CN106321033A - 一种吸能延时防护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种吸能延时防护装置。所述装置至少包括一支射孔枪，射孔枪为轴向两端开口的壳体，射孔枪内部固定安装射孔弹架总成，射孔弹架总成的外表缠绕导爆索，所述装置还包括安装在射孔弹架总成中的罩体，罩体呈筒状，其腔体内放置射孔弹，罩体轴向两端开口，其中一个开口处设置一个用于盖合该开口的罩帽。本发明通过设置罩体和罩帽吸收射孔弹冲击波能量，延长了射孔弹冲击波传播时间，解决了相邻两个射孔弹之间相互干涉问题。通过在罩帽和射孔弹的接触表面设置导爆索槽，使导爆索与导爆索槽紧密贴合，可避免装入射孔枪过程中刮伤导爆索。采用无压环射孔弹，解决了常规射孔弹由于压环改变导爆索药芯密度从而影响导爆索爆轰波稳定传递的问题。

Description

一种吸能延时防护装置
技术领域
本发明涉及油气井射孔完井技术领域，具体涉及一种吸能延时防护装置。
背景技术
油气田钻井、固井后，需要进行油井射孔，使用射孔枪打开地层与井筒套管间的通道，让流体流入井筒套管内。
当射孔枪中装配射孔弹的密度达到某一值时会产生相邻两弹间的干涉现象。弹间干涉现象会导致射孔深度减小且射孔深度有显著波动，孔眼变形，毛刺变高，枪身变形，严重影响射孔性能，并影响油气井的产能。
以往射孔弹与弹架装配缠绕导爆索后，都是使用射孔弹上的压环压紧导爆索。带有压环的常规射孔弹的结构如图4所示。这种连接方式不但可能改变导爆索的药芯密度，而且不能使导爆索紧密布线，影响导爆索爆轰波的稳定传递，从而导致射孔弹不完全引爆。
另外，以这种连接方式连接后，压环处的导爆索处于裸露状态，装入射孔枪过程容易刮伤导爆索，会影响导爆索爆轰波传递的稳定性。
申请号为200920032450.3的中国实用新型专利，公开了一种一体式射孔器，包括枪头、枪体、导爆索、枪尾和射孔弹，枪体为圆柱体，枪体内至少有一组或多组射孔弹组，多组射孔弹组沿枪体等距离轴向排列；每个射孔弹组由3个或4个按圆柱体横向切面均匀分布的射孔弹组成,射孔弹的轴线在同一平面上且相交于一点，射孔弹轴线所在平面与枪体的轴线相互垂直，各个射孔弹弹壳尾部的角度等于射孔弹数等分圆周角的数值，各个射孔弹的弹壳尾部围成一个中心孔，各个射孔弹的弹头方向装有螺帽，导爆索处于枪体的轴线位置，并穿过每个射孔弹组的中心孔。该射孔器为枪弹一体式结构，并采用短长径比射孔弹，充分利用了有限空间，使射孔深达到一般射孔器的1.5～2倍，射孔孔径比现有一般射孔器提高约30％。该射孔器存在的问题是，没有设置吸能延时防护装置，无法消除相邻两弹间的干涉现象。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种吸能延时防护装置。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种吸能延时防护装置，至少包括一支射孔枪，所述射孔枪为轴向两端开口的壳体，所述射孔枪内部固定安装射孔弹架总成，所述射孔弹架总成的外表缠绕导爆索，其特征在于，所述装置还包括安装在所述射孔弹架总成上的罩体，所述罩体呈筒状，其腔体内放置射孔弹，所述罩体轴向(与射孔枪的轴线垂直)两端开口，其中一个开口处设置一个用于盖合该开口的罩帽。
进一步地，所述罩体主要由柔性材料制成。
进一步地，罩帽和射孔弹的接触表面处设置导爆索槽(即爆索槽由分别位于罩帽和射孔弹上的两部分组成)。
优选地，导爆索槽与导爆索的直径匹配，导爆索紧密贴合在导爆索槽内。
进一步地，所述罩帽与所述罩体卡槽连接。
进一步地，所述射孔弹为无压环射孔弹。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明所述的吸能延时防护装置，通过设置罩体和罩帽，在射孔时吸收射孔弹冲击波能量，延长了射孔弹冲击波的传播时间，消除了相邻两个射孔弹之间的相互干涉，改善了射孔性能，提高了油气井产能。通过在罩帽和射孔弹的接触表面处设置导爆索槽，使导爆索紧密贴合在导爆索槽内，能够避免装入射孔枪过程中刮伤导爆索。采用无压环射孔弹，简化了射孔弹制作工艺，节省了射孔弹的制作成本，解决了常规射孔弹由于压环改变导爆索药芯密度从而影响导爆索爆轰波稳定传递的问题。
附图说明
图1为吸能延时防护装置的结构示意图；
图2为图1中罩体的结构示意图；
图3为图2中罩帽的结构示意图；
图4为射孔弹(无压环)的示意图；
图5常规射孔弹(有压环)的示意图。
图中：1-射孔枪，2-罩体，3-导爆索，4-射孔弹，5-弹架总成，6-罩帽，7-导爆索槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
本发明实施例提供一种吸能延时防护装置，其结构如图1～4所示，所述装置至少包括一支射孔枪1，所述射孔枪1为轴向两端开口的壳体，所述射孔枪1内部固定安装射孔弹架总成5，所述射孔弹架总成5的外表缠绕导爆索3，其特征在于，所述装置还包括安装在所述射孔弹架总成5中的由柔性材料制成的罩体2，所述罩体2呈筒状，其腔体内放置射孔弹4，所述罩体2轴向两端开口，在其中一个开口处设置一个用于盖合该开口的罩帽6。
在本实施例中，射孔弹4起爆后产生射流，高能量的射流打开地层与井筒间通道。射孔弹4爆轰时产生的横向冲击波能量，受到罩体2的阻碍作用，并由罩体2进行能量吸收，延长了横向冲击波的传播时间，提高了射孔性能。
射孔作业过程中，射孔弹4炮轰后，炮轰波在射孔弹4的壳体的内、外壁进行多次反射，传递速度很快，影响相邻弹压力场的稳定，从而引起相邻两弹的干涉现象，即前一发射孔弹4引起的炮轰波穿透弹壳后加载到后一发射孔弹4上(炮轰波随距离的增大而衰减)，当后一发射孔弹4炮轰时，其弹壳已处于一种不稳定的压力场状态，从而引发后一发射孔弹4的射流不对称、不完全，影响穿深性能。
设Va(m/s)为视起爆速度；L(m)为弹间距，即相邻射两个孔弹4之间的距离；t(s)为相邻射孔弹4的起爆时间间隔；l(m)为弹间导爆索长度，即相邻两个射孔弹4之间的导爆索的长度；V(m/s)为导爆索爆速，即导爆索3的导爆速度。则：
Va＝L/t (1)
t＝l/V (2)
将(2)式带入(1)式得：
Va＝LV/l (3)
由(3)式可知，视起爆速度Va与弹间距L及导爆索爆速V之积成正比，与弹间导爆索长度l成反比。
导爆索3引爆前一发射孔弹4与引爆后一发射孔弹4的时间差为△t，前一发射孔弹4爆炸时产生的冲击波以速度V1向后一发射孔弹4传递，到达后一发射孔弹4的时间为t1，当t1小于导爆索3引爆后一发射孔弹4的时间t时，将会出现两弹干涉现象。当冲击波通过一定厚度的罩体2时，增大了冲击波的作用时间，削减了冲击波能量，起到了消波和拉长波长的作用。波长增加、波速减低，使冲击波到达后发射孔弹4的时间增大，即t1>t即可消除两弹干涉的现象。
作为本发明的另一实施例，所述罩体2主要由柔性材料制成，柔性材料有利于有效吸收冲击波的能量，从而有效消除两弹干涉现象。
作为本发明的另一实施例，罩帽6和射孔弹4的接触表面处设置导爆索槽7，如图2所示，导爆索槽7由分别位于罩帽6和射孔弹4上的两部分组成。
优选地，导爆索槽7与导爆索3的直径匹配，导爆索3紧密贴合在导爆索槽7内。采用这种结构设计，不但可以使导爆索3与导爆索槽7紧密贴合，还可以有效避免弹架总成5在装入射孔枪1的过程中刮伤导爆索3。
作为本发明的另一实施例，所述罩帽6与所述罩体2卡槽连接。
作为本发明的另一实施例，所述射孔弹4为无压环射孔弹，其结构如图4所示。现有技术一般采用带有压环的常规射孔弹，射孔弹上的压环用于压紧导爆索。常规射孔弹的结构如图5所示，这种结构不但能改变射孔弹压环处导爆索药芯密度，还不能使导爆索紧密贴合在导爆索槽内，影响导爆索爆轰波的稳定传递，从而导致射孔弹不完全引爆。本实施例的射孔弹4省去了压环，在罩帽6和射孔弹4的接触表面处设置导爆索槽7，使导爆索3与导爆索槽7紧密贴合，消除了由于导爆索不能紧密贴合从而影响导爆索爆轰波稳定传递的问题。另外，由于采用无压环的射孔弹4，不但简化了射孔弹4的制作工艺，节省了射孔弹4的制作成本，还解决了常规射孔弹由于压环改变导爆索药芯密度从而影响导爆索爆轰波稳定传递的问题。
本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而易见的改进或变更，都不会超出本发明的构思和所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种吸能延时防护装置，至少包括一支射孔枪，所述射孔枪为轴向两端开口的壳体，所述射孔枪内部固定安装射孔弹架总成，所述射孔弹架总成的外表缠绕导爆索，其特征在于，所述装置还包括安装在所述射孔弹架总成上的罩体，所述罩体呈筒状，其腔体内放置射孔弹，所述罩体轴向两端开口，其中一个开口处设置一个用于盖合该开口的罩帽。
2.根据权利要求1所述的吸能延时防护装置，其特征在于，所述罩体主要由柔性材料制成。
3.根据权利要求1所述的吸能延时防护装置，其特征在于，所述罩帽和所述射孔弹的接触表面处设置导爆索槽。
4.根据权利要求3所述的吸能延时防护装置，其特征在于，导爆索槽与导爆索的直径匹配，导爆索紧密贴合在导爆索槽内。
5.根据权利要求1所述的吸能延时防护装置，其特征在于，所述罩帽与所述罩体卡槽连接。
6.根据权利要求1所述的吸能延时防护装置，其特征在于，所述射孔弹为无压环射孔弹。
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