УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНИЦИИРОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ СРАБАТЫВАНИЯ КУМУЛЯТИВНОГО ПЕРФОРАТОРА (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к нефтяной и газовой промышленности, может использоваться при работе с кумулятивными перфораторами, спускаемыми на насосно-компрессорных трубах (НКТ) в вертикальных и горизонтальных скважинах, а также с кумулятивными перфораторами на кабеле.
Известны глубинные серийные термометры-манометры: МТГ-25 Башнефтегеофизика г.Уфа, МТГ-20 ОО Гео-прибор. Уфа, МИКОН-107 ООО МИКОН Татарстан г.Набережные Челны, АЦМ-4 (4Т; 4С), ИМСП-ООО ИМС, г.Москва, с непрерывной записью давления и температуры.
Известно устройство (см. патент GB №2076450 МПК Е 21 В 43/116, от 1980 г.), в котором перфоратор приводится в действие за счет кинетической энергии удара штанги или чем-то подобным, сбрасываемым с устья скважины.
Однако вышеперечисленные приборы не позволяют выполнять необходимые функции: инициирования перфораторов с одновременной
регистрацией взрыва, давления и температуры, т.е. работать в районе взрыва. Штанга же является только средством инициирования срабатывания перфоратора не более.
При проведении перфорации стоит ряд задач, не решенных до настоящего времени: подтверждение факта срабатывания перфоратора, относится к технике безопасности при проведении прострелочно-взрывных работ (ПВР), получение данных по давлению и температуре в начальный момент после проведения перфорации (кривая контроля восстановления давления), регистрации гидроудара и оценки фугасности (режим взрыва). Получения информации для оценки качества вскрытия продуктивного пласта и прогнозирования притока (дебита) флюида, путем получения кривых и осуществления контроля восстановления давления (КВД) и контроля восстановления уровня жидкости (КВУ).
Первый вариант устройства для инициирования срабатывания кумулятивного перфоратора, состоящего из штанги, нижняя часть которой выполнена наконечником-ударником с утяжелителем, причем верхняя полая часть штанги содержит электронный блок с датчиками давления, температуры и заканчивается приборной головкой, связанной через кабельную головку с наземной регистрирующей аппаратурой либо с жестким кабелем при работе в горизонтальных скважинах.
Второй вариант устройства для инициирования срабатывания кумулятивного перфоратора, состоящее из штанги, нижняя часть которой выполнена наконечником-ударником с утяжелителем, причем верхняя полая часть содержит электронный блок, блок питания с датчиками давления, температуры и заканчивается ловильной головкой.
Третий вариант устройства для контроля срабатывания кумулятивного перфоратора, причем кумулятивный перфоратор сочленен с устройством из прочного корпуса, содержащего датчики давления и температуры, а также электронный блок и блок питания.
Сущностью предлагаемого решения является создание прибора, объединяющего в себе штангу и скважинный термометр-манометр, способного комплексно решать перечисленные выше задачи в зоне взрыва, а также, использоваться в качестве стандартного термометра-манометра.
Аппаратура выполнена в вариантах - кабельном с регистрацией взрыва, давления и температуры в реальном масштабе времени, либо с регистрацией вышеперечисленных параметров в буферную память с последующей расшифровкой после подъема прибора, а также сочлененного непосредственно с кумулятивным перфоратором прочного устройства, содержащего датчики давления, температуры и электронный блок с блок питания.
На фиг.1, 2, 3 приведены варианты выполнения аппаратуры, на фиг.4 - диаграмма работы приборов.
По первому варианту (кабельному) фиг 1, прибор состоит из наконечника 1, утяжелителя 2, выполняющих функцию штанги-ударника, датчиков давления 3 и температуры 4, расположенных в прочном корпусе 5, электронного блока 6, защищенного охранным кожухом 7. Блок электроники 6 через разъем 8 соединен с кабельной головкой 9 и одножильным кабелем 10 с наземной регистрирующей аппаратурой.
Работа, связанная с этим вариантом состоит в том, что прибор, сочлененный с кабелем каротажного подъемника со скоростью свободного вращения барабана, доставляется до кумулятивного перфоратора и, ударяя по бойку, вызывает срабатывание последнего. Одновременно с началом спуска прибора начинается запись давления 3 и температуры 4, а после срабатывания кумулятивного перфоратора фиксируется кривая КВД (см. фиг.4). Все измерения происходят в реальном масштабе времени.
По второму варианту (НКТ) фиг 2, прибор состоит из наконечника 1, утяжелителя 2, выполняющих функцию штанги-ударника, датчиков давления 3 и температуры 4, расположенных в прочном корпусе 5, электронного блока 6 защищенного охранным кожухом 7, а также блока
питания 8 и ловильной головки 10, причем разъем 9 служит для считывания информация после подъема устройство для инициирования на дневную поверхность.
Электронный блок 6 имеет различие, т.к. тут необходим источник питания 8 и возможность программирования прибора под различные виды работ, т.е. электронные блоки 8 первого и второго вариантов различны. Прибор опускается в НКТ, в свободном полете достигает боек кумулятивного перфоратора, ударяя по нему, инициирует последний. Электроника программируется перед сбрасыванием прибора на необходимый вид работ - начало ее работы начинается сразу после программирования. Опрос электронным блоком 6 датчиков давления 3 и температуры 4 различен и скорость его зависит от технологии проведения перфорации. Наибольшая скорость в момент срабатывания кумулятивного перфоратора, далее она порядка 1 сек. и может продолжаться около года. После проведения перфорации прибор, с помощью ловильной головки 10 извлекается из скважины, где с него считывается информация и проводится анализ эффективности проведенных работ.
По третьему варианту (НКТ) фиг 3, прибор состоит из наконечника 1, датчиков давления 3 и температуры 4, электронного блока 5, источника питания 6, защищенного охранным кожухом 2, жестко сочлененным с торцом кумулятивного перфоратора 7 с бойком 8, а также НКТ 9, причем электронный блок 5 и способ программирования тот же, что и в предыдущем варианте. Из скважины прибор извлекается вместе с кумулятивным перфоратором 7.
Типовой материал работы приборов показан на фиг.4. На диаграмме видны спуск прибора, инициирование кумулятивного перфоратора (подрыв), кривая КВД, изменение температуры и подъем прибора. Материал диаграммы реальный, получен в реальной скважине. В настоящее время работает более 30 приборов.
Технико-экономический эффект использования предлагаемого технического решения заключается в подтверждение факта срабатывания кумулятивного зарядов перфоратора, что обеспечивает гарантированную безопасность работ обслуживающего персонала после подъема на дневную поверхность кумулятивного перфоратора после проведения ПВР, при одновременной регистрации соответственно данных давления и температуры в начальный момент проведения перфорации, гидроудара и оценки фугасности (в режиме взрыва), а также получения информации для оценки качества вскрытия продуктивного пласта и прогнозирования притока (дебита) флюида.