CN2188649Y - 增效射孔器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种增效射孔器，由壳体、射孔弹、
导爆索、引燃套、改性火药组成，是为了解决目前油气
井射孔浓度不能适应勘探开发要求的问题。解决问
题的办法，把置于同一壳体中的聚能射孔***和产生
压力脉冲的改性火药同步引爆引燃、聚能射流与压力
脉冲同轴向作用，使射孔穿透深度提高2-3倍，为提
高油气井的射孔水平开辟了新的途径。本实用新型
还可用于地热和地下水的开发。
Description
本实用新型涉及射穿套管和地下岩层沟通装置，主要用于油气井开发中提高射孔穿深效果的增效射孔器，该射孔器由射孔弹和导爆索等组成。
在油气井射孔完井工艺中，除射孔的孔径、孔密、相位和孔道的质量等对完井效率产生一定影响之外，射孔弹穿透岩层的深度则起着关键的作用。因此，进行多方面的研究来提高射孔弹的穿深已经引起人们的重视。有些研究人员从增大***装药量来提高射孔深度，但由于受枪管和套管尺寸的限制，装药量无法随意增大。靠调整弹的其它参数，提高穿深的程度却很有限。实践表明，在限定的施工条件下，单靠***的聚能射孔作用去实现射孔深度的成倍增长是不可能的。如国内用的89型射孔弹，经几年的研究改进，对水泥靶的穿深才由原来的300mm左右提高到400mm。
美国专利4391337（1983）曾报道了一种“用于油气井生产的高速射流和推进剂压裂装置”，该装置是把数枚射孔弹和推进剂装药置于同一个钢筒中，目的是把射孔和压裂两个步骤并为一次完成，使推进剂的能量释放达到最大，增加压裂效果，提高油气产量。但是，由于该装置采用的是扇形装药结构，推进剂产生的气体汇集到圆筒侧壁后才进入射孔孔眼，因此对射孔的深度影响较小，其原因是聚能射流射孔和推进剂燃烧产生的高压气体不能同步、同轴向作用。
本实用新型的目的是为了克服背景技术的局限性，而设计一种***聚能射孔和火药压力脉冲同步起动，同轴向作用，使射孔深度比普通射孔弹成倍提高的增效射孔器。
本实用新型的构思：为了实现上述的目的，这就要求聚能射孔的***和产生压力脉冲的火药同步引爆引燃，聚能射流与压力脉冲同轴向作用才能实现。实现同步引燃、同轴向作用的技术方案两个难题：其一是使射孔***和产生压力脉冲的火药同时引爆引燃，并且使***射孔的方向与火药压力脉冲方向脉冲方向作用在同一轴线上。解决这个问题的技术方案，就是把射孔***和产生压力脉冲的火药装在同一壳体中，在壳体的中心轴线上装入一个引爆引燃部件，这个部件可使***和火药沿壳体的轴线同时引爆引燃。由于***的反应速度与火药的反应速度有数量级的快慢差别，***装药先对岩层射出孔道，火药燃烧形成的高压脉冲紧随其后沿射孔孔道加载，两种能量的紧密结合增加聚能射孔的穿深效果；其二是***、火药置于同一壳体同时引爆引燃时火药易产生不需要的爆轰。解决这个问题的技术方案，选取适当品种的火药，利用惰性材料对它粘结钝感。降低火药对***爆轰的敏感性，改善燃烧性能，确保该火药在应用中只能燃烧而不能爆轰。
本实用新型由射孔弹5－7、导爆索1、引燃套3、改性火药4、筒体2和筒盖8组成。
射孔弹5－7：由弹壳5、***6、药形罩7构成。
弹壳5：用45＃钢制成，弹壳起爆端钻Φ6mm圆孔，用于穿引导爆索。
***6：用R852***或耐高温***压装成聚能装药，其用量15－34g。
药形罩7：用铜粉压制、烧结制成粉末罩。
导爆索1：用Φ6mm铅皮导爆索，导爆索穿过射孔弹的起爆端，其两头穿入筒体上下两端的中心孔，使增效射孔器之间连接时导爆索互相衔接。
引燃套3：用无机氧化剂硝酸钡和天然橡胶制成管状，套在与改性火药接触的导爆索上。引燃套中氧化剂与天然橡胶的组成比例为：75：25。
改性火药4：由单基火药（4／7）和丙烯酸酯共聚物构成，其比为83：17，其用量140－300g。
筒体2和筒盖8，都是由酚醛塑料制成。筒体底部和筒盖中心都有Φ6mm中心孔，用于穿引导爆索。筒体中间部位有射孔弹射孔方向标志9。筒体下端有小于筒体外径的插头，上端有大于内径的卡口，用于多枚增效射孔器的连接。筒体外径Φ50－80mm，长80－100mm。
本实用新型的装配：射孔弹起爆端圆孔中穿入导爆索，将引燃套套在导爆索两端；将装好导爆索、引燃套的射孔弹按筒体射孔方向标志装入筒中，下端的导爆索***筒体下部中心孔中。称取一定量的改性火药装入筒体，盖上筒盖，上端的导爆索从筒盖的中心孔中引出。
本实用新型的最佳结构：筒体外径Φ66mm、长100mm，射孔弹***量23g，改性火药装药量200g。
本实用新型的优点如下：
1、与常规射孔弹相比，射孔穿透深度提高2～3倍。
2、***聚能射孔与改性火药高压脉冲后效作用紧密配合，增加了井眼与岩层沟通的距离和面积。
3、改性火药的高压脉冲紧随聚能射流进入射孔孔道，清洗了射孔孔道并破除了孔道周围形成的压实带，改善了油气的渗流条件。
4、应用时不污染油层，不损坏套管。对油气显示较好的井，一次完井施工可射穿油井外部污染带，达到工业流油标准。应用于探井时，不需再采用其它工艺即可对储层给予真实的评价。
5、省去射孔枪中的弹架，多枚增效射孔器组合方便，射孔孔密，相位可调。
本实用新型附图说明如下：
附图1：是增效射孔器的剖面图；附图2：是增效射孔器的正视图；附图3：是一种增效射孔器装枪施工安装图。
附图1中射孔弹由弹壳5内装***6和药形罩7组成射孔弹，导爆索1，穿过弹壳5起爆端的孔，两端套有引燃套3，穿有导爆索的射孔弹装于筒体2内，射孔弹射孔方向与筒体轴线呈90℃，套有引燃套3的导爆索周围装填改性火药4，筒体的口部装有保证导爆索处于轴心位置的筒盖8。导爆索的两端分别在筒体底部中心孔和筒盖中心孔切平。
附图2中的射孔方向标志9，用来表明增效射孔器装枪时射孔的相位。
附图3说明增效射孔器装枪施工时的连接关系，枪管口带有密封孔14，枪管上端装有与电缆10连接的点火接头11，点火接头内装有起爆导爆索的***12，枪管内装有多枚连接一起的增效射孔器，射孔器的方向对正密封孔14，枪管底部装有导向头15。
实施例：
1 参照附图1、2实施。
1.1 筒体2和筒盖8的制造：根据筒体2的尺寸：外径φ66mm，内径φ60mm长100mm，筒体底部中心有φ6mm孔，内部上端有供连接用的φ64mm，长8mm卡口，外部下端有供连接用的φ64mm长5mm插头，设计加工塑料成型模具。将酚醛塑料原料计量加入模具中，在带加热板的压机上升温加压模塑成型，冷却后脱模即制成筒体。根据筒盖8的尺寸：φ64mm，厚3mm，中心有φ6mm孔，设计加工模具，加工方法与筒体相同。
1.2 射孔弹5－7的制造：按89型射孔弹尺寸制造，弹壳5用45＃钢制成，药形罩7用铜粉压制烧结制成，***6用R852***压入弹壳成聚能装药。
1.3 改性火药4的制造：把单基火药（4／7）加入丙烯酸酯共聚物（分子量40－50万）的溶液中，组成比为83：17，经搅拌、混合、凉干等工序制成。
1.4 引燃套3的制造：把氧化剂硝酸钡与天然橡胶溶液混合粘结，组成比为75：25，按混合***制造工艺，制造成外径φ14mm，内径φ6mm的管状。
1.5 增效射孔器的装配：首先把φ6mm导爆索穿入89型射孔弹5－7起爆端φ6mm孔中，导爆索1两端套上引燃套3；按筒体2外面射孔方向标志9位置把射孔弹5－7，导爆索1引燃套3一齐装入筒体2，导爆索1的下端插进筒体2底部φ6mm孔中。然后称取改性火药4200g装入筒体2，将改性火药4从筒体2口部压平后，将筒盖8的中心孔穿进导爆索1的上端盖在筒体2的口部，导爆索1两端分别在筒体2底部中心孔和筒盖8中心孔切平。使用时，将一枚增效射孔器插头插进另一枚增效射孔器的卡口，用尼龙胶带固定。可按射孔枪的尺寸组合成所需的长度，装入外径φ89mm的枪管13中，枪管上部有与电缆10连的点火接火11，点火接头内有起爆导爆索的***12，导爆索与增效射孔器相接，枪管带有密封孔14，枪管下端接导向头15，适用于内径φ124mm套管的油气井射孔完井施工。电缆吊放或油管传输（换撞击点火器）两种工艺均可采用。地面按AP1－RP－43检测标准，制备高1.1m，外径φ3m，中心装外径φ139.7mm套管的环形水泥靶。将4枚90°右螺旋组装的增效射孔器装枪放入靶内套管中，套管两端口部装丝扣连接的密封帽，射孔后对水泥靶的穿透深度可达1500mm，是现有射孔弹穿透深度的3倍以上。
2 制造、装配、使用方法和实施例1相同，不同的是筒体外径φ80mm，内径φ74mm，长100mm，射孔弹规格尺寸按127型制造，***装药量34g，改性火药装药量300g。使用时装外径φ127mm射孔枪，用于内径φ178mm以上的油气井射孔施工。对符合AP1－RP－43标准的环形水泥靶穿透深度可达2000mm，比现有的射孔弹穿透深度提高2倍以上。
3 制造、装配、使用方法和实施例1相同，不同的是筒体外径φ50mm，内径Φ44mm，长80mm，射孔弹按73型规格尺寸制造，***装药量15g，改性火药装药量140g。使用时装外径φ73mm射孔枪，射孔孔密12孔／m。可用于内径Φ102mm以上套管的油气井射孔完井施工。地面试验，对符合AP1－RP－43标准的环形水泥靶的射孔穿透深度可达1200mm。是现有73型射孔弹穿透深度的3倍以上。
Claims (2)
1、一种增效射孔器，由射孔弹(5-7)和导爆索(1)组成，其特征在于射孔弹和导弹爆索装入简体(2)内，导爆索两端套上引燃套(3)，导爆索的一端***筒体(2)底部中心孔，装入改性火药(4)，盖上筒盖(8)，并从筒盖中心孔中引出导爆索另一端；筒体外径Φ50-80mm，长80-100mm，***(6)装药量15-34g，改性火药(4)装药量140-300g，***(6)装入弹壳(5)内，药形罩(7)置于弹壳(5)口部，穿过导爆索(1)装入筒体(2)内，射孔方向与筒体轴线呈90°，改性火药(4)填满筒体。
2、根据权利要求1的射孔器，其特征在于最佳结构：筒体外径Φ66mm、长100mm、***装药量23g、改性火药装药量200g。
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| CN 93246841 CN2188649Y (zh) | 1993-12-09 | 1993-12-09 | 增效射孔器 |
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN2188649Y (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110513086A (zh) * | 2019-09-03 | 2019-11-29 | 黑龙江震泰科技有限公司 | 油气井用射孔增效体 |
| CN110926287A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-03-27 | 深圳市蛇口招商港湾工程有限公司 | 一种路堑土石方开挖***方法 |
-
1993
- 1993-12-09 CN CN 93246841 patent/CN2188649Y/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN110513086A (zh) * | 2019-09-03 | 2019-11-29 | 黑龙江震泰科技有限公司 | 油气井用射孔增效体 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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