RU2646927C1 - Device for successive initiation of perforating system - Google Patents

Device for successive initiation of perforating system Download PDF

Info

Publication number
RU2646927C1
RU2646927C1 RU2017118260A RU2017118260A RU2646927C1 RU 2646927 C1 RU2646927 C1 RU 2646927C1 RU 2017118260 A RU2017118260 A RU 2017118260A RU 2017118260 A RU2017118260 A RU 2017118260A RU 2646927 C1 RU2646927 C1 RU 2646927C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piston
electric
triggered
housing
electronic key
Prior art date
Application number
RU2017118260A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Умар Хамидович Булатов
Алексей Анатольевич Красильников
Алексей Васильевич Плотников
Анатолий Николаевич Седышев
Марат Растымович Хайрутдинов
Дмитрий Владиленович Часовский
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Промперфоратор"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Промперфоратор" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Промперфоратор"
Priority to RU2017118260A priority Critical patent/RU2646927C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2646927C1 publication Critical patent/RU2646927C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42CAMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C15/00Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges
    • F42C15/40Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges wherein the safety or arming action is effected electrically

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to the oil and gas industry, specifically to the structural part of perforating systems that are lowered into oil or gas wells on a geophysical cable and initiated by electric detonators, and can be used for perforating disparate intervals during a single trip. Device comprises a device body, an electric detonator, a detonating cord, an electric wire, a detonation transfer device, and a piston. Piston is located in a casing made in the form of a cylinder with a stepped through hole, has a sealing and initiating part and is fixed in the body from movement by a lock washer. Piston is insulated from the body by a sleeve-insulator and an insulating washer. In the mechanical chain of switching contacts the electronic contact switching unit made in the form of an electronic key, triggered by a change in the state of the sensor, is additionally included.
EFFECT: enabling triggering of only one of several perforating electric detonators from feeding one pulse from the explosive device in a strict sequence from the bottom up.
4 cl, 4 dwg

Description

Устройство для последовательного инициирования перфорационной системы относится к нефтегазовой отрасли, а именно к конструктивной части перфорационных систем, спускаемых в нефтяные или газовые скважины на геофизическом кабеле, и инициируемым электродетонаторами, и может быть применено для перфорации разрозненных интервалов за одну спускоподъемную операцию для общепринятых безопасных и широко распространённых на рынке РФ средств инициирования, срабатывающих от высокочастотного импульса переменного тока.A device for sequentially initiating a perforating system relates to the oil and gas industry, namely, to the structural part of perforating systems that are lowered into oil or gas wells on a geophysical cable and initiated by electric detonators, and can be used to perforate disparate intervals in one round trip for generally accepted safe and widely common on the Russian market means of initiation, triggered by a high-frequency pulse of alternating current.

Известно устройство селективного переключателя для скважинного перфоратора US20100208408 A1, представляющего собой устройство для последовательной активации секций кумулятивного перфоратора в скважине, включающий в себя диод, адаптированный для передачи электрического тока в ответ на положительный или отрицательный ток, устройство, способное изменять полярность тока от воздействия света, реле, соединенное таким образом, что переключение из первого во второе положение в ответ на изменение полярности тока происходит за счет последовательного соединения диода, первой катушки реле и устройства, обеспечивающего изменение полярности от воздействия световой волны. Устройство также включает переключатель, корпус; переключатель имеет крепление для диода, устройства изменения направления постоянного тока и реле, а также имеет окно для протекания света снаружи переключателя в устройство, изменяющее полярность тока.A device for a selective switch for a downhole perforator US20100208408 A1 is known, which is a device for sequentially activating sections of a cumulative perforator in a well, including a diode adapted to transmit electric current in response to a positive or negative current, a device that can change the polarity of the current from exposure to light, a relay connected in such a way that switching from the first to the second position in response to a change in current polarity occurs due to compound of the diode, the first relay coil and a device which performs polarity reversal of the effects of the light wave. The device also includes a switch, a housing; the switch has a mount for a diode, a device for changing the direction of a direct current and a relay, and also has a window for the passage of light outside the switch into a device that changes the polarity of the current.

Известен также аналог по патенту US 8387533 B2, представляющий собой скважинный переключатель срабатывания кумулятивного перфоратора, включающий в себя кожух, корпус, имеющий первую и вторую стороны с расширяющимся сквозным отверстием между ними, корпус находится в кожухе таким образом, что второй конец подвержен воздействию детонационной ударной волны; первый электрический контакт, прилегающий к первой стороне корпуса, проводник, расположенный в отверстии; второй электрический контакт, расположенный в отверстии, примыкающем к корпусу второго конца; промежуточный электрический контакт, расположенный в отверстии между первым и вторым контактами, термопластичный полимерный изолятор, находящийся во втулке между промежуточным и вторым контактами, при этом устройство имеет две позиции: в первой позиции промежуточный контакт, проводящая втулка и нижний контакт замкнуты, а промежуточный и верхний контакты разомкнуты, во второй позиции верхний и промежуточный контакты замкнуты, а промежуточный и нижний контакты разомкнуты. An analogue of US 8387533 B2 is also known, which is a downhole switch for operating a cumulative perforator, including a casing, a casing having first and second sides with an expanding through hole between them, the casing is located in the casing so that the second end is exposed to detonation shock waves the first electrical contact adjacent to the first side of the housing, a conductor located in the hole; a second electrical contact located in the hole adjacent to the housing of the second end; an intermediate electrical contact located in the hole between the first and second contacts, a thermoplastic polymer insulator located in the sleeve between the intermediate and second contacts, the device has two positions: in the first position, the intermediate contact, the conductive sleeve and the lower contact are closed, and the intermediate and upper the contacts are open, in the second position, the upper and intermediate contacts are closed, and the intermediate and lower contacts are open.

Недостатком обоих аналогов является невозможность применения данной конструкции устройства с электродетонаторами и взрывными патронами производства РФ, срабатывающими от высокочастотного импульса переменного тока.The disadvantage of both analogues is the impossibility of using this device design with electric detonators and explosive cartridges produced by the Russian Federation, triggered by a high-frequency AC pulse.

Наиболее близким техническим решением является «устройство последовательного инициирования перфорационной системы» по патенту RU 2561828 С2 от 21.11.2013, опубликовано: 10.09.2015, МПК E21B 43/1185, F42C 15/40, содержащее корпус, электрический провод, поршень, картридж, внутри которого размещены шнур детонирующий, устройство передачи детонации, электродетонатор, контакт верхний, отличающееся тем, что снабжено подвижным электрическим контактом, расположенным на первой торцевой части поршня, обращенной к контакту верхнему, верхняя часть поршня выполнена конической формы, на второй торцевой части поршня выполнено глухое отверстие с диаметром, равным диаметру верхнего конца электрического контакта нижней секции перфоратора. The closest technical solution is the "device for sequential initiation of a perforation system" according to patent RU 2561828 C2 dated 11.21.2013, published: 09/10/2015, IPC E21B 43/1185, F42C 15/40, comprising a housing, an electric wire, a piston, a cartridge, inside which has a detonating cord, a detonation transmission device, an electric detonator, an upper contact, characterized in that it is equipped with a movable electrical contact located on the first end part of the piston facing the upper contact, the upper part of the piston is made conical shape, on the second end part of the piston there is a blind hole with a diameter equal to the diameter of the upper end of the electrical contact of the lower section of the perforator.

Основным недостатком данного прототипа является высокая вероятность одновременного срабатывания нескольких электродетонаторов и, соответственно, инициирования секций перфоратора, причем количество одновременно срабатывающих секций также может изменяться. Причиной данного недостатка является длительность импульса, выдаваемого с взрывных приборов, предназначенных для инициирования отечественных электродетонаторов ЭД-ПН-М и взрывных патронов ПВПД-Н – паспортная величина «не менее 10 мс» зачастую может перерасти в 400 мсек, что приводит, с учетом скорости быстропротекающих процессов детонации шнура и зарядов в секциях, к переключению нескольких узлов последовательного инициирования, срабатывающих от давления продуктов детонации, одновременному подключению нескольких электродетонаторов к центральной цепи перфоратора и, соответственно, их одновременному срабатыванию в месте расположения одного из нескольких разрозненных интервалов. Данный факт был установлен полигонными и опытно-промышленными испытаниями, что в целом делает вышеописанной конструкцию неработоспособной.The main disadvantage of this prototype is the high probability of the simultaneous operation of several electric detonators and, accordingly, the initiation of sections of a perforator, and the number of simultaneously triggered sections may also vary. The reason for this drawback is the duration of the pulse emitted from explosive devices designed to initiate domestic electric detonators ED-PN-M and explosive ammunition PVPD-N - the passport value of "at least 10 ms" can often develop into 400 ms, which leads, taking into account the speed fast processes of detonation of the cord and charges in sections, to switch several nodes of sequential initiation, triggered by the pressure of the detonation products, simultaneously connect several electric detonators perforator central chain and, accordingly, their simultaneous operation at the location of one of several disparate intervals. This fact was established by field and pilot tests, which generally makes the design described above inoperative.

Задачей предлагаемого технического решения является создание надежной, работоспособной, технологичной системы последовательного срабатывания секций перфоратора с применением отечественных средств инициирования.The objective of the proposed technical solution is to create a reliable, efficient, technologically advanced system of sequential actuation of the sections of the perforator using domestic means of initiation.

Задача решена за счет устройства для последовательного инициирования перфорационной системы, содержащей корпус устройства, электродетонатор, шнур детонирующий, электрический провод, устройство передачи детонации, поршень, при этом поршень расположен в корпусе, выполненном в виде цилиндра со ступенчатым сквозным отверстием; поршень имеет уплотнительную и инициирующую части и зафиксирован в корпусе от перемещения фиксирующей шайбой; поршень изолирован от корпуса втулкой-изолятором и изолирующей шайбой; в механическую цепочку переключения контактов дополнительно включен электронный блок переключения контактов, выполненный в виде электронного ключа, срабатывающего от изменения состояния датчика. The problem is solved by means of a device for sequentially initiating a perforation system comprising a device body, an electric detonator, a detonating cord, an electric wire, a detonation transmission device, a piston, the piston being located in a housing made in the form of a cylinder with a stepped through hole; the piston has a sealing and initiating parts and is fixed in the housing from movement by a locking washer; the piston is isolated from the housing by an insulating sleeve and an insulating washer; An electronic contact switching unit, made in the form of an electronic key triggered by a change in the state of the sensor, is additionally included in the mechanical contact switching chain.

Выполнение корпуса устройства в виде цилиндра со ступенчатым сквозным отверстием позволяет обеспечить заданный ход поршня и, соответственно, безошибочно передать сигнал о срабатывании на датчик и подключить к центральному проводу перфоратора следующий электродетонатор.The execution of the casing of the device in the form of a cylinder with a stepped through hole allows you to provide a given piston stroke and, accordingly, accurately transmit the alarm signal to the sensor and connect the next electric detonator to the central wire of the punch.

Снабжение поршня уплотнительной и инициирующей частями и фиксирование его в корпусе от перемещения фиксирующей шайбой позволяет увеличить время переключения, предохранить устройство от нештатного переключения на поверхности и герметизировать подключенный электродетонатор от скважинной жидкости в сработавшем перфораторе, что позволяет исключить вероятность срабатывания нескольких электродетонаторов за один импульс с взрывного прибора. Providing the piston with sealing and initiating parts and fixing it in the housing from being moved by the fixing washer allows increasing the switching time, protecting the device from abnormal switching on the surface and sealing the connected electric detonator from the well fluid in the triggered perforator, which eliminates the probability of the operation of several electric detonators in one pulse from an explosive instrument.

Изоляция поршня от корпуса втулкой-изолятором и изолирующей шайбой позволяет обеспечить транзитную передачу электрического сигнала от верхней секции к промежуточной, от промежуточной секции к нижней через поршень.Isolation of the piston from the housing by a bushing-insulator and an insulating washer allows for the transit of an electrical signal from the upper section to the intermediate, from the intermediate section to the lower through the piston.

Включение в механическую цепочку переключения контактов дополнительно электронного блока переключения контактов, выполненного в виде электронного ключа, срабатывающего от изменения состояния датчика, позволяет регулировать время срабатывания, что также позволяет исключить вероятность срабатывания нескольких электродетонаторов за один импульс с взрывного прибора.The inclusion in the mechanical contact switching chain of an additional electronic contact switching unit, made in the form of an electronic key triggered by a change in the state of the sensor, allows you to adjust the response time, which also eliminates the likelihood of several electric detonators tripping in a single pulse from an explosive device.

Снабжение устройства или индуктивным, или датчиком давления, или фоточувствительным датчиком позволяет применять устройства в скважинах с различными средами.Providing the device with either an inductive or pressure sensor or a photosensitive sensor allows the device to be used in wells with different environments.

Таким образом, все признаки, включенные в независимый пункт формулы, предлагаемое взаиморасположение элементов устройства и их взаимодействие обеспечивают, при подаче одного импульса с взрывного прибора, срабатывание только одного из нескольких электродетонаторов перфорационной системы, в строгой последовательности снизу вверх, от секции к секции - от 5 к 4, потом к 3, далее к 2, и к 1 секции, помещенной оператором, к моменту подачи импульса в место расположения, одного из нескольких разрозненных интервалов,Thus, all the features included in the independent claim, the proposed relative position of the device elements and their interaction ensure, when a single pulse is sent from the explosive device, the operation of only one of several electric detonators of the perforation system, in strict sequence from bottom to top, from section to section, from 5 to 4, then to 3, then to 2, and to 1 section, placed by the operator, at the time of the impulse to the location of one of several separate intervals,

Устройство для последовательного инициирования перфорационной системы изображено на чертежах, где на фиг.1 изображен продольный разрез устройства до срабатывания, на фиг.2 изображен продольный разрез устройства после срабатывания, на фиг.3 изображена функциональная схема электронного блока переключения контактов, на фиг. 4 изображена последовательность операций при работе сборкой из трех секций кумулятивного перфоратора с двумя устройствами для последовательного инициирования перфорационной системы.A device for sequentially initiating a perforation system is shown in the drawings, in which Fig. 1 shows a longitudinal section of the device before actuation, Fig. 2 shows a longitudinal section of the device after actuation, Fig. 3 shows a functional diagram of an electronic contact switching unit, Fig. 4 shows the sequence of operations during the assembly of three sections of a cumulative perforator with two devices for sequential initiation of the perforation system.

На фиг. 1-2 изображены: корпус 1 устройства, поршень 2, уплотняющая часть 3 поршня, инициирующая часть 4 поршня, корпус 5 поршня, гайка 6, контактный стержень 7, уплотнительные кольца 8, 9, фиксирующая шайба 10, втулка-изолятор 11, изолирующая шайба 12, электронный блок 13 переключения контактов, электродетонатор 14, детонирующий шнур 15, передаточный заряд 16, фиксатор 17 детонатора, клемма 18, центральный провод 19 перфоратора, провод 20 электродетонатора, катушка 21 электродетонатора.In FIG. 1-2 depict: device housing 1, piston 2, piston sealing part 3, piston initiating part 4, piston housing 5, nut 6, contact rod 7, sealing rings 8, 9, fixing washer 10, insulator sleeve 11, insulating washer 12, an electronic contact switching unit 13, an electric detonator 14, a detonating cord 15, a transfer charge 16, a detonator latch 17, a terminal 18, a punch center wire 19, an electric detonator wire 20, an electric detonator coil 21.

На фиг. 3 изображена схема работы электронного блока 13 переключения контактов, где показаны: поршень 2, инициирующая часть 4 поршня, электронный блок 13 переключения контактов, электродетонатор 14, центральный провод 19 перфоратора, провод 20 электродетонатора, катушка 21 электродетонатора, скользящий контакт 22, датчик 23, электронный ключ 24.In FIG. 3 shows a working diagram of an electronic contact switching unit 13, which shows: a piston 2, an initiating part 4 of a piston, an electronic contact switching unit 13, an electric detonator 14, a central punch wire 19, an electric detonator wire 20, an electric detonator coil 21, a sliding contact 22, a sensor 23, electronic key 24.

На фиг. 4 изображена последовательность операций А-Г при работе сборкой из трех секций кумулятивного перфоратора с первым и вторым устройствами последовательного срабатывания, на которых показаны обсадная труба 25, заколонный цементный камень 26, горная порода 27, геофизический кабель 28, кабельная головка 29, нижняя секция 30 кумулятивного перфоратора, промежуточная секция 31 кумулятивного перфоратора, верхняя секция 32 кумулятивного перфоратора, первое устройство 33 для последовательного срабатывания, второе устройство 34 для последовательного срабатывания, перфорация 35 первого интервала, перфорация 36 второго интервала, перфорация 37 третьего интервала, перфорированный интервал 38.In FIG. 4 depicts the sequence of operations A to G when working with an assembly of three sections of a cumulative punch with the first and second sequential actuation devices, which show the casing 25, casing cement 26, rock 27, geophysical cable 28, cable head 29, lower section 30 cumulative punch, intermediate section 31 cumulative punch, the upper section 32 of the cumulative punch, the first device 33 for sequential actuation, the second device 34 for sequential work tyvaniya, perforation 35 of the first interval, the second interval of perforation 36, perforation 37 of the third slot, perforated interval 38.

Устройство для последовательного инициирования перфорационной системы выполнено следующим образом.A device for sequentially initiating a perforation system is as follows.

Корпус 1 устройства, выполненный в виде цилиндрического тела с наружными резьбами на обоих концах, со ступенчатым внутренним сквозным отверстием, размещающим в себе электронный блок 13 переключения контрактов, поршень 2, состоящий из уплотнительной части 3 с двумя канавками, в которых расположены уплотнительные кольца 9, инициирующей части 4 меньшего диаметра длиной, обеспечивающей выступание из корпуса 5 поршня. С торцевой части уплотнительной части 3 поршня выполнено резьбовое отверстие для соединения с контактным стержнем 7. В исходном положении устройства уплотняющая часть 3 поршня полностью размещена во втулке-изоляторе 11, которая выполнена в виде трубки с выступом-поднутрением. На инициирующей части 4 поршня установлена изолирующая шайба 12. В начальном положении устройства втулка-изолятор 11 и изолирующая шайба 10 электрически изолируют поршень от корпуса 5 поршня, который выполнен в виде цилиндра, с двумя канавками под уплотнительные кольца 8 на наружной поверхности. На корпусе 5 поршня имеется сквозное центральное отверстие, причем отверстие выполнено ступенчато разными диаметрами: первый диаметр и длина соответствуют длине и диаметру втулки-изолятора 11, второй диаметр отверстия выполнен равным диаметру уплотняющей части 3 поршня и длиной, обеспечивающей возможность перемещения поршня 2 на необходимую величину, третий диаметр отверстия выполнен равным диаметру меньшей части изолирующей шайбы 12. The device body 1, made in the form of a cylindrical body with external threads at both ends, with a stepped through hole, accommodating an electronic contract switching unit 13, a piston 2, consisting of a sealing part 3 with two grooves in which the sealing rings 9 are located, the initiating part 4 of a smaller diameter length, which protrudes from the piston body 5. A threaded hole is made from the end part of the piston sealing part 3 for connection with the contact rod 7. In the initial position of the device, the piston sealing part 3 is completely placed in the sleeve-insulator 11, which is made in the form of a tube with a protrusion-undercut. An insulating washer 12 is installed on the initiating part 4 of the piston. In the initial position of the device, the sleeve-insulator 11 and the insulating washer 10 electrically isolate the piston from the piston body 5, which is made in the form of a cylinder, with two grooves for the sealing rings 8 on the outer surface. On the piston body 5 there is a through central hole, and the hole is made in steps of different diameters: the first diameter and length correspond to the length and diameter of the sleeve-insulator 11, the second diameter of the hole is equal to the diameter of the piston sealing part 3 and the length allowing the piston 2 to be moved by the required amount , the third diameter of the hole is equal to the diameter of the smaller part of the insulating washer 12.

В начальном положении поршень 2 зафиксирован от перемещения фиксирующей шайбой 10, которая зажата между поршнем и контактным стержнем 7 и опирается на втулку-изолятор 11 и корпус 5 поршня. Электронный блок 13 переключения контактов, корпус 5 поршня, фиксирующая шайба 10 закреплены в корпусе 1 устройства гайкой 6. In the initial position, the piston 2 is fixed against movement by a locking washer 10, which is sandwiched between the piston and the contact rod 7 and rests on the sleeve-insulator 11 and the piston body 5. The electronic block 13 switching contacts, the housing 5 of the piston, the locking washer 10 are fixed in the housing 1 of the device by a nut 6.

В начальном положении поршень 2 также не обеспечивает герметичность поршневого блока, т.к. уплотнительные кольца поршня находятся во втулке-изоляторе 11.In the initial position, the piston 2 also does not ensure the tightness of the piston block, because the piston o-rings are located in the bushing-insulator 11.

С противоположной части корпуса 1 устройства установлен фиксатор 17 детонатора, представляющий собой цилиндрическую втулку с пояском, упирающимся в торцевую проточку корпуса 1 устройства. В фиксаторе 17 детонатора выполнены три сквозных отверстия, одно из них расположено по центру втулки, второе и третье равноудалены от центрального отверстия. В центральное сквозное отверстие фиксатора 17 детонатора устанавливается взрывная цепочка, состоящая из электродетонатора 14, детонирующего шнура 15, заряда передаточного 16. Во второе и третье отверстия втулки фиксатора 17 детонатора устанавливается клемма 18, представляющая собой контакт с загнутыми лапками, выполненный из листа цветного металла; клемма 18 обеспечивает электрическое сообщение устройства с промежуточной секцией 31 перфоратора.From the opposite part of the device casing 1, a detonator latch 17 is installed, which is a cylindrical sleeve with a belt abutting against the end groove of the device casing 1. The detonator retainer 17 has three through holes, one of which is located in the center of the sleeve, the second and third are equidistant from the central hole. An explosive chain consisting of an electric detonator 14, a detonating cord 15, a transfer charge 16 is installed in the central through hole of the detonator 17, a terminal 18 is installed in the second and third holes of the detonator retainer 17 sleeve, which is a contact with folded tabs made of non-ferrous metal sheet; terminal 18 provides electrical communication of the device with the intermediate section 31 of the punch.

Вся электрическая цепочка устройства, представленная в виде контактного стержня 7, поршня 2, скользящего контакта 22, центрального провода 19 перфоратора, клеммы 18 осуществляет сквозную передачу электрического контакта при соединении секций перфораторов между собой.The entire electrical circuit of the device, presented in the form of a contact rod 7, a piston 2, a sliding contact 22, a central wire 19 of the punch, terminal 18 carries out an end-to-end transmission of the electrical contact when connecting the sections of the punchers with each other.

Электродетонатор 14 взаимодействует с электронным блоком 13 переключения контактов через провод 20, который формирует первичную обмотку электродетонатора, и подключается к электронному ключу 24, который обеспечивает размыкание провода 20 электродетонатора с центральным проводом 19 перфоратора и замыкание скользящего контакта 22 с центральным проводом 19 перфоратора в исходном состоянии устройства.The electric detonator 14 interacts with the electronic contact switching unit 13 through the wire 20, which forms the primary winding of the electric detonator, and is connected to the electronic key 24, which ensures the disconnection of the electric detonator wire 20 with the central wire of the puncher 19 and the sliding contact 22 closes with the central wire of the puncher 19 in the initial state devices.

Сборку перфорационной системы с устройством для последовательного инициирования перфорационной системы осуществляют следующим образом.The Assembly of the perforation system with a device for sequential initiation of the perforation system is as follows.

В центральное отверстие корпуса 1 устройства устанавливают электронный модуль 13 переключения контактов до упора во внутреннюю ступеньку корпуса 1 устройства, при этом предварительно центральный провод 19 перфоратора выводят через центральное отверстие корпуса 1 устройства с противоположной стороны. An electronic contact switching module 13 is installed in the central hole of the device housing 1 until it stops in the inner step of the device housing 1, while the central wire of the punch 19 is then led out through the central hole of the device housing 1 from the opposite side.

Поршневой блок в сборе, состоящий из корпуса 5, поршня 2, уплотнительных колец 8 и 9, втулки-изолятора 11, изолирующей шайбы 12, контактного стержня 7 и фиксирующей шайбы 10, устанавливают в посадочное место корпуса 1 устройства со стороны уже установленного электронного блока 13 переключения контактов, при этом инициирующая часть 4 поршня 2 электрически замыкается со скользящим контактом 22 электронного блока 12 переключения контактов, а уплотняющая часть 3 поршня полностью располагается во втулке-изоляторе 11. The piston assembly assembly, consisting of a housing 5, a piston 2, sealing rings 8 and 9, an insulating sleeve 11, an insulating washer 12, a contact rod 7 and a fixing washer 10, is installed in the seat of the device housing 1 from the side of the already installed electronic unit 13 switching contacts, while the initiating part 4 of the piston 2 is electrically closed with the sliding contact 22 of the electronic block 12 switching contacts, and the sealing part 3 of the piston is completely located in the sleeve-insulator 11.

Для фиксации электронного блока 13 переключения контактов и поршневого блока в торец корпуса 1 устройства вкручивается гайка 6. Далее, готовится фиксатор 17 и элементы взрывной цепи – заряд передаточный 16, отрезок детонирующего шнура 15, электродетонатор 14. To fix the electronic unit 13 for switching contacts and the piston unit, the nut 6 is screwed into the end face of the device 6. Next, the latch 17 and the elements of the explosive circuit are prepared - the transfer charge 16, the detonating cord segment 15, the detonator 14.

С помощью специального инструмента осуществляют обжим заряда передаточного 16 на отрезке детонирующего шнура 15 и, далее, обжим электродетонатора 14 на противоположной стороне отрезка детонирующего шнура 15. Using a special tool, crimp the charge of the transfer 16 on the segment of the detonating cord 15 and, further, crimping the electric detonator 14 on the opposite side of the segment of the detonating cord 15.

Готовую взрывную цепочку, стороной с установленным зарядом передаточным 16, устанавливают в центральное отверстие фиксатора 17 детонатора. Далее клемму 18 соединяют с центральным проводом 19 перфоратора, устанавливают в свободные отверстия фиксатора 17 детонатора. Провод 20 электродетонатора используют для формирования первичной обмотки электродетонатора 14, делая 5-6 витков вокруг катушки 21 электродетонатора, соединяют электронным ключом 24 электронного блока 13 переключения контактов, который в начальном положении размыкает провод 20 электродетонатора с центральным проводом 19 перфоратора. После этого, фиксатор 17 детонатора в сборе вместе с взрывной цепочкой устанавливают в посадочное отверстие корпуса 1 устройства со стороны, противоположной установке поршневого блока и гайки 6.The finished blasting chain, with the transfer charge side 16 installed, is installed in the central hole of the detonator lock 17. Next, the terminal 18 is connected to the central wire 19 of the perforator, installed in the free holes of the detonator retainer 17. The wire 20 of the electric detonator is used to form the primary winding of the electric detonator 14, making 5-6 turns around the coil 21 of the electric detonator, they are connected with the electronic key 24 of the electronic contact switching unit 13, which in the initial position opens the wire 20 of the electric detonator with the central wire 19 of the punch. After that, the detonator lock 17 assembly together with the explosive chain is installed in the bore hole of the device body 1 from the side opposite to the installation of the piston block and nut 6.

Аналогичным образом, собирают необходимое количество устройств для последовательного инициирования перфорационной системы в зависимости от планируемого количества интервалов перфорации, выполняемых за один спуск. Каждое собранное устройство устанавливают в верхнюю часть снаряженных секций перфоратора, при этом электрическая цепочка устройств в виде контактного стержня 7, поршня 2, скользящего контакта 22, центрального провода 19 перфоратора, клеммы 18 обеспечивает транзитное электрическое сообщение между соседними секциями перфоратора.Similarly, the required number of devices for sequential initiation of the perforation system is assembled, depending on the planned number of perforation intervals performed in one run. Each assembled device is installed in the upper part of the equipped sections of the perforator, while the electrical circuit of the devices in the form of a contact rod 7, a piston 2, a sliding contact 22, the central wire 19 of the perforator, terminal 18 provides a transit electrical communication between adjacent sections of the perforator.

Устройство для последовательного инициирования перфорационной системы работает следующим образомA device for sequential initiation of a perforation system operates as follows

После операций снаряжения сборку перфорационной системы спускают в скважину, закрепленную обсадной трубой 25 на геофизическом кабеле 28 или на гибкой насосно-компрессорной трубе с пропущенным геофизическим кабелем. После позиционирования на требуемом интервале перфорации оператором-взрывником с прибора высокочастотного прострелочного подают импульс, который, проходя через центральную жилу геофизического кабеля, центральный провод перфорационной системы, инициирует нижнюю секцию 30 кумулятивного перфоратора, кумулятивные заряды пробивают обсадную трубу 25, заколонный цементный камень 26 и горную породу 27. В результате срабатывания нижней секции 30 перфоратора за счет давления продуктов взрыва происходит срезание фиксирующей шайбы 10, освобождение поршня 2 и осуществляется его перемещение. Поршень движется до упора в переход второго внутреннего диаметра корпуса 5 поршня в третий, при этом уплотнительные кольца 9 начинают выполнять свою функцию в соединении металл-металл, герметизируя промежуточную секцию 31 перфоратора от заполнившей нижнюю секцию 30 перфоратора скважинной жидкости. Инициирующая часть 4 поршня, перемещаясь, активирует датчик 23, расположенный в электронном блоке 13 переключения контактов. Изменение состояния датчика 23 в результате перемещения поршня 2 приводит к замыканию электронного ключа 24, соединяющего контакты электродетонатора 14 с центральным проводом 19 перфоратора, т.е. взводя электродетонатор 14 первого устройства 33 для последовательной перфорации в боевое положение, центральный провод 19 перфоратора со скользящим контактом 22 при этом размыкаются. After equipment operations, the assembly of the perforation system is lowered into the well fixed by the casing 25 on the geophysical cable 28 or on a flexible tubing with a missed geophysical cable. After positioning on the required perforation interval by the firing operator, a pulse is emitted from the high-frequency perforator device, which, passing through the central core of the geophysical cable, the central wire of the perforation system, initiates the lower section 30 of the cumulative perforator, cumulative charges pierce the casing 25, annular cement stone 26 and rock breed 27. As a result of actuation of the lower section 30 of the punch due to the pressure of the products of the explosion, the locking washer 10 is cut off, releasing the piston 2 and its movement is carried out. The piston moves all the way into the transition of the second internal diameter of the piston body 5 to the third, while the sealing rings 9 begin to fulfill their function in the metal-metal connection, sealing the intermediate section 31 of the perforator from the bottom fluid perforator filling the lower section 30. The initiating part 4 of the piston, moving, activates the sensor 23 located in the electronic block 13 of the contact switch. The change in the state of the sensor 23 as a result of the movement of the piston 2 leads to the closure of the electronic key 24 connecting the contacts of the electric detonator 14 with the central wire 19 of the punch, i.e. cocking the electric detonator 14 of the first device 33 for sequential perforation into the combat position, the central wire 19 of the perforator with the sliding contact 22 is thus opened.

Время, затрачиваемое на срез фиксирующей шайбы 10, перемещение поршня 2, активацию и переключение электронного ключа, подключение электродетонатора 14 первого устройства 33 последовательного срабатывания к центральному проводу 19 перфоратора, составляет величину не менее 2 секунд, что достаточно для исключения вероятности его срабатывания одновременно с электродетонатором 14 нижней секции 30. Поршень 2 в результате перемещения действует как герметизирующая пробка в корпусе 5 и не дает скважинной жидкости проникнуть в промежуточную секцию 31 перфоратора. The time taken to cut the retaining washer 10, move the piston 2, activate and switch the electronic key, connect the electric detonator 14 of the first sequential device 33 to the central wire 19 of the punch, is at least 2 seconds, which is sufficient to exclude the possibility of its operation simultaneously with the electric detonator 14 of the lower section 30. The piston 2 as a result of movement acts as a sealing plug in the housing 5 and does not allow the well fluid to penetrate into the intermediate section 31 erforatora.

После перфорации первого интервала 35 машинист каротажной станции осуществляет позиционирование сборки перфосистемы на втором интервале перфорации. При подаче второго импульса с взрывного прибора срабатывает электродетонатор 14 первого устройства 33 для последовательной перфорации, при этом аналогично ранее описанному алгоритму срабатывания нижней секции 30 давление продуктов взрыва промежуточной секции 31 перфоратора обеспечивает срезание фиксирующей шайбы 10, перемещение поршня 2, изменение состояния датчика 23, переключение электронного ключа 24 и подключение электродетонатора 14 второго устройства 34 для последовательной перфорации.After perforation of the first interval 35, the logging station operator performs positioning of the perforation assembly on the second perforation interval. When a second pulse is supplied from an explosive device, the electric detonator 14 of the first device 33 for sequential perforation is triggered, while, similarly to the previously described algorithm for actuating the lower section 30, the pressure of the explosion products of the intermediate section 31 of the perforator cuts the retaining washer 10, moves the piston 2, changes the state of the sensor 23, switches an electronic key 24 and connecting the electric detonator 14 of the second device 34 for sequential perforation.

После проведения перфорации второго интервала 36 осуществляется позиционирование сборки кумулятивного перфоратора на третьем интервале, подача третьего импульса с взрывной машинки и далее процесс идет по алгоритму, аналогичному действиям при подаче второго сигнала.After perforation of the second interval 36, the assembly of the cumulative perforator is positioned in the third interval, the third pulse is supplied from the explosive machine, and then the process proceeds according to an algorithm similar to the actions when the second signal was applied.

Итогом вышеописанных работ является получение перфорированных разрозненных интервалов 38 за одну спускоподъемную операцию, причем временной промежуток между подачей первого и второго сигналов с взрывного прибора, второго и третьего сигналов, третьего и последующих сигналов не ограничены и регулируется взрывником.The result of the above works is to obtain perforated scattered intervals 38 for one tripping operation, and the time interval between the supply of the first and second signals from the explosive device, the second and third signals, the third and subsequent signals is not limited and is regulated by the detonator.

Применение данного устройства не ограничено возможностью применения только совместно с секциями кумулятивного перфоратора, оно может быть применено для последовательного инициирования любого скважинного оборудования, в составе которого могут применяться электрические средства инициирования. Примером применения данного устройства может быть компоновка, состоящая из взрывного шлипсового пакера и нескольких секций кумулятивного перфоратора.The use of this device is not limited to the possibility of use only in conjunction with sections of a cumulative perforator, it can be used to sequentially initiate any downhole equipment, which can be used electric means of initiation. An example of the application of this device can be an arrangement consisting of an explosive slip packer and several sections of a cumulative perforator.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является срабатывание от подачи одного импульса с взрывного прибора, только одного из нескольких электродетонаторов перфорационной системы, в строгой последовательности, снизу вверх - 5, 4, 3, 2 ,1 секций, помещенной оператором, к моменту подачи импульса, в место расположения одного из нескольких разрозненных интервалов, что позволяет создать надежную систему последовательного инициирования перфоратора для проведения перфорации разрозненных интервалов за одну спускоподъемную операцию, исключающую вероятность одновременного срабатывания нескольких электродетонаторов и, соответственно, секций перфоратора за подачу одного импульса с взрывного прибора и обеспечивающую работоспособность с общепринятыми безопасными и широко распространёнными на рынке РФ средствами инициирования, срабатывающими от высокочастотного импульса переменного тока.The technical result of the invention is the actuation from the supply of one pulse from an explosive device, only one of several electric detonators of the perforation system, in strict sequence, from the bottom up - 5, 4, 3, 2, 1 sections, placed by the operator, at the time of the pulse, in place the location of one of several disparate intervals, which allows you to create a reliable system of sequential initiation of a perforator for perforation of disparate intervals for one tripping operation, sklyuchayuschuyu probability of simultaneous actuation of several electric detonators and accordingly sections perforator for supplying a single pulse with an explosive device and ensures safe performance to conventional and widespread on the market of RF means of initiation of the setting of high-frequency AC pulse.

Claims (4)

1. Устройство для последовательного инициирования перфорационной системы, содержащее корпус устройства, электродетонатор, шнур детонирующий, электрический провод, устройство передачи детонации, поршень, отличающееся тем, что поршень расположен в корпусе, выполненном в виде цилиндра со ступенчатым сквозным отверстием; поршень имеет уплотнительную и инициирующую части и зафиксирован в корпусе от перемещения фиксирующей шайбой; поршень изолирован от корпуса втулкой-изолятором и изолирующей шайбой; в механическую цепочку переключения контактов дополнительно включен электронный блок переключения контактов, выполненный в виде электронного ключа, срабатывающего от изменения состояния датчика.1. A device for sequentially initiating a perforation system, comprising a device body, an electric detonator, a detonating cord, an electric wire, a detonation transmission device, a piston, characterized in that the piston is located in a housing made in the form of a cylinder with a stepped through hole; the piston has a sealing and initiating parts and is fixed in the housing from movement by a locking washer; the piston is isolated from the housing by an insulating sleeve and an insulating washer; An electronic contact switching unit, made in the form of an electronic key triggered by a change in the state of the sensor, is additionally included in the mechanical contact switching chain. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электронный ключ срабатывает от изменения состояния индукционного датчика.2. The device according to claim 1, characterized in that the electronic key is triggered by a change in the state of the induction sensor. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электронный ключ срабатывает от изменения состояния оптического датчика.3. The device according to claim 1, characterized in that the electronic key is triggered by a change in the state of the optical sensor. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электронный ключ срабатывает от изменения состояния емкостного бесконтактного датчика.4. The device according to claim 1, characterized in that the electronic key is triggered by a change in the state of the capacitive proximity sensor.
RU2017118260A 2017-05-25 2017-05-25 Device for successive initiation of perforating system RU2646927C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017118260A RU2646927C1 (en) 2017-05-25 2017-05-25 Device for successive initiation of perforating system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017118260A RU2646927C1 (en) 2017-05-25 2017-05-25 Device for successive initiation of perforating system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2646927C1 true RU2646927C1 (en) 2018-03-12

Family

ID=61627542

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017118260A RU2646927C1 (en) 2017-05-25 2017-05-25 Device for successive initiation of perforating system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2646927C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2700122C1 (en) * 2018-06-27 2019-09-12 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Device for consecutive initiation of perforation system sections
RU2700856C1 (en) * 2018-06-27 2019-09-23 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Device for consecutive initiation of perforation system sections
RU194353U1 (en) * 2019-10-16 2019-12-06 Акционерное общество "БашВзрывТехнологии" Microprocessor initiating device
RU2728025C1 (en) * 2019-11-11 2020-07-28 Общество с ограниченной ответственностью "Промперфоратор" Gas-dynamic treatment method of formation
RU218852U1 (en) * 2023-03-14 2023-06-15 Акционерное общество "БашВзрывТехнологии" INITIATION DEVICE PUNCH

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2175379C2 (en) * 1995-10-11 2001-10-27 Вестерн Атлас Интернэшнл Universal head-detonator of borehole perforator (versions)
US20100208408A1 (en) * 2009-02-13 2010-08-19 Tejas Research And Engineering, Lp Light-Activated Switch and Circuit for Select-Fire Perforating Guns
US7902469B2 (en) * 2008-08-28 2011-03-08 Brian Wayne Hurst Perforation gun pressure-actuated electrical switches and methods of use
US8387533B2 (en) * 2011-04-07 2013-03-05 Kevin D. Runkel Downhole perforating gun switch
RU144204U1 (en) * 2013-11-21 2014-08-10 Александр Игорьевич Тулаев DEVICE FOR SEQUENTIAL INITIATION OF PERFORATION SYSTEM
RU2561828C2 (en) * 2013-11-21 2015-09-10 Александр Игорьевич Тулаев Perforation system sequential initiation device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2175379C2 (en) * 1995-10-11 2001-10-27 Вестерн Атлас Интернэшнл Universal head-detonator of borehole perforator (versions)
US7902469B2 (en) * 2008-08-28 2011-03-08 Brian Wayne Hurst Perforation gun pressure-actuated electrical switches and methods of use
US20100208408A1 (en) * 2009-02-13 2010-08-19 Tejas Research And Engineering, Lp Light-Activated Switch and Circuit for Select-Fire Perforating Guns
US8387533B2 (en) * 2011-04-07 2013-03-05 Kevin D. Runkel Downhole perforating gun switch
RU144204U1 (en) * 2013-11-21 2014-08-10 Александр Игорьевич Тулаев DEVICE FOR SEQUENTIAL INITIATION OF PERFORATION SYSTEM
RU2561828C2 (en) * 2013-11-21 2015-09-10 Александр Игорьевич Тулаев Perforation system sequential initiation device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2700122C1 (en) * 2018-06-27 2019-09-12 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Device for consecutive initiation of perforation system sections
RU2700856C1 (en) * 2018-06-27 2019-09-23 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Device for consecutive initiation of perforation system sections
RU194353U1 (en) * 2019-10-16 2019-12-06 Акционерное общество "БашВзрывТехнологии" Microprocessor initiating device
RU2728025C1 (en) * 2019-11-11 2020-07-28 Общество с ограниченной ответственностью "Промперфоратор" Gas-dynamic treatment method of formation
RU2801998C1 (en) * 2022-04-11 2023-08-22 Общество с ограниченной ответственностью "Промперфоратор" Device for sequential initiation of perforation system
RU218852U1 (en) * 2023-03-14 2023-06-15 Акционерное общество "БашВзрывТехнологии" INITIATION DEVICE PUNCH

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2646927C1 (en) Device for successive initiation of perforating system
EP3452684B1 (en) Pressure activated selective perforating switch support
EP3516164B1 (en) Select fire perforating cartridge system
RU2561828C2 (en) Perforation system sequential initiation device
US8056632B2 (en) Downhole initiator for an explosive end device
US3246707A (en) Selective firing system
CN109372475B (en) Perforating gun and detonator assembly
EP3470620B1 (en) Contact plunger cartridge assembly
US4100978A (en) Technique for disarming and arming electrically fireable explosive well tool
CN107429558B (en) Pressure switch for selectively firing perforating gun
US7902469B2 (en) Perforation gun pressure-actuated electrical switches and methods of use
US10816311B2 (en) Electronic time delay fuse
US20220056789A1 (en) Perforating gun with switch cartridge
US20220145732A1 (en) Loaded perforating gun with plunging charge assembly and method of using same
RU144204U1 (en) DEVICE FOR SEQUENTIAL INITIATION OF PERFORATION SYSTEM
RU2801998C1 (en) Device for sequential initiation of perforation system
RU2700856C1 (en) Device for consecutive initiation of perforation system sections
WO2024006315A1 (en) Arming assembly for a perforating gun
AU2017438059B2 (en) Safe firing head for deviated wellbores
WO2022164924A1 (en) Loaded perforating gun with plunging charge assembly and method of using same
UA16167U (en) Cumulative perforator