RU84060U1

RU84060U1 - EXPLOSIVE REMOTE INSTALLATION SYSTEM

Info

Publication number: RU84060U1
Application number: RU2009107018/22U
Authority: RU
Inventors: Рустам Анисович Шакиров; Гали Мугаллимович Хамзин; Владимир Михайлович Рудов; Дмитрий Леонидович Гореликов; Андрей Евгеньевич Огурцовский; Анатолий Федорович Ковалев
Original assignee: ЗАО "НТФ ПерфоТех"
Priority date: 2009-03-02
Filing date: 2009-03-02
Publication date: 2009-06-27

Abstract

Система дистанционного инициирования взрывного аппарата, например перфоратора, включающая инициирующую головку, устанавливаемую в вертикальной (вертикально-наклонной) части насосно-компрессорных труб (далее НКТ) и снабженную детонирующим устройством с детонатором и ударным механизмом и последовательную сборку модулей, содержащих приемник детонации, отрезок термостойкого детонирующего шнура и передатчик детонации, отличающаяся тем, что каждый из модулей представляет собой насосно-компрессорную трубу с протянутым через нее отрезком детонирующего шнура, причем в местах соединения НКТ установлены узлы приема и передачи детонации, которые выполнены самоцентрирующимися по конической поверхности и снабжены удерживающими узлы во внутренней полости НКТ распирающими лепестками, а надежность контакта узлов обеспечена усилием разжимной пружины.A system for remote initiation of an explosive device, for example, a perforator, including an initiating head mounted in the vertical (vertically inclined) part of tubing (hereinafter referred to as tubing) and equipped with a detonating device with a detonator and percussion mechanism and sequential assembly of modules containing a detonation receiver, a section of heat-resistant detonating cord and knock transmitter, characterized in that each of the modules is a tubing with a length stretched through it detonating cord, and knot receiving and transmitting nodes are installed at the tubing connection points, which are made self-centering on the conical surface and are equipped with bursting tabs holding the nodes in the tubing internal cavity, and the reliability of the nodes contact is ensured by the force of the expanding spring.

Description

Полезная модель относится к нефтегазовой промышленности, а именно к прострелочно-взрывным аппаратам, спускаемым на насосно-компрессорных трубах (далее НКТ).The utility model relates to the oil and gas industry, namely to perforating explosive devices launched on tubing (hereinafter tubing).

Использование, например, кумулятивных перфораторов и пороховых генераторов давления, спускаемых на НКТ, является перспективным направлением развития технологии вторичного вскрытия и интенсификации продуктивных пластов, особенно в горизонтальных скважинах. Возбуждение детонации детонирующего шнура подобных аппаратов производится от устройства инициирования, которое срабатывает от механизма, приводимого в действие давлением штанги, сбрасываемой в НКТ (опускаемой на кабеле) или шара, проталкиваемого по трубам потоком жидкости, закачиваемой насосом или компрессором.The use, for example, of cumulative perforators and powder generators of pressure launched onto the tubing, is a promising direction in the development of technology for secondary opening and stimulation of productive formations, especially in horizontal wells. The detonation of a detonating cord of such devices is excited from an initiation device, which is triggered by a mechanism driven by the pressure of the rod discharged into the tubing (lowered onto the cable) or a ball pushed through pipes by a fluid stream pumped by a pump or compressor.

Известные кумулятивные перфораторы на НКТ (под ред. Л.Я.Фридляндера, 1990, Прострелочно-взрывная аппаратура, Москва, Недра, стр.62-72), состоят из головки перфоратора с ударным механизмом и корпуса перфоратора с кумулятивными зарядами и средствами детонирования. Для приведения в действие подобных перфораторов внутрь НКТ вбрасывают резиновый шар, который, двигаясь под действием собственного веса и прокачиваемой жидкости достигает седла штока и полностью перекрывает осевой канал муфты. Под действием возрастающего при этом давления срабатывает устройство инициирования, вызывающее детонацию кумулятивных зарядов.The well-known cumulative perforators on tubing (edited by L. Ya. Fridlyander, 1990, Rifle-blasting equipment, Moscow, Nedra, pp. 62-72), consist of a perforator head with a percussion mechanism and a perforator body with cumulative charges and detonation means. To actuate such punchers, a rubber ball is thrown into the tubing, which, moving under its own weight and pumped liquid, reaches the stem seat and completely closes the axial channel of the coupling. Under the action of increasing pressure, the initiating device is triggered, causing the detonation of cumulative charges.

Известно также устройство для возбуждения детонации в скважинных перфораторах (см. патент RU №2272895 МПК Е41В 43/1185, опубл. 2006.03.27).Also known is a device for exciting detonation in downhole perforators (see patent RU No. 2272895 IPC EV 41/1185, publ. 2006.03.27).

Сущность изобретения: согласно первому варианту устройство включает переходник, соединенный с корпусом. В корпусе размещен ударный механизм с устройством детонации головки. Ударный механизм реализован в виде направляющей втулки с узлом фиксации ударника. Элементы фиксирования последнего взаимодействуют соответственно с ударником через выемки на его внешней поверхности и втулкой, имеющей пазы для выхода элементов фиксации. Переходник выполнен с боковыми отверстиями для доступа скважинной жидкости в полость насосно-компрессорных труб и с калибровочным отверстием, центрирующим инициирующую штангу. Последняя взаимодействует полым наконечником и внутренним упором соответственно с втулкой и ударником. Согласно второму варианту изобретения инициирующая штанга взаимодействует полым наконечником с втулкой, а движение ударника по внутренней поверхности направляющей втулки задано его массой и давлением в скважине.The inventive device includes an adapter connected to the housing. A shock mechanism with a head detonation device is placed in the housing. The impact mechanism is implemented in the form of a guide sleeve with a drummer fixation unit. The fixation elements of the latter interact respectively with the striker through the recesses on its outer surface and the sleeve having grooves for the exit of the fixation elements. The adapter is made with lateral openings for access of the borehole fluid into the cavity of the tubing and with a calibration hole centering the initiating rod. The latter interacts with a hollow tip and an internal focus, respectively, with a sleeve and a hammer. According to a second embodiment of the invention, the initiating rod interacts with the hollow tip with the sleeve, and the movement of the hammer on the inner surface of the guide sleeve is determined by its mass and pressure in the well.

Недостатком приведенных технических решений является невозможность возбуждения детонации, например, в перфораторах, спущенных на НКТ в горизонтальную скважину при депрессии (гидростатическое давление The disadvantage of the above technical solutions is the impossibility of initiating detonation, for example, in perforators lowered onto tubing into a horizontal well during depression (hydrostatic pressure

скважинной жидкости меньше пластового давления). Использование шарика препятствует созданию необходимой депрессии, а применение инициирующей штанги невозможно в горизонтальной части ствола.wellbore fluid less than reservoir pressure). The use of the ball prevents the creation of the necessary depression, and the use of the initiating rod is impossible in the horizontal part of the barrel.

Техническое решение, принятое за прототип (см. патент RU №2270911 МПК Е41В 43/117, опубл. 2006.02.27), содержит вариант, обеспечивающий инициирование перфоратора на НКТ, размещенного в горизонтальной скважине при депрессии.The technical solution adopted for the prototype (see patent RU No. 2270911 IPC Е41В 43/117, publ. 2006.02.27), contains an option for initiating a perforator on a tubing placed in a horizontal well during depression.

Сущность изобретения: перфоратор содержит корпус в виде ряда секций-модулей. В каждом модуле размещены кумулятивные заряды, связанные между собой детонационной цепью в виде детонирующего шнура, переходников, соединяющих секции между собой через устройство передачи детонации. Последнее включает последовательно собранные кумулятивную шашку-передатчик детонации и шашку-приемник. Шашка-передатчик детонации и шашка-приемник размещены соответственно в цельнометаллической пробке с осевым каналом и в цельнометаллическом переходнике на подпружиненной втулке. Шашка-передатчик детонации установлена на расстоянии, не совпадающем с фокусным. В корпусе шашки-приемника закреплена накладка с кумулятивной выемкой со стороны детонирующего шнура. Кумулятивные заряды размещены в толстостенном металлическом каркасе. Согласно первому варианту устройство детонации перфоратора реализовано в виде последовательной сборки взрывозащищенного патрона, отрезка термостойкого детонирующего шнура и кумулятивной шашки-передатчика в отдельном корпусе либо взрывозащищенного баростойкого патрона. Согласно второму варианту устройство детонации перфоратора реализовано в виде последовательной сборки пассивного усилителя детонации, отрезка термостойкого детонирующего шнура и кумулятивной шашки-передатчика в отдельном корпусе.The inventive punch contains a housing in the form of a number of sections-modules. Each module contains cumulative charges interconnected by a detonation chain in the form of a detonating cord, adapters connecting the sections to each other through a detonation transmission device. The latter includes successively assembled cumulative knock-transmitter-detonation and checker-receiver. The knock transmitter and knock receiver are respectively located in an all-metal plug with an axial channel and in an all-metal adapter on a spring-loaded sleeve. The knock transmitter is set at a distance that does not match the focal length. In the housing of the checker receiver, a pad is fixed with a cumulative recess from the detonating cord. Cumulative charges are placed in a thick-walled metal frame. According to the first embodiment, the perforator detonation device is implemented in the form of a sequential assembly of an explosion-proof cartridge, a segment of a heat-resistant detonating cord and a cumulative checker-transmitter in a separate housing or an explosion-proof pressure-resistant cartridge. According to the second variant, the perforator detonation device is implemented in the form of a sequential assembly of a passive detonation amplifier, a segment of a heat-resistant detonating cord and a cumulative checker transmitter in a separate housing.

Размещение между инициирующей головкой и перфоратором устройства детонации согласно второму варианту в принципе обеспечивает решение поставленной задачи, но практически нереализуемо из-за дороговизны модулей, сложности их изготовления и доставки, трудоемкости сборки на скважине.Placing a detonation device between the initiating head and the perforator according to the second embodiment, in principle, provides a solution to the problem, but is practically unrealizable due to the high cost of the modules, the complexity of their manufacture and delivery, the complexity of assembly at the well.

Проработка различных вариантов устранения этих недостатков позволяет заявить следующее техническое решение.The study of various options for eliminating these shortcomings allows us to state the following technical solution.

На фиг.1 показан общий вид устройства. В вертикальной (вертикально-наклонной) части НКТ установлена инициирующая головка 1, снабженная детонирующим устройством с детонатором и ударным механизмом и соединенная через переходник 2 с последовательной сборкой модулей, каждый из модулей представляет собой насосно-компрессорную трубу 3 и содержит узел приема детонации 4, отрезок термостойкого детонирующего шнура 5 и узел передачи детонации 6; узлы приема и передачи детонации 4 и 6 установлены в местах соединения НКТ и выполнены самоцентрирующимися по конической поверхности 7 и снабжены удерживающими узлы во внутренней полости НКТ распирающими Figure 1 shows a General view of the device. In the vertical (vertically inclined) part of the tubing, an initiating head 1 is installed, equipped with a detonating device with a detonator and a shock mechanism and connected through an adapter 2 with a sequential assembly of modules, each of the modules is a tubing 3 and contains a detonation receiving unit 4, a segment heat-resistant detonating cord 5 and the knock transmission unit 6; knots for receiving and transmitting detonation 4 and 6 are installed at the joints of the tubing and are made self-centering along the conical surface 7 and are equipped with holding nodes in the inner cavity of the tubing

лепестками 8, а надежность контакта узлов обеспечена усилием разжимной пружины 9.petals 8, and the reliability of the contact nodes provided by the force of the expanding spring 9.

Устройство в скважине работает следующим образом. Напротив продуктивной части пласта горизонтальной скважины устанавливают кумулятивный перфоратор, соединенный необходимым количеством модулей системы дистанционного инициирования с инициирующей головкой 1, расположенной в вертикальном участке скважины. Технологическими приемами образуют необходимую депрессию и сбрасывают (спускают на кабеле) штангу инициирующую. Срабатывающая от удара штанги инициирующая головка 1 приводит в действие узел приема детонации 4, детонирующий шнур 5 и узел передачи детонации 6, вызывая последовательное срабатывание каждого модуля вплоть до инициирования перфоратора.The device in the well operates as follows. A cumulative perforator is installed opposite the productive part of the horizontal well formation, connected by the required number of modules of the remote initiation system to the initiating head 1 located in the vertical section of the well. Technological methods form the necessary depression and drop (lower the cable) initiating bar. The initiating head 1 generated by the impact of the rod drives the detonation receiving unit 4, the detonating cord 5 and the detonation transmitting unit 6, causing each module to operate sequentially until the punch is initiated.

Заявляемое техническое решение использовано ЗАО «НТФ ПерфоТех» при разработке новых перфораторов и испытано в стендовых и скважинных условиях.The claimed technical solution was used by ZAO "NTF PerfoTech" in the development of new drills and tested in bench and well conditions.

Сравнение заявляемого решения с прототипом позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна».Comparison of the proposed solutions with the prototype allows us to conclude that the criterion of "novelty".

Claims

A system for remote initiation of an explosive device, such as a perforator, including an initiating head mounted in the vertical (vertically inclined) part of tubing (hereinafter referred to as tubing) and equipped with a detonating device with a detonator and percussion mechanism and sequential assembly of modules containing a detonation receiver, a section of heat-resistant detonating cord and knock transmitter, characterized in that each of the modules is a tubing with a length stretched through it detonating cord, and knot receiving and transmitting nodes are installed at the tubing connection points, which are made self-centering on the conical surface and are equipped with bursting tabs holding the nodes in the tubing internal cavity, and the reliability of the nodes contact is ensured by the force of the expanding spring.