Пороховой генератор давления

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а конкретно к пороховым генераторам давления и может быть использовано для интенсификации добычи нефти и газа, вызванной механическим, тепловым и физико-химическим воздействием на нефтегазоносные пласты продуктов сгорания твердого топлива.

Задачами создания полезной модели являются: улучшение прохождения порохового генератора давления в интервал предполагаемой обработки, уменьшение внешнего диаметра устройства, предотвращение смещения пороховых зарядов, ускорение сборки порохового генератора давления перед его спуском в скважину.

Указанные задачи решены за счет новой конструкции порохового генератора давления. Пороховой генератор давления, спускается в скважину на геофизическом кабеле и состоит из пороховых зарядов собранных между крышкой и поддоном, в верхнем и нижнем пороховых зарядах установлены спирали накаливания, электрически соединенные с геофизическим кабелем причем, все пороховые заряды соединены между собой тросом, а трос соединяющий отдельные пороховые заряды расположен в пазу выполненным вдоль боковой поверхности порохового заряда. С одной стороны порохового заряда на торце выполнен выступ, а с другой стороны впадина причем пороховые заряды частично входят друг в друга. Глубина паза на боковой поверхности порохового заряда больше или равна диаметру троса соединяющего отдельные заряды. Ширина паза на боковой поверхности порохового заряда больше диаметра троса соединяющего отдельные заряды. Паз может быть выполнен с радиусом. Паз может быть выполнен прямоугольным. Выступы и впадины на торцах порохового заряда для их радиальной фиксации относительно друг друга могут быть выполнены фигурными.

1 с. п-т ф-лы, 6 зав. п-тов, илл. 9.

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а конкретно к пороховым генераторам давления и может быть использовано для интенсификации добычи нефти и газа, вызванной механическим, тепловым и физико-химическим воздействием на нефтегазоносные пласты продуктов сгорания твердого топлива.

Известен "Пороховой генератор давления облицовочный" для корпусных кумулятивных перфораторов и имплозивных устройств, по заявке РФ на изобретение 2009115084 выполненный в виде набора фрагментов, закрепляемых на корпусе устройств последовательно один за другим в единый трубчатый облицовочный заряд. Его фрагменты могут собираться из стержневых элементов любого профиля баллиститных артиллерийских порохов. Фрагменты Порохового генератора давления облицовочного могут изготавливаться в виде однородных конструкций в форме трубы путем склеивания торцов пороховых элементов полимером холодного отверждения или в форме гибких пластин путем обвязки пороховых элементов нитроцеллюлозной или хлопчатобумажной лентой. Недостатком порохового генератора является отсутствие центровки отдельных пороховых зарядов.

Известно "Устройство для перфорации скважин и трещинообразования в пласте" по патенту РФ на изобретение 2170339. Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и, в частности, к кумулятивным перфораторам и пороховым генераторам давления, применяемым в скважинах. Обеспечивает увеличение эффективности перфоратора и увеличение размеров каналов в колоннах и создания дополнительных трещин в прилегающей к скважине зоне. Сущность изобретения: устройство содержит соединенный с кабелем-тросом для спуска в скважину кумулятивный перфоратор с зарядами взрывчатого вещества. Он образует при детонации кумулятивные струи. Имеется пороховой генератор давления с твердотопливными элементами. Тверд отопливные элементы порохового генератора давления расположены между кумулятивными зарядами взрывчатого вещества или около зарядов взрывчатого вещества, соприкасаясь с ними. Твердотопливные элементы могут быть расположены в нижней части устройства вместо груза или части этого груза. При этом твердотопливные элементы не пересекают оси кумулятивных струй и выполнены из неметаллизированного баллиститного или смесевого твердого ракетного топлива в виде цилиндров с центральным круглым каналом, в которых длина и диаметр центрального канала связаны соотношением (2040):1. Содержание наполнителя-стабилизатора горения к массе твердотопливного элемента составляет не более 1,5%. В других вариантах устройства длина и диаметр центрального канала связаны другими соотношениями. Кроме того, в других вариантах приведено другое содержание наполнителя-стабилизатора горения к массе твердо-топливного элемента. В других вариантах приведено и другое размещение составных частей устройства и их выполнение. Недостатком устройства является отсутствие центровки отдельных пороховых зарядов, высокая трудоемкость сборки перед спуском в скважину.

Известен "Способ перфорации и обработки призабойной зоны скважины и устройство для его осуществления" по патенту РФ на изобретение 2162514 Использование: при эксплуатации нефтяных скважин. Обеспечивает за один спуск-подъем аппаратуры перфорацию скважины, очистку обрабатываемого пласта от кольматирующих элементов, а сформированных перфорационных каналов в пласте - от корочки запекания и осуществление разрыва пласта. Сущность изобретения: способ и устройство для его осуществления включают перфорацию скважины корпусным кумулятивным перфоратором и имплозионное воздействие непосредственно в момент окончания перфорации скважины для очистки сформированных перфорационных каналов от корочки запекания с помощью имплозионной камеры, внутренняя полость которой соединена с внутренней полостью перфоратора. После этого срабатывает термогазогенератор, соединенный с перфоратором соединительным узлом, в котором имеется решетка с заглушенными отверстиями. Горячие газы термогазогенератора поступают в корпус перфоратора и через отверстия в его корпусе для кумулятивных зарядов по предварительно сформированным перфорационным каналам воздействуют непосредственно на перфорационные каналы в пласте. Выбирают характеристики заряда, конструкцию устройства и условия работы такими, чтобы обеспечить давление гидроразрыва пласта. Для оценки характера воздействия и характера работы устройства оно снабжено датчиками температуры и давления, а для определения места расположения прибора в скважине - локатором муфт. Недостатком устройства является отсутствие центровки отдельных пороховых зарядов, высокая трудоемкость сборки перед спуском в скважину.

Известно "Устройство для вскрытия и газодинамической обработке пласта" по патенту РФ на изобретение 194151. Изобретение относится к технике прострелочно-взрывных работ в скважинах и может быть использовано для вторичного вскрытия прискважинной зоны пласта. Обеспечивает возможность создания дополнительного энергоносителя, способного образовывать при срабатывании кумулятивных зарядов в скважине мощный поток газов, движущийся за кумулятивной струей. Сущность изобретения: устройство включает корпусный кумулятивный перфоратор с головкой с загерметизированными боковыми отверстиями, кумулятивными зарядами, наконечником и две герметичные воздушные камеры с атмосферным давлением. Они расположены на концах перфоратора. В воздушных камерах размещены пороховые заряды. Между ними и кумулятивными зарядами помещены защитные шащки из недетонирующего смесевого топлива эластитного типа. Недостатком устройства является отсутствие центровки отдельных пороховых зарядов, высокая трудоемкость сборки перед спуском в скважину.

Известен "Газогенератор на твердом топливе для обработки нефтегазовых скважин" по патенту РФ на изобретение 2311529 Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для стимуляции прискважинной зоны нефтегазового пласта твердотопливными зарядами - газогенераторами. Обеспечивает повышение надежности и эффективности устройства, достижение более высокого дебита нефти, газоконденсата и газа в скважинах любой направленности. Сущность изобретения: устройство включает трубчатые цилиндрические заряды, обеспечивающие вибрационный режим горения, воспламенительный заряд и грузонесущий геофизический кабель с элементами крепления конструкции. Согласно изобретению при обработке крутонаклонных, искривленных скважин и горизонтальных скважин, геофизический кабель расположен внутри гибкой непрерывной трубы, повторяющей направления скважины, имеет токопроводящие жилы для подсоединения к проводам инициирующего узла воспламенительного заряда. При этом гибкая непрерывная труба соединена с защитным кожухом - оболочкой вокруг зарядов в виде перфорированной или неперфорированной металлической насосно-компрессорной трубы, или изготовленной из стеклопластика, с помощью деталей, обеспечивающих стягивание зарядов вплотную друг с другом и с ней. Трубчатые цилиндрические заряды имеют длину каналов и разные диаметры этих каналов для обеспечения высокочастотных и низкочастотных импульсов давления при горении этих зарядов. Недостатком устройства является высокая трудоемкость сборки перед спуском в скважину.

Известен "Комплексный способ стимуляции скважин" по патенту РФ на изобретение 2282027 Способ используют в нефтяной промышленности. Обеспечивает повышение эффективности стимулирования скважины за счет усиления коплексного термогазохимического, барического и виброволнового воздействия на призабойную зону нефтяного пласта за счет использования порохового заряда без остаточных догорающих фрагментов топлива. Сущность изобретения: способ включает термогазохимическое барическое и виброволновое воздействие на продуктивный пласт с помощью газогенератора. Он имеет цилиндрический бескорпусный заряд с центральным круглым каналом из твердотопливного материала и соединен с геофизическим кабелем. Воздействие осуществляют путем сжигания в интервале продуктивного пласта этого заряда с одновременным накоплением давления пороховых газов в полости его центрального канала с последующей передачей энергии горения в продуктивный пласт. Согласно изобретению для избавления от остаточных фрагментов заряда в конце его горения используют заряд с выступающими на противоположных сторонах цилиндрической поверхности сегментами, параллельными оси его центрального канала с выполненными в них продольными пазами. При этом расстояние между пазами равно наружному диаметру цилиндрической части шашки. Отношение длины окружности шашки к основанию каждого из выступающих сегментов составляет (6÷9)÷1 Недостатком изобретения является наличие выступающих сегментов увеличивающих наружный диаметр устройства.

Известен пороховой генератор давления по книге Семенова Ю.В., Войтенко B.C. и др. "Испытание нефтегазоразведочных скважин в колонне" Москва, Недра, 1983, стр 231. (прототип) Пороховой генератор давления состоит из пороховых зарядов собранных между крышкой и поддоном, в верхнем и нижнем пороховых зарядах установлены спирали накаливания, электрически соединенные с геофизическим кабелем, пороховые заряды соединены между собой тросом, который проходит между выступами выполненными на боковой поверхности пороховых зарядов. Недостатком устройства является наличие выступов увеличивающих наружный диаметр устройства, а также отсутствие центровки отдельных пороховых зарядов и повышенная трудоемкость сборки устройства.

Задачами создания полезной модели являются: улучшение прохождения порохового генератора давления в интервал предполагаемой обработки, уменьшение внешнего диаметра устройства, предотвращение смещения пороховых зарядов, ускорение сборки порохового генератора давления перед его спуском в скважину.

Решение указанных задач достигнуто за счет того, что пороховой генератор давления, спускаемый в скважину на геофизическом кабеле состоит из пороховых зарядов собранных между крышкой и поддоном, в верхнем и нижнем пороховых зарядах установлены спирали накаливания, электрически соединенные с геофизическим кабелем причем, все пороховые заряды соединены между собой тросом, а трос соединяющий отдельные пороховые заряды расположен в пазу выполненным вдоль боковой поверхности порохового заряда. С одной стороны порохового заряда на торце выполнен выступ, а с другой стороны впадина причем пороховые заряды частично входят друг в друга. Глубина паза на боковой поверхности порохового заряда больше или равна диаметру троса соединяющего отдельные заряды. Ширина паза на боковой поверхности порохового заряда больше диаметра троса соединяющего отдельные заряды. Паз выполнен с радиусом. Паз выполнен прямоугольным. Выступы и впадины на торцах порохового заряда для их радиальной фиксации относительно друг друга выполнены фигурными.

Предложенное техническое решение обладает новизной и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями полезной модели. Новизна технического решения подтверждается проведенными патентными исследованиями. Промышленная применимость обусловлена тем, что при изготовлении порохового генератора давления применяются недефицитные материалы и известные технологии.

Сущность полезной модели поясняется на фиг.19, где:

на фиг.1 приведен пороховой генератор давления.

на фиг.2 приведен разрез А-А

на фиг.3 приведен разрез Б-Б

на фиг.4 и 5 приведен разрез Б-Б с фигурной формой соединения пороховых зарядов

на фиг.6 и 7 показаны торцы порохового заряда с впадиной и выступом

на фиг.8 и 9 показаны торцы порохового заряда выполненные с впадиной и выступом фигурной формы, например в виде многоугольника.

Пороховой генератор давления, спускается в скважину на геофизическом кабеле 1 и состоит из пороховых зарядов 2 собранных между крышкой 3 и поддоном 4, в верхнем и нижнем пороховых зарядах установлены спирали накаливания 5, электрически соединенные проводами 6 с геофизическим кабелем 1 причем, все пороховые заряды 2 соединены между собой тросом 7, а трос соединяющий отдельные пороховые заряды 2 расположен в пазу 8 выполненным вдоль боковой поверхности порохового заряда 2. С одной стороны порохового заряда 2 на торце выполнен выступ 9, а с другой стороны впадина 10 причем пороховые заряды 2 частично входят друг в друга. Глубина паза 8 на боковой поверхности порохового заряда 2 больше или равна диаметру троса 7 соединяющего отдельные пороховые заряды 2. Ширина паза на боковой поверхности порохового заряда 2 больше диаметра троса 7 соединяющего отдельные пороховые заряды 2. Паз 7 может быть выполнен с радиусом. Паз 7 может быть выполнен прямоугольным. Выступы 9 и впадины 10 на торцах порохового заряда 2 для их радиальной фиксации относительно друг друга могут быть выполнены фигурными.

Пороховой генератор давления работает следующим образом. На геофизическом кабеле 1 он спускается в интервал обработки. После чего на спирали накаливания 5 по геофизическому кабелю подается напряжение. Спирали 5 нагреваются и воспламеняют пороховые заряды 2. Горение пороховых зарядов 2 в скважине сопровождается механическим, тепловым, и физико-химическим воздействием на пласт, что позволяет увеличить приток нефти и газа в эксплуатационных скважинах. За счет отсутствия выступающих частей на поверхности порохового генератора давления, он может использоваться в скважинах с более интенсивным набором зенитного угла, а также в скважинах с меньшим проходным диаметром. Выступы 9 и впадины 10 на торцах порохового заряда 2 позволяют ускорить сборку пороховых зарядов 2, а также зафиксировать их от радиального перемещения, что позволяет обеспечить ориентацию пазов 8 на отдельных пороховых зарядах и снизить нагрузки на трос 7

Применение полезной модели позволило:

1. Проводить термогазохимическую обработку и разрыв нефтегазоносных пластов в скважинах с меньшим внутренним диаметром

2. Ускорить сборку порохового генератора давления перед его спуском в скважину.

3. Предотвратить радиальное смещение пороховых зарядов.

4. Улучшить центрирование отдельных пороховых зарядов друг с другом.

5. Улучшить прохождение порохового генератора давления по стволу скважины в интервал предполагаемой обработки.

6. Повысить или восстановить пропускные свойства прилегающей к скважине породы.

7. Обеспечить термогазохимическую обработку и разрыв нефтегазоносных пластов.

1. Пороховой генератор давления, спускаемый в скважину на геофизическом кабеле, состоящий из пороховых зарядов, собранных между крышкой и поддоном, в верхнем и нижнем пороховых зарядах установлены спирали накаливания, электрически соединенные с геофизическим кабелем, причем все пороховые заряды соединены между собой тросом, отличающийся тем, что трос, соединяющий отдельные пороховые заряды, расположен в пазу, выполненном вдоль боковой поверхности порохового заряда.

2. Пороховой генератор давления по п.1, отличающийся тем, что с одной стороны порохового заряда на торце выполнен выступ, а с другой стороны - впадина, причем пороховые заряды частично входят друг в друга.

3. Пороховой генератор давления по п.1, отличающийся тем, что глубина паза на боковой поверхности порохового заряда больше или равна диаметру троса, соединяющего отдельные пороховые заряды.

4. Пороховой генератор давления по п.1, отличающийся тем, что ширина паза на боковой поверхности порохового заряда больше диаметра троса, соединяющего отдельные пороховые заряды.

5. Пороховой генератор давления по п.1, отличающийся тем, что паз выполнен с радиусом.

6. Пороховой генератор давления по п.1, отличающийся тем, что паз выполнен прямоугольным.

7. Пороховой генератор давления по п.2, отличающийся тем, что выступы и впадины на торцах порохового заряда для их радиальной фиксации относительно друг друга выполнены фигурными.