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。     

亚半球罩聚能装药应用于穿孔弹的研究

穿孔弹区别于常规深穿透射孔弹,其主要用途在于处理钻井过程中的卡钻、井漏等工程事故处理时,使用穿孔弹对钻杆、油管或者套管进行穿孔,以便于快速建立循环通道,实现钻杆快速解卡、压井堵漏等抢险施工。亚半球罩聚能装药形成的杆式射流具有侵彻能力大、药型罩利用率高、后效大和对炸高不敏感等特点。对亚半球罩应用于油气井聚能穿孔弹进行了研究,设计出亚半球罩聚能装药的穿孔弹,能够实现多相位穿孔和单相位穿孔,穿孔孔径大,能够适应于多种油气井况,通用性强,减少了施工过程的风险和复杂性。     

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%。     

φ114 mm大孔径高孔密射孔器研究

着重探讨了粉末罩大孔径高孔密射孔器的理论依据和设计方法,通过EFP(Explosively Fomed Penetrator)与射流的结合,实现了大孔径射孔弹粉末罩化,彻底解决了杵堵问题,114型粉末罩大孔径射孔器的混凝土靶的检测数据接近国际先进水平.     

药型罩质量分布对射孔弹穿透性能的影响

文章用实验的方法研究了石油射孔弹药型罩质量（即密度）分布与射孔弹穿透特性之间的关系，实验中用的目前国内外普遍使用的金属粉末药型罩，罩质量（即密度）分布情况用γ射线检测仪检测，具体地研究了粉末密度沿药型罩径向以及轴向分布情况对射孔弹穿透深度的影响。     

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。     

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.     

Ф114mm大孔径高孔密射孔器研究

着重探讨了粉末罩大孔径高孔密射孔器的理论依据和设计方法，通过EFP（Explosively Formed Penetrator）与射流的结合，实现了大孔径射孔弹粉末罩化，彻底解决了杵堵问题，114型粉末罩大孔径射孔器的混凝土靶的检测数据接近国际先进水平。     

包覆型复合金属粉末用于射孔弹药型罩的研究

传统的药型罩将铜、钨等几种金属粉末及粘结剂按照一定的质量比进行机械混合。这种混合型金属粉末在压制过程中容易造成药型罩各部分质量分布不均匀,从而影响药型罩的总体性能,最终降低了射孔弹的穿孔性能和稳定性。利用化学置换法将铜、钨金属制成包覆型复合粉末,应用于射孔弹药型罩的制造。经实验证明,采用包覆型复合金属粉末能有效改善药型罩的成分偏析等不足。与同等成分的混合型金属粉末相比较,其射孔深度提高9.4%,射孔深度标准差降低了40%。     

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。     

提高粉末冶金不烧结药型罩质量的探讨

药型罩是射孔弹形成射流的部件，粉末冶金不烧结药型罩在药型罩生产中居重要地位，其结构和配方决定射流质量的优劣，合理的药罩粉末配方，原粉粉末和混合粉末的稳定的物理化学性能及严格的规范化的药型罩生产工艺是保证粉末冶金不烧结药型罩质量的关键，对提高射孔弹的穿孔性能起到非常重要的作用。本文从以上几方面对提高粉末冶金不烧结工型罩质量进行了探索。     

射孔弹穿孔孔径稳定性影响因素分析

在等孔径射孔弹设计中,装药结构、药型罩结构、压制工艺参数等因素都会影响穿孔孔径的稳定性.在同种壳体结构和装药量条件下,从中选取药型罩锥角、药型罩质量和罩顶药高3个关键因素,采用正交优化试验方法,设计3因素3水平的正交试验方案,确定3个因素对孔径稳定性的影响程度.经试验数据分析表明,影响射孔弹穿孔孔径稳定性的主要因素是药型罩锥角,其次是药型罩质量和罩顶药高;当药型罩角度为48°、药型罩质量为48 g、罩顶药高为7 mm时为最优组合,产品平均孔径达到15.5 mm,穿孔孔径稳定性达到98.3％.     

水平井用内定向复合射孔器研制

研制了在水平井中能自行定向的内定向复合射孔器.为提高其安全性能,通过调整枪身壁厚和减小枪身孔眼面积来增加枪身强度,通过改进压裂弹设计,如改进压裂弹药盒结构,改进压裂弹装药及阻燃层以延长压裂弹的点燃时间等,来降低压裂弹产生的峰值压力.为保证弹架灵活转动和定向,改进了弹架固定装置的设计,在弹架外配置了配重块,在弹架与弹架间增加了轴承.在3种型号复合射孔器的混凝土靶试验中,各项指标均符合有关行业标准.     

粘结制粒复合粉末应用于射孔弹药型罩压制的研究

根据射流破甲流体力学,提高药型罩整体密度和密度分布均匀性能够提高药型罩的质量.研究采用粘结制粒在旋转压制方式下制备出W-Cu复合粉末应用于药型罩压制,能够有效提高药型罩密度,改善密度分布均匀性.实验结果表明,复合粉末罩较传统粉末罩在穿深水平上平均提高了12%,稳定性平均提高5%.     

三元复合体系在多孔介质中的渗流特性

通过渗流实验,分析了影响三元复合体系及其乳状液在多孔介质中渗流特性的因素,建立了三元复合体系在多孔介质中表现为粘弹流体的本构方程,分别推导出了三元复合体系表现为粘性和粘弹性流体的渗流方程。结合实验,对其渗流方程计算结果进行了检验。结果表明,用粘弹流体的渗流方程可以较准确地描述三元复合体系的渗流特性。此研究结果对油田开展三元复合驱技术具有指导意义     

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.     

复合射孔爆炸与燃烧机理数值模拟分析

为了研究复合射孔爆炸与燃烧机理,建立了复合射孔有限元模型,利用LS_DYNA软件对模型进行了显性动力学数值计算,得出了射孔弹爆炸后枪身内产生的压力、温度分布情况。射孔弹爆炸后枪身内的压力和温度呈非均匀分布;时间越长、距起爆点距离越远时,冲击波、稀疏波在空气介质中形成的压力值越小。对弹间火药进行了冲击敏感性实验和热点火实验,在实验基础上,联系数值分析结果确定了枪身内火药的点火方式。通过实验得出弹间火药的热点温度在300～350℃之间;冲击敏感性为2.07～2.65GPa,延迟期为4μs。分析了枪身内射孔弹爆炸与火药燃烧耦合作用下火药燃烧性能和枪身内的压力的变化规律。火药的燃烧速度随压力、温度的升高而增快。p-t显示研究得出的复合射孔爆炸与燃烧机理具有较高的准确性。     

外刊拾萃

射孔—高能气体压裂复合技术研究王安仕等，《西安石油学院学报》1997，12（4）：12～18射孔—高能气体压裂复合技术是把射孔技术与高能气体压裂技术有机融合，其下艺过程是用推进剂药柱作为射孔弹架，把按规定尺寸镶嵌有射孔弹的推进剂药柱镇到射孔枪管里，组成射孔一高能气体压裂复合弹，采用油管输送撞击引爆工艺把它下放到油气井目的层的设计位置，投捧引爆底火导爆索，然后引爆射孔弹，射孔弹穿透枪身目的层套管，在地层产生直径为10～12mm，深度0．25～0．5m的小孔．延时燃烧的推进剂药柱产生的高温高压气体迅速通过射孔孔跟进入地层…     

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。     

四川测井公司QC成果获奖

四川石油管理局测井公司射孔技术分公司深入开展 QC活动 ,不断取得新成果 ,使 QC活动的水平跃上了新台阶。该分公司射孔弹厂的《提高低碎屑大孔径射孔弹性能》QC成果荣获局一等奖 ;射孔机械厂的《提高射孔枪质量》QC成果获局一等奖 ;射孔中队的《电缆射孔安全连接方式》和射孔弹厂的《提高各型射孔弹压罩、压弹模具的制造质量》两项 QC成果分别荣获局二、三等奖。表明 ,该分公司 QC活动卓有成效 ,促使 1 m射孔弹在推广应用中见到明显效果 ,为射孔工程技术服务扩大市场占有份额奠定了良好的基础。四川测井公司QC成果获奖…