專利名稱：一種二次爆炸釋能藥型罩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及屬于油田開發(fā)射孔作業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種二次爆炸釋能藥型罩。
背景技術(shù)：
使用聚能射孔器進(jìn)行射孔作業(yè)目前仍是石油勘探開發(fā)中主要完井方式，聚能射孔彈被導(dǎo)爆索引爆后，射孔彈的藥型罩在爆轟波作用下形成高速的金屬射流，穿透射孔槍、套管、水泥環(huán)進(jìn)入地層，形成油氣流進(jìn)入井筒的通道?？椎辣凇⒌貙訋r石受到高溫、高壓的射流沖擊后變形、破碎和壓實，在射孔孔道的周圍形成壓實帶；實驗研究認(rèn)為這一壓實帶厚約 0. 64—1. 27cm，滲透率為原始滲透率的7%—20%，嚴(yán)重影響了油井的產(chǎn)能。此外射孔彈穿孔過程中在孔道內(nèi)殘留的巖石碎屑和金屬粉末增大了地層流體流向孔眼的流動阻力，從而降低了油井的生產(chǎn)能力。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中的問題，本發(fā)明目的是提供一種二次爆炸釋能藥型罩，本發(fā)明采用二次爆炸釋能藥型罩在射孔孔道內(nèi)產(chǎn)生二次爆炸，清潔孔道，提高孔道周圍儲層的滲透率，從而提高射孔孔道的導(dǎo)流能力，增加油井的生產(chǎn)能力。本發(fā)明的技術(shù)方案是該二次爆炸釋能藥型罩內(nèi)壁設(shè)有含能材料層及深穿透材料層，含能材料層是由質(zhì)量含量為60% 99%金屬鋁及質(zhì)量含量為1% 40%與金屬鋁發(fā)生放熱反應(yīng)的兩種以上的金屬或非金屬組合而成；深穿透材料層由質(zhì)量含量為60 85%的鎢、 質(zhì)量含量為10 40%的銅和質(zhì)量含量為5 25%的鉍組成或者由質(zhì)量含量為60 80%的鎢、質(zhì)量含量為10 40%的銅、質(zhì)量含量為5 25%的鉛和質(zhì)量含量為1 10%的鉬粉末合金組成。本發(fā)明具有如下有益效果射孔彈采用本發(fā)明后，在射流中或射流尾部含有一定比例的高溫熔化狀態(tài)的鋁或者相類似的其混合金屬，進(jìn)入孔道后與隨后進(jìn)入的井液發(fā)生二次爆炸。本發(fā)明一種是在深穿透射孔彈藥型罩外層采用噴涂或壓制一層含能材料，成為一種復(fù)合藥型罩；另一種可以將含能材料以一定比例加入深穿透藥型罩的金屬粉末中，通過壓制、烘干等工藝形成特殊藥型罩。通過工裝模具將二次爆炸釋能藥型罩與射孔彈殼體、炸藥壓制成為二次爆炸釋能射孔彈。通過導(dǎo)爆索起爆后，在爆炸壓力作用下，二次爆炸釋能藥型罩內(nèi)層產(chǎn)生的高速金屬射流，穿透套管、水泥環(huán)，在巖石中侵徹出射孔孔道之后，藥型罩外層含能材料形成杵體，跟隨金屬射流進(jìn)入射孔孔道，在孔道形成后的數(shù)毫秒內(nèi)產(chǎn)生強烈的放熱二次爆炸反應(yīng)，釋放大量的氣體和熱，使孔道附近的壓力增加，產(chǎn)生流向井筒的涌流，對孔道的壓實帶進(jìn)行沖洗，將孔道內(nèi)脫落的巖石碎屑和金屬粉末從孔道中清除，并在孔道末端產(chǎn)生裂縫；最終實現(xiàn)清潔孔道，增加孔道直徑，提高射孔孔道導(dǎo)流能力的目標(biāo)。這種二次爆炸釋能藥型罩壓制的射孔彈組裝成為射孔器，在油田開發(fā)射孔施工中，作用優(yōu)勢表現(xiàn)為射孔作業(yè)的同時含能材料隨深穿透射孔彈產(chǎn)生的金屬射流同時進(jìn)入射孔孔道中，首先保證了射孔深度的關(guān)鍵指標(biāo)不降低，之后在毫秒級時間內(nèi)產(chǎn)生強烈的放熱反應(yīng)，釋放大量氣體，是直接作用在射孔孔道內(nèi)部，直接對射孔孔道內(nèi)的壓實帶、碎屑和雜質(zhì)進(jìn)行沖洗和返涌，將孔道的壓實帶進(jìn)行沖洗，將孔道內(nèi)脫落的巖石碎屑和金屬粉末從孔道中清除，并在孔道末端產(chǎn)生裂縫；最終實現(xiàn)清潔孔道，增加孔道直徑，因此同樣能量下功效更高。應(yīng)用二次爆炸釋能藥型罩射孔彈技術(shù)射孔能實現(xiàn)清潔射孔孔道的目的，增加射孔孔道的體積和滲透率，提高射孔孔道的導(dǎo)流能力。通過現(xiàn)場產(chǎn)能對比，應(yīng)用此項技術(shù)進(jìn)行射孔，能夠使作業(yè)井的產(chǎn)量顯著上升。


附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意附圖2是單層二次爆炸釋能藥型罩結(jié)構(gòu)示意圖。1-射孔彈殼體；2-炸藥；3-含能材料層，4-深穿透材料層。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明
如圖中所示，本發(fā)明是與標(biāo)準(zhǔn)的DP36RDX-4型射孔彈殼體1配合應(yīng)用，殼體材料為A3 鋼，所實施的射孔彈均采用R852炸藥2，單發(fā)裝藥量為23克，主要發(fā)明部分的雙層復(fù)合二次爆炸釋能藥型罩包括二次爆炸釋能藥型罩的含能材料層3和二次爆炸釋能藥型罩的深穿透材料層4組成，在射流穿孔之后，以高溫熔化狀態(tài)的鋁或者相類似的其混合金屬與井液一同進(jìn)入射孔孔道，在孔道內(nèi)發(fā)生強烈的放熱反應(yīng)，產(chǎn)生二次爆炸對射孔孔道進(jìn)行直接作用。二次爆炸釋能藥型罩的深穿透材料層在射孔彈起爆后能形成高速(7000—9000米/ 秒)的金屬射流，金屬射流具備較高的能量，具有較好的穿深性能。以上所有配方材料的粒度直徑均在20微米到75微米之間，含能材料層占二次爆炸釋能藥型罩總體厚度的三分之一左右，深穿透材料層占二次爆炸釋能藥型罩總體厚度的三分之二，采用與普通射孔彈相同的壓藥工藝進(jìn)行射孔彈生產(chǎn)。射孔為模擬井下狀態(tài)，單發(fā)射孔彈裝外徑89mm的射孔槍，目標(biāo)靶為標(biāo)準(zhǔn)砂巖靶， 靶上端有8mm厚45#鋼板模擬套管，射孔槍與靶上端距離10mm，整體在水槽內(nèi)進(jìn)行，射孔后進(jìn)行孔道容積測量，之后縱向剖開砂巖靶進(jìn)行孔道直徑、輪廓等參數(shù)測量。雙層復(fù)合罩二次爆炸釋能射孔彈穿砂巖靶數(shù)據(jù)表1
否能材料層配方I砂巖入Π孔道直徑(mm) I孔道深度(mm) |孔道容積(ml) |末端裂縫描ij"
配方 1 75% 鋁 20% 鈷 5% 二氧化硅 12. 1_ 481. 51335 條
配方 2 65% 鋁 17% 鐵 17% 鎳 1% 碳 ib. 7_ 497. 2 204 條
配方 3 65% 鋁 20% 錫 10% 錳 5% 硫 20. 1_ 458. 7U24 條
1比的原單層深穿透藥型罩 111. 8丨486.3145|無
上表中的每個配方結(jié)合質(zhì)量含量為70%的鎢、質(zhì)量含量為25%的銅和質(zhì)量含量為5%的鉍的深穿透層。雙層復(fù)合罩二次爆炸釋能射孔彈與原深穿透射孔彈穿砂巖靶進(jìn)行比較，配方1 的雙層復(fù)合罩二次爆炸釋能射孔彈射孔的砂巖靶入口孔道直徑22. 1 mm，射孔孔道深度 481. 5mm，孔道容積133 ml，末端產(chǎn)生5條裂縫；原深穿透射孔彈射孔的砂巖靶入口孔道直徑11. 8mm，射孔孔道深度486. 3mm，孔道容積45 ml，孔道內(nèi)有少量粉末狀金屬或砂巖的雜質(zhì)，末端無裂縫。因此，雙層復(fù)合二次爆炸釋能藥型罩射孔后明顯增加射孔孔道體積，在孔道末端產(chǎn)生裂縫，改善了射孔壓實帶。
本發(fā)明還包含采用以上兩部分材料配方，通過混合均勻、壓制成型得到單層二次爆炸釋能藥型罩，如圖2所示，與標(biāo)準(zhǔn)的SDP45RDX-1型射孔彈殼體配合應(yīng)用，殼體材料為A3 鋼，所實施的射孔彈均采用R852炸藥2，單發(fā)裝藥量為39克，配套外徑102mm射孔槍，其余實施條件同上。以下所有配方材料的粒度直徑均在20微米到75微米之間。單層罩二次爆炸釋能射孔彈穿砂巖靶數(shù)據(jù)表權(quán)利要求
1.一種二次爆炸釋能藥型罩，所述的藥型罩內(nèi)壁設(shè)有含能材料層(3)及深穿透材料層 (4)，含能材料層(3)是由質(zhì)量含量為60% 99%金屬鋁及質(zhì)量含量為1% 40%與金屬鋁發(fā)生放熱反應(yīng)的兩種以上的金屬或非金屬組合而成；深穿透材料層(4)由質(zhì)量含量為60 85%的鎢、質(zhì)量含量為10 40%的銅和質(zhì)量含量為5 25%的鉍組成或者由質(zhì)量含量為 60 80%的鎢、質(zhì)量含量為10 40%的銅、質(zhì)量含量為5 25%的鉛和質(zhì)量含量為1 10%的鉬粉末合金組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次爆炸釋能藥型罩，其特征在于與金屬鋁發(fā)生放熱反應(yīng)的兩種以上的金屬或非金屬為鈷、硅單質(zhì)或氧化物，其質(zhì)量比為4 :1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次爆炸釋能藥型罩，其特征在于與金屬鋁發(fā)生放熱反應(yīng)的兩種以上的金屬或非金屬為鐵、鎳、碳單質(zhì)或氧化物，其質(zhì)量比為1 :1 0. 06。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次爆炸釋能藥型罩，其特征在于與金屬鋁發(fā)生放熱反應(yīng)的兩種以上的金屬或非金屬為錫、錳、硫單質(zhì)或氧化物，其質(zhì)量比為4 2 :1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的二次爆炸釋能藥型罩，其特征在于含能材料層(3)由 75%的鋁、20%的鈷及5%的二氧化硅組成，深穿透材料層⑷由70%的鎢、25%的銅和5% 的組成。
6.權(quán)利要求1所述的二次爆炸釋能藥型罩，在射流穿孔之后，以高溫熔化狀態(tài)的鋁或者相類似的其混合金屬與井液一同進(jìn)入射孔孔道，在孔道內(nèi)發(fā)生強烈的放熱反應(yīng)，產(chǎn)生二次爆炸對射孔孔道進(jìn)行直接作用，深穿透材料層在射孔彈起爆后能形成高速7000— 9000 米/秒的金屬射流，配方材料的粒度直徑均在20微米到75微米之間，含能材料層占二次爆炸釋能藥型罩總體厚度的三分之一左右，深穿透材料層占二次爆炸釋能藥型罩總體厚度的三分之二。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種二次爆炸釋能藥型罩。所述的藥型罩內(nèi)壁設(shè)有含能材料層(3)及深穿透材料層(4)，含能材料層(3)是由質(zhì)量含量為60%～99%金屬鋁及質(zhì)量含量為1%～40%與金屬鋁發(fā)生放熱反應(yīng)的兩種以上的金屬或非金屬組合而成；深穿透材料層(4)由質(zhì)量含量為60～85%的鎢、質(zhì)量含量為10～40%的銅和質(zhì)量含量為5～25%的鉍組成或者由質(zhì)量含量為60～80%的鎢、質(zhì)量含量為10～40%的銅、質(zhì)量含量為5～25%的鉛和質(zhì)量含量為1～10%的鉬粉末合金組成。本發(fā)明采用二次爆炸釋能藥型罩在射孔孔道內(nèi)產(chǎn)生二次爆炸，清潔孔道，提高孔道周圍儲層的滲透率，從而提高射孔孔道的導(dǎo)流能力，增加油井的生產(chǎn)能力。
文檔編號C22C27/04GK102182432SQ20111012674
公開日2011年9月14日 申請日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者湯占軍, 潘永新, 石前, 郭忠萬 申請人:大慶石油管理局