專利名稱：偏杵式射孔彈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種油井射孔用的聚能裝藥射孔彈，特別是一種偏杵式射孔彈。
現(xiàn)有石油射孔彈由彈殼、裝藥和藥形罩三部分所組成。彈殼一般由鋼制成，將裝藥和藥形罩連接在一起成為一發(fā)完整的射孔彈。裝藥一般采用黑索金炸藥為主體的耐熱炸藥，以適應(yīng)井下較高的溫度，藥形罩采用由金屬粉末(鎢粉、銅粉、鉍粉)混合壓制而成的粉末罩。當(dāng)裝藥由頂端中心起爆后，在爆轟波的作用下，使藥形罩迅速閉合，會(huì)形成一股高速射流從中心射出。射流可以射穿油井的金屬套管、水泥護(hù)層和含油的砂巖，石油即可由射孔流入套管內(nèi)，再由抽油機(jī)抽出地面。在砂巖中的射孔越深、產(chǎn)生的裂縫越多，石油就越容易流出，出油率就越高。
現(xiàn)用于武器上的聚能裝藥大都采用紫銅制的金屬藥形罩，而用于射孔彈上的均采用粉末罩，這是因?yàn)榻饘偎幮握珠]合后，除形成射流外，還會(huì)形成杵體。杵體的體積大，速度低，沒有侵徹作用，它會(huì)跟隨射流之后進(jìn)入射孔內(nèi)，將射孔堵塞，妨礙石油的流出。因此射孔彈上不能使用金屬藥形罩。射孔彈使用的粉末藥形罩，其中含有熔點(diǎn)很低的鉍金屬，爆炸后，鉍迅速液化，形成杵體時(shí)金屬粉末之間的聯(lián)系很弱，很容易散開，故不會(huì)形成大塊的杵體造成杵堵現(xiàn)象。但是采用粉末罩時(shí)，其射流也是由離散的金屬顆粒所形成的，侵徹作用不如連續(xù)的金屬射流，穿深約降低20～30％。另外粉末罩雖然不會(huì)有大塊的杵堵現(xiàn)象，但粉末罩大量的金屬顆粒還是會(huì)進(jìn)入射孔中，可能將砂巖中的裂縫堵塞而影響出油率。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種射孔中無堵塞、穿透性好、可提高出油率的偏杵式射孔彈。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)解決方案為一種偏杵式射孔彈，包括彈殼、裝藥和錐型藥型罩，裝藥設(shè)置于彈殼與藥形罩之間，其特征在于藥形罩由金屬制成，在裝藥與藥形罩的端口處，設(shè)置有扇形炸藥條和金屬條。
本實(shí)用新型的原理在于采用金屬藥形罩代替現(xiàn)在使用的粉末罩，可以使射孔彈的穿深進(jìn)一步獲得提高；同時(shí)采用一種由炸藥橫向爆炸驅(qū)動(dòng)的扇形金屬條，撞擊杵體，使其偏離軸線，使杵體不會(huì)進(jìn)入射孔中。射孔彈的裝藥由導(dǎo)爆索從頂部中央起爆后，產(chǎn)生高壓的爆轟波依次壓垮金屬藥形罩使其閉合，藥形罩內(nèi)表面金屬?gòu)闹行臄D出，形成直徑較細(xì)的高速射流(7000～8000米/秒)，它可以射穿金屬套管和砂巖，其穿深與射流長(zhǎng)度成正比。由于射流具有頭部速度高，尾部速度低的特點(diǎn)，在運(yùn)動(dòng)中，射流在速度梯度的作用下，還會(huì)自行拉長(zhǎng)，更長(zhǎng)的射流即可獲得更大的穿深。藥形罩外部金屬閉合后即形成杵體，其質(zhì)量約占70％。由于杵體的體積大、速度低(300～400米/秒)，沒有侵徹作用，它跟在射流后面運(yùn)動(dòng)，如不去掉，即會(huì)把射孔堵住，這就是過去射孔彈不能采用金屬罩的緣故。本實(shí)用新型之所以可以采用金屬藥形罩，就在于本實(shí)用新型在聚能裝藥的口部設(shè)置了炸藥驅(qū)動(dòng)的偏杵裝置，可以使產(chǎn)生的杵體不會(huì)進(jìn)入射孔中去。偏杵裝置由扇形炸藥條和扇形金屬條組成，當(dāng)爆轟波到達(dá)聚能裝藥的口部后，會(huì)繼續(xù)引爆扇形炸藥條，其爆炸的力量將驅(qū)動(dòng)扇形金屬條作橫向運(yùn)動(dòng)，由于扇形炸藥條和扇形金屬條的質(zhì)量和尺寸可以自由選擇，可以調(diào)整扇形金屬條的橫向運(yùn)動(dòng)速度使其比藥形罩口部的壓垮速度更慢一些，這樣就能保證藥形罩先完成閉合過程，扇形金屬條再運(yùn)動(dòng)到軸線位置，橫向撞擊到杵體上而不會(huì)與射流相碰。杵體受到質(zhì)量較大的扇形金屬條的橫向撞擊后，將改變運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和方向，偏離軸線而不會(huì)進(jìn)入射孔內(nèi)。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著特點(diǎn)是采用金屬藥形罩，可以充分發(fā)揮射流連續(xù)和可以拉長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)，使射孔彈的穿深提高20～30％以上，并且對(duì)射孔的“污染”減小為1/6～1/7。這對(duì)出油率的提高是十分有利的，結(jié)構(gòu)上只是改變藥形罩的材質(zhì)，增加了口部的偏杵裝置，結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，現(xiàn)射孔彈生產(chǎn)廠家很易接產(chǎn)。


圖1是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的偏杵裝置的示意圖。
圖3是本實(shí)用新型作用過程示意圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
結(jié)合
圖1、圖2、圖3，本實(shí)用新型的彈殼1由鋼制成；裝藥2由耐熱炸藥壓制而成，炸藥主體為黑索金或奧克托金；藥形罩3采用紫銅制的金屬藥形罩，其錐角45°～55°，變壁厚口部(0.9～1.2)mm，頂部(0.5～0.8)mm，口部置有炸藥驅(qū)動(dòng)的偏杵裝置。扇形炸藥條4由與裝藥2相同的炸藥壓制而成，呈矩形，其厚度約(2～4)mm，寬度約(5～8)mm。扇形金屬條5由軟鋼制成，其厚度約(3～5)mm，寬度約(5～8)mm，截面呈梯形。扇形角α約(60°～120°)。扇形炸藥條4與扇形金屬條5可用膠緊貼固定在彈殼1內(nèi)，也可采用其它輔助機(jī)械固定。為了工藝方便，也可以采用鉛導(dǎo)爆索或用塑性、柔性炸藥來制造扇形炸藥條4，鉛導(dǎo)爆索為鉛作為外皮的導(dǎo)爆索，很軟，便于彎曲成曲線形狀，其截面也便于壓制成特種形狀。所用炸藥為黑索金或奧克托金，具有較好的耐熱性和起爆感度。裝藥由導(dǎo)爆索6起爆后，金屬藥形罩的射流完成射穿套管和砂巖的任務(wù)；扇形金屬條5也受炸藥的驅(qū)動(dòng)象鐮刀一樣橫掃撞擊杵體，使其偏離軸線，不會(huì)進(jìn)入射孔之中。圖3中，1、2、3、4四個(gè)步聚清楚地反映了偏杵的過程。
權(quán)利要求1.一種偏杵式射孔彈，包括彈殼[1]、裝藥[2]的錐型藥形罩[3]，其特征在于藥形罩由金屬制成，在裝藥與藥形罩的端口處，設(shè)置有一段扇形炸藥條[4]和金屬條[5]
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述偏杵式射孔彈，其特征在于炸藥條[4]由鉛導(dǎo)爆索制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述偏杵式射孔彈，其特征在于炸藥條[4]由塑性或柔性炸藥制成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于油田鉆井的偏杵式射孔彈。它包括彈殼、裝藥及錐型藥形罩,其特征在于藥形罩由金屬制成,在裝藥與藥形罩的端口處,設(shè)置有扇形炸藥條和金屬條。本實(shí)用新型可消除射孔中的堵塞現(xiàn)象,提高射孔深度及出油率,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,作用可靠。
文檔編號(hào)E21B43/11GK2358224SQ9822728
公開日2000年1月12日 申請(qǐng)日期1998年7月9日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月9日
發(fā)明者蘇木青 申請(qǐng)人:南京理工大學(xué)