石油射孔槍的製作方法

2023-05-18 13:17:01 1

專利名稱：石油射孔槍的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種石油射孔槍。
背景技術：
石油生產井鑽好井後，在井眼中下入一根根互相連接的無縫鋼管，此即下套管。然後在井壁與套管之間壓注水泥進行固井。固井完成的同時，也把油、氣層與井壁都封隔起來了。要採油，就要將裝好射孔彈的射孔槍沿套管下到含油層處，向四周射孔，將套管、水泥套管射穿，並射入油層中，方可使原油經射出的孔道流入套管內，此即射孔作業。油井的射孔是一項非常重要的完井作業，射孔作業的質量直接影響著油井的產油率和生產成本，射孔作業的事故常給生產帶來頗大麻煩，並導致重大經濟損失。保證高質量低成本射孔的關鍵之一就是提供性能優良、成本低廉的射孔槍，然而，目前在石油射孔槍的設計與生產方面，還處於一種缺乏嚴格科學依據的狀態，因而在槍體壁厚、材料選配、強化工藝處理及與彈的匹配諸方面，存在著嚴重的不合理現象，致使射孔槍上述搭配不合理，有的壁厚過大因而成本過高，不但笨重且影響射孔深度，有的則壁厚太小安全性不足，屢出事故，常常造成重大經濟損失。

發明內容
本發明的目的是要解決上述石油射孔槍結構設計不合理的問題，而提供一種結構設計合理的石油射孔槍。
石油射孔槍在正常發射載荷下出現一些塑性變形應該是允許的，只要這種塑性變形能可靠地控制在限定範圍內，將不會影響石油射孔槍的使用性能和安全可靠性，針對上述特點，本發明將現代設計計算方法有限元法引進到對石油射孔槍進行現代設計計算中，並提出了對石油射孔槍進行結構壁厚優化設計的彈塑性設計準則，按彈塑性有限元優化設計方法，應用先進的結構分析程序，既能精確確定石油射孔槍的合理壁厚，又充分考慮了石油射孔槍的安全可靠性。
本發明之石油射孔槍是由槍頭、槍尾、槍身、射孔彈、彈架、導線所組成，其中槍頭、槍尾位於槍身的兩端，射孔彈由彈架固定並置於槍身中，導線與各射孔彈連接並從槍頭處引出，槍身的側壁外在相對於射孔彈的發射口位置處開設有盲孔，其特徵在於，該石油射孔槍的結構尺寸由以下公式確定ps＝0.92σsln(b/a)式中ps為石油射孔槍發射時能承受的最大膛壓(實際膛壓可由裝彈條件確定)，單位為Mpa，當膛壓達到這個值時，石油射孔槍將沿整個壁厚全面屈服；σs為材料的屈服極限，單位為Mpa，對於沒有屈服平臺的材料，用σ0.2代替；a為石油射孔槍槍身的內半徑，b為石油射孔槍槍身的外半徑；對型號一定的石油射孔槍，外半徑b是常數，根據估算的結果，可對石油射孔槍的壁厚(通過調整內半徑a)進行修改，直至使計算的膛壓大於實際膛壓。
利用這種估算方法，可對各類石油射孔槍作出非常簡單適用的評價，而在設計新的石油射孔槍時，這種簡便方法更是有價值的。本發明為石油射孔槍使用者和設計者提供一種估算各種型號石油射孔槍最大承載能力或結構壁厚尺寸的簡單、有效的工具。


圖1為本發明的結構示意圖。
具體實施例方式
請參閱圖1所示，本發明之石油射孔槍是由槍頭1、槍尾2、槍身3、射孔彈4、彈架5、導線6所組成，其中，槍頭1、槍尾2位於槍身3的兩端，射孔彈4由彈架5固定並置於槍身3中，導線6與各射孔彈4連接並從槍頭1處引出，槍身3的側壁外在相對於射孔彈4的發射口位置處開設有盲孔7，其特徵在於，該石油射孔槍的結構尺寸由以下公式確定ps＝0.92σsln(b/a)式中ps為石油射孔槍發射時能承受的最大膛壓(實際膛壓可由裝彈條件確定)，單位為Mpa，當膛壓達到這個值時，石油射孔槍將沿整個壁厚全面屈服；σs為材料的屈服極限，單位為Mpa，對於沒有屈服平臺的材料，用σ0.2代替；a為石油射孔槍槍身的內半徑，b為石油射孔槍槍身的外半徑；對型號一定的石油射孔槍，外半徑b是常數，根據估算的結果，可對石油射孔槍的壁厚(通過調整內半徑a)進行修改，直至使計算的膛壓大於實際膛壓。
利用這種估算方法，本發明可對各類石油射孔槍作出非常簡單適用的評價，而在設計新的石油射孔槍時，這種簡便方法更是有價值的，本發明為石油射孔槍使用者和設計者提供一種估算各種型號石油射孔槍最大承載能力或結構壁厚尺寸的簡單、有效的工具。
權利要求
1.一種石油射孔槍，其是由槍頭、槍尾、槍身、射孔彈、彈架、導線所組成，其中槍頭、槍尾位於槍身的兩端，射孔彈由彈架固定並置於槍身中，導線與各射孔彈連接並從槍頭處引出，槍身的側壁外在相對於射孔彈的發射口位置處開設有盲孔，其特徵在於該石油射孔槍的結構尺寸由以下公式確定ps＝0.92σsln(b/a)公式中的ps為石油射孔槍發射時能承受的最大膛壓，單位為Mpa；σs為材料的屈服極限，單位為Mpa；a為石油射孔槍槍身的內半徑；b為石油射孔槍槍身的外半徑。
全文摘要
本發明公開了一種石油射孔槍，其是由槍頭、槍尾、槍身、射孔彈、彈架、導線所組成，其中槍頭、槍尾位於槍身的兩端，射孔彈由彈架固定並置於槍身中，導線與各射孔彈連接並從槍頭處引出，槍身的側壁外在相對於射孔彈的發射口位置處開設有盲孔，其特徵在於，該石油射孔槍的結構尺寸由以下公式確定p
文檔編號E21B43/116GK1737330SQ20051001712
公開日2006年2月22日 申請日期2005年9月12日 優先權日2005年9月12日
發明者韓秀清, 董小剛, 鄒寬城 申請人:長春工業大學