Олданылатын техникалар

Ұңғыманы перфорациялаудың төрт әдісі бар: пулевая (оқпен тесу), торпедалы, кумулятивті, құмағынды.

Перфорациялаудың алғашқы үш әдісі өндірісте геофизикалық қондырғылардың көмегімен жүргізіледі. Сол себептен перфорациялаудың осы түрлерінің техникалық және технологиялық бөлшектері өндірістік геофизика курсында оқытылады. Құм ағынды перфорациялау мұнай кәсіпшілігінің қызметімен және техникалық жабдықтарымен жүргізіледі.

Оқпен тесу кезінде (пулевая перфорация) ұңғымаға электр кабелімен бірге оқпен ататын қондырғы түсіріледі, ол диаметрі 12,5 мм болатын оқпен оқталған бірнеше ұңғымадан тұрады. Қондырғы іші жарылғыш затпен толтырылып және детонатор орналасқан. Электр импульсі берілгенде жарылыс пайда болып оқтар тізбекті және цемент қабырғасын тесіп қабатқа жол ашады.

ПБ-2 оқпен тескіш перфоратор бірнеше секциядан тұрады. Секцияның бойында екі немесе төрт тігінен ойылған канал орналасқан, ал ұңғыма оқпен оқталып саңылаусыздандырылған. Секцияның жоғарғы жағы жарылғыш затпен толтырылған. Детонаторға электр тогы берілгенде жарылыс пайда болып камерадағы газдың қысымы 2 мың МПа-ға жетеді. Осы қысымның әсерінен ұңғымалардағы оқтар ұшып тізбек қабырғасын тесіп қабатқа енеді. Қабатқа ену тереңдігі тау жынысының қаттылығына және перфоратордың түріне байланысты, ал каналдардың диаметрі 12 мм шамасында болады.

3.5 - суретте ПВН-90 тік-қисық сызықты ұңғымасы бар оқпен тескіш перфоратор көрсетілген. Ұңғымаларының тік орналасуы кезінде қуыс көлемі және ұңғыма ұзындығы үлкен болады. Бір қуыс бөлмесі екі ұңғымаға бірдей жарылу энергиясын береді. Бір бөлмедегі жарылғыш заттың салмағы 90 г. Ондағы қысым төмен, және шамамен алғанда 0,6÷0,8 мың МПа. Бұл алғашқыда оқтың ұшу жылдамдығын жоғарылатады. Тау жыныстарындағы тесілген каналдардың диаметрі 20 мм ұзындығы 145÷350 мм.

Оқпен тесудің (пулевой перфоратор) екі түрі бар:

- көлденең ұңғымалы перфораторлар. Бұл түрдегі ұңғыманың ұзындығы кіші және перфоратордың габариттік өлшемі шектелген болады.

- тік ұңғымалы перфораторлардың, соңғы жағында оқтың бағытын өзгертетін ауытқыштар орналасқан.

3.5-сурет. ПВН-90 тік-қисық сызықты ұңғымасы

бар оқпен тескіш перфоратор.

Торпедалық перфорация кабельмен түсірілетін, жарылғыш оқтарының диаметрі 22 мм болатын қондырғымен жүзеге асады. Бір оқтағы жарылғыш заттың салмағы 5 г. Қондырғы көлденең екі ұңғымадан тұратын секциялардан тұрады. Жарылғыш оқ детонатормен жабдықталған. Бір камерадағы жарылғыш заттың салмағы 27 г. Сынақ қорытындысы бойынша жарылу нәтижесінде 100÷160 мм тереңдікке енеді де, диаметрі 22 мм болатын канал жасайды. 1 метр ұзындықтағы фильтрге төрт тесіктен артық тесік жасалмайды. Оқпен және торпедамен перфорациялауды қолдану шектеулі.

Кумулятивті перфорациялауда оқ та, жарылғыш затта қолданылмайды, онда атқыш перфоратор қолданылады. Кумулятивті ағын бастапқыда 6-8 км/с жылдамдыққа дейін, ал қысым 0,15÷0,3 млн. МПа–ға дейін жетеді. Кумулятивті зарядпен атқылаған кезде диаметрі 8÷14 мм болатын, тереңдігі 350 мм болатын жіңішке канал жасайды. Каналдардың өлшемдері тау жынысының қаттылығына және перфоратордың түріне байланысты болады. Кумулятивті перфораторлар көлденең атуға арналған және оның екі түрі болады: қорапты (корпусты) және қорапсыз (корпуссыз).

Қорабы бар перфораторларды қайта зарядтап бірнеше рет қолдануға болады, ал қорапсыз перфораторлар бір рет қана пайдаланылады.

Қазіргі уақытта кеңінен таралған ПК-105ДУ қорапты кумулятивті перфоратор қондырғысын қарастыралық (3.6-сурет). Электр импульсы перфоратордың төменгі бөлігінде орналасқан жарылғыш патронға 1 беріледі.

Жарылу кезінде заряд бірінен екіншісіне детонатор шнурымен 2 барлық зарядты соққылағышқа береді. Қорапты перфораторлар бір түсіргенде 3,5 м-ге дейінгі аралықты атуға күші жетеді, ал бір рет пайдаланылатын қорапты перфоратор 10 м-ге дейін және қорапсыз немесе ленталы перфораторлар 30 м-ге дейін атуға арналған. Ленталы перфораторлар (3.7-сурет) қораптыдан жеңілдеу, бірақ оларды қолдану ұңғыма түбіндегі қысымға және температураға байланысты шектелген. Себебі оның детонатор шнуры және жарылғыш патроны тікелей сұйыққа батып тұрады.

3.6 - сурет. ПК105ДУ қорапты 3.7-сурет. ПКС105 ленталы

кумулятивті перфоратордың кумулятивті перфораторы.

қондырғы жабдығы.

1-жарылғыш патрон; 2-детонатор КН-кабельдің шеті; 1-перфоратор шнуры; 3-кумулятивті заряд; басы; 2-болат лента; 3-детонатор

4- электр желісі. шнуры; 4-кумулятивті заряд;

5-жарылғыш патрон; 6- салмақ.

Гидроқұмағынды перфорациялау кезінде ұңғыма қабырғасын тесу сорапты компрессорлық - құбырдың түп жағына бекітілген арнайы тұнбаға толтырылған (құм мен сұйық араласқан) құмағынды қондырғыдан үлкен жылдамдықпен ұшатын тұнбаның көмегімен жүзеге асады. Құм мен сұйық қосылған тұнба арнайы машина үстіне орнатылған қондырғыда дайындалып, үлкен қысыммен сорапты–компрессорлы құбырға айдалады да, құбыр аралық кеңістікпен жоғары көтеріліп шығады. Бұл салыстырмалы түрде қабатты ашудың жаңа әдісі болып табылады және бұл әдісті тек перфорациялауға ғана емес, сонымен қатар жер асты жөндеу жұмыстарына және қабатқа әсер ету әдістерінде де қолданылады.

Гидроқұмағынды перфорациялау кезінде тізбектегі, цемент тасындағы тесіктің және тау жынысындағы каналдардың түзілуі құм-сұйық ағынының үлкен жылдамдықтағы ағынының берілуінің әсерінен пайда болады. Қысымның төмендеуі бұл кезде 15÷30 МПа-ға жетеді. Қабатта пішіні алмұрт тәрізді қуыс пайда болады. Қабырғаға сынау кезінде 0,5 метрлік каналдар түзілген. Ғылыми-зерттеу институтында жүргізілген сынақтың нәтижесінде жобалауға қажетті жүйе параметрлерінің арасындағы қатынасты орнатуға мүмкіндік берді .

Қабырғаға әсер ету уақыты 15÷20 минуттан аспау керек, себебі әсер етудің ұзақтығы каналдарды үлкейтпейді. Перфорациялау сорапты-компрессорлық құбырға түсірілетін құмағынды аппараттың көмегімен жүргізіледі.

АП-6М аппаратының құрылысында (3.8-сурет), бір уақытта алты перфорациялық канал жасайтын, қабырғасында алты тесігі болады. Сорап агрегатының берілісі аз болған жағдайда тесіктердің кейбіреуі тығындағыштармен бітеліп қалуы мүмкін.

3.8-сурет. АП-5М құм ағынды перфораторға арналған аппарат.

1 - перфоратор қорабы; 2 – СКҚ мен жалғастыру резбасы; 3 -сығу клапанының шары; 4 – жоғарғы клапанның отырғызу сағасы; 5 – канал; 6 – отырғызу саптамасы; 7 – кіші диаметрлі төменгі шар; 8 – төменгі шар клапанының отырғышы; 9 – центратор; 10 – хвостовик.

Құмағынды аппаратта жоғарыдан түсіретін екі шар клапаны қарастырылған. Төменгі клапанның диаметрі жоғарғы клапанның ершігінен кіші болады, сол себептен төменгі шар жоғарғы клапанның ершігінен еркін өтіп кетеді. Аппаратты түсіргеннен кейін, ұңғыма сағасын бекітіп және оған сорап агрегатын жалғағаннан кейін жүйе жұмыс қысымынан 1,5 есе үлкен қысыммен сыналады. Сығу алдында жүйені саңылаусыздандыру мақсатында сорапты компрессорлық құбырға (СКҚ) жоғарғы клапаннан диаметрі 50 мм болатын шар (2) түсіріледі. Сығу біткеннен кейін сақиналы кеңістікпен сұйық айдап кері жуу кезінде жоғарғы шар алынып тасталады. Енді сорапты-компрессорлық құбырға төменгі - кіші шар (5) түсіріледі және ол ершікке отырғаннан кейін айдалатын сұйық тек саптама (3) арқылы шығады. Содан кейін сорапты-компрессорлық құбырға су-құм қоспасымен перфорациялау жүргізіледі. Сұйықтағы құмның концентрациясы 80÷100 кг/м³ құрайды. Құм ағынды перфорация кезінде сорапты - компрессорлық құбыр үлкен қуатта сыналады.

Бақылау сұрақтары:

1. Қазіргі таңда көп қолданылатын перфорацияның негізгі түрлері?

2. Перфорацияланған ұңғымаға сұйықтың ағып келуін қалай анықтайды?

3. Гидроқұмағынды перфорациялаудың ерекшелігі?