Патент ссср 202822

 

Союз Советскиз

Социалистическил

Республик с

Па т,» со о тау„1, "-л

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 06111.1962 (№ 767941/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 28.1Х.1967. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 14.XII.19á7

Кл. 5а, 41

МПК Е 21Ь

УДК 622.276(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

Б. М. Беляев, Е. М. Вицени, Ю. П. Желтов, В. Н. Крылов и С, И. Николаев

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРФОРАЦИИ И РАЗРЬ|ВА ПЛАСТА

Существующие способы гидравлического разрыва пласта требуют применения сложно1о и дорогостоящего оборудования (насосных агрегатов, устьевой арматуры, емкостей, труб и т. п.), Давление, создаваемое при гидроразрыве путем закачки в скважину жидкости насосными агрегатами (300 — 500 ат), оказывается недостаточным для того, чтобы образовать,в пласте длинные и широкие трещины, которые оставались бы открытыми и после разрыва.

Поэтому для закрепления образовавшихся трещин в скважину накачивают песок. Эта операция наиболее трудоемка, отнимает много времени, требует большого числа насосных агрегатов, специальното песка и т. д.

Чтобы создать на забое сиважины высокое давление, способное вызвать большие остаточные деформации, и поддержать это давление в течение времени, необходимого для распространения трещины по пласту, в последние годы пытаются применять пороховые гене раторы давления, спускаемые в скважину па трубах или кабеле. Эти генераторы снабжают пороховыми зарядами, сгорание которых создает высокие (порядка 1000 ат) давление в зоне разрыва пласта в скважине.

С помощью, известных пороховых генераторов давления нельзя проделать трещины в заранее заданном месте. Высокое давление действует на горную породу недолго (примерно десятые доли секунды), что не обеспечивает надежного разрыва пласта.

Кроме того, известные пороховые генераторы применяют для разрыва пласта в обсаженных скважинах лишь после того, как в их стенках будут прострелены перфорационные отверстия с помощью кумулятивных или пулевых перфораторов.

10 Предлагаемое устройство отличается тем, что для одно временного осуществления прострела стенок скважины и разрыва пласта, а также снижения себестоимости работ, оно выполнено отдельными секциями с кумулятив15 ными зарядами и.пороховыми камерами, в которых размещены пороховые заряды, воспламеняющиеся последовательно от электровоспламенителеи замедленного деиствия.

Для ограничения зоны давления пороховых

20 газов и укрепления устройства в зоне прострела в нем применены пакеры с резиновыми манжетами, разжимаемыми кольцевыми поршнями под давлением пороховых газов, выполненными таким образом, что между стенкой

25 обсадной колонны и манжетами остаются кольцевые зазоры, через которые истекают пороховые газы.

На чертеже показано устройство для перфорации и разрыва пласта.

30 Устройство состоит из гочовки 1, двух па202822

55 керов 2 (нижнего и верхнего), нескольких секций 8 с пороховыми каморами и секций 4 с кумулятивными зарядами, соединенными между собой муфтами 5, и наконечника 6.

Нижний и верхний пакеры имеют одинаковое устройство. Они состоят из корпуса 7, на который насажены кольцевой поршень 8 и резиновая манжетка 9, закрепляемые на корпусе пакера наконечником с резиновыми уплотнениями 10 и 11. Внутренняя полость А,корпуса пакера, наполненная маслом или другой несжимаемой жидкостью, герметически закрывается малым поршнем 12 с резиновыми уплотнениями 18,и 14. Внутренняя полость пакера сообщается с полостью кольцевото порш. ня через отверстия Б в корпусе пакера. На обоих концах корпуса пакера нанесена резьба: на одном — для соединения с корпусом аппарата, на другом — с на конечником или с головкой. Втулка 15 внутри корпуса пакера ограничивает перемещение малого поршня и регулирует зазор между манжетой и стенкой обсадной колонны.

Внутри пороховых камер помещаются пороховые заряды 16 и электровоспламенители

l7 мгновенного и замедленного действия. Камеры герметизируются с одной стороны опорным .диском 18 и резиновой пробкой 19, а с другой — резиновой пробкой 20.

Внутри секции 4 помещаются кумулятивные заряды 21. Отверстия в корпусе против кумулятивных зарядов герметизируются опорными дисками 22 и резиновыми пробками 28.

Кумулятовных зарядов может быть в одной плоскости от 1 до 4 и более и с другим расположением.

В скважину аппарат спускают на одножильном бронированном кабеле КОБД-4 или

КОБД-6.

Котда аппарат достигнет предполагаемой зоны разрыва, кабель и аппарат, подключают к источнику тока. Ток течет одновременно к электродетонаторам кумулятивных зарядов и к электровоспламенителям пороховых зарядов. Сначала взрываюгся кумулятивные заряды. Образовавшиеся при этом кумулятивные струи простреливают отверстия в обсадной колонне, цементном кольце и образуют первоначальные каналы в горной, породе. Одновременно воспламеняется пороховой заряд, снабженный электровоспламенителем мгновенного действия. Образовавшиеся при сгора,нии порохового заряда газы создают избыточное давление (до 1000 ат), под действием которого перемещается малый поршень каждого пакера; масло, находящееся внутри корпуса пакера, переливается через отверстия в корпусе и давит на кольцевой поршень. Кольцевой поршень, в свою очередь, перемещаясь, 5

15 го

25 зо

35 сжимает резиновую манжету, диаметр которой увеличивается до заданного размера.

Между манжетами и стенками обсадной колонны образуются небольшие зазоры (до

3 мл ), через которые пороховые газы истекают в ствол скважины, наполненной столбом жидкости, благодаря чему аппарат остается неподвижным в зоне разрыва. Одновременно накапливающиеся газы в ограниченном объеме проникают в простреленные кумулятивными зарядами каналы. Разрывая горную породу, они расширяют и углубляют эти каналы, образуя сетку глубоких и широких трещин.

Вслед за этим через определенный промежуток времени, например одну секунду, воспламеняется другой пороховой заряд, через секунду — третий и т. д. Таким образом можно расположить 8 или 16 отдельных пороховых зарядов, воспламеняющихся через определенный промежуток времени. При сгорании их в зоне разрыва создается давление, во много раз превышающее сопротивление горной породы. Общее время действия давления пороховых газов можно довести до нескольких десятков (40 — 60) секунд, что обеспечит образование в продуктивном пласте таких трещин, которые не смогут сомкнуться даже при отсутствии .подпорок в виде песка.

Применение комбинированного аппарата позволяет, исключить комплекс оборудования, применяемого при обычном способе гидроразрыва пласта, сократить количество рабочих, значительно увеличить эффект вскрытия,пласта и дебит нефтяных и газовых скважин.

Предмет изобретения

1. Устройство для перфорации и,разрыва пласта, спускаемое на кабеле, содержащее корпус с кумулятивными зарядами, головку, наконечник, отличающееся тем, что, с целью одновременного осуществления прострела стенок скважины и разрыва пласта, а также удешевления себестоимости работ, оно выполнено отдельными секциями с кумулятивными зарядами и пороховыми камерами, в которых размещены пороховые заряды, воспламеняющиеся последовательно от электровоспламенителей замедленного действия.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью ограничения .зоны давления пороховых газов и укрепления устройства в зоне прострела, в нем,применены пакеры с резиновыми манжетами, разжимаемыми кольцевыми поршнями под давлением струи пороховых газов, выполненными таким образом, что между стенкой обсадной колонны и манжетами остаются кольцевые зазоры, через которые истекают пороховые газы.

202822

Заказ 3841/6 Тираж 535 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и озкрытпй при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2

Редактор Б. Б. Федотов

Заказ 3841/6

Техред Т. П. Курилко

Тираж 535

Корректоры: С. А. Башлыкова

Подписиое