RU2493358C2 - Беспроводное инициирование скважинного перфоратора - Google Patents

Беспроводное инициирование скважинного перфоратора Download PDF

Info

Publication number
RU2493358C2
RU2493358C2 RU2010110632/03A RU2010110632A RU2493358C2 RU 2493358 C2 RU2493358 C2 RU 2493358C2 RU 2010110632/03 A RU2010110632/03 A RU 2010110632/03A RU 2010110632 A RU2010110632 A RU 2010110632A RU 2493358 C2 RU2493358 C2 RU 2493358C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
perforator
well
controller
communication module
Prior art date
Application number
RU2010110632/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2010110632A (ru
Inventor
Фриман Л. ХИЛЛ
Гэри Дж. КРЕССУЭЛЛ
Дейвид М. ЧАНС
Ранди Л. ЭВАНС
Original Assignee
Бейкер Хьюз Инкорпорейтед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Бейкер Хьюз Инкорпорейтед filed Critical Бейкер Хьюз Инкорпорейтед
Publication of RU2010110632A publication Critical patent/RU2010110632A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2493358C2 publication Critical patent/RU2493358C2/ru

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/11Perforators; Permeators
    • E21B43/116Gun or shaped-charge perforators
    • E21B43/1185Ignition systems
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/11Perforators; Permeators
    • E21B43/116Gun or shaped-charge perforators
    • E21B43/1185Ignition systems
    • E21B43/11852Ignition systems hydraulically actuated
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)
  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к области добычи нефти и газа, а именно к способу инициирования детонационной перфорации с использованием беспроводной передачи. Способ перфорации скважины, при осуществлении которого обеспечивают модуль связи, гирлянду скважинных перфораторов и контроллер, соответствующий каждому скважинному перфоратору в гирлянде, располагают модуль связи, гирлянду скважинных перфораторов и контроллеры в скважине, обеспечивают беспроводную связь между, по меньшей мере, одним контроллером и модулем связи вдоль канала, минуя, по меньшей мере, один из других контроллеров и иное устройство, связанное с, по меньшей мере, одним из других контроллеров, и выборочно осуществляют детонацию, по меньшей мере, одного скважинного перфоратора путем передачи сигнала детонации контроллеру, соответствующему этому, по меньшей мере, одному скважинному перфоратору. Способ обеспечивает возможность выборочного инициирования отдельного перфоратора либо группы из одного и более перфораторов в пределах гирлянды и исключение преждевременной детонации гирлянды. 3 н. и 28 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Область техники
Настоящее раскрытие относится к области добычи нефти и газа. В частности, настоящее раскрытие относится к способу инициирования детонационной перфорации с использованием беспроводной передачи.
Уровень техники
Перфорационные системы используются, среди прочего, для создания в пробуриваемых в земных породах скважинах каналов гидравлической связи, называемых перфорационными отверстиями, с тем, чтобы требуемые зоны земных пород могли быть гидравлически соединены со скважиной. Перфорационные отверстия необходимы потому, что скважины обычно заканчиваются установкой в скважину коаксиальной обсадной трубы или колонны, и обсадная колонна закрепляется в скважине закачиванием цемента в кольцевое пространство между скважиной и обсадной колонной.
Зацементированная обсадная колонна устанавливается в скважине специально для гидроизоляции друг от друга различных земных пород, сквозь которые проходит скважина. Известно, что внутри этих пород существуют нефтегазоносные пласты, например, продуктивные пластовые резервуары. Скважины обычно пересекают эти продуктивные резервуары.
Перфорационные системы используются для простреливания цемента и обсадной колонны в окружающую подземную породу. Эти системы обычно включают один или более стреляющих перфораторов, соединенных гирляндой, причем эти гирлянды перфораторов могут иногда обеспечивать перфорацию на длине более тысячи футов. Стреляющие перфораторы включают кумулятивные заряды, содержащие корпус заряда, прокладку и некоторое количество бризантного взрывчатого вещества, помещенного между прокладкой и корпусом заряда. При детонации взрывчатого вещества, сила детонации разрушает прокладку и выбрасывает ее с одного конца заряда с очень высокой скоростью, в виде так называемой "струи". Струя пронизывает обсадную колонну, цемент и толщу породы, образуя в породе перфорационное отверстие, обеспечивающее проход для текучей среды между скважиной и окружающей ее породой.
На фиг.1 представлен вид с частным разрезом перфорационной системы 5, включающей перфорирующую гирлянду 7, подвешенную в скважине 25. Перфорирующая гирлянда 7 включает последовательность скважинных (стреляющих) перфораторов 13, соединенных друг с другом вдоль оси соединительными переходниками 15. Насосно-компрессорная труба 9 показана прикрепленной к перфорирующей гирлянде 7 и представляет собой средство подъема/спуска стреляющих перфораторов 13. Насосно-компрессорная труба 9 также может обеспечивать связь между перфорирующей гирляндой 7 и расположенной на поверхности грузовой платформой 11. В некоторых случаях вместо насосно-компрессорной трубы 9 используется проводная линия. Находящаяся на поверхности грузовая платформа 11 обычно включает устройство типа лебедки для установки в скважине и извлечения из нее перфорирующей гирлянды 7 или другого оборудования. На грузовой платформе 11 также имеются средства взаимодействия, позволяющие наземному персоналу передавать команды на перфорирующую гирлянду 7 и получать от нее данные. Обмен данными между поверхностью и гирляндой 7 обычно происходит вдоль или посредством насосно-компрессорной трубы 9. На фиг.1 перфорирующая гирлянда 7 показана расположенной в искривленной части скважины 25. Для иллюстрации, перфорационные отверстия 21 показаны проходящими от скважины 25, сквозь обсадную колонну 17, покрывающую изнутри скважину 25, и далее в окружающую породу 19.
Детонация кумулятивных зарядов осуществляется посылкой сигнала с поверхности на перфорирующую гирлянду 7 по насосно-компрессорной трубе 9. Сигнал поступает на стреляющую головку 14, расположенную в верхней части перфорирующей гирлянды 7. Стреляющая головка 14 передает пусковой сигнал детонатору, который подрывает связанный с ним детонирующий шнур. Обычно детонатор представляет собой электрический капсюль-детонатор, электрически инициируемый детонатор с взрывчатым проволочным мостиком, электрически инициируемый детонатор с взрывчатой фольгой или взрывчатый детонатор ударного действия. Заполненная взрывчатым веществом трубка обычно называется "детонирующим шнуром". Детонирующий шнур известного типа, выпускаемый фирмой "English Bickford Company", предлагается на рынке под названием PRIMACORD®. Возникшая детонационная волна распространяется вдоль детонационного шнура, который, в свою очередь, возбуждает детонацию в соединенных кумулятивных зарядах.
На фиг.2 представлен пример секции скважинного перфоратора 13, подрываемого в скважине 25. Видно, что перфоратор 13 включает кумулятивные заряды 16, к которым подсоединен детонационный шнур 18. У некоторых из кумулятивных зарядов 16 была вызвана детонация, в результате которой образовались перфорационные отверстия 21, проходящие в соответствующую породу 19. Отсутствие части детонационного шнура 18 вблизи кумулятивных зарядов, детонация которых произошла, показывает, как шнур поглощается давлением взрывной волны. Приведенный пример иллюстрирует, как происходит последовательная детонация соседних кумулятивных зарядов в конкретном стреляющем перфораторе, создающая перфорационные отверстия, проходящие сквозь обсадную колонну 17 в соответствующую породу 19.
Краткое изложение сущности изобретения
В настоящем изобретении предлагается способ перфорации скважины, включающий размещение в скважине на транспортирующем элементе перфорационной системы, включающей скважинный перфоратор, приемник и(или) передатчик и модуль связи. Способ также включает передачу сигнала детонации к модулю связи, причем конфигурация модуля связи обеспечивает беспроводную передачу соответствующего сигнала детонации к контроллеру, а конфигурация контроллера обеспечивает инициирование детонации скважинного перфоратора под действием сигнала детонации полученного от модуля связи. Сигнал детонации может быть передан с поверхности по транспортирующему элементу. Детонация перфоратора может инициироваться источником давления, в варианте осуществления источником давления может быть давление в скважине. Детонация перфоратора может наступить при передаче давления скважины в инициирующую систему, связанную со стреляющим перфоратором. Для передачи скважинного флюида на детонатор перфоратора может быть использован клапан управления, который может устанавливаться по выбору в открытое или закрытое состояние. Перфорационная система также может включать большое число стреляющих перфораторов с соответствующими контроллерами. Таким образом, способ может включать избирательную посылку сигналов с модуля связи на выбранные контроллеры, благодаря чему осуществляется выборочная детонация конкретного перфоратора, или конкретной группы стреляющих перфораторов. Сигналом, передаваемым по беспроводному каналу, может служить гидроимпульс, радиосигнал, высокочастотный сигнал, передаваемый вдоль перфорационной системы, низкочастотный сигнал, передаваемый вдоль перфорационной системы, или их комбинации.
Настоящее раскрытие также включает перфорационную систему, устанавливаемую в скважине, включающую перфоратор, модуль связи, конфигурация которого обеспечивает, при его расположении в скважине, прием команд с поверхности, и контроллер перфоратора, селективно соединяемый с модулем связи. Конфигурация контроллера перфоратора обеспечивает инициирование детонации перфоратора под действием информации, полученной от модуля связи. В варианте осуществления, контроллер перфоратора включает модуль контроллера и приемник и, возможно, передатчик для двухсторонней передачи данных и алгоритмов. Перфорационная система может также включать детонатор перфоратора, который может выполнять команды контролера перфоратора, и может приводиться в действие давлением. Клапан управления, приводимый в действие контроллером, может использоваться для инициирования детонации и имеет связь по давлению со скважиной и с детонатором. Клапан управления также может выборочно передавать давление в скважине к детонатору. Конфигурация модуля связи может, в варианте осуществления, обеспечивать излучение сигналов, где сигналом может быть гидроимпульс, радиосигнал, высокочастотный сигнал, низкочастотный сигнал, или их комбинации. Перфорационная система может также включать транспортирующий элемент, который может представлять собой трос, насосно-компрессорную трубу, гибкую насосно-компрессорную трубу, лебедку, трактор или их комбинации.
Краткое описание чертежей
Ниже изобретение более подробно рассмотрено со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг.1 на виде сбоку с частным разрезом представлено осуществление перфорации;
на фиг.2 на виде сбоку в разрезе представлена детонация кумулятивного заряда;
на фиг.3 и 3a представлены схематические изображения перфорационной системы в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг.4 представлены схематические изображения контроллера и детонатора перфоратора.
Подробное описание предмета изобретения
Раскрытые в настоящем описании устройство и система включают перфорационную систему, конфигурация которой обеспечивает инициирование детонации скважинного стреляющего перфоратора путем избирательной передачи по беспроводному каналу сигналов от части перфорирующей гирлянды к отдельным стреляющим перфораторам или группам стреляющих перфораторов. Конфигурация перфорирующей гирлянды обеспечивает прием данных команды с поверхности, в то время как гирлянда размещена в скважине. Входящий в систему модуль может принимать команды с поверхности, обрабатывать принятый сигнал, и направлять соответствующий сигнал для инициирования детонации перфоратора. С каждым перфоратором или группой перфораторов связан соответствующий им приемник или приемник/передатчик и контроллер для приема сигнала от модуля и активации инициирования перфоратора. При необходимости, с приемником может быть связан передатчик. Инициирование перфоратора может быть осуществлено путем передачи давления из скважины к детонатору или электрическому детонатору. В одном варианте осуществления активации давлением, приемник/контроллер каждого перфоратора выборочно открывает клапан или впускное отверстие, обеспечивая передачу давления между скважиной и детонатором. Подача давления на детонатор, в свою очередь, активирует детонатор для детонации кумулятивных зарядов в соответствующем перфораторе (или группе перфораторов).
На фиг.3 представлено схематическое изображение варианта осуществления перфорационной системы 30. Перфорационная система включает перфорирующую гирлянду 32, помещенную внутри скважины на транспортирующем элементе 28. Транспортирующий элемент может представлять собой трос, лебедку, насосно-компрессорную трубу, гибкую насосно-компрессорную трубу, и любое другое известное или разработанное впоследствии средство для размещения перфорационной системы внутри скважины.
Головка 34 помещена в самой верхней части перфорирующей гирлянды 32 и присоединена к транспортирующему элементу 28. Головка может быть использована для электрического присоединения перфорационной системы к транспортирующему элементу. Этим обеспечивается одновременно механическое и электрическое соединение для передачи сигналов от транспортирующего элемента 28 к перфорирующей гирлянде 32. Кроме обеспечения электрического и(или) механического соединения между транспортирующим элементом 28 и перфорирующей гирляндой 32, головка 34 может выполнять функцию разрывного соединения, которое нарушается при приложении к транспортирующему элементу 28 чрезмерного натягивающего усилия.
Рядом с головкой 34 на перфорирующей гирлянде 32 размещен модуль 36 связи. Как будет более подробно описано ниже, конфигурация модуля 36 связи обеспечивает прием им сигнала с поверхности, как показано стрелкой 58, и передачу этого сигнала к остальным частям перфорирующей гирлянды. Стрелки (60, 62, 64) изображают связь модуля 36 связи с различными компонентами внутри перфорирующей гирлянды 32. Связь между модулем связи и другими частями перфорирующей гирлянды может быть закодирована таким образом, чтобы перфорационная система 30 могла выборочно выполнять конкретные операции.
В варианте осуществления перфорирующей гирлянды 32, показанном на фиг.3, имеется контроллер 38. Стрелкой 60 показана линия передачи данных между контроллером 38 и модулем 36 связи. Стрелка 60 показывает путь передачи команды, исходящей из модуля 36 связи, принимаемой контроллером 38. Контроллер 38 включает средства для приема сигнала 60 и средства обработки данных, содержащихся в сигнале. Процессор может быть запрограммирован на выполнение конкретного действия, в соответствии с содержанием данных в сигнале 60. Например, если процессор принимает сигнал данных, представляющих команду на инициирование срабатывания перфоратора, процессор может генерировать соответствующий сигнал данных детонации, который может быть затем передан на соответствующую стреляющую головку. Соответствующий сигнал данных представлен стрелками 68, 70 и 72.
Стреляющая головка 40 соединена и связана с перфоратором 42, в котором имеются кумулятивные заряды 43. Перфорирующая гирлянда 32 включает дополнительные группы контроллеров (44, 50), стреляющих головок (46, 52) и перфораторов (48, 54). В представленном варианте осуществления, контроллер 44 связан со стреляющей головкой 46 и перфоратором 48; контроллер 50 связан со стреляющей головкой 52 и перфоратором 54. Следует, однако, отметить, что перфорирующая гирлянда 32 может включать единственный перфоратор, либо, например, большое число перфораторов с длиной гирлянды, превышающей тысячи футов.
В одном режиме работы, детонация перфоратора может начинаться с посылки сигнала на модуль 36 связи с расположенного на поверхности контроллера 56. Хотя стрелка 58 показана снаружи перфорирующей гирлянды 32, стрелка 58 представляет обмен данными, сигналами или командами между контроллером 56 на поверхности и модулем 36 связи. При необходимости, связь может осуществляться разными способами, например, вдоль транспортирующего элемента 28, а также другими известными и разработанными позднее способами переноса сигнала от контроллера 56 на поверхности к модулю 36 связи.
По получении сигнала данных, представленного стрелкой 58, модуль 36 связи может направить соответствующий сигнал инициирования детонации на одну из стреляющих головок, выбранные стреляющие головки или все стреляющие головки одновременно. Сигнал, который в предпочтительном варианте передается по беспроводному каналу, может иметь различные формы. Сигнал может включать гидроимпульс, радиосигнал, высокочастотный сигнал, а также и низкочастотный сигнал. Низкочастотный сигнал может быть передан через корпус инструмента, буровой шлам, а также обсадную колонну. Как отмечалось выше, каждая из стреляющих головок включает приемник и устройство обработки, которое может принимать сигнал и декодировать его с целью определения необходимости срабатывания стреляющей головки. Посредством процессора осуществляется доступ к памяти хранения программ для сопоставления принятого сигнала с ранее закодированными командами, поэтому процессор обладает возможностью предпринимать определенные действия с учетом данных, получаемых от контроллера 38. Хотя контроллеры (38, 44, 50) показаны как отдельные модули, они могут быть объединены с соответствующими стреляющими головками (40, 46, 52). Соответственно, одиночный модуль будет обладать функциями приема сигнала данных, декодирования сигнала данных, и осуществления детонации связанного с ним перфоратора. Стрелками 68, 70 и 72 показаны данные команды, исходящей из контроллера на соответствующую ему стреляющую головку.
Рассматриваемая здесь перфорационная система 30 обладает рядом преимуществ по сравнению с известными перфорационными системами. Например, в известных системах обычно производится детонация всей гирлянды последовательно от верхней части гирлянды к нижней части. Модульная конфигурация перфорирующей гирлянды 32, показанной на фиг.3, обеспечивает возможность выборочного инициирования отдельного перфоратора, либо группы из одного или более перфораторов в пределах гирлянды. В некоторых ситуациях, может потребоваться инициировать один или более стреляющий перфоратор, поменять положение перфорационной системы 32 внутри связанной с ней скважины, и затем направить другую команду с контроллера 56 на поверхности на модуль 36 связи для детонирования одного или более других выбранных перфораторов.
На фиг.3a представлено схематическое изображение другого возможного варианта осуществления перфорационной системы 30a, в которой модуль 36a связи не имеет механического соединения с перфорирующей гирляндой 32a. В варианте осуществления на фиг.3а модуль 36а связи связан с контроллерами (38, 44, 50) по беспроводному каналу связи (показан пунктирными линиями со стрелками) с использованием средств скважины.
На фиг.4 представлен другой пример альтернативного варианта части перфорирующей гирлянды 32b. В этом варианте осуществления, часть перфорирующей гирлянды 32b включает контроллер 38a, стреляющую головку 40a и связанный с ними стреляющий перфоратор 42a. Контроллер 38a включает приемник 74 и модуль 78 контроллера. В некоторых случаях приемник 74 может также работать как передатчик. Как приемник 74, так и модуль 78 контроллера могут получать питание от соответствующей батареи 76. Линия 75 связи иллюстрирует связь между приемником и модулем контроллера. Провод 77 обеспечивает электрическое соединение для электрической связи между батареей 76 и приемником 74 и контроллером 78.
Секция 40a стреляющей головки включает клапан 82, выборочно открываемый или закрываемый модулем управления. Секция 40a также включает приемную линию 84, обеспечивающую передачу давления на вход клапана 82 снаружи стреляющей головки 40а. Таким образом, на вход клапана 82 будет воздействовать давление скважины, когда перфорационная система 32b помещается в скважинном флюиде. Выходная линия 86, стоящая ниже по потоку относительно клапана 82 управления, заканчивается в детонаторе 88, обеспечивая связь давлением клапана 82 со стоящим после него детонатором 88. Детонатор 88 включает цилиндр 89 с расположенным внутри него поршнем 90 и ударником 92. Ударник 92 выступает вниз от поршня 90. В цилиндре 89 имеется преимущественно цилиндрическое отверстие, в котором вдоль оси цилиндра 89 может двигаться поршень 90 соответствующей формы. Граница раздела по наружному радиусу поршня 90 и внутренней окружностью цилиндра 89 должна создавать уплотнение.
Срезной штифт 91 показан проходящим сквозь стенку цилиндра 89 в углубление, образованное в поршне 90. Срезной штифт используется для предотвращения нежелательного перемещения поршня 90 внутри цилиндра 89. Срезной штифт 91 может быть, однако, сделан из мягкого полимерного материала, легко срезаемого под воздействием относительно небольшого перепада давлений по разным сторонам поршня 90. Кроме того, в цилиндре 89 располагается срабатывающий от давления детонатор 93, к нижнему концу которого присоединен детонирующий шнур. Детонирующий шнур 94 проходит от стреляющей головки 40a в соответствующий стреляющий перфоратор 42a. Известно, что инициирование детонации детонирующего шнура 94, в свою очередь, создаст детонационную волну, распространяющуюся вдоль детонирующего шнура 94 для инициирования детонации кумулятивных зарядов 43a, подсоединенных к детонирующему шнуру 94.
Внутри стреляющей головки 40а также показан установленный там дополнительный детонатор 96. Дополнительный детонатор соединен с модулем 78 контроллера проводом с предохранительным выключателем 98, активируемым давлением, а к его противоположному концу присоединен детонирующий шнур 97, соединенный с основным детонирующим шнуром 94.
В одном режиме работы сегмента 32a перфорирующей гирлянды, показанного на фиг.4, сигнал детонации подается к контроллеру 38a по стрелке 60. Приемник 74, конфигурация которого обеспечивает прием и декодирование содержания сигнала 60, принимает сигнал, декодирует его и направляет его содержание в модуль 78 контроллера. Хотя на чертеже они и показаны отдельными устройствами, приемник 74 и модуль 78 контроллера могут быть интегрированы в едином модуле, например, процессора, печатной электронной платы или системы обработки информации. Также как и в случае контроллеров, рассмотренных ранее, модуль 78 контроллера запрограммирован на выполнение действий, в зависимости от содержания сигнала 60. В случаях, когда содержание сигнала включает команду детонации, соответствующий сигнал детонации, обозначенный стрелкой 80, направляется к клапану 82 управления. Клапан управления, включающий исполнительный механизм, может быть открыт, тем самым обеспечивая передачу давления сквозь приемную линию 84 и выходную линию 86 в цилиндр 89. Передаваемое давление, обычно в форме втекающего в цилиндр скважинного флюида, превышает давление среды внутри цилиндра 89. Возникающая сила, в свою очередь, сдвигает с места поршень 90, срезая срезной штифт 91, и двигает вниз поршень 90 и ударник 92, который ударяет в детонатор 93. Заостренный конец ударника 92 обладает достаточной ударной энергией для воспламенения детонатора 93 для создания соответствующей детонации в детонирующем шнуре 94 для детонации кумулятивных зарядов 43a. Соответственно, одним из преимуществ использования комбинации модуля 38 контроллера и стреляющей головки 40a для инициирования давлением является то, что нет опасности преждевременной детонации перфорирующей гирлянды 32 из-за случайно попавших электрических сигналов. Это достигается благодаря тому, что детонация перфорирующей гирлянды возможна только в присутствии скважинного давления. В результате, детонация этих стреляющих перфораторов не может произойти случайно, до их размещения внутри скважины.
Описанное изобретение, таким образом, подходит для успешного решения поставленных задач и достижения упомянутых целей и преимуществ изобретения, а также и других, присущих ему. В то время как предпочтительные варианты осуществления были представлены для целей раскрытия изобретения, многочисленные изменения возможны при конкретном достижении нужных результатов. Например, описанное здесь изобретение пригодно для любого фазирования кумулятивных зарядов, а также любой плотности кумулятивных зарядов. Более того, изобретение может быть использовано со стреляющим перфоратором любого размера и перфорирующим элементом любого типа и, вследствие этого, не ограничено кумулятивными зарядами в качестве перфорирующего элемента. Предполагается, что эти и другие аналогичные модификации, которые могут быть предложены специалистами в пределах области притязаний приложенной формулы изобретения.

Claims (31)

1. Способ перфорации скважины, при осуществлении которого:
обеспечивают модуль связи, гирлянду скважинных перфораторов и контроллер, соответствующий каждому скважинному перфоратору в гирлянде;
располагают модуль связи, гирлянду скважинных перфораторов и контроллеры в скважине;
обеспечивают беспроводную связь между, по меньшей мере, одним контроллером и модулем связи вдоль канала, минуя, по меньшей мере, один из других контроллеров и иное устройство, связанное с, по меньшей мере, одним из других контроллеров, и
выборочно осуществляют детонацию, по меньшей мере, одного скважинного перфоратора путем передачи сигнала детонации контроллеру, соответствующему этому, по меньшей мере, одному скважинному перфоратору.
2. Способ по п.1, в котором перфорирующая гирлянда включает стреляющую головку.
3. Способ по п.1, в котором контроллер включает приемник, передатчик, батарею и модуль управления.
4. Способ по п.1, при осуществлении которого сигнал детонации передают с поверхности по транспортирующему элементу, присоединенному к перфорирующей гирлянде.
5. Способ по п.1, при осуществлении которого сигнал детонации получают от модуля связи.
6. Способ по п.1, в котором модуль связи прикреплен к транспортирующему элементу.
7. Способ по п.1, в котором модуль связи отделен от транспортирующего элемента.
8. Способ по п.1, при осуществлении которого детонацию перфоратора инициируют посредством источника давления.
9. Способ по п.8, в котором источник давления включает скважинный флюид.
10. Способ по п.1, в котором детонацию перфоратора инициируют посредством приемника, устанавливая связь давления в скважине с системой инициирования, связанной с перфоратором.
11. Способ по п.10, в котором при установлении связи с давлением в скважине открывают клапан, отделяющий давление скважинного флюида от системы инициирования.
12. Способ по п.10, в котором система инициирования включает ударник, ударяющий детонатор под воздействием давления.
13. Способ по п.12, в котором давление включает давление скважинного флюида.
14. Способ по п.1, в котором, по меньшей мере, один перфоратор, является первым перфоратором и при осуществлении которого передвигают перфорирующую гирлянду внутри скважины, и посылают сигнал детонации на второй перфоратор, расположенный в перфорирующей гирлянде ниже первого перфоратора.
15. Способ по п.1, в котором на этапе беспроводной связи передаваемый по беспроводному каналу сигнал выбирают из группы, состоящей из гидроимпульса, радиосигнала, высокочастотного сигнала, низкочастотного сигнала, а также их комбинаций.
16. Перфорационная система, располагаемая в скважине и содержащая:
перфораторы;
модуль связи; и
контроллеры, соответствующие каждому перфоратору, и при этом каждый контроллер избирательно связан с модулем связи так, что, при установлении связи между контроллером и модулем связи, сигнал проходит напрямую от модуля связи к контроллеру, минуя другие контроллеры или оборудование, связанное с другими контроллерами.
17. Перфорационная система по п.16, в которой конфигурация, по меньшей мере, одного контроллера перфоратора обеспечивает инициирование детонации перфоратора в ответ на сигнал, полученный от модуля связи.
18. Перфорационная система по п.16, в которой, по меньшей мере, один контроллер перфоратора включает модуль контроллера и приемник.
19. Перфорационная система по п.16, включающая детонатор перфоратора.
20. Перфорационная система по п.19, в которой детонатор реагирует на команды от контроллера перфоратора.
21. Перфорационная система по п.19, в которой детонатор инициируется давлением.
22. Перфорационная система по п.21, включающая клапан управления, приводимый в действие контроллером и связанный по давлению со скважиной и детонатором.
23. Перфорационная система по п.22, в которой клапан управления способен выборочно передать давление скважины на детонатор.
24. Перфорационная система по п.16, в которой конфигурация модуля связи обеспечивает выдачу сигналов, выбираемых из группы, состоящей из гидроимпульса, радиосигнала, высокочастотного сигнала, низкочастотного сигнала, а также их комбинаций.
25. Перфорационная система по п.16, включающая транспортирующий элемент.
26. Перфорационная система по п.25, в которой транспортирующий элемент выбран из группы, состоящей из троса, колонны труб, гибкой колонны труб и лебедки.
27. Способ перфорации скважины, при осуществлении которого:
размещают в скважине перфорирующую гирлянду с кумулятивными зарядами, устройство связи и контроллеры перфоратора;
передают первый сигнал на устройство связи;
на основании первого сигнала, беспроводным путем передают второй сигнал от модуля связи к, по меньшей мере, одному контроллеру и вдоль канала, минуя другие контроллеры и устройства, связанные с другими контроллерами, и
инициируют детонацию кумулятивного заряда в пределах избранного перфоратора на основании второго сигнала, переданного беспроводным путем.
28. Способ по п.27, при осуществлении которого сигнал, передаваемый по беспроводному каналу, выбирают из группы, состоящей из гидроимпульса, радиосигнала, высокочастотного сигнала, низкочастотного сигнала, а также их комбинаций.
29. Способ по п.27, при осуществлении которого передают давление в скважине к инициируемому давлением детонатору кумулятивного заряда.
30. Способ по п.1, в котором каждый перфоратор включает корпус заряда, и на этапе беспроводной передачи сигнала между контроллерами и устройством связи сигнал передается через каждый корпус заряда.
31. Способ по п.1, в котором упомянутый канал отличен от других каналов, вдоль которых другие контроллеры передают сигналы к командному модулю.
RU2010110632/03A 2007-08-20 2008-08-20 Беспроводное инициирование скважинного перфоратора RU2493358C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/841,062 US8074737B2 (en) 2007-08-20 2007-08-20 Wireless perforating gun initiation
US11/841,062 2007-08-20
PCT/US2008/073633 WO2009085341A2 (en) 2007-08-20 2008-08-20 Wireless perforating gun initiation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010110632A RU2010110632A (ru) 2011-09-27
RU2493358C2 true RU2493358C2 (ru) 2013-09-20

Family

ID=40364281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010110632/03A RU2493358C2 (ru) 2007-08-20 2008-08-20 Беспроводное инициирование скважинного перфоратора

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8074737B2 (ru)
EP (1) EP2193254A2 (ru)
RU (1) RU2493358C2 (ru)
WO (2) WO2009085341A2 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2700856C1 (ru) * 2018-06-27 2019-09-23 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Устройство для последовательного инициирования секций перфорационной системы
RU2757567C1 (ru) * 2020-11-26 2021-10-18 Акционерное общество "БашВзрывТехнологии" Устройство для инициирования перфоратора нефтяной скважины
RU2801790C1 (ru) * 2023-03-17 2023-08-15 Акционерное Общество "Твэл" Система кабельной селективной перфорации

Families Citing this family (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090071651A1 (en) * 2007-09-17 2009-03-19 Patel Dinesh R system for completing water injector wells
US8157022B2 (en) * 2007-09-28 2012-04-17 Schlumberger Technology Corporation Apparatus string for use in a wellbore
US8451137B2 (en) 2008-10-02 2013-05-28 Halliburton Energy Services, Inc. Actuating downhole devices in a wellbore
MX348480B (es) 2011-02-03 2017-06-14 Baker Hughes Inc Cartucho de conexion para sarta del fondo de la perforacion.
CN102704898A (zh) * 2012-06-06 2012-10-03 中国石油化工股份有限公司 编码式分级射孔仪器
US8967291B2 (en) 2012-06-12 2015-03-03 Halliburton Energy Services, Inc. Pressure-activated switch
US9523271B2 (en) 2012-09-21 2016-12-20 Halliburton Energy Services, Inc. Wireless communication for downhole tool strings
US9702680B2 (en) 2013-07-18 2017-07-11 Dynaenergetics Gmbh & Co. Kg Perforation gun components and system
US20220258103A1 (en) 2013-07-18 2022-08-18 DynaEnergetics Europe GmbH Detonator positioning device
CZ307065B6 (cs) 2013-08-26 2017-12-27 Dynaenergetics Gmbh & Co. Kg Sestava perforátoru vrtů a rozbušky
US9476289B2 (en) 2013-09-12 2016-10-25 G&H Diversified Manufacturing Lp In-line adapter for a perforating gun
US10188990B2 (en) 2014-03-07 2019-01-29 Dynaenergetics Gmbh & Co. Kg Device and method for positioning a detonator within a perforating gun assembly
CN104005740B (zh) * 2014-05-06 2016-03-02 西安物华巨能爆破器材有限责任公司 油气井多级射孔起爆器的控制电路及控制方法
CA2933756C (en) 2014-05-23 2020-09-01 Hunting Titan, Inc. Box by pin perforating gun system and methods
US10273788B2 (en) 2014-05-23 2019-04-30 Hunting Titan, Inc. Box by pin perforating gun system and methods
US9169695B1 (en) * 2015-04-22 2015-10-27 OEP Associates, Trustee for Oil exploration probe CRT Trust Oil exploration probe
CA3070124C (en) 2015-11-12 2022-03-01 Hunting Titan, Inc. Contact plunger cartridge assembly
US10151181B2 (en) * 2016-06-23 2018-12-11 Schlumberger Technology Corporation Selectable switch to set a downhole tool
CN106223909A (zh) * 2016-08-31 2016-12-14 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 连续油管分簇射孔智能点火装置及工艺
US10914145B2 (en) 2019-04-01 2021-02-09 PerfX Wireline Services, LLC Bulkhead assembly for a tandem sub, and an improved tandem sub
US11255650B2 (en) 2016-11-17 2022-02-22 XConnect, LLC Detonation system having sealed explosive initiation assembly
WO2019083870A1 (en) * 2017-10-23 2019-05-02 Bp Corporation North America Inc. SYSTEMS AND METHODS FOR PERFORATING TUBULAR ROD TRAINS
US11021923B2 (en) * 2018-04-27 2021-06-01 DynaEnergetics Europe GmbH Detonation activated wireline release tool
US10458213B1 (en) 2018-07-17 2019-10-29 Dynaenergetics Gmbh & Co. Kg Positioning device for shaped charges in a perforating gun module
US11408279B2 (en) 2018-08-21 2022-08-09 DynaEnergetics Europe GmbH System and method for navigating a wellbore and determining location in a wellbore
US11661824B2 (en) * 2018-05-31 2023-05-30 DynaEnergetics Europe GmbH Autonomous perforating drone
US11591885B2 (en) 2018-05-31 2023-02-28 DynaEnergetics Europe GmbH Selective untethered drone string for downhole oil and gas wellbore operations
US10794159B2 (en) 2018-05-31 2020-10-06 DynaEnergetics Europe GmbH Bottom-fire perforating drone
WO2019229520A1 (en) * 2018-05-31 2019-12-05 Dynaenergetics Gmbh & Co. Kg Selective untethered drone string for downhole oil and gas wellbore operations
US11905823B2 (en) 2018-05-31 2024-02-20 DynaEnergetics Europe GmbH Systems and methods for marker inclusion in a wellbore
US10386168B1 (en) 2018-06-11 2019-08-20 Dynaenergetics Gmbh & Co. Kg Conductive detonating cord for perforating gun
US11339614B2 (en) 2020-03-31 2022-05-24 DynaEnergetics Europe GmbH Alignment sub and orienting sub adapter
US11808093B2 (en) 2018-07-17 2023-11-07 DynaEnergetics Europe GmbH Oriented perforating system
WO2020038848A1 (en) 2018-08-20 2020-02-27 DynaEnergetics Europe GmbH System and method to deploy and control autonomous devices
USD1010758S1 (en) 2019-02-11 2024-01-09 DynaEnergetics Europe GmbH Gun body
USD1019709S1 (en) 2019-02-11 2024-03-26 DynaEnergetics Europe GmbH Charge holder
US10689955B1 (en) 2019-03-05 2020-06-23 SWM International Inc. Intelligent downhole perforating gun tube and components
US11078762B2 (en) 2019-03-05 2021-08-03 Swm International, Llc Downhole perforating gun tube and components
US11268376B1 (en) 2019-03-27 2022-03-08 Acuity Technical Designs, LLC Downhole safety switch and communication protocol
US20220178230A1 (en) 2019-04-01 2022-06-09 DynaEnergetics Europe GmbH Retrievable perforating gun assembly and components
US11293737B2 (en) 2019-04-01 2022-04-05 XConnect, LLC Detonation system having sealed explosive initiation assembly
US11255162B2 (en) 2019-04-01 2022-02-22 XConnect, LLC Bulkhead assembly for a tandem sub, and an improved tandem sub
US11402190B2 (en) 2019-08-22 2022-08-02 XConnect, LLC Detonation system having sealed explosive initiation assembly
US11940261B2 (en) 2019-05-09 2024-03-26 XConnect, LLC Bulkhead for a perforating gun assembly
US11578549B2 (en) 2019-05-14 2023-02-14 DynaEnergetics Europe GmbH Single use setting tool for actuating a tool in a wellbore
US11255147B2 (en) 2019-05-14 2022-02-22 DynaEnergetics Europe GmbH Single use setting tool for actuating a tool in a wellbore
US10927627B2 (en) 2019-05-14 2021-02-23 DynaEnergetics Europe GmbH Single use setting tool for actuating a tool in a wellbore
CN114174632A (zh) 2019-07-19 2022-03-11 德力能欧洲有限公司 弹道致动的井筒工具
CN111411924B (zh) * 2019-12-09 2022-03-25 大庆油田有限责任公司 一种射孔智能起爆方法、装置及射孔智能起爆水油井
CZ2022302A3 (cs) 2019-12-10 2022-08-24 DynaEnergetics Europe GmbH Sestava orientovatelné prorážecí trysky
US11480038B2 (en) 2019-12-17 2022-10-25 DynaEnergetics Europe GmbH Modular perforating gun system
US11225848B2 (en) 2020-03-20 2022-01-18 DynaEnergetics Europe GmbH Tandem seal adapter, adapter assembly with tandem seal adapter, and wellbore tool string with adapter assembly
USD981345S1 (en) 2020-11-12 2023-03-21 DynaEnergetics Europe GmbH Shaped charge casing
US11988049B2 (en) 2020-03-31 2024-05-21 DynaEnergetics Europe GmbH Alignment sub and perforating gun assembly with alignment sub
US11619119B1 (en) 2020-04-10 2023-04-04 Integrated Solutions, Inc. Downhole gun tube extension
USD904475S1 (en) 2020-04-29 2020-12-08 DynaEnergetics Europe GmbH Tandem sub
USD908754S1 (en) 2020-04-30 2021-01-26 DynaEnergetics Europe GmbH Tandem sub
US20230349248A1 (en) * 2020-06-17 2023-11-02 DynaEnergetics Europe GmbH Control module for use with a wellbore tool and wellbore toolstring with control module
USD947253S1 (en) 2020-07-06 2022-03-29 XConnect, LLC Bulkhead for a perforating gun assembly
USD950611S1 (en) 2020-08-03 2022-05-03 XConnect, LLC Signal transmission pin perforating gun assembly
USD979611S1 (en) 2020-08-03 2023-02-28 XConnect, LLC Bridged mini-bulkheads
US11732556B2 (en) 2021-03-03 2023-08-22 DynaEnergetics Europe GmbH Orienting perforation gun assembly
US11713625B2 (en) 2021-03-03 2023-08-01 DynaEnergetics Europe GmbH Bulkhead
US11867032B1 (en) 2021-06-04 2024-01-09 Swm International, Llc Downhole perforating gun system and methods of manufacture, assembly and use
US11753889B1 (en) 2022-07-13 2023-09-12 DynaEnergetics Europe GmbH Gas driven wireline release tool

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5445228A (en) * 1993-07-07 1995-08-29 Atlantic Richfield Company Method and apparatus for formation sampling during the drilling of a hydrocarbon well
RU2170813C2 (ru) * 1995-07-12 2001-07-20 Вестерн Атлас Интернэшнл, Инк. Устройство для инициирования перфоратора нефтяной скважины
US20040134658A1 (en) * 2003-01-09 2004-07-15 Bell Matthew Robert George Casing conveyed well perforating apparatus and method
US20060086497A1 (en) * 2004-10-27 2006-04-27 Schlumberger Technology Corporation Wireless Communications Associated With A Wellbore
US20060196665A1 (en) * 2005-03-01 2006-09-07 Owen Oil Tools Lp Novel device and methods for firing perforating guns
RU2287669C2 (ru) * 2003-08-28 2006-11-20 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Скважинный инструмент для установки в скважине и способ для активации скважинного инструмента для использования в стволе скважины

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3010396A (en) * 1957-12-31 1961-11-28 Western Co Of North America Selective firing apparatus
US4544034A (en) 1983-03-31 1985-10-01 Geo Vann, Inc. Actuation of a gun firing head
US4566538A (en) * 1984-03-26 1986-01-28 Baker Oil Tools, Inc. Fail-safe one trip perforating and gravel pack system
US4836109A (en) 1988-09-20 1989-06-06 Halliburton Company Control line differential firing head
US6464021B1 (en) * 1997-06-02 2002-10-15 Schlumberger Technology Corporation Equi-pressure geosteering
US6938689B2 (en) * 1998-10-27 2005-09-06 Schumberger Technology Corp. Communicating with a tool
US7347278B2 (en) * 1998-10-27 2008-03-25 Schlumberger Technology Corporation Secure activation of a downhole device
US6536524B1 (en) * 1999-04-27 2003-03-25 Marathon Oil Company Method and system for performing a casing conveyed perforating process and other operations in wells
US20030000411A1 (en) * 2001-06-29 2003-01-02 Cernocky Edward Paul Method and apparatus for detonating an explosive charge
US6557636B2 (en) * 2001-06-29 2003-05-06 Shell Oil Company Method and apparatus for perforating a well
US20030001753A1 (en) * 2001-06-29 2003-01-02 Cernocky Edward Paul Method and apparatus for wireless transmission down a well
US6820693B2 (en) * 2001-11-28 2004-11-23 Halliburton Energy Services, Inc. Electromagnetic telemetry actuated firing system for well perforating gun
US6779605B2 (en) * 2002-05-16 2004-08-24 Owen Oil Tools Lp Downhole tool deployment safety system and methods
US6837310B2 (en) * 2002-12-03 2005-01-04 Schlumberger Technology Corporation Intelligent perforating well system and method
US8157022B2 (en) * 2007-09-28 2012-04-17 Schlumberger Technology Corporation Apparatus string for use in a wellbore

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5445228A (en) * 1993-07-07 1995-08-29 Atlantic Richfield Company Method and apparatus for formation sampling during the drilling of a hydrocarbon well
RU2170813C2 (ru) * 1995-07-12 2001-07-20 Вестерн Атлас Интернэшнл, Инк. Устройство для инициирования перфоратора нефтяной скважины
US20040134658A1 (en) * 2003-01-09 2004-07-15 Bell Matthew Robert George Casing conveyed well perforating apparatus and method
RU2287669C2 (ru) * 2003-08-28 2006-11-20 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Скважинный инструмент для установки в скважине и способ для активации скважинного инструмента для использования в стволе скважины
US20060086497A1 (en) * 2004-10-27 2006-04-27 Schlumberger Technology Corporation Wireless Communications Associated With A Wellbore
US20060196665A1 (en) * 2005-03-01 2006-09-07 Owen Oil Tools Lp Novel device and methods for firing perforating guns

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2700856C1 (ru) * 2018-06-27 2019-09-23 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Устройство для последовательного инициирования секций перфорационной системы
RU2757567C1 (ru) * 2020-11-26 2021-10-18 Акционерное общество "БашВзрывТехнологии" Устройство для инициирования перфоратора нефтяной скважины
RU2807119C1 (ru) * 2022-08-30 2023-11-09 Акционерное общество "Владимирское производственное объединение "Точмаш" (АО "ВПО "ТОЧМАШ") Способ и устройство контроля установки с помощью посадочной камеры взрывного типа скважинного инструмента
RU2801790C1 (ru) * 2023-03-17 2023-08-15 Акционерное Общество "Твэл" Система кабельной селективной перфорации

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010110632A (ru) 2011-09-27
WO2009085341A2 (en) 2009-07-09
US20090050322A1 (en) 2009-02-26
WO2009091422A2 (en) 2009-07-23
WO2009091422A3 (en) 2010-03-04
EP2193254A2 (en) 2010-06-09
US8074737B2 (en) 2011-12-13
WO2009085341A3 (en) 2010-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2493358C2 (ru) Беспроводное инициирование скважинного перфоратора
US8672031B2 (en) Perforating with wired drill pipe
US7913603B2 (en) Device and methods for firing perforating guns
CA2451231C (en) Method and apparatus for detonating an explosive charge
RU2401936C1 (ru) Способ и устройство для установления внутрискважинного избирательного сообщения текучей средой
US5316087A (en) Pyrotechnic charge powered operating system for downhole tools
US6557636B2 (en) Method and apparatus for perforating a well
CA2682910C (en) Modular time delay for actuating wellbore devices and methods for using same
US5551520A (en) Dual redundant detonating system for oil well perforators
EP2194227A2 (en) System and method for verifying perforating gun status prior to perforating a wellbore
US20030001753A1 (en) Method and apparatus for wireless transmission down a well
US20030000411A1 (en) Method and apparatus for detonating an explosive charge
EA036655B1 (ru) Механизм производства взрывов или выстрелов с системой дозирования и временной задержки
US20020125045A1 (en) Detonation transfer subassembly and method for use of same
GB2530551A (en) Perforating gun assembly and method of use in hydraulic fracturing applications
US20220065080A1 (en) Behind casing well perforating and isolation system and related methods
CA2965510A1 (en) Short hop communications for a setting tool
US20100012321A1 (en) Communicating through a barrier in a well
US11268356B2 (en) Casing conveyed, externally mounted perforation concept
US20220381119A1 (en) Expandable perforating gun string and method
US20200003024A1 (en) Casing conveyed, externally mounted perforation concept

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170821