RU2759142C1 - Apparatus for initiation of detonation in downhole cumulative perforators - Google Patents
Apparatus for initiation of detonation in downhole cumulative perforators Download PDFInfo
- Publication number
- RU2759142C1 RU2759142C1 RU2020129541A RU2020129541A RU2759142C1 RU 2759142 C1 RU2759142 C1 RU 2759142C1 RU 2020129541 A RU2020129541 A RU 2020129541A RU 2020129541 A RU2020129541 A RU 2020129541A RU 2759142 C1 RU2759142 C1 RU 2759142C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- detonation
- piston
- striker
- initiating
- heel
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/11—Perforators; Permeators
- E21B43/116—Gun or shaped-charge perforators
- E21B43/1185—Ignition systems
Abstract
Description
Изобретение относится к прострелочно-взрывной аппаратуре, а именно к средствам инициирования взрывной цепи корпусных кумулятивных перфораторов, спускаемых в нефтяные и газовые скважины на насосно-компрессорных трубах.SUBSTANCE: invention relates to perforating-explosive equipment, and in particular to means of initiation of an explosive chain of case-based cumulative perforators, which are lowered into oil and gas wells on tubing.
Известно (пм RU №30389, МПК Е21В 43/1185 от 27.06.03) устройство для возбуждения детонации в скважинных перфораторах, спускаемых в скважину на насосно-компрессорных трубах, содержащее корпус и размещенные в нем ударный механизм и узел инициирования детонации, причем полость корпуса сообщается через наклонные отверстия в нем со скважной, а узел инициирования детонации гидравлически изолирован от скважины уплотнительными элементами, при этом ударный механизм имеет втулку с седлом для сбрасываемого через колонну насосно-компрессорных труб шара и ударник, размещенный внутри втулки и удерживаемый в ней при помощи узла фиксации, отличающееся тем, что узел фиксации снабжен направляющей гильзой, в окнах которой тангенциально установлены ролики, взаимодействующие с ударником через выемки на его внешней поверхности, причем форма окон и выемок повторяет форму боковой поверхности роликов, втулка имеет пазы для выхода роликов, а снаружи узел фиксации и верхняя часть направляющей гильзы закрыты от корпуса защитной манжетой.It is known (PM RU No. 30389, IPC E21B 43/1185 dated 06/27/03) a device for initiating detonation in downhole perforators, lowered into a well on tubing, containing a housing and a percussion mechanism and a detonation initiation unit located therein, and the housing cavity communicates through inclined holes in it with the borehole, and the detonation initiation unit is hydraulically isolated from the borehole by sealing elements, while the percussion mechanism has a sleeve with a seat for a ball dropped through the tubing string and a striker placed inside the sleeve and held in it by means of the assembly fixation, characterized in that the fixation unit is equipped with a guide sleeve, in the windows of which the rollers are tangentially installed, interacting with the striker through the recesses on its outer surface, and the shape of the windows and recesses repeats the shape of the lateral surface of the rollers, the sleeve has grooves for the rollers to exit, and outside the assembly fixing and the upper part of the guide sleeve closed from to body with a protective cuff.
Недостатком этого технического решения является возможность случайного срабатывания от предметов, попавших в полость скважины в процессе спуско-подъемных операций, и невозможность срабатывания при низком гидростатическом давлении в скважине.The disadvantage of this technical solution is the possibility of accidental triggering from objects that have fallen into the well cavity during tripping operations, and the impossibility of triggering at low hydrostatic pressure in the well.
Известно «Устройство для возбуждения детонации в скважинных перфораторах (варианты)» по патенту RU2 272 895 от 10.08.2004, опубликовано: 27.03.2006. МПК Е21В 43/1185 (2006.01), спускаемых в скважину на насосно-компрессорных трубах через переходник, соединенный с корпусом и размещенным в нем ударным механизмом с гидравлически изолированным устройством детонации головки, при этом ударный механизм реализован в виде направляющей втулки с узлом фиксации ударника, элементы фиксирования которого взаимодействуют соответственно с ударником через выемки на его внешней поверхности и втулкой, имеющей пазы для выхода элементов фиксации, кроме того, переходник выполнен соответственно с боковыми отверстиями для доступа скважинной жидкости в полость насосно-компрессорных труб и с калибровочным отверстием, центрирующим инициирующую штангу для взаимодействия с полым наконечником с втулкой, причем движение ударника по внутренней поверхности направляющей втулки задано его массой и давлением в скважине.It is known "Device for initiating detonation in downhole perforators (options)" according to patent RU2 272 895 dated 08/10/2004, published: 03/27/2006. MPK Е21В 43/1185 (2006.01), lowered into the well on tubing through an adapter connected to the body and placed in it an impact mechanism with a hydraulically isolated head detonation device, while the impact mechanism is implemented in the form of a guide sleeve with a hammer fixation unit, the fixing elements of which interact, respectively, with the striker through the recesses on its outer surface and the bushing having grooves for the exit of the fixing elements, in addition, the adapter is made, respectively, with side holes for access of the well fluid into the tubing cavity and with a calibration hole centering the initiating rod for interaction with a hollow tip with a sleeve, and the movement of the striker along the inner surface of the guide sleeve is set by its mass and pressure in the well.
Недостатком этого технического решения является отсутствие возможности работы в горизонтальных скважинах.The disadvantage of this technical solution is the inability to work in horizontal wells.
Известно «Устройство для возбуждения детонации в скважинных кумулятивных перфораторах» по патенту RU2612170, от 29.12.2015, опубликовано: 02.03.2017, МПК Е21В 43/1185 (2006.01), содержащее корпус и размещенные в нем ударный механизм и узел инициирования детонации, причем узел инициирования детонации гидравлически изолирован от скважины уплотнительными элементами, при этом ударный механизм выполнен в виде втулки с бойком, размещенным внутри последней и удерживаемым в ней при помощи фиксатора, при этом, в корпусе закреплена воронка с подвижно установленным ударником, выполненным с возможностью контактирования с бойком ударного механизма, на одном конце которого установлен резиновый колпачок, на другом размещены уплотнительные кольца, причем фиксатор бойка выполнен в виде цилиндрического пояска; толщина цилиндрического пояска на бойке составляет величину от 0,5 до 0,7 мм, а диаметр бойка составляет величину не более 6 мм; ударник зафиксирован от выпадения из воронки установочным винтом.It is known "A device for exciting detonation in downhole cumulative perforators" according to patent RU2612170, dated December 29, 2015, published: 03/02/2017, IPC Е21В 43/1185 (2006.01), containing a housing and placed in it a percussion mechanism and a detonation initiation unit, and the assembly detonation initiation is hydraulically isolated from the well by sealing elements, while the percussion mechanism is made in the form of a bushing with a striker placed inside the latter and held in it by means of a retainer, while a funnel with a movably mounted striker made with the possibility of contact with the striker striker is fixed in the body a mechanism, at one end of which a rubber cap is installed, at the other end there are sealing rings, and the striker retainer is made in the form of a cylindrical band; the thickness of the cylindrical band on the striker is from 0.5 to 0.7 mm, and the diameter of the striker is not more than 6 mm; the striker is secured against falling out of the funnel with a set screw.
Недостатком этого технического решения также является отсутствие возможности работы в горизонтальных скважинах.The disadvantage of this technical solution is also the lack of the ability to work in horizontal wells.
Известно техническое решение, принятое за прототип, «Устройство для возбуждения детонации в скважинных кумулятивных перфораторах» по патенту RU2685012, от 13.07.2018, опубликовано: 16.04.2019, МПК Е21В 43/1185 (2006.01), спускаемых в скважину на насосно-компрессорных трубах через переходник, соединенный с корпусом и с размещенным в нем ударным механизмом с гидравлически изолированным устройством детонации, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде двух частей - корпуса верхнего и корпуса нижнего; корпус верхний имеет циркуляционные отверстия, перекрытые ударным механизмом, состоящим из поршня и соединенного с ним с помощью резьбы штока, снабженного пружинным кольцом, установленным в центральном отверстии штока ударника, закрепленного от перемещения штифтом, втулки, соединенной со штоком посредством набора срезных штифтов, закрепляющих ударный механизм от перемещения; в корпусе верхнем расположена защищающая поршень ударного механизма от воздействия посторонних предметов стоп-шайба с вентиляционными отверстиями.Known technical solution adopted as a prototype, "Device for exciting detonation in downhole cumulative perforators" according to patent RU2685012, dated 07/13/2018, published: 04/16/2019, IPC E21B 43/1185 (2006.01), lowered into the well on tubing through an adapter connected to the body and with an impact mechanism placed in it with a hydraulically isolated detonation device, characterized in that the body is made in the form of two parts - the upper body and the lower body; the upper body has circulation holes covered by an impact mechanism, consisting of a piston and a rod connected to it by means of a thread, equipped with a spring ring installed in the central hole of the striker rod, secured from movement by a pin, a sleeve connected to the rod by means of a set of shear pins securing the impact movement mechanism; in the upper body there is a stop washer with ventilation holes that protects the piston of the percussion mechanism from the effects of foreign objects.
Недостатком этого технического решения является невозможность инициирования процесса механическим способом (сбрасыванием штанги или шара) при отсутствии или поломке насосного агрегата.The disadvantage of this technical solution is the impossibility of initiating the process mechanically (dropping a rod or ball) in the absence or breakdown of the pump unit.
Технической задачей настоящего изобретения является создание устройства для возбуждения детонации в скважинных кумулятивных перфораторах с возможностью активации как механическим (сбрасыванием штанги или шара), так и гидравлическим (повышением давления в скважине) способами.The technical objective of the present invention is to create a device for initiating detonation in downhole cumulative perforators with the possibility of activation both mechanically (dropping a rod or ball) and hydraulic (increasing the pressure in the well) by methods.
Техническим результатом, достигаемым при осуществлении предложенной конструкции, является кратное повышение надежности срабатывания перфораторов за счет расширения возможных способов инициирования детонации и дублирования детонационной цепи.The technical result achieved with the implementation of the proposed design is a multiple increase in the reliability of the operation of perforators by expanding the possible methods for initiating detonation and duplicating the detonation circuit.
Задача решена за счет устройства для возбуждения детонации в скважинных кумулятивных перфораторах, спускаемых в скважину на насосно-компрессорных трубах, содержащего корпус, выполненный в виде двух частей - корпуса верхнего и корпуса нижнего и размещенные в нем ударный механизм и узел инициирования детонации, причем узел инициирования детонации гидравлически изолирован от скважины уплотнительными элементами, при этом узел инициирования детонации выполнен с возможностью как гидромеханического (штангой, шаром), так и гидравлического (повышением давления) способа возбуждения процесса детонации, причем пята ударного механизма выполнена с возможностью контактирования с двумя бойками, которыми инициированы два детонатора и детонация передана на два детонирующих шнура, каждый из которых выполнен с возможностью возбуждения передаточного заряда на перфоратор.The problem is solved by means of a device for initiating detonation in downhole cumulative perforators, lowered into the well on tubing, containing a body made in the form of two parts - an upper body and a lower body and a percussion mechanism and a detonation initiation unit located therein, and the initiation unit detonation is hydraulically isolated from the well by sealing elements, while the detonation initiation unit is made with the possibility of both a hydromechanical (rod, ball) and a hydraulic (pressure increase) method of initiating the detonation process, and the heel of the percussion mechanism is made with the possibility of contacting with two strikers, which are initiated two detonators and the detonation is transmitted to two detonating cords, each of which is configured to excite a transfer charge to the perforator.
При сбрасывании штанги или шара ударник передает усилие на пяту при движении внутри корпуса механизма ударного, вставленного в поршень. При спуске ударник закреплен от перемещения стальными шариками.When the rod or ball is dropped, the striker transmits the force to the heel when moving inside the body of the striking mechanism inserted into the piston. When descending, the striker is secured against movement by steel balls.
При повышении давления в скважине поршень с установленной в нем пятой выполнены с возможностью перемещения (скольжения) внутренней поверхностью по корпусу механизма ударного и внешней поверхностью по внутренней поверхности гильзы корпуса нижнего, при этом пята ударяет по двум бойкам одновременно. При спуске поршень узла гидравлического инициирования детонации зафиксирован в корпусе ударного механизма срезными штифтами.When the pressure in the well increases, the piston with the fifth installed in it is made with the possibility of moving (sliding) with the inner surface along the body of the percussion mechanism and with the outer surface along the inner surface of the sleeve of the lower body, while the heel strikes two strikers at the same time. During descent, the piston of the hydraulic detonation initiation unit is fixed in the body of the percussion mechanism with shear pins.
Обеспечение возможности инициирования перфоратора различными способами расширяет условия применения аппарата, а дублирование детонационной цепи кратно повышает надежность срабатывания перфоратора.Providing the possibility of initiating the perforator in various ways expands the conditions for using the apparatus, and the duplication of the detonation circuit multiplies the reliability of the perforator operation.
Сравнение предлагаемого решения с известными техническими решениями показывает, что оно обладает новой совокупностью существенных признаков и позволяет сделать вывод о его соответствии условию "промышленная применимость".Comparison of the proposed solution with known technical solutions shows that it has a new set of essential features and allows us to conclude that it meets the condition of "industrial applicability".
Устройство для возбуждения детонации в скважинных кумулятивных перфораторах изображено на чертеже, где на фиг. 1 изображен продольный разрез устройства до срабатывания.A device for generating detonation in downhole cumulative perforators is shown in the drawing, where FIG. 1 shows a longitudinal section of the device before triggering.
На фиг. 1 изображены: корпус 1 верхний, корпус 2 механизма ударного, ударник 3, пята 4, поршень 5, корпус 6 нижний, гильза 7, бойки 8, детонаторы 9, детонирующие шнуры 10, заряд передаточный 11, шарики 12, штифты 13, кольца 14, циркуляционное отверстие 15, штифты медные 16, седло 17 механизма ударного. Ударный механизм содержит корпус 2 ударного механизма, выполненный цилиндрическим, причем на его наружной поверхности закреплено седло 17 посредством медных штифтов 16 и установлен поршень 5, закрепленный штифтами 13 на гильзе 7. На внутренней стороне корпуса 2 ударного механизма размещены ударник 3 и пята 4. Ударник 3 удерживается в седле 17 шариками 12. Такая конструкция обеспечивает возможность срабатывания устройства для возбуждения детонации как при механическом воздействии на седло 17, так и при гидравлическом воздействии на поршень 5. Узел инициирования детонации включает два бойка 8, два детонатора 9, два шнура 10 и два заряда 11, что повышает надежность срабатывания устройства при самых неблагоприятных условиях.FIG. 1 shows:
Устройство для возбуждения детонации в скважинных кумулятивных перфораторах при инициировании штангой работает следующим образом.A device for initiating detonation in downhole cumulative perforators when initiated by a rod operates as follows.
Инициирующая штанга (на чертеже не показана) при попадании в седло 17 механизма ударного обеспечивает срезание штифтов медных 16 и освобождение шариков 12 крепежного механизма и затем ударника 3, который, в свою очередь, под действием гидростатического давления передает энергию на торцевую часть пяты 4, которая контактирует с двумя бойками 8. Каждый из бойков бьет по ударному детонатору 9, который, срабатывая, передает взрывной импульс на детонирующий шнур 10 и заряд передаточный 11, задействующий взрывную цепь кумулятивного перфоратора.The initiating rod (not shown in the drawing), when it enters the
Устройство для возбуждения детонации в скважинных кумулятивных перфораторах при инициировании шаром работает следующим образом. Для активации устройства на устье скважины подключают агрегат с насосом, (типа ЦА-320 или аналог) и доставляют шар (на чертеже не показан) по НКТ в корпус верхний 1 инициирующего устройства, содержащий циркуляционные отверстия 15. Далее процесс аналогичен инициированию штангой.A device for initiating detonation in downhole cumulative perforators when initiated by a ball works as follows. To activate the device, a unit with a pump (such as TsA-320 or an analogue) is connected at the wellhead and a ball (not shown in the drawing) is delivered through the tubing to the
Устройство для возбуждения детонации в скважинных кумулятивных перфораторах при гидравлическом инициировании работает следующим образом. Для активации устройства на устье скважины подключают агрегат с насосом, (типа ЦА-320 или аналог) и создают избыточное давление, превышающее гидростатическое давление в интервале расположения устройства на 7-13 МПа. При достижении расчетной величины срабатывания устройства гидростатическое давление воздействует на поршень 5 и происходит срез штифтов 13.A device for initiating detonation in downhole cumulative perforators with hydraulic initiation works as follows. To activate the device, a unit with a pump (such as TsA-320 or an analogue) is connected at the wellhead and an excess pressure is created that exceeds the hydrostatic pressure in the interval of the device by 7-13 MPa. When the calculated value of the device's actuation is reached, the hydrostatic pressure acts on the
После среза штифтов 13, освободившийся от фиксации поршень 5 в сборе с пятой 4 бьет по бойкам 8 с энергией, достаточной для надежного инициирования детонаторов 9. Далее процесс развивается аналогично гидромеханическому инициированию.After shearing the
Изобретение позволяет повысить надежность устройства для возбуждения детонации в скважинных кумулятивных перфораторах за счет дублирования элементов, а также обеспечивает срабатывание устройства как от механического, так и от гидравлического воздействия.The invention improves the reliability of the device for initiating detonation in downhole cumulative perforators due to duplication of elements, and also ensures the device is triggered from both mechanical and hydraulic effects.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020129541A RU2759142C1 (en) | 2020-09-07 | 2020-09-07 | Apparatus for initiation of detonation in downhole cumulative perforators |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020129541A RU2759142C1 (en) | 2020-09-07 | 2020-09-07 | Apparatus for initiation of detonation in downhole cumulative perforators |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2759142C1 true RU2759142C1 (en) | 2021-11-09 |
Family
ID=78466918
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020129541A RU2759142C1 (en) | 2020-09-07 | 2020-09-07 | Apparatus for initiation of detonation in downhole cumulative perforators |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2759142C1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5603384A (en) * | 1995-10-11 | 1997-02-18 | Western Atlas International, Inc. | Universal perforating gun firing head |
RU2102586C1 (en) * | 1992-09-04 | 1998-01-20 | Куртинов Валерий Михайлович | Device for generating detonation in bottom-hole equipment |
RU30389U1 (en) * | 2001-07-10 | 2003-06-27 | Цивилин Валерий Михайлович | Device for exciting detonation in downhole perforators |
RU2274734C1 (en) * | 2004-10-19 | 2006-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ - ВНИИЭФ") | Borehole equipment fuse |
RU142985U1 (en) * | 2014-01-31 | 2014-07-10 | Федеральное Государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" | EXPLOSION FOR EXPLOSIVE-EXPLOSIVE EQUIPMENT (PVA) |
RU182279U1 (en) * | 2018-04-10 | 2018-08-13 | Общество с ограниченной ответственностью "СМАРТ инжиниринг" | SHOCK DEVICE TO THE INITIATING HEAD OF THE ARROW-EXPLOSIVE EQUIPMENT |
RU2685012C1 (en) * | 2018-07-13 | 2019-04-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Промперфоратор" | Device for excited detonation in wall cumulative perforators |
-
2020
- 2020-09-07 RU RU2020129541A patent/RU2759142C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2102586C1 (en) * | 1992-09-04 | 1998-01-20 | Куртинов Валерий Михайлович | Device for generating detonation in bottom-hole equipment |
US5603384A (en) * | 1995-10-11 | 1997-02-18 | Western Atlas International, Inc. | Universal perforating gun firing head |
RU30389U1 (en) * | 2001-07-10 | 2003-06-27 | Цивилин Валерий Михайлович | Device for exciting detonation in downhole perforators |
RU2274734C1 (en) * | 2004-10-19 | 2006-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ - ВНИИЭФ") | Borehole equipment fuse |
RU142985U1 (en) * | 2014-01-31 | 2014-07-10 | Федеральное Государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" | EXPLOSION FOR EXPLOSIVE-EXPLOSIVE EQUIPMENT (PVA) |
RU182279U1 (en) * | 2018-04-10 | 2018-08-13 | Общество с ограниченной ответственностью "СМАРТ инжиниринг" | SHOCK DEVICE TO THE INITIATING HEAD OF THE ARROW-EXPLOSIVE EQUIPMENT |
RU2685012C1 (en) * | 2018-07-13 | 2019-04-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Промперфоратор" | Device for excited detonation in wall cumulative perforators |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4512418A (en) | Mechanically initiated tubing conveyed perforator system | |
RU100552U1 (en) | HYDROMECHANICAL SHOOTING HEAD FOR CUMULATIVE PERFORATOR | |
US4629001A (en) | Tubing pressure operated initiator for perforating in a well borehole | |
US11054233B2 (en) | Hydraulic time delay actuated by the energetic output of a perforating gun | |
NO319843B1 (en) | Apparatus and method for releasably coupling a perforating gun to a rudder string in a well. | |
JPH0631517B2 (en) | Tubing Carrying Punch Gun Ignition Device | |
US20210108475A1 (en) | Impact Resistant Material in Setting Tool | |
RU2489567C1 (en) | Detonating fuse for blasting-perforation equipment | |
RU2685012C1 (en) | Device for excited detonation in wall cumulative perforators | |
US20220213738A1 (en) | System and Method for Centralizing a Tool in a Wellbore | |
US5054555A (en) | Tension-actuated mechanical detonating device useful for detonating downhole explosive | |
RU2759142C1 (en) | Apparatus for initiation of detonation in downhole cumulative perforators | |
US8579022B2 (en) | Apparatus for deploying and activating a downhole tool | |
WO2021113758A1 (en) | Impact resistant material in setting tool | |
US3447604A (en) | Safety assembly for impact-actuated well tool | |
RU2612170C1 (en) | Device for shock initiation in well cumulative perforators | |
RU182279U1 (en) | SHOCK DEVICE TO THE INITIATING HEAD OF THE ARROW-EXPLOSIVE EQUIPMENT | |
RU142985U1 (en) | EXPLOSION FOR EXPLOSIVE-EXPLOSIVE EQUIPMENT (PVA) | |
US11448025B2 (en) | Impact resistant material in setting tool | |
RU2272895C1 (en) | Device for detonation initiation in borehole perforator | |
RU30389U1 (en) | Device for exciting detonation in downhole perforators | |
RU2274734C1 (en) | Borehole equipment fuse | |
RU2275496C2 (en) | Method and device for cumulative oil well perforation (variants) | |
US3491841A (en) | Method and apparatus for the explosive drilling of boreholes | |
RU2757567C1 (en) | Device for initiating an oil well perforator |