КОМПЕНСАТОР ДАВЛЕНИЙ ДЛЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ В СКВАЖИНЕ Российский патент 1996 года по МПК E21B43/117 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности, к техническим средствам для гашения давлений, возникающих при производстве взрывных работ в скважине, заполненной жидкостью.

Известен компенсатор давления для компенсации взрывных давлений в скважине, состоящий из полого герметичного корпуса с отверстиями, перекрытыми предохранительными элементами. При этом внутренняя полость корпуса заполнена воздухом под давлением, равным атмосферному (1).

Однако это известное устройство лишь снижает величину взрывного давления в стволе скважины, но вообще не гасит давления гидравлических ударов, так как, погасив взрывное давление, оно теряет работоспособность. К тому же этот компенсатор давления имеет низкую эксплуатационную надежность.

Наиболее близким по технической сущности является компенсатор для взрывных перфорационных работ в скважине, содержащий корпус с элементами крепления к взрывному оборудованию и по крайней мере с одной полостью, входное отверстие которой загерметизировано предохранительным элементом в виде разрушающейся диафрагмы и эластичной пробки (2).

Однако и этот известный компенсатор давления несмотря на его высокую надежность в работе, частично погасив взрывное давление, теряет работоспособность и вообще не гасит давления гидроударов.

Цель изобретения повышение эффективности работы компенсатора давлений за счет гашения как взрывного давления, так и давления гидравлических ударов.

Указанная цель достигается тем, что в известном компенсаторе давлений для взрывных работ в скважине, содержащем корпус с элементами крепления корпуса к взрывному оборудованию и, по крайней мере, с одной полостью, входное отверстие которой загерметизировано предохранительным элементом в виде разрушающейся диафрагмы и эластичной пробки, полость в корпусе разделена, по крайней мере, одной перегородкой, в которой выполнено, по крайней мере, одно отверстие, загерметизированное предохранительным элементом в виде диафрагмы и эластичной пробки, при этом диафрагмы выполнены с возможностью последовательного разрушения при последовательно возникающих максимальных значениях давления в скважине в месте расположения компенсатора.

Благодаря тому, что полость в корпусе разделена по крайней мере одной перегородкой, в которой выполнено по крайней мере одно отверстие, загерметизированное предохранительным элементом в виде диафрагмы и эластичной пробки, то в результате воздействия ударной волны обеспечивается заполнение скважинной жидкостью, в первую очередь, полости, непосредственно контактирующей со скважинной жидкостью через разрушившийся предохранительный элемент во входном отверстии корпуса и благодаря чему обеспечивается гашение взрывного давления. И только после заполнения этой полости компенсатора жидкостью в момент, когда максимальное значение давления гидравлического удара достигнет компенсатора, происходит разрушение предохранительного элемента в перегородке, что приведет к заполнению следующей полости скважинной жидкостью через уже заполненную первую полость, благодаря чему обеспечивается гашение первого импульса давления гидроудара. Для гашения последующих последовательно возникающих гидроударных давлений полость в корпусе компенсатора разделена несколькими перегородками, в каждой из которых выполнено отверстие, загерметизированное предохранительным элементом. Поэтому в компенсаторе во время его работы будет происходить сдвинутое во времени последовательное заполнение полостей в корпусе скважинной жидкостью.

На чертеже представлен общий вид компенсатора давлений для взрывных работ в скважине, продольный разрез.

Компенсатор давлений для взрывных работ в скважине состоит из корпуса 1, в котором выполнена по крайней мере, одна полость 2, входное отверстие 3 которой загерметизировано предохранительным элементом в виде разрушающейся диафрагмы 4 и эластичной пробки 5. Внутренняя полость 2 разделена, по крайней мере, одной перегородкой 6, в которой выполнено, по крайней мере, одно отверстие 7, перекрытое предохранительным элементом в виде диафрагмы 4 и эластичной пробки 5.

Внутренняя полость 2 корпуса 1 может быть разделена перегородками 6, 8 и т.д. на несколько полостей, при этом в каждой перегородке 6, 8 и т.д. должно быть, по крайней мере, одно отверстие 7, загерметизированное предохранительным элементом в виде диафрагмы 4 и эластичной пробки 5. Для присоединения компенсатора давлений к взрывному оборудованию на обоих концах корпуса 1 выполнены, например, резьбовые отростки 9.

Компенсатор давлений для взрывных работ в скважине размещают ниже и (или) выше интервала взрывных работ.

Компенсатор давлений работает следующим образом.

При взрыве зарядов взрывчатого вещества фронт ударной волны, взаимодействуя с компенсатором давлений, разрушает диафрагму 4 и эластичную пробку 5 во входном отверстии 3 корпуса 1. Это приводит к тому, что полость 2, непосредственно контактирующая со скважинной жидкостью, заполняется ею. Заполнение полости 2 жидкостью приводит к снижению величины взрывного давления. Однако взрыв зарядов в скважине сопровождается возникновением газового пузыря, который поднимает столб скважинной жидкости. В результате падения столба скважинной жидкости возникает гидравлический удар. И так может происходить несколько раз, но наиболее сильным является первый гидроударный импульс. Поэтому необходимо гасить, как минимум, первый гидроударный импульс.

Возникший в результате падения столба скважинной жидкости гидроудар приводит к разрушению предохранительного элемента в перегородке 6 и заполнению следующей полости 2 скважинной жидкостью, что приводит к гашению давления первого гидроударного импульса. Последующие гидроударные импульсы (второй, третий и т.д.) гасятся в результате последовательного разрушения предохранительных элементов в перегородках 8 и т.д. и последовательном заполнении последующих полостей 2 в корпусе 1 скважинной жидкостью.

Таким образом, компенсатор давлений для взрывных работ в скважине позволяет гасить как взрывное давление, так и давление гидравлических ударов, чем повышается эффективность работы компенсатора. При этом значительно, не менее чем в 2 3 раза, уменьшается загрязнение призабойной зоны продуктивного пласта, а также обеспечивает целостность заколонного цементного камня при проведении взрывных работ в скважине.

Компенсатор давлений для взрывных работ в скважине. В корпусе 1 компенсатора, имеющем по крайней мере одну полость 2, входное отверстие 3 которой загерметизировано предохранительным элементом в виде разрушающейся диафрагмы 4 и эластичной пробки 5, полость 2 разделена по крайней мере одной перегородкой 6, в которой выполнено по крайней мере одно отверстие 7, загерметизированное предохранительным элементом в виде разрушающейся диафрагмы 4 и эластичной пробки 5. 1 ил.

Компенсатор давлений для взрывных работ в скважине, содержащий корпус с элементами крепления корпуса к взрывному оборудованию и по крайней мере с одной полостью, входное отверстие которой загерметизировано предохранительным элементом в виде разрушающейся диафрагмы и эластичной пробки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности его работы за счет гашения взрывного давления и давления гидравлических ударов, полость в корпусе разделена перегородкой, имеющей по крайней мере одно отверстие, загерметизированное предохранительным элементом в виде диафрагмы и эластичной пробки, при этом диафрагмы выполнены с возможностью последовательного разрушения при последовательно возникающих максимальных значениях давления в скважине в месте расположения компенсатора.