CN212774241U - 一种集成式复合增压射孔弹 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种集成式复合增压射孔弹，它包括弹壳、药型罩和聚能装药，所述弹壳设有开口向下的容腔，弹壳内部装有所述药型罩，药型罩与弹壳的容腔间填充所述聚能装药，其特点是：还包括增压单元和端盖，所述弹壳的开口端内部设有所述增压单元，在弹壳的口部、增压单元外设置端盖并固连。工作过程是：本实用新型的射孔弹在聚能装药爆轰产生的高温高压条件下形成稳定的金属射流，金属射流最大限度地将增压单元带入射孔孔道内，增压单元的铝粉、氧化铜和燃烧火药在聚能装药爆轰产生的高温高压条件下可以产生剧烈燃爆，释放出大量高温气体，对孔道压实污染进行冲刷、扩大孔道并增加裂缝，提高冲刷压裂效果。

Description

一种集成式复合增压射孔弹

技术领域

本实用新型涉及油气田开采设备，特别涉及射孔作业器材，是一种集成式复合增压射孔弹。

背景技术

在石油开采领域，射孔及压裂作业是完井过程中的重要组成部分。作业时，由射孔枪携带射孔弹至地层射孔段，射孔弹起爆后产生的金属射流穿透地层形成孔道，完成射孔作业。由于射孔作业受空间环境所限，产生的地层射孔穿深浅，孔道狭小，需后续压裂作业扩大射孔孔道并产生大量裂缝以提高油气产出量。当前，射孔作业已逐渐发展为采用复合射孔器进行射孔兼顾压裂效果的方式进行作业，即可消除孔道压实污染，又可提高压裂效果，使得一次射孔即可得到较理想的孔道效果，提高了油气产量，同时减轻了作业复杂程度，降低了劳动强度及成本。目前的复合射孔器主要有药盒式及药块（或片）式射孔器等。药盒式复合射孔器的结构是：它包括弹壳1、药型罩3、聚能装药2、前仓药盒4和复合燃烧火药5，所述弹壳1设有开口向下的容腔，弹壳1内部装有所述药型罩3，药型罩3与弹壳1的容腔间填充所述聚能装药2，弹壳1容腔口部为射流出射口，在射流出射口加装前仓药盒4，前仓药盒4内装有复合燃烧火药5，见图1。其工作过程是：利用射孔弹起爆产生的高温高压冲击将前仓药盒4及其复合燃烧火药5带入射流造成的地层孔道中燃烧，以对孔道进行高温冲刷，降低孔道近井压实带污染。存在的问题是，通常将前仓药盒4设计成贴合射孔枪内壁形状增加复合燃烧火药5的装药量以提高冲刷效果，由于射孔弹安装位置相位不同导致前仓药盒4的限位刻度6得不到统一，导致加工、装配工艺复杂化，见图1～5。同时，前仓药盒4内的复合燃烧火药5与聚能装药2设计距离较远，使得爆炸冲击附带进入射孔孔道的复合燃烧火药5药量减少，前仓药盒4装药主要为燃烧火药，燃烧气体压力上升较慢，仅起到燃烧冲刷污染效果，对压裂作用效果不大。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的缺点，提供一种集成式复合增压射孔弹。

本实用新型解决技术问题的方案是：一种集成式复合增压射孔弹，它包括弹壳、药型罩和聚能装药，所述弹壳设有开口向下的容腔，弹壳内部装有所述药型罩，药型罩与弹壳的容腔间填充所述聚能装药，其特征是：还包括增压单元和端盖，所述弹壳的开口端内部设有所述增压单元，在弹壳的口部、增压单元外设置端盖并固连。

所述弹壳顶部设置传爆孔与弹壳的容腔连通。

所述增压单元为圆环体，增压单元的内孔轴线与药型罩轴线同轴。

所述增压单元的内孔直径与弹壳容腔的口部直径具有如下关系：

d=0.5D～0.6D （1）

式中：d—增压单元的内孔直径；D—弹壳容腔的口部直径。

所述增压单元朝向药型罩的一面设有凹下的弧面。

所述增压单元为由铝粉、氧化铜、燃烧火药和粘接剂组成的复合材料。

所述增压单元的由铝粉、氧化铜、燃烧火药和粘接剂的质量百分比为：铝粉10～20%、氧化铜30～60%、燃烧火药20～60%、粘接剂2%。

所述端盖的中心设有通孔、外周设有卡爪，端盖中心设有的通孔直径与增压单元的内孔直径相同、其轴线同轴。

所述端盖为耐高温塑料材质。

所述弹壳的口部外周表面设置卡槽，端盖外周设置的卡爪卡在弹壳口部外周表面设置的卡槽内，以保护增压单元、并防止其脱落。

所述药型罩为由金属粉末压制成型的锥形体。

所述聚能装药为RDX、HMX、HNS、PYX的单质或混合炸药。

本实用新型的工作过程是：本实用新型的射孔弹在聚能装药爆轰产生的高温高压条件下形成稳定的金属射流，金属射流最大限度地将增压单元带入射孔孔道内，增压单元的铝粉、氧化铜和燃烧火药在聚能装药爆轰产生的高温高压条件下可以产生剧烈燃爆，释放出大量高温气体，对孔道压实污染进行冲刷、扩大孔道并增加裂缝，提高冲刷压裂效果。

本实用新型的有益效果是：

1 与现有技术相比，本实用新型射孔弹的增压单元与聚能装药具有最近的距离，能够提高进入金属射流孔道的燃烧火药药量，进入孔道的增压单元所含铝粉、氧化铜及燃烧火药在爆轰瞬间产生的高温高压下剧烈燃烧爆炸，释放出大量高温气体，对孔道进行进一步冲刷压裂扩充，其燃烧作用时间远大于爆轰射流时间，并且地层中的氧化物也可参与反应，可提高消除压实污染、扩大裂缝的效果；

2 本实用新型射孔弹进行的试验时，将现有技术的药盒式复合射孔弹的燃烧火药用量用于本实用新型射孔弹进行的试验中，出现射孔器炸裂现象，而本实用新型射孔弹的增压单元为由铝粉、氧化铜、燃烧火药和粘接剂组成的复合材料，相对于现有技术的药盒式复合射孔弹，其降低了燃烧火药用量，能够减少成本，也提高了安全性，并且压裂扩孔效果仍优于现有技术的药盒式复合射孔弹；

3本实用新型射孔弹为集成式单体复合射孔弹，提高了其加工、装配工艺一致性，生产、安装及作业高效便利，同时具有良好的安全性。能够降低劳动复杂程度及生产成本。

具有结构简单、成本低廉、工艺性好、安全性高、生产、安装及作业高效便利的优点。

附图说明

图1 为现有技术的药盒式复合射孔弹结构示意图；

图2为现有技术的药盒式复合射孔弹安装位置为60°相位时前仓药盒状态1示意图；

图3为现有技术的药盒式复合射孔弹安装位置为60°相位时前仓药盒状态2示意图；

图4为现有技术的药盒式复合射孔弹安装位置为90°相位时前仓药盒状态1示意图；

图5为现有技术的药盒式复合射孔弹安装位置为90°相位时前仓药盒状态1示意图；

图6为本实用新型集成式复合增压射孔弹的结构示意图。

图中：1 弹壳， 2 聚能装药， 3 药型罩， 4 前仓药盒， 5 复合燃烧火药， 6 限位刻度， 7增压单元， 8 端盖， 9 卡爪。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

参照图6，实施例1，本实施例一种集成式复合增压射孔弹，它包括弹壳1、药型罩3和聚能装药2，所述弹壳1设有开口向下的容腔，弹壳1内部装有所述药型罩3，药型罩3与弹壳1的容腔间填充所述聚能装药2，还包括增压单元7和端盖8，所述弹壳1顶部设置传爆孔与弹壳1的容腔连通，所述弹壳1的开口端内部设有所述增压单元7，在弹壳1的口部、增压单元7外设置端盖8并固连。

所述增压单元7为圆环体，增压单元7的内孔轴线与药型罩3轴线同轴。

所述增压单元的内孔直径与弹壳容腔的口部直径具有如下关系：

d=0.5D （1）

式中：d—增压单元的内孔直径；D—弹壳容腔的口部直径。

所述增压单元7朝向药型罩3的一面设有凹下的弧面。

所述增压单元7为由铝粉、氧化铜、燃烧火药和粘接剂组成的复合材料。

所述增压单元7的铝粉、氧化铜、燃烧火药和粘接剂的质量百分比为：铝粉10～20%、氧化铜30～60%、燃烧火药20～60%、粘接剂2%。

所述端盖8的中心设有通孔、外周设有卡爪9，端盖8中心设有的通孔直径与增压单元7的内孔直径相同、其轴线同轴。

所述端盖8为耐高温塑料材质，端盖中心通孔处设有防护贴纸，以使弹壳内形成密闭空间，防止内部材料受潮污染。

所述弹壳1的口部外周表面设置卡槽，端盖8外周设置的卡爪9卡在弹壳1口部外周表面设置的卡槽内，以保护增压单元7、并防止其脱落。

所述药型罩3为由金属粉末压制成型的锥形体。

所述聚能装药2为混合炸药。

本实施例采用现有技术制造。

本实施例的使用过程是：本实施例的射孔弹在聚能装药2爆轰产生的高温高压条件下形成稳定的金属射流，金属射流最大限度地将增压单元7带入射孔孔道内，增压单元7的铝粉、氧化铜和燃烧火药在聚能装药2爆轰产生的高温高压条件下可以产生剧烈燃爆，释放出大量高温气体，对孔道压实污染进行冲刷、扩大孔道并增加裂缝，提高冲刷压裂效果。

本实用新型不局限于本具体实施方式，对于本领域技术人员来说，不经过创造性劳动的简单复制和改进均属于本实用新型权利要求所保护的范围。

Claims (8)

1.一种集成式复合增压射孔弹，它包括弹壳、药型罩和聚能装药，所述弹壳设有开口向下的容腔，弹壳内部装有所述药型罩，药型罩与弹壳的容腔间填充所述聚能装药，其特征是：还包括增压单元和端盖，所述弹壳的开口端内部设有所述增压单元，在弹壳的口部、增压单元外设置端盖并固连。

2.如权利要求1所述的集成式复合增压射孔弹，其特征是：所述增压单元为圆环体，增压单元的内孔轴线与药型罩轴线同轴。

3. 如权利要求1所述的集成式复合增压射孔弹，其特征是：所述增压单元的内孔直径与弹壳容腔的口部直径具有如下关系：

d=0.5D～0.6D （1）

式中：d—增压单元的内孔直径；D—弹壳容腔的口部直径。

4.如权利要求1、2或3所述的集成式复合增压射孔弹，其特征是：所述增压单元朝向药型罩的一面设有凹下的弧面。

5.如权利要求1所述的集成式复合增压射孔弹，其特征是：所述端盖的中心设有通孔、外周设有卡爪，端盖中心设有的通孔直径与增压单元的内孔直径相同、其轴线同轴。

6.如权利要求1或5所述的集成式复合增压射孔弹，其特征是：所述端盖为耐高温塑料材质。

7.如权利要求1所述的集成式复合增压射孔弹，其特征是：所述弹壳的口部外周表面设置卡槽，端盖外周设置的卡爪卡在弹壳口部外周表面设置的卡槽内，以保护增压单元、并防止其脱落。

8.如权利要求1所述的集成式复合增压射孔弹，其特征是：所述药型罩为由金属粉末压制成型的锥形体。

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