專利名稱：室內(nèi)模擬現(xiàn)場(chǎng)射孔的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種室內(nèi)模擬現(xiàn)場(chǎng)射孔的裝置，屬于石油鉆進(jìn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在低滲油氣田的勘探開發(fā)過程中，最常見的完井方式是射孔完井；在油井開采的中后期還要采取增產(chǎn)措施，如酸化壓裂、注蒸汽等，對(duì)水泥環(huán)的性能提出了更高的要求。由于環(huán)空水泥環(huán)的厚度較薄，在外力的作用下很容易產(chǎn)生力學(xué)失效，尤其是在射孔過程中，聚能彈對(duì)水泥環(huán)的沖擊與灼燒會(huì)對(duì)水泥環(huán)產(chǎn)生無法預(yù)見的損壞，這就對(duì)水泥環(huán)的力學(xué)性能提出了更高的要求，一種方法是通過ANSYS軟件模擬的方式，計(jì)算出水泥環(huán)的受力情況，并對(duì)水泥環(huán)的性能提出要求；另外一種方法就是要尋求一種合適的實(shí)驗(yàn)方法，能夠模擬井下射孔過程，從而評(píng)價(jià)水泥石的力學(xué)性能，更直觀的對(duì)水泥環(huán)的性能做出判斷，從而對(duì)水泥環(huán)的性能做出要求及評(píng)價(jià)。如何評(píng)價(jià)水泥石的韌性，目前存在很多方法，通過抗折強(qiáng)度，抗沖擊強(qiáng)度，彈性模量等一系列指標(biāo)，都能夠反應(yīng)水泥石的韌性。而如何能夠模擬射孔過程評(píng)價(jià)水泥石的韌性， 對(duì)水泥石進(jìn)行射孔試驗(yàn)?zāi)芗皶r(shí)、有效地評(píng)價(jià)水泥石的韌性優(yōu)劣，對(duì)于水泥石的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。通過射孔試驗(yàn)后對(duì)水泥石定性與定量的分析，判定水泥石抗沖擊與抗灼燒的能力，從而根據(jù)需要優(yōu)化水泥石的韌性性能。因此，需要提供一種對(duì)水泥石的射孔進(jìn)行評(píng)價(jià)的行之有效的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種室內(nèi)模擬現(xiàn)場(chǎng)射孔的裝置，該裝置能模擬井下情況，對(duì)水泥石進(jìn)行射孔，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、適用性強(qiáng)的特點(diǎn)。本發(fā)明提供的一種室內(nèi)模擬現(xiàn)場(chǎng)射孔的裝置包括釜體和與該釜體相配合的釜蓋； 所述釜體的底部上固設(shè)有水泥試塊；所述水泥試塊上設(shè)有射孔彈，所述射孔彈與引爆雷管相連接，所述引爆雷管通過引爆導(dǎo)線與設(shè)置于所述釜體外的起爆器相連接；所述釜蓋上設(shè)有套管，所述釜蓋上與所述套管的位置相應(yīng)處設(shè)有至少一個(gè)通孔，所述套管的游離端設(shè)有防護(hù)罩。上述的裝置中，所述水泥試塊與所述釜體的底部之間可設(shè)有墊塊，可防止所述射孔彈射穿所述水泥試塊之后損壞所述釜體的底部。上述的裝置中，所述墊塊上可設(shè)有至少2個(gè)與所述水泥試塊接觸配合的固定柱， 所述固定柱在射孔過程中能固定住所述水泥試塊，以防止所述水泥試塊由于巨大的沖擊力或強(qiáng)大空氣流的作用下發(fā)生側(cè)翻，從而導(dǎo)致射孔失敗。上述的裝置中，所述防護(hù)罩可為倒錐形，可用于防護(hù)所述射孔彈在爆炸的過程中產(chǎn)生的碎片向空中四處飛濺，所述套管還可以起到消聲器的作用，可以減小因引爆雷管及射孔彈爆炸產(chǎn)生的巨大噪聲污染。
上述的裝置中，所述套管與所述釜蓋可通過絲扣固定連接，所述釜蓋上的通孔起到了減壓的作用，防止爆炸時(shí)釜內(nèi)產(chǎn)生高壓危險(xiǎn)環(huán)境；所述釜蓋與所述釜體可通過絲扣固定連接，用于制造一個(gè)相對(duì)密閉的爆炸環(huán)境。上述的裝置中，所述釜蓋上可設(shè)有把手，用來旋轉(zhuǎn)所述釜蓋與轉(zhuǎn)移該裝置。上述的裝置中，所述射孔彈可設(shè)于所述水泥試塊的中部。上述的裝置中，所述套管的內(nèi)徑小于所述釜體的內(nèi)徑。上述的裝置中，所述釜體的材質(zhì)可為合金鋼42鉻鉬或是強(qiáng)等級(jí)更高的鋼材，必須具有足夠的強(qiáng)度來承受因爆炸而瞬間產(chǎn)生的高壓及反復(fù)試驗(yàn)產(chǎn)生的抗沖擊疲勞；所述套管的材質(zhì)可為合金鋼42鉻鉬或是強(qiáng)等級(jí)稍低的鋼材，由于是連接所述釜體與所述防護(hù)罩，起到緩沖高壓氣流的作用，所以對(duì)材料沒有特殊要求。上述的裝置中，為了安全原因的考慮，所述起爆器與所述釜體之間的距離可為 30m 50mo本發(fā)明提供的室內(nèi)模擬現(xiàn)場(chǎng)射孔的裝置具有如下有益效果1、能夠很好的模擬現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的情況，進(jìn)行射孔后的水泥試塊能很方便的進(jìn)行后續(xù)定性與定量評(píng)價(jià)；2、突出的優(yōu)點(diǎn)是攜帶方便，對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的要求較低，受外界環(huán)境干擾小；3、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、適用性強(qiáng)。


圖1為本發(fā)明提供的室內(nèi)模擬現(xiàn)場(chǎng)射孔的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各標(biāo)記如下1釜體、2釜蓋、3把手、4水泥試塊、5墊塊、6固定柱、7射孔彈、8導(dǎo)爆索、9引爆雷管、10引爆導(dǎo)線、11起爆器、12套管、13防護(hù)罩。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。本發(fā)明提供的室內(nèi)模擬現(xiàn)場(chǎng)射孔的裝置包括釜體1和與該釜體1相配合的釜蓋2， 釜體1與釜蓋2之間通過絲扣固定連接(圖中未示出)，用于制造一個(gè)相對(duì)密閉的爆炸環(huán)境，釜體1和釜蓋2均由合金鋼42鉻鉬制成；釜蓋2的周向上設(shè)有2個(gè)把手3，該2個(gè)把手 3為相對(duì)設(shè)置，便于旋轉(zhuǎn)釜蓋2與轉(zhuǎn)移該裝置；釜體1的底部上設(shè)有墊塊5，墊塊5的中部設(shè)有水泥試塊4，墊塊5上設(shè)有3個(gè)固定柱6，固定柱6與水泥試塊4緊密接觸，用于卡住水泥試塊4，以防止水泥試塊4由于巨大的沖擊力或強(qiáng)大空氣流的作用下發(fā)生側(cè)翻，從而導(dǎo)致射孔失??；水泥試塊3上設(shè)有射孔彈7，該射孔彈7通過導(dǎo)爆索8與引爆雷管9相連接，引爆雷管9通過引爆導(dǎo)線10與設(shè)置于釜體1外的起爆器11相連接，為了安全原因的考慮，起爆器11與釜體1之間的距離為30m ；爸蓋2上設(shè)有套管12，套管12的內(nèi)徑小于釜蓋2的內(nèi)徑，套管12通過絲扣與釜蓋2固定連接(圖中未示出)，套管12的游離端上設(shè)有倒錐形的防護(hù)罩13，釜蓋2與套管12的位置相應(yīng)處設(shè)有15個(gè)通孔(圖中未示出)，該通孔起到減壓的作用，防止爆炸時(shí)釜體1內(nèi)產(chǎn)生高壓危險(xiǎn)環(huán)境；防護(hù)罩13可用于防護(hù)射孔彈7在爆炸的過程中產(chǎn)生的碎片向空中四處飛濺，套管12還可以起到消聲器的作用，可以減小因引爆雷管9及射孔彈7爆炸產(chǎn)生的巨大噪聲污染。
上述的室內(nèi)模擬現(xiàn)場(chǎng)射孔的裝置中，釜體1和釜蓋2還可由普通低合金鋼制成；釜體1與釜蓋2之間以及釜蓋2與套管12之間還可通過其它方式進(jìn)行固定連接，如螺紋配合等方式；釜體1的容積及高度和套管2的高度可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)節(jié)；釜蓋2上的通孔的個(gè)數(shù)可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整；起爆器11與釜體1之間的距離可在30m 50m的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。使用上述室內(nèi)模擬現(xiàn)場(chǎng)射孔的裝置時(shí)，過程如下按下起爆器11上的按鍵“電源” 之后按下按鍵“準(zhǔn)備”，最后按下按鍵“啟爆”；爆炸后依次按下“準(zhǔn)備”，“電源”，拆下引爆導(dǎo)線(注意此時(shí)不能靠近釜體1，一定要等半小時(shí)以上，等爆炸后產(chǎn)生的煙霧散盡后方能靠近)；拆下防護(hù)罩13，之后拆下套管12，然后拆下釜蓋2，拿出水泥試塊4，之后進(jìn)行后續(xù)的
儀器清理工作。
權(quán)利要求
1.一種室內(nèi)模擬現(xiàn)場(chǎng)射孔的裝置，其特征在于所述裝置包括釜體和與該釜體相配合的釜蓋；所述釜體的底部上固設(shè)有水泥試塊；所述水泥試塊上設(shè)有射孔彈，所述射孔彈與引爆雷管相連接，所述引爆雷管通過引爆導(dǎo)線與設(shè)置于所述釜體外的起爆器相連接；所述釜蓋上設(shè)有套管，所述釜蓋上與所述套管的位置相應(yīng)處設(shè)有至少一個(gè)通孔，所述套管的游離端設(shè)有防護(hù)罩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述水泥試塊與所述釜體的底部之間設(shè)有墊塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述墊塊上設(shè)有至少2個(gè)與所述水泥試塊接觸配合的固定柱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的裝置，其特征在于所述防護(hù)罩為倒錐形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的裝置，其特征在于所述套管與所述釜蓋通過絲扣固定連接；所述釜蓋與所述釜體通過絲扣固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一所述的裝置，其特征在于所述釜蓋上設(shè)有把手。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一所述的裝置，其特征在于所述射孔彈設(shè)于所述水泥試塊的中部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一所述的裝置，其特征在于所述套管的內(nèi)徑小于所述釜體的內(nèi)徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一所述的裝置，其特征在于所述起爆器與所述釜體之間的距離為30m 50m。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種室內(nèi)模擬現(xiàn)場(chǎng)射孔的裝置。所述裝置包括釜體和與該釜體相配合的釜蓋；所述釜體的底部上固設(shè)有水泥試塊；所述水泥試塊上設(shè)有射孔彈，所述射孔彈與引爆雷管相連接，所述引爆雷管通過引爆導(dǎo)線與設(shè)置于所述釜體外的起爆器相連接；所述釜蓋上設(shè)有套管，所述釜蓋上與所述套管的位置相應(yīng)處設(shè)有至少一個(gè)通孔，所述套管的游離端設(shè)有防護(hù)罩。該裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)能夠很好的模擬現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的情況，進(jìn)行射孔后的水泥試塊能很方便的進(jìn)行后續(xù)定性與定量評(píng)價(jià)；突出的優(yōu)點(diǎn)是攜帶方便，對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的要求較低，受外界環(huán)境干擾?。唤Y(jié)構(gòu)簡單、操作方便、適用性強(qiáng)。
文檔編號(hào)E21B43/1185GK102392621SQ20111030443
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月10日
發(fā)明者劉書杰, 周建良, 宗孝生, 王平雙, 許明標(biāo), 邢希金, 郭斌 申請(qǐng)人:中國海洋石油總公司, 中海石油研究中心, 長江大學(xué)