CN204827398U - 一种两端加厚中间薄壁的无盲孔射孔枪管 - Google Patents

Abstract

一种两端加厚中间薄壁的无盲孔射孔枪管，管端结构从外向里依次设有外密封对接段、内密封对接段、连接螺纹孔段、限位轴肩、承压段、过渡段、射孔成形段，射孔成形段的孔径比连接螺纹孔段的螺纹底径大，内密封对接段的孔径比连接螺纹孔段的螺纹底径大，内密封对接段的孔径比外密封对接段的孔径小。还可在射孔成形段的管壁上均匀地设有咬合填料塞。其主要优点为：射孔枪管内腔自然加大，重量轻，无需加工内盲孔，不受孔密、相位角的约束，不存在盲孔对位率的现象，避免断爆、聚爆安全隐患。降低了施工劳动强度。若在射孔成形段的管壁上均匀地设有咬合填料塞，能进一步减少聚爆用药量，提高射孔枪的穿深，同时射孔枪管的重量更轻。

Description

一种两端加厚中间薄壁的无盲孔射孔枪管

技术领域：

本实用新型涉及一种油田采油器具，尤其涉及射孔枪管。

背景技术：

射孔是油田勘探、开发及完井作业中十分重要的技术环节。射孔作业使用石油射孔枪，利用枪内聚能射孔弹爆炸时所产生的高温、高压使射孔弹内的金属罩变为流体状态，形成一股细金属流，沿射孔弹轴线向喷发。细流的速度为800～1000m/s，温度高达3000～4000℃，遇到障碍物时，便产生3×104MPa的高压，将障碍物击穿一个很深的孔洞。射孔枪就是利用这个原理，将枪体、套管(油井壁)、水泥环，以至油层打穿，完成射孔作业。但是，由于盲孔的存在，使得枪体的壁厚减少，降低了射孔枪在盲孔处的强度。如果设计不当，容易出现炸枪事故。开裂的枪体碎片将会震裂套管和水泥环。因此，射孔枪盲孔直径、深度及枪体壁厚的设计是射孔枪设计的重要环节。

现有的射孔枪管的结构如图1所示，它为两端带内螺纹的等壁厚管体，在管体的外壁或内孔壁上设有若干盲孔，这种结构的射孔枪管在实际使用过程中存在如下缺点：

①如果盲孔加工在管体外壁上：由于管体内孔的直径较小，射孔弹的装枪炸高较低，无法达到最有利炸高，这大大阻碍了射流的充分拉伸，无法进一步提升射孔后的子弹穿深。

②如果盲孔加工在管体内壁上：虽然提高了射孔弹的装枪炸高，但内盲孔加工难度很大，生产效率极低，不利于组织大生产。

③由于管体壁厚太大，厚度达9mm，整个管体的重量较重，不仅材料消耗量大，增加了生产成本，而且操作者的搬运劳动强度大。

实用新型内容：

为了克服上述射孔枪管技术的不足，本实用新型的目的是提供一种两端加厚中间薄壁的无盲孔射孔枪管。

本实用新型采取的技术方案如下：

一种两端加厚中间薄壁的无盲孔射孔枪管，其特征是：管体的两端结构相同，从外向里依次设有外密封对接段、内密封对接段、连接螺纹孔段、限位轴肩、承压段、过渡段、射孔成形段，射孔成形段的孔径比连接螺纹孔段的螺纹底径大，内密封对接段的孔径比连接螺纹孔段的螺纹底径大，内密封对接段的孔径比外密封对接段的孔径小0.5～3毫米。

进一步，射孔成形段的壁厚为6～12毫米，外密封对接段的壁厚为5～10毫米，内密封对接段的孔径比外密封对接段的孔径小0.5～3毫米，连接螺纹孔段的螺纹底径比射孔成形段的孔径小0.5～6毫米。

进一步，射孔成形段的壁厚为6～9毫米，外密封对接段的壁厚为5～6毫米，内密封对接段的孔径比外密封对接段的孔径小0.5～1毫米，连接螺纹孔段的螺纹底径比射孔成形段的孔径小1～2毫米。

进一步，过渡段为锥孔结构。

进一步，在射孔成形段的管壁上均匀地设有预制通孔，在预制通孔中密封地设有一体化咬合填料塞。

进一步，所述咬合填料塞的截面形状为在圆形周向均匀分布三个矩形。

进一步，所述咬合填料塞的材质为硬质塑料。

申请人在大庆试油试采中心对本实用新型进行试验，取得了十分理想的效果。该射孔枪管采用两端内加厚的薄壁无缝合金钢管制作，管材总长度、两端内孔加厚部位长度、壁厚及射孔成形段壁厚都有尺寸精度要求。管材两端内孔壁存加厚的目的是提高射孔枪管的螺纹连接处的强度，保证射孔枪不断裂、掉落。射孔成形段的壁厚减小的目的是射孔枪自然形成较大的内腔，从而提高射孔枪的穿深。该射孔枪管材采用CrMo系列钢种的目的是提高射孔枪的强度和韧性，保证射孔枪爆破后不开裂、涨径小。该射孔枪具备常规内盲孔射孔枪的结构，与常规内盲孔枪相比具备以下优点：

①该射孔枪管内腔自然加大，在管体壁上不需要加工内盲孔，不仅可以节约内盲孔加工设备，该设备的价格为30万元/台，投入大，生产效率低成本高，另外，能避免常规内盲孔射孔枪存在的断爆、聚爆安全隐患。

②该射孔枪管体重量轻，与常规内盲孔枪相比减轻6kg/m，降低了员工现场施工劳动强度。

③该射孔枪管不受孔密、相位角的约束，不存在盲孔对位率的现象；不存在加工不同孔密和相位角射孔枪时调设备的现象。

④该射孔枪管减少下料和内盲孔加工工序，即节省人力又节省物力，每万米射孔枪管可节省4人，可间接增加产值200万元。

若在射孔成形段的管壁上均匀地设有预制通孔，在预制通孔中密封地设有一体化咬合填料塞，采用这种结构能进一步减少聚爆用药量，提高射孔枪的穿深，同时射孔枪管的重量更轻。

附图说明：

图1为现有射孔枪管的结构示意图；

图2为本实用新型的一种结构示意图；

图3为本实用新型的另一种结构示意图；

图4为咬合填料塞的一种截面形状示意图。

图中：1-外密封对接段；2-内密封对接段；3-连接螺纹孔段；4-限位轴肩；5-承压段；6-过渡段；7-射孔成形段；8-咬合填料塞；9-预制通孔。

具体实施方式：

下面将结合附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1：一种两端加厚中间薄壁的无盲孔射孔枪管，如图2和图3所示，管体的材质为30CrMo,管体的外径为101.6毫米，管体两端内孔结构相同，从外向里依次设有外密封对接段1、内密封对接段2、连接螺纹孔段3、限位轴肩4、承压段5、过渡段6、射孔成形段7，射孔成形段7的内孔孔径为92.6毫米,壁厚为4.5毫米，内密封对接段2的孔径为90.6毫米,外密封对接段1的内径为92.6毫米,壁厚为4毫米，连接螺纹孔段3的内螺纹为Tr90×4-9H，限位轴肩4的内孔尺为86毫米，承压段5的内孔尺寸为80毫米，过渡段6设置承压段5和射孔成形段7之间，过渡段6为锥孔结构。

实施例1所述射孔枪管的加工方法如下：

第一步，坏料管准备，按照射孔枪管的设计要求进行坏料管体的选取，选取的技术要素：材质为CrMo系列钢种(根据不同的强度要求选用不同含量的CrMo钢材料)，外径和内孔尺寸符合工艺要求；

第二步，粗加工管端内孔组：以管体的外圆定位，对管体一端的同心内孔组进行粗车削或镗削，保证各孔留有加工余量0.5～1.0毫米；

第三步，调头加工另一端至要求；

第四步，精加工管端内孔组及连接螺纹。

第五步，加工精度检验；

第六步，进行压力试验。

实施例2：在实施例1的基础上，在射孔成形段7的管壁上均匀地设有预制通孔9，在预制通孔9中通过热压铸方法密封地设有硬质塑料咬合填料塞8，这样，不仅能满足入井的管体密封要求，在爆炸射孔时，能源利用率更高，射孔穿透性能更强，用药量少。

实施例2所述孔射孔枪管的加工方法如下：

第一步，坏料管准备，按照射孔枪管的设计要求进行坏料管体的选取，选取的技术要素：材质为CrMo系列钢种，根据不同的强度要求选用不同含量的CrMo钢材料，坏料管的外径和内孔尺寸符合工艺要求；

第二步，粗加工管端内孔组：以管体的外圆定位，对管体一端的同心内孔组进行粗车削或镗削，保证各孔留有加工余量0.5～1.0毫米；

第三步，调头加工另一端至要求；

第四步，在射孔成形段冲制用于压铸咬合填料塞8的预制通孔9；

第五步，在预制通孔9中压铸咬合填料塞8；

第六步，精加工管端内孔组及连接螺纹。

第七步，加工精度检验；

第八步，进行压力试验。

Claims (6)

1.一种两端加厚中间薄壁的无盲孔射孔枪管，其特征是：管体的两端结构相同，从外向里依次设有外密封对接段(1)、内密封对接段(2)、连接螺纹孔段(3)、限位轴肩(4)、承压段(5)、过渡段(6)、射孔成形段(7)，射孔成形段(7)的孔径比连接螺纹孔段(3)的螺纹底径大，内密封对接段(2)的孔径比连接螺纹孔段(3)的螺纹底径大，内密封对接段(2)的孔径比外密封对接段(1)的孔径小0.5～3毫米。

2.根据权利要求1所述两端加厚中间薄壁的无盲孔射孔枪管，其特征是：射孔成形段(7)的壁厚为6～12毫米，外密封对接段(1)的壁厚为5～10毫米，内密封对接段(2)的孔径比外密封对接段(1)的孔径小0.5～3毫米，连接螺纹孔段(3)的螺纹底径比射孔成形段(7)的孔径小0.5～6毫米。

3.根据权利要求2所述两端加厚中间薄壁的无盲孔射孔枪管，其特征是：射孔成形段(7)的壁厚为6～9毫米，外密封对接段(1)的壁厚为5～6毫米，内密封对接段(2)的孔径比外密封对接段(1)的孔径小0.5～1毫米，连接螺纹孔段(3)的螺纹底径比射孔成形段(7)的孔径小1～2毫米。

4.根据权利要求1所述两端加厚中间薄壁的无盲孔射孔枪管，其特征是：过渡段(6)为锥孔结构。

5.根据权利要求1所述两端加厚中间薄壁的无盲孔射孔枪管，其特征是：在射孔成形段(7)的管壁上均匀地设有预制通孔(9)，在预制通孔(9)中密封地设有一体化咬合填料塞(8)。

6.根据权利要求5所述两端加厚中间薄壁的无盲孔射孔枪管，其特征是：所述咬合填料塞(8)的截面形状为在圆形周向均匀分布三个矩形。