专利名称：偏杵式射孔弹的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油井射孔用的聚能装药射孔弹，特别是一种偏杵式射孔弹。
现有石油射孔弹由弹壳、装药和药形罩三部分所组成。弹壳一般由钢制成，将装药和药形罩连接在一起成为一发完整的射孔弹。装药一般采用黑索金炸药为主体的耐热炸药，以适应井下较高的温度，药形罩采用由金属粉末(钨粉、铜粉、铋粉)混合压制而成的粉末罩。当装药由顶端中心起爆后，在爆轰波的作用下，使药形罩迅速闭合，会形成一股高速射流从中心射出。射流可以射穿油井的金属套管、水泥护层和含油的砂岩，石油即可由射孔流入套管内，再由抽油机抽出地面。在砂岩中的射孔越深、产生的裂缝越多，石油就越容易流出，出油率就越高。
现用于武器上的聚能装药大都采用紫铜制的金属药形罩，而用于射孔弹上的均采用粉末罩，这是因为金属药形罩闭合后，除形成射流外，还会形成杵体。杵体的体积大，速度低，没有侵彻作用，它会跟随射流之后进入射孔内，将射孔堵塞，妨碍石油的流出。因此射孔弹上不能使用金属药形罩。射孔弹使用的粉末药形罩，其中含有熔点很低的铋金属，爆炸后，铋迅速液化，形成杵体时金属粉末之间的联系很弱，很容易散开，故不会形成大块的杵体造成杵堵现象。但是采用粉末罩时，其射流也是由离散的金属颗粒所形成的，侵彻作用不如连续的金属射流，穿深约降低20～30％。另外粉末罩虽然不会有大块的杵堵现象，但粉末罩大量的金属颗粒还是会进入射孔中，可能将砂岩中的裂缝堵塞而影响出油率。
本实用新型的目的在于提供一种射孔中无堵塞、穿透性好、可提高出油率的偏杵式射孔弹。
实现本实用新型目的的技术解决方案为一种偏杵式射孔弹，包括弹壳、装药和锥型药型罩，装药设置于弹壳与药形罩之间，其特征在于药形罩由金属制成，在装药与药形罩的端口处，设置有扇形炸药条和金属条。
本实用新型的原理在于采用金属药形罩代替现在使用的粉末罩，可以使射孔弹的穿深进一步获得提高；同时采用一种由炸药横向爆炸驱动的扇形金属条，撞击杵体，使其偏离轴线，使杵体不会进入射孔中。射孔弹的装药由导爆索从顶部中央起爆后，产生高压的爆轰波依次压垮金属药形罩使其闭合，药形罩内表面金属从中心挤出，形成直径较细的高速射流(7000～8000米/秒)，它可以射穿金属套管和砂岩，其穿深与射流长度成正比。由于射流具有头部速度高，尾部速度低的特点，在运动中，射流在速度梯度的作用下，还会自行拉长，更长的射流即可获得更大的穿深。药形罩外部金属闭合后即形成杵体，其质量约占70％。由于杵体的体积大、速度低(300～400米/秒)，没有侵彻作用，它跟在射流后面运动，如不去掉，即会把射孔堵住，这就是过去射孔弹不能采用金属罩的缘故。本实用新型之所以可以采用金属药形罩，就在于本实用新型在聚能装药的口部设置了炸药驱动的偏杵装置，可以使产生的杵体不会进入射孔中去。偏杵装置由扇形炸药条和扇形金属条组成，当爆轰波到达聚能装药的口部后，会继续引爆扇形炸药条，其爆炸的力量将驱动扇形金属条作横向运动，由于扇形炸药条和扇形金属条的质量和尺寸可以自由选择，可以调整扇形金属条的横向运动速度使其比药形罩口部的压垮速度更慢一些，这样就能保证药形罩先完成闭合过程，扇形金属条再运动到轴线位置，横向撞击到杵体上而不会与射流相碰。杵体受到质量较大的扇形金属条的横向撞击后，将改变运动姿态和方向，偏离轴线而不会进入射孔内。
本实用新型与现有技术相比，其显著特点是采用金属药形罩，可以充分发挥射流连续和可以拉长的优势，使射孔弹的穿深提高20～30％以上，并且对射孔的“污染”减小为1/6～1/7。这对出油率的提高是十分有利的，结构上只是改变药形罩的材质，增加了口部的偏杵装置，结构并不复杂，现射孔弹生产厂家很易接产。
图1是本实用新型的一种结构示意图。
图2是本实用新型的偏杵装置的示意图。
图3是本实用新型作用过程示意图。
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。
结合
图1、图2、图3，本实用新型的弹壳1由钢制成；装药2由耐热炸药压制而成，炸药主体为黑索金或奥克托金；药形罩3采用紫铜制的金属药形罩，其锥角45°～55°，变壁厚口部(0.9～1.2)mm，顶部(0.5～0.8)mm，口部置有炸药驱动的偏杵装置。扇形炸药条4由与装药2相同的炸药压制而成，呈矩形，其厚度约(2～4)mm，宽度约(5～8)mm。扇形金属条5由软钢制成，其厚度约(3～5)mm，宽度约(5～8)mm，截面呈梯形。扇形角α约(60°～120°)。扇形炸药条4与扇形金属条5可用胶紧贴固定在弹壳1内，也可采用其它辅助机械固定。为了工艺方便，也可以采用铅导爆索或用塑性、柔性炸药来制造扇形炸药条4，铅导爆索为铅作为外皮的导爆索，很软，便于弯曲成曲线形状，其截面也便于压制成特种形状。所用炸药为黑索金或奥克托金，具有较好的耐热性和起爆感度。装药由导爆索6起爆后，金属药形罩的射流完成射穿套管和砂岩的任务；扇形金属条5也受炸药的驱动象镰刀一样横扫撞击杵体，使其偏离轴线，不会进入射孔之中。图3中，1、2、3、4四个步聚清楚地反映了偏杵的过程。
权利要求1.一种偏杵式射孔弹，包括弹壳[1]、装药[2]的锥型药形罩[3]，其特征在于药形罩由金属制成，在装药与药形罩的端口处，设置有一段扇形炸药条[4]和金属条[5]
2.根据权利要求1所述偏杵式射孔弹，其特征在于炸药条[4]由铅导爆索制成。
3.根据权利要求1所述偏杵式射孔弹，其特征在于炸药条[4]由塑性或柔性炸药制成。
专利摘要本实用新型公开了一种用于油田钻井的偏杵式射孔弹。它包括弹壳、装药及锥型药形罩,其特征在于药形罩由金属制成,在装药与药形罩的端口处,设置有扇形炸药条和金属条。本实用新型可消除射孔中的堵塞现象,提高射孔深度及出油率,结构简单,作用可靠。
文档编号E21B43/11GK2358224SQ9822728
公开日2000年1月12日 申请日期1998年7月9日 优先权日1998年7月9日
发明者苏木青 申请人:南京理工大学