NO325785B1 - Fremgangsmate for forming av en rettet ladningsfôring, fôring for en rettet ladning og en rettet ladning - Google Patents
Fremgangsmate for forming av en rettet ladningsfôring, fôring for en rettet ladning og en rettet ladning Download PDFInfo
- Publication number
- NO325785B1 NO325785B1 NO20025541A NO20025541A NO325785B1 NO 325785 B1 NO325785 B1 NO 325785B1 NO 20025541 A NO20025541 A NO 20025541A NO 20025541 A NO20025541 A NO 20025541A NO 325785 B1 NO325785 B1 NO 325785B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- liner
- heavy metal
- metal particles
- directed
- directed charge
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 41
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims abstract description 8
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 21
- 238000005474 detonation Methods 0.000 claims description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 11
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 4
- 241000722921 Tulipa gesneriana Species 0.000 claims description 3
- 239000003129 oil well Substances 0.000 claims description 3
- ZCRYIJDAHIGPDQ-UHFFFAOYSA-N 1,3,3-trinitroazetidine Chemical compound [O-][N+](=O)N1CC([N+]([O-])=O)([N+]([O-])=O)C1 ZCRYIJDAHIGPDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NDYLCHGXSQOGMS-UHFFFAOYSA-N CL-20 Chemical compound [O-][N+](=O)N1C2N([N+]([O-])=O)C3N([N+](=O)[O-])C2N([N+]([O-])=O)C2N([N+]([O-])=O)C3N([N+]([O-])=O)C21 NDYLCHGXSQOGMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 14
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 11
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 9
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 5
- 239000012255 powdered metal Substances 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 4
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000002767 Daucus carota Nutrition 0.000 description 3
- 244000000626 Daucus carota Species 0.000 description 3
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004181 pedogenesis Methods 0.000 description 3
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 2
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910000952 Be alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001215 Te alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B1/00—Explosive charges characterised by form or shape but not dependent on shape of container
- F42B1/02—Shaped or hollow charges
- F42B1/032—Shaped or hollow charges characterised by the material of the liner
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
En foring for en rettet ladning omfattende: pulverisert tungmetallwolfram belagt med et. metallbindemiddelbelegg komprimerbart formet til et foringslegeme. Hver av de pulveriserte tungmetallpartikler er vesentlig enhetlig belagt med metallbindemiddelbelegg. De foretrukne pulveriserte tungmetallpartikler består av wolfram. Valgfritt innbefatter foringen for en rettet ladning et smøremiddel sammenblandet med de belagte tungmetallpartikler.Metallbindemiddel- belegget er valgt fra gruppen bestående av kopper, bly, nikkel, tantalium, andre smibare metaller, og legeringer derfra, og omfatter fra 40 vektprosent til 3 vektprosent av foringen. De pulveriserte tungmetallpartiklene omfatter fra 60 vektprosent til 97 vektprosent av foringen.
Description
Denne søknad krever prioritet fra US "Provisional" søknad nr 60/206100 som samtidig er under behandling og innlevert 19. mai 2000, og hele omtalen av denne er herved innlemmet med referanse.
Oppfinnelsen angår generelt område for eksplosive rettede ladninger. Mer nøyaktig angår den foreliggende oppfinnelse en materialsammensetning til bruk som en foring i en rettet ladning, spesielt en rettet ladning benyttet for oljebrønn-perforering.
Rettede ladninger er benyttet for formålet, blant andre, for å lage hydrau-liske kommunikasjonspassasjer, kalt perforeringer, i brønnboringer boret gjennom jordformasjoner, slik at forhåndsbestemte soner av jordformasjonene hydraulisk kan forbindes til brønnboringen. Perforeringer er nødvendig fordi brønnboringer er typisk ferdigstilt ved koaksialt innføring av et rør eller féringsrør inn i brønnboring-en, og foringsrøret er holdt i brønnboringen ved pumping av sement inn i det ring-formede rommet mellom brønnboringen og foringsrøret. Det sementerte foringsrø-ret er fremskaffet i brønnboringen for det spesielle formål med å hydraulisk isolere fra hverandre de forskjellige jordformasjoner penetrert av brønnboringen.
Rettede ladninger kjent på fagområdet for perforering av brønnboringer er benyttet i forbindelse med perforeringsapparat og de rettede ladningene innbefatter typisk et hus, en foring og en mengde av høyeksplosivt stoff innført mellom foringen og huset hvor det høyeksplosive stoffet vanligvis er HMX, RDX, PYX eller HNS. Når det høyeksplosive stoffet detoneres, kollapser kraften fra detonasjonen foringen og utstøter den fra en ende av ladningen ved meget høy hastighet i et mønster kalt en "stråle". Strålen penetrerer foringsrøret, sementen og et parti mengde av formasjonen. Partiet av formasjonen som kan penetreres av strålen kan beregnes for en spesielt utformet rettet ladning ved testdetonasjon av en lignende rettet ladning under standardiserte forhold. Testen innbefatter anvendelse av et langt sement "mål" gjennom hvilket strålen delvis penetrerer. Dybden av stråle-penetrasjon gjennom spesifikasjonsmålet for enhver spesiell type av rettet ladning avhenger av dybden av strålepenetrasjonen til det spesielle perforeringsapparat-systemet gjennom en jordformasjon.
For å tilveiebringe perforeringer som har effektiv hydraulisk kommunikasjon med formasjonen, er det kjent på fagområdet å konstruere rettede ladninger på forskjellige måter for å tilveiebringe en stråle som kan penetrere en stor forma-sjonsmengde, mengden refereres vanligvis til som "penetrasjonsdybden" til perforeringen. En kjent fremgangsmåte på området for å øke penetrasjonsdybden er å øke mengden av sprengstoff tilveiebrakt innen huset. En ulempe med å øke mengden av sprengstoff er at noe av energien til detonasjonen ekspanderes i ret-ninger forskjellig fra den retningen som strålen utstedes fra huset. Etter som mengden av sprengstoff økes er det derfor mulig å øke mengden av detonasjons-bevirket skade på brønnboringen og på utstyr benyttet for å transportere den rettede ladningen til dybden innen brønnboringen hvor perforeringen skal gjøres.
Lydhastigheten til en rettet ladningsforing er den teoretiske maksimale hastigheten som foringen kan bevege seg og fremdeles forme en koherent (sammenhengende) "stråle". Hvis foringen kollapser ved en hastighet (kollapshastighet) som overskrider lydhastigheten til foringsmaterialet vil den resulterende stråle ikke være sammenhengende. En sammenhengende stråle er en stråle som består av en kontinuerlig strøm av små partikler. En ikke-sammenhengende stråle innehol-der store partikler eller er en stråle bestående av flere strømmer av partikler. Lydhastigheten til et foringsmateriale er beregnet ved den følgende ligning, sunn hastighet = (bulkmodul/tetthet)1/2 ligning 1.1). En økt kollapshastighet vil imidlertid gi økte strålespisshastigheter. Økte strålespisshastigheter er ønskelig siden en økning i strålespisshastighet øker den kinetiske energien til strålen som igjen tilveiebringer økt brønnpulspenetrasjon. Foringsmaterialet som har høyere sunne has-tigheter er derfor foretrukket fordi dette sørger for økt kollapshastigheter idet strå-lesammenhengen opprettholdes.
Det er følgelig viktig å tilføre en detonasjonsladning til den rettede ladningsforingen som ikke bevirker at den rettede ladningsforingen overskrider sin lydhastighet. På den annen side, for å maksimalisere penetrasjonsdybden, er det ønskelig å operere rettede ladningsforinger nær deres lydhastighet og å utnytte rettede ladningsforinger som har maksimale lydhastigheter. Videre er det viktig å produsere en strålestrøm som er sammenhengende fordi penetrasjonsdybden til sammenhengende strålestrømmer er større enn penetrasjonsdybden til ikke-sammenhengende strålestrømmer. Begge disse mål kan oppnås ved å benytte ut-formede foringsmaterialer som har høye ytehastigheter.
Ifølge ligning 1.1 kan justering av de fysiske egenskapene til materialet av den rettede ladningsforingen påvirke lydhastigheten til foringen. Videre, kan denne justeringen gjøres for å øke den maksimale tillatte hastigheten for å danne en sammenhengende stråle. Som tidligere nevnt, er det å kjenne lydhastigheten til en rettet ladningsforer viktig siden en ikke-sammenhengende stråle vil dannes hvis kollapshastigheten til foringen i høy grad overskrider lydhastigheten.
Det er også kjent på fagområdet å konstruere formen av en foring på forskjellige måter for på den måten å maksimalisere penetrasjonsdybden til den rettede ladningen for enhver spesiell mengde av sprengstoff. Selv om foringsgeome-trien og lydhastigheten til den rettede ladningsforingen er optimalisert, er mengden av energi som kan overføres til foringen for å utføre perforeringen nødvendigvis begrenset til mengden av sprengstoff.
Rettet ladningsytelse er avhengig av andre egenskaper av foringsmaterialet. Tetthet og duktilitet er egenskaper som påvirker den rettede ladningsytelse. Optimal ytelse for en rettet ladningsforing oppstår når strålen formet av den rettede ladningsforingen er lang, sammenhengende og meget tett. Tettheten til strålen kan styres ved å benytte et høytetthetsforingsmateriale. Strålelengde er be-stemt av strålespisshastighet og strålespissgradient. Strålehastighetgradienten er raten hvor hastigheten til strålen danner seg langs lengden av strålen hvorved strålespisshastigheten er hastigheten av strålespissen. Strålespisshastigheten og strålehastighetsgradienten er styrt av foringsmaterialet og geometri. Jo høyere strålespisshastigheten og strålehastighetsgradienten er jo lengere er strålen. I massive foringer, er et duktil materiale ønsket siden den massive foringen kan strekke seg inn i en lengere stråle før hastighetsgradienten bevirker at foringen starter å fragmentere. I porøse foringer, er det ønskelig at foringen danner en lang, tett, kontinuerlig strøm av små partikler. For å produsere en sammenhengende stråle, enten fra en massiv foring eller en porøs foring, må foringsmaterialet være slik at foringen ikke splintrer til store fragmenter etter detonasjon.
De massive rettede ladningsforingene er formet ved kaldbearbeiding av et metall til den ønskede form, andre er formet ved tilføring av en belegging på den kaldformede foring for å produsere en sammensatt foring. Informasjon relevant for kaldbearbeidede foringer er adressert i Winter mfl. US patent nr 4.766.813, Ayer US patent nr 5.279.228 og Skolnick mfl. US patent nr 4.498.367. Massive foringer lider imidlertid av ulempen med å tillate at gulrøtter (engelsk "carrots") dannes og blir værende i den resulterende perforering - hvilket reduserer hydrogenstrømnin-gen fra produksjonssonen inn i brønnboringen. Gulrøtter er seksjoner til den rettede ladningsforingen som dannes til massive kuler etter at foringen har blitt detonert og blitt en del av den rettede ladningsstrålen. isteden kan gulrøtter innta en oval form, bevege seg ved en hastighet som er lavere enn den rettede ladnings-strålehastigheten og således følge etter ladningsstrålen.
Porøse foringer er formet ved komprimering av pulvermetall til et vesentlig konisk utformet stivt legeme. Foringene som typisk har blitt formet av å kompri-mere pulvermetaller har benyttet en sammensetning av to eller flere forskjellige metaller, hvori minst én av pulvermetallene er et tungt eller høytetthetsmetall, og minst én av pulvermetallene virker som et bindemiddel eller matriks for å binde det tyngre eller høytetthetsmetallet. Eksempler på tunge eller høytetthetsmetaller benyttet tidligere for å forme foringer for rettede ladninger har innbefattet wolfram, hafnium, kopper eller vismut. Typisk omfatter bindemidlene eller matriksmetallene som benyttet pulverbly, imidlertid har pulvervismut vært benyttet som et bindemiddel eller matriksmetall. Idet bly og vismut er mer typisk benyttet som bindemidlet eller matriksmaterialet for pulvermetallbindemidlet, kan andre metaller med høy seighet og smidbarhet benyttes for bindemidlet eller matriksmetallet. Andre metaller som har høy duktilitet og smibarhet og er passende til bruk som et bindemiddel eller et matriksmetall omfatter sink, tinn, uranium, sølv, gull, antimony, kobolt, kopper, sinklegeringer, tinnlegeringer, nikkel og palladium. Informasjon relevant for rettede ladningsforinger formet med pulvermetaller er adressert i Werner mfl., US patent nr 5.221.808, Werner mfl. US patent nr 5.413.048, Leidel, US patent nr. 5.814.758, Held mfl. US patent nr 4.613.370, Reese mfl. Du patent nr 5.656.791 og Reese mfl. US patent nr 5.567.906.
Hver av de forannevnte referanser relatert til drevne metallforinger lider av ulemper forbundet med begrenset levetid, ikke enhetlig tetthet og usammenheng-ende ytelsesresultater. For å spare arbeidskostnad og tid er det ønskelig å produsere mange rettede ladningsforinger og så lagre dem for fremtidig bruk. Rettede ladningsforinger produsert ved tradisjonelle fremgangsmåter er utsatt for krymping. Foringskrympning innbefatter at den rettede ladningsforingen ekspanderer noe etter at den har blitt sammenstilt og lagret. Noe ekspansjon av den rettede ladningsforingen reduserer rettet ladningseffektivitet og gjentagbarhet. Derfor er de fleste rettede ladningsforinger fremstilt ved de ovenfor angitte fremgangsmåter fullstendig sammenstilt til en rettet ladning for å redusere eller unngå foringskrympning.
De fleste av de nåværende porøse rettede ladningsforinger er fremstilt ved sammentrykning av en pulvermetallblanding med et stempel og støpeformutform-ing. Det er kjent og verdsatt i den tidligere kjente teknikk at verken stempel eller støpeform kan roteres under sammentrykningsprosessen. Rotasjon av støpefor-men eller stemplet under fremstilling fremskynder pulverblanding og strømning. Under framstillingsprosessen kan foringsmaterialene utskilles og derved redusere homogeniteten til sluttproduktet. En foring som ikke er homogen har ikke en enhetlig tetthet. Således har hver rettet ladningsforing som er produsert ofte forskjellige fysiske egenskaper enn den neste eller tidligere fremstilte rettede ladningsforinger. Ytelsen til de rettede ladningsforingene kan derfor ikke være nøyaktige for-utsagt hvilket medfører operasjonsresultater som er vanskelige å reprodusere. En foring som har en enhetlig tetthet vil ikke danne sammenhengende en stråle slik som en foring med en enhetlig tetthet.
Lydhastigheten til de rettede ladningsfdringsbestanddelene påvirker lydhastigheten til den rettede ladningsforingen. Derfor vil igjen økning av lydhastigheten til bindemidlet eller matriskmaterialet øke lydhastigheten til den rettede ladningsforingen. Siden rettede ladningsforinger som har økte lydhastigheter også innehar bedre ytelse ved de økte pentrasjonsdybder kan fordeler realiseres ved implemen-tering av binde- eller matriksmaterialer med økte lydhastigheter.
Derfor er det ønskelig å tilveiebringe en rettet ladningsforing som ikke er utsatt for krymping, har en enhetlig tetthetsfordeling og har en forutsigbar ytelse.
I henhold til et aspekt av den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for forming av en rettet ladningsforing som angitt i krav 1.
I henhold til et annet aspekt av den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en foring for en rettet ladning som angitt i krav 5.
I henhold til et ytterligere annet aspekt av den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en rettet ladning som angitt i krav 8.
En foring for en rettet ladning omfatter tunge metallpulverpartikler med en vesentlig enhetlig belegging av metallbindemiddelbelegging og de belagte tunge metallpartikler er komprimerbart formet til et foringslegeme. Tungmetallpartiklene er valgt fra gruppen bestående av wolfram, uran, tantalium og molybden. De foretrukne tungmetallpartikler består imidlertid av wolfram. Foringen til en rettet ladning innbefatter et smøremiddel sammenblandet med de belagte tungmetallpartikler for å hjelpe til med formingsprosessen. Metallbindemiddelbeleggingsmaterialet er valgt fra gruppen bestående av bly.
Metallbindemiddelbeleggingsmateriale omfatter fra 40 prosent til 3 vektprosent av foringen. Tungmetallpulverpartiklene omfatter fra 60 prosent til 97 vektprosent av foringen.
Også omtalt er en rettet ladning omfattende et hus, en mengde av sprengstoff innført i huset, og en foring innført i huset. Mengden av sprengstoff er posisjonert mellom foringen og huset. Foringen omfatter tungmetallpulverpartikler som er belagt med et metallbindemiddelbelegg. Foringen er komprimerbart formet til et foringslegeme. Før de tunge metallpulverpartiklene komprimerbart formes til et foringslegeme er disse belagt med metallbindemiddelbelegging.
Andre og ytterligere egenskaper og fordeler vil være åpenbare fra den følg-ende beskrivelse av de nåværende foreliggende utførelser av oppfinnelsen gitt for illustrasjonsformål.
En foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelsen skal nå beskrives ved hjelp av kun et eksempel og med referanse til fig. 1 som viser et tverrsnittriss av en rettet ladning med en foring i henhold til den foreliggende oppfinnelse.
Med referanse til tegningene heri, er en rettet ladning 10 i henhold til oppfinnelsen vist i fig. 1. Rettet ladning 10 innbefatter typisk et generelt sylindrisk rettet hus 1, som kan være formet av stål, keramikk eller annet materiale kjent på fagområdet. En mengde av høyeksplosivt pulver, vist generelt ved 2, er innført i det indre av huset 1. Det høyeksplosive materialet (sprengstoff) 2 kan være av en sammensetning kjent på fagområdet. Høyeksplosiver kjent innen fagområdet til bruk i rettede ladninger innbefatter sammensetninger solgt under vareangivelser HMX, HNS, RDX, PYX og TNAZ. Trykkforsterkereksplosivet, som forstås av de som er faglært på området, tilveiebringer effektiv overføring til høyeksplosivet 2 av et detoneringssignal tilveiebrakt av en detoneringslunte (ikke vist) som typisk er plassert i kontakt med det ytre av fordypningen 4. Fordypningen 4 kan eksternt være dekket med en tetning, vist generelt ved 3.
En foring, som vist ved 5, er typisk innført på høyeksplosive 2 langt nok inn
i huset 1, slik at høyeksplosivet 2 vesentlig fyller volumet mellom huset 1 og foringen 5. Foringen 5 i den foreliggende oppfinnelse er typisk laget fra pulverisert metall som er presset under meget høyt trykk til et generelt konisk formet stivt legeme. Det koniske legemet er typisk åpent ved fundamentet og er hult. Komprimering av det pulveriserte metall under tilstrekkelig trykk kan bevirke at pulveret opp-fører seg vesentlig som en massiv masse. Prosessen med å komprimerende forme foringen fra pulverisert metall forstås av de som er faglært på området.
Som det vil verdsettes av de som er faglært på området, innbefatter foringen til den foreliggende oppfinnelse, men er ikke begrenset til koniske eller halv-koniske former, men kan være formet til forskjellige former. Ytterligere foringsfor-met kan innbefatte bikonisk, tulipan, hemisfærisk, periferisk, lineær og trumpet.
Som det videre forstås av de som er faglært på området, når eksplosive 2 er detonert, enten direkte ved signaloverføring fra detonasjonslunten (ikke vist) eller overføring gjennom trykkforsterkereksplosivet (ikke vist), kollapser kraften fra detonasjonen foringen 5 og bevirker at foringen 5 formes til en stråle, og at etter at strålen er formet er den utstøtt fra huset 1 med meget høy hastighet.
Et nytt aspekt med den foreliggende oppfinnelse er utformingen av tungmetallpulverpartiklene som foringen 5 kan dannes av. Utformingen av tungmetallpulverpartiklene til den foreliggende oppfinnelse innbefatter belegging av de pulveriserte tungmetallpartikler med en metallbindemiddelbelegging før utforming av de belagte tungmetallpartikler til en foring. Forskjellige beleggingsmetoder kjent på fagområdet kan anvendes for å dekke de pulveriserte tungmetallpartikler før kom-presjonsforming av den rettede ladningsforing. En foretrukket fremgangsmåte innbefatter utnyttelse av en hydrogenovn for å legge bindemiddelmaterialet på de pulveriserte tungmetallpartikler. En som er faglært på området kan implementere en hydrogenovn slik at vesentlig hver individuell pulverisert tungmetallpartikkel be-legges med bindemiddelmaterialet. Etter beleggingstrinnet er ferdig, er de nå belagte tungmetallpartikler plassert i en stempel/støpeformutforming (ikke vist) og komprimerbart formet til den rettede ladningsforingen 5.
Belegging av de pulveriserte tungmetallpartikler før utforming av foringen 5 forhindrer de ulike metallpartikler fra å utskilles og derved sikre at foringen 5 er vesentlig enhetlig og homogen i sammensetning. Bedre homogenitet kan ikke oppnås ved kun å øke tiden av stempel/støpeformrotasjonen, eller raten av stempel/støpeformrotasjon. Forhindring av ulik metallutskillelse tilveiebringer også foringer som er mer sammenhengende, og forutsigbare operasjonsresultater. Opera-sjonsytelsen til de rettede ladningene kan videre skreddersys ved å forandre be-leggingslagene på de pulveriserte tungmetallpartikler for å møte disse ønskede operasjonskrav. Operasjonskravene kan være en rettet ladning konstruert for å produsere en spesifikk inngangshulldiameter og/eller spesifikk penetrasjonsdybde. De belagte lagene på de pulveriserte tungmetallpartiklene kan bestå av et enkelt bindemiddelmateriale, eller kombinasjon av to eller flere bindemiddelmateriale. Det verdsettes at de ovenfor angitte operasjonskrav kan oppnås av en som er faglært på området uten overdreven eksperimentering.
Foringen 5 til den foreliggende oppfinnelse består av et område på fra 60 vektprosent til 90 vektprosent av pulverisert tungmetallpartikler og et område fra 40 vektprosent til 3 vektprosent av et metallbindemiddelbelegg. Selv om wolfram er det foretrukkede pulveriserte tungmetallmaterialet, kan andre passende tung-metaller slik som uran, tantalum eller molybden, for å nevne noen få, benyttes. Valgfritt kan et smøremiddel slik som olje eller grafitt være tilført under formingsprosessen. Grafittpulver kan tilføres ved en mengde på opptil 2,0 vektprosent av foringen. Grafittpulveret virker som et smøremiddel under formingsprosessen, som vil forstås av de som er faglært på området.
Metallbindemiddelbelegget kan bestå av ethvert i høy grad duktilt eller smi-bart metall, mulige kandidater valgt fra gruppen bestående av kopper, bly, nikkel, sølv, sink, tinn, antimony, gull, tantalum, palladium eller andre smibare metaller og legeringskombinasjoner derav. De foretrukne metallbindemiddelbelegginger er imidlertid kopper, bly, tantalum og nikkel.
Foringen 5 kan være holdt i huset 1 ved anvendelse av klebemiddel 6. Klebemidlet 6 muliggjør at den rettede ladning 10 motstår støt og vibrasjon som typisk påtreffes under håndtering og transport uten bevegelse av foringen 5 eller eksplosive 2 innen huset 1. Det skal forstås at klebemidlet 6 kun er benyttet for å holde foringen 5 i posisjonen innen huset 1 og er ikke tolket som en begrensning av oppfinnelsen.
Den foreliggende oppfinnelse beskrevet heri er derfor godt tilpasset for å utføre målene og oppnå resultatene og fordelen nevnt, så vel som andre som lig-ger deri. Idet en nåværende foretrukket utførelse av oppfinnelsen har blitt gitt for beskrivelsesformål, kan mange forandringer vedrørende fremgangsmåtedetaljer for å oppnå de ønskede resultater gjøres. For eksempel kan bindemidler laget fra bismut, aluminium, telluriumlegeringer og berylliumlegeringer implementeres. Disse og andre lignende modifikasjoner vil være åpenbare for de som er faglært på området, og er antatt å innbefattes i området til den foreliggende oppfinnelse omtalt heri og i området til de vedføyde kravene.
Claims (10)
1. Fremgangsmåte for forming av en rettet ladningsforing (5) for oljebrønnper-forering hvori kraften fra detonasjon bevirker at foringen danner en stråle, nevnte fremgangsmåte omfatter trinnene av: belegning av en mengde av pulverisert tungmetallpartikler med et metallbindemiddel hvori nevnte tungmetallpartikler velges fra gruppen bestående av volfram, tantalium og molybden og nevnte metallbindemiddelbelegg er bly, og hvori nevnte pulveriserte tungmetallpartikler omfatter fra 60 prosent til 97 vektprosent av nevnte foring og nevnte metallbindemiddelbelegg omfattende fra 40 prosent til 3 vektprosent av nevnte foring; sammenblanding av et smøremiddel med nevnte belagte tungmetallpartikler, hvori nevnte smøremiddel omfatter olje; og komprimerbar forming av nevnte mengde av belagte tungmetallpartikler til et foringslegeme (5).
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,
karakterisert ved at nevnte trinn med belegging av nevnte tungmetallpartikler med et metallbindemiddel omfatter at en hydrogenovn anvendes for å belegge bindemiddelmaterialet på de pulveriserte tungmetallpartikler.
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2,
karakterisert ved at vesentlig hver individuell tungmetallpartikkel be-legges med metallbindemiddel.
4. Fremgangsmåte som angitt i et hvert av kravene 1, 2 eller 3, karakterisert ved at nevnte foringslegemes (5) form velges fra gruppen bestående av konisk, bi-konisk, tulipan, halvkuleformet, periferisk, lineær og trumpet-formet.
5. Foring for en rettet ladning for oljebrønnperforering hvori kraften av detonasjon bevirker at foringen danner en stråle, nevnte foring omfatter: en mengde av pulveriserte tungmetallpartikler er belagt med et metallbindemiddelbelegg hvori nevnte tungmetallpartikler er valgt fra gruppen bestående av volfram, tantalum og molybden og nevnte metallbindemiddelbelegg er bly, hvor nevnte pulveriserte tungmetallpartikler omfatter 60 prosent til 97 vektprosent av nevnte foring av nevnte metallbindemiddebelegg omfatter fra 40 til prosent til 3 vektprosent av nevnte foring; et smøremiddel sammenblandet med nevnte belagte tungmetallpartikler, hvori nevnte smøremiddel omfatter olje; og hvori nevnte belagte tungmetallpartikler er komprimerbart formet til et foringslegeme (5).
6. Foring for en rettet ladning som angitt i krav 5,
karakterisert ved at vesentlig hver partikkel av pulverisert tungmetall er belagt med metallbindemiddel.
7. Foring for en rettet ladning som angitt i krav 5 eller 6, karakterisert ved at nevnte foringslegemes (5) form er valgt fra gruppen bestående av konisk, bi-konisk, tulipan, halvkuleformet, periferisk, lineær og trumpet-formet.
8. Rettet ladning omfattende: et hus(1); en mengde av sprengstoff (2) innført i nevnte hus (1); og en foring (5) innført i nevnte hus (1) slik at nevnte mengde av sprengstoff (2) er posisjonert mellom nevnte foring (5) og nevnte hus (1), nevnte foring (5) omfatter en foring som angitt i et hvert av kravene 5-7.
9. En rettet ladning som angitt i krav 8,
karakterisert ved at den videre omfatter et høyeksplosiv anbrakt i nevnte hus og i kontakt med nevnte mengde av sprengstoff (2), nevnte høyeksplo-siv for overføring av et detonasjonssignal fra en detonasjonslunte i kontakt med det utvendige av nevnte hus (1) til nevnte høyeksplosiv (2).
10. Rettet ladning som angitt i krav 8 eller 9,
karakterisert ved at nevnte mengde av eksplosiv (2) omfatter RDX, HMX, HNS, HNIW, TNAZ eller PYX.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US20610000P | 2000-05-20 | 2000-05-20 | |
US09/860,118 US7011027B2 (en) | 2000-05-20 | 2001-05-17 | Coated metal particles to enhance oil field shaped charge performance |
PCT/US2001/016123 WO2001090677A2 (en) | 2000-05-20 | 2001-05-18 | Coated metal particles to enhance shaped charge |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20025541D0 NO20025541D0 (no) | 2002-11-19 |
NO20025541L NO20025541L (no) | 2003-01-20 |
NO325785B1 true NO325785B1 (no) | 2008-07-14 |
Family
ID=26901039
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20025541A NO325785B1 (no) | 2000-05-20 | 2002-11-19 | Fremgangsmate for forming av en rettet ladningsfôring, fôring for en rettet ladning og en rettet ladning |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7011027B2 (no) |
EP (1) | EP1290398B1 (no) |
CA (1) | CA2409846C (no) |
NO (1) | NO325785B1 (no) |
WO (1) | WO2001090677A2 (no) |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2334552C (en) * | 2000-02-07 | 2007-04-24 | Halliburton Energy Services, Inc. | High performance powdered metal mixtures for shaped charge liners |
US20020129726A1 (en) * | 2001-03-16 | 2002-09-19 | Clark Nathan G. | Oil well perforator liner with high proportion of heavy metal |
GB2382122A (en) * | 2001-11-14 | 2003-05-21 | Qinetiq Ltd | Shaped charge liner |
CA2590052A1 (en) * | 2004-12-13 | 2006-06-22 | Dynaenergetics Gmbh & Co. Kg | Hollow shot inserts made of powder metal mixtures |
US7762193B2 (en) * | 2005-11-14 | 2010-07-27 | Schlumberger Technology Corporation | Perforating charge for use in a well |
US8555764B2 (en) * | 2009-07-01 | 2013-10-15 | Halliburton Energy Services, Inc. | Perforating gun assembly and method for controlling wellbore pressure regimes during perforating |
US8336437B2 (en) * | 2009-07-01 | 2012-12-25 | Halliburton Energy Services, Inc. | Perforating gun assembly and method for controlling wellbore pressure regimes during perforating |
GB2503186B (en) * | 2009-11-25 | 2015-03-25 | Secr Defence | Shaped charge casing |
US8381652B2 (en) | 2010-03-09 | 2013-02-26 | Halliburton Energy Services, Inc. | Shaped charge liner comprised of reactive materials |
US8734960B1 (en) | 2010-06-17 | 2014-05-27 | Halliburton Energy Services, Inc. | High density powdered material liner |
EP2583051A1 (en) | 2010-06-17 | 2013-04-24 | Halliburton Energy Services, Inc. | High density powdered material liner |
US8985024B2 (en) * | 2012-06-22 | 2015-03-24 | Schlumberger Technology Corporation | Shaped charge liner |
WO2014046654A1 (en) | 2012-09-19 | 2014-03-27 | Halliburton Energy Services, Inc | Extended jet perforating device |
US9383176B2 (en) * | 2013-06-14 | 2016-07-05 | Schlumberger Technology Corporation | Shaped charge assembly system |
US10858297B1 (en) | 2014-07-09 | 2020-12-08 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Metal binders for insensitive munitions |
US9976397B2 (en) | 2015-02-23 | 2018-05-22 | Schlumberger Technology Corporation | Shaped charge system having multi-composition liner |
US11215040B2 (en) * | 2015-12-28 | 2022-01-04 | Schlumberger Technology Corporation | System and methodology for minimizing perforating gun shock loads |
US9862027B1 (en) | 2017-01-12 | 2018-01-09 | Dynaenergetics Gmbh & Co. Kg | Shaped charge liner, method of making same, and shaped charge incorporating same |
CN110770530A (zh) | 2017-06-23 | 2020-02-07 | 德国德力能有限公司 | 聚能射孔弹衬里、其制造方法以及包含其的聚能射孔弹 |
US10222182B1 (en) | 2017-08-18 | 2019-03-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Modular shaped charge system (MCS) conical device |
WO2019052927A1 (en) | 2017-09-14 | 2019-03-21 | Dynaenergetics Gmbh & Co. Kg | HOLLOW LOADING, HOLLOW LOAD FOR HIGH-TEMPERATURE DRILLING WELL OPERATIONS, AND METHOD OF PERFORATING A DRILLING WELL USING THE SAME |
WO2019238410A1 (en) | 2018-06-11 | 2019-12-19 | Dynaenergetics Gmbh & Co. Kg | Contoured liner for a rectangular slotted shaped charge |
US10683735B1 (en) | 2019-05-01 | 2020-06-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Particulate-filled adaptive capsule (PAC) charge |
CN110527457A (zh) * | 2019-09-18 | 2019-12-03 | 大庆石油管理局有限公司 | 一种石油射孔弹封口胶配方及配制方法 |
USD981345S1 (en) | 2020-11-12 | 2023-03-21 | DynaEnergetics Europe GmbH | Shaped charge casing |
WO2021198180A1 (en) | 2020-03-30 | 2021-10-07 | DynaEnergetics Europe GmbH | Perforating system with an embedded casing coating and erosion protection liner |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL255689A (no) | 1958-07-14 | |||
US3388663A (en) | 1964-04-30 | 1968-06-18 | Pollard Mabel | Shaped charge liners |
US4592790A (en) * | 1981-02-20 | 1986-06-03 | Globus Alfred R | Method of making particulate uranium for shaped charge liners |
DE3226648C2 (de) * | 1982-07-16 | 1984-12-06 | Dornier System Gmbh, 7990 Friedrichshafen | Heterogenes Wolfram-Legierungspulver |
US4498367A (en) | 1982-09-30 | 1985-02-12 | Southwest Energy Group, Ltd. | Energy transfer through a multi-layer liner for shaped charges |
DE3336516C2 (de) | 1983-10-07 | 1985-09-05 | Bayerische Metallwerke GmbH, 7530 Pforzheim | Auskleidung und Belegung für Hohl-, Flach- und Projektilladungen |
US4766813A (en) | 1986-12-29 | 1988-08-30 | Olin Corporation | Metal shaped charge liner with isotropic coating |
US4794990A (en) * | 1987-01-06 | 1989-01-03 | Jet Research Center, Inc. | Corrosion protected shaped charge and method |
DE3729780A1 (de) * | 1987-09-05 | 1993-05-19 | Battelle Institut E V | Verfahren zur steigerung der eindringleistung von p-ladungen durch optimierung des werkstoffes der einlage |
CH677530A5 (no) | 1988-11-17 | 1991-05-31 | Eidgenoess Munitionsfab Thun | |
US5221808A (en) | 1991-10-16 | 1993-06-22 | Schlumberger Technology Corporation | Shaped charge liner including bismuth |
US5279228A (en) | 1992-04-23 | 1994-01-18 | Defense Technology International, Inc. | Shaped charge perforator |
MX9700050A (es) * | 1994-07-06 | 1997-12-31 | Lockheed Martin Energy Sys Inc | Proyectiles sin plomo, seguros ambientalmente, y metodo para su fabricacion. |
US5656791A (en) | 1995-05-15 | 1997-08-12 | Western Atlas International, Inc. | Tungsten enhanced liner for a shaped charge |
US5567906B1 (en) | 1995-05-15 | 1998-06-09 | Western Atlas Int Inc | Tungsten enhanced liner for a shaped charge |
US5814758A (en) | 1997-02-19 | 1998-09-29 | Halliburton Energy Services, Inc. | Apparatus for discharging a high speed jet to penetrate a target |
US6012392A (en) * | 1997-05-10 | 2000-01-11 | Arrow Metals Division Of Reliance Steel And Aluminum Co. | Shaped charge liner and method of manufacture |
-
2001
- 2001-05-17 US US09/860,118 patent/US7011027B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-18 WO PCT/US2001/016123 patent/WO2001090677A2/en active IP Right Grant
- 2001-05-18 CA CA002409846A patent/CA2409846C/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-05-18 EP EP01958822A patent/EP1290398B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-11-19 NO NO20025541A patent/NO325785B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20020178962A1 (en) | 2002-12-05 |
NO20025541D0 (no) | 2002-11-19 |
EP1290398A4 (en) | 2004-09-15 |
WO2001090677A2 (en) | 2001-11-29 |
EP1290398B1 (en) | 2006-07-26 |
US7011027B2 (en) | 2006-03-14 |
NO20025541L (no) | 2003-01-20 |
EP1290398A2 (en) | 2003-03-12 |
CA2409846C (en) | 2007-01-09 |
CA2409846A1 (en) | 2001-11-29 |
WO2001090677A3 (en) | 2002-04-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO325785B1 (no) | Fremgangsmate for forming av en rettet ladningsfôring, fôring for en rettet ladning og en rettet ladning | |
EP1299687B1 (en) | Lead free liner composition for shaped charges | |
CA2409281C (en) | Sintered tungsten liners for shaped charges | |
NO338794B1 (no) | Fremgangsmåte for komplettering av en olje- eller gassbrønn, og anvendelse av perforatorer med rettet ladning | |
NO321688B1 (no) | Rettede ladninger med forsterkede wolframfôringer | |
US6668726B2 (en) | Shaped charge liner and process | |
CA2179934C (en) | Tungsten enhanced liner for a shaped charge | |
RU2258195C1 (ru) | Облицовка кумулятивного заряда | |
NO332903B1 (no) | Perforator, perforeringskanon, fremgangsmåte samt anvendelse | |
US5279228A (en) | Shaped charge perforator | |
CN101393000A (zh) | 聚能药包的药型罩以及射孔枪 | |
CA2334552C (en) | High performance powdered metal mixtures for shaped charge liners | |
Zygmunt et al. | Formation of jets by shaped charges with metal powder liners | |
RU2253831C2 (ru) | Кумулятивный заряд, облицовка кумулятивного заряда (варианты) и способ ее получения | |
WO2009126087A1 (en) | Shaped charge and shaped charge liner for a shaped charge |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |