книги из ГПНТБ / Беляев Б.М. Торпедирование скважин большими зарядами взрывчатого вещества

ГЛАВА ///

ТЕХНОЛОГИЯ ТОРПЕДИРОВАНИЯ

ИКОНСТРУКЦИЯ ТОРПЕДЫ

СБОЛЬШИМ ЗАРЯДОМ ВВ

1. Схемы торпедирования

Конструкция торпеды с большим зарядом ВВ, которая будет рассмотрена ниже, позволяет производить торпедирование скважин в различных геологических условиях.

Основная схема торпедирования предполагает проведение

сплошного торпедирования однородных пластов, как бы ни была велика их мощность. Но мощные монолитные пласты встречаются довольно редко, и, как уже указывалось, сплошному торпедирова­ нию подвергаются также пласты с прослойками глин, алевролитов,

аргиллитов и рыхлых пород с высокой проницаемостью (пески,

песчаники), если их мощность составляет менее одного метра.

Большой заряд торпеды спускают в скважину на каротажном кабеле, помещают против выбранного интервала и отключают от

кабеля. После этого над торпедой устанавливают цементный мост.

С точки зрения возможности взрыва в скважине можно приме нить торпеду любой длины. Но практика работ показывает, что

спуск торпеды длиной более 35—40 ,п довольно затруднителен. По­ этому, если мощность пласта велика, торпеду спускают в несколь­ ко приемов, секциями по 35—40 .п. При этом в каждой секции уста­ навливают взрыватели замедленного действия, которые могут по­

мещаться как в нижней, так и в верхней части секции.

В тех случаях, когда интервал, выбранный для торпедирования,

расположен на некотором расстоянии от забоя скважины, для по­ мещения заряда против него у подошвы этого интервала устанав­ ливают опорный цементный мост. Такой же цементный мост уста­ навливают и тогда, когда есть опасность вскрытия при взрыве ци-

20

жележагцею водоносного горизонта или если в подошве продук­ тивного пласта залегает пропласток с меньшим пластовым давле­ нием.

По мнению некоторых зарубежных авторов, защита нижних го­ ризонтов может осуществляться и при помощи отсыпки на забой скважины тампонирующего материала. В США, например, для

этой цели применяется асбестовое волокно или минеральная шерсть. Величина защитной подушки должна быть не менее Зли определяется в основном величиной применяемого заряда. Неко­

торое влияние на эту величину оказывает расположение взрывате­ лей в торпеде, которое определяет направление распространения

детонационной волны.

При проведении работ в скважинах, где нет опасности прорыва пластовых вод, а горизонты, подстилающие продуктивный пласт, сложены плотными породами, рекомендуется помещать торпеду не­

уменьшается действие взрыва на вышележащий горизонт.

В целях защиты газового пласта, расположенного выше торпе­ ды, последнюю следует устанавливать с таким расчетом, чтобы расстояние от верхнего ее конца до подошвы газового пласта было не менее 3 .и; при этом пласт должен быть перекрыт цементным

мостом, который одновременно защищает от повреждения и обсад­ ные трубы. Приведенные выше положения являются общими как для сплошного, так и для селективного торпедирования.

Селективное торпедирование может проводиться по двум схе­ мам. Когда мощность пропластков глин в торпедируемом интерва­ ле превышает 1 Л1 и они расположены так часто, что избежать их

нельзя, против них устанавливают заряды меньшего диаметра, чем

против продуктивных пластов. Если же несколько продуктивных пластов разделены глинистыми пластами, мощность которых пре­ вышает 5 м, торпедирование продуктивных пластов производят

раздельно, в несколько приемов или за один прием.

В первом случае схема селективного торпедирования по сущест­ ву не будет отличаться от схемы сплошного торпедирования. В слу­ чае раздельного торпедирования продуктивных пластов первым торпедируют нижний пласт. Прослой, не подлежащий взрыванию,

Раздельное селективное торпедирование можно проводить и в следующем порядке: после взрыва заряда в нижнем пласте цемент­ ный мост, установленный над ним, не разбуривают, а используют как опорный мост при торпедировании верхнего пласта. Испытание торпедированных пластов в этом случае проводят или совместно (за один раз), или отдельно, сверху вниз.

21

Торпедирование нескольких пластов, разделенных непродуктив­

ными пропластками, за один прием производится в следующем по­ рядке. Например, в скважине (см. рис. 4) необходимо произвести торпедирование в интервалах 1671 —1683 л/ и 1660—1651 я. Рас­

стояние между кровлей нижнего и подошвой верхнего интервала со­ ставляет 11 лг; оно достаточно для того, чтобы произвести торпеди­

рование двух интервалов за один прием без опасения нарушить

схему торпедирования при неодновременном взрыве торпед, разде­ ленных цементным мостом.

ства регистрации взрывов сроки взрыва торпед необходимо устанавливать с раз­ ницей в 24 часа.

В приведенном примере при расчете времени замедления нами принято, что на сборку и спуск одной торпеды затра­ чивается 24 часа, а на установку и твер­ дение цементных мостов — 48 час.

Исходя из приведенных требований, получаем, что срок замедления взрыва нижней торпеды должен составлять 7, а

верхней — 6 суток.

Для предупреждения возможной ошибки обе пары часовых механизмов взрывателей для обеих торпед заводят в одно время. В нижней торпеде взрывате­

ли устанавливают в верхней части, а в верхней торпеде — в нижней части.

Рис. 4. Разрез скважины по данным геофизиче­ ских исследований:

1 — кривая кажущегося сопротивления породыКС; 2 — кривая собственной поляризации — ПСЗабой — 1714 м; кондуктор 11" —201 м; dCKB.—

— 103/4"; удельный вес раствора — 1,23 г/см3; вяз­ кость — 25 сек.; Ро — 11 омм

22

Так как часовой механизм, используемый во взрывателе замед­ ленного действия, имеет срок замедления 10 суток, то, производя работы по приведенной схеме, можно одновременно взрывать три торпеды.

Следует указать на трудности торпедирования очень крепких и плотных пород, особенно в скважинах малого диаметра, в которых

невозможно разместить заряд ВВ большого веса. В этих случаях после взрыва первой торпеды в выбранном интервале ствол сква­ жины очищают от обрушившейся породы. Затем этот интервал

подвергается повторному торпедированию. При проведении второ­ го взрыва желательно полностью заполнить образовавшуюся ка­ верну взрывчатым веществом. Однако даже взрыв торпеды такого же диаметра, как и первая, дает некоторое увеличе­

ние трещин, образовавшихся при первом взрыве.

В заключение необходимо указать, что проведение торпедирования скважин большими зарядами по при­

из отдельных зарядов определенного диаметра, соби­ раемых на стальном тросе. Длина торпеды зависит от величины участка, подлежащего торпедированию.

Заряды торпеды (рис. 6) изготовляют в заводских условиях. В качестве ВВ заряда применен сплав тро­ тила с гексогеном (ТГ-50/50), который заливается в цилиндрические корпуса из прессованной бумаги, про­

питанной бакелитовым лаком.

Каждый заряд имеет в центре дюралюминиевую трубку с внутренним диаметром 10 льм, служащую для

сборки зарядов на тросе. Часть выпускаемых зарядов (5% от общего количества) имеет смещенное относи­

тельно центра отверстие диаметром 51,5 мм, которое предназначено для установки в нем взрывателя замед­ ленного действия.

Заряды (шифр ТШБ) выпускаются 5 различных диаметров, что позволяет производить торпедирование

скважин, обсаженных вверху трубами диаметром от 5 до И3//'. Основные данные о зарядах приведены в табл. 5.

Рис. 5. Торпеда ТШБ с большим зарядом ВВ:

1 — отцепляющее электромагнитное приспособление; 2 — заряды ТГ-50’50; 3 — взрыватель замедленного действия

23

Всобранный взрыватель входят: два стальных корпуса, две

пробки, предохранительная пружина, шашки ВВ, капсюль-детона­

тор накольного действия ЛАГ-201, часовой механизм и уплотнитель­ ные кольца. Наружный диаметр взрывателя — 50 мм, длина — 290 мм. Взрыватель рассчитан на применение в условиях давления до 500 ат и температуры не более 75°.

Сборка взрывателя, обычно производимая непосредственно пе­

ред его помещением в торпеду, осуществляется в следующем по­ рядке.

Вверхний корпус укладывают три шашки, изготовленные из флегматизироваиного гексогена, весом 100 г каждая. В одну из

этих шашек, в специальное гнездо, устанавливают капсюль-дето­ натор. От выпадания последний удерживается медной и картон­ ной прокладками, имеющими центральное отверстие. Корпус в верхней части герметизируется стальной пробкой с резиновыми кольцами.

В нижний корпус ставится часовой механизм, предварительно установленный на определенный срок замедления. Герметизация этого корпуса осуществляется так же, как и верхнего.

Прежде чем приступить к заводке часового механизма, с него необходимо снять защитный латунный или пластмассовый корпус. После того как механизм будет заведен (для чего необходимо вра­

щать нижний заводной диск по часовой стрелке до щелчка), уста­ навливают срок замедления. Для этого, вращая установочный диск с имеющимися на нем делениями справа налево, совмещают одно из этих делений с риской, которая имеется на корпусе механизма. Цифры, указанные на подвижном диске, обозначают сутки, а каж­ дое деление соответствует двум часам замедления. При этом необ­ ходимо помнить, что замедление менее 6 час. не допускается. Пос­ ледним устанавливают ударник. Ввод его в зацепление осуществ­ ляется нажимом от руки. Освобождение ударника может произой­ ти только при совмещении цифры «0» на установочном диске с риской на корпусе.

Перед установкой взрывателя в торпеду оба его корпуса соеди­ няют, причем предварительно между ними помещают предохрани­ тельную пружину. Назначение предохранительной пружины —

обеспечить полную безопасность работ со взрывателем на поверх­ ности. Высота пружины выбрана таким образом, что даже в слу­ чае преждевременного срабатывания часового механизма (который имеет свой предохранитель) взрыва детонатора и шашек ВВ не произойдет, так как ударник часового механизма не дойдет до де­ тонатора. Сжатие пружины и установка ударника в боевое положе­ ние происходят только при действии на взрыватель нагрузки не менее 20 ат. Такая нагрузка создается гидростатическим давлени­ ем столба жидкости в скважине высотой 200 м при удельном весе жидкости 1 г!см3.

Наличие предохранительной пружины допускает разборку взры­

вателя в случае вынужденного подъема торпеды.

26

Отцепляющее электромагнитное приспособление ОЭП (рис, 8)

применяется для отключения торпеды от каротажного кабеля, на котором производится спуск ее в скважину. В собранном виде это

приспособление включает в себя стальной корпус, электромагнит,

оно рассчитано на применение в скважинах, давление в которых не

превышает 500 ат, а температура 75°; грузоподъемность — 5 т. Торпеда присоединяется к приспособлению путем соединения

троса, на котором собраны заряды ВВ, со штоком. Последний за­ крепляется в приспособлении при вводе его в гнездо плунжера, в

котором он удерживается двумя стальными роликами, опирающи­ мися на опорную гайку. Плунжер помещен в электромагнитной ка­ тушке, где он может перемещаться. Таким образом, нагрузка, воз­ никающая от действия веса торпеды, распределяется на опорную гайку и плунжер.

Отключение торпеды от приспособления происходит при выхо­ де из него штока, что возможно только при подъеме плунжера, ког­ да ролики, фиксирующие шток, выйдут из гнезда плунжера.

Подъем же плунжера возможен только за счет втягивания его элек­ тромагнитом, для чего на обмотку последнего нужно подать посто­ янный ток силой 0,5—0,75 а. Однако сила втягивания, развиваемая электромагнитом и составляющая всего 15 кг, мала для подъема плунжера, находящегося под нагрузкой. Поэтому отцепление воз­

можно только при условии, что торпеда стоит на забое скважины и нагрузки на шток нет. Указанные условия, необходимые для отклю­ чения торпеды от приспособления, исключают возможность прежде­ временного разъединения как в процессе спуска, так и при оста­ новке торпеды в стволе скважины выше интервала взрыва.

Сборка отцепляющего приспособления производится на устье

скважины. Порядок сборки следующий. Каротажный кабель кре­

пят к головке приспособления, а токовую жилу его присоединяют к проводу обмотки электромагнита и тщательно изолируют. После

присоединения кабеля проверяют электрическую цепь, замеряют со­

противление приспособления вместе с кабелем и производят конт­ рольное втягивание плунжера. Для дальнейшей сборки приспособ­

ление необходимо установить в вертикальное положение. Шток,

пропущенный в отверстие опорной гайки и шайбы, вместе с фикси­

рующими роликами вводят в гнездо плунжера и фиксируют при по­ мощи той же опорной гайки. Перед сборкой к штоку присоединяют

несущий трос торпеды.

Конструкция отцепляющего приспособления предусматривает

многократное его применение. Сменными деталями в приспособле­ нии являются шток и ролики.

После окончания работы необходимо проверить электрическую

цепь приспособления; плунжер и внутренняя часть электромагнит­ ной катушки должны быть очищены и смазаны,

27

ВВ является довольно сложной операцией, требующей четкой орга­ низации всех работ.

После выбора интервала для торпедирования на скважине дол­ жны быть проведены следующие подготовительные работы.

1.Калибровочный каротаж открытой части ствола (каверномет­ рия) с целью уточнения диаметра скважины в интервале торпеди­

рования. (Сопоставление кавернограммы ствола скважины до и после взрыва дает возможность определить степень сплошного раз­

рушения горной породы при взрыве заряда ВВ определенной кон­ центрации. При последующих взрывах в других скважинах этого района полученные данные позволяют уточнить оптимальную кон­

центрацию ВВ).

2.Проработка или промывка открытой части ствола скважины

стем, чтобы обеспечить при спуске свободный ход торпеды в скважине.

3.Проверка ствола скважины по шаблону с целью установле­ ния проходимости в нем торпеды. Это производится путем спуска на кабеле или трубах шаблона, диаметр которого должен быть на 10— 15 мм больше диаметра применяемой торпеды.

4.Установка (в случае необходимости) нижнего цементного

моста.

Поскольку сразу же после окончания зарядки скважины необ­ ходимо устанавливать цементный мост над торпедой, а после взры­ ва надо производить разбуривание этого моста и обрушившейся в

результате взрыва породы, необходимо заранее завезти на скважи­

скважинах устанавливают задвижку высокого давления, предвари­ тельно опрессованную на 150—200 ат. В случае опасности выброса вода или глинистый раствор в таких скважинах должны быть соот­

ветственно утяжелены.

*■ Б. Сборка торпеды и спуск ее в скважину

Сборка торпеды производится на мостках скважины.

В качестве несущего троса, на котором собираются заряды, це­ лесообразно применять каротажный кабель марки КОБД-4. Длина несущего троса должна быть на 10 м больше длины торпеды. Сбор­ ка торпеды производится в следующем порядке. К концу троса при­

соединяют нижний обтекатель, а при работе в скважинах, запол­ ненных тяжелым глинистым раствором, — груз. Если длина приме­ няемой торпеды меньше высоты вышки, торпеду собирают и подни-

28