Скважинный перфоратор и детонаторный блок

Группа изобретений относится к скважинному перфоратору и детонаторному блоку для скважинных инструментов в беспроводном исполнении. Технический результат – повышение надежности и безопасности работы группы устройств. Селективный детонаторный блок скважинного перфоратор размещен внутри скважинного перфораторного блока без использования проводного электрического соединения. Он содержит детонаторную оболочку, выполненную с возможностью размещения внутри нее запальной головки и электронной схемной платы. Эта плата соединена с запальной головкой и выполнена с возможностью обеспечения селективной детонации детонаторного блока. Детонаторная головка выступает от одного конца детонаторной оболочки и содержит имеющую возможность электрического контакта входную линейную часть. Выходная линейная часть имеет возможность электрического контакта. Имеется изолятор, расположенный между входной линейной частью и выходной линейной частью и электрически изолирующий их друг от друга. Имеет имеющую возможность электрического контакта заземляющую часть. Эта часть в сочетании с входной линейной частью и выходной линейной частью выполнена с возможностью замены проводного электрического соединения и обеспечения электрического соединения путем простого контакта. При этом детонаторный блок выполнен с возможностью размещения, при обеспечении возможности электрического соединения, внутри позиционирующего блока детонатора в скважинном перфораторном блоке без использования проводного электрического соединения и с возможностью селективного приема зажигательного сигнала для инициирования скважинного перфораторного блока. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Область техники

[0001] В целом раскрыты устройства и способы селективного приведения в действие скважинных инструментов. В частности, в целом раскрыты устройства и способы селективной активации детонаторного блока скважинного перфораторного блока.

Уровень техники

[0002] Углеводороды, такие как горючие ископаемые (например, нефть) и природный газ, добываются из подземных скважин, проходящих глубоко вниз от поверхности земли, с использованием сложного оборудования и взрывных устройств. Когда скважина образована путем размещения обсадных труб после бурения, скважинный перфораторный блок или цепочку или гирлянду из множества скважинных перфораторных блоков опускают внутрь скважины и размещают вблизи одного или более залежей углеводородов в подземных формациях. Скважинный перфоратор имеет взрывные заряды, обычно кумулятивные, полые или остроконечные, которые подрывают с целью создания отверстий в обсадных трубах и взрывной проходки формации с тем, чтобы обеспечить возможность протекания углеводородов через обсадную колонну. Когда перфоратор (перфораторы) размещен (размещены) надлежащим образом, поверхностный сигнал активирует воспламенение запала, который, в свою очередь, инициирует работу детонирующего шнура, который вызывает детонацию кумулятивных взрывных зарядов с целью пробивки/перфорации обсадной трубы, и таким образом обеспечивается возможность втекания текучих сред формации через выполненные вышеуказанным образом отверстия внутрь обсадной колонны. Поверхностный сигнал обычно передается от поверхности по электрическим проводам, которые проходят от поверхности до одного или более детонаторов, расположенных внутри скважинного перфораторного блока.

[0003] Сборка скважинного перфоратора требует монтажа множества деталей, в число которых обычно входят по меньшей мере следующие компоненты: корпус или внешний перфораторный цилиндр, внутри которого расположен электрический провод для соединения с поверхностью с целью инициирования воспламенения, ударный инициатор и/или детонатор, детонирующий шнур, один или более зарядов, которые закреплены во внутренней трубе, на полосе или на несущем устройстве и, в случае необходимости, один или более ретрансляторов детонации. Сборка обычно включает в себя введение по резьбе одного компонента внутрь другого путем завинчивания или скручивания компонентов с установкой на посадочном месте, опционально - с помощью двойного переходника. Поскольку электрический провод должен проходить через большую часть скважинного перфораторного блока, он легко скручивается и обжимается во время сборки. Кроме того, в случае использования проводного детонатора он должен быть вручную соединен с электрическим проводом, что приводит к многочисленным проблемам. Из-за вращения частей блока провода могут рваться, скручиваться и/или перегибаться/обжиматься; провода могут самопроизвольно отсоединяться или даже могут быть неправильно соединены в процессе сборки, уже не говоря о проблемах безопасности, связанных с физическим, вручную, присоединением проводов к реальным взрывчатым веществам.

[0004] Согласно известному уровню техники, как показано на фиг. 1, проводной детонатор 60 обычно выполнялся таким образом, что провода должны были быть физически, вручную, присоединены по завершении сборки скважинного перфораторного блока. Как показано здесь, проводной детонатор 60 обычно имеет три (или более) проводов (хотя он может иметь один или более проводов, при этом один провод может также представлять собой контакт, как будет более подробно раскрыто ниже, например, в детонаторе с пружинным контактом, поставляемом на рынок компанией DynaEnergetics GmbH & Co. KG без преимущества выбора), и таким образом второе соединение может быть осуществлено через оболочку или головку детонатора), что требует физического соединения вручную, когда проводной детонатор размещен внутри скважинного перфораторного блока. Для детонаторов с проводным встроенным переключателем для селективной перфорации, провода обычно включают в себя по меньшей мере входной сигнальный провод 61, выходной сигнальный провод 62 и провод заземления 63, хотя возможна компоновка только с двумя проводами, а третье или заземляющее соединение выполняется путем подключения третьего провода к оболочке или головке детонатора. В типовом руководстве по эксплуатации указано, что при физическом соединении провода, проходящие вдоль скважинного перфоратора, стыкуются с проводами детонатора, и внутренняя металлическая часть одного провода скручивается вместе с внутренней металлической частью состыкованного провода с использованием электрической соединительной крышки, соединительного изолирующего зажима или соединителя, фиксируемого с помощью скотча.

[0005] Раскрываемый здесь детонаторный блок избавлен от проводного соединения благодаря наличию селективного детонатора, присоединяемого беспроводным способом, более конкретно - детонатора, выполненного с возможностью его размещения внутри позиционирующего блока детонатора через беспроводное соединение, иначе говоря - без необходимости в прикреплении проводов к детонатору. Следует уточнить, что термин «беспроводной» не относится к WiFi-соединению. Раскрываемый здесь детонаторный блок, благодаря тому, что он прост в сборке и практически исключает возможность неправильного соединения, решает проблемы, присущие проводному детонатору, известному из уровня техники.

Раскрытие изобретения

[0006] В варианте реализации настоящего изобретения обеспечен подключаемый беспроводным способом селективный детонаторный блок, выполненный с возможностью его размещения, при обеспечении возможности электрического контакта, внутри скважинного перфораторного блока без использования проводного электрического соединения, согласно п. 1 формулы изобретения.

[0007] Еще в одном варианте обеспечен способ сборки скважинного перфораторного блока, содержащего присоединяемый беспроводным способом селективный детонаторный блок и позиционирующий блок детонатора, согласно независимому пункту формулы изобретения.

[0008] Еще в одном варианте обеспечен способ сборки скважинного перфораторного блока согласно независимому пункту формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

[0009] Более конкретное раскрытие настоящего изобретения, кратко раскрытого выше, будет представлено со ссылками на конкретные варианты его реализации, проиллюстрированные сопроводительными чертежами. Следует понимать, что эти чертежи иллюстрируют лишь типовые варианты и, следовательно, не должны рассматриваться как ограничивающие объем изобретения; иллюстративные варианты реализации настоящего изобретения будут описаны с дополнительными уточнениями и подробностями, с использованием сопроводительных чертежей, из которых:

[0010] Фиг. 1 показывает перспективный вид проводного детонатора согласно известному уровню техники.

[0011] Фиг. 2 показывает вид сбоку, в продольном сечении, подключаемого беспроводным способом селективного детонаторного блока согласно одному из аспектов настоящего изобретения.

[0012] Фиг. 3 показывает перспективный вид детонаторного блока согласно фиг. 1.

[0013] Фиг. 4 показывает местный вид сбоку, в продольном сечении, скважинного перфораторного блока, содержащего детонаторный блок, размещенный внутри позиционирующего блока детонатора, согласно одному из аспектов настоящего изобретения.

[0014] Фиг. 5 представляет собой увеличенный фрагмент фиг. 4, показывающий изображение беспроводного электрического соединения согласно этому же аспекту настоящего изобретения.

[0015] Фиг. 6 показывает перспективный вид позиционирующего блока детонатора согласно одному из аспектов настоящего изобретения, изображающий этот блок так, как будто использовался проводной детонатор.

[0016] Различные отличительные особенности, аспекты и преимущества указанных вариантов станут более понятны из следующего подробного раскрытия, в сочетании с сопроводительными чертежами, на которых одинаковые номера соответствуют одинаковым компонентам по всем чертежам и тексту. Раскрытые здесь различные отличительные особенности не обязательно изображены в масштабе; они предназначены лишь для подчеркивания конкретных отличительных особенностей, характерных для указанных вариантов.

Осуществление изобретения

[0017] Далее последуют ссылки на конкретные варианты. Каждый пример предназначен лишь для пояснительных целей, а не для целей ограничения, и не устанавливает определение всех возможных вариантов.

[0018] В одном из вариантов обеспечен детонаторный блок, который выполнен с возможностью позиционирования или размещения, с минимальными усилиями, в скважинном перфораторном блоке посредством размещения/позиционирования внутри позиционирующего блока детонатора. В данном варианте позиционирующий блок детонатора содержит детонаторный блок, размещенный внутри позиционирующего блока детонатора, который, в свою очередь, размещен внутри скважинного перфораторного блока. Детонаторный блок выполнен с возможностью беспроводного электрического соединения, без необходимости в физическом соединении вручную, резке и обжатии проводов, что приходится делать при проводном электрическом соединении. Вместо этого раскрываемый здесь детонаторный блок представляет собой присоединяемый беспроводным способом селективный детонаторный блок.

[0019] В одном из вариантов детонаторный блок особенно пригоден для использования вместе с модульным скважинным перфораторным блоком, раскрытым в патентной заявке Канады №2,824,838, поданной 26 августа 2013 года, под названием "КОМПОНЕНТЫ И СИСТЕМА СКВАЖИННОГО ПЕРФОРАТОРА" (далее по тексту - «заявка Канады»), которая полностью включена сюда посредством ссылки. Заявка Канады раскрывает скважинный перфоратор модульного типа, что означает, что по меньшей мере некоторые из компонентов соединены друг с другом с помощью зажимов или защелок или вставлены друг в друга, а не ввинчены по резьбе или ввернуты друг в друга, как было раскрыто выше. Иначе говоря, модульный скважинный перфоратор содержит компоненты, которые соединены друг с другом с использованием выступов или штифтов, выступающих от одного компонента и за счет трения вставленных в выемки или гнезда смежного компонента.

[0020] Используемый здесь термин «беспроводной» означает, что сам детонаторный блок не соединяется вручную, физически, со скважинным перфораторным блоком, как обычно делалось в случае проводных соединений, но вместо этого обеспечивает электрический контакт через различные компоненты, как описано здесь, с формированием электрических соединений. Таким образом, сигнал не передается беспроводным образом, но вместо этого он ретранслируется по электрическим кабелям/проводам внутри скважинного перфораторного блока через электрические контакты.

[0021] Далее, со ссылками на фиг. 2 и 3, согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения будет раскрыт присоединяемый беспроводным способом селективный детонаторный блок 10, выполненный для использования в скважинном перфораторном блоке 40. Детонаторный блок 10 содержит детонаторную оболочку 12 и детонаторную головку 18 и выполнен с возможностью размещения, при обеспечении бесконтактного соединения, внутри скважинного перфораторного блока 40 без использования проводного электрического соединения, т.е. без соединения одного или более проводов непосредственно с детонаторным блоком 10.

[0022] В одном из вариантов детонаторная оболочка 12 выполнена в виде корпуса или кожуха, обычно металлического, который содержит внутри себя по меньшей мере втулку 14 головки детонатора, запальную головку 15, электронную схемную плату 16 и взрывчатые компоненты. Согласно одному из аспектов настоящего изобретения, запальная головка 15 может представлять собой любое устройство, способное преобразовать электрический сигнал в взрыв. В варианте, показанном на фиг. 2, детонаторная оболочка 12 выполнена в виде полого цилиндра. Электронная схемная плата 16 соединена с воспламенителем 14 и выполнена с возможностью обеспечения селективной детонации детонаторного блока 10. В одном из вариантов электронная схемная плата 16 выполнена с возможностью беспроводного и селективного приема зажигательного сигнала I (обычно - цифрового кода, однозначно сформированного для конкретного детонатора) для инициирования скважинного перфораторного блока 40. Термин «селективный» означает, что детонаторный блок выполнен с возможностью приема одной или более определенных цифровых последовательностей, отличающихся от цифровой последовательности, которая могла бы быть использована для активации и/или детонации другого детонаторного блока в другом, смежном, скважинном перфораторном блоке, например в цепочке скважинных перфораторных блоков. При этом детонация различных блоков не обязательно должна происходить в определенной последовательности. Обеспечена возможность селективной детонации любого выбранного блока. В одном из вариантов детонация происходит снизу вверх или в восходящей последовательности.

[0023] Детонаторная головка 18 выступает от одного конца детонаторной оболочки 12 и содержит более чем один электрический контактный компонент, включая имеющую возможность электрического контакта входную линейную часть 20 и имеющую возможность электрического контакта выходную линейную часть 22, согласно одному из аспектов изобретения. Согласно одному из аспектов, детонаторный блок 10 может также содержать имеющую возможность электрического контакта заземляющую часть 13. В одном из вариантов детонаторная головка 18 может иметь форму диска. В другом варианте по меньшей мере часть детонаторной оболочки 12 выполнена как заземляющая часть 13. Входная линейная часть 20, выходная линейная часть 22 и заземляющая часть 13 выполнены с возможностью замены проводного соединения, используемого в известном из уровня техники проводном детонаторе 60, и осуществления электрического соединения путем простого контакта с другими электрическими контактными компонентами. Таким образом, входная линейная часть 20 детонаторного блока 10 заменяет входной сигнальный провод 61 проводного детонатора 60, выходная линейная часть 22 заменяет выходной сигнальный провод 62, и заземляющая часть 13 заменяет провод заземления 63. Следовательно, при своем размещении внутри позиционирующего блока 30 детонатора (см. фиг. 4), как будет более подробно раскрыто ниже, входная линейная часть 20, выходная линейная часть 22 и заземляющая часть 13 детонаторного блока 10 осуществляют электрическое соединение путем простого контакта с соответствующими электрическими контактными компонентами (которые также будут более подробно раскрыты ниже). Иначе говоря, детонаторный блок 10 имеет возможность беспроводного соединения путем простого осуществления и поддержания электрического контакта с электрическими контактными компонентами с целью замены проводного электрического соединения и без использования проводного электрического соединения.

[0024] Детонаторная головка 18 также содержит изолятор 24, который расположен между входной линейной частью 20 и выходной линейной частью 22. Изолятор 24 обеспечивает электрическую изоляцию входной линейной части 20 от выходной линейной части 22. Изоляция может также быть расположена между другими линиями детонаторной головки. Как было раскрыто выше в указанном варианте, обеспечена возможность выполнения всех контактов как части детонаторной головки 18 (не показано), как это сделано, например, в соединителе типа «банан», используемом в проводе наушников, в котором контакты наложены в продольном направлении вдоль центральной оси соединителя, с расположенной между ними изолирующей частью.

[0025] В одном из вариантов обеспечен конденсатор 17, который размещен или иным образом смонтирован как часть электронной схемной платы 16. Конденсатор 17 выполнен с возможностью разрядки для инициирования детонаторного блока 10 после приема цифровой инициирующей последовательности в зажигательном сигнале I; этот зажигательный сигнал электрически передается непосредственно через входную линейную часть 20 и выходную линейную часть 22 детонаторной головки 18. В типовой компоновке первый цифровой код передается в скважину в нисходящем направлении и принимается электронной схемной платой. После подтверждения того, что первый цифровой код является корректным кодом для данного детонаторного блока, электронный вентиль запирается и указанный конденсатор заряжается. Затем, в качестве меры безопасности, передается второй цифровой код, который принимается электронной схемной платой. Если второй цифровой код также подтвержден в качестве корректного цифрового кода для данного детонатора, происходит запирание второго вентиля, что, в свою очередь, приводит к разрядке конденсатора через запальную головку для инициирования детонации.

[0026] В одном из вариантов детонаторный блок 10 может деактивироваться текучей средой. Термин «деактивируемый текучей средой» означает, что если скважинный перфоратор имеет утечку, и текучая среда поступает в перфораторную систему, то детонатор деактивируется из-за наличия текучей среды, и таким образом детонационная цепь размыкается. Благодаря этому предотвращается раскалывание перфоратора внутри скважины, если он имеет утечку и запирает ствол скважины, поскольку в этом случае произошел бы разрыв оборудования. В одном из вариантов детонаторный блок 10 представляет собой селективный электронный детонаторный блок (SFDE), деактивируемый текучей средой.

[0027] Детонаторный блок 10 согласно одному из аспектов настоящего изобретения может представлять собой электрический или электронный детонатор. В каждом электрическом детонаторе прямой провод, проходящий от поверхности, электрически соединен с детонаторным блоком, и с целью непосредственного инициирования запальной головки осуществляется повышение электрической мощности. В электронном детонаторном блоке для инициирования запальной головки используется схема на электронной схемной плате внутри детонаторного блока.

[0028] В одном из вариантов детонаторный блок 10 может быть выполнен невосприимчивым, т.е. защищенным от непреднамеренного инициирования или активации под действием блуждающего тока или напряжения и/или радиочастотных (РЧ) сигналов, с целью предотвращения непреднамеренного инициирования скважинного перфоратора. Таким образом, в данном варианте детонаторный блок оснащен средствами для обеспечения невосприимчивости к высоким блуждающим токам или напряжениям и/или РЧ-сигналам, так что детонаторный блок 10 не инициируется посредством случайных радиочастотных сигналов, блуждающих напряжений или блуждающих токов. Иначе говоря, детонаторный блок 10 выполнен с возможностью предотвращения непреднамеренного инициирования и будет аварийно-безопасным.

[0029] Детонаторный блок 10 выполнен с возможностью его размещения, при обеспечении возможности электрического контакта, внутри позиционирующего блока 30 детонатора, как показано на фиг. 4-6, при этом позиционирующий блок 30 детонатора посажен или размещен внутри скважинного перфораторного блока 40 без использования проводного электрического соединения. В одном из вариантов скважинный перфораторный блок 40 представляет собой модульный блок, как было раскрыто выше. Позиционирующий блок 30 детонатора выполнен также с возможностью размещения в нем, при обеспечении возможности электрического контакта, детонаторного блока 10 без использования проводного электрического соединения.

[0030] В одном из вариантов, как показано на фиг. 6, от одного конца позиционирующего блока 30 детонатора выступает втулка 31. Как показано здесь, позиционирующий блок 30 детонатора содержит соединительную часть 37, которая выступает от конца, противоположного втулке 31, что является полезным при модульной сборке, и может иметь выступы (или выемки), выступающие от (или выполненные внутри) соединительной части (не показаны). Втулка 31 выполнена с возможностью размещения в ней и удержания на месте, по меньшей мере в полузакрепленном положении, детонаторной головки 18 детонаторного блока 10. Используемый здесь термин «удерживать» означает «заключать в определенных пределах», «ограничивать или блокировать движение» или «сохранять определенное положение». Как показано здесь, позиционирующий блок 30 детонатора содержит часть, которая выступает от втулки 31, в которой выполнено приемное отверстие 29 под провода для ввода электрических проводов, проходящих в продольном направлении блока перфоратора. На фиг. 6 также показаны ребра фиксации направления 34, имеющие возможность сцепления с соответствующими структурами 47 комплементарной формы, расположенными внутри перфораторного корпуса 42, после поворота верхнего соединителя (не показан) с целью фиксации положения верхнего соединителя в продольном направлении несущего корпуса 42, как было более полно раскрыто в патентной заявке Канады.

[0031] С конкретной ссылкой на фиг. 4, позиционирующий блок 30 детонатора размещен внутри скважинного перфораторного блока 40 и выполнен с возможностью размещения и удержания на месте детонаторного блока 10 согласно одному из аспектов изобретения. В дополнение, позиционирующий блок 30 детонатора также функционирует с возможностью обеспечения электрических контактных компонентов для размещения детонаторного блока 10 при обеспечении возможности беспроводного электрического контакта, как будет более подробно раскрыто ниже.

[0032] Позиционирующий блок 30 детонатора примыкает к средствам заземления, представленным здесь в виде перфораторного корпуса или цилиндра или носителя или корпуса 42, и соединен с ними или прикреплен с помощью защелкивающихся фиксаторов с целью заземления детонаторного блока 10. Двойной уплотняющий переходник 44 выполнен с возможностью герметизации внутренних компонентов, находящихся внутри корпуса 42 скважинного перфоратора, от внешней среды с помощью уплотняющих средств. Двойной уплотняющий переходник 44 герметизирует смежные скважинные перфораторные блоки (не показаны) друг от друга вместе с блоком 46 перегородки.

[0033] Блок 46 перегородки выполнен с возможностью обеспечения беспроводного электрического контакта входного линейного контактно-инициирующего штыря 38 с входной линейной частью 20 детонаторной головки 18.

[0034] Вернемся опять к позиционирующему блоку 30 детонатора. В предпочтительном варианте втулка 31 содержит выемку 32, которая имеет проем с одной стороны и основание с другой стороны выемки. Предпочтительно, втулка 31 также содержит отверстие 33, расположенное в основании, более предпочтительно - в центре основания выемки 32. Отверстие 33 проходит внутри и вдоль по меньшей мере части, по длине, позиционирующего блока 30 детонатора таким образом, что когда детонаторный блок 10 размещен внутри втулки 31, детонаторная оболочка 12 располагается в отверстии 33.

[0035] В одном из вариантов выемка 32 и детонаторная головка 18 выполнены комплементарными по размерам и по форме с тем, чтобы выемка 32 могла вмещать и поддерживать детонаторную головку 18, а последняя, соответственно, могла размещаться и поддерживаться в выемке 32 по меньшей мере в полузакрепленном положении внутри позиционирующего блока 30 детонатора.

[0036] Еще в одном варианте втулка 31 содержит приемную часть 36 для выходного линейного контакта, выполненную с возможностью сцепления, при обеспечении возможности электрического контакта, с выходной линейной частью 22 детонаторной головки 18, с формированием первого электрического соединения. Иначе говоря, электрическое соединение формируется лишь путем контакта с выходной линейной частью детонаторной головки 18, … т.е. путем простого физического касания.

[0037] Предпочтительно, входной линейный контактно-инициирующий штырь 38 обеспечен и выполнен с возможностью сцепления, при обеспечении возможности электрического контакта, с входной линейной частью 20 детонаторной головки 18, с формированием второго электрического соединения, и заземляющая часть 13 выполнена с возможностью сцеплении, при обеспечении возможности электрического контакта, с внутренней поверхностью стенки несущего внешнего перфораторного корпуса 42, иначе называемого контактно-приемной частью 39 для заземления, с формированием третьего электрического соединения. Это соединение выполнено, в данном варианте, через интегральное заземляющее соединение в позиционирующем блоке 30 детонатора и фиксирующие ребра 34. В одном из вариантов позиционирующий блок 30 детонатора и фиксирующие ребра 34 могут быть выполнены из электропроводного материала. Таким образом, когда детонаторный блок 10 размещен внутри позиционирующего блока 30 детонатора, первое, второе и третье электрические соединения формируются без использования проводного электрического соединения. В одном из вариантов выходная линейная контактно-приемная часть 36 расположена в основании выемки 32 втулки 31.

[0038] В одном из вариантов входной линейный контактно-инициирующий штырь 38, выходная линейная контактно-приемная часть 36 и контактно-приемная часть 39 для заземления, а также входная линейная часть 20, выходная линейная часть 22 и заземляющая часть 13 физически изолированы друг от друга.

[0039] В одном из вариантов сквозной провод 35 проходит от выходной линейной контактно-приемной части 36 скважинного перфораторного блока 40 до смежного скважинного перфораторного блока в компоновке с множеством скважинных перфораторов или их цепочкой.

[0040] В одном из вариантов детонирующий шнур 48 расположен внутри позиционирующего блока 30 детонатора, вблизи отверстия 33, так что по меньшей мере часть детонирующего шнура 48 находится в контакте бок о бок с по меньшей мере частью детонаторной оболочки 12 на ее конце, противоположном детонаторной головке 18.

[0041] Во время работы и в некоторых вариантах зажигательный сигнал I принимается детонаторным блоком 10, инициирующим детонирующий шнур 48, который, в свою очередь, инициирует каждый из зарядов 50, прикрепленных к этому детонирующему шнуру. Передача сигнала I осуществляется по сквозному проводу 35, без необходимости в ручном соединении этого сквозного провода 35 с детонаторным блоком 10, т.е. без использования проводного электрического соединения, в то время как электрические контакты сформированы в результате размещения детонаторного блока 10 внутри позиционирующего блока 30 детонатора.

[0042] Согласно одному из аспектов настоящего изобретения, обеспечен также способ сборки скважинного перфораторного блока 40 без использования проводного электрического соединения. Этот способ включает в себя шаги, на которых размещают позиционирующий блок 30 детонатора внутри скважинного перфораторного блока 40 и размещают соединяемый беспроводным способом селективный электронный детонаторный блок 10 внутри позиционирующего блока 30 детонатора. Еще в одном варианте способ включает в себя сборку модульного скважинного перфораторного блока и соединение компонентов друг с другом за счет силы трения или с использованием защелкивающихся соединителей.

[0043] Проиллюстрированные компоненты и способы не ограничены раскрытыми здесь конкретными вариантами; напротив, отличительные особенности, проиллюстрированные или раскрытые как часть одного варианта, могут быть использованы в сочетании с другими вариантами с целью получения дополнительных отличительных особенностей. Следует иметь в виду, что все подобные корректировки и изменения включены в объем изобретения. Кроме того, шаги, раскрытые в способе, могут быть использованы независимо и отдельно друг от других шагов, раскрытых здесь.

[0044] Хотя устройство и способ были раскрыты со ссылками на предпочтительный вариант, специалистам в данной области техники будет понятно, что могут быть внесены любые изменения, и элементы могут быть заменены на свои эквиваленты без выхода за рамки установленного объема изобретения. В дополнение, возможно внесение множества модификаций для адаптации конкретной ситуации или материала к раскрытым здесь идеям, без выхода за рамки базового объема изобретения.

[0045] В настоящем раскрытии и приведенной ниже формуле изобретения приводятся ссылки на ряд терминов, имеющих следующие значения. Неопределенные английские артикли «а» и «an» и определенный артикль «the» показывают множественное число, если в контексте четко не оговорено обратное. Следовательно, ссылки на «один из вариантов», «вариант» и т.п. не должны интерпретироваться как исключающие наличие дополнительных вариантов, также включаемых в перечень отличительных особенностей. Такие термины, как «первый», «второй» и т.д., используются для отличения одного элемента от другого и, если не указано обратное, не относятся к указанию конкретной последовательности или порядковых номеров элементов.

[0046] Используемые здесь термины «может» и «возможно» показывают возможность наступления события при наличии ряда обстоятельств или обладания конкретным свойством, характеристикой или функцией и/или определяют другой глагол путем указания одного или более понятий из группы: способность, возможность, вероятность, связанных с этим глаголом. Соответственно, использование понятий «может» и «возможно» показывает, что измененный термин очевидным образом соответствует, может применяться или пригоден для обозначенной способности, функции или использования, с учетом того что в некоторых обстоятельствах измененный термин может иногда быть несоответствующим, неприменимым или непригодным. Например, в некоторых обстоятельствах данное событие или свойство может ожидаться, а в других обстоятельствах данное событие или свойство невозможно; это различие описывается терминами «может» или «возможно».

[0047] При использовании в формуле изобретения термин «содержит» и его грамматические варианты логически также подразумеваются и включают фразы для изменения или различения степени, например такие, но не ограничиваясь ими, как «состоит по существу из» или «состоит из».

[0048] Достижения в науке и технологиях могут сделать возможными эквиваленты и замены, которые сейчас не рассматриваются из-за неточности языка; эти изменения должны быть охвачены формулой изобретения. Настоящее письменное раскрытие использует примеры для раскрытия устройства и способа, включая наилучший режим, а также обеспечивает возможность для любого, кто имеет обычную квалификацию в данной области техники, реализовать на практике эти устройство и способ, включая изготовление и использование любых устройств или систем и осуществление любых включенных способов. Патентуемый объем изобретения определен формулой изобретения и может содержать другие примеры, которые будут понятны специалистам с обычной квалификацией в данной области техники. Эти другие примеры должны находиться в рамках объема, определяемого формулой изобретения, если они имеют структурные элементы, которые не отличаются от литерального языка формулы изобретения, или если они включают в себя эквивалентные структурные элементы с несущественными отличиями от литеральных языков формулы изобретения.

1. Присоединяемый беспроводным способом селективный детонаторный блок (10) скважинного перфоратора, выполненный с возможностью размещения, при обеспечении возможности электрического контакта, внутри скважинного перфораторного блока (40) без использования проводного электрического соединения, содержащий:

детонаторную оболочку (12), выполненную с возможностью размещения внутри нее запальной головки (14) и электронной схемной платы (16), которая соединена с запальной головкой (14) и выполнена с возможностью обеспечения селективной детонации детонаторного блока (10);

детонаторную головку (18), которая выступает от одного конца детонаторной оболочки (12) и содержит имеющую возможность электрического контакта входную линейную часть (20), имеющую возможность электрического контакта выходную линейную часть (22) и изолятор (24), расположенный между входной линейной частью (20) и выходной линейной частью (22) и электрически изолирующий их друг от друга; и

имеющую возможность электрического контакта заземляющую часть (13);

при этом заземляющая часть (13) в сочетании с входной линейной частью (20) и выходной линейной частью (22) выполнена с возможностью замены проводного электрического соединения и обеспечения электрического соединения путем простого контакта;

при этом детонаторный блок (10) выполнен с возможностью размещения, при обеспечении возможности электрического соединения, внутри позиционирующего блока (30) детонатора в скважинном перфораторном блоке (40) без использования проводного электрического соединения и с возможностью селективного приема зажигательного сигнала (I) для инициирования скважинного перфораторного блока (40).

2. Детонаторный блок (10) по п. 1, дополнительно содержащий: конденсатор (17), расположенный на электронной схемной плате (16) и

выполненный с возможностью разрядки для инициирования детонаторного блока (10) в результате приема цифровой инициирующей последовательности посредством зажигательного сигнала (I), электрически передаваемого непосредственно через входную линейную часть (20) и выходную линейную часть (22) детонаторной головки (18).

3. Детонаторный блок (10) по п. 1 или 2, деактивируемый текучей средой.

4. Детонаторный блок (10) по п. 1 или 2, дополнительно содержащий: средства для обеспечения нечувствительности к блуждающим токам, напряжениям и радиочастотным сигналам с тем, чтобы детонаторный блок (10) не мог быть непреднамеренно активирован или инициирован.

5. Детонаторный блок (10) по п. 1 или 2, в котором детонаторная головка (18) имеет форму диска, а детонаторная оболочка (12) имеет форму полого цилиндра, при этом детонаторная головка (18) выполнена комплементарной по форме и размерам с тем, чтобы обеспечить возможность ее размещения и посадки внутри позиционирующего блока (30) детонатора по меньшей мере в полузакрепленном положении.

6. Детонаторный блок (10) по п. 1 или 2, выполненный с возможностью размещения, при обеспечении возможности электрического контакта, внутри модульного скважинного перфораторного блока.

7. Детонаторный блок (10) по п. 1 или 2, в котором по меньшей мере часть детонаторной оболочки (12) выполнена в виде заземляющей части (13).

8. Скважинный перфораторный блок (40), содержащий:

присоединяемый беспроводным способом селективный детонаторный блок (10), выполненный с возможностью селективного приема зажигательного сигнала (I) для инициирования скважинного перфораторного блока (40) и содержащий:

детонаторную оболочку (12), выполненную с возможностью размещения в ней запальной головки (14) и электронной схемной платы (16), которая соединена с запальной головкой (14) и выполнена с возможностью обеспечения селективной детонации детонаторного блока (10);

детонаторную головку (18), которая выступает от одного конца детонаторной оболочки (12) и содержит имеющую возможность электрического контакта входную линейную часть (20), имеющую возможность электрического контакта выходную линейную часть (22) и изолятор (24), электрически изолирующий входную линейную часть (20) от выходной линейной части (22); и

имеющую возможность электрического контакта заземляющую часть (13), причем заземляющая часть (13) в сочетании с входной линейной частью (20) и выходной линейной частью (22) выполнена с возможностью замены проводного электрического соединения и формирования электрического соединения путем простого контакта; и

позиционирующий блок (30) детонатора, выполненный с возможностью размещения, при обеспечении возможности электрического контакта, детонаторного блока (10) внутри скважинного перфораторного блока (40) без использования проводного электрического соединения и с возможностью селективного приема зажигательного сигнала (I) для инициирования скважинного перфораторного блока (40).

9. Скважинный перфораторный блок (40) по п. 8, дополнительно содержащий: детонирующий шнур (48), расположенный внутри позиционирующего блока (30) детонатора, при этом по меньшей мере часть детонирующего шнура (48) находится в контакте бок о бок с по меньшей мере частью детонаторной оболочки (12) на ее конце, противоположном детонаторной головке (18).

10. Скважинный перфораторный блок (40) по п. 8 или 9, в котором позиционирующий блок (30) перфоратора содержит втулку (31), выступающую от одного конца позиционирующего блока (30) детонатора и выполненную с возможностью размещения в ней и удержания на месте детонаторной головки (18) детонаторного блока (10).

11. Скважинный перфораторный блок (40) по п. 10, в котором втулка (31) содержит выходную линейную контактно-приемную часть (36), выполненную с возможностью сцепления, при обеспечении возможности электрического контакта, с выходной линейной частью (22) детонаторной головки (18) с формированием первого электрического соединения.

12. Скважинный перфораторный блок (40) по п. 11, в котором втулка (31) содержит выемку (32), содержащую проем на одном конце и основание на противоположном конце, при этом выходная линейная контактно-приемная часть (36) размещена в основании выемки (32) втулки (31).

13. Скважинный перфораторный блок (40) по п. 12, в котором втулка (31) содержит отверстие (33), расположенное в основании выемки (32) и проходящее внутри и вдоль по меньшей мере части, по длине, позиционирующего блока (30) детонатора таким образом, что когда детонаторный блок (10) расположен внутри втулки (31), детонаторная оболочка (12) располагается в отверстии (33), при этом выемка (32) выполнена комплементарной по размерам и форме для обеспечения возможности размещения и поддержки детонаторной головки (18) по меньшей мере в полузакрепленном положении.

14. Скважинный перфораторный блок (40) по любому из пп. 11-13, дополнительно содержащий:

входной линейный контактно-инициирующий штырь (38), выполненный с возможностью сцепления, при обеспечении возможности электрического контакта, с входной линейной частью (20) детонаторной головки (18), с формированием второго электрического соединения,

при этом заземляющая часть (13) выполнена с возможностью сцепления, при обеспечении возможности электрического контакта, с контактно-приемной частью (39) для заземления, с формированием третьего электрического соединения, так что, когда детонаторный блок (10) расположен внутри позиционирующего блока (30) детонатора, первое, второе и третье электрические соединения сформированы без использования проводного электрического соединения.

15. Скважинный перфораторный блок (40) по п. 14, дополнительно содержащий сквозной провод (35), проходящий от выходной линейной контактно-приемной части (36) скважинного перфораторного блока (40) до смежного скважинного перфораторного блока в конфигурации с множеством скважинных перфораторов.

16. Скважинный перфораторный блок (40) по п. 14, в котором входной линейный контактно-инициирующий штырь (38), выходная линейная контактно-приемная часть (36) и контактно-приемная часть (39) для заземления физически изолированы друг от друга.

17. Скважинный перфораторный блок (40) по любому из пп. 8, 9, 11-13, 15, 16, дополнительно содержащий:

средства для обеспечения невосприимчивости к блуждающим токам, напряжениям и/или радиочастотным сигналам с тем, чтобы детонаторный блок (10) не мог быть непреднамеренно активирован или инициирован.

18. Скважинный перфораторный блок (40) по любому из пп. 8, 9, 11-13, 15, 16, который выполнен в виде модульного скважинного перфораторного блока, при этом детонаторный блок (10) выполнен с возможностью размещения, при обеспечении возможности электрического контакта, внутри модульного скважинного перфораторного блока.

19. Скважинный перфораторный блок (40) по любому из пп. 8, 9, 11-13, 15, 16, в котором по меньшей мере часть детонаторной оболочки (12) выполнена в виде заземляющей части (13).

20. Способ сборки скважинного перфораторного блока (40) без использования проводного электрического соединения, согласно которому:

размещают позиционирующий блок (30) детонатора внутри скважинного перфораторного блока (40);

размещают присоединяемый беспроводным способом детонаторный блок (10) внутри позиционирующего блока (30) детонатора, при этом детонаторный блок (10) содержит:

детонаторную оболочку (12), выполненную с возможностью размещения в ней запальной головки (14) и электронной схемной платы (16), соединенной с запальной головкой (14), при этом по меньшей мере часть детонаторной оболочки (12) выполнена в виде заземляющей части (13); и

детонаторную головку (18), которая выступает от одного конца детонаторной оболочки (12) и содержит имеющую возможность электрического контакта входную линейную часть (20), имеющую возможность электрического контакта выходную линейную часть (22) и изолятор (24), расположенный между входной линейной частью (20) и выходной линейной частью (22) и электрически изолирующий входную линейную часть (20) от выходной линейной части (22); и

электрически присоединяют детонаторный блок (10) с возможностью контакта таким образом, что заземляющая часть (13) детонаторной оболочки (12) в сочетании с входной линейной частью (20) и выходной линейной частью (22) детонаторной головки (18) заменяет электрическое проводное соединение и формирует электрическое соединение путем простого контакта.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области взрывных работ, в частности к детонирующим устройствам для взрывных головок кумулятивных перфораторов, спускаемых в нефтяные и газовые скважины на насосно-компрессорных трубах.

Группа изобретений относится к взрывным устройствам для подземных скважин и, в частности, к скважинным перфораторам. Технический результат – повышение надежности работы ударных инициаторов в скважинных перфораторах.

Изобретение относится к области взрывной техники, к взрывателям зарядов взрывчатого вещества (ВВ) с неконтактной функцией срабатывания, и может быть использовано в автоматических и подствольных гранатометах.

Изобретение относится к области испытания материалов, к исследованию свойств материалов при динамическом воздействии, в частности к взрывным устройствам нагружения для исследования сжимаемости материалов с применением цилиндрических зарядов взрывчатых веществ (ВВ) с внешним инициированием.
Устройство формирования детонационной волны в заряде взрывчатого вещества (ВВ) относится к области взрывных работ. Устройство включает инертную матрицу с детонационной разводкой, выполненной в виде сети детонационных каналов с общим входным участком, соединенным с источником инициирования, с участками, расположенными вдоль поверхности матрицы, и концевыми участками, расположенными под углом к поверхности и контактирующими непосредственно с подрываемым зарядом или с дополнительным слоем, размещенным между подрываемым зарядом и матрицей.
Изобретение относится к области взрывных работ, в частности к устройствам формирования детонационной волны в зарядах взрывчатых веществ (ВВ) с внутренним инициированием, и может быть использовано, например, в прострелочно-взрывной аппаратуре, в боевых частях, в конструкции зарядов двухстороннего действия и т.д.

Изобретение относится к области физики взрыва для получения и формирования фронта детонационной волны в результате многоточечного инициирования крупногабаритных цилиндрических зарядов взрывчатого вещества (ВВ) и может быть использовано в различных устройствах технической физики.

Изобретение относится к взрывным работам и может быть использовано в линиях инициирования и передачи сигнала детонации. Устройство содержит цилиндрическую втулку с закрытым концом с возможностью размещения и фиксации детонатора, зажимные элементы для линий передачи инициирующих сигналов, окружающие рабочий конец детонатора.

Изобретение относится к взрывным работам и может быть использовано в линиях инициирования и передачи сигнала детонации. Устройство содержит цилиндрическую втулку с закрытым концом с возможностью размещения и фиксации детонатора, зажимные элементы для линий передачи инициирующих сигналов, окружающие рабочий конец детонатора.

Изобретение относится к взрывным работам и может быть использовано в линиях инициирования и передачи сигнала детонации. Соединительный блок содержит цилиндрическую втулку с закрытым концом с возможностью размещения и фиксации детонатора, зажимные элементы для линий передачи инициирующих сигналов, окружающие рабочий конец детонатора.

Изобретение может быть использовано при разработке боеприпасов, военной и космической техники, взрывных устройств для применения в хозяйственной деятельности, научно-исследовательской деятельности, где требуется передача детонационного импульса на необходимое расстояние.

Группа изобретений относится к взрывным устройствам для подземных скважин и, в частности, к скважинным перфораторам. Технический результат – повышение надежности работы ударных инициаторов в скважинных перфораторах.

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли, а именно к конструктивной части перфорационных систем, спускаемых в нефтяные или газовые скважины на геофизическом кабеле и инициируемым электродетонаторами, и может быть применено для перфорации разрозненных интервалов за одну спускоподъемную операцию.

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 прострелочно-взрывной аппаратуре, а именно к средствам инициирования взрывной цепи корпусных кумулятивных перфораторов. Устройство для возбуждения детонации содержит корпус и размещенные в нем ударный механизм и узел инициирования детонации.

Изобретение относится к кумулятивным корпусным перфораторам и предназначено для осуществления перфорирования стенок скважин. Модульный перфоратор содержит отдельные модули, соединенные между собой узлами соединения модулей с выполнением функций механического прочного соединения и передачи детонации между соседними модулями.

Изобретение относится к системам интенсификации добычи нефти и газа и может найти применение при осуществлении перфорации скважин кумулятивными перфораторами. Изобретение содержит корпус, электрический провод, поршень, картридж, внутри которого размещены шнур детонирующий, устройство передачи детонации, электродетонатор, контакт электродетонатора.

Группа изобретений относится к области добычи нефти и газа, а именно к способу инициирования детонационной перфорации с использованием беспроводной передачи. Способ перфорации скважины, при осуществлении которого обеспечивают модуль связи, гирлянду скважинных перфораторов и контроллер, соответствующий каждому скважинному перфоратору в гирлянде, располагают модуль связи, гирлянду скважинных перфораторов и контроллеры в скважине, обеспечивают беспроводную связь между, по меньшей мере, одним контроллером и модулем связи вдоль канала, минуя, по меньшей мере, один из других контроллеров и иное устройство, связанное с, по меньшей мере, одним из других контроллеров, и выборочно осуществляют детонацию, по меньшей мере, одного скважинного перфоратора путем передачи сигнала детонации контроллеру, соответствующему этому, по меньшей мере, одному скважинному перфоратору.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к взрывным головкам кумулятивных перфораторов, спускаемых в скважину на насосно-компрессорных трубах (НКТ).

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для повышения эффективности обработки призабойной зоны скважины. .

Изобретение относится к нефте- и газодобывающей области. Перфоратор состоит из системы фиксации перфоратора к стенке скважины, бура, криволинейной направляющей для бура с гидроцилиндром подачи бура, объединенных в одну электрогидравлическую систему, в состав которой входит нерегулируемый насос, связанный с фильтром, предохранительным клапаном, предназначенным для разгрузки насоса, с первым дискретным распределителем с электромагнитным управлением, связанным с гидроаккумулятором через первый обратный клапан, который связан со вторым дискретным распределителем с электромагнитным управлением, связанным со штоковыми полостями первого и второго гидроцилиндров фиксации, со штоковой полостью третьего гидроцилиндра подачи бура, который связан с третьим дискретным распределителем с электромагнитным управлением, с четвертым дискретным распределителем с электромагнитным управлением и пятым дискретным распределителем с электромагнитным управлением, связанными через второй обратный клапан.

Группа изобретений относится к скважинному перфоратору и детонаторному блоку для скважинных инструментов в беспроводном исполнении. Технический результат – повышение надежности и безопасности работы группы устройств. Селективный детонаторный блок скважинного перфоратор размещен внутри скважинного перфораторного блока без использования проводного электрического соединения. Он содержит детонаторную оболочку, выполненную с возможностью размещения внутри нее запальной головки и электронной схемной платы. Эта плата соединена с запальной головкой и выполнена с возможностью обеспечения селективной детонации детонаторного блока. Детонаторная головка выступает от одного конца детонаторной оболочки и содержит имеющую возможность электрического контакта входную линейную часть. Выходная линейная часть имеет возможность электрического контакта. Имеется изолятор, расположенный между входной линейной частью и выходной линейной частью и электрически изолирующий их друг от друга. Имеет имеющую возможность электрического контакта заземляющую часть. Эта часть в сочетании с входной линейной частью и выходной линейной частью выполнена с возможностью замены проводного электрического соединения и обеспечения электрического соединения путем простого контакта. При этом детонаторный блок выполнен с возможностью размещения, при обеспечении возможности электрического соединения, внутри позиционирующего блока детонатора в скважинном перфораторном блоке без использования проводного электрического соединения и с возможностью селективного приема зажигательного сигнала для инициирования скважинного перфораторного блока. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

Наверх