專利名稱:一種穿孔孔徑一致性的油氣井用射孔彈的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種穿孔孔徑一致性的油氣井用射孔彈，用于解決傳統(tǒng)射孔彈在套管井射孔過(guò)程中因射孔器不居中而在套管上形成的孔眼大小不一，造成水力壓裂效果不理想的技術(shù)難題。本實(shí)用新型主要包括藥型罩、殼體及高能炸藥。藥型罩為金屬藥型罩，內(nèi)表面和外表面均有上、中、下三段不同大小同軸的圓面連接構(gòu)成。殼體為金屬殼體，內(nèi)腔下部為圓柱形，中部和上部為圓臺(tái)形。高能炸藥由傳爆藥和主裝藥組成，位于藥型罩和殼體之間。本實(shí)用新型在套管井射孔作業(yè)過(guò)程中，射孔器在不居中狀態(tài)下能在套管上形成一致性較好的孔眼，且具有大孔徑和深穿透的特點(diǎn)。它的推廣應(yīng)用將有利于增加射孔后水力壓裂的效果，大大提高了采油氣效率，增加油氣產(chǎn)量。
【專利說(shuō)明】
一種穿孔孔徑一致性的油氣井用射孔彈
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種油氣井用射孔彈，具體涉及一種穿孔孔徑一致性的油氣井用射孔彈。
【背景技術(shù)】
[0002]在射孔完井施工過(guò)程中，射孔管串在油氣井中處于不完全居中狀態(tài)，尤其是在大斜度井和水平井中，在地心引力作用下幾乎緊貼套管內(nèi)壁，使用傳統(tǒng)射孔彈射孔后在套管形成大小不一致的孔眼，對(duì)于射孔后需水力壓裂的油氣井來(lái)說(shuō)，在壓裂時(shí)，最大孔徑的注入壓力首先達(dá)到儲(chǔ)層的破裂壓力，從而先壓開大孔徑通道。隨著裂縫的增大，儲(chǔ)層的破裂壓力逐漸降低，小孔徑通道始終不能被有效的壓開，且容易形成大角度通道和橋接。為了有效壓開小孔徑通道需要繼續(xù)加壓和消耗更多液體，因此成本很高，且效果不佳?；谏鲜鲈?，穿孔孔徑一致性射孔彈因其具有孔徑穩(wěn)定性好，且具有大孔徑、深穿透的特性，它的推廣應(yīng)用將有利于增加射孔后水力壓裂的效果，大大提高了采油氣效率，成為油氣增產(chǎn)的主要措施之一O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0004]為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種穿孔孔徑一致性的油氣井用射孔彈，在套管井射孔作業(yè)過(guò)程中，射孔器在不居中狀態(tài)下能在套管上形成一致性較好的孔眼，且具有大孔徑和深穿透特點(diǎn)的穿孔孔徑一致性射孔彈。
[0005]技術(shù)方案
[0006]—種穿孔孔徑一致性的油氣井用射孔彈，包括金屬藥型罩9、金屬殼體12及炸藥13;所述金屬藥型罩9的內(nèi)表面10和外表面11均為上、中、下三段不同大小同軸的圓面連接構(gòu)成;所述金屬殼體12內(nèi)腔下部為圓柱形，中部和上部為圓臺(tái)形;其特征在于:所述內(nèi)表面10的內(nèi)表面上段3圓錐面的錐角α?在30°?60°之間，內(nèi)表面中段4圓錐面的錐角α2在30°?70°之間，內(nèi)表面下段5圓弧面半徑R為20mm以上;所述外表面11的外表面上段8圓錐面的錐角β1 = α1±15°，外表面中段7圓錐面的錐角β2 = α2±15°，外表面下段6圓錐面β3 = α2土20° ;所述殼體12內(nèi)腔的上部圓臺(tái)錐角Θ1在50°?140°之間，中部圓臺(tái)錐角Θ2在20°?80°之間，下部圓柱面高度Η5應(yīng)為殼體總高Η4的0.2?0.5倍。
[0007]所述內(nèi)表面中段4圓錐面的錐角α2大于等于內(nèi)表面上段3圓錐面的錐角α?。
[0008]所述外表面中段7圓錐面的錐角β2大于等于外表面上段8圓錐面的錐角β?，外表面中段7圓錐面的錐角β2大于等于外表面下段6圓錐面β3。
[0009]所述內(nèi)表面上段3圓錐面的高度Hl與內(nèi)表面中段4圓錐面的高度Η2之和大于或等于內(nèi)表面下段5圓弧面高度Η3。
[0010]所述殼體12內(nèi)腔的上部圓臺(tái)錐角Θ1大于等于中部圓臺(tái)錐角Θ2。
[0011]—種所述油氣井用穿孔孔徑一致性射孔彈的制造方法，其特征在于步驟如下:
[0012]步驟1:將金屬藥型罩9的模具安裝在壓制機(jī)上，金屬藥型罩9的金屬粉末材料置于模具內(nèi)壓制得到金屬藥型罩9;
[0013]步驟2:將炸藥13倒入殼體12內(nèi)，使用壓彈設(shè)備將藥型罩9壓入殼體12內(nèi)，最后用粘接劑粘上壓絲14，完成射孔彈的制造。
[0014]有益效果
[0015]本發(fā)明提出的一種穿孔孔徑一致性的油氣井用射孔彈，用于解決傳統(tǒng)射孔彈在套管井射孔過(guò)程中因射孔器不居中而在套管上形成的孔眼大小不一，造成水力壓裂效果不理想的技術(shù)難題。本發(fā)明主要包括藥型罩、殼體及高能炸藥。藥型罩為金屬藥型罩，內(nèi)表面和外表面均有上、中、下三段不同大小同軸的圓面連接構(gòu)成。殼體為金屬殼體，內(nèi)腔下部為圓柱形，中部和上部為圓臺(tái)形。高能炸藥由傳爆藥和主裝藥組成，位于藥型罩和殼體之間。本發(fā)明在套管井射孔作業(yè)過(guò)程中，射孔器在不居中狀態(tài)下能在套管上形成一致性較好的孔目艮，且具有大孔徑和深穿透的特點(diǎn)。它的推廣應(yīng)用將有利于增加射孔后水力壓裂的效果，大大提高了采油氣效率，增加油氣產(chǎn)量。
[0016]采用本發(fā)明所述的藥型罩結(jié)構(gòu)和與之相匹配的殼體結(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，在套管井射孔作業(yè)過(guò)程中，射孔器在不居中狀態(tài)下能在套管上形成一致性較好的孔眼，且具有大孔徑和深穿透特點(diǎn)。采用本發(fā)明制造的89型射孔彈，裝入89型射孔槍(孔密:20孔/m，相位60°)，布槍時(shí)使其某一相位緊貼5.5〃套管內(nèi)壁時(shí)，侵徹API標(biāo)準(zhǔn)混凝土靶，經(jīng)檢測(cè)，平均穿孔深度達(dá)到600mm以上，套管上平均孔徑大小為12mm以上，孔徑穩(wěn)定性為90%以上。
【附圖說(shuō)明】

[0017]圖1為本發(fā)明藥型罩、殼體和高能炸藥裝配后的結(jié)構(gòu)示意圖
[0018]圖2為本發(fā)明藥型罩的結(jié)構(gòu)示意圖
[0019]1-外表面罩頂，2-內(nèi)表面罩頂，3-內(nèi)表面上段，4-內(nèi)表面中段4，5_內(nèi)表面下段，6-外表面下段，7-外表面中段，8-外表面上段，9-金屬藥型罩，10-內(nèi)表面，11-外表面，12-殼體，13-炸藥，14-壓絲14。
【具體實(shí)施方式】
[0020]現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例、附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0021]本發(fā)明實(shí)施例為以下結(jié)構(gòu)組成，包括:藥型罩9、殼體12和高能炸藥13。藥型罩9為金屬藥型罩，內(nèi)表面10和外表面11均有上、中、下三段不同大小同軸的圓面連接構(gòu)成。其中，內(nèi)表面10的內(nèi)表面罩頂2為圓弧狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)表面上段3和內(nèi)表面中段4為同軸的圓錐面結(jié)構(gòu)，內(nèi)表面下段5為與內(nèi)表面上段3、內(nèi)表面中段4同軸的圓弧面結(jié)構(gòu)；外表面11的外表面罩頂I為圓弧狀結(jié)構(gòu)，外表面上段8、外表面中段7和外表面下段6均為同軸的圓錐面結(jié)構(gòu)。
[0022]所述內(nèi)表面10的內(nèi)表面罩頂2為圓弧狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)表面上段3圓錐面的錐角α?在30°?60°之間，內(nèi)表面中段4圓錐面的錐角α2在30°?70°之間，內(nèi)表面下段5圓弧面半徑R為20mm以上。其中，α2多α?。并且內(nèi)表面10的內(nèi)表面上段3圓錐面的高度Hl和內(nèi)表面中段4圓錐面的高度Η2之和應(yīng)大于或等于內(nèi)表面下段5圓弧面高度Η3。
[0023]所述外表面11的外表面罩頂I為圓弧狀結(jié)構(gòu)，外表面上段8圓錐面的錐角β1= α1 土 15°，外表面中段7圓錐面的錐角β2 = α2±15°，外表面下段6圓錐面β3 = α2±20°。其中，β2彡
[0024]所述殼體12為金屬殼體，內(nèi)腔上部圓臺(tái)錐角Θ1在50°?140°之間，中部圓臺(tái)錐角Θ2在20°?80°之間，下部圓柱面高度Η5應(yīng)為殼體總高Η4的0.2?0.5倍。其中，ΘI彡Θ2。
[0025]制造時(shí)，先在壓制機(jī)上安裝模具，稱量已混合好的金屬粉末材料壓制藥型罩9，壓制的藥型罩9經(jīng)檢驗(yàn)合格后送到射孔彈壓裝工序，然后將已稱量準(zhǔn)確的高能炸藥13倒入殼體12內(nèi)，使用壓彈設(shè)備將藥型罩9壓入殼體12內(nèi)，最后用粘接劑粘上壓絲14，完成射孔彈的制造。
[0026]采用本發(fā)明制造的89型射孔彈，裝入89型射孔槍(孔密:20孔/m，相位60°)，布槍時(shí)使其某一相位緊貼5.5〃套管內(nèi)壁時(shí)，侵徹API標(biāo)準(zhǔn)混凝土靶，經(jīng)檢測(cè)，平均穿孔深度達(dá)到600mm以上，套管上平均孔徑大小為12mm以上，孔徑穩(wěn)定性為90%以上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種穿孔孔徑一致性的油氣井用射孔彈，包括金屬藥型罩(9)、金屬殼體(12)及炸藥(13);所述金屬藥型罩(9)的內(nèi)表面(10)和外表面(11)均為上、中、下三段不同大小同軸的圓面連接構(gòu)成;所述金屬殼體(12)內(nèi)腔下部為圓柱形，中部和上部為圓臺(tái)形;其特征在于:所述內(nèi)表面(10)的內(nèi)表面上段(3)圓錐面的錐角α?在30°?60°之間，內(nèi)表面中段(4)圓錐面的錐角α2在30°?70°之間，內(nèi)表面下段(5)圓弧面半徑R為20mm以上;所述外表面(11)的外表面上段(8)圓錐面的錐角β1 = α1±15°，外表面中段(7)圓錐面的錐角β2 = α2±15°，外表面下段(6)圓錐面β3 = α2±20° ;所述殼體(12)內(nèi)腔的上部圓臺(tái)錐角Θ1在50°?140°之間，中部圓臺(tái)錐角Θ2在20°?80°之間，下部圓柱面高度Η5應(yīng)為殼體總高Η4的0.2?0.5倍。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述穿孔孔徑一致性的油氣井用射孔彈，其特征在于:所述內(nèi)表面中段(4)圓錐面的錐角α2大于等于內(nèi)表面上段(3)圓錐面的錐角α?。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述穿孔孔徑一致性的油氣井用射孔彈，其特征在于:所述外表面中段(7)圓錐面的錐角β2大于等于外表面上段(8)圓錐面的錐角β?，外表面中段(7)圓錐面的錐角β2大于等于外表面下段(6)圓錐面β3。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述穿孔孔徑一致性的油氣井用射孔彈，其特征在于:所述內(nèi)表面上段(3)圓錐面的高度Hl與內(nèi)表面中段(4)圓錐面的高度Η2之和大于或等于內(nèi)表面下段(5)圓弧面高度Η3。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述穿孔孔徑一致性的油氣井用射孔彈，其特征在于:所述殼體(12)內(nèi)腔的上部圓臺(tái)錐角Θ1大于等于中部圓臺(tái)錐角Θ2。
【文檔編號(hào)】B22F3/02GK205714129SQ201620223225
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年3月22日
【發(fā)明人】魯坤, 李必紅, 趙云濤, 王喜, 徐文新, 雷竹峰, 段嘉慶, 李萬(wàn)全, 李尚杰, 周明, 黎濤, 魯超
【申請(qǐng)人】西安物華巨能爆破器材有限責(zé)任公司