WO2011045021A2 - Perforationskanone mit selbstverschliessenden durchschusslöchern - Google Patents

Perforationskanone mit selbstverschliessenden durchschusslöchern Download PDF

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Frank Preiss
Liam Mcnelis
Roland Peeters
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    • E21B—EARTH OR ROCK 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
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    • E21B43/117—Shaped-charge perforators
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21B43/11—Perforators; Permeators
    • E21B43/119—Details, e.g. for locating perforating place or direction

Definitions

  • the invention relates to a perforating gun with an outer gun barrel inside which is coaxially disposed an inner tube carrying perforators which are ignitable via a detonating cord passing through the cannon barrel and, upon ignition, penetrate the cannon barrel to form bullet holes, means for automatically closing the penetration holes are provided after the shot and this agent is a swellable medium.
  • Perforation guns are used in deep hole blasting in the oil and gas industry, as well as in hydraulic engineering to connect the hole to the storage horizon.
  • the well is usually a wellbore fluid. This can be an introduced liquid or the medium to be pumped from the surrounding rock.
  • a perforation gun consists of an outer cannon tube inside which perforators - usually hollow or projectile charges - are arranged, which shoot when fired radially outward through the gun barrel.
  • perforators - usually hollow or projectile charges - are arranged, which shoot when fired radially outward through the gun barrel.
  • the shaped charges are carried by a thin-walled support tube which extends coaxially inside the gun barrel.
  • CONFIRMATION COPY this agent are cartridges with a swellable 2-component foam. These cartridges are located in the gun barrel and break through the detonated detonating cord, causing foam to escape from the cartridges, swelling and plugging the bullet holes.
  • the invention has for its object to improve a perforation gun according to the preamble of claim 1 so that the swellable medium requires a small space and is easy to integrate into the perforation gun.
  • no additional part to be included in the perforation gun in one embodiment as possible no additional part to be included in the perforation gun.
  • the swellable medium is arranged in a planar manner in the interior of the perforation gun.
  • Flat structures require less space and are easily integrated into the perforation gun.
  • the swellable medium is arranged as a coating in the perforation gun.
  • a coating does not require an additional part in the perforation gun and is therefore easily integrated.
  • the coating is disposed on the interior of the gun barrel.
  • the coating may be applied to an additional thin-walled tube which is coaxial between the outer gun tube and the inner tube. Both tubes are excellent for one
  • the swellable medium is in another embodiment as a solid material, for example coming from the roll, on the gun barrel or an additional thin-walled tube, which is coaxial between the Cannon tube and the inner tube is applied by wrapping. Wrapping is a simple craft activity that is also cost effective.
  • the swellable medium can also be applied as a solid material, for example as a blank, to the gun barrel and / or an additional thin-walled tube, which is located coaxially between the gun barrel and the inner tube, exclusively in the area of the bullet holes. Round blanks are easy to produce and easy to apply.
  • the swellable medium itself is a tube or tube which is coaxial between the outer gun tube and the inner tube.
  • the swellable medium by the ignition of the perforators, by contact with the wellbore medium such as oil, gas, water, at
  • Deep hole drilling used rinsing liquids or be activated by other borehole-related influences, wherein it swells and thereby closes the bullet holes.
  • the swellable medium consists in a preferred embodiment of an elastomer compound, which by contact, for example, with
  • Explosion gas from perforators is activated and swells, causing the bullet holes to become clogged.
  • the swellable medium can also be activated by an approximation of the internal pressure of the gun to the pressure prevailing in the bore, which is generally much higher. This is done by the intended shooting through the cannon outer wall by means of the perforators brought into the cannon for ignition.
  • the swellable medium may be disposed as a coating in the perforating gun, be applied as a solid material by wrapping, or even be a tube or hose coaxial between the outer gun barrel and the inner tube.
  • the invention is characterized in that no “debris” (fragments of the perforators) fall into the bore, no external intervention is required to close the bullet holes.

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Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Perforationskanone mit einem äußeren Kanonenrohr, in dessen Innerem koaxial ein inneres Rohr angeordnet ist, welches Perforatoren trägt, die über eine durch das Kanonenrohr führende Sprengschnur zündbar sind und nach Zündung das Kanonenrohr zur Bildung von Durchschusslöchern durchschlagen, wobei Mittel zum selbsttätigen Verschließen der Durchschusslöcher nach dem Schuss vorgesehen sind und dieses Mittel ein quellfähiges Medium ist. Damit das quellfähige Medium einen geringen Raum in der Perforationskanone erfordert und leicht in die Perforationskanone integrierbar ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das quellfähige Medium flächenförmig im Inneren der Perforationskanone angeordnet ist.

Description

Perforationskanone mit selbstverschließenden Durchschusslöchern
Die Erfindung betrifft eine Perforationskanone mit einem äußeren Kanonenrohr, in dessen Innerem koaxial ein inneres Rohr angeordnet ist, welches Perforatoren trägt, die über eine durch das Kanonenrohr führende Sprengschnur zündbar sind und nach Zündung das Kanonenrohr zur Bildung von Durchschusslöchern durchschlagen, wobei Mittel zum selbsttätigen Verschließen der Durchschusslöcher nach dem Schuss vorgesehen sind und dieses Mittel ein quellfähiges Medium ist.
Eine solche Perforationskanone ist beschrieben in EP 1 685 308 B1. Perforationskanonen werden in Tiefbohrlochsprengungen in der Erdöl- und Erdgasindustrie, sowie im Wasserbau zur Anbindung der Bohrung an den Speicherhorizont eingesetzt. In der Bohrung befindet sich in der Regel eine Bohrlochflüssigkeit. Diese kann eine eingebrachte Flüssigkeit oder das zu fördernde Medium aus dem umgebenden Gestein sein.
Eine Perforationskanone besteht aus einem äußeren Kanonenrohr, in dessen Innerem Perforatoren - üblicherweise Hohl- oder Geschossladungen - angeordnet sind, die bei Zündung radial nach außen durch das Kanonenrohr schießen. Üblicherweise werden die Hohlladungen durch ein dünnwandiges Trägerrohr getragen, welches koaxial im Inneren des Kanonenrohres verläuft. Im
Kanonenrohr verbleiben nach dem Schuss Durchschusslöcher.
Problematisch bei diesem Verfahren sind Rest- und Bruchstücke der Perforatoren und der Bauteile im Inneren des Kanonenrohrs, die nach dem Schuss durch die Durchschusslöcher in die Bohrung fallen können. Aus diesem
Grund sind, wie in der EP 1 685 308 beschrieben, Mittel zum selbsttätigen Verschließen der Durchschusslöcher nach dem Schuss vorgesehen, wobei
BESTÄTIGUNGSKOPIE dieses Mittel Kartuschen mit einem quellfähigen 2-Komponenten-Schaum sind. Diese Kartuschen sind im Kanonenrohr angeordnet und brechen durch die gezündete Sprengschnur auf, wodurch Schaum aus den Kartuschen austritt, aufquillt und die Durchschusslöcher verstopft.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Perforationskanone nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 so zu verbessern, dass das quellfähige Medium einen geringen Raum erfordert und leicht in die Perforationskanone integrierbar ist. Außerdem soll in einer Ausführungsform möglichst kein zusätzliches Teil in die Perforationskanone aufgenommen werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das quellfähige Medium flächenförmig im Inneren der Perforationskanone angeordnet ist. Flächenförmige Gebilde erfordern einen geringeren Raum und sind leicht in die Perforationskanone integrierbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das quellfähige Medium als Beschichtung in der Perforationskanone angeordnet. Eine Beschichtung erfordert kein zusätzliches Teil in der Perforationskanone und ist dadurch leicht integrierbar.
Bevorzugt ist die Beschichtung auf dem Inneren des Kanonenrohrs angeordnet. Alternativ kann die Beschichtung auf ein zusätzliches dünnwandiges Rohr aufgebracht sein, welches sich koaxial zwischen dem äußeren Kanonenrohr und dem inneren Rohr befindet. Beide Rohre eignen sich vorzüglich für eine
Beschichtung.
Das quellfähige Medium ist in einer anderen Ausführungsform als festes Material, zum Beispiel von der Rolle kommend, auf das Kanonenrohr oder ein zusätzliches dünnwandiges Rohr, welches sich koaxial zwischen dem Kanonenrohr und dem inneren Rohr befindet, durch Umwickeln aufgebracht. Umwickeln ist eine einfache handwerkliche Tätigkeit, die auch kostengünstig ist.
Das quellfähige Medium kann auch als festes Material zum Beispiel als Ronde, auf das Kanonenrohr und/oder ein zusätzliches dünnwandiges Rohr, welches sich koaxial zwischen dem Kanonenrohr und dem inneren Rohr befindet, ausschließlich im Bereich der Durchschusslöcher aufgebracht sein. Ronden sind leicht herzustellen und leicht aufzubringen. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist das quellfähige Medium selbst ein Rohr oder Schlauch, welches/er sich koaxial zwischen dem äußeren Kanonenrohr und dem inneren Rohr befindet.
In allen Ausführungsformen kann das quellfähige Medium durch die Zündung der Perforatoren, durch Kontakt mit dem Bohrlochmedium wie öl, Gas, Wasser, bei
Tieflochbohrungen verwendete Spülflüssigkeiten oder durch andere bohrlochbedingte Einflüsse aktiviert werden, wobei es aufquillt und dadurch die Durchschusslöcher verschließt. Das quellfähige Medium besteht in einer bevorzugten Ausführungsform aus einem Elastomer Compound, welcher durch Kontakt zum Beispiel mit
• Ol
• Gas
• andere Arten von Kohlenwasserstoffen
· Wasser
• Bohrlochspülflüssigkeiten, die bei Tieflochbohrungen Verwendung finden
• Explosionsgasen von Perforatoren aktiviert wird und aufquillt, so dass die Durchschusslöcher verstopft werden. Das quellfähige Medium kann auch durch eine Angleichung des Kanoneninnendruckes an den, in der Bohrung herrschenden, in der Regel wesentlich höheren Druck, aktiviert werden. Dies geschieht durch das bestimmungsgemäße Durchschießen der Kanonenaußenwand mittels der in der Kanone zur Zündung gebrachten Perforatoren.
Bevorzugt ist die Verwendung eines quellfähigen flächenförmigen Mediums im Inneren einer Perforationskanone mit einem äußeren Kanonenrohr, in dessen Innerem koaxial ein inneres Rohr angeordnet ist, welches Perforatoren trägt, die über eine durch das Kanonenrohr führende Sprengschnur zündbar sind und nach Zündung das Kanonenrohr zur Bildung von Durchschusslöchern durchschlagen, wobei das quellfähige Medium durch die Zündung der Perforatoren, durch Kontakt mit dem Bohrlochmedium wie Öl, Gas, Wasser, bei Tieflochbohrungen verwendete Spülflüssigkeiten oder durch andere bohrlochbedingte Einflüsse aktiviert wird, aufquillt und dadurch die
Durchschusslöcher verschließt.
Das quellfähige Medium kann als Beschichtung in der Perforationskanone angeordnet sein, als festes Material durch Umwickeln aufgebracht sein oder selbst ein Rohr oder Schlauch sein, welches/er sich koaxial zwischen dem äußeren Kanonenrohr und dem inneren Rohr befindet.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass kein„debris" (Bruchstücke der Perforatoren) in die Bohrung fällt. Es ist kein Eingreifen von außen erforderlich um die Durchschusslöcher zu verschließen.

Claims

Patentansprüche
Perforationskanone mit einem äußeren Kanonenrohr, in dessen Innerem koaxial ein inneres Rohr angeordnet ist, welches Perforatoren trägt, die über eine durch das Kanonenrohr führende Sprengschnur zündbar sind und nach Zündung das Kanonenrohr zur Bildung von Durchschusslöchern durchschlagen, wobei Mittel zum selbsttätigen Verschließen der Durchschusslöcher nach dem Schuss vorgesehen sind und dieses Mittel ein quellfähiges Medium ist, dadurch gekennzeichnet, dass das quellfähige Medium flächenförmig im Inneren der Perforationskanone angeordnet ist.
Perforationskanone nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das quellfähige Medium als Beschichtung in der Perforationskanone angeordnet ist.
Perforationskanone nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung auf dem Inneren des Kanonenrohrs angeordnet ist.
Perforationskanone nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung auf ein zusätzliches dünnwandiges Rohr aufgebracht ist, welches sich koaxial zwischen dem äußeren Kanonenrohr und dem inneren Rohr befindet.
Perforationskanone nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das quellfähige Medium als festes Material, zum Beispiel von der Rolle kommend, auf das Kanonenrohr oder ein zusätzliches dünnwandiges Rohr, welches sich koaxial zwischen dem Kanonenrohr und dem inneren Rohr befindet, durch Umwickeln aufgebracht ist.
6. Perforationskanone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das quellfähige Medium als festes Material zum Beispiel als Ronde, auf das Kanonenrohr und/oder ein zusätzliches dünnwandiges Rohr, welches sich koaxial zwischen dem Kanonenrohr und dem inneren Rohr befindet, ausschließlich im Bereich der Durchschusslöcher aufgebracht ist.
7. Perforationskanone nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das quellfähige Medium selbst ein Rohr oder Schlauch ist, welches/er sich koaxial zwischen dem äußeren Kanonenrohr und dem inneren Rohr befindet.
8. Perforationskanone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das quellfähige Medium durch die Zündung der Perforatoren, durch Kontakt mit dem Bohrlochmedium wie Öl, Gas, Wasser, bei Tieflochbohrungen verwendete Spülflüssigkeiten oder durch andere bohrlochbedingte Einflüsse aktiviert wird, aufquillt und dadurch die Durchschusslöcher verschließt.
9. Verwendung eines quellfähigen flächenförmigen Mediums im Inneren einer Perforationskanone mit einem äußeren Kanonenrohr, in dessen Innerem koaxial ein inneres Rohr angeordnet ist, welches Perforatoren trägt, die über eine durch das Kanonenrohr führende Sprengschnur zündbar sind und nach Zündung das Kanonenrohr zur Bildung von Durchschusslöchern durchschlagen, wobei das quellfähige Medium durch die Zündung der Perforatoren, durch Kontakt mit dem Bohrlochmedium wie Öl, Gas, Wasser, bei Tieflochbohrungen verwendete Spülflüssigkeiten oder durch andere bohrlochbedingte Einflüsse aktiviert wird, aufquillt und dadurch die Durchschusslöcher verschließt.
10. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das quellfähige Medium als Beschichtung in der Perforationskanone angeordnet ist.
11. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das quellfähige Medium als festes Material durch Umwickeln aufgebracht ist.
12. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das quellfähige Medium selbst ein Rohr oder Schlauch ist, welches/er sich koaxial zwischen dem äußeren Kanonenrohr und dem inneren Rohr befindet.
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