射孔弹粉末药型罩材料选取标准及工艺探索

药型罩是射孔弹的重要组成部分,其材料性能与其聚能效应存在密切联系。选择合适的材料,能够提高射孔弹的穿射性能和深度。过去,对于射孔弹药型罩的选择主要以单金属为主,但随着聚能装药技术研究的不断深化,单金属药型罩难以满足射孔弹性能需求。而粉末药型罩能够满足射孔弹设计需求,如何选择合适的材料与工艺成为提高射孔弹性能的关键。本文从粉末药型罩材料选择和工艺两个方面对射孔弹粉末药型罩进行分析,通过对不同类型的粉末材料、传统与现代制造工艺的比较,进一步把握粉末材料和工艺的选择,以期提高射孔弹粉末药型罩性能,为我国石油射孔技术的发展提供强有力的支持。     

石油射孔弹威力计算与设计

石油天然气井打深孔是资源开采与挖掘的一项关重技术,也是油气井完工任务重要指标之一。射孔石油弹的基本原理是聚能效应,炸药引爆后爆轰波作用到药型罩上,使金属罩发生微变形向弹体轴线发生运动并在射孔弹药高压的作用下形成一股持续高速的金属强射流然后完成射孔。本文计算出射孔弹的穿深和射孔孔径,射孔弹的心脏是药型罩,因此药型罩的设计对射孔深度和射孔孔径有直接的影响。本文还对药型罩的具体结构进行了设计。     

大孔径石油射孔弹性能的实验研究

在实验的基础上，以Φ24mm大孔径石油射孔弹为研究对象，从药型罩，炸药的种类二个主要方面进行了实验研究。为大孔径射孔弹的设计开发提供了一些基础数据。     

粉末药型罩金属粒度级配及热处理对聚能射流性能的影响

利用筛分法,将127型石油射孔弹药型罩中的铜粉进行颗粒分级,并与其他金属粉进行粒度级配,通过粒度分布分析及射孔弹侵彻钢靶试验,研究了粉末药型罩中金属颗粒的粒度级配及分布对聚能射流性能的影响,同时对药型罩进行了热处理研究.结果表明,射孔弹药型罩中铜粉的粒度对聚能射流性能有重要影响,合理的金属粒度级配及分布能提高射孔弹侵彻钢靶的能力.粉末药型罩经热处理后,可提高药型罩的致密性和强度,能有效地改善聚能射流性能.优化后的药型罩使127型石油射孔弹侵彻钢靶深度提高11.6%.     

数值仿真技术在药型罩配方优化中的应用

介绍了射孔弹数值仿真模型的建立,利用数值仿真技术对深穿透药型罩配方密度进行优化。通过给出理想密度数值,选择4种理论密度在理想密度值附近的药型罩配方,根据地面穿45~#钢靶性能试验优选出深穿透射孔弹最佳配方。结果显示:将筛选出的最佳配方应用在常规射孔弹上,经45~#钢靶检测,射孔弹的穿孔深度和孔径均有明显提高,与仿真结果基本一致。     

变壁厚石油射孔弹聚能射流形成的影响因素分析

为研究药型罩锥角、壁厚等对石油射孔弹聚能装药引爆形成的聚能射流影响,利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,采用ALE方法对变壁厚石油射孔弹聚能射流的形成过程进行了模拟分析,得出型罩结构与射流头部速度的关系。研究结果表明,药型罩锥角越大,射流速度越小,形成的杵体长度相比于射流的长度也越小;同锥角药型罩壁厚越小,聚能射流的形态发育得越好,药型罩壁厚越大,射流速度越低。     

药型罩用粉体混合均匀性对射孔弹穿深的影响

为了研究药型罩用多组分粉体混合均匀性对射孔弹穿孔性能的影响,选择两种不同质量配比的钨铜粉末药型罩配方,配方1组分包括铜粉、钨粉和铜铅粉,配方2组分包括铜粉、钨粉和铋粉,两种配方各组分的质量分数相同。首先计算两种钨铜粉末配方中各粉体的特征值,其次对各特征值进行计算,得到各组分的混合系数和粉体的差异化比值,通过对比混合系数差异化比值的大小来判定粉体混合均匀程度,最后利用地面静破甲试验验证射孔弹的穿深稳定性。结果表明：配方1混合系数差异化比值为1.4,远小于配方2的混合系数差异化比值（76.5）;配方1地面静破甲的穿深稳定性达98.6%,大于配方2的穿深稳定性,充分说明了粉体混合均匀性是射孔弹穿深的主要影响因素之一。     

油气井全通径射孔夹层系统的研究

全通径夹层系统是全通径射孔的重要组成部分,其性能直接影响到全通径大跨度、多层段射孔作业的成败。经过弹架材料的优选、走索形式的设计以及弹架壁厚的优化,设计了全通径夹层系统的核心部件——自毁式夹层弹架,同时也设计了相应的夹层枪身、定位对正组件。通过地面试验及现场应用结果表明,该夹层系统能够满足现场应用要求。     

基于原位条件打靶实验的乌石区块射孔弹优选

射孔是乌石油田最常用的完井方式,射孔完井后的产能与所采用射孔弹密切相关。目前市场上的射孔弹种类多,但与之对应的穿孔能力和射孔流动效率研究较少,致使现场对射孔弹的优选缺乏支撑。为此,采用大尺寸砂岩靶射孔流动效率测试系统对乌石油田两套储层常用的射孔弹进行射孔打靶实验,研究不同射孔弹的穿深和射孔流动效率。实验结果表明,射孔后,中孔渗地层由于孔道压实,流动效率会降低,而低孔渗地层由于孔道附近形成微裂纹,流动效率会增大;流二段地层备选的4种射孔弹穿孔的能力和射孔流动效率相差不大,从经济的角度考虑,推荐采用高孔密大孔深穿透射孔弹（CN＿114-40）。     

射孔优化设计软件进行射孔弹优选及应用

水平井产能与储层渗流条件、钻井污染深度和选择的射孔弹密切相关。现阶段国内某些油田在进行射孔弹选择时,多数以以往经验为选择依据,这将严重限制水平井产率比的提高,影响油井产能的发挥。结合水平井射孔优化设计软件,以某油田一口水平井为例,在预测钻井污染深度和射孔穿透深度的基础上,进行了水平井射孔弹优选,为油田钻井污染深度预测和射孔弹选择提供了一种科学的方法,同时提高了经济效益。     

相对深度法进行校深在现场的应用

射孔的关键是把射孔枪准确的送到目的层段,将顶部第一发弹对准目的层顶界。习惯上把这项对射孔层点火深度进行准确定位的工作称为射孔校深。在玉门油田现阶段应用最多的是用相对深度法进行射孔深度定位,文章对影响射孔深度定位精度的主要因素进行了分析,并提出了解决该问题的相应办法。     

102枪装127弹射孔工艺在大庆油田的开发与应用

为探索在大庆油田140mm套管井上应用127射孔弹以提高射孔穿深,达到更好的射孔效果,研制出102枪装127弹射孔工艺技术。模拟井和地面试验井试验表明,该工艺解决了枪身强度、合理装药量等关键技术,使该项新工艺既实现了射孔弹最佳合理炸高和枪靶间隙以达到深穿透的目的,又防止了102枪涨大、炸裂。大庆油田近千口井现场试验表明,该技术的射孔穿深、孔径等技术指标在行业标准允许的范围内,并能有效地提高采液、采油强度。     

深穿透(DP)与大口径(BH)射孔弹在地层现场应用分析

射孔完井是油气田勘探开发过程中不可缺少的环节,对油气井产能影响很大。目前现场使用的射孔弹主要有深穿透(DP)和大口径(BH)两种。深穿透和大口径的设计为了根据油田现场不同的地层渗透率而研制。为了更好地发挥射孔弹的效果,要根据现场油层的渗透率来选择不同的射孔弹类型,更好地发挥射孔弹的功效。     

辅助药型罩材料对超聚能射流性能影响的数值模拟

为了研究超聚能射流形成过程中辅助药型罩材料对射流性能的影响,利用AUTODYN-2D软件,采用高精度多物质求解器Euler-2D Multi-material对辅助药型罩材料分别为Wu、Cu、Fe,锥形药型罩材料为Al的截顶辅助药型罩超聚能装药进行模拟。结果表明,与传统聚能装药相比,超聚能装药结构形成的射流性能更优。辅助药型罩材料密度越大,超聚能射流形态和连续性越好;超聚能射流具有更高的头部速度和能量。用Wu、Cu、Fe作辅助药型罩材料时,超聚能射流的最大速度分别为14 400、13 300和13 100m/s,最大能量分别为10.2×10~7、8.5×10~7、7.5×10~7 J/kg,并且材料密度越大,起爆后相同时刻的射流形态越细越长。     

精确穿深射孔在SH6-H2311井工程解堵的应用

精确穿深射孔主要是为了满足特殊井的工程施工要求,针对目标设计射孔弹及射孔枪配套系统,使射孔弹的穿深能够得到准确的控制,可以广泛应用于需要解堵、解卡的工程施工中。本文论述的是根据目标管壁的材质与壁厚设计精确穿深射孔器,通过地面试验,确定射孔器各项参数,科学控制施工重点工序,从而保证了精确穿深射孔在SH6-H2311井工程解堵施工的成功。     

基于石油射孔电机驱动方式的定方位方法与性能测试研究

本文依据油气井用定方位射孔技术使用原理,设计开发出一种电机驱动方式的定方位性能测试方法,并设计出试验装置,该试验装置可测试常温、高温环境下电机旋转弹架性能测试,为石油射孔驱动弹架定方位的装置提供一套新型测试方法与试验装置,经过测试试验,该装置满足性能测试要求。     

如何粘接射孔弹

井下射孔是石油工业找气找油钻井工艺中的一个重要环节。射孔使用的射孔弹弹体外壳,一般是采用高级陶瓷或高级玻璃为材料制成的,装配好后由弹壳两部分合拢平面粘接为一密封整体。随着我国石油工业的发展,对其粘接处的耐高温、耐高压及密封性的要求也越来越高。     

油田射孔弹射孔稳定性的影响因素及对策

油气井射孔对石油勘探行业至关重要,射孔弹的效果在于对井下目的层破坏性穿孔,实现渗流通道与目的层的流通。本文在当前主流射孔技术的基础上,探讨了油田射孔弹射孔稳定性的影响因素,并提出了对应的解决对策。     

内定向斜井定方位定射角射孔技术用可测量方位的自旋转起爆装置研究与应用

本文针对油田中后期薄层井、剩余油井、油水同层等复杂井开采常使用的定方位定射角射孔技术测量方位问题,设计开发出自旋转起爆装置,该装置通过旋转起爆机构与内定向斜井定方位定射角射孔器弹架相连,采用重力自定向技术,弹架与旋转起爆机构在射孔枪内自由旋转,通过陀螺仪测试旋转起爆机构中方位键的方位,测量整支弹架的方位。通过对比试验验证,自旋转起爆装置能够满足定方位定射角射孔技术中的方位测量要求,为内定向斜井定方位定射角射孔技术提供一套可测量方位的自旋转起爆装置。     

线形EFP药型罩设计

为提高多EFP战斗部单位面积上的弹丸个数,提出了一种新型EFP--线形EFP,并探索了新型EFP药型罩的设计方法和毁伤效应.参考常规EFP药型罩设计方法,设计了不同形状和不同材料的线形EFP药型罩,并通过数值仿真和试验比较了线形EFP药型罩顶点厚度、形状和材料以及相邻两条预控刻槽间的圆心角对线形EFP成行性和穿甲能力的影响.结果表明,将线形EFP药型罩用于多EFP战斗部可使防空反导型战斗部对钢板的侵彻能力提高到25mm.