專利名稱：低碎屑射孔彈彈殼的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種低碎屑射孔彈彈殼的制造方法，用于油氣井全通徑射孔施工，涉及 油氣井射孔彈設(shè)計(jì)制造技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)背景現(xiàn)有技術(shù)中，在對(duì)油氣井實(shí)施全通徑射孔施工時(shí)，射孔彈和彈架的碎片 會(huì)留在井內(nèi)，由于是全通徑的射孔，要求射孔施工后射孔彈和彈架完全破碎成小顆粒碎屑， 便于洗井液帶出地面，使地下形成油氣通徑，這就要求全通徑射孔施工必須采用低碎屑射 孔彈；傳統(tǒng)的低碎屑彈殼基本上都是采用鑄鐵、鑄鋅等材料車削而成，現(xiàn)有技術(shù)雖然應(yīng)用效 果能夠達(dá)到要求，但是，由于材料本身較脆，而彈殼較薄，因此在加工時(shí)的加工工序就較為 復(fù)雜，因此造成生產(chǎn)成本較高，而且，現(xiàn)有技術(shù)的彈殼在爆炸后，形成的碎屑并不完全穩(wěn)定， 有時(shí)還有較大的顆粒，其中射孔彈形成的-32目的碎屑< 50%。這些較大的顆粒會(huì)留在油氣通道中，不能落入井底，有的還會(huì)形成堆積，對(duì)油氣通 道造成一定的危害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)在爆炸后不能形成穩(wěn)定的碎顆粒和不易加工的 問題，采用在鐵基材料中加入新的元素，使形成新的彈殼材料的方法，設(shè)計(jì)了一種新型的低 碎屑射孔彈彈殼。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明是由鐵基材料為基礎(chǔ)融合而成的，其特征是鐵基 材料是Fe-Cu-C構(gòu)成的合金材料，以質(zhì)量比計(jì)算，其中Fe粉質(zhì)量為100%，Cu和C材料在 100%質(zhì)量的Fe粉中另外加入，以100%的Fe粉為基數(shù)計(jì)量，其中Cu粉的加入量是0. 5 2. 5%, C 粉 0. 2 0. 5% ；按照以下步驟進(jìn)行制作第一步以100%的Fe粉為基數(shù)計(jì)量，另加入占Fe粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5 2. 5%的Cu 粉，再加入0. 2 0. 5%的C粉，倒入混料機(jī)中混合10小時(shí)，獲得充分混合均勻的物料；第二步將第一步混合均勻的物料，采用250t壓力機(jī)壓制成彈殼毛胚；第三步將彈殼毛胚裝入燒結(jié)舟中，采用氧化鋁粉末覆蓋保溫，然后采用鉬絲燒 結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)，高溫區(qū)溫度控制在1100 1150°C，保溫時(shí)間彡120分鐘，然后取出；第四步彈殼取出燒結(jié)舟后，浸入L-AN15機(jī)油處理，油溫為140 160°C，時(shí)間為 3 4分鐘；第五步浸油處理后，再浸入堿液中進(jìn)行去油處理，去油溫度100°C，時(shí)間15分 鐘，將油去盡；第六步去油處理后，用流動(dòng)冷水漂洗，將余液漂洗干凈，時(shí)間> 30秒，待晾干后 得到成品彈殼。所述第四步的浸油處理，浸入的油也可以是變壓器油、錠子油，或者防銹油；所述堿液可以采是NaOH溶液，或者是Na2CO3溶液，如果采用NaOH，則將NaOH粉 末溶入水中制備而成，濃度為5g/L ；如果采用的是Na2CO3，則將Na2CO3粉末溶入水中制備而 成，濃度為30g/L。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是由于Fe基粉末材料的成本低于鑄鐵材料，所以本發(fā)明制成的低 碎屑射孔彈彈殼具有生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)；在制造過程中，由于本發(fā)明采用模具壓制，可以進(jìn)行持續(xù)壓制，不需要進(jìn)行其他調(diào)整，所以工序簡單可控，另外，在同一個(gè)模具中壓制，改變了 現(xiàn)有技術(shù)采用機(jī)床單個(gè)加工，因此產(chǎn)品精度高，尺寸一致性高，制備的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；


圖1是本發(fā)明的流程圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的方法制造的產(chǎn)品剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖給出
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的鐵基材料是由Fe-Cu-C構(gòu)成的合金材料，以質(zhì)量比計(jì)算，其中Fe粉質(zhì)量 為100%，Cu和C材料在100%質(zhì)量的Fe粉中另外加入，制作過程是第一步是混料階段1，在這階段，以100%的Fe粉為基數(shù)計(jì)量，其中Cu粉的加入量 是0. 5 2. 5%，C粉0. 2 0. 5% ；加入0. 5% 2. 5%的Cu粉和0. 2 0. 5%的C粉，能 提高彈殼7的抗拉強(qiáng)度；第二步是壓制階段2，在這階段，將混合均勻的Fe基粉末，采用液壓機(jī)在250t壓力 下制成彈殼7的毛胚；第三步是燒結(jié)保溫階段3，在這階段，裝入燒結(jié)舟中，采用氧化鋁粉末覆蓋一保溫， 采用鉬絲燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)，高溫區(qū)控制在1100 1150°C，保溫時(shí)間控制在120分鐘；第四步是浸油處理階段4，在這階段，將出舟后的彈殼進(jìn)行浸油處理，油溫控制在 140 160°C，浸入L-AN15機(jī)油進(jìn)行浸油處理，浸油處理的油也可以是變壓器油、錠子油，或 者防銹油，時(shí)間控制在3 4分鐘；第五步是去油處理階段5，在這階段，將浸油處理后的彈殼7再浸入堿液中進(jìn)行去 油處理，去油溫度locrc，時(shí)間15分鐘，將油去盡為止；第六步是漂洗處理階段6，在這階段，將去油后的彈殼7用流動(dòng)冷水漂洗，將余液 漂洗干凈，時(shí)間不少于30秒，待晾干后得到成品彈殼；在制造時(shí)，只要提高彈殼7的密度，就能夠提高彈殼7的抗拉強(qiáng)度，也就有利于提 高射孔彈的穿深度，但是，如果密度太高，又不利于碎屑的細(xì)小化，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，當(dāng)彈殼7 的密度設(shè)計(jì)在6. 8/cm3時(shí)，穿深和碎屑能夠獲得較好的平衡點(diǎn)，這種密度的彈殼既能滿足穿 深的要求，又能形成小顆粒的碎屑，形成的碎屑中，-32目的碎屑數(shù)量可以彡50%，因此，本 發(fā)明制造的彈殼7具有高強(qiáng)度的同時(shí)，在爆轟過程中能形成更細(xì)小的碎屑顆粒。達(dá)到深穿 透低碎屑的目的，比現(xiàn)有的鑄鐵、鋅合金和鋼件彈殼有較大的優(yōu)勢；本發(fā)明在材料的選用方面，在100%質(zhì)量的Fe粉中另外加入了 0. 5 2. 5%的Cu 粉和0. 2 0. 5% C粉末，設(shè)計(jì)的方法是在100%質(zhì)量的Fe粉中另外加入Cu粉和C粉，因 此加量不需要復(fù)雜的計(jì)算，十分便于控制，只要控制好加量，就可以根據(jù)需要控制產(chǎn)品成品 的抗拉強(qiáng)度和密度，在控制抗拉強(qiáng)度和密度的情況下，就可以根據(jù)設(shè)計(jì)的需要選用不同的 加量，從而影響射孔彈炸后碎屑的粒度大小，所以具有碎屑粒度可控、配方易調(diào)整等特點(diǎn)， 所以，本發(fā)明的方法生產(chǎn)的彈殼在進(jìn)行全通徑射孔施工后，彈殼碎屑全部落入井底，而不形 成堆積、搭橋等現(xiàn)象，能夠形成完整的油氣通徑。
權(quán)利要求
一種低碎屑射孔彈彈殼的制造方法，由鐵基材料為基礎(chǔ)融合而成，其特征是鐵基材料是Fe Cu C構(gòu)成的合金材料，其中Fe粉質(zhì)量為100％，Cu和C材料另外加入，以100％的Fe粉為基數(shù)計(jì)量，Cu粉的加入量是0.5～2.5％，C粉的加入量是0.2～0.5％，按照以下步驟制作第一步以100％的Fe粉為基數(shù)計(jì)量，另加入0.5～2.5％的Cu粉，再加入0.2～0.5％的C粉，倒入混料機(jī)中混合10小時(shí)，獲得充分混合均勻的物料；第二步將第一步混合均勻的物料，采用250t壓力機(jī)壓制成彈殼毛胚；第三步將彈殼毛胚裝入燒結(jié)舟中，采用氧化鋁粉末覆蓋保溫，然后采用鉬絲燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)，高溫區(qū)溫度控制在1100～1150℃，保溫時(shí)間≤120分鐘，然后取出；第四步彈殼取出燒結(jié)舟后，浸入L AN15機(jī)油處理，油溫為140～160℃，時(shí)間為3～4分鐘；第五步浸油處理后，再浸入堿液中進(jìn)行去油處理，去油溫度100℃，時(shí)間15分鐘，將油去盡；第六步去油處理后，用流動(dòng)冷水漂洗，將余液漂洗干凈，時(shí)間≥30秒，待晾干后得到成品彈殼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碎屑射孔彈彈殼的制造方法，其特征是所述第四步的浸 油處理，浸入的油也可以是變壓器油、錠子油，或者防銹油。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碎屑射孔彈彈殼的制造方法，其特征是所述堿液可以采 是NaOH溶液，或者采用Na2CO3溶液，采用NaOH溶液的濃度為5g/L ；使用Na2CO3溶液的濃度 為 30g/L。
全文摘要
一種低碎屑射孔彈彈殼的制造方法，涉及油氣井射孔彈設(shè)計(jì)制造技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種新型的低碎屑射孔彈彈殼，采用Fe-Cu-C構(gòu)成的鐵基合金材料，其中Fe粉質(zhì)量為100％，另外加入0.5～2.5％的Cu粉和0.2～0.5％的C粉，再經(jīng)過六道工序制作；解決了現(xiàn)有技術(shù)爆炸后碎屑不穩(wěn)定以及彈殼不易加工的問題，具有成本低、制造可以進(jìn)行持續(xù)壓制，產(chǎn)品精度高，尺寸一致性高的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22C38/16GK101914733SQ201010264539
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者付代軒, 余訊, 劉玉龍, 成元偉, 李云, 楊清勇, 程晏橋, 謝湛, 趙世華 申請(qǐng)人:中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司