一種穿孔孔徑一致性的油氣井用射孔彈的製作方法

2023-11-03 18:15:27 1

專利名稱:一種穿孔孔徑一致性的油氣井用射孔彈的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種穿孔孔徑一致性的油氣井用射孔彈，用於解決傳統射孔彈在套管井射孔過程中因射孔器不居中而在套管上形成的孔眼大小不一，造成水力壓裂效果不理想的技術難題。本實用新型主要包括藥型罩、殼體及高能炸藥。藥型罩為金屬藥型罩，內表面和外表面均有上、中、下三段不同大小同軸的圓面連接構成。殼體為金屬殼體，內腔下部為圓柱形，中部和上部為圓臺形。高能炸藥由傳爆藥和主裝藥組成，位於藥型罩和殼體之間。本實用新型在套管井射孔作業過程中，射孔器在不居中狀態下能在套管上形成一致性較好的孔眼，且具有大孔徑和深穿透的特點。它的推廣應用將有利於增加射孔後水力壓裂的效果，大大提高了採油氣效率，增加油氣產量。
【專利說明】
一種穿孔孔徑一致性的油氣井用射孔彈
技術領域
[0001]本發明涉及一種油氣井用射孔彈，具體涉及一種穿孔孔徑一致性的油氣井用射孔彈。
【背景技術】
[0002]在射孔完井施工過程中，射孔管串在油氣井中處於不完全居中狀態，尤其是在大斜度井和水平井中，在地心引力作用下幾乎緊貼套管內壁，使用傳統射孔彈射孔後在套管形成大小不一致的孔眼，對於射孔後需水力壓裂的油氣井來說，在壓裂時，最大孔徑的注入壓力首先達到儲層的破裂壓力，從而先壓開大孔徑通道。隨著裂縫的增大，儲層的破裂壓力逐漸降低，小孔徑通道始終不能被有效的壓開，且容易形成大角度通道和橋接。為了有效壓開小孔徑通道需要繼續加壓和消耗更多液體，因此成本很高，且效果不佳。基於上述原因，穿孔孔徑一致性射孔彈因其具有孔徑穩定性好，且具有大孔徑、深穿透的特性，它的推廣應用將有利於增加射孔後水力壓裂的效果，大大提高了採油氣效率，成為油氣增產的主要措施之一O

【發明內容】

[0003]要解決的技術問題
[0004]為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種穿孔孔徑一致性的油氣井用射孔彈，在套管井射孔作業過程中，射孔器在不居中狀態下能在套管上形成一致性較好的孔眼，且具有大孔徑和深穿透特點的穿孔孔徑一致性射孔彈。
[0005]技術方案
[0006]—種穿孔孔徑一致性的油氣井用射孔彈，包括金屬藥型罩9、金屬殼體12及炸藥13;所述金屬藥型罩9的內表面10和外表面11均為上、中、下三段不同大小同軸的圓面連接構成;所述金屬殼體12內腔下部為圓柱形，中部和上部為圓臺形;其特徵在於:所述內表面10的內表面上段3圓錐面的錐角α?在30°?60°之間，內表面中段4圓錐面的錐角α2在30°?70°之間，內表面下段5圓弧面半徑R為20mm以上;所述外表面11的外表面上段8圓錐面的錐角β1 = α1±15°，外表面中段7圓錐面的錐角β2 = α2±15°，外表面下段6圓錐面β3 = α2土20° ;所述殼體12內腔的上部圓臺錐角Θ1在50°?140°之間，中部圓臺錐角Θ2在20°?80°之間，下部圓柱面高度Η5應為殼體總高Η4的0.2?0.5倍。
[0007]所述內表面中段4圓錐面的錐角α2大於等於內表面上段3圓錐面的錐角α?。
[0008]所述外表面中段7圓錐面的錐角β2大於等於外表面上段8圓錐面的錐角β?，外表面中段7圓錐面的錐角β2大於等於外表面下段6圓錐面β3。
[0009]所述內表面上段3圓錐面的高度Hl與內表面中段4圓錐面的高度Η2之和大於或等於內表面下段5圓弧面高度Η3。
[0010]所述殼體12內腔的上部圓臺錐角Θ1大於等於中部圓臺錐角Θ2。
[0011]—種所述油氣井用穿孔孔徑一致性射孔彈的製造方法，其特徵在於步驟如下:
[0012]步驟1:將金屬藥型罩9的模具安裝在壓製機上，金屬藥型罩9的金屬粉末材料置於模具內壓製得到金屬藥型罩9;
[0013]步驟2:將炸藥13倒入殼體12內，使用壓彈設備將藥型罩9壓入殼體12內，最後用粘接劑粘上壓絲14，完成射孔彈的製造。
[0014]有益效果
[0015]本發明提出的一種穿孔孔徑一致性的油氣井用射孔彈，用於解決傳統射孔彈在套管井射孔過程中因射孔器不居中而在套管上形成的孔眼大小不一，造成水力壓裂效果不理想的技術難題。本發明主要包括藥型罩、殼體及高能炸藥。藥型罩為金屬藥型罩，內表面和外表面均有上、中、下三段不同大小同軸的圓面連接構成。殼體為金屬殼體，內腔下部為圓柱形，中部和上部為圓臺形。高能炸藥由傳爆藥和主裝藥組成，位於藥型罩和殼體之間。本發明在套管井射孔作業過程中，射孔器在不居中狀態下能在套管上形成一致性較好的孔目艮，且具有大孔徑和深穿透的特點。它的推廣應用將有利於增加射孔後水力壓裂的效果，大大提高了採油氣效率，增加油氣產量。
[0016]採用本發明所述的藥型罩結構和與之相匹配的殼體結構，使炸藥在裝藥腔內的分布更為合理，提高了爆炸能量的利用率，能達到最佳的爆炸能量輸出效果，因此，在套管井射孔作業過程中，射孔器在不居中狀態下能在套管上形成一致性較好的孔眼，且具有大孔徑和深穿透特點。採用本發明製造的89型射孔彈，裝入89型射孔槍(孔密:20孔/m，相位60°)，布槍時使其某一相位緊貼5.5〃套管內壁時，侵徹API標準混凝土靶，經檢測，平均穿孔深度達到600mm以上，套管上平均孔徑大小為12mm以上，孔徑穩定性為90%以上。
【附圖說明】

[0017]圖1為本發明藥型罩、殼體和高能炸藥裝配後的結構示意圖
[0018]圖2為本發明藥型罩的結構示意圖
[0019]1-外表面罩頂，2-內表面罩頂，3-內表面上段，4-內表面中段4，5_內表面下段，6-外表面下段，7-外表面中段，8-外表面上段，9-金屬藥型罩，10-內表面，11-外表面，12-殼體，13-炸藥，14-壓絲14。
【具體實施方式】
[0020]現結合實施例、附圖對本發明作進一步描述:
[0021]本發明實施例為以下結構組成，包括:藥型罩9、殼體12和高能炸藥13。藥型罩9為金屬藥型罩，內表面10和外表面11均有上、中、下三段不同大小同軸的圓面連接構成。其中，內表面10的內表面罩頂2為圓弧狀結構，內表面上段3和內表面中段4為同軸的圓錐面結構，內表面下段5為與內表面上段3、內表面中段4同軸的圓弧面結構；外表面11的外表面罩頂I為圓弧狀結構，外表面上段8、外表面中段7和外表面下段6均為同軸的圓錐面結構。
[0022]所述內表面10的內表面罩頂2為圓弧狀結構，內表面上段3圓錐面的錐角α?在30°?60°之間，內表面中段4圓錐面的錐角α2在30°?70°之間，內表面下段5圓弧面半徑R為20mm以上。其中，α2多α?。並且內表面10的內表面上段3圓錐面的高度Hl和內表面中段4圓錐面的高度Η2之和應大於或等於內表面下段5圓弧面高度Η3。
[0023]所述外表面11的外表面罩頂I為圓弧狀結構，外表面上段8圓錐面的錐角β1= α1 土 15°，外表面中段7圓錐面的錐角β2 = α2±15°，外表面下段6圓錐面β3 = α2±20°。其中，β2彡
[0024]所述殼體12為金屬殼體，內腔上部圓臺錐角Θ1在50°?140°之間，中部圓臺錐角Θ2在20°?80°之間，下部圓柱面高度Η5應為殼體總高Η4的0.2?0.5倍。其中，ΘI彡Θ2。
[0025]製造時，先在壓製機上安裝模具，稱量已混合好的金屬粉末材料壓製藥型罩9，壓制的藥型罩9經檢驗合格後送到射孔彈壓裝工序，然後將已稱量準確的高能炸藥13倒入殼體12內，使用壓彈設備將藥型罩9壓入殼體12內，最後用粘接劑粘上壓絲14，完成射孔彈的製造。
[0026]採用本發明製造的89型射孔彈，裝入89型射孔槍(孔密:20孔/m，相位60°)，布槍時使其某一相位緊貼5.5〃套管內壁時，侵徹API標準混凝土靶，經檢測，平均穿孔深度達到600mm以上，套管上平均孔徑大小為12mm以上，孔徑穩定性為90%以上。
【主權項】
1.一種穿孔孔徑一致性的油氣井用射孔彈，包括金屬藥型罩(9)、金屬殼體(12)及炸藥(13);所述金屬藥型罩(9)的內表面(10)和外表面(11)均為上、中、下三段不同大小同軸的圓面連接構成;所述金屬殼體(12)內腔下部為圓柱形，中部和上部為圓臺形;其特徵在於:所述內表面(10)的內表面上段(3)圓錐面的錐角α?在30°?60°之間，內表面中段(4)圓錐面的錐角α2在30°?70°之間，內表面下段(5)圓弧面半徑R為20mm以上;所述外表面(11)的外表面上段(8)圓錐面的錐角β1 = α1±15°，外表面中段(7)圓錐面的錐角β2 = α2±15°，外表面下段(6)圓錐面β3 = α2±20° ;所述殼體(12)內腔的上部圓臺錐角Θ1在50°?140°之間，中部圓臺錐角Θ2在20°?80°之間，下部圓柱面高度Η5應為殼體總高Η4的0.2?0.5倍。2.根據權利要求1所述穿孔孔徑一致性的油氣井用射孔彈，其特徵在於:所述內表面中段(4)圓錐面的錐角α2大於等於內表面上段(3)圓錐面的錐角α?。3.根據權利要求1所述穿孔孔徑一致性的油氣井用射孔彈，其特徵在於:所述外表面中段(7)圓錐面的錐角β2大於等於外表面上段(8)圓錐面的錐角β?，外表面中段(7)圓錐面的錐角β2大於等於外表面下段(6)圓錐面β3。4.根據權利要求1所述穿孔孔徑一致性的油氣井用射孔彈，其特徵在於:所述內表面上段(3)圓錐面的高度Hl與內表面中段(4)圓錐面的高度Η2之和大於或等於內表面下段(5)圓弧面高度Η3。5.根據權利要求1所述穿孔孔徑一致性的油氣井用射孔彈，其特徵在於:所述殼體(12)內腔的上部圓臺錐角Θ1大於等於中部圓臺錐角Θ2。
【文檔編號】B22F3/02GK205714129SQ201620223225
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年3月22日
【發明人】魯坤, 李必紅, 趙雲濤, 王喜, 徐文新, 雷竹峰, 段嘉慶, 李萬全, 李尚傑, 周明, 黎濤, 魯超
【申請人】西安物華巨能爆破器材有限責任公司