45. Перфорация.

Вскрытие пластов, намеченных к опробованию или разра­ботке по данным геофизических методов исследования скважин, выполняется с помощью стреляющих аппаратов — перфора­торов. Процесс образования отверстий в обсадных трубах, цементе и горной породе называется перфорацией сква­жин. Для перфорации скважин используются кумулятивные (беспулевые), пулевые и торпедные перфораторы.

Кумулятивные перфораторы. Кумулятивный заряд перфоратора состоит из взрывчатого вещества (гексогена), детонатора, металлической воронки, облицовывающей кумулятивную выемку, и защитного корпуса. В момент взрыва детонатора по куму­лятивному заряду распространяется волна детонации, которая движется вдоль оси заряда к основанию кумулятивной вы­емки, и продукты взрыва сжимают металлическую воронку. В металле возникает очень большое давление, и жидкая металлическая струя со скоростью 6—8 км/с выбра­сывается вдоль оси выемки. Металлическая струя оказывает на преграду давление порядка 10⁴ МПа, глубоко проникает в нее и создает канал значительной длины.

По способу герметизации зарядов кумулятивные перфора­торы подразделяются на две группы — корпусные и бескорпусные.

К корпусным кумулятивным перфораторам относятся пер­фораторы многократного и однократного действия. Корпус у кумулятивного перфоратора из высокопрочной хромникель-молибденовой стали, а головка и наконечник — из прочной хромистой стали.

В бескорпусных перфораторах герметизируется индивидуальной оболочкой каждый отдельный заряд. Материал герметизирующих оболочек - стекло, керамика, ситалл, алюминий. Заряды собираются в длинные гирлянды.

В зависимости от сборки бескорпусные перфораторы могут быть частично или полностью разрушающимися.

В бескорпусных частично разрушающихся перфораторах заряды монтируются в стальной ленте или в стальных проволочных каркасах. После срабатывании зарядов деформированный каркас вместе с грузом извлекается из скважины.

Действие пулевых и торпедных перфораторов основано на метании пуль и снарядов за счет энергии расширения порохо­вых газов.

Пулевые перфораторы — аппараты с горизонтальными и вертикально-криволинейными стволами. Мощные крупнокалиберные пулевые перфораторы залпового действия с вертикально-криволиней­ными стволами обеспечивают высокую пробивную способность пуль, которые через стенки обсадных колонн и цементное кольцо проникают в породу, образуя в ней глубокий канал и систему трещин.

По последовательности выстреливания пуль или снарядов перфораторы делятся на аппараты залпового действия и селективного действия.

Пулевые и торпедные перфораторы имеют стальной корпус, в котором размещены пороховые каморы, стволы, заряжаемые пулями или снарядами, и воспламенительные устройства.

Пулевой перфоратор применяется для дробления крупнокалиберными пулями валунов

Все перфораторы опускаются в скважину на одножильном бронированом кабеле с помощью перфораторного подъемника.

Средствами воспламенения, предназначенными для поджи­гания пороховых зарядов и взрывания капсюлей-детонаторов, служат электровоспламенители, электрозапалы и пиропатроны разных типов. Для инициирования взрыва зарядов бризантных взрывчатых веществ служат капсюли-детонаторы, электродето­наторы, взрыватели, взрывные патроны и детонирующие шнуры.

Применяют гидропескоструйные перфораторы. Они пробивают каналы в преграде струей жидкости со взвешенным в ней пес­ком, вылетающей с большой скоростью и под высоким давле­нием из узкого отверстия — сопла.

Гидропескоструйный перфоратор состоит из отрезка трубы, в которой установлен ряд сопел. Аппарат спускается в сква­жину на насосно-компрессорных трубах, по которым подается под высоким давлением жидкость с песком. В зависимости от размера насадки, перепада давления и других факторов общее количество расходуемой рабочей жидкости на 1 канал составляет 1—7 м³, а песка 50—700 кг.

45.2 торпедирование скважин

Производство взрыва в скважине называется торпедиро­ванием, а подготовленный для взрыва заряд взрывчатого вещества — торпедой.

Торпеда состоит из взрывчатого вещества и средств взры­вания - электрозапала, капсюля-детонатора и шашки высоко­бризантного взрывчатого вещества, усиливающего начальный импульс детонации. Различают фугасные и кумулятивные тор­педы. Фугасные торпеды имеют негерметичный тонкостенный корпус из алюминия. В корпусе помещают заряд из цилиндрических шашек ВВ, контактирующий с промывочной жидкостью, а в герметичной оболочке — взрыв-патрон. На тор­педе устанавливается груз, который извлекается из скважины после взрыва. Торпеды детонирующего шпура состоят из головки и груза, соединенных между собой тросом, к кото­рому крепится заряд. Заряд состоит из одного или не­скольких отрезков детонирующего шнура. Взрывается детонирующий шнур электродетонатором, находя­щимся в герметичной полости головки, или взрыв-патроном. Кумулятивные торпеды характеризуются направленным взры­вом. Применяются кумулятивные осевые торпеды и кумулятивные труборезы.

Основная задача торпедирования при вскрытии пласта — создание в нем трещим большой протяженности. Для этой цели применяются фугасные заряды. Для максимального уве­личения притока флюида в твердых породах используют взрывы больших зарядов. При этом масса одновременно взры­ваемого вещества достигает нескольких тонн.