[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU217631U1 - CHARGE FOR HYDRAULIC FRACTURING - Google Patents

CHARGE FOR HYDRAULIC FRACTURING Download PDF

Info

Publication number
RU217631U1
RU217631U1 RU2023102739U RU2023102739U RU217631U1 RU 217631 U1 RU217631 U1 RU 217631U1 RU 2023102739 U RU2023102739 U RU 2023102739U RU 2023102739 U RU2023102739 U RU 2023102739U RU 217631 U1 RU217631 U1 RU 217631U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
charge
sections
rod
holes
igniter
Prior art date
Application number
RU2023102739U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Георгиевич Нескин
Олег Александрович Бычков
Александр Николаевич Зеленов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина"
Application granted granted Critical
Publication of RU217631U1 publication Critical patent/RU217631U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к средствам воздействия на призабойную зону эксплуатационных, нефтяных, газовых, разведочных и нагнетательных скважин с целью газодинамического разрыва пласта. Заряд для гидроразрыва пласта содержит размещенную вдоль составной несущей штанги бескорпусную группу секций заряда из твердого топлива, пригодного для горения в водной и водонефтяной средах. Секции заряда выполнены с осевым каналом. Конфигурация осевого канала имеет форму с развитой поверхностью горения. В осевой канал установлена с зазором упомянутая штанга. На концах штанги установлены стягивающие группу секций заряда верхний и нижний конусы. Диаметр конусов превышает диаметр секций заряда. Между секциями заряда размещены центрирующие кольца, выполненные с наружным диаметром, превышающим наружный диаметр этих секций. Конусы выполнены с отверстиями для прохода продуктов сгорания. Одна из секций является воспламенительной и соединена с проводом питания с возможностью воспламенения топлива секций заряда. Воспламенительная секция заряда установлена между верхним конусом и группой секций заряда и снабжена со стороны, обращенной к верхнего конусу, накладкой. В накладке выполнены продольные сквозные ступенчатые отверстия. В широкой части продольных сквозных ступенчатых отверстий установлены взрывные патроны с примыкающими к их торцам отрезками детонирующих шнуров. Шнуры проходят сквозь узкую часть указанных ступенчатых отверстий и глухих отверстий, выполненных в воспламенительной секции заряда. В накладке выполнена проточка, в которой размещена плоская пружина, частично охватывающая штангу с возможностью взаимодействия с корпусами взрывных патронов. Обеспечивается повышение надежности функционирования заряда. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Figure 00000001
The utility model relates to the oil industry, namely to the means of influencing the bottomhole zone of production, oil, gas, exploration and injection wells for the purpose of gas-dynamic fracturing. The charge for hydraulic fracturing contains an unpackaged group of charge sections from solid fuel, suitable for combustion in water and water-oil environments, placed along the composite carrier rod. The charge sections are made with an axial channel. The configuration of the axial channel has a shape with a developed combustion surface. Said rod is installed with a gap in the axial channel. At the ends of the rod, upper and lower cones tightening the group of charge sections are installed. The diameter of the cones exceeds the diameter of the charge sections. Between the charge sections, centering rings are placed, made with an outer diameter exceeding the outer diameter of these sections. The cones are made with holes for the passage of combustion products. One of the sections is igniter and is connected to the power wire with the possibility of igniting the fuel of the charge sections. The igniter section of the charge is installed between the upper cone and the group of charge sections and is provided with an overlay on the side facing the upper cone. The overlay has longitudinal through stepped holes. Explosive cartridges with segments of detonating cords adjacent to their ends are installed in the wide part of the longitudinal through stepped holes. The cords pass through the narrow part of said stepped holes and blind holes made in the igniter section of the charge. A groove is made in the lining, in which a flat spring is placed, partially enclosing the rod with the possibility of interacting with the bodies of explosive cartridges. EFFECT: increased reliability of charge functioning. 2 w.p. f-ly, 4 ill.
Figure 00000001

Description

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к средствам воздействия на призабойную зону эксплуатационных, нефтяных, газовых, разведочных и нагнетательных скважин с целью газодинамического разрыва пласта, в результате которого увеличивается приток нефти в скважину.The utility model relates to the oil and gas industry, namely to the means of influencing the bottomhole zone of production, oil, gas, exploratory and injection wells for the purpose of gas-dynamic fracturing, which increases the flow of oil into the well.

Одним из рациональных и эффективных методов воздействия на прискважинную зону продуктивного пласта с целью восстановления проводимости и установления надежной гидродинамической связи скважины с пластом является разрыв пласта продуктами горения порохового заряда. Под воздействием давления жидкости и газа, равного или превышающего горное, горные породы необратимо деформируются.One of the rational and effective methods of influencing the near-wellbore zone of a productive formation in order to restore conductivity and establish a reliable hydrodynamic connection between the well and the formation is the fracturing of the formation by the combustion products of the powder charge. Under the influence of liquid and gas pressure equal to or greater than rock, rocks are irreversibly deformed.

Известен ряд конструкций для термогазодинамической обработки призабойной зоны продуктивного пласта. Общим для них является наличие твердотопливных шашек (одной или нескольких), опускаемых в скважину с помощью геофизического кабеля. Эти шашки устанавливаются в интервале обработки пласта, поджигаются с помощью электрического импульса, подаваемого с устья скважины по геофизическому кабелю. Положительный эффект достигается за счет комплексного воздействия на продуктивный пласт - высокого давления и высокой температуры, создаваемыми горящими зарядами. Высокое давление приводит к разрыву пласта в виде его трещиноватости, а высокая температура продуктов сгорания способствует удалению парафинов и асфальтенов, загрязняющих пласт, за счет их плавления. Совокупность данных факторов обеспечивает повышение проницаемости пласта.A number of designs are known for thermogasdynamic treatment of the bottomhole zone of a productive formation. Common to them is the presence of solid fuel blocks (one or more) lowered into the well with the help of a geophysical cable. These checkers are installed in the formation treatment interval, ignited with the help of an electrical impulse supplied from the wellhead through a geophysical cable. The positive effect is achieved due to the complex effect on the reservoir - high pressure and high temperature, created by burning charges. High pressure leads to fracturing of the formation in the form of its fracturing, and the high temperature of the combustion products helps to remove paraffins and asphaltenes that pollute the formation due to their melting. The combination of these factors provides an increase in the permeability of the reservoir.

Известен заряд бескорпусный секционный для газогидравлического воздействия на пласт [патент РФ №2178072, МПК Е21В 43/263, опуб. 10.01.2002 г], включающий узел воспламенения, пороховые секции небронированного заряда с осевым каналом, конфигурация которого имеет форму с развитой поверхностью, изготовленные из составов, обеспечивающих горение в водной, водонефтяной и кислотной средах, размещенную вдоль составной несущей штанги, на концах которой установлены стягивающие группу секций заряда верхний и нижний конусы-центраторы (муфты), диаметр которых превышает диаметр секций заряда, одна или несколько пороховых секций - воспламенительные, от которых возгораются основные пороховые секции. На торце воспламенительной пороховой секции в канавке размещен узел воспламенения, соединенный с проводом питания. Между нижней муфтой и пороховыми секциями заряда находится рассеиватель для отвода газового потока. Сумма проходных сечений отверстий рассеивателя и их расположение рассчитана таким образом, чтобы обеспечивать минимальную механическую нагрузку на штангу и обеспечить максимальное воздействие горячего газа на пласт. Между верхней муфтой и пороховыми секциями заряда находится компенсатор линейного расширения пороховых секций заряда, который также выполняет функцию упругого поджатия заряда. Верхний конец верхней соединительной штанги присоединен к каротажному кабелю, а нижний конец нижней соединительной штанги - к электронному блоку измерения характеристик режима работы заряда и реакции призабойной зоны на газодинамическое воздействие. Полые каналы штанги и муфт образуют внутреннюю полость заряда, внутри которой пропущен проводник с термостойкой изоляцией, соединяющий электронный блок с каротажным кабелем и провод питания узла воспламенения.Known charge unpackaged sectional for gas-hydraulic impact on the formation [RF patent No. 2178072, IPC E21V 43/263, pub. 10.01.2002 g], including an ignition unit, powder sections of an unarmored charge with an axial channel, the configuration of which has a shape with a developed surface, made of compositions that ensure combustion in water, water-oil and acid environments, placed along a composite carrier rod, at the ends of which upper and lower cones-centrators (couplings) that tighten a group of charge sections, the diameter of which exceeds the diameter of the charge sections, one or more powder sections are igniters, from which the main powder sections ignite. At the end of the igniter powder section in the groove there is an ignition unit connected to the power wire. Between the lower sleeve and the powder sections of the charge there is a diffuser to remove the gas flow. The sum of the flow sections of the diffuser holes and their location is designed in such a way as to provide a minimum mechanical load on the rod and ensure the maximum effect of hot gas on the formation. Between the upper clutch and the powder sections of the charge there is a linear expansion compensator for the powder sections of the charge, which also performs the function of an elastic preload of the charge. The upper end of the upper connecting rod is connected to the logging cable, and the lower end of the lower connecting rod is connected to an electronic unit for measuring the characteristics of the charge operation mode and the response of the bottomhole zone to gas-dynamic impact. The hollow channels of the rod and sleeves form an internal cavity of the charge, inside which a conductor with heat-resistant insulation is passed, connecting the electronic unit with the logging cable and the power wire of the ignition unit.

Известное устройство обеспечивает создание бескорпусного заряда, позволяющего осуществить разрыв пласта без нарушения целостности обсадной колонны, осуществить контроль за работой заряда в режиме реального времени.The known device provides for the creation of an uncased charge, which makes it possible to fracture the formation without violating the integrity of the casing, to monitor the operation of the charge in real time.

Недостатком данного устройства является низкая надежность функционирования, связанная с тем, что полнотелый конус создает препятствие прохождению пороховых газов и импульсу давления, действующих сверху, энергия которых при этом затрачивается на смещение заряда вниз. В силу растяжимости геофизического кабеля высока вероятность удара заряда о забой, что влечет деформацию несущих штанг. При этом понижается прочность и надежность соединения в узле заделки.The disadvantage of this device is the low reliability of operation due to the fact that the full-bodied cone creates an obstacle to the passage of powder gases and the pressure pulse acting from above, the energy of which is then spent on shifting the charge down. Due to the extensibility of the geophysical cable, there is a high probability of the charge hitting the bottomhole, which leads to deformation of the bearing rods. This reduces the strength and reliability of the connection in the termination node.

Указанный недостаток устранен в устройстве под названием «Заряд для гидроразрыва пласта» [патент на полезную модель РФ №106305, МПК Е21В 43/263, опубл. 10.07.2011 г], содержащем размещенную вдоль составной несущей штанги бескорпусную группу секций заряда из твердого топлива, пригодного для горения в водной и водонефтяной средах, выполненных с осевым каналом, конфигурация которого имеет форму с развитой поверхностью, в котором установлена с зазором упомянутая штанга, на концах штанги установлены стягивающие группу секций заряда верхний и нижний конусы, диаметр которых превышает диаметр секций заряда, между секциями заряда размещены центрирующие кольца, выполненные с наружным диаметром, превышающим наружный диаметр этих секций, при этом конусы выполнены с отверстиями для прохода продуктов сгорания. Одна из секций заряда - воспламенительная, соединенная с проводом питания с возможностью воспламенения топлива группы секций заряда. Узел воспламенения выполнен в виде подключенной к проводу питания нихромовой спирали, размещенной на торце секции заряда и закрепленной вокруг его осевого канала фигурной формы с возможностью воспламенения топлива заряда по поверхности осевого канала. Данное устройство как наиболее близкое к заявляемому взято за прототип.This disadvantage is eliminated in a device called "Charge for hydraulic fracturing" [utility model patent of the Russian Federation No. 106305, IPC E21B 43/263, publ. 10.07.2011 g], containing an unpackaged group of charge sections made of solid fuel suitable for combustion in water and water-oil environments placed along the composite carrier rod, made with an axial channel, the configuration of which has a shape with a developed surface, in which the said rod is installed with a gap, at the ends of the rod there are upper and lower cones that tighten the group of charge sections, the diameter of which exceeds the diameter of the charge sections, centering rings are placed between the charge sections, made with an outer diameter exceeding the outer diameter of these sections, while the cones are made with holes for the passage of combustion products. One of the charge sections is igniter, connected to the power wire with the possibility of igniting the fuel of a group of charge sections. The ignition unit is made in the form of a nichrome spiral connected to the power wire, placed at the end of the charge section and fixed around its axial channel of a figured shape with the possibility of igniting the charge fuel along the surface of the axial channel. This device as the closest to the claimed taken as a prototype.

Недостатком прототипа является низкая надежность функционирования, обусловленная тем, что узел воспламенения заряда, выполненный на основе нихромовой спирали накаливания, воспламеняет секции заряда в течение нескольких секунд и время воспламенения не контролируется, что не позволяет эффективно использовать данные заряды, в том числе и для системы синхронного воздействия на пласт несколькими зарядами при добыче месторождений нефти.The disadvantage of the prototype is the low reliability of operation, due to the fact that the charge ignition unit, made on the basis of a nichrome filament coil, ignites the charge sections for several seconds and the ignition time is not controlled, which does not allow the effective use of these charges, including for the synchronous system. impact on the reservoir with several charges in the production of oil fields.

Техническим результатом, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, является повышение надежности функционирования за счет повышения надежности воспламенения заряда и сокращения времени воспламенения.The technical result, which the proposed utility model is aimed at, is to increase the reliability of operation by increasing the reliability of ignition of the charge and reducing the ignition time.

Технический результат достигается тем, что заряд для гидроразрыва пласта, содержащий размещенную вдоль составной несущей штанги бескорпусную группу секций заряда из твердого топлива, пригодного для горения в водной и водонефтяной средах, выполненных с осевым каналом, конфигурация которого имеет форму с развитой поверхностью, в котором установлена с зазором упомянутая штанга, на концах штанги установлены стягивающие группу секций заряда верхний и нижний конусы, диаметр которых превышает диаметр секций заряда, между секциями заряда размещены центрирующие кольца, выполненные с наружным диаметром, превышающим наружный диаметр этих секций, при этом конусы выполнены с отверстиями для прохода продуктов сгорания, причем одна из секций заряда - воспламенительная, соединенная с проводом питания с возможностью воспламенения топлива секций заряда, согласно полезной модели воспламенительная секция заряда установлена между верхним конусом и группой секций заряда и снабжена со стороны, обращенной к верхнего конусу, накладкой, при этом в накладке выполнены продольные сквозные ступенчатые отверстия, в широкой части которых установлены взрывные патроны с примыкающими к их торцам отрезками детонирующих шнуров, проходящими сквозь узкую часть указанных ступенчатых отверстий и глухих отверстий, выполненных в воспламенительной секции заряда, также в накладке выполнена проточка, в которой размещена плоская пружина, частично охватывающая штангу с возможностью взаимодействия с корпусами взрывных патронов.The technical result is achieved by the fact that the charge for hydraulic fracturing, containing an unpackaged group of charge sections made of solid fuel suitable for combustion in water and water-oil environments, placed along the composite carrier rod, is made with an axial channel, the configuration of which has a shape with a developed surface, in which said rod with a gap, at the ends of the rod there are upper and lower cones that tighten the group of charge sections, the diameter of which exceeds the diameter of the charge sections, centering rings are placed between the charge sections, made with an outer diameter exceeding the outer diameter of these sections, while the cones are made with holes for the passage of combustion products, and one of the charge sections is igniter, connected to the power wire with the possibility of igniting the fuel of the charge sections, according to the utility model, the igniter section of the charge is installed between the upper cone and the group of charge sections and is provided on the side facing the upper cone with an overlay, with In this case, longitudinal through stepped holes are made in the lining, in the wide part of which explosive cartridges are installed with segments of detonating cords adjoining their ends, passing through the narrow part of these stepped holes and blind holes made in the igniter section of the charge, a groove is also made in the lining, in which a flat spring is placed, partially covering the rod with the possibility of interacting with the bodies of explosive cartridges.

Установка между верхним конусом и остальной группой секций заряда воспламенительной секции заряда, которая снабжен со стороны, обращенной к верхнего конусу, накладкой, где выполнены продольные сквозные ступенчатые отверстия, в широкой части которых установлены взрывные патроны с примыкающими к их торцам отрезками детонирующих шнуров, проходящими одними концами сквозь узкую часть указанных ступенчатых отверстий, а другими концами помещенные в выполненные в воспламенительной секции заряда глухие отверстия, позволяет создать стабильный и надежный узел воспламенения заряда и достичь сокращения времени воспламенения (в пределах 100 мкс), повышая надежность функционирования устройства при добыче нефтяных месторождений.Installation between the upper cone and the rest of the group of sections of the charge of the igniter section of the charge, which is provided on the side facing the upper cone with an overlay, where longitudinal through stepped holes are made, in the wide part of which explosive cartridges are installed with segments of detonating cords adjacent to their ends, passing through one the ends through the narrow part of the specified stepped holes, and the other ends placed in the blind holes made in the igniter section of the charge, allows you to create a stable and reliable charge ignition unit and achieve a reduction in the ignition time (within 100 μs), increasing the reliability of the device in the production of oil fields.

Размещение в проточке накладки плоской металлической пружины, частично охватывающей штангу с возможностью взаимодействия с корпусами взрывных патронов обеспечивает надежный контакт электрической подрывной линии, проходящей вдоль штанги, с взрывными патронами.Placing a flat metal spring in the groove of the lining, partially enclosing the rod with the possibility of interacting with the bodies of explosive cartridges, ensures reliable contact of the electric blasting line running along the rod with explosive cartridges.

Кроме того для достижения симметрии воспламенения секции заряда, а также для полноты и скорости горения отверстия под патроны в накладке ориентированы друг относительно друга под углом 150°±10°.In addition, to achieve the symmetry of the ignition section of the charge, as well as for the completeness and speed of burning, the holes for the cartridges in the lining are oriented relative to each other at an angle of 150°±10°.

Кроме того для обеспечения надежной фиксации взрывных патронов в отверстиях накладки и предотвращения их осевого смещения накладка со стороны верхнего конуса плотно закрыта крышкой.In addition, to ensure reliable fixation of explosive cartridges in the holes of the lining and prevent their axial displacement, the lining from the side of the upper cone is tightly closed with a lid.

Таким образом совокупность всех изложенных выше признаков создает условия повышение надежности функционирования устройства за счет повышения надежности воспламенения зарядов и сокращения времени воспламенения.Thus, the combination of all the above features creates conditions for improving the reliability of the device by increasing the reliability of the ignition of the charges and reducing the ignition time.

Наличие в заявляемой полезной модели признаков, отличающих ее от прототипа, позволяет считать ее соответствующим условию «новизна». Полезная модель поясняется чертежами:The presence in the claimed utility model of features that distinguish it from the prototype, allows us to consider it as corresponding to the condition of "novelty". The utility model is illustrated by drawings:

на фиг. 1 представлен общий вид устройства;in fig. 1 shows a general view of the device;

на фиг. 2 - многолучевая форма с развитой поверхностью горения группы секции заряда (разрез А-А на фиг. 1);in fig. 2 - multi-beam form with a developed combustion surface of the charge section group (section A-A in Fig. 1);

на фиг. 3 - накладка воспламенительной секции заряда;in fig. 3 - lining of the igniter section of the charge;

на фиг. 4 - размещение в накладке взрывных патронов (разрез Б-Б на фиг. 1).in fig. 4 - placement of explosive cartridges in the overlay (section B-B in Fig. 1).

На чертежах фиг. 1-4 принимаются следующие обозначения.In the drawings of FIG. 1-4, the following designations are accepted.

1 - составная несущая штанга;1 - composite bearing rod;

2 - секции заряда из твердого топлива;2 - charge sections from solid fuel;

3 - осевой канал в заряде;3 - axial channel in the charge;

4 - центрирующие кольца;4 - centering rings;

5 - верхний конус-центратор;5 - upper cone-centrator;

6 - нижний конус-центратор;6 - lower cone-centrator;

7 - отверстия в конусах;7 - holes in cones;

8 - воспламенительная секция заряда;8 - igniter section of the charge;

9 - провод питания;9 - power wire;

10 - накладка;10 - overlay;

11 - сквозные отверстия в накладке;11 - through holes in the lining;

12 - взрывной патрон;12 - explosive cartridge;

13 - детонирующий шнур;13 - detonating cord;

14 - глухие отверстия в воспламенительной секции заряда;14 - blind holes in the igniter section of the charge;

15 - проточка;15 - groove;

16 - плоская металлическая пружина;16 - flat metal spring;

17 - крышка накладки;17 - lining cover;

18 - отверстия в крышке.18 - holes in the cover.

Устройство выполнено следующим образом.The device is made as follows.

Заряд для гидроразрыва пласта (фиг. 1) содержит размещенную вдоль составной несущей штанги 1 бескорпусную группу секций 2 заряда из твердого топлива, пригодного для горения в водной и водонефтяной средах. Составная штанга обеспечивает целостность конструкции при механических и температурных нагрузках в процессе горения заряда и при спуске устройства в скважину и извлечении. Выполнение несущей штанги составной, т.е. состоящей из нескольких частей, позволяет, изменяя ее длину, собирать заряд из разного количества пороховых секций заряда, при этом, так же позволяет упростить транспортирование заряда к месту эксплуатации в разобранном виде. Длина несущей штанги 1 варьируется в зависимости от количества одновременно устанавливаемых пороховых секций заряда. Секции 2 заряда выполнены с осевым каналом 3, конфигурация которого имеет форму с развитой поверхностью. В канале 3 установлена с зазором упомянутая штанга 1. Конфигурация фигурного осевого канала 3 имеет многолучевую форму с развитой поверхностью горения (фиг. 2), выполненной таким образом, чтобы при сборе соседних пороховых секций заряда эти каналы образовывали единый центральный канал. Между секциями 2 заряда размещены центрирующие кольца 4, выполненные с наружным диаметром, превышающим наружный диаметр этих секций 2, не позволяющие смещаться секциям заряда 2 относительно друг друга и в случае изгиба штанги 1 в наклонной скважине касаться стенок обсадной колонны. На концах штанги 1 установлены стягивающие группу секций заряда верхний 5 и нижний 6 конусы, диаметр которых превышает диаметр секций 2 заряда, что позволяет предохранять заряды от трения и ударов о стенки скважины. Для обеспечения минимальной механической нагрузки на штангу 1 и обеспечения максимального воздействия горячего газа на пласт конусы 5, 6 выполнены с отверстиями 7 для прохода продуктов сгорания. Одна из секций 2 заряда - воспламенительная 8 соединена с проводом питания 9 с возможностью воспламенения топлива остальных секций 2 заряда. Воспламенительная секция 8 заряда установлена между верхним конусом 5 и группой секций 2 заряда и имеет со стороны верхнего конуса накладку 10.Charge for hydraulic fracturing (Fig. 1) contains placed along the composite carrier rod 1 unpackaged group of sections 2 charge of solid fuel suitable for combustion in water and oil-water environments. The composite rod ensures the integrity of the structure under mechanical and thermal loads during the combustion of the charge and when the device is lowered into the well and retrieved. The implementation of the carrier rod is composite, i.e. consisting of several parts, allows, by changing its length, to collect a charge from a different number of powder sections of the charge, while also simplifying the transportation of the charge to the place of operation in disassembled form. The length of the carrier rod 1 varies depending on the number of simultaneously installed powder sections of the charge. Section 2 of the charge is made with an axial channel 3, the configuration of which has a shape with a developed surface. The mentioned rod 1 is installed with a gap in the channel 3. The configuration of the figured axial channel 3 has a multi-beam shape with a developed combustion surface (Fig. 2), made in such a way that when collecting adjacent powder charge sections, these channels form a single central channel. Between the charge sections 2 there are centering rings 4, made with an outer diameter exceeding the outer diameter of these sections 2, which do not allow the charge sections 2 to move relative to each other and, in case of bending of the rod 1 in an inclined well, touch the walls of the casing string. At the ends of the rod 1, there are upper 5 and lower 6 cones that tighten the group of charge sections, the diameter of which exceeds the diameter of charge sections 2, which makes it possible to protect the charges from friction and impacts against the borehole walls. To ensure a minimum mechanical load on the rod 1 and ensure the maximum impact of hot gas on the formation, the cones 5, 6 are made with holes 7 for the passage of combustion products. One of the charge sections 2 - igniter 8 is connected to the power wire 9 with the possibility of igniting the fuel of the remaining sections 2 of the charge. The ignition section 8 of the charge is installed between the upper cone 5 and the group of sections 2 of the charge and has an overlay 10 on the side of the upper cone.

В накладке 10 выполнены вдоль штанги 1 сквозные ступенчатые отверстия 11, в широкой части которых установлены два взрывных патрона 12 типа ПГН-150, ориентированные под углом 155° относительно друг друга для достижения симметрии воспламенения секции заряда, а также для полноты и скорости горения. К торцу каждого патрона 12 примыкают отрезки детонирующего шнура 13, проходящие сквозь узкую часть указанных ступенчатых отверстий 11 и глухих отверстий 14, выполненных в воспламенительной секции 8 заряда. Также в накладке 10 выполнена проточка 15, в которой размещена плоская металлическая пружина 16. Пружина, частично охватывающая своей средней частью штангу 1, установлена с возможностью взаимодействия с корпусами взрывных патронов 12, что обеспечивает надежный контакт электрической подрывной линии, проходящей вдоль штанги, с взрывными патронами.In the overlay 10, there are through stepped holes 11 along the rod 1, in the wide part of which two explosive cartridges 12 of the PGN-150 type are installed, oriented at an angle of 155 ° relative to each other to achieve the ignition symmetry of the charge section, as well as for the completeness and speed of combustion. To the end of each cartridge 12 adjoin segments of the detonating cord 13 passing through the narrow part of these stepped holes 11 and blind holes 14, made in the igniter section 8 of the charge. Also in the overlay 10, a groove 15 is made, in which a flat metal spring 16 is placed. cartridges.

Сборка устройства осуществляется следующим образом.The assembly of the device is carried out as follows.

Собирают составные части штанги 1, длина которой зависит от количества секций 2 заряда. Затем присоединяют нижний конус-центратор 6. Между секциями 2 устанавливают центрирующие кольца 4, обеспечивающие термокомпенсацию зарядов при расширении с нагревом и предохраняющие торцы зарядов от разрушения при транспортировке зарядов в скважине. Затем устанавливают воспламенительную секцию 8, внутрь отверстий 14 которой устанавливают отрезки детонирующих шнуров 13 с обеспечением выступа их концов на 10-15 мм. Затем сверху устанавливают накладку 10 с предварительно уложенной в проточку 15 пружиной 16 таким образом, чтобы концы детонирующих шнуров 13 попали в узкую часть отверстия 11 накладки 10, а торец воспламенительной секции 8 заряда плотно вошел в выполненную в торце накладки 10 радиальную проточку. Далее в широкую часть отверстия 11 накладки 10 устанавливают два взрывных патрона 12, к центральному контакту которых присоединяют провода 9 электрической цепи. При этом пружина 16, частично охватывающая штангу 1, контактирует с корпусами взрывных патронов 12. Затем для обеспечения надежной фиксации взрывных патронов 12 в отверстиях накладки 10 и предотвращения их осевого смещения на накладку 10 плотно устанавливают крышку 17, в отверстия 18 которой продевают электрические провода от взрывных патронов 12. Сверху на накладку 10 устанавливают верхний конус 5, сборку стягивают.Collect the components of the rod 1, the length of which depends on the number of sections 2 of the charge. Then the lower cone-centrator 6 is attached. Centering rings 4 are installed between sections 2, which provide thermal compensation of charges during expansion with heating and protect the ends of the charges from destruction during transportation of charges in the well. Then the igniter section 8 is installed, inside the holes 14 of which pieces of detonating cords 13 are installed with the protrusion of their ends by 10-15 mm. Then, a pad 10 with a spring 16 previously laid in the groove 15 is installed from above so that the ends of the detonating cords 13 fall into the narrow part of the hole 11 of the pad 10, and the end of the igniter section 8 of the charge fits tightly into the radial groove made in the end face of the pad 10. Next, two explosive cartridges 12 are installed in the wide part of the hole 11 of the lining 10, to the central contact of which the wires 9 of the electrical circuit are connected. In this case, the spring 16, partially enclosing the rod 1, is in contact with the bodies of explosive cartridges 12. Then, to ensure reliable fixation of explosive cartridges 12 in the holes of the lining 10 and prevent their axial displacement on the lining 10, a cover 17 is tightly installed, into the holes 18 of which electric wires are threaded from explosive cartridges 12. Top cone 5 is installed on top of the lining 10, the assembly is pulled together.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Устройство опускают в интервал перфорации скважины. По команде оператора производят поджиг воспламенительной секции 8 подачей высоковольтного импульса напряжения по проводу питания 9 на взрывные патроны 12. Происходит инициирование и метание торцевой стенки каждого патрона 12 на торец отрезка детонирующего шнура 13, что приводит к его инициированию. Процесс детонации отрезков детонирующего шнура 13 сопровождается выходом ударной волны с боковой поверхности шнура на поверхность каналов заряда воспламенителя 8 и разогревом этой поверхности продуктами взрыва. В результате разогрева и растрескивания стенок заряда воспламенителя 8 происходит его возгорание одновременно по двум каналам, которое распространяется вдоль заряда воспламенителя 8. Горение выходит симметрично на торец заряда 8. Далее происходит воспламенение секции 2 заряда. Надежность функционирования устройства достигается надежным воспламенением пороховых зарядов 2, удовлетворяя требованиям синхронного динамического воздействия на пласт при добыче месторождений нефти с целью интенсификации притока нефти в скважину.The device is lowered into the well perforation interval. At the command of the operator, the igniter section 8 is ignited by applying a high-voltage voltage pulse through the power wire 9 to explosive cartridges 12. The end wall of each cartridge 12 is initiated and thrown to the end of the segment of the detonating cord 13, which leads to its initiation. The process of detonation of segments of the detonating cord 13 is accompanied by the release of a shock wave from the side surface of the cord to the surface of the charge channels of the igniter 8 and the heating of this surface by the products of the explosion. As a result of heating and cracking of the walls of the igniter 8 charge, it ignites simultaneously through two channels, which propagates along the igniter 8 charge. The reliability of the operation of the device is achieved by reliable ignition of the powder charges 2, meeting the requirements of synchronous dynamic impact on the formation during the extraction of oil fields in order to intensify the flow of oil into the well.

Использование данного устройства опробовано на скважинах. В результате было подтверждено повышение функционирования устройства, выполненного в соответствии с заявляемой полезной моделью.The use of this device has been tested on wells. As a result, an increase in the functioning of the device, made in accordance with the claimed utility model, was confirmed.

Итак, представленные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемой полезной модели следующей совокупности условий:So, the presented information testifies to the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed utility model:

устройство, воплощающее заявленную полезную модель при ее осуществлении, относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно, к средствам для подготовки добычи месторождений нефти, использующим энергию горения твердых взрывчатых материалов (топлив) для разрыва нефтегазоносных пластов импульсами давления от пороховых газов;a device that embodies the claimed utility model in its implementation relates to the oil and gas industry, namely, to the means for preparing the extraction of oil fields, using the energy of combustion of solid explosive materials (fuels) to break oil and gas reservoirs with pressure pulses from powder gases;

средство, воплощающее заявленную полезную модель при ее осуществлении, способно повысить надежность функционирования устройства;a tool that embodies the claimed utility model in its implementation, is able to increase the reliability of the device;

для заявляемого устройства в том виде, в котором оно охарактеризовано в формуле полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов.for the claimed device in the form in which it is characterized in the formula of the utility model, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application and known before the priority date is confirmed.

Следовательно, заявленная полезная модель соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.Therefore, the claimed utility model meets the requirement of "industrial applicability" under the current legislation.

Claims (3)

1. Заряд для гидроразрыва пласта, содержащий размещенную вдоль составной несущей штанги бескорпусную группу секций заряда из твердого топлива, пригодного для горения в водной и водонефтяной средах, выполненных с осевым каналом, конфигурация которого имеет форму с развитой поверхностью горения, в котором установлена с зазором упомянутая штанга, на концах штанги установлены стягивающие группу секций заряда верхний и нижний конусы, диаметр которых превышает диаметр секций заряда, между секциями заряда размещены центрирующие кольца, выполненные с наружным диаметром, превышающим наружный диаметр этих секций, при этом конусы выполнены с отверстиями для прохода продуктов сгорания, причем одна из секций – воспламенительная, соединенная с проводом питания с возможностью воспламенения топлива секций заряда, отличающийся тем, что воспламенительная секция заряда установлена между верхним конусом и группой секций заряда и снабжена со стороны, обращенной к верхнего конусу, накладкой, при этом в накладке выполнены продольные сквозные ступенчатые отверстия, в широкой части которых установлены взрывные патроны с примыкающими к их торцам отрезками детонирующих шнуров, проходящими сквозь узкую часть указанных ступенчатых отверстий и глухих отверстий, выполненных в воспламенительной секции заряда, также в накладке выполнена проточка, в которой размещена плоская пружина, частично охватывающая штангу с возможностью взаимодействия с корпусами взрывных патронов.1. A charge for hydraulic fracturing, containing an unpackaged group of charge sections made of solid fuel suitable for combustion in water and water-oil environments placed along a composite carrier rod, made with an axial channel, the configuration of which has a shape with a developed combustion surface, in which the mentioned rod, at the ends of the rod there are upper and lower cones that tighten the group of charge sections, the diameter of which exceeds the diameter of the charge sections, centering rings are placed between the charge sections, made with an outer diameter exceeding the outer diameter of these sections, while the cones are made with holes for the passage of combustion products , moreover, one of the sections is igniter, connected to the power wire with the possibility of igniting the fuel of the charge sections, characterized in that the igniter section of the charge is installed between the upper cone and the group of charge sections and is provided on the side facing the upper cone with an overlay, while in the overlay longitudinal through stepped holes are made, in the wide part of which explosive cartridges are installed with segments of detonating cords adjoining their ends, passing through the narrow part of these stepped holes and blind holes made in the igniter section of the charge, also in the lining there is a groove in which a flat spring is placed , partially covering the rod with the possibility of interaction with the bodies of explosive cartridges. 2. Заряд для гидроразрыва пласта по п.1, отличающийся тем, что отверстия под взрывные патроны в накладке ориентированы относительно друг друга под углом 150°± 10°.2. Charge for hydraulic fracturing according to claim 1, characterized in that the holes for explosive cartridges in the pad are oriented relative to each other at an angle of 150 ° ± 10 ° . 3. Заряд для гидроразрыва пласта по п.1, отличающийся тем, что накладка со стороны верхнего конуса плотно закрыта крышкой.3. Charge for hydraulic fracturing according to claim 1, characterized in that the pad on the side of the upper cone is tightly closed with a lid.
RU2023102739U 2023-02-07 CHARGE FOR HYDRAULIC FRACTURING RU217631U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU217631U1 true RU217631U1 (en) 2023-04-10

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5005641A (en) * 1990-07-02 1991-04-09 Mohaupt Henry H Gas generator with improved ignition assembly
RU2278253C2 (en) * 2004-07-29 2006-06-20 Михаил Григорьевич Падерин Uncased sectional charge to apply gas-hydraulic action to formation
RU106305U1 (en) * 2011-04-08 2011-07-10 Федеральное Казенное Предприятие "Авангард" BREAK FOR HYDRAULIC BREAKING
RU152693U1 (en) * 2014-12-03 2015-06-10 Игорь Леонидович Воронов BREAK FOR HYDRAULIC BREAKING
RU2693098C1 (en) * 2018-11-27 2019-07-01 Дмитрий Владимирович Переверзев Method of gas-hydraulic impact on formation
RU205352U1 (en) * 2021-01-11 2021-07-12 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" CHARGE FOR HYDRAULIC Fracturing

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5005641A (en) * 1990-07-02 1991-04-09 Mohaupt Henry H Gas generator with improved ignition assembly
RU2278253C2 (en) * 2004-07-29 2006-06-20 Михаил Григорьевич Падерин Uncased sectional charge to apply gas-hydraulic action to formation
RU106305U1 (en) * 2011-04-08 2011-07-10 Федеральное Казенное Предприятие "Авангард" BREAK FOR HYDRAULIC BREAKING
RU152693U1 (en) * 2014-12-03 2015-06-10 Игорь Леонидович Воронов BREAK FOR HYDRAULIC BREAKING
RU2693098C1 (en) * 2018-11-27 2019-07-01 Дмитрий Владимирович Переверзев Method of gas-hydraulic impact on formation
RU205352U1 (en) * 2021-01-11 2021-07-12 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" CHARGE FOR HYDRAULIC Fracturing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6817298B1 (en) Solid propellant gas generator with adjustable pressure pulse for well optimization
US4329925A (en) Fracturing apparatus
CN101389826B (en) Apparatus and method for selective actuation of downhole tools
CA2036295C (en) Gas generator with improved ignition assembly
US20150345922A1 (en) Igniter for Downhole Use Having Flame Control
RU111189U1 (en) POWDER PRESSURE GENERATOR
RU2242600C1 (en) Gas generator on solid fuel for well
RU217631U1 (en) CHARGE FOR HYDRAULIC FRACTURING
US7819180B2 (en) High-energy gas fracture apparatus for through-tubing operations
RU106305U1 (en) BREAK FOR HYDRAULIC BREAKING
RU108796U1 (en) POWDER GENERATOR
RU118350U1 (en) POWDER PRESSURE GENERATOR
CN113914843A (en) Multi-detonation-point multi-stage detonation fracturing method for horizontal well of shale gas reservoir
SU933959A1 (en) Gunpowder-type pressure generator for well
RU2183741C1 (en) Method of gas-hydraulic stimulation of formation
RU133875U1 (en) POWDER GENERATOR
RU2175059C2 (en) Solid-fuel gas generator with controllable pressure pulse for stimulation of wells
RU117502U1 (en) BREAK FOR HYDRAULIC BREAKING
RU2532948C2 (en) Method of powder pressure generator application
RU2311530C1 (en) Device with gun-powder charge for well stimulation and method therefor
RU192430U1 (en) PROGRAMMABLE PRESSURE GENERATOR ACOUSTIC MULTI-MODE
RU175566U1 (en) DEVICE FOR THERMAL GAS-DYNAMIC INFLUENCE ON THE LAYER
RU2298090C1 (en) Method and device to apply gas-dynamic action to formation
RU2187633C1 (en) Method of gas-hydraulic stimulation of formation
RU2183740C1 (en) Sectional bulk charge for gas-dynamic stimulation of formation