一种射孔弹模拟装枪钢靶试验装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提出的一种射孔弹模拟装枪钢靶试验装置，在试验操作台上依次摆放副靶、主靶、套管和外炸高的焊接件，同时在外炸高中装入清水，再将枪身和内炸高的焊接件安装在外炸高的内凹圆弧面上，然后将连接导爆索的射孔弹安装在内炸高的平面一端上，最后安装雷管。在本装置中，用主靶和副靶组成的组合靶代替了实际射孔中的含油岩石层，在射孔弹与枪身之间的内炸高代表射孔弹在射孔枪内的炸高，在枪身和套管之间的外炸高代表了射孔枪与套管的间隙（俗称外炸高）。而在模拟套管间隙的外炸高内加入的清水，可以模拟井液对射孔过程的影响。上述方式，更加逼真的模拟了射孔弹装枪穿靶时的真实情况。
【专利说明】一种射孔弹模拟装枪钢靶试验装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种射孔弹模拟装枪钢靶试验装置，是一种评价射孔弹在模拟实际装枪情况下穿孔性能的试验装置。
【背景技术】
[0002]目前在评价石油射孔弹的性能时，通常采用在固定炸高下进行钢靶试验的方式，以射孔弹在45钢靶中的穿孔深度及穿孔孔径来评价射孔弹的性能。
[0003]GB/T20488-2006《油气井聚能射孔器材性能试验方法》规定了一种射孔弹钢靶试验方法以及试验装置。该方法规定单发射孔弹装药量大于32g时采用60mm炸高，不大于32g时采用40mm炸高。然而在实际射孔作业中，同一型号的射孔弹可以装配不同型号的射孔枪在不同规格的套管中进行射孔作业，其枪内枪外炸高是变化的，而同一射孔弹在不同的炸高下其射孔性能差异很大。因此该试验方法不能真实的评价射孔弹在实际应用时的穿孔性能。
[0004]为避免上述试验方式带来的评价误差，近年来，行业技术人员采用了 一种模拟装枪炸高的试验方法。在测井技术2012年的第36卷第3期P325发表的文献中，采用内外炸高环来模拟实际装枪中的内外炸高，用45钢板来模拟枪身和套管，靶体采用混凝土靶。该试验方法有以下几方面缺点:第一，模拟枪身和模拟套管材料采用45钢板，其材料性能与实际的射孔枪及套管存在差异;第二，用来模拟枪身及套管的45钢板为平板，与实际射孔时所使用的射孔枪及套管为圆形有差异，造成试验结果特别是射孔孔径存在较大的评价误差。第三，混凝土靶为一种非均匀、非连续性介质，不同靶体之间以及靶体不同部位之间的强度差异较大，导致对射孔弹射孔性能不能准确的判断。
【发明内容】
[0005]要解决的技术问题
[0006]为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种射孔弹模拟装枪钢靶试验装置，提供一种准确评价射孔弹性能且结构简单的射孔弹钢靶模拟装枪试验装置。
[0007]技术方案
[0008]一种射孔弹模拟装枪钢靶试验装置，其特征在于包括导爆索1、雷管2、射孔弹3、内炸高4、枪身5、清水6、外炸高7、套管8、主靶9和副靶10 ;在副靶10上依次焊接主靶9、套管8和外炸高7，在外炸高7中装入清水6，再将枪身5和内炸高4的焊接件安装在外炸高7的内凹圆弧面上，然后将连接导爆索I的射孔弹3安装在内炸高4的平面一端上，最后安装雷管2 ;所述内炸高4为两端相通的管状，一端为平面，另一端为外凸圆弧形；所述枪身的外凸圆弧面的中心位置有盲孔；内炸高4圆弧形的一端与枪身的内凹表面焊接在一起，内炸高4的中心轴线与盲孔的中心轴线重合；所述外炸高为管状，一端为内凹的圆弧面，其曲率半径与枪身外凸圆弧面曲率半径相同；另一端为外凸的圆弧面，曲率半径与套管内凹圆弧面曲率半径相同；外炸高的外凸圆弧端与套管的内凹圆弧面的焊接在一起，二者中心轴线重合；主靶为钢柱其一端为带内凹圆弧槽的平面，圆弧槽半径与套管外凸圆弧面曲率半径相同，另一端为平面；副靶上下两端均为平面，材料和直径与主靶相同。
[0009]所述内炸高的高度为2?35mm，外径范围为30?100mm，内径范围为20?90mm。
[0010]所述枪身内凹圆弧面的曲率半径为20_200mm，外凸圆弧面的曲率半径为30-210mm，枪身厚度为3_18mm，其中外凸圆弧面的中心位置有盲孔，盲孔直径为5_30mm，深度为 3_13mm。
[0011]所述枪身用和射孔枪材料相同的管材切割，厚度为3?20mm。
[0012]所述外炸高的曲率半径范围为30?210mm ;高度为5?75mm，外径范围为35?IlOmm,内径范围为25?100mm。
[0013]所述主靶为直径50-150mm的45钢柱，高度为50-400mm。
[0014]所述副靶直径与主靶相同，高度为10_30mm。
[0015]有益效果
[0016]本发明提出的一种射孔弹模拟装枪钢靶试验装置，在试验操作台上依次摆放副靶、主靶、套管和外炸高的焊接件，同时在外炸高中装入清水，再将枪身和内炸高的焊接件安装在外炸高的内凹圆弧面上，然后将连接导爆索的射孔弹安装在内炸高的平面一端上，最后安装雷管。在该试验装置中，充分考虑了枪身和套管材料以及形状的影响，所采用枪身和套管材料性能和半径与实际射孔时所用的完全相同。在本装置中，用主靶和副靶组成的组合靶代替了实际射孔中的含油岩石层，在射孔弹与枪身之间的内炸高代表射孔弹在射孔枪内的炸高，在枪身和套管之间的外炸高代表了射孔枪与套管的间隙(俗称外炸高)。而在模拟套管间隙的外炸高内加入的清水，可以模拟井液对射孔过程的影响。上述方式，更加逼真的模拟了射孔弹装枪穿靶时的真实情况。
[0017]本发明采用的试验装置能够较为真实地评价射孔弹的穿孔性能，解决了目前射孔弹试验中采用固定炸高与实际射孔时差异大的问题；其次，解决了用钢板来模拟枪身和套管所带来的材料及形状差异的问题；第三，解决了混凝土靶介质不均匀及强度差异所引起的评价不准确的问题。该试验装置结构简单、易于操作，现场应用效果良好。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明单发射孔弹模拟装枪的装配结构示意图
[0019]图2为本发明多发射孔弹连炮情况下装配后的结构示意图
[0020]1-导爆索，2-雷管，3-射孔弹，4-内炸高，5-枪身，6-清水，7-外炸高，8-套管，9-主靶，10-副靶。
【具体实施方式】
[0021]现结合实施例、附图对本发明作进一步描述:
[0022]本发明为一种射孔弹模拟装枪钢靶试验装置，包括导爆索1、雷管2、射孔弹3、内炸高4、枪身5、清水6、外炸高7、套管8、主靶9和副靶10，所述内炸高4为两端相通的管状，一端为平面，另一端为外凸圆弧形，高度为2?35mm,外径范围为30?100mm,内径范围为20?90mm。枪身5为内外面为圆弧面的圆形板或方形板,所用材料为32CrMo4,内凹圆弧面的曲率半径为20-200mm，外凸圆弧面的曲率半径为30_210mm，枪身5厚度为3_18mm，其中外凸圆弧面的中心位置有盲孔，盲孔直径为5-30_，深度为3-13_。内炸高4带圆弧形的一端与枪身5的内凹表面焊接在一起，内炸高4的中心轴线与盲孔的中心轴线重合。外炸高7也为管状，一端为内凹的圆弧面，其曲率半径与枪身5外凸圆弧面曲率半径相同；另一端为外凸的圆弧面，曲率径为32-215mm ;高度为5?75mm，外径范围为35?110mm，内径范围为25?100mm。套管8为内外表面为圆弧面的方形板，所用材料为J55、N80或P110，其厚度为3-20mm，内凹圆弧面曲率半径与外炸高外凸圆弧面曲率半径相同,外凸圆弧面曲率径为35-220mm。外炸高7的外凸圆弧端与套管8的内凹圆弧面的焊接在一起，二者中心轴线重合。主靶9为直径为50-150mm，材料为45钢，其一端为带内凹圆弧槽的平面，圆弧槽曲率半径与外凸圆弧面曲率半径相同，主靶9高度为50-400mm ;副靶上下两端均为平面，材料和直径与主靶相同，高度为10-30mm。
[0023]使用本实用新型时，在试验操作台上依次摆放副靶10、主靶9、套管8和外炸高7的焊接件，同时在外炸高7中装入清水6，再将枪身5和内炸高4的焊接件安装在外炸高7的内凹圆弧面上，然后将连接导爆索I的射孔弹3安装在内炸高4的平面一端上，最后安装雷管2。雷管2起爆后引爆导爆索I起爆射孔弹3，射孔弹3穿透枪身5上的盲孔、套管8后穿透到主靶9中形成射孔孔道。为提高试验效率，本发明也可采取多发联炮的方式，具体如图2所示。
[0024]在某102型射孔弹3在对比试验中，从库房中抽取了同一批次同一台设备生产的射孔弹3共9发，每3发为一组，分别用按GB/T20488-2006《油气井聚能射孔器材性能试验方法》中推荐的方法和试验装置，测井技术2012年的第36卷第3期P325发表的文献中采用的模拟装枪试验装置和本实用新型进行对比试验。其中第一组按国标推荐方法进行，炸高为60mm,三发穿深分别为256mm, 247mm, 240mm ;孔径分别为15.8mm, 16.0mm, 16.3mm。第二组按模拟装枪方式进行，内炸高为12.6mm,外炸高为14mm,祀体采用混凝土祀,三发穿深分别为1036mm, 885mm, 935mm ;孔径分别为13.9mm, 14.5mm, 14.2mm。第三组按本实用新型试验装置进行，内炸高4为12.6mm,外炸高7为14mm,三发穿深分别为211mm, 209mm, 213mm,孔径分别为13.5mm, 13.7mm, 13.4mm。而某油田在实际射孔时使用该102型射孔弹的平均穿深为975mm，套管平均孔径为13.6mm。从该对比试验中可以看出，应用本实用新型穿孔孔径比用其它两种试验装置的穿孔孔径与实际更接近，与混凝土靶相比，本实用新型具有较高的穿深稳定性。
【权利要求】
1.一种射孔弹模拟装枪钢靶试验装置，其特征在于包括导爆索(I)、雷管(2)、射孔弹(3)、内炸高(4)、枪身(5)、清水(6)、外炸高(7)、套管(8)、主靶(9)和副靶(10);在副靶(10上依次焊接主靶(9)、套管(8)和外炸高(7)，在外炸高(7)中装入清水(6)，再将枪身(5)和内炸高(4)的焊接件安装在外炸高(7)的内凹圆弧面上，然后将连接导爆索(I)的射孔弹(3)安装在内炸高(4)的平面一端上，最后安装雷管(2);所述内炸高(4)为两端相通的管状，一端为平面，另一端为外凸圆弧形；所述枪身的外凸圆弧面的中心位置有盲孔；内炸高(4)圆弧形的一端与枪身的内凹表面焊接在一起，内炸高(4)的中心轴线与盲孔的中心轴线重合；所述外炸高为管状，一端为内凹的圆弧面，其曲率半径与枪身外凸圆弧面曲率半径相同；另一端为外凸的圆弧面，曲率半径与套管内凹圆弧面曲率半径相同；外炸高的外凸圆弧端与套管的内凹圆弧面的焊接在一起，二者中心轴线重合；主靶为钢柱其一端为带内凹圆弧槽的平面，圆弧槽半径与套管外凸圆弧面曲率半径相同，另一端为平面；副靶上下两端均为平面，材料和直径与主靶相同。
2.根据权利要求1所述射孔弹模拟装枪钢靶试验装置，其特征在于:所述内炸高的高度为2?35mm,外径范围为30?100mm,内径范围为20?90mm。
3.根据权利要求1所述射孔弹模拟装枪钢靶试验装置，其特征在于:所述枪身内凹圆弧面的曲率半径为20-200mm，外凸圆弧面的曲率半径为30_210mm，枪身厚度为3_18mm，其中外凸圆弧面的中心位置有盲孔，盲孔直径为5-30_，深度为3-13_。
4.根据权利要求3所述射孔弹模拟装枪钢靶试验装置，其特征在于:所述枪身用和射孔枪材料相同的管材切割，厚度为3?20mm。
5.根据权利要求1所述射孔弹模拟装枪钢靶试验装置，其特征在于:所述外炸高的曲率半径范围为30?210mm ;高度为5?75mm，外径范围为35?110mm，内径范围为25?IOOmm0
6.根据权利要求1所述射孔弹模拟装枪钢靶试验装置，其特征在于:所述主靶为直径50-150mm 的 45 钢柱，高度为 50_400_。
7.根据权利要求1所述射孔弹模拟装枪钢靶试验装置，其特征在于:所述副靶直径与主靶相同，高度为10-30mm。
【文档编号】E21B47/00GK203716943SQ201420022483
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2014年1月15日
【发明者】赵云涛, 李万全, 李必红, 徐文新, 王峰, 周明, 李尚杰, 王喜, 鲁坤, 苏红辈 申请人:西安物华巨能爆破器材有限责任公司