Eine Perforationspistolenanordnung zur Verwendung in einem Bohrloch, wobei die Perforationspistole Folgendes umfasst: 1) einen Trägerpistolenkörper; und 2) eine Vielzahl von geformten Ladungen, die in dem Trägerpistolenkörper gelagert sind, wobei jede geformte Ladung ein Außengehäuse, wobei das Außengehäuse eine Außenfläche und eine Innenfläche, die einen Hohlraum bildet, eine Auskleidung, die sich innerhalb des Hohlraums befindet, und ein explosives Material, das sich in einem Spalt zwischen der Innenfläche des Außengehäuses und der Auskleidung befindet, umfasst, und eine oder mehrere Impulsfallen, die zwischen einer oder mehreren benachbarten geformten Ladungen positioniert sind.
B. Ein Bohrlochsystem, wobei das Bohrlochsystem Folgendes umfasst: ein Bohrloch; und eine Perforationspistolenanordnung, die innerhalb des Bohrlochs positioniert ist, wobei die Perforationspistole durch eine Beförderung an Ort und Stelle gehalten wird und Folgendes umfasst; 1) einen Trägerpistolenkörper; 2) mehrere geformte Ladungen, die in dem Trägerpistolenkörper gelagert sind, wobei jede geformte Ladung ein Außengehäuse, wobei das Außengehäuse eine Außenfläche und eine Innenfläche, die einen Hohlraum bildet, eine Auskleidung, die sich innerhalb des Hohlraums befindet, und ein explosives Material, das sich in einem Spalt zwischen der Innenfläche des Außengehäuses und der Auskleidung befindet, umfasst; und 3) eine oder mehrere Impulsfallen, die zwischen einer oder mehreren benachbarten geformten Ladungen positioniert sind.
C. Ein Verfahren zum Perforieren eines Bohrlochs, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Positionieren einer Perforierpistolenanordnung an einer gewünschten Stelle innerhalb eines Bohrlochs, wobei die Perforierpistolenanordnung Folgendes umfasst; 1) ein Trägerpistolenkörper, 2) mehrere geformte Ladungen, die in dem Trägerpistolenkörper gelagert sind, wobei jede geformte Ladung ein Außengehäuse, wobei das Außengehäuse eine Außenfläche und eine Innenfläche, die einen Hohlraum bildet, eine Auskleidung, die sich innerhalb des Hohlraums befindet, und ein explosives Material, das sich in einem Spalt zwischen der Innenfläche des Außengehäuses und der Auskleidung befindet, umfasst; und 3) eine oder mehrere Impulsfallen, die zwischen einer oder mehreren benachbarten geformten Ladungen positioniert sind; und ferner das Detonieren des explosiven Materials innerhalb der Vielzahl geformter Ladungen, um eine Vielzahl von Strahlen zu bilden, die das Bohrloch durchdringen und eine Vielzahl von Öffnungen darin bilden.

Die Aspekte A, B und C können eines oder mehrere der folgenden zusätzlichen Elemente in Kombination aufweisen: Element 1: ferner umfassend einen Ladungshalter, der in dem Trägerpistolenkörper angeordnet ist, wobei der Ladungshalter die Vielzahl geformter Ladungen trägt, wobei der Ladungshalter eine oder mehrere Öffnungen zum Aufnehmen der einen oder mehreren darin enthaltenen Impulsfallen enthält. Element 2: wobei die eine oder mehreren Impulsfallen ein Material hoher Dichte umfassen. Element 3: wobei die eine oder mehreren Impulsfallen zwischen der einen oder den mehreren benachbarten geformten Ladungen so positioniert sind, dass die benachbarten geformten Ladungen vollständig voneinander isoliert sind. Element 4: wobei die eine oder mehreren Impulsfallen zwischen der einen oder den mehreren benachbarten geformten Ladungen so positioniert sind, dass die benachbarten geformten Ladungen teilweise voneinander isoliert sind. Element 5: wobei die eine oder mehreren Impulsfallen so positioniert sind, dass zwischen der einen oder den mehreren Impulsfallen und der einen oder den mehreren benachbarten geformten Ladungen ein freier Raum vorhanden ist. Element 6: wobei eine der einen oder mehreren Impulsfallen näher an einer geformten Ladung als an der benachbarten geformten Ladung positioniert ist.
Fachleute, auf die sich diese Anmeldung bezieht, werden erkennen, dass andere und weitere Ergänzungen, Löschungen, Substitutionen und Modifikationen an den beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können.

Claims

Perforierpistolenanordnung zur Verwendung in einem Bohrloch, wobei die Perforierpistolenanordnung Folgendes umfasst: einen Trägerpistolenkörper; und eine Vielzahl von geformten Ladungen, die in dem Trägerpistolenkörper gelagert sind, wobei jede geformte Ladung Folgendes umfasst: ein Außengehäuse, wobei das Außengehäuse eine Außenfläche und eine Innenfläche enthält, die einen Hohlraum bildet; eine Auskleidung, die sich innerhalb des Hohlraums befindet; und explosives Material, das sich in einem Spalt zwischen der Innenfläche des Gehäuses und der Auskleidung befindet; und eine oder mehrere Impulsfallen, die zwischen einer oder mehreren benachbarten geformten Ladungen positioniert sind.
Perforierpistolenanordnung nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Ladungshalter, der in dem Trägerpistolenkörper angeordnet ist, wobei der Ladungshalter die Vielzahl von geformten Ladungen trägt, wobei der Ladungshalter eine oder mehrere Öffnungen zum Aufnehmen der einen oder mehreren Impulsfallen darin enthält.
Perforierpistolenanordnung nach Anspruch 1 bis 2, wobei die eine oder mehreren Impulsfallen ein Material hoher Dichte umfassen.
Perforierpistolenanordnung nach Anspruch 1 bis 3, wobei die eine oder mehreren Impulsfallen zwischen der einen oder den mehreren benachbarten geformten Ladungen so positioniert sind, dass die benachbarten geformten Ladungen vollständig voneinander isoliert sind.
Perforierpistolenanordnung nach Anspruch 1 bis 3, wobei die eine oder mehreren Impulsfallen zwischen der einen oder den mehreren benachbarten geformten Ladungen so positioniert sind, dass die benachbarten geformten Ladungen teilweise voneinander isoliert sind.
Perforierpistolenanordnung nach Anspruch 1 bis 5, wobei die eine oder mehreren Impulsfallen so positioniert sind, dass zwischen der einen oder den mehreren Impulsfallen und der einen oder den mehreren benachbarten geformten Ladungen ein freier Raum vorhanden ist.
Perforierpistolenanordnung nach Anspruch 6, wobei eine der einen oder mehreren Impulsfallen näher an einer geformten Ladung als an der benachbarten geformten Ladung positioniert ist.
Bohrlochsystem, umfassend: ein Bohrloch; und eine Perforationspistolenanordnung, die innerhalb des Bohrlochs positioniert ist, wobei die Perforationspistole durch eine Beförderung an Ort und Stelle gehalten wird und Folgendes umfasst: einen Trägerpistolenkörper; eine Vielzahl von geformten Ladungen, die in dem Trägerpistolenkörper gelagert sind, wobei jede geformte Ladung Folgendes umfasst: ein Außengehäuse, wobei das Außengehäuse eine Außenfläche und eine Innenfläche enthält, die einen Hohlraum bildet; eine Auskleidung, die sich innerhalb des Hohlraums befindet; und explosives Material, das sich in einem Spalt zwischen der Innenfläche des Gehäuses und der Auskleidung befindet; und eine oder mehrere Impulsfallen, die zwischen einer oder mehreren benachbarten geformten Ladungen positioniert sind.
Bohrlochsystem nach Anspruch 8, ferner umfassend einen Ladungshalter, der in dem Trägerpistolenkörper angeordnet ist, wobei der Ladungshalter die Vielzahl geformter Ladungen trägt, wobei der Ladungshalter eine oder mehrere Öffnungen zum Aufnehmen der einen oder mehreren Impulsfallen darin enthält.
Bohrlochsystem nach Anspruch 8 bis 9, wobei die eine oder mehreren Impulsfallen ein Material mit hoher Dichte umfassen.
Bohrlochsystem nach Anspruch 8 bis 10, wobei die eine oder mehreren Impulsfallen zwischen der einen oder den mehreren benachbarten geformten Ladungen so positioniert sind, dass die benachbarten geformten Ladungen vollständig voneinander isoliert sind.
Bohrlochsystem nach Anspruch 8 bis 10, wobei die eine oder mehreren Impulsfallen zwischen der einen oder den mehreren benachbarten geformten Ladungen so positioniert sind, dass die benachbarten geformten Ladungen teilweise voneinander isoliert sind.
Bohrlochsystem nach Anspruch 8 bis 12, wobei die eine oder mehreren Impulsfallen so positioniert sind, dass zwischen der einen oder den mehreren Impulsfallen und der einen oder den mehreren benachbarten geformten Ladungen ein freier Raum vorhanden ist.
Bohrlochsystem nach Anspruch 13, wobei eine der einen oder mehreren Impulsfallen näher an einer geformten Ladung als an der benachbarten geformten Ladung positioniert ist.
Verfahren zum Perforieren eines Bohrlochs, umfassend: Positionieren einer Perforationspistolenanordnung an einer gewünschten Stelle innerhalb eines Bohrlochs, wobei die Perforationspistolenanordnung Folgendes umfasst; einen Trägerpistolenkörper; und eine Vielzahl von geformten Ladungen, die in dem Trägerpistolenkörper gelagert sind, wobei jede geformte Ladung Folgendes umfasst: ein Außengehäuse, wobei das Außengehäuse eine Außenfläche und eine Innenfläche enthält, die einen Hohlraum bildet; eine Auskleidung, die sich innerhalb des Hohlraums befindet; und explosives Material, das sich in einem Spalt zwischen der Innenfläche des Gehäuses und der Auskleidung befindet; und eine oder mehrere Impulsfallen, die zwischen einer oder mehreren benachbarten geformten Ladungen positioniert sind; Detonieren des explosiven Materials innerhalb der Vielzahl geformter Ladungen, um eine Vielzahl von Strahlen zu bilden, die das Bohrloch durchdringen und eine Vielzahl von Öffnungen darin bilden.
Verfahren zum Perforieren eines Bohrlochs nach Anspruch 15, ferner umfassend einen Ladungshalter, der in dem Trägerpistolenkörper angeordnet ist, wobei der Ladungshalter die Vielzahl geformter Ladungen trägt, wobei der Ladungshalter eine oder mehrere Öffnungen zum Aufnehmen der einen oder mehreren Impulsfallen darin enthält.
Verfahren zum Perforieren eines Bohrlochs nach Anspruch 15 bis 16, wobei die eine oder mehreren Impulsfallen zwischen der einen oder den mehreren benachbarten geformten Ladungen so positioniert sind, dass die benachbarten geformten Ladungen vollständig voneinander isoliert sind.
Verfahren zum Perforieren eines Bohrlochs nach Anspruch 15 bis 16, wobei die eine oder mehreren Impulsfallen zwischen der einen oder den mehreren benachbarten geformten Ladungen so positioniert sind, dass die benachbarten geformten Ladungen teilweise voneinander isoliert sind.
Verfahren zum Perforieren eines Bohrlochs nach Anspruch 15 bis 18, wobei die eine oder mehreren Impulsfallen so positioniert sind, dass zwischen der einen oder den mehreren Impulsfallen und der einen oder den mehreren benachbarten geformten Ladungen ein freier Raum vorhanden ist.
Verfahren zum Perforieren eines Bohrlochs nach Anspruch 19, wobei eine der einen oder mehreren Impulsfallen näher an einer geformten Ladung als an der benachbarten geformten Ladung positioniert ist.