CN210003261U - 一种油气井用穿孔弹 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于油气勘探开发设备技术领域，特别是涉及一种油气井用穿孔弹。包括药型罩，所述药型罩为锥形结构，且药型罩外罩设有弹壳，所述药型罩和弹壳之间形成用于填充炸药的炸药层，所述弹壳的顶部设有与炸药层连接的传爆药，所述药型罩内设有凸台，所述凸台的上部与药型罩内壁面的上部紧密贴合。本实用新型的有益效果是：通过设置凸台改变了射流的形态，首先药型罩在炸药爆炸后形成的冲击波作用下压垮并形成线形射流，线性射流碰到凸台，使射流的形态发生转化，由线形射流转换成环形射流，使穿孔孔径得到较大提升，而侵彻性能也得到有效的限制，避免射流穿孔后对外层套管造成损伤。

Description

一种油气井用穿孔弹

技术领域

本实用新型属于油气勘探开发设备技术领域，特别是涉及一种油气井用穿孔弹。

背景技术

在油气勘探开发过程中由于地层条件日趋复杂，经常会出现卡钻、堵塞、井漏等工程事故。在处理这类事故时，往往需要对油管或套管进行穿孔作业，在井筒内建立有效的循环通道，实现钻杆快速解卡、压井堵漏等抢险施工的目的。此外，在进行弃井作业时，为了减少流体运移风险，避免污染淡水层，防止易燃天然气渗至地表，通过使用穿孔弹对套管进行穿孔后，再进行挤水泥或挤胶质作业，最终形成符合行业或政府规定的可靠的层位封隔，以实现安全弃井作业的目的。

穿孔弹在起爆后由于空穴结构设计而产生聚能效应，但目前传统药型罩一般采用锥形或弧形的结构，爆轰波作用下的射流会在药型罩的轴向上聚集，形成柱状结构的射流，使得射流的动能集中在药型罩轴线方向上的一狭小空间区域，有效射流横切面小，造成穿孔孔径小，目前缺乏一种有效改善穿孔孔径的设计。另外，油气井穿孔弹的设计中要求射穿穿孔弹承载的枪体和枪体外的油管或第一层套管，而不需要射穿油管外套管或第二层套管，若穿孔弹在施工作业中射穿油管外套管或第二层套管会形成施工事故，若通过常规的改变药型罩配方的方式来解决仍存在较大施工风险。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种油气井用穿孔弹，用于解决现有技术中穿孔弹穿孔孔径小，射流易损伤外层套管等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种油气井用穿孔弹，包括药型罩，所述药型罩为锥形结构，且药型罩外罩设有弹壳，所述药型罩和弹壳之间形成用于填充炸药的炸药层，所述弹壳的顶部设有与炸药层连接的传爆药，所述药型罩内设有凸台，所述凸台的上部与药型罩内壁面的上部紧密贴合。

本实用新型的有益效果是：通过设置凸台改变了射流的形态，通过设置凸台改变了射流的形态，首先药型罩在炸药爆炸后形成的冲击波作用下压垮并形成线形射流，线性射流碰到凸台，使射流的形态发生转化，由线形射流转换成环形射流，使穿孔孔径得到较大提升，而侵彻性能也得到有效的限制，避免射流穿孔后对外层套管造成损伤。

可选地，所述凸台的上部为与药型罩内壁面匹配贴合的锥形结构，所述凸台的下部为上大下小的圆台结构。

可选地，所述凸台的总高为14mm～20mm，所述圆台结构的锥角为24°～32°。

可选地，所述药型罩的外锥角为54°～64°，所述药型罩的内锥角为52°～62°。

可选地，所述药型罩的底部开口直径为24mm～28mm，所述药型罩的总高为28mm～31mm，所述药型罩顶部的外锥顶半径为2.5mm～4mm，所述药型罩顶部的内锥顶半径为2mm～3.5mm。

可选地，所述药型罩、弹壳、凸台对中设置。

采用上述可选地方案的有益效果是：结构简单、装配制造简单方便，形成稳定的环状射流，增大穿孔直径，保证穿孔效率的同时减轻了对外层套管的误伤。

可选地，所述传爆药为RDX、或为HMX、或为HNS中的任意一种单质炸药。

可选地，所述弹壳由钢、或铸铁、或锌合金中的任意一种材料制造而成。

可选地，所述凸台由金属材料制造而成。

可选地，所述凸台与药型罩一体成型。

采用上述可选地方案的有益效果是：结构简单、生产制造方便，爆炸效果好，提高穿孔效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例的油气井用穿孔弹的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的油气井用穿孔弹的药型罩和凸台的连接示意图；

图3为本实用新型实施例的油气井用穿孔弹的凸台的结构示意图。

零件标号说明

1 药型罩；

2 凸台；

3 弹壳；

4 炸药层；

5 传爆药。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1至图3所示，本实用新型的油气井用穿孔弹，包括药型罩1，药型罩1为锥形结构，且药型罩1外罩设有弹壳3，药型罩1和弹壳3之间形成用于填充炸药的炸药层4，弹壳3的顶部设有与炸药层4连接的传爆药5。传爆药5可以为RDX(RDX即为环三亚甲基三硝胺)、或为HMX(HMX即为环四亚甲基四硝胺)、或为HNS(HNS即为六硝基芪)中的任意一种单质炸药，炸药层4内填充的炸药可以为RDX、HMX和HNS等高能炸药基混合制成的炸药。弹壳3可以由钢、或铸铁、或锌合金中等材料中的任意一种材料制造而成，药型罩1可以按照质量配比由60％～65％的铜粉，5％～10％的铝粉，15％～20％的铅粉以及10％～15％的钨粉制造而成，能够增大穿孔弹射流对目标靶体的毁伤效应，进一步增大穿孔孔径。

如图1至图3所示，药型罩1内设有凸台2，凸台2的上部与药型罩1内壁面的上部紧密贴合，药型罩1、弹壳3、凸台2对中设置，凸台2可以与药型罩1一体成型，凸台2也可以和药型罩1分别制造成型，后期固定装配在一起。凸台2可以由金属材料制造而成，该金属材料可以是铜、铝、铅等材料中的一种或多种材料混合制造而成，药型罩和凸台可以采用相同的材料制成，也可以采用不同的材料制成。凸台2的上部为与药型罩1内壁面匹配贴合的锥形结构，凸台2的下部为上大下小的圆台结构，采用该结构的凸台使得射流6成为环状结构，即射流围成一圈，中心为空心结构，通过射流与凸台接触从而改变了射流形态，增大了射流直径，并且将射流中心的能量分散到环状上再集中对油管或内层套管进行穿孔，使得穿孔孔径更大，避免射流将能量集中在一狭小区域，侵彻性能得到有效限制，减小对外层套管的损伤。若射流能量集中在中心一狭小区域不仅造成能量浪费，穿孔孔径小，而且射流穿孔后因中心能量集中对外层套管伤害大，容易损伤外层套管，影响管柱强度。凸台2的总高L可以为14mm～20mm，圆台结构的锥角γ可以为24°～32°，药型罩1的外锥角α可以为54°～64°，药型罩1的内锥角β可以为52°～62°，药型罩1的底部开口直径D1可以为24mm～28mm，药型罩1的总高H可以为28mm～31mm，药型罩1顶部的外锥顶半径R可以为2.5mm～4mm，药型罩1顶部的内锥顶半径r可以为2mm～3.5mm。例如，在一实施例中，凸台2的总高L为14mm，圆台结构的锥角γ为24°，药型罩1的外锥角α为54°，药型罩1的内锥角β为52°，药型罩1的底部开口直径D1为24mm，药型罩1的总高H为28mm，药型罩1顶部的外锥顶半径R为2.5mm，药型罩1顶部的内锥顶半径r为2mm。在另一实施例中，凸台2的总高L为17mm，圆台结构的锥角γ为28°，药型罩1的外锥角α为59°，药型罩1的内锥角β为57°，药型罩1的底部开口直径D1为26mm，药型罩1的总高H为29mm，药型罩1顶部的外锥顶半径R为3mm，药型罩1顶部的内锥顶半径r为2.5mm。在又一实施例中，凸台2的总高L为20mm，圆台结构的锥角γ为32°，药型罩1的外锥角α为64°，药型罩1的内锥角β为62°，药型罩1的底部开口直径D1为28mm，药型罩1的总高H为31mm，药型罩1顶部的外锥顶半径R为4mm，药型罩1顶部的内锥顶半径r为3.5mm。

其装配过程为：将弹壳3倒放，将一定量的传爆药5装入弹壳3的底端，再将炸药装入到弹壳3内，再将药型罩1和凸台依次高压压入装有炸药的弹壳3内，完成穿孔弹的制造。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种油气井用穿孔弹，其特征在于：包括药型罩，所述药型罩为锥形结构，且药型罩外罩设有弹壳，所述药型罩和弹壳之间形成用于填充炸药的炸药层，所述弹壳的顶部设有与炸药层连接的传爆药，所述药型罩内设有凸台，所述凸台的上部与药型罩内壁面的上部紧密贴合。

2.根据权利要求1所述的一种油气井用穿孔弹，其特征在于：所述凸台的上部为与药型罩内壁面匹配贴合的锥形结构，所述凸台的下部为上大下小的圆台结构。

3.根据权利要求2所述的一种油气井用穿孔弹，其特征在于：所述凸台的总高为14mm～20mm，所述圆台结构的锥角为24°～32°。

4.根据权利要求1所述的一种油气井用穿孔弹，其特征在于：所述药型罩的外锥角为54°～64°，所述药型罩的内锥角为52°～62°。

5.根据权利要求4所述的一种油气井用穿孔弹，其特征在于：所述药型罩的底部开口直径为24mm～28mm，所述药型罩的总高为28mm～31mm，所述药型罩顶部的外锥顶半径为2.5mm～4mm，所述药型罩顶部的内锥顶半径为2mm～3.5mm。

6.根据权利要求1所述的一种油气井用穿孔弹，其特征在于：所述药型罩、弹壳、凸台对中设置。

7.根据权利要求1所述的一种油气井用穿孔弹，其特征在于：所述传爆药为RDX、或为HMX、或为HNS中的任意一种单质炸药。

8.根据权利要求1所述的一种油气井用穿孔弹，其特征在于：所述弹壳由钢、或铸铁、或锌合金中的任意一种材料制造而成。

9.根据权利要求1所述的一种油气井用穿孔弹，其特征在于：所述凸台由金属材料制造而成。

10.根据权利要求1至9任一项所述的油气井用穿孔弹，其特征在于：所述凸台与药型罩一体成型。

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