[发明专利]药型罩、射孔弹弹壳及超深穿透射孔弹

说明书

技术领域

本发明涉及聚能射孔弹技术，具体涉及一种新型的药型罩及超深穿透射孔弹。

背景技术

在石油开采过程中，射孔穿深是影响油井产率比的最大因素，实践证明，提高射孔弹的穿孔深度，可大大改善射孔效果、降低压裂压力、扩大油层的沟通面积、提高油、气井产量。

目前，装配射孔枪的射孔弹在API19B混凝土靶上的平均穿深约为600mm，装配射孔枪的射孔弹在API19B混凝土靶上的平均穿深约为730mm，装配射孔枪的射孔弹在API19B混凝土靶上的平均穿深约为850mm。现有技术中，为了提高弹的穿深通常采用加大药型罩（装药）直径、提高装药量的方式，有资料显示某型射孔弹装药量已达到80g，但这种方式的效果有限，同时带来许多弊端，如导致装枪密度下降、不得不使用更大尺寸的射孔枪、炸枪的危险增大等。大量的实验证实：靠加大药型罩（装药）直径、增加装药量提高射孔穿深的方式无法满足综合性能要求。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的之一在于提供一种药型罩。

为此，本发明提供的该药型罩是由内锥面和外锥面组成的变壁厚结构，所述内锥面的母线为内母线，所述外锥面的母线为外母线，其特征在于，所述内母线和外母线均为多段线段的任意组合，所述线段包括直线和二次曲线；相邻线段之间光滑过渡。

所述药型罩壁厚的变化规律是：从罩顶到罩底，壁厚呈线性到非线性的变化规律，且壁厚逐渐增加。

相邻的直线与二次曲线之间相切过渡，相邻的二次曲线与二次曲线之间相切过渡。

所述二次曲线为圆弧曲线、椭圆曲线或抛物线。

所述药型罩外锥面的顶部锥角为43°～50°，内锥面的顶部锥角为46°～58°。

与现有技术相比，本发明药型罩的有益效果为：

目前聚能射孔弹药型罩结构常见的是单锥变壁厚罩，也尝试过双锥罩、喇叭罩，但试验结果不理想。本发明的聚能射孔弹药型罩结构，其采用锥面与曲面多段组合的异型变壁厚罩结构（其母线结构为直线与二次曲线结合的多段组合、变壁厚结构）；使药型罩从罩顶到罩底沿轴线方向形成线性到非线性的连续壁厚变化结构，以提高射流头部速度、射流速度梯度，使射流得到充分拉伸，并形成较大的穿深，提高射流的穿孔深度。具体来说：

（1）该药型罩的结构母线为直线与二次曲线的多段组合，这样可加长母线的长度，从而使射流长度加长，增加穿深。

（2）该药型罩的内、外母线使药型罩沿轴线方向形成变壁厚结构，增加射流速度梯度使射流拉伸的更长，增加穿深。

（3）该药型罩的变壁厚结构为药型罩从罩顶到罩底沿轴线方向形成线性到非线性的壁厚变化结构，这样可使射流速度梯度平滑，使射流拉伸的均匀且更长，不易发生断裂，从而增加穿深。

综上，本发明的药型罩结构采用锥曲面多段组合变壁厚药型罩的结构从根本上是为了形成合理的射流速度梯度，从而保证形成射流的形态足够的细长，但又不致于从中断裂。

针对现有技术的缺陷或不足，本发明的目的之二在于提供一种射孔弹弹壳。

为此，本发明提供的一种射孔弹弹壳，该射孔弹弹壳内壁的母线由多条直线连接而成，且相邻直线的斜率不同。

本发明提供的另外一种射孔弹弹壳，该射孔弹弹壳内壁的母线由多条线段连接而成，所述多条线段包括直线和圆弧曲线。

所述直线与圆弧曲线之间的过渡为相切过渡。

与现有技术相比，本发明的射孔弹弹壳有益效果在于：

不同角度的锥角和一定半径的弧形组合决定了射孔弹壳内腔的容积，从而限制了装药量。为了弥补小药量所带来的能量损失，本发明通过改进射孔弹壳内壁的形状优化装药的形状，使得药型罩母线法线方向上的装药厚度也各不相同，这样形成射流时，射流可以拉得更长，从而射孔的深度也会更深。

针对现有技术的缺陷或不足，本发明的目的之三在于提供一种超深穿透射孔弹。

为此，本发明提供的一种超深穿透射孔弹包括弹壳和药型罩以及封装在壳体与药型罩之间的炸药，所述壳体上设有起爆孔，其特征在于，所述药型罩为本发明提供的药型罩，所述弹壳为本发明提供的弹壳。

所述起爆孔包括大径孔和小径孔，所述大径孔、小径孔和射孔弹共轴，且小径孔靠近炸药，所述大径孔的直径大于小径孔的直径；所述大孔径为锥形孔或直孔。

与现有技术相比，本发明射孔弹的有益效果在于：

（1）该射孔弹采用小药量装药结构。对比大装药量的结构设计，采用小药量装药结合总体结构优化设计，达到超深穿透的射孔效果，可大幅提高射孔器材作业的安全性。