способ сборки секционного корпусного кумулятивного перфоратора

Формула изобретения

Способ сборки секционного корпусного кумулятивного перфоратора, включающий сборку гирлянд зарядов с детонирующим шпуром на каркасах, заряжание трубных секций корпуса перфоратора, сборку узлов герметизации стыков и последовательную стыковку секций с подвешиванием их на устье скважины, отличающийся тем, что перед заряжанием производят стыковку трубных секций и сборку узлов герметизации стыков на всю длину корпуса перфоратора, опускают корпус в скважину на глубину опрессовки, обдавливают эксплуатационным давлением, поднимают корпус из скважины и подвешивают на устье за его верхний конец, затем проверяют герметичность корпуса путем спуска прибора в полость корпуса до его нижнего конца, а сборку гирлянды и заряжание выполняют с последовательным сращиванием каркасов на всю длину перфоратора, спуском единой гирлянды в полость корпуса и закреплением ее в верхней секции или опорой на нижний конец.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам сборки кумулятивных перфораторов для вскрытия интервалов большой протяженности (до 300 и более метров) в вертикальных и, преимущественно, горизонтальных скважинах.

Известен способ сборки секционного корпусного кумулятивного перфоратора, предусматривающий соединение зарядов с детонирующим шнуром на каркасах с установкой на концах детонирующего шнура детонаторов-усилителей для передачи детонации, установку каркасов в трубные секции корпуса, навинчивание по концам секций переходников с узкими осевыми отверстиями для размещения детонаторов-усилителей, последовательное соединение секций между собой на устье скважины (I).

Недостатками способа являются высокая трудоемкость сборки и недостаточная надежность перфоратора.

Наиболее блиэким к предлагаемому способу является способ сборки секционного корпусного кумулятивного перфоратора, включающий сборку гирлянд зарядов с детонирующим шнуром на каркасах, заряжение трубных секций корпуса перфоратора, сборку узлов герметизации стыков и последовательную стыковку секций с подвешиванием их на устье скважины (II).

Способ имеет следующие недостатки: 1) С увеличением длины перфоратора, предназначенного для вскрытия интервалов большой протяженности (до 300 и более метров), в детонационной цепи перфоратора увеличивается количество устройств передачи детонации, надежность каждого из которых недостаточно высока; следовательно, резко возрастает вероятность прерывания детонации с последующими тяжелыми аварийными последствиями, возникающими при отказе детонационной цепи в корпусных перфораторах. 2) Промысловый опыт перфорации показывает, что в перфораторах длиной свыше 60 метров часто не срабатывают последние секции. Причиной отказов является "эффект хлыста", который возникает в перфораторах при наличии в детонационной цепи узлов передачи детонации практически всех типов (в том числе и детонаторов усилителей, применяемых в аналоге /I/). Причем этот эффект проявляется тем сильнее, чем длиннее перфоратор. Механизм эффекта состоит в следующем: при взрыве кумулятивных зарядов в трубе корпуса перфоратора возникают продольные возмущения - следующие друг за другом с высокой частотой волны сжатия, которые распространяются по корпусу в направлении наконечника со скоростью звука в стали (около 5 км/с. ). Осевая скорость фронта детонации по детонирующему шнуру превышает 6 км/с, но в узлах передачи детонации вследствие задержек, обусловленных принципом действия этих устройств, скорость фронта значительно снижается. Средняя скорость фронта детонации оказывается меньше скорости распространения возмущений по корпусу, в результате чего имеет место процесс "накачки" энергией непростреленной хвостовой части перфоратора. Волны сжатия, достигнув наконечника, порождают распространяющиеся с той же скоростью в обратном направлении волны разгрузки. Это приводит к тому, что непростреленные секции подвергаются сложному высокочастотному нагружению, возникающему в результате взаимодействия волн сжатия и растяжения, интенсивность которого нарастает по мере приближения фронта детонации к наконечнику. В условиях такого нагружения, когда характерные скорости переходных процессов при инициировании детонации и скорости возмущений оказываются одного порядка, узлы передачи детонации резко снижают надежность. 3) С увеличением длины перфоратора возникает необходимость проверки герметичности многочисленных уплотняемых соединений трубных секций. Сборка перфоратора по известному способу не позволяет спрессовать незаряженные секции эксплуатационным давлением без последующей разборки корпуса для заряжения.

Техническим результатом целью изобретения является повышение надежности путем исключения из детонационной цепи перфоратора устройств передачи детонации между секциями и обеспечения возможности предварительной проверки герметичности при эксплуатационном давлении полностью состыкованного корпуса за счет исключения необходимости разборки узлов герметизации стыков секций перед заряжением.

Необходимый технический результат достигается тем, что в способе сборки секционного корпусного кумулятивного перфоратора, включающем сборку гирлянд зарядов с детонирующим шнуром на каркасах, заряжание трубных секций корпуса перфоратора, сборку узлов герметизации стыков и последовательную стыковку секций с подвешиванием их на устье скважины, перед заряжением производят стыковку трубных секций и сборку узлов герметизации стыков на всю длину корпуса перфоратора, опускают корпус в скважину на глубину опрессовки, обдавливают эксплуатационным давлением, поднимают корпус из скважины и подвешивают на устье за его верхний конец, затем проверяют герметичность корпуса путем спуска прибора в полость корпуса до его нижнего конца, а сборку гирлянды и заряжание выполняют с последовательным сращиванием каркасов на всю длину перфоратора, спуском единой гирлянды в полость корпуса и закреплением ее в верхней секции или опорой на нижний конец.

На фиг. 1-5 иллюстрируется последовательность операций способа сборки перфоратора.

Незаряженные трубные секции 1 (фиг.1 ) соединяют на устье скважины муфтами 2. Нижнюю секцию заглушают наконечником 3. Собранные секции подвешивают на элеваторе 4. Очередную трубную секцию подают на сборку подземным механизмом 5. После сборки корпуса верхнюю секцию заглушают пробкой 3 (фиг.2 ), к пробке присоединяют трубы 7, на которых незаряженный корпус спускают в скважину. Устье скважины оборудуют фонтанной арматурой 8, и корпус спрессовывают эксплуатационным давлением скважинной жидкости 6. Затем корпус извлекают из скважины и подвешивают на устье за горловину верхней секции на элеваторе (фиг. 3 ), из горловины извлекают пробку. Проводят контроль герметичности спуском прибора 12 до наконечника 3. Далее собирают гирлянду зарядов на каркасе 9 (фиг. 4 ), устанавливают детонирующий шнур 10, который сматывают с бухты, последовательно наращивают длину гирлянды и спускают ее в корпус подземным механизмом 5. Собранную гирлянду закрепляют в горловине верхней секции в узле крепления 11 (фиг.5), затем устанавливают головку перфоратора 13 и присоединяют трубы 7.

В случае, если каркас имеет достаточную жесткость, возможно опирание собранной гирлянды на наконечник 3 без закрепления ее в верхней секции.