一种同轴随进式内刻槽增效射孔弹及方法技术

本发明专利技术公开了一种同轴随进式内刻槽增效射孔弹及方法，包括射孔弹壳、增效药盒仓、增效药盒、高能炸药、药型罩和封口胶；射孔弹壳的内腔结构为半球形内腔、圆台形和圆柱形的组合；增效药盒仓为V形凹槽结构，采用内刻槽工艺在射孔弹壳内腔壁刻槽形成；增效药盒由铝粉、铝镁合金粉、氧化铜粉、四氧化三铁和添加剂组成，放置在增效药盒仓内；药型罩被压入射孔弹壳内部，高能炸药填充在药型罩和射孔弹壳内腔壁之间；封口胶涂在射孔弹壳底部，用于密封高能炸药。本发明专利技术能够控制射孔弹壳壳体的破裂，从而控制所形成的破片大小、形状和数量，形成大破片，降低碎屑率。降低碎屑率。降低碎屑率。

【技术实现步骤摘要】
一种同轴随进式内刻槽增效射孔弹及方法


[0001]本专利技术属于石油射孔
，具体涉及一种内刻槽增效射孔弹及方法。

技术介绍

[0002]随着石油工业的发展，埋藏浅、储层物性好，经济高效易开发的油藏逐步进入开发的中后期，为了满足经济发展需要，深层致密低渗油气藏已成为未来开发的重点。由于埋藏深、岩性致密、储层物性差，采用常规射孔弹进行射孔完井形成的储层与井筒的流动通道在射流高冲击力的作用下，孔道周围岩石收到破坏，形成约6
‑
13mm的压实带，这显著降低了岩石的渗透性并增加了表皮，严重影响井的产能及后续的增产改造措施。因而获得清洁的射孔孔道以实现目标产能至关重要，复合射孔、自清洁等增效射孔技术也随之提出。
[0003]复合射孔工艺，通常为分仓式结构，增效药盒仓与射孔弹一体串联组成，增加了体积，而受限于射孔枪尺寸，只能选用体积更小的射孔弹，同时分仓结构对射流的拉长延伸有干扰作用，导致穿深性能受到影响；而自清洁射孔弹是在药型罩金属粉配方添加一定量的含能材料，虽然达到了自清洁效果，但相对同等型号不添加含能材料射孔弹的穿深降低了20％
‑
30％。
[0004]因此，为了达到孔道清洁效果、提高孔道效能，同时不影响射孔弹的穿深，壳体结构设计采用预控破片理论，在射孔弹弹壳内腔壁上预刻凹槽，凹槽对称分布在弹壳内腔壁上，并结合云雾爆轰理论，将增效药盒填充在凹槽内，使其达到增效射孔效果的同时，不影响原射孔弹穿深，同时预刻的凹槽有利于使弹壳形成大破片，不易漏出射孔枪外，防止卡枪。
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技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种同轴随进式内刻槽增效射孔弹及方法，包括射孔弹壳、增效药盒仓、增效药盒、高能炸药、药型罩和封口胶；射孔弹壳的内腔结构为半球形内腔、圆台形和圆柱形的组合；增效药盒仓为V形凹槽结构，采用内刻槽工艺在射孔弹壳内腔壁刻槽形成；增效药盒由铝粉、铝镁合金粉、氧化铜粉、四氧化三铁和添加剂组成，放置在增效药盒仓内；药型罩被压入射孔弹壳内部，高能炸药填充在药型罩和射孔弹壳内腔壁之间；封口胶涂在射孔弹壳底部，用于密封高能炸药。本专利技术能够控制射孔弹壳壳体的破裂，从而控制所形成的破片大小、形状和数量，形成大破片，降低碎屑率。
[0006]本专利技术的技术方案是：一种同轴随进式内刻槽增效射孔弹，包括射孔弹壳、增效药盒仓、增效药盒、高能炸药、药型罩和封口胶；
[0007]所述射孔弹壳的内腔结构为：上部为半球形内腔，中部为圆台形，下部为圆柱形；所述射孔弹壳上部的顶端开有传爆孔；
[0008]所述增效药盒仓为V形凹槽结构，采用内刻槽工艺在射孔弹壳内腔壁刻槽形成；所述增效药盒仓起始于射孔弹壳顶部的传爆孔，止于中部圆台底部；所述增效药盒仓在射孔弹壳内腔壁设置多个，以射流为中心呈环形排列均匀分布在射孔弹壳内腔壁上；
[0009]所述增效药盒由铝粉、铝镁合金粉、氧化铜粉、四氧化三铁和添加剂组成，放置在增效药盒仓内；
[0010]所述药型罩为类圆锥形，所述药型罩被压入射孔弹壳内部，所述高能炸药填充在药型罩和射孔弹壳内腔壁之间；
[0011]所述封口胶涂在射孔弹壳底部，用于密封高能炸药。
[0012]本专利技术进一步的技术方案是：所述射孔弹壳材料采用20
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钢材，壁厚为6.0mm。
[0013]本专利技术进一步的技术方案是：所述增效药盒仓由射孔弹壳传爆孔至半球形内腔底部段的宽度为2mm，深度为1～5mm，锥角为60
°‑
120
°
；由射孔弹壳半球形内腔底部至中部圆台底部段的宽度为4mm，深度为1～5mm，锥角为30
°
～60
°
。
[0014]本专利技术进一步的技术方案是：所述增效药盒仓的数量为3
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8个；所述增效药盒仓总体积控制在射孔弹壳总体积的10％
‑
25％之间。
[0015]本专利技术进一步的技术方案是：所述增效药盒的配方为铝粉含量30％～45％，铝镁合金粉含量5％～15％，氧化铜含量10％～20％，四氧化三铁含量5％～15％，添加剂含量2％～5％。
[0016]本专利技术进一步的技术方案是：所述增效药盒的总质量为高能炸药总质量的20％
‑
30％。
[0017]本专利技术进一步的技术方案是：所述增效药盒的厚度小于增效药盒仓高度0.5mm以上。
[0018]本专利技术进一步的技术方案是：所述高能炸药为黑索金和R852的混合炸药。
[0019]一种同轴随进式内刻槽增效射孔弹制备方法，包括如下步骤：
[0020]步骤1：采用钢材作为原材料，按照射孔弹壳的形状使用模具制作射孔弹壳；
[0021]步骤2：采用内刻槽工艺在射孔弹壳1内腔壁刻槽形成增效药盒仓；
[0022]步骤3：利用凹模压制由铝粉、铝镁合金粉、氧化铜、四氧化三铁和添加剂组成的增效药盒；具体为：将铝粉、铝镁合金粉、氧化铜和四氧化三铁按照质量配比装入三维运动混合机内进行预先混合，混合时间60min～90min后形成混合粉，然后将添加剂放入混合粉，继续混合30min～40min，再将其放入模具压制成型；
[0023]步骤4：将增效药盒放入增效药盒仓内；
[0024]步骤5：通过旋压方式以金属粉末为原料压制药型罩成型；
[0025]步骤6：将高能炸药倒入已装有增效药盒3的射孔弹壳内，使用压弹设备将药型罩压入射孔弹壳内；
[0026]步骤7：将封口胶涂在射孔弹壳底部，保证射孔弹的密封性，防止高能炸药受潮。
[0027]本专利技术的有益效果如下：
[0028]1、本专利技术采用内刻槽方式，在壳体内腔壁上刻V形凹槽，凹槽均匀对称分布在射孔弹壳内腔壁上，控制射孔弹壳壳体的破裂，从而控制所形成的破片大小、形状和数量，形成大破片，降低碎屑率。
[0029]2、本专利技术增效药盒填充在V型凹槽上；在聚能射孔的同时，高速射流形成的涡流场引力将受高温云雾化的增能活性材料曳入孔道内实现二次能量释放，破坏孔道内的压实带并产生裂缝，由于活性材料反应速率滞后于射流速度，不影响射流的正常拉伸，射流开孔后，增效材料反应后放出的大量气体进入射流孔道，高温高压气体既可消除射孔压实损伤，
并在孔道末端产生多条裂缝，提高近井地带流动系数。
[0030]3、采用本专利技术制造的射孔弹，进行单发射孔弹碎屑收集试验对比，在射孔时产生的大破片尺寸大于10mm，平均占有率达到88.9％，壳体形成的大破片多数留在枪体内，明显优于常规射孔弹的破片率，降低堵塞井筒和卡枪等风险，保证了射孔作业安全和后续完井工艺的顺利展开。
[0031]4、采用本专利技术制造的射孔弹进行单发射孔弹地面模拟装枪穿钢靶试验，穿深为340mm，较原金属壳体的射孔弹穿深无降低；装入127型射孔枪(孔密：16孔/m，相位90
°
)，布枪时居中放入7
″
套管内，侵彻API标准混凝土靶，经检测，平均穿孔深本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同轴随进式内刻槽增效射孔弹，其特征在于，包括射孔弹壳、增效药盒仓、增效药盒、高能炸药、药型罩和封口胶；所述射孔弹壳的内腔结构为：上部为半球形内腔，中部为圆台形，下部为圆柱形；所述射孔弹壳上部的顶端开有传爆孔；所述增效药盒仓为V形凹槽结构，采用内刻槽工艺在射孔弹壳内腔壁刻槽形成；所述增效药盒仓起始于射孔弹壳顶部的传爆孔，止于中部圆台底部；所述增效药盒仓在射孔弹壳内腔壁设置多个，以射流为中心呈环形排列均匀分布在射孔弹壳内腔壁上；所述增效药盒由铝粉、铝镁合金粉、氧化铜粉、四氧化三铁和添加剂组成，放置在增效药盒仓内；所述药型罩为类圆锥形，所述药型罩被压入射孔弹壳内部，所述高能炸药填充在药型罩和射孔弹壳内腔壁之间；所述封口胶涂在射孔弹壳底部，用于密封高能炸药。2.根据权利要求1所述的一种同轴随进式内刻槽增效射孔弹，其特征在于，所述射孔弹壳材料采用20
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钢材，壁厚为6.0mm。3.根据权利要求1所述的一种同轴随进式内刻槽增效射孔弹，其特征在于，所述增效药盒仓由射孔弹壳传爆孔至半球形内腔底部段的宽度为2mm，深度为1～5mm，锥角为60
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120
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；由射孔弹壳半球形内腔底部至中部圆台底部段的宽度为4mm，深度为1～5mm，锥角为30
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～60
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。4.根据权利要求1所述的一种同轴随进式内刻槽增效射孔弹，其特征在于，所述增效药盒仓的数量为3
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8个；所述增效药盒仓总体积控制在射孔弹壳总体积的10％
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【专利技术属性】
技术研发人员：李尚杰，李必红，盛廷强，揭志军，谢伟，林立明，鲁坤，王喜，刘媛，赵文杰，王浩，杨翕智，张医奎，田斌，杨佳乐，蒙春学，
申请(专利权)人：物华能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：