​Один из распространенных инструментов добычи нефти – кумулятивные перфораторы. Это устройства, состоящие из средств взрывания и герметичных корпусов, внутри которых находятся кумулятивные заряды. Они расположены с определенной частотой по длине всего перфоратора. Приток нефти и газа зависит от характеристик этих зарядов. 
 
«По окончании бурения нефтяной или газовой скважины ее стенки закрепляют обсадными трубами и цементируют. Нефтегазоносные пласты (порода, пропитанная нефтью, газом и водой) перекрываются обсадными трубами и цементным кольцом. Приток в такую скважину невозможен, пока не будет условий для сообщения продуктивного пласта со скважиной, – объясняет разработчик новой конструкции кумулятивного заряда перфоратора, студентка 6 курса специалитета факультета летательных аппаратов НГТУ НЭТИ Екатерина Гриф. – Чтобы обеспечить приток нефти и газа из пласта, в обсадной колонне и окружающем ее цементном кольце создают отверстия, обеспечивающие сообщение между пластом и скважиной: по этим каналам нефть и газ поступают в скважину. Как правило, на современном уровне развития технологий отверстия в колонне и цементном кольце создают с помощью кумулятивных зарядов. Этот процесс и есть кумулятивная перфорация».
 
Глобальные проблемы скважинной перфорации – малый приток полезных ископаемых, засорение перфорационных каналов песком, разрушение цементных стенок скважины из-за излишнего фугасного действия. Эти проблемы решаются повышением глубины и диаметра перфорационных каналов, а также увеличением мощностных характеристик инструментов перфорации. Наиболее эффективным и универсальным сейчас признан кумулятивный способ.
 
«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 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 взрывчатого вещества: его цель – не создать мощный взрыв, а сообщить необходимую для эффективного струеобразования энергию металлу кумулятивной облицовки», – говорит Екатерина.
 
В базовой технологии (кумулятивный заряд перфоратора только с конической формой облицовки) в конструкцию кумулятивного заряда перфоратора включаются облицовка с линзовым узлом, которая 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. Увеличенный диаметр формируемых отверстий, позволит повысить приток нефти или газа в скважину. 
 
«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.

Источники

Технологию направленных взрывов для добычи большего количества нефти и газа улучшили.
Advis.ru, 16/10/2020
Технологию направленных взрывов для добычи большего количества нефти и газа улучшили
ТАСС, 16/10/2020
Ученые нашли способ добывать больше нефти и газа с помощью направленных взрывов
Министерство науки и высшего образования РФ (minobrnauki.gov.ru), 16/10/2020
Добывать больше нефти и газа с помощью направленных взрывов позволит разработка студентки НГТУ НЭТИ
Informio.ru, 19/10/2020
Нефть при помощи взрывчатки предложили добывать студенты НГТУ
Все новости Новосибирской области (vn.ru), 22/10/2020
Нефть при помощи взрывчатки предложили добывать студенты НГТУ
Новости Новосибирска (novosibirsk-news.net), 22/10/2020
Нефть при помощи взрывчатки предложили добывать студенты НГТУ
Gorodskoyportal.ru/novosibirsk, 22/10/2020
Нефть при помощи взрывчатки предложили добывать студенты НГТУ
Промышленная Сибирь (sibindustry.ru), 23/10/2020

Похожие новости

  • 24/07/2018

    О путях развития региональной энергетики

    Наверное, сегодня уже никто не будет спорить с тем, что создание мини-электростанций и перевод газовых котельных в режим комбинированной выработки тепла и электричества – один из основных путей развития региональной энергетики.
    1178
  • 19/04/2019

    НГТУ принял участие в создании энергоэффективного электровоза для алмазной шахты

    ​На руднике «Интернациональный», принадлежащем компании «АЛРОСА», начались промышленные испытания уникального шахтного электровоза на аккумуляторах портфельной компании РОСНАНО «Лиотех». Тестирование оборудования продлится полгода.
    658
  • 06/04/2017

    Новосибирские инженеры создали платформу для корректировки траектории бурения скважин

    Проект программной платформы для комплексного геофизического сопровождения добычи полезных ископаемых Geoleum стал одним из резидентов новосибирского Технопарка (Академпарка) по итогам бизнес- ускорителя "А: СТАРТ".
    1801
  • 11/03/2019

    В Новосибирске испытывают самый мощный в России накопитель электроэнергии

    ​Испытания накопителя электроэнергии мощностью более мегаватта завершают сегодня в новосибирском промышленно-логистическом парке. В России аналогов такому устройству нет. Система накопления — это множество аккумуляторов под управлением электроники.
    859
  • 16/10/2020

    НГУ подал заявку на создание инновационного центра

    Новосибирский государственный университет (НГУ) подал в Министерство экономического развития РФ заявку на создание инновационного научно-технологического центра (ИНТЦ) в новосибирском Академгородке на базе университета, сообщил ректор НГУ Михаил Федорук.
    320
  • 17/01/2018

    В НГТУ создано программное обеспечение, реализующее высокоразрешающие методы обработки геолого-разведочных данных

    На кафедре прикладной математики опорного Новосибирского государственного технического университета в рамках проекта, финансируемого федеральной целевой программой «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы», создано программное обеспечение нового поколения, реализующее высокоразрешающие методы обработки геолого-разведочных данных.
    1136
  • 09/12/2019

    НГТУ НЭТИ представит свои разработки на «ВУЗПРОМЭКСПО—2019»

    ​11 декабря в Москве стартует Национальная выставка «ВУЗПРОМЭКСПО—2019», которая демонстрирует результаты реализации государственных и федеральных целевых программ в сфере науки и промышленности.  Инженеры и ученые НГТУ НЭТИ представят установку для in-situ исследования эволюции структуры металлов и сплавов в процессе сухого трения скольжения, которая предположительно будет использоваться в работах Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ»).
    854
  • 06/03/2019

    Созданный новосибирскими учеными магнитный двигатель успешно прошел заводские испытания

    ​Первый в России синхронный двигатель с постоянными магнитами для рудничного электровоза, разработанный учеными кафедры электромеханики факультета мехатроники и автоматизации Новосибирского государственного технического университета (НГТУ), успешно прошел первые испытания.
    1514
  • 03/11/2020

    Морозостойкий электромобиль разработал студент из Новосибирска

    ​​Максим Социховский, студент 1 курса магистратуры НГТУ НЭТИ, подготовил уникальный научный проект по модернизации системы отопления электромобилей. С ее помощью транспортное средство сможет продолжать движение при температуре -30°C.
    200
  • 27/03/2017

    Новосибирские ученые создали материал, обеспечивающий 30 лет непрерывной работы химического реактора

    Ученые из Института ядерной физики (ИЯФ) СО РАН и Новосибирского государственного технического университета (НГТУ) создали новую технологию сплавления титана и тантала, в результате чего получили особо стойкий к коррозии и агрессивным средам материал.
    3273