RU2318990C1 - Кумулятивный перфоратор однократного применения - Google Patents
Кумулятивный перфоратор однократного применения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2318990C1 RU2318990C1 RU2006116340/03A RU2006116340A RU2318990C1 RU 2318990 C1 RU2318990 C1 RU 2318990C1 RU 2006116340/03 A RU2006116340/03 A RU 2006116340/03A RU 2006116340 A RU2006116340 A RU 2006116340A RU 2318990 C1 RU2318990 C1 RU 2318990C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coefficient
- cumulative
- housing
- perforator
- charges
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Изобретение относится к прострелочно-взрывным работам в нефтяных и газовых скважинах. Обеспечивает повышение надежности и прочности перфоратора. Кумулятивный перфоратор содержит герметичный корпус. Внутри корпуса расположен каркас для ориентации кумулятивных зарядов и устройство инициирования зарядов. Корпус имеет один или более предохранительных каналов для снижения нагрузки на корпус от продуктов взрыва. Количество предохранительных каналов определено исходя из количества и характеристик взрывчатого материала и характеристик корпуса перфоратора. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.
Description
Изобретение относится к прострелочно-взрывным работам в нефтяных и газовых скважинах.
Известно устройство для вскрытия и обработки призабойной зоны скважин / RU 2075593 С1, МПК6 Е21В 43/117, опубл. 1997.03.20 /. Устройство включает корпусный кумулятивный перфоратор с загерметизированными боковыми отверстиями, головкой, наконечником и воздушной камерой с атмосферным давлением, при этом боковые отверстия корпуса выполнены с возможностью их раскрытия от взрыва одного кумулятивного заряда.
Известное устройство использует перфоратор многократного применения, в котором отсутствует каркас для ориентации зарядов внутри корпуса, кумулятивные заряды располагают в корпусе напротив соответствующих сквозных отверстий, которые служат для установки зарядов, выхода кумулятивных струй зарядов и перетока скважинной жидкости вместе с загрязнениями в воздушную камеру. К недостаткам этого устройства следует отнести большое количество сквозных отверстий в корпусе, соответствующее количеству зарядов, предусмотренных конструктивно, что имеет негативную сторону, продукты взрыва, выходящие из перфоратора через боковые отверстия в большом объеме и с большой скоростью, в меньшей степени гасятся самим корпусом, следовательно, они способны повредить крепь скважины.
Известен корпус перфоратора / RU 2198286 С1, МПК7 Е21В 43/117, опубл. 2003.02.10/. Корпус содержит трубу со сквозными и глухими отверстиями под установку кумулятивных зарядов, головку и донную часть со сквозным отверстием, при этом на трубе выполнены дополнительные радиальные сквозные отверстия, не предназначенные для установки кумулятивных зарядов, часть которых выполнена напротив конических частей головки и донной части для перенаправления и ускорения отвода газов, образовавшихся от подрывов зарядов, и скважинной жидкости в сторону этих отверстий.
Предложенное выполнение дополнительных радиальных сквозных отверстий напротив головки и донной части корпуса предназначено для повышения ресурса резьбовых соединений корпуса, но дополнительное увеличение количества отверстий в корпусе ведет к тому, что продукты взрыва, выходящие из перфоратора через сквозные отверстия, способны нанести ущерб скважине. Как известно, перфоратор многократного применения изначально имеет большое количество сквозных отверстий в корпусе, соответствующее количеству зарядов, предусмотренных конструктивно, которые служат для установки зарядов, выхода кумулятивных струй зарядов, корпус перфоратора в меньшей степени гасит воздействие продуктов взрыва на крепь скважины.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка конструкции перфоратора однократного действия, сочетающей в себе высокую надежность и эффективность при проведении перфорации скважины с обеспечением высокой плотности перфорации без нанесения ущерба скважине.
При осуществлении изобретения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении надежности и прочности перфоратора без нанесения ущерба скважине.
Указанный технический результат достигается тем, что кумулятивный перфоратор однократного применения содержит герметичный корпус, внутри которого расположен каркас для ориентации кумулятивных зарядов и устройство инициирования зарядов. Корпус имеет один или более предохранительных каналов для снижения нагрузки на корпус от продуктов взрыва, причем количество предохранительных каналов определено исходя из количества и характеристик взрывчатого материала и характеристик корпуса перфоратора. Кроме того, при размещении устройства инициирования в верхней части корпуса наибольшее количество предохранительных каналов расположено в верхней части корпуса, а при размещении устройства инициирования в нижней части корпуса наибольшее количество предохранительных каналов расположено в нижней части корпуса. В зависимости от расположения кумулятивных зарядов предохранительный канал расположен или соосно с зарядом, или перпендикулярно ему.
Из практики эксплуатации кумулятивных перфораторов однократного применения известно, что труба, из которой выполнен корпус перфоратора, не всегда изготавливается со стабильно высокими прочностными характеристиками, что приводит к разрушению корпуса при проведении прострелочно-взрывных работ в скважине, вызывая при этом аварийные ситуации. Поэтому наличие предохранительных каналов позволит повысить надежность перфоратора за счет снижения нагрузки на корпус от продуктов взрыва, способных разрушить корпус, с сохранением требуемой плотности перфорации. Количество предохранительных каналов минимально, значительно меньше количества зарядов, помещенных в перфоратор, и достаточно только для того, чтобы вывести из перфоратора то количество продуктов взрыва, которое может разрушить корпус. Большую часть нагрузки от продуктов взрыва гасит сам корпус перфоратора, а в скважину через предохранительные каналы выходят продукты взрыва в малом объеме и с невысокой скоростью, что исключает возможность повреждения крепи скважины.
Количество предохранительных каналов на корпусе перфоратора однократного применения можно определить исходя из количества и характеристик взрывчатого материала (далее ВМ) и прочностных и размерных характеристик трубы, из которой изготовлен корпус перфоратора, например, по следующей формуле (1):
где K1 - коэффициент распределения взрывчатого материала;
К2 - коэффициент совокупной прочности трубы.
Коэффициент K1 определяется отношением (2):
где Мвм - масса взрывчатого материала, г;
V - Внутренний объем трубы, м3;
Q - Коэффициент энергетической эффективности кумулятивного заряда, снаряженного ВМ (для гексогена - 0,2; для октогена - 0,18).
Коэффициент совокупной прочности трубы К2 определяется суммой коэффициентов соответствующих прочностных характеристик (3):
где Кσв - коэффициент предела прочности материала;
Кσт - коэффициент предела текучести материала;
Кδ - коэффициент относительного удлинения;
Кксu - коэффициент ударной вязкости;
Ks - коэффициент толщины стенки трубы;
Кз - коэффициент размера зерна материала.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображен перфоратор в разрезе, на фиг.2 - то же, с расположением устройства инициирования внизу, на фиг.3 - то же, с расположением инициирующего устройства вверху, на фиг.4-7 показано расположение предохранительного канала в зависимости от ориентации заряда, на фиг.8 представлена диаграмма для определения коэффициентов в зависимости от номинальных значений прочностных характеристик материала корпуса перфоратора.
Перфоратор содержит корпус 1, каркас 2 с посадочными местами для кумулятивных зарядов. Корпус 1 загерметизирован головкой 3 и наконечником 6. Каркас 2 выполнен в виде перфорированной трубы и коаксиально расположен внутри корпуса 1. Кумулятивные заряды последовательно соединены детонирующим шнуром 4 и устройством инициирования 5 (например, детонатор). В корпусе 1 выполнены предохранительные каналы 7, которые служат для сообщения внутренней полости перфоратора со скважиной, и предназначены для вывода излишних продуктов взрыва из перфоратора, способных разрушить его корпус. Предохранительные каналы 7 герметизируют перед спуском в скважину.
Задавая требуемые параметры перфорации, определяют требуемое суммарное количество предохранительных каналов 7 (либо один, либо более). Можно также выбрать расположение предохранительных каналов 7 в зависимости от ориентации зарядов 8 и от размещения устройства инициирования 5 (в верхней части корпуса или в нижней).
Так как максимальное воздействие нагрузки от продуктов взрыва на корпус возникает в той части, где расположено устройство инициирования 5, то наибольшее количество предохранительных каналов (или один) желательно располагать в этой части для обеспечения выхода пиковой нагрузки от продуктов взрыва в скважину. Таким образом, при размещении устройства инициирования 5 в верхней части корпуса 1 размещение предохранительных каналов 7 начинают с верхней части корпуса (фиг.3). При размещении устройства инициирования 5 в нижней части корпуса 1 размещение предохранительных каналов 7 начинают с нижней части корпуса (фиг.2).
Известно, что кумулятивные заряды располагают в корпусе перфоратора с различными углами поворота между собой в радиальном направлении (например, образуя спираль). В зависимости от расположения кумулятивных зарядов 8 предохранительный канал 7 может быть расположен соосно с осью 9 заряда 8 (фиг.4, 5) или перпендикулярно ему (фиг.6, 7), что обусловлено распределением векторов направления продуктов взрыва.
Собранный на поверхности скважины перфоратор спускают на каротажном кабеле или НКТ в заданный интервал скважины. При проведении инициации срабатывает детонирующий шнур 4 и кумулятивные заряды 8. После срабатывания зарядов 8 корпус 1 перфоратора гасит основную часть их фугасного воздействия, а излишние продукты взрыва (пиковые), способные разрушить корпус 1, выходят через предохранительный канал 7 в скважину. После отстрела перфоратор поднимают на поверхность.
Claims (5)
1. Кумулятивный перфоратор однократного применения, содержащий герметичный корпус, внутри которого расположен каркас для ориентации кумулятивных зарядов и устройство инициирования зарядов, корпус имеет один или более предохранительных каналов для снижения нагрузки на корпус от продуктов взрыва, причем количество предохранительных каналов определено исходя из количества и характеристик взрывчатого материала и характеристик корпуса перфоратора.
2. Кумулятивный перфоратор по п.1, отличающийся тем, что при размещении устройства инициирования в верхней части корпуса наибольшее количество предохранительных каналов расположено в верхней части корпуса.
3. Кумулятивный перфоратор по п.1, отличающийся тем, что при размещении устройства инициирования в нижней части корпуса наибольшее количество предохранительных каналов расположено в нижней части корпуса.
4. Кумулятивный перфоратор по п.1, отличающийся тем, что в зависимости от расположения кумулятивных зарядов предохранительный канал расположен или соосно с зарядом, или перпендикулярно ему.
5. Кумулятивный перфоратор по п.1, отличающийся тем, что количество предохранительных каналов определено по формуле
где N - количество предохранительных каналов;
K1 - коэффициент распределения взрывчатого материала;
К2 - коэффициент совокупной прочности трубы,
при этом K1 определяется соотношением
где Мвм - масса взрывчатого материала, г;
V - внутренний объем трубы, м3;
Q - коэффициент энергетической эффективности кумулятивного заряда, снаряженного взрывчатым материалом,
а при этом К2 определяется суммой коэффициентов соответствующих прочностных характеристик:
К2=Кσв+Кσт+Кδ+Кксu+Ks+Кз,
где Кσв - коэффициент предела прочности материала;
Кσт - коэффициент предела текучести материала;
Кδ - коэффициент относительного удлинения;
Кксu - коэффициент ударной вязкости;
Ks - коэффициент толщины стенки трубы;
Кз - коэффициент размера зерна материала.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006116340/03A RU2318990C1 (ru) | 2006-05-12 | 2006-05-12 | Кумулятивный перфоратор однократного применения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006116340/03A RU2318990C1 (ru) | 2006-05-12 | 2006-05-12 | Кумулятивный перфоратор однократного применения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2318990C1 true RU2318990C1 (ru) | 2008-03-10 |
Family
ID=39280959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006116340/03A RU2318990C1 (ru) | 2006-05-12 | 2006-05-12 | Кумулятивный перфоратор однократного применения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2318990C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2648406C1 (ru) * | 2017-02-10 | 2018-03-26 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Устройство для локального разрыва пласта |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1593329A1 (ru) * | 1988-06-15 | 1994-01-15 | Пермский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Компенсатор давления для взрывных перфорационных работ в скважине |
| SU1066254A1 (ru) * | 1980-09-12 | 1994-01-15 | Пермский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Устройство для перфорации зацементированных обсадных колонн |
| RU2198286C1 (ru) * | 2001-06-08 | 2003-02-10 | ОАО "Сибнефть-Ноябрьскнефтегазгеофизика" | Корпус перфоратора |
| RU2258801C2 (ru) * | 1999-07-22 | 2005-08-20 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Компонент и способ, предназначенные для использования со взрывчатыми веществами |
-
2006
- 2006-05-12 RU RU2006116340/03A patent/RU2318990C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1066254A1 (ru) * | 1980-09-12 | 1994-01-15 | Пермский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Устройство для перфорации зацементированных обсадных колонн |
| SU1593329A1 (ru) * | 1988-06-15 | 1994-01-15 | Пермский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Компенсатор давления для взрывных перфорационных работ в скважине |
| RU2258801C2 (ru) * | 1999-07-22 | 2005-08-20 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Компонент и способ, предназначенные для использования со взрывчатыми веществами |
| RU2198286C1 (ru) * | 2001-06-08 | 2003-02-10 | ОАО "Сибнефть-Ноябрьскнефтегазгеофизика" | Корпус перфоратора |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ФРИДЛЯНДЕР Л.Я., Прострелочно-взрывная аппаратура и ее применение в скважинах, Москва, Недра, 1985, 28-32. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2648406C1 (ru) * | 2017-02-10 | 2018-03-26 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Устройство для локального разрыва пласта |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2310067C2 (ru) | Способ и устройства для создания в стволе скважины состояния переходного давления | |
| RU2447268C2 (ru) | Соединительный переходник, перфораторная система и способ перфорирования скважины | |
| RU2170813C2 (ru) | Устройство для инициирования перфоратора нефтяной скважины | |
| JP5095661B2 (ja) | 爆破処理方法および爆破処理装置 | |
| WO2010065554A2 (en) | Method for the enhancement of dynamic underbalanced systems and optimization of gun weight | |
| US20020083860A1 (en) | Blasting apparatus for forming horizontal underground cavities and blasting method using the same | |
| AU2012300262A1 (en) | Disappearing perforating gun system | |
| US10597987B2 (en) | System and method for perforating a formation | |
| CN101457638A (zh) | 降低爆炸气体压力的装置和方法 | |
| US20150247370A1 (en) | Explosive sever seal mechanism | |
| RU2075593C1 (ru) | Устройство для вскрытия и обработки призабойной зоны скважин | |
| US20130112411A1 (en) | Perforator charge having an energetic material | |
| US7228907B2 (en) | High energy gas fracturing charge device and method of use | |
| EA011184B1 (ru) | Блок кумулятивного заряда и способ разрушения мишени | |
| RU2318990C1 (ru) | Кумулятивный перфоратор однократного применения | |
| EA028989B1 (ru) | Двунаправленный кумулятивный заряд для перфорирования ствола скважины | |
| US20130118745A1 (en) | Internally pressurized perforating gun | |
| CA2535239C (en) | Energy controlling device | |
| US5633475A (en) | Circulation shaped charge | |
| RU2255208C2 (ru) | Перфоратор для нефтяной скважины (варианты) и способ одновременного пробивания перфорационных отверстий в обсадной трубе нефтяной скважины и в области, окружающей нефтяную скважину (варианты) | |
| WO2007031001A1 (fr) | Dispositif de perforation composé exempt de corps | |
| US20220162932A1 (en) | High energy fracking device for focused shock wave generation for oil and gas recovery applications | |
| US2986089A (en) | Debris-free perforating gun | |
| CN105917069A (zh) | 经改进的工具 | |
| RU2307921C2 (ru) | Устройство для вскрытия, газодинамической, виброволновой и солянокислой обработки пласта |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160513 |