L'invention a pour objet un perforateur pour puits de type pétro- lier, et plus particulierement de cuvelages. Le perforateur est descendu avec un train de tiges qui peut store la colonne de production permanente ou la colonne d'essais de puits.Le perforateur selon l'invention n'obture pas l'extrEmite inférieure dudit train de tiges ou sabot ce qui permet le libre passage jusqu'au fond du puits de tout instrument qu'il pourrait etre nécessaire de descendre ultérieurement
La perforation des puits cuvelés et en particulier des puits petro- liers, généralement réalisée au cable électrique a l'aide de charges creuses descendues au droit de la zone à perforer et positionnées en cet endroit avec des moyens appropriés et que l'on peut classer en deux grandes catégories conventionnelles.The invention relates to a perforator for wells of the petroleum type, and more particularly to casings. The perforator is lowered with a drill string that can store the permanent production column or the well test column. The perforator according to the invention does not close the lower end of said drill string or shoe which allows the free passage to the bottom of the well of any instrument that may need to be lowered later
The perforation of cask wells, and in particular of oil wells, is generally carried out by means of hollow charges lowered to the right of the zone to be perforated and positioned there with appropriate means and which can be classified. in two major conventional categories.
La premiere catégorie est constituée par des perforateurs qui sont introduits dans le puits sans que la colonne de production ou d'essais et ses accessoires soient en place. Ceci permet d'accéder di- rectement au cuvelage et d'utiliser avantageusement des perforer teurs de gros diamBtreg munis de charges puissantes dont l'effet est de donner de gros orifices de perforation et une grande penétration dans la formation a produire ce qui améliore les caractérustiques de productivité du puits. Les chargea sont normalement contenues dans des canons a parois épaisses qui encaissent bien l'énergie créée au moment de l'explosion sur les cotés et l'carrière des charges creuses.Un autre avantage est de minimiser les défor- mations du cuvelage c'est-a-dire l'étanchéité externe a celui-ci assurée par une chemise de ciment. De plus, le tir peut se faire de façon multidirectionnelle avec une grande densité de charges par unité de longueur du canon.The first category consists of perforators which are introduced into the well without the production or test column and its accessories being in place. This allows direct access to the casing and advantageously uses large diameters punched with powerful loads whose effect is to give large perforation holes and a great penetration in the formation to produce what improves the perforations. Characteristics of well productivity. Charges are normally contained in thick-walled cannons that do well with the energy created at the time of the explosion on the sides and the quarry of the hollow charges. Another advantage is to minimize the deformation of the casing. ie the external sealing to the latter ensured by a cement jacket. In addition, shooting can be multidirectional with a high density of charges per unit length of the barrel.
Par contre, pour maintenir le puits en sécurité, c'est-a-dire pour éviter l'éruption de celui-ci due à la pression interne de la couche à produire -ou pression de gisement-, il est nécessaire de remplir le puits avec un liquide de complétion qui peut être de la boue de forage ou tout autre fluide dont la densité est fonction de cette pression de gisement de façon a ce que la pression hydrostatique de cette colonne de liquide de complétion exercée au droit de la couche a perforer soit supérieure à la pression du gisement. Au moment du tir, le liquide de complétion va donc contaminer ou reboucher la formation à produire ce qui nécessite des opérations complémentaires ultérieures telles que nettoyage, acidification, pis tonnage.On the other hand, to maintain the well in safety, that is to say to prevent the eruption thereof due to the internal pressure of the layer to be produced -or reservoir pressure-it is necessary to fill the well. with a completion liquid which may be drilling mud or any other fluid whose density is a function of this reservoir pressure so that the hydrostatic pressure of this column of completion liquid exerted at the level of the layer to be perforated is greater than the pressure of the deposit. At the moment of firing, the completion liquid will thus contaminate or resupply the formation to produce which necessitates subsequent complementary operations such as cleaning, acidification, and tonnage.
La deuxième catégorie de perforateurs, descendus a travers la colonne de production, peut être mise à feu alors que le puits est en dépression, c'est-à-dire que la pression dans le puits au regard de la zone productrice est inférieure à le pression des hydrocarbures de cette zone productrice. Ce procédé est possible puisque tous les systèmes de sécurité de la complétion sont en place, ce qui évite les inconvénients cités précédemment. Par contre, ces perforateurs sont de diamètre plus petit ce qui diminue leur performance par rapport aux perforateurs de la premiers catégorie. Ils doivent ere positionnés par des moyens appropriés contre la paroi du cuvelage de façon à optlmiser leur performance propre, ce qui limite leur utilisation à un tir unidirectionnel.Enfin, ils sont souvent cons- titués de charges creuses étanches exposées aux fluides résiduels du puits ce qu2 fait que lors de la mise à feu, le feu, ie cuvelage va de- voir supporter l'énergie émise latéralement et vers l'arrière de la charge creuse ce qui a pour conséquence de provoquer de sérieuses déformations du cuvelage et d'obérer la qualité de sa cimentation externe.The second category of perforators, descended through the production column, can be fired while the well is in depression, that is to say that the pressure in the well with respect to the producing zone is lower than the hydrocarbon pressure of this producing zone. This method is possible since all completion security systems are in place, which avoids the disadvantages mentioned above. By cons, these punches are smaller diameter which reduces their performance compared to the perforators of the first category. They must be positioned by appropriate means against the wall of the casing so as to optimize their own performance, which limits their use to a unidirectional shot. Finally, they are often constituted by sealed hollow charges exposed to the residual fluids of the well. The fact is that during firing, the fire, the casing, will have to withstand the energy emitted laterally and towards the rear of the hollow charge, which has the effect of causing serious deformations of the casing and the quality of its external cementation.
Les deux catégories de perforateurs présentent généralement l'inconvénient d'être difficiles e descendre dans des puits fortement déviés.The two categories of perforators generally have the disadvantage of being difficult to descend into well deviated wells.
On a donc essayé de réunir les avantages de ces deux catégories de perforateurs, c'est-à-dire de descendre avec la colonne de complétion du puits, qu'elle soit permanente ou provisoire (cas des essais de production), des perforateurs de gros-diamatre qui soient mis à feu en toute sécuritéS puisque cette complétion comporte in trinséquement un tubage de production et ses accessoires et d'éli- miner ainsi l'inconvénient de descendre des perforateurs au cable électrique dans des puits déviés.It has therefore been tried to bring together the advantages of these two categories of perforators, that is to say, to go down with the completion column of the well, whether it is permanent or provisional (in the case of production tests), This completes a production casing and its accessories and thus eliminates the inconvenience of dropping perforators to the power cable in deflected wells.
Un tel type de perforateur est par exemple décrit dans le brevet
US n0 3.706.344. Ce système présente l'inconvénient d'entre mis à feu mécaniquement par une barre de charge, appelée go-devil > qu'on laisse tomber dans le puits. Si cette barre se coince en cours de descente, le perforateur ne peut etre mis S feu. Il faut donc remonter la complétion. Ce faisant, il peut arriver que la barre de charge redevienne libre, mettant à feu le perforateur de façon intempestive au droit d'une formation improductive ou que ne ne veut pas produire, ou encore a la surface ce qui présente des aléas inadmissibles pour la sécurité du personnel.Such a type of perforator is for example described in the patent
U.S. Patent 3,706,344. This system has the disadvantage of being fired mechanically by a load bar, called go-devil, which is dropped into the well. If this bar gets stuck while descending, the puncher can not be set. It is necessary to trace the completion. In doing so, it may happen that the load bar becomes free again, igniting the perforator inadvertently to the right of an unproductive formation or that does not want to produce, or on the surface which presents inadmissible risks to the staff security.
Le perforateur décrit dans le brevet US n0 20906.339, notamment le mode de réalisation représenté sur la figure 11, a été étudié pour laisser libre la colonne de production apyres la mise a feu des charges perforantes. Ce dispositif présente cependant lginconvE- nient d'être mis a feu a l'aide d > une barre de charge qu'on laisse tomber dans la colonne de production. Cette barre de charge peut bien entendu être repêchée, mais ceci nécessite une opération sup plémentaire.The perforator described in US Pat. No. 2,090,639, particularly the embodiment shown in FIG. 11, was designed to leave the production column free from firing of the perforating charges. This device, however, has the disadvantage of being fired using a load bar that is dropped into the production column. This load bar can of course be retrieved, but this requires an additional operation.
Dans le système commercialisé par la firme Johnston-Macco Schlumberger de Houston (TEXAS = USA) le perforateur est mis a feu hydraulîquement en augmentant la pression annulaire du puits. Les impératifs de sécurité sont ainsi résolus. Cependant, comme les systèmes décrits dans les brevets US nO 3.706.344 et 2.906.339 précités, ce dispositif présente l'inconvénient d'obturer le sabot de la colonne de production, empêchant ainsi toute descente ultérieure au fond du puits d'instruments qui peuvent être nécessaires pour la continuation de l'opération de production ou d'essai de puits, notamment les instruments de mesure de pression ou de débit au droit du gisement.In the system marketed by Johnston-Macco Schlumberger of Houston (TEXAS = USA) the drill is fired hydraulically by increasing the annular pressure of the well. The security imperatives are thus solved. However, like the systems described in the aforementioned US Pat. Nos. 3,706,344 and 2,906,339, this device has the disadvantage of closing off the shoe of the production column, thus preventing any subsequent descent to the bottom of the instrument well. may be necessary for the continuation of the well production or testing operation, including pressure or flow measurement instruments at the deposit.
L'invention fournit des dispositifs ne présentant pas les inconve-nients ci-dessus. En particulier, le sabot de la colonne de production après la mise a feu du perforateur reste totalement libre ce qui permet l'introduction jusqu'au fond du puits de tout instrument qu'il pourrait être nécessaire d'utiliser pour la conduite ultérieure des opérations.The invention provides devices not having the above-mentioned disadvantages. In particular, the hoof of the production column after the firing of the perforator remains completely free which allows the introduction to the bottom of the well of any instrument that may be necessary to use for subsequent operations .
De façon plus précise, l'invention concerne un système de perfora tion de puits à l'aide d'un perforateur descendu dans le puits à l'aide de la colonne de production ou d'essais installée dans le puits a l'aide d'une garniture d'étanchéité, ledit perforateur comprenant des charges perforantes reliées entre elles par un cordeau détonant et maintenues sur un support D et des moyens de mise à feu sensibles å la différence de pression relative entre les pressions régnant dans l'espace annulaire situé au-dessus de ladite garniture d'étanchéité, et l'intérieur de ladite colonne de production ou d'essais une partie au moins desdits moyens de mise a feu étant située à l'extérieur de ladite colonne de production ou d'essais.More specifically, the invention relates to a well perforation system using a perforator lowered into the well using the production or test column installed in the well using a seal, said perforator comprising perforating charges interconnected by a detonating cord and held on a support D and firing means sensitive to the difference in relative pressure between the pressures prevailing in the annular space located above said seal, and inside said production or testing column at least a portion of said firing means being located outside said production or testing column.
L'invention sera mieux comprise a la lecture de la description qui suit d'un mode d'exécution de l'invention donné a titre d'exemple explicatif mais non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels la figure 1A représente schématiquement une coupe longitudinale
d'une colonne de production ou d'essai comportant un perforateur
à commande hydraulique, la figure 1B montrant un mode de réalisa-
tion détaillé du système de commande de la mise a feu du perfora peur, la figure 2 représente schématiquement une coupe longitudinale
d'une colonne de production ou d'essai svec les moyens de mise à
feu situés à l'eztérieur de ladite colonne et un perforateur re
présenté en position non détonée, la figure 3 représente schématiquement une coupe longitudinale
d'une colonne de production ou d'essai avec les moyens de mise à
feu situés a l'extérieur de ladite colonne et un perforateur re
présenté en position détonée, la figure 4 représente une coupe longitudinale du système de mise
à feu du mode de réalisation montré sur les figures 2- et 3, les figures 5A et 5B représentent une coupe longitudinale d'un
type de perforateur, la figure 5C montrant la réalisation détail
lée de la connexion entre deuz cordeaux détonants et la figure 5D
etant une coupe selon AA du mode de réalisation de la figure 5A,
et, la figure 6 représente une variante de réalisation de l'inven
tion.The invention will be better understood on reading the following description of an embodiment of the invention given as an explanatory but non-limiting example. The description refers to the accompanying drawings in which FIG. 1A schematically represents a longitudinal section.
a production or test column with a perforator
hydraulically controlled, Figure 1B showing a method of
detailed description of the control system of the firing of the perfora fear, Figure 2 schematically represents a longitudinal section
of a production or test column with the means of
located within that column and a perforator re
shown in an undetected position, FIG. 3 schematically represents a longitudinal section
of a production or test column with the means of
located on the outside of the column and a perforator
shown in a detonated position, FIG. 4 represents a longitudinal section of the delivery system
in the embodiment shown in FIGS. 2 and 3, FIGS. 5A and 5B show a longitudinal section of a
type of perforator, FIG. 5C showing the realization of detail
of the connection between two detonating cords and Figure 5D
being a section along AA of the embodiment of Figure 5A,
and, FIG. 6 represents a variant embodiment of the inven
tion.
La figure 1A représente un cuvelage 1 de puits pétrolier contenant une garniture d'étanchéité 2 traversée par la colonne de production ou d'essai 3, elle même constituée de différents sous-ensembles tels que par exemple un appareil de test 31 qui peut être du type à chemise coulissante ou du type à vannes de sEeurite, d'un module enregistreur 32, d'une manchette lisse 33 et d'une crépine 34.FIG. 1A shows a casing 1 of oil wells containing a seal 2 crossed by the production or test column 3, itself consisting of different subassemblies such as, for example, a test apparatus 31 which may be Sliding jacket type or serieite type, recorder module 32, smooth sleeve 33 and strainer 34.
La garniture d'étanchéité 2, telle que par exemple le modèle RHB de la Société AVA International a Souston, Texas (USA), est traversée par un canal 21 mettant en cowmunication l'espace annulaire 11 su périeur a la garniture d'étanchéité 2 avec le dispositif de mise a feu 4 situé a l'extrémité du sabot 35 de la colonne de production ou de test. Cet arrangement présente l'avantage sur les systèmes de l'art antérieur de laisser libre l'intérieur de la colonne de production sur une longueur non négligeable A de l'ordre de 5 a 10 metres. En effet, l'obturation de cette colonne ne commence qu'au sabot 35 de ladite colonne.The seal 2, such as for example the RHB model of the AVA International Company in Souston, Texas (USA), is traversed by a channel 21 putting in communication the annular space 11 beyond the seal 2 with the firing device 4 located at the end of the shoe 35 of the production or test column. This arrangement has the advantage over the systems of the prior art to leave the inside of the production column free to a non-negligible length A of the order of 5 to 10 meters. Indeed, the closure of this column starts at the shoe 35 of said column.
Le perforateur 6 est constitué de façon classique, d'un cylindre creux, étanche aux fluides présents dans le puits et a la pression, dans lequel sont fixées des charges creuses explosives reliées entre elles par un cordeau détonant. L'intérieur du perforateur est à la pression atmosphérique.The perforator 6 is constituted in a conventional manner, a hollow cylinder, impervious to fluids present in the well and at the pressure, in which are fixed explosive hollow charges connected together by a detonating cord. The inside of the perforator is at atmospheric pressure.
Le système de mise a feu 4 est monté a l'intérieur de la manchette 5, entre la crépine 34 et le perforateur 6. En se reportant a la figure 1B, qui montre en détail un mode de réalisation du système de mise à feu 4, ce systene est constitué d'un boitier 41 vissé sur un socle 42. Le boitier contient un piston flottant 41a muni d'un joint d'étanchéité 41b et retenu sur le boitier 41 par deux goupil- les de cisaillement 41c. Le socle 42 contient un percuteur 42a verrouillé sur le piston flottant 41a par deux billes 42b. L'étanché- ité du percuteur 42a sur le socle 42 est assurée par 20 un joint torique 42c.The firing system 4 is mounted inside the sleeve 5, between the strainer 34 and the perforator 6. Referring to Figure 1B, which shows in detail an embodiment of the firing system 4 this system consists of a housing 41 screwed onto a base 42. The housing contains a floating piston 41a provided with a seal 41b and retained on the housing 41 by two shearing pins 41c. The base 42 contains a striker 42a locked on the floating piston 41a by two balls 42b. The sealing of the striker 42a on the base 42 is provided by an O-ring 42c.
Le percuteur est maintenu en position haute par un ressort 42d prenant appui sur le socle a sa partie inférieure et sur une butée 42e à sa partie supérieure. Un détonateur 43 contenu dans le socle 42 est serti à un cordeau détonant 44 relié aux charges creuses du perforateur 6.The striker is held in the upper position by a spring 42d bearing on the base at its lower part and a stop 42e at its upper part. A detonator 43 contained in the base 42 is crimped to a detonating cord 44 connected to the hollow charges of the perforator 6.
La mise à feu du perforateur 6 peut s'effectuer de plusieurs fa çons. On peut tout d'abord augmenter la pression P11 existant dans l'annulaire. On peut aussi maintenir constante la pression P11 et diminuer avec des moyens adéquats la pression P3 existant dans la colonne de test, c'est-a-dire également la pression P12 existant dans l'espace annulaire inférieur a la garniture d'étanchéité, puisque la crépine 34 met en communication les deux espaces. On peut également augmenter P11 et diminuer P3 simultanément.The firing of the perforator 6 can be done in several ways. We can first increase the existing P11 pressure in the ring. It is also possible to maintain the pressure P11 constant and to reduce with adequate means the pressure P3 existing in the test column, that is to say also the pressure P12 existing in the annular space below the seal, since the strainer 34 communicates the two spaces. One can also increase P11 and decrease P3 simultaneously.
Lorsque la différence entre ces pressions P11 et P3 atteint une certaine saleur, la goupille de cisaillement 41c est brisée. Le piston flottant se déplace vers le bas libérant les billes de verrouillage 42b et le percuteur 42a qui vient frapper le détonateur 43.When the difference between these pressures P11 and P3 reaches a certain saltier, the shear pin 41c is broken. The floating piston moves downwards releasing the locking balls 42b and the striker 42a which hits the detonator 43.
Les figures 2 et 3 représentent un mode de réalisation de l'inven tion selon lequel3 âpres mise a feu du perforateur, l'intérieur de la colonne de production ou de test est entièrement libre, ce qui permet le passage d'outils et d'instruments qui pourraient être nE- pessaires pour la conduite ultérieure des opérations. Comme pour le mode de réelisatioù de la figure 1AD la colonne de production ou de test 3 comporte un appareil de test 31 (dans le cas d'une colonne de test), un module enregistreur (également dans le cas d'une colonne de test) une manchette lisse 33 et une crépine 34. Une gar niture d1étanchéité 2 maintient la colonne de production au centre du cuvelage 1 et assure l'étanchéité entre les parties annulaires aval 11 et amont 12. Cette garniture 2, tel que par exemple le mo dèle BHB de la Société AVA International, est percé d'un canal hydraulique 21a. Une ligne hydraulique 21 relie ce canal 21a au système de mise à feu 4a dont le mode de réalisation préféré est représenté sur la figure . Ce systeme de mise à feu est fixé sur la partie latérale extérieure de la manchette 5, dont la partie interne est vide. Cette disposition laisse entièrement libre le passage à travers la colonne de production ou d'essai vers le perforateur 6a vissé à la partie inférieure de la manchette 5.Le perforateur 6a se compose d'un cylindre creux dont la partie inférieure 82 est laissée libre. On remarque qu'ainsi la partie inférieure du perforateur est a la pression du puits. Des charges creuses 51 sont vissées sur la paroi interne du cylindre, sur plu- sieurs génératrices (par exemple à 900 l'une par rapport à l'autre) et sont reliées entre elles par un cordeau détonant 53 dont la partie supérieure est reliée au systeme de mise a feu 4e.FIGS. 2 and 3 show an embodiment of the invention according to which, after the perforator has been fired, the inside of the production or test column is completely free, which allows the passage of tools and instruments that may be necessary for the further conduct of operations. As for the embodiment of FIG. 1AD, the production or test column 3 comprises a test apparatus 31 (in the case of a test column), a recorder module (also in the case of a test column). ) a smooth sleeve 33 and a strainer 34. A seal 2 keeps the production column in the center of the casing 1 and seals between the downstream annular portions 11 and upstream 12. This seal 2, such as for example the mo BHB of the AVA International Company, is pierced by a hydraulic channel 21a. A hydraulic line 21 connects this channel 21a to the firing system 4a, the preferred embodiment of which is shown in the figure. This firing system is fixed on the outer lateral portion of the sleeve 5, the inner portion is empty. This arrangement leaves entirely free passage through the production column or test to the perforator 6a screwed to the lower part of the sleeve 5.The perforator 6a consists of a hollow cylinder whose lower part 82 is left free. Note that thus the lower part of the perforator is at the pressure of the well. Hollow charges 51 are screwed onto the inner wall of the cylinder, on several generatrices (for example 900 relative to each other) and are interconnected by a detonating cord 53 whose upper part is connected to the firing system 4th.
La figure 3 montre la même installation que la figure 2, mais le perforateur a été mis a feu > laissent le libre passage a travers la colonne de production ou d'essai. Il ne reste plus qu'un cylindre creux percé aux endroits 84 od se trouvent fixées les charges creuses, en regard des perforations 86 réalisées dans la zone que l'on voulait perforer.Figure 3 shows the same installation as Figure 2, but the perforator was fired, leaving the free passage through the production or test column. All that remains is a hollow cylinder pierced at the places where the hollow charges are fixed, facing the perforations 86 made in the zone that was to be perforated.
La figure 4 représente une coupe longitudinale du système de mise a feu 4a du perforateur. Ce système de mise a feu est constitué par un boîtier constitué de trois parties distinctes assemblées ensemble par filetages.-Le boîtier supérieur 41 est vissé sur le boî- tier intermédiaire 42, lui-mAme vissé sur le bouchon inférieur 43.Figure 4 shows a longitudinal section of the firing system 4a of the perforator. This firing system consists of a housing consisting of three separate parts joined together by threads. The upper housing 41 is screwed onto the intermediate housing 42, itself screwed onto the lower plug 43.
Le boîtier supérieur est en communication avec la ligne hydraulique 21 à laquelle il est connecté par un raccord étanche 21a. Le boî- tier supérieur contient un piston flottant 44 muni d'un joint torique d'étanchéité 44a et assujetti au boîtier supérieur par une goupille de cisaillement 44b. La chambre supérieure 41a est ainsi soumise a la pression P11 régnant dans l'espace annulaire supérieur à la garniture d'étanchéité.The upper housing is in communication with the hydraulic line 21 to which it is connected by a sealed connection 21a. The upper housing contains a floating piston 44 provided with an O-ring seal 44a and secured to the upper housing by a shear pin 44b. The upper chamber 41a is thus subjected to the pressure P11 prevailing in the annular space greater than the seal.
Le boitier supérieur est également perce d'orifices 41b mettant la chambre 44c située à la partie inférieure du piston flottant 44, a la pression P3 régnant dans l'espace annulaire inférieur à la garniture d'étanchéité. Cette pression P3 est également la pression régnant à l'intérieur de la colonne de production ou de test9 du fait de la crépine 34.The upper housing is also pierced with orifices 41b putting the chamber 44c located at the lower part of the floating piston 44, at the pressure P3 prevailing in the lower annular space to the seal. This pressure P3 is also the pressure prevailing inside the production or test column9 because of the strainer 34.
Le boitier intermédiaire 42 contient un percuteur 45. Le percuteur 45 est pourvu à sa partie supérieure d'une gorge 45e dans laquelle viennent se loger des billes 45b maintenues en place dans des orifices 42a aménagés dans le boîtier intermédiaire 42, par une partie épaulée 44d du piston flottant 44. L'étanchéité du percuteur sur le boitier intermédaire 42 est assu rée par un joint torique 42b. Le percuteur est également maintenu en position haute par une butée mobile de centrage 46 et un ressort 47. Cette butée mobile de centrage est chanfreinée en 46a et le chanfrein vient s'appuyer sur un chanfrein 45c pratiqué sur le percuteur 45. Le ressort 47 vient s'appuyer sur la face supérieure du bouchon inférieur 43.The intermediate box 42 contains a striker 45. The striker 45 is provided at its upper part with a groove 45e in which are housed balls 45b held in place in orifices 42a formed in the intermediate housing 42, by a shoulder portion 44d floating piston 44. The sealing of the striker on the intermediate housing 42 is insured by an O-ring 42b. The striker is also held in the high position by a movable centering stop 46 and a spring 47. This movable centering stop is chamfered at 46a and the chamfer is supported on a chamfer 45c made on the striker 45. The spring 47 comes rest on the upper face of the lower cap 43.
Le bouchon inférieur 43 est vissé sur le boitier intermédiaire, la 35 jonction se faisant de façon étanche par deux joints d'etanchei- té 43a.The lower plug 43 is screwed onto the intermediate housing, the junction being sealed by two sealing gaskets 43a.
La chambre inférieure 42c du boitier intermédiaire 42 reste ainsi à la pression atmosphérique Patm. Le bouchon inférieur 43 contient une amorce 48 en contact avec un détonateur 49 serti au cordeau détonant 49e. L'étanchéité du cordeau détonant sur le bouchon inférieur est assurée par une manchette plastique 43b.The lower chamber 42c of the intermediate housing 42 thus remains at atmospheric pressure Patm. The lower plug 43 contains a primer 48 in contact with a detonator 49 set with the detonating cord 49e. The sealing of the detonating cord on the lower plug is provided by a plastic sleeve 43b.
On remarque que le piston flottant 44 est soumis à des forces résultant de la différence de pression existant dans la partie de l'annulaire supérieure a la garniture d'étanchéité et de pression existant a l'intérieur de la colonne de production ou de test. Cette différence de pression s'écrit 1P11 - P3 | . Pour effectuer la mise a feu, il suffit donc d'augmenter cette différence de pression soit en augmentant P11 ou en diminuant P3, soit en augmentant P11 et en diminuent P3 simultanément. Lorsque cette augmentation de pression a atteint une certaine valeur, la goupille de cisaillement se casse et le piston flottant 44 est projeté vers le bas.Ce fai sant, la partie épaulée 44d du piston flottant s'efface devant les billes 45b qui sont de ce fait libérées et viennent se positionner dans la chambre inférieure 44c. Le percuteur, libéré, soumis à la pression P3 (diminuée de le pression atmosphérique régnant dans la chambre 42c et de la pression nécessaire pour vaincre la force du ressort 47) est projeté contre l'amorce 48 mettant ainsi le perforateur à feu. Après la mise à feu, la pression P3 s'établit dans la chambre 42c par le conduit précédemment occupé par le détonateur 49 et le cordeau détonant 49a, ledit conduit se trouvant libéré du fait de l'explosion.It is noted that the floating piston 44 is subjected to forces resulting from the pressure difference existing in the portion of the upper annular seal and pressure seal existing inside the production column or test. This pressure difference is written 1P11 - P3 | . To carry out the firing, it suffices to increase this pressure difference either by increasing P11 or by decreasing P3, or by increasing P11 and decreasing P3 simultaneously. When this increase in pressure has reached a certain value, the shear pin breaks and the floating piston 44 is thrown downwards. In this case, the shoulder portion 44d of the floating piston is erased in front of the balls 45b which are of this type. made free and come to position in the lower chamber 44c. The firing pin, released, subjected to the pressure P3 (less the atmospheric pressure prevailing in the chamber 42c and the pressure necessary to overcome the force of the spring 47) is projected against the primer 48 thus putting the gun on fire. After firing, the pressure P3 is established in the chamber 42c by the conduit previously occupied by the detonator 49 and the detonating cord 49a, said duct being released due to the explosion.
Le percuteur n'étant plus soumis à -une différence de pression remonte dans sa position primitive sous l'action du ressort 47. En cas de long feu, des que l'égalisation des pressions P11 et P3 est effectué, par exemple en désancrant la garniture d'étanchéité > le percuteur remonte sous l'action du ressort 47. Ceci permet d'assurer la sécurité de la sonde et de son personnel en évitant toute mise à feu ultérieure intempestive.The striker is no longer subjected to a pressure difference back to its original position under the action of the spring 47. In case of long fire, as the equalization of the pressures P11 and P3 is performed, for example by disabling the gasket> the striker rises under the action of the spring 47. This ensures the safety of the probe and its personnel by avoiding any subsequent untimely fire.
Les figures 5A et 5B représentent le perforateur 6 en coupe longi tudinale, l'extrémité inférieure du dispositif de la figure 5A venant se visser sur l'extrémité supérieure du dispositif de la figure 5B. La figure 5A représente la manchette 5 munie d'un évidement sur sa paroi extérieure, dans lequel est fixé le système de mise à feu 4a. Le perforateur est attaché a l'extrémité inférieure de la manchette 5 par l'intermédiaire d'un adapteur 61 fileté à sa partie supérieure 61a et venant se visser sur la partie inférieure 51a de la manchette 5. L'adapteur 61 est percé d'un orifice 61b permettant le passage du cordeau détonant 49a venant du système de mise à feu de la figure 4 après que le montage de l'adapteur 61 sur la manchette 5 ait été effectué.Figures 5A and 5B show the perforator 6 in longitudinal section, the lower end of the device of Figure 5A being screwed on the upper end of the device of Figure 5B. Figure 5A shows the sleeve 5 provided with a recess on its outer wall, in which is fixed the firing system 4a. The perforator is attached to the lower end of the sleeve 5 via an adapter 61 threaded at its upper portion 61a and being screwed on the lower portion 51a of the sleeve 5. The adapter 61 is pierced with an orifice 61b allowing the passage of the detonating cord 49a coming from the firing system of FIG. 4 after the mounting of the adapter 61 on the sleeve 5 has been carried out.
La fixation du corps de perforateur 62 sur l'adapter 61 est réali- sée à l'aide de vis à têtes hexagonales creuses 63.The attachment of the perforator body 62 to the adapter 61 is achieved by means of hollow hexagonal head screws 63.
Le corps du perforateur 62 est une piece tubulaire comportant des orifices 62a permettant le passage et le positionnement des charges creuses 64 qui viennent se visser elles-mêmes sur des trous taraudés 62b pratiqués sur le corps de perforateur. Le cordeau détonant est ensuite enfilé dans un passage approprié 64a préparé à l'ar rière des charges creuses 64.The body of the perforator 62 is a tubular piece having orifices 62a allowing the passage and the positioning of the hollow charges 64 which are themselves screwed onto tapped holes 62b made on the body of the perforator. The detonating cord is then threaded into a suitable passage 64a prepared in the rear of the hollow charges 64.
Dans le cas,oa une longueur de perforateur ne serait pas suffisante pour réaliser la perforation du cuvelage, il est possible d'attacher d'autres perforateurs 7, 8 et ainsi de suite, au bas du perforateur 6 par le même système de vis a tête hexagonale creuse 63 déjà utilisé pour assurer la connexion entre le perforateur supérieur et l'adapteur 61. La partie supérieure du perforateur 7 comporte un évidement 71 dans lequel vient se loger la connexion balistique entre la partie 49a du cordeau détonant du perforateur supérieur et la partie 49b du cordeau détonant du perforateur inférieur. Cette connexion balistique peut être assurée de la façon représentée sur la figure annexe 5c par deux détonateurs 49 en contact l'un avec l'autre et sertis sur les parties respectives 49a et 49b du cordeau détonant.Les détonateurs 49 sont insérés dans un support 49c. L'étanchéité est assurée par deux manchettes plastiques 43b. La partie inférieure du dernier perforateur peut être usinée en arrondi 88. On remarque qu' eprs la mise à feu, le passage à travers les perforateurs est totalement libre puisque cordeau détonant et charges creuses ont été pulvérisés.In the case where a perforator length would not be sufficient to perforate the casing, it is possible to attach other perforators 7, 8 and so on, at the bottom of the perforator 6 by the same screw system. hollow hexagonal head 63 already used to provide the connection between the upper perforator and the adapter 61. The upper part of the perforator 7 has a recess 71 in which is housed the ballistic connection between the part 49a of the detonating cord of the upper perforator and the part 49b of the detonating cord of the lower perforator. This ballistic connection can be ensured in the manner shown in the accompanying figure 5c by two detonators 49 in contact with each other and crimped on the respective parts 49a and 49b of the detonating cord.The detonators 49 are inserted into a support 49c . The seal is provided by two plastic sleeves 43b. The lower part of the last perforator can be machined rounded 88. Note that after firing, the passage through the perforators is completely free as detonating cord and hollow charges were sprayed.
La figure 6 représente un autre mode de réalisation dans lequel le cuvelage 1 de puits contient une garniture d'étanchéité 2 traversée par la colonne de production ou d'essai 3, constituée par exemple d'un appareil de test 31 qui peut être du type à vannes de sécurité ou à chemise coulissante, d'un module enregistreur 32, d'une manchette lisse 33.FIG. 6 shows another embodiment in which the casing 1 of wells contains a seal 2 crossed by the production or test column 3, constituted for example by a test apparatus 31 which may be of the type with safety valves or sliding jacket, a recorder module 32, a smooth sleeve 33.
Le système de mise à feu 4 est placé dans l'espace annulaire 11 à l'extérieur de la colonne de production ou de test et au-dessus de la garniture d'étanchéité sur une manchette 5. I1 est en communication directe d'une part avec l'espace annulaire 11 par le conduit 4b et d'autre part avec l'intérieur de la colonne de production ou de test par le conduit 4c. Cet arrangement présente l'avantage de ne pas nécessiter de crépine pour assurer la liaison hydraulique entre l'intérieur de ladite colonne et l'espace annulaire. Un autre avantage est d'utiliser une garniture d'étanchéité 2 qui ne comporte pas de passage hydraulique, tel que 21a dans le cas de la figure 2. Le cordeau détonant 49a pénetre a l'intérieur de ladite colonne par un passage étanche approprié 4d et relie le système de mise à feu 4 avec le perforateur 9 vissé sur le sabot 35 de la colonne de production ou d'essai. Comme dans les réalisations précédentes, la mise à feu s'effectue en augmentant la valeur absolue de la différence des pressions existant dans ladite colonne et l'espace annulaire.The firing system 4 is placed in the annular space 11 outside the production or test column and above the seal on a sleeve 5. It is in direct communication with a share with the annular space 11 by the conduit 4b and secondly with the interior of the production or test column through the conduit 4c. This arrangement has the advantage of not requiring a strainer to ensure the hydraulic connection between the interior of said column and the annular space. Another advantage is to use a seal 2 which does not include a hydraulic passage, such as 21a in the case of Figure 2. The detonating cord 49a penetrates inside said column by a suitable sealed passage 4d and connects the firing system 4 with the perforator 9 screwed onto the shoe 35 of the production or test column. As in the previous embodiments, the firing is carried out by increasing the absolute value of the difference of the pressures existing in said column and the annular space.
Il va sans dire que la présente invention ne se limite pas aux seuls modes de réalisation qui ont été décrits à tire d'exemples.It goes without saying that the present invention is not limited to the only embodiments which have been described by way of examples.
En particulier, le système de perforation décrit peut être utilisé seul, en combinaison avec une colonne de production, mais sans le système d'essais des puits 31 et 32.In particular, the described perforation system may be used alone, in combination with a production column, but without the well test system 31 and 32.
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