Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Testing the effectiveness of multi-layer target penetration by linear shaped charges

Habera Łukasz, Hebda Kamil

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 12

919--928

EN

Choć zjawisko kumulacji detonacyjnej jest dobrze znane i wykorzystywane w technice strzelniczej na całym świecie, to branża naftowa wciąż poszukuje jak najefektywniejszego sposobu perforacji odwiertów naftowych i gazowych. Wykorzystanie materiałów wybuchowych w ładunkach kumulacyjnych przeznaczonych do prac perforacyjnych zapewnia skuteczne połączenie hydrauliczne odwiertu ze złożem, ale wciąż pozostają lokalne negatywne skutki detonacji w postaci stref zmiażdżonych i zniszczonych wokół kanałów perforacyjnych. W niniejszym referacie zaproponowano nowe spojrzenie na sposób perforacji odwiertów. Pozostając w domenie materiałów wybuchowych, przedstawiono metodę perforacji opartej na wykorzystaniu liniowych ładunków kumulacyjnych, których działanie potęguje energia spalania propelantów. W referacie przedstawiono przebieg i rezultaty czterech testów strzałowych koncepcyjnego urządzenia perforująco-szczelinującego o roboczej nazwie Szczelinogenerator, którego głównym zadaniem jest przebicie wielowarstwowego zróżnicowanego materiałowo celu, jakim jest wgłębna konstrukcja odwiertu. Przedstawione badania poświęcone są skuteczności perforowania układu stal– woda–beton. W ich toku rozwiano obawy dotyczące braku jednoczesności zainicjowania wszystkich uzbrojonych ładunków i wystąpienia działań niszczących urządzenie jeszcze przed jego pełnym zadziałaniem. Potwierdziła się jednak hipoteza o konieczności gruntownej modernizacji ładunków liniowych, które w obecnej formie uwalniają zbyt dużą ilość energii poza oś działania strumienia kumulacyjnego. Przedmiotowe straty energii, po pierwsze, osłabiają działanie ładunku, po drugie, powodują zniszczenia rury korpusowej jako urządzenia nośnego poprzez wydatne rozdęcie i rozerwanie. Analiza przekrojów powstałych szczelin kumulacyjnych pozwala stwierdzić, że są one jednorodne i nie obserwuje się w nich znaczących zmian szerokości. Głębokości czy zasięgu szczelin na tym etapie pracy nie określono z powodu zniszczenia części betonowej modeli imitujących odcinki otworu wiertniczego. Przeprowadzone badania, zrealizowane w postaci czterech testów strzałowych, potwierdzają zdolność ładunków kumulacyjnych liniowych do skutecznego penetrowania celów o budowie wielowarstwowej.

2

Badania temperatury spalania propelantów w układach z przybitką cieczy

Habera Łukasz, Frodyma Antoni, Hebda Kamil, Koślik Piotr

Nafta-Gaz

|

2019

|

R. 75, nr 9

556--560

PL

Celem pracy był bezpośredni pomiar temperatury spalania próbek paliw prochowych (propelantów) mogących znaleźć zastosowanie w pracach szczelinowania gazowego gazonośnych pokładów węgla kamiennego. Eksperymenty prowadzono na specjalnie zaprojektowanym strzałowym stanowisku badawczym. Zaproponowany układ pozwalał na wykonanie rejestracji ciśnień podczas spalania próbek paliw inicjowanych za pomocą zapłonników pirotechnicznych. Na podstawie uzyskanych charakterystyk zmian ciśnienia w czasie p(t) wyznaczone zostały podstawowe parametry użytkowe, tj. temperatura gazów prochowych i maksymalne ciśnienie. Testy polegały na zapłonie wyselekcjonowanych paliw wysokoenergetycznych w warunkach zawodnionych oraz na bezpośrednim pomiarze temperatury i ciśnienia spalania. Wykonano dziewięć pozytywnych prób spalania paliwa wysokoenergetycznego o różnej masie. Głównym wyzwaniem w pracy była próba odpowiedzenia na pytanie czy metoda stymulacji przypływu płynu do odwiertu dobrze sprawdzona w otworach ropnych i gazowych może znaleźć zastosowanie w pracach ułatwiających przepływ metanu w formacjach węglowych. Metoda oparta na szczelinowaniu gazowym z wykorzystaniem materiałów wysokoenergetycznych polega na niedetonacyjnym indukowaniu radialnej siatki szczelin w strefie przyotworowej. Zakres badań obejmuje dziewięć testów strzałowych na poligonie doświadczalnym realizowanych z użyciem różnych paliw prochowych spalanych w warunkach zawodnionych – z tzw. przybitką w postaci cieczy. Stalowe modele strzałowe zostały przygotowane tak, aby imitować warunki typowe dla tych, które dominują w stymulowanej warstwie węgla. Wstępne badania przeprowadzone w INiG – PIB wykazują, iż bezpośrednie przełożenie technologii szczelinowania z użyciem propelantów (znanej z przemysłu naftowego) na zabiegi szczelinowania pokładów węgla kamiennego wydaje się być niemożliwe. Adaptacji do warunków fizycznych zalegania węgla kamiennego wymaga przede wszystkim paliwo propelantowe. Głównym problemem postawionym w artykule jest wybór propelantu, którego temperatura spalania nie przekroczy 580°C, przy której następuje samozapłon metanu. Weryfikacja paliw prochowych (propelantów) mogą- cych znaleźć zastosowanie w procesie szczelinowania gazowego złóż niekonwencjonalnych, a zwłaszcza gazonośnych pokładów węgla będzie realizowana na drodze badań poligonowych z wykorzystaniem komory strzałowej.

EN

The work was aimed at direct measurement of the combustion temperature of powder fuel samples (propellants) that may find application in gas-fracturing works in coal-bed methane strata. The experiments were performed on a purposefully designed blasting test stand. The proposed arrangement enabled recording pressures created during the combustion of propellant samples, ignited by means of pyrotechnic igniters. On the grounds of the obtained pressure change characteristics in time p(t), the basic operating parameters were determined, i.e. the temperature of propellant-generated gases and the maximum pressure. The tests consisted in igniting selected high-energy fuels in water-flooded conditions and in direct temperature and combustion pressure measurements. Nine successful tests of high-energy fuel combustion, featuring various masses, were performed. The goal of the study was to answer the question whether the method which stimulates medium influx to the borehole, well-known for applications in the oil sector, can be applied in coal bed stimulation. The method, based on gas fracturing with the use of high-energy materials, consists in making non-detonation cracking of the rock bed in the shape of several radial fractures in the zone near the borehole. The scope of the study comprises test shots in the testing ground using selected propellant charges. The steel-pipe models were prepared so as to imitate the conditions typical of those dominating in the borehole, and methodology was developed for appropriate evaluation of the test results. Initial studies carried out in Oil and Gas Institute – National Research Institute have proved that direct transformation of fracturing technology with propellants known from the oil industry into coal seams appears to be impossible. First and foremost, the propellant fuel itself requires adaptation to physical conditions of coal deposition. The main issue in the work is selection of the propellant, the combustion temperature of which would not exceed 580°C, at which self-ignition of methane occurs. Verification of powder fuels (propellants) that may find use in gas-fracturing process of unconventional resources, particularly coal-bed methane strata, will be executed by means of fire-ground tests with use of a blasting chamber.

3

Badania poligonowe zapłonu paliw prochowych stosowanych w perfogeneratorach

Habera Ł., Frodyma A., Wilk Z., Koślik P.

Nafta-Gaz

|

2012

|

R. 68, nr 3

180-183

PL

Przedstawione badania związane są z realizacją projektu dotyczącego metod intensywnej stymulacji przypływu do odwiertu. Jedną z nich jest zastosowanie perforacji kumulacyjnej, połączonej w jednym zabiegu ze skutecznym generatorem gazodynamicznym. W tym celu stosuje się na przykład połączenie ładunków kumulacyjnych współdziałających z paliwami prochowymi w urządzeniach zwanych perfogeneratorami. W pracy przedstawiono fragment badań zapłonu paliw wysokoenergetycznych, przeprowadzonych w specjalnym zbiorniku ciśnieniowym. W ramach projektu badań wykonano grubościenny stalowy zbiornik stosowany do badań strzałowych. Umiejscowienie zbiornika w ziemi dodatkowo wzmocniło jego konstrukcję. Zbiornik wyposażono w czujniki i urządzenia rejestrujące zmiany ciśnienia i temperatury. Dodatkowo w badaniach wykorzystano autonomiczny rejestrator ciśnienia umieszczany w komorze zbiornika. Przedstawiono wyniki badań inicjowania zapłonu dla wybranych typów paliw, odpowiednio za pomocą strumienia kumulacyjnego, lontu detonującego i ładunku MW. Przeprowadzone eksperymenty poligonowe wykazały pomyślną inicjację paliwa oraz jego całkowite spalenie.

EN

The article presents results of the research of when highenergy materials ignition is applied to the perfogenerator (comprehensive tool dedicated both for perforating and stimulation job in a borehole). The experiments were carried out using special pressure chambers at The Oil and Gas Institute of Krakow, as well as at The Institute of Organic Industry Warsaw, Krupski Młyn Branch. These chambers are equipped with ultra fast pressure changing recorders which enabled us to build the profile of propellant combustion pressure. The authors successfully performed three different types of propellant ignition: cumulative stream, detonating fuse, and explosive charge, respectively. Final results of the experiments showed a positive ignition and full combustion of propellants at each test configuration.