Пороховой генератор

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: ускорение сборки порохового генератора перед его спуском в скважину, снижение трудоемкости монтажных работ, предохранение геофизического кабеля от повреждений, повышение надежности электрического соединения спиралей накаливания порохового генератора с геофизическим кабелем. Решение указанных задач достигнуто за счет того, что пороховой генератор, спускаемый в скважину на геофизическом кабеле состоит из пороховых зарядов выполненных в виде цилиндров, соединенных между крышкой и поддоном тросом, в верхнем и нижнем пороховых зарядах установлены спирали накаливания, электрически соединенные с геофизическим кабелем, между геофизическим кабелем и спиралями накаливания установлен дополнительный кабель, одна сторона которого присоединена к спиралям накаливания, а другая соединена через разъем с геофизическим кабелем, причем трос также закреплен на разъеме со стороны пороховых зарядов. Со стороны геофизического кабеля разъем выполнен в виде наконечника а со стороны пороховых зарядов в виде головки скважинного прибора. Разъем выполнен с предотвращающим самопроизвольное разъединение механическим креплением, например в виде накидной гайки. Перед спиралями накаливания установлены разъемы спиралей накаливания. Соединенные разъемы спиралей накаливания выполнены с предотвращающим самопроизвольное разъединение механическим креплением. Дополнительный кабель прикреплен к тросу. Дополнительный кабель может быть прикреплен к тросу хомутами. 1 с.п-т ф-лы, 6 зав. п-тов, илл.2.

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

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, высокая трудоемкость сборки перед спуском в скважину, повреждение геофизического кабеля во время работы устройства.

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 генератора давления является отсутствие проработки его соединения с геофизическим кабелем.

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. Твердотопливные 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 твердотопливного элемента. В других вариантах приведено и другое размещение составных частей устройства и их выполнение. Недостатком устройства является высокая трудоемкость сборки перед спуском в скважину и низкая надежность электрического соединения спиралей накаливания порохового генератора с геофизическим кабелем.

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 шашки из недетонирующего смесевого топлива эластитного типа. Недостатком устройства является повреждение геофизического кабеля во время работы устройства, 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 высокая трудоемкость монтажных работ и низкая надежность электрического соединения спиралей накаливания порохового генератора с геофизическим кабелем.

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. Недостатками устройства являются: повреждение геофизического кабеля во время работы устройства, высокая трудоемкость монтажных работ, низкая надежность электрического соединения спиралей накаливания порохового генератора с геофизическим кабелем

Задачами создания полезной модели являются: ускорение сборки порохового генератора перед его спуском в скважину, снижение трудоемкости монтажных работ, предохранение геофизического кабеля от повреждений, повышение надежности электрического соединения спиралей накаливания порохового генератора с геофизическим кабелем.

Решение указанных задач достигнуто за счет того, что пороховой генератор, спускаемый в скважину на геофизическом кабеле состоит из пороховых зарядов выполненных в виде цилиндров, соединенных между крышкой и поддоном тросом, в верхнем и нижнем пороховых зарядах установлены спирали накаливания, электрически соединенные с геофизическим кабелем, между геофизическим кабелем и спиралями накаливания установлен дополнительный кабель, одна сторона которого присоединена к спиралям накаливания, а другая соединена через разъем с геофизическим кабелем, причем трос также закреплен на разъеме со стороны пороховых зарядов. Со стороны геофизического кабеля разъем выполнен в виде наконечника а со стороны пороховых зарядов в виде головки скважинного прибора. Разъем выполнен с предотвращающим самопроизвольное разъединение механическим креплением, например в виде накидной гайки. Перед спиралями накаливания установлены разъемы спиралей накаливания. Соединенные разъемы спиралей накаливания выполнены с предотвращающим самопроизвольное разъединение механическим креплением. Дополнительный кабель прикреплен к тросу. Дополнительный кабель может быть прикреплен к тросу хомутами.

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.12, где:

на фиг.1 приведен пороховой генератор.

на фиг.2 приведен разрез А-А

Пороховой генератор, спускается в скважину на геофизическом кабеле 1 и состоит из пороховых зарядов 2 выполненных в виде цилиндров, соединенных между крышкой 3 и поддоном 4 тросом 5, в верхнем и нижнем пороховых зарядах 2 установлены спирали накаливания 6, электрически соединенные с геофизическим кабелем 1, между геофизическим кабелем 1 и спиралями накаливания 6 установлен дополнительный кабель 7, одна сторона которого присоединена к спиралям накаливания 6, а другая соединена через разъем 8 с геофизическим кабелем 1, причем трос 5 также закреплен на разъеме 8 со стороны пороховых зарядов 2. Со стороны геофизического кабеля 1 разъем выполнен в виде наконечника 9 а со стороны пороховых зарядов в виде головки скважинного прибора 10. Разъем 8 выполнен с предотвращающим самопроизвольное разъединение механическим креплением, например в виде накидной гайки 11. Перед спиралями накаливания 6 могут быть установлены разъемы спиралей накаливания 12. Соединенные разъемы спиралей накаливания 12 выполнены с предотвращающим самопроизвольное разъединение механическим креплением. Дополнительный кабель 7 прикреплен к тросу 5. Дополнительный кабель может быть прикреплен к тросу 5 хомутами 13.

Пороховой генератор работает следующим образом. Перед спуском в скважину соединяют пороховой генератор с геофизическим кабелем 1, через дополнительный кабель 7 закрепленный хомутами к тросу 5, который закреплен к нижней части разъема 8 функцию разъема 8 выполняет головка скважинного прибора 10 зафиксированная в кабельном наконечнике 9 накидной гайкой 11. На геофизическом кабеле 1 пороховой генератор спускается в интервал обработки. После чего на спирали накаливания 6 по геофизическому кабелю 1 подается напряжение. Спирали накаливания 6 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. После проведения обработки пласта несгоревшие детали порохового генератора поднимаются на геофизическом кабеле. Накидная гайка 11 отворачивается, разъем 8 разъединяется. Геофизический кабель 1 может без восстановления разъема 8 использоваться для работы в следующей скважине. Длина дополнительного кабеля 7 выбирается, таким образом, чтобы в процессе работы порохового генератора предотвратить повреждение разъема 8 и геофизического кабеля 1.

Применение полезной модели позволило:

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

2. Снизить трудоемкость монтажных работ.

3. Предохранить геофизический кабель от повреждений

4. Повысить надежность электрического соединения спиралей накаливания порохового генератора с геофизическим кабелем.

5. Повысить или восстановить пропускные свойства прилегающей к скважине породы

6. Обеспечить термогазохимическую обработку и разрыв нефтегазоносных пластов

1. Пороховой генератор, спускаемый в скважину на геофизическом кабеле, состоящий из пороховых зарядов, выполненных в виде цилиндров, соединенных между крышкой и поддоном тросом, в верхнем и нижнем пороховых зарядах установлены спирали накаливания, электрически соединенные с геофизическим кабелем, отличающийся тем, что между геофизическим кабелем и спиралями накаливания установлен дополнительный кабель, одна сторона которого присоединена к спиралям накаливания, а другая - соединена через разъем с геофизическим кабелем, причем трос также закреплен на разъеме со стороны пороховых зарядов.

2. Пороховой генератор по п.1, отличающийся тем, что со стороны геофизического кабеля разъем выполнен в виде наконечника, а со стороны пороховых зарядов в виде головки скважинного прибора.

3. Пороховой генератор по п.1, отличающийся тем, что разъем выполнен с предотвращающим самопроизвольное разъединение механическим креплением, например, в виде накидной гайки.

4. Пороховой генератор по п.1, отличающийся тем, что перед спиралями накаливания установлены разъемы спиралей накаливания.

5. Пороховой генератор по п.4, отличающийся тем, что соединенные разъемы спиралей накаливания выполнены с предотвращающим самопроизвольное разъединение механическим креплением.

6. Пороховой генератор по п.1, отличающийся тем, что дополнительный кабель прикреплен к тросу.

7. Пороховой генератор по п.6, отличающийся тем, что дополнительный кабель прикреплен к тросу хомутами.