[发明专利]一种含能粉末药型罩

说明书

本发明公开了一种含能粉末药型罩，适用于石油开采行业的自清洁射孔弹，所述含能粉末药型罩为变壁厚的锥形药型罩，其顶部外壁面为平面，内壁面为圆弧过渡。所述含能粉末药型罩的口径在Ф32mm～Ф46mm范围之内，材料为50%～85%铜粉、10%～25%锆基非晶粉末和5%～25%钨粉的混合物，混合物的总质量分数为100%。本发明所述含能粉末药型罩的穿孔孔径可提高10%～25%，穿孔深度基本保持不变，能够达到自清洁、无杵堵、大孔径、高穿深的效果。

技术领域

本发明属于射孔技术领域，具体涉及一种含能粉末药型罩，适用于石油开采行业的自清洁射孔弹。

背景技术

石油是现代工业和现代文明的物质基础，是现代经济发展无法忽视的重要能源和重要工业原料，各行各业对石油有很高的依赖性。目前我国大型油田已经进入中后期高含水、高采油速率、高采出程度的“三高”开采阶段，给石油开发的开源节流工作提出了严峻的挑战。高效射孔完井技术是提高石油产能的关键技术，具体包括聚能射孔技术、复合射孔技术等。石油射孔弹是油井产能和效益的倍增器，药型罩是石油射孔弹最主要的部件。炸药起爆后，压垮的药型罩会迅速汇聚形成金属射流，金属射流侵彻后所形成的穿孔孔径和穿孔深度的大小直接影响着油井产率比。传统的石油射孔弹药型罩多使用紫铜材料，此单质金属材料形成的射流在侵彻过程中容易产生杵堵，具体表现为杵堵扩孔现象严重，极大的影响油气井的出油率。

目前，聚能射流的穿深能力较强，一般可达到8～10倍装药口径，但是侵彻后形成的穿孔孔径较小，使得实际油气通路的渗流面积并不大，导致渗透率较低；而且在射流侵彻过程中，孔道周围会产生压实带，增加孔道的流动阻力，从而降低产能，同时还会造成近井地带的污染。因此，在保证穿深的前提下增大射孔孔径，减少油井污染是射孔技术领域以及石油开采行业需要迫切解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含能粉末药型罩，通过改进药型罩的材料配比，使其穿孔达到自清洁、无杵堵、大孔径、高穿深的效果，这些效果对提高油井产能具有重要作用，可为石油行业带来巨大的经济利益。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种含能粉末药型罩，适用于石油开采行业的自清洁射孔弹，所述含能粉末药型罩为变壁厚的锥形药型罩，其顶部外壁面为平面，内壁面为圆弧过渡。

所述含能粉末药型罩的口径在Ф32mm～Ф46mm范围之内。

所述含能粉末药型罩的材料为50％～85％铜粉、10％～25％锆基非晶粉末和5％～25％钨粉的混合物，混合物的总质量分数为100％。

一种含能粉末药型罩的制备方法，方法流程如下：

步骤1、将铜粉、锆基非晶粉末钨粉按照给定的质量百分比在球磨机中混粉；

步骤2、三种粉末混合均匀之后，根据所制药型罩的重量称取等量的混粉；

步骤3、将称取的混合粉末在旋粉机中旋粉；

步骤4、根据药型罩的形状压制成型。

一种应用含能粉末药型罩的自清洁射孔弹，包括自内向外依次设置的药型罩、炸药和弹体，弹径在Ф40mm～Ф54mm范围之内，不采用隔板。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

(1)以铜粉为基础使得药型罩可形成具有一定延展性不易断裂的金属射流；高密度、高声速的钨粉的加入增加了药型罩的密度、声速，可以提高金属射流的侵彻威力；锆基非晶粉末的加入使得射流在侵彻过程中发生氧化反应释放能量从而提高开口孔径。

(2)所述含能粉末药型罩所形成射流的侵彻能力较常规药型罩所形成射流的侵彻能力有所提高，特别是在开口孔径方面。

(3)在原有药型罩结构的基础上改变其材料配比，很大程度上降低了升级产品的经济开支。