Способ и устройство для бурения подземных формаций

Номер патента: 8472

Опубликовано: 29.06.2007

Автор: Накеруд Алан Л.

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Устройство (9, 53) для проникновения в полость в забое ствола скважины в подземной формации, в которой диаметр полости превышает диаметр ствола скважины, при этом устройство включает

механизм (11, 14, 54, 58) для проникновения в полость, при этом механизм включает удлиненный узел для снарядов, имеющий снаряд, расположенный в указанном узле, и заряд взрывчатого вещества (15, 64), размещенный позади указанного снаряда, при этом длина узла для снарядов больше диаметра указанного ствола скважины, но меньше диаметра полости;

подвесной элемент (22, 63), включающий механизм для перемещения указанного подвесного элемента по стволу скважины, при этом узел для снарядов установлен с возможностью поворота на наружной части указанного подвесного элемента для размещения параллельно указанному подвесному элементу;

механизмы (23, 25, 27, 28, 35, 37, 43, 51, 63-68 и 71-77) для обеспечения поворота указанного узла для снарядов между первым положением, в целом являющимся параллельным продольной оси ствола скважины, и вторым положением, в целом являющимся перпендикулярным продольной оси ствола скважины; и

механизм (19, 21, 85, 87) для детонирования указанного заряда взрывчатого вещества, в результате чего производится выстрел указанным снарядом в стену полости.

2. Устройство по п.1, в котором снаряд включает удлиненный металлический стержень.

3. Устройство по п.1, в котором пара указанных снарядов расположена тыльными торцами друг к другу (встык), между которыми размещен заряд взрывчатого вещества.

4. Устройство по п.1, в котором указанный детонирующий механизм включает запальный элемент и провод запального устройства (21, 85), идущий от заряда взрывчатого вещества до поверхности над стволом скважины.

5. Устройство по п.1, в котором указанный поворотный механизм включает проволочные элементы, прикрепленные к подвесному элементу и узлу для снарядов.

6. Устройство по п.4, в котором указанный заряд взрывчатого вещества и запальный элемент герметизированы в водонепроницаемых отделениях.

7. Устройство по п.1, в котором указанный подвесной элемент имеет стопоры (33, 34, 78, 80), с помощью которых обеспечивается позиционирование узла для снарядов внутри полости.

8. Устройство по п.1, в котором снаряд размещен в первой трубке (14, 54) и заряд взрывчатого вещества размещен во второй трубке, присоединенной к первой трубке с помощью резьбового соединения.

9. Устройство (53) для проникновения в подземную формацию, окружающую необсаженную скважину, расположенную в нижней части ствола скважины, при этом диаметр ствола скважины меньше диаметра указанной необсаженной скважины, включающее

как минимум, один удлиненный снаряд;

заряд взрывчатого вещества (64), размещенный позади снаряда, при этом снаряд и заряд взрывчатого вещества расположены в трубках, которые соединены между собой с помощью резьбы, образуя трубчатый корпус (14);

указанный трубчатый корпус, длина которого несколько меньше диаметра необсаженной скважины, но больше диаметра ствола скважины;

механизм для транспортировки указанного трубчатого корпуса по стволу скважины, при этом указанный механизм транспортировки включает подвесной элемент и трубчатый корпус, установленные с возможностью поворота на указанном подвесном элементе;

механизм для ориентирования указанного трубчатого корпуса между первым положением, являющимся в целом параллельным продольной оси ствола скважины, и вторым положением, являющимся в целом перпендикулярным продольной оси ствола скважины;

механизм для детонирования указанного заряда взрывчатого вещества и

механизм для выстреливания каждого из снарядов в формацию, окружающую необсаженную скважину.

10. Устройство по п.9, в котором указанный детонирующий механизм включает провод запального устройства (85), идущий к поверхности скважины.

11. Устройство по п.9, в котором пара указанных снарядов устанавливается тыльными торцами друг к другу (встык) и указанный заряд взрывчатого вещества размещают между смежными торцами пары указанных снарядов.

12. Способ для выстреливания удлиненного снаряда в подземную формацию, включающий следующие шаги:

установку снарядов в трубке;

размещение заряда взрывчатого вещества позади снаряда внутри трубки;

перемещение указанной трубки, содержащей снаряд и заряд взрывчатого вещества, по стволу скважины в большую полость в забое ствола скважины;

ориентирование трубки под выбранным углом выстрела внутри полости и

детонирование указанного заряда взрывчатого вещества для выстреливания снаряда из трубки в указанную формацию.

13. Способ по п.12, включающий следующие шаги:

расположение трубки и снаряда параллельно стволу скважины для продольного перемещения по стволу скважины и

поворот трубки и снаряда на заданный угол выстрела внутри полости.

14. Способ по п.13, включающий шаг установки трубки и снаряда на несущем элементе для перемещения по стволу скважины.

15. Способ по п.12, дополнительно включающий шаг поворота снарядного устройства и взрывного элемента параллельно указанному несущему элементу для извлечения снарядного устройства и взрывного элемента из скважины.

16. Способ по п.12, дополнительно включающий шаг направления указанного снарядного устройства и взрывного элемента в необсаженной скважине вдоль горизонтальной плоскости.

17. Устройство по п.9, в котором трубчатый корпус установлен на внешней поверхности подвесного элемента.

18. Устройство по п.9, в котором механизм ориентирования включает проволочные элементы, прикрепленные к подвесному элементу и трубчатому корпусу.

Рисунок 1

 

Текст

Смотреть все

008472 Предпосылки к созданию изобретения и область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к способу и устройству для бурения существующих подземных формаций и, в частности, к способу и устройству для обеспечения прохождения снаряда через существующие подземные формации с целью интенсификации добычи угля, нефти и иных твердых, газообразных или жидких веществ. Для добычи нефти, газа или жидких веществ из подземных формаций бурится скважина на глубину продуктивного пласта или за его пределы. После проходки бурением подземной формации с помощью известных способов возникает необходимость в стимулировании, или интенсификации добычи. В прошлом обычно производилось нагнетание жидкости в скважину и в пласт под давлением для создания гидравлического разрыва пласта, либо проводилась обработка, или стимулирование пласта путем кислотной обработки пласта в скважине с применением химикатов. Известное заканчивание скважины при необсаженном или обсаженном забое в сочетании с гидроразрывом и кислотной обработкой имеет серьезные ограничения. Фактически, применение такой обработки может привести к закупорке пластов. Более того, при использовании такого вида обработки намного сложнее открыть среды с низкой проницаемостью или пористостью. Наконец, способы, включающие проходку с горизонтальным бурением, являются исключительно сложными, нередко неэффективными и чрезвычайно дорогостоящими. Существует необходимость в способе и устройстве для восстановления дебита скважины или интенсификации добычи буровой скважины или кавернозной скважины таким образом, чтобы существенно увеличить производительность и устранить многочисленные проблемы и недостатки, присущие известным способам. В частности, предлагается использовать новое устройство, оснащенное снарядом, способное проходить через подземную формацию, а также способное менять ориентацию и поворачивать снаряд внутри необсаженной скважины с целью выстреливания снарядом в формацию. Краткое изложение существа изобретения Таким образом, целью настоящего изобретения является создание нового и усовершенствованного способа и устройства для возбуждения скважины, обеспечивающие прохождение снарядов в подземную формацию, не создавая повреждений пласта, вызываемых химическим изменением состава или не образуя остаточные частицы в стволе скважины. Следующей целью настоящего изобретения является создание нового и усовершенствованного способа и устройства, при применении которых исключается дорогостоящее удаление обрабатывающих добавок из ствола скважины, а также обеспечивается многоразовое использование оборудования. Другой целью настоящего изобретения является создание нового и усовершенствованного способа и устройства для интенсификации продуктивности пласта, снабженного поворотным механизмом для ориентации оборудования. Другой целью настоящего изобретения является создание нового и усовершенствованного способа и устройства для интенсификации продуктивности пласта, являющегося удобным для применения как при вертикальном, так и при горизонтальном или направленном бурении. Еще одной целью настоящего изобретения является создание способа для возбуждения скважины и устройства, обеспечивающего простой монтаж, являющегося недорогим, компактным, высокоэффективным и надежным при использовании. В соответствии с настоящим изобретением был разработан инструмент для проникновения в подземный пласт, в который пробурена необсаженная скважина, при этом инструмент включает проникающий механизм, имеющий, как минимум, один удлиненный снаряд и заряд взрывчатого вещества, расположенный позади снаряда, направляющий механизм для продвижения снаряда через пласт и для ориентирования снаряда внутри необсаженной скважины и устройство для детонирования заряда взрывчатого вещества, благодаря чему производится выпуск снаряда в пласт. Способ в соответствии с настоящим изобретением для выпуска удлиненного снаряда в подземную формацию включает установку снаряда в трубке, размещение заряда взрывчатого вещества позади снаряда внутри трубки, продвижение трубки, содержащей снаряд и заряд взрывчатого вещества, через ствол скважины в большую полость в забое ствола скважины, ориентирование трубки под выбранным углом выстрела внутри полости и детонирование взрывчатого вещества для выпуска снаряда из трубки в пласт. Выше достаточно широко были изложены наиболее важные особенности изобретения с целью лучшего понимания нижеприведенного детального описания изобретения и с целью оценки этого вклада в данную область техники. Без сомнения, существуют дополнительные характерные особенности настоящего изобретения, которые будут описаны ниже и которые образуют предмет формулы, прилагаемой к настоящему описанию. С этой целью до детального пояснения, как минимум, одного примера осуществления изобретения специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что изобретение не ограничивается своим применением деталями конструкции и размещением компонентов, указанных в нижеприведенном описании. Изобретение также может включать другие примеры осуществления и осуществляться различными способами. Специалистам в данной области техники также должно быть очевидно, что используемая в данном патенте фразеология и терминология предназначены для описания и не должны рассматриваться как ограничивающие. Исходя из этого, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что концепция, на которой основано данное изобретение, может-1 008472 быть легко использована в качестве основы для конструирования и создания других конструкций, способов и систем для достижения ряда целей настоящего изобретения. Таким образом, важно, чтобы формула рассматривалась как включающая такие эквивалентные конструкции в пределах существа и объема настоящего изобретения. Краткое описание чертежей Фиг. 1 - вид сбоку одного предпочтительного варианта инструмента, подвешенного на стальном канате; фиг. 2 - вид сбоку варианта изобретения, проиллюстрированного на фиг. 1, в котором инструмент развернут в положении для выстрела; фиг. 3 - вид сбоку в увеличенном масштабе инструмента, проиллюстрированного на фиг. 1 и 2 в развернутом состоянии; фиг. 4 - вид сверху варианта изобретения, проиллюстрированного на фиг. 1; фиг. 5 - схематический вид сбоку варианта изобретения, проиллюстрированного на фиг. 1 в положении для выстрела; фиг. 6 - схематический вид варианта изобретения, проиллюстрированного на фиг. 1, находящегося в подвешенном развернутом положении для выстрела; фиг. 7 - вид сбоку альтернативного варианта инструмента в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 8 - вид сбоку варианта изобретения, проиллюстрированного на фиг. 7, в котором инструмент развернут в положении для выстрела; фиг. 9 - вид сбоку в увеличенном масштабе инструмента, проиллюстрированного на фиг. 7 и 8; фиг. 10 - схематический вид сбоку варианта изобретения, проиллюстрированного на фиг. 7, в положении для выстрела; фиг. 11 - схематический вид сбоку варианта изобретения, проиллюстрированного на фиг. 7, в подвешенном развернутом положении для выстрела; фиг. 12 - схематический вид сбоку варианта изобретения, проиллюстрированного на фиг. 7, в подвешенном развернутом положении для выстрела при направленном бурении. Подробное описание предпочтительного примера изобретения На фиг. 1-6 более детально проиллюстрирован вариант инструмента 9, имеющего пару удлиненных снарядов 11, каждый из которых имеет форму пули или твердого удлиненного корпуса, имеющего заостренный конец 12 и противоположный задний торец 13 в форме бруска, при этом корпус предпочтительно выполнен из высокоплотного металла, например стали. Снаряды 11 закреплены с возможностью разъединения внутри трубок 14 для снарядов с помощью набора срезных штифтов 45 и набора винтов (не показаны). Задние торцы 13 снарядов в трубках 14 для снарядов расположены друг напротив друга и разделены зарядом взрывчатого вещества 15, размещенного между снарядами 11. Заряд взрывчатого вещества 15 размещен в трубке 17 для взрывчатого вещества и герметизирован с целью предотвращения проникновения воды в трубку 17 для взрывчатого вещества. Трубка 17 для взрывчатого вещества соединена с резьбой с трубками 14 для снарядов, как показано на фиг. 3 позицией 18. В другом варианте может использоваться одна цельная трубка, содержащая заряд взрывчатого вещества 15 и снаряды 11. Трубка 17 для взрывчатого вещества снабжена отверстием (не показано) в центральной точке трубки 17 для взрывчатого вещества, в которой запальное устройство 19 контактирует с зарядом взрывчатого вещества 15. Запальное устройство 19 также герметизировано с целью обеспечения водонепроницаемости и соединено с проводом 21 запального устройства, идущим от запального устройства вдоль боковой поверхности трубки 17 для взрывчатого вещества и вдоль боковой поверхности одной из трубок 14 для снарядов. Трубка 17 для взрывчатого вещества соединена между дополнительными удлиненными несущими пластинами 27, расположенными на противоположных сторонах трубки 17 для взрывчатого вещества, с помощью шарнирного пальца 28, а также с помощью приемлемых крепежных деталей 30 в верхней и нижней части несущих пластин. К несущим пластинам 27 также приварены полукруглые стопоры 33 и 34 трубки, при этом нижний стопор 34 трубки расположен над центральным шарнирным пальцем 28, а верхний стопор 33 трубки расположен около верхней части несущих пластин 27. Верхние части несущих пластин 27 также снабжены одной или несколькими круглыми внутренними направляющими пластинами 35, при этом пара пластин 35 расположена по вертикали на расстоянии друг от друга (см. фиг. 1 и 2). Стопоры 33 и 34 трубки обеспечивают поворот или вращение трубки 17 для взрывчатого вещества и трубок 14 для снарядов в пределах от положения, строго параллельного несущим пластинам 17, до положения, строго перпендикулярного несущим пластинам, т.е. в общее положение для выстрела; и верхний стопор 33 трубки обеспечивает возврат трубок 17 и 14 в положение, строго параллельное несущим пластинам, для извлечения или удаления из ствола скважины. Трубка 17 для взрывчатого вещества, соединенная резьбой с трубками 14 для снарядов, имеет первый поворотный стальной канат 23, прикрепленный к болту 20 на верхней части трубки 14 для снаряда. Первый поворотный стальной канат 23 далее продет вокруг или между направляющими болтами 37, расположенными на расстоянии друг от друга по периферии круглых внутренних пластин 35, при этом последние прикреплены болтами к несущим пластинам 27, и пластины 27 обеспечивают центрирование-2 008472 устройства 9 в стволе скважины В и направление устройства 9 для его удаления через обсадные трубы С на поверхность. Второй поворотный стальной канат 25 соединен с болтом 24 на верхней части трубки 14 для снаряда. Второй поворотный стальной канат 25 продет через направляющие болты 37 внутренних пластин 35. Направляющие болты 37 обеспечивают поддержание первого и второго поворотных стальных канатов 23 и 25 в надлежащем положении и предотвращают канаты от спутывания. Первый поворотный стальной канат 23 и второй поворотный стальной канат 25 соединены через верхний болт 41 на несущем элементе 35 со стальным канатом 43 для опускания устройства 9 в ствол скважины В и извлечение из него. Как видно на фиг. 4, первый и второй поворотные стальные канаты 23 и 25 находятся за пределами устройства 9, и провод 21 запального устройства проходит вдоль внешней поверхности трубки для снаряда 14 (16). Нижний стопор 34 трубки обеспечивает поворот устройства 9 строго перпендикулярно несущим пластинам 27, как показано на фиг. 2 и 3, т.е. в общее положение для выстрела. Верхний стопор 33 трубки обеспечивает обратное перемещение устройства 9 в положение строго параллельно несущим пластинам 29, как показано на фиг. 1, для его извлечения из ствола скважины. В способе изобретения, как показано на фиг. 5 и 6, устройство 9, включающее трубку 17 для взрывчатого вещества, содержащую заряд взрывчатого вещества 15, а также два снаряда 11, размещенные внутри трубок 14 для снарядов, подвешено к главному стальному канату 43. Устройство 9 опускается на главном стальном канате 43 в ствол скважины В (фиг. 6 А) за пределы нижнего торца обсадных труб в необсаженную скважину или каверну Н, диметр которой равен длине или превышает длину трубки 17 для взрывчатого вещества, соединенной с трубками 14 для снарядов. Исходя из теории Ньютона о проникновении снарядов в среду, глубина проникновения снаряда прямо пропорциональна его длине. Плотность материала снаряда и плотность среды, через которую проходит снаряд, являются фактическими переменными величинами. Например, снаряд из брусковой стали площадью 1 кв.дюйм, длиной 12 дюймов и весом приблизительно 3,4 фунта имеет плотность 0,28333 фунта на куб.дюйм, что при переводе в метрическую систему составляет 7,843 г/см 2 стали. Допуская, что плотность угля составляет 0,322 г/см 3,7,8 г/см 3, деленное на 0,322 г/см 3, составляет 24,3319 в качестве множителя. Глубина проникновения стального снаряда длиной 16 дюймов, умноженная на 24, равна 32 фута. В этой среде (в угле) 16 дюймовый стальной снаряд с плотностью 7,842 г/см 3 предположительно пройдет расстояние около 32 футов. В соответствии с теорией Ньютона длина проникновения не зависит от начальной скорости снаряда при условии, что скорость является достаточно высокой. После опускания устройства 9 в ствол скважины В трубку 17 для взрывчатого вещества и трубки 14 для снарядов поворачивают на требуемый угол выстрела, в целом перпендикулярно стенкам ствола скважины, как показано на фиг. 6 В. Нижний стопор 34 трубки обеспечивает поворот устройства 9 строго перпендикулярно несущим пластинам и предотвращает установку устройства 9 под углом к пластинам 37. Поворот обеспечивается за счет натяжения второго поворотного стального каната 25, соединенного с концом трубки 14 для снарядов. Провод 21 запального устройства либо прилегает к первому поворотному стальному канату 23, либо встроен в него. Далее, на поверхности на провод 21 запального устройства подается электрический заряд, который распространяется вниз по проводу 21 запального устройства до запального устройства 19, вызывая воспламенение заряда взрывчатого вещества 15. Взрывная разгрузка срезает срезные штифты 45, в результате чего происходит быстрое выталкивание снарядов 11. Снаряды 11 вылетают из трубок 14 для снарядов и проходят расстояние, о котором говорилось выше, в толще пласта. Этот процесс проиллюстрирован на фиг. 5 и 6 С. Далее, натягивают первый поворотный стальной канат 23, соединенный с трубкой 14 для снаряда,для поворота устройства 9 в исходное положение параллельно несущим пластинам 37 (фиг. 6 А). Верхний стопор 33 трубки предотвращает прохождение устройства 9 за пределы несущих пластин 37. Далее,натягивают основной стальной канат 43 для удаления устройства 9 и несущих пластин 37 из ствола скважины. При необходимости на нижней части несущих пластин 37 может быть смонтировано приспособление, состоящее из пробки, или направляющей (не показано), обеспечивающих направление несущих пластин 37 в ответвление ствола скважины, показанное символом R на фиг. 1, которое может обеспечить большую стабильность несущих пластин 37. Подробное описание альтернативного предпочтительного варианта осуществления изобретения На фиг. 7-12 проиллюстрирован альтернативный предпочтительный пример осуществления настоящего изобретения, в которой лифтовая колонна 51 большого диаметра, являющаяся предпочтительно жесткой, служит для транспортировки устройства для снарядов или инструмента 53 в стволе скважины при опускании и подъеме. Колонна в сборе, как показано на фиг. 7 и 8, состоит из лифтовой колонны 51 большого диаметра, верхняя часть которой соединена с ниппелем 55. В свою очередь, ниппель 55 соединен с переходником 57, который, в свою очередь, соединен со вторым ниппелем 59, к которому подсоединена лифтовая колонна 61 меньшего диаметра. Нижний конец большой лифтовой колонны 51 соединен с дополнительными несущими пластинами 63 с помощью болтов 67. К несущим пластинам 63 также прикреплен редукторный электродвигатель 69, как показано на фиг. 9, для поворота устройства 53 внутри ствола скважины. Цепь 73 ведущего зубчатого колеса вращается вокруг верхнего зубчатого коле-3 008472 са 71 и нижнего сдвоенного зубчатого колеса 72 и приводится в действие редукторным электродвигателем 69. Отдельная приводная цепь 77 охватывает по окружности нижнее сдвоенное зубчатое колесо 72,которое состоит из двух зубчатых колес. Один конец приводной цепи 77 пропущен через болты 76, расположенные на внутренних пластинах 66, и далее крепится к торцевому болту 81, прикрепленному к трубке 54 для снарядов. На фиг. 8 устройство 53 снабжено парой удлиненных снарядов 58, выполненных в форме пули и имеющих заостренный конец 56 и противоположный квадратный тыльный торец 60, при этом корпус снаряда предпочтительно выполнен из высокоплотного материала, такого как сталь. Снаряды 58 закреплены с возможностью разъединения внутри пары трубок 54 для снарядов с помощью срезных штифтов 89, крепящих снаряды 58 к трубкам 54 для снарядов аналогичным образом, как описывалось в первом предпочтительном примере осуществления. Трубка 54 для снарядов соединена с помощью резьбы с трубкой 62 для взрывчатого вещества, содержащей заряд взрывчатого вещества 64 аналогичным образом, как описывалось ранее в первом предпочтительном примере осуществления. Противоположный конец 68 приводной цепи 77 также протянут через внутреннюю пластину 66 и соединен со слабой пружиной 75, которая, в свою очередь, прикреплена с помощью торцевого болта 82 к трубке 54 для снарядов. Верхний стопор 78 трубки соединен с несущими пластинами 63, благодаря чему обеспечивается возвращение устройства 53 в положение параллельно несущим пластинам 63, но не выходя за эти пределы, для извлечения устройства из ствола скважины. Нижний стопор 80 трубки функционирует аналогичным образом, обеспечивая поворот устройства 53 при его нахождении в стволе скважины строго перпендикулярно несущим пластинам 63 (см. фиг. 8). Несущие пластины 63 могут быть снабжены удлинителем 74 на дальнем конце 70 для его расположения в ответвлении ствола скважины R с целью стабилизации устройства 53 во время поворота. Удлинитель 74 снабжен переходником 84, обеспечивающим сужение диаметра для крепления ниппеля 76 на торце переходника 84. На торце ниппеля 76 размещают центрирующий наконечник 83 конической пробки, который далее устанавливается в ответвление ствола скважины R для обеспечения стабильности. Наконечник 83 конической пробки закруглен для облегчения установки внутри ответвления ствола скважины. В способе, проиллюстрированном на фиг. 10, 11 и 12, устройство 53, включающее трубку 62 для взрывчатого вещества, а также два снаряда 58, размещенные внутри двух трубок 54 для снарядов, подвешено к лифтовой колонне 51 большого диаметра, служащей для транспортировки и подвешивания устройства 53 при опускании устройства 53 по обсадным трубам С в большую полость или необсаженную скважину Н ниже обсадных труб, которые образуют продолжение скважины (не показано). Устройство 53 опускается в положении параллельном дополнительным несущим пластинам 63, прикрепленным болтами к лифтовой колонне 51 большого диаметра (см. фиг. 11 А). Лифтовая колонна 51 большого диаметра может быть снабжена секциями труб для увеличения расстояния транспортировки устройства 53 для снарядов в необсаженную скважину. Это также позволяет пользователю перемещать устройство 53 в вертикальном, а также в горизонтальном направлении, как показано на фиг. 12 А. После опускания устройства 53 в необсаженную скважину несущие пластины 63, снабженные конической пробкой 83 на дальнем конце, размещают в ответвлении ствола скважины R для обеспечения большей устойчивости. Затем устройство 53 для снарядов поворачивают на требуемый угол выстрела путем запуска редукторного электродвигателя 69, который, в свою очередь, вращает цепь 73 ведущего зубчатого колеса вокруг зубчатых колес 71 и 72. Это вращение далее приводит во вращение зубчатое колесо 72, в результате чего удлиняется приводная цепь 77, ослабляется пружина 75 и укорачивается противоположный конец 68 цепи (см. фиг. 11 В). На поверхности на провод 85 запального устройства подается электрический заряд, который перемещается вниз по проводу 85 запального устройства, проходящему через лифтовую колонну 51 большого диаметра. Провод пропущен через приводную цепь 77,проходит вдоль боковой поверхности трубки 54 для снарядов и соединен с запальным устройством, расположенным в центре трубки 62 для взрывчатого вещества. Электрический заряд, достигший запального устройства 87 по проводу 85 запального устройства, вызывает воспламенение заряда взрывчатого вещества 64. Взрывная разгрузка срезает срезные штифты 89, в результате чего происходит быстрое выталкивание снарядов 58. Снаряды 58 вылетают из трубок 54 для снарядов и проходят расстояние, о котором говорилось выше, в толще пласта (см. фиг. 10, 11 С и 12D). После вылета снарядов 58 трубка 62 для взрывчатого вещества, соединенная с помощью резьбы с трубками 54 для снарядов, ориентируется таким образом, чтобы она находилась в положении, параллельном несущим пластинам 63, как показано на фиг. 7. Это ориентирование осуществляется путем вращения ведущего зубчатого колеса 73, которое, в свою очередь, вращает зубчатое колесо 72, вызывая удлинение противоположного конца цепи 68, в результате чего происходит укорачивание приводной цепи 77 и, в конечном счете, подтягивание и установка трубки 54 для снаряда параллельно несущей пластине 63. Верхний стопор 78 трубки предотвращает прохождение устройства 53 за пределы несущих пластин 63. Затем поднимают лифтовую колонну 51 большого диаметра для извлечения устройства 53 и несущих пластин 63 из ствола скважины. В предпочтительном примере осуществления и в альтернативных примерах осуществления изобре-4 008472 тения описываются два снаряда, при этом снаряды устанавливаются торцами друг к другу, в то время как заряд взрывчатого вещества размещают между ними с целью гашения отдачи. В другом примере осуществления может использоваться один снаряд с прикрепленным зарядом взрывчатого вещества на одном конце, снабженный пробкой или стопором на противоположном конце таким образом, чтобы при детонации взрывчатого вещества снаряду передавалась вся энергия взрыва и обеспечивалось его перемещение в одном направлении. Таким образом, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что, несмотря на вышеприведенные и описанные предпочтительные варианты изобретения, в него могут быть внесены вышеприведенные и иные изменения, которые не выходят за пределы существа и объема изобретения,определенные прилагаемой формулой изобретения или ее приемлемым эквивалентом. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство (9, 53) для проникновения в полость в забое ствола скважины в подземной формации,в которой диаметр полости превышает диаметр ствола скважины, при этом устройство включает механизм (11, 14, 54, 58) для проникновения в полость, при этом механизм включает удлиненный узел для снарядов, имеющий снаряд, расположенный в указанном узле, и заряд взрывчатого вещества(15, 64), размещенный позади указанного снаряда, при этом длина узла для снарядов больше диаметра указанного ствола скважины, но меньше диаметра полости; подвесной элемент (22, 63), включающий механизм для перемещения указанного подвесного элемента по стволу скважины, при этом узел для снарядов установлен с возможностью поворота на наружной части указанного подвесного элемента для размещения параллельно указанному подвесному элементу; механизмы (23, 25, 27, 28, 35, 37, 43, 51, 63-68 и 71-77) для обеспечения поворота указанного узла для снарядов между первым положением, в целом являющимся параллельным продольной оси ствола скважины, и вторым положением, в целом являющимся перпендикулярным продольной оси ствола скважины; и механизм (19, 21, 85, 87) для детонирования указанного заряда взрывчатого вещества, в результате чего производится выстрел указанным снарядом в стену полости. 2. Устройство по п.1, в котором снаряд включает удлиненный металлический стержень. 3. Устройство по п.1, в котором пара указанных снарядов расположена тыльными торцами друг к другу (встык), между которыми размещен заряд взрывчатого вещества. 4. Устройство по п.1, в котором указанный детонирующий механизм включает запальный элемент и провод запального устройства (21, 85), идущий от заряда взрывчатого вещества до поверхности над стволом скважины. 5. Устройство по п.1, в котором указанный поворотный механизм включает проволочные элементы,прикрепленные к подвесному элементу и узлу для снарядов. 6. Устройство по п.4, в котором указанный заряд взрывчатого вещества и запальный элемент герметизированы в водонепроницаемых отделениях. 7. Устройство по п.1, в котором указанный подвесной элемент имеет стопоры (33, 34, 78, 80), с помощью которых обеспечивается позиционирование узла для снарядов внутри полости. 8. Устройство по п.1, в котором снаряд размещен в первой трубке (14, 54) и заряд взрывчатого вещества размещен во второй трубке, присоединенной к первой трубке с помощью резьбового соединения. 9. Устройство (53) для проникновения в подземную формацию, окружающую необсаженную скважину, расположенную в нижней части ствола скважины, при этом диаметр ствола скважины меньше диаметра указанной необсаженной скважины, включающее как минимум, один удлиненный снаряд; заряд взрывчатого вещества (64), размещенный позади снаряда, при этом снаряд и заряд взрывчатого вещества расположены в трубках, которые соединены между собой с помощью резьбы, образуя трубчатый корпус (14); указанный трубчатый корпус, длина которого несколько меньше диаметра необсаженной скважины, но больше диаметра ствола скважины; механизм для транспортировки указанного трубчатого корпуса по стволу скважины, при этом указанный механизм транспортировки включает подвесной элемент и трубчатый корпус, установленные с возможностью поворота на указанном подвесном элементе; механизм для ориентирования указанного трубчатого корпуса между первым положением, являющимся в целом параллельным продольной оси ствола скважины, и вторым положением, являющимся в целом перпендикулярным продольной оси ствола скважины; механизм для детонирования указанного заряда взрывчатого вещества и механизм для выстреливания каждого из снарядов в формацию, окружающую необсаженную скважину. 10. Устройство по п.9, в котором указанный детонирующий механизм включает провод запального-5 008472 устройства (85), идущий к поверхности скважины. 11. Устройство по п.9, в котором пара указанных снарядов устанавливается тыльными торцами друг к другу (встык) и указанный заряд взрывчатого вещества размещают между смежными торцами пары указанных снарядов. 12. Способ для выстреливания удлиненного снаряда в подземную формацию, включающий следующие шаги: установку снарядов в трубке; размещение заряда взрывчатого вещества позади снаряда внутри трубки; перемещение указанной трубки, содержащей снаряд и заряд взрывчатого вещества, по стволу скважины в большую полость в забое ствола скважины; ориентирование трубки под выбранным углом выстрела внутри полости и детонирование указанного заряда взрывчатого вещества для выстреливания снаряда из трубки в указанную формацию. 13. Способ по п.12, включающий следующие шаги: расположение трубки и снаряда параллельно стволу скважины для продольного перемещения по стволу скважины и поворот трубки и снаряда на заданный угол выстрела внутри полости. 14. Способ по п.13, включающий шаг установки трубки и снаряда на несущем элементе для перемещения по стволу скважины. 15. Способ по п.12, дополнительно включающий шаг поворота снарядного устройства и взрывного элемента параллельно указанному несущему элементу для извлечения снарядного устройства и взрывного элемента из скважины. 16. Способ по п.12, дополнительно включающий шаг направления указанного снарядного устройства и взрывного элемента в необсаженной скважине вдоль горизонтальной плоскости. 17. Устройство по п.9, в котором трубчатый корпус установлен на внешней поверхности подвесного элемента. 18. Устройство по п.9, в котором механизм ориентирования включает проволочные элементы, прикрепленные к подвесному элементу и трубчатому корпусу.

МПК / Метки

МПК: E21B 43/116

Метки: способ, подземных, формаций, устройство, бурения

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/12-8472-sposob-i-ustrojjstvo-dlya-bureniya-podzemnyh-formacijj.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ и устройство для бурения подземных формаций</a>

Похожие патенты