一種大孔徑深穿透射孔彈的製作方法

2023-10-04 08:47:29

專利名稱：一種大孔徑深穿透射孔彈的製作方法
技術領域：
一種大孔徑深穿透射孔彈，用於石油天然氣開發過程的射孔作業，涉及石油勘探 開發中增產措施的射孔彈的設計、製造技術領域。
背景技術：
石油射孔彈是利用聚能效應，使炸藥爆炸的能量作用於金屬藥型罩上，從而產生 高溫、高壓、高速的金屬射流，穿透套管和固井水泥環，在油氣層中形成一定深度的孔眼，這 些形成的孔眼起到溝通井筒和地層自然裂縫的作用，使地下油氣儲層中的原油或天然氣通 過射孔孔眼流入井筒；在射孔完井的油氣井中，射孔孔眼是溝通產層和井筒的唯一通道，因 此，射孔彈在巖層中的穿孔深度和在套管上的入口孔徑是評價射孔彈穿孔性能的兩個重要 指標，也是影響油氣井產能的重要因素；實踐證明，提高射孔彈的穿孔深度和套管入口孔 徑，對油氣井的增產是有益的；現有技術的缺點是目前，射孔完井所用的深穿透射孔彈，其在巖層中的穿孔深度 較深，但在套管上形成的入口較小；大孔徑射孔彈則是在套管上形成的入口孔徑較大，但在 巖層中的穿孔深度又較淺；目前應用的大孔徑射孔彈通常採用半球形藥型罩，採用紫銅板 衝壓製成，加工工藝複雜，難以批量生產，而且，目前的射孔彈的穿孔深度在150 200mm之 間，在套管上形成的孔徑在15 25mm之間。
發明內容本實用新型針對現有技術的不足，提供了一種既能在套管上形成較大套管入口孔 徑，又具有良好穿孔深度的大孔徑深穿透射孔彈。本實用新型是這樣實現的本實用新型包括彈殼和藥型罩，其特徵在於彈殼由 金屬殼體3構成，金屬殼體3的內壁面由四段曲線結構構成；藥型罩1的罩頂部為圓弧結 構，藥型罩1的外壁為圓錐面結構，在藥型罩1的外壁與金屬殼體3的內壁之間為裝藥腔2 ；所述藥型罩1外壁的圓錐面結構的錐面角度範圍為40° 60° ；所述藥型罩1內壁面分為兩個部分，上半部分為圓錐面，其圓錐面的角度比外錐 面小0° 3°，下半部分為指數方程確定的曲面結構，上下兩個部分在連接處相切；所述金屬殼體3的第一段5為圓柱形結構，第二段6和第三段7為圓錐形結構、第 四段8是圓臺形結構，以本實用新型中心垂直線為基準，第二段6圓錐形結構的錐形角度為 15° 25°，第三段7圓錐形結構的錐形角度為35° 40°，第四段8圓臺形結構的角度 為110° 125°，第三段與第四段之間為圓弧連接，製造時先用金屬粉末直接壓製藥型罩1，然後將散粒高能炸藥裝倒入裝藥腔內2， 使用壓彈設備將所述藥型罩壓入裝藥腔內就完成了射孔彈的製造；使用時將將本實用新型 安裝在射孔搶上，連接好導暴索，然後下入井內，當下到需要射孔的層位後，引爆實施對地 層的射孔，經本行業質量監督檢驗部門檢測，射孔彈具有理想的穿孔孔徑和穿孔深度。本實用新型的有益效果和優點採用所述的藥型罩結構，其外壁為直線型母線，更易於粉末藥型罩旋轉壓製成型，且藥型罩的密度分布均勻，簡化了生產工藝，適用於大批量 生產；內壁下半部分為圓弧形，增大了藥型罩下半部分的質量，在爆轟波的作用下，形成的 金屬射流更多，且增加了尾部射流直徑，有利於形成更大的套管入口孔徑和提高巖層的穿 孔深度；經油田試用表明，該射孔彈能有效增大射孔孔道的滲流面積，降低地層破裂壓力， 提高單井油氣產量效果明顯。

圖1為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖給出本實用新型的最佳實施例本實用新型包括彈殼和藥型罩，彈 殼由一個金屬殼體3構成，藥型罩1的罩頂部為圓弧結構，藥型罩1的外壁為圓錐面結構， 金屬殼體3的內壁面由四段曲線構成，第一段5為圓柱形結構，第二段6和第三段7為錐 形結構、第四段8是圓臺形結構，以本實用新型中心垂直線為基準，第二段6錐形結構的角 度為15° 25°，第三段7錐形結構的角度為35° 40°，第四段8圓臺形結構的角度 為110° 125°，第三段7與第四段8之間為圓弧連接，在藥型罩1的內壁與金屬殼體3 的內壁之間形成裝藥腔2 ；以本實用新型中心垂直線為基準，藥型罩1外壁圓錐面的角度為 40° 60°之間，藥型罩1的內壁面分為兩個部分，上半部分為圓錐面，下半部分為指數方 程確定的曲面結構，上下兩個部分在連接處相切，藥型罩1內壁圓錐面的角度比藥型罩1外 錐面的角度小0° 3° ；本實用新型的製作過程是先按照設計要求加工好金屬殼體3，加工好的金屬殼 體3的內壁具有四段曲線結構，然後壓製藥型罩1，設計的藥型罩1為粉末藥型罩，由於設計 的藥型罩1的內壁為直線型母線，更於粉末藥型罩旋轉壓製成型，而且密度分布也較均勻； 然後在藥型罩1的內壁與金屬殼體3的內壁之間形成的裝藥腔2中裝入炸藥，使用壓彈設 備將所述藥型罩1壓入裝藥腔內，再裝上壓絲4，就完成了射孔彈的製造；使用實例在某油田的一口井實施射孔作業，目的層是該井的雷口坡地層，為了增 加產量，要求套管的開孔大，而且射入深度要求也較深，因此，採用本實用新型加工的射孔 彈安裝固定在外徑為。76mm的彈架上，用壓絲4將導爆索固定在射孔彈尾部，安裝完畢後， 將射孔彈及彈架裝入外徑為。127mm的射孔槍內，並裝上槍頭、槍層，組裝成射孔器；然後 由油管將組裝好的射孔器送入井下，並定位在射孔目的地層，在井口加壓到額定值，起爆裝 置起爆並將導爆索引爆，由導爆索起爆射孔彈，射孔彈爆炸後，形成的金屬射流依次穿過射 孔槍、套管、固井水泥環並進入巖層，最終在套管、水泥環，經測井檢測，在套管和巖層中形 成地穿孔和深入孔道符合設計要求；該井射孔後採用酸化壓裂，其破裂壓力明顯降低，完成 增產規定地措施施工後，該井預定層位的產量為6.0X104m3/d，取得了很好的增產效果。
權利要求一種大孔徑深穿透射孔彈，包括彈殼和藥型罩，其特徵在於彈殼由金屬殼體構成，金屬殼體的內壁面由四段曲線結構構成；藥型罩的罩頂部為圓弧結構，藥型罩的外壁為圓錐面結構，在藥型罩的外壁與金屬殼體的內壁之間為裝藥腔。
2.根據權利要求1所述的大孔徑深穿透射孔彈，其特徵在於所述藥型罩外壁的圓錐 面結構的錐面角度範圍為40° 60°。
3.根據權利要求1所述的大孔徑深穿透射孔彈，其特徵在於所述藥型罩內壁面分為 兩個部分，上半部分為圓錐面，其圓錐面的角度比外錐面小0° 3°，下半部分為指數方 程確定的曲面結構，上下兩個部分在連接處相切。
4.根據權利要求1所述的大孔徑深穿透射孔彈，其特徵在於所述金屬殼體的第一段 為圓柱形結構，第二段和第三段為圓錐形結構、第四段是圓臺形結構。
5.根據權利要求1和4所述的大孔徑深穿透射孔彈，其特徵在於所述金屬殼體內壁 面曲線結構的第二段圓錐形結構的錐形角度為15° 25°，第三段圓錐形結構的錐形角 度為35° 40°，第四段圓臺形結構的角度為110° 125°，第三段與第四段之間為圓弧 連接。
專利摘要一種大孔徑深穿透射孔彈，涉及射孔彈的設計製造技術領域，包括彈殼和藥型罩，彈殼由金屬殼體構成，金屬殼體的內壁面由四段曲線結構構成，藥型罩的尖部為圓弧形結構，內壁面為圓錐面結構，本實用新型提供了一種既有較大穿孔孔徑，又具良好穿孔深度的大孔徑深穿透射孔彈，解決了深穿透射孔彈和大孔徑射孔彈不能同時形成套管上的大孔徑，和地層的深穿透的問題，採用的藥型罩設計，可以加大裝藥量，因此具有提高射孔彈效率的特點。
文檔編號E21B43/119GK201560753SQ20102003754
公開日2010年8月25日 申請日期2010年1月5日 優先權日2010年1月5日
發明者付代軒, 餘訊, 塗良, 羅宏偉, 謝湛, 趙世華, 郭鵬 申請人:中國石油集團川慶鑽探工程有限公司