[发明专利]低碎屑射孔弹弹壳的制造方法

说明书

技术领域：一种低碎屑射孔弹弹壳的制造方法，用于油气井全通径射孔施工，涉及油气井射孔弹设计制造技术领域。

技术背景：现有技术中，在对油气井实施全通径射孔施工时，射孔弹和弹架的碎片会留在井内，由于是全通径的射孔，要求射孔施工后射孔弹和弹架完全破碎成小颗粒碎屑，便于洗井液带出地面，使地下形成油气通径，这就要求全通径射孔施工必须采用低碎屑射孔弹；传统的低碎屑弹壳基本上都是采用铸铁、铸锌等材料车削而成，现有技术虽然应用效果能够达到要求，但是，由于材料本身较脆，而弹壳较薄，因此在加工时的加工工序就较为复杂，因此造成生产成本较高，而且，现有技术的弹壳在爆炸后，形成的碎屑并不完全稳定，有时还有较大的颗粒，其中射孔弹形成的-32目的碎屑≤50％。

这些较大的颗粒会留在油气通道中，不能落入井底，有的还会形成堆积，对油气通道造成一定的危害。

发明内容：本发明是针对现有技术在爆炸后不能形成稳定的碎颗粒和不易加工的问题，采用在铁基材料中加入新的元素，使形成新的弹壳材料的方法，设计了一种新型的低碎屑射孔弹弹壳。

本发明是这样实现的：本发明是由铁基材料为基础融合而成的，其特征是：铁基材料是Fe-Cu-C构成的合金材料，以质量比计算，其中Fe粉质量为100％，Cu和C材料在100％质量的Fe粉中另外加入，以100％的Fe粉为基数计量，其中Cu粉的加入量是0.5～2.5％，C粉0.2～0.5％；

按照以下步骤进行制作：

第一步  以100％的Fe粉为基数计量，另加入占Fe粉质量分数0.5～2.5％的Cu粉，再加入0.2～0.5％的C粉，倒入混料机中混合10小时，获得充分混合均匀的物料；

第二步  将第一步混合均匀的物料，采用250t压力机压制成弹壳毛胚；

第三步  将弹壳毛胚装入烧结舟中，采用氧化铝粉末覆盖保温，然后采用钼丝烧结炉进行烧结，高温区温度控制在1100～1150℃，保温时间≤120分钟，然后取出；

第四步  弹壳取出烧结舟后，浸入L-AN15机油处理，油温为140～160℃，时间为3～4分钟；

第五步  浸油处理后，再浸入碱液中进行去油处理，去油温度100℃，时间15分钟，将油去尽；

第六步  去油处理后，用流动冷水漂洗，将余液漂洗干净，时间≥30秒，待晾干后得到成品弹壳。

所述第四步的浸油处理，浸入的油也可以是变压器油、锭子油，或者防锈油；

所述碱液可以采是NaOH溶液，或者是Na₂CO₃溶液，如果采用NaOH，则将NaOH粉末溶入水中制备而成，浓度为5g/L；如果采用的是Na₂CO₃，则将Na₂CO₃粉末溶入水中制备而成，浓度为30g/L。

本发明的优点是：由于Fe基粉末材料的成本低于铸铁材料，所以本发明制成的低碎屑射孔弹弹壳具有生产成本低的特点；在制造过程中，由于本发明采用模具压制，可以进行持续压制，不需要进行其他调整，所以工序简单可控，另外，在同一个模具中压制，改变了现有技术采用机床单个加工，因此产品精度高，尺寸一致性高，制备的产品质量稳定；

附图说明

图1是本发明的流程图。

图2是根据本发明的方法制造的产品剖视图。

具体实施方式：

下面结合附图给出本发明的实施例：

本发明的铁基材料是由Fe-Cu-C构成的合金材料，以质量比计算，其中Fe粉质量为100％，Cu和C材料在100％质量的Fe粉中另外加入，

制作过程是：

第一步是混料阶段1，在这阶段，以100％的Fe粉为基数计量，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，能提高弹壳7的抗拉强度；

第二步是压制阶段2，在这阶段，将混合均匀的Fe基粉末，采用液压机在250t压力下制成弹壳7的毛胚；

第三步是烧结保温阶段3，在这阶段，装入烧结舟中，采用氧化铝粉末覆盖一保温，采用钼丝烧结炉进行烧结，高温区控制在1100～1150℃，保温时间控制在120分钟；

第四步是浸油处理阶段4，在这阶段，将出舟后的弹壳进行浸油处理，油温控制在140～160℃，浸入L-AN15机油进行浸油处理，浸油处理的油也可以是变压器油、锭子油，或者防锈油，时间控制在3～4分钟；