EA011537B1 - Неразрушаемый стреляющий перфоратор - Google Patents
Неразрушаемый стреляющий перфоратор Download PDFInfo
- Publication number
- EA011537B1 EA011537B1 EA200601797A EA200601797A EA011537B1 EA 011537 B1 EA011537 B1 EA 011537B1 EA 200601797 A EA200601797 A EA 200601797A EA 200601797 A EA200601797 A EA 200601797A EA 011537 B1 EA011537 B1 EA 011537B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- charge
- cumulative
- charge holder
- holder
- perforator
- Prior art date
Links
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims description 79
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims description 18
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 claims description 4
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 3
- 238000005474 detonation Methods 0.000 abstract description 10
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 abstract 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 23
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 6
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007799 cork Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000011359 shock absorbing material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/11—Perforators; Permeators
- E21B43/116—Gun or shaped-charge perforators
- E21B43/117—Shaped-charge perforators
Landscapes
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
- Solid Thermionic Cathode (AREA)
- Portable Nailing Machines And Staplers (AREA)
- Preliminary Treatment Of Fibers (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
Abstract
Предлагается кумулятивное устройство для использования в стреляющем перфораторе, который содержит держатель заряда и корпус перфоратора. Держатель заряда в значительной мере охватывает замкнутую часть кумулятивного заряда и проходит от наружной поверхности кумулятивного заряда до внутренней поверхности соответствующего корпуса перфоратора. Заключение кумулятивного заряда в держатель заряда существенно сокращает попадание обломков в ствол скважины в результате детонации кумулятивных зарядов стреляющего перфоратора. В держателе заряда может располагаться большое число кумулятивных зарядов.
Description
В целом, изобретение относится к области нефте- и газодобычи. Более конкретно настоящее изобретение относится к неразрушаемому кумулятивному устройству, в частности стреляющему перфорирующему устройству, при использовании которого после детонации входящих в его состав кумулятивных зарядов сводится к минимуму количество обломков перфоратора в стволе скважины, образующихся при перфорации скважины.
Уровень техники
Перфорирующие устройства наряду с другими областями применения используются для создания гидравлических коммуникационных проходов, называемых перфорационными каналами, в пробуриваемых сквозь пласты пород стволах скважин, с тем, чтобы заранее определенные участки пластов могли быть гидравлически соединены со стволом скважины. Выполнение перфорационных каналов необходимо, поскольку стволы скважин, как правило, заканчивают коаксиальным введением труб или обсадных труб в ствол скважины, причем обсадные трубы фиксируются в стволе скважины путем закачивания цементного раствора в кольцеобразное пространство между стволом скважины и колонной обсадных труб. Зацементированная колонна обсадных труб предусматривается в стволе скважины для конкретной цели гидравлического отделения друг от друга различных пластов, вскрытых стволом скважины.
Перфорирующие устройства обычно содержат один или более стреляющих перфораторов, связанных друг с другом, причем длина подобных связок перфораторов иногда такова, что обеспечивает перфорацию на участке более тысячи футов. В состав стреляющих перфораторов входят кумулятивные заряды, которые обычно включает корпус, облицовку (кумулятивную воронку), и определенное количество бризантного взрывчатого вещества, помещенного между облицовкой и корпусом. При детонации бризантного взрывчатого вещества, сила детонации разрушает облицовку и выталкивает ее с одного конца кумулятивного заряда в виде реактивной струи на очень большой скорости. Реактивная струя вскрывает колонну обсадных труб, цемент и пласт пород.
Под воздействием образующихся при взрыве сил, кумулятивный заряд и связанные с ним компоненты зачастую разлетаются на множество обломков, попадающих из стреляющего перфоратора в текучие среды (флюиды) в стволе скважины. Эти обломки могут засорить, а также повредить оборудование скважины, например, штуцеры и манифольды, ограничивая поток текучих сред через эти устройства и, возможно, уменьшая количество углеводородов, получаемых от конкретной скважины. Следовательно, существует необходимость в устройстве для выполнения перфорации, при использовании которого значительно уменьшается раздробление кумулятивных зарядов, и соответствующем способе.
Краткое изложение сущности изобретения
В настоящем изобретении предлагается кумулятивное устройство, содержащее корпус перфоратора, кумулятивный заряд, размещенный внутри корпуса перфоратора, и держатель заряда, расположенный в промежутке между корпусом перфоратора и кумулятивным зарядом. Держатель заряда заполняет по меньшей мере часть объема между наружной границей кумулятивного заряда и корпусом перфоратора. Суммарный объем держателя заряда и кумулятивного заряда может составлять от приблизительно 20% до приблизительно 80% общего объема внутреннего пространства корпуса перфоратора. Незаполненный объем внутри корпуса перфоратора может составлять от приблизительно 80% до приблизительно 20% общего объема внутреннего пространства корпуса перфоратора. В варианте осуществления изобретения суммарный объем держателя заряда и кумулятивного заряда может составлять, например, приблизительно 65% общего объема внутреннего пространства корпуса перфоратора. В варианте осуществления незаполненный объем внутри корпуса перфоратора может составлять приблизительно 35% общего объема внутреннего пространства перфоратора.
В одном из вариантов осуществления предлагаемого устройства у кумулятивного заряда имеется открытый конец, а кумулятивное устройство дополнительно содержит промежуток между открытым концом кумулятивного заряда и корпусом перфоратора. Внутрь кумулятивного заряда может быть помещено взрывчатое вещество, причем держатель заряда сохраняет целостность конструкции кумулятивного заряда при детонации взрывчатого вещества. Более того, кумулятивное устройство может также включать группу кумулятивных зарядов. В держателе заряда может быть высверлена группа отверстий для размещения в них кумулятивных зарядов. Отверстия могут быть ориентированы перпендикулярно оси держателя заряда и иметь приблизительно одно и то же радиальное положение относительно оси держателя заряда. В другом варианте осуществления, каждое отверстие может быть ориентировано перпендикулярно оси держателя заряда и размещено в одном из многих радиальных положений относительно оси держателя заряда. Кроме того, отверстия могут быть расположены по спирали по наружной поверхности держателя заряда.
Каждый кумулятивный заряд из группы также может иметь открытый конец, при этом каждое кумулятивное устройство может также иметь промежуток в области между каждым открытым концом и корпусом перфоратора. В каждый кумулятивный заряд может быть также помещено взрывчатое вещество, при этом держатель заряда сохраняет целостность конструкции каждого кумулятивного заряда при детонации взрывчатого вещества.
- 1 011537
При необходимости в держатель заряда может быть включен направляющий груз. Кроме того, держатель заряда может включать по меньшей мере два модульных сегмента. Модульные сегменты могут располагаться с фазовым сдвигом. В альтернативном варианте осуществления узла кумулятивного заряда, держатель заряда может состоять из взаимно соединенных проволок.
Также предлагается кумулятивное устройство, содержащее корпус перфоратора, размещенный внутри перфоратора кумулятивный заряд, причем кумулятивный заряд включает оболочку, облицовку внутри оболочки, и взрывчатое вещество между оболочкой и облицовкой. В этом варианте осуществления кумулятивного устройства в пространстве между корпусом перфоратора и кумулятивным зарядом расположен держатель заряда, причем держатель заряда охватывает наружную поверхность оболочки и сводит к минимуму образование обломков при детонации взрывчатого вещества. Суммарный объем держателя заряда и кумулятивного заряда также может составлять от приблизительно 20% до приблизительно 80% общего объема внутреннего пространства корпуса перфоратора, а незаполненный объем внутри корпуса перфоратора может составлять от приблизительно 80% до приблизительно 20% общего объема внутреннего пространства корпуса перфоратора. В данном варианте осуществления суммарный объем держателя заряда и кумулятивного заряда может составлять приблизительно 65% общего объема внутреннего пространства перфоратора, а незаполненный объем внутри корпуса перфоратора может составлять приблизительно 35% общего объема внутреннего пространства перфоратора. Кумулятивные заряды в этом варианте осуществления также могут быть расположены с фазовым сдвигом и, кроме того, кумулятивное устройство может дополнительно содержать направляющий груз. Держатель заряда может, при необходимости, содержать по меньшей мере два модульных сегмента и может состоять из соединенных друг с другом проволок.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлен перспективный вид поперечного разреза варианта осуществления держателя заряда.
На фиг. 2 представлен перспективный вид варианта осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 3 а и 3 приведены перспективные виды вариантов осуществления держателя заряда.
На фиг. 4а и 4б показаны альтернативные варианты осуществления конструкции держателя заряда.
На фиг. 5 представлен сегментированный вариант осуществления держателя заряда.
Подробное описание изобретения
На фиг. 1 представлено поперечное сечение одного из вариантов осуществления настоящего изобретения в перспективном виде. Как показано на чертеже, в данном варианте осуществления имеется корпус 10 перфоратора, кумулятивный заряд 18, держатель 16 заряда и при необходимости направляющий груз 14. Известно, что при надлежащем размещении направляющего груза 14, в комбинации с расположением кумулятивных зарядов 18 в специально выбранных местах, перфорирующее устройство 6 может быть ориентировано в стволе скважины так, чтобы выполнить внутри ствола скважины требуемые перфорации. В варианте осуществления, представленном на фиг. 1, показанный корпус 10 перфоратора представляет собой вытянутый элемент с цилиндрическим поперечным сечением. В данном описании корпус 10 перфоратора может представлять собой сплошной корпус перфоратора или трубку перфоратора, либо любую иную конструкцию, в которой могут удерживаться, размещаться и/или устанавливаться кумулятивные заряды 18. Корпус 10 перфоратора, однако, может иметь не только цилиндрическое поперечное сечение, но также и другую форму, например, многогранника шестиугольного, восьмиугольного и др. сечения с плоскими гранями. В другом варианте трубка перфоратора (не показана) может быть соединена с узлом кумулятивного заряда и размещена коаксиально во внутренней части корпуса 10 перфоратора.
Как показано на чертеже, кумулятивный заряд 18 размещен в пределах внутренней части корпуса 10 перфоратора и ориентирован перпендикулярно продольному направлению корпуса 10 перфоратора. Кумулятивный заряд 18 содержит оболочку 34 заряда, взрывчатое вещество 32 и облицовку 30. Раскрытое здесь устройство может быть использовано с кумулятивным зарядом 18 любого типа, как из имеющихся на рынке, так и изготовленных в соответствии с требованиями к размерам, форме и рабочим характеристикам.
Оболочка 34 состоит из основания 36 и стенок 38. Стенки 38 образуют секцию в виде трубы, проходящую вверх, в сторону, противоположную наружной поверхности основания 36. В образовавшееся между стенками 38 и основанием 36 пространство помещается взрывчатое вещество 32 и облицовка 30. В предпочтительном варианте осуществления основание 36 имеет чашеобразную внутреннюю поверхность, при этом внутренняя и наружная поверхности основания отклоняются параллельно оси 42 основания 36 по мере того, как они удаляются от оси 42. Стенки 38 и основание 36 соединяются приблизительно в точке, где внутренняя поверхность оболочки 34 заряда практически параллельна оси 42. Основание 36 также включает инициирующий заряд 20 для подрыва взрывчатого вещества 32 внутри оболочки 34 заряда.
Кумулятивный заряд 18, показанный на фиг. 1, ориентирован внутри корпуса 10 перфоратора таким образом, что открытый конец 19 оболочки 34 заряда направлен на выемку 12, которая может быть сделана в наружной поверхности корпуса 10 перфоратора. Известно, что при наличии выемки 12 уменьшается
- 2 011537 количество перфорируемого при детонации заряда материала корпуса перфоратора, благодаря чему улучшаются характеристики вскрытия при перфорации кумулятивным зарядом.
Держатель 16 заряда согласно варианту осуществления, показанному на фиг. 1, занимает по меньшей мере часть пространства между внутренней поверхностью корпуса 10 перфоратора и оболочкой 34 заряда. Кроме того, держатель 16 заряда в значительной мере охватывает наружную поверхность оболочки 34 заряда у ее основания и вдоль ее длины, при этом держатель заряда не проходит в область над открытым концом 19 кумулятивного заряда. Между открытым концом 19 кумулятивного заряда 18 и внутренней поверхностью корпуса 10 перфоратора имеется промежуток 21, обеспечивающий формирование реактивной струи кумулятивного заряда, выходящей из кумулятивного заряда 18. Кроме того, в вариантах осуществления, не содержащих направляющего груза 14, держатель 16 заряда может занимать пространство, которое занимал направляющий груз 14.
Незаполненный объем в варианте осуществления, представленном на фиг. 1, то есть объем внутренней полости корпуса 10 перфоратора, не занятый кумулятивным зарядом 18, держателем 16 заряда, или направляющим грузом 14, может составлять приблизительно от 20 до 80% общего объема внутреннего пространства корпуса перфоратора. Незаполненный объем перфорирующего устройства 6 может быть занят воздухом при нормальном давлении, сжатым воздухом, либо каким-нибудь иным газом при нормальном или повышенном давлении. Вещество, находящееся в незаполненном объеме, может быть не только газом, и может представлять собой любое вещество с низкой плотностью. Объем твердого вещества, т.е. суммарный объем держателя 16 заряда и кумулятивного заряда 18 (и, при необходимости, направляющего груза 14), может занимать оставшееся пространство внутри корпуса 10 перфоратора, при этом составляя приблизительно от 80 до 20% общего объема внутреннего пространства корпуса перфоратора.
В варианте осуществления настоящего устройства незаполненный объем составляет около 35% общего объема внутреннего пространства корпуса перфоратора. Таким образом, в этом варианте осуществления объем держателя 16 заряда и кумулятивного заряда 18 (и, при необходимости, направляющего груза 14) составляет около 65% общего объема внутреннего пространства корпуса перфоратора. Данное соотношение объема твердого вещества и общего объема не зависит от количества кумулятивных зарядов 18 в держателе 16 заряда, и применимо к держателям 16 заряда, имеющих любое количество связанных с ними кумулятивных зарядов 18, даже и тех, что содержат только один кумулятивный заряд 18.
Держатель 16 заряда должен быть в состоянии удерживать в себе кумулятивный заряд 18 при его детонации, поэтому материал держателя заряда должен обладать достаточной конструкционной прочностью, чтобы не раздробиться или не развалиться на части в процессе детонации. Критерием выбора надлежащего материала является плотность материала, которая должна превышать 19 г/см3. К таким подходящим материалам относятся многие металлы, из которых можно назвать, например, сталь, алюминий, никель, бронза, медь и другие ковкие материалы. Выбор материала не ограничен исключительно металлами, также могут использоваться песок, цементирующие материалы, вода, дерево, пластмассы и полимерные материалы. Более того, материал держателя 16 заряда не обязательно должен быть однородным, но может быть комбинацией двух или более материалов разного типа. Например, держатель 16 заряда может состоять из слоев различных материалов, причем материалы различаются вдоль высоты держателя. Кроме того, в отверстия 17 могут быть вставлены обручи, обладающие высокой прочностью на разрыв, для создания упрочняющего буфера вокруг держателей 18 заряда, в то время как оставшаяся часть держателя 16 заряда может обладать меньшей прочностью и, соответственно, меньшей плотностью, чем обручи. Следует отметить, что держатель 16 заряда не обязательно должен быть сплошным, напротив, внутри держателя могут быть многочисленные пустоты. Примером может служить основа, состоящая из множества проволок (прядей) или сплетений, объединенных в единую конструкцию. Примерами могут служить сотовая структура 16а, показанная на фиг. 4а, и гофры 16б, показанные на фиг. 4б.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 2, перфорирующее устройство представлено в разобранном виде. У показанного на фиг. 2 держателя 16 заряда имеются отверстия 17, прорезанные в нем перпендикулярно оси 28 держателя 16 заряда. Отверстия 17 углублены в держатель 16 заряда, а их форма соответствует форме стенок 38 и основания 36 оболочки 34 заряда. Поэтому кумулятивные заряды 18 плотно удерживаются внутри отверстий 17. Несмотря на то, что отверстия 17 показаны установленными приблизительно в одинаковом круговом положении на держателе 16 заряда, эти отверстия могут быть выполнены в держателе 16 с любым расположением по кругу. Также как и в других перфорирующих устройствах, фазировка расположения кумулятивных зарядов в перфорирующем устройстве 6 может обеспечивать их детонацию в нескольких точках вокруг держателя 16 заряда. Конкретная фазировка кумулятивных зарядов зависит от конкретных требований, предъявляемых к перфорирующему устройству 6, и, поэтому конфигураций фазировки может быть много. На фиг. 2 также показаны входящие в перфорирующее устройство 6 соединители 22, для присоединения соседних сегментов перфорирующего устройства 6. Также показано стопорное кольцо 24, используемое для фиксации держателя 16 заряда в положении с нужной ориентацией, так чтобы кумулятивные заряды 18 были совмещены с соответствующими выемками 12.
Между соседними отверстиями 17 должно находиться достаточное количество материала держате- 3 011537 ля заряда для противодействия силам детонации взрывчатого вещества, чтобы предотвратить раздробление держателя 16 заряда. Расстояние между соседними отверстиями 17 зависит от типа материала, из которого выполнен держатель 16 заряда. В держателе 16 заряда, выполненном из материалов, обладающих низким пределом текучести, потребуется больше материала между соседними отверстиями 17, чем в держателе 16, выполненного из материала с высоким пределом текучести. Специалисты могут определить требуемое расстояние для каждого конкретного материала, используемого для изготовления держателя 16 заряда, не проводя лишних экспериментов. Аналогично, определенное количество материала держателя 16 заряда должно находиться между концом держателя 16 заряда и крайним кумулятивным зарядом 18 для повышения упругого сопротивления конца держателя заряда для предотвращения раздробления при детонации кумулятивного заряда 18. Необходимое количество материала определяется физическими свойствами материала, и также может быть установлено специалистами.
Между отверстиями 17 на держателе 16 заряда могут быть сделаны импедансные барьеры 26. Импедансные барьеры 26 представляют собой проходы, прорезные или отформованные перпендикулярно оси 28 держателя заряда 16. Эти проходы могут быть просто заполненными воздухом пустотами между прорезями 17, либо могут быть заполнены поглощающим удары материалом, например, ватой, резиной, полимерными составами, пластмассами, пробкой, войлоком и другими подобными материалами. Импедансные барьеры 26 служат для предотвращения воздействия ударных волн, которое может передаваться от одного кумулятивного заряда 18 к соседнему кумулятивному заряду 18. Другие варианты осуществления держателя 16а, 16Ь показаны на фиг. 3 а и 3Ь. На фиг. 3 а показан держатель 16а заряда, имеющий шестиугольное поперечное сечение, причем наружная поверхность состоит из плоских стенок 15, соединенных соответствующими краями. Отверстия 17 прорезаны в стенках 15, и могут быть размещены в любом порядке, в зависимости от требований, предъявляемых к конкретному перфорирующему устройству 6. Кроме того, вариант осуществления, показанный на фиг. 3а, не ограничивается шестигранными элементами и может иметь любое число плоских стенок 15. Что касается варианта осуществления, представленного на фиг. 3б, то отверстия 17 расположены по спирали вдоль держателя 16б заряда. Могут использоваться и другие схемы расположения отверстий, включая винтовую, двойную спираль, в шахматном порядке, с высокой плотностью, либо любые иные известные или разработанные в дальнейшем схемы.
На фиг. 5 представлен вариант осуществления держателя 16а заряда, состоящего из модульных сегментов 42а, 42б, 42в. В каждом из этих сегментов (42а, 42б, 42в) в верхней грани 44 вырезано отверстие (канал) 17а (очертания показаны пунктирной линией). Видно, что в каждом отверстии 17а внутри находится кумулятивный заряд 18. Боковые стенки 46 каждого сегмента (42а, 42б, 42в) обладают кривизной для установки внутри трубки перфоратора или корпуса перфоратора. Торцевые стенки 48 сегментов (42а, 42б, 42в) обычно выполняются плоскими. В предпочтительном варианте осуществления, каждый сегмент прикрепляется к каждому соседнему сегменту шпильками (не показаны), либо сваркой, либо любым иным способом крепления, подходящим для закрепления сегментов. Несмотря на то, что сегменты (42а, 42б, 42в) на фиг. 5 установлены с определенным фазовым сдвигом, эти сегменты (42а, 42б, 42в) могут быть установлены так, что соответствующие им кумулятивные заряды 34 подрываются по прямой линии. Следует отметить, что упомянутые выше соотношения объемов могут относиться к каждому отдельному сегменту, или к сегментам в целом. Например, суммарный объем сегмента 42а и соответствующего ему кумулятивного заряда 34 может составлять приблизительно от 80 до 20% общего объема внутреннего пространства части корпуса перфоратора, в которой находится сегмент 42а. Соответственно, незаполненный объем пространства между сегментом 42а и соответствующим ему кумулятивным зарядом 34 будет, таким образом, составлять приблизительно от 20 до 80% общего объема внутреннего пространства части корпуса перфоратора, в которой находится сегмент 42а. Аналогично, суммарный объем всех сегментов (42а, 42б, 42в) и соответствующих им кумулятивных зарядов 34 может занимать приблизительно от 80 до 20% общего объема внутреннего пространства части корпуса перфоратора, в которой расположены эти сегменты (42а, 42б, 42в). В результате, незаполненный объем между сегментами (42а, 42б, 42в) и соответствующими им кумулятивными зарядами 34 составляет приблизительно от 20 до 80% общего объема внутреннего пространства части корпуса перфоратора, в которой помещается сегмент 42а. Более того, вариант осуществления, показанный на фиг. 5, отличается соотношением объема твердого вещества к незаполненному объему, равным 65:35%, как для отдельных сегментов, так и для их комбинации.
Несмотря на то, что при детонации кумулятивных зарядов 18 описанного здесь перфорирующего устройства происходит некоторое разрушение составляющих его частей, раздробленные части остаются внутри корпуса 10 перфоратора. Соответственно, когда перфорирующее устройство 6 извлекается после использования из ствола скважины, никаких обломков, ни даже мельчайшего количества обломков, не остается в стволе скважины. Таким образом, при использовании предлагаемого устройства, существенно снижается опасность засорения из-за раздробленных составных частей.
Таким образом, описанное здесь изобретение обеспечивает решение поставленных задач и достижение упомянутых целей и преимуществ, равно как и иных, присущих ему. В то время как для целей иллюстрации были представлены предпочтительные варианты осуществления изобретения, конкретные
- 4 011537 варианты осуществления изобретения для достижения требуемых результатов могут содержать многочисленные различия. Например, описанное здесь изобретение может быть использовано с любой фазировкой кумулятивных зарядов, а также с любой плотностью размещения кумулятивных зарядов. Более того, изобретение может быть использовано со стреляющими перфораторами любых размеров. Специалист легко может представить себе эти и другие аналогичные модификации, которые соответствуют существу раскрытого здесь изобретения и охвачены областью притязаний приложенной формулы.
Claims (23)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Кумулятивное устройство, содержащее корпус перфоратора, кумулятивный заряд, размещенный в корпусе перфоратора, и держатель заряда, расположенный в пространстве между корпусом перфоратора и кумулятивным зарядом и занимающий по меньшей мере часть объема между наружной поверхностью кумулятивного заряда и корпусом перфоратора.
- 2. Устройство по п.1, в котором суммарный объем держателя заряда и кумулятивного заряда составляет приблизительно от 20 до 80% общего объема внутреннего пространства корпуса перфоратора, а незаполненный объем внутри корпуса перфоратора составляет приблизительно от 80 до 20% общего объема внутреннего пространства корпуса перфоратора.
- 3. Устройство по п.1, в котором суммарный объем держателя заряда и кумулятивного заряда составляет приблизительно 65% общего объема внутреннего пространства корпуса перфоратора, а незаполненный объем внутри корпуса перфоратора составляет приблизительно 35% общего объема внутреннего пространства корпуса перфоратора.
- 4. Устройство по п.1, в котором кумулятивный заряд имеет открытый конец и имеется промежуток в области между открытым концом кумулятивного заряда и корпусом перфоратора.
- 5. Устройство по п.1, содержащее внутри кумулятивного заряда взрывчатое вещество, причем держатель заряда сохраняет целостность конструкции кумулятивного заряда при детонации взрывчатого вещества.
- 6. Устройство по п.1, содержащее группу кумулятивных зарядов.
- 7. Устройство по п.6, в котором на упомянутом держателе заряда имеется группа отверстий, выполненных с возможностью установки в них кумулятивных зарядов.
- 8. Устройство по п.7, в котором каждое из отверстий ориентировано перпендикулярно оси держателя заряда и расположено в основном в одном и том же радиальном положении относительно оси держателя заряда.
- 9. Устройство по п.7, в котором каждое из отверстий ориентировано перпендикулярно оси держателя заряда и все они расположены относительно оси держателя заряда в различных радиальных положениях.
- 10. Устройство по п.7, в котором отверстия расположены по спирали по наружной поверхности держателя заряда.
- 11. Устройство по п.7, в котором каждый из группы кумулятивных зарядов имеет открытый конец и имеется промежуток в области между каждым открытым концом и корпусом перфоратора.
- 12. Устройство по п.11, в котором каждый кумулятивный заряд содержит взрывчатое вещество и при этом держатель заряда сохраняет целостность конструкции каждого кумулятивного заряда при детонации взрывчатого вещества.
- 13. Устройство по п.1, дополнительно содержащее направляющий груз.
- 14. Устройство по п.1, в котором держатель заряда включает по меньшей мере два модульных сегмента.
- 15. Устройство по п.14, в котором модульные сегменты расположены с фазовым сдвигом.
- 16. Устройство по п.1, в котором держатель заряда состоит из взаимно соединенных проволок.
- 17. Кумулятивное устройство, содержащее корпус перфоратора, кумулятивный заряд, помещенный внутри корпуса перфоратора и включающий оболочку, облицовку внутри оболочки и взрывчатое вещество между оболочкой и облицовкой, и держатель заряда, расположенный в пространстве между корпусом перфоратора и кумулятивным зарядом с охватом наружной поверхности упомянутой оболочки и сведением к минимуму раздробления при детонации взрывчатого вещества.
- 18. Устройство по п.17, в котором суммарный объем держателя заряда и кумулятивного заряда составляет приблизительно от 20 до 80% общего объема внутреннего пространства корпуса перфоратора, а незаполненный объем внутри корпуса перфоратора составляет приблизительно от 80 до 20% общего объема внутреннего пространства корпуса перфоратора.
- 19. Устройство по п.17, в котором суммарный объем держателя заряда и кумулятивного заряда составляет приблизительно 65% общего объема внутреннего пространства корпуса перфоратора, а неза- 5 011537 полненный объем внутри корпуса перфоратора составляет приблизительно 35% общего объема внутреннего пространства корпуса перфоратора.
- 20. Устройство по п.17, в котором кумулятивные заряды расположены с фазовым сдвигом.
- 21. Устройство по п.17, дополнительно содержащее направляющий груз.
- 22. Устройство по п.17, в котором держатель заряда включает по меньшей мере два модульных сегмента.
- 23. Устройство по п.17, в котором держатель заряда состоит из взаимно соединенных проволок.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US73062405P | 2005-10-27 | 2005-10-27 | |
US11/485,908 US8347962B2 (en) | 2005-10-27 | 2006-07-13 | Non frangible perforating gun system |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA200601797A2 EA200601797A2 (ru) | 2007-04-27 |
EA200601797A3 EA200601797A3 (ru) | 2007-06-29 |
EA011537B1 true EA011537B1 (ru) | 2009-04-28 |
Family
ID=37965240
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA200601797A EA011537B1 (ru) | 2005-10-27 | 2006-10-27 | Неразрушаемый стреляющий перфоратор |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8347962B2 (ru) |
EP (1) | EP1780374A1 (ru) |
CN (1) | CN101148983A (ru) |
AR (1) | AR060008A1 (ru) |
CA (1) | CA2565837C (ru) |
EA (1) | EA011537B1 (ru) |
NO (1) | NO342574B1 (ru) |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MY165823A (en) * | 2011-01-19 | 2018-04-27 | Halliburton Energy Services Inc | Perforating gun with variable free gun volume |
US8794326B2 (en) | 2011-01-19 | 2014-08-05 | Halliburton Energy Services, Inc. | Perforating gun with variable free gun volume |
US20130112411A1 (en) * | 2011-11-03 | 2013-05-09 | Jian Shi | Perforator charge having an energetic material |
US10337299B2 (en) | 2012-03-02 | 2019-07-02 | Halliburton Energy Services, Inc. | Perforating apparatus and method having internal load path |
US20140041515A1 (en) * | 2012-08-10 | 2014-02-13 | Sidney Wayne Mauldin | Well Perforating Apparatus |
CN102926721B (zh) * | 2012-10-13 | 2015-05-13 | 山西江阳兴安民爆器材有限公司 | 复合射孔弹包装结构 |
WO2014098836A1 (en) * | 2012-12-19 | 2014-06-26 | Halliburton Energy Services, Inc. | Charge case fragmentation control for gun survival |
CA2933762C (en) * | 2014-09-04 | 2020-04-07 | Hunting Titan, Inc. | Zinc one piece link system |
AU2015402576A1 (en) * | 2015-07-20 | 2017-12-21 | Halliburton Energy Services Inc. | Low-debris low-interference well perforator |
WO2017014741A1 (en) * | 2015-07-20 | 2017-01-26 | Halliburton Energy Services Inc. | Low-debris low-interference well perforator |
RU2651669C1 (ru) * | 2017-04-04 | 2018-04-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Промперфоратор" | Кумулятивный перфоратор со скеллопами (выемками) на корпусе |
NO343254B1 (en) * | 2017-07-05 | 2018-12-27 | Tco As | Gun for oriented perforation |
WO2019105721A1 (en) * | 2017-11-29 | 2019-06-06 | Dynaenergetics Gmbh & Co .Kg | Closure member and encapsulated slotted shaped charge with closure member |
CA3098041A1 (en) * | 2018-07-25 | 2020-01-30 | Owen Oil Tools Lp | Multi-phase, single point, short gun perforation device for oilfield applications |
US10689955B1 (en) | 2019-03-05 | 2020-06-23 | SWM International Inc. | Intelligent downhole perforating gun tube and components |
US11078762B2 (en) | 2019-03-05 | 2021-08-03 | Swm International, Llc | Downhole perforating gun tube and components |
US11268376B1 (en) | 2019-03-27 | 2022-03-08 | Acuity Technical Designs, LLC | Downhole safety switch and communication protocol |
DE112019007443T5 (de) | 2019-06-13 | 2022-03-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | Reaktiver bohrlochperforator zur reduzierung von druckabfall |
US11619119B1 (en) | 2020-04-10 | 2023-04-04 | Integrated Solutions, Inc. | Downhole gun tube extension |
CN117868756B (zh) * | 2024-03-11 | 2024-05-14 | 西安瑞通能源科技有限公司 | 一种射孔器 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2241823C2 (ru) * | 2001-04-27 | 2004-12-10 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Способ ориентации кумулятивных зарядов (варианты), ориентированный стреляющий перфоратор (варианты), способ размещения скважинных составных частей (варианты), жесткий центрирующий держатель, устройство для измерения ориентации |
Family Cites Families (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2782715A (en) | 1951-10-05 | 1957-02-26 | Borg Warner | Well perforator |
GB785155A (en) | 1959-01-14 | 1957-10-23 | Borg Warner | Improvements in or relating to explosive charges |
US3773119A (en) * | 1972-09-05 | 1973-11-20 | Schlumberger Technology Corp | Perforating apparatus |
US4140188A (en) * | 1977-10-17 | 1979-02-20 | Peadby Vann | High density jet perforating casing gun |
US4794990A (en) | 1987-01-06 | 1989-01-03 | Jet Research Center, Inc. | Corrosion protected shaped charge and method |
US4817531A (en) | 1987-10-05 | 1989-04-04 | Jet Research Center, Inc. | Capsule charge retaining device |
FR2792717B1 (fr) | 1987-11-20 | 2001-11-09 | Jean Cauchetier | Projectile a charge creuse comportant un ecran, a encombrement reduit |
US5662178A (en) | 1995-06-02 | 1997-09-02 | Owen Oil Tools, Inc. | Wave strip perforating system |
US5841060A (en) | 1995-10-24 | 1998-11-24 | Skaggs; Roger Dean | Blast plug |
US5837925A (en) | 1995-12-13 | 1998-11-17 | Western Atlas International, Inc. | Shaped charge retainer system |
US5775426A (en) * | 1996-09-09 | 1998-07-07 | Marathon Oil Company | Apparatus and method for perforating and stimulating a subterranean formation |
US6216596B1 (en) | 1998-12-29 | 2001-04-17 | Owen Oil Tools, Inc. | Zinc alloy shaped charge |
US6591911B1 (en) * | 1999-07-22 | 2003-07-15 | Schlumberger Technology Corporation | Multi-directional gun carrier method and apparatus |
WO2001007860A2 (en) * | 1999-07-22 | 2001-02-01 | Schlumberger Technology Corporation | Components and methods for use with explosives |
US6460463B1 (en) | 2000-02-03 | 2002-10-08 | Schlumberger Technology Corporation | Shaped recesses in explosive carrier housings that provide for improved explosive performance in a well |
US7114564B2 (en) * | 2001-04-27 | 2006-10-03 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for orienting perforating devices |
GB2390625B (en) | 2001-04-27 | 2004-08-25 | Schlumberger Holdings | Methods of orienting gun string components |
GB2394763B (en) | 2001-05-31 | 2004-07-28 | Schlumberger Holdings | Debris free perforating system |
US20020189482A1 (en) | 2001-05-31 | 2002-12-19 | Philip Kneisl | Debris free perforating system |
US6837310B2 (en) * | 2002-12-03 | 2005-01-04 | Schlumberger Technology Corporation | Intelligent perforating well system and method |
US6926096B2 (en) | 2003-02-18 | 2005-08-09 | Edward Cannoy Kash | Method for using a well perforating gun |
US7195066B2 (en) * | 2003-10-29 | 2007-03-27 | Sukup Richard A | Engineered solution for controlled buoyancy perforating |
US7347279B2 (en) | 2004-02-06 | 2008-03-25 | Schlumberger Technology Corporation | Charge holder apparatus |
US7237486B2 (en) * | 2004-04-08 | 2007-07-03 | Baker Hughes Incorporated | Low debris perforating gun system for oriented perforating |
US7360599B2 (en) * | 2004-11-18 | 2008-04-22 | Halliburton Energy Services, Inc. | Debris reduction perforating apparatus and method for use of same |
US7360587B2 (en) | 2004-11-18 | 2008-04-22 | Halliburton Energy Services, Inc. | Debris reduction perforating apparatus |
US8839863B2 (en) * | 2009-05-04 | 2014-09-23 | Baker Hughes Incorporated | High pressure/deep water perforating system |
-
2006
- 2006-07-13 US US11/485,908 patent/US8347962B2/en active Active
- 2006-10-27 EP EP06022515A patent/EP1780374A1/en not_active Withdrawn
- 2006-10-27 CN CNA2006100639716A patent/CN101148983A/zh active Pending
- 2006-10-27 CA CA2565837A patent/CA2565837C/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-10-27 NO NO20064921A patent/NO342574B1/no unknown
- 2006-10-27 EA EA200601797A patent/EA011537B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2006-10-27 AR ARP060104714A patent/AR060008A1/es active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2241823C2 (ru) * | 2001-04-27 | 2004-12-10 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Способ ориентации кумулятивных зарядов (варианты), ориентированный стреляющий перфоратор (варианты), способ размещения скважинных составных частей (варианты), жесткий центрирующий держатель, устройство для измерения ориентации |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1780374A1 (en) | 2007-05-02 |
EA200601797A3 (ru) | 2007-06-29 |
US8347962B2 (en) | 2013-01-08 |
CA2565837C (en) | 2010-04-27 |
NO20064921L (no) | 2007-04-30 |
US20120168162A1 (en) | 2012-07-05 |
EA200601797A2 (ru) | 2007-04-27 |
CN101148983A (zh) | 2008-03-26 |
NO342574B1 (no) | 2018-06-18 |
CA2565837A1 (en) | 2007-04-27 |
AR060008A1 (es) | 2008-05-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EA011537B1 (ru) | Неразрушаемый стреляющий перфоратор | |
US8286697B2 (en) | Internally supported perforating gun body for high pressure operations | |
US7621342B2 (en) | Method for retaining debris in a perforating apparatus | |
US10060234B2 (en) | Low-debris low-interference well perforator | |
US7770662B2 (en) | Ballistic systems having an impedance barrier | |
US10151180B2 (en) | Low-debris low-interference well perforator | |
RU2358094C2 (ru) | Способ формирования некруглых перфораций в подземном несущем углеводороды пласте, нелинейный кумулятивный перфоратор, стреляющий перфоратор (варианты) | |
US7441601B2 (en) | Perforation gun with integral debris trap apparatus and method of use | |
US7735578B2 (en) | Perforating system with shaped charge case having a modified boss | |
US7721820B2 (en) | Buffer for explosive device | |
US20020134585A1 (en) | Low debris shaped charge perforating apparatus and method for use of same | |
EA002681B1 (ru) | Устройство и способ пробивания отверстий и стимулирования подземной формации | |
US20120160491A1 (en) | Method and design for high shot density perforating gun | |
WO2016046521A1 (en) | Perforating gun assembly and method of use in hydraulic fracturing applications | |
US10851624B2 (en) | Perforating gun assembly and methods of use | |
WO2007053190A9 (en) | Low debris perforating gun system for oriented perforating | |
US7237486B2 (en) | Low debris perforating gun system for oriented perforating | |
US9267362B2 (en) | Perforators | |
WO2003056129A1 (en) | Shot direction indication device | |
US11156068B2 (en) | Reactive perforating gun to reduce drawdown | |
US20030047313A1 (en) | Drillable core perforating gun and method of utilizing the same | |
WO2016118179A1 (en) | Perforating guns that include metallic cellular material | |
MXPA01000007A (en) | Apparatus and method for perforating and stimulating a subterranean formation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU |