大孔径射孔弹研制

该文介绍了大孔径射孔弹的设计,研究,应用及药型罩结构的设计原则,并提供了试验研究结果及实际应用的数据,实验结果表明该大孔径射孔弹具有无杵堵,大孔径,穿深较高的特点,应用该技术可使油井增产。     

射孔弹药型罩伽马射线检测仪

文章简要介绍了石油射孔弹药型罩伽马射线检测仪的基本结构以及工作原理，给出了使用该仪器检测的药型罩装弹后靶试结果与检测结果的对比，实验证明，靶试结果与检测结果相符，一致性好，该仪器对改进药型罩的生产工艺，提高石油射孔弹的制造水平起到了促进作用。     

大孔径射孔弹药型罩顶部的结构分析

运用射孔弹工程计算软件对大孔径射孔弹药型罩顶部不同结构进行计算分析．并对不同药型罩顶部结构的大孔径射孔弹射流侵彻的变化规律进行了实验研究．最后确定了不同炸高条件下药型罩顶部的参数设计。结果显示．射孔弹穿孔能力的大小是由碰靶时射流性能决定的，随着药型罩顶部孔眼尺寸的增加．射流头部动能、直径和质量也逐渐减小，侵彻孔道的最大直径点逐渐远离起爆点。为了提高大孔径射孔弹的性能．药型罩顶部的参数设计应采用模拟计算和试验相结合的方法进行优化。     

石油射孔弹数值仿真系统研究及其在大孔径药型罩配方优化中的应用

随着计算机技术与数值模拟技术的发展，采用Euler算法的LS—DYNA3D程序不仅可以模拟射流的形成过程，还可以很好模拟射流的开坑和侵彻，并且具有很好的计算精度和速度。介绍了射孔弹数值仿真系统的研制，利用此系统对大孔径药型罩配方进行优化，仿真结果与实验结果符合较好。     

无杵堵大孔径射孔弹研究

本文分析了弹壳，装药，药型罩的结构及三者匹配关系，进一步研究了药型罩的配方，炸高对大孔径射孔弹性能的影响程度，采用优化设计和正交试验法，经试验表明，采用合理的装药结构和与其匹配的药型罩参数（结构、配方、工艺）制造的射孔弹，能够增大孔径，提高穿深和消除杵堵。     

系列大孔径深穿透射孔弹研制

目前大孔径射孔弹穿孔深度浅,不能满足一些特殊油气藏的射孔完井需求的现状.通过对射流形成与侵彻过程分析,结合射孔弹的作用目标特点,设计出一种多锥角形药型罩,在爆轰波的作用下,药型罩各分段形成具有不同特征的射流.应用该药型罩结构,研制出了89型、102型、127型大孔径深穿透射孔弹,经地面打靶测试,均超过了设计指标,实现了套管孔径大、穿孔深度深,且射孔枪孔径小的设计目的.大孔径深穿透射孔弹的研制成功,为低孔、低渗、低丰度及破裂压力异常油气藏的完井提供了一种新型射孔器材.     

新型大孔径射孔弹设计构想

本文在分析了目前大孔径射孔弹设计原理的基础上，在有效利用射孔枪空间的条件下，把深穿透射孔弹与大孔径射孔弹的设计原理结合起来，提出了大孔径深穿透射孔弹设计的新构想。即在深穿透射孔弹的药型罩口部到射孔枪内壁的空间里，增加了扩孔弹的设计，使深穿透射孔弹与扩孔弹结合在一起，形成了大孔径深穿透射孔弹的新的设计构想——双药型罩深穿透大孔径及大孔容射孔弹结构设计。     

射孔弹药型罩的新设计

本文在分析了射孔弹药型罩常规设计结构基础上，介绍了射孔弹设计的几种新思路．力图通过新思路的应用能够提高射孔弹的性能和应用范围，适用不同地层的需要。     

铋在石油射孔弹药型罩中的作用

铋是一种声速不高（1．771km/s），密度适中（9．8g/cm^3）的低熔点材料（271．4℃）。传统的石油射孔弹是铜钨基药型罩，在其配方的基础上，添加适量的铋，可以明显提高石油射孔弹的穿深、增大孔径，还能有效地抑制孔道的不规则程度，提高产品的稳定性。通过对比实验和理论分析，探讨了铋在药型罩成型、射流形成和拉伸以及穿靶各个阶段的作用。提出了含铋的药型罩形成的射流处于固流混合态的观点，是铋在药型罩中起作用的原因。     

粉末罩大孔径射孔弹研究

探讨了粉末罩大孔径射孔弹研制的理论依据和主要方法。通过爆炸成形侵彻体(EFP)与射流理论的结合,成功研制了粉末罩大孔径射孔弹,解决了杵堵问题;实际装枪混凝土靶的检测数据达到同型号铜板药型罩射孔弹的性能指标。     

药型罩对射孔弹射孔性能的影响

药型罩作为石油射孔弹的关键部件,其参数变化从很大程度上影响着射孔弹的射孔性能。从药型罩在石油射孔弹中的作用原理出发,介绍了药型罩各参数(如形状、材料密度和生产工艺等)对射孔弹射孔性能的影响;以大孔径射孔弹为例,用试验的方法对药型罩的各个参数做了初步研究。     

装药与药型罩不对称因素对射孔弹性能的影响

射孔弹因存在装药与药型罩的不对称因素,使药型罩不对称压跨形成倾斜、弯曲的射流,严重影响穿孔性能.对装药轴线与药型罩轴线不同轴或药型罩有壁厚差时产生的射流异常,分别进行了理论分析及试验研究.结果表明,当装药轴线与药型罩轴线不同轴或药型罩壁厚差较大时,将对射流产生不利影响并严重影响射孔弹性能,应严格控制这些不对称因素.     

基于正交试验法与数值模拟的射孔弹优化设计

以穿深为设计指标,应用正交试验方法以确定聚能射孔弹各结构因素对穿深的影响。选择7个对穿深有影响的参数,用L8(27)正交试验表设计了7因素2水平的正交试验方案。利用LS-DYNA3D对全部情况进行了模拟计算。利用极差法对数值计算结果进行分析,分析得出各因素对射孔弹穿深的影响程度,炸高(G)对穿深的影响最大,为首要因素;罩锥角(A)、药型罩壁厚(B)对穿深的影响很大,次之;装药顶厚(F)及药型罩母线长(C)对穿深的影响较大,再次之;壳体大锥角(E)大于罩顶弧度(D)的影响;得出了A1B1C2D1E1F2G2为最优方案。对优化方案组打靶验证,其穿深数据满足设计指标,可综合应用正交试验设计和数值计算进行射孔弹设计。     

等孔径射孔弹数值模拟与试验研究

采用数值模拟对比了3 1/2 in*型等孔径射孔弹与同规格常规深穿透射孔弹在井筒内装枪极限情况下的射流形态,并采用地面模拟试验对比了两者孔眼一致性.数值模拟结果表明,后者药型罩在压垮过程中形成了细长的锥形射流,尾部形成了粗大的杵体,而前者能够形成一段高速的杆式射流,不易受炸高的影响;地面模拟装枪侵彻钢靶结果表明,前者射孔后在套管上形成的平均孔径为12.3 mm,孔径稳定性为96.7%,比后者平均孔径提高了2.3 mm,孔径稳定性提高了20.4%,说明其具有较大的孔径和好的孔眼一致性,同时也验证了数值模拟结果与实验值相符.3 1/2 in型等孔径射孔弹地面模拟装枪侵彻混凝土靶平均穿深为810 mm,表明其具有深穿透特点.     

114 mm大孔径高孔密防砂射孔器在胜利油田的应用

如何在不影响油井产能的情况下有效地控制油井出砂成为射孔防砂技术的关键.胜利油田测井公司开发研制出一种114 mm大孔径高孔密防砂射孔器,能在射孔的同时起到防砂的作用.它适用于出砂层和稠油层射孔;配合防砂材料进行高压填充,防砂效果更为明显,因此,提高了油井产量,降低了采油成本.     

油气井等孔径射孔弹性能影响因素探讨

等孔径射孔弹是近年来新开发的一种穿孔孔径受间隙影响较小的聚能射孔弹。通过试验数据分析表明装药结构、药型罩配方、压罩工艺等因素是影响等孔径射孔弹性能的主要因素。通过对装药结构、药型罩配方、压罩工艺的改进,研制了等孔径射孔弹性能。经API RP 19B混凝土靶试验,在射孔枪完全偏置套管一侧的情况下,套管最大和最小穿孔孔径相比平均值最大偏差为10%。     

基于TrueGrid软件的射孔弹有限元仿真模型参数化建立方法

研究了用于仿真计算的射孔弹有限元模型参数化建立方法.针对弧顶单锥型射孔弹分别进行了药型罩和装药结构特征分析及壳体结构特征分析.基于TureGrid软件研究射孔弹结构的参数化离散方法,提出仿真计算用有限元模型的参数化建立方法.采用VC++语言编写了应用程序,通过该应用程序可快速建立弧顶单锥型射孔弹有限元模型.通过实例验证了该方法的正确性,该研究结果可为相关研究提供参考和借鉴.     

聚能射孔弹的正交试验方法

在聚能射孔弹的研究中应用正交试验方法,以确定聚能射孔弹各结构因素对性能的影响及主要因素的交互作用对性能的影响.选择药型罩锥角、药型罩壁厚、装药结构、壳体厚4个对射孔弹穿深有主要影响的参数,用L8(27)正交试验表设计了4因素2水平的正交试验方案.分析试验数据得出了各因素及交互作用对射孔弹性能的影响程度,罩锥角(A)对射孔弹穿深的影响最大,为首要因素;罩壁厚(B)及装药结构(C)对射孔弹穿深的影响很大,为次要因素;A×B交互作用对射孔弹穿深的影响较大,大于壳体厚(D)的影响;得出了A1B2C2D2为最优方案,并得到了试验验证.     

等孔径射孔弹技术研究

射孔孔眼大小对水力压裂效果有很大影响。为克服因套管内壁和枪管外壁间的距离变化带来的套管孔径大小不一致问题,以M A Cook提出的射流侵彻靶板孔眼直径计算方法为指导,通过数值仿真分析等孔径射孔弹作用机理,设计一种锥曲线变壁厚组合式药型罩结构,开发出89、102、127型3种相应的等孔径射孔弹。3种射孔弹在模拟试验中的套管上孔径相对标准偏差分别为3.98%、4.19%、3.01%,实现了套管孔径大小基本一致的设计目标。     

BH38RDX-46-89型大孔径射孔弹性能优化

为满足复杂地质条件下射孔作业的需要,选择25 g装药量的BH38RDX-46-89型射孔弹进行性能优化.运用微差法设计药型罩与装药结构,用数值模拟分析射流成型和侵彻,按设计配方进行打靶实验.优化后的89型大孔径射孔弹BH38RDX-46-89性能有显著提升,其穿钢靶孔径达到了16 mm,穿深提高到了111 mm,达到了大孔径深穿透的效果.实际应用表明该结构可以推广应用,该设计思路与采用的理论分析、结构设计仿真及试验相结合的优化设计方法对进一步研发系列大孔径深穿透射孔弹有着一定的指导参考意义.