ПОРОХОВОЙ ГЕНЕРАТОР ДАВЛЕНИЯ ОБЛИЦОВОЧНЫЙ ПГДО Российский патент 2011 года по МПК E21B43/263 E21B43/117 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, и в частности к пороховым генераторам давления для интенсификации нефтегазодобычи, применяемым в комплексной обработке скважин совместно с импульсными устройствами, например с кумулятивными перфораторами.

Известна технология вскрытия пласта кумулятивными перфораторами, осуществляемая совместно с термогазодинамической обработкой скважин твердотопливными зарядами, размещаемыми во внутренней полости корпуса перфоратора (патенты RU 2194151, 28.11.2000, RU 2170339, 10.07.2001). Продукты сгорания твердотопливных зарядов, воспламеняющихся при срабатывании кумулятивных зарядов, генерируют импульс давления, который позволяет повысить эффективность действия перфоратора и, кроме того, создать сеть трещин в призабойной зоне пласта, что положительно сказывается на продуктивности скважины. Особенно перспективно применение этих устройств при вскрытии пластов с низкой проницаемостью коллектора, где для обеспечения необходимой производительности скважин проводится операция гидроразрыва пласта (ГРП). Вскрытие пласта такими устройствами позволяет снизить давление, необходимое для разрыва пласта, а в некоторых случаях и исключить проведение ГРП.

Недостатками этих устройств является следующее:

- усложнение конструкции по сравнению с обычным кумулятивным перфоратором, что соответственно увеличивает себестоимость их изготовления;

- масса заряда, поверхность его горения являются фиксированными конструктивными параметрами, которыми нельзя варьировать по конкретной ситуации при обработке скважины;

- сохранение, несмотря на предусмотренные меры (применение стабилизатора горения, подбор массы и конструкции заряда, толщины стенки корпуса и др.), опасности вздутия корпуса перфоратора, что влечет заклинивание его в обсадной трубе, т.е. фактически вывод скважины из строя.

От этих недостатков свободна конструкция устройства, предназначенного для вскрытия пластов в комплексе с термогазодинамической обработкой скважин, в которых твердотопливный заряд (прототип) размещается на внешней поверхности корпуса перфоратора (патент US №5775426 от 07.07.1998, описание которого приведено в источнике информации: И.И Фельдман. Сборка Stim-gun и снаряд Stim-Tube компании Owen oil Tools. Научно-технический вестник "Каротажник", №67, изд. АИС, Тверь, 2000).

Недостатками этих твердотопливных зарядов являются:

- сложность технологического процесса изготовления топливных блоков в форме тонкостенной трубы с диаметром осевого канала, точно соответствующим внешнему диаметру корпуса перфоратора;

- недостаточная полнота сгорания твердотопливного заряда в скважинной среде;

- отсутствие возможности регулирования процесса горения;

- недостаточно высокая мощность.

Целью изобретения является повышение эффективности действия таких зарядов и упрощение технологии их изготовления.

Эта цель достигается формированием порохового генератора давления облицовочного (ПГДО) из баллиститных артиллерийских порохов, отличающихся более высокими энергетическими характеристиками по сравнению с твердотопливными составами.

Проведенные нами исследования показали, что ПГДО, находящиеся в водной среде, инициируются кумулятивной струей в режиме горения без перехода процесса в детонацию. В условиях повышенного давления облицовочный заряд из баллиститного пороха сгорает в конденсированных средах без остатка, обеспечивая высокие значения достигаемого максимума давления и скорости его нарастания. Причем широкий ассортимент марок артиллерийских порохов, отличающийся толщиной горящего свода, позволяет в широких пределах варьировать широкими параметрами.

ПГДО представляет собой совокупность фрагментов длиной от 300 до 700 мм, собранных из трубчатых (или другого профиля) стержневых элементов баллиститного артиллерийского пороха, закрепляемых при эксплуатации на внешней поверхности корпуса перфоратора (или другого импульсного устройства) в единый облицовочный заряд заданной длины.

ПГДО может изготавливаться в двух модификациях: в форме трубы (ПГДО-Т) и в форме гибкой пластины (ПГДО-П) (фиг.1 и фиг.2).

ПГДО-П представляет собой совокупность фрагментов плоской формы, собранных из пороховых элементов в однородную конструкцию шириной, соответствующей длине окружности поперечного сечения перфоратора или другого устройства. При эксплуатации фрагменты оборачивают по наружной поверхности устройства, располагая их последовательно друг за другом, в единый облицовочный заряд заданной длины. При необходимости заряд может быть сформирован двухслойным.

ПГДО-Т представляет собой совокупность фрагментов, собранных из пороховых элементов в конструкцию в форме трубы с внутренним диаметром, соответствующим диаметру перфоратора или другого устройства. При эксплуатации фрагменты надевают поверх устройства, располагая последовательно друг за другом, в единый облицовочный заряд заданной длины.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а в частности к пороховым генераторам давления для интенсификации нефтегазодобычи, применяемым в комплексной обработке скважин совместно с импульсными устройствами. Технический результат - повышение эффективности действия зарядов и упрощение технологии изготовления зарядов. Пороховой генератор давления облицовочный для корпусных кумулятивных перфораторов и имплозивных устройств выполнен в виде закрепляемого на корпусе устройства единого трубчатого облицовочного заряда. Единый трубчатый облицовочный заряд выполнен в виде набора фрагментов, закрепляемых на корпусе устройства последовательно один за другим. При этом фрагменты изготавливаются из стержневых элементов баллиститного артиллерийского пороха в виде однородных конструкций в форме трубы путем склеивания торцов пороховых элементов полимером холодного отверждения или в форме гибких пластин путем обвязки пороховых элементов нитроцеллюлозной или хлопчатобумажной лентой. 2 ил.

Пороховой генератор давления облицовочный для корпусных кумулятивных перфораторов и имплозивных устройств, выполненный в виде закрепляемого на корпусе устройства единого трубчатого облицовочного заряда, отличающийся тем, что единый трубчатый облицовочный заряд выполнен в виде набора фрагментов, закрепляемых на корпусе устройства последовательно один за другим, при этом фрагменты изготавливаются из стержневых элементов баллиститного артиллерийского пороха в виде однородных конструкций в форме трубы путем склеивания торцов пороховых элементов полимером холодного отверждения или в форме гибких пластин путем обвязки пороховых элементов нитроцеллюлозной или хлопчатобумажной лентой.