專利名稱：油田射孔彈彈體粉末冶金材料及射孔彈彈體制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油開(kāi)采機(jī)械，主要涉及石油開(kāi)采使用的射孔彈。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的油田射孔器彈體是采用20號(hào)鋼，通過(guò)多次冷4齊壓和機(jī)械 加工方法生產(chǎn)制造的，普遍存在性能不穩(wěn)定、成本高、碎屑性差、 易卡井等諸多技術(shù)性問(wèn)題，在射孔作業(yè)時(shí)，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生殘孔，甚至 是盲孔，使油井的出油率達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)重時(shí)必須重新進(jìn)行射 孔作業(yè)，增加了釆油成本。此外，由于傳統(tǒng)加工工藝生產(chǎn)工序多， 生產(chǎn)效率低，材料利用低，使得彈體制造成本相對(duì)較高。另外，由 于20號(hào)鋼在彈體爆炸后產(chǎn)生的碎片較大，大量的碎片堆積在一起， 容易產(chǎn)生卡井事故，從而增加打撈作業(yè)，降低開(kāi)采效率，增加采油 成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述已有技術(shù)存在的問(wèn)題，研究提供一 種油田射孔彈彈體粉末冶金材料及其彈體的制作方法，達(dá)到提高彈 體作業(yè)性能穩(wěn)定性、簡(jiǎn)化生產(chǎn)制造加工工藝、降低成本、保證采油 效率、消除卡井事故發(fā)生的目的。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的油田射孔彈彈體粉末冶金材料由 鐵粉Fe、銅粉Cu、鎳粉Ni、石墨粉C和稀土粉按重量配伍組成， 各成份所占重量百分比為銅粉1-3%，鎳粉1-3%,石墨粉0. 3-1. 0%， 稀土粉O. 2-1. 2%,余量為鐵粉。
3一種用粉末冶金材料制作油田射孔彈彈體的方法是將配方中 全部銅粉、鎳粉、石墨粉、稀土粉及鐵粉原料經(jīng)均勻機(jī)械混合制備 成彈體壓制原材料；將上述混合金屬材料通過(guò)初模壓制成型、燒結(jié)， 加工成彈體初坯；將彈體初坯進(jìn)行二次分部位沖齊壓加工，提高彈體 初坯不同部位的密度，在彈體初坯的不同部位形成不同的密度梯度， 再次對(duì)彈體初坯進(jìn)行活化燒結(jié)，保證其基本的機(jī)械性能；最后通過(guò) 精模壓制凈近成型，得到油田射孔彈彈體，保證彈體尺寸精度。
本發(fā)明釆用粉末冶金技術(shù)和冷擠壓技術(shù)相結(jié)合的方法生產(chǎn)制造 新型的油田射孔器彈體，充分發(fā)揮了粉末冶金技術(shù)在材料組合和凈 近成型方面的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)不同合金材料的組合，強(qiáng)化基體組織，提 高材料的基體強(qiáng)度；采用分部位擠壓技術(shù)使彈體具有一定的密度梯 度，從而使彈體的不同部位獲得不同的性能，以滿足射孔彈在爆射 時(shí)對(duì)彈體的性能要求；制造時(shí)采用活化燒結(jié)技術(shù)控制材料基體組織 的孔隙形態(tài)，使彈體具有低碎屑性，即彈體在爆炸后易于形成小的 碎片，避免卡井事故的發(fā)生，具有配方科學(xué)合理、制造工藝簡(jiǎn)單、 成本低廉、作業(yè)性能好、使用可靠、P爭(zhēng)低釆油成本的特點(diǎn)。


附圖是粉末冶金材料油田射孔彈彈體A、 B、 C、 D四個(gè)部位密度
梯度示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面舉實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
稱取銅粉20千克、鎳粉20千克、石墨粉8千克、稀土粉10千 克、鐵粉942千克，總計(jì)1000千克備用，各成份占總重量的百分比 依次為2%、 2%、 0.8%、 1%和94. 2%,鐵粉粒度小于100目，銅粉、 鎳粉、石墨粉和稀土粉粒度小于200目。加工時(shí)，將配方中的全部銅粉、鎳粉、石墨粉、稀土粉及鐵粉原料經(jīng)V型混料機(jī)、在72轉(zhuǎn)/ 分鐘轉(zhuǎn)速下混料2小時(shí)，制備成彈體壓制材料；將上述混合金屬原 料分量通過(guò)初模壓制成型、燒結(jié)，加工成彈體初坯，初壓壓力為 500Mpa，初壓密度為6. 4g/cm3,初燒結(jié)溫度850°C,保溫時(shí)間1小 時(shí)；將彈體初坯進(jìn)^亍二次分部沖齊壓加工，提高彈體初坯不同部位的 密度，在彈體初坯的不同部位形成不同的密度梯度，再次對(duì)彈性初 坯進(jìn)行活化燒結(jié)，保證其基體機(jī)械性能，二次復(fù)壓壓力為800Mpa, 復(fù)壓密度為7. 28/cm3,活化燒結(jié)溫度1120-1200°C,復(fù)燒保溫時(shí)間2
小時(shí)，最后通過(guò)精才莫壓制凈近成型，保證彈體尺寸精度，得到油田 射孔彈彈體。
本發(fā)明加工工序少，生產(chǎn)效率高，材料利用率達(dá)到98%以上， 生產(chǎn)成本低廉。由于粉末冶金材料是非致密材料，材料內(nèi)部存在孔 隙，因此可以通過(guò)活化燒結(jié)技術(shù)控制材料基體組織的孔隙形態(tài)，使 彈體具有低碎屑性，即彈體在爆炸后易于形成小的碎片，不會(huì)發(fā)生 卡井事故，且避免了殘孔和盲孔的現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1、一種油田射孔彈彈體粉末冶金材料，其特征在于該材料由鐵粉Fe、銅粉Cu、鎳粉Ni、石墨粉C和稀土粉按重量配伍組成，各成份所占重量百分比為銅粉1-3％，鎳粉1-3％，石墨粉0.3-1.0％，稀土粉0.2-1.2％，余量為鐵粉。
2、 一種如權(quán)利要求1所述的油田射孔彈彈體制作方法，其特征 在于將配方中全部銅粉、鎳粉、石墨粉、稀土粉及鐵粉原料經(jīng)均 勻機(jī)械混合制備成彈體壓制原材料；將上述混合金屬材料通過(guò)初模 壓制成型、燒結(jié)，加工成彈體初坯；將彈體初坯進(jìn)行二次分部位擠 壓加工，再次對(duì)彈體初坯進(jìn)行活化燒結(jié)，最后通過(guò)精模壓制凈近成 型，得到油田射孔彈彈體。
全文摘要
油田射孔彈彈體粉末冶金材料及射孔彈彈體制作方法屬于石油開(kāi)采機(jī)械；該材料由鐵粉、銅粉、鎳粉、石墨粉和稀土粉按不同重量配伍組成，通過(guò)將上述原料的機(jī)械混合、經(jīng)初模壓制成型、燒結(jié)加工成彈體初坯，再經(jīng)二次分部擠壓在彈體不同部位形成一定的密度梯度，然后再進(jìn)行活化燒結(jié)，最后通過(guò)精模壓制凈近成型，得到油田射孔彈彈體；本發(fā)明配方科學(xué)合理，制造工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，作業(yè)性能好，使用可靠。
文檔編號(hào)C22C38/16GK101509100SQ20091007163
公開(kāi)日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2009年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月26日
發(fā)明者戴建東, 軍 邢 申請(qǐng)人:黑龍江省機(jī)械科學(xué)研究院