ЩЕ МАТЕРІАЛИ ПО ТЕМІ:
Існує чотири способи перфорації: кульова, торпед-ва, кумулятивна, піскоструминне.
Перші три способи перфорації здійснюються на про-думок геофізичними партіями за допомогою устаткування, що є в їх розпорядженні. Поет-му детально техніка та технологія цих видів перфорації першими трьома спо-собами вивчається в курсах промислів-вої геофізики. Піскоструминна перфо-рація здійснюється технічними засобами і службами нафтових про-задумів. При кульової перфорації в свердловину на електричному кабелі супу-скается стріляє кульової апарат, що складається з декількох (8 - 10) камор - стовбурів, заряджених кулями діаметром 12,5 мм. Камори заряджаються взривча-тим речовиною (ВВ) і детонаторами. При подачі електричного імпульсу відбувається залп. Кулі пробивають ко-лонну, цемент і впроваджуються в породу. Існує два види кульових перфора-торів:
* - перфоратори з горизонтальними стовбурами. У цьому випадку довжина стволів мала і обмежена радіальними габа-рітамі перфоратора;
* - перфоратори з вертикальними ство-лами з отклонітелямі куль на кінцях для додання польоту кулі напрямки, близького до перпендикулярному по відно-шенням до осі свердловини.
Кульової перфоратор ПБ-2 збирає-ся з кількох секцій. Уздовж секції просвердлений два або чотири вертикаль-них каналу, які перетинають, камори з ВВ, стовбури яких заряджені кулями і закриті герметизирующими проклад-ками. Верхня секція - запальний має два запальних уст-ройства. При подачі по кабелю струму спрацьовує перше за-пально пристрій і детонація поширюється по вертикаль-ному каналу в усі камори, що перетинаються цим каналом. У ре-док майже миттєвого згоряння ВВ тиск газів в комори досягає 2 тис. МПа, під дією яких куля викидається.
Відбувається майже одночасний постріл з половини усіх стволів. При необхідності подвоїти число прострілів по другій жили кабелю подається другий імпульс і спрацьовує вто-раю половина стовбурів від другого запального пристрою. У цьому перфораторі маса заряду вибухової речовини однієї камори мала і становить 4 - 5 г, тому пробивна здатність його невелика.
Довжина утворюються перфораційних каналів становить 65 - 145 мм (в залежності від міцності породи і типу перфо-ратора). Діаметр каналу 12 мм.
На рис. 6 показаний кульової перфоратор з вертикально-кри-волінейнимі стволами ПВН-90.
Мал. 6. Кульовою пер-форатор з вертикально-криволінійними ство-лами
При вертикальному розташуванні стволів обсяг камер і довжина стволів більше.
Одна камера віддає енергію вибуху відразу двом стовбурах. Маса ВВ в одній камері досягає 90 м Тиск газів в ка-заходи тут нижче і становить 0,6 - 0,8 тис.
МПа, але дія їх більш тривалий. Це дозволяє збільшити початкову швидкість вильоту кулі і пробивну здатність перфоратора. Довжина перфораційних каналів в породі виходить 145 - 350 мм при діаметрі близько 20 мм. У кожній секції перфора-тора є чотири вертикальних ствола, на кінцях яких зроблені плавні жолобки - отклонітеля. Кулі, виготовлені з легованої сталі, для зменшення тертя в отклонітеля покриваються міддю або свинцем. Постріл з усіх стволів про-виходить практично одночасний, так як все камори з ВВ повідомляються вогнепровідним каналом.
У кожній секції два ствола спрямовані вгору і два вниз. Це дозволяє компенсувати реактивні сили, що діють на перфоратор.
Торпедная перфорація здійснюється апаратами, спускається-мимі на кабелі і стріляють розривними снарядами діа-метром 22 мм. Внутрішній заряд ВВ одного снаряда дорівнює 5 м Апарат складається з секцій, в кожній з яких є по два горизонтальних стовбура. Снаряд оснащений детонатором Накольно типу. При зупинці снаряда відбувається вибух внут-рішнього заряду і розтріскування навколишнього гірської породи. Маса ВВ однієї камери - 27 м Глибина каналів по результа-там випробувань становить 100 - 160 мм, діаметр каналу - 22 мм. На 1 м довжини фільтра зазвичай робиться не більше пари-рьох отворів, так як при торпедної перфорації часті слу-чаї руйнування обсадних колон.
Кульова і торпедний перфорації застосовуються обмежено, так як все більше витісняються кумулятивної перфора-цією.
Кумулятивна перфорація здійснюється стріляють перфораторами, що не мають куль або снарядів. Простріл пре-гради досягається за рахунок сфокусованого вибуху. Така фо-кусіровка обумовлена конічною формою поверхні заряду вибухової речовини, облицьованої тонким металевим покриттям (листова мідь товщиною 0,6 мм). Енергія вибуху у вигляді тонкого пучка газів - продуктів облицювання пробиває канал. Кумулятивний струмінь набуває швидкість в головній частині до 6 - 8 км / с і створює тиск на перешкоду до 0,15 - 0,3 млн. МПа. При ви-стрілі кумулятивним зарядом в перешкоді утворюється вузький пер-фораціонний канал глибиною до 350 мм і діаметром в середній частині 8 - 14 мм. Розміри каналів залежать від міцності породи і типу перфоратора.
Все кумулятивні перфоратори мають горизонтально распо-лежання заряди і поділяються на корпусні і безкорпусні. Корпусні перфоратори після їх перезарядження використовуються багаторазово.
Безкорпусні - одноразової дії. Однак розроблені і корпусні перфоратори одноразової дії, в яких легкий корпус зі звичайної сталі використовується тільки для герметизації зарядів при зануренні їх в сква-Жіну. Перфоратори спускаються на кабелі (маються малогабари-Ритні перфоратори, що опускаються через НКТ), а також перфоратори, які спускалися на насосно-компресорних трубах. В по-останньому випадку ініціювання вибуху проводиться не електричним імпульсом, а скиданням в НКТ гумової кулі, що діє як поршень на вибуховий пристрій. Маса ВВ одного кумулятивного заряду становить (в зависи-мости від типу перфоратора) 25 - 50 м
Максимальна товщина розкритої інтервалу Кумул-нормативним перфоратором досягає 30 м, торпедним - 1м, пулі-вим - до 2,5 м. Це є однією з причин широкого рас-рення кумулятивних перфораторів.
Розглянемо пристрій корпусного кумулятивного перфора-тора ПК-105ДУ (рис. 7), який знайшов широке распростране-ня. Електричний імпульс подається на вибуховий патрон 1. на-ходячи в нижній частині перфоратора. Під час вибуху детонація передається вгору від одного заряду до іншого по детонуючого-щему шнуру 2. обвиває послідовно всі заряди.
Корпусні перфоратори дозволяють прострілювати інтервал до 3,5 м за один спуск, корпусні одноразової дії - до 10 м і безкорпусні або так звані стрічкові - до 30 м.
Мал. 7. Пристрій корпусного ку-мулятівного перфоратора ПК105ДУ:
1 - вибуховий патрон, 2 - детонує шнур, 3 - кумулятивний заряд, 4 - електрон-тропровод.
Мал. 8. Стрічковий кумуляти-ний перфоратор ПКС105:
КН - кабельний наконечник; 1 - го-спритна перфоратора, 2 - сталева льон-та, 3 - детонує шнур, 4 - куму-лятівний заряд, 5 - вибуховий патрон, 6 - вантаж.
Стрічкові перфоратори (рис.8) набагато легше корпусних, однак їх застосування обмежене величинами тиску і тим-ператури на забої свердловини, так як їх вибуховий патрон і де-тонуючий шнур знаходяться в безпосередньому контакті зі свердловини рідиною. У стрічковому перфораторі заряди смон-тірован в скляних (або з іншого матеріалу), герметич-них чашках, які розміщені в отворах довгою сталь-ної стрічки з вантажем на кінці. Вся гірлянда спускається на ка-беле. Зазвичай при пострілі стрічка повністю не руйнується, але для повторного використання не застосовується. Головка, вантаж, стрічка після відстрілу витягуються на поверхню разом з ка-Белем. До недоліків безкорпусних перфораторів треба віднести неможливість контролювання числа відмов, тоді як в кор-пусних перфораторах такий контроль легко здійснимо при ос-Мотрі витягнутого з свердловини корпусу.
Кумулятивні перфоратори знайшли найширше розповсюдження-страненіе. Підбираючи необхідні ВВ, можна в широких ді-апазоне регулювати їх термостійкість і чутливість до тиску і цим самим розширити можливості перфорації в свердловинах з аномально високими температурами і тиску-нями. Однак отримання досить чистих, з точки зору фільтрації, і глибоких каналів в породі залишається актуальною проблемою і до сих пір. В цьому відношенні певних ша-гом вперед було здійснення піскоструминної перфорації, ко-торая дозволяє отримати досить чисті і глибокі перфо-раціонні канали в пласті.
При гідропіскоструминної перфорації руйнування перешкоди відбувається в результаті використання абразивного і гідроми-ніторного ефектів високошвидкісних піщано-рідинних струменів, що вилітають з насадок спеціального апарату - піско-струминного перфоратора, прикріпленого до нижнього кінця насосно-компресорних труб. Піщано-рідинна суміш закачано-ється в НКТ насосними агрегатами високого тиску, смон-тірован на шасі важких автомашин, піднімається з свердловини на поверхню по кільцевому простору.
Це порівняно новий метод розтину пласта.
У настою-ний час щорічно обробляються близько 1500 свердловин цим методом. Область і масштаби застосування гідропіскоструминної методу обробки свердловин постійно розширюються, і крім розкриття пласта він знайшов застосування при капітальних ремон-тах, вирізки колон і в поєднанні з іншими методами віз-дії.
При гідропіскоструминної перфорації (ДПП) створення від-верст в колоні, цементному камені і каналу в породі досягнень-гается доданням піщано-рідинної струмені дуже великій швидкості, що досягає декількох сотень метрів в секунду. Перепад тиску при цьому становить 15 - 30 МПа. У породі вимивається каверна грушоподібної форми, зверненої вузьким конусом до перфорацію в колоні. Розміри ка-вірні залежать від міцності гірських порід, тривалості впливу та потужності піщано-рідинної струменя. При стін-дових випробуваннях були отримані канали до 0,5 м.
Розміри каналу збільшуються спочатку швидко і потім ста-білізіруются в результаті зменшення швидкості струменя в ка-нале і поглинання енергії зустрічним потоком рідини, ви-ходить з каналу через перфораційні отвір.
Час впливу на перешкоду не повинно перевищувати 15 - 20 хв, так як при більш тривалому впливі ка-нали не збільшуються.
Перфорація проводиться піскоструминним апаратом, СПОВ-Каєм на насосно-компресорних трубах. Апарат АП-6М конструкції ВНДІ (рис. 9) має шість бокових отворів, в які вгвинчуються шість насадок для одночасного ство-данія шести перфораційних каналів. При малій подачі на-сосни агрегатів частина отворів може бути заглушена проб-ками. Насадки в сталевій оправі виготовляються з твердих сплавів, стійких проти зносу водопесчаной сумішшю, трьох стандартних діаметрів 3; 4,5 і 6 мм.
Мал. 9. Апарат для піскоструминної перфорації АП-6М:
1 - корпус, 2 - куля обпресувальні клапана, 3 - вузол насадки, 4 - заглушка; 5 - куля клапана,
6 - хвостовик, 7 - центратор
Насадки діаметром 3 мм застосовуються для вирізки пріхва-чинних труб в обсаджена свердловині, коли глибина різання повинна бути мінімальною. Насадки діаметром 4,5 мм викорис-ся для перфорації обсадних колон, а також при інших роботах, коли можлива витрата рідини обмежений. На-садки діаметром 6 мм застосовують для отримання максимальної глибини каналів і при обмеженні процесу по тиску.
Повільно обертаючи піскоструминний апарат або вертикально його переміщаючи, можна отримати горизонтальні або вертикаль-ні надрізи і канали. У цьому випадку опір зворотного потоку рідини зменшується і канали виходять приблизно в 2,5 рази глибше.
У піскоструминному апараті передбачені два кульових кла-пана, що скидаються з поверхні. Діаметр нижнього клапана менше, ніж сідло верхнього клапана, тому нижній шар сво-бодні проходить через сідло верхнього клапана.
Після спуску апарату, обв'язки гирла свердловини і присое-нання до нього насосних агрегатів система спресовується тиском, що перевищує робочий в 1,5 рази. Перед обпресуванням в НКТ скидається куля діаметром 50 мм від верхнього кла-пана для герметизації системи. Після опресовування зворотним промиванням, т. Е. Закачуванням рідини в кільцевий простір, верхній шар виноситься на поверхню і витягується. Потім в НКТ скидається малий - нижній шар, і при його посадці на сідло нагнітається рідина отримує вихід тільки через насадки. Після цього проводиться перфорація закачуванням в НКТ водопесчаной суміші. Концентрація піску в рідині зазвичай становить 80 - 100 кг / м 3. При піскоструминної перфорації НКТ відчувають велику напругу.