КОРПУС ПЕРФОРАТОРА Российский патент 2003 года по МПК E21B43/117 

Изобретение относится к нефтяной, газовой и вододобывающей промышленности и может быть использовано при вторичном вскрытии скважин взрывной перфорацией.

Известны корпусные и бескорпусные перфораторы, содержащие кумулятивные заряды, подрываемые в зоне пласта после спуска перфораторов в скважину. (В. Н. Бойдаченко и др. Геофизические и прострелочно-взрывные работы в геологоразведочных скважинах. М.: Недра, 1976. с.200-215).

Более надежным в процессе хранения, транспортировки и доставки в зону пласта являются корпусные перфораторы, однако их используют одноразово, что удорожает стоимость перфораторов.

Известен корпусной перфоратор, лишенный указанного недостатка, принятый за прототип.

Известный корпусный перфоратор используется многократно.

Корпус перфоратора по прототипу содержит трубу со сквозными и глухими отверстиями под установку кумулятивных зарядов, головку, донную часть со сквозным отверстием (Прострелочно-взрывная аппаратура. Справочник. Под ред. Л.Я. Фридляндера. М.: Недра, 1990, с.46, рис.2.6).

Недостатком прототипа является то, что в зоне глухих и сквозных отверстий, а также резьбовых соединений на трубе, головке и донной части труба повреждается как пороховыми газами при выстреле кумулятивных зарядов, так и входящей затем скважинной жидкостью и трубу приходится заменять после каждых 20-30 выстрелов.

Задачей изобретения является устранение указанного недостатка путем создания корпуса перфоратора, выдерживающего в 1,5-2,0 раза большее количество выстрелов.

Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, в процессе перфорации является уменьшение динамических сил, действующих на корпус в районе как сквозных, так и глухих отверстий, а также резьб.

Указанный технический результат достигается тем, что в корпусе перфоратора, содержащем трубу со сквозными и глухими отверстиями под установку кумулятивных зарядов, головку, донную часть со сквозным отверстием, согласно изобретению на трубе выполнены дополнительные радиальные сквозные отверстия, не предназначенные для установки кумулятивных зарядов, головка и донная часть внутри корпуса выполнены коническими, часть указанных дополнительных отверстий выполнена напротив конических частей головки и донной части.

Дополнительные радиальные сквозные отверстия в корпусе, напротив которых кумулятивные заряды не ставят, являются разгрузочными, так как давление газов, возникающее при выстреле зарядов и при входе затем скважиной жидкости через отверстия внутрь корпуса, открывает заглушки в сквозных отверстиях и давление внутри корпуса снижается, выравниваясь с давлением скважинной жидкости в зоне перфорации. Снижение давления внутри корпуса при перфорации обеспечивает пропорциональное уменьшение деформаций труб и резьб и, следовательно, повышение ресурса его работы по количеству выстрелов.

Выполнение головки и донной части внутри корпуса коническими обеспечивает направление движущихся газов или жидкости в дополнительные радиальные сквозные отверстия, что уменьшает величину сил, действующих на головку и донную часть и их резьбы, а также ускоряет процесс падения давления внутри корпуса.

Выполнение дополнительных отверстий именно напротив конических частей головки и донной части улучшает и ускоряет отвод газов и их жидкости в эти отверстия, что также обеспечивает ускорение процесса падения давления внутри корпуса.

Предложенный корпус перфоратора показан на чертеже, где изображен его продольный разрез.

Корпус перфоратора содержит трубу 1 со сквозными 2 и глухими 3 отверстиями под установку кумулятивных зарядов, головку 4 и донную часть 5 со сквозным отверстием 6. На трубе 1 выполнены дополнительные радиальные сквозные отверстия 7, не предназначенные для установки кумулятивных зарядов. Головка 4 и донная часть 5 внутри корпуса выполнены коническими с конусами 8 и 9 соответственно. Часть дополнительных радиальных отверстий 7 выполнена напротив конических частей 8 головки 4 и 9 донной части 5.

Предложенный корпус перфоратора работает следующим образом.

Перед спуском перфоратора в скважину внутрь трубы 1 размещают в глухие отверстия 3 напротив сквозных отверстий 2 кумулятивные заряды, к которым подводят через отверстие в головке 4 детонирующий шнур. Затем заворачивают по резьбе головку 4 и донную часть 5 в трубу 1, а в сквозные отверстия 2 и 7 вставляют герметичные заглушки. Подсоединяют перфоратор головкой 4 к кабельной головке на геофизическом кабеле. После этого перфоратор опускают в скважину на кабеле в зону перфорации, где импульсом тока, подаваемого по геофизическому кабелю, заряды подрывают. После подрыва зарядов образовавшиеся кумулятивные струи выходят через отверстия 2, производя перфорацию колонны, а часть образовавшихся газов создает внутри трубы 1 повышенное давление. Эти газы устремляются от кумулятивных зарядов в сторону головки 4 и донной части 5. Соприкасаясь с коническими поверхностями 8 и 9, газы перенаправляются в сторону отверстий 7. При превышении давления газов над давлением скважинной жидкости газы открывают герметичные заглушки в отверстиях 6 и 7 и выходят в скважину. Давление газов внутри трубы 1 снижается. Одновременно с выходом кумулятивных струй через отверстия 2 и уходом газов на конуса 8 и 9 в зоне кумулятивных зарядов в пространстве между конусами 8 и 9 образуется разряжение. В связи с этим после выхода кумулятивных струй через отверстия 2, что происходит мгновенно, скважинная жидкость, всегда находящаяся под большим давление, например, 300-500 кгс/см² на глубинах 3-5 км, где расположен продуктивный пласт, устремляется через отверстия 2 внутрь трубы 1. Ворвавшаяся жидкость устремляется в сторону конусов 8 и 9 вслед за уходящими газами и, отражаясь от конических поверхностей 8 и 9, выходит через отверстия 7 и 6 в скважину. Высокое давление вошедшей жидкости в трубе 1 обусловлено возникновением динамической составляющей из-за большой скорости входа жидкости в трубу 1. Выход жидкости через отверстия 6 и 7 обеспечивает снижение ее давления в трубе.

Снижение динамических составляющих давления газов и жидкости обеспечивает уменьшение деформации трубы 1, в том числе в зоне отверстий 2 и 3 резьб в зоне соединения с головкой 4 и донной частью 5.

Изобретение относится к нефтяной, газовой и вододобывающей промышленности и может быть использовано при вторичном вскрытии скважин взрывной перфорацией. Техническим результатом является уменьшение динамических сил, действующих на корпус в районе как сквозных, так и глухих отверстий, а также резьб. Корпус содержит трубу со сквозными и глухими отверстиями под установку кумулятивных зарядов, головку и донную часть со сквозным отверстием. Головка и донная часть внутри корпуса выполнены коническими. На трубе выполнены дополнительные радиальные сквозные отверстия, не предназначенные для установки кумулятивных зарядов. Часть из них выполнена напротив конических частей головки и донной части для перенаправления и ускорения отвода газов, образовавшихся от подрыва зарядов, и скважинной жидкости в сторону этих отверстий. 1 ил.

Корпус перфоратора, содержащий трубу со сквозными и глухими отверстиями под установку кумулятивных зарядов, головку и донную часть со сквозным отверстием, отличающийся тем, что головка и донная часть внутри корпуса выполнены коническими, а 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 подрыва зарядов, и скважинной жидкости в сторону этих отверстий.