RU2211917C1

RU2211917C1 - Well jet perforator

Info

Publication number: RU2211917C1
Application number: RU2002101469A
Authority: RU
Inventors: Г.Ф. Мамарин; В.Г. Копий; В.Ю. Кузнецов; Р.А. Шакиров
Original assignee: Мамарин Геннадий Феофанович; Копий Вячеслав Георгиевич
Priority date: 2002-01-11
Filing date: 2002-01-11
Publication date: 2003-09-10

Abstract

FIELD: devices for well perforating, particularly, jet perforators. SUBSTANCE: jet perforator has carrier in form of a row of sections with upper and lower hermetically installed covers and jet charges, adapters in form of two hemispherical links with axial channels and device for detonation transmission. Jet charges are mounted in frames. Adapters are installed in hollow cylindrical holder and fixed by detents. Joining members of sections on covers are identical to those of adapters. Device for detonation transmission is made of flexible lengths of detonating cords. Their ends are provided with passive and active booster explosives located in body covers and in links of adapters, and fixed and isolated by plugs. Cover plugs are airtight. Value of clearance between plug and passive booster explosive in upper cover is selected for possible discontinuance of detonation with distributed sealing of section and filling of gap in well with fluid. EFFECT: simplified design, increased operate reliability and extended functional potentialities of claimed jet perforator. 2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для перфорирования скважин - к кумулятивным перфораторам. The invention relates to a device for perforating wells - to cumulative perforators.

Известен кумулятивный скважинный перфоратор (патент РФ 2059806, кл. 6 Е 21 В 43/117, 1996), состоящий из нескольких модулей, соединенных между собой шарнирным соединением. Модуль перфоратора представляет собой корпус, выполненный в виде полого цилиндра, на противоположных концах которого установлены крышка и дно. На крышке и дне смонтированы элементы шарнирного соединения, соответственно серьга и кронштейн. Шарнирное соединение модулей обеспечивается установкой оси в предварительно совмещенные отверстия серьги и кронштейна. Фиксация оси в шарнирном соединении осуществляется шайбой и шплинтом. Боевая цепь между модулями выполнена в виде гибкой огневой связи, установленной между крышкой и дном. Known cumulative downhole drill (RF patent 2059806, CL 6 E 21 In 43/117, 1996), consisting of several modules interconnected by a swivel. The punch module is a housing made in the form of a hollow cylinder, at the opposite ends of which a lid and a bottom are installed. Swivel elements, earring and bracket, respectively, are mounted on the lid and bottom. The swivel connection of the modules is ensured by installing the axis in the pre-aligned holes of the earring and bracket. The axis is fixed in the swivel by a washer and cotter pin. The battle chain between the modules is made in the form of a flexible fire link installed between the cover and the bottom.

Недостатком такого устройства является сложность конструкции, низкая надежность работы перфоратора и невозможность применения более совершенных устройств передачи детонации. The disadvantage of this device is the design complexity, low reliability of the drill and the inability to use more advanced detonation transmission devices.

Известен также кумулятивный скважинный перфоратор (патент РФ 2081305, от 10.06.1997, кл. 6 Е 21 В 43/117), содержащий корпус, выполненный из отдельных модулей, имеющих кумулятивные заряды и детонационные каналы и соединенных между собой переходниками с устройствами передачи детонации. Переходники выполнены из двух шарнирно соединенных звеньев, изготовленных одно с цилиндром со сферической головкой, а другое - со сферическим ложементом, расположенным внутри корпуса звена. В последнем выполнены сопряженные друг с другом паз и отверстия. В звеньях выполнены каналы с металлическими перегородками, заполненные взрывчатым составом и сообщающиеся с устройством передачи детонации. Also known is a cumulative downhole drill (RF patent 2081305, dated 10.06.1997, class 6 E 21 B 43/117), comprising a housing made of separate modules having cumulative charges and detonation channels and interconnected by adapters with detonation transmission devices. The adapters are made of two pivotally connected links, one made with a cylinder with a spherical head, and the other with a spherical tool tray located inside the link body. In the latter, a groove and holes are mated with each other. The links are made channels with metal partitions filled with explosive composition and communicating with the detonation transmission device.

Недостатком такого устройства является сложность конструкции. The disadvantage of this device is the design complexity.

Целью настоящего изобретения является устранение этих недостатков. The aim of the present invention is to remedy these disadvantages.

Это достигается тем, что в известном кумулятивном скважинном перфораторе, содержащем корпус в виде ряда секций с верхними и нижними герметично установленными крышками и кумулятивными зарядами, переходники, выполненные в виде двух полусферических звеньев с осевыми каналами, и устройство передачи детонации, в заявляемом техническом решении кумулятивные заряды смонтированы в каркасах, переходники установлены в полой цилиндрической обойме и зафиксированы в ней стопорами, стыковочные элементы секций на крышках идентичны стыковочным элементам переходников, а устройство передачи детонации выполнено из гибких отрезков детонирующих шнуров, концы которых снабжены пассивными и активными усилителями детонации, размещены в крышках корпуса и в звеньях переходников, зафиксированы и изолированы заглушками, причем заглушки в крышках установлены герметично, а величина зазора между заглушкой и пассивным усилителем детонации в верхней крышке выбрана с возможностью прекращения передачи детонации при нарушении герметичности секции и заполнения зазора в скважине жидкостью. Причем каркасы выполнены в виде центрирующих колец, связанных спиральной лентой с отверстиями, являющейся частью полого правильного многогранника с числом граней, соответствующих фазе взаимного направления зарядов. This is achieved by the fact that in the well-known cumulative downhole perforator containing a housing in the form of a series of sections with upper and lower hermetically sealed covers and cumulative charges, adapters made in the form of two hemispherical links with axial channels, and a detonation transmission device, in the claimed technical solution cumulative charges are mounted in frames, adapters are installed in a hollow cylindrical cage and fixed in it by stoppers, the docking elements of the sections on the covers are identical to the docking elements to the adapters of the adapters, and the detonation transmission device is made of flexible segments of detonating cords, the ends of which are equipped with passive and active detonation amplifiers, are located in the covers of the case and in the links of the adapters, are fixed and insulated with caps, and the caps in the caps are sealed, and the gap between the cap and a passive knock amplifier in the top cover is selected with the possibility of stopping the knock transmission in case of violation of the tightness of the section and filling the gap in the well with liquid. Moreover, the frames are made in the form of centering rings connected by a spiral tape with holes, which is part of a hollow regular polyhedron with the number of faces corresponding to the phase of the mutual direction of charges.

Заводская сборка и контроль секций и шарнирных переходников значительно повышает надежность работы перфоратора, а возможность стыковать секции непосредственно между собой или через шарнирные переходники обеспечивает наиболее эффективные условия их использования в скважине практически любой конфигурации. Factory assembly and control of sections and swivel adapters significantly increases the reliability of the drill, and the ability to dock sections directly between themselves or through swivel adapters provides the most effective conditions for their use in the well of almost any configuration.

На фиг.1 представлена стыковка непосредственно секций перфоратора между собой; на фиг. 2 - стыковка секций через шарнирный переходник; на фиг.3 изображен каркас с кумулятивными зарядами; на фиг.4 дано сечение А-А на фиг. 1; на фиг.5 - сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.6 показан узел В на фиг.1 и фиг. 2. Figure 1 shows the docking directly of the sections of the punch with each other; in FIG. 2 - docking sections through a swivel adapter; figure 3 shows the frame with cumulative charges; FIG. 4 is a section AA in FIG. 1; figure 5 is a section bB in figure 2; FIG. 6 shows the assembly B in FIG. 1 and FIG. 2.

Кумулятивный скважинный перфоратор содержит корпус в виде ряда секций 1 с верхними крышками 2 и нижними крышками 3. Внутри секций смонтированы каркасы 4 с кумулятивными зарядами 5, закрепленными с помощью гаек 6. Шарнирный переходник выполнен в виде полусферических звеньев 7 и 8 с осевыми каналами. Звенья установлены в обойме 9 и зафиксированы в ней стопорами 10. Стыковочный элемент 11 верхней крышки 2 выполнен идентичным со стыковочным элементом 12 полусферического звена 8, а стыковочный элемент 11 нижней крышки 3 - идентичным со стыковочным элементом 13 полусферического звена 7. Устройство передачи детонации выполнено из отрезков детонирующих шнуров 14 и 15, размещенных соответственно в осевых каналах секций и переходников. Концы этих шнуров снабжены пассивным 16 и активным 17 усилителями детонации, зафиксированы стопорными кольцами 18 и изолированы заглушками 19 и 20. Величина зазора "Г" между заглушкой 20 и пассивным усилителем детонации 16 выбрана такой, что при нарушении герметичности секции и заполнения этого зазора в скважине жидкостью передача детонации прекращается. Каркас выполнен в виде центрирующих колец 21, связанных спиральной лентой 22 с отверстиями для крепления кумулятивных зарядов. Лента выполнена в виде спирали с шагом, определяемым шагом размещения кумулятивных зарядов, и представляет собой часть полого правильного многогранника с числом граней, соответствующих фазе взаимного направления зарядов. Сквозные отверстия 23 в крышках и в полусферических звеньях переходников предназначены для использования при проведении сборочных и монтажных работ как в заводских условиях, так и на скважине. The cumulative downhole perforator comprises a housing in the form of a series of sections 1 with upper covers 2 and lower covers 3. Inside the sections, frames 4 are mounted with cumulative charges 5 fixed with nuts 6. The hinged adapter is made in the form of hemispherical links 7 and 8 with axial channels. The links are installed in the cage 9 and fixed in it by stoppers 10. The connecting element 11 of the upper cover 2 is identical with the connecting element 12 of the hemispherical link 8, and the connecting element 11 of the lower cover 3 is identical with the connecting element 13 of the hemispherical link 7. The detonation transmission device is made of segments of detonating cords 14 and 15, respectively located in the axial channels of the sections and adapters. The ends of these cords are equipped with passive 16 and active 17 detonation amplifiers, fixed with retaining rings 18 and insulated with plugs 19 and 20. The gap “G” between the plug 20 and passive detonation amplifier 16 is chosen such that if the section is not sealed and this gap is filled in the well the fluid stops knocking. The frame is made in the form of centering rings 21 connected by a spiral tape 22 with holes for attaching cumulative charges. The tape is made in the form of a spiral with a step determined by the step of placing cumulative charges, and is a part of a hollow regular polyhedron with the number of faces corresponding to the phase of the mutual direction of the charges. The through holes 23 in the caps and in the hemispherical links of the adapters are intended for use during assembly and installation work both in the factory and at the well.

Кумулятивный скважинный перфоратор используется следующим образом. Секции и переходники перфоратора изготавливаются, снаряжаются и испытываются в заводских условиях и на скважину доставляются отдельно. Количество секций и переходников в перфораторе в каждом конкретном случае определяется размерами пластов и конфигурацией скважины. Инициирующий импульс через детонирующее устройство секций и переходников передается сверху вниз. В зоне стыковки активный усилитель детонации 17 усиливает этот импульс, что позволяет надежно пробить заглушки 19 и 20 и передать этот импульс через пассивный усилитель 16 далее по огневой цепи. В случае нарушения герметизации секции и заполнения секции и зазора "Г" жидкостью передача импульса к пассивному усилителю детонации ослабевает, и огненная цепь прерывается. Это позволяет предотвратить неэффективное срабатывание кумулятивных зарядов в последующей цепочке и сохранить их для дальнейшего использования. Cumulative downhole drill is used as follows. Perforator sections and adapters are manufactured, equipped and tested at the factory and delivered to the well separately. The number of sections and adapters in the perforator in each case is determined by the size of the layers and the configuration of the well. The initiating pulse is transmitted from top to bottom through the detonating device of the sections and adapters. In the docking zone, an active detonation amplifier 17 amplifies this pulse, which makes it possible to reliably break through plugs 19 and 20 and transmit this pulse through a passive amplifier 16 further along the fire circuit. In case of violation of the sealing of the section and filling of the section and the gap "G" with liquid, the momentum transfer to the passive knock amplifier weakens, and the fire chain is interrupted. This allows you to prevent the ineffective operation of the cumulative charges in the subsequent chain and save them for future use.

Заявляемый перфоратор изготавливается и испытывается на существующем промышленном оборудовании. Основные узлы проверены на работоспособность. The inventive hammer is manufactured and tested on existing industrial equipment. The main nodes are checked for operability.

Результаты патентных исследований и возможность практической реализации заявляемого кумулятивного скважинного перфоратора позволяют установить соответствие его условиям патентоспособности изобретения, а именно: новизне, изобретательскому уровню и промышленной применимости. The results of patent research and the possibility of practical implementation of the inventive cumulative downhole drill allow you to establish compliance with the conditions of patentability of the invention, namely: novelty, inventive step and industrial applicability.

Claims

1. Cumulative downhole drill, comprising a housing in the form of a series of sections with upper and lower hermetically sealed covers and cumulative charges, adapters made in the form of two hemispherical links with axial channels, and a detonation transmission device, characterized in that the cumulative charges are mounted in frames, the adapters are installed in a hollow cylindrical ferrule and fixed in it by stoppers, the docking elements of the sections on the covers are identical to the docking elements of the adapters, and the transmission device is deton The casing is made of flexible segments of detonating cords, the ends of which are equipped with passive and active detonation amplifiers, are located in the covers of the housing and in the adapter links, are fixed and insulated with caps, and the caps in the caps are sealed and the gap between the cap and the passive detonation amplifier in the top cover selected with the possibility of stopping the transmission of detonation in case of violation of the tightness of the section and filling the gap in the well with liquid.

2. A perforator according to claim 1, characterized in that the frames are made in the form of centering rings connected by a spiral tape with holes, which is part of a hollow regular polyhedron with the number of faces corresponding to the phase of the mutual direction of charges.