专利名称：双层枪高效射孔器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种油气井射孔所使用的射孔器。
背景技术：
在石油开采过程中，有一重要环节就是要对含油气井段进行有效射孔。目前，采用的聚能增效射孔器，其结构为射孔弹和增效火药叠放在射孔器的内支架上，外部为枪体。射孔效率仅为20％～50％。其主要原因，一是射孔器枪体上盲孔直径较大，壁较厚，要先射开这一层耗去较多能量。二是射孔器内的射孔弹支架壁较薄，且在射孔弹的两端均加工有孔，所以引爆时会将支架粉碎，在这里射孔弹底部的孔散失了一部分能量。三是射孔弹和增效药叠放在支架上，这样当引爆时极易造成爆轰，所以，易造成炸枪和射孔器胀径，如果此时射孔枪直径胀大，就会造成射孔枪卡死在套管中，因此往往将射孔枪直径设计的较小，但这样就会制约射孔弹的大小，限制了射孔弹炸高，所以射孔弹的穿透力降低了。从目前国内外射孔情况来看，“射孔--燃气脉冲法”经济简便，效果较好，但一体式增效射孔器的孔密受到限制，尤其是潜伏着燃烧转爆轰的危险。专利99219533.0《油气井增效射孔枪》主要涉及泄压孔的密封问题，结构较为复杂；专利99221047.X《一种油气井增效射孔枪》主要涉及在盲孔上加装橡胶塞以增强盲孔的耐压性能；专利00250400.6《油井射孔枪泄压接头》涉及一种泄压接头；专利98238258.8《油、气井重复使用射孔枪》采取在穿甲弹射流通过的射孔枪壁上加工螺纹孔，再用密封圈和丝堵密封，以减少射流通过枪壁时的能量损耗。上述专利，在降低射孔弹击穿枪壁能量损失方面均采取了一定措施，但结构较为复杂，均未涉及双层枪，以及改进射孔弹和增效头内部结构增强爆炸穿透力和造缝能力，更未涉及通过小直径深盲孔和通过增加内枪有利于射孔弹最优爆炸冲击力的聚集和形成，以及减小能量损耗、避免炸枪和胀径问题。
发明内容
本发明解决的技术问题包括，一是减小盲孔的直径和壁厚，既能有效抵抗欲射开井段液体压力，又能使射孔弹轻易穿透，并尽可能减小能量损耗。二是尽可能增加射孔器的外径，为射孔弹能量的充分利用提供条件。三是扩大孔容和造缝。本发明是这样实现的，双层枪高效射孔器，包括外枪、内枪、射孔弹、起爆器、导爆索等组成，射孔弹由肩台式药形罩、肩台式聚能装药和弹壳组成；在射孔弹的前端联接有增效头，增效头由截锥空腔、截锥聚能装药、伞形随进火药和增效头本体组成，粘结剂把射孔弹与增效头固结在一起。截锥空腔为一环形空间。在射孔器的外枪上加工有盲孔，盲孔为小直径深盲孔，盲孔的直径在26～28mm，深度在4～6mm，射孔弹的轴心垂直对准盲孔的中心。射孔器的内枪为厚壁优质钢管，壁厚在3～4mm，在增效头一端加工有孔，以固定射孔弹。
作为对现有带有内支架的射孔枪进行技术改造，将射孔枪的内支架用内枪代替，内枪也为一厚壁钢管，壁厚在2～4mm，内枪只在射孔弹弹头一端加工有孔，以固定弹头，射孔弹和导爆索全部封装在内枪中，这样原有射孔弹可以充分利用；外枪的盲孔也为小直径深盲孔，盲孔的直径在10～28mm，盲孔底部厚度为2～3.5mm。
附图1为本发明的纵向剖面示意图；附图2为本发明的横向剖面示意图。
在图中1套管、2外枪、3内枪、4伞形随进火药、5增效头本体、6截锥聚能装药、7截锥空腔、8粘结剂、9肩台式药形罩、10肩台式聚能装药、11弹壳、12导爆索、13盲孔具体实施方式
参照附图，射孔弹与增效头由粘结剂联接在一起，并通过增效头固定在内枪的孔中，射孔弹与增效头的轴心垂直指向外枪的盲孔中心，射孔弹的外壳与肩台式药形罩之间装有肩台式聚能炸药，该结构能保证聚能炸药引爆时实现能量沿射孔弹的轴心辐射出去，尽可能深的穿透地层。在增效头底部有截锥聚能装药，在伞形随进火药下侧有一截锥，截锥空腔为一环形空间，以使截锥聚能装药与伞形随进火药之间有一定距离，该环形空间保证了截锥聚能装药的最大爆炸能量的形成和释放。射孔器内枪选择厚壁钢管2.6mm，以保证不被炸碎，并使爆炸能量尽可能的沿着射孔爆破的方向反射；在射孔器的外枪上加工有直径为27mm，深5mm的盲孔，该盲孔既能抵住井下液柱的压力，同时又使射孔弹轻易的击穿。当实施射孔作业时，先将射孔器定位于要求射孔的套管中，然后由起爆器引发导爆索，导爆索将内枪中的射孔弹逐一引爆，射孔弹爆炸形成的高温高压冲击波及射流再引爆截锥装药和引燃伞形增效火药。燃烧着的火药粒及燃气在射孔形成的低压区随行于炮眼，增强了射孔的效能，使地层产生更多偏轴方向裂缝。
就5.5英寸套管而言，本发明射孔器的外枪直径为105～108mm。就7英寸套管而言，本发明射孔器的外枪直径为130～140mm。就9.625英寸套管而言，本发明射孔器的外枪直径为140～200mm。
同102射孔器在5.5英寸套管井中的使用效果相比，本发明双层枪高效射孔器的穿深提高了15％，炮眼孔容增大了30～40％，并消除了地层伤害，形成了多条具有偏轴效应的裂缝，提高了射孔效率、地层渗透率和油气采收率。
由于本发明采用了小直径深盲孔，减少了射孔弹射流穿过时造成的能量损耗；它采用的大直径射孔枪，保证了射孔弹射流在遭遇盲孔障碍前，实现最大能量的形成和聚积，为最大限度的穿透地层提供了有效低损耗保证。它采用的厚壁内枪和取消原有射孔枪内支架过多的孔，使其不会因爆炸而炸碎，且将爆炸冲击波朝着有利于穿透地层的方向反射；它采用的射孔弹与增效头粘接成一体的方式，避免了爆轰，实现了高效射孔，同时射孔枪也不会被炸胀卡在套管中。本发明在反复实验和模拟计算基础上研制而成，相信它的推广应用，将为石油和天然气的高效开采注入活力。
权利要求
1.双层枪高效射孔器，包括外枪、射孔弹、起爆器、导爆索等组成，其特征是还包括内枪，内枪套在外枪中，构成双层枪结构，射孔弹、增效头和导爆索全部封装在内枪里；射孔弹由肩台式药形罩(9)、肩台式聚能装药(10)和弹壳(11)组成；在射孔弹的前端联接有增效头，增效头由截锥空腔(7)、截锥聚能装药(6)、伞形随进火药(4)和增效头本体(5)组成，粘结剂(8)把射孔弹与增效头固结在一起。
2.双层枪高效射孔器，包括外枪、射孔弹、起爆器、导爆索等组成，其特征是还包括内枪，内枪套在外枪中，构成双层枪结构，射孔弹和导爆索全部封装在内枪中。
3.根据权利要求1所述的双层枪高效射孔器，其特征是截锥空腔(7)为一环形空间。
4.根据权利要求1、2所述的双层枪高效射孔器，其特征是所述的外枪上加工有盲孔(13)，盲孔为小直径深盲孔，盲孔的直径在10～28mm，盲孔底部厚度2～3.5mm，射孔弹的轴心垂直对准盲孔的中心。
5.根据权利要求1所述的双层枪高效射孔器，其特征是所述的内枪为厚壁钢管，壁厚在2～4mm，只在增效头一端加工有孔。
6.根据权利要求1所述的双层枪高效射孔器，其特征是所述的内枪为厚壁钢管，壁厚在2～4mm，只在射孔弹弹头一端加工有孔。
全文摘要
双层枪高效射孔器，它包括外枪、内枪、射孔弹、起爆器、导爆索等组成，射孔弹由肩台式药形罩、肩台式聚能装药和弹壳组成，射孔弹与增效头粘接在一起，增效头由截锥空腔、截锥聚能装药、伞形随进火药和增效头本体组成，外枪上加工有小直径深盲孔，内枪仅在增效头一端加工有固定孔。本发明能有效避免爆轰、射孔内枪爆碎和外枪爆胀卡阻，能实现射孔弹爆炸能量的最大化形成和聚积，最大限度的穿透地层，同时火药又能使地层产生较多的偏轴裂缝，为高效采油开辟了有效空间和通道，它的推广应用对提高油气采收率提供了技术保障。
文档编号E21B43/11GK1443925SQ02110108
公开日2003年9月24日 申请日期2002年3月8日 优先权日2002年3月8日
发明者王志信, 张国栋, 郭景才, 周茂企, 赵敦玺, 陶志龙 申请人:东营市万通胜利测井技术开发有限责任公司, 王志信