Способ ориентации кумулятивных зарядов (варианты), ориентированный стреляющий перфоратор (варианты), способ размещения скважинных составных частей (варианты), жесткий центрирующий держатель, устройство для измерения ориентации

Способ ориентации кумулятивных зарядов (варианты), ориентированный стреляющий перфоратор (варианты), способ размещения скважинных составных частей (варианты), жесткий центрирующий держатель, устройство для измерения ориентации

Реферат

 

Изобретение относится к области перфорирования. Обеспечивает возможность ориентирования перфораторов в скважине и проверку их ориентации. Сущность изобретения: по способу ориентации кумулятивных зарядов одну или большее число составных частей колонны перфораторов утяжеляют, при этом в одной или большем числе составных частей частично удаляют материал для изменения центра тяжести. Ориентированный стреляющий перфоратор содержит один или большее число кумулятивных зарядов, имеющих оболочку, корпус заряда и зарядную трубку. При этом одна или больше составных частей перфоратора эксцентрично утяжелены, а у других одной или больше составных частей эксцентрично удален материал. По способу размещения скважинных составных частей спускают один или больше фокусированных детекторов. Обнаруживают одну или больше скважинных составных частей. Отображают гироскопом их положение. Жесткий центрирующий держатель содержит переходную муфту, поясное кольцо, пружинное упорное кольцо и стопорное кольцо. Устройство для измерения ориентации кумулятивных зарядов содержит детонирующий шнур и проверочное устройство, выполненное с возможностью приведения в действие детонацией детонирующего шнура. Проверочное устройство выполнено с возможностью использования на обоих концах колоны перфораторов. 18 с. и 18 з.п. ф-лы, 43 ил.

Предпосылки к созданию изобретения

Эта заявка основывается на предварительной заявке США №60/286907, поданной 27 апреля 2001 г., предварительной заявке США №60/306938, поданной 20 июля 2001 г., предварительной заявке США №60/307086, поданной 20 июля 2001 г., предварительной заявке США №60/307087, поданной 20 июля 2001 г., предварительной заявке США №60/310970, поданной 8 августа 2001 г., предварительной заявке США №60/314200, поданной 22 августа 2001 г. и предварительной заявке США №60/..., поданной 23 января 2002 г.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области перфорирования. Конкретнее, изобретение относится к устройствам и способам как для ориентации перфорирующих устройств, так и для проверки их ориентации.

Породы, пройденные скважиной, особенно горизонтальной или сильно наклоненной скважинами, исследуют для определения наиболее полезной ориентации перфораций. Желаемая ориентация может быть выбрана исходя из возможности добычи песка, из существования сильного пластового давления и/или сдвигающего напряжения либо из расположения контрольных линий и/или другого скважинного оборудования и инструмента.

Уровень техники

Известен способ ориентации кумулятивных зарядов, при котором эксцентрично утяжеляют одну или большее число составных частей колонны перфораторов (патент США 5964294 от 12.10.1999).

Из патента США 5964294 известен ориентированный стреляющий перфоратор, прикрепленный к колонне перфораторов и содержащий: одну или большее число частей колонны перфораторов, содержащих: один или большее число кумулятивных зарядов, имеющих оболочку заряда, корпус заряда и зарядную трубку, при этом, по меньшей мере, одна или большее число составных частей колонны перфораторов эксцентрично утяжелены для ориентации кумулятивных зарядов в желаемом направлении.

Из патента США 5964294 известен жесткий центрирующий держатель для ориентации перфорирующих устройств.

Патент США 5964294, который является наиболее близким аналогом для группы изобретений данной заявки: способа ориентации кумулятивных зарядов, ориентированного стреляющего перфоратора и жесткого центрирующего держателя, не обеспечивает значительный ориентирующий крутящий момент и ориентацию предпочтительным образом, которые необходимы при указанных выше условиях. Из патента SU 224708 от 12.08.1968 известен способ размещения одной или большего числа скважинных составных частей и отображения из положения при единственном спуске в скважину, при котором используют обнаруживаемый материал в одной или большем числе скважинных составляющих частей, спускают один или большее число фокусированных детекторов и обнаруживают одним или большим числом фокусированных детекторов одну или большее число скважинных составных частей. Этот патент можно считать наиболее близким аналогом для способа размещения, заявленного в данной заявке, но решение, предложенное в данном патенте, не дает нужных результатов в скважинах с небольшим наклоном. Из публикации RU 95119863 от 27.10.1997 известно устройство для измерения ориентации кумулятивных зарядов при взрыве, содержащее проверочное устройство, сохраняемое неподвижно относительно ориентации кумулятивных зарядов, детонирующий шнур, который выполнен с возможностью взрыва кумулятивных зарядов. В патенте RU 2179235 от 10.02.2002 говорится о выполнении детонационного шнура с возможностью приведения в действие дополнительного устройства и устройство с таким детонационным шнуром. Но решения, представленные в этих публикациях, не позволяют после окончания операции перфорации получить фактическою ориентацию перфорации в скважине и проверять ориентацию перфораций во время взрыва.

Поэтому существует потребность в устройствах и способах для ориентации стреляющих перфораторов и для проверки того, что достигнута правильная ориентация.

Сущность изобретения

Поставленные задачи решаются благодаря тому, что предлагается способ ориентации кумулятивных зарядов, при котором эксцентрично утяжеляют одну или большее число составных частей колонны перфораторов для ориентации кумулятивных зарядов в желаемом направлении, при котором согласно изобретению одну или большее число составных частей колонны перфораторов эксцентрично утяжеляют удалением материала для изменения центра тяжести.

Желательно, чтобы одну или большее число составных частей колонны перфораторов выбирали из кумулятивных зарядов, зарядных трубок и корпусов перфораторов.

Желательно, чтобы в качестве одной или большего числа составных частей колонны перфораторов использовали поворотную зарядную трубку.

Поставленная задача решается тем, что в способе ориентации кумулятивных зарядов, при котором эксцентрично утяжеляют одну или большее число составных частей колонны перфораторов для ориентации кумулятивных зарядов в желаемом направлении, согласно изобретению в качестве одной или большего числа составных частей колонны перфораторов используют шарнирно-сочлененную зарядную трубку, имеющую множество отрезков, сцепленных друг с другом таким образом, что отдельные отрезки способны сгибаться, и при этом отсутствует расцепление.

Поставленная задача решается тем, что в способе, при котором эксцентрично утяжеляют одну или большее число составных частей колонны перфораторов для ориентации кумулятивных зарядов в желаемом направлении в котором согласно изобретению определяют неравномерность изгибающего момента в одной или большем числе составных частей колонны перфораторов и компенсируют неравномерность изгибающего момента.

Желательно, чтобы неравномерность изгибающего момента определяли изгибанием одной или большего числа составных частей колонны перфораторов под углом отклонения ствола скважины и измерением величины крутящего момента, необходимого для поворота одной или большего числа составных частей колонны перфораторов до желаемой ориентации при нахождении под углом отклонения.

Поставленная задача решается тем, что в ориентированном стреляющем перфораторе, прикрепленном к колонне перфораторов и содержащем одну или большее число составных частей колонны перфораторов, содержащих один или большее число кумулятивных зарядов, имеющих оболочку заряда, корпус заряда, и зарядную трубку, по меньшей мере, одна или большее число составных частей колонны перфораторов эксцентрично утяжелены для ориентации кумулятивных зарядов в желаемом направлении, причем согласно изобретению форма оболочки одного или большего числа кумулятивных зарядов изменена для смещения ее центра тяжести.

Поставленная задача решается тем, что в ориентированном стреляющем перфораторе, прикрепленном к колонне перфораторов и содержащем одну или большее число частей колонны перфораторов, включающих один или несколько кумулятивных зарядов, содержащих корпус заряда, корпус перфоратора, зарядную трубку, согласно изобретению по меньшей мере одна или несколько компонент стреляющего перфоратора эксцентрично утяжелены для ориентации кумулятивных зарядов в желаемом направлении, причем материал удаляется из корпуса перфоратора.

Желательно, чтобы вследствие удаления материала были образованы выемки на поверхности корпуса перфоратора.

Поставленная задача решается тем, что в ориентированном стреляющем перфораторе, прикрепленном к колонне перфораторов, содержащем одну или большее число частей колонны перфоратора, включающих один или более кумулятивных зарядов, имеющих корпус заряда, корпус перфоратора и зарядную трубку, согласно изобретению по меньшей мере одна или более компонент стреляющего перфоратора эксцентрично утяжеляются для ориентации кумулятивных зарядов в правильной ориентации, при этом из зарядной трубки удаляется материал.

Поставленная задача решается тем, что в ориентированном стреляющем перфораторе, прикрепленном к колонне перфораторов, содержащем одну или большее число частей колонны перфораторов, содержащих один или несколько кумулятивных зарядов, имеющих корпус заряда, корпус перфоратора и зарядную трубку, согласно изобретению зарядная трубка является поворотной эксцентрично утяжеленной зарядной трубкой и корпус перфоратора ориентируется относительно поворотной зарядной трубки одним или большим числом грузов, причем один или большее число грузов расположены снаружи корпуса перфоратора.

Желательно, чтобы один или большее число грузов были снабжены закругленными концами, выполненными с возможностью направления стреляющего перфоратора через искривления скважины.

Поставленная задача решается тем, что в ориентированном стреляющем перфораторе, прикрепленном к колонне перфораторов и содержащем одну или большее число частей колонны перфораторов, включающих один или более кумулятивных зарядов, имеющих корпус заряда, корпус перфоратора и зарядную трубку, по меньшей мере одна или несколько компонент стреляющего перфоратора эксцентрично утяжелены для ориентации кумулятивных зарядов в желаемом направлении, причем согласно изобретению зарядная трубка выполнена в виде шарнирно-сочлененной зарядной трубки, имеющей множество отрезков, сцепленных друг с другом таким образом, что отдельные отрезки способны сгибаться без расцепления.

Поставленная задача решается тем, что в ориентированном стреляющем перфораторе, прикрепленном к колонне перфораторов, содержащем одну или большее число частей колонны перфораторов, включающих один или несколько кумулятивных зарядов, имеющих корпус заряда, корпус перфоратора и зарядную трубку, одна или большее число частей колонны перфораторов эксцентрично утяжелены для ориентации кумулятивных зарядов в желаемом направлении, причем согласно изобретению корпус перфоратора, кроме того, содержит шарнирно-сочлененную утяжеленную прокладку, прикрепленную к колонне перфораторов и имеющую множество отрезков, сцепленных друг с другом таким образом, что отдельные отрезки способны сгибаться без расцепления.

Поставленная задача решается тем, что в ориентированном стреляющем перфораторе, прикрепленном к колонне перфораторов, содержащем множество стреляющих перфораторов, прикрепленных друг к другу при помощи жесткого центрирующего держателя, каждый перфоратор имеет одну или большее число частей колонны перфораторов, включающих один или большее число кумулятивных зарядов, имеющих оболочку, оболочку перфоратора и зарядную трубку, по меньшей мере один или большее число частей колонны перфораторов эксцентрично утяжелены для ориентации кумулятивных зарядов в желаемом направлении, при этом согласно изобретению жесткий центрирующий держатель выполнен с возможностью устранения несоосности, являющейся результатом допусков на обработку и зазоров, которые существуют во множестве стреляющих перфораторов.

Поставленная задача решается тем, что в способе размещения одной или большего числа скважинных составных частей и отображения их положения при единственном спуске в скважину, при котором используют обнаруживаемый материал в одной или большем числе скважинных составных частей, спускают один или большее число фокусированных детекторов в соединении с гироскопом, обнаруживают одним или большим числом фокусированных детекторов одну или большее число скважинных составных частей и согласно изобретению отображают положение относительно стационарного положения в обсадной трубе с обнаруженными одной или большим числом скважинных составных частей, отображение осуществляют гироскопом, причем одной или большим числом скважинных составных частей являются контрольные линии.

Поставленная задача решается тем, что в способ размещения одной или большего числа скважинных составных частей и отображения их положения при единственном спуске в скважину, при котором используют обнаруживаемый материал в одной или большем числе скважинных составных частей, спускают один или большее число фокусированных детекторов и обнаруживают одним или большим числом фокусированных детекторов одну или большее число скважинных составных частей при помощи одного или большего числа фокусированных детекторов и согласно изобретению отображают положение относительно стационарного положения в обсадной трубе с обнаруженными одной или большим числом скважинных составляющих частей, отображение осуществляют посредством гироскопа, причем обнаруженным материалом является охлаждающая жидкость, используемая прокачиванием жидкости через одну или большее число скважинных составных частей, а одним или большим числом фокусированных детекторов являются приборы для теплового детектирования.

Поставленная задача решается тем, что в способе размещения одной или большего числа скважинных составных частей и отображения их положения при единственном спуске, при котором используют обнаруживаемый материал в одном или большем числе скважинных составных частей, спускают один или большее число фокусированных детекторов в соединении с гироскопом, определяют одну или большее число скважинных составных частей и согласно изобретению отображают положение относительно стационарного положения в обсадной трубе с обнаруженными одной или большим числом скважинных составляющих частей, отображения осуществляют при помощи гироскопа, причем обнаруживаемым материалом является преобразователь типа смарт-карты, используемый в одной или большем числе скважинных составных частей.

Поставленная задача решается тем, что в способе размещения одной или большего числа скважинных составных частей и отображения их положения при единственном спуске, при котором используют обнаруженный материал в одном или большем числе скважинных составных частей, спускают один или большее число фокусированных детекторов в соединении с гироскопом, обнаруживают одним или большим числом фокусированных детекторов одну или большее число скважинных составных частей при помощи одного или большего числа фокусированных детекторов, и согласно изобретению, отображают положение относительно стационарного положения в обсадной трубе с обнаруженными одной или большим числом скважинных составных частей, отображение осуществляют гироскопом, причем обнаруживаемым материалом является электронная метка, используемая в одной или большем числе скважинных составных частей.

Поставленная задача решается тем, что в способе размещения одной или большего числа скважинных составных частей и отображения их положения при единственном спуске, при котором используют обнаруженный материал в одном или большем числе скважинных составных частей, спускают один или большее число фокусированных детекторов в соединении с гироскопом, обнаруживают одним или большим числом фокусированных детекторов одну или большее число скважинных составных частей при помощи одного или большего числа фокусированных детекторов и согласно изобретению отображают положение относительно стационарного положения в обсадной трубе с обнаруженными одной или большим числом скважинных составных частей, отображение осуществляют гироскопом, причем обнаруживаемым материалом является магнитная метка, используемая в одной или большем числе скважинных составных частей, и одним большим числом фокусированных детекторов являются магнетроны.

Поставленная задача решается тем, что в способе размещения одной или большего числа скважинных составных частей и отображения их положения при единственном спуске, при котором используют обнаруженный материал в одном или большем числе скважинных составных частей, спускают один или большее число фокусированных детекторов в соединении с гироскопом, обнаруживают одним или большим числом фокусированных детекторов одну или большее число скважинных составных частей при помощи одного или большего числа фокусированных детекторов и согласно изобретению, отображают положение относительно стационарного положения в обсадной трубе с обнаруженными одной или большим числом скважинных составных частей, отображение осуществляют гироскопом, причем одним или большим числом фокусированных детекторов являются приборы для регистрации отраженного ультразвукового сигнала, которые обнаруживают изменения в акустическом сопротивлении вокруг одной или большего числа скважинных составных частей. Поставленная задача решается тем, что жесткий центрирующий держатель согласно изобретению содержит: переходную муфту, имеющую поясок с витками резьбы и отверстиями под установочные винты, поясное кольцо, которое навинчивается на резьбу пояска и фиксируется установочными винтами, пружинное упорное кольцо, которое установлено на муфте вблизи поясного кольца, и стопорное кольцо, имеющее множество выступающих стопорных лапок для жесткого соединения со скважинными составными частями и шпоночных канавок для жесткого соединения с суживающимися шпонками переходной муфты.

Желательно, чтобы жесткое соединение между суживающимися шпонками и шпоночными канавками устраняло производственные допуски.

Желательно, чтобы жесткое соединение между лапками и скважинными составными частями устраняло производственные допуски.

Желательно, чтобы жесткий центрирующий держатель содержал пружинное упорное кольцо для скрепления стопорного кольца с переходной муфтой при жестком соединении. Желательно, чтобы множество скважинных составных частей являлось стреляющими перфораторами. Желательно, чтобы множество скважинных составных частей было выбрано из скважинных инструментов и скважинного оборудования.

Желательно, чтобы скважинные составные части были выбраны из стреляющих перфораторов, скважинных инструментов и скважинного оборудования.

Поставленная задача решается тем в устройстве для измерения ориентации кумулятивных зарядов при взрыве, что согласно изобретению проверочное устройство приводится в действие детонацией детонирующего шнура, проверочное устройство может быть использовано на обоих концах стационарной колонны перфораторов и сохраняется неподвижно относительно ориентации кумулятивных зарядов.

Желательно, чтобы проверочное устройство содержало: вспомогательный заряд, жестко закрепленный в проверочном устройстве относительно ориентации кумулятивных зарядов, и проверочную пластину, эксцентрично утяжеленную для поддержания проверочной пластины под углом относительно ориентации кумулятивных зарядов и выполненную с возможностью восприятия выброса вспомогательного заряда.

Желательно, чтобы проверочное устройство содержало: вспомогательный заряд, расположенный в поворотной опоре, противовес для смещения поворотной опоры в направлении относительно ориентации кумулятивных зарядов и наружный корпус, выполненный с возможностью восприятия выброса вспомогательного заряда.

Желательно, чтобы проверочное устройство содержало: наружный корпус, вал в наружном корпусе для приема через себя детонирующего шнура, одну или большее число направляющих для поддержания вала в центре наружного корпуса и для обеспечения возможности свободного вращения вала и противовес для смещения вала в направлении относительно ориентации кумулятивного заряда, так что при детонации детонирующего шнура повышается давление внутри вала для его фиксации внутри одной или большего числа направляющих для поддержания вала в смещенном направлении.

Желательно, чтобы проверочное устройство содержало: наружный корпус, поворотный и проверочный груз, эксцентрично утяжеленный в направлении относительно ориентации кумулятивных зарядов, вмещающий в себя закаленную пику и имеющий центральное отверстие для приема детонирующего шнура, и закаленную пику, помещенную в проверочный груз и выполненную с возможностью выстреливания в наружный корпус при увеличении давления в центральном отверстии, вызванном детонацией детонирующего шнура.

Желательно, чтобы проверочное устройство содержало: корпус, выполненный с возможностью приема через себя детонирующего шнура, и один или большее число шариков, вращающихся в корпусе, смещенных в направлении относительно ориентации кумулятивных зарядов и выполненных с возможностью выдавливания углубления на корпусе при увеличении давления в корпусе, вызванном детонацией детонирующего шнура.

Желательно, чтобы проверочное устройство содержало: несущую опору, выполненную с возможностью приема через себя детонирующего шнура и имеющую, по крайней мере, один радиальный канал, простирающийся через нее, эксцентрический груз, установленный на несущей опоре таким образом, что груз смещен в направлении относительно ориентации кумулятивных зарядов, и шрапнель, которая проходит через, по меньшей мере, один радиальный канал и ударяет об эксцентрический груз при детонации детонирующего шнура.

Желательно, чтобы проверочное устройство содержало: несущую опору, выполненную с возможностью приема через себя детонирующего шнура и имеющую, по меньшей мере, один радиальный канал, простирающийся через нее, эксцентрический груз, имеющий одно или большее число радиальных каналов и установленный на несущей опоре таким образом, что груз смещен в направлении относительно ориентации кумулятивных зарядов, а одно или большее число радиальных каналов находятся вровень с, по меньшей мере, одним радиальным каналом в несущей опоре, и при детонации детонирующего шнура эксцентрический груз фиксируется при ориентации с несущей опорой.

Перечень фигур

фиг.1 - вид в разрезе обычного стреляющего перфоратора согласно предшествующему уровню техники,

фиг.2 - вид в разрезе одного варианта осуществления настоящего изобретения, имеющего видоизмененную форму кумулятивного заряда,

фиг.3 - вид в разрезе другого варианта осуществления настоящего изобретения, имеющего видоизмененную форму кумулятивного заряда,

фиг.4 - вид в разрезе другого варианта осуществления настоящего изобретения, имеющего видоизмененную зарядную трубку,

фиг.5 - вид в разрезе другого варианта осуществления настоящего изобретения, имеющего видоизмененную зарядную трубку,

фиг.6 - вид в разрезе другого варианта осуществления настоящего изобретения, имеющего видоизмененный корпус перфоратора,

фиг.7 - вид в разрезе другого варианта осуществления настоящего изобретения, имеющего видоизмененные корпус перфоратора и зарядную трубку,

фиг.8 - вид в разрезе другого варианта осуществления настоящего изобретения, имеющего видоизмененные кумулятивный заряд и зарядную трубку,

фиг.9 иллюстрирует вариант осуществления настоящего изобретения, имеющий утяжеленную поворотную зарядную трубку,

фиг.10 иллюстрирует вариант осуществления настоящего изобретения, имеющий поворотную зарядную трубку и нижние грузы,

фиг.11 иллюстрирует вариант осуществления настоящего изобретения, в котором зарядная трубка утяжелена вокруг кумулятив-зарядов,

фиг.12 - вид в разрезе варианта осуществления изобретения, показанного на фиг.11,

фиг.13 - перспективный вид ориентирующего груза на фиг.11 и 12,

фиг.14 - перспективный вид варианта выполнения шарнирно-сочлененной утяжеленной прокладки согласно настоящему изобретению,

фиг.15 - вид сверху варианта выполнения шарнирно-сочлененной утяжеленной прокладки согласно настоящему изобретению,

фиг.16 - вид сбоку варианта выполнения шарнирно-сочлененной утяжеленной прокладки согласно настоящему изобретению,

фиг.17 - перспективный вид варианта выполнения крышки шарнирно-сочлененной утяжеленной прокладки,

фиг.18А-18С - виды сверху, сбоку и с торца варианта выполнения фасонного груза шарнирно-сочлененной утяжеленной прокладки,

фиг.19 - вид сверху варианта выполнения шарнирно-сочлененной зарядной трубки согласно настоящему изобретению,

фиг.20 - вид сверху варианта выполнения шарнирно-сочлененной зарядной трубки согласно настоящему изобретению,

фиг.21 - перспективный вид варианта выполнения шарнирно-сочлененной зарядной трубки согласно настоящему изобретению,

фиг.22 - перспективный вид устройства для измерения "характеристики крутящего момента при наличии изгиба",

фиг.23 - график зависимости между крутящим моментом и углом поворота,

фиг.24 - перспективный вид варианта выполнения жесткого центрирующего держателя согласно настоящему изобретению,

фиг.25 - перспективный вид варианта выполнения переходной муфты жесткого центрирующего держателя,

фиг.26 - перспективный вид варианта выполнения поясного кольца жесткого центрирующего держателя,

фиг.27 - вид сбоку варианта выполнения поясного кольца жесткого центрирующего держателя,

фиг.28 - перспективный вид варианта выполнения пружинного кольца жесткого центрирующего держателя,

фиг.29 - вид сбоку альтернативного варианта выполнения пружинного кольца жесткого центрирующего держателя,

фиг.30 - вид сверху альтернативного варианта выполнения пружинного кольца жесткого центрирующего держателя,

фиг.31 - перспективный вид с разрезом альтернативного варианта выполнения пружинного кольца,

фиг.32 - перспективный вид варианта выполнения стопорного кольца жесткого центрирующего держателя,

фиг.33 - схематический вид сверху типичного взаимного расположения обсадной трубы и контрольной линии, показывающий относительную опору и направление перфорирования,

фиг.34 - вид сбоку варианта выполнения проверочного устройства согласно настоящему изобретению,

фиг.35 - увеличенный вид сбоку проверочного устройства, показанного на фиг.34,

фиг.36 - вид в разрезе проверочного устройства, показанного на фиг.34,

фиг.37 иллюстрирует другой вариант выполнения проверочного устройства согласно настоящему изобретению,

фиг.38 иллюстрирует другой вариант выполнения проверочного устройства согласно настоящему изобретению,

фиг.39 иллюстрирует другой вариант выполнения проверочного устройства согласно настоящему изобретению,

фиг.40 иллюстрирует другой вариант выполнения проверочного устройства согласно настоящему изобретению,

фиг.41 иллюстрирует другой вариант выполнения проверочного устройства согласно настоящему изобретению,

фиг.42 иллюстрирует другой вариант выполнения проверочного устройства согласно настоящему изобретению,

фиг.43 иллюстрирует другой вариант выполнения проверочного устройства согласно настоящему изобретению.

Однако необходимо отметить, что прилагаемые чертежи иллюстрируют только типичные варианты осуществления этого изобретения и, следовательно, не должны рассматриваться как ограничивающие его пределы, и к изобретению могут относиться другие, в равной степени эффективные варианты его осуществления.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

На фиг.1 показан обычный стреляющий перфоратор. Обычный стреляющий перфоратор, обозначенный в целом позицией 1, содержит кумулятивный заряд 10, зарядную трубку 12, корпус 14 перфоратора и детонирующий шнур 16. Показанный перфоратор 1, кроме того, содержит выемку 18, вырезанную на корпусе 14 перфоратора и расположенную вровень с кумулятивным зарядом 10. Хотя показанный обычный стреляющий перфоратор 1 является перфоратором 1 с выемкой, важно отметить, что настоящее изобретение в равной степени применимо к перфораторам с гладкими стенками.

На фиг.2 показан один вариант осуществления настоящего изобретения, в котором изменена конфигурация оболочки с кумулятивным зарядом 10, так что распределение веса обеспечивает достаточный крутящий момент для ориентации перфоратора 1. Как показано на фиг.2, оболочка с кумулятивным зарядом 10 содержит дополнительный материал 10а, находящийся на задней стороне или снизу оболочки с кумулятивным зарядом 10 и обеспечивающий образование эксцентрического груза, смещающего центр тяжести от оси перфоратора. Такое выполнение заставляет заряд 10 ориентироваться для простреливания в верхнем направлении. Необходимо отметить, что дополнительный материал/груз 10а может быть выполнен за одно целое с кумулятивным зарядом 10 или добавлен к нему как отдельная составная часть, например, привинчиванием груза к кумулятивному заряду 10.

На фиг.3 показан другой вариант осуществления настоящего изобретения, в котором изменена конфигурация оболочки с кумулятивным зарядом 10. В примере на фиг.3 дополнительный материал 10а расположен спереди или у расширенной части оболочки с зарядом 10. Такое выполнение заставляет заряд 10 ориентироваться в нижнем направлении. Как обсуждалось со ссылкой на фиг.2, дополнительный материал/груз 10а может быть выполнен за одно целое с кумулятивным зарядом 10 или добавлен к нему как отдельная составная часть.

Необходимо отметить, что в альтернативных вариантах осуществления изобретения оболочка с зарядом 10 может быть дополнительно установлена таким образом, чтобы центр тяжести был еще более отдален от оси вращения.

Видоизменение множества зарядов 10 способом, описанным со ссылкой на фиг.2 или 3, увеличивает эффект эксцентричности, который может обеспечить значительный ориентирующий крутящий момент. Например, изменяя конфигурацию задней стороны оболочки заряда PJ2906, изготавливаемого "Шлумбергер текнолоджи корпорейшн", можно к каждому заряду добавить 48 грамм дополнительного материала. У 200-футового перфоратора создается дополнительный крутящий момент в 68 дюйм-фунт. Эта иллюстративная величина крутящего момента соответствует 40%-ному увеличению по сравнению с 7-футовой утяжеленной прокладки в сходном перфораторе, если в качестве материала груза используется сталь. Кроме того, перфоратор, в котором используется видоизмененный кумулятивный заряд 10 согласно настоящему изобретению, обеспечивает лучшее использование пространства и его экономию.

На фиг.4 показан другой вариант осуществления настоящего изобретения, в котором для обеспечения необходимого крутящего момента видоизменена зарядная трубка 12. Например, зарядная трубка 12 может иметь больше материала на одной своей стороне, чем на другой. Как показано на фиг.4, зарядная трубка 12 имеет больше материала 12а на нижней стороне (т.е. на стороне, которая предназначена быть низом во время простреливания). В соответствии с этим зарядная трубка 12 имеет эксцентрическое уравновешивание масс, при котором центр тяжести смещен от оси вращения. Таким образом, сила тяжести будет вызывать поворот зарядной трубки 12 и ее ориентацию предпочтительным образом.

В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.5, у зарядной трубки 12 удален материал 12в с одной стороны кумулятивного заряда 10, чтобы обеспечить иную ориентацию, чем в варианте на фиг.4. В варианте на фиг.5 центр тяжести зарядной трубки 12 смещен от оси вращения, что приводит к ориентации кумулятивных зарядов 10 в горизонтальном направлении.

На фиг.6 показан вариант осуществления настоящего изобретения, где корпус 14 перфоратора видоизменен подобным образом. С одной стороны корпуса 14 перфоратора могут быть выполнены выемки или утонченные части 18, так что сам корпус 14 будет обеспечивать некоторую степень предпочтительной ориентации. На фиг.6 корпус 14 перфоратора на своей верхней части имеет многочисленные выемки 18. Таким образом, корпус имеет центр тяжести, который смещен от оси вращения, и сила тяжести будет вызывать поворот корпуса 14 перфоратора и его ориентацию предпочтительным образом.

Конструктивные особенности, описанные со ссылкой на фиг.2-6, могут быть объединены для улучшения ориентации или применены в отдельности. Например, как показано на фиг.7, в перфораторе 1 могут применяться видоизмененный корпус 14 перфоратора и видоизмененная зарядная трубка 12 с обычными зарядами 10. В другом примере, показанном на фиг.8, видоизмененные заряды 10 сочетаются с видоизмененной зарядной трубкой 12 и обычным корпусом 14 перфоратора. Как предполагается, вышеприведенные примеры являются иллюстративными и неограничительными в отношении возможных сочетаний, находящихся в пределах настоящего изобретения.

Перфоратор 1 согласно настоящему изобретению может содержать заряды 10, из которых одни видоизменены, а другие не видоизменены или являются обычными. Согласно одному из многих возможных примеров заряды 10 перфоратора 1, ориентированные в первом направлении, являются эксцентрическими и видоизмененного типа (т.е. имеющими центр тяжести, который смещен от оси вращения), тогда как заряды, ориентированные в другом направлении, являются зарядами обычного типа. В другом варианте осуществления изобретения в перфораторе 1 использованы заряды 10, ориентированные со смещением по фазе 0-180°.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, показанному на фиг.9, предлагается стреляющий перфоратор 1 с кумулятивными зарядами 10, установленными в зарядной трубке 12, которая поворачивается внутри корпуса 14 перфоратора. В дополнение к кумулятивным зарядам 10 зарядная трубка 12 несет груз 20, который вызывает вращение поворотной зарядной трубки 12 до желаемой ориентации (вниз на фиг.9).

В приведенном примере использованным грузом 20 является полукруглый груз. Однако в пределах настоящего изобретения находятся и другие варианты выполнения. Кроме того, груз 20 может быть из любого числа типов и конфигураций, например, в виде грузов типа полого сосуда, заполненного высокоплотным веществом, или в виде полутвердых металлических стержней.

В случае использования стреляющих перфораторов с гладкими стенками не требуется никакой дополнительной выверки, так как корпус 14 перфоратора имеет равномерную толщину по своей окружности. Аналогично этому в случае использования стреляющего перфоратора 1, имеющего механически обработанные пазы, простирающиеся по окружности корпуса 14 перфоратора и расположенные у каждого интервала с кумулятивным зарядом, не требуется никакой дополнительной выверки перфоратора 1.

В случае использования стреляющих перфораторов 1 с выемками, показанных на фиг.9, корпус 14 перфоратора необходимо ориентировать для выверки с кумулятивными зарядами 10, так чтобы кумулятивные заряды 10 стреляли через выемки 18. В варианте осуществления настоящего изобретения, показанном на фиг.10, обеспечивается ориентация корпуса 14 перфоратора. Как показано, корпус 14 перфоратора опущен в скважину 22 на рабочей колонне штанг 24. Между корпусом 14 перфоратора и рабочей колонной штанг 24 закреплен вертлюг 26, чтобы корпус 14 мог при необходимости поворачиваться. К нижней стороне корпуса 14 прикреплен один или большее число грузов, заставляющих корпус 14 поворачиваться таким образом, чтобы выемки 18 оказывались обращенными вниз.

В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.10, используют средний груз 28