Устройство для испытания пробивной способности кумулятивного заряда и перфорации скважины

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПРОБИВНОЙ СПОСОБНОСТИ КУМУЛЯТИВНОГО ЗАРЯДА И ПЕРФОРАЦИИ СКВАЖИНЫ, содержащее головку с корпусом, внутри которого размещен кумулятивный заряд, а под ним установлена комбинированная мишень, включающая стальной диск, цементную щайбу и образец горной породы, помещенный в герметичный контейнер с мультипликатором, отличающееся тем, что, с целью повыщения эффективности работы устройства за счет полного воспроизведения реальных условий перфорации, оно снабжено установленным внутри корпуса патрубком, образующим с ним кольцевую камеру, заполненную исследуемой жидкостью перфорации и гидравлически связанную со скважиной, причем кумулятивный заряд размещен в нижней части патрубка, а в головке выполнены демпфирующие полости, гидравлически связанные с кольцевой камерой. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности перI форации, на боковой поверхности корпуса выполнено отверстие, перекрытое заглущ (Л кой, а кумулятивный заряд установлен с возможностью совмещения его оси с осью отверстия корпуса.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU» 1190008 A (д1) 4 Е 21 В 43/11

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CO

CO

CO

CO

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3751383/22-03 (22) 14.06.84 (46) 07.11.85. Бюл. № 41 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым раствором (72) В. И. Яковенко, Ф. Г. Здоров, А. П. Крезуб и В, И. Яненко (53) 622.243.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 301429, кл. Е 21 В 43/11, 1965.

Авторское свидетельство СССР № 242814, кл. Е 21 В 43/11, 1967. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПРОБИВНОЙ СПОСОБНОСТИ

КУМУЛЯТИВНОГО ЗАРЯДА И ПЕРФОРАЦИИ СКВАЖИНЫ, содержащее головку с корпусом, внутри которого размещен кумулятивный заряд, а под ним установлена комбинированная мишень, включающая стальной диск, цементную шайбу и образец горной породы, помещенный в герметичный контейнер с мультипликатором, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства за счет полного воспроизведения реальных условий перфорации, оно снабжено установленным внутри корпуса патрубком, образующим с ним кольцевую камеру, заполненную исследуемой жидкостью перфорации и гидравлически связанную со скважиной, причем кумулятивный заряд размещен в нижней части патрубка, а в головке выполнены демпфирующие полости, гидравлически связанные с кольцевой камерой.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности перфорации, на боковой поверхности корпу- g са выполнено отверстие, перекрытое заглушкой, а кумулятивный заряд установлен с возможностью совмещения его оси с осью отверстия корпуса.

1 190008 ройства к нижнему торцу корпуса 3. Роль герметизирующих элементов при этом выполняют резиновые кольца 18. Во избежание повреждения мультипликатора при спускоподъемных операциях, его закрывают предохранительным кожухом 16.

Перед спуском устройства в скважину отверстие 4 закрывают заглушкой 5 и заполняют полость корпуса 3 исследуемой жидкостью перфорации. Затем на нижнем конце патрубка 6, жестко закрепленного на головке 1, устанавливают кумулятивный заряд

7 и при помощи резьбы соединяют головку 1 с корпусом 3. При этом весь внутренний объем корпуса оказывается заполненным исследуемой жидкостью перфорации, в то время как демпфирующие полости 2 остаются заполненными воздухом.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к устройствам для определения истинной пробивной способности кумулятивных зарядов в скважинных условиях.

Цель изобретения — повышение эффек5 тивности работы устройства за счет полного воспроизведения реальных условий перфорации и обеспечение возможности перфорации.

На фиг. 1 показано устройство, общий !0 вид; на фиг. 2 — компоновка устройства, подготовленного для перфорации скважины.

Устройство состоит из головки 1 с демпфирующими полостями 2, корпуса 3, имеющего отверстие 4 с заглушкой 5, патрубка 6 с закрепленным на его конце кумуляти в ным зарядом 7 типа П КС вЂ” 80. комбинированной мишени, включающей стальной диск 8 и цементную шайбу 9, герметизированного контейнера 10 с образцом горной породы 11, мультипликатора, состоящего из основания 12, цилиндра 13 и ступенчатого поршня 14, соединительной муфты 15, предохранительного кожуха 16, башмака

17 и герметизирующих элементов (резиновых колец ) !8. 25

Подготовку устройства к испытанию пробивной способности кумулятивного заряда производят следующим образом.

При помощи резьбы соединяют корпус

3 с контейнером 10. Затем в контейнер

10 последовательно вставляют стальнои диск

8 с уплотнительным резиновым кольцом

18, цементную шайбу 9, образец горной породы 11, насыщенный пластовой жидкостью, и основание мультипликатора 12 с резиновым кольцом 18. Причем внутреннюю полость 19 мультипликатора предварительно заполняют пластовой жидкостью, а ступенчатый поршень 14 устанавливают примерно в средней части цилиндра 13. После этого при помощи муфты 15 производят герметизацию пористого образца и внутрен- 40 ней полости 19 мультипликатора, прижимая вставленные в контейнер 10 элементы устСкомпонованное таким образом устройство спускают на кабеле в скважину на заданную глубину. При этом в корпусе 3 устанавливается давление, определяемое высотой столба жидкости, заполняющей скважину. Под действием этого давления часть жидкости перфорации поступает в демпфирующие полости 2 и сжимает находящийся там воздух. Давление же пластовой жидкости, насыщающей образец, благодаря применению мультипликатора, становится равным величине заданного пластового давления. Моделирование необходимой величины перепада давления между скважиной в зоне перфорации и пластом достигается путем подбора соответствующего отношения площадей поперечного сечения ступеней поршня 14 мультипликатора.

При выстреле кумулятивного заряда 7 часть исследуемой жидкости перфорации выбрасывается из корпуса 3 через патрубок 6 в скважину, а основная ее масса, содержащаяся в кольцевой камере 20, под действием взрывной волны еще больше сжимает воздух в демпфирующих полостях.

После выстрела жидкость перфорации из кольцевой камеры 20 под действием расширяющегося в демпфирующих полостях 2 воздуха поступает в образовавшийся в мишени и образце горной породы 11 перфорационный канал, а полость корпуса 3 через патрубок 6 дозаполняется жидкостью, находящейся в скважине. При этом первоочередное поступление исследуемоЙ жидкости перфорации в перфорационный канал и воздействие этой жидкости на его стенки происходит при заданной величине перепада давления между скважиной и образцом горной породы 11. По окончании испытания при подъеме устройства из скважины на поверхность направление действия перепада давления сохраняется, а величина его уменьшается до нуля. Это способствует сохранению ск важинного состояния стенок перфорационного канала и позволяет визуально наблюдать последствия перфорации на дневной поверхности.

После проведения серии испытаний пробивной способности кумулятивных зарядов на образцах в различных по свойствам пробах жидкости перфорации выбирают наиболее оптимальное сочетание массы заряда и рецептуры жидкости перфорации, а затем проводят перфорацию реальной скважины, заполняя интервал перфорации выбранной для этой цели жидкостью. При этом компоновку устройства производят следующим образом (фиг. 2). Из отверстия 4 в боковой стене 3 удаляют заглушку 5, а к нижнему торцу взрывной камеры при помощи резьбы подсоединяют башмак 17. Кумулятивный заряд 7 закрепляют на конце патрубка 6 таким образом, что при выстреле кумулятивная струя выходит из взрывной камеры через отверстие 4.

1190008

12

18

77

17 /Рцг. 1

Составитель В. Борискина

Редактор H. Бобкова Техред И. Верес Корректор М. Самборская

Заказ 6938/33 Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4