專利名稱：一種特深穿透射孔彈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種特深穿透射孔彈，用于石油天然氣開發(fā)過程的射孔作業(yè)，涉及石油勘探開發(fā) 中增產(chǎn)措施的射孔彈的設(shè)計、制造技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景當(dāng)石油或者天然氣井鉆井完成以后，就要實施完井增產(chǎn)技術(shù)的施工作業(yè)，在射孔 完井的油氣井中，射孔孔眼是溝通產(chǎn)層和井筒的唯一通道，因此，射孔彈在巖層中的穿孔深 度和在套管上的入口孔徑是評價射孔彈穿孔性能的兩個重要指標(biāo)，也是影響油氣井產(chǎn)能的 重要因素，實踐證明，提高射孔彈的穿孔深度，使射孔孔道能夠穿過鉆井污染帶，對降低壓 裂酸化的破裂壓力，和提高壓裂酸化的增產(chǎn)效果，進(jìn)而對油氣井的增產(chǎn)是有益的?，F(xiàn)有技術(shù)狀況是根據(jù)國內(nèi)權(quán)威檢測機構(gòu)2009年度公布射孔彈檢測結(jié)果，裝配 外徑為089mm射孔槍的射孔彈在API標(biāo)準(zhǔn)混凝土靶上的平均穿深為589mm，裝配外徑為 0lO2mm射孔槍的射孔彈在API標(biāo)準(zhǔn)混凝土靶上的平均穿深為695mm，裝配外徑為0l27mm 射孔槍的射孔彈在API標(biāo)準(zhǔn)混凝土靶上的平均穿深為835mm，目前技術(shù)的射孔彈都不能達(dá) 到1000mm，主要原因是目前深穿透射孔彈常用的藥型罩為變壁厚圓錐形結(jié)構(gòu)，在規(guī)定的 射孔彈裝藥量條件下，通常采用增大藥型罩口徑或者減小頂部錐角角度大小來提高穿孔深 度，為了增大射孔彈藥型罩的口徑，壓制藥型罩的壓力需要增加，為滿足壓力需要，往往需 要增大壓機的額定壓力，這樣會增大設(shè)備投資費用；藥型罩頂部的錐角減小了，就會使射孔 彈的穿孔深度變得不穩(wěn)定，因此還是不能達(dá)到最好的增產(chǎn)效果
實用新型內(nèi)容
本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點，對藥型罩結(jié)構(gòu)和裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，充分 利用炸藥爆炸能量，提供了一種特深穿透射孔彈。本實用新型是這樣實現(xiàn)的本實用新型包括藥型罩和金屬彈殼，其特征在于所 述藥型罩內(nèi)外面的罩頂1為圓弧狀結(jié)構(gòu)，藥型罩的外壁面8分為上、中、下三段，上、下兩段 為軸向的上圓錐面6和軸向的下圓錐面9，中間段為軸向的圓弧面7，上、中、下三段為無接 點光滑連接；所述藥型罩的內(nèi)壁面4分為上、中、下三段，上段為軸向的圓錐面2，下段為指數(shù)方 程確定的曲面結(jié)構(gòu)5，中間段為軸向的圓弧面3，上、中、下三段無接點光滑連接；所述金屬彈殼12的內(nèi)壁面由下到上分為四段，第一段為圓柱形腔，第二段、第三 段、第四段是圓臺形腔；所述上圓錐面6的軸向錐面角度在42° 55°之間，下圓錐面9的軸向錐面角度 在45° 60°之間；所述內(nèi)壁面4上段的軸向圓錐面2的角度比外壁面8上圓錐面6小0° 3° ；所述金屬彈殼12第二段圓臺形腔的角度范圍在25° 35°之間，第三段圓臺形 腔的角度范圍在50° 65°之間，第四段圓臺形腔的角度范圍在110° 125°之間；[0011]所述藥型罩的外壁面8與金屬彈殼12的內(nèi)壁之間為裝藥腔11，裝藥腔11內(nèi)裝填 有高能炸藥；制造時，先在壓制機上安裝模具，再用已混合好的金屬粉末材料壓制藥型罩，壓制 的藥型罩經(jīng)檢驗合格后送到射孔彈壓裝工序；將已稱量準(zhǔn)確的散粒高能炸藥倒入金屬彈殼 12內(nèi)，使用壓彈設(shè)備將藥型罩壓入金屬彈殼12內(nèi)，完成射孔彈的制造。本實用新型的有益效果和優(yōu)點采用本實用新型所述的藥型罩結(jié)構(gòu)和與之匹配的 金屬彈殼12內(nèi)壁面曲線結(jié)構(gòu)，使炸藥在裝藥腔內(nèi)的分布更為合理，提高了爆炸能量的利用 率，能達(dá)到最佳的爆炸能量輸出效果，因此，在爆轟波的作用下，具有良好和緊湊的穩(wěn)定性 能，并能將金屬射流拉得很長，有利于提高金屬射流的侵徹能力，發(fā)揮最佳侵徹效果；采用 本實用新型制造的射孔彈，經(jīng)檢測，在API標(biāo)準(zhǔn)混凝土靶上的穿孔深度達(dá)到1433mm以上，采 用089mm射孔槍在API標(biāo)準(zhǔn)混凝土靶上的平均穿深較國內(nèi)同類型射孔彈產(chǎn)品穿孔深度提 高了 60%以上，采用0l27mm射孔槍在API標(biāo)準(zhǔn)混凝土靶上的平均穿深較國內(nèi)同類型射孔 彈平均穿孔深度提高了 79%。

圖1為本實用新型藥型罩的放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型藥型罩與金屬彈殼裝配后的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖給出本實用新型的實施例實施例1:本實用新型由以下結(jié)構(gòu)組成本實用新型包括藥型罩和金屬彈殼，藥型罩的內(nèi)外 面罩頂1的結(jié)構(gòu)相同，為圓弧狀結(jié)構(gòu)，藥型罩的外壁面8分為上、中、下三段，上、下兩段是上 圓錐面6和下圓錐面9，上圓錐面6的軸向錐面角度在42° 55°之間，下圓錐面9的軸 向錐面角度在45° 60°之間，中間為圓弧面7，上、中、下三段無接點光滑連接；藥型罩的 內(nèi)壁面4分為上、中、下三段，上段為軸向圓錐面2，其軸向圓錐面的角度比外壁面8上圓錐 面6小0° 3°，下段為指數(shù)方程確定的曲面結(jié)構(gòu)5，中間段為圓弧面3，上、中、下三段無 接點光滑連接；金屬彈殼12的內(nèi)壁面由下到上分為四段，第一段為圓柱形腔，第二段、第三 段、第四段是圓臺形腔；第二段圓臺形腔的角度范圍在25° 35°之間，第三段圓臺形腔 的角度范圍在50° 65°之間，第四段圓臺形腔的角度范圍在110° 125°之間；藥型罩 的外壁面8與金屬彈殼12的內(nèi)壁之間為裝藥腔11，裝藥腔11內(nèi)裝填有高能炸藥。實施例2 制造時，先按照設(shè)計要求制造模具，然后在壓制機上安裝符合藥型罩設(shè) 計要求形狀和角度的模具，裝好模具后，將已混合好的金屬粉末材料裝入模具內(nèi)，然后直接 壓制藥型罩；壓制的藥型罩的罩頂1、外壁面8和內(nèi)壁面4應(yīng)符合要求的形狀和角度，然后 進(jìn)行檢驗，將合格的藥型罩送到射孔彈壓裝工序，再將已稱量準(zhǔn)確的散粒高能炸藥倒入金 屬彈殼12內(nèi)，再使用壓彈設(shè)備將藥型罩壓入金屬彈殼12內(nèi)就完成了射孔彈的制造。實施例3 將制造好的本實用新型進(jìn)行現(xiàn)場應(yīng)用；某井珍珠沖層曾采用常規(guī)深穿 透射孔彈進(jìn)行射孔作業(yè)，當(dāng)射孔后未能加入酸，作業(yè)效果不理想；在該井相同的層位采用本 實用型新進(jìn)行再次射孔作業(yè)，將本實用新型安裝在外徑Φ76πιπι的彈架上，用壓絲10將導(dǎo)爆索固定在射孔彈尾部，安裝完畢后，將射孔彈及彈架裝入外徑為Φ 127mm的射孔槍內(nèi)，并 裝上槍頭、槍層，組裝成射孔器；再用油管將射孔器送入井內(nèi)并定位在該層進(jìn)行射孔作業(yè)， 井口加壓到額定值，起爆裝置起爆并將導(dǎo)爆索引爆，由導(dǎo)爆索起爆本實用新型，本實用新型 爆炸后，形成的金屬射流依次穿過射孔槍、套管、固井水泥環(huán)并進(jìn)入巖層，最終在套管、水泥 環(huán)、巖層中形成穿孔孔道；射孔后立即進(jìn)行壓裂酸化作業(yè)，共向地層中注入酸143. 8m3，射孔 后，用D50. 8mm流量計9mm孔板經(jīng)液器分離器測產(chǎn)，得日產(chǎn)天然氣4. 070 X 104m3/d,增產(chǎn)效 果明顯。
權(quán)利要求1.一種特深穿透射孔彈，包括藥型罩和金屬彈殼，其特征在于a.所述藥型罩內(nèi)外面的罩頂(1)為圓弧狀結(jié)構(gòu)，藥型罩的外壁面(8)分為上、中、下三 段，上、下兩段為軸向的上圓錐面(6)和軸向的下圓錐面(9)，中間段為軸向的圓弧面(7)， 上、中、下三段為無接點光滑連接；b.所述藥型罩的內(nèi)壁面(4)分為上、中、下三段，上段為軸向的圓錐面(2)，下段為指數(shù) 方程確定的曲面結(jié)構(gòu)(5)，中間段為軸向的圓弧面(3)，上、中、下三段無接點光滑連接；c.所述金屬彈殼(12)的內(nèi)壁面由下到上分為四段，第一段為圓柱形腔，第二段、第三 段、第四段是圓臺形腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特深穿透射孔彈，其特征在于所述上圓錐面(6)的軸向錐面 角度在42° 55°之間，下圓錐面(9)的軸向錐面角度在45° 60°之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特深穿透射孔彈，其特征在于所述內(nèi)壁面(4)上段的軸向圓 錐面(2)的角度比外壁面(8)上圓錐面(6)小0° 3°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特深穿透射孔彈，其特征在于所述金屬彈殼(12)第二段圓 臺形腔的角度范圍在25° 35°之間，第三段圓臺形腔的角度范圍在50° 65°之間，第 四段圓臺形腔的角度范圍在110° 125°之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特深穿透射孔彈，其特征在于所述藥型罩的外壁面(8)與金 屬彈殼(12)的內(nèi)壁之間為裝藥腔(11)。
專利摘要一種特深穿透射孔彈，涉及石油勘探開發(fā)中增產(chǎn)措施的射孔彈的制造技術(shù)領(lǐng)域，本實用新型對藥型罩結(jié)構(gòu)和裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，提供了一種特深穿透射孔彈，包括藥型罩和金屬彈殼，藥型罩的外壁面和內(nèi)壁面形狀分別分為上、中、下三段，上、中、下三段分別無接點光滑連接；金屬彈殼的內(nèi)壁面由下到上分為四段，本實用新型具有良好的穩(wěn)定性能，能將金屬射流拉得很長，具有提高金屬射流的侵徹能力和發(fā)揮最佳侵徹效果的特點。
文檔編號E21B43/116GK201924901SQ20112001819
公開日2011年8月10日 申請日期2011年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月20日
發(fā)明者付代軒, 余訊, 李云, 杜明章, 楊清勇, 涂良, 羅宏偉, 謝湛, 趙世華, 郭鵬 申請人:中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司測井公司