Пулевая и снарядная перфорация

Под перфорацией скважин понимают вскрытие продуктивных пластов в скважинах с обсадными колоннами с целью установления надежной гидродинамической связи между пластом и скважиной. Перфорацию скважин осуществляют стреляющими перфораторами, которые по принципу действия подразделяют на пулевые и кумуля­тивные. Реже используют гидропескоструйные перфораторы.

Принцип действия перфораторов, применяемых для вскрытия пластов в скважинах, заключается в метании пуль, кумулятивных пли гидроабразивных струй в направлении стенки скважины и пробивании ими сети каналов, проходящих через стенки обсадной колонны, слой затрубного цементного камня и входящих на опре­деленную глубину в продуктивный пласт (рис.).

Рис. Различные способов пробивания каналов в стенках скважины с целью вскрытия пласта.

а-пулевая перфорация; б- кумулятивная перфорация; в-гидропескоструйная; 1- пуля; 2- перфорационный канал; 3- ствол скважины; 4-обсадная колонна; 5- пороховой заряд;

6- перфоратор; 7-кумудятивный заряд с облицованной выемкой; 8- кумулятивная струя; 9- пест облицовки кумулятивной выемки; 10-гидроабразивная струя; -полная длина канала; - длина канала в горной породе пласта.

Пулевые перфораторы делят на перфораторы с горизонтальным расположением стволов и с вертикально-криволинейными ствола­ми. В пулевых перфораторах метание пуль производится за счет ра­боты расширения пороховых газов высокого давления, образовав­шихся при сжигании пороховых зарядов. Для пулевых перфорато­ров требование высокого и стабильного пробивного действия име­ет исключительное значение. Таким образом, принцип пулевых перфораторов основан на использовании энергии пороховых газов для метания пуль, которые пробивают отверстия в стенке обсадной колонны и образуют каналы в цементном камне и горной породе, слагающей пласт.

Горение пороховых зарядов в перфораторах с горизонтальными и вертикально-криволинейными стволами происходит неодинако­во. Так, в пулевых перфораторах с горизонтальными стволами бла­годаря высокой плотности заряжания (0,8...1,2 г/см³) горение по­роха протекает очень быстро и почти заканчивается до начала дви­жения пули. Давление пороховых газов в камере весьма велико и достигает 2000 МПа.

В пулевых перфораторах с вертикально-криволинейными ство­лами плотность заряжания меньше (0,5...0,8 г/см³) и давление по­роховых газов достигает 400...600 МПа.

Перфоратор ПВН-90, как и его термобаростойкая модифика­ция ПВН-90Т, состоит из двух массивных секций, соединенных переходником, головки с электровводом и наконечника.

В каждой секции параллельно оси в двух взаимно перпендикулярных плоскостях расположены попарно четыре ствольных канала, переходящих в криволинейные желоба.

Две пары стволов, идущих от общих пороховых камер, направлены навстречу друг другу, вследствие чего силы отдачи при выстреле уравновешиваются.

Перфоратор ПВТ-73 (рис.) в отличие от перфоратора ПВН-90имеет в основном не четыре, а два ствольных канала, направленных навстречу друг другу.

При температуре в интервале перфорации до 50 масса основного заряда 85 г, 50…80 - 80 г, 80…110 - 75г.

Применяют также перфоратор ПВК-70 и аппарат АРВ-120. Область применения пулевых перфораторов обширна.

Благодаря жесткости корпуса и высокой плотности пулевые перфораторы легко спускаются в скважину даже при утяжеленных растворах.

Пробивное действие пулевых перфораторов в отличие от кумулятивных весьма чувствительно к изменению угла встречи пули с преградой.

Важным преимуществом мощных пулевых перфораторов с вертикально-криволинейными стволами является их высокое пробивное действие – большие глубины и диаметр канала, стабильного по сечению на всем протяжении.

К особенностям всех пулевых перфораторов относятся сложность заряжания и неудобство обслуживания, связанное с их большой массой.

Пулевые перфораторы по одним показателям уступают кумулятивным перфораторам, а по другим превосходят их.

Совершенство вскрытия пласта тем или иным перфоратором зависит от геолого-технических условий.