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

RU2273726C1 - Formation exposing method - Google Patents

Formation exposing method Download PDF

Info

Publication number
RU2273726C1
RU2273726C1 RU2004125616/03A RU2004125616A RU2273726C1 RU 2273726 C1 RU2273726 C1 RU 2273726C1 RU 2004125616/03 A RU2004125616/03 A RU 2004125616/03A RU 2004125616 A RU2004125616 A RU 2004125616A RU 2273726 C1 RU2273726 C1 RU 2273726C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
barrel
missile
perforator
missile element
throwable
Prior art date
Application number
RU2004125616/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004125616A (en
Inventor
Александр Григорьевич Прудников (RU)
Александр Григорьевич Прудников
Зедон Арнольдович Ростэ (RU)
Зедон Арнольдович Ростэ
Игорь Борисович Дубин (RU)
Игорь Борисович Дубин
Али Ахмедович Маммаев (RU)
Али Ахмедович Маммаев
Олег Константинович Попов (RU)
Олег Константинович Попов
Юрий Григорьевич Яновский (RU)
Юрий Григорьевич Яновский
Original Assignee
Институт прикладной механики Российской Академии Наук (ИПРИМ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт прикладной механики Российской Академии Наук (ИПРИМ РАН) filed Critical Институт прикладной механики Российской Академии Наук (ИПРИМ РАН)
Priority to RU2004125616/03A priority Critical patent/RU2273726C1/en
Publication of RU2004125616A publication Critical patent/RU2004125616A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2273726C1 publication Critical patent/RU2273726C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry, particularly for formation opening.
SUBSTANCE: method involves accelerating throwable member with the use of gun by throwing charge explosion initiation; discharging throwable member from perforator barrel to rock to be perforated in predetermined direction by applying throwing charge explosion product pressure to throwable member and providing throwable member movement in rock to be perforated. Serially combined gun-and-jet acceleration of throwable member is used. Perforator barrel includes a number of sections inserted one into another. Through orifices are formed in throwable member and/or in perforator barrel. Gas-generator is used as the throwing charge. The gas-generator provides gun-and-jet acceleration of throwable member by high-temperature supersonic high-pressure gas discharge in area located immediately in front of throwable member to create perforation channel in rock. The supersonic high-pressure gas is also discharged into perforator barrel to move it right after throwable member into the perforation channel.
EFFECT: increased perforation efficiency.
10 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам вторичного вскрытия пласта, и может быть использовано, в частности, для повышения эффективности нефтедобычи. Известен аналог предложенного - Способ термодинамической перфорации, [1] (RU №2077660 от 20.04.97. МКИ Е 21 В 43/114), при котором сжигают заряд топлива с получением сверхзвуковой высокотемпературной струи, направляют струю на преграду, и осуществляют формирование каверны в перфорируемом массиве - обсадной трубе, затрубном цементном камне и прилегающей зоне продуктивного пласта, что совпадает с существенными признаками предлагаемого способа. После этого в известном способе осуществляют продувку каверны и нанесение на ее поверхность пористого фильтрующего покрытия на основе продуктов сгорания заряда твердого топлива. Затем полученную каверну используют для захода фрезы, спускаемой на бурильных трубах с целью забуривания второго ствола.The invention relates to the oil and gas industry, and in particular to methods of re-opening the reservoir, and can be used, in particular, to increase the efficiency of oil production. A known analogue of the proposed method of thermodynamic perforation, [1] (RU No. 2077660 dated 04/20/97. MKI E 21 V 43/114), in which a fuel charge is burned to produce a supersonic high-temperature jet, directs the jet to the obstacle, and the cavity is formed in perforated array - casing, annular cement stone and the adjacent area of the reservoir, which coincides with the essential features of the proposed method. After that, in a known method, the cavity is purged and a porous filter coating is applied to its surface based on the combustion products of a solid fuel charge. Then the resulting cavity is used to enter the cutter, lowered on the drill pipe in order to drill the second barrel.

Недостаток известного способа состоит в сложности технологического процесса, его высокой длительности, высокой удельной энергоемкости процесса, соответственно, сниженной надежности, недостаточной глубине перфорации, малом повышении продуктивности скважин и, соответственно, недостаточной экономической эффективности.The disadvantage of this method is the complexity of the process, its high duration, high specific energy consumption of the process, respectively, reduced reliability, insufficient depth of perforation, a small increase in well productivity and, consequently, lack of economic efficiency.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ пулевой перфорации скважины [2] (RU №2195547, МКИ Е 21 В 43/116), принятый в качестве прототипа, при котором инициируют взрыв метающего заряда, метаемый элемент выстреливают из ствола перфоратора в перфорируемый массив по заданному направлению с помощью давления, оказываемого на метающий элемент продуктами взрыва метающего заряда, при этом обеспечивают продвижение метаемого элемента в перфорируемом массиве, что совпадает с существенными признаками предлагаемого устройства.Closest to the proposed technical solution is the method of bullet perforation of the well [2] (RU No. 2195547, MKI E 21 V 43/116), adopted as a prototype, in which they initiate an explosion of a throwing charge, a missile element is shot from the perforator barrel into a perforated array by a given direction using the pressure exerted on the throwing element by the products of the explosion of the throwing charge, while promoting the throwing element in the perforated array, which coincides with the essential features of the proposed device.

При этом изменяют траектории пуль в отверстиях насадки в районе продуктивного пласта.In this case, the trajectories of the bullets in the nozzle holes in the area of the reservoir are changed.

Существо способа-прототипа состоит в том, что пули выстреливают на устье скважины вдоль колонны. На уровне продуктивного пласта устанавливают насадку, в криволинейных каналах которой траекторию пуль искривляют, направляя их вбок для пробития перфорационных каналов в колонне, цементном кольце и пласте. Однако глубина пробиваемых каналов невелика, что снижает эффективность известного способа, ограничивает возможности повторного использования отработанных нефтяных скважин, чем снижается функциональная гибкость прототипа, повышает стоимость добываемого сырья, снижает экологичность процесса. Соответственно, повышение продуктивности скважин в расчете на единицу затраченных временных, материальных и энергоресурсов оказывается недостаточным. Это является главным недостатком способа-прототипа.The essence of the prototype method is that bullets are fired at the wellhead along the string. At the level of the reservoir, a nozzle is installed, in the curved channels of which the bullet path is bent, directing them sideways to break through the perforation channels in the column, cement ring and reservoir. However, the depth of the punched channels is small, which reduces the effectiveness of the known method, limits the possibility of reuse of used oil wells, which reduces the functional flexibility of the prototype, increases the cost of the extracted raw materials, reduces the environmental friendliness of the process. Accordingly, increasing the productivity of wells per unit of time, material and energy resources is insufficient. This is the main disadvantage of the prototype method.

Итак, недостаток способа-прототипа [2] состоит в ухудшении следующих характеристик:So, the disadvantage of the prototype method [2] is the deterioration of the following characteristics:

- глубина перфорации;- depth of perforation;

- эффективность;- effectiveness;

- экологичность;- environmental friendliness;

- экономичность;- profitability;

- стоимость;- cost;

- функциональная гибкость.- functional flexibility.

Соответственно, требуемый технический результат предлагаемого способа состоит в устранении вышеуказанных недостатков.Accordingly, the required technical result of the proposed method consists in eliminating the above disadvantages.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение глубины перфорации, обеспечение повышения продуктивности скважин, снижение трудоемкости, сложности технологического процесса, его длительности, удельной энергоемкости процесса, соответственно, повышение его надежности, и, соответственно, увеличение экономической эффективности.The aim of the invention is to increase the depth of perforation, to increase the productivity of wells, reduce the complexity, the complexity of the process, its duration, specific energy consumption of the process, respectively, increase its reliability, and, accordingly, increase economic efficiency.

Поставленная цель достигается сочетанием принципов пушечной (пулевой) и ракетной (высокотемпературной газодинамической) перфорации.This goal is achieved by combining the principles of cannon (bullet) and rocket (high-temperature gas-dynamic) perforation.

На фиг.1 и 2 приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ вскрытия пластов:Figure 1 and 2 shows a diagram of a device that implements the proposed method of opening the layers:

на фиг.1 - перфоратор в исходном положении;figure 1 - punch in the initial position;

на фиг.2 - перфоратор после выстрела.figure 2 - perforator after firing.

На фиг.1 и 2 использованы следующие условные обозначения составных элементов:Figure 1 and 2 used the following conventions of the constituent elements:

1 - скважина;1 - well;

2 - обсадная труба;2 - casing;

3 - перфорируемый массив;3 - perforated array;

4 - газогенераторный блок;4 - gas generating unit;

5 - метаемый элемент (МЭ);5 - missile element (ME);

6 - телескопический ствол;6 - telescopic barrel;

7 - секция телескопического ствола;7 - section of the telescopic barrel;

8 - газовыводящий канал;8 - gas outlet channel;

9 - поток выходящего газа;9 - flow of exhaust gas;

10 - газовая смазка;10 - gas lubrication;

11 - канал в перфорируемом массиве.11 - channel in a perforated array.

Следует отметить, что существо предлагаемого способа по п.1 формулы можно реализовать в виде различных устройств. Поэтому возможность реализации способа в виде конкретного устройства в материалах заявки показана на примере телескопической конструкции, представленной п.3 формулы.It should be noted that the essence of the proposed method according to claim 1 of the formula can be implemented in the form of various devices. Therefore, the possibility of implementing the method in the form of a specific device in the application materials is shown by the example of a telescopic structure presented in paragraph 3 of the formula.

На фиг.1 представлена схема устройства, реализующего предлагаемый способ (по п.3 формулы), где показано, что устройство, реализующее предлагаемый способ, в исходном состоянии содержит телескопический ствол 6, секции 7 которого вложены одна в другую; Ствол 6 размещен внутри скважины 1 (перпендикулярно ее оси), ограниченной обсадной трубой 2, окруженной массивом пород 3, подвергаемых перфорации. В стволе 6 позади метаемого элемента (МЭ) 5 размещен газогенератор 4. После выстрела, как показано на: фиг.1Б, секции 7 ствола 6 телескопически раздвигаются давлением продуктов взрыва (формирующих поток выходящего газа 9), выделяемых при работе газогенератора 4. Эти продукты выходят по газовыводящим каналам 8 в метаемом элементе 5. Поток газов 9 выходит в зону перед лобовой частью МЭ, обтекает МЭ 5 и секции ствола 6, образуя слой газовой смазки 10 в зоне контакта перфорируемого массива 3 с МЭ 5 и секциями 7 ствола 6.Figure 1 presents a diagram of a device that implements the proposed method (according to claim 3 of the formula), where it is shown that the device that implements the proposed method, in its initial state, contains a telescopic barrel 6, sections 7 of which are embedded one into another; The barrel 6 is placed inside the well 1 (perpendicular to its axis), limited by the casing 2, surrounded by an array of rocks 3, subjected to perforation. In the barrel 6 behind the propelling element (ME) 5 is placed a gas generator 4. After the shot, as shown in FIG. 1B, sections 7 of the barrel 6 are telescopically moved apart by the pressure of the explosion products (forming the flow of exhaust gas 9) released during the operation of the gas generator 4. These products exit through the gas outlet channels 8 in the missile element 5. The gas stream 9 enters the area in front of the frontal part of the ME, flows around the ME 5 and sections of the barrel 6, forming a layer of gas lubricant 10 in the contact zone of the perforated array 3 with the ME 5 and sections 7 of the barrel 6.

Для устранения недостатков прототипа предложен способ вскрытия пластов, при котором инициируют взрыв метающего заряда, метаемый элемент выстреливают из ствола перфоратора в перфорируемый массив по заданному направлению с помощью давления, оказываемого на метающий элемент продуктами взрыва метающего заряда, при этом обеспечивают продвижение метаемого элемента в перфорируемом массиве, что совпадает с существенными признаками прототипа.To eliminate the disadvantages of the prototype, a method for opening the formations is proposed, in which they initiate an explosion of a throwing charge, a missile element is shot from the barrel of a perforator into a perforated array in a given direction using the pressure exerted on the throwing element by products of an explosion of a throwing charge, while promoting the propelling element in the perforated array , which coincides with the essential features of the prototype.

Причем используют последовательно совмещенный пушечно-ракетный разгон метаемого элемента, при котором ствол перфоратора выполняют в виде телескопически вложенных друг в друга секций, в метаемом элементе и/или стволе перфоратора выполняют сквозные отверстия, в качестве метающего заряда используют газогенератор для обеспечения пушечно-ракетного разгона метаемого элемента путем выпуска высокотемпературного сверхзвукового потока газа высокого давления в зону перед метаемым элементом для образования перфорационного канала в перфорируемом массиве, и в ствол перфоратора для его перемещения вслед за метаемым элементом в образующийся перфорационный канал.Moreover, a sequentially combined cannon-rocket acceleration of the missile element is used, in which the perforator barrel is made in the form of sections telescopically nested into each other, through holes are made in the missile element and / or the perforator barrel, the gas generator is used as the throwing charge to ensure the cannon-rocket acceleration of the missile element by releasing a high-temperature supersonic high-pressure gas stream into the zone in front of the missile element to form a perforation channel in the perforation massif, and into the barrel of the punch to move it after the missile element into the formed perforation channel.

Кроме того, часть продуктов взрыва выпускают через сквозные отверстия в метаемом элементе и/или в стволе перфоратора с формированием реактивных струй, с помощью которых обеспечивают формирование газовой смазки в зоне контакта перфорируемого массива со стволом перфоратора и метаемым элементом.In addition, part of the explosion products is released through the through holes in the missile element and / or in the hole of the perforator with the formation of jet jets, which help to ensure the formation of gas lubricant in the contact zone of the perforated array with the barrel of the perforator and the missile element.

Кроме того, телескопически вложенные секции ствола выполняют монотонно уменьшающегося диаметра по мере приближения к головной секции.In addition, telescopically nested sections of the barrel perform a monotonously decreasing diameter as they approach the head section.

Кроме того, телескопически вложенные секции ствола выполняют монотонно увеличивающегося диаметра по мере приближения к головной секции.In addition, telescopically nested sections of the barrel perform a monotonously increasing diameter as they approach the head section.

Кроме того, диаметр телескопически вложенных секций ствола по мере их приближения к головной секции сначала монотонно увеличивают, а затем монотонно уменьшают.In addition, the diameter of the telescopically embedded sections of the trunk as they approach the head section is first monotonously increased, and then monotonously reduced.

Кроме того, с помощью реактивных струй сообщают осевой момент вращения метаемому элементу, носовую часть которого выполняют в виде фрезы и используют для забуривания в перфорируемый массив.In addition, with the help of jet jets, the axial moment of rotation of the missile element is communicated, the bow of which is made in the form of a mill and is used for drilling into a perforated array.

Кроме того, головная секция связана с метаемым элементом.In addition, the head section is associated with a missile element.

Кроме того, по крайней мере, одна пара из формируемых реактивных струй, выпускаемых из метаемого элемента и/или ствола, противоположно направлена и перпендикулярна оси ствола, а метаемый элемент и ствол имеют криволинейную ось.In addition, at least one pair of generated jet jets discharged from the missile element and / or the barrel is oppositely directed and perpendicular to the axis of the barrel, and the missile element and the barrel have a curved axis.

Кроме того, вектор скорости, по крайней мере, одной из формируемых реактивных струй, выпускаемых из метаемого элемента, имеет составляющую, направленную вдоль движения метаемого элемента.In addition, the velocity vector of at least one of the generated jet jets discharged from the missile element has a component directed along the movement of the missile element.

Кроме того, метаемый элемент разделяют на самостоятельные фракции на завершающем этапе ракетного движения метаемого элемента в перфорируемом массиве.In addition, the missile element is divided into independent fractions at the final stage of the rocket movement of the missile element in a perforated array.

Итак, рассмотрим действие предлагаемого способа на примере работы устройства, реализующего указанный способ и выполненного по схеме фиг.1 и 2.So, we consider the action of the proposed method as an example of the operation of the device that implements the specified method and performed according to the scheme of figures 1 and 2.

Работа указанного устройства, как и прототипа, основана на том, что инициируют процесс взрыва метающего заряда, метаемый элемент выстреливают из ствола 6 перфоратора в перфорируемый массив 3 по заданному направлению с помощью давления на метающий элемент продуктов работы газогенератора 4 - взрыва метающего заряда, при этом обеспечивают продвижение метаемого элемента 5 вдоль канала 11, образованного в перфорируемом массиве 3. Кроме фазы пушечного разгона в предлагаемом способе предусмотрена последовательно с ней выполняемая фаза ракетного разгона, что сформулировано как "последовательно совмещенный пушечно-ракетный разгон". В соответствии с общепринятой терминологией имеется ввиду, что в ходе работы перфоратора пушечный этап разгона МЭ (за счет энергии газов газогенератора) последовательно совмещен с ракетным этапом разгона МЭ - за счет хвостовых реактивных струй, формируемых с использованием бортового энергоносителя метаемым элементом, выполняющим роль ракетного снаряда. Последовательное выполнение этапов пушечного и ракетного разгона предполагает включение ракетного двигателя МЭ после завершения фазы пушечного разгона, т.е. после отделения МЭ от ствола перфоратора.The operation of this device, as well as the prototype, is based on the fact that the projectile explosion is initiated, the projectile is fired from the barrel 6 of the perforator into the perforated array 3 in a predetermined direction using pressure on the projectile element of the gas generator 4's work - the projectile explosion provide the propelling element 5 along the channel 11 formed in the perforated array 3. In addition to the cannon acceleration phase, the proposed method provides a sequentially performed rocket phase acceleration, which is formulated as "consistently combined cannon-rocket acceleration." In accordance with generally accepted terminology, it is understood that during the operation of the perforator, the cannon phase of the ME acceleration (due to the energy of the gas generator gas) is sequentially combined with the rocket stage of the ME acceleration - due to the tail jets formed using the onboard energy carrier with a missile element that acts as a rocket shell . The sequential execution of the stages of cannon and rocket acceleration involves the inclusion of the ME rocket engine after the completion of the phase of cannon dispersal, i.e. after separation of the ME from the barrel of the perforator.

Возможность выпуска высокотемпературного сверхзвукового потока газа высокого давления через соответствующие сквозные отверстия в зону перед МЭ и в ствол перфоратора основана на кратковременности воздействия экстремальных характеристик на конструкционные материалы. Действительно, время выстрела, оцениваемое скоростью распространения ударной волны (скорость звука) в стволе перфоратора, составляет единицы миллисекунд.The possibility of releasing a high-temperature supersonic high-pressure gas stream through the corresponding through holes in the zone in front of the ME and into the perforator barrel is based on the short duration of the impact of extreme characteristics on structural materials. Indeed, the time of the shot, estimated by the speed of propagation of the shock wave (speed of sound) in the barrel of the punch, is a few milliseconds.

При этом энергию взрыва метающего заряда на этапе пушечного разгона концентрируют на выполнении главной цели - увеличении глубины перфорации (канала 11). Для этого область высокотемпературных газов большого давления, сформированных газогенератором 4, ограничивают объемом ствола 6, высокотемпературный, сверхзвуковой поток газа высокого давления 9 выпускается через сквозные отверстия в метаемом элементе в зону перед метаемым элементом, разрушая ее за счет высокотемпературной эрозии и реактивного импульса струй высокого напора. Выходящие из фронтальной области газы непрерывно вытесняются к кормовой области метаемого элемента, обтекая его корпус, выполняя таким образом роль газовой смазки в зоне контакта перфорируемого массива со стволом перфоратора и метаемым элементом. Это существенно снижает потери на трение при продвижении ствола перфоратора вслед за метаемым элементом внутрь образующейся перфорационной скважины. Кроме того, часть продуктов взрыва выпускают в стволе перфоратора с формированием не только газовой, смазки, но и реактивных струй, продвигающих ствол перфоратора вслед за метаемым элементом. Этим осуществляется автономное продвижение перфоратора в толще пласта. При этом ствол перфоратора выполняют в виде телескопически вложенных друг в друга секций, опорная секция ствола неподвижна, головная - связана с метаемым элементом, а перемещение ствола, перфоратора вслед за метаемым элементом внутрь образующейся перфорационной скважины осуществляют путем его телескопического раздвижения, как показано на фиг.2. Этот вариант может быть полезен, например, для повышения производительности уже имеющихся скважин, поскольку телескопический вариант в силу своей компактности может быть размещен под углом (в том числе, перпендикулярно) к оси скважины и использован для формирования поперечного ствола.In this case, the energy of the explosion of the throwing charge at the stage of cannon dispersal is concentrated on fulfilling the main goal - increasing the depth of perforation (channel 11). For this, the region of high-temperature high-pressure gases formed by the gas generator 4 is limited by the volume of the barrel 6, a high-temperature, supersonic high-pressure gas stream 9 is discharged through the through holes in the tossed element into the zone in front of the tossed element, destroying it due to high-temperature erosion and a jet impulse of high-pressure jets . The gases leaving the frontal region are continuously displaced to the stern area of the missile element, flowing around its body, thus fulfilling the role of gas lubricant in the contact zone of the perforated array with the perforator barrel and the missile element. This significantly reduces friction losses during the advancement of the perforator barrel after the missile element into the formed perforation well. In addition, part of the explosion products is released in the perforator barrel with the formation of not only gas, lubricant, but also jet jets that advance the perforator barrel after the missile element. This provides an autonomous advancement of the perforator in the thickness of the formation. In this case, the perforator barrel is made in the form of sections telescopically nested into one another, the support section of the barrel is stationary, the head section is connected with the missile element, and the movement of the barrel, the perforator after the missile element inside the formed perforation well is carried out by telescoping it, as shown in FIG. 2. This option can be useful, for example, to increase the productivity of existing wells, since the telescopic version, due to its compactness, can be placed at an angle (including perpendicularly) to the axis of the well and used to form the transverse wellbore.

В зависимости от физико-механических характеристик проходимой породы телескопически вложенные секции ствола выполняют монотонно увеличивающегося диаметра (обратный конус) либо монотонно уменьшающегося диаметра (прямой конус) по мере приближения к головной секции. Возможен также вариант, при котором диаметр телескопически вложенных секций ствола по мере их приближения к головной секции сначала монотонно увеличивают, а затем монотонно уменьшают.Depending on the physicomechanical characteristics of the rock being passed through, telescopically enclosed sections of the barrel perform a monotonously increasing diameter (inverse cone) or monotonously decreasing diameter (straight cone) as they approach the head section. It is also possible that the diameter of telescopically nested sections of the barrel as they approach the head section is first monotonously increased, and then monotonously reduced.

В конструкции типа "прямой конус" в момент взрыва заряда давление образующихся газов воздействует и создает газовую смазку по всей боковой поверхности МЭ. Поэтому этот вариант более приспособлен для медленного продвижения в трудных породах.In a “straight cone” type design, at the moment of a charge explosion, the pressure of the generated gases acts and creates gas lubricant along the entire lateral surface of the ME. Therefore, this option is more suited for slow progress in difficult rocks.

В конструкции типа "обратный конус" в момент взрыва заряда давление образующихся газов воздействует и создает газовую смазку в лобовой части МЭ. Здесь возможен вариант более быстрого продвижения МЭ в горных породах более легкого типа. Причем могут использоваться реактивные струи для создания дополнительной тяги.In a “reverse cone” type design, at the moment of a charge explosion, the pressure of the generated gases acts and creates gas lubrication in the frontal part of the ME. Here, an option is possible for a more rapid advancement of ME in lighter rocks. Moreover, jet jets can be used to create additional thrust.

В дополнительном варианте предлагаемого способа часть продуктов взрыва пропускают сквозь метаемый элемент и/или ствол перфоратора с формированием реактивных струй, направленных, например, в сторону опорной секции ствола. Кроме того, с помощью реактивных струй сообщают момент вращения метаемому элементу, носовую часть которого используют для забуривания в перфорируемый массив. Все это увеличивает тягу реактивного аппарата, дополнительно повышает глубину формируемых перфорационных каналов.In an additional embodiment of the proposed method, part of the explosion products is passed through the missile element and / or the perforator barrel with the formation of jet jets directed, for example, towards the supporting section of the barrel. In addition, with the help of jet jets, the rotational moment is reported to the missile element, the bow of which is used for drilling into a perforated array. All this increases the thrust of the jet apparatus, further increases the depth of the formed perforation channels.

Кроме того, метаемый элемент разделяют на самостоятельные фракции на завершающем этапе ракетного движения метаемого элемента в перфорируемом массиве, что способствует разветвлению перфорируемого отверстия и увеличению площади фильтрации.In addition, the missile element is divided into independent fractions at the final stage of the rocket movement of the missile element in the perforated array, which contributes to the branching of the perforated hole and increase the filtration area.

Далее покажем, что именно благодаря существенным отличиям предлагаемого способа обеспечивается требуемый технический результат.Next, we show that it is thanks to the significant differences of the proposed method that the required technical result is provided.

То, что используют последовательно совмещенный пушечно-ракетный разгон метаемого элемента, при котором ствол перфоратора перемещают вслед за метаемым элементом внутрь образующегося перфорационного отверстия, так что часть продуктов взрыва выпускают через сквозные отверстия в метаемом элементе и/или в стволе перфоратора с формированием газовой смазки в зоне контакта перфорируемого массива со стволом перфоратора и метаемым элементом, позволяет сосредоточить выделяемую при взрыве энергию на достижение основного технического результата - повышение глубины перфорируемого канала. Ограничение объема взрыва стволом перфоратора с учетом кратковременности процессов, позволяет получить максимальные давления и температуру в необходимой зоне эрозии проходимой породы, использовав также продукты взрыва для уменьшения трения между породой и внедряемым инструментом.The fact that they use a sequentially combined cannon-rocket acceleration of the missile element, in which the perforator barrel is moved after the missile element into the formed perforation hole, so that part of the explosion products is released through the through holes in the missile element and / or in the perforator barrel with the formation of gas lubricant in the contact zone of the perforated array with the perforator barrel and the missile element allows you to concentrate the energy released during the explosion to achieve the main technical result that - increase the depth of perforated channel. Limiting the volume of the explosion with a perforator barrel, taking into account the short duration of the processes, allows you to get the maximum pressure and temperature in the required erosion zone of the rock passed, using the explosion products to reduce friction between the rock and the tool being introduced.

То, что ствол перфоратора выполняют в виде телескопически вложенных друг в друга секций, опорная секция ствола неподвижна, головная - связана с метаемым элементом, а перемещение ствола перфоратора вслед за метаемым элементом внутрь образующейся перфорационной скважины осуществляют путем его телескопического раздвижения, дает возможность поперечного размещения перфоратора в стволе скважины, расширяет его функциональную гибкость, обеспечивает существенное повышение продуктивности скважин с малыми затратами материальных и временных ресурсов. При этом энергия взрыва ограничена замкнутым объемом ствола, что повышает концентрацию энергии, позволяет распределить оптимальным образом во времени расход указанной энергии, с учетом характеристик метающего заряда, перфорируемых горных пород и используемых для изготовления МЭ конструктивных материалов.The fact that the perforator barrel is made in the form of sections telescopically nested into one another, the support section of the barrel is stationary, the head section is connected with the missile element, and the movement of the hole of the perforator after the missile element inside the formed perforation well is carried out by means of its telescopic extension, which allows the perforator to be transverse in the wellbore, expands its functional flexibility, provides a significant increase in well productivity with low material and time costs ESOURCES. In this case, the explosion energy is limited by the closed volume of the barrel, which increases the energy concentration, allows you to optimally distribute the energy consumption over time, taking into account the characteristics of the throwing charge, perforated rocks and structural materials used for the manufacture of MEs.

То, что телескопически вложенные секции ствола выполняют монотонно уменьшающегося диаметра по мере приближения к головной секции, также позволяет повысить эффективность предлагаемого способа, с учетом характеристик реальных горных пород и имеющихся экспериментальных данных.The fact that telescopically embedded sections of the barrel perform a monotonously decreasing diameter as they approach the head section also allows to increase the efficiency of the proposed method, taking into account the characteristics of real rocks and available experimental data.

То, что торцовую ширину секций телескопического ствола увеличивают по мере уменьшения их диаметра, повышает надежность устройств, реализующих предлагаемый способ, поскольку позволяет рационально распределить давление, действующее в стволе. При этом, соответственно, увеличивается длина перфорируемых каналов, и повышается продуктивность скважин.The fact that the end width of the sections of the telescopic barrel increase as their diameter decreases, increases the reliability of devices that implement the proposed method, because it allows you to rationally distribute the pressure acting in the barrel. In this case, accordingly, the length of the perforated channels increases, and the productivity of the wells increases.

То, что телескопически вложенные секции ствола выполняют монотонно увеличивающегося диаметра по мере приближения к головной секции, в ряде случаев практических ситуаций, или то, что диаметр телескопически вложенных секций ствола по мере их приближения к головной секции сначала монотонно увеличивают, а затем монотонно уменьшают, с учетом вышеизложенного и проведенных исследований, также обеспечивает достижение вышеуказанного технического результата.The fact that the telescopically embedded sections of the trunk perform a monotonously increasing diameter as they approach the head section, in some cases, practical situations, or the diameter of the telescopically nested sections of the barrel as they approach the head section is first monotonously increased and then monotonously reduced, s Taking into account the foregoing and studies, it also ensures the achievement of the above technical result.

То, что часть продуктов взрыва пропускают сквозь метаемый элемент и/или ствол перфоратора с формированием реактивных струй, обеспечивает дополнительную концентрацию освобожденной энергии взрыва, соответственно, повышая эффективность предлагаемого способа.The fact that part of the explosion products is passed through the missile element and / or the perforator barrel with the formation of jet jets, provides an additional concentration of the released explosion energy, respectively, increasing the efficiency of the proposed method.

То, что, по крайней мере, струи одной пары из формируемых реактивных струй, выпускаемых из метаемого элемента и/или ствола, противоположно направлены и перпендикулярны оси ствола, создают боковой момент силы, чем обеспечивают дополнительную функциональную гибкость способа. Это выражается в формировании криволинейных, например, спиралеобразных траекторий метаемого элемента. Очевидно, что такой спиралеобразный канал вокруг скважины способен обеспечить максимальное повышение продуктивности скважин даже в случае ранее эксплуатируемой скважины. Очевидно, ось метаемого элемента и секций ствола должна быть соответствующим образом искривлена. При этом удается прокладывать траекторию перфорируемого канала в зоне с максимально ожидаемой продуктивностью скважин и обеспечивать приток добываемого продукта со всей площади прогнозируемого нефтеносного пласта.The fact that at least the jets of one pair of generated jet jets discharged from the missile element and / or the barrel are oppositely directed and perpendicular to the axis of the barrel create a lateral moment of force, which provides additional functional flexibility of the method. This is expressed in the formation of curved, for example, spiral-shaped trajectories of the missile element. Obviously, such a spiral channel around the well is able to provide the maximum increase in well productivity even in the case of a previously operated well. Obviously, the axis of the missile element and the sections of the barrel should be appropriately curved. At the same time, it is possible to lay the trajectory of the perforated channel in the zone with the maximum expected productivity of the wells and to ensure the inflow of the produced product from the entire area of the predicted oil reservoir.

То, что вектор скорости, по крайней мере, одной из формируемых реактивных струй, выпускаемых из метаемого элемента, имеет составляющую, направленную в сторону опорной секции ствола, повышает скорость проходки скважины, ее длину, за счет реактивной силы тяги при взаимодействии внедряемого инструмента с окружающим массивом перфорируемой породы.The fact that the velocity vector of at least one of the generated jet streams discharged from the missile element has a component directed towards the support section of the wellbore increases the penetration rate of the well, its length, due to the reactive traction force when the introduced tool interacts with the surrounding an array of perforated rocks.

То, что с помощью реактивных струй сообщают момент вращения метаемому элементу, носовую часть которого, имеющую, например, форму фрезы, используют для забуривания в перфорируемый массив, повышает надежность устройства (за счет более равномерного распределения воздействия на горную породу), скорость проходки скважины, ее длину (за счет дополнительного механического воздействия на горную породу), а также увеличивает устойчивость метаемого элемента на прямолинейной траектории (за счет сохранения ориентации гироскопического момента вращающегося МЭ).The fact that with the help of reactive jets the moment of rotation of the missile element is communicated, the nose of which, for example, having the shape of a cutter, is used for drilling into a perforated array, increases the reliability of the device (due to a more even distribution of the impact on the rock), the speed of the well its length (due to additional mechanical impact on the rock), and also increases the stability of the missile element on a straight path (due to the preservation of the orientation of the gyroscopic torque schegosya ME).

То, что с помощью реактивных струй ствол перфоратора перемещают вслед за метаемым элементом внутрь образующейся перфорационной скважины, повышает маневренность перфоратора и глубину формируемых перфорационных каналов с учетом автономности системы (отсутствие как направляющего, так и тормозящего воздействия телескопических секций).The fact that with the help of jet jets the perforator barrel is moved after the missile element into the formed perforation well increases the perforator maneuverability and the depth of the perforation channels being formed taking into account the autonomy of the system (the absence of both guiding and braking effects of telescopic sections).

То, что вектор скорости, по крайней мере, одной из формируемых реактивных струй, выпускаемых из метаемого элемента, имеет составляющую, направленную вдоль движения метаемого элемента, обеспечивает повышение давления и температуры в зоне перед носовой частью метаемого элемента, повышает скорость термобарического разрушения породы на пути метаемого элемента, что также способствует достижению вышеуказанного технического результата.The fact that the velocity vector of at least one of the generated jet streams discharged from the missile element has a component directed along the movement of the missile element, provides an increase in pressure and temperature in the zone in front of the bow of the missile element, increases the rate of thermobaric rock destruction along the way thrown element, which also contributes to the achievement of the above technical result.

То, что метаемый элемент на завершающем этапе ракетного разгона разделяют на самостоятельные фракции на завершающем этапе движения метаемого элемента в перфорируемом массиве также повышает продуктивность скважин по предлагаемому способу с учетом увеличения площади фильтрации. При этом отпадает необходимость бурения новых скважин, что повышает экологичность способа, его эффективность и экономичность.The fact that the missile element at the final stage of rocket acceleration is divided into independent fractions at the final stage of the movement of the missile element in the perforated array also increases the productivity of the wells according to the proposed method, taking into account the increase in the filtration area. At the same time, there is no need to drill new wells, which increases the environmental friendliness of the method, its effectiveness and efficiency.

Следует также отметить возможность использовать полученный эффект снижения трения перфоратора за счет газовой смазки для одновременного улучшения ряда характеристик. Действительно, использование экономии энергетического ресурса газогенератора (с учетом снижения потерь трения перфорируемого массива при создании газовой смазки) можно израсходовать для одновременного улучшения скорости проходки, глубины формируемых каналов, повышение продуктивности скважин, снижение стоимостных и/или экономических параметров, на улучшение ряда других характеристик - стоимости, надежности, экологичности и др.).It should also be noted that it is possible to use the obtained effect of reducing the friction of a perforator due to gas lubrication to simultaneously improve a number of characteristics. Indeed, the use of energy savings of the gas generator (taking into account the reduction of friction losses of the perforated array when creating gas lubricant) can be used to simultaneously improve the penetration rate, the depth of the formed channels, increase the productivity of the wells, reduce the cost and / or economic parameters, and improve a number of other characteristics - cost, reliability, environmental friendliness, etc.).

Таким образом, показано, что требуемый технический результат, действительно, достигается за счет существенных отличий предлагаемого способа.Thus, it is shown that the required technical result, in fact, is achieved due to significant differences of the proposed method.

Проведенные эксперименты показали реализуемость предлагаемого изобретения.The experiments showed the feasibility of the invention.

Claims (10)

1. Способ вскрытия пластов, при котором осуществляют пушечный разгон метаемого элемента, для чего инициируют процесс взрыва метающего заряда, метаемый элемент выстреливают из ствола перфоратора в перфорируемый массив по заданному направлению с помощью давления на метаемый элемент продуктов взрыва метающего заряда, при этом обеспечивают продвижение метаемого элемента в перфорируемом массиве, отличающийся тем, что используют последовательно совмещенный пушечно-ракетный разгон метаемого элемента, при котором ствол перфоратора выполняют в виде вложенных друг в друга секций, в метаемом элементе и/или стволе перфоратора выполняют сквозные отверстия, в качестве метающего заряда используют газогенератор для обеспечения пушечно-ракетного разгона метаемого элемента путем выпуска высокотемпературного сверхзвукового потока газа высокого давления в зону перед метаемым элементом для образования перфорационного канала в перфорируемом массиве и в ствол перфоратора для его перемещения вслед за метаемым элементом в образующийся перфорационный канал.1. The method of opening the seams, in which the acceleration of the throwing element is carried out by guns, for which the throwing charge explosion process is initiated, the throwing element is fired from the perforator barrel into the perforated array in a given direction using pressure on the throwing element of the throwing charge explosion products, while promoting the throwing element in a perforated array, characterized in that they use a sequentially combined cannon-rocket acceleration of the missile element, in which the perforator barrel t in the form of sections inserted into each other, through holes are made in the missile element and / or the perforator barrel, a gas generator is used as a throwing charge to ensure gun-rocket acceleration of the missile element by releasing a high-temperature supersonic high-pressure gas stream into the zone in front of the missile element to form perforation channel in the perforated array and into the barrel of the perforator to move it after the missile element into the formed perforation channel. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что часть продуктов взрыва выпускают через сквозные отверстия в метаемом элементе и/или в стволе перфоратора с формированием реактивных струй, с помощью которых обеспечивают формирование газовой смазки в зоне контакта перфорируемого массива со стволом перфоратора и метаемым элементом.2. The method according to claim 1, characterized in that part of the explosion products is released through the through holes in the missile element and / or in the perforator barrel with the formation of jet jets, with which they provide the formation of gas lubricant in the contact zone of the perforated array with the perforated barrel and the missile an element. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что телескопически вложенные секции ствола выполняют монотонно уменьшающегося диаметра по мере приближения к головной секции.3. The method according to claim 1, characterized in that the telescopically embedded sections of the barrel perform a monotonously decreasing diameter as they approach the head section. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что телескопически вложенные секции ствола выполняют монотонно увеличивающегося диаметра по мере приближения к головной секции.4. The method according to claim 1, characterized in that the telescopically embedded sections of the barrel perform a monotonously increasing diameter as they approach the head section. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что диаметр телескопически вложенных секций ствола по мере их приближения к головной секции сначала монотонно увеличивают, а затем монотонно уменьшают.5. The method according to claim 1, characterized in that the diameter of the telescopically nested sections of the barrel as they approach the head section is first monotonously increased, and then monotonously reduced. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что с помощью реактивных струй сообщают осевой момент вращения метаемому элементу, носовую часть которого выполняют в виде фрезы и используют для забуривания в перфорируемый массив.6. The method according to claim 1, characterized in that with the help of jet jets the axial moment of rotation is reported to the missile element, the bow of which is made in the form of a mill and is used for drilling into a perforated array. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что головная секция связана с метаемым элементом.7. The method according to claim 1, characterized in that the head section is connected with a missile element. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что, по крайней мере, одна пара из формируемых реактивных струй, выпускаемых из метаемого элемента и/или ствола, создает боковой момент силы, а метаемый элемент и ствол имеют криволинейную ось.8. The method according to claim 1, characterized in that at least one pair of generated jet jets discharged from the missile element and / or barrel creates a lateral moment of force, and the missile element and barrel have a curved axis. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что вектор скорости, по крайней мере, одной из формируемых реактивных струй, выпускаемых из метаемого элемента, имеет составляющую, направленную вдоль движения метаемого элемента.9. The method according to claim 1, characterized in that the velocity vector of at least one of the generated jet jets discharged from the missile element has a component directed along the movement of the missile element. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что метаемый элемент разделяют на самостоятельные фракции на завершающем этапе движения метаемого элемента в перфорируемом массиве.10. The method according to claim 1, characterized in that the missile element is divided into independent fractions at the final stage of the movement of the missile element in a perforated array.
RU2004125616/03A 2004-08-24 2004-08-24 Formation exposing method RU2273726C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004125616/03A RU2273726C1 (en) 2004-08-24 2004-08-24 Formation exposing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004125616/03A RU2273726C1 (en) 2004-08-24 2004-08-24 Formation exposing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004125616A RU2004125616A (en) 2006-02-10
RU2273726C1 true RU2273726C1 (en) 2006-04-10

Family

ID=36049574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004125616/03A RU2273726C1 (en) 2004-08-24 2004-08-24 Formation exposing method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2273726C1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004125616A (en) 2006-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4551960B2 (en) Excavator
JP7359821B2 (en) Directed energy deposition to facilitate high-speed applications
AU2016247742B2 (en) Downhole tool with a propellant charge
CN109804131B (en) Enhanced drilling system
RU2442948C2 (en) Hollow charge and perforating system containing energy material
US20140260930A1 (en) Ram accelerator system
US20090314270A1 (en) Method and apparatus for moving a mass
CA3002341A1 (en) Ram accelerator system with rail tube
US3190372A (en) Methods and apparatus for drilling bore holes
RU2647547C1 (en) Method of opening productive well formation by shaped charges and device for its implementation
RU2273726C1 (en) Formation exposing method
CN112855195B (en) Tunnel boring machine and cutter head for assisting rock breaking through high-energy particle impact of tunnel boring machine
US12104469B2 (en) Method and apparatus for well stimulation and perforation
US20230220732A1 (en) Projectile Drilling Systems and Methods
RU2491402C1 (en) Bogdanov's method of shaped charge drilling and device for its realisation
US3465639A (en) Hypervelocity jet and projectile velocity augmenter
US7284490B1 (en) Rod warhead systems and associated methods
CN100504026C (en) Perforation and cracking method
RU2245449C1 (en) Method of operation and design of pulse detonation engine with sucessively operating cassettes
RU2559963C2 (en) Method of well perforation by double hypercumulative charges
US2515643A (en) Propulsion apparatus actuated by successive charges of detonating materials
RU2076201C1 (en) Method of gun perforation of wells and device for its embodiment
RU2509909C1 (en) Jet engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060825