способ ориентации кумулятивного перфоратора и устройство для его реализации

Формула изобретения

1. Способ ориентации кумулятивного перфоратора, включающий поворот кумулятивного перфоратора, состоящего из секций, после измерения его положения в скважине, отличающийся тем, что сверху на сборку секций кумулятивного перфоратора устанавливают поворотное устройство, вращением которого достигают соосность зарядов секций кумулятивного перфоратора, выше перфоратора на одну насосно-компрессорную трубу устанавливают патрубок с посадочным гнездом для измерительного прибора, на поверхности замеряют угол между осью зарядов и исходным положением измерительного прибора, помещенного в посадочном гнезде патрубка, опускают кумулятивный перфоратор в скважину, после его привязки по глубине в скважину на каротажном кабеле опускают измерительный прибор до помещения его в посадочное гнездо патрубка, определяют показания измерительного прибора, сравнивают их с его показаниями, зафиксированными на поверхности, определяют направление оси зарядов кумулятивного перфоратора в скважине, осуществляют поворот колонны насосно-компрессорных труб до получения показаний измерительного прибора, соответствующих требуемому направлению зарядов кумулятивного перфоратора.

2. Устройство обеспечения ориентации кумулятивного перфоратора, содержащее секции, включающие корпус, расположенный внутри каркас и закрепленные в его нижней и верхних частях втулки, отличающееся тем, что в торцевом конце каждой втулки каркаса кумулятивного перфоратора в диаметральной плоскости параллельно оси втулки выполнены два глухих цилиндрических отверстия, в одном из которых установлен подпружиненный штифт, частично выдвинутый из отверстия, устройство снабжено поворотным приспособлением, содержащим в части, прижимаемой к торцевой поверхности верхней втулки, два глухих цилиндрических отверстия, расположенных в точном соответствии с расположением отверстий во всех втулках, при этом в одном из отверстий установлен подпружиненный штифт, частично выдвинутый из отверстия, кроме того, выше перфоратора на одну насосно-компрессорную трубу установлен патрубок с посадочным гнездом для измерительного прибора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам ориентации кумулятивного перфоратора и устройствам для их реализации.

Ближайшим аналогом является способ ориентации стреляющего перфоратора и устройство для его реализации (см., например, описание изобретения к патенту RU 2241823, 7 Е21В 43/119, Е21В 43/117, Е21В 47/00, Е21В 47/02, опубликованное 2004.12.10), включающий поворот стреляющего перфоратора после опускания в скважину.

Недостатком ближайшего аналога является отсутствие возможности корректировать ориентировку стреляющего перфоратора напротив пласта из-за наличия операции его поворота под воздействием земного притяжения за счет смещения центра масс стреляющего перфоратора.

Технический результат выражается в повышении точности ориентации кумулятивного перфоратора.

Сущность предложенного изобретения заключается в повороте кумулятивного перфоратора, состоящего из секций, после измерения его положения в скважине, при этом сверху на сборку секций кумулятивного перфоратора устанавливают поворотное устройство, вращением которого достигают соосность зарядов секций кумулятивного перфоратора, выше перфоратора на одну насосно-компрессорную трубу устанавливают патрубок с посадочным гнездом для измерительного прибора, на поверхности замеряют угол между осью зарядов и исходным положением измерительного прибора, помещенного в посадочном гнезде патрубка, опускают кумулятивный перфоратор в скважину, после его привязки по глубине в скважину на каротажном кабеле опускают измерительный прибор до помещения его в посадочное гнездо патрубка, определяют показания измерительного прибора, сравнивают их с показаниями, зафиксированными на поверхности, определяют направление оси зарядов кумулятивного перфоратора в скважине, осуществляют поворот колонны насосно-компрессорных труб до получения показаний измерительного прибора, соответствующих требуемому направлению зарядов кумулятивного перфоратора.

Для осуществления предложенного способа может быть использовано заявленное устройство, содержащее секции, включающие корпус, установленный внутри каркас и закрепленные в его нижней и верхних частях втулки, в торцевом конце каждой втулки каркаса кумулятивного перфоратора в диаметральной плоскости параллельно оси втулки выполнены два глухих цилиндрических отверстия, в одном из которых установлен подпружиненный штифт, частично выдвинутый из отверстия, устройство снабжено поворотным приспособлением, содержащим в части, прижимаемой к торцевой поверхности верхней втулки, два глухих цилиндрических отверстия, расположенных в точном соответствии с расположением отверстий во всех втулках, при этом в одном из отверстий установлен подпружиненный штифт, частично выдвинутый из отверстия, кроме того, выше перфоратора на одну насосно-компрессорную трубу установлен патрубок с посадочным гнездом для измерительного прибора.

Сущность заявленного способа и устройства для его осуществления поясняется чертежами, где:

на фиг.1 показано в разрезе соединение перфораторов;

на фиг.2 показано в разрезе присоединение поворотного устройства к перфоратору;

на фиг.3 показан в аксонометрии вид поворотного устройства.

Способ ориентации кумулятивного перфоратора осуществляют следующим образом.

После сборки кумулятивного перфоратора из секций его опускают на насосно-компрессорных трубах. На верхней (последней) секции перфоратора находится метка, указывающая на направление оси зарядов перфоратора. Выше перфоратора на одну насосно-компрессорную трубу устанавливают патрубок с посадочным гнездом для измерительного прибора. Метка на патрубке совмещается с меткой на последней секции перфоратора. При сборке кумулятивного перфоратора на поверхности замеряют угол между осью зарядов и исходным («нулевым») положением измерительного прибора, помещенного в посадочном гнезде патрубка. Показания измерительного прибора фиксируются, например, записью. Опускают кумулятивный перфоратор в скважину. Осуществляют его привязку по глубине в скважине. Затем в скважину опускают измерительный прибор на каротажном кабеле до помещения его в посадочное гнездо патрубка. Определяют показания измерительного прибора, которые он дает лежа на стенке скважины, и сравнивают их с его показаниями, зафиксированными на поверхности. После сравнения показаний измерительного прибора на поверхности и в забое, принимая во внимание азимут участка ствола скважины, взятый из данных инклинометрии, определяют направление оси зарядов кумулятивного перфоратора в скважине в азимутальной плоскости. После этого на устье скважины поворотом колонны насосно-компрессорных труб с одновременным снятием показаний измерительного прибора добиваются расположения плоскости оси зарядов перфоратора в необходимом, заранее определенном направлении до получения показаний измерительного прибора, соответствующих требуемому направлению зарядов кумулятивного перфоратора. После этого измерительный прибор поднимают из скважины и производят перфорацию стенок скважины.

В качестве измерительного прибора может быть использован, например, комплекс инклинометрический ИОН-2, поставляемый ООО «НТК «Специальное конструкторское бюро приборов» в г.Омске. Комплекс позволяет производить непрерывные и точечные измерения азимута, зенитного угла скважины и собственного поворота скважинного прибора в открытом стволе или колонне бурового инструмента. Ограничением применения способа является требование наличия в скважине угла наклона в зенитной плоскости в интервале перфорации более 5 градусов. Погрешность ориентирования в азимутальной плоскости определяется погрешностью измерительного прибора.

Применение заявленного способа требует обеспечения ориентации осей зарядов между секциями при сборке перфоратора. Для реализации способа разработано устройство обеспечения ориентации кумулятивного перфоратора. Устройство содержит втулку 1 и втулку 9 каркаса 2, закрепленные соответственно в верхней и нижней частях каркаса 2, установленного внутри корпуса 3 одной секции перфоратора (фиг.1). В торцевом конце каждой втулки 1 и 9 каркаса 2 кумулятивного перфоратора в диаметральной плоскости параллельно оси втулки 1 и оси втулки 9 выполнены по два глухих цилиндрических отверстия 4, в одном из которых как втулки 1, так и втулки 9 установлен подпружиненный пружиной 5 штифт 6, частично выдвинутый из отверстия 4 в исходном положении (фиг.1, 2).

Работа устройства осуществляется следующим образом. Собирают первую секцию перфоратора, устанавливая каркас 2, снаряженный зарядами, детонирующим шнуром, бустерами, втулками 1 и 9, присоединяя переходник 7 и наконечник. Собранную первую секцию доставляют к скважине, опускают в нее и фиксируют на устье скважины. Аналогично собирают вторую секцию перфоратора, устанавливают снаряженный каркас 2 и переходник 7 в корпус 3. Вторая секция свинчивается на устье скважины с первой секцией. Сборку освобождают от фиксации, опускают в скважину до уровня устья и затем фиксируют. Сверху на сборку устанавливают поворотное устройство 8 (фиг.3). Поворотное устройство 8 содержит в своей части прижимаемой к торцевой поверхности втулки 1 секции два глухих цилиндрических отверстия 10, в одном из которых установлен подпружиненный пружиной 5 штифт 6, частично выдвинутый из отверстия 10 в исходном положении. Поворотное устройство 8 может быть снабжено двумя рукоятками для его вращения вокруг оси перфоратора. Расположение отверстий 10 в поворотном устройстве точно соответствует расположению отверстий 4 во втулке 1 второй секции. Указанное расположение отверстий 4 во всех втулках 1 и втулках 9 одинаковое. Вращением поворотного устройства 8 до защелкивания в отверстиях 4 подпружиненных штифтов 6 обеспечивают его сцепление с втулкой 1 каркаса 2 второй секции перфоратора. Вращением поворотного устройства 8, сцепленного с втулкой 1 каркаса 2 второй секции перфоратора, осуществляют вращение втулки 9 каркаса 2 второй секции перфоратора до момента фиксации штифтами 6 втулки 9 каркаса 2 второй секции перфоратора и втулки 1 каркаса 2 первой секции перфоратора. При этом достигается соосность зарядов первой и второй секций перфоратора. Остальные секции перфоратора присоединяют последовательно аналогично. Таким образом, заявленное устройство обеспечивает строго определенное, заранее задаваемое соосное расположение зарядов секций перфоратора. После установки и фиксации последней секции перфоратора по метке на поворотном устройстве 8 делают метку на корпусе 3 последней секции перфоратора, означающую направление кумулятивной струи зарядов всей сборки перфоратора. После установки измерительного прибора согласно заявленному способу определяют его показания и осуществляют последующие операции заявленного способа.