CN101598014B - 高温高压实验室用射孔模拟靶装置 - Google Patents

Abstract

一种高温高压实验室用射孔模拟靶装置，属于石油天然气完井过程的射孔弹模拟试验装置技术领域，包括模拟枪、模拟靶和模拟靶套，模拟枪的上、下端分别连接上接头和下接头，模拟靶由橡胶套、套管模拟件和砂岩靶构成，模拟靶套是由对位销和锁套连接的两个半边结构；本发明提供了一种在地面进行试验的高温高压实验室用射孔模拟靶装置，解决了现有靶套装配复杂射孔定位性能差、靶套易受损的问题，具有射孔准确定位，以及提高靶套循环使用的特点。

Description

高温高压实验室用射孔模拟靶装置

技术领域：

一种高温高压实验室用射孔模拟靶装置，适用于在地面的釜体内模拟井下高温高压射孔，属于石油天然气完井过程的射孔弹模拟试验装置的设计制造技术领域。

背景技术：

在现有技术中，为了检验生产的射孔弹性能，很多情况下都是在地面常温常压进行实验检测，而地面的常温常压试验无法获取在地下射孔时的真实射孔参数，即使有的可以模拟井况条件，实现了高温高压的射孔弹实验检测，但是，为了安全试验的目的，用于试验的靶套装置在进行装配时也是过程复杂，费时费力，另外，由于模拟靶套和和模拟枪是分离的，所以射孔定位性也不好，靶套易受损坏，模拟靶套基本不能重复利用，及使个别没有完全损坏，其安全性也会受到影响，并且一次实验只能完成一发射孔弹的检测，实验成本高；现有技术的缺点主要有：①现有靶套采用铰链开合结构，装配过程复杂，费时费力，操作性差；②现有相关装置的靶套和射孔模拟枪是分开的，射孔弹产生的射流容易打偏，射孔定位性能差，靶套易受损，安全性能差，靶套重复利用性差；③国内现有靶套无法联装，只能完成单发射孔弹打靶实验，造成实验成本高。

发明内容：

本发明针对现有技术存在的缺点，采用射孔模拟靶套和射孔模拟枪一体化的方案，设计了一种适用于在地面的釜体内进行试验的高温高压实验室用射孔模拟靶装置。

本发明是这样实现的：本发明包括模拟枪、模拟靶和模拟靶套，其特征在于：所述模拟枪包括下接头7、模拟炸高8、压板11、接头挡板22、引线柱18和上接头17，模拟炸高8装在下接头7内，下接头7的上端连接有压板11，接头挡板22固定在上接头17的下端，在上接头17上端的中间设置有连接孔，上接头17装在模拟枪23的上端；

所述模拟靶包括橡胶套4，套管模拟件6，砂岩靶5，砂岩靶5装在橡胶套4内，套管模拟件6设置在橡胶套4的上端；

所述模拟靶套包括连接头13，套管3，锁锥26，防砂挡板2，对位销孔28，锁套27，靶座1，连接头13焊接在套管3的上端外圆，靶座1固定在套管3的下端，防砂挡板2焊接在套管下端的内圆，锁锥26焊接固定在套管3下半段的中部，模拟靶套是将组装好的连接头13、套管3、锁锥26、防砂挡板2整体沿中心剖为两个半边的结构；

所述压板11由双头螺栓24固定在下接头7的上端；

在所述上接头17和下接头7的外圆装有密封圈9和15；

所述模拟靶套是由对位销和锁套27连接的两个半边结构；

本发明的连接制作过程如下：

制作模拟靶套：将连接头13与套管3由焊接点20焊接，再将锁锥26套在套管3的下部，并焊接固定，再将防砂挡板2焊在套管3的下端开口处，完成后，将组装好的模拟靶套整体沿中心剖为两半，使模拟靶套成为两个半边的结构，然后在两半套管的剖面上同一位置分别设置对位销孔28，装好对位销就完成了模拟靶套的制作；

模拟枪的安装：先在下接头7内依次装入模拟炸高8和射孔弹10，由双头螺栓24将压板11压在射孔弹10上，然后安装导爆索12和雷管19，再连接雷管19的接地线和导线，在上接头17和下接头7的外圆上安装密封圈9和15，然后用沉头螺栓21固定接头挡板22，然后将下接头7装入模拟枪23，最后将雷管19的导线与密封引线柱18连接，完成射孔模拟枪的安装；

模拟靶的安装：将砂岩靶5装入橡胶套4内，再将装好砂岩靶5的橡胶套4装入套管3的下端内，再将套管模拟件6置于砂岩靶5的上端，合上另一半边模拟靶套，使用设置的对位销将两半的模拟靶套连接为一个整体，再将锁套27拧入锁锥26；

最后，将装配好的射孔模拟枪23从上部装入模拟靶套内，并用螺栓16将射孔模拟枪固定在连接头13上，再将靶座1拧入套管3的下端，最后将供电导线连在引线柱18上就完成了试验前的连接工作。

本发明的优点和有益效果是：

设计的模拟靶套采用两个半边的拆卸式大锥度丝扣连接，具有操作方便的特点，采用射孔模拟靶套和射孔模拟枪一体方案，可实现射孔准确定位，克服了射孔时射流不居中现象，避免了射流不居中对靶套的破坏，可提高靶套的循环使用和实验的安全性。

附图说明：

图1是本发明的组装结构示意图。

图2是本发明模拟枪与模拟靶套上半部分的组装结构放大示意图。

图3是本发明模拟靶与模拟靶套下半部分的组装结构放大示意图。

图4是本发明模拟靶套的组装结构放大示意图。

具体实施方法：

下面结合附图给出本发明的实施例：本发明本发明包括模拟枪、模拟靶和模拟靶套，模拟枪的安装方法如下：

模拟枪包括下接头7、模拟炸高8、压板11、接头挡板22、引线柱18和上接头17；

先将模拟炸高8装入下接头7内的底部，再将射孔弹10装入下接头7内，将压板11压在射孔弹10上，并由双头螺栓24将射孔弹10压在下接头7内，然后将导爆索12连接在射孔弹10上，再将雷管19装入导爆索12，将雷管19的零线接在双头螺栓24上，作为接地，为了密封，再将密封圈9和15分别装在上接头17和下接头7的外圆上，然后将接头挡板22用沉头螺栓21固定在上接头17的下端，然后将下接头7螺旋拧入模拟枪23，再将雷管19的导线穿过接头挡板22连接在密封引线柱18的下端，并将密封引线柱18拧入上接头17中间的连接孔，然后将上接头17螺旋装入模拟枪23，这样就完成了射孔模拟枪的安装；

模拟靶套的制作过程如下：

模拟靶套包括连接头13、套管3、锁锥26、防砂挡板2、对位销孔28、锁套27和靶座1，连接头13套在套管3的外圆，然后将连接头13与套管3由焊接点20焊接，为了进一步的固定，再将强力销14打入焊接好的连接头13和套管3，以便加强固定连接，再将锁锥26套在套管3下半段的中部，并由焊接点25焊接固定，再将防砂挡板2焊在套管3的下端开口处，封闭套管的下端，最后将焊接好的连接头13、套管3、锁锥26及防砂挡板2整体沿0°中心剖开为两半，使所述模拟靶套成为两个半边的结构，然后在两半套管的剖面上同一位置分别设置对位销孔28，在对位销孔28中设置对位销；

模拟靶的安装方法如下：模拟靶包括橡胶套4、套管模拟件6和砂岩靶5；将砂岩靶5装入橡胶套4内，然后将装好砂岩靶5的橡胶套4装入其中的一个半边模拟靶套的套管3内，然后将套管模拟件6置于砂岩靶5的上端，再将另一半边模拟靶套使用设置在对位销孔28中的对位销将分为两半的模拟靶套连接为一个整体，再将锁套27拧入锁锥26；

最后，将装配好的射孔模拟枪23从上部装入模拟靶套内，并用螺栓16将射孔模拟枪固定在连接头13上，再将靶座1拧入套管3的下端，封闭模拟靶套的下端，最后将供电导线连在引线柱18上就完成了试验前的连接工作；

进行试验时，将连接安装完毕的高温高压实验室用射孔模拟靶装置装入试验釜内，连接引爆线就可以在地面实施模拟试验了；本高温高压实验室用射孔模拟靶装置利用了与试验釜体相配的套管，并在套管上钻有设计要求的传压孔，上端的模拟枪由上接头17连接，将上接头17用丝扣和焊接的方式联接在套管3的上端；在套管3的中下部和尾端分别设置有锁锥和尾扣，为了便于连接，设置的锁锥26和尾扣都采用了大锥度的扣型，可以达到快速安装锁套27和靶座1的目的，并连接两个半边模拟靶套的目的；从中间剖开为两个半边的模拟靶套，设计有对位销进行定位，可实现不错位的快速装配；模拟枪的枪体两端采用丝扣联接上、下接头7和17，为了密封的效果，在上、下接头7和17的外圆设置有密封圈15和9，为了实现定位射孔，在下接头内设置了炸高和环空间隙，下接头7直接触在模拟靶的砂岩靶5上，模拟枪体内装配一发射孔弹，采用导爆索和电雷管方式起爆；试验时，上接头17可以通过上端设置的连接法兰与釜体转换接头连接，也可以由套管底端的靶座1设置连接螺栓孔与釜体连接，实现多套联装。

Claims (4)

1.一种高温高压实验室用射孔模拟靶装置，包括模拟枪、模拟靶和模拟靶套，其特征在于：

a.所述模拟枪包括下接头、模拟炸高、压板、接头挡板、引线柱和上接头，模拟炸高装在下接头内，下接头的上端连接有压板，接头挡板固定在上接头的下端；

b.所述模拟靶包括橡胶套，套管模拟件，砂岩靶，砂岩靶装在橡胶套内，套管模拟件设置在橡胶套的上端；

c.所述模拟靶套包括连接头、套管、锁锥、防砂挡板、对位销孔、锁套、靶座，连接头焊接在套管的上端外圆，靶座固定在套管的下端，防砂挡板焊接在套管下端的内圆，锁锥焊接固定在套管下半段的中部，模拟靶套是将组装好的连接头、套管、锁锥、防砂挡板整体沿中心剖为两个半边的结构；所述模拟靶套是由对位销和锁套连接两个半边结构的。

2.根据权利要求1所述的高温高压实验室用射孔模拟靶装置，其特征在于：在所述上接头上端的中间设置有连接孔。

3.根据权利要求1所述的高温高压实验室用射孔模拟靶装置，其特征在于：所述压板由双头螺栓固定在下接头的上端。

4.根据权利要求1所述的高温高压实验室用射孔模拟靶装置，其特征在于：在所述上接头和下接头的外圆装有密封圈。

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