|
Рис. 10.6. Торпедирование скважин: |
Рис. 10.7. Устройство |
|
а – установка торпеды в скважину; |
|
торпеды: |
|
б – скважины после взрыва торпеды; |
|
1 – канат; 2 – электропровода; |
1 – электропровода; |
|
3 – обсадные трубы; 4 – торпеда |
2 – металлическая скоба; |
|
|
3 – фланцы; 4 – резиновые |
|
|
прокладки; 5 – корпус; |
|
|
|
|
6 – патрон-боевик; |
|
|
7 – заряд ВВ |
Длину заряда принимают равной мощности водоносного слоя, подлежащего торпедированию. Массу заряда для торпед устанавливают по вместимости. Для разрушения обсадных труб с целью последующего их извлечения массу заряда Q определяют в зависимости от диаметра обсадныхтрубd:
Масса заряда Q, кг .................... |
6 9 13 16 18 22 30 |
Диаметр обсадных труб d, мм... |
100 125 150 200 250 300 400 |
Для дробления долот диаметром 400 и 300 мм массу заряда ВВ принимают соответственно 25…30 и 22…25 кг.
361
К снаряжению торпеды приступают после подготовки скважины к взрывным работам. Подготовку торпеды производят в специальном помещении на расстоянии 50 м и более от места производства взрывных работ. Способы взрывания торпеды – электрический и с помощью ДШ.
Во избежание деформации труб рекомендуют следующие меры: ограничение масс заряда в торпеде до 7 кг, применение воздушно-пузырь- ковых завес, устройство предохранительных мостов.
Предохранительным мостом называют пробку из насыпных материалов (песок, гравий) или быстросхватывающихся гипсовых цементов. Высоту моста из насыпных материалов определяют по формуле
В качестве забоечного материала используют воду. Взрывание торпеды проводят с поверхности. Допускается использование любых источников тока, применяемых в электровзрывании.
После производства взрыва подходить к устью скважины разрешается толькоруководителю взрывныхработ, нонеранеечемчерез5 мин.
Если торпеда не взорвалась, то её необходимо осторожно поднять из скважины и установить причину отказа.
Контрольные вопросы
1.В каких условиях проводят взрывное вскрытие пластов, происходит повышение их отдачи и проницаемости?
2.Для каких целей применяют взрывное торпедирование скважин?
3.Какие виды торпед Вы знаете?
4.На основе каких параметров и технологических условий осуществляют выбор типа торпеды?
10.4. Торпедирование скважин и конструкции торпед
Торпедирование скважин при бурении и эксплуатации применяют в следующих случаях:
•для высвобождения находящихся в аварии прихваченных трубных колонн «встряхиванием», ослаблением резьбовых соединений при развинчивании, а также обрывом или перерезанием;
•для профилактики прихватов бурильного инструмента при разрушении желобов;
•при разрушении металлических предметов, оставленных в скважине или упавших в неё;
•для вскрытия пласта в закрепленных трубами скважинах – созданием трещин в трубах и затрубном пространстве;
•при очистке фильтров в нефтяных и водозаборных скважинах для увеличения их производительности;
•для увеличения проницаемости прискважинной зоны продуктивного пласта;
•при удалении остатков цемента со стенок обсадных труб;
•при заклинивании вала турбобура для высвобождения его от прихвата.
Торпеды по характеру действия делятся на два типа: направленно-
го (торпеды кумулятивные осевые (ТКО) и труборезы кольцевые герметичные (ТКГ) и общего фугасного действия (торпеды ТШ, ТШТ, Ф, ТДШ).
По способу герметизации заряды-торпеды подразделяются на герметичные типа Ф, ТКГ, в которых заряд полностью изолирован, раз- груженно-герметичные типа ТДШ. ТКО, в которых заряд не контактирует с жидкостью, но давление жидкости частично передаётся на взрывчатое вещество через оболочку стенки, и негерметичные типа ТШ, ТШТ, заряд которых находится в прямом контакте с жидкостью, заполняющей скважину.
Для торпедирования очень важно правильно выбрать заряд. Поэтому по величине заряда ВВ торпеды фугасного действия делятся на торпеды с ограниченной величиной заряда до 7 кг и на большие торпеды с массой заряда, достигающей нескольких тонн.
Фугасные торпеды типа ТДШ применяют для ликвидации прихватов труб при методе «встряхивания и отвинчивания» в скважинах с гидростатическим давлением до 49 МПа и температуре до 100 °С. Торпеда состоит из заряда одного или нескольких отрезков ДШ, смонтированных на тросе, головки, состоящей из взрывного патрона, который прикреплен к держателю, и груза.
Термостойкие торпеды типа ТДШТ применяются при гидростатическом давлении до 98 МПа и температуре до 200 °С. Ниже приведены характеристики торпед типа ТДШ.
|
|
Таблица 10.2 |
Техническая характеристика фугасных торпед |
|
|
|
|
Тип торпеды |
ТДШ-25 |
ТДШТ-50 |
Длина головки, мм |
245 |
330 |
|
Длина головки и груза, мм |
24 |
50 |
|
Длина заряда, м |
1…100 |
1…50 |
|
Длина груза, мм |
2 200 |
1 000 |
|
Масса груза, кг |
7 |
15 |
|
Торпеды типа ТШ предназначены для обрыва прихвата труб в скважинах с гидростатическим давлением до 4 МПа и температурой до 100 °С.
Торпеды негерметичные, термостойкие типа ТШТ (см. рис. 10.5) предназначены для обрыва прихваченных труб в скважинах с гидростатическим давлением 78,4 МПа и температурой до 250 °С.
Кумулятивные торпеды отличаются направленностью действия взрыва, а фугасное действие их значительно меньше.
Различают торпеды осевого действия (ТКО и ТКОТ) и поперечнокольцевого (ТРК). Торпеды кумулятивные осевого действия типов ТКО, ТКОТ предназначены для разрушения металлических предметов, трубных переходников и другого бурового оборудования. Данные торпеды опускают в скважину на кабеле в бурильных трубах.
Контрольные вопросы
1.Для каких целей торпедируют скважины?
2.На какие типы делятся торпеды?
3.В чём заключается отличие действий фугасных и кумулятивных торпед?
10.5.Разрыв пласта пороховыми генераторами давления
Втех случаях, когда продуктивный пласт сложен из малопроницаемых горных пород, при отсутствии естественной трещиноватости, низкой потенциальной энергии пласта, высокой вязкости нефти и т. п., наряду с другими способами применяют взрывные способы увеличения отдачи или приёмистости пласта путём искусственного повышения проницаемости прискважинной зоны. Широкое распространение получили способы воздействия на пласт пороховых газов. Способ основан на механическом, тепловом и химическом воздействиях газов на горные породы. Пороховые газы под высоким давлением, расширяясь, продавливают жидкость, находящуюся в скважине, в пласт через фильтры в обсадной колонне, производят разрыв пласта с получением раскрытых трещин.
Пороховые генераторы давления подразделяются на корпусные АСП05К и бескорпусные ПГДБК100/80, ПГДБК100/150, ПГДБК90/20, АДС-5, АДС-6.
Бескорпусные пороховые генераторы (аккумуляторы) давления подразделяются на герметичные (ПГДБК) и негерметичные (АДС). Бескорпусный генератор давления состоит из нескольких соединенных между собой цилиндрических пороховых зарядов, имеющих центральное отверстие, каждый из которых изолирован от внешней среды тонкой металлической
оболочкой. В этом случае заряд находится под давлением внешней среды. Соединениезарядов междусобойосуществляется спомощьюштуцеров.
Генераторы давления типа АДС имеют пороховые заряды, находящиеся в контакте с внешней средой и под её давлением. Заряд состоит из основного в виде сплошной цилиндрической шашки и дополнительного – с центральным каналом. Поджигание заряда осуществляется с помощью электрических воспламенительных спиралей накаливания, вмонтированных в верхний заряд. Горение основных пороховых зарядов начинается с торцовых поверхностей, а затем распространяется и на боковые.
Аппараты ПГДБК предназначены для работ при температурах до 200 °С и гидростатических давлениях до 200 МПа, а АДС до 100 °С и
35 МПа.
Обработку пласта давлением пороховых газов выполняют в следующих случаях:
•при пониженной проницаемости в прискважинной зоне по сравнению с удалёнными точками пласта;
•плохой проницаемости прискважинной зоны пласта при бурении, освоении и эксплуатации скважин;
•расположении вблизи скважины, характеризующейся высокой продуктивностью, скважины, имеющей низкую продуктивность.
Контрольные вопросы
1.В каких случаях применяют взрывные способы увеличения отдачи или приёмистости пласта?
2.Какие типы пороховых генераторов давления Вы знаете?
3.Из каких элементов состоят бескорпусные генераторы давления?
10.6.Очистка фильтров взрывом в водозаборных скважинах
Для очистки фильтров в водяных скважинах широко применяются взрывные работы, т. е. взрывание зарядов с помощью детонирующего шнура. Число ДШ выбирают так, чтобы взрыв не разрушил фильтр. Взрыв ДШ не создаёт новых трещин, а только восстанавливает естественную проницаемость пласта удалением осадков. Работы выполняют торпедами ТДШ и ТДШВ. Головку торпеды размещают на 0,5 м выше фильтра и так, чтобы перекрыть фильтр зарядом. Действие взрыва по очистке фильтра показано на рис. 10.10.
Рис. 10.10. Схема действия взрыва при очистке фильтра:
а– до взрыва; б – во время взрыва; в – расширение газового пузыря;
г– сжатие газового пузыря
Торпеды устанавливаются в колонне против засоренного фильтра. При взрыве ударная волна у фильтрующей поверхности наносит удар с раскалыванием осадка, сбивая его в затрубное пространство и на забой. Сбиванию и удалению осадка способствуют движение жидкости из скважины в затрубное пространство, вызванное расширением продуктов взрыва, и обратное движение из затрубного пространства в ствол при охлопывании газового пузыря. Пульсация пузыря приводит к очистке фильтра.
Если продуктивный пласт представлен прочными породами, перекрытыми перфорированной трубой, или эксплуатируется открытым стволом, то заряд для очистки поверхности ствола целесообразно увеличивать до 200 г.
Иногда для торпедирования применяют заряды большого диаметра, не считаясь при этом с разрушением колонны, если принято решение не возвращаться на испытуемый интервал.
Для увеличения дебита применяется также метод внутрипластовых взрывов. В пласте на большой глубине взрывают ВВ с тем, чтобы создать в продуктивном пласте дополнительную трещиноватость. ВВ для размещения в пласте должно быть жидким, пастообразным или, по крайней мере, взвесью гранул ВВ с жидкостью. Применяемое ВВ должно быть малочувствительным к удару, обладать хорошими взрывчатыми характеристиками, малым критическим диаметром.
Контрольные вопросы
1.Каким действием характеризуются взрывы ДШ в водозаборниках?
2.В каких случаях оправдано применение для торпедирования зарядов большого диаметра?
3.В чём состоит сущность метода внутрипластовых взрывов?
367
10.7. Пулевая и снарядная перфорация
Под перфорацией скважин понимается вскрытие продуктивных пластов в скважинах с обсадными колоннами с целью установления надежной гидродинамической связи между пластом и скважиной. Перфорация скважин осуществляется стреляющими перфораторами, которые по принципу действия подразделяют на пулевые и кумулятивные. Используют также гидропескоструйные перфораторы, которые применяются реже.
Принцип действия перфораторов, применяемых для вскрытия пластов в скважинах, заключается в метании пуль, кумулятивных или гидроабразивных струй в направлении стенки скважины и пробивании ими сети каналов, проходящих через стенки обсадной колонны, слой затрубного цементного камня и входящих на определённую глубину в продуктивный пласт (рис. 10.11).
Рис. 10.11. Различные способы пробивания каналов в стенках скважины
сцелью вскрытия пласта:а – пулевая перфорация; б – кумулятивная перфорация;
в– гидропескоструйная перфорация; 1 – ствол скважины; 2 – обсадная колонна; 3 – перфоратор; 4 – пороховой заряд; 5 – пуля; 6 – кумулятивный заряд
соблицованной выемкой; 7 – кумулятивная струя; 8 – пест от облицовки кумулятивной выемки; 9 – гидроабразивная струя; 10 – перфорационный канал; Iк – полная длина канала; lкп – длина канала в горной породе пласта
Пулевые перфораторы делятся на перфораторы с горизонтальным расположением стволов и с вертикально-криволинейным.
Впулевых перфораторах метание пуль производится за счёт работы расширения пороховых газов высокого давления, образовавшихся при сжигании пороховых зарядов.
Для пулевых перфораторов требование высокого и стабильного пробивного действия имеет исключительное значение.
Таким образом, принцип пулевых перфораторов основан на использовании энергии пороховых газов для метания пуль, которые пробивают отверстия в стенке обсадной колонны и образуют каналы в цементном камне и горной породе, слагающей пласт.
Горение пороховых зарядов в перфораторах с горизонтальными и вертикально-криволинейными стволами происходит неодинаково. Так,
впулевых перфораторах с горизонтальными стволами, благодаря высокой плотности заряжания (0,8…1,2 г/см3), горение пороха протекает очень быстро и почти заканчивается до начала движения пули. Давление пороховых газов в камере весьма велико и достигает 2 000 МПа.
Впулевых перфораторах с вертикально-криволинейными стволами плотность заряжания меньше (0,5…0,8 г/см3 ) и давление пороховых газов достигает 400…600 МПа.
Перфоратор ПВН-90, как и его термобаростойкая модификация ПВН-90Т, включает в себя две массивные секции, соединённые переходником, головку с электровводом и наконечник. В каждой секции параллельно оси в двух взаимно перпендикулярных плоскостях расположены попарно четыре ствольных канала, переходящих в криволинейные желоба. Две пары стволов, идущих от общих пороховых камер, направлены навстречу друг другу, вследствие чего силы отдачи при выстреле уравновешиваются. Перфоратор ПВТ-73 (рис. 10.12) в отличие от перфоратора ПВН-90 имеет в одном поперечном сечении не четыре, а два ствольных канала, направленных навстречу друг другу.
При температуре в интервале перфорации до 50 °С масса основного заряда 85 г, от 50 до 80 °С – 80 г, от 80 до 110 °С – 75 г.
Применяются также перфоратор ПВК-70 и аппарат АРВ-120. Область применения пулевых перфораторов обширная по многим факторам. Так, благодаря жёсткости корпуса и высокой плотности пулевые перфораторы легко спускаются в скважину даже при утяжелённых вязких растворах.
Рис. 10.12. Двухканальный пулевой перфоратор ПВТ-73:
1 – кабельный наконечник; 2 – электроввод; 3 – пиропатрон; 4 – головка; 5 – воспламенитель; 6 – пороховой заряд; 7 – уплотнительное кольцо; 8 – диск форсирования; 9 – пуля; 10 – секция; 11 – опорный диск;
12 – дульная пробка; 13 – переходник; 14 – наконечник
370
