Ориентируемый кумулятивный перфоратор



Ориентируемый кумулятивный перфоратор
Ориентируемый кумулятивный перфоратор
Ориентируемый кумулятивный перфоратор
Ориентируемый кумулятивный перфоратор
Ориентируемый кумулятивный перфоратор
Ориентируемый кумулятивный перфоратор

 


Владельцы патента RU 2440487:

Волдаев Николай Александрович (RU)

Изобретение относится к нефтегазодобыче, в частности к устройству кумулятивного перфоратора для вскрытия протяженных интервалов в наклонных и, преимущественно, горизонтальных скважинах с ориентацией зарядов. Технический результат - повышение качества работы и снижение затрат при производстве ориентируемой перфорации. Корпусный кумулятивный перфоратор состоит из секций и каркаса с кумулятивными зарядами. Каждая секция состоит из трубного корпуса и соединительной герметизирующей наружной муфты, которые при свинчивании образуют полнопроходную сквозную полость. Каркас с кумулятивными зарядами установлен в полости трубного корпуса, с узлом соединения каркасов в единую без разрывов гирлянду с единым детонирующим шнуром. Каркас выполнен из тяжелого отклоняющего сегмента с присоединенной к нему легковесной кассетой с гнездами установки зарядов, которая ориентирует ряды зарядов относительно сегмента. Гирлянда крепится в вертлюжном устройстве над верхней секцией перфоратора. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к нефтегазодобыче, в частности к устройству кумулятивного перфоратора для вскрытия протяженных интервалов в наклонных и, преимущественно, горизонтальных скважинах с ориентацией зарядов с целью получения оптимальных параметров вскрытия, способствующих распространению трещин в продуктивном пласте в заданном направлении.

Известен прецизионно ориентируемый стреляющий перфоратор для направленного перфорирования скважины, который содержит трубчатый несущий элемент с поворотными держателями зарядов взрывчатого вещества. Трубчатый несущий элемент включает утяжелители для смещения центра тяжести и расположенные вдоль каркаса крутящиеся опоры (подшипники), позволяющие каркасу свободно вращаться относительно корпуса перфоратора (1).

Известен модульный ориентируемый перфоратор, в котором корпус выполнен в виде герметичных секций - модулей с узлами передачи детонации, размещенных во втулках радиальных подшипников, а заряды размещены на жестком каркасе, присоединенном к втулкам так, что центр тяжести каркаса не совпадает с осью перфоратора (2).

Недостатком конструкций известных перфораторов является сложность и высокая стоимость изготовления устройства однократного применения.

Известен способ сборки секционного корпусного кумулятивного перфоратора, включающий соединение трубных секций и сборку узлов герметизации стыков без зарядов, … сборку гирлянды зарядов и заряжание с последовательным сращиванием каркасов гирлянды на всю длину перфоратора, спуск единой гирлянды в полость корпуса и закрепление гирлянды в верхней секции или опорой на нижний конец (3).

Наиболее близкой к предлагаемому устройству является конструкция перфоратора, которая позволяет осуществить приведенный выше способ сборки.

Секции перфоратора состоят из трубных корпусов с соединительными герметизирующими муфтами. Собранный корпус имеет полнопроходную сквозную полость и позволяет устанавливать в полость перфоратора каркасы с зарядами, последовательно сращивая их в единую гирлянду. Гирлянда закрепляется в верхней секции перфоратора (4).

Недостатком прототипа является отсутствие возможности ориентировать заряды в перфораторе, располагаемом в наклонном или горизонтальном стволе скважины, в заданном направлении.

Техническим результатом изобретения является создание устройства, повышающего качество работ и снижающего затраты при производстве ориентируемой перфорации.

Необходимый технический результат достигается тем, что в корпусном кумулятивном перфораторе, состоящем из секций, каждая секция состоит из трубного корпуса и соединительной герметизирующей наружной муфты, которые при свинчивании образуют полнопроходную сквозную полость, и каркаса с кумулятивными зарядами, устанавливаемого в полость трубного корпуса, с узлом соединения каркасов в единую без разрывов гирлянду с единым детонирующим шнуром, причем каркас выполнен из тяжелого отклоняющего сегмента с присоединенной к нему легковесной кассетой с гнездами установки зарядов, которая ориентирует ряды зарядов относительно сегмента, а гирлянда крепится к вертлюжному устройству над верхней секцией перфоратора.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволяет, по мнению автора, установить соответствие его критерию «новизна».

Автору не известно использование совокупности отличительных признаков устройства в других областях техники, что дает основание считать, что предложенное решение соответствует критерию «изобретательский уровень» и промышленно применимо.

На фиг.1 показан вариант исполнения перфоратора. На фиг.2-6 показаны различные варианты исполнения узлов перфоратора.

Секции перфоратора состоят из трубных корпусов 1 и соединительных герметизирующих наружных муфт 2. Секции соединяются до установки зарядов. Каркас включает тяжелый отклоняющий сегмент 4 и присоединенную к нему легковесную кассету 5. Каркасы с кумулятивными зарядами 7 состыковываются узлами соединения каркасов 3. По мере соединения каркасов и установки их в полость перфоратора на хвостовики зарядов устанавливается детонирующий шнур 8 и закрепляется скобами 9, причем детонирующий шнур не имеет разрывов между каркасами. Собранная и установленная в полость перфоратора гирлянда прикрепляется к вертлюжному устройству 6, конец детонирующего шнура продевается сквозь отверстие и вместе с детонатором-усилителем 10 устанавливается в гнезде в верхней части вертлюжного устройства. Перфоратор, спускаемый в скважину на кабеле или на трубах, подвергается тряске на стыках колонны, которая способствует выравниванию каркаса в положении сегментом вниз.

На фиг.2 показан в разрезе вариант исполнения перфоратора с узлом соединения каркасов 3, снабженным опорными роликами 11. В случае необходимости узел соединения может иметь выступ, выполненный заподлицо с профилем сегмента и расположенный между сегментами, в котором расположены опорные ролики 11. Опорные ролики облегчают круговое смещение каркаса под действием силы тяжести.

На фиг.3 показан вариант исполнения перфоратора с узлом соединения каркасов 3, снабженным шарниром 12. В случае значительного бокового изгиба корпуса перфоратора жестко соединенные сегменты будут стремиться занять положение, отличное от нижнего, поскольку имеют существенно различающиеся моменты инерции сечения. Шарнир предотвращает передачу поперечного изгибающего момента с каркаса на каркас.

На фиг.4 показан в разрезе вариант исполнения перфоратора, в котором детонационная цепь выполнена с двумя нитками детонирующего шнура 8. При использовании длинномерного, около 300 м, перфоратора целесообразно для повышения надежности применять дублированную детонационную цепь. Скоба 9 в этом случае имеет паз достаточной ширины для укладки двух шнуров.

На фиг.5 показан в разрезе вариант исполнения перфоратора, в котором сегмент 4 выполнен с угловыми скосами «а», которые позволяют расширить количество вариантов угловой ориентации рядов зарядов.

На фиг.6 показан вариант исполнения перфоратора, в котором вертлюжное устройство 6 снабжено прижимающей амортизирующей втулкой 13, которая фиксирует упорные подшипники 14 и предотвращает их деформацию при импульсном воздействии, возникающем в момент срабатывания зарядов.

Источники информации

1. Стреляющий перфоратор для направленного перфорирования скважины с отклоняющим каркасом и подшипниками. Патент US 6,595,290 В2 от Jul. 22, 2003.

2. Модульный перфоратор с ориентируемыми кумулятивными зарядами для горизонтальных скважин. Описание полезной модели к патенту RU 78521 U1 от 24.07.2008.

3. Способ сборки секционного корпусного кумулятивного перфоратора. Патент RU 2062866 С1 от 07.07.93.

4. Перфоратор ТП-НКТ-ГС. Руководство по эксплуатации (прототип).

1. Корпусный кумулятивный перфоратор, состоящий из секций,
каждая секция состоит из трубного корпуса и соединительной герметизирующей наружной муфты, которые при свинчивании образуют полнопроходную сквозную полость,
и каркаса с кумулятивными зарядами, устанавливаемого в полость трубного корпуса, с узлом соединения каркасов в единую без разрывов гирлянду с единым детонирующим шнуром,
причем каркас выполнен из тяжелого отклоняющего сегмента с присоединенной к нему легковесной кассетой с гнездами установки зарядов, которая ориентирует ряды зарядов относительно сегмента,
а гирлянда крепится в вертлюжном устройстве над верхней секцией перфоратора.

2. Перфоратор по п.1, в котором узел соединения каркасов снабжен опорными роликами.

3. Перфоратор по п.1, в котором узел соединения каркасов выполнен с шарниром, предотвращающим передачу поперечного изгибающего момента с каркаса на каркас.

4. Перфоратор по п.1, в котором детонационная цепь выполнена с двумя нитками детонирующего шнура.

5. Перфоратор по п.1, в котором сегмент выполнен с угловыми скосами, которые позволяют расширить количество вариантов угловой ориентации рядов зарядов.

6. Перфоратор по п.1, в котором вертлюжное устройство снабжено прижимающей амортизирующей втулкой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к кумулятивным перфораторам для придания заданного положения в скважине. .

Изобретение относится к устройству стреляющего перфоратора. .

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для использования в прострелочно-взрывной аппаратуре для вторичного вскрытия продуктивных пластов.

Изобретение относится к узлам устройств передачи детонации кумулятивных перфораторов. .
Изобретение относится к средствам прострелочно-взрывных работ в нефтяных и газовых скважинах. .

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а в частности к пороховым генераторам давления для интенсификации нефтегазодобычи, применяемым в комплексной обработке скважин совместно с импульсными устройствами.

Изобретение относится к скважинным операциям, а именного к способу создания перфорационных отверстий в подземной формации из ствола скважины. .

Изобретение относится к устройствам передачи детонации кумулятивных перфораторов. .

Изобретение относится к зарядам перфоратора для вскрытия продуктивного пласта в нефтяных и газовых скважинах. .

Изобретение относится к прострелочно-взрывным работам в нефтяных и газовых скважинах

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для увеличения эффективности вторичного вскрытия пласта

Изобретение относится к нефтедобывающей и горной промышленности и может быть использовано при прострелочно-взрывных работах в скважинах

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при прострелочно-взрывных работах в скважинах для вторичного вскрытия продуктивных пластов

Изобретение относится к области добычи углеводородов и может быть использовано для вторичного вскрытия прискважинной зоны и обеспечения эффективных геолого-технических мероприятий при обработке этой зоны. Способ включает определение расстояния - шага для конкретной породы пласта, подлежащего вскрытию, между двумя парными кумулятивными зарядами, ориентированными в одном направлении и в одной плоскости. При этом обеспечивают необходимую интерференцию ударных волн при инициировании этих зарядов для взаимного разрушения пестов в образуемых парных каналах вскрытия пласта и необходимую интерференцию напряженных зон в породе пласта для развития трещин в плоскости парных каналов с обеспечением газогидродинамической связи парных каналов как между собой, так и с зоной пласта, примыкающей к этим каналам, сборку кумулятивного перфоратора с расположением в нем системы парных кумулятивных зарядов с вышеопределенным шагом в каждой из пар. При этом парные кумулятивные заряды ориентируют в заданном направлении относительно оси кумулятивного перфоратора и располагают по его боковой поверхности в виде спирали, по меньшей мере одной, с расстоянием между смежными парами кумулятивных зарядов, превышающим вышеопределенный шаг, спуск кумулятивного перфоратора в скважину и осуществление перфорации с образованием разветвленной дренажной системы вскрытия пласта из системы парных каналов, свободных по всей их длине, и трещин в плоскости парных каналов вскрытия пласта. Обеспечивает создание фильтрационной системы в прискважинной зоне пласта в плоскости парных каналов вскрытия пласта. 10 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Группа изобретений относится к области добычи нефти, а именно к способу и устройству для перфорирования скважин. Способ перфорирования подземного пласта заключается в том, что доставляют в скважину кумулятивный заряд, содержащий оболочку, взрывчатый материал, размещенный в оболочке, и облицовку, окружающую взрывчатый материал, размещенный в указанной оболочке, и имеющую верхушечную часть, профиль которой толще профиля любой другой части облицовки, причем указанные облицовка и верхушечная часть изготовлены из порошкового материала, плотность материала верхушечной части больше плотности материала смежной части облицовки, а пористость материала верхушечной части меньше пористости материала смежной части облицовки; и вызывают детонацию кумулятивного заряда. Обеспечивает увеличение протяженности проникновения факела в пласт, что приводит к увеличению добычи углеводородов и иных текучих сред из перфорированного пласта. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

Способ и устройство относятся к перфорированию обсадных труб скважин для добычи нефти, газа, воды и могут быть использованы в кумулятивных скважинных перфораторах, улучшающих гидродинамическую связь пласта со скважиной и обеспечивающих повышение дебита скважины. Кумулятивный заряд содержит корпус, внутри которого размещена шашка взрывчатого вещества. Шашка имеет кумулятивную выемку, покрытую облицовкой. Внутри облицовки закреплен слоем пластичного материала вкладыш. Плотность слоя пластичного материала 0,8-2,4 г/см3. Произведение плотности на толщину слоя пластичного материала меньше толщины стенки вкладыша. Отношение толщины вершины вкладыша к диаметру основания облицовки - от 0,1 до 0,3. Отношение высоты вкладыша к высоте облицовки от - 0,5 до 0,8. Подрывают шашку взрывчатого вещества. Продукты детонации обжимают кумулятивную облицовку, затем сжимают и разогревают пластичный материал. Энергия ударной волны уменьшается. Скорость обжатия кумулятивной облицовки снижается. Ударную волну от соударения вкладыша и облицовки направляют из зоны столкновения по материалу облицовки. В формировании кумулятивной струи участвует большее количество облицовки и вкладыша. Формируют кумулятивную струю. Техническим результатом является оригинальная конструкция облицовки и увеличение эффективности отбора энергии взрывчатого вещества элементами облицовки. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил., 4 табл.
Наверх