CN208282698U - 一种射孔弹性能测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种射孔弹性能测试装置，属于石油射孔领域；主要解决现阶段地面试验时用到的钢靶、环形混凝土靶、柱状混凝土靶等无法模拟地层围压作用下的射孔弹穿孔性能的技术难题。本实用新型主要包括依次连接的磁电***、导爆索、射孔弹地面模拟装枪单元及检测靶。所述射孔弹地面模拟装枪单元包括射孔弹、模拟射孔枪内炸高、模拟枪身盲孔钢片、模拟射孔枪外炸高、模拟井筒内的液体以及模拟套管钢片；所述的检测靶包括砂岩靶芯、固结物、护套和养护水层。本实用新型的有益效果在于：射孔弹地面模拟装枪单元起爆后，检测靶可模拟地层围压作用下的射孔弹穿孔性能，试验成本低、制靶周期短，对射孔弹设计和不同地层用射孔弹的定制化提供更好的检验依据。
Description
技术领域
本实用新型属于石油天然气行业射孔用***器材性能测试领域，具体涉及一种射孔弹性能测试装置。
背景技术
目前国内使用的射孔弹性能测试装置主要按照美国石油学会推荐的“API 19B”标准中的要求而定的，环形混凝土靶的整枪试验存在制作成本高、制作周期长、孔道容易破坏、靶体轴向抗压强度变化大等缺点，并且整枪装配复杂，对试验场地的安全条件要求较高；国内普遍使用的固定炸高条件下的钢靶试验，其钢靶与实际地层的物性相差很大，试验数据不能表达射孔弹在地层的穿深数据；而国内的高温高压实验室内虽然可以进行砂岩靶的带围压试验，但试验周期长、成本高、安全性要求高，不能满足国***孔弹厂射孔弹的设计和检验需求，有很大的局限性。
发明内容
本实用新型解决的技术问题是：为克服现有技术的不足，本实用新型提供一种射孔弹性能测试装置。
本实用新型的技术方案是：一种射孔弹性能测试装置，包括第一炸高32、第二炸高35、第一钢片33、第二钢片36和检测靶4；所述第一炸高32为两端开口的空腔柱状体，第二炸高35为一端开口一端封闭的空腔柱状体，且第二炸高35内腔内充有液体；第二钢片36一面与第二炸高35封闭端连接，且第二炸高35轴线与第二钢片36平面相互垂直；第二炸高35开口端与第一钢片33一面连接，第一钢片33另一面与第一炸高32连接，保证第一炸高32轴线与第一钢片33平面相互垂直，第一钢片33和第二钢片36相互平行，第一炸高32和第二炸高35轴线相互重合；第二钢片36未与第二炸高35封闭端连接的一面放置在检测靶4上；所述检测靶4包括护套44、靶芯42和固结物43，护套44整体为两端封闭的空腔柱状体，其中一面边缘处沿轴线周向设有一圈凸起，形成储水槽；靶芯 42位于空腔中，且靶芯42轴线与护套44轴线相互重合；靶芯42外壁和护套44内壁之间通过填充固结物43对靶芯42进行加固；测试时，第二钢片36、第二炸高34、第一钢片 33、第一炸高32相互连接后整体置于检测靶4上方，待测试射孔弹置于第一炸高32上；待测试射孔弹轴线、第一炸高32轴线、第二炸高35轴线和靶芯42轴线四者相互重合；磁电***1起爆导爆索2，导爆索2引爆待测试射孔弹31，射孔弹31起爆后射流穿入靶芯 42形成射流孔道，形成射流孔道后将检测靶护套去掉，去除固结物43，露出靶芯42，进行射孔穿深测量。
本实用新型的进一步技术方案是：所述储水槽中，储水的水位高度范围为30mm～100mm之间。
本实用新型的进一步技术方案是：所述靶芯42属于紫泥石细-极细粒长石石英砂岩，整体岩石经切割成为高度H1在600mm～1000mm之间、直径φ1在110mm～180mm 之间的圆柱靶芯。
本实用新型的进一步技术方案是：所述固结物43采用A级油井水泥/石英砂/清水按质量比1:2:1的比例混合成水泥砂浆灌注、填充在靶芯42与护套44之间的空隙内固结制成，其高度H1在600mm～1000mm之间，直径φ2在300mm～450mm之间。
发明效果
本实用新型具有试验成本低、装配过程简单、安全性高等特点，同时装置中所使用的检验靶具有高度模拟地层围压的作用特点，而且检验靶剖靶容易、孔道保持完整，能够轴向剖开暴露孔道以检测观察射孔孔道状况，较现国标推荐使用的射孔弹性能验收试验装置更能突出射孔弹在地层的实际使用效果，为油田选择所需射孔弹提供了一个更为实用的选择依据。
附图说明
图1为射孔弹性能试验装配示意图。
图2为射孔弹地面模拟装枪单元示意图。
图3为检测靶结构剖面图
附图标记说明：1—磁电***，2—导爆索，31—射孔弹，32—第一炸高，33—第一钢片，34—清水，35—第二炸高，36—第二钢片，4—检测靶，41—储水槽，42—靶芯， 43—固结物，44—护套
具体实施方式
参见图1-图3：射孔弹地面模拟装枪单元3包括依次连接的射孔弹31、第一炸高32、第一钢片33、清水34、第二炸高35和第二钢片36。第一炸高32和第二炸高35的高度根据射孔弹所配射孔枪、套管的尺寸计算得到。需要说明的是，本实施例中，第一炸高32用于模拟射孔弹开口端中心点垂直到射孔枪内壁的距离，第一钢片(33)用于模拟实际中射孔枪盲孔的壁厚，清水34用于模拟实际中射孔枪与套管之间的液体，第二炸高35用于模拟实际中射孔枪盲孔中心点垂直到套管内壁之间的距离，第二钢片 36用于模拟实际中套管的壁厚。所述的射孔弹性能测试装置中检测靶4中储水槽41，清水层厚度30mm～100mm；砂岩靶芯42根据地层物性选择相近物性的砂岩圆柱靶；固结物43以A级油井水泥/石英砂/清水按质量比1:2:1的比例混合成水泥砂浆灌注、填充在靶芯42与护套44之间的空隙内固结制成；护套44由铁皮卷焊而成，铁皮厚度为 3mm～5mm之间。
所述的射孔弹性能测试装置中检测靶4中养护7天，对砂岩靶芯进行充分的水饱和。
所述的射孔弹性能测试装置中检测靶4在使用前确保养护水层41水位高度淹没第一钢片33。
射孔弹进行试验时，首先将射孔弹31、第一炸高32、第一钢片33、第二炸高35和第二钢片36按顺序装配，其中第二炸高35为一端开口一端封闭的空腔柱状体，盛装模拟井筒液体，本实施例中为清水34；其次组装好的射孔弹模拟装枪单元放在检测靶中心的砂岩靶芯正上方，确保射孔弹模拟装枪单元轴线与砂岩靶芯中心同轴；再者将导爆索和射孔弹起爆端相连；最后连接磁电***1和导爆索2，利用磁电***专用起爆仪起爆磁电***。
依次连接的磁电***1、导爆索2、射孔弹地面模拟装枪单元3及检测靶4。所述的磁电***1可以抗工频电、抗静电、抗杂散电流；所述的导爆索2使用油气井专用导爆索；所述射孔弹地面模拟装枪单元包括射孔弹31、第一炸高32、第一钢片33、清水34、第二炸高35以及第二钢片36，第二炸高为一端开口一端封闭的空腔柱状体，里面盛有模拟井筒内的清水34；所述的检测靶4包括养护清水层41、砂岩靶芯42、固结物43和护套44；砂岩靶芯42为圆柱形，根据射孔地层物性特性，选择相应的砂岩靶，本实施例中选用紫泥石细-极细粒长石石英砂岩，直径为φ110mm～φ180mm，高度为600mm～1000mm；固结物43以A级油井水泥/石英砂/清水按质量比1:2:1的比例混合成水泥砂浆灌注、填充在靶芯(42)与护套(44)之间的空隙内固结制成，浇灌高度与砂岩靶芯高度平齐；护套44由铁皮焊制而成，铁皮厚度为3mm～5mm之间，护套高度为800mm～1200mm之间，固结物43填充完成表面经2h～4h固化后，在储水槽 41中填满水，保养7天后使用。
采用本实用新型的射孔弹性能测试装置，射孔弹选用127超高温弹，模拟装127射孔枪，配178mm套管，第一炸高为12mm，第一钢片厚度为5mm，第二炸高为18mm，第二钢片厚度为10mm，选择直径为φ400mm的检测靶，经磁电***起爆仪起爆磁电***，磁电***将油气井用导爆索起爆，导爆索通过爆轰波引***孔弹后，将检测靶外的护套去掉，露出固结物层，用榔头沿固结物层的裂缝进行敲击，去除固结物层露出砂岩靶芯，用榔头沿轴线方向轻敲靶芯裂纹，露出射流孔道，通过毛刷清理孔道，测得射孔弹在砂岩靶芯的平均穿孔深度为292.5mm，并可以清晰观察射流的孔道变化以及射流的形态，对后期射孔弹的设计和不同储层油田的射孔弹定制使用提供帮助。
Claims (4)
1.一种射孔弹性能测试装置，其特征在于，包括第一炸高(32)、第二炸高(35)、第一钢片(33)、第二钢片(36)和检测靶(4)；所述第一炸高(32)为两端开口的空腔柱状体，第二炸高(35)为一端开口一端封闭的空腔柱状体，且第二炸高(35)内腔内充有液体；第二钢片(36)一面与第二炸高(35)封闭端连接，且第二炸高(35)轴线与第二钢片(36)平面相互垂直；第二炸高(35)开口端与第一钢片(33)一面连接，第一钢片(33)另一面与第一炸高(32)连接，保证第一炸高(32)轴线与第一钢片(33)平面相互垂直，第一钢片(33)和第二钢片(36)相互平行，第一炸高(32)和第二炸高(35)轴线相互重合；第二钢片(36)未与第二炸高(35)封闭端连接的一面放置在检测靶(4)上；所述检测靶(4)包括护套(44)、靶芯(42)和固结物(43)，护套(44)整体为两端封闭的空腔柱状体，其中一面边缘处沿轴线周向设有一圈凸起，形成储水槽；靶芯(42)位于空腔中，且靶芯(42)轴线与护套(44)轴线相互重合；靶芯(42)外壁和护套(44)内壁之间通过填充固结物(43)对靶芯(42)进行加固；测试时，第二钢片(36)、第二炸高(35)、第一钢片(33)、第一炸高(32)相互连接后整体置于检测靶(4)上方，待测试射孔弹置于第一炸高(32)上；待测试射孔弹轴线、第一炸高(32)轴线、第二炸高(35)轴线和靶芯(42)轴线四者相互重合；磁电***(1)起爆导爆索(2)，导爆索(2)引爆待测试射孔弹(31)，射孔弹(31)起爆后射流穿入靶芯(42)形成射流孔道，形成射流孔道后将检测靶护套去掉，去除固结物(43)，露出靶芯(42)，进行射孔穿深测量。
2.如权利要求1所述的一种射孔弹性能测试装置，其特征在于，所述储水槽中，储水的水位高度范围为30mm～100mm之间。
3.如权利要求1所述的一种射孔弹性能测试装置，其特征在于，所述靶芯(42)属于紫泥石细-极细粒长石石英砂岩，整体岩石经切割成为高度H1在600mm～1000mm之间、直径φ1在110mm～180mm之间的圆柱靶芯。
4.如权利要求1所述的一种射孔弹性能测试装置，其特征在于，所述固结物(43)采用A级油井水泥/石英砂/清水按质量比1:2:1的比例混合成水泥砂浆灌注、填充在靶芯(42)与护套(44)之间的空隙内固结制成，其高度H1在600mm～1000mm之间，直径φ2在300mm～450mm之间。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110939424A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-03-31 | 西安物华巨能***器材有限责任公司 | 一种无井式煤炭地下气化点火方法 |
| CN114877761A (zh) * | 2021-09-26 | 2022-08-09 | 中国人民解放军63921部队 | 一种基于自然岩石环境的深侵惰性弹靶场飞行试验方法 |
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2018
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| CN114877761A (zh) * | 2021-09-26 | 2022-08-09 | 中国人民解放军63921部队 | 一种基于自然岩石环境的深侵惰性弹靶场飞行试验方法 |
| CN114877761B (zh) * | 2021-09-26 | 2023-11-07 | 中国人民解放军63921部队 | 一种基于自然岩石环境的深侵惰性弹靶场飞行试验方法 |
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Inventor after: Ma Yingwen Inventor after: Wang Xi Inventor after: Wei Ling Inventor after: Lu Kun Inventor after: Fu Jianmin Inventor after: Zhang Ming Inventor after: Liu Zhiqiang Inventor after: Ma Changliang Inventor after: Sheng Tingqiang Inventor after: Wang Feng Inventor after: Li Bihong Inventor after: Li Shangjie Inventor before: Ma Yingwen Inventor before: Wang Xi Inventor before: Wei Ling Inventor before: Lu Kun Inventor before: Fu Jianmin Inventor before: Zhang Ming Inventor before: Liu Zhiqiang Inventor before: Ma Changliang Inventor before: Sheng Tingqiang Inventor before: Wang Feng Inventor before: Li Bihong Inventor before: Li Shangjie |