一種通用型油氣井用油管穿孔彈的藥型罩及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種通用型油氣井用油管穿孔彈的藥型罩及制備方法，藥型罩，包括藥型罩本體，所述藥型罩本體呈弧形面狀，藥型罩本體外弧面的端部呈直柱面狀，弧形面狀的藥型罩本體由外弧面、內(nèi)弧面、直柱面和端面組成，外弧面依次通過直柱面和端面與內(nèi)弧面連接形成藥型罩本體。將采用本發(fā)明的藥型罩應(yīng)用于穿孔彈中，使得穿孔彈爆炸后能夠形成大直徑射流，確保了聚能侵徹體的規(guī)則性以及射流梯度的一致性，同時實現(xiàn)油管外層套管的零傷害和低傷害。
【專利說明】一種通用型油氣井用油管穿孔彈的藥型罩及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通用型油氣井用油管穿孔彈的藥型罩及制備方法，適用于油氣井勘探開發(fā)過程中實現(xiàn)對油管的穿孔的射孔彈。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著國內(nèi)油氣田開采的不斷提速發(fā)展，勘探開發(fā)力度的加大和所鉆進的地層日趨復(fù)雜，經(jīng)常會出現(xiàn)卡鉆、堵塞、井漏等工程事故。在處理這類事故時，需要使用穿孔彈對鉆桿、油管或者套管進行穿孔，以便于快速建立循環(huán)通道，實現(xiàn)鉆桿快速解卡、壓井堵漏等搶險施工的目的。
[0003]但是目前常用的穿孔彈對不同的油管和套管組合的井況，為了避免在穿透油管時對套管也造成傷害，需要有針對性的采用不同結(jié)構(gòu)的藥型罩、材料、配方以及炸藥的裝藥量，此外國內(nèi)常用的穿孔彈穿孔孔徑也較小，為了達到較好的效果往往需要加大施工作業(yè)
任務(wù)量。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，中國專利號“201310192538.2”公告了一種藥型罩用銅基復(fù)合材料及制備方法，其制作方法采用冷軋，對表面處理采用拋光加磨削，該方法制得的藥型罩內(nèi)部內(nèi)應(yīng)力大，且對口徑小的藥型罩表面處理困難；又如中國專利號“201210420296.3”公告了一種射孔彈藥型罩的制備方法，其通過熔滲方法制作鎢銅復(fù)合藥型罩，在燒結(jié)過程采用氫氣保護，而在通常粉末冶金件制作過程中不可避免表面存在一定氧化，在后續(xù)的精整處理過程被氧化的表面與其結(jié)合的鎢銅材料間存在錯位等現(xiàn)象，同時在氧化部位存在缺陷，使形成的射流一致性受影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中油氣井用油管穿孔彈的藥型罩存在的上述問題，提供一種通用型油氣井用油管穿孔彈的藥型罩及制備方法，將采用本發(fā)明的藥型罩應(yīng)用于穿孔彈中，使得穿孔彈爆炸后能夠形成大直徑射流，確保了聚能侵徹體的規(guī)則性以及射流梯度的一致性，同時實現(xiàn)油管外層套管的零傷害和低傷害。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種通用型油氣井用油管穿孔彈的藥型罩，包括藥型罩本體，其特征在于:所述藥型罩本體呈弧形面狀，藥型罩本體外弧面的端部呈直柱面狀，弧形面狀的藥型罩本體由外弧面、內(nèi)弧面、直柱面和端面組成，外弧面依次通過直柱面和端面與內(nèi)弧面連接形成藥型罩本體。
[0007]所述外弧面半徑為13?15mm,內(nèi)弧面半徑為10?14mm,直柱面高度為0.5?1mm。
[0008]所述藥型罩本體高度為10?13mm,藥型罩本體的口徑為20?24mm。
[0009]一種通用型油氣井用油管穿孔彈的藥型罩制備方法，其特征在于:根據(jù)質(zhì)量配比由1%?10%鋁粉、5%?20%鉛粉、10%?40%鎢粉、50%?80%銅粉、1%?10%鉍粉、1%?10%錫粉的組合粉末，裝入模具內(nèi)直接壓制成型藥型罩。
[0010]所述組合粉末裝入旋壓機的模具內(nèi)，在疒3Mpa壓力下，采用無級變速方法壓制，升至最高壓力時，保壓5?7秒，一個藥型罩壓制周期為12?15秒。
[0011]采用本發(fā)明的優(yōu)點在于:
一、將采用本發(fā)明中的結(jié)構(gòu)和配方的藥型罩聚能裝藥結(jié)構(gòu)應(yīng)用于穿孔彈中，使得穿孔彈爆炸后能夠形成大直徑射流，確保了聚能侵徹體的規(guī)則性以及射流梯度的一致性，從而提高了對油管進行穿孔時的能量利用率，實現(xiàn)了大孔徑穿孔，穿孔孔徑較同類型穿孔彈產(chǎn)品提高60%以上，同時避免了射流對油管外層的套管造成傷害。
[0012]二、本發(fā)明通用性強，應(yīng)用于穿孔彈時，穿孔孔徑大，使用中無需更改藥型罩配方、粉重、炸藥裝藥量，就能夠?qū)崿F(xiàn)對不同尺寸油管穿孔的目的。
[0013]三、本發(fā)明中，所述外弧面半徑為13?15mm,內(nèi)弧面半徑為10?14mm,直柱面高度為0.5?1mm，采用這些參數(shù)，應(yīng)用于穿孔彈中時，保證了穿孔彈爆炸后能夠形成大直徑射流，參數(shù)過大或過小均會影響射流效果。
[0014]四、本發(fā)明中，所述藥型罩本體高度為10?13mm，藥型罩本體的口徑為20?24mm,該結(jié)構(gòu)充分利用了炸藥爆炸能量，能夠形成一種射流直徑大，形狀規(guī)則的特殊聚能侵徹體，具有對炸藥和間隙不敏感的特點。
[0015]五、采用本發(fā)明制造的穿孔彈目前已經(jīng)在四川油氣田、塔里木油田等國內(nèi)多個油氣田的四十余口井次進行了穿孔施工作業(yè)，井下油管和套管組合包括:89油管+178套管、102油管+178套管、114油管+178套管、73油管+127套管，73油管+178套管、89油管+127套管等等，所有穿孔施工均一次性成功，且施工反饋效果非常理想，對外層套管基本無傷害。有效地解決了國內(nèi)外穿孔彈類型繁多，工藝復(fù)雜，穿孔效果不理想，對套管傷害大等的缺點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明藥型罩結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為本發(fā)明應(yīng)用于穿孔彈中的結(jié)構(gòu)示意圖
圖中標(biāo)記為:1、藥型罩，2、高能炸藥，3、金屬殼體，4、傳爆藥，5、導(dǎo)爆索槽。
【具體實施方式】
[0017]實施例1
一種通用型油氣井用油管穿孔彈的藥型罩，包括藥型罩本體，所述藥型罩本體呈弧形面狀，藥型罩本體外弧面的端部呈直柱面狀，弧形面狀的藥型罩本體由外弧面、內(nèi)弧面、直柱面和端面組成，外弧面依次通過直柱面和端面與內(nèi)弧面連接形成藥型罩本體。
[0018]本實施例中，所述外弧面半徑為13mm,內(nèi)弧面半徑為IOmm,直柱面高度為0.5mm。
[0019]本實施例中,所述藥型罩本體高度為10mm，藥型罩本體的口徑為20mm。
[0020]一種通用型油氣井用油管穿孔彈的藥型罩制備方法，包括:根據(jù)質(zhì)量配比由1%鋁粉、5%鉛粉、40%鎢粉、52%銅粉、1%鉍粉、1%錫粉的組合粉末，裝入模具內(nèi)直接壓制成型藥型罩。
[0021]本實施例中，在2?3Mpa壓力下，采用無級變速方法壓制，無級變速方法采用的是與現(xiàn)有技術(shù)相同的無級變速方法，升至最高壓力時，保壓5秒，一個藥型罩壓制周期為12秒。采用了旋壓的藥型罩成型方法，保證了藥型罩的強度和密度分布的均勻性。[0022]實施例2
一種通用型油氣井用油管穿孔彈的藥型罩，包括藥型罩本體，所述藥型罩本體呈弧形面狀，藥型罩本體外弧面的端部呈直柱面狀，弧形面狀的藥型罩本體由外弧面、內(nèi)弧面、直柱面和端面組成，外弧面依次通過直柱面和端面與內(nèi)弧面連接形成藥型罩本體。
[0023]本實施例中，所述外弧面半徑為15mm,內(nèi)弧面半徑為14mm,直柱面高度為1mm。
[0024]本實施例中,所述藥型罩本體高度為13mm，藥型罩本體的口徑為24mm。
[0025]一種通用型油氣井用油管穿孔彈的藥型罩制備方法，其特征在于:根據(jù)質(zhì)量配比由10%鋁粉、20%鉛粉、13%鎢粉、50%銅粉、5%鉍粉、2%錫粉的組合粉末，裝入模具內(nèi)直接壓制成型藥型罩。
[0026]本實施例中，在疒3Mpa壓力下，采用無級變速方法壓制，升至最高壓力時，保壓7秒，一個藥型罩壓制周期為15秒。
[0027]實施例3
一種通用型油氣井用油管穿孔彈的藥型罩，包括藥型罩本體，所述藥型罩本體呈弧形面狀，藥型罩本體外弧面的端部呈直柱面狀，弧形面狀的藥型罩本體由外弧面、內(nèi)弧面、直柱面和端面組成，外弧面依次通過直柱面和端面與內(nèi)弧面連接形成藥型罩本體。
[0028]本實施例中，所述外弧面半徑為14mm,內(nèi)弧面半徑為12mm,直柱面高度為0.8mm。
[0029]本實施例中，所述藥型罩本體高度為12mm，藥型罩本體的口徑為22mm。
[0030]一種通用型油氣井用油管穿孔彈的藥型罩制備方法，根據(jù)質(zhì)量配比由2%鋁粉、5%鉛粉、10%鎢粉、80%銅粉、2%鉍粉、1%錫粉的組合粉末，裝入模具內(nèi)直接壓制成型藥型罩。
[0031]本實施例中，在疒3Mpa壓力下，采用無級變速方法壓制，升至最高壓力時，保壓6秒，一個藥型罩壓制周期為13秒。
[0032]實施例4
制造時，先按照設(shè)計要求加工模具，然后在壓制機上安裝好模具，將已經(jīng)混合好的特殊金屬粉末裝入模具內(nèi)，然后直接壓制藥型罩1，壓制好的藥型罩I檢驗合格后，送至穿孔彈壓裝工序，使用專用壓彈模具采用2?4MPa壓力將藥型罩1、高能炸藥2和傳爆藥4、金屬殼體3壓合在一起，傳爆藥4連接到導(dǎo)爆索槽5。
[0033]實施例5
本實施例結(jié)合附圖進行說明:如圖1所示，藥型罩包括弧形面和直柱面，其中藥型罩外弧面半徑R為13?15mm,內(nèi)弧面半徑r為10?14mm,藥型罩總高H為10?13mm,藥型罩兩側(cè)的直柱面高度h為0.5?1mm，藥型罩口徑A為20?24mm，通過結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計對藥型罩沿母線方向的壁厚以及粉末的分布進行了處理，從而能夠保證穿孔射流的直徑以及連續(xù)性。
[0034]實施例6
將制造好的本發(fā)明進行現(xiàn)場應(yīng)用；西南油氣田某井次的施工中需要用到穿孔彈進行穿孔施工，采用常規(guī)的穿孔彈進行穿孔施工后，穿孔效果不理想，無法建立有效的井下循環(huán)；后將本發(fā)明的穿孔彈裝入普通的Φ51_的有槍身射孔槍內(nèi)，并裝上槍頭、槍尾，組裝成穿孔器；采用電纜將穿孔器送入井內(nèi)并定位，然后在目標(biāo)層位進行穿孔作業(yè)，穿孔作業(yè)結(jié)束后成功溝通該井油管和套管之間的循環(huán)通道，建立了有效的井下循環(huán)，為后續(xù)工程事故的解決提供了有效的支持。
【權(quán)利要求】
1.一種通用型油氣井用油管穿孔彈的藥型罩，包括藥型罩本體，其特征在于:所述藥型罩本體呈弧形面狀，藥型罩本體外弧面的端部呈直柱面狀，弧形面狀的藥型罩本體由外弧面、內(nèi)弧面、直柱面和端面組成，外弧面依次通過直柱面和端面與內(nèi)弧面連接形成藥型罩本體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用型油氣井用油管穿孔彈的藥型罩，其特征在于:所述外弧面半徑為13?15mm,內(nèi)弧面半徑為10?14mm,直柱面高度為0.5?1mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種通用型油氣井用油管穿孔彈的藥型罩，其特征在于:所述藥型罩本體高度為10?13mm,藥型罩本體的口徑為20?24mm。
4.一種通用型油氣井用油管穿孔彈的藥型罩制備方法，其特征在于:根據(jù)質(zhì)量配比由1%?10%鋁粉、5%?20%鉛粉、10%?40%鎢粉、50%?80%銅粉、1%?10%鉍粉、1%?10%錫粉的組合粉末，裝入模具內(nèi)直接壓制成型藥型罩。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種通用型油氣井用油管穿孔彈的藥型罩制備方法，其特征在于:所述組合粉末裝入旋壓機的模具內(nèi)，在2?3Mpa壓力下，采用無級變速方法壓制，升至最高壓力時，保壓5?7秒，一個藥型罩壓制周期為12?15秒。
【文檔編號】E21B43/116GK103590789SQ201310583632
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】付代軒, 趙世華, 楊俊 , 雷新華, 楊清勇, 劉玉龍, 李云, 賴康華, 王慶兵 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司測井公司