NO342574B1 - Perforeringssystem med lite eller uten bruddstykker - Google Patents

Abstract

En rettet sprengladningsenhet for bruk i et perforeringsapparat som videre omfatter en sprengladningsholder (16) og perforeringsapparathus (10). Sprengladningsholderen innkapsler hovedsakelig den lukkede del av den rettede sprengladning (18) og strekker seg fra den rettede sprengladningens ytre omkrets til den indre diameter av det tilhørende perforeringsapparathus. Den rettede ladningens innkapsling minsker i vesentlig grad innføringen av rester i borehullet som skyldes detonering av de rettede sprengladninger i perforeringsapparathuset. Sprengladningsholderen eller - bæreren (16) kan innbefatte en flerhet av rettede sprengladninger.

Description

Oppfinnelsens bakgrunn

1. Oppfinnelsens område

Oppfinnelsen angår generelt olje- og gassproduksjon. Nærmere bestemt angår den foreliggende oppfinnelse et rettet ladningssystem som ikke lett brytes opp. Enda nærmere bestemt angår foreliggende oppfinnelse et perforeringsapparatsystem som etter detonering av dets tilhørende rettede ladninger minimerer fragmenter av borehullperforeringsapparatfragmenter som dannes under brønnperforeringer.

2. Beskrivelse av beslektet teknikk

GB 2410785 A omtaler et apparat for bruk ved perforering av et borehull som omfatter en adapter for å holde og montere en rettet ladning med en ikkestandardisert størrelse i et standard laderør i en hul bærekanon. Adapteren kan innbefatte en hussammenstilling med en indre boring for å holde en relativt liten rettet ladning og en ytre overflate dimensjonert for montering i et standard laderør via en standard kappe. Alternativt kan adapteren innbefatte en kappe med indre ribber for å opplagre en relativt liten rettet ladning og en utvendig overflate for montering av den rettede ladning i et standard laderør i en relativt stor kanon.

US 2002/189482 A1 omtaler et avfallsfritt perforeringssystem. I en utførelse innbefatter det avfallsfrie perforeringssystemet en hylsefri rettet ladning båret av et massivt laderør, slik som Styrofoam (TM) eller papir. Laderøret kan i tillegg være brennbart og kan være belagt med et oksidasjonsmiddel for å sikre forbrenning.

GB 2390623 A omtaler en perforeringsapparatstreng som vektes eksentrisk for å posisjonere rettede perforeringsladninger i en ønsket orientering. Materiale kan tilføres, fjernes eller komponenter lokalisert utenfor aksen for å oppnå forspenning. Laderøret kan omfatte mange leddede segmenter koplet sammen for å tillate apparatstrengen å bøyes, som forandrer mengden av moment nødvendig for å bevirke rotasjon. Størrelsen av denne effekt er bestemt ved empiriske målinger før utplassering, hvilket tillater forspenningen å justeres for å reflektere den antatte bøyningsgrad. Det er også omtalt en fremgangsmåte for kartlegging av brønnhullskomponenter som benytter en arbeidsstreng med detektorer og et gyroskop.

Perforeringssystemer brukes blant annet i den hensikt å lage hydrauliske kommunikasjonskanaler, kalt perforeringer, i borehull som bores gjennom jordformasjoner slik at forut bestemte soner av jordformasjonene kan forbindes hydraulisk med borehullet. Perforeringer er nødvendig fordi borehull typisk kompletteres ved koaksial innføring av et rør eller fôringsrør i borehullet, og fôringsrøret fastholdes i borehullet ved at sement pumpes inn i ringrommet mellom borehullet og fôringsrøret. Det faststøpte fôringsrør er anordnet i borehullet i den spesielle hensikt å isolere de forskjellige jordformasjoner som gjennomtrenges av borehullet hydraulisk fra hverandre.

Perforeringssystemer omfatter typisk et eller flere perforeringsapparater som er sammenkoplet til en streng, idet disse perforeringsapparatstrenger iblant har en perforeringslengde på mer enn tusen fot. I perforeringsapparatene inngår rettede ladninger som typisk innbefatter et hus, en fôring, og en mengde høyeksplosivt sprengstoff mellom fôringen og huset. Når det høyeksplosive sprengstoff detoneres, vil detoneringskraften føre til at fôringen bryter sammen og støtes ut fra en ende av sprengladningen med meget høy hastighet i et mønster som kalles en ”jet”. Jetten penetrerer fôringsrøret, sementen og en del av formasjonen.

På grunn av den høye kraften fra sprengstoffet, gjør at den rettede ladningen og dens tilhørende bestanddeler ofte splintres i mange bruddstykker som strømmer ut av perforeringsapparatet og inn i fluidene i borehullet. Disse bruddstykker kan tilstoppe i tillegg til å skade innretninger så som strupeventiler og manifolder og derved begrense fluidstrømmen gjennom disse innretninger og eventuelt redusere mengden av hydrokarboner som produseres fra det aktuelle borehull. Det er derfor behov for en anordning og en fremgangsmåte for utførelse av perforeringsoperasjoner som i vesentlig grad kan minske fragmentering av rettede ladninger.

Sammenfatning av oppfinnelsen

Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås ved et perforeringsapparat som omfatter et ringformet perforeringsapparathus; videre kjennetegnet ved en langstrakt massiv metall sprengladningsbeholder innsatt i perforeringsapparathuset, boringer anordnet i en øvre overflate sprengladningsholderen, og en lateral overflate på sprengladningsholderen som forløper mellom motstående laterale sider av den øvre overflate, slik at når sprengsladningsholderen er innført i perforeringsapparathuset er vesentlig alle de laterale overflater i kontakt med perforeringsapparathuset; og

rettede ladninger innen boringene, hver rettet ladning har en åpen ende, sprengstoff i den åpne ende, og en lukket ende, slik at når de rettede ladninger er initiert, opprettholder konfigurasjonen og sammensetningen av sprengladningsholderen den strukturelle integritet av nevnte ladning ved detonasjon av sprengstoffet.

Foretrukne utførelsesformer av perforeringsapparatet er utdypet i kravene 2 til og med 12.

Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås også ved en fremgangsmåte for å perforere et borehull som omfatter:

å tilveiebringe et ringformet perforeringsapparathus; videre kjennetegnet ved å tilveiebringe rettede ladninger som hver har en ladningskappe med en åpen ende og sider, en fôring innført i den åpne ende, og sprengstoff mellom fôringen og ladningskappen;

å tilveiebringe en langstrakt massiv metall sprengladningsholder med en øvre overflate langs lenden av sprengladningsholderen som danner laterale kanter på motstående sider av den øvre overflate og en nedre overflate som forløper imellom de laterale kanter som er profilert slik at når sprengladningsholderen innføres i perforeringsapparathuset, er et vesentlig parti av den nedre overflate i kontakt med perforeringsapparathuset og en spalte er mellom den øvre overflate og perforeringsapparathuset;

å utforme boringer i den øvre overflate av sprengladningsholderen som er adskilt en tilstrekkelig distanse slik at tilstrekkelig sprengladningsholdermateriale er mellom tilstøtende boringer som forhindrer sprengladningsholderfragmentasjon når de rettede ladninger detoneres innen boringene;

å anbringe de rettede ladninger i boringen slik at sprengladningsholderen kontaktene omgir sider av de rettede ladninger;

å innføre sprengladningsholderen med rettede ladninger inn i perforeringsapparathuset;

å anbringe perforeringsapparathuset med sprengladningsholder og rettede ladninger i et borehull;

å detonere de rettede ladninger, og å opprettholde den strukturelle integritet av de rettede ladninger ved detonasjon av sprengstoffet ved hjelp av konfigurasjonen og sammensetningen av sprengladningsholderen; og

å fjerne perforeringsapparathuset fra borehullet og derved også fjerne fra borehullet sprengladningsholderen og vesentlig alt av hver ladnings-kappe.

En foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten er videre utdypet i krav 14.

Det er omtalt en rettet sprengladningsenhet omfattende et perforeringsapparathus, en rettet sprengladning opptatt i perforeringsapparathuset, og en sprengladningsholder anordnet i rommet mellom perforeringsapparathuset og den rettede sprengladning. Sprengladningsholderen fyller i det minste en del av volumet mellom sprengladningens ytre omkrets og perforeringsapparathuset. Det kombinerte volum av sprengladningsholderen og den rettede sprengladning kan i være området fra ca 20% til ca 80% av det totale, tomme volum i perforeringsapparathusets innvendige rom; det frie volum i perforeringsapparathuset kan være i området fra ca 80% til ca 20% av det totale, tomme volum i perforeringsapparathusets innvendige rom. Eventuelt kan det kombinerte volum av sprengladningsholderen og den rettede sprengladning være ca 65% av det totale, tomme volum i perforeringsapparathusets innvendige rom. I den eventuelle utføringsform, kan det frie volum i perforeringsapparathuset være ca 35% av det totale, tomme volum i perforeringsapparathusets innvendige rom.

I en utføringsform av den foreliggende innretning, har den rettede sprengladning en åpen ende, og den rettede sprengladnings enhet omfatter videre en spalte i området mellom den rettede sprengladnings åpne ende og perforeringsapparathuset. Et sprengstoff kan være anordnet i den rettede sprengladning, der sprengladningsholderen opprettholder den rettede sprengladningens strukturelle integritet ved detonering av sprengstoffet. Dessuten kan den rettede sprengladningsenhet videre omfatte en flerhet av rettede sprengladninger. På sprengladningsholderen kan det være anordnet en flerhet av boringer som er utformet til å oppta flerheten av rettede sprengladninger. Boringene kan være anordnet vinkelrett på aksen til sprengladningsholderen og anordnet på hovedsakelig det samme radiale sted rundt sprengladningsholderens akse. I en annen utføringsform kan hver boring være anordnet vinkelrett på aksen til sprengladningsholderen og med innbyrdes avstand rundt sprengladningsholderens akse ved flere radiale steder. Boringene kan også danne et spiralmønster langs sprengladningsholderens ytre overflate.

Hver av de rettede sprengladninger kan ha en åpen ende der hver sprengladningsenhet videre kan omfatte en spalte i området mellom hver av de åpne ender og perforeringsapparathuset. Et sprengstoff kan videre inngå i hver rettet sprengladning, der sprengladningsholderen opprettholder den strukturelle integritet til hver rettet sprengladning ved detonering av sprengstoffene.

Et orienteringslodd kan eventuelt inngå i sprengladningsholderen. Sprengladningsholderen kan også omfatte minst to modulsegmenter. Modulsegmentene kan være utformet i et fasearrangement. I en alternativ utføringsform av sprengladningsenheten, kan sprengladningsholderen bestå av sammenkoplede strenger eller tråder.

Den foreliggende fremstilling omfatter også en sprengladningsenhet omfattende et perforeringsapparathus, en rettet sprengladning opptatt i perforeringsapparathuset der den rettede sprengladning innbefatter en kappe, en fôring i kappen, og sprengstoff mellom kappen og fôringen. Denne utføringsform av en sprengladningsenhet omfatter en sprengladningsholder anordnet i rommet mellom perforeringsapparathuset og den rettede ladning, hvor ladningsbæreren omslutter kappens ytre overflate og minimerer fragmentering under detonering av sprengstoffet. Her kan det kombinerte volum av sprengladningsholderen og sprengladningen være i området fra ca 20% til ca 80% av det totale, tomme volum i det indre rom av perforeringsapparathuset og det frie volum i perforeringsapparathuset kan være i området fra ca 80% til ca 20% av det totale, tomme volum av det indre rom i perforeringsapparathuset. I denne utføringsform kan det kombinerte volum av sprengladningsholderen og sprengladningen være ca 65% av det totale, tomme volum i perforeringsapparathusets indre rom og det frie volum i perforeringsapparathuset kan være ca 35% av det totale, tomme volum i perforeringsapparathusets indre rom. De rettede sprengladninger ifølge denne utføringsform kan være anordnet i et fasearrangement, videre kan sprengladningsenheten i tillegg omfatte et orienteringslodd. Sprengladningsholderen kan eventuelt omfatte minst to modulsegmenter og kan også omfatte sammenkoplede strenger eller tråder.

Kort beskrivelse av de ulike riss i tegningen

Figur 1 viser i perspektiv et tverrsnitt av en utføringsform av en sprengladningsholder.

Figur 2 viser et perspektivriss av en utføringsform av foreliggende oppfinnelse.

Figur 3a og 3b viser perspektivriss av utføringsformer av en sprengladningsholder.

Figur 4a og 4b viser alternative utføringsformer av konstruksjonen til en sprengladningsholder.

Figur 5 viser en segmentert utføringsform av en sprengladningsholder.

Nærmere beskrivelse av oppfinnelsen

Med henvisning til tegningene viser figur 1 et tverrsnitt av en utføringsform av den foreliggende oppfinnelse i et perspektivisk aspekt. Som vist omfatter denne utføringsform et perforeringsapparathus 10, en rettet sprengladning 18, en sprengladningsholder 16, og et valgfritt orienteringslodd 14. Som kjent kan strategisk plassering av orienteringsloddet 14 kombinert med plassering av de rettede ladninger 18 i et forut bestemt arrangement, orientere perforeringssystemet 6 i borehullet for derved å skape ønskede perforeringer i borehullet. I utføringsformen ifølge figur 1 er det viste perforeringsapparathus 10 et langstrakt element med et hovedsakelig sylindrisk tverrsnitt. For de formål som er av betydning her, kan perforeringsapparathuset 10 innbefatte både et perforeringsapparatlegeme eller et perforeringsapparatrør, eller en hvilken som helst annen konstruksjon som er i stand til å holde, oppta og/eller posisjonere rettede ladninger 18 i denne. Imidlertid er perforeringsapparathusets 10 form ikke begrenset til sylindrisk tverrsnitt, men kan omfatte andre former, så som slike som har flerfasetterte, plane sider som sekskanter, åttekanter og lignende. Alternativt kan et perforeringsapparatrør (ikke vist) inngå i sprengladningsenheten og være opptatt koaksialt i perforeringsapparathusets 10 indre radius.

Som vist er den rettede sprengladning 18 opptatt i perforeringsapparathusets 10 indre radius og orientert vinkelrett på perforeringsapparathusets 10 lengde. Den rettede sprengladning 18 omfatter en ladningskappe 34, sprengstoff 32, og en fôring 30. Den her viste anordning kan brukes med hvilken som helst type rettet sprengladning 18, enten ”ferdiglaget” eller spesiallaget med hensyn til spesielle størrelses-, form-, eller ytelsesspesifikasjoner. Sprengladningskappen 34 består av en basisseksjon 36 og vegger 38. Veggene 38 danner en generelt rørformet seksjon som strekker seg opp og bort fra basisseksjonens 36 ytre omkrets. Rommet mellom veggene 38 og basisseksjonen 36 er formet for å oppta sprengstoffet 32 og fôringen 30. Fortrinnsvis har basisseksjonen 36 en bolleformet innvendig omkrets, slik at dens indre og ytre overflater krummer parallelt med basisseksjonens 36 akse 42 idet overflatene beveger seg bort fra aksen 42. Veggene 38 og basisseksjonen 36 møtes omtrent ved det punkt der sprengladningskappens 34 innvendige overflate er hovedsakelig parallell med aksen 42. Basisseksjonen 36 omfatter videre en tennladning 20 for antenning av sprengstoffet 32 i sprengladningsfôringen 34.

Den rettede sprengladning 18 i figur 1 er orientert i perforeringsapparathuset 10 slik at sprengladningskappens 34 åpne ende 19 peker mot den valgfrie tungen 12 som er utformet på perforeringsapparathusets 10 ytre overflate. Som kjent minsker tungens 12 nærvær materialmengden av perforeringsapparathuset som den detonerende sprengladning må trenge gjennom, og bedrer derved ytelsen til den rettede sprengladningens perforeringspenetrering.

Sprengladningsholderen 16 i utføringsformen ifølge figur 1 opptar minst en del av rommet mellom perforeringsapparathuset 10 innvendige overflate og sprengladningskappen 34. Dessuten omslutter sprengladningsholderen 16 hovedsakelig sprengladningskappens 14 utvendige overflate ved dens basis og langs dens lengde, men sprengladningsholderen strekker seg ikke inn i området over sprengladningens åpne ende 19. Det er en spalte 21 mellom sprengladningens 18 åpne ende 19 og perforeringsapparathusets 10 indre radius for å gjøre det mulig å danne sprengladningsjetten når den strømmer ut av sprengladningen 18. I de utføringsformer som ikke omfatter et orienteringslodd 14, kan dessuten sprengladningsholderen 16 oppta rommet der orienteringsloddet 14 holder til.

Det frie volum av utføringsformen ifølge figur 1, det vil si det volum i perforeringsapparathusets 10 innvendige omkrets som ikke opptas av sprengladningen 18, sprengladningsholderen 16, eller orienteringsloddet 14 kan være i området fra ca 20% til ca 80% av det totale, tomme volum av perforeringsapparathusets innvendige rom. Det frie volum av perforeringssystemet 6 kan oppta omgivelsesluft, trykkluft, eller en annen gass ved omgivelsestilstander eller trykksatt. Det stoffet som opptar det frie rom er ikke begrenset til gasser, men kan omfatte annet stoff med lav densitet. Det massive volum, det vil si det totale volum av sprengladningsholderen 16 og sprengladningen 18 (og eventuelt orienteringsloddet 14), kan oppta det øvrige rom i perforeringsapparathuset 10, og kan således være i området fra ca 80% til ca 20% av det totale, tomme volum av perforeringsapparathusets innvendige rom.

I en utføringsform av den foreliggende oppfinnelse, opptar det frie romvolum omtrent 35% av det totale, tomme volum av perforeringsapparathusets innvendige rom. Denne utføringsform sørger således for at volumet til sprengladningsholderen 16 og sprengladningen 18 (og eventuelt orienteringsloddet 14) blir omkring 65% av det totale, tomme volum av perforeringsapparathusets innvendige rom. Disse volumforhold mellom fritt rom/massivt volum er ikke avhengig av antallet av sprengladninger 18 i sprengladningsholderen 16, men kan anvendes på sprengladningsholderen 16 som har hvilket som helst antall tilknyttede sprengladninger 18, selv slike som har bare én sprengladning 18.

Sprengladningsholderen 16 skal være i stand til å fastholde sprengladningen 18 under dens detonering, det vil si at sprengladningsholderens materiale skal ha tilstrekkelig strukturell integritet til at den ikke splintres eller fragmenteres under drift. Et kriterium for valg av et passende materiale, er å velge materialer hvis densitet er større enn 19 g/cm<3>. Egnede materialer omfatter således metaller så som stål, aluminium, nikkel, messing, kopper og andre duktile metaller bare for å nevne noen få. Materialvalget er ikke begrenset til metaller, men kan også omfatte sand, sementholdige materialer, vann, tre, plast, og polymermaterialer.

Dessuten trenger ikke materialet til sprengladningsholderen 16 være ensartet, men kan bestå av en kombinasjon av to eller flere ulike typer av materialer. For eksempel kan sprengladningsholderen 16 bestå av forskjellig lag av materialer der materialene er forskjellige i høyderetningen. Videre kan høyfaste bånd (ikke vist) innføres i hullene 17 for å gi en forsterkningsbuffer rundt sprengladningene 18, mens den øvre del av sprengladningsholderen 16 kan ha lavere fasthet og deretter lavere densitet enn båndene. Det skal påpekes at sprengladningsholderen 16 ikke trenger å være massiv, men isteden kan ha en konstruksjon utformet med flere tomrom. Et eksempel kan være et substrat som består av flere strenger eller tråder, eller mattelignende ledd som er strukturelt sammenkoplet. Mer spesielle eksempler omfatter cellestruktur 16a som vist i figur 4a og en trekkspillstruktur 16b som vist i figur 4b.

Utføringsformen vist i figur 2 er vist i et perspektivisk, utspilt riss. I figur 2 er sprengladningsholderen 16 vist utformet med boringer 17 vinkelrett på sprengladningsholderens 16 akse. Boringene 17 strekker seg gjennom sprengladningsholderen 16 og er profilert slik at den er tilpasset profilen til veggene 38 og sprengladningskappens 34 basisseksjon 36. Følgelig blir sprengladningene 18 tettsluttende opptatt i boringenes 17 indre omkrets. Selv om de viste boringer 17 er anordnet på linje i stort sett samme radiale posisjon på sprengladningsholderen 16, kan boringene være formet ved en hvilken som helst radial posisjon på holderen 16. Som med mange perforeringssystemer, kan de rettede sprengladninger 18 være "faset” slik at de er plassert i perforeringssystemet 6 for å detonere ved flere radiale posisjoner rundt sprengladningsholderen 16. Den spesielle ladningsfasen er avhengig av den spesielle anvendelse av perforeringssystemet 6 og følgelig er mange fasescenarier tilgjengelige. I figur 2 er det sammen med perforeringssystemet 6 også vist koplingsstykker 22 for sammenkopling av tilstøtende segmenter i perforeringssystemet 6. Det er også vist en anslagsring 24 som brukes til å sikre sprengladningsholderen 16 i riktig orientering, slik at sprengladningene 18 er rettet inn på linje med sine respektive tunger 12.

Motstøtende boringer 17 må ha en tilstrekkelig mengde av ladningsholdermateriale mellom seg for å motstå detoneringskraften fra sprengstoffet for derved å hindre fragmentering av sprengladningsholderen 16. Avstanden mellom tilstøtende boringer 17 avhenger av typen av materialer som brukes til å utforme sprengladningsholderen 16. En sprengladningsholder 16 som er utformet av materialer som har lav flytegrense vil kreve mer materiale mellom tilstøtende boringer 17 enn en holder 16 som er laget av et materiale som har høy flytegrense. Fagmenn på området kan bestemme den nødvendige avstand med hensyn til hvert spesielt materiale som brukes ved fremstilling av ladningsholderen 16 uten særlig eksperimentering. Likeledes må en viss mengde av ladningsholderens 16 materiale være tilstede mellom enden av ladningsholderen 16 og den ytterste sprengladningen 18 for å supplere elastisiteten eller fjæringen til ladningsholderenden for å hindre fragmentering under detonering av sprengladningen 18. Hvor mye materiale som kreves avhenger av materialets fysiske egenskaper - dette kan også bestemmes av fagmenn på området.

Impedansbarrierer 26 kan være utformet på sprengladningsholderen 16 mellom hver boring 17. Impedansbarrierene 26 er kanaler som er skåret eller formet vinkelrett på ladningsholderens 26 akse 28. Disse kanaler kan simpelthen være luftfylte tomrom mellom boringene 17, eller kan være fylt med støtabsorberende materiale så som bomull, gummi, polymersammensetninger, plast, kork, filt, eller lignende materialer. Forekomsten av impedansbarrierene 26 virker til å eliminere støtbølgeinterferens som kan overføres fra en sprengladning 18 til en nabosprengladning 18. Ytterligere utføringsformer av sprengladningsholderen (16a, 16b) er vist i figur 3a og 3b. Med hensyn til figur 3a, har ladningsholderen 16a et heksagonalt tverrsnitt der den ytre omkrets består av plane sider 15 som er forbundet ved sine respektive ender. Boringene 17 er utformet i sidene 15, og kan være plassert i hvilket som helst mønster avhengig av konstruksjonskravene til det spesielle perforeringssystem 6. For øvrig er utføringsformen ifølge figur 3a ikke begrenset til sekssidede elementer, men kan omfatte hvilke som helst antall plane sider 15. Med hensyn til utføringsformen i figur 3b, er det her vist en ladningsholder 16b med tilhørende boringer 17 anordnet i et spiralmønster langs sin lengde. Andre slissemønstre omfatter et skruelinjearrangement, flere spiraler, innbyrdes forskjøvet, høy densitet, eller hvilket som helst annet kjent eller senere utviklet slissearrangement.

Figur 5 viser en utføringsform av en sprengladningsholder 16a som består av modulsegmenter (42a, 42b, 42c). Her har hver av segmentene (42a, 42b, 42c) en boring 17a (vist med brutt ytterlinje) som er utformet gjennom dens øvre flate 44. Som vist opptar hver boring 17a en rettet sprengladning 18. Sideflatene 46 på hvert segment (42a, 42b, 42c) er krumme og formet slik at de passer innvendig i et perforeringsapparatrør eller perforeringsapparatlegeme. Segmentenes (42a, 42b, 42c) distale sider 48 er generelt plane. Hvert segment er fortrinnsvis festet til hvert nabosegment enten ved hjelp av stifter (ikke vist), sveising, eller hvilket som helst annen type festemiddel som er egnet til å feste segmentene. Selv om segmentene (42a, 42b, 42c) i figur 5 er vist i en faset konfigurasjon, kan segmentene (42a, 42b, 42c) være rettet inn på linje slik at deres respektive sprengladninger 34 kan avfyres i en rett linje. Det skal påpekes at de ovenfor omtalte volumverdier er anvendbare på hvert enkelt segment, eller segmentene som helhet. For eksempel kan det kombinerte volum av segmentet 42a og dets tilsvarende sprengladning 34a være i området fra ca 80% til ca 20% av det totale, tomme volum av det indre rom av den del av perforeringsapparathuset som opptas av segmentet 42a.

Følgelig vil det frie volum som opptar rommet mellom segmentet 42a og dets tilsvarende sprengladning 34 være i området fra ca 20% til ca 80% av det totale, tomme volum av det indre rom av den del av perforeringsapparathuset som opptas av segmentet 42a. Likeledes kan det kombinerte volum av alle segmenter (42a, 42b, 42c) og deres respektive sprengladninger 34, oppta fra 80% til ca 20% av det totale, tomme volum av det indre rom av den del av perforeringsapparathuset som opptas av disse segmenter (42a, 42b, 42c). Dette resulterer således i at et fritt volum mellom segmentene (42a, 42b, 42c) og deres tilsvarende sprengladninger 34 er i området fra ca 20% til ca 80% av det totale, tomme volum av det indre rom av den del av perforeringsapparathuset som opptas av segmentet 42a. Dessuten omfatter utføringsformen ifølge figur 5 et forhold mellom fast volum og fritt volum på 65% til 35%, for enkeltsegmenter og for kombinasjonen som helhet.

Selv om detonering av sprengladningene 18 i det viste perforeringssystem 6 fører til noe skade på bestanddelene, holdes bruddstykkene innenfor perforeringsapparathuset 10. Når perforeringssystemet 6 trekkes opp fra borehullet etter bruk, vil følgelig enten ingen rester, eller en betydelig mengde rester, være igjen i borehullet. Således vil bruk av den foreliggende anordning i vesentlig grad minske faren for tilstopping på grunn av splintrede bestanddeler.

Den foreliggende oppfinnelse som her beskrevet, er derfor velegnet til å utføre oppgavene og oppnå de nevnte formål og fordeler, samt andre iboende fordeler. Selv om en for tiden foretrukket utføringsform av oppfinnelsen er omtalt for å forklare oppfinnelsen, finnes det tallrike endringer i detaljene ved prosedyrene for å oppnå de ønskede resultater innenfor omfanget av de vedføyde kravene.

Claims (14)

PATENTKRAV

1. Perforeringsapparat som omfatter:

et ringformet perforeringsapparathus (10);

videre k a r a k t e r i s e r t v e d

en langstrakt massiv metall sprengladningsbeholder (16) innsatt i perforeringsapparathuset (10), boringer (17) anordnet i en øvre overflate sprengladningsholderen (16), og en lateral overflate på sprengladningsholderen (16) som forløper mellom motstående laterale sider av den øvre overflate, slik at når sprengsladningsholderen (16) er innført i perforeringsapparathuset (10) er vesentlig alle de laterale overflater i kontakt med perforeringsapparathuset (10); og

rettede ladninger (18) innen boringene (17), hver rettet ladning (18) har en åpen ende (19), sprengstoff (32) i den åpne ende (19), og en lukket ende, slik at når de rettede ladninger (18) er initiert, opprettholder konfigurasjonen og sammensetningen av sprengladningsholderen (16) den strukturelle integritet av nevnte ladning (18) ved detonasjon av sprengstoffet.

2. Perforeringsapparat ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t sprengladningsholdermaterialets tetthet er i det minste omkring 19 g/cc.

3. Perforeringsapparat ifølge krav 2,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t nevnte sprengladningsholder (16) består av et vesentlig ikke-skjørt substrat bestående av vevlignende forbindelser som er strukturelt sammenkoplet.

4. Perforeringsapparat ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t det kombinerte volum av sprengladningsholderen (16) og den rettede ladning (18) er omkring 65% av det totale tomme volum av perforeringsapparathusets (10) indre rom og hvori det frie volum innen perforeringsapparathuset (10) er omkring 35% av det totale tomme volum av perforeringsapparathusets indre rom.

5. Perforeringsapparat ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t det videre omfatter en spalte (21) i området mellom den åpne ende (19) av den rettede ladning (18) og perforeringsapparathuset (10).

6. Perforeringsapparat ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t det videre omfatter mangfoldhet av boringer (17) i sprengladningsholderen (16) med rettede ladninger (18) deri.

7. Perforeringsapparat ifølge krav 6,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t boringer (17) er anordnet perpendikulær til aksen av sprengladningsholderen (16), og hver av nevnte boringer er anbrakt ved vesentlig den samme radiale lokalisering omkring aksen til sprengladningsholderen (16).

8. Perforeringsapparat ifølge krav 6,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t hver av nevnte boringer (17) er anordnet perpendikulær til aksen av sprengsladningsholderen (16), og hver av nevnte boringer (17) er adskilt omkring aksen av sprengladningsholderen (16) ved flere radiale lokaliseringer.

9. Perforeringsapparat ifølge krav 6,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t nevnte boringer (17) danner et spiralmønster langs den ytre overflate av nevnte sprengladningsholder (16).

10. Perforeringsapparat ifølge krav 6,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t hver av nevnte mangfoldighet av rettede ladninger (18) har en åpen ende (19) og hvori nevnte rettede ladningssammenstilling videre omfatter en spalte (21) i området mellom hver av nevnte åpne ender (19) og perforeringsapparathuset (10).

11. Perforeringsapparat ifølge krav 10,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t det videre omfatter sprengstoff innen hver rettet ladning (18), hvori nevnte sprengladningsholder (16) opprettholder den strukturelle integritet av hver rettet ladning (18) ved detonasjon av sprengstoffene.

12. Perforeringsapparat ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t nevnte sprengladningsholder (16, 16a) omfatter i det minste to modulsegmenter (42a, 42b, 42c).

13. Fremgangsmåte for å perforere et borehull som omfatter:

å tilveiebringe et ringformet perforeringsapparathus (10);

videre k a r a k t e r i s e r t v e d

å tilveiebringe rettede ladninger (18) som hver har en ladningskappe (34) med en åpen ende og sider, en fôring (30) innført i den åpne ende (19), og sprengstoff mellom fôringen (30) og ladningskappen (34);

å tilveiebringe en langstrakt massiv metall sprengladningsholder (16) med en øvre overflate langs lenden av sprengladningsholderen (16) som danner laterale kanter på motstående sider av den øvre overflate og en nedre overflate som forløper imellom de laterale kanter som er profilert slik at når sprengladningsholderen (16) innføres i perforeringsapparathuset (10), er et vesentlig parti av den nedre overflate i kontakt med perforeringsapparathuset (10) og en spalte (21) er mellom den øvre overflate og perforeringsapparathuset (10);

å utforme boringer (17) i den øvre overflate av sprengladningsholderen (16) som er adskilt en tilstrekkelig distanse slik at tilstrekkelig sprengladningsholdermateriale er mellom tilstøtende boringer (17) som forhindrer sprengladningsholderfragmentasjon når de rettede ladninger (18) detoneres innen boringene (17);

å anbringe de rettede ladninger (18) i boringen slik at sprengladningsholderen (16) kontaktene omgir sider av de rettede ladninger (18);

å innføre sprengladningsholderen (16) med rettede ladninger (18) inn i perforeringsapparathuset (10);

å anbringe perforeringsapparathuset (10) med sprengladningsholder (16) og rettede ladninger (18) i et borehull;

å detonere de rettede ladninger (18), og å opprettholde den strukturelle integritet av de rettede ladninger (18) ved detonasjon av sprengstoffet ved hjelp av konfigurasjonen og sammensetningen av sprengladningsholderen (16); og å fjerne perforeringsapparathuset (10) fra borehullet og derved også fjerne fra borehullet sprengladningsholderen (16) og vesentlig alt av hver ladningskappe (34).

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t den videre omfatter å bestemme mengden av materiale nødvendig mellom tilstøtende boringer (17) slik at den rettede ladningsdetonasjon ikke fragmenterer sprengladningsholderen (16).