Существующие системы электроперфораторов, предназначенных для прострела колонны нефтяной скважины с целью вскрытия пласта, позволяют производить либо залповый выстрел всеми стволами одновременно, либо при применении трехжильного кабеля - групповые выстрелы по три залпа.
Описываемое устройство позволяет производить поочередно несколько одиночных или групповых выстрелов из любого ствола по выбору, что повышает производительность перфораторов.
Устройство состоит из пункта управления для подачи токов управления и токов питания запалов, моторного переключателя, установленного в скважинном снаряде, и реле для переключения цепей управления и питания.
С целью упрощения устройства для питания указанных цепей применен трансформатор, дающий два различных по величине напряжения.
Пункт управления устройства находится в перфораторной станции или на буровой, а моторный переключатель и реле в кожухе соединяются с секционным перфоратором и опускаются в скважину на одножильном бронированном кабеле.
Схема пункта управления, моторного переключателя и реле показана на чертеже.
В пункте управления смонтированы силовой трансформатор, органы управления, фильтры и указывающий измерительный прибор.
Силовой трансформатор 1 имеет секционированную первичную обмотку, что позволяет подбирать необходимое рабочее напряжение при колебаниях сетевого напряжения в пределах 80-240 в.
Вторичная обмотка имеет максимальное напряжение 230 в с выводами от 120 и 6,3 в.
При включении питания зажигается зеленая лампочка 2.
Для управления работой устройства служат переключатели 3 и 4.
В положении переключателя 4 - контроль напряжения сети - измерительный прибор подключается через купроксный выпрямитель 5 и добавочное сопротивление 6 ко вторичной обмотке силового трансформатора. На шкале прибора отмечен участок нормального рабочего напряжения; по стрелке прибора устанавливают переключателем 7 необходимое рабочее напряжение.
Батарея 5 служит для питания цепи указателя номера ствола.
Конденсатор 9 предохраняет батарею от разрядки через обмотку силового трансформатора.
Дроссель 10 ограничивает попадание переменного тока на измерительный прибор. Для этой же цели установлен конденсатор 11.
Перемещение щеток двойного переключателя 12-13 производится синхронным двигателем СД. Переключатель 12 переключает вторичную обмотку запального трансформатора 14 с одного ствола на другой. Переключатель 13 включает последовательно в цепь контроля номера ствола ряд индикационных сопротивлений 15.
Для того чтобы постоянный ток не попадал на двигатель и реле, установлены разделительные конденсаторы 16 и 17.
Реле 18 служит для включения в цепь кабеля либо синхронного двигателя, либо запального трансформатора и срабатывает только при подаче напряжения свыше 200 в.
После подключения питания, установки необходимого рабочего напряжения и спуска перфоратора в скважину до интервала прострела производятся следующие операции:
а) Установка необходимого номера ствола.
Устанавливают переключатели 3 в положение «включение мотора» и 4 в положение «контроль номера ствола». При этом напряжение 120 в от силового трансформатора 1 через разделительный конденсатор 9 и контакты 19-20 подается через кабель к моторному переключателю и через разделительный конденсатор 17 и замкнутые контакты реле 18 на синхронный двигатель СД, ось которого связана со щетками переключателя 12-13.
Реле 18 от напряжения 120 в не срабатывает.
Через контакты 21-22 и кабель батарея 8 подключена к моторному переключателю. Другим концом батарея через контакты 23-24 последовательно с измерительным прибором 25 и сопротивлением 26 подключается к оплетке кабеля (земле).
При этом измерительный прибор отмечает величину постоянного тока, зависящего от числа включенных индикационных сопротивлений. Величины сопротивлений подобраны так, что при включении каждого последующего сопротивления величина тока возрастает на одно деление шкалы, что дает возможность определить положение щеток переключателя 12-13.
Переменное сопротивление 26 позволяет поддерживать постоянство сопротивления «кабель-оплетка» независимо от изменения их величины. Этим достигается постоянство градуировки шкалы прибора. Величину этого сопротивления подбирают в промежутке большого интервала между 9 и 10 стволами так, чтобы стрелка после отклонения точно устанавливалась на десятое деление.
Величина тока холостого хода запального трансформатора 14 при этой операции не превышает нескольких миллиампер, так как последовательно с первичной обмоткой включены большие по величине индикационные сопротивления.
б) Производство выстрела.
Для производства выстрела переводят переключатель 3 в положение «включение запала» и нажимают кнопку «огонь» 27 (кнопка «огонь» в целях обеспечения безопасности работ имеет блокировочное устройство с ключом и включается только при вставленном ключе).
При этом через контакты 21-28 на моторный переключатель подается повышенное напряжение - 230 в. Реле 18 срабатывает и отключает цепь синхронного двигателя. Время срабатывания реле порядка 0,1-0,2 сек., и поэтому обмотка синхронного двигателя не подвергается перегрузке, а вал двигателя не успевает практически повернуться.
Срабатывая, реле 18 замыкает цепи запального трансформатора 14 на землю. Вторичная обмотка трансформатора 14 подает напряжение несоответствующий запал перфоратора, перегорает запальная проволочка и производится выстрел.
Одновременно через контакты 29-30, 31-32 и выпрямитель 33 измерительный прибор подключается к шунту 34, включенному в цепь запала.
При производстве выстрела стрелка измерительного прибора отклоняется, указывая величину тока, запальной цепи, который зависит от числа параллельно включенных стволов (обычно три). После перегорания запалов стрелка будет показывать только величину тока реле и запального трансформатора, нагруженного на большое сопротивление утечки жидкости скважины.
Для этой же цели служит сигнальная лампочка 35, которая при производстве выстрела, когда величина тока равна 0,3 ампера, ярко горит, а после перегорания запала гаснет, так как величина тока после перегорания запала не превышает 0,07-0,08 ампера.
Устройство для управления перфораторами буровых скважин, состоящее из пункта управления для подачи токов управления и токов питания запалов, моторного переключателя, установленного в скважинном снаряде, и реле для переключения цепей управления и питания, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, для питания указанных цепей применен трансформатор, дающий два различных по величине напряжения.
