CN102041986A

CN102041986A - 特深穿透射孔弹

Info

Publication number: CN102041986A
Application number: CN2011100227670A
Authority: CN
Inventors: 罗宏伟; 郭鹏; 涂良; 付代轩; 赵世华; 杜明章; 余讯; 谢湛; 李云; 杨清勇
Original assignee: Well Logging Co of CNPC Chuanqing Drilling Engineering Co Ltd
Current assignee: Well Logging Co of CNPC Chuanqing Drilling Engineering Co Ltd
Priority date: 2011-01-20
Filing date: 2011-01-20
Publication date: 2011-05-04

Abstract

一种特深穿透射孔弹，涉及石油勘探开发中增产措施的射孔弹的制造技术领域，本发明对药型罩结构和装药结构进行优化设计，提供了一种特深穿透射孔弹，包括药型罩和金属弹壳，药型罩的外壁面和内壁面形状分别分为上、中、下三段，上、中、下三段分别无接点光滑连接；金属弹壳的内壁面由下到上分为四段，本发明具有良好的稳定性能，能将金属射流拉得很长，具有提高金属射流的侵彻能力和发挥最佳侵彻效果的特点。

Description

特深穿透射孔弹

技术领域：

一种特深穿透射孔弹，用于石油天然气开发过程的射孔作业，涉及石油勘探开发中增产措施的射孔弹的设计、制造技术领域。

背景技术：

当石油或者天然气井钻井完成以后，就要实施完井增产技术的施工作业，在射孔完井的油气井中，射孔孔眼是沟通产层和井筒的唯一通道，因此，射孔弹在岩层中的穿孔深度和在套管上的入口孔径是评价射孔弹穿孔性能的两个重要指标，也是影响油气井产能的重要因素，实践证明，提高射孔弹的穿孔深度，使射孔孔道能够穿过钻井污染带，对降低压裂酸化的破裂压力，和提高压裂酸化的增产效果，进而对油气井的增产是有益的。

现有技术状况是：根据国内权威检测机构2009年度公布射孔弹检测结果，装配外径为

射孔枪的射孔弹在API标准混凝土靶上的平均穿深为589mm，装配外径为

射孔枪的射孔弹在API标准混凝土靶上的平均穿深为695mm，装配外径为

射孔枪的射孔弹在API标准混凝土靶上的平均穿深为835mm，目前技术的射孔弹都不能达到1000mm，主要原因是：目前深穿透射孔弹常用的药型罩为变壁厚圆锥形结构，在规定的射孔弹装药量条件下，通常采用增大药型罩口径或者减小顶部锥角角度大小来提高穿孔深度，为了增大射孔弹药型罩的口径，压制药型罩的压力需要增加，为满足压力需要，往往需要增大压机的额定压力，这样会增大设备投资费用；药型罩顶部的锥角减小了，就会使射孔弹的穿孔深度变得不稳定，因此还是不能达到最好的增产效果。

发明内容：

本发明针对现有技术的缺点，对药型罩结构和装药结构进行优化设计，充分利用炸药爆炸能量，提供了一种特深穿透射孔弹。

本发明是这样实现的：本发明包括药型罩和金属弹壳，其特征在于：所述药型罩内外面的罩顶1为圆弧状结构，药型罩的外壁面8分为上、中、下三段，上、下两段为轴向的上圆锥面6和轴向的下圆锥面9，中间段为轴向的圆弧面7，上、中、下三段为无接点光滑连接；

所述药型罩的内壁面4分为上、中、下三段，上段为轴向的圆锥面2，下段为指数方程确定的曲面结构5，中间段为轴向的圆弧面3，上、中、下三段无接点光滑连接；

所述金属弹壳12的内壁面由下到上分为四段，第一段为圆柱形腔，第二段、第三段、第四段是圆台形腔；

所述上圆锥面6的轴向锥面角度在42°～55°之间，下圆锥面9的轴向锥面角度在45°～60°之间；

所述内壁面4上段的轴向圆锥面2的角度比外壁面8上圆锥面6小0°～3°；

所述金属弹壳12第二段圆台形腔的角度范围在25°～35°之间，第三段圆台形腔的角度范围在50°～65°之间，第四段圆台形腔的角度范围在110°～125°之间；

所述药型罩的外壁面8与金属弹壳12的内壁之间为装药腔11，装药腔11内装填有高能炸药；

制造时，先在压制机上安装模具，再用已混合好的金属粉末材料压制药型罩，压制的药型罩经检验合格后送到射孔弹压装工序；将已称量准确的散粒高能炸药倒入金属弹壳12内，使用压弹设备将药型罩压入金属弹壳12内，完成射孔弹的制造。

本发明的有益效果和优点：采用本发明所述的药型罩结构和与之匹配的金属弹壳12内壁面曲线结构，使炸药在装药腔内的分布更为合理，提高了爆炸能量的利用率，能达到最佳的爆炸能量输出效果，因此，在爆轰波的作用下，具有良好和紧凑的稳定性能，并能将金属射流拉得很长，有利于提高金属射流的侵彻能力，发挥最佳侵彻效果；采用本发明制造的射孔弹，经检测，在API标准混凝土靶上的穿孔深度达到1433mm以上，采用射孔枪在API标准混凝土靶上的平均穿深较国内同类型射孔弹产品穿孔深度提高了60％以上，采用

射孔枪在API标准混凝土靶上的平均穿深较国内同类型射孔弹平均穿孔深度提高了79％。

附图说明：

图1为本发明药型罩的结构示意图。

图2为本发明药型罩与金属弹壳装配后的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图给出本发明的实施例：

实施例1：

本发明由以下结构组成：本发明包括药型罩和金属弹壳，药型罩的内外面罩顶1的结构相同，为圆弧状结构，药型罩的外壁面8分为上、中、下三段，上、下两段是上圆锥面6和下圆锥面9，上圆锥面6的轴向锥面角度在42°～55°之间，下圆锥面9的轴向锥面角度在45°～60°之间，中间为圆弧面7，上、中、下三段无接点光滑连接；药型罩的内壁面4分为上、中、下三段，上段为轴向圆锥面2，其轴向圆锥面的角度比外壁面8上圆锥面6小0°～3°，下段为指数方程确定的曲面结构5，中间段为圆弧面3，上、中、下三段无接点光滑连接；金属弹壳12的内壁面由下到上分为四段，第一段为圆柱形腔，第二段、第三段、第四段是圆台形腔；第二段圆台形腔的角度范围在25°～35°之间，第三段圆台形腔的角度范围在50°～65°之间，第四段圆台形腔的角度范围在110°～125°之间；药型罩的外壁面8与金属弹壳12的内壁之间为装药腔11，装药腔11内装填有高能炸药。

实施例2：制造时，先按照设计要求制造模具，然后在压制机上安装符合药型罩设计要求形状和角度的模具，装好模具后，将已混合好的金属粉末材料装入模具内，然后直接压制药型罩；压制的药型罩的罩顶1、外壁面8和内壁面4应符合要求的形状和角度，然后进行检验，将合格的药型罩送到射孔弹压装工序，再将已称量准确的散粒高能炸药倒入金属弹壳12内，再使用压弹设备将药型罩压入金属弹壳12内就完成了射孔弹的制造。

实施例3：将制造好的本发明进行现场应用；某井珍珠冲层曾采用常规深穿透射孔弹进行射孔作业，当射孔后未能加入酸，作业效果不理想；在该井相同的层位采用本实用型新进行再次射孔作业，将本发明安装在外径Φ76mm的弹架上，用压丝10将导爆索固定在射孔弹尾部，安装完毕后，将射孔弹及弹架装入外径为Φ127mm的射孔枪内，并装上枪头、枪层，组装成射孔器；再用油管将射孔器送入井内并定位在该层进行射孔作业，井口加压到额定值，起爆装置起爆并将导爆索引爆，由导爆索起爆本发明，本发明爆炸后，形成的金属射流依次穿过射孔枪、套管、固井水泥环并进入岩层，最终在套管、水泥环、岩层中形成穿孔孔道；射孔后立即进行压裂酸化作业，共向地层中注入酸143.8m³，射孔后，用D50.8mm流量计9mm孔板经液器分离器测产，得日产天然气4.070×10¹m³/d，增产效果明显。

Claims

1.一种特深穿透射孔弹，包括药型罩和金属弹壳，其特征在于：

a.所述药型罩内外面的罩顶1为圆弧状结构，药型罩的外壁面8分为上、中、下三段，上、下两段为轴向的上圆锥面6和轴向的下圆锥面9，中间段为轴向的圆弧面7，上、中、下三段为无接点光滑连接；

b.所述药型罩的内壁面4分为上、中、下三段，上段为轴向的圆锥面2，下段为指数方程确定的曲面结构5，中间段为轴向的圆弧面3，上、中、下三段无接点光滑连接；

c.所述金属弹壳12的内壁面由下到上分为四段，第一段为圆柱形腔，第二段、第三段、第四段是圆台形腔。

2.根据权利要求1所述的特深穿透射孔弹，其特征在于：所述上圆锥面6的轴向锥面角度在42°～55°之间，下圆锥面9的轴向锥面角度在45°～60°之间。

3.根据权利要求1所述的特深穿透射孔弹，其特征在于：所述内壁面4上段的轴向圆锥面2的角度比外壁面8上圆锥面6小0°～3°；

4.根据权利要求1所述的特深穿透射孔弹，其特征在于：所述金属弹壳12第二段圆台形腔的角度范围在25°～35°之间，第三段圆台形腔的角度范围在50°～65°之间，第四段圆台形腔的角度范围在110°～125°之间。

5.根据权利要求1所述的特深穿透射孔弹，其特征在于：所述药型罩的外壁面8与金属弹壳12的内壁之间为装药腔11。