[go: up one dir, main page]

RU158033U1 - POSTER CUMULATIVE CHEMICAL INSTALLATION - Google Patents

POSTER CUMULATIVE CHEMICAL INSTALLATION Download PDF

Info

Publication number
RU158033U1
RU158033U1 RU2015125097/03U RU2015125097U RU158033U1 RU 158033 U1 RU158033 U1 RU 158033U1 RU 2015125097/03 U RU2015125097/03 U RU 2015125097/03U RU 2015125097 U RU2015125097 U RU 2015125097U RU 158033 U1 RU158033 U1 RU 158033U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diameter
cumulative
capsule
cylindrical
oil
Prior art date
Application number
RU2015125097/03U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Елена Владимировна Быкова
Константин Владимирович Быков
Сергей Михайлович Гайдар
Виктор Дмитриевич Жигарев
Мария Юрьевна Карелина
Андрей Леонидович Дмитревский
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева)
Priority to RU2015125097/03U priority Critical patent/RU158033U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU158033U1 publication Critical patent/RU158033U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

1. Стендовая кумулятивно-химическая установка для моделирования вскрытия и обработки нефтяных пластов, содержащая упрочняющую оболочку, прочно скрепленный с ней цилиндрический образец нефтенасыщенной породы с осевым каналом, размещенную на верхнем торце оболочки соосно с осевым каналом метательную втулку, в полости которой расположена фторопластовая капсула с высокоактивным химическим реагентом (ВХР) и фторопластовая крышка, поджатые между собой по фланцам гайкой и толстостенной обоймой со сквозной полостью переменного сечения, внутри которой установлен, с опорой на фторопластовую крышку, пробойник, содержащий на нижнем торце и со стороны верхнего конца цилиндрические диски, при этом диаметр торцевого цилиндрического диска соответствует диаметру внутренней поверхности капсулы и поджимной гайки, диаметр верхнего цилиндрического диска превышает диаметр торцевого цилиндрического диска и соответствует диаметру нижней части полости в обойме, на верхнем конце пробойника размещен капсюль-детонатор с кумулятивной выемкой, при этом диаметр верхней части сквозной полости в обойме соответствует диаметру концевого участка пробойника и капсюля-детонатора.2. Стендовая кумулятивно-химическая установка по п.1, в которой метательная втулка непосредственно опирается на торцевую поверхность цилиндрического образца нефтенасыщенной породы.3. Стендовая кумулятивно-химическая установка по п.1, в которой метательная втулка соединена с промежуточной крышкой, надетой на верхний торец упрочняющей оболочки.1. A bench-top cumulative-chemical installation for modeling the opening and treatment of oil reservoirs, containing a reinforcing shell, a cylindrical sample of oil-saturated rock firmly bonded to it with an axial channel, a throwing sleeve coaxial with the axial channel, located in the upper end of the shell, in the cavity of which there is a fluoroplastic capsule with highly active chemical reagent (VHR) and a fluoroplastic cover, pressed together by flanges with a nut and a thick-walled ferrule with a through cavity of variable cross section, inside With which, based on the fluoroplastic cover, a punch is installed containing a cylindrical disc on the lower end and on the upper end side, wherein the diameter of the end cylindrical disk corresponds to the diameter of the inner surface of the capsule and the compression nut, the diameter of the upper cylindrical disk exceeds the diameter of the end cylindrical disk and corresponds to the diameter of the lower part of the cavity in the holder, at the upper end of the punch there is a detonator capsule with a cumulative recess, while the diameter of the upper part of the through polo whith the cage corresponds to the diameter of the end portion of the capsule-piercer and detonatora.2. Bench cumulative chemical installation according to claim 1, in which the throwing sleeve directly rests on the end surface of a cylindrical sample of oil-saturated rock. Bench cumulative chemical installation according to claim 1, in which the throwing sleeve is connected to an intermediate cover, worn on the upper end of the reinforcing shell.

Description

Полезная модель относится к нефтегазовой промышленности, а именно, к стендовым кумулятивно-химическим установкам, обеспечивающим моделирование процессов вскрытия нефтяного пласта воздействием высокоактивного химического реагента (ВХР): локальный разрыв пласта (создание сети трещин); расклинивание пласта и очистка перфорационного канала от закупоривающих отложений, препятствующих поступлению нефти в скважину.The utility model relates to the oil and gas industry, namely, to cumulative chemical bench installations that provide modeling of the processes of opening an oil reservoir by exposure to a highly active chemical reagent (VHR): local fracture of the reservoir (creation of a network of cracks); wedging of the formation and cleaning the perforation channel from clogging deposits that impede the flow of oil into the well.

Наиболее эффективно устройство может быть использовано при разработке нового вида прострелочно-взрывной аппаратуры, а именно, кумулятивно-химических перфораторов, которые могут (за счет создания высокой температуры и давления в перфорационном канале) обеспечить выполнение всех этапов работ по вскрытию и обработке нефтяных пластов в темпе отстреливания кумулятивного заряда.The device can be used most effectively in the development of a new type of perforating explosive equipment, namely, cumulative-chemical perforators, which can (due to the creation of high temperature and pressure in the perforation channel) ensure that all stages of opening and processing oil reservoirs are completed at a pace shooting off a cumulative charge.

Известна стендовая кумулятивно-химическая установка, включающая стандартную цементно-песчаную мишень, кумулятивный заряд, размещенный на верхнем торце стальной обоймы и капсулу с ВХР, размещенную в обойме соосно с кумулятивным зарядом (фиг. 1 из описания к патенту RU 2270336, В.Д. Жигарев, В.Ф. Суховерхов. Способ обработки пласта, публ. 20.02.2006, Бюл. №5). Недостатком данной установки является то, что ВХР в значительной степени рассеивается по поверхности мишени, а не заносится в канал.Known bench cumulative-chemical installation, including a standard cement-sand target, a cumulative charge located on the upper end of the steel cage and a capsule with VHR placed in the cage coaxially with the cumulative charge (Fig. 1 from the description of patent RU 2270336, V.D. Zhigarev, VF Sukhoverkhov. The method of processing the reservoir, publ. 02.20.2006, Bull. No. 5). The disadvantage of this setup is that the VHR is largely scattered along the surface of the target, and is not introduced into the channel.

Известна также схема стендовой кумулятивно-химической установки, включающая сосуд высокого давления, нефтенасыщенную цемементно-песчаную мишень и размещенные на ней (в одном корпусе) кумулятивный заряд и капсулу с ВХР (Источник: тот же, патент RU 2270336, фиг. 2) В данном случае мишень представляет собой прочную оболочку толщиной 10 мм из склеенных слоев патронной бумаги и прочно соединенный с ней цилиндрический (без осевого канала) образец нефтенасыщенной породы. При проведении испытаний обеспечено увеличение поверхности вскрытия мишени за счет образования трещин. Недостатком установки является то, что полученный результат не отражает фактический характер влияния ВХР на пласт, так как действие всестороннего обжатия мишени гидродинамическим давлением 20 Мпа существенно упрочняет ее и препятствует образованию и расклиниванию трещин, в то время как сам бетон имеет низкую прочность на растяжение.There is also a known scheme of a bench-mounted cumulative-chemical installation, including a high-pressure vessel, an oil-saturated cement-sand target, and a cumulative charge and a capsule with VCR placed on it (in one case) (Source: the same, patent RU 2270336, Fig. 2) In this In this case, the target is a solid shell 10 mm thick of glued layers of cartridge paper and a cylindrical (without an axial channel) sample of oil-saturated rock firmly connected to it. During the tests, an increase in the target opening surface due to the formation of cracks was provided. The disadvantage of the installation is that the result does not reflect the actual nature of the effect of water chemistry on the formation, since the action of comprehensive compression of the target with a hydrodynamic pressure of 20 MPa significantly strengthens it and prevents the formation and wedging of cracks, while the concrete itself has low tensile strength.

Ближайший аналог не обнаружен.The closest analogue was not found.

Задачей предложенной полезной модели является подтверждение в стендовых условиях реализуемости проблемного (в течение десятков лет) вопроса осуществления всех этапов работы по вскрытию и обработке нефтяных пластов, к которым относятся: локальный разрыв пласта (создание сети исходных трещин); расклинивание трещин высоким давлением; очистка перфорационных каналов от закупоривающих отложений в темпе отстреливания кумулятивного заряда и перфорирования скважиныThe objective of the proposed utility model is to confirm, under bench conditions, the feasibility of the problematic (for decades) implementation of all stages of the opening and processing of oil reservoirs, which include: local fracturing (creating a network of initial fractures); high pressure crack wedging; cleaning of perforation channels from clogging deposits at the rate of shooting off the cumulative charge and perforation of the well

Технический результат от использования полезной модели заключается в создании нового вида стендовой установки, обеспечивающей занесение в заранее отформованный канал цилиндрического образца нефтенасыщенной породы фиксированной массы ВХР, которая воздействует на пласт без дополнительного влияния кумулятивной струи и продуктов взрыва кумулятивного заряда (предварительное формование осевого канала можно рассматривать как моделирование операции перфорирования отверстия в скважине кумулятивным зарядом).The technical result from the use of the utility model is to create a new type of bench installation, which ensures the introduction of a fixed mass of VHR into a cylindrical sample of a cylindrical sample of oil-saturated rock, which acts on the formation without the additional influence of the cumulative stream and the products of the explosion of the cumulative charge (preliminary formation of the axial channel can be considered as modeling the operation of perforating a hole in a well with a cumulative charge).

Это достигается за счет того, что стендовая кумулятивно-химическая установка, включает упрочняющую оболочку, прочно скрепленный с ней цилиндрический образец нефтенасыщенной породы с осевым каналом, размещенную на верхнем торце оболочки соосно с осевым каналом метательную втулку, в полости которой содержится фторопластовая капсула с высокоактивным химическим реагентом (ВХР) и фторопластовая крышка, поджатые между собой по фланцам гайкой и толстостенной обоймой со сквозной полостью переменного сечения, внутри которой вложен, с опорой на фторопластовую крышку, пробойник, содержащий на нижнем торце и со стороны верхнего конца цилиндрические диски, при этом, диаметр торцевого диска соответствует диаметру внутренней поверхности капсулы и поджимной гайки, диаметр верхнего диска превышает диаметр торцевого диска и соответствует диаметру нижней части полости в обойме, на верхнем конце пробойника размещен капсюль-детонатор с кумулятивной выемкой, при этом, диаметр верхней части сквозной полости в обойме соответствует диаметру концевого участка пробойника и капсюля-детонатора.This is achieved due to the fact that the bench cumulative chemical installation includes a reinforcing shell, a cylindrical sample of oil-saturated rock firmly bonded to it with an axial channel, a throwing sleeve coaxial with the axial channel placed on the upper end of the shell, in the cavity of which there is a fluoroplastic capsule with a highly active chemical reagent (VHR) and a fluoroplastic cover, pressed together by flanges with a nut and a thick-walled ferrule with a through cavity of variable cross-section, inside of which it is enclosed, with a support and a fluoroplastic cover, a punch, containing cylindrical disks on the lower end and on the upper end side, while the diameter of the end disk corresponds to the diameter of the inner surface of the capsule and compression nut, the diameter of the upper disk exceeds the diameter of the end disk and corresponds to the diameter of the lower part of the cavity in the cage, the detonator capsule with a cumulative recess is placed at the upper end of the punch, while the diameter of the upper part of the through cavity in the holder corresponds to the diameter of the end portion of the punch and the detonation capsule ora.

В том случае, если ВХР используется для моделирования процесса локального разрыва пласта, в стендовой кумулятивно-химической установке метательная втулка непосредственно опирается на торцевую поверхность цилиндрического образца нефтенасыщенной породы.In the event that the water chemistry is used to simulate the process of local fracturing, in the bench cumulative chemical installation, the throwing sleeve directly rests on the end surface of the cylindrical sample of oil-saturated rock.

В том случае, если ВХР используется для моделирования процесса очистки перфорационного канала от отложений, в стендовой кумулятивно-химической установке метательная втулка соединена с промежуточной крышкой, надетой на верхний торец упрочняющей оболочки.In the event that the VCR is used to simulate the process of cleaning the perforation channel from deposits, in the bench cumulative-chemical installation, the throwing sleeve is connected to an intermediate cover worn on the upper end of the reinforcing shell.

Анализ опубликованных источников информации показал, что приведенная совокупность признаков формулы полезной модели из уровня техники не выявлена.The analysis of published sources of information showed that the given set of features of the utility model formula from the prior art has not been identified.

Сущность полезной модели и ее преимущества иллюстрируются детальным описанием примеров его осуществления и прилагаемыми графическими материалами, на которых:The essence of the utility model and its advantages are illustrated by a detailed description of examples of its implementation and the accompanying graphic materials, on which:

фиг. 1 - вид стендовой кумулятивно-химической установки, метательная втулка которой опирается на верхний торец образца нефтенасыщенной породы, согласно полезной модели, где приняты следующие обозначения:FIG. 1 is a view of a bench-shaped cumulative-chemical plant, the throwing sleeve of which rests on the upper end of a sample of oil-saturated rock, according to a utility model, where the following notation is adopted:

1 - оболочка; 2 - цементно-песчаный нефтенасыщенный образец пласта; 3 - втулка метательная; 4 - капсула фторопластовая; 5 - ВХР (BrF3); 6 - крышка капсулы; 7 - гайка поджимная; 8 - пробойник; 9 - обойма; 10 - капсюль-детонатор; 11 - диск верхний; 12 - диск торцевой; А - нижняя плоскость верхнего диска 11; Б - опорная плоскость гайки поджимной 5.1 - shell; 2 - cement-sand oil-saturated sample of the reservoir; 3 - throwing sleeve; 4 - fluoroplastic capsule; 5 - VHR (BrF 3 ); 6 - capsule lid; 7 - pinch nut; 8 - punch; 9 - clip; 10 - detonator capsule; 11 - upper disk; 12 - end disk; A is the lower plane of the upper disk 11; B - supporting plane of the clamping nut 5.

фиг. 2 - вид стендовой кумулятивно-химической установки, метательная втулка которой соединена с промежуточной крышкой, надетой на верхний торец упрочняющей оболочки, согласно полезной модели; обозначения те же, что на фиг. 1; добавлено: 13 - крышка промежуточная 14 - крешерный прибор; 15 - поддон.FIG. 2 is a view of a bench-shaped cumulative-chemical installation, the throwing sleeve of which is connected to an intermediate cover, worn on the upper end of the reinforcing shell, according to the utility model; the designations are the same as in FIG. one; added: 13 - intermediate cover 14 - crash device; 15 - pallet.

Результаты термодинамических расчетов на фиг. 3 обозначают:The results of thermodynamic calculations in FIG. 3 indicate:

фиг. 3 - Расчетные кривые давления в пласте нефтенасыщенной цементно-песчаной (1-3) и доломитно-известняковой (4) породы, в зависимости от массовой доли ВХР, взаимодействующих с породой, при отсутствии в породе свободного пространства: 1- CrF3+SbF5; 2 - CIF3+KF; 3, 4 - BrF3+NaF;FIG. 3 - Calculated pressure curves in the formation of oil-saturated cement-sand (1-3) and dolomite-limestone (4) rocks, depending on the mass fraction of water chemistry, interacting with the rock, in the absence of free space in the rock: 1- CrF 3 + SbF 5 ; 2 - CIF 3 + KF; 3,4 - BrF 3 + NaF;

фиг. 4 - Расчетные температуры разогрева пласта нефтенасыщенной цементно-песчаной (1-3) и доломито-известняковой (4) породы в зависимости от массовой доли ВХР, взаимодействующих с породой, при отсутствии в породе свободного пространства: 1- ClF3+SbF5; 2 - CIF3+KF; 3, 4 - BrF3+NaF.FIG. 4 - Estimated temperatures of the formation heating of oil-saturated cement-sand (1-3) and dolomite-limestone (4) rocks depending on the mass fraction of water chemistry, interacting with the rock, in the absence of free space in the rock: 1- ClF 3 + SbF 5 ; 2 - CIF 3 + KF; 3,4 - BrF 3 + NaF.

Следует отметить, что термин “нефтенасыщенный” для образцов 2 породы имеет условный характер, так как “насыщение” осуществлялось не нефтью, а дизельным топливом. Заполнение порового пространства было осуществлено путем погружения перфорированных мишеней в нагретом (до температуры 100°C) состоянии в контейнер с дизельным топливом на 10 суток с последующей выдержкой на открытом воздухе в течение 20 суток. Для проведения стендовых испытаний использовали цементно-песчаный образец 2. Скрепление цементно-песчаного образца 2 с внутренней поверхностью оболочки 1 и формование канала осуществлялись путем заливки бетонной массы в оболочку 1 и последующего ее затвердевания.It should be noted that the term “oil-saturated” for rock samples 2 has a conditional character, since “saturation” was carried out not with oil, but with diesel fuel. The pore space was filled by immersing perforated targets in a heated (up to 100 ° C) state in a container with diesel fuel for 10 days, followed by exposure in the open air for 20 days. For bench testing, a cement-sand sample 2 was used. The cement-sand sample 2 was fastened to the inner surface of the shell 1 and the channel was formed by pouring the concrete mass into the shell 1 and its subsequent solidification.

Заявленная стендовая кумулятивно-химическая установка (фиг. 1) включает: упрочняющую оболочку 1, прочно скрепленный с ней цилиндрический образец 2 нефтенасыщенной породы с осевым каналом и размещенную на верхнем торце оболочки вдоль ее оси метательную втулку 3 в сборе с комплектующими (присоединенными) узлами. Выполнение обоймы 9 с толстой стенкой (подбирается экспериментально) должно предотвратить разрушение обоймы при отстреле капсуля детонатора 10. В связи с тем, что осевой канал в образце 2 в сборе с оболочкой 1 выполняет функцию отверстия в скважине, перфорированного кумулятивной струей, сборка может быть названа “перфорированной мишенью”, а метательная втулка 3 в сборе с комплектующими (присоединенными) узлами может быть названа “метательным устройством".The claimed benchmark cumulative chemical installation (Fig. 1) includes: a reinforcing shell 1, a cylindrical sample of oil-saturated rock 2 firmly bonded to it with an axial channel and a throwing sleeve 3 assembled at the upper end of the shell along its axis with components (attached) nodes. The execution of the cage 9 with a thick wall (selected experimentally) should prevent the destruction of the cage when shooting the capsule of the detonator 10. Due to the fact that the axial channel in the sample 2 assembly with the shell 1 performs the function of a hole in the well, perforated by a cumulative jet, the assembly can be called “Perforated target”, and the throwing sleeve 3 complete with accessories (attached) nodes can be called a “throwing device”.

В качестве комплектующих (присоединенных) узлов в метательной втулке 3 содержится фторопластовая капсула 4 с высокоактивным химическим реагентом (ВХР) 5 и фторопластовая крышка 6, поджатые между собой по фланцам гайкой 7 и толстостенной обоймой 9 со сквозной полостью переменного сечения. Внутри сквозной полости обоймы 9 вложен, с опорой на фторопластовую крышку 6, пробойник 8, содержащий на нижнем торце и со стороны верхнего конца цилиндрические диски, при этом, диаметр торцевого диска 12 соответствует диаметру внутренней поверхности капсулы 4 и поджимной гайки 7. Диаметр верхнего диска 11 превышает диаметр торцевого диска 12 и соответствует диаметру нижней части полости в обойме. На верхнем конце пробойника 8 размещен капсюль-детонатор 10 с кумулятивной выемкой (кумулятивный заряд), при этом, диаметр верхней части сквозной полости в обойме 9 соответствует диаметру концевого участка пробойника 8 и капсюля-детонатора 10. Метательная втулка 3 непосредственно опирается на торцевую поверхность цилиндрического образца 2 нефтенасыщенной породы.As components (attached) nodes in the throwing sleeve 3 contains a fluoroplastic capsule 4 with a highly active chemical reagent (VHR) 5 and a fluoroplastic cap 6, pressed together by flanges with a nut 7 and a thick-walled ferrule 9 with a through cavity of variable cross section. Inside the through cavity of the cage 9, a punch 8 is inserted, resting on a fluoroplastic cover 6, containing cylindrical disks at the lower end and from the upper end side, while the diameter of the end disk 12 corresponds to the diameter of the inner surface of the capsule 4 and compression nut 7. The diameter of the upper disk 11 exceeds the diameter of the end disk 12 and corresponds to the diameter of the lower part of the cavity in the cage. At the upper end of the punch 8 there is a detonator capsule 10 with a cumulative recess (cumulative charge), while the diameter of the upper part of the through cavity in the holder 9 corresponds to the diameter of the end portion of the punch 8 and the detonator capsule 10. The throwing sleeve 3 is directly supported on the end surface of the cylindrical sample 2 oil-saturated rocks.

На фиг. 2 метательная втулка 3 с комплектующими (присоединенными) узлами соединена с промежуточной крышкой 13, надетой (без скрепления) на верхний торец упрочняющей оболочки 1, а нижний торец оболочки 1 размещен на поддоне 15, содержащим датчик давления (крешерный прибор) 14. В качестве перфорированной мишени использовали нефтенасыщенный цементно-песчаный образец 2, размещенный в цилиндрической стальной упрочняющей оболочке 1 высотой 400 мм и внутренним диаметром 60 мм; толщина стенки цилиндра - 6 мм, диаметр сквозного канала 20 мм. Масса ВХР (BrF3) составляла ~15г; масса втулки 3 с комплектующими узлами составляет ~4 кг.In FIG. 2, the throwing sleeve 3 with accessories (attached) nodes is connected to the intermediate cover 13, worn (without fastening) on the upper end of the reinforcing shell 1, and the lower end of the shell 1 is placed on a pallet 15 containing a pressure sensor (cracker) 14. As perforated targets used oil-saturated cement-sand sample 2, placed in a cylindrical steel reinforcing shell 1 with a height of 400 mm and an inner diameter of 60 mm; the cylinder wall thickness is 6 mm, the diameter of the through channel is 20 mm. The mass of VHR (BrF 3 ) was ~ 15 g; the weight of the sleeve 3 with components is ~ 4 kg.

Работа установки осуществляется следующим образом:The operation of the installation is as follows:

Осуществляют сборку установки в соответствии с фиг. 1 или фиг. 2 и устанавливают ее на опорную поверхность, при этом капсюль-детонатор 10 вводят в верхнюю полость обоймы 9 (до контактирования с пробойником 8) непосредственно перед проведением испытания. В качестве капсюля-детонатора используют детонатор ЭД-8, имеющий кумулятивную выемку на торце подрывного заряда.The assembly is carried out in accordance with FIG. 1 or FIG. 2 and install it on the supporting surface, while the detonator capsule 10 is inserted into the upper cavity of the holder 9 (before contacting the punch 8) immediately before the test. As the detonator capsule, an ED-8 detonator is used, having a cumulative recess at the end of the subversive charge.

Для осуществления процесса взаимодействия ВХР 5 с образцом 2 подрывают капсюль-детонатор 10. В результате этого облицовка кумулятивной выемки и продукты взрыва подрывного заряда отстреливают пробойник 8, который, в свою очередь, прорывает крышку 6 капсулы 4 по диаметру, соответствующему диаметру внутренней поверхности капсулы 4 и, в виде поршня, прорывает дно капсулы 4 и выталкивает ВХР 5 в канал образца 2. При этом, опорная плоскость верхнего выступа А упирается в поверхность Б гайки, что препятствует попаданию в канал кумулятивной струи и продуктов взрыва метательного заряда капсюля - детонатора 10. При контактировании ВХР 5 со стенками канала, в порах которых содержится дизельное топливо, осуществляется взрывной процесс горения, создающий в перфорационном канале давление в несколько тысяч атмосфер и температуру 2500-3000 К (фиг. 3). Выполнение обоймы 9 с толстыми стенками предотвращает разрушение ее при подрыве капсюля-детонатора 10.To carry out the process of interaction of VHR 5 with sample 2, the detonator capsule 10 is blown up. As a result, the lining of the cumulative recess and products of the explosion of the explosive charge shoot the piercer 8, which, in turn, breaks through the lid 6 of the capsule 4 in diameter corresponding to the diameter of the inner surface of the capsule 4 and, in the form of a piston, breaks through the bottom of the capsule 4 and pushes BXP 5 into the channel of sample 2. In this case, the supporting plane of the upper protrusion A abuts against the surface B of the nut, which prevents the cumulative stream from entering the channel and uktov explosion of the propellant primer - detonator 10. When WCE 5 contacting with the channel walls in the pores of which contain diesel fuel, the combustion process is carried explosive, creating perforations in pressure of several thousands of atmospheres, and the temperature of 2500-3000 K (Figure 3.). The implementation of the cartridge 9 with thick walls prevents its destruction when the detonator capsule 10 is detonated.

Результаты испытанийTest results

Пример 1.Example 1

Провели испытание по схеме фиг. 1. В качестве перфорированной мишени использовали стандартную упрочняющую оболочку 1 высотой 700 мм, внутренним диаметром 100 мм, толщиной 10 мм из склеенных слоев патронной бумаги и прочно соединенный с ней цилиндрический образец цементно-песчаной породы 2 с осевым каналом диаметром 20 мм и глубиной 580 мм. Масса перфорированной мишени составила ~15 кг, масса ВХР (BrF3) ~15 г. В качестве капсюля-детонатора 10 использовали детонатор ЭД-8, имеющий на торце кумулятивную выемку (кумулятивный заряд).The test according to the circuit of FIG. 1. As a perforated target, a standard reinforcing shell 1 with a height of 700 mm, an inner diameter of 100 mm, a thickness of 10 mm from glued layers of cartridge paper, and a cylindrical cement-sand rock 2 firmly connected to it with an axial channel of 20 mm in diameter and 580 mm in depth was used . The mass of the perforated target was ~ 15 kg, the weight of the water chemistry (BrF 3 ) ~ 15 g. An ED-8 detonator with a cumulative recess (cumulative charge) was used as a detonator capsule 10.

При отстреливании капсюля-детонатора ЭД-8 осуществили импульсное занесение ВХР в осевой канал перфорированной мишени. В результате этого обеспечено разрушение (в том числе, по всей длине канала) перфорированной мишени на куски с разлетом их до 5 м. Упрочняющая оболочка также была разорвана в клочья. При этом, следует отметить, что масса разрушенной мишени в 1000 раз превышала массу воздействующего на него ВХР, а объем канала (свободный объем) более чем в 30 раз превысил объем занесенного в него ВХР. Это дает основание рассматривать результаты испытаний в качестве моделирования процесса локального разрыва пласта с последующим расклиниванием трещин (разлет кусков мишени) и позволяет сделать вывод о том, что при испытаниях КХ-перфоратора в натурных условиях (в скважине) поверхность вскрытия пласта должна (по сравнению с [1]) существенно увеличиться.When firing the detonator capsule ED-8, pulsed introduction of VC was carried out in the axial channel of the perforated target. As a result of this, destruction of the perforated target (including along the entire length of the channel) into pieces with their expansion up to 5 m was ensured. The reinforcing shell was also torn to shreds. At the same time, it should be noted that the mass of the destroyed target was 1000 times higher than the mass of the acting on it VC, and the channel volume (free volume) was more than 30 times the volume of the deposited VC. This gives reason to consider the test results as modeling the process of local fracturing with subsequent wedging of cracks (expansion of pieces of the target) and allows us to conclude that when testing a KX perforator under natural conditions (in the well), the opening surface of the formation should (in comparison with [1]) increase substantially.

Пример 2Example 2

Провели испытание по схеме фиг. 2. В качестве перфорированной мишени использовали стальную упрочняющую оболочку 1 высотой 400мм, внутренним диаметром 60 мм, толщиной 6мм и прочно соединенный с ней цилиндрический образец цементно-песчаной породы 2 с осевым сквозным каналом диаметром 20 мм. Крышка 11, надетая на верхний торец упрочняющей оболочки 1 и укрепленная на ней втулка 3 с комплектующими узлами перекрывают выходное отверстие осевого канала, что моделирует закупорку канала отложениями породы. Масса ВХР (BrF3) составила ~15г; масса втулки 3 с комплектующими узлами ~4 кг.The test according to the circuit of FIG. 2. As a perforated target, a steel reinforcing shell 1 with a height of 400 mm, an inner diameter of 60 mm, a thickness of 6 mm and a cylindrical cement-sand rock 2 firmly connected to it with an axial through channel of 20 mm in diameter was used. A cover 11, worn on the upper end face of the reinforcing shell 1 and a sleeve 3 mounted on it, with accessories, block the outlet of the axial channel, which simulates the blockage of the channel by rock deposits. The mass of VHR (BrF 3 ) was ~ 15 g; sleeve weight 3 with accessories ~ 4 kg.

При подрыве капсюля-детонатора 11 и последующем занесении в канал ВХР 5 отмечалось выбрасывание верхней крышки 3 с укрепленной на ней втулкой 4 и комплектующими узлами (общей массой ~4 кг) на высоту ~2 м и деформирование устройства (вмятины на деталях глубиной 2-4 мм) при ударе о потолок бронекабины. При этом, величина давления, зарегистрированного крешерным прибором (в условиях выброса крышки с метательным устройством) составила 51 Мпа. Таким образом, полученные результаты можно рассматривать в качестве моделирования процесса очистки перфорационного канала от закупоривающих отложений в темпе отстреливания кумулятивного заряда (капсюля-детонатора), что не достигалось ранее при использовании различных методов вскрытия и обработки нефтеносных пластов. Тем более, что расчетное давление в перфорационном канале составляет несколько тысяч атмосфер (фиг. 3).When the detonator capsule 11 was detonated and subsequently entered into the VHR channel 5, the top cover 3 was ejected with the sleeve 4 fixed on it and the components (total weight ~ 4 kg) to a height of ~ 2 m and the device was deformed (dents on parts 2-4 deep mm) upon impact on the ceiling of the armored car. At the same time, the pressure recorded by the cracker device (under conditions of ejection of the cover with a throwing device) was 51 MPa. Thus, the obtained results can be considered as modeling the process of cleaning the perforation channel from clogging deposits at the rate of shooting off the cumulative charge (detonator capsule), which was not achieved earlier using various methods of opening and processing oil reservoirs. Moreover, the design pressure in the perforation channel is several thousand atmospheres (Fig. 3).

После проведения испытания перфорированная мишень была разрезана в продольном направлении и было отмечено наличие трещин на образце в области канала.After the test, the perforated target was cut in the longitudinal direction and the presence of cracks in the sample in the channel region was noted.

Пример 3Example 3

Провели испытание, аналогичное испытанию в Примере 2, за исключением того, что вместо стальной упрочняющей оболочки 1 использовали оболочку из двух полуцилиндров толщиной 6 мм, стянутых хомутом на середине ее длины.A test was carried out similar to the test in Example 2, except that instead of a steel reinforcing shell 1, a shell of two half-cylinders with a thickness of 6 mm, tightened with a clamp in the middle of its length, was used.

При подрыве капсюля-детонатора 11 и последующем занесении в канал ВХР 5 отмечалось раскрытие полуцилиндров (изгиб полуцилиндров толщиной 6 мм) с образованием зазора между ними (от места установки бандажа к торцам) на расстояние 2-4 мм. В плоскости разъема полуцилиндров был отмечен разрыв пластовой мишени (образование сквозных радиальных трещин). С учетом раскрытия прочных, толстостенных полуцилиндров, можно отметить о создании в канале высокого давления, а сам процесс их раскрытия можно рассматривать как моделирование процесса расклинивания трещин и скважине.When the detonator capsule 11 was detonated and then entered into the VHR channel 5, half-cylinders were opened (bending of half-cylinders with a thickness of 6 mm) with the formation of a gap between them (from the place of installation of the bandage to the ends) at a distance of 2-4 mm. In the plane of the semicylinder connector, a gap in the formation target (formation of through radial cracks) was noted. Given the disclosure of strong, thick-walled half-cylinders, it is possible to note the creation of a high pressure in the channel, and the process of their disclosure can be considered as modeling the process of wedging of cracks and a well.

По результатам проведенных испытаний можно отметить, что во всех опытах происходило реагирование ВХР не только с поверхностью каналов мишеней, но также по поверхностям образующихся трещин (потемнение поверхностей). Это свидетельствует о том, что реакция протекала в темпе разрушения бетонных мишеней, то есть, скорость реакции соизмерима со скоростью занесения ВХР детонатором ЭД-8, имеющим кумулятивную выемку (кумулятивный заряд), а также - со скоростью разрушения бетона, имеющего низкую прочность на растяжение.According to the results of the tests carried out, it can be noted that in all the experiments, the chemistry was reacted not only with the surface of the channels of the targets, but also along the surfaces of the cracks formed (darkening of the surfaces). This indicates that the reaction proceeded at the rate of destruction of concrete targets, that is, the reaction rate is commensurate with the rate of introduction of VCR by the ED-8 detonator having a cumulative recess (cumulative charge), and also with the rate of destruction of concrete having low tensile strength .

Таким образом, полезная модель, осуществившая моделирование процессов вскрытия и обработки нефтяных пластов, обеспечила достижение технического результата: решение проблемного вопроса осуществления всех этапов работ (локальный разрыв пласта; расклинивание трещин высоким давлением; очистка перфорационных каналов от закупоривающих отложений) в темпе отстреливания кумулятивного заряда и перфорации скважины, что может быть использовано при разработке нового вида прострелочно-взрывной аппаратуры, а именно, кумулятивно-химического перфоратора.Thus, a utility model that performed modeling of the processes of opening and processing oil reservoirs ensured the achievement of a technical result: solving the problematic issue of carrying out all stages of work (local fracturing of the reservoir; high pressure wedging of cracks; cleaning perforation channels of plugging deposits) at a rate of shooting off the cumulative charge and perforation of the well, which can be used to develop a new type of perforating explosive equipment, namely, cumulative chemical perf a speaker.

Claims (3)

1. Стендовая кумулятивно-химическая установка для моделирования вскрытия и обработки нефтяных пластов, содержащая упрочняющую оболочку, прочно скрепленный с ней цилиндрический образец нефтенасыщенной породы с осевым каналом, размещенную на верхнем торце оболочки соосно с осевым каналом метательную втулку, в полости которой расположена фторопластовая капсула с высокоактивным химическим реагентом (ВХР) и фторопластовая крышка, поджатые между собой по фланцам гайкой и толстостенной обоймой со сквозной полостью переменного сечения, внутри которой установлен, с опорой на фторопластовую крышку, пробойник, содержащий на нижнем торце и со стороны верхнего конца цилиндрические диски, при этом диаметр торцевого цилиндрического диска соответствует диаметру внутренней поверхности капсулы и поджимной гайки, диаметр верхнего цилиндрического диска превышает диаметр торцевого цилиндрического диска и соответствует диаметру нижней части полости в обойме, на верхнем конце пробойника размещен капсюль-детонатор с кумулятивной выемкой, при этом диаметр верхней части сквозной полости в обойме соответствует диаметру концевого участка пробойника и капсюля-детонатора.1. A bench-top cumulative-chemical installation for modeling the opening and treatment of oil reservoirs, containing a reinforcing shell, a cylindrical sample of oil-saturated rock firmly bonded to it with an axial channel, a throwing sleeve coaxial with the axial channel, located in the upper end of the shell, in the cavity of which there is a fluoroplastic capsule with highly active chemical reagent (VHR) and a fluoroplastic cover, pressed together by flanges with a nut and a thick-walled ferrule with a through cavity of variable cross section, inside With which, based on the fluoroplastic cover, a punch is installed containing a cylindrical disc on the lower end and on the upper end side, wherein the diameter of the end cylindrical disk corresponds to the diameter of the inner surface of the capsule and the compression nut, the diameter of the upper cylindrical disk exceeds the diameter of the end cylindrical disk and corresponds to the diameter of the lower part of the cavity in the holder, at the upper end of the punch there is a detonator capsule with a cumulative recess, while the diameter of the upper part of the through polo whith the cage corresponds to the diameter of the end portion of the punch and the blasting cap. 2. Стендовая кумулятивно-химическая установка по п.1, в которой метательная втулка непосредственно опирается на торцевую поверхность цилиндрического образца нефтенасыщенной породы.2. Poster cumulative chemical installation according to claim 1, in which the throwing sleeve is directly supported by the end surface of a cylindrical sample of oil-saturated rock. 3. Стендовая кумулятивно-химическая установка по п.1, в которой метательная втулка соединена с промежуточной крышкой, надетой на верхний торец упрочняющей оболочки.
Figure 00000001
3. Poster cumulative chemical installation according to claim 1, in which the throwing sleeve is connected to an intermediate cover, worn on the upper end of the reinforcing shell.
Figure 00000001
RU2015125097/03U 2015-06-26 2015-06-26 POSTER CUMULATIVE CHEMICAL INSTALLATION RU158033U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015125097/03U RU158033U1 (en) 2015-06-26 2015-06-26 POSTER CUMULATIVE CHEMICAL INSTALLATION

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015125097/03U RU158033U1 (en) 2015-06-26 2015-06-26 POSTER CUMULATIVE CHEMICAL INSTALLATION

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU158033U1 true RU158033U1 (en) 2015-12-20

Family

ID=54871691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015125097/03U RU158033U1 (en) 2015-06-26 2015-06-26 POSTER CUMULATIVE CHEMICAL INSTALLATION

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU158033U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9080432B2 (en) Energetic material applications in shaped charges for perforation operations
GB2366578A (en) Cement lining a wellbore having sensors therein
US2307729A (en) Well explosive
US8627707B2 (en) Method for the development and quality control of flow-optimized shaped charges
CN113383206A (en) Blasting method using jet unit charged in blast hole
Olsson et al. What causes cracks in rock blasting?
NO336570B1 (en) Method and tool string providing control of transient pressure conditions in a wellbore.
NO980494L (en) Method and apparatus for controlled blasting with small charge of hard rock and concrete by explosive pressure setting of the bottom of a borehole
JP2008533341A (en) Rock drill and rock crushing method
US9389139B2 (en) Method for studying the evolution of damage in cylinders subjected to internal radial explosion
RU2489567C1 (en) Detonating fuse for blasting-perforation equipment
RU158033U1 (en) POSTER CUMULATIVE CHEMICAL INSTALLATION
RU2250359C2 (en) Perforator charge
Shimamura et al. Study of water entry of high-špeed projectile
Liu et al. Overdriven detonation phenomenon in high explosive
US3072054A (en) Oil well shooting projectile and method
RU2569389C1 (en) Formation fracturing method and device for its implementation
RU2285899C1 (en) Spacer tamping bar
RU2334873C2 (en) Method of treatment of bottom hole of well formation and submerged generator of pressure pulses for implementation of this method
RU2270336C2 (en) Formation treatment method
RU2394983C2 (en) Procedure for treatment of bottomhole zone of reservoir of well
US2919646A (en) Well explosive devices
RU163418U1 (en) DEVICE FOR ELECTRIC EXPLOSION DESTRUCTION OF SOLID NON-CONDUCTIVE MATERIALS
RU76067U1 (en) CUMULATIVE PUNCH FOR PUNCHING EXPLOSIVE WORKS IN A WELL (OPTIONS)
Zhang et al. Applying fundamental principles of stress waves to production blasting in LKAB Malmberget mine

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20180627