устройство для глубинной перфорации обводненных скважин

Формула изобретения

1. Устройство для глубинной перфорации обводненных скважин, содержащее корпус с установленными в нем кумулятивными зарядами, соединенными детонирующим шнуром, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде колокола, снабженного системой наддува.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что система наддува выполнена в виде испарительного газогенератора на криогенной жидкости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к восстановлению производительности эксплуатируемой скважины путем перфорации обсадной колонны и заколонного цементного камня кумулятивными зарядами (КЗ).

Известны КЗ, применяемые в обводненных условиях. Так, в изобретении по а. с. СССР 1820176, МКИ F 42 В1/02 от 05.03.90 г. описан КЗ, имеющий детонирующий шнур, закрепленный в детонирующей шашке, залитый расплавом водоустойчивого взрывчатого вещества (ВВ), например тротила, что повышает надежность его работы. Недостатком данного решения является то, что для просечки необходимого числа отверстий в обсадной колонне (15-20 отверстий диаметром 8 мм на 1 м колонны, причем перфорируемый участок может находиться на глубине до 5000 м), придется выполнить 15-20 спусков КЗ в шахту.

Из известных решений наиболее близким по технической сущности является устройство для пробивания отверстий в скважине, пат. США 4919050, МКИ F 42 В1/02, 24.04.90. Указанное устройство содержит трубчатый корпус, в стенке которого образованы участки с уменьшенной толщиной в виде выемок на наружной поверхности трубы. Внутри корпуса расположены приспособления для пробивания отверстий на указанных участках. Каждое приспособление содержит полый заряд конической формы, обращенный раскрывом к соответствующему участку. При детонации заряда стенка пробивается с образованием отверстия в скважине. Для повышения перфорационного эффекта внутри канала заряды размещены в воронкообразных элементах, толщина стенок которых превышает толщину стенки корпуса на площади пробиваемого участка. При детонации зарядов размеры пробираемых отверстий в стенке увеличиваются до размера раскрыва элементов.

Недостатком прототипа является то, что при работе на больших глубинах в скважине, заполненной водно-солевым раствором с температурой до 400К, возможна коррозия или другие повреждения детонирующего шнура.

Целью изобретения является повышение надежности перфорирующего устройства.

Поставленная цель достигается тем, что перфорирующее устройство помещается в корпус, выполненный в виде колокола и снабженный системой наддува (СН), позволяющей по мере спуска в шахту поддерживать заданный уровень воды в колоколе. При этом наддув газа может осуществляться как с поверхности скважины, так и автономно. Например, СН можно реализовать в виде емкости с криогенной жидкостью, испаряющейся по мере спуска колокола в шахту. В качестве криогенной жидкости наиболее целесообразно использовать инертные нетоксичные вещества, например азот.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображено устройство в разрезе, которое состоит из корпуса 1, выполненного в виде колокола с выемками 2 на наружной поверхности корпуса, кумулятивных зарядов 3, детонирующего шнура 4, узла крепления 5 корпуса к геофизическому кабелю, герметизирующего вещества 6, газогенератора 7 с дренажным отверстием 8 и криогенной жидкостью 9.

Корпус 1 представляет собой колокол с узлом крепления 5 к геофизическому кабелю, через который выводится детонирующий шнур 4. В корпусе находятся кумулятивные заряды 3, связанные между собой детонирующим шнуром, и газогенератор 7. На наружной поверхности корпуса выполнены выемки 2, расположенные напротив КЗ. По мере спуска корпуса в шахту происходит испарение криогенной жидкости (КЖ) 9 через дренажное отверстие 8. Чем глубже опускается корпус в шахту, тем выше температура окружающей среды и тем выше темп испарения КЖ. Масса КЖ рассчитывается таким образом, чтобы объем испарившегося газа при давлении в скважине 50 МПа (что соответствует давлению столба жидкости на глубине 5000 м) превышал объем корпуса. В этом случае испаряющаяся КЖ создает в корпусе газовую подушку, препятствующую поступлению туда водно-солевого раствора из скважины, и КЗ с детонирующим шнуром остаются сухими в любой момент погружения, что обеспечивает их надежную детонацию. Излишки газа удаляются через нижнюю кромку корпуса. Герметизирующее вещество 6 препятствует утечке газа через узел крепления в месте вывода детонирующего шнура. Для повышения перфорационного эффекта обеспечивается плотное прилегание КЗ к стенке корпуса в местах, ослабленных с наружной стороны выемками 2.