Разработка студентки Новосибирского политеха поможет добывать больше нефти и газа с помощью направленных взрывов

Один из распространенных инструментов добычи нефти — кумулятивные перфораторы.

Это устройства, состоящие из средств ания и герметичных корпусов, внутри которых находятся кумулятивные заряды, расположенные с определенной частотой по длине всего перфоратора. Приток нефти и а зависит от характеристик этих зарядов.

«По окончании бурения нефтяной или овой скважины ее стенки закрепляют обсадными трубами и цементируют. Нефтеоносные пласты (порода, пропитанная ю, ом и водой) перекрываются обсадными трубами и цементным кольцом. Приток в такую скважину невозможен, пока не будет условий для сообщения продуктивного пласта со скважиной. Чтобы обеспечить нефти и а из пласта, в обсадной колонне и окружающем ее цементном кольце создают отверстия, обеспечивающие сообщение между пластом и скважиной: по этим каналам и поступают в скважину. Как правило, на современном уровне развития технологий отверстия в колонне и цементном кольце создают с ю кумулятивных зарядов. Этот процесс и есть кумулятивная перфорация», — объясняет разработчик новой конструкции кумулятивного заряда перфоратора, студентка 6 курса специалитета факультета летательных аппаратов НГТУ НЭТИ Екатерина Гриф.

Глобальные проблемы скважинной перфорации — малый полезных ископаемых, пескопроявление (засорение перфорационных каналов песком), разрушение цементных стенок скважины из-за излишнего фугасного действия. Эти проблемы решаются повышением глубины и диаметра перфорационных каналов, увеличением мощностных характеристик инструментов перфорации. Наиболее эффективным и универсальным сейчас признан кумулятивный способ перфорации.

«Основная решенная проблема — малый размер площадей сечений пробитых отверстий в трубе, цементном кольце и отверстий перфорационных каналов. Именно ее решение фигурирует как технический результат запатентованного нами изобретения», — отметила Екатерина Гриф.

Взрывать более мощные заряды в скважине просто нельзя, так как это грозит ее полным разрушением. «Повышение мощности кумулятивного заряда не решение проблемы. Наоборот, заряды, имеющие высокое фугасное действие, вызывают разрушение обсадной трубы и цементного кольца, что в корне нежелательно. Именно поэтому в известных конструкциях перфорационных зарядов такое малое количество чатого вещества: его цель — не создать мощный , а сообщить необходимую для эффективного струеобразования энергию металлу кумулятивной облицовки», — говорит Екатерина Гриф.

В базовой (кумулятивный заряд перфоратора только с конической формой облицовки) в конструкцию кумулятивного заряда перфоратора включаются облицовка с линзовым узлом, которые эффективно формируют комбинацию из кумулятивных струй, пробивающих отверстия, практически равные наружному диаметру кумулятивного заряда. Кумулятивная струя — это сформированный из металла кумулятивной облицовки высокоскоростной поток металла, который возникает после подрыва заряда и перемещается вдоль его оси.

В НГТУ НЭТИ кумулятивные заряды оборудовали комбинацией из конической и кольцевой V-образной облицованных металлом выемок: эта комбинация создаст две кумулятивные струи — центральную и кольцевую. Облицовка позволяет формировать отверстия оптимальной глубины, при этом диаметр отверстий соответствует практически диаметру самого заряда, тогда как штатные заряды позволяют формировать отверстия, в несколько раз меньшие по диаметру, чем сам заряд.

  Владислав Капитонов назначен директором по экономике и финансам ООО «Мечел-Энерго»

«Сейчас у штатных кумулятивных зарядов облицовка ного типа — только коническая. Они формируют одну металлическую струю, позволяющую, согласно открытым данным, пробивать отверстия диаметром не более одного дюйма. Наша облицовка позволяет сформировать отверстие (комбинацию отверстий) с большим диаметром: посередине идет ная тонкая кумулятивная струя, а вокруг нее — кольцевая», — комментирует Екатерина Гриф.

Через отверстия маленького диаметра полезных ископаемых в скважину слабый. Но если увеличить диаметр формируемых отверстий, то можно повысить нефти или а в скважину. При работе с новой облицовкой кумулятивного заряда, согласно проведенным численным ам, поперечное сечение пробитого отверстия увеличилось в 1,5 раза: при конической форме облицовки линейная величина поперечного сечения равна 1,8 см, при новой форме — 2,6 см. Площадь поперечного сечения пробитого отверстия увеличилась в 4,5 раза: при конической форме облицовки площадь равна 2,57 см2, при новой форме — 11,78 см2.

«Наша задача — реализовать концепцию формирования кумулятивных струй двух видов и при этом сохранить возможность использовать нашу конструкцию в составе штатных кумулятивных перфораторов, оснащенных штатными средствами ания. Чтобы кумулятивный заряд было возможно использовать в ных перфораторах, мы использовали базовый корпус с креплением под детонатор, но при этом внутри заряда установили специальную кумулятивную облицовку, чтобы заряд давал большие массоэнергетические характеристики формируемых кумулятивных элементов: сохранял глубину и увеличивал диаметр отверстия. Однако подобный эффект возможен лишь при определенном распространении детонационной волны внутри чатого вещества, что было невозможно при его детонации от ного ного устройства, установленного на дне корпуса. Мы решили эту задачу, включив в конструкцию заряда специальный линзовый узел — устройство детонационной оптики, которое на выходе формирует в основном заряде чатое вещество с детонационной волной требуемого профиля», — отмечает Екатерина Гриф.

Реализация а позволит повысить эффективность добычи стратегически важного сырья, а также, при альтернативном использовании предложенных решений, повысить поражающее действие средств и боеприпасов, предназначенных для поражения бронетехники, морских целей и др.

«У отверстий есть определенный срок службы: спустя какое-то время они забиваются. Если отверстие маленького диаметра, то логично, что оно забьется быстрее. Наша разработка позволяет делать отверстия большего диаметра, при этом благодаря дополнительным изменениям, вносимым в конструкцию облицовки, мы получаем каналы достаточно ровные и гладкие, соответственно, отверстия «зарастают» дольше. Отверстия можно прочищать. Это возможно и для кумулятивных зарядов, которыми оснащены кумулятивные перфораторы сейчас, но эффект будет коротким», — комментирует Екатерина Гриф.

Сейчас разработчики оптимизируют конструкции облицовки кумулятивного заряда и линзового узла.

Разработка студентки ого политеха поможет добывать больше нефти и а с ю направленных ов

Один из распространенных инструментов добычи нефти — кумулятивные перфораторы. Это устройства, состоящие из средств ания и герметичных корпусов, внутри которых находятся кумулятивные заряды, расположенные с определенной частотой по длине всего перфоратора. Приток нефти и а зависит от характеристик этих зарядов.

  Несколько домов Читы остались без электроэнергии по вине «Водоканала»

«По окончании бурения нефтяной или овой скважины ее стенки закрепляют обсадными трубами и цементируют. Нефтеоносные пласты (порода, пропитанная ю, ом и водой) перекрываются обсадными трубами и цементным кольцом. Приток в такую скважину невозможен, пока не будет условий для сообщения продуктивного пласта со скважиной. Чтобы обеспечить нефти и а из пласта, в обсадной колонне и окружающем ее цементном кольце создают отверстия, обеспечивающие сообщение между пластом и скважиной: по этим каналам и поступают в скважину. Как правило, на современном уровне развития технологий отверстия в колонне и цементном кольце создают с ю кумулятивных зарядов. Этот процесс и есть кумулятивная перфорация», — объясняет разработчик новой конструкции кумулятивного заряда перфоратора, студентка 6 курса специалитета факультета летательных аппаратов НГТУ НЭТИ Екатерина Гриф.

Глобальные проблемы скважинной перфорации — малый полезных ископаемых, пескопроявление (засорение перфорационных каналов песком), разрушение цементных стенок скважины из-за излишнего фугасного действия. Эти проблемы решаются повышением глубины и диаметра перфорационных каналов, увеличением мощностных характеристик инструментов перфорации. Наиболее эффективным и универсальным сейчас признан кумулятивный способ перфорации.

«Основная решенная проблема — малый размер площадей сечений пробитых отверстий в трубе, цементном кольце и отверстий перфорационных каналов. Именно ее решение фигурирует как технический результат запатентованного нами изобретения», — отметила Екатерина Гриф.

Взрывать более мощные заряды в скважине просто нельзя, так как это грозит ее полным разрушением. «Повышение мощности кумулятивного заряда не решение проблемы. Наоборот, заряды, имеющие высокое фугасное действие, вызывают разрушение обсадной трубы и цементного кольца, что в корне нежелательно. Именно поэтому в известных конструкциях перфорационных зарядов такое малое количество чатого вещества: его цель — не создать мощный , а сообщить необходимую для эффективного струеобразования энергию металлу кумулятивной облицовки», — говорит Екатерина Гриф.

В базовой (кумулятивный заряд перфоратора только с конической формой облицовки) в конструкцию кумулятивного заряда перфоратора включаются облицовка с линзовым узлом, которые эффективно формируют комбинацию из кумулятивных струй, пробивающих отверстия, практически равные наружному диаметру кумулятивного заряда. Кумулятивная струя — это сформированный из металла кумулятивной облицовки высокоскоростной поток металла, который возникает после подрыва заряда и перемещается вдоль его оси.

В НГТУ НЭТИ кумулятивные заряды оборудовали комбинацией из конической и кольцевой V-образной облицованных металлом выемок: эта комбинация создаст две кумулятивные струи — центральную и кольцевую. Облицовка позволяет формировать отверстия оптимальной глубины, при этом диаметр отверстий соответствует практически диаметру самого заряда, тогда как штатные заряды позволяют формировать отверстия, в несколько раз меньшие по диаметру, чем сам заряд.

«Сейчас у штатных кумулятивных зарядов облицовка ного типа — только коническая. Они формируют одну металлическую струю, позволяющую, согласно открытым данным, пробивать отверстия диаметром не более одного дюйма. Наша облицовка позволяет сформировать отверстие (комбинацию отверстий) с большим диаметром: посередине идет ная тонкая кумулятивная струя, а вокруг нее — кольцевая», — комментирует Екатерина Гриф.

  «Газпром нефть» расширяет ассортимент производимых смазочных материалов

Через отверстия маленького диаметра полезных ископаемых в скважину слабый. Но если увеличить диаметр формируемых отверстий, то можно повысить нефти или а в скважину. При работе с новой облицовкой кумулятивного заряда, согласно проведенным численным ам, поперечное сечение пробитого отверстия увеличилось в 1,5 раза: при конической форме облицовки линейная величина поперечного сечения равна 1,8 см, при новой форме — 2,6 см. Площадь поперечного сечения пробитого отверстия увеличилась в 4,5 раза: при конической форме облицовки площадь равна 2,57 см2, при новой форме — 11,78 см2.

«Наша задача — реализовать концепцию формирования кумулятивных струй двух видов и при этом сохранить возможность использовать нашу конструкцию в составе штатных кумулятивных перфораторов, оснащенных штатными средствами ания. Чтобы кумулятивный заряд было возможно использовать в ных перфораторах, мы использовали базовый корпус с креплением под детонатор, но при этом внутри заряда установили специальную кумулятивную облицовку, чтобы заряд давал большие массоэнергетические характеристики формируемых кумулятивных элементов: сохранял глубину и увеличивал диаметр отверстия. Однако подобный эффект возможен лишь при определенном распространении детонационной волны внутри чатого вещества, что было невозможно при его детонации от ного ного устройства, установленного на дне корпуса. Мы решили эту задачу, включив в конструкцию заряда специальный линзовый узел — устройство детонационной оптики, которое на выходе формирует в основном заряде чатое вещество с детонационной волной требуемого профиля», — отмечает Екатерина Гриф.

Реализация а позволит повысить эффективность добычи стратегически важного сырья, а также, при альтернативном использовании предложенных решений, повысить поражающее действие средств и боеприпасов, предназначенных для поражения бронетехники, морских целей и др.

«У отверстий есть определенный срок службы: спустя какое-то время они забиваются. Если отверстие маленького диаметра, то логично, что оно забьется быстрее. Наша разработка позволяет делать отверстия большего диаметра, при этом благодаря дополнительным изменениям, вносимым в конструкцию облицовки, мы получаем каналы достаточно ровные и гладкие, соответственно, отверстия «зарастают» дольше. Отверстия можно прочищать. Это возможно и для кумулятивных зарядов, которыми оснащены кумулятивные перфораторы сейчас, но эффект будет коротким», — комментирует Екатерина Гриф.

Сейчас разработчики оптимизируют конструкции облицовки кумулятивного заряда и линзового узла.

йте наш Телеграм-канал https://t.me/ieport_new

Pin It

Добавить комментарий