Пулевые перфораторы. Конструкция перфоратора ПВН-90.

Пулевые перфораторы делятся на перфораторы с горизонталь­ным расположением стволов и с вертикально-криволинейными ство­лами. В пулевых перфораторах метание пуль производится за счет работы расширения пороховых газов высокого давления, образовавшихся при сжигании пороховых зарядов. Для пулевых перфораторов требование высокого и стабильного пробивного действия имеет исключительное значение. Таким образом, принцип пулевых перфораторов основан на ис­пользовании энергии пороховых газов для метания пуль, которые пробивают отверстия в стенке обсадной колонны и образуют каналы в цементном камне и горной породе, слагающей пласт. В пулевых перфораторах с горизонтальными стволами горение пороха протекает очень быстро и почти заканчивается до начала движения пули. Давление пороховых газов в камере весьма велико и достигает 2000 Мпа. В пулевых перфораторах с вертикально-криволинейными стволами плотность заряжания меньше и давление пороховых газов достигает 400 - 600 МПа.

Перфоратор ПВН-90включает в себя две массивные секции, соединенные переход­ником, головку с электровводом и наконечник. В каждой секции парал­лельно оси в двух взаимно перпендикулярных плоскостях расположены попарно четыре ствольных начала, переходящих в криволинейные же­лоба. Две пары стволов, идущих от общих пороховых камер, направле­ны навстречу друг другу, вследствие чего силы отдачи при выстреле уравновешиваются.

 

31.Кумулятивный эффект. Механизм образования кумулятивной струи. Кумулятивный заряд перфоратора.

Кумулятивные перфораторы основаны на кумулятивном эффекте – повышение местного действия взрыва заряда взрывчатого вечщества в определенном направлении.

Принцип действия: пласт вскрывается под действием узкой струи раскаленных газов или металла.

В головной части скорость струи =6-8км/с, Р=100МПа.

Куммулятивный эффект достигается с помощью кумулятивных зарядов - включает конические или сферические выемки металла.

При подрыве взрывчатого вещества металл расплавляется и переходит в кумулятивную струю.

Скорость хвостовой части струи =2км/с

Создается канал d>dструи

Хвостовая часть скапливается на дне канала.

Материал струи и е высокая температура не оказывают влияния на коллекторские свойства ГП

t струи=1000С. Весь процесс =100мкс.

Кумулятивный заряд – прессованная шашка бризантного взрывчатого вещества цилинлрической, конической или овальной формы. В заряде выемка кумулятивная в которую вставляется металлическая воронка. Там находится детектор. Детонат инициируется от взрыва детонирующего шнура, взрывным патроном.

По способу герметизации кумулятивный заряд делится: Корпусные и безкорпусные

 

37.Торпеды осевого действия ТКО.

Торпеды кумулятивные осевого действия ТКО, ТКОТ. Предназначены для разрушения металлич.предметов, трубных переходников и др. бур.оборудования; опускаются в скв. на кабеле в бурильных трубах, предварительно проводят очистку и промывку скв.от шлама. В ТКО: кумулятивный заряд в корпусе с выемкой, направленной вниз; на кабель выше торпеды крепится груз и торпеды остаются снаряженными без патрона (его устанавливают лишь перед спуском); корпус из Al сплава и силовыми элементами (для работы при Р до 100 Мпа). В ниж.части торпеды – дополнит.фугасный заряд, срабатывающий после основного, дробящий оставшиеся препядствия. t=120 ⁰С. ТКОТ (термостойкие) t=200-230 ⁰С.

 

32.Корпусные кумулятивные перфораторы. – заряды средства взрывания изолированы от внешней среды стальным корпусом.

Преимущество: не загрязняет ствол скважины, не оказывает разрушительного влияния на обсдную колонну и цементный камень.

В одном корпусе 10-12 зарядов, но есть возможность увеличить число зарядов, соединяя корпуса

1 корпус выдерживает 40 взрывов

Корпусные перфораторы однократоного использования.. – струя простреливает корпус

Преимущества: возможность применения более мощных зарядов, можно спускать в СКВ до 100 зарядов

Недостатки: невозможность применения на больших глубинах

ПНК-89 спускают в скважину на трубах(для работы в горизонтальной скважине). они поставляются полностью снаряженные в виде модулей L=1,5м.

Достоинства: за один спуск взрывается большие объекты, можно делать пропуск в интервале перфорации, промывка ствола СКВ, объект можно вскрывать при депрессии на пласт.

Подрыв осуществляется с помощью взрывной головки.

 

39.Торпедирование при ликвидации прихватов бурового инструмента. Разрушение желобов. Метод встряхивания. Торпеды ТДШ.

Торпдирование СКВ – выполнение взрыва в СКВ в заданном месте с целью решения определенных задач.

Область применения

- ликвидация аварий (разрушение металлических предметов на забое, в процессе бурения есть препядствия бурению, их устраняют с помощью торпед).

Разрушают металлические предметы на забое с помощью торпед кумулятивно-осевого действия (ТКО).

Торпеды:

- ТКО (работают при t<120C)

- ТКО-Т (термостойкие) – (работают при t=200-230C)

Корпус торпед из дюралюминиевого сплава. Внутри содержатся чугунные элементы, Р<100МПа, толщина алюминиевого корпуса <15мм.

В торце торпеды размещен фугасный заряд который срабатывает после основного кумулятивного заряда и дробит препятствие.

Производится одновременно спуск до 3-х торпед и одновременный подрыв. Осколки разрушенные извлекаются на поверхность магнитом.

Прихват бур инструмента происходит в следствии прихвата желобом. Для разрушеия желобов применяют удлиненные торпеды и торпеды из детонирующего шнура.

- не герметичная торпеда – дюралюминиевая труба в которой взрывчатое вещество, в качестве взрывчатого вещества цилиндрическая шашка оптимальным диаметром заряда d=0,2-0,4dноминальный.

Методы освобождения прихвата:

-При взрыве взрывная волна снимает усилиеприжимающее трубу к стенке СКВ и буровой раствор без проблем проходит.(церкуляциия пробывочной жидкостью.)

-Метод встряхивания: при взрыве образуется ударная волна, она кратковременно снимает усилие к стенке СКВ. Дополнительно к бур инструменту прикладывается растягивающее усилие.

Наиболее широко применяются торпеды ТДШ (торпеды детонирующ шнур)

Устройство торпеды: головка, взрывной патрон (соединенный тросом), груз, к тросу крепится детонирующий шнур.

ТДШ (t<100C, P<49МПа, dголови=24мм)

ТДШ-Т(термостойкий) - (t<200C, P<98МПа, dголови=50мм, lзаряда=50м)

 

33.Перфораторы на трубах ПНК и ПМТ89.

Спускаются на бурильных/насосно-компрессорных трубах; применяются для работы в горизонт.стволах.

«+» за 1 спуск можно вскрыть мощные нефте-газовые объекты (до 100-тен м); можно делать пропуски в интервалах перфорацию

Предусмотрена возможность промывки ствола скв. и закачки в интервалы перфорации актив.жидкости; можно выкрывать объекты при депрессии на пласт.

Перфораторы идут в виде 21-зарядных модулей, размещенных по 4-5 шт в негермечит.контейнеры. Перфорация осущ-ся при помощи взрывной головки, срабатывающей путем прокачки через колонны НКТ резинового шара.

 

34.Бескорпусные перфораторы.

Каждый заряд герметизируется индивид.оболочкой, выдерживающей Ргидростат в скв., но разрушающейся при взрыве. Заряды собираются в гирлянды, взрывание произв-ся ДШ от взрывного патрона.

2 типа: 1. частично разрушающиеся: заряд смонтирован в стальной ленте/проволочных каркасах; после срабатывания заряда его извлекают на поверхность вместе с грузом.

2. полностью разрушающиеся: заряд в гирляндах, несущих конструкциях (звенья разной конструкции); при взрыве они разруш-ся и остаются в скв., на поверхн. извлекается лишь кабель с наконечником. «-» возд-е заряда на обсадную колонну и цемент в затрубном простр-ве; засорение скв.осколками. «+» возможность проводить работы через НКТ (насосно-компрессорные трубы) с открытым концом; вскрывать значительные по мощности интервалы.

 

38. Кассетные головки.

Предназначены для спуска в СКВ и подрыва 2-х кумулятивных торпед.

ГК-360

Головка может спускать 3 торпеды

Головка имеет:

- герметичный корпус с каналами для детонирующих шнуров.

- втулки

- резиновые кольца, прокладки для герметизации

- в верхней части головки помещен взрывной патрон

- в нижней части головки каналы заканчиваются посадочными грузами под торпеды и втулки

Принцип действия

При срабатывании патрона детонация от шнура передавется зарядом торпеды, что происходит одновременное срабатывание торпед

Предназнач для однократного использования.

35. Использование различных типов перфораторов в зависимости от режима бурения (на репрессии, депрессии), от геологической характеристики объекта и тех.сост.скв. Понятие о современных технолог. перфорации и разрыва пласта.

Если пласт обладает хорошими коллекторскими свойствами, мало загрязнен при бурении и способен самоочищаться – вскрытие при репрессии.

Скв.заполнена растворами, не засоряющими перфорационные каналы, с добавлением ПАВ (поверхносто-активные вещ-ва), нефти и РНО – ПК, ПКО, ПКОС.

При депрессии и бурении на равновесии в случае понижающего проникновения в прискважинной зоне и отсутствия притока после перфорации. (АПД) применяют малогаборит., бескорпусные перфораторы на НКТ (насосно-компрессорные трубы)

Выбор типа перфоратора опредс-ся геологич.хар-ками объекта и тех.сост.скв.

Пулевые: в пластах с плохими коллекторскими св-ми, при большой зоне загрязнения (гп малой с ср.твердости)

Кумулятивные перфораторы: эфф-ны в твердых гп.

 

36.Торпедирование скв.: определение, назначение работ, решаемые задачи.

Торпедирование – выполнение взрыва в скважине в заданном месте с целью решения определенных задач. Задачи: 1. высвобождение прихваченных трубных колонн методом «встряхивания», ослаблением резьбовых соединений при развинчивании, а также обрывом или перерезанием; 2. профилактика прихватов буриль.инстр-та при разрушении желобов; 3. при разрушении металлич.предметов, оставшихся в скважине или упавших туда; 4. вскрытие пласта в закрепленных трубами скважинах (созданием трещин в трубах и затрубном пространстве); 5. при очистке фильтров в нефтяных скв, для увеличения их производительности; 6. увеличение проницаемости прискважинной зоны проницаемого пласта; 7. при удалении остатков цемента со стенок обсад.колонн; 8. при заклинивании вала турбобура для освобождения его от прихвата.

 

Взрывной пакер типа ВП

Состоит из:

-Корпуса

-пробки с резиновыми кольцами

-электроввода

-переходники

Переходники соед. Корпусом под средством стальных шариков. Корпус из алюминиевого сплава, в котором размещаются заряды пороха. К электровводу подсоединяется воспламенитель.

ВП спускается в скв. на 1жильном кабеле. К кабелю подключена кабельная головка и груз. По кабелю подается импульс тока, от которого срабатывает электровоспламенитель, который поджигает порох. Под действием давления пороховых газов корпус расширяется до прочных сцеплений с обсадной трубой. Под действием газов обеспечивается разъединение корпусов и переходников и происходит отцепление от кабеля головки и груза и тем самым можно использовать многократно. Так же имеется узел автоматического отцепления кабеля.

Точка пороховых зарядов (ПЗ) устанавливается по спец. Графикам, в зависимости от внутреннего d трубы и гидростатического р в интервальной установке.

ВП 88, ВП 92, ВП 110, ВП 102, ВП 118, ВП 125 (по наружному d)

Max p=60

T= 120°C

т ПЗ 0,2-0,6 max 0,3-1

толщина стенки 18-20мм

l=1,5 м (и переходник+груз)

m (и переходник+груз)36-60 кг

ВП соединен с цементной желовкой

 

41.Торпедирование при обрыве бурового инструмента. Торпеды ТШ и труборезы. ТРК.

Применяют шашечные торпеды ТШ и кумулятивные труборезы.

Шашечные торпеды ТШ – корпус из дюралюминиевой трубы в этом корпусе отдельные шашки взрывчатого вещества. Спускаем ее на кабеле. Содержит взрывной патрон, герметиированный элктроввод для подсоединения к жилам кабеля.

ТШ-84 – (Рмах=49МПа, t<100С)

ТШ-Т – (термостойкие) - (Р<147МПа, t=220-230C)

Кольцевой кумулятивный труборез ТРК – для перерезания труб. Принцип действия:

При взрыве взрывчатого вещества образуется кольцевая кумулятивная струя движется в горизонтальном плоскости и перерезает трубу.

Требования:

- радиус действия ограничен,

- расстояние между корпусом трубореза и трубой минимальное.

- ускорение бурения (разрушение валунов твердых ГП, очистка забоя СКВ от металлических предметов)

- предупреждение аварий (очистка ствола СКВ от металлических предметов)

- разрушение желобов (ТШ)

- ликвидация аварий (освобождения бурового инструмента от прилипания к стенке СКВ, ослабление резьбовых соединений, обрыв бурового инструмента, восстановление циркуляции)

 

42.Торпедирование при воздействии на прискважинную зону.

Применяется При вскрытии низкопористых отложений чтобы установить проницаемость призабойной зоны.

Торпедирование:

-Небольшие заряды взрывчатого вещества

-Большие фугасные заряды

-Большие пласовые взрывы

Радиус трещин и каверн зависит от свойств ГП, от энергии взрывчатого вещества, от гидростатического давления, от массы взрываемого заряда на 1 скв

Нежелательно использовать торпедирование в плотных отлажениях.

С увеличением глубины уменьшается эффективность метода и уменьшается радиус трещин.

А) обсаженная СКВ. Применяются торпеды с небольшим зарядом m=5кг.

(dзаряда/dскв)=0,2-0,3. Длина торпеды >6dскв.

Действие взрыва направлено радиально. В колонне образуется трещины, которые распространяются в цементном камне и в ГП.

Большой заряд применяют вГП. Образуется каверна до 4dскв.

Торпеды большого заряда собираются из шашек взрывчатого вещества (сплав гексогена). В центре шашки отверстие. В верхней и нижней части размещаются взрыватели замедленного действия с часовым механизмом.

d min 126 мм, max – 236мм.

Плотность заряда min – 19,4 кг/м, max – 60,4 кг/м.

Опускают в СКВ на кабеле. Если интервал торпедирования выше забоя, то создают искусственный забой. после кабель извлекают на поверхность и над торпедой цементный мост =20-30м.

 

Шлипсовый пакер типа ВПШ

Состоит из

-пакерующей части

-камеры

Они соединяются резьбовой шпилькой, состоящей из алюминиевого сплава, рассчитана на определенную силу разрыва.

Пакерующая часть включает шток, насаженными на него конусами.

Камера состоит из корпуса, подвижной гильзы, наконечника и пробки с уплотненными кольцами и электровводами, к нему подсоединяется заряд ВВ (m=120г)

Принцип действия:

При воспламенении заряда и под действием р пороховых зарядов, гильза перемещается относительно корпуса, тем самым воздействует на шток пакерующей части и осаживает плашки до упора в обсаженную трубу и сжимает резиновые манжеты. Тем самым плашки удерживают ВПШ в скв, а манжеты обеспечивают герметизацию.

После посадки, увеличившееся р разрывает соединяющую шпильку.

ВПШ-82

Р=150 Мпа

Т= 200 °С

m = пакерующая часть – 15,6 кг и камера – 33

l = пакерующая часть – 404 мм и камера – 861 мм

ВПШ-102

Р=150 Мпа

Т= 200 °С

m = пакерующая часть – 9,6 кг и камера – 24 кг

l = пакерующая часть – 375 мм и камера – 863мм

 

48.Кольцевой пакер типа КВП.

Пакер – позволяет полностью или частично перекрыть СКВ.

Принцип действия: инициируется пороховой заряд, создается избыточное давление порохового газа, перекрывается ствол СКВ.

Задачи пакера:

-Одновременное разделение эксплуатации нескольких горизонтов.

-Регулирование процесса разработки многопластовых месторождений

-Изоляция интервала в эксплуатационных и нагнетательных скважинах

-Закачка в СКВ цементного раствора под давлением.

-Создание искусственного забоя

-Ограничение ввода притоков в СКВ

Кольцевой пакер КВП Состоит из верхних и нижних узлов уплотнения, они соединены между собой трубой и отрезком кабеля.

Каждый узел состоит из алюминиевого сплава, стальной герметичной камеры с пороховым зарядом и электро воспламенителем.

В верхнем узле находится находятся 2 фиксатора соединяет верхнюю камеру с гильзой.

Нижняя камера снабжена сквозным каналом через который при спуске пакера в СКВ полость соединяющая трубы заполняется скважинной жидкостью.

Кабель соединяет верхнюю и нижнюю камеры – для электрической связи между ними.

На заданной глубине происходил отстрел, гильзы деформируются и плотно прилегают в трубе. Одновременно происходит перемещение верхней пробки в верхней камере, тогда верхние камеры гильзы разъединяются.

Под действием натяжения кабеля камеры извлекаются на поверхность, можно использовать многократно.

Рекомендуют проводить шаблонирование самим пакером.

КВП-118 (Р=30Мпа, t=100С, масса порохового заряда=0,25-0.58

Длина пакера max=16м.

Длина узлов=7м.

Масса узлов = 20-35кг.