ЗАРЯД ПРОГРАММИРУЕМОГО ГЕНЕРАТОРА ДАВЛЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО МНОГОРЕЖИМНОГО

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а конкретно к пороховым генераторам давления и может быть использована для интенсификации добычи нефти и газа, вызванной механическим, тепловым и физико-химическим воздействием на нефтегазоносные пласты продуктов сгорания твердого топлива.
Известен пороховой генератор по патенту РФ на полезную модель №133875. Пороховой генератор, спускаемый в скважину на геофизическом кабеле, состоит из пороховых зарядов, вдоль оси которых выполнены отверстия. Пороховые заряды соединены между собой тросом, в верхнем и нижнем пороховых зарядах установлены спирали накаливания, электрически соединенные с геофизическим кабелем. Верхняя торцевая поверхность каждого порохового заряда выполнена с внутренней сферической поверхностью, а нижняя с наружной сферической поверхностью, причем у соседних зарядов наружная сферическая поверхность входит с возможностью поворота во внутреннюю сферическую поверхность расположенного ниже порохового заряда. Трос, соединяющий отдельные пороховые заряды, проходит через отверстия, выполненные в пороховых зарядах, причем снизу порохового генератора трос неподвижно закреплен в нижней втулке, входящей в отверстие, выполненное в пороховом заряде и удерживаемой от осевого перемещения ее упорным буртом, а сверху трос проходит через отверстие, выполненное в верхней втулке с прижимным буртом, выше которой установлено устройство регулировки натяжения троса. На внешней сферической поверхности пороховых зарядов выполнены ограничивающие поворот пояски. В пороховом заряде со стороны внутренней сферической поверхности выполнена внутренняя цилиндрическая расточка, в края которой, при достижении максимального угла разворота, изнутри упираются ограничивающие поворот порохового заряда пояски. После цилиндрической расточки выполнен конусный переход к меньшему по диаметру отверстию, выполненному в каждом пороховом заряде. Отверстия в пороховых зарядах выполнены с фасками. В верхней втулке выполнено отверстие для проводов электрического соединения спиралей накаливания с геофизическим кабелем. В пороховых зарядах могут быть выполнены отверстия для выравнивания давления снаружи и внутри порохового генератора, при его спуске в скважину. Устройство натяжения троса выполнено в виде втулки, зафиксированной на тросе стопорным винтом. Недостатком порохового генератора является низкая надежность соединения пороховых зарядов между собой.
Известен пороховой генератор давления по патенту РФ на полезную модель №111189. Пороховой генератор давления, спускаемый в скважину на геофизическом кабеле, состоит из пороховых зарядов выполненных в виде цилиндров, соединенных между верхней крышкой и поддоном тросом, в верхнем и нижнем пороховых зарядах установлены спирали накаливания, электрически соединенные с геофизическим кабелем, причем пороховые заряды выполнены с одной или несколькими несквозными полостями, заполненными высокоэнергетическим композиционным материалом. В качестве высокоэнергетического композиционного материала используется порошок нано размерного алюминия. Несквозные полости после заполнения высокоэнергетическим композиционным материалом закрыты пробками из клея. Несквозные полости закрыты общей крышкой, предотвращающей высыпание высокоэнергетического композиционного материала. Крышка, закрывающая несквозные полости, приклеена. Каждая несквозная полость закрыта отдельной крышкой. Каждая крышка, закрывающая несквозную полость, приклеена. Крышка выполнена из того же материала что и пороховой заряд Несквозная полость выполнена кольцевой. Несквозные полости выполнены круглой формы. Несквозные полости выполнены не круглой формы, например, овальной, треугольной, прямоугольной или комбинированной. Недостатком порохового генератора давления является низкая надежность соединения пороховых зарядов, а также отсутствие возможности быстрого изменения их количества в сборке.
Известен пороховой генератор давления по патенту РФ на полезную модель №118350. Пороховой генератор давления, спускается в скважину на геофизическом кабеле и состоит из отдельных пороховых зарядов, выполненных в виде цилиндров, соединенных между верхней крышкой и поддоном тросом. В верхнем и нижнем пороховых зарядах установлены спирали накаливания, электрически соединенные с геофизическим кабелем. В состав пороховых зарядов входит высокоэнергетический композиционный материал, причем количество высокоэнергетического композиционного материала в отдельных пороховых зарядах различно. Отдельные пороховые заряды в пороховом генераторе давления могут быть расположены так, чтобы количество высокоэнергетического композиционного материала в верхнем и нижнем пороховом заряде было одинаковым и уменьшалось к его середине. Отдельные пороховые заряды в пороховом генераторе давления могут быть расположены так, чтобы количество высокоэнергетического композиционного материала в верхнем заряде было максимальным и уменьшалось в сторону нижнего заряда. В качестве высокоэнергетического композиционного материала используется порошок наноразмерного алюминия. Количество высокоэнергетического композиционного материала в отдельных пороховых зарядах составляет не более 40% от общей массы порохового заряда. Количество высокоэнергетического композиционного материала в отдельных пороховых зарядах, расположенных друг за другом, может отличаться на 2…15%. Недостатком порохового генератора давления является низкая надежность крепления пороховых зарядов.
Известен способ обработки продуктивного пласта и устройство для его осуществления по технологии ПГДА-М по патенту РФ на изобретение №2592865. Способ обработки продуктивного пласта, включает газодинамический разрыв пласта путем сжигания в интервале продуктивного пласта порохового заряда из твердотопливного материала с наполнителем-стабилизатором горения с центральным круглым каналом, с одновременным накоплением давления пороховых газов в полости центрального канала заряда, с последующей передачей энергии горения заряда в пласт, отличающийся тем, что сжигание порохового заряда производят в нескольких режимах, причем количество и частота импульсов зависят от комбинации зарядов в виде шашек, на цилиндрической поверхности которых параллельно оси их центрального канала выполнены взаимно перпендикулярно продольные пазы, при их количестве, кратном четырем. При чередовании зарядов с четырьмя и восемью пазами используют двухимпульсный режим горения. При чередовании зарядов с четырьмя, восемью и двенадцатью пазами используют трехимпульсный режим горения. Устройство для газодинамического разрыва продуктивного пласта, содержащее бескорпусной заряд из твердотопливного материала, соединенный с кабелем-тросом, выполненный в виде цилиндрической шашки с воспламенителем и центральным каналом, имеющим отношение длины к диаметру, равное (30-38):1, отличающееся тем, что на цилиндрической поверхности шашки параллельно оси ее центрального канала выполнены взаимно перпендикулярно продольные пазы, и их количество кратно четырем, с чередованием зарядов в зависимости от способа по п. 1 4+8 или 4+8+12, в два паза которых установлен гибкий элемент, соединенный с кабелем-тросом. Недостатком порохового генератора является низкая надежность соединения пороховых зарядов, а также отсутствие возможности быстрого изменения их количества в сборке.
Известен газогенератор на твердом топливе для обработки нефтегазовых скважин по патенту РФ на изобретение №2311529. Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для стимуляции прискважинной зоны нефтегазового пласта твердотопливными зарядами газогенераторами. Обеспечивает повышение надежности и эффективности устройства, достижение более высокого дебита нефти, газоконденсата и газа в скважинах любой направленности. Сущность изобретения: устройство включает трубчатые цилиндрические заряды, обеспечивающие вибрационный режим горения, воспламенительный заряд и грузонесущий геофизический кабель с элементами крепления конструкции. Согласно изобретению, при обработке крутонаклонных, искривленных скважин и горизонтальных скважин, геофизический кабель расположен внутри гибкой непрерывной трубы, повторяющей направления скважины, имеет токопроводящие жилы для подсоединения к проводам инициирующего узла воспламенительного заряда. При этом гибкая непрерывная труба соединена с защитным кожухом - оболочкой вокруг зарядов в виде перфорированной или неперфорированной металлической насосно-компрессорной трубы, или изготовленной из стеклопластика, с помощью деталей, обеспечивающих стягивание зарядов вплотную друг с другом и с ней. Трубчатые цилиндрические заряды имеют длину каналов и разные диаметры этих каналов для обеспечения высокочастотных и низкочастотных импульсов давления при горении этих зарядов. Недостатком газогенератора на твердом топливе для обработки нефтегазовых скважин является сложность его конструкции.
Известен пороховой генератор по патенту РФ на полезную модель №108796 (прототип). Пороховой генератор, спускается в скважину на геофизическом кабеле и состоит из пороховых зарядов, выполненных в виде цилиндров, соединенных между крышкой и поддоном тросом, в верхнем и нижнем пороховых зарядах установлены спирали накаливания, электрически соединенные с геофизическим кабелем. Между геофизическим кабелем и спиралями накаливания установлен дополнительный кабель, одна сторона которого присоединена к спиралям накаливания, а другая - соединена через разъем с геофизическим кабелем, причем трос также закреплен на разъеме со стороны пороховых зарядов. Со стороны геофизического кабеля разъем выполнен в виде наконечника, а со стороны пороховых зарядов в виде головки скважинного прибора. Разъем выполнен с предотвращающим самопроизвольное разъединение механическим креплением, например, в виде накидной гайки. Перед спиралями накаливания установлены разъемы спиралей накаливания. Соединенные разъемы спиралей накаливания выполнены с предотвращающим самопроизвольное разъединение механическим креплением. Дополнительный кабель прикреплен к тросу. Дополнительный кабель может быть прикреплен к тросу хомутами. Недостатком порохового генератора является низкая надежность.
Задачей создания полезной модели, является повышение эффективности воздействия зарядов на пласт, а также повышение надежности устройства.
Решение указанных задач достигнуто за счет того, что заряд программируемого генератора давления акустического многорежимного спускаемый в скважину на геофизическом кабеле или насосно-компрессорных трубах, включает перфорированную трубу, воспламенительные и сгорающие пороховые шашки, в воспламенительных пороховых шашках установлены спирали накаливания, электрически соединенные через геофизический кабель с наземной станцией управления, пороховые шашки разделены промежуточными кольцами и установлены между опорными шайбами, закрепленными на время транспортировки технологическими шпильками с гайками, от одной воспламенительной пороховой шашки вывод провода выполнен напрямую, от другой воспламенительной пороховой шашки провод с промежуточным проводом, предназначенным для соединения последовательно нескольких зарядов, проходит вдоль заряда в защитной гофрированной трубке, закрепленной кабельными стяжками, причем перфорированная труба выполнена сменной и крепится на заряде с двух сторон резьбовыми кольцами, на внутренней резьбе которых установлены втулки с наружными кольцевыми выступами, удерживающими накидные гайки, фиксирующие с одной стороны переводник с ниппельной, а с другой стороны переводник с муфтовой резьбами для соединения устройства с насосно-компрессорными трубами или через переходник с геофизическим кабелем. Заряд включает не менее двух воспламенительных и двух сгорающих пороховых шашек. Соединительные провода заканчиваются разъемами. Перфорационные отверстия направлены под углом к центру перфорированной трубы. Перфорационные отверстия могут быть перпендикулярны боковой поверхности перфорированной трубы. В качестве спирали накаливания применяется нихромовая спираль диаметром 0,2-0,4 мм, установленная внутри шашки. Для подвода электроэнергии к спирали накаливания используется термостойкий провод. Шашки изготавливаются из баллиститных артиллерийских порохов и составов баллиститного ракетного твердого топлива.
Предложенное техническое решение обладает новизной и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями полезной модели. Новизна технического решения подтверждается проведенными патентными исследованиями. Промышленная применимость обусловлена тем, что при изготовлении заряда программируемого генератора давления акустического многорежимного, применяются недефицитные материалы и известные технологии.
Сущность полезной модели поясняется на фиг.1…4, где:
на фиг. 1 приведен заряд программируемого генератора давления акустического многорежимного в сборе,
на фиг. 2 приведен заряд программируемого генератора давления акустического многорежимного, в транспортном положении,
на фиг. 3 приведена перфорированная труба заряда программируемого генератора давления акустического многорежимного,
на фиг. 4 приведен поперечный разрез перфорированной трубы заряда программируемого генератора давления акустического многорежимного.
Заряд программируемого генератора давления акустического многорежимного, спускаемый в скважину на геофизическом кабеле или насосно-компрессорных трубах, состоит из перфорированной трубы 1, воспламенительных 2 и сгорающих 3 пороховых шашек, в воспламенительных пороховых шашках 2 установлены спирали накаливания 4, электрически соединенные через геофизический кабель с наземной станцией управления, пороховые шашки разделены промежуточными кольцами 5 и установлены между опорными шайбами 6, закрепленными на время транспортировки технологическими шпильками 7 с гайками 8, от одной воспламенительной пороховой шашки 2 вывод провода 9 выполнен напрямую, от другой воспламенительной пороховой шашки 2 провод 10 с промежуточным проводом 11, предназначенным для соединения последовательно нескольких зарядов, проходит вдоль заряда в защитной гофрированной трубке 12, закрепленной кабельными стяжками 13, причем перфорированная труба 1 выполнена сменной и крепится на заряде с двух сторон резьбовыми кольцами 14, на внутренней резьбе 15 которых установлены втулки 16 с наружными кольцевыми выступами 17, удерживающими накидные гайки 18, фиксирующие с одной стороны переводник 19 с ниппельной, а с другой стороны переводник 20 с муфтовой резьбами для соединения устройства с насосно-компрессорными трубами или через переходник с геофизическим кабелем. Заряд включает не менее двух воспламенительных 2 и двух сгорающих 3 пороховых шашек. Соединительные провода 9, 10, 11, заканчиваются разъемами 21. Перфорационные отверстия 22 могут быть направлены под углом к центру перфорированной трубы 1. Перфорационные отверстия 22 могут быть перпендикулярны боковой поверхности перфорированной трубы 1. В качестве спирали накаливания 4 применяется нихромовая спираль диаметром 0,2-0,4 мм, установленная внутри шашки. Для подвода электроэнергии к спирали накаливания 4 используется термостойкий провод. Шашки изготавливаются из баллиститных артиллерийских порохов и составов баллиститного ракетного твердого топлива.
Заряд программируемого генератора давления акустического многорежимного работает следующим образом. Отворачиваются гайки 8 и удаляются транспортировочные шпильки 7. Заряд устанавливается в перфорированную трубу 1 с отверстиями, необходимой для эффективного воздействия на пласт конфигурации. В перфорированной трубе 1 заряд фиксируется резьбовыми кольцами 14, на внутренней резьбе 15 которых устанавливаются втулки 16 с наружными кольцевыми выступами 17, удерживающими накидные гайки 18, фиксирующие с одной стороны переводник 19 с ниппельной, а с другой стороны переводник 20 с муфтовой резьбами для соединения устройства с насосно-компрессорными трубами или через переходник с геофизическим кабелем. В зависимости от необходимой мощности и протяженности продуктивного пласта, последовательно устанавливается необходимое количество зарядов, соединенных через промежуточный провод 11. Спирали накаливания 4 электрически соединяются проводами 9 и 10 с контактами геофизического кабеля. После сборки зарядов и спуска их в скважину, наземная станция управления в соответствии с установленной программой обеспечивает подачу напряжения на спирали накаливания 4 в определенное время и в необходимой последовательности. Поданное на спирали накаливания 4 напряжение воспламеняет сначала воспламенительные 2, а потом и сгорающие 3 пороховые шашки. Заряды вызывают механическое, тепловое и физико-химическое воздействие на нефтегазоносные пласты продуктов сгорания твердого топлива. Для повышения эффективности воздействия на пласт, заряды могут быть установлены в перфорированную трубу 1. При этом воздействие на пласт осуществляется через перфорационные отверстия 22, которые могут располагаться перпендикулярно боковой поверхности перфорированной трубы 1 или под углом β. Изменение количества и конфигурации отверстий обеспечивает мгновенное сгорание заряда с направленным воздействием на пласт.
Применение полезной модели позволило:
1. Ускорить сборку заряда.
2. Повысить безопасность и удобство транспортировки.
3. Предотвратить повреждения пороховых зарядов и соединительных проводов.
4. Поставлять заряды отдельно от перфорированной трубы.
5. Повысить эффективность воздействия зарядов на пласт.
6. Снизить время обработки продуктивных пластов скважины.
7. Повысить надежность устройства.
8. Устанавливать трубу с перфорацией, необходимой для оптимального воздействия на пласт.