RU2637267C1

RU2637267C1 - Device for perforating wells and gas-dynamic action on formation

Info

Publication number: RU2637267C1
Application number: RU2016140549A
Authority: RU
Inventors: Марат Растымович Хайрутдинов; Умар Хамидович Булатов; Вячеслав Сергеевич Романенко; Дмитрий Владиленович Часовский; Алексей Вячеславович Дмитриев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Промперфоратор"
Priority date: 2016-10-14
Filing date: 2016-10-14
Publication date: 2017-12-01

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: device for perforating wells and gas-dynamic effect on formation comprises a body, a frame with seats, shaped charges, solid-propellant charges located inside and outside the body, a detonating cord. The inner solid-propellant charges are placed between the frame and the body in the form of strips enclosing the frame. Ratio of mass of internal solid fuel charges to the mass of shaped charges does not exceed 1:2.

EFFECT: increased efficiency of gas dynamic action on the formation.

1 dwg

Description

Устройство для перфорации скважин и газодинамического воздействия на пласт относится к области нефтегазодобычи, в частности к прострелочно-взрывным работам.A device for perforating wells and gas dynamic stimulation of a formation relates to the field of oil and gas production, in particular to perforating and blasting operations.

Известно устройство [А.с. СССР №202822, 1967, БИ №20] для одновременного прострела стенок скважины и разрыва пласта, выполненное отдельными секциями с кумулятивными зарядами и пороховыми камерами, воспламеняющимися последовательно от электровоспламенителей замедленного действия. Существенным недостатком данной конструкции является ее сложность.A device is known [A.S. USSR No. 202822, 1967, BI No. 20] for simultaneous shot through the walls of the well and fracturing, made in separate sections with cumulative charges and powder chambers, which are flammable sequentially from delayed-action electric igniters. A significant drawback of this design is its complexity.

Известно также устройство [Патент RU №2242590, МПК Е21В 43/117, дата публикации 20.12.2004] для перфорации скважины и образования трещин в прискважинной зоне пласта, включающее узел для генерирования газов и узел для перфорации скважины с кумулятивными зарядами в виде гирлянды по длине устройства, отличающееся тем, что узел для генерирования газов выполнен в виде набора из трубчатых зарядов твердого топлива (ТТЗ), размещенных последовательно один за другим с образованием осевого канала, при этом группы кумулятивных зарядов в виде гирлянды размещены в цилиндрическом стальном корпусе, а трубчатые ТТЗ размещены на этом корпусе.It is also known a device [Patent RU No. 2242590, IPC ЕВВ 43/117, publication date 12/20/2004] for perforating a well and forming cracks in the borehole zone of a formation, including a unit for generating gases and a unit for perforating a well with cumulative charges in the form of a garland along the length device, characterized in that the node for generating gases is made in the form of a set of tubular charges of solid fuel (TTZ), placed sequentially one after another with the formation of an axial channel, while groups of cumulative charges in the form of a garland are placed in cylindrical steel casing, and tubular TTZ are placed on this casing.

Известна конструкция перфоратора-генератора [Патент на полезную модель RU №86975, МПК Е21В 43/117, дата публикации 20.09.2009], включающего корпус с центраторами, средство инициирования, кумулятивные заряды, детонирующий шнур и заряды газогенерирующие (ЗГ) из твердотопливных композиций, надеваемые на корпус, отличающийся тем, что ЗГ выполнены с возможностью размещения как напротив кумулятивных зарядов, так и вне области перфорации, при этом на корпусе размещены ограничители осевого перемещения ЗГ, разрушающиеся при взрыве.A known design of a perforator generator [Utility Model Patent RU No. 86975, IPC ЕВВ 43/117, publication date 09/20/2009], including a housing with centralizers, initiating means, cumulative charges, detonating cord and gas-generating charges from solid propellant compositions, put on the case, characterized in that the explosive device is configured to accommodate both opposite the cumulative charges and outside the perforation area, while the axial displacement limiters of the explosive device are destroyed on the case, which are destroyed by explosion.

Основным недостатком аналогов является недостаточная эффективность устройств, обусловленная расположением твердотопливных зарядов только снаружи корпуса. Отсутствие ТТЗ, размещенных внутри корпуса, уменьшает глубину начальной трещины вглубь пласта, которую развивают наружные ТТЗ.The main disadvantage of analogues is the lack of efficiency of the devices, due to the location of solid fuel charges only outside the case. The absence of TTZ located inside the body reduces the depth of the initial crack deep into the reservoir, which is developed by external TTZ.

Известно техническое решение, принятое за прототип [Патент на полезную модель RU №131073, МПК Е21В 43/117, дата публикации 10.08.2013], содержащее корпус, каркас с гнездами, кумулятивные заряды, размещенные внутри и снаружи корпуса твердотопливные заряды, детонирующий шнур, при этом размещенные внутри корпуса твердотопливные заряды выполнены формой, аналогичной форме кумулятивных зарядов, и размещены между кумулятивными зарядами в гнездах каркаса, идентичных гнездам каркаса для размещения кумулятивных зарядов.Known technical solution adopted for the prototype [Utility Model Patent RU No. 131073, IPC ЕВВ 43/117, publication date 08/10/2013], comprising a housing, a frame with sockets, shaped charges placed inside and outside the housing, solid propellant charges, a detonating cord, in this case, solid propellant charges placed inside the housing are made in a form similar to the shape of cumulative charges, and are placed between the cumulative charges in the carcass sockets identical to the carcass sockets for accommodating the cumulative charges.

Основным недостатком прототипа является невозможность совместить требуемую заказчиком плотность перфорации (например, 20 отверстий на метр) с размещением ТТЗ внутри корпуса, а также сложность изготовления ТТЗ с формой, аналогичной форме кумулятивных зарядов.The main disadvantage of the prototype is the inability to combine the perforation density required by the customer (for example, 20 holes per meter) with the placement of TTZ inside the case, as well as the difficulty of manufacturing TTZ with a shape similar to the shape of cumulative charges.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение эффективности газодинамического воздействия на пласт, для более надежного соединения образуемых при обработке трещин с естественными и наведенными при первичном вскрытии пласта трещинами.The objective of the proposed technical solution is to increase the efficiency of gas-dynamic impact on the formation, for a more reliable connection formed during processing of cracks with natural and induced during the initial opening of the formation of cracks.

Задача решена за счет устройства для перфорации скважин и газодинамического воздействия на пласт, содержащего корпус, каркас с гнездами, кумулятивные заряды, и твердотопливные заряды, размещенные внутри и снаружи корпуса, детонирующий шнур, при этом внутренние твердотопливные заряды размещены между каркасом и корпусом в виде лент, обвивающих каркас, при этом отношение массы внутренних твердотопливных зарядов к массе кумулятивных зарядов не превышает 1:2.The problem is solved by a device for perforating wells and gas-dynamic effects on the formation, comprising a body, a frame with sockets, cumulative charges, and solid fuel charges placed inside and outside the body, a detonating cord, while internal solid fuel charges are placed between the frame and the body in the form of tapes encircling the frame, while the ratio of the mass of internal solid propellant charges to the mass of cumulative charges does not exceed 1: 2.

Выполнение внутренних твердотопливных зарядов в виде лент, обвивающих каркас и размещение лент, между каркасом с кумулятивными зарядами и корпусом, позволяет усилить газодинамическое воздействие на пласт за счет увеличения плотности перфорации, что повышает вероятность соединения образуемых при газодинамической обработке трещин с естественными и наведенными при первичном вскрытии пласта трещинами.The implementation of internal solid-fuel charges in the form of tapes encircling the frame and the placement of the tapes between the frame with cumulative charges and the body makes it possible to enhance the gas-dynamic effect on the formation by increasing the perforation density, which increases the likelihood of connecting the cracks formed during gas-dynamic processing with natural and induced at the initial opening formation cracks.

Сущность технического решения поясняется чертежом общего вида устройства, где изображены корпус 1 герметичный, кумулятивные заряды 2, детонирующий шнур 3, взрывной патрон 4, внутренние твердотопливные заряды 5 в виде ленты, наружные твердотопливные заряды 6, каркас 7.The essence of the technical solution is illustrated by a drawing of a general view of the device, which shows a sealed housing 1, cumulative charges 2, detonating cord 3, an explosive cartridge 4, internal solid propellant charges 5 in the form of a tape, external solid propellant charges 6, frame 7.

Устройство для перфорации скважин и газодинамического воздействия на пласт выполнено следующим образом.A device for perforating wells and gas dynamic effects on the reservoir is as follows.

В герметичном корпусе внутри каркаса 7 размещены кумулятивные заряды 2, детонирующий шнур 3 и взрывной патрон 4.In a sealed enclosure inside the frame 7, cumulative charges 2, a detonating cord 3 and an explosive cartridge 4 are placed.

Для увеличения плотности перфорации между каркасом 7 и корпусом 1 размещены внутренние твердотопливные заряды 5, выполненные в виде лент, обвивающих каркас 1 с кумулятивными зарядами 2, при этом отношение массы внутренних твердотопливных зарядов к массе кумулятивных зарядов не превышает 1:2, поскольку большая, чем указанная, масса твердотопливных зарядов может привести к разрушению корпуса.To increase the perforation density between the frame 7 and the housing 1, internal solid fuel charges 5 are placed in the form of tapes encircling the frame 1 with cumulative charges 2, while the ratio of the mass of internal solid fuel charges to the mass of cumulative charges does not exceed 1: 2, since it is larger than the indicated mass of solid propellant charges can lead to destruction of the hull.

Снаружи корпуса размещены твердотопливные заряды 6.Solid fuel charges 6 are placed outside the casing.

Устройство для перфорации скважин и газодинамического воздействия на пласт работает следующим образом.A device for perforating wells and gas dynamic effects on the reservoir works as follows.

Срабатывающий от электрического импульса взрывной патрон 4 приводит в действие детонирующий шнур 3, инициирующий кумулятивные заряды 2. Внутренние твердотопливные заряды 5, выполненные в виде лент, обвивающих каркас 1 с кумулятивными зарядами 2, зажигаются продуктами детонации детонирующего шнура 3 и кумулятивных зарядов 2. Образующаяся при взрыве каждого кумулятивного заряда 2 кумулятивная струя зажигает и наружные твердотопливные заряды 6 и создает канал в пласте. Продукты горения твердотопливных зарядов 5 и 6 развивают каналы в протяженные трещины, образуемые при газодинамической обработке и соединяемые с естественными и наведенными при первичном вскрытии пласта трещинами.The explosive cartridge 4, which is triggered by an electric pulse, drives a detonating cord 3, which initiates cumulative charges 2. Internal solid propellant charges 5 made in the form of tapes encircling the frame 1 with cumulative charges 2 are ignited by the detonation products of detonating cord 3 and cumulative charges 2. Formed at the explosion of each cumulative charge 2 cumulative stream ignites the external solid-fuel charges 6 and creates a channel in the reservoir. The combustion products of solid propellant charges 5 and 6 develop channels into extended cracks formed during gas-dynamic treatment and connected with natural and induced cracks during the initial opening of the formation.

Техническим результатом заявленного решения является повышение эффективности газодинамического воздействия на пласт за счет максимальной плотности перфорации при выполнении внутренних твердотопливных зарядов в виде лент, расположенных между каркасом и корпусом, благодаря чему вырастает вероятность соединения образуемых при обработке трещин с естественными и наведенными при первичном вскрытии пласта трещинами.The technical result of the claimed solution is to increase the efficiency of gas-dynamic impact on the formation due to the maximum perforation density when performing internal solid propellant charges in the form of tapes located between the frame and the body, which increases the likelihood of joining the cracks formed during processing with natural and induced cracks during the initial opening of the formation.

Выполнение внутренних твердотопливныых зарядов в виде лент и размещение лент между каркасом и корпусом позволяет усилить газодинамическое воздействие на пласт за счет увеличения плотности перфорации, что повышает вероятность соединения образуемых при газодинамической обработке трещин с естественными и наведенными при первичном вскрытии пласта трещинами.The implementation of internal solid propellant charges in the form of tapes and the placement of tapes between the frame and the body can enhance the gas-dynamic effect on the formation by increasing the perforation density, which increases the likelihood of joints formed during gas-dynamic processing of cracks with natural and induced during the initial opening of the formation cracks.

Проведенные на участке взрывных работ ООО «Промперфоратор» испытания подтвердили работоспособность аппарата при наружном гидростатическом давлении, меньшем указанного в руководстве по применению. Корпус и вся сборка сохраняли целостность и геометрические размеры согласно техдокументации.Tests conducted at the blasting site of Promperforator LLC confirmed the operability of the apparatus at an external hydrostatic pressure lower than that indicated in the application manual. The case and the entire assembly maintained integrity and geometric dimensions according to technical documentation.

Claims

A device for perforating wells and gas-dynamic effects on a formation containing a body, a frame with sockets, cumulative charges placed inside and outside the body of solid fuel charges, a detonating cord, characterized in that the internal solid fuel charges are placed between the frame and the body in the form of tapes encircling the frame, the ratio of the mass of internal solid propellant charges to the mass of cumulative charges does not exceed 1: 2.