FR3073617A1

FR3073617A1 - Ensemble detonateur pour perforateur de puits de forage transportable

Info

Publication number: FR3073617A1
Application number: FR1859416A
Authority: FR
Inventors: Darren Philip Walters; Thomas Earl Burky; Stuard Michael Wood
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Current assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2017-11-14
Filing date: 2018-10-11
Publication date: 2019-05-17
Also published as: WO2019098991A1; BR112020007245A2; US10876381B2; DE112017007928T5; GB2581632A; US20200063536A1; GB2581632B; BR112020007245B1; SA520411766B1; GB202005323D0

Abstract

Les modes de réalisation divulgués comprennent un ensemble perforateur (100, 100A, 100B, 300, 500) comprenant un boîtier (106) et au moins une charge de perforation (102) disposée à l'intérieur du boîtier (106). De plus, l'ensemble perforateur (100, 100A, 100B, 300, 500) comprend un cordeau détonant (118) disposé à l'intérieur du boîtier (106) et couplé de manière balistique à l'au moins une charge de perforation (102). En outre, l'ensemble perforateur (100, 100A, 100B, 300, 500) comprend un premier emplacement de couplage (116) et un deuxième emplacement de couplage (114) qui sont chacun configurés pour être couplés à un ensemble perforateur supplémentaire. Un ensemble détonateur (118, 118A, 302) disposé à l'intérieur du premier emplacement de couplage (116) est également inclus dans l'ensemble perforateur (100, 100A, 100B, 300, 500). Un détonateur (124) de l'ensemble détonateur (118, 118A, 302) est positionné pour se déclencher dans une direction d'éloignement par rapport au cordeau détonant (108) disposé à l'intérieur du boîtier (106).

Description

CONTEXTE [0001] La présente divulgation concerne généralement des perforateurs de fond de trou utilisés à l'intérieur d'un puits, et plus spécifiquement un agencement de composants de perforateur.

[0002] Lors du transport de perforateurs de fond de trou entre une installation de chargement de perforateur et un site de puits pour une utilisation finale, certaines précautions sont prises. Par exemple, les perforateurs de fond de trou peuvent comprendre des interruptions balistiques amovibles entre les détonateurs et les cordeaux détonants des perforateurs de fond de trou. L'interruption balistique amovible pour chaque perforateur est retirée manuellement avant de déployer le perforateur de fond de trou à l'intérieur d'un puits. De plus, le retrait des interruptions balistiques conduit à des étapes opérationnelles supplémentaires et à la manipulation manuelle d'un perforateur amorcé.

[0003] Alternativement, les détonateurs peuvent être transportés séparément des perforateurs et assemblés sur le site du puits. De même, l’ensemble site de puits du perforateur conduit à des étapes opérationnelles supplémentaires et à une manipulation manuelle supplémentaire d’un perforateur amorcé. De plus, l'ensemble site de puits peut entraîner une réduction de la qualité des connexions de câblage du perforateur. Par exemple, lorsque les perforateurs sont assemblés sur le terrain, les connexions électriques critiques risquent fortement d’être endommagées ou obstruées par des débris de terrain.

PRÉSENTATION [0004] La présente divulgation comprend chacun des Aspects 1 à 28 énoncés ci-après. Ces Aspects représentent des modes de réalisation, en plus de ceux divulgués dans les parties suivantes de la présente divulgation, qui font partie intégrante du cadre de la présente divulgation. Ces Aspects sont les suivants :

[0005] Aspect 1 : Un ensemble perforateur, comprenant : un boîtier ; au moins une charge de perforation disposée à l'intérieur du boîtier ; un cordeau détonant disposé à l'intérieur du boîtier et couplé de manière balistique à l'au moins une charge de perforation ; un premier emplacement de couplage et un deuxième emplacement de couplage configurés chacun pour être couplés à un ensemble perforateur supplémentaire ; et un ensemble détonateur disposé à l'intérieur du premier emplacement de couplage, dans lequel un détonateur de l'ensemble détonateur est positionné pour se déclencher dans une direction d’éloignement (ou une direction opposée respectivement) par rapport au cordeau détonant disposé à l’intérieur du boîtier.

[0006] Aspect 2 : Ensemble selon l’Aspect 1, dans lequel l'ensemble détonateur comprend une carte de commande de détonateur, et dans lequel la carte de commande de détonateur est configurée pour recevoir un signal de déclenchement et commander le déclenchement du détonateur.

[0007] Aspect 3 : Ensemble selon l’Aspect 1 ou l’Aspect 2, dans lequel l'ensemble détonateur est configuré pour faire détoner un second cordeau détonant d'un second ensemble perforateur, lorsque ledit second ensemble perforateur est couplé à l'ensemble perforateur.

[0008] Aspect 4 : Ensemble selon au moins l’un quelconque des Aspects 1 à 3, comprenant un amplificateur couplé au cordeau détonant et adjacent au deuxième emplacement de couplage.

[0009] Aspect 5 : Ensemble selon au moins l’un quelconque des Aspects 1 à 4, comprenant un deuxième ensemble détonateur disposé à l'intérieur du deuxième emplacement de couplage.

[0010] Aspect 6 : Ensemble selon l’Aspect 5, dans lequel le deuxième ensemble détonateur est configuré pour être disposé à l'intérieur d'un second ensemble perforateur, lorsque ledit second ensemble perforateur est couplé à l'ensemble perforateur.

[0011] Aspect 7 : Ensemble selon au moins l’un quelconque des Aspects 1 à 6, dans lequel l'au moins une charge de perforation est configurée pour percer des trous dans un tubage d'un puits de forage.

[0012] Aspect 8 : Ensemble selon au moins l’un quelconque des Aspects 1 à 7, dans lequel l'ensemble détonateur est adressable individuellement.

[0013] Aspect 9 : Ensemble selon au moins l’un quelconque des Aspects 1 à 8, dans lequel l'ensemble détonateur est non adressable.

[0014] Aspect 10 : Ensemble selon au moins l’un quelconque des Aspects 1 à 9, dans lequel l'ensemble détonateur est fixé à l'intérieur du premier emplacement de couplage à l'aide d'une connexion filetée.

[0015] Aspect 11 : Ensemble perforateur étendu, comprenant : une première section de perforateur, comprenant : un premier boîtier ; un premier ensemble d'une ou de plusieurs charges de perforation disposées à l'intérieur du premier boîtier ; un premier cordeau détonant disposé à l'intérieur du premier boîtier et couplé de manière balistique au premier ensemble de l’une ou des plusieurs charges de perforation ; un premier emplacement de couplage et un deuxième emplacement de couplage ; un premier ensemble détonateur disposé à l'intérieur du premier emplacement de couplage, un premier détonateur du premier ensemble détonateur étant configuré pour faire détoner le premier cordeau détonant; et un deuxième ensemble détonateur disposé à l'intérieur du deuxième emplacement de couplage, un second détonateur du deuxième ensemble détonateur étant positionné pour se déclencher dans une direction d’éloignement (ou une direction opposée respectivement) par rapport au premier cordeau détonant disposé à l’intérieur du premier boîtier ; et une deuxième section de perforateur, comprenant : un second boîtier ; un second ensemble de l’une ou des plusieurs charges de perforation disposées à l'intérieur du second boîtier ; un second cordeau détonant disposé à l'intérieur du second boîtier et couplé de manière balistique au second ensemble de l’une ou des plusieurs charges de perforation, le second détonateur du deuxième ensemble détonateur étant configuré pour faire détoner le second cordeau détonant ; et un troisième emplacement de couplage et un quatrième emplacement de couplage, le troisième emplacement de couplage étant couplé au deuxième emplacement de couplage de la première section de perforateur.

[0016] Aspect 12 : Ensemble selon l’Aspect 11, comprenant un troisième ensemble détonateur disposé à l'intérieur du quatrième emplacement de couplage de la deuxième section de perforateur.

[0017] Aspect 13 : Ensemble selon l’Aspect 11 ou l’Aspect 12, dans lequel le premier ensemble détonateur est plus en fond de trou que le deuxième ensemble détonateur lorsque l'ensemble perforateur étendu est déployé à l'intérieur d'un puits de forage.

[0018] Aspect 14 : Ensemble selon au moins l’un quelconque des Aspects 11 à 13, dans lequel le premier ensemble détonateur est plus en tête de trou que le deuxième ensemble détonateur lorsque l'ensemble perforateur étendu est déployé à l'intérieur d'un puits de forage.

[0019] Aspect 15 : Ensemble selon au moins l’un quelconque des Aspects 11 à 14, dans lequel le premier ensemble détonateur et le deuxième ensemble détonateur sont individuellement adressables par des signaux de commande.

[0020] Aspect 16 : Ensemble selon au moins l’un quelconque des Aspects 11 à 15, dans lequel le premier ensemble détonateur est non adressable.

[0021] Aspect 17 : Ensemble selon au moins l’un quelconque des Aspects 11 à 16, dans lequel le premier ensemble détonateur est fixé à l'intérieur du premier emplacement de couplage et le deuxième ensemble détonateur est fixé à l'intérieur du deuxième emplacement de couplage, chacun utilisant des connexions filetées.

[0022] Aspect 18 : Ensemble perforateur étendu, comprenant : une première section de perforateur, comprenant : un premier boîtier ; un premier ensemble d'une ou de plusieurs charges de perforation disposées à l'intérieur du premier boîtier ; un premier cordeau détonant disposé à l'intérieur du premier boîtier et couplé de manière balistique au premier ensemble de l’une ou des plusieurs charges de perforation ; un premier emplacement de couplage et un deuxième emplacement de couplage ; et un premier ensemble détonateur disposé à l'intérieur du premier emplacement de couplage, un premier détonateur du premier ensemble détonateur étant positionné pour se déclencher dans une direction opposée au premier cordeau détonant disposé à l'intérieur du premier boîtier ; et une deuxième section de perforateur, comprenant : un second boîtier ; un second ensemble de l’une ou des plusieurs charges de perforation disposées à l'intérieur du second boîtier ; un second cordeau détonant disposé à l'intérieur du second boîtier et couplé de manière balistique au second ensemble de l’une ou des plusieurs charges de perforation, le premier détonateur du premier ensemble détonateur étant configuré pour faire détoner le second cordeau détonant ; un troisième emplacement de couplage et un quatrième emplacement de couplage, le quatrième emplacement de couplage étant couplé au premier emplacement de couplage de la première section de perforateur ; et un deuxième ensemble détonateur disposé à l'intérieur du troisième emplacement de couplage, un second détonateur du deuxième ensemble détonateur étant positionné pour se déclencher dans une direction d’éloignement (ou une direction opposée respectivement) par rapport au second cordeau détonant disposé à l'intérieur du second boîtier.

[0023] Aspect 19 : Ensemble selon l’Aspect 18, comprenant : une troisième section de perforateur, comprenant : un cinquième emplacement de couplage et un sixième emplacement de couplage, le sixième emplacement de couplage étant couplé au troisième emplacement de couplage de la deuxième section de perforateur.

[0024] Aspect 20: Ensemble selon l’Aspect 18 ou l’Aspect 19, dans lequel l'ensemble perforateur étendu est disposé à l'intérieur d'un puits dans une configuration de déclenchement de haut en bas.

[0025] Aspect 21 : Ensemble selon au moins l'un quelconque des Aspects 18 à 20, dans lequel l'ensemble perforateur étendu est disposé à l'intérieur d'un puits dans une configuration de déclenchement de bas en haut.

[0026] Aspect 22 : Ensemble selon au moins l’un quelconque des Aspects 1 à 10, comprenant : un second ensemble perforateur couplé au premier emplacement de couplage comprenant : un second boîtier ; un second ensemble d’au moins une charge de perforation disposée à l’intérieur du second boîtier ; un second cordeau détonant disposé à l'intérieur du second boîtier et couplé de manière balistique au second ensemble d’au moins une charge de perforation, dans lequel l’ensemble détonateur disposé à l’intérieur du premier emplacement de couplage est configuré pour faire détoner le second cordeau détonant ; un troisième emplacement de couplage et un quatrième emplacement de couplage positionnés aux extrémités opposées du second ensemble perforateur, chacun étant configuré pour être couplé à un ensemble perforateur supplémentaire ; et un deuxième ensemble détonateur disposé à l'intérieur du troisième emplacement de couplage, un second détonateur du deuxième ensemble détonateur étant positionné pour se déclencher dans une direction d’éloignement (ou une direction opposée respectivement) par rapport au second cordeau détonant disposé à l'intérieur du second boîtier.

[0027] Aspect 23 : Ensemble perforateur étendu, comprenant : un ensemble perforateur selon au moins l’un quelconque des Aspects 1 à 10 ; et un second ensemble perforateur couplé au premier emplacement de couplage, ledit second ensemble perforateur comprenant : un second boîtier ; un second ensemble d’au moins une charge de perforation disposée à l’intérieur du second boîtier ; un second cordeau détonant disposé à l'intérieur du second boîtier et couplé de manière balistique au second ensemble d’au moins une charge de perforation, dans lequel l’ensemble détonateur disposé à l’intérieur du premier emplacement de couplage est configuré pour faire détoner le second cordeau détonant ; un troisième emplacement de couplage et un quatrième emplacement de couplage positionnés aux extrémités opposées du second ensemble perforateur, chacun étant configuré pour être couplé à un ensemble perforateur supplémentaire ; et un deuxième ensemble détonateur disposé à l'intérieur du troisième emplacement de couplage, un second détonateur du deuxième ensemble détonateur étant positionné pour se déclencher dans une direction d’éloignement (ou une direction opposée respectivement) par rapport au second cordeau détonant disposé à l'intérieur du second boîtier.

[0028] Aspect 24 : Ensemble selon l’Aspect 22 ou l’Aspect 23, comprenant un troisième ensemble détonateur disposé à l’intérieur du quatrième couplage du second ensemble perforateur.

[0029] Aspect 25 : Ensemble selon au moins l’un quelconque des Aspects 22 à 24, dans lequel l’ensemble détonateur est plus en fond de trou que le deuxième ensemble détonateur lorsque l’ensemble perforateur et le second ensemble perforateur sont déployés à l’intérieur d’un puits de forage.

[0030] Aspect 26 : Ensemble selon au moins l’un quelconque des Aspects 22 à 25, dans lequel l’ensemble détonateur est plus en tête de trou que le deuxième ensemble détonateur lorsque l’ensemble perforateur et le second ensemble perforateur sont déployés à l’intérieur d’un puits de forage.

[0031] Aspect 27 : Ensemble selon au moins l’un quelconque des Aspects 22 à 26, dans lequel l’ensemble détonateur et le second ensemble détonateur sont individuellement adressables par des signaux de commande.

[0032] Aspect 28 : Ensemble selon au moins l’un quelconque des Aspects 22 à 27, dans lequel l'ensemble détonateur est fixé à l'intérieur du premier emplacement de couplage et le deuxième ensemble détonateur est fixé à l'intérieur du deuxième emplacement de couplage, chacun utilisant des connexions filetées.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS [0033] Des modes de réalisation illustratifs de la présente divulgation sont décrits en détail ci-dessous avec des références aux figures schématiques en annexe, qui sont incorporés aux présentes par référence et dans lesquels :

[0034] La figure 1 est une vue en coupe schématique d'un ensemble perforateur comprenant un ensemble détonateur ;

[0035] La figure 2 est une vue en coupe schématique d'un ensemble perforateur de la figure 1 ;

[0036] La figure 3 est une vue en coupe schématique d'un ensemble perforateur étendu ;

[0037] La figure 4 est une vue en coupe schématique de l'ensemble perforateur étendu de la figure 3 positionné à l'intérieur d'un puits de forage dans une configuration de déclenchement de haut en bas ; et [0038] La figure 5 est une vue en coupe schématique de l'ensemble perforateur étendu de la figure 3 positionné à l'intérieur d'un puits de forage dans une configuration de déclenchement de bas en haut.

[0039] Les figures illustrées ont exclusivement vocation à servir d'exemples et ne sont pas destinées à affirmer ou impliquer une quelconque limitation en ce qui concerne l'environnement, l'architecture, la conception ou le processus dans lesquels différents modes de réalisation peuvent être mis en œuvre.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE [0040] Dans la description détaillée suivante des modes de réalisation illustratifs, il est fait référence aux dessins annexés qui en font partie. Ces modes de réalisation sont décrits de manière suffisamment détaillée pour permettre à l'homme du métier de mettre en pratique l'objet décrit, et il est entendu que d'autres modes de réalisation peuvent être utilisés et que des modifications logiques structurelles, mécaniques, électriques et chimiques peuvent être apportées sans s'écarter de la portée de la présente divulgation. Afin d'éviter des détails non nécessaires pour permettre à l'homme du métier de mettre en pratique les modes de réalisation décrits ici, la description peut omettre certaines informations connues de l'homme du métier. La description détaillée suivante ne doit donc pas être prise dans un sens limitatif, et la portée des modes de réalisation illustratifs est définie uniquement par les revendications annexées.

[0041] On comprendra en outre que les termes « comprend » et/ou « comprenant », lorsqu'ils sont utilisés dans la présente description et/ou les revendications, indiquent la présence des caractéristiques, étapes, opérations, éléments et/ou composants cités, mais n'empêchent nullement la présence ou l'ajout d'un(e) ou de plusieurs autres fonctionnalités, étapes, opérations, éléments, composants et/ou groupes de ceux-ci. De plus, les étapes et les composants décrits dans les modes de réalisation et les figures ci-dessus sont simplement illustratifs et n'impliquent pas qu'une étape ou un composant particulier quelconque est une exigence d'un mode de réalisation revendiqué.

[0042] Sauf indication contraire, une quelconque utilisation de formes quelconques des termes « relier », « engager », « coupler », « attacher » ou de tout autre terme décrivant une interaction entre des éléments n'a pas pour but de limiter l'interaction à l'interaction directe entre les éléments et peut également inclure une interaction indirecte entre les éléments décrits. Dans la description suivante et dans les revendications, les termes « incluant » et « comprenant » sont utilisés de manière non-restrictive et doivent donc être interprétés comme signifiant « y compris, mais sans s'y limiter». Sauf indication contraire, tel qu'utilisé dans ce document, « ou » ne nécessite pas d'exclusivité mutuelle.

[0043] La présente divulgation concerne un perforateur qui perce des trous dans un tubage au niveau d'un emplacement de fond de trou. Plus particulièrement, la présente divulgation concerne un agencement de composants du perforateur qui permet le transport du perforateur pendant que l'ensemble détonateur est fixé et réduit la manipulation manuelle des perforateurs amorcés. Les modes de réalisation présentement décrits peuvent être utilisés dans des puits de forage horizontaux, verticaux, déviés ou non linéaires dans tout type de formation souterraine. Des modes de réalisation peuvent être mis en œuvre dans des opérations de complétion pour perforer un tubage avant la production.

[0044] En se référant à la figure 1, une vue en coupe schématique d'un ensemble perforateur 100 est fournie. L'ensemble perforateur 100 comprend une pluralité de charges 102 qui sont dirigées dans diverses directions radialement vers l'extérieur depuis un axe longitudinal 104 de l'ensemble perforateur 100. Dans d'autres modes de réalisation, les charges de la pluralité de charges 102 peuvent toutes être dirigées dans une seule direction faisant face radialement vers l'extérieur de l'axe longitudinal 104. Les charges 102 comprennent une petite quantité d'explosif puissant qui est formée pour produire un poinçon à pression capable de percer des trous dans un tubage à l'intérieur d'un puits. Dans un mode de réalisation, le poinçon à pression est capable de percer des trous dans de l'acier, du ciment, des formations rocheuses ou toute autre surface avec laquelle le poinçon à pression des charges 102 peut entrer en contact dans un puits de fond. L'ensemble perforateur 100 comprend également un boîtier 106 qui fournit un support structurel à l'ensemble perforateur 100. Le boîtier 106 loge le cordeau détonant 108 situé à l'intérieur de l'ensemble perforateur 100 couplé de manière balistique aux charges 102 pour faire détoner les charges 102.

[0045] L'ensemble perforateur 100, tel qu'illustré dans la figure 1, est déclenché de haut en bas, comme indiqué par la flèche 110. Dans un mode de réalisation supplémentaire ou autre, l'ensemble perforateur 100 peut être basculé verticalement pour se déclencher de bas en haut, comme indiqué par la flèche 112. Le déclenchement de haut en bas (par exemple dans la direction de la flèche 110) de l’ensemble perforateur 100 est utilisé pour faire passer une onde de détonation d’un couplage de tête de trou 114 à un couplage de fond de trou 116 de l’ensemble perforateur 100. Cette configuration réduit la longueur d'alimentation de câble à travers l'ensemble perforateur 100. Le déclenchement de bas en haut de l'ensemble perforateur 100 est utilisé pour qu'une onde de détonation se déplace du couplage de fond de trou 116 vers le couplage de tête de trou 114 de l'ensemble perforateur 100. Dans l'un ou l'autre mode de réalisation, l'opérateur a la possibilité de déclencher de manière sélective chaque section 120 de l'ensemble perforateur 100 dans un ordre allant d'une section de fond de trou la plus éloignée 120 de l'ensemble perforateur 100 à la section la plus en tête de trou 120 de l'ensemble perforateur 100 sur commande.

[0046] L'ensemble perforateur 100 illustré dans la figure 1 représente le perforateur 100 dans un état de déplacement assemblé. C'est-à-dire que l'ensemble perforateur 100 est illustré dans un état capable d'être transporté avec un ensemble détonateur 118 chargé à l'intérieur du couplage de fond de trou 116. L'ensemble détonateur 118 est positionné de manière à fournir la force de détonation à une section 120 de l'ensemble perforateur 100 positionné dans un emplacement de fond de trou de la section illustrée 120 de l'ensemble perforateur 100. Dans une configuration de déclenchement de bas en haut, l'ensemble perforateur 100 est basculé verticalement, et l'ensemble détonateur 118 est positionné de manière à fournir la force de détonation à la section 120 de l'ensemble perforateur positionné à un emplacement en tête de trou à partir de la section illustrée 120 de l'ensemble perforateur 100.

[0047] L'ensemble détonateur 118 comprend une carte de commande de détonateur 122 et un détonateur 124. La carte de commande de détonateur 122 commande le déclenchement du détonateur 124 sur la base des signaux de commande reçus de la surface du puits. Le détonateur 124 est aligné dans une direction qui se déclenche en s’éloignant (ou à l’opposé respectivement) du cordeau détonant 108 de la section 120 dans laquelle l'ensemble détonateur 118 est installé. De plus, le détonateur 124 est séparé du cordeau détonant 108 par une cloison étanche balistique impénétrable 130. De cette manière, même si le détonateur 124 se déclenche par inadvertance alors qu'il est installé à l'intérieur de la section 120 de l'ensemble perforateur 100, le détonateur 124 n'est pas aligné avec une section du cordeau détonant 108 à l'intérieur de la section 120 dans laquelle l'ensemble détonateur 118 est installé. Ainsi, des sections individuelles 120 de l'ensemble perforateur 100 sont transportables tandis que l'ensemble détonateur 118 est installé à l'intérieur des sections individuelles 120 sans menace de déclenchement par inadvertance des charges 102. Alors que la présente demande fait généralement référence au détonateur 124 en tant que détonateur, dans un mode de réalisation, le détonateur 124 peut être remplacé par un allumeur. Un allumeur est déclenché par un signal électrique similaire à celui du détonateur 124, mais l'allumeur est conçu pour déclencher une combustion d'une pastille de générateur de gaz contenue dans un outil de réglage situé au niveau d'une extrémité de fond de trou d'une chaîne des sections 120 de l'ensemble perforateur 100. De cette manière, l'outil de réglage peut être utilisé pour définir une variété de fiches ou d'autres dispositifs immédiatement avant le début des opérations de perforation. L'allumeur peut être situé à une extrémité de fond de trou des sections 120, comme illustré avec le détonateur 124, ou l'allumeur peut être placé dans une extension filetée dans une extrémité de fond de trou de l'ensemble perforateur 100 qui s’accouple à l'outil de réglage.

[0048] Lorsqu'une section supplémentaire 120 est couplée à la section illustrée 120 soit en fond de trou soit en tête de trou par rapport à la section illustrée 120 de l'ensemble perforateur 100, un amplificateur 126 aligné avec le cordeau détonant 108 est également aligné avec le détonateur 124 de la section supplémentaire 120. Lorsque l'amplificateur 126 de la section illustrée 120 s'aligne avec le détonateur 124 de la section supplémentaire 120, les charges 102 de la section illustrée 120 sont dans une configuration capable de tirer lors de la détonation du détonateur 124. Pour aider à aligner les composants des différentes sections 120 de manière précise, l'amplificateur 126 peut être centré à l'intérieur d'une cloison étanche d'alignement de chaîne de charge 128. Dans d'autres modes de réalisation, l'amplificateur 126 peut être décentré tant que le détonateur 124 s'aligne avec l'amplificateur 126 une fois connecté pour transférer l'onde balistique au cordeau détonant 108. La cloison étanche d'alignement de chaîne de charge 128 positionne l'amplificateur 126 directement en ligne avec un détonateur 124 d'un ensemble détonateur 118 lorsque plusieurs sections 120 de l'ensemble perforateur 120 sont reliées ensemble. De plus, l'amplificateur 126 est aligné avec le cordeau détonant 108 de la section individuelle 120 dans laquelle l'amplificateur 126 est positionné. Adjacent au couplage de fond de trou 116, une cloison étanche 130 est prévue à l'intérieur du boîtier 106 de l'ensemble perforateur 100. La cloison étanche 130 fournit une interruption balistique entre le cordeau détonant 108 et l'ensemble détonateur 118. En outre, les sections 120 de l'ensemble perforateur 100 peuvent être couplées ensemble en utilisant des filets femelles 132 au niveau du couplage de tête de trou 114 et des filets mâles correspondants 134 du couplage de fond de trou 116. Tout autre matériel ou configuration de couplage approprié pour coupler les sections 120 est également envisagé dans le cadre du sujet présentement décrit.

[0049] La figure 2 est une vue en coupe schématique d'un ensemble détonateur 118. L'ensemble détonateur 118 comprend un boîtier 200 avec un filetage 202 sur un bord externe du boîtier 200. Le filetage 202 permet l'installation et le retrait de l'ensemble détonateur 118 de et vers l'ensemble perforateur 100. D'autres procédés de fixation de l'ensemble détonateur 118 qui retiennent suffisamment l'ensemble détonateur 118 à l'intérieur de la section 120 de l'ensemble perforateur 100 sont également envisagés dans le cadre de la présente divulgation. Une section 120 de l'ensemble perforateur 100 qui est positionnée le plus loin en tête de trou à l'intérieur d'un puits de forage dans une configuration de déclenchement de haut en bas ou le plus loin en fond de trou dans une configuration de déclenchement de bas en haut comprend un ensemble détonateur supplémentaire 118 qui commence à déclencher les charges 102 de la section initiale 120 de l'ensemble perforateur 100. Cet ensemble détonateur 118 reçoit le signal de commande initial au niveau de la carte de commande 122 et fournit les instructions pour déclencher le détonateur 124.

[0050] Dans un mode de réalisation, l'ensemble détonateur 118 ajouté à la section la plus éloignée en tête de trou ou la plus éloignée en fond de trou 120 peut être l'ensemble détonateur 118 qui est expédié avec la section 120 positionnée à une extrémité opposée de l'ensemble perforateur 100. Une fois que les sections individuelles 120 atteignent le site de puits, la section 120 installée à une extrémité de la chaîne de charge comprend un ensemble détonateur 118 qui n'est pas positionné pour se déclencher au niveau d'un amplificateur 126 d'une section suivante 120. Dans un tel mode de réalisation, l'ensemble détonateur 118 de la section 120 installé à l'extrémité de l'ensemble perforateur 100 est retiré et placé dans une première section 120 de la chaîne de charge en ligne avec l'amplificateur 126 de la première section 120 de l'ensemble perforateur 100. Dans un autre mode de réalisation, un certain nombre d'ensembles détonateurs 118 ou d'ensembles allumeurs peuvent être achetés et/ou expédiés séparément des sections assemblées 120, et les ensembles détonateurs séparés 118 sont installés sur une section initiale 120 de l'ensemble perforateur 100 puisque l'ensemble perforateur 100 est assemblé pour être déployé dans le puits.

[0051] En revenant à la figure 3, une vue en coupe schématique d'un ensemble perforateur étendu 300 est représentée. L'ensemble perforateur étendu 300 comprend une première section 120A et une seconde section 120B. Alors que seules les deux sections 120A et 120B sont illustrées, d'autres sections sont également envisagées pour constituer l'ensemble perforateur étendu 300. Par exemple, l'ensemble perforateur étendu 300 peut, dans un mode de réalisation, comprendre jusqu'à dix sections ou plus 120. Chacune des sections 120A et 120B peut comprendre entre une et vingt charges ou plus 102.

[0052] L'ensemble perforateur étendu 300 comprend de multiples sections 120 (par exemple, les sections 120A et 120B) couplées bout à bout. Par exemple, chacune des sections 120 comprend un couplage de tête de trou 114 et un couplage de fond de trou 116. Le couplage de tête de trou 114 d'une section 120 s'accouple à un couplage de fond de trou 116 d'une section différente 120. En conséquence, l'ensemble perforateur étendu 300 est personnalisable sur la base d'un certain nombre de charges 102 souhaitées à un emplacement de fond à l'intérieur du puits de forage et/ou un certain nombre d'emplacements ou de zones à l'intérieur du puits où des perforations sont souhaitées. Dans un mode de réalisation, chacune des sections 120 comprend un ensemble détonateur 118 et/ou 302 qui fait détoner le cordeau détonant 108 d'une section individuelle 120.

[0053] Les ensembles détonateurs 118 et 302 peuvent être des détonateurs à protection de radiofréquence (RF). C'est-à-dire que les ensembles détonateurs 118 et 302 peuvent fonctionner de manière à assurer la sécurité autour des dispositifs fonctionnant à l'aide de communications par radiofréquence. Par exemple, les opérateurs à la surface d'un puits peuvent communiquer sur des canaux de fréquence radio pour coordonner l'activité sur un site de puits. Du fait que les ensembles détonateurs 118 et 302 sont des détonateurs de protection de RF, les opérateurs peuvent continuer à communiquer sur les canaux de radiofréquence tandis que les ensembles détonateurs 118 et 302 sont positionnés à l'intérieur de l'ensemble perforateur étendu 300 avant le déploiement en fond de trou à l'intérieur du puits.

[0054] En plus d'être des détonateurs de protection de RF, l'ensemble détonateur 118A peut être expédié lorsqu'il est assemblé à l'intérieur de la section 120A. Comme discuté en détail ci-dessus en ce qui concerne la figure 1, l'ensemble détonateur 118A détone dans une direction s’éloignant du (ou respectivement opposée au) cordeau détonant 108 de la section 120A. De cette manière, la section 120A de l'ensemble perforateur étendu 300 est transportable vers un site de puits tandis que l'ensemble détonateur 118A est installé à l'intérieur de la section 120A.

[0055] Un ensemble détonateur 302 est installé à l'intérieur d'un orifice de réception 304 de la section 120A. Dans un mode de réalisation, l'ensemble détonateur 302 peut être retiré d'un orifice d'ensemble détonateur 306 de la section 120B pour être installé dans l'orifice de réception 304. De cette manière, un certain nombre de sections 120 utilisées pour l'ensemble perforateur étendu 300 peut être transporté avec les ensembles détonateurs 118/302 installés à l'intérieur des sections 120 sans dépendre d'ensembles détonateurs supplémentaires 118/302 (par exemple, les ensembles détonateurs 118/302 expédiés en dehors d'une section assemblée 120) qui sont placés au niveau de l'orifice de réception 304 pour commencer le déclenchement de l'ensemble perforateur étendu 300.

[0056] La figure 4 est une vue en coupe schématique de l'ensemble perforateur étendu 300 positionné à l'intérieur d'un puits de forage 400 dans une configuration de déclenchement de haut en bas. L'ensemble perforateur étendu 300 est positionné à l'intérieur d'un tubage de puits de forage 402. Dans un mode de réalisation, les charges 102 de l'ensemble perforateur 100 sont positionnées à proximité immédiate du tubage de puits de forage 402 de sorte que les charges 102 percent des trous dans le tubage de puits de forage 402 lors du déclenchement. Le positionnement des charges 102 par rapport au tubage de puits de forage 402 peut être tel que lorsque les charges 102 percent le tubage de puits de forage 402, une communication d'écoulement efficace est prévue entre le puits 200 et une formation géologique 404. Tel qu'utilisé ici, le terme « proximité immédiate » signifie que les charges 102 sont positionnées plus près du tubage de puits de forage 402 que soixante-quinze pour cent du diamètre du tubage de puits de forage 402.

[0057] L'ensemble perforateur étendu 300 peut être introduit dans le puits de forage 400 à l'aide d'un câble métallique 406. Dans certains modes de réalisation, le câble métallique 406 peut être remplacé par un câble lisse, ou l'ensemble perforateur étendu 300 peut être transporté par un tuyau. Dans un mode de réalisation, le câble métallique 406 fournit un signal aux ensembles détonateurs 118A et 302 assemblés à l'intérieur de l'ensemble perforateur étendu 300. Lors de la réception d'un signal de détonation provenant du câble métallique 406, les ensembles détonateurs 118A et/ou 302 font détoner les amplificateurs 126, entraînant la détonation du cordeau détonant 108. Le cordeau détonant 108 fait détoner les charges 102 de l'ensemble perforateur étendu 300 pour percer le tubage de puits de forage 402.

[0058] La configuration de déclenchement de haut en bas de l'ensemble perforateur étendu 300 peut être utilisée pour des ensembles perforateurs étendus 300 qui déclenchent chacune des sections 120A, 120B, et toute section supplémentaire 120 simultanément. Autrement dit, toutes les sections 120A, 120B, ou toutes les sections supplémentaires 120 de l'ensemble perforateur étendu 300 sont déclenchées en même temps lorsque les cartes de commande 122 des ensembles détonateurs 118A, 302 ou de tout autre ensemble détonateur 118 supplémentaire reçoivent un signal de déclenchement. Comme illustré, le signal de déclenchement peut provenir du câble métallique 406 qui est utilisé pour faire passer l'ensemble perforateur étendu 300 en fond de trou à l'intérieur du puits de forage 400. D'autres lignes de commande de signal sont également envisagées pour fournir le signal de déclenchement aux ensembles détonateurs 118A, 302, ou à tout ensemble détonateur supplémentaire 118.

[0059] Dans un autre mode de réalisation, la configuration de déclenchement de haut en bas de l'ensemble perforateur étendu 300 peut être utilisée dans une opération de déclenchement sélectif. C'est-à-dire que la configuration de déclenchement de haut en bas peut être utilisée lorsque le déclenchement sélectif des sections individuelles 120A ou 120B est souhaité. Dans un tel mode de réalisation, le câble métallique 406, ou toute autre ligne de commande de signal adéquate, fournit le signal de déclenchement à chacune des sections 120 individuellement plutôt qu'à toutes les sections 120 en même temps.

[0060] Dans un mode de réalisation à déclenchement sélectif de la configuration de déclenchement de haut en bas, le câble métallique 406 ou la ligne de commande de signal étend la longueur de l'ensemble perforateur étendu 300 à un ensemble détonateur 118 positionné en ligne avec la section de fond de trou la plus éloignée 120 de l'ensemble perforateur étendu 300 (par exemple, 120B dans le mode de réalisation illustré). Chacun des ensembles détonateurs 118 et 302 peut être adressable individuellement de sorte que les détonateurs 124 sont déclenchés à l'aide de différents signaux fournis à chacun des ensembles détonateurs 118 et 302. Par exemple, chacun des ensembles détonateurs 118 et 302 peut comprendre des adresses IP séparées pour la communication avec une surface du puits. Par conséquent, un opérateur au niveau de la surface du puits peut demander aux sections individuelles 120A et 120B de déclencher les charges 102 indépendamment des autres sections individuelles 120A et 120B. Cela permet à un ensemble perforateur étendu 300 unique de perforer le tubage 402 à un certain nombre d'emplacements ou de zones différents à l'intérieur du puits de forage 400.

[0061] La figure 5 est une vue en coupe schématique d'un ensemble perforateur étendu 500 positionné à l'intérieur du puits de forage 400 dans une configuration de déclenchement de bas en haut. Dans la configuration de déclenchement de bas en haut de l'ensemble perforateur étendu 500, l'ensemble perforateur étendu 500 est déployé à l'intérieur du puits de forage 400 pour percer des trous dans le tubage 402 et/ou la formation géologique 404 entourant le puits de forage 400. La configuration de déclenchement de bas en haut peut être utilisée pour les ensembles perforateurs étendus 500 qui déclenchent chacune des sections 120A, 120B, et toute section supplémentaire 120 avec un agencement de déclenchement sélectif. C'est-à-dire que la configuration de déclenchement de bas en haut peut être utilisée lorsque le déclenchement sélectif des sections individuelles 120A ou 120B est souhaité. Dans un tel mode de réalisation, le câble métallique 406, ou tout autre composant de transmission de signal adéquat, fournit le signal de déclenchement à chacune des sections 120 individuellement plutôt qu'à toutes les sections 120 en même temps. Dans un mode de réalisation, la configuration de déclenchement de bas en haut est généralement l'ensemble perforateur étendu 300 dans un agencement inversé. Par exemple, la section 120A est la section de fond de trou la plus éloignée 120 dans l'ensemble perforateur étendu 500 et la section 120B est la section de tête de trou la plus éloignée 120 dans l'ensemble perforateur étendu 500.

[0062] Dans le mode de réalisation à déclenchement sélectif de la configuration de déclenchement de bas en haut, le câble métallique 406 ou un autre câble de commande peut s'étendre sur la longueur de l'ensemble perforateur étendu 500 vers un ensemble détonateur 118 positionné en ligne avec la section de fond de trou la plus éloignée 120 (par exemple, 120A dans le mode de réalisation illustré). Chacun des ensembles détonateurs 118 et 302 peut être adressable individuellement de sorte que les détonateurs 124 sont déclenchés à l'aide de différents signaux fournis à chacun des ensembles détonateurs 118 et 302. Par conséquent, un opérateur au niveau d'une surface du puits peut demander aux sections individuelles 120A et 120B de déclencher les charges 102 indépendamment des autres sections individuelles 120A et 120B. Cela permet à un ensemble perforateur étendu 500 unique de perforer le tubage 402 à un certain nombre d'emplacements ou de zones différents à l'intérieur du puits de forage 400.

[0063] Un autre mode de réalisation de l'agencement de déclenchement sélectif dans la configuration de déclenchement de bas en haut de l'ensemble perforateur étendu 500 utilise des détonateurs non adressables 124. Dans un tel mode de réalisation, l'ensemble détonateur de fond de trou le plus éloigné 118 ou 302 (par exemple l'ensemble détonateur 302 dans le mode de réalisation illustré) est activé lors de l'insertion de l'ensemble perforateur étendu 500 à l'intérieur du puits de forage 400. Les ensembles détonateurs restants 118 ou 302 de l'ensemble perforateur étendu 500 restent dans un état inactif. Par exemple, les cartes de commande 122 des ensembles détonateurs restants 118 et 302 ne sont pas couplées à une ligne de signal qui fournit le signal de déclenchement aux ensembles détonateurs 118 et 302. Lors du déclenchement de la section de fond de trou la plus éloignée 120 (par exemple, la section 120A dans le mode de réalisation illustré), la percussion de la section 120A conduit la cloison étanche 130 de la section 120A à déclencher un commutateur mécanique au niveau du prochain ensemble détonateur 118 ou 302 (par exemple, l'ensemble détonateur 118A dans le mode de réalisation illustré). Le déclenchement de l'interrupteur mécanique accouple la carte de commande 122 à la ligne de signal qui fournit le signal de déclenchement à l'ensemble détonateur 118A. Ce processus est répété lorsque chaque section individuelle 120 est déclenchée jusqu'au déclenchement de la section finale 120 de l'ensemble perforateur étendu 500 (par exemple, la section 120B dans le mode de réalisation illustré).

[0064] Dans un autre mode de réalisation, chacune des sections 120A et 120B de l'ensemble perforateur étendu 500 est déclenchée simultanément. Autrement dit, toutes les sections 120A, 120B, ou toutes les sections supplémentaires 120 de l'ensemble perforateur étendu 500 sont déclenchées simultanément lorsque les cartes de commande 122 des ensembles détonateurs 118A, 302 ou de tout autre ensemble détonateur 118 supplémentaire reçoivent un signal de déclenchement. Dans un tel mode de réalisation, le signal de déclenchement au niveau de chacune des cartes de commande 122 sera le même. Comme illustré, le signal de déclenchement peut provenir du câble métallique 406 qui est utilisé pour faire passer l'ensemble perforateur étendu 500 en fond de trou à l'intérieur du puits de forage 400. D'autres configurations de transmission de signal sont également envisagées pour fournir le signal de déclenchement aux ensembles détonateurs 118A, 302, ou à tout ensemble détonateur supplémentaire 118.

[0065] Les modes de réalisation décrits ci-dessus ont été présentés à des fins d'illustration et pour permettre à l'homme du métier de mettre en pratique la description, mais la description n'est pas destinée à être exhaustive ou limitée aux formes décrites. De nombreuses modifications et variations non substantielles seront évidentes pour l'homme de l'art, sans s'écarter de la portée de la présente divulgation. La portée des revendications est destinée à couvrir largement les modes de réalisation décrits et toute modification de ce type.

[0066] Bien que cette spécification fournisse des détails spécifiques relatifs à certains composants relatifs à un ensemble perforateur, il peut être apprécié que la liste des composants est uniquement illustrative et n'est pas destinée à être exhaustive ou limitée aux formes décrites. D'autres composants liés aux tubages perforateurs à l'intérieur d'un 5 puits de forage apparaîtront à l'homme du métier sans sortir du cadre de la présente divulgation. En outre, la portée des revendications est destinée à couvrir largement les composants décrits et tous les composants de ce type qui sont apparents à l'homme du métier.

[0067] Il devrait être évident, d'après la divulgation précédente de modes de réalisation illustratifs, que des avantages significatifs ont été fournis. Les modes de 10 réalisation illustratifs ne sont pas limités aux seules descriptions et illustrations incluses dans la présente divulgation, et peuvent au contraire faire l’objet de divers changements et de diverses modifications sans s'écarter de la portée de la présente divulgation.

Claims

REVENDICATIONS

1. Ensemble perforateur (100, 100A, 100B, 300, 500), caractérisé en ce qu’il comprend :

un boîtier (106) ;

au moins une charge de perforation (102) disposée à l'intérieur du boîtier (106) ;

un cordeau détonant (108) disposé à l'intérieur du boîtier (106) et couplé de manière balistique à l'au moins une charge de perforation (102) ;

un premier emplacement de couplage (116) et un deuxième emplacement de couplage (114) configurés chacun pour être couplés à un ensemble perforateur supplémentaire ; et un ensemble détonateur (118, 118A, 302) disposé à l'intérieur du premier emplacement de couplage (116), dans lequel un détonateur (124) de l'ensemble détonateur (118, 118A, 302) est positionné pour se déclencher dans une direction d’éloignement par rapport au cordeau détonant (108) disposé à l'intérieur du boîtier (106).
2. Ensemble (100, 100A, 100B, 300, 500) selon la revendication 1, dans lequel l'ensemble détonateur (118, 118A, 302) comprend une carte de commande de détonateur (122), et dans lequel la carte de commande de détonateur (122) est configurée pour recevoir un signal de déclenchement et commander le déclenchement du détonateur (124).
3. Ensemble (100, 100A, 100B, 300, 500) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'ensemble détonateur (118, 118A, 302) est configuré pour faire détoner un second cordeau détonant d'un second ensemble perforateur, lorsque ledit second ensemble perforateur est couplé à l'ensemble perforateur (100, 100A, 100B, 300, 500).
4. Ensemble (100, 100A, 100B, 300, 500) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant un amplificateur (126) couplé au cordeau détonant (108) et adjacent au deuxième emplacement de couplage (114).
5. Ensemble (100, 100A, 100B, 300, 500) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant un deuxième ensemble détonateur (302) disposé à l'intérieur du deuxième emplacement de couplage (114).
6. Ensemble (100, 100A, 100B, 300, 500) selon la revendication 5, dans lequel le deuxième ensemble détonateur est configuré pour être disposé à l'intérieur d'un second ensemble perforateur, lorsque ledit second ensemble perforateur est couplé à l'ensemble perforateur (100, 100A, 100B, 300, 500).
7. Ensemble (100, 100A, 100B, 300, 500) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l'au moins une charge de perforation (102) est configurée pour percer des trous dans un tubage (402) d'un puits de forage (400).
8. Ensemble (100, 100A, 100B, 300, 500) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l'ensemble détonateur (118, 118A, 302) est adressable individuellement.
9. Ensemble (100, 100A, 100B, 300, 500) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l'ensemble détonateur (118, 118A, 302) est non adressable.
10. Ensemble (100, 100A, 100B, 300, 500) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel l'ensemble détonateur (118, 118A, 302) est fixé à l'intérieur du premier emplacement de couplage (116) à l'aide d'une connexion filetée (202).
11. Ensemble (300, 500) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant :

un second ensemble perforateur (100A, 100B) couplé au premier emplacement de couplage (116), comprenant :

un second boîtier (106) ;

un second ensemble d’au moins une charge de perforation (102) disposée à l’intérieur du second boîtier (106) ;

un second cordeau détonant (108) disposé à l'intérieur du second boîtier (106) et couplé de manière balistique au second ensemble d’au moins une charge de perforation (102), dans lequel l’ensemble détonateur (118A, 302) disposé à l’intérieur du premier emplacement de couplage (116) est configuré pour faire détoner le second cordeau détonant (108) ;

un troisième emplacement de couplage (116) et un quatrième emplacement de couplage (114) positionnés aux extrémités opposées du second ensemble perforateur (100A, 100B), chacun étant configuré pour être couplé à un ensemble perforateur supplémentaire ;

et un deuxième ensemble détonateur (118A, 302) disposé à l'intérieur du troisième emplacement de couplage (116), un second détonateur (124) du deuxième ensemble détonateur (118A, 302) étant positionné pour se déclencher dans une direction d’éloignement par rapport au second cordeau détonant (118) disposé à l'intérieur du second boîtier (106).
12. Ensemble (300, 500) selon la revendication 11, comprenant un troisième ensemble détonateur disposé à l’intérieur du quatrième couplage (114) du second ensemble perforateur (100A, 100B).
13. Ensemble (300, 500) selon la revendication 11 ou 12, dans lequel l’ensemble détonateur (118A, 302) est plus en fond de trou que le deuxième ensemble détonateur (118A, 302) lorsque l’ensemble perforateur et le second ensemble perforateur sont déployés à l’intérieur d’un puits de forage (400).
14. Ensemble (300, 500) selon l’une quelconque des revendications 11 à 13 en dépendance avec la revendication 8, dans lequel l’ensemble détonateur (118A, 302) et le second ensemble détonateur (118A, 302) sont individuellement adressables par des

5 signaux de commande.
15. Ensemble (300, 500) selon l’une quelconque des revendications 11 à 14, dans lequel l'ensemble détonateur (118A, 302) est fixé à l'intérieur du premier emplacement de couplage (116) et le deuxième ensemble détonateur (118 A, 302) est fixé à

10 l'intérieur du deuxième emplacement de couplage (114), chacun utilisant des connexions filetées (202).