Кумулятивно-торпедный перфоратор

Изобретение относится к области нефтяных скважин и, в частности, к взрывным устройствам для перфорации обсадных труб и цементного кольца для создания в породе каналов, по которым нефть и газ могут поступать в ствол скважины. Кумулятивно-торпедный перфоратор состоит из корпуса, электрического кабеля, детонирующего шнура, взрывного патрона, кумулятивного заряда в корпусе и соосно ему расположенного ствола с торпедным снарядом, выстреливаемым непосредственно после срабатывания кумулятивного заряда. Торпедный снаряд представляет собой торпеду со взрывчатым веществом, взрывающимся в выполненном в породе кумулятивном канале. Обеспечивается увеличение глубины канала и создания разветвленных трещин в породе, увеличение притока пластовой жидкости в скважину. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Настоящее изобретение относится к области нефтяных скважин и, в частности, к взрывным устройствам для перфорации обсадных труб и цементного кольца для создания в породе каналов, по которым нефть и газ могут поступать в ствол скважины.

Известен кумулятивный перфоратор, в котором прострел обсадной колонны, цементного кольца и породы достигается за счет сфокусированного взрыва. При выстреле кумулятивным зарядом в породе образуется узкий канал длиной до 350 мм и диаметром в средней части 8-14 мм [1]. Недостатком этого перфоратора является небольшая глубина канала и оплавление стенок канала от высокой температуры горения кумулятивного заряда.

Известен также торпедный перфоратор, стреляющий разрывными снарядами диаметром 22 мм, создавая канал глубиной 100-160 мм по результатам испытаний [1]. На один метр длины колонны обычно делается не более четырех отверстий из-за возможности разрушения обсадной колонны. В конце канала снаряд взрывается, создавая сеть трещин, по которым осуществляется приток пластовой жидкости в канал и в скважину, существенно увеличивая ее дебит. Недостатком торпедного перфоратора является разрушение обсадной колонны, из-за чего на один метр длины колонны обычно делается не более четырех отверстий, а также небольшая глубина канала.

В изобретении «Перфоратор для нефтяной скважины и способ одновременного пробивания перфорационных отверстий в обсадной трубе нефтяной скважины и в области, окружающей нефтяную скважину(варианты)» по патенту на изобретение 2255208 C2 от 23.01.2002 предлагается тандемный скважинный перфоратор, содержащий линейный режущий заряд, инициирующее средство для детонации режущего заряда и по меньшей мере один кумулятивный заряд с инициирующим средством. Линейный режущий заряд выполнен для вырезания перфорационного отверстия в обсадной трубе. Кумулятивный заряд с полым вкладышем выполнен для создания глубоко проникающей струи, проходящей через перфорационное отверстие в обсадной трубе. Материал полого вкладыша кумулятивного заряда содержит богатый вольфрамом сплав. Этот патент может быть рассмотрен в качестве аналога.

Недостатком этого изобретения является то, что кумулятивная струя создает в породе пласта канал с оплавленными стенками, создающими дополнительное препятствие для притока в канал жидкости и газа, что уменьшает дебит скважины. Кроме того, использование в качестве вкладыша кумулятивного заряда вольфрамового сплава существенно повышает стоимость операции.

Известен также «Комбинированный перфоратор» по авторскому свидетельству SU 1661378 A1 от 28.07.1988 г., опубл. 07.07.1991, Бюл №25. Целью данного изобретения является повышение эффективности работы перфоратора за счет увеличения энергии пули и ее пробивной способности при одновременном увеличении ресурса его работы за счет повышения живучести пулевого ствола. Для этого в последнем у его дульного среза выполнены продольные пазы для прохода газов. В донной части пулевого ствола выполнена кольцевая камера, соединенная с полостью пулевого ствола радиальными каналами. В кольцевой камере размещен пороховой заряд. Продольные пазы в стволе выполнены длиной, превышающей длину пули, размещенной с возможностью перемещения пули до донной части пулевого ствола в рабочем положении. После перемещения в стволе назад под действием газов кумулятивного заряда и воспламенения порохового заряда в кольцевой камере пуля, наконец, выстреливается из ствола. После вылета из ствола пуля свободно проходит участок канала, образованный кумулятивным зарядом, и всю свою энергию тратит на дальнейшее увеличение перфорационного канала. Это авторское свидетельство может быть принято в качестве прототипа.

Недостатком этого изобретения является наличие продольных пазов в пулевом стволе, радиальных каналов, соединяющих пороховой заряд со стволом, и непосредственный контакт пули с кумулятивным зарядом. Через продольные пазы в пулевом стволе уходит часть энергии кумулятивного заряда, нарушается его центровка и он не сможет прожечь в обсадной колонне отверстие нужной (круглой) формы и размера. Сопротивление радиальных каналов, соединяющих пороховой заряд со стволом, уменьшит энергию порохового заряда, передаваемую пуле, и может вырвать все «гнездо» крепления вместе с пулевым стволом. Непосредственный контакт пули с кумулятивным зарядом и его воспламенение заставит перемещаться пулю назад, перекрывая радиальные каналы, и неизвестно успеет ли до этого воспламениться пороховой заряд и выстрелить пулей.

Этих недостатков лишен предлагаемый авторами «Кумулятивно-торпедный перфоратор», техническое решение которого заключается в том, что сразу после кумулятивной перфорации с определенными размерами и формой отверстия производится торпедная перфорация с соответствующим стволом и торпедным снарядом, расположенными соосно с кумулятивным зарядом и отделенным от него металлическим, стеклянным или другим днищем кумулятивного заряда. Размеры отверстия кумулятивной перфорации должны превышать диаметр торпедного снаряда. Ствол торпедного снаряда может иметь винтовую нарезку, обеспечивающую вращение и стабилизацию торпедного снаряда.

Технический результат - увеличение притока пластовой жидкости в скважину. Технический результат достигается тем, что кумулятивный перфоратор, состоящий из корпуса, кумулятивного заряда, электрического кабеля, детонирующего шнура и взрывного патрона, с целью увеличения глубины канала и создания разветвленных трещин в породе, вслед за кумулятивным зарядом соосно ему расположен ствол с торпедным снарядом соответствующих размеров, выстреливаемый непосредственно после сгорания кумулятивного заряда.

Временная задержка воспламенения заряда торпедного снаряда обеспечивается временем срабатывания детонирующего шнура или канала, соединяющего основание кумулятивного заряда и BB торпедного снаряда. Торпедный снаряд, свободно пролетая по каналу, созданному кумулятивным зарядом, способен углубиться на значительно большую глубину, чем 160-200 мм.

При этом суммарная максимальная глубина канала может достигать более 700 мм и в конце канала будет создана от взрыва торпедного снаряда разветвленная сеть трещин, обеспечивающая повышенный приток жидкости в скважину. При соосном расположении торпедного снаряда с кумулятивным зарядом не будет растрескиваться обсадная колонна, а сам торпедный снаряд и его ствол должен быть закреплен в массивном основании, противостоящем смещению ствола при срабатывании кумулятивного заряда.

На чертеже представлено: 1 - кабель-канат, 2 - корпус кумулятивно-торпедного перфоратора, 3 - детонирующий шнур, 4 - чашка с кумулятивным зарядом, 5 - канал в породе от действия кумулятивного заряда, 6 - торпедный снаряд, 7 - взрывчатое вещество, 8 - детонирующий шнур, 9 - обсадная колонна, 10 – массивное основание ствола торпедного снаряда.

Кумулятивно-торпедный перфоратор работает следующим образом: от электрического кабеля-каната 1 срабатывает взрывной патрон, инициируется детонирующий шнур 3 и кумулятивный заряд 4 у его основания. Одновременно со взрывом кумулятивного заряда 4 и образования канала 5 в породе по детонирующему шнуру 8 с определенной задержкой инициирующий импульс передается заряду BB 7 и выстреливается торпедный снаряд 6. После прохождения канала 5 и углубления торпеды в породу на глубину 200-350 мм происходит взрыв торпеды и образование сети трещин

Источники информации

1. Щуров В.И. Технология и техника добычи нефти. М.: Альянс. 2009. 507 с.

2. Патент RU 2255208 C2 от 23.01.2002. Автор Бурн Брайан.

3. А.с. SU 1661378 A1 от 28.07.1988 г., опубл. 07.07.1991, Бюл №25.

1. Кумулятивно-торпедный перфоратор, состоящий из корпуса, электрического кабеля, детонирующего шнура, взрывного патрона, кумулятивного заряда в корпусе и соосно ему расположенного ствола с торпедным снарядом, выстреливаемым непосредственно после срабатывания кумулятивного заряда, отличающийся тем, что торпедный снаряд представляет собой торпеду со взрывчатым веществом, взрывающимся в выполненном в породе кумулятивном канале.

2. Кумулятивно-торпедный перфоратор по п. 1, отличающийся тем, что временная задержка воспламенения взрывчатого вещества торпедного снаряда обеспечивается временем срабатывания детонирующего шнура или канала, соединяющего основание кумулятивного заряда и взрывчатого вещества (ВВ) торпедного снаряда.

3. Кумулятивно-торпедный перфоратор по п. 1, отличающийся тем, что торпедный снаряд плотно посажен в ствол и расположен в задней его части, не допуская смещения снаряда назад.

4. Кумулятивно-торпедный перфоратор по п. 1, отличающийся тем, что ствол торпедного снаряда имеет винтовую нарезку, обеспечивающую вращение и стабилизацию торпедного снаряда для более точного попадания в кумулятивный канал.

5. Кумулятивно-торпедный перфоратор по п. 1, отличающийся тем, что ствол торпедного снаряда выполнен в массивном основании, закрепленном внутри корпуса перфоратора и противостоящем смещению ствола при срабатывании кумулятивного заряда.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к области строительства скважин – образованию множества их стволов с проведением в них гидроразрыва. Технический результат – повышение эффективности строительства скважин за счет обеспечения надежного сообщения с каждым из стволов.

Изобретение относится к области нефтегазодобычи, в частности к прострелочно-взрывным работам, и может быть использовано для формирования кумулятивной струи заряда.

Изобретение относится к прострелочно-взрывным работам в наклонных и горизонтальных скважинах и реализуется перед проведением гидроразрыва пласта с целью снижения начального давления закачки проппанта и предотвращения аварийных «стопов» (резких скачков давления продавки проппанта).

Группа изобретений относится к прострелочно-взрывным работам в нефтяных и газовых скважинах. Способ вскрытия продуктивного пласта скважины кумулятивными зарядами заключается в доставке в интервал перфорации продуктивного пласта несущей конструкции с кумулятивными зарядами, последующем срабатывании кумулятивных зарядов и образовании в продуктивном пласте скважины перфорационного канала.

Изобретение относится к области нефтегазодобычи. Перфоратор содержит монолитный корпус (6) с выполненными в нем перпендикулярно его продольной оси полостями (5), которые выполнены непосредственно в материале корпуса перфоратора.

Изобретение относится к области перфорации скважин и газодинамического воздействия на пласт, относится к области нефтегазодобычи, в частности к прострелочно-взрывным работам.

Изобретение относится к детонирующим устройствам, срабатывающим при механическом воздействии, для обеспечения детонации в кумулятивных перфораторах. Многоразовый узел соединения и передачи детонации для многокорпусной перфорационной системы содержит передающую и приемную части, имеющие осесимметричные корпусы, соединенные шарнирно.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована для увеличения эффективности вторичного вскрытия пласта. Способ включает перфорацию скважины корпусным перфоратором и последующее выполнение разрыва пласта с использованием термогазокислотного модуля, оснащенного зарядом твердого топлива, осуществление при его горении выделения газа, попадающего через соединительный узел в корпус перфоратора и направленными струями воздействующего на сформированные перфорационные каналы.

Изобретение относится к области взрывных работ. Ударный детонатор, содержащий корпус с расположенной внутри цилиндрической гильзой, со сквозным отверстием в центре, внутри которого расположен боек, выполненный с нижней частью в виде усеченного конуса, крышкой корпуса, с дном в верхней части контактирующим с бойком, и нижней частью, завальцованной внутрь нижними краями, плотно охватывающей кольцевой выступ на внешней стороне корпуса, в нижней части корпуса на расположенной внизу над отверстием чашки расположен продукт из бризантного взрывчатого вещества.

Изобретение относится к детонирующим устройствам, срабатывающим при механическом воздействии для обеспечения детонации в кумулятивных перфораторах. Многоразовый узел соединения и передачи детонации кумулятивного корпусного перфоратора содержит передающую и приемную части, соединенные между собой разъемным шарнирным соединением.

Изобретение относится к области нефтегазодобычи. Перфоратор содержит монолитный корпус (6) с выполненными в нем перпендикулярно его продольной оси полостями (5), которые выполнены непосредственно в материале корпуса перфоратора.

Изобретение относится к средствам инициирования и предназначено для инициирования детонирующего шнура, шашечных зарядов взрывчатых веществ и т.п. в негерметичной прострелочно-взрывной аппаратуре, использующейся преимущественно при геологоразведке и разработке нефтяных и газовых месторождений.

Группа изобретений относится к области прострелочно-взрывных работ. Устройство для перфорации скважин содержит по меньшей мере один перфорационный заряд; инициирующее устройство, которое содержит баллистическую цепь, приспособленную для поджигания по меньшей мере одного перфорационного заряда, при этом баллистическая цепь содержит детонатор и детонаторный шнур; и баллистический перекрывающий затвор, расположенный между детонатором и детонаторным шнуром, причем баллистический перекрывающий затвор предотвращает воспламенение детонаторного шнура, и при этом баллистический перекрывающий затвор выполнен с возможностью удаления из позиции между детонатором и детонаторным шнуром при поступлении команды с поверхности.

Изобретение относится к взрывным устройствам для вскрытия продуктивных пластов в нефтяных скважинах и может использоваться в кумулятивных боевых частях. Кумулятивный заряд содержит корпус с размещенной в нем шашкой взрывчатого вещества, имеющей кумулятивную выемку, покрытую облицовкой, состоящей из двух слоев, выполненных из различных материалов, внешний слой прилегает к кумулятивной выемке, а внутренний струеобразующий слой выполнен из меди, причем внешний и внутренний слои облицовки размещены относительно друг друга с зазором, составляющим не более двух толщин стенки внешнего слоя облицовки, а внешний слой облицовки выполнен из материала плотностью 2-3 г/см3, например хлористого натрия NaCl.

Группа изобретений относится к области добычи жидких и газообразных текучих сред из буровых скважин. Скважинный перфоратор содержит загрузочную трубу, включающую заряд взрывчатого вещества, электрический проводник и детонационный шнур; взводящее устройство, включающее детонатор и электрический соединитель и выполненное с возможностью перемещения между исходным положением и положением на «взрыв», причем в исходном положении взводящее устройство электрически подключено к загрузочной трубе и не подключено баллистически к загрузочной трубе, а в положении на «взрыв» взводящее устройство электрически и баллистически подключено к загрузочной трубе; и блокировочное устройство, допускающее вращательное движение взводящего устройства относительно загрузочной трубы между исходным положением и положением на «взрыв» и блокировочное устройство, блокирующее осевое перемещение взводящего устройства относительно загрузочной трубы, когда взводящее устройство находится в положении на «взрыв».

Изобретение относится к области добычи жидких или газообразных текучих сред из буровых скважин. Способ перфорирования скважины заключается в загрузке реакционноспособного кумулятивного заряда в корпус, при этом реакционноспособный кумулятивный заряд включает реакционноспособную гильзу, включающую компоненты, выбранные из металлов и оксидов металлов; спуске корпуса с зарядом в ствол скважины и размещении его рядом с подземным пластом; подрыве кумулятивного заряда с целью создания первого и второго взрывов, при этом первый взрыв создает перфорационный туннель в примыкающем пласте, и этот перфорационный туннель имеет зону дробления, расположенную вдоль его стенок, а второй взрыв инициируется первым взрывом и создается экзотермической интерметаллической реакцией между реакционноспособными компонентами гильзы кумулятивного заряда, при этом второй взрыв выталкивает обломочный материал из зоны дробления внутри перфорационного туннеля в ствол скважины и вызывает по крайней мере один разрыв пласта на конце перфорационного туннеля, и этот по крайней мере один разрыв включает разрыв пласта, содержащего углеводороды, и соединяется с внутренней частью перфорационного туннеля; и нагнетании флюида, содержащего расклинивающий наполнитель, в перфорационный туннель под давлением, достаточным для того, чтобы нагнетаемый флюид проник по крайней мере в один разрыв пласта на конце перфорационного туннеля, чтобы ввести туда расклинивающий наполнитель и поддерживать открытым по крайней мере один разрыв пласта для увеличения дебита углеводородов.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при вскрытии продуктивных пластов в нефтяных, газовых и водяных скважинах кумулятивными перфораторами, спускаемыми на кабеле или трубах.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей отрасли, и предназначено для снижения обводнения скважины при добыче нефти или газа. .

Изобретение относится к области защиты взрывчатых веществ, используемых в скважинах. .

Изобретение относится к области нефтяных скважин и, в частности, к взрывным устройствам для перфорации обсадных труб и цементного кольца для создания в породе каналов, по которым нефть и газ могут поступать в ствол скважины. Кумулятивно-торпедный перфоратор состоит из корпуса, электрического кабеля, детонирующего шнура, взрывного патрона, кумулятивного заряда в корпусе и соосно ему расположенного ствола с торпедным снарядом, выстреливаемым непосредственно после срабатывания кумулятивного заряда. Торпедный снаряд представляет собой торпеду со взрывчатым веществом, взрывающимся в выполненном в породе кумулятивном канале. Обеспечивается увеличение глубины канала и создания разветвленных трещин в породе, увеличение притока пластовой жидкости в скважину. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх