RU2185498C1

RU2185498C1 - Jet perforator carrier

Info

Publication number: RU2185498C1
Application number: RU2000131054A
Authority: RU
Original assignee: ОАО "Сибнефть-Ноябрьскнефтегазгеофизика"; Пасечник Михаил Петрович; Молчанов Евгений Петрович; Коряков Анатолий Степанович
Priority date: 2000-12-14
Filing date: 2000-12-14
Publication date: 2002-07-20

Abstract

FIELD: oil and gas producing industry; used in perforators designed for blasting perforations in oil and gas wells. SUBSTANCE: jet perforator carrier has through, stepped holes for charges sealed during its lowering into well. Said holes are made in opposite wall of carrier which are opposite to through holes, and on their axis, nonthrough holes for charge shanks are provided. All holes are made conical on part of their length to provide for sliding of periphery part of charge jet stream, direction of resulting force to side of large section of carrier wall and reduction of vertical component force by a factor of 1.5 from resulting force. Large diameter of cones exceeds diameter of charge funnel and diameter of shank, respectively. EFFECT: reduced damage of perforator carrier by jet stream and charge reactive recoil after its blasting and increased serviceability of carrier by several times. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано в перфораторах, предназначенных для взрывной перфорации в нефтяных и газовых скважинах. The invention relates to the oil and gas industry and can be used in perforators designed for explosive perforation in oil and gas wells.

Известны перфораторы для взрывной перфорации нефтяных и газовых скважин, представляющие собой различные устройства со смонтированными на них кумулятивными зарядами, доставляемые в скважину на трубах или на геофизическом кабеле и срабатывающие в заданном интервале при инициирования подрыва зарядов по команде операторов, находящихся на поверхности (Справочник по прострелочно-взрывной аппаратуре. Под редакцией Л.Я. Фридляндера. М., Недра, 1983; Краткий справочник по прострелочно-взрывным работам в скважинах. Под редакцией Н.Т. Григоряна. М., Недра, 1970). Known perforators for explosive perforation of oil and gas wells, which are various devices with cumulative charges mounted on them, delivered to the well in pipes or on a geophysical cable and triggered in a predetermined interval when initiating the detonation of charges by a team of operators located on the surface (Reference on shooting -explosive equipment. Edited by L.Ya. Fridlyander. M., Nedra, 1983; Quick reference to shooting and blasting operations in wells. Edited by N.T. Grigoryan. M., Nedra, 1970).

Недостатками аналога являются: влияние давления и температуры на открытый заряд; возможность повреждения зарядов при их спуске; засоряемость скважины лентами, на которых размещают заряды, ограниченная глубина спуска зарядов из-за возможности их повреждения давлением и т.д. The disadvantages of the analogue are: the effect of pressure and temperature on an open charge; the possibility of damage to the charges during their descent; clogging of the well with tapes on which charges are placed, limited depth of descent of charges due to the possibility of damage by pressure, etc.

Наиболее прогрессивной конструкцией кумулятивного перфоратора, принятой за прототип, в котором устранен целый ряд недостатков приведенного аналога, является корпусной кумулятивной перфоратор, например, моделей ПК-47, ПК-53, ПК-89, ПК-105. (Прострелочно-взрывная аппаратура. Справочник под редакцией Л.Я. Фридляндера. М., Недра, 1990, с.33-48). The most progressive design of the cumulative punch, adopted for the prototype, which eliminated a number of disadvantages of the above analogue, is a case cumulative punch, for example, models PK-47, PK-53, PK-89, PK-105. (Perforating and explosive equipment. Handbook edited by L. Ya. Fridlyander. M., Nedra, 1990, p. 33-48).

Перфораторы по прототипу содержат сквозные, ступенчатые, герметично закрываемые при спуске в скважину отверстия, и выполненные в противоположной стенке корпуса оппозитно сквозным отверстиям и на их оси несквозные отверстия. Perforators according to the prototype contain through holes, step openings, hermetically closed when lowering into the well, and non-through holes made in the opposite wall of the casing opposite to through holes and on their axis.

Недостатком прототипа является то, что выходящая кумулятивная струя и реактивная отдача заряда после его подрыва повреждают корпус перфоратора в районе ступенчатых сквозного и несквозного отверстий, выполненных оппозитно на одной оси и закрываемых при спуске в скважину герметичными крышками. The disadvantage of the prototype is that the outgoing cumulative stream and reactive charge transfer after it is damaged damage the perforator body in the area of step-by-step through and through holes made opposite on one axis and closed by tight covers when lowering into the well.

Задачей изобретения является создание корпуса перфоратора, который бы не повреждался при подрыве расположенных в корпусе в районе отверстий зарядов. The objective of the invention is the creation of a perforator housing that would not be damaged by undermining charges located in the housing in the region of the holes.

Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является уменьшение повреждаемости корпуса перфоратора кумулятивной струей и реактивной отдачей заряда после его подрыва и увеличение работоспособности корпуса в несколько раз. The technical result achieved by using the invention is to reduce the damage to the casing of the perforator by a cumulative jet and reactive discharge of charge after it is blown up and increase the operability of the casing several times.

Указанный технический результат достигается тем, что в корпусе кумулятивного перфоратора для вскрытия нефтяных и газовых скважин, содержащем сквозные, ступенчатые, герметично закрываемые при спуске в скважину отверстия и выполненные в противоположной стенке корпуса оппозитно сквозным отверстиям и на их оси несквозные отверстия согласно изобретению сквозные и несквозные отверстия выполнены на части их длины изнутри корпуса коническими, при этом больший диаметр основания конусов выполнен превышающим диаметр воронки заряда и диаметр его хвостовика, соответственно. Как вариант, в зоне отверстий и конусов установлены втулки, выполненные из условия одновременного контакта с корпусом и зарядом при установке последнего. The specified technical result is achieved by the fact that in the case of a cumulative punch for opening oil and gas wells, containing through, step, tightly closed when lowering into the well holes and made in the opposite wall of the casing opposite to the through holes and through holes on their axis according to the invention, through and through holes are made conical on a part of their length from the inside of the case, while the larger diameter of the base of the cones is made larger than the diameter of the charge funnel and the diameter of the shank, respectively. As an option, bushings are installed in the area of the holes and cones, made from the condition of simultaneous contact with the housing and the charge when installing the latter.

Выполнение сквозного и несквозного отверстий на части их длины изнутри корпуса коническими обеспечивает, во-первых, изменение направления силы воздействия кумулятивной струи и кумулятивной отдачи и уменьшение за счет этого величин сил, воздействующих перпендикулярно стенкам корпуса и деформирующих стенки, во-вторых, периферийная часть кумулятивной струи и нижней части заряда воздействует на наклонные площади и скользит по ним, уменьшая время воздействия сил на каждый элемент площадки, в-третьих, площадь контакта газов с контактной поверхностью возрастает в связи с чем удельные нагрузки на единицу площади уменьшаются, в-четвертых, результирующая сила воздействия, перпендикулярная образующей конуса, направлена под углом к толщине стенки корпуса, что увеличивает толщину стенки корпуса в направлении воздействия силы. The implementation of through and through holes on a part of their length inside the conical provides, firstly, a change in the direction of the impact force of the cumulative jet and cumulative recoil and, due to this, reduction of the forces acting perpendicular to the walls of the body and deforming the walls, and secondly, the peripheral part of the cumulative of the jet and the lower part of the charge acts on inclined areas and slides along them, reducing the time of the impact of forces on each element of the site, thirdly, the area of contact of gases with the contact erhnostyu increases and therefore the specific load per unit area is reduced, and fourth, the resultant force exerted perpendicular to the generatrix of the cone is directed at an angle to the thickness of the housing wall, which increases the wall thickness of the housing in the direction of the impact force.

Приведенное обеспечивает качественное повышение работоспособности корпуса за счет уменьшения его деформаций силами, возникающими при подрыве заряда. The above provides a qualitative increase in the performance of the housing by reducing its deformations by forces arising from the undermining of the charge.

Установка втулок в качестве конусов позволяет заменять их при износе и деформациях, что способствует дальнейшему повышению работоспособности корпуса перфоратора. The installation of bushings as cones allows you to replace them with wear and deformation, which contributes to a further increase in the operability of the perforator body.

Выполнение больших диаметров основания конусов превышающими диаметр воронки заряда и диаметр его хвостовика, соответственно, обеспечивает воздействие струи газов и хвостовика заряда на коническую часть отверстий в корпусе. The implementation of large diameters of the base of the cones in excess of the diameter of the funnel of the charge and the diameter of its shank, respectively, provides the impact of a stream of gases and the shank of the charge on the conical part of the holes in the housing.

Предложенный корпус показан на чертеже, где изображены:
- на фиг.1 - поперечный разрез корпуса по отверстиям;
- на фиг.2 - поперечный разрез корпуса по отверстиям с вмонтированными в них втулками.The proposed housing is shown in the drawing, which shows:
- figure 1 is a transverse section through the holes;
- figure 2 is a transverse section of the housing through the holes with mounted bushings.

Корпус 1 содержит сквозные, ступенчатые, герметично закрываемые при спуске в скважину отверстия 2 и выполненные в противоположной стенке корпуса 1 оппозитно сквозным отверстиям 2 и на их оси 3 несквозные отверстия 4. Сквозные 2 и несквозные 4 отверстия выполнены на части их длины изнутри корпуса 1 коническими 5 и 6. Больший диаметр Д и Д₁ основания конусов 5 и 6 выполнен превышающим диаметр воронки заряда и диаметр его хвостовика соответственно. В качестве варианта в зоне отверстий 2 и 4 и корпусов 5 и 6 установлены втулки 7 и 8 (фиг.2), выполненные из условия одновременного контакта с корпусом и зарядом при установке последнего.The housing 1 contains through, stepped, hermetically closed holes 2 when lowering into the well and made through holes 2 opposite to the through holes 2 and on their axis 3 through holes 2 and through through holes 4. Through and 2 through holes 4 are made conical on a part of their length from inside the body 1 5 and 6. The larger diameter D and D _{1 of the} base of the cones 5 and 6 is made larger than the diameter of the charge funnel and the diameter of its shank, respectively. Alternatively, in the area of the holes 2 and 4 and the housings 5 and 6, bushings 7 and 8 are installed (FIG. 2), made from the condition of simultaneous contact with the housing and the charge when installing the latter.

Предложенный корпус 1 работает следующим образом. После установки в корпус 1 зарядов воронкой в отверстие 2, а хвостовиком в отверстие 4, и герметичного закрытия отверстия 2 корпус 1 опускают в скважину в зону перфорации. После достижения зоны перфорации с поверхности подают импульс тока и подрывают заряды. Кумулятивная струя выходит в отверстие 2 и выбрасывает пробку. Периферийная часть кумулятивной струи воздействует на конус 5 и выходит в отверстие 2. Результирующая сила R направлена перпендикулярно образующей конуса 5 в сторону большего сечения стенки корпуса 1. Вертикальная составляющая R_b оказывается до 1,5 раз меньше результирующей силы R. Кроме того, площадь воздействия силы, равная внутренней поверхности конуса 5, уменьшает удельную величину силы на единицу площади в несколько раз. Работоспособность корпуса 1 возрастает. Дальнейшая работоспособность корпуса 1 возрастает при установке в отверстия 2 и 4 (и конусов 5 и 6) втулок 7 и 8.The proposed building 1 operates as follows. After installing charges in the housing 1 with a funnel in the hole 2, and a shank in the hole 4, and hermetically closing the hole 2, the housing 1 is lowered into the hole in the perforation zone. After reaching the perforation zone, a current pulse is supplied from the surface and charges are undermined. The cumulative stream exits into hole 2 and throws the plug. The peripheral part of the cumulative jet acts on the cone 5 and extends into the hole 2. The resulting force R is directed perpendicular to the generatrix of the cone 5 towards a larger section of the wall of the housing 1. The vertical component R _b is up to 1.5 times smaller than the resulting force R. In addition, the impact area force equal to the inner surface of the cone 5, reduces the specific value of the force per unit area several times. The performance of the housing 1 is increasing. Further operability of the housing 1 increases when the bushings 7 and 8 are installed in the holes 2 and 4 (and the cones 5 and 6).

Нижний конус 6 раскладывает реактивную силу R от воздействия хвостовика на вертикальную R_b и горизонтальную R_r такими же положительными результатами, как и на конусе 5. Подобное изложенному выше происходит и при использовании корпусов 1 с втулками 8, приводя к повышению работоспособности корпуса 1 и снижению его деформаций от воздействия кумулятивной струи и реакции на хвостовике заряда.The lower cone 6 decomposes the reactive force R from the impact of the shank on the vertical R _b and horizontal R _r with the same positive results as on the cone 5. Similar to the above occurs when using the housings 1 with bushings 8, leading to an increase in the operability of the housing 1 and reduce its deformations from the effects of the cumulative jet and the reaction on the tail of the charge.

Claims

1. Case cumulative punch for opening oil and gas wells, containing through, step, hermetically closed when lowering into the well holes for charges and made in the opposite wall of the housing opposite to the through holes and on their axis through holes for the shanks of charges, characterized in that through and non-through holes are made conical on a part of their length from the inside of the case to ensure the peripheral part of the cumulative charge stream glides, the direction of the resulting force to the side a larger section of the housing wall and a decrease in the vertical component of the force by 1.5 times the resulting force, while the larger diameter of the cones is made larger than the diameter of the charge funnel and the diameter of the shank, respectively.

2. The body of the cumulative punch according to claim 1, characterized in that in the area of the holes and cones are installed bushings made from the condition of simultaneous contact with the body and the charge when installing the latter.