RU2062866C1

RU2062866C1 - Method for assembling sectional jet perforator

Info

Publication number: RU2062866C1
Application number: RU93035273A
Authority: RU
Original assignee: Волдаев Николай Александрович
Priority date: 1993-07-07
Filing date: 1993-07-07
Publication date: 1996-06-27

Abstract

FIELD: oil production, assembly of jet perforators to open productive spaces of up to 300 m and more in vertical, and preferentially, in horizontal wells. SUBSTANCE: sections are joint and sealing joint units are assembled for all the length of perforator casing. The casing is lowered in the well to the depth of pressurization. The casing is squeezed with operating pressure. The casing is lifted of the well and hung from well mouth by its upper end. Then casing is tested for integrity by inserting an instrument inside the casing to its lower end. Charge string is assembled and charge is placed in the casing followed by coupling string skeletons for all perforator length. The unit string is descended in casing cavity and secured by upper section or support of the lower end. EFFECT: high efficiency. 5 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам сборки кумулятивных перфораторов для вскрытия интервалов большой протяженности (до 300 и более метров) в вертикальных и, преимущественно, горизонтальных скважинах. The invention relates to the mining industry, in particular to methods for assembling cumulative perforators for opening long-range intervals (up to 300 and more meters) in vertical and, mainly, horizontal wells.

Известен способ сборки секционного корпусного кумулятивного перфоратора, предусматривающий соединение зарядов с детонирующим шнуром на каркасах с установкой на концах детонирующего шнура детонаторов-усилителей для передачи детонации, установку каркасов в трубные секции корпуса, навинчивание по концам секций переходников с узкими осевыми отверстиями для размещения детонаторов-усилителей, последовательное соединение секций между собой на устье скважины (I). A known method of assembling a sectional case shaped-charge perforator, comprising connecting charges with a detonating cord on the frames with installing detonator-amplifiers at the ends of the detonating cord for transmitting detonation, installing frames in the tube sections of the housing, screwing on the ends of the adapter sections with narrow axial holes to accommodate the detonator-amplifiers , the serial connection of the sections together at the wellhead (I).

Недостатками способа являются высокая трудоемкость сборки и недостаточная надежность перфоратора. The disadvantages of the method are the high complexity of the Assembly and the lack of reliability of the hammer.

Наиболее блиэким к предлагаемому способу является способ сборки секционного корпусного кумулятивного перфоратора, включающий сборку гирлянд зарядов с детонирующим шнуром на каркасах, заряжение трубных секций корпуса перфоратора, сборку узлов герметизации стыков и последовательную стыковку секций с подвешиванием их на устье скважины (II). The most flashing to the proposed method is a method of assembling a sectional case shaped-charge perforator, including assembling garlands of charges with a detonating cord on the frames, charging the tube sections of the perforator body, assembling the joints for sealing joints and sequentially docking the sections by hanging them at the wellhead (II).

Способ имеет следующие недостатки: 1) С увеличением длины перфоратора, предназначенного для вскрытия интервалов большой протяженности (до 300 и более метров), в детонационной цепи перфоратора увеличивается количество устройств передачи детонации, надежность каждого из которых недостаточно высока; следовательно, резко возрастает вероятность прерывания детонации с последующими тяжелыми аварийными последствиями, возникающими при отказе детонационной цепи в корпусных перфораторах. 2) Промысловый опыт перфорации показывает, что в перфораторах длиной свыше 60 метров часто не срабатывают последние секции. Причиной отказов является "эффект хлыста", который возникает в перфораторах при наличии в детонационной цепи узлов передачи детонации практически всех типов (в том числе и детонаторов усилителей, применяемых в аналоге /I/). Причем этот эффект проявляется тем сильнее, чем длиннее перфоратор. Механизм эффекта состоит в следующем: при взрыве кумулятивных зарядов в трубе корпуса перфоратора возникают продольные возмущения - следующие друг за другом с высокой частотой волны сжатия, которые распространяются по корпусу в направлении наконечника со скоростью звука в стали (около 5 км/с. ). Осевая скорость фронта детонации по детонирующему шнуру превышает 6 км/с, но в узлах передачи детонации вследствие задержек, обусловленных принципом действия этих устройств, скорость фронта значительно снижается. Средняя скорость фронта детонации оказывается меньше скорости распространения возмущений по корпусу, в результате чего имеет место процесс "накачки" энергией непростреленной хвостовой части перфоратора. Волны сжатия, достигнув наконечника, порождают распространяющиеся с той же скоростью в обратном направлении волны разгрузки. Это приводит к тому, что непростреленные секции подвергаются сложному высокочастотному нагружению, возникающему в результате взаимодействия волн сжатия и растяжения, интенсивность которого нарастает по мере приближения фронта детонации к наконечнику. В условиях такого нагружения, когда характерные скорости переходных процессов при инициировании детонации и скорости возмущений оказываются одного порядка, узлы передачи детонации резко снижают надежность. 3) С увеличением длины перфоратора возникает необходимость проверки герметичности многочисленных уплотняемых соединений трубных секций. Сборка перфоратора по известному способу не позволяет спрессовать незаряженные секции эксплуатационным давлением без последующей разборки корпуса для заряжения. The method has the following disadvantages: 1) With an increase in the length of the perforator, designed to open intervals of great length (up to 300 meters or more), the number of detonation transmission devices in the detonation chain of the perforator increases, the reliability of each of which is not high enough; consequently, the probability of interruption of detonation with subsequent severe emergency consequences arising from the failure of the detonation circuit in case perforators increases sharply. 2) Field experience of perforation shows that the last sections often do not work in perforators longer than 60 meters. The cause of failures is the “whip effect” that occurs in perforators when there are practically all types of detonation transmission nodes in the detonation chain (including the amplifier detonators used in the analogue / I /). Moreover, this effect is manifested the stronger, the longer the punch. The mechanism of the effect is as follows: during the explosion of cumulative charges in the tube of the perforator body, longitudinal perturbations arise - successive compression waves that follow each other along the body in the direction of the tip with the speed of sound in steel (about 5 km / s). The axial velocity of the detonation front along the detonating cord exceeds 6 km / s, but at the detonation transmission nodes, due to delays due to the principle of operation of these devices, the front speed is significantly reduced. The average velocity of the detonation front turns out to be less than the velocity of propagation of disturbances over the body, as a result of which there is a process of "pumping" the energy of the unshooted tail of the perforator. Compression waves, reaching the tip, generate unloading waves propagating at the same speed in the opposite direction. This leads to the fact that the unshooted sections are subjected to complex high-frequency loading resulting from the interaction of compression and tensile waves, the intensity of which increases as the detonation front approaches the tip. Under the conditions of such loading, when the characteristic rates of the transient processes upon initiation of detonation and the perturbation velocity turn out to be of the same order, the knock transfer nodes sharply reduce reliability. 3) With the increase in the length of the perforator, it becomes necessary to check the tightness of the numerous sealing joints of the pipe sections. The assembly of the perforator according to the known method does not allow to compress uncharged sections with operational pressure without subsequent disassembly of the housing for charging.

Техническим результатом целью изобретения является повышение надежности путем исключения из детонационной цепи перфоратора устройств передачи детонации между секциями и обеспечения возможности предварительной проверки герметичности при эксплуатационном давлении полностью состыкованного корпуса за счет исключения необходимости разборки узлов герметизации стыков секций перед заряжением. The technical result of the invention is to increase reliability by eliminating detonation transmission devices between sections from the detonation chain of the perforator and to enable preliminary tightness testing at the operating pressure of a fully docked housing by eliminating the need to disassemble the sealing joints of the section joints before charging.

Необходимый технический результат достигается тем, что в способе сборки секционного корпусного кумулятивного перфоратора, включающем сборку гирлянд зарядов с детонирующим шнуром на каркасах, заряжание трубных секций корпуса перфоратора, сборку узлов герметизации стыков и последовательную стыковку секций с подвешиванием их на устье скважины, перед заряжением производят стыковку трубных секций и сборку узлов герметизации стыков на всю длину корпуса перфоратора, опускают корпус в скважину на глубину опрессовки, обдавливают эксплуатационным давлением, поднимают корпус из скважины и подвешивают на устье за его верхний конец, затем проверяют герметичность корпуса путем спуска прибора в полость корпуса до его нижнего конца, а сборку гирлянды и заряжание выполняют с последовательным сращиванием каркасов на всю длину перфоратора, спуском единой гирлянды в полость корпуса и закреплением ее в верхней секции или опорой на нижний конец. The required technical result is achieved by the fact that in the method of assembling a sectional case shaped-charge perforator, including assembling garlands of charges with a detonating cord on the frames, charging the tube sections of the perforator body, assembling the joints of the joints and sequentially docking the sections by hanging them at the wellhead, they are docked before charging pipe sections and assembly of joints for sealing joints along the entire length of the perforator body, lower the body into the well to the depth of crimping, pressurize the ion pressure, lift the housing from the well and hang it at the mouth at its upper end, then check the tightness of the housing by lowering the device into the cavity of the housing to its lower end, and the garland is assembled and charged with sequential splicing of the frames over the entire length of the drill, lowering a single garland into body cavity and fixing it in the upper section or resting on the lower end.

На фиг. 1-5 иллюстрируется последовательность операций способа сборки перфоратора. In FIG. 1-5, a flowchart of a punch assembly method is illustrated.

Незаряженные трубные секции 1 (фиг.1 ) соединяют на устье скважины муфтами 2. Нижнюю секцию заглушают наконечником 3. Собранные секции подвешивают на элеваторе 4. Очередную трубную секцию подают на сборку подземным механизмом 5. После сборки корпуса верхнюю секцию заглушают пробкой 3 (фиг.2 ), к пробке присоединяют трубы 7, на которых незаряженный корпус спускают в скважину. Устье скважины оборудуют фонтанной арматурой 8, и корпус спрессовывают эксплуатационным давлением скважинной жидкости 6. Затем корпус извлекают из скважины и подвешивают на устье за горловину верхней секции на элеваторе (фиг. 3 ), из горловины извлекают пробку. Проводят контроль герметичности спуском прибора 12 до наконечника 3. Далее собирают гирлянду зарядов на каркасе 9 (фиг. 4 ), устанавливают детонирующий шнур 10, который сматывают с бухты, последовательно наращивают длину гирлянды и спускают ее в корпус подземным механизмом 5. Собранную гирлянду закрепляют в горловине верхней секции в узле крепления 11 (фиг.5), затем устанавливают головку перфоратора 13 и присоединяют трубы 7. Uncharged pipe sections 1 (Fig. 1) are connected at the wellhead with couplings 2. The bottom section is drowned with a tip 3. The assembled sections are suspended at the elevator 4. The next pipe section is fed for assembly by the underground mechanism 5. After assembly of the casing, the upper section is plugged with stopper 3 (Fig. 1). 2), tubes 7 are attached to the cork, on which the uncharged body is lowered into the well. The wellhead is equipped with fountain fittings 8, and the body is pressed with the operating pressure of the wellbore fluid 6. Then, the body is removed from the well and suspended at the mouth of the upper section neck at the elevator (Fig. 3), the cork is removed from the neck. The tightness control is carried out by lowering the device 12 to the tip 3. Next, collect the garland of charges on the frame 9 (Fig. 4), install the detonating cord 10, which is wound from the bay, sequentially increase the length of the garland and lower it into the body with an underground mechanism 5. The assembled garland is fixed in the neck of the upper section in the mount 11 (figure 5), then set the head of the punch 13 and connect the pipe 7.

В случае, если каркас имеет достаточную жесткость, возможно опирание собранной гирлянды на наконечник 3 без закрепления ее в верхней секции. ЫЫЫ2 ЫЫЫ4 If the frame has sufficient rigidity, it is possible to support the assembled garland on the tip 3 without fixing it in the upper section. YYY2 YYY4

Claims

A method of assembling a sectional casing cumulative perforator, including assembling a string of charges with detonating borehole on the frames, loading the tube sections of the perforator body, assembling the joints of the joints and sequentially docking the sections with hanging them at the wellhead, characterized in that the tube sections are docked and charged before charging joints sealing joints along the entire length of the perforator body, lower the body into the well to the depth of crimping, pressurize with operating pressure, raise the body and wells and suspended at the mouth at its upper end, then check the tightness of the housing by lowering the device into the cavity of the housing to its lower end, and the garland is assembled and charged with sequential splicing of the frames over the entire length of the drill, lowering a single garland into the cavity of the housing and securing it in upper section or resting on the lower end.