RU2129654C1 - Device for perforating deep wells - Google Patents
Device for perforating deep wellsInfo
- Publication number
- RU2129654C1 RU2129654C1 RU97108499A RU97108499A RU2129654C1 RU 2129654 C1 RU2129654 C1 RU 2129654C1 RU 97108499 A RU97108499 A RU 97108499A RU 97108499 A RU97108499 A RU 97108499A RU 2129654 C1 RU2129654 C1 RU 2129654C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- detonator
- fluid
- detonating cord
- pressure
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности, а именно - к устройствам для перфорации скважин, преимущественно глубоких. The invention relates to the field of oil and gas industry, namely, to devices for perforating wells, mainly deep.
Известно устройство для перфорации скважин, содержащее ленту, подсоединенную к геофизическому кабелю, заряды, детонатор, детонирующий шнур, установленные на ленте (см.Григорян Н.Г. Вскрытие нефтегазовых пластов стреляющими перфораторами., М., Недра, 1982, 263 с.). A device for perforating wells is known that contains a tape connected to a geophysical cable, charges, a detonator, a detonating cord mounted on a tape (see Grigoryan N.G. Opening of oil and gas strata with perforating guns., M., Nedra, 1982, 263 pp.) .
Недостатками этого устройства является то, что все его элементы открыты и контактируют непосредственно с агрессивной скважинной жидкостью. Кроме того, на больших глубинах гидростатическое давление столба скважинной жидкости способно разрушить заряды, детонатор и детонирующий шнур. The disadvantages of this device is that all its elements are open and are in direct contact with aggressive well fluid. In addition, at great depths, the hydrostatic pressure of a wellbore column can destroy charges, a detonator, and a detonating cord.
Эти недостатки устранены в устройстве, принятом за прототип предложенного решения. Это устройство содержит корпус с герметичными уплотнениями, подсоединенный к геофизическому кабелю, заряды, детонатор, детонирующий шнур, установленные в корпусе (см. Прострелочно-взрывная аппаратура. Справочник под редакцией Л.Я. Фридляндера. 2-е издание, М., Недра, 1990, с.33-48). These disadvantages are eliminated in the device adopted as a prototype of the proposed solution. This device contains a housing with hermetic seals connected to the geophysical cable, charges, a detonator, a detonating cord installed in the housing (see Shooting and explosive equipment. Handbook edited by L.Ya. Fridlyander. 2nd edition, M., Nedra, 1990, p. 33-48).
Недостатком данного устройства является то, что герметичный корпус выдерживает давление скважинной жидкости всего до 60-70 МПа. При более высоких давлениях корпус разрушается и, следовательно, разрушаются все расположенные внутри корпуса элементы, для которых указанные значения давлений практически также являются предельными. Давление 60-70 МПа может иметь место в скважинах глубиной 5-6 км. Таким образом, перфорацию в глубоких скважинах данным устройством выполнить не представляется возможным. The disadvantage of this device is that the sealed housing withstands the pressure of the well fluid up to 60-70 MPa. At higher pressures, the casing is destroyed and, therefore, all elements located inside the casing are destroyed, for which the indicated pressure values are almost also limiting. A pressure of 60-70 MPa can occur in wells with a depth of 5-6 km. Thus, perforation in deep wells with this device is not possible to perform.
Задачей настоящего изобретения является создание устройства для перфорации, способного работать в любых глубоких и сверхглубоких (до 10 и более км) скважинах, выдерживая давление и не разрушаясь. The objective of the present invention is to provide a device for perforation, capable of working in any deep and superdeep (up to 10 or more km) wells, withstanding pressure and not collapsing.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для перфорации скважин, содержащем корпус с герметичными уплотнениями, подсоединенный к геофизическому кабелю, заряды, детонатор, детонирующий шнур, установленные в корпусе, - внутрь корпуса залита жидкость, сообщающаяся со скважинной жидкостью через регулятор давления, выполненный в виде системы из полости с воздухом и взаимодействующих между собой поршней разного диаметра с уплотнениями, соотношение площадей которых в поперечном сечении выполнено с условием обеспечения герметичности и прочности корпуса, заряда, детонатора, детонирующего шнура и определяется по формулам
S1/S2 = P2/P1; (1)
где S1 - площадь в поперечном сечении поршня, контактирующего со скважинной жидкостью;
S2 - площадь в поперечном сечении поршня, контактирующего с жидкостью в корпусе;
S3 - минимальная площадь в опасном сечении корпуса, заряда, детонатора или детонирующего шнура;
P1 - давление жидкости в скважине;
P2 - минимально допустимое давление жидкости в корпусе, рассчитываемое по формуле (2);
σсж.min - минимальное значение напряжения сжатия, выбранное из ряда минимально допустимых напряжений сжатия для корпуса, заряда, детонатора или детонирующего шнура.This object is achieved in that in a device for perforating wells, comprising a housing with hermetic seals connected to a geophysical cable, charges, a detonator, a detonating cord installed in the housing, a fluid is poured into the housing, communicating with the borehole fluid through a pressure regulator made in the form of a system of a cavity with air and pistons of different diameters interacting with each other with seals, the ratio of the areas of which in the cross section is made with the condition of ensuring tight spine and body strength, charge, the detonator and the detonating cord is defined by the formulas
S 1 / S 2 = P 2 / P 1 ; (1)
where S 1 is the cross-sectional area of the piston in contact with the well fluid;
S 2 - the cross-sectional area of the piston in contact with the liquid in the housing;
S 3 - the minimum area in a dangerous section of the housing, charge, detonator or detonating cord;
P 1 - fluid pressure in the well;
P 2 - the minimum allowable fluid pressure in the housing, calculated by the formula (2);
σ squeeze min - the minimum value of the compression stress selected from a number of the minimum allowable compressive stresses for the housing, charge, detonator or detonating cord.
Наличие в корпусе устройства жидкости, сообщающейся со скважинной жидкостью через регулятор давления, создает и автоматически поддерживает внутри перфоратора расчетное давление такой величины, которая обеспечивает безопасную разность давлений в скважине и в перфораторе, что исключает разрушение корпуса и других частей перфоратора. The presence in the device casing of fluid communicating with the borehole fluid through the pressure regulator creates and automatically maintains inside the punch a design pressure of such a value that provides a safe pressure difference in the borehole and in the punch, which eliminates the destruction of the casing and other parts of the punch.
На чертеже представлен продольный разрез устройства для перфорации глубоких скважин. The drawing shows a longitudinal section of a device for perforating deep wells.
Перфоратор содержит корпус 1 с герметичными уплотнениями 2, подсоединенный к геофизическому кабелю 3. В корпусе 1 установлены заряды 4, детонатор 5, детонирующий шнур 6. Внутрь корпуса 1 залита жидкость 7. В нижней части корпуса 1 установлен регулятор давления, выполненный в виде системы из полости с воздухом 8 и соединенных между собой поршней разного диаметра - поршня 9, контактирующего со скважинной жидкостью, и поршня 10, контактирующего с жидкостью 7 в корпусе 1. На поршнях 9 и 10 установлены уплотнения 11. The perforator contains a housing 1 with hermetic seals 2 connected to a geophysical cable 3. Charges 4, a detonator 5, a detonating cord 6 are installed in the housing 1. Liquid 7 is poured inside the housing 1. A pressure regulator made in the form of a system of cavities with air 8 and interconnected pistons of different diameters — a piston 9 in contact with the well fluid and a piston 10 in contact with the fluid 7 in the housing 1. Seals 11 are installed on the pistons 9 and 10.
Площади поперечных сечений S1 и S2 поршней 9 и 10, обеспечивающие получение безопасного давления P2, определены следующим образом. В справочниках найдены минимальные значения допустимых напряжения σсж.min для корпуса 1, заряда 4, детонатора 5, детонирующего шнура 6. Затем определены минимальные значения площадей S3 в опасном сечении корпуса 1, заряда 4, детонатора 5, детонирующего шнура 6. Исходя из плотности скважинной жидкости, определено ее статическое давление P1 на максимальной глубине работы перфоратора. По формулам (2) и (3) определены минимально допустимые значения давлений P2 в корпусе 1, не приводящие к разрушению корпуса 1, заряда 4, детонатора 5, детонирующего шнура 6. Минимально допустимым давлением P2 принято его минимальное значение из указанного ряда давлений. После этого конструктивно определен максимально возможный диаметр поршня 10 из соображений, что чем больше диаметр отверстия, тем легче его изготовить. По формуле площади круга определено значение S2. По формуле (1) определена площадь S1 поршня 9. По формуле площади круга вычислен диаметр поршня 9.The cross-sectional areas S 1 and S 2 of the pistons 9 and 10, providing a safe pressure P 2 , are defined as follows. In the reference books, the minimum values of permissible stresses σ srmin were found for case 1, charge 4, detonator 5, detonating cord 6. Then, the minimum values of areas S 3 in the dangerous section of case 1, charge 4, detonator 5, detonating cord 6 were determined. the density of the borehole fluid, its static pressure P 1 was determined at the maximum depth of the perforator. According to formulas (2) and (3), the minimum permissible values of the pressures P 2 in the housing 1 are determined that do not lead to the destruction of the housing 1, the charge 4, the detonator 5, the detonating cord 6. The minimum permissible pressure P 2 is the minimum value from the indicated series of pressures . After that, the maximum possible diameter of the piston 10 is structurally determined for reasons that the larger the diameter of the hole, the easier it is to make it. The value of S 2 is determined by the circle area formula. The area S 1 of the piston 9 is determined by the formula (1). The diameter of the piston 9 is calculated by the circle area formula.
Устройство работает следующим образом. При спуске перфоратора в скважину на геофизическом кабеле 3 на заданную глубину скважинное давление воздействует на поршень 9, который передает воздействие на поршень 10, а через него - на жидкость 7 внутри корпуса 1. Наступает равновесие сил, действующих на поршни: P1•S1 = P2•S2. Таким образом, создается и автоматически поддерживается давление такой величины, которая обеспечивает безопасную разность давлений в скважине и в перфораторе, что исключает разрушение корпуса и других частей перфоратора.The device operates as follows. When the perforator is lowered into the borehole on the geophysical cable 3 to a predetermined depth, the borehole pressure acts on the piston 9, which transfers the action to the piston 10, and through it to the fluid 7 inside the housing 1. The balance of forces acting on the pistons occurs: P 1 • S 1 = P 2 • S 2 . Thus, a pressure of such a value is created and automatically maintained that provides a safe pressure difference in the well and in the perforator, which eliminates the destruction of the casing and other parts of the perforator.
Claims (1)
S1 /S2 = P2/P1; (1)
где S1 - площадь в поперечном сечении поршня, контактирующего со скважинной жидкостью;
S2 - площадь в поперечном сечении поршня, контактирующего с жидкостью в корпусе;
S3 - минимальная площадь в опасном сечении корпуса, заряда, детонатора или детонирующего шнура;
P1 - давление жидкости в скважине;
P2 - минимально допустимое давление жидкости в корпусе, рассчитываемое по формуле (2);
σсж.min - минимальное значение напряжения сжатия, выбранное из ряда минимально допустимых напряжений сжатия для корпуса, заряда, детонатора или детонирующего шнура.A device for perforating deep wells, comprising a housing with hermetic seals connected to a geophysical cable, charges, a detonator, a detonating cord installed in the housing, characterized in that the fluid that communicates with the well fluid through the pressure regulator is made inside the housing, made in the form of a system of cavities with air and pistons of different diameters interacting with each other with seals, the ratio of the areas of which in cross section is made with the condition of ensuring tightness and durability STI housing charge, detonator, detonating cord and is determined by the formulas
S 1 / S 2 = P 2 / P 1 ; (1)
where S 1 is the cross-sectional area of the piston in contact with the well fluid;
S 2 - the cross-sectional area of the piston in contact with the liquid in the housing;
S 3 - the minimum area in a dangerous section of the housing, charge, detonator or detonating cord;
P 1 - fluid pressure in the well;
P 2 - the minimum allowable fluid pressure in the housing, calculated by the formula (2);
σ squeeze min - the minimum value of the compression stress selected from a number of the minimum allowable compression stresses for the housing, charge, detonator or detonating cord.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97108499A RU2129654C1 (en) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | Device for perforating deep wells |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97108499A RU2129654C1 (en) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | Device for perforating deep wells |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU97108499A RU97108499A (en) | 1999-04-27 |
RU2129654C1 true RU2129654C1 (en) | 1999-04-27 |
Family
ID=20193271
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97108499A RU2129654C1 (en) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | Device for perforating deep wells |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2129654C1 (en) |
-
1997
- 1997-05-23 RU RU97108499A patent/RU2129654C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Фридляндер Л.Я. Прострелочно-взрывная аппаратура и ее применение в скважинах.-М.: Недра, 1975, с.50, 54-56. * |
Фридляндер Л.Я. Прострелочно-взрывная аппаратура. Справочник, 2-е издание.-М.: Недра, 1990, с.33-48. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2980017A (en) | Perforating devices | |
CA2251639C (en) | Apparatus and method for perforating and stimulating a subterranean formation | |
RU2170813C2 (en) | Device for initiation of oil well perforator | |
CN107246250B (en) | Intelligent sleeve toe end sliding sleeve based on liquid pulse signal control | |
US3128702A (en) | Shaped charge perforating unit and well perforating apparatus employing the same | |
AU2019203013A1 (en) | Devices and related methods for actuating wellbore tools with a pressurized gas | |
US3374838A (en) | Fluid expansible packer and anchor apparatus | |
CA2209686C (en) | Well pipe perforating gun | |
CA3091675A1 (en) | Impact resistant material in setting tool | |
US3612189A (en) | Well perforating and treating apparatus | |
CN115059444B (en) | Methane in-situ blasting device, multistage fracturing system and fracturing method thereof | |
US4917189A (en) | Method and apparatus for perforating a well | |
US3163112A (en) | Well preforating | |
US4649822A (en) | Method and apparatus for deactivating a partially flooded perforating gun assembly | |
RU2519318C1 (en) | Rock destruction device | |
RU2129654C1 (en) | Device for perforating deep wells | |
US5205360A (en) | Pneumatic well tool for stimulation of petroleum formations | |
US3311178A (en) | Apparatus for performing well operations | |
CA2896228A1 (en) | Perforating gun for underbalanced perforating | |
CA2497225C (en) | High-pressure explosive retention device | |
US3269462A (en) | Selective hydraulic pressure booster for borehole apparatus | |
RU2211310C1 (en) | Well punch-perforator | |
US3391739A (en) | Method and apparatus for well flow stimulation | |
RU44740U1 (en) | DEVICE FOR OPENING AND PROCESSING THE BOREHING HOLE ZONE | |
RU2206707C2 (en) | Downhole pipe punch |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150524 |