Устройство для инициирования детонации в перфораторах, опускаемых в скважину на насосно-компрессорных трубах

 

Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности, может быть использовано при проведении перфорационных работ в эксплуатационных скважинах, пробуренных на нефть и газ. Обеспечивает повышение надежности в работе устройства путем сохранения депрессии на пласт в процессе перфорации и упрощение конструкции ударного механизма. Сущность изобретения: устройство содержит головку перфоратора с расположенным внутри детонирующим устройством и ударный механизм, выполненный в виде штанги, герметически закрытой сверху и снизу крышками, внутри которой расположен блок соединенных последовательно электрических батарей. Головка перфоратора закрыта сверху крышкой с электровводом. Крышка перекрыта сверху слоем диэлектрика, внутри которого находится незаземленная контактная пластина, а над ним заземленная контактная пластина. На нижней крышке ударного механизма расположена система направленных острием вниз бойков, включающая центральный боек, на конце которого имеется контактное жало, электрически изолированное от крышки, и бойки, размещенные по окружности на периферии нижней крышки. Блок батарей, крышки и штанга ударного механизма, бойки, контактные пластины, электроввод и крышка головки образуют цепь электродетонатора. 1 ил.

Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при проведении перфорационных работ в эксплуатационных скважинах, пробуренных на нефть и газ.

Известны устройства для инициирования детонации в перфораторах, в которых используются инициирующие взрывчатые вещества [1].

Инициирующие взрывчатые вещества чрезвычайно чувствительны к механическим воздействиям, таким как трение или удар. Поэтому их использование сопряжено с возможностью непредвиденной, незапланированной детонации как в процессе спускоподъемных операций в скважине, так и во время транспортировки, что может повлечь за собой непредсказуемые последствия. Это является существенным недостатком таких устройств и ограничивает область их применения.

Известен также перфоратор, содержащий головку с детонирующим устройством и ударный механизм, снабженный бойком, расположенным соосно и направленным острием вниз [2]. Детонирующее устройство в этом перфораторе срабатывает от накола бойком взрывчатого вещества. При этом продвижение бойка вниз происходит под воздействием давления продавочной жидкости, нагнетаемой в скважину, которое передается на шарик, сбрасываемый в муфту над головой перфоратора и далее через шток и ударник ударного механизма к бойку.

Поскольку устройство приводится в действие давлением продавочной жидкости, нагнетаемой в скважину, сохранение депрессии на пласт в процессе перфорации при работе с этим устройством практически невозможно, что является принципиальным недостатком устройства. Другой недостаток заключается в том, что ударный механизм имеет достаточно сложную конструкцию, что снижает эксплуатационную надежность устройства.

Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационной эффективности и надежности работ путем сохранения депрессии на пласт в процессе перфорации и упрощение конструкции ударного механизма.

Необходимый технический результат достигается тем, что в устройстве для инициирования детонации в перфораторах, опускаемых в скважину на насосно-компрессорных трубах, содержащем головку перфоратора с расположенным внутри детонирующим устройством с детонатором и выводными проводами и ударный механизм, снабженный центральным бойком, расположенным соосно и направленным острием вниз, согласно изобретению головка сверху герметически закрыта крышкой с электровводом и перекрыта слоем диэлектрика, внутри которого расположена незаземленная контактная пластина, соединенная с электровводом, а над ним размещена заземленная контактная пластина, детонирующее устройство выполнено в виде электродетонатора, один из выводных проводов которого через электроввод соединен с незаземленной контактной пластиной, а другой заземлен и, таким образом, соединен с заземленной контактной пластиной, а ударный механизм выполнен в виде штанги, герметически закрытой сверху и снизу крышками, внутри которой размещен блок последовательно включенных электрических батарей, и дополнительно содержит систему бойков, расположенных по окружности на периферии нижней крышки, направленных острием вниз и соединенных через нижнюю крышку, штангу и верхнюю крышку с отрицательным полюсом блока батарей, а центральный боек также расположен на нижней крышке, имеет на конце контактное жало, электрически изолированное от крышки и соединенное с положительным полюсом блока батарей, причем центральный боек имеет длину большую, чем периферийные бойки.

Устройство (чертеж) содержит головку перфоратора 1 с расположенным внутри нее детонирующим устройством 2 и ударный механизм 3, снабженный центральным бойком 4, расположенным соосно и направленным острием вниз. Сверху головка 1 закрыта крышкой 5 с электровводом 6, которая перекрыта слоем пластичного диэлектрика 7. Внутри слоя диэлектрика 7 расположена электрически изолированная от крышки 5, т.е. незаземленная, контактная пластина 8, а над ним размещена соединенная с крышкой 5, т.е. заземленная контактная пластина 9. Детонирующее устройство 2 выполнено в виде электродетонатора, который детонирующим шнуром соединен с подрываемым зарядом взрывчатого вещества (на чертеже шнур и заряд не показаны). Один из выводных проводов 10 электродетонатора через электроввод 6 соединен с незаземленной контактной пластиной 8, а другой, через крышку 5, с заземленной контактной пластиной 9. Ударный механизм выполнен в виде штанги 11, герметически закрытой сверху и снизу крышками 12 и 13. Внутри штанги 11 размещен блок последовательно включенных электрических батарей 14. Ударный механизм 3 помимо центрального бойка 4 дополнительно содержит систему бойков 15, расположенных по окружности на периферии нижней крышки 13, направленных острием вниз и соединенных через нижнюю крышку 13, штангу 11 и верхнюю крышку 12 с отрицательным полюсом блока батарей 14. Центральный боек 14 также расположен на нижней крышке 13, имеет на конце контактное жало 16, электрически изолированное от крышки 13 и соединенное с положительным полюсом блока батарей 14. Центральный боек 4 имеет длину большую, чем периферийные бойки 15.

Устройство работает следующим образом.

После установки перфоратора на заданной глубине ударный механизм 3 сбрасывают через насосно-компрессорные трубы вниз. Достигнув головки перфоратора 1, центральный боек 4 пробивает заземленную контактную пластину 9 и слой диэлектрика 7. При этом жало бойка 16 входит в контакт с незаземленной контактной пластиной 8. Длина центрального 4 и периферийных бойков 15 подобрана так, что в этот момент периферийные бойки 15 входят в контакт с заземленной контактной пластиной 9. Электрическая цепь электродетонатора замыкается, электродетонатор срабатывает и подрывает соединенный с ним заряд взрывчатого вещества.

Отсутствие воздействия на пласт давлением позволяет сохранить расчетную депрессию в процессе перфорации, что, в свою очередь, дает возможность проводить эксплуатационные работы в оптимальном режиме, а существенное упрощение конструкции ударного механизма повышает эксплуатационную надежность устройства.

Использованная литература 1. Григорян Н.Г. Прострелочные и взрывные работы в скважинах. - М.: Недра, 1992, с.75.

2. Куртинов В. М. и др. Вскрытие продуктивных пластов перфораторами на трубах. Обзорная информация. Серия: Региональная и морская геофизика, геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых. Вып. 1.- ВИЭМС, 1990, с. 29-31.

Формула изобретения

Устройство для инициирования детонации в перфораторах, опускаемых в скважину на насосно-компрессорных трубах, содержащее головку перфоратора с расположенным внутри детонирующим устройством с детонатором и выводными проводами и ударный механизм, снабженный центральным бойком, расположенным соосно и направленным острием вниз, отличающееся тем, что головка сверху герметически закрыта крышкой с электровводом и перекрыта слоем диэлектрика, внутри которого расположена незаземленная контактная пластина, соединенная с электровводом, а над ним размещена заземленная контактная пластина, детонирующее устройство выполнено в виде электродетонатора, один из выводных проводов которого через электроввод соединен с незаземленной контактной пластиной, а другой заземлен и таким образом соединен с заземленной контактной пластиной, а ударный механизм выполнен в виде штанги, герметически закрытой сверху и снизу крышками, внутри которой размещен блок последовательно включенных электрических батарей, и дополнительно содержит систему бойков, расположенных по окружности на периферии нижней крышки, направленных острием вниз и соединенных через нижнюю крышку, штангу и верхнюю крышку с отрицательным полюсом блока батарей, а центральный боек также расположен на нижней крышке, имеет на конце контактное жало, электрически изолированное от крышки и соединенное с положительным полюсом блока батарей, причем центральный боек имеет длину, большую, чем периферийные бойки.

РИСУНКИ

Рисунок 1