RU2291285C1 - Кумулятивный перфоратор - Google Patents
Кумулятивный перфоратор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2291285C1 RU2291285C1 RU2005117906/03A RU2005117906A RU2291285C1 RU 2291285 C1 RU2291285 C1 RU 2291285C1 RU 2005117906/03 A RU2005117906/03 A RU 2005117906/03A RU 2005117906 A RU2005117906 A RU 2005117906A RU 2291285 C1 RU2291285 C1 RU 2291285C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cumulative
- charges
- charge
- length
- perforator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Fuses (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для вторичного вскрытия продуктивных пластов в разведочных и эксплуатационных нефтяных и газовых скважинах. Обеспечивает увеличение удельной площади вскрытия обсадной колонны. Сущность изобретения: кумулятивный перфоратор содержит неразрушающийся при взрыве корпус в виде трубы. В корпусе посредством деталей крепления установлены кумулятивные заряды, соединенные детонирующим шнуром со взрывателем. Согласно изобретению в качестве зарядов используют детонирующие удлиненные заряды с продольной кумулятивной выемкой. На внешней поверхности корпуса перфоратора выполнены продольные проточки, длиной, не меньшей длины заряда. Продольные проточки расположены по спирали со смещением 0-180° и шагом, равным либо превышающим длину заряда. Детонирующие удлиненные заряды фиксировано установлены напротив проточек на расстоянии от внутренней поверхности трубы, равном фокусному расстоянию заряда. 1 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для вторичного вскрытия продуктивных пластов в разведочных и эксплуатационных нефтяных и газовых скважинах.
Известно, что самой оптимальной формой перфорационного канала в скважине является вертикальная щель большой протяженности. Такая форма перфорационного канала, в отличие от точечной перфорации, вскрывает все без исключения флюидопроводящие каналы продуктивного пласта. Кроме того, она способна самоочищаться от заиливания, что значительно продлевает срок устойчивой эксплуатации скважины (Нефтяное хозяйство, №3, 1995 г.).
В настоящее время существуют лишь механические устройства, способные выполнять продольные щели. Например, устройство для образования щелей в стенках скважины (Патент №2030563 С1, МПК6 Е 21 В 43/11, 07.05.1990) содержит цилиндрический корпус, в котором размещены двигатель глубинный, режущий орган на поворотной оси, а также размещенные между ними механизмы передачи вращения, подачи и возврата режущего органа. Режущий орган выполнен в виде зубчатой цепи с режущими твердосплавными элементами с зубчатым колесом, совмещенным с шестерней привода, с одним периферийным и с несколькими промежуточными несущими катками. Они связаны между собой опорным плечом двуплечего рычага. Ось зубчатого колеса совмещена с осью жестко связанной с ним шестерни привода передачи вращения от двигателя и одновременно с осью вращения двуплечего рычага, сочлененного двухшарнирным рычагом с кольцевым поршнем гидроцилиндра механизма подачи и возврата, дополнительно снабженного возвратной пружиной. Механизм передачи вращения зубчатому колесу цепи выполнен в виде насаженного на полый вал двигателя маховика, торец которого снабжен зубьями цилиндроконической передачи момента через паразитную шестерню привода зубчатого колеса цепи. Маховик выполнен полым с осевым коническим промывочным каналом, ось которого совмещена с осью цепи в месте посадки последней на зубчатое колесо.
Основным препятствием для широкого использования механических щелевых перфораторов является сложность обеспечения устойчивости работы режущего органа и механизма передачи вращения в скважинных условиях, т.к. механические нагрузки могут достигать предельных значений, что зачастую вызывает поломку этих узлов. К недостаткам подобных устройств следует также отнести малую глубину проникновения режущего органа, а также большую трудоемкость работ по перфорации стенок скважины.
Щелевые перфорационные каналы создают также с помощью гидропескоструйной перфорации. Существует гидроабразивный перфоратор (Патент №2212526 С1, МПК7 Е 21 В 43/114, 21.05.2002), который обеспечивает повышение степени вскрытия продуктивного пласта посредством перфорирования скважин гидроабразивной струей направленного действия. Устройство содержит корпус, на котором размещен соединительный элемент для соединения с насосно-компрессорной трубой. Верхнее и нижнее сопла установлены ярусно относительно оси корпуса. Устройство содержит винтовой механизм для поступательно-вращательного перемещения корпуса. Оси верхнего и нижнего сопел лежат в плоскости, наклоненной к оси корпуса под углом, равным углу наклона винтовой линии механизма для поступательно-вращательного перемещения корпуса.
Однако сложность и трудоемкость процесса (как и при перфорации механическими устройствами) и, особенно, обязательное присутствие в промывочной жидкости абразива, разрушающего технологическое оборудование, препятствуют широкому распространению гидропескоструйной перфорации.
Большое значение имеет фактор времени: продолжительность механического резания перфорационных отверстий значительно больше по сравнению, например, с точечной кумулятивной перфорацией, где использование энергии направленного взрыва позволяет за кратчайшее время создать перфорационные отверстия.
По этим и многим другим причинам основной объем работ по вскрытию пластов производится именно кумулятивными перфораторами. Преимуществами кумулятивных перфораторов также являются их способность работать в условиях высоких температур и значительных гидростатических давлений. Кумулятивные перфораторы надежно вскрывают пласты горных пород, простреливают несколько рядов обсадных труб и затрубных цементных колец и образуют глубокие каналы в продуктивных пластах. Кумулятивные перфораторы являются, кроме того, наиболее дешевым средством перфорации и, что немаловажно, легко транспортируемым в связи с их малыми массово-габаритными характеристиками.
Хотя кумулятивная перфорация в основном и применяется в настоящее время, но здесь существуют особые трудности. При такой перфорации эффективность притока скважины после прострелочно-взрывных работ зависит, в том числе, от глубины проникновения, фазировки, плотности выстрелов и диаметра отверстия. Во всех случаях производительность скважины увеличивают за счет применения перфораторов с высокой плотностью выстрелов, в связи с тем, что увеличение количества отверстий приводит к усилению притока углеводородов в скважину. Однако для сохранения прочности обсадной колонны и, учитывая габариты зарядов, число перфорационных отверстий не может быть сколь угодно большим (обычно не более 7-20 на 1 метр длины).
Анализ результатов перфорации показал, что даже при оптимальном выборе параметров устройства для точечной кумулятивной перфорации рабочая поверхность скважин не превышает 0,17 м2. В то время как при щелевой перфорации рабочая поверхность скважин достигает 0,28 м2.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является кумулятивный перфоратор (патент RU 1607476 А1, МПК6 Е 21 В 43/117, 28.03.1989), содержащий неразрушающийся при взрыве корпус в виде трубы, в котором посредством деталей крепления установлены кумулятивные заряды, соединенные детонирующим шнуром со взрывателем. С целью повышения эффективности работы перфоратора путем увеличения пробивной способности за счет обеспечения возможности увеличения габарита каждого заряда и устранения дополнительных препятствий на пути кумулятивной струи при одновременном повышении его надежности и упрощении конструкции, он снабжен индивидуальными герметичными оболочками, в каждой из которых размещен кумулятивный заряд, а в боковой стенке корпуса выполнены ориентированные перпендикулярно оси корпуса сквозные отверстия, в которых установлены герметичные оболочки с зарядами.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение притока нефти или газа в полость трубы скважины за счет увеличения удельной площади вскрытия обсадной колонны.
Технический результат достигается тем, что в кумулятивном перфораторе, содержащем неразрушающийся при взрыве корпус в виде трубы, в корпусе посредством деталей крепления установлены кумулятивные заряды, соединенные детонирующим шнуром со взрывателем, в качестве зарядов используют детонирующие удлиненные заряды с продольной кумулятивной выемкой, на внешней поверхности корпуса перфоратора выполнены продольные проточки длиной, не меньшей длины заряда, расположенные по спирали со смещением 0-180° и шагом равным либо превышающим длину заряда, причем детонирующие удлиненные заряды фиксировано установлены напротив проточек на расстоянии от внутренней поверхности трубы, равном фокусному расстоянию заряда, кроме того, детонирующие удлиненные заряды с продольной кумулятивной выемкой могут быть использованы совместно с осесимметричными кумулятивными зарядами.
Работа предлагаемого устройства аналогична работе кумулятивных перфораторов, т.е. инициирующий импульс передается заряду посредством детонирующего шнура, а создание перфорационных каналов производится путем простреливания. Однако перфоратор предлагаемой конструкции имеет серьезное преимущество в эффективности действия, связанное с использованием детонирующих удлиненных зарядов (ДУЗ) с продольной кумулятивной выемкой (используемых вместо осесимметричных), которые позволяют значительно увеличить удельную площадь вскрытия пласта. В данном случае посредством формы заряда достигается прорезание обсадной колонны, цементного кольца и продуктивного пласта так называемым кумулятивным «ножом», при этом концентрация энергии взрыва фокусируется не в одну точку, а в линию. Таким образом, речь идет о щелевой перфорации, но посредством кумулятивного заряда.
Наличие продольных проточек на внешней поверхности корпуса устройства снижает затраты энергии на прорезание металлического корпуса, давая возможность наибольшего проникновения кумулятивного «ножа» в породу, то есть для увеличения пробивной способности устройства. В данном устройстве проточки располагаются на корпусе с заданным шагом и фазировкой таким образом, чтобы обеспечить целостность корпуса устройства. В некоторых случаях проточки могут быть заменены на сквозные прорези, перекрываемые мембранами, что не меняет сущности устройства.
Пример конкретного выполнения. Использован корпус перфоратора диаметром 89 мм. На корпусе выполнены щелевые проточки длиной 70 мм со смещением 120° и шагом 100 мм. В корпусе установлены ДУЗы с продольной кумулятивной выемкой. Длинна ДУЗов - 70 мм, их поперечный размер - 40 мм. Испытания проводились на комбинированной мишени, состоящей из 10 мм стали и 600 мм бетона. В результате испытания устройства получена щель длиной 67 мм и шириной 11 мм, глубина пробития мишени - 310 мм.
Claims (2)
1. Кумулятивный перфоратор, содержащий неразрушающийся при взрыве корпус в виде трубы, в корпусе посредством деталей крепления установлены кумулятивные заряды, соединенные детонирующим шнуром со взрывателем, отличающийся тем, что в качестве зарядов используют детонирующие удлиненные заряды с продольной кумулятивной выемкой, на внешней поверхности корпуса перфоратора выполнены продольные проточки длиной, не меньшей длины заряда, расположенные по спирали со смещением 0-180° и шагом, равным либо превышающим длину заряда, причем детонирующие удлиненные заряды фиксированно установлены напротив проточек на расстоянии от внутренней поверхности трубы, равном фокусному расстоянию заряда.
2. Кумулятивный перфоратор по п.1, отличающийся тем, что детонирующие удлиненные заряды с продольной кумулятивной выемкой используются совместно с осесимметричными кумулятивными зарядами.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005117906/03A RU2291285C1 (ru) | 2005-06-09 | 2005-06-09 | Кумулятивный перфоратор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005117906/03A RU2291285C1 (ru) | 2005-06-09 | 2005-06-09 | Кумулятивный перфоратор |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005117906A RU2005117906A (ru) | 2006-12-20 |
RU2291285C1 true RU2291285C1 (ru) | 2007-01-10 |
Family
ID=37666544
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005117906/03A RU2291285C1 (ru) | 2005-06-09 | 2005-06-09 | Кумулятивный перфоратор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2291285C1 (ru) |
-
2005
- 2005-06-09 RU RU2005117906/03A patent/RU2291285C1/ru not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005117906A (ru) | 2006-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2633904C1 (ru) | Секционный гидропескоструйный перфоратор | |
RU2358094C2 (ru) | Способ формирования некруглых перфораций в подземном несущем углеводороды пласте, нелинейный кумулятивный перфоратор, стреляющий перфоратор (варианты) | |
RU2659933C2 (ru) | Модуль баллистической передачи | |
US7441601B2 (en) | Perforation gun with integral debris trap apparatus and method of use | |
RU2495234C2 (ru) | Устройства и способы для перфорирования ствола скважины | |
AU2016312597B2 (en) | EFP detonating cord | |
WO2016046521A1 (en) | Perforating gun assembly and method of use in hydraulic fracturing applications | |
CN103983153A (zh) | 壳体环向非连续聚能射流致裂器 | |
EA036655B1 (ru) | Механизм производства взрывов или выстрелов с системой дозирования и временной задержки | |
NO342574B1 (no) | Perforeringssystem med lite eller uten bruddstykker | |
US10851624B2 (en) | Perforating gun assembly and methods of use | |
CN113302258A (zh) | 一体化同轴射孔酸化作业 | |
EA028989B1 (ru) | Двунаправленный кумулятивный заряд для перфорирования ствола скважины | |
US20150292850A1 (en) | Detonator output interrupter for downhole tools | |
RU2291285C1 (ru) | Кумулятивный перфоратор | |
RU2426856C2 (ru) | Устройство для кумулятивного бурения скважин | |
RU2255208C2 (ru) | Перфоратор для нефтяной скважины (варианты) и способ одновременного пробивания перфорационных отверстий в обсадной трубе нефтяной скважины и в области, окружающей нефтяную скважину (варианты) | |
RU51397U1 (ru) | Устройство для вторичного вскрытия с одновременной газодинамической обработки пласта | |
RU2612170C1 (ru) | Устройство для возбуждения детонации в скважинных кумулятивных перфораторах | |
RU44740U1 (ru) | Устройство для вскрытия и обработки прискважинной зоны пласта | |
RU2242590C1 (ru) | Устройство для перфорации скважины и образования трещин в прискважинной зоне пласта | |
RU2432452C2 (ru) | Кумулятивный заряд перфоратора | |
RU30389U1 (ru) | Устройство для возбуждения детонации в скважинных перфораторах | |
RU10775U1 (ru) | Скважинное устройство перфорационного вскрытия пластов | |
RU2489566C2 (ru) | Перфорационная система для обсадной колонны скважины |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110610 |