专利名称：增效射孔器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及射穿套管和地下岩层沟通装置，主要用于油气井开发中提高射孔穿深效果的增效射孔器，该射孔器由射孔弹和导爆索等组成。
在油气井射孔完井工艺中，除射孔的孔径、孔密、相位和孔道的质量等对完井效率产生一定影响之外，射孔弹穿透岩层的深度则起着关键的作用。因此，进行多方面的研究来提高射孔弹的穿深已经引起人们的重视。有些研究人员从增大炸药装药量来提高射孔深度，但由于受枪管和套管尺寸的限制，装药量无法随意增大。靠调整弹的其它参数，提高穿深的程度却很有限。实践表明，在限定的施工条件下，单靠炸药的聚能射孔作用去实现射孔深度的成倍增长是不可能的。如国内用的89型射孔弹，经几年的研究改进，对水泥靶的穿深才由原来的300mm左右提高到400mm。
美国专利4391337(1983)曾报道了一种“用于油气井生产的高速射流和推进剂压裂装置”，该装置是把数枚射孔弹和推进剂装药置于同一个钢筒中，目的是把射孔和压裂两个步骤并为一次完成，使推进剂的能量释放达到最大，增加压裂效果，提高油气产量。但是，由于该装置采用的是扇形装药结构，推进剂产生的气体汇集到圆筒侧壁后才进入射孔孔眼，因此对射孔的深度影响较小，其原因是聚能射流射孔和推进剂燃烧产生的高压气体不能同步、同轴向作用。
本实用新型的目的是为了克服背景技术的局限性，而设计一种炸药聚能射孔和火药压力脉冲同步起动，同轴向作用，使射孔深度比普通射孔弹成倍提高的增效射孔器。
本实用新型的构思为了实现上述的目的，这就要求聚能射孔的炸药和产生压力脉冲的火药同步引爆引燃，聚能射流与压力脉冲同轴向作用才能实现。实现同步引燃、同轴向作用的技术方案两个难题其一是使射孔炸药和产生压力脉冲的火药同时引爆引燃，并且使炸药射孔的方向与火药压力脉冲方向脉冲方向作用在同一轴线上。解决这个问题的技术方案，就是把射孔炸药和产生压力脉冲的火药装在同一壳体中，在壳体的中心轴线上装入一个引爆引燃部件，这个部件可使炸药和火药沿壳体的轴线同时引爆引燃。由于炸药的反应速度与火药的反应速度有数量级的快慢差别，炸药装药先对岩层射出孔道，火药燃烧形成的高压脉冲紧随其后沿射孔孔道加载，两种能量的紧密结合增加聚能射孔的穿深效果；其二是炸药、火药置于同一壳体同时引爆引燃时火药易产生不需要的爆轰。解决这个问题的技术方案，选取适当品种的火药，利用惰性材料对它粘结钝感。降低火药对炸药爆轰的敏感性，改善燃烧性能，确保该火药在应用中只能燃烧而不能爆轰。
本实用新型由射孔弹5－7、导爆索1、引燃套3、改性火药4、筒体2和筒盖8组成。
射孔弹5－7由弹壳5、炸药6、药形罩7构成。
弹壳5用45＃钢制成，弹壳起爆端钻Φ6mm圆孔，用于穿引导爆索。
炸药6用R852炸药或耐高温炸药压装成聚能装药，其用量15－34g。
药形罩7用铜粉压制、烧结制成粉末罩。
导爆索1用Φ6mm铅皮导爆索，导爆索穿过射孔弹的起爆端，其两头穿入筒体上下两端的中心孔，使增效射孔器之间连接时导爆索互相衔接。
引燃套3用无机氧化剂硝酸钡和天然橡胶制成管状，套在与改性火药接触的导爆索上。引燃套中氧化剂与天然橡胶的组成比例为7525。
改性火药4由单基火药(4／7)和丙烯酸酯共聚物构成，其比为8317，其用量140－300g。
筒体2和筒盖8，都是由酚醛塑料制成。筒体底部和筒盖中心都有Φ6mm中心孔，用于穿引导爆索。筒体中间部位有射孔弹射孔方向标志9。筒体下端有小于筒体外径的插头，上端有大于内径的卡口，用于多枚增效射孔器的连接。筒体外径Φ50－80mm，长80－100mm。
本实用新型的装配射孔弹起爆端圆孔中穿入导爆索，将引燃套套在导爆索两端；将装好导爆索、引燃套的射孔弹按筒体射孔方向标志装入筒中，下端的导爆索插入筒体下部中心孔中。称取一定量的改性火药装入筒体，盖上筒盖，上端的导爆索从筒盖的中心孔中引出。
本实用新型的最佳结构筒体外径Φ66mm、长100mm，射孔弹炸药量23g，改性火药装药量200g。
本实用新型的优点如下1、与常规射孔弹相比，射孔穿透深度提高2～3倍。
2、炸药聚能射孔与改性火药高压脉冲后效作用紧密配合，增加了井眼与岩层沟通的距离和面积。
3、改性火药的高压脉冲紧随聚能射流进入射孔孔道，清洗了射孔孔道并破除了孔道周围形成的压实带，改善了油气的渗流条件。
4、应用时不污染油层，不损坏套管。对油气显示较好的井，一次完井施工可射穿油井外部污染带，达到工业流油标准。应用于探井时，不需再采用其它工艺即可对储层给予真实的评价。
5、省去射孔枪中的弹架，多枚增效射孔器组合方便，射孔孔密，相位可调。
本实用新型
如下附图1是增效射孔器的剖面图；附图2是增效射孔器的正视图；附图3是一种增效射孔器装枪施工安装图。
附图1中射孔弹由弹壳5内装炸药6和药形罩7组成射孔弹，导爆索1，穿过弹壳5起爆端的孔，两端套有引燃套3，穿有导爆索的射孔弹装于筒体2内，射孔弹射孔方向与筒体轴线呈90℃，套有引燃套3的导爆索周围装填改性火药4，筒体的口部装有保证导爆索处于轴心位置的筒盖8。导爆索的两端分别在筒体底部中心孔和筒盖中心孔切平。
附图2中的射孔方向标志9，用来表明增效射孔器装枪时射孔的相位。
附图3说明增效射孔器装枪施工时的连接关系，枪管口带有密封孔14，枪管上端装有与电缆10连接的点火接头11，点火接头内装有起爆导爆索的雷管12，枪管内装有多枚连接一起的增效射孔器，射孔器的方向对正密封孔14，枪管底部装有导向头15。
实施例1参照附图1、2实施。
1.1筒体2和筒盖8的制造根据筒体2的尺寸外径φ66mm，内径φ60mm长100mm，筒体底部中心有φ6mm孔，内部上端有供连接用的φ64mm，长8mm卡口，外部下端有供连接用的φ64mm长5mm插头，设计加工塑料成型模具。将酚醛塑料原料计量加入模具中，在带加热板的压机上升温加压模塑成型，冷却后脱模即制成筒体。根据筒盖8的尺寸φ64mm，厚3mm，中心有φ6mm孔，设计加工模具，加工方法与筒体相同。
1.2 射孔弹5－7的制造按89型射孔弹尺寸制造，弹壳5用45＃钢制成，药形罩7用铜粉压制烧结制成，炸药6用R852炸药压入弹壳成聚能装药。
1.3改性火药4的制造把单基火药(4／7)加入丙烯酸酯共聚物(分子量40－50万)的溶液中，组成比为8317，经搅拌、混合、凉干等工序制成。
1.4引燃套3的制造把氧化剂硝酸钡与天然橡胶溶液混合粘结，组成比为7525，按混合炸药制造工艺，制造成外径φ14mm，内径φ6mm的管状。
1.5增效射孔器的装配首先把φ6mm导爆索穿入89型射孔弹5－7起爆端φ6mm孔中，导爆索1两端套上引燃套3；按筒体2外面射孔方向标志9位置把射孔弹5－7，导爆索1引燃套3一齐装入筒体2，导爆索1的下端插进筒体2底部φ6mm孔中。然后称取改性火药4200g装入筒体2，将改性火药4从筒体2口部压平后，将筒盖8的中心孔穿进导爆索1的上端盖在筒体2的口部，导爆索1两端分别在筒体2底部中心孔和筒盖8中心孔切平。使用时，将一枚增效射孔器插头插进另一枚增效射孔器的卡口，用尼龙胶带固定。可按射孔枪的尺寸组合成所需的长度，装入外径φ89mm的枪管13中，枪管上部有与电缆10连的点火接火11，点火接头内有起爆导爆索的雷管12，导爆索与增效射孔器相接，枪管带有密封孔14，枪管下端接导向头15，适用于内径φ124mm套管的油气井射孔完井施工。电缆吊放或油管传输(换撞击点火器)两种工艺均可采用。地面按AP1－RP－43检测标准，制备高1.1m，外径φ3m，中心装外径φ139.7mm套管的环形水泥靶。将4枚90°右螺旋组装的增效射孔器装枪放入靶内套管中，套管两端口部装丝扣连接的密封帽，射孔后对水泥靶的穿透深度可达1500mm，是现有射孔弹穿透深度的3倍以上。
2制造、装配、使用方法和实施例1相同，不同的是筒体外径φ80mm，内径φ74mm，长100mm，射孔弹规格尺寸按127型制造，炸药装药量34g，改性火药装药量300g。使用时装外径φ127mm射孔枪，用于内径φ178mm以上的油气井射孔施工。对符合AP1－RP－43标准的环形水泥靶穿透深度可达2000mm，比现有的射孔弹穿透深度提高2倍以上。
3制造、装配、使用方法和实施例1相同，不同的是筒体外径φ50mm，内径Φ44mm，长80mm，射孔弹按73型规格尺寸制造，炸药装药量15g，改性火药装药量140g。使用时装外径φ73mm射孔枪，射孔孔密12孔／m。可用于内径Φ102mm以上套管的油气井射孔完井施工。地面试验，对符合AP1－RP－43标准的环形水泥靶的射孔穿透深度可达1200mm。是现有73型射孔弹穿透深度的3倍以上。
权利要求1.一种增效射孔器，由射孔弹(5-7)和导爆索(1)组成，其特征在于射孔弹和导弹爆索装入简体(2)内，导爆索两端套上引燃套(3)，导爆索的一端插入筒体(2)底部中心孔，装入改性火药(4)，盖上筒盖(8)，并从筒盖中心孔中引出导爆索另一端；筒体外径Φ50-80mm，长80-100mm，炸药(6)装药量15-34g，改性火药(4)装药量140-300g，炸药(6)装入弹壳(5)内，药形罩(7)置于弹壳(5)口部，穿过导爆索(1)装入筒体(2)内，射孔方向与筒体轴线呈90°，改性火药(4)填满筒体。
2.根据权利要求1的射孔器，其特征在于最佳结构筒体外径Φ66mm、长100mm、炸药装药量23g、改性火药装药量200g。
专利摘要本实用新型是一种增效射孔器，由壳体、射孔弹、导爆索、引燃套、改性火药组成，是为了解决目前油气井射孔浓度不能适应勘探开发要求的问题。解决问题的办法，把置于同一壳体中的聚能射孔炸药和产生压力脉冲的改性火药同步引爆引燃、聚能射流与压力脉冲同轴向作用，使射孔穿透深度提高2-3倍，为提高油气井的射孔水平开辟了新的途径。本实用新型还可用于地热和地下水的开发。
文档编号E21B43/116GK2188649SQ9324684
公开日1995年2月1日 申请日期1993年12月9日 优先权日1993年12月9日
发明者刘军, 李桂宝, 臧涛成, 姬秀清 申请人:西安近代化学研究所