Кумулятивний свердловинний перфоратор

Запропонований винахід відноситься до нафтогазової галузі, а саме до технічних засобів перфорації свердловин, які використовують для виявлення продуктивного покладу та для вторинного розкриття пластів під час видобутку нафти і газу. Відомий кумулятивний свердловинний перфоратор [І], який включає трубчастий корпус, в якому змонтовані вкладиші із піноматеріалу з орієнтованими в різних напрямках гніздами для кумулятивних зарядів і бойовим ланцюгом у вигляді гнучкого вогневого зв'язку. Недоліком цього перфоратора є ударні навантаження корпусів на нерівностях, дефектах і на торцях сусідніх секцій труб (в місцях їх з'єднання) під час руху в обсадній колоні, або в насосно-компресорних трубах (НКТ). Відомий кумулятивний безкорпусний перфоратор, який включає заряди в індивідуальних корпусах, засоби підривання, з'єднувальний елемент сегментного розрізу з виїмками, виготовленими із сторони плоскої поверхні і утворюючими з корпусами герметичні порожнини для формування кумулятивних струменів з наскрізним пазом в з'єднувальному елементі [2]. Недоліком цього перфоратора є можливість виникнення в свердловині аварійної ситуації (заклинювання перфоратора, відмовлення детонації тощо). Найбільш близьким до запропонованого винаходу по технічний суті є кумулятивний безкорпусний перфоратор [3], який включає заряди в індивідуальних корпусах, засоби підривання, з'єднувальний елемент сегментного розрізу і виїмки, виготовлені в ньому із сторони плоскої поверхні, які утворюють з корпусами зарядів герметичні порожнини. Недоліком цього пристрою є можливість втрати стійкості з'єднувального елементу в місцях з'єднання його сусідніх секцій. Під час руху в колоні труб (насосно-компресорних труб або обсадних) це призводить до ударів корпусів кумулятивних зарядів по стінці труб, які особливо небезпечні в місці з'єднання сусідніх труб. Ці удари в свою чергу призводять до розгерметизації кумулятивних зарядів і до аварійної ситуації (заклинювання перфоратора, відмовлення детонації тощо). В основу винаходу поставлена задача удосконалення конструкції шляхом встановлення пружного обмежувального елементу, що забезпечить підвищення безпеки робіт, запобігання заклинювання перфоратора. Поставлена задача вирішується тим, що в кумулятивному свердловинному перфораторі, який включає заряди в індивідуальних корпусах, засоби підривання і з'єднувальний елемент, згідно винаходу, в місцях з'єднання сусідніх секцій з'єднувального елементу із сторони засобів підривання установлений пружний обмежувальний елемент, жорстко зв'язаний не менш ніж з однією секцією, причому висота його відповідає прохідному габаритному розміру перфоратора dп, а повздовжній розмір дорівнює 1...5 dп. Запропонований пристрій відрізняється від прототипу тим, що має такі відмінні ознаки: 1. В місці з'єднання сусідніх секцій з'єднувального елементу встановлено пружний обмежувальний елемент, жорстко зв'язаний не менш ніж з однією секцією. 2. Пружний обмежувальний елемент встановлено із сторони засобів підривання. 3. Висота його відповідає прохідному габаритному розміру перфоратора dп, а повздовжній розмір дорівнює 1...5 dп. На фіг.1 представлено загальний вид кумулятивного свердловинного перфоратора (вид збоку). На фіг.2 поперечний розріз в місці з’єднання сусідніх секцій. Він складається з кабельної головки 1, до якої гвинтами 2 кріпиться з'єднувальний елемент 3. На з'єднувальному елементі 3 розташовані в різьбових гніздах заряди 4. Засоби підривання: вибуховий патрон 5 і детонуючий шнур 6 розташовані з протилежної сторони зарядів 4. Вибуховий патрон 5 встановлено в хомуті (на рис. не показаний), а детонуючий шнур 6 протягується через отвори в зарядах 4. З'єднувальний елемент складається з двох, або більше секцій (на рис. показано дві), які між собою зв'язані накладною пластиною 7 і гвинтами 8. На пластині 7 встановлено пружний обмежувальний елемент 9, який фіксується на ній за допомогою одного, або двох гвинтів 8. Хвостовик перфоратора виготовлено у вигляді центруючого елемента 10 на нижній секції з'єднувального елементу 3 і зігнутого кінця з'єднувального елемента 11. Підривний патрон 5 зв'язаний з бойовим ланцюгом електропроводом 12. Під час транспортування перфоратора в колоні НКТ секції з'єднувального елементу 3, який складається, як правило, з кількох секцій, можуть деформуватися, втрачаючи повздовжню стійкість. В умовах нахиленого, як правило, невертикального стовбуру свердловини за відсутності пружного обмежувального елементу 9 це призводить до тертя і зсувних навантажень на заряди 4, особливо біля місця з'єднання сусідніх секцій з'єднувального елементу 3, де його стріла прогину найбільша. Врешті це призводить до розгерметизації, роз'єднання кришки і корпусу зарядів 4 і заклинювання перфоратора, або до фугасного спрацювання зарядів 4. Ризик такої аварії збільшується із збільшенням кількості секцій на з'єднувальному елементі. Перфоратор працює таким чином: Після розташування перфоратора в інтервалі продуктивного пласта з поверхні через електропровід 12 подають імпульс струму на вибуховий патрон 5. Його підривання збуджує детонацію в детонуючому шнурі 6, який передає її на заряди 4. Кумулятивні струмені, які формуються при цьому пробивають отвори в кришках зарядів 4, обсадній колоні і в продуктивному пласті. Їх вибух може деформувати обмежувальний елемент 9, проте, завдяки тому, що він виготовлений з тонкого металевого профілю товщиною 1...1,5мм, після відстрілу це не перешкоджатиме руху з'єднувального елементу з кабельною головкою 1 і деталями 2, 7, 8, 10, 11 по колоні труб вверх. Випробування кумулятивного свердловинного перфоратора показали переваги перед відомими і прототипом: відсутність ускладнень і аварійних ситуацій під час транспортування перфоратора із кількох секцій, з'єднаних між собою. Особливо важливим є безпечність проведення робіт у свердловині під час спуску перфоратора через колону НКТ в умовах депресії на пласт. Бібліографічні дані джерел інформації. 1. Патент №205 9806 RU М. Кл.6 Е21В43/117. Кумулятивный скважинный перфоратор. Опубл. 10.05.96. Бюл. №13. 2. Авторское свидетельство №1272785 СССР М. Кл.5 Е21В43/117. Кумулятивный бескорпусной перфоратор. Опубл. 15.04.91. Бюл. №14. 3. Авторское свидетельство №739914 СССР М. Кл.5 Е21В43/117. Кумулятивный бескорпусной перфоратор. Опубл. 15.02.91. Бюл.№6.