Устройство малогабаритное для совместного вскрытия и газодинамической обработки нефтегазовых скважин
Полезная модель относится к области нефтегазодобычи, в частности к прострелочно-взрывным работам. Устройство представляет собой малогабаритный перфоратор-генератор одноразового применения с извлекаемым каркасом, включающий в себя кумулятивные заряды (КЗ) и газогенерирующие заряды (ГГЗ), детонирующий шнур (ДШ) и взрывной патрон.
Новым в устройстве является то, что ГГЗ размещены внутри металлического корпуса (трубы) с пазами (отверстиями) для истечения продуктов горения, а герметичные КЗ размещены на жестком каркасе (сегментном, в виде профилированной ленты), причем соединение корпусов с ГГЗ и каркасов с КЗ выполнено с возможностью их чередования. В зависимости от геолого-технических условий скважины ГГЗ могут быть выполнены из составов с различным удельным объемом газообразных продуктов горения и различной скоростью горения.
Полезная модель относится к области нефтегазодобычи, в частности к прострелочно-взрывным работам (ПВР).
Стимуляция скважин воздействием продуктов горения пороховых зарядов длительно и успешно применяется в нефтегазовой отрасли.
Совмещение операций вскрытия и газодинамической обработки пласта является перспективным направлением развития ПВР.
Существует большое количество так называемых комплексных аппаратов воздействия, выполняющих эту задачу.
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 сложность ее реализации в малогабаритном варианте (для работ через насосно-компрессорные трубы - НКТ).
Такой же недостаток присущ и устройству Stim-Gun [Патент США 5775426, МКИ3 Е21В 43/117. Apparatus and method for perforating and stimulating a subterranean formation. Заявл. 09.09.96 г., опубл. 07.07.98 г.], представляющему собой гильзу из подобного ракетному топливу патентованного твердого материала, размещенную вокруг внешней поверхности перфоратора.
Известно принятое за прототип устройство [Свидетельство на полезную модель 34632, опубл. 10.12.2003 г] малогабаритное для совместной перфорации скважины и воздействия на пласт давлением продуктов горения пороховых зарядов, содержащее две газогенераторные секции в виде набора трубчатых пороховых зарядов с расположенной между ними секцией с кумулятивными зарядами и имеющее единую детонационную цепь инициирования кумулятивных и пороховых зарядов, отличающееся тем, что кумулятивные и пороховые заряды расположены на общем извлекаемом каркасе, а длина секции с кумулятивными зарядами соотносится с суммарной длиной каждой газогенераторной секции как 1:(1-3). Общий извлекаемый каркас выполнен в виде одно-двухслойных профилированных звеньев с соединительными элементами, обеспечивающими фазировку звеньев с кумулятивными зарядами в пределах 0-60°.
Общим недостатком приведенных технических решений является потенциальная возможность возникновения аварии при работе через НКТ в высокотемпературных (>120°С) скважинах вследствие формоизменения газогенерирующих зарядов (ГГЗ), снижения их жесткости (размягчения) и потере, в значительной степени, несущей способности.
Отмеченные недостатки устраняются в заявляемом устройстве малогабаритном для совместного вскрытия и газодинамической обработки нефтегазовых скважин.
На фиг.1 показан общий вид устройства. Герметичные кумулятивные заряды (КЗ) 1 размещены на жестком каркасе (сегментном, в виде профилированной ленты) 2, а газогенерирующие заряды 3 размещены внутри металлического корпуса (трубы) 4 с пазами (отверстиями) 5 для истечения продуктов горения. Кумулятивные заряды срабатывают от детонирующего шнура (ДШ) 6, инициируемого взрывным патроном 7. Сборка спускается на кабеле 8 и снабжена кабельной головкой 9 и наконечником 10.
Размещение ГГЗ внутри металлической трубы предохраняет заряды от контакта с возможными нарушениями обсадной колонны (цементной коркой, предыдущей перфорацией и т.п.) и обеспечивает неизменный габарит сборки. При возможном отказе элементов взрывной цепи (взрывного патрона, ДШ) устройство останется пригодным для извлечения из НКТ.
В зависимости от геолого-технических условий (конструкция скважины, глубина, температура, пластовое давление, фильтрационно-емкостные свойства пласта и пр.) возможно чередование корпусов с ГГЗ и каркасов с КЗ и выполнение ГГЗ из составов с различным удельным объемом газообразных продуктов горения и различной скоростью горения.
Устройство в скважине работает следующим образом. Срабатывающий от электрического импульса взрывной патрон 7 приводит в действие ДШ 6, инициирующий КЗ 1. Газогенерирующие заряды 3 зажигаются продуктами детонации ДШ. 6. Образующаяся при взрыве каждого КЗ кумулятивная струя создает канал в пласте. Продукты горения твердотопливных зарядов развивают каналы в протяженные трещины.
Заявляемое техническое решение использовано ЗАО «НТФ ПерфоТех» при разработке новых перфораторов-генераторов и испытано в стендовых и полигонных условиях.
Сравнение заявляемого решения с прототипом позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна».
1. Устройство малогабаритное для совместного вскрытия и газодинамической обработки нефтегазовых скважин с извлекаемым каркасом, включающее в себя кумулятивные заряды (КЗ) и газогенерирующие заряды (ГГЗ), детонирующий шнур (ДШ) и взрывной патрон, отличающееся тем, что ГГЗ размещены внутри металлического корпуса (трубы) с пазами (отверстиями) для истечения продуктов горения, а герметичные КЗ размещены на жестком каркасе сегментном в виде профилированной ленты, причем соединение корпусов с ГГЗ и каркасов с КЗ выполнено с возможностью их чередования.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ГГЗ выполнены из составов с различным удельным объемом газообразных продуктов горения и различной скоростью горения.
