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。     

双复射孔器的原理、应用及前景展望

本文以双复102型射孔器的设计为例，介绍双复射孔器原理及应用。双复射孔器的原理就是利用复式枪结构实现无用能量的分解；利用复式弹及全封闭结构实现有用能量的集束释放，采用复式枪可以分解爆炸冲击波对射孔枪的作用，较大幅度地减薄枪壁的厚度，为扩大枪体外径和内径提供条件。扩大枪的外径可以减小射流在穿透井液时的损耗，提高射孔弹穿深，还可以使套管上的孔眼分布趋于均匀一致，有利于减小射孔对套管的损伤；扩大射孔枪的内径可以提高射孔弹的内炸高，达到提高穿深的目的，复式射孔弹缩短了射孔弹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，实现了能量的集束释放，提高了火药的效率，射孔弹采用肩台式装药，进而增强了扩孔造缝能力。双复射孔器设计上具有独到之处，提高了射孔器的各项主要技术指标，为中、低渗透油层的开发提供了更有效的技术手段，是新井（或新层）射孔首选的射孔器，具有广泛的推广应用价值。139.7mm以上的各种套管井中使用的射孔器都可以按照这种原理进行设计。     

双复射孔器性能实验研究与应用

双复射孔器主要由复式射孔枪和复式射孔弹组成。双复射孔器有两种系列，一种是适用于高渗透油藏的复式射孔器；另一种是射孔弹前仓配装火药，适用于中低渗透油藏的双复式射孔器。由于采用了复式射孔枪和复式射孔弹结构，使射孔弹和火药能量得到充分利用。因此与一般的枪径及弹型的射孔器比较，其穿孔深度提高7％以上，孔容提高10％以上。特别是双复式射孔器，经地面多种模拟实验证实，它具有极强的扩孔造逢效力。该项技术已在胜利油田应用300多口井，见到良好的效果。     

双复射孔器的研究及在胜利油田的应用

双复射孔器(射孔枪使用复式射孔枪，射孔弹是复式射孔弹)是胜利测井公司研制成功的新型射孔器。采用内外枪结构，外枪减薄承受外压，内枪(不同于弹架)加厚承受内压，内枪加厚为外枪减薄提供条件，同时提高射孔弹的内炸高，提高射孔弹的穿深；复式射孔弹采用火箭推进剂为能源，在射孔的同时通过射孔孔眼对地层实施压裂、造缝，是中、低渗透油层首选的射孔器。本文对双复射孔器在胜利油田的应用作了简要的介绍与分析。     

双复射孔器性能实验研究与应用

双复射孔器由复式射孔枪和复式射孔弹组成。双复射孔器有2种系列,一种是射孔弹前仓配未装火药的适用于高渗透油藏的复式射孔器;另一种是射孔弹前仓配装火药的适用于中低渗透油藏的双复式射孔器。由于采用了复式射孔枪和复式射孔弹结构,使射孔弹和火药能量得到充分利用,与一般的枪径及弹型的射孔器比较,其穿孔深度提高7%以上,孔容提高10%以上。经地面枪体胀径实验、固弹方式、穿深对比实验证实,双复射孔器枪体胀径符合标准,固弹方式牢靠,其性能明显优于其他类型的射孔器。该项成果已在胜利油田应用400多口井,见到良好的效果。     

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。     

双复射孔器在胜利油区中低渗透油藏的应用

双复射孔器主要由复式射孔枪和复式射孔弹组成,其独特的内外枪体及轴向装药结构解决了常规射孔器枪内炸高严重不足和复合射孔器火药能量利用率低的问题。现已形成双复射孔器系列,应用时可根据地层物性和井眼条件选择相应的射孔器。在相同地层条件下,双复射孔器的应用效果明显优于普通射孔器,并具有压裂效果。该技术为消除钻井泥浆污染造成的油层表皮伤害和沟通油层天然裂缝提供了新的技术手段,特别适用于中、低渗透性油层的开采。该技术已在胜利油区全面推广应用。     

多级火药装药技术在超正压复合射孔中的燃烧机理分析及试验研究

分析了超正压复合射孔中多级火药装药在井下作功的燃烧机理，简单叙述了试验概况。结果表明：利用复合射孔枪上下位置、弹架内外有效空间。分别安置多级火药装药，采用不同的点火方式和装药结构，控制每级装药不同的发火时间和点火延迟期，可避免多级装药在井下点火燃烧过程中产生峰值压力叠加，保护套管，实现复合射孔较大的火药装药量，较长的燃气压力脉冲作用时间，达到较理想的射孔延缝深度与宽度。     

燃气动力正压复合射孔技术的试验研究

本文叙述了燃气动力正压复合射孔技术的原理、基本结构、装药设计、地面模拟试验及现场试验情况。结果表明燃气动力正压复合射孔技术利用一级和二级动力火药在射孔弹穿孔作用前后加压，燃气冲击造缝能力强，是解除近井地带污染，破碎射孔压实带的一项射孔新技术。     

小井眼射孔器的研制和应用

该文分析目前小井眼射孔的现状。对新研制的小井眼射孔器的射孔弹和射孔枪的结构及弹架的设计作了简要的说明．小井眼射孔器通过改善射孔弹的装药结构。扩大射孔枪的外径。减小套管与射孔枪的间隙。达到扩大入口孔径、增大孔容和提高穿孔深度的目的。从而达到提高采收率的目的。     

爆轰与聚能射流下射孔枪和套管的应力强度耦合仿真分析

为了探明聚能射孔爆轰冲击载荷下套管的力学性能,在LS-DYNA软件中建立射孔弹-射孔枪-套管三维模型,应用ALE算子分离算法,实现爆轰、药型罩固流转化、侵彻套管和射孔枪的大变形与流固耦合仿真,分析爆轰波叠加对能量、密度、射流速度、套管和射孔枪强度的影响。结果表明,射孔枪射孔孔径为18.7 mm,套管射孔孔径为7.7 mm,穿透射孔枪盲孔过程消耗了大量能量;射孔枪各孔相连125 mm宽带内,最小应力774 MPa,接近材料屈服强度,高爆轰压力作用下发生了“胀枪”;对比单射孔弹射穿套管,3枚射孔弹所用时间减少了8 μs,最大应力增加了260 MPa,并且套管应力值超过材料屈服强度范围(较单枚增加了2.5 mm的圆环),爆轰重叠区域中心的套管应力也提高了739 MPa,说明爆轰波弹间的叠加加重了对套管的伤害。研究结果为射孔枪安全优化设计和爆轰冲击下套管的力学性能分析提供了技术指导和新思路。     

定射角定方位射孔新技术

介绍了定方位射孔技术的原理及其增产效果不明显的原因。研究开发了可获得明显增产效果的定射角定方位射孔器,它能使枪里每发射孔弹都能按调定的角度射向油、气层的主应力方向。地面模拟试验证明,射角在40°以内时,定射角定方位射孔是可行的。给出了调角弹架的示意图,详细说明了调节角度的方法步骤。介绍了定射角枪体与一般定方位枪体的3点不同:孔密降低,盲孔拉长,每支枪装弹都是偶数。详细说明了定射角定方位射孔器的优点和缺点。分析了油管输送直井、油管输送斜井和电缆输送斜井定射角定方位射孔器的应用及其枪柱特点。认为我国的定方位射孔技术还处于发展、完善阶段,指出了今后的研究发展方向。     

双复140型定向射孔器的研制及其在郑科平1井的应用

介绍了胜利油田郑科平1井的地质概况、所属区块的油藏特征以及对射孔施工的要求.对射孔枪的材质、定向方式、射孔弹结构、药量,射孔弹的布孔方式等进行理论分析和现场试验,从而研制出了双复140型定向射孔器,并对其设计思路、设计难点、现场试验结果作了详细介绍,在郑科平1井的应用中达到应有的效果.     

内盲孔射孔器在吉林油田的应用

本文从内盲孔射孔器的可行性入手,分析内盲孔射孔器与外盲孔射孔器相比所具有的突出优点,对射孔器的加工工艺方案设计及打靶试验情况进行了说明。并将该射孔器的穿透深度与外盲孔射孔器的穿透深度进行比较。通过对在油田初步应用的射后效果进行收集、分析,表明内盲孔射孔器工艺可行,可提高射孔穿透深度10%以上,从而达到提高油气井产能的目的。     

基于SPH方法的射孔枪设计及射孔过程研究

基于SPH方法对射孔枪射孔过程进行了模拟,并实现高速射流情况下的射孔过程仿真.计算了射孔弹弹型不变的情况下以40CrNiMo为材料的枪筒,在不同射流速度下盲孔毛刺高度值,不同射流速度和不同盲孔深度下的穿孔直径以及不同材料下毛刺高度值.通过计算发现,盲孔毛刺高度随射孔速度的增加而降低,且高度值变化幅度越来越小;射孔枪的穿...     

高孔密、大孔径140射孔器的开发应用

部分油田的稠油开采采用出砂冷采技术,要求在射孔完井中尽量提高射孔孔眼的密度和孔径,高孔密、大孔径140射孔器就是为了满足出砂冷采技术需求开发的.着重介绍了高孔密、大孔径140射孔器的开发研制及其应用情况.通过对枪身器材的优选、射孔弹结构及性能的改进、布孔方案的设计,实现了孔密40孔/m,套管孔径28 mm,穿深246mm的技术指标.同时又对跟踪测量仪的结构进行了改进,提高了测量精度.通过现场应用取得了较好的增产效果,为今后进一步提高高孔密大孔径射孔器的性能提供了借鉴经验.     

基于HMX/HNS组合的双层装药射孔弹实验研究

为研究石油射孔弹装药对药型罩爆轰驱动的聚能射流形态和参数,提出一种高性能双层装药射孔弹,通过少量的高爆速辅助炸药改变原主炸药的从起爆端依次传爆的顺序,部分主炸药被几乎同时激发,增大主炸药对药型罩作用的压跨角,提高了原低爆速主炸药的能量利用率。设计3种类型的双层装药射孔弹,由2种炸药组成:一种为爆速高的HMX辅助炸药,一种为爆速较低的HNS主炸药。初步实验验证,装填HMX/HNS炸药的双层装药射孔弹钢靶平均穿深最大提高23.5%,混凝土靶平均穿深最大提高19.6%。基于HMX/HNS组合的双层装药射孔弹模拟计算和实验结果,研究了HMX/RDX组合的双层装药射孔弹在3种类型上的表现,其射流的速度和动能相对于原RDX炸药射孔弹提高较小,实验钢靶、混凝土靶平均穿深最大提高分别只有9.1%、11%。对比HMX/HNS组合与HMX/RDX组合可知,双层装药的射孔弹性能同辅助炸药与主炸药爆速差有重要的关系。     

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。