高温高压条件下射孔效能试验研究

为研究射孔器在高温高压条件下的实际工作状态,提高对射孔效能的认识,研制开发了高温高压射孔效能试验装置和试验枪。对目前常用的DP36RDX（89型）、DP44RDX（102型）、DP50RDX（127型）射孔弹进行了不同温度、不同压力条件下在砂岩靶、灰岩靶上的射孔试验研究,得出了穿深随不同温度、压力变化的基本规律。射孔弹在一定温度范围内穿深随温度的升高而下降。对3种射孔弹穿深变化的原因进行了分析,认为在高温高压条件下,弹型越大,受温度影响越大,其膨胀量越大,造成射孔弹总体结构改变的程度也越大,是射孔弹穿孔性能严重下降的主要原因。提出了2项改进射孔弹穿深的措施,即在射孔弹的口部加装橡胶圈;选择耐高温弹性胶对弹壳和药型罩之间封口,保证在高温条件下不失去弹性和粘接性。     

超高温射孔弹高温高压条件下穿深性能试验研究

由于超高温射孔弹的地面测试的条件较实际工况条件存在较大差异,因此地面测试穿深性能并不能真实反映射孔弹在高温高压条件下的穿深水平。通过利用高温高压试验装置在不同温度压力条件下,开展89HNS型超高温射孔弹穿靶试验,研究了温度、压力、时间对超高温射孔弹穿深性能的影响。结果表明,温度升高对射孔弹穿深性能的影响较为有限,而压力升高会对穿深性能造成较大影响,在高温高压条件下射孔弹的穿深性能与地面测试存在巨大差异。     

等深盲孔对射孔枪耐压及穿深性能的影响分析

高压射孔枪大多通过加大壁厚来提高耐压值,但同时又增加了射孔弹穿透枪管的能量损失。鉴于此,提出了等深盲孔这一新概念。利用ANSYS建立了一系列不等深盲孔和等深盲孔射孔枪的有限元模型,对比分析不等深盲孔和等深盲孔对射孔枪耐压性能的影响,结果表明等深盲孔射孔枪的耐压性能优于不等深盲孔射孔枪,平均提高9.3%,其中盲孔深度3.5 mm的SQ89×8.8 mm射孔枪和盲孔深度4.0 mm的SQ89×10 mm射孔枪采用等深盲孔结构后耐压性能分别提高了18.68%和16.65%。利用True Grid建立了射孔弹侵彻不等深盲孔和等深盲孔的有限元模型,通过仿真发现,等深盲孔比不等深盲孔更能减少射流能量损失,提高射孔器穿深。研究结果为高抗压深穿透射孔器的研制提供了新的思路。     

双复射孔器

分析了现有射孔器存在的问题。论述了复式射孔枪和射孔弹的原理结构。双复式射孔器主要由复式射孔枪、复式射孔弹两部分组成。复式射孔枪是由内枪和外枪双层枪组合而成，可以尽量减薄枪壁的厚度并解决枪体胀径超标问题。外枪采用小直径薄底盲孔，以减小射流通过盲孔的能量损耗，不预制泄压孔；内枪采用全封闭结构，以实现复式射孔弹能量的集束释放。复式射孔弹是由增效头（内装火药）与肩台装药式射孔弹两部分同轴组合而成。复式射孔弹拉近了射流峰压与火药燃气峰压的时差，加速了火药燃气脉冲沿射流方向同轴加载的过程。射孔弹采用肩台式装药，进而增强扩孔造缝的威力。因为该型射孔器既可以适当扩大枪径，又具有穿孔深、孔容大、造缝、解堵力强、减小对套管损伤等特点，因此提出在新井（或新层）特别是中、低渗透油层中射孔，应当首选双复式射孔器。     

高温高压深井射孔卡枪原因分析及对策

射孔测试(完井)联作不时发生卡枪卡钻事故。为寻找卡枪原因与对策,进行了定性分析与定量计算。针对射孔套管剩余强度研究的不足,用实物试验测得了射孔孔边的应力集中系数;考虑此应力集中系数,得到了修正的射孔套管剩余强度计算方法。分析表明,井筒准备不充分、井壁泥饼及环空完井液沉砂或固相颗粒析出埋卡封隔器,封隔器胶筒或水力锚不能缩回,地层出砂砂卡封隔器以下射孔枪,射孔炸枪,以及射孔套管剩余强度低于生产压差等是射孔卡枪的主要原因。精心做好井筒准备,保养好封隔器,加强储层出砂预测,钻井预留足够容积的"口袋",同时在确保射孔套管强度的前提下确定生产压差,可以避免射孔卡枪。     

增效射孔的整体设计

本文简要地介绍了增效射孔作业的基本原理和简化计算，论证了在增效射孔中大孔径射孔及高孔密度射孔枪的重要性。     

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A1B1CD1E1F2G2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     

新型水平井复合射孔枪研究

大庆油田水平井通常采用的是φ139.7 mm套管,由于水平段起伏波动造成变形,使得套管内有效内径变小,需要研制一种在102型与89型之间的、适合在φ139.7 mm套管水平井内使用的新型水平井射孔枪。通过枪身材质优选、弹架结构设计、枪身连接结构设计和新型射孔弹开发,研制了新型95水平井射孔枪和新型深穿透射孔弹,平均穿深达到645 mm,比89型水平井射孔枪穿深提高29%,并且能够实现在水平井射孔段内任意方向定向射孔;研制了新型95型水平井复合射孔枪,检测了该枪的安全性能指标,优化出了最佳火药装药量。在大庆油田现场试验证明,新型95型水平井复合射孔枪完全满足水平井复合射孔的需要。     

射孔弹地层穿透深度试验研究

利用API标准检测设备进行了多弹型、多岩心、多压力条件下的实弹射孔试验.研究结果表明,射孔弹穿深与药量、岩石强度、孔隙度、声波速度、有效应力的变化具有明显的对应关系.如果射孔弹药量、孔隙度越大,岩石强度、声波速度、有效应力越小,则射孔弹地层穿深越大;反之,则穿透深度越小.在射孔弹地面混凝土靶穿深数据的基础上,利用声波速度预测射孔弹地层穿透深度是可行的,而且可以给出连续的地层穿透深度剖面,对于射孔优化设计非常有利.射孔孔眼直径参数稳定,与射孔弹药量、套管性能关系密切,与射孔所穿地层关系不大.     

新型水平井复合射孔枪研究与应用

目前大庆油田水平井均采用φ139.7 mm套管,由于水平井水平段起伏波动常造成套管变形,使得套管内有效内径变小,需要研制一种新型水平井射孔枪。通过严格的枪身材质优选、弹架结构设计、枪身连接结构设计和新型射孔弹开发,研制了95型水平井射孔枪和新型深穿透射孔弹。新型射孔枪的平均穿深达到645 mm以上,比89型水平井射孔枪穿深提升29%,并且能够实现在水平井射孔段内任意方向定向射孔。通过室内试验检测了95型水平井复合射孔枪的安全性能指标,优化出了最佳火药装药量。大庆油田现场试验证明,研制的新型水平井复合射孔枪完全满足水平井复合射孔的需要。     

增效射孔中装弹的优化设计

介绍了增效射孔作业技术的基本原理和简化计算 ,论证了在增效射孔中大孔径射孔弹及高孔密射孔枪的重要性 ;描述了大孔径射孔弹和高孔密射孔枪系统的设计 ;给出了增效射孔作业技术的试验结果。     

中外射孔弹穿深数据相差过大之我见

射孔弹穿深是评价射孔弹性能的最重要指标。本文通过四川弹厂与外国公司的射孔弹打靶数据对比,反映了中外深穿透射孔弹的真实水平;通过分析外国射孔弹的特点,提出了对策,为中国深穿透射孔弹尽快赶上国际先进水平提供了一些思路。     

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.     

深穿透射孔器技术研究及发展

本文简要介绍了国内深穿透射孔器技术的研究与发展以及大庆射孔弹厂三种特深穿透射孔器的性能、射孔弹生产工艺及在深穿透射孔器研究领域中的基础理论研究情况。     

枪内炸高对射孔器技术性能的影响

本文分析了大直径深穿透射孔器中射孔弹枪内炸高对射孔器技术性能的影响规律．并以127型射孔器为例，通过试验表明枪内炸高对射孔器技术性能影响巨大．给出了127型深穿透射孔器枪内炸高等有关数据．对设计其他射孔器具有一定的参考用。     

自酸化射孔弹设计研究

自酸化射孔弹是利用固体酸作为射孔弹药型罩的一部分,伴随射流进入射孔孔道内,当井筒液体进入孔道后,和固体酸溶合成为酸液,在射孔孔道内产生类似基质酸化的作用,溶解孔隙间的颗粒及堵塞物,扩大孔隙空间,解除近井地带的储层污染,从而达到增产增注的目的。     

双复射孔器

该文分析了现有射孔器存在的问题。论述了复式射孔枪的原理结构，复式射孔弹的原理结构，提出新井（或新层）应当首选双复式射孔技术的观点。双复式射孔器主要由复式射孔枪、复式射孔弹两部分组成。复式射孔枪是由内枪和外枪双层枪组合而成的。采用双层枪可以尽量减薄枪壁的厚度并解决枪体胀径超标问题。为适当扩大枪体外径和内径提供了条件，达到增加枪内炸高、提高射孔弹穿深的目的。外枪采用小直径薄底盲孔，以减小射流通过盲孔的能量损耗。外枪不预制泄压孔，仙枪采用全封闭结构，以实现复式射孔弹能量的集束释放。复式射孔弹是由增效头（内装火药）与肩台装药式射孔弹两部分同轴组合而成。复式射孔弹拉近了射流峰压与火药燃气峰压的时差，加速了火药燃气脉冲沿射流方向同轴加载的过程。射孔弹采用肩台式装药，进而增强扩孔造缝的威力。因为该型射孔器既可以适当扩大枪径，又具有穿孔深、孔容大、造缝、解堵力强、减小对套管损伤等特点，因此提出在新井（或新层）特别是在中、低渗透油层中射孔，应当首选双复式射孔器。     

井下射孔穿深检测技术研究及现场应用

射孔穿深是评价射孔器参数的一个重要指标,也是影响油气井开发效果的重要因素,掌握射孔器在井下穿入地层的实际深度,可以提高对射孔器性能的检测评价水平,能够在油田勘探开发过程中为油气井产能的准确评价和射孔参数优化提供重要依据。