Устройство для испытания пробивной способности кумулятивного заряда и перфорации скважины Советский патент 1985 года по МПК E21B43/11 

00

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к устройствам для определения истинной иробивной способности кумулятивных зарядов в скважинных условиях. Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства за счет полного воспроизведения реальных условий перфорации и обеспечение возможности перфорации. На фиг. 1 показано устройство, обший вид; на фиг. 2 - компоновка устройства, подготовленного для перфорации скважины. Устройство состоит из головки 1 с демпфируюш,ими полостями 2, корпуса 3, имеющего отверстие 4 с заглушкой 5, патрубка 6 с закрепленным на его конце кумулятивным зарядом 7 типа ПКС-80. комбинированной мишени, включающей стальной диск В и цементную шайбу 9, геррлетизированного контейнера 10 с образцом горной породы 11, мультипликатора, состоящего из основания 12, цилиндра 13 и ступенчатого поршня 14, соединительной муфты 15, предохранительного кожуха 16, башмака 17 и герметизирующих элементов (резиновых колец ) 18. Подготовку устройства к испытанию пробивной способности кумулятивного заряда производят следующим образом. При помощи резьбы соединяют корпус 3 с контейнером 10. Затем в контейнер 10 последовательно вставляют стальной диск 8 с уплотнительным резиновым кольцом 18, цементную шайбу 9, образец горной породы 11, насыщенный пластовой жидкостью, и основание мультипликатора 12 с резиновым кольцом 18. Причем внутреннюю полость 19 мультипликатора предварительно заполняют пластовой жидкостью, а ступенчатый поршень 14 устанавливают примерно в средней части цилиндра 13. После этого при помоши муфты 15 производят герметизацию пористого образца и внутренней полости 19 мультипликатора, прижимая вставленные в контейнер 10 элементы устройства к нижнему торцу корпуса 3. Роль герметизирующих элементов при этом выполняют резиновые кольца 18. Во избежание повреждения мультипликатора при спускоподъемных операциях, его закрывают предохранительным кожухом 16. Перед спуском устройства в скважину отверстие 4 закрывают заглушкой 5 и заполняют полость корпуса 3 исследуемой жидкостью перфорации. Затем на нижнем конце патрубка 6, жестко закрепленного на головке 1, устанавливают кумулятивный заряд 7 и при помощи резьбы соединяют головку 1 с корпусом 3. При этом весь внутренний объем корпуса оказывается заполненным исследуемой жидкостью перфорации, в то время как демпфирующие полости 2 остаются заполненными воздухом. Скомпонованное таким образом устройство спускают на кабеле в скважину на заданную глубину. При этом в корпусе 3 устанавливается давление, определяемое высотой столба жидкости, заполняющей скважину. Под действием этого давления часть жидкости перфорации поступает в демпфирующие полости 2 и сжимает находящийся там воздух. Давление же пластовой жидкости, насыщающей образец, благодаря применению мультипликатора, становится равным величине заданного пластового давления. Моделирование необходимой величины перепада давления между скважиной в зоне перфорации и пластом достигается путем подбора соответствующего отношения площадей поперечного сечения ступеней поршня 14 мультипликатора. При выстреле кумулятивного заряда 7 часть исследуемой жидкости перфорации выбрасывается из корпуса 3 через патрубок 6 в скважину, а основная ее масса, содержащаяся в кольцевой камере 20, под действием взрывной волны еще больще сжимает воздух в демпфирующих полостях. После выстрела жидкость перфорации из кольцевой камеры 20 под действием расширяющегося в демпфирующих полостях 2 воздуха поступает в образовавшийся в мишени и образце горной породы 11 перфорационный канал, а полость корпуса 3 через натрубок 6 дозаполняется жидкостью, находящейся в скважине. При этом первоочередное поступление исследуемой жидкости перфорации в перфорационный канал и воздействие этой жидкости на его стенки происходит при заданной величине перепада давления между скважиной и образцом горной породы 11. По окончании испытания при подъеме устройства из скважины на поверхность направление действия перепада давления сохраняется, а величина его уменьшается до нуля. Это способствует сохранению скважинного состояния стенок перфорационного канала и позволяет визуально наблюдать последствия перфорации на дневной поверхности. После проведения серии испытаний пробивной способности кумулятивных зарядов на образцах в различных но свойствам пробах жидкости перфорации выбирают наиболее оптимальное сочетание массы заряда и рецептуры жидкости перфорации, а затем проводят перфорацию реальной скважины, заполняя интервал перфорации выбранной для этой цели жидкостью. При этом компоновку устройства производят следующим образом (фиг. 2). Из отверстия 4 в боковой стене 3 удаляют заглушку 5, а к нижнему торцу взрывной камеры при помоши резьбы подсоединяют башмак 17. Кумулятивный заряд 7 закрепляют на конце патрубка 6 таким образом, что при выстреле кумулятивная струя выходит из взрывной камеры через отверстие 4.

/ГК

//

/У

77

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПРОБИВНОЙ СПОСОБНОСТИ КУМУЛЯТИВНОГО ЗАРЯДА И ПЕРФОРАЦИИ СКВАЖИНЫ, содержащее головку с корпусом, внутри которого размещен кумулятивный заряд, а под ним установлена комбинированная мишень, включающая стальной диск, цементную щайбу и образец горной породы, помещенный в герметичный контейнер с мультипликатором, отличающееся тем, что, с целью повыщения эффективности работы устройства за счет полного воспроизведения реальных условий перфорации, оно снабжено установленным внутри корпуса патрубком, образующим с ним кольцевую камеру, заполненную исследуемой жидкостью перфорации и гидравлически связанную со скважиной, причем кумулятивный заряд размещен в нижней части патрубка, а в головке выполнены демпфирующие полости, гидравлически связанные с кольцевой камерой. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности перI форации, на боковой поверхности корпуса выполнено отверстие, перекрытое заглущ(Л кой, а кумулятивный заряд установлен с возможностью совмещения его оси с осью отверстия корпуса.

Фиг.2