專利名稱:帶有波形調(diào)整結(jié)構(gòu)的石油射孔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及一種將地下石油層和油管有效地連接而又相通的關(guān)鍵器件,具體的說是通過炸藥爆炸驅(qū)動金屬射流,穿透地下油管,水泥環(huán),及其周圍油層的石油射孔器,屬于C10G1100類。
在石油勘探和采油時,如
圖1所示要對油田先進行鉆井及下套管,再把套管與地層之間用水泥進行加固,通常也叫“固井”。然后把裝有射孔器的射孔槍下入套管內(nèi)相當(dāng)深度,使裝有炸藥的射孔器在管壁和油層之間爆轟射孔,技術(shù)要求是在射孔過程中,不破壞射孔槍和套管,在油層中射出盡可能深的孔道,已成為射孔器設(shè)計的首要難題。當(dāng)前,射孔器裝置如圖2所示,是由彈殼、炸藥和藥型罩組成。實踐證實,要想得到理想的侵徹深度,關(guān)鍵是提高射孔器藥型罩的壓垮速度,該壓垮速度與作用在藥型罩上的爆轟波波陣面和該罩母線間的夾角有關(guān)。由于夾角很小爆轟的有效能量只能利用10-15%。
本實用新型之目的是針對上述之不足,提供一種帶有波型調(diào)整結(jié)構(gòu)的石油射孔器,提高了藥型罩壓垮速度和更有效的提高了爆轟釋放能量的利用效率。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的,一種石油射孔器,包括彈殼與裝于其殼內(nèi)的藥型罩所形成的空間裝有高密度壓縮成整體塊狀炸藥,其特點是劃分為兩層不同性質(zhì)的內(nèi)層炸藥與外層炸藥充滿彈殼與藥型罩所形成的空間。
所述內(nèi)層炸藥為石油射孔器主裝藥,外層炸藥為爆速高于主裝藥的高能炸藥。
在藥型罩頂端,裝有使爆轟波陣面與藥型罩母線夾角增大的具有內(nèi)圓椎曲面的塊狀隔板帽。
所述隔板帽為低爆速炸藥或惰件材料并高密度壓縮成外表面為流線型固體塊狀。
由于采用了上述方案,本實用新型具有爆轟波陣面波形調(diào)整結(jié)構(gòu)的石油射孔器,可通過安裝兩層引爆炸藥,或在藥型罩頂端裝有隔板帽可改善爆轟波波陣面與藥型罩母線夾角,使該夾角φ增大,提高了壓垮速度和在原爆轟釋放能量的利用率為10-15%,提高到20-30%。
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型進行詳細說明。
圖1 是石油勘測與采油的油井示意圖圖2 是普通石油射孔器結(jié)構(gòu)示意圖圖3 是本實用新型帶有波形調(diào)整結(jié)構(gòu)雙層炸藥的石油射孔器裝置示意圖(實施例一)。
圖4是本實用新型帶有波形調(diào)整結(jié)構(gòu)隔板帽的石油射孔器裝置示意圖(實施例二)。
圖5 是本實用新型引爆后以一定壓垮速度噴出的金屬射流示意圖。
圖6 是本實用新型的隔板帽立體示意圖。
圖7 是隔板帽和雙層裝藥同時采用的結(jié)構(gòu)示意圖
圖1 所示,在石油采油時,要對油田鉆井后下套管1,再把套管1與地層(地塊)3之間用水泥環(huán)2加固。然后把射孔器5裝入射孔槍4內(nèi),下插入套管3內(nèi)達相當(dāng)深度。如圖2所示,使裝有炸藥502的射孔器5,在管壁和油層之間引爆射孔。在射孔過程中如圖5所示,藥形罩503將形成金屬射流以一定壓垮速度、擊穿管壁及水泥環(huán)與地層,其穿透深度與藥型罩503上的爆轟波波陣面和該罩母線間夾角φ有關(guān)(參見圖2)。φ角越大,壓垮速度也越大,穿透力強,穿孔深遠。
圖3 是本實用新型實施例一。其特點是炸藥分內(nèi)外兩層,內(nèi)層炸藥5022為石油射孔器的主裝藥,占器內(nèi)炸藥總重量的60-90%,一般以占70-80%為佳;外層炸藥5021為爆轟高于主裝藥的高能炸藥,引爆時,外層炸藥爆轟波速度高于內(nèi)層炸藥的爆轟波速,形成爆轟波向內(nèi)傳播的條件。
圖4 是本新型實施例二,其結(jié)構(gòu)是通過套裝于藥型罩503頂尖部的隔板帽504,使炸藥502爆轟波波陣面與藥型罩母線夾角φ增大,隔板帽應(yīng)是低于射孔器主裝藥爆速的其它具有較低爆速的炸藥固體塊,它能降低中心爆轟波的速度突出了側(cè)向爆轟波的作用,隔板帽也可采用其它如聚氯乙烯等惰性材料制成,其形狀如圖6所示,其內(nèi)曲面5041為內(nèi)圓椎曲表面和藥型罩外曲面相配合,其外包絡(luò)面5042為流線型。
實驗證實,如圖7所示如果把實施例一與實施例二兩種情況組合應(yīng)用,即在結(jié)構(gòu)上石油射孔器采用固體炸藥為雙層結(jié)構(gòu),再采用隔板帽,其效果更佳。
權(quán)利要求1.一種石油射孔器,包括彈殼(501)與裝于其殼內(nèi)的藥型罩(503)所形成的空間裝有高密度壓縮成整體塊狀炸藥(502),其特征是劃分為兩層不同性質(zhì)的內(nèi)層炸藥(5022)與外層炸藥(5021)充滿彈殼(501)與藥型罩(503)所形成的空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述石油射孔器,其特征是所述內(nèi)層炸藥(5022)為石油射孔器主裝藥,外層炸藥(5021)為爆速高于主裝藥的高能炸藥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述石油射孔器,其特征是在藥型罩(503)頂端,裝有使爆轟波陣面與藥型罩母線夾角增大的具有內(nèi)圓椎曲面的塊狀隔板帽(504)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述石油射孔器,其特征是所述隔板帽(504)為低爆速炸藥或惰性材料并高密度壓縮成外表面為流線型固體塊狀。
專利摘要一種具有波形調(diào)整結(jié)構(gòu)的石油射孔器,它包括彈殼與裝于彈殼內(nèi)的藥型罩所形成的空間裝有炸藥,其特點是炸藥可作成內(nèi)外兩層或在藥型罩頂端裝有隔板帽,以增大爆轟波陣面與藥型罩母線間夾角,本實用新型提高了藥型罩壓垮速度和爆轟釋放能量的利用效率。
文檔編號E21B43/116GK2238905SQ9520135
公開日1996年10月30日 申請日期1995年1月26日 優(yōu)先權(quán)日1995年1月26日
發(fā)明者史慧生 申請人:史慧生