专利名称：油田射孔弹弹体粉末冶金材料及射孔弹弹体制作方法
技术领域：
本发明属于石油开采机械，主要涉及石油开采使用的射孔弹。
背景技术：
传统的油田射孔器弹体是采用20号钢，通过多次冷4齐压和机械 加工方法生产制造的，普遍存在性能不稳定、成本高、碎屑性差、 易卡井等诸多技术性问题，在射孔作业时，经常会产生残孔，甚至 是盲孔，使油井的出油率达不到设计要求，严重时必须重新进行射 孔作业，增加了釆油成本。此外，由于传统加工工艺生产工序多， 生产效率低，材料利用低，使得弹体制造成本相对较高。另外，由 于20号钢在弹体爆炸后产生的碎片较大，大量的碎片堆积在一起， 容易产生卡井事故，从而增加打捞作业，降低开采效率，增加采油 成本。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的问题，研究提供一 种油田射孔弹弹体粉末冶金材料及其弹体的制作方法，达到提高弹 体作业性能稳定性、简化生产制造加工工艺、降低成本、保证采油 效率、消除卡井事故发生的目的。
本发明的目的是这样实现的油田射孔弹弹体粉末冶金材料由 铁粉Fe、铜粉Cu、镍粉Ni、石墨粉C和稀土粉按重量配伍组成， 各成份所占重量百分比为铜粉1-3%，镍粉1-3%,石墨粉0. 3-1. 0%， 稀土粉O. 2-1. 2%,余量为铁粉。
3一种用粉末冶金材料制作油田射孔弹弹体的方法是将配方中 全部铜粉、镍粉、石墨粉、稀土粉及铁粉原料经均匀机械混合制备 成弹体压制原材料；将上述混合金属材料通过初模压制成型、烧结， 加工成弹体初坯；将弹体初坯进行二次分部位冲齐压加工，提高弹体 初坯不同部位的密度，在弹体初坯的不同部位形成不同的密度梯度， 再次对弹体初坯进行活化烧结，保证其基本的机械性能；最后通过 精模压制净近成型，得到油田射孔弹弹体，保证弹体尺寸精度。
本发明釆用粉末冶金技术和冷挤压技术相结合的方法生产制造 新型的油田射孔器弹体，充分发挥了粉末冶金技术在材料组合和净 近成型方面的优势，通过不同合金材料的組合，强化基体组织，提 高材料的基体强度；采用分部位挤压技术使弹体具有一定的密度梯 度，从而使弹体的不同部位获得不同的性能，以满足射孔弹在爆射 时对弹体的性能要求；制造时采用活化烧结技术控制材料基体组织 的孔隙形态，使弹体具有低碎屑性，即弹体在爆炸后易于形成小的 碎片，避免卡井事故的发生，具有配方科学合理、制造工艺简单、 成本低廉、作业性能好、使用可靠、P争低釆油成本的特点。
附图是粉末冶金材料油田射孔弹弹体A、 B、 C、 D四个部位密度
梯度示意图。
具体实施例方式
下面举实例对本发明进行详细描述。
称取铜粉20千克、镍粉20千克、石墨粉8千克、稀土粉10千 克、铁粉942千克，总计1000千克备用，各成份占总重量的百分比 依次为2%、 2%、 0.8%、 1%和94. 2%,铁粉粒度小于100目，铜粉、 镍粉、石墨粉和稀土粉粒度小于200目。加工时，将配方中的全部铜粉、镍粉、石墨粉、稀土粉及铁粉原料经V型混料机、在72转/ 分钟转速下混料2小时，制备成弹体压制材料；将上述混合金属原 料分量通过初模压制成型、烧结，加工成弹体初坯，初压压力为 500Mpa，初压密度为6. 4g/cm3,初烧结温度850°C,保温时间1小 时；将弹体初坯进^亍二次分部冲齐压加工，提高弹体初坯不同部位的 密度，在弹体初坯的不同部位形成不同的密度梯度，再次对弹性初 坯进行活化烧结，保证其基体机械性能，二次复压压力为800Mpa, 复压密度为7. 28/cm3,活化烧结温度1120-1200°C,复烧保温时间2
小时，最后通过精才莫压制净近成型，保证弹体尺寸精度，得到油田 射孔弹弹体。
本发明加工工序少，生产效率高，材料利用率达到98%以上， 生产成本低廉。由于粉末冶金材料是非致密材料，材料内部存在孔 隙，因此可以通过活化烧结技术控制材料基体组织的孔隙形态，使 弹体具有低碎屑性，即弹体在爆炸后易于形成小的碎片，不会发生 卡井事故，且避免了残孔和盲孔的现象。
权利要求
1、一种油田射孔弹弹体粉末冶金材料，其特征在于该材料由铁粉Fe、铜粉Cu、镍粉Ni、石墨粉C和稀土粉按重量配伍组成，各成份所占重量百分比为铜粉1-3％，镍粉1-3％，石墨粉0.3-1.0％，稀土粉0.2-1.2％，余量为铁粉。
2、 一种如权利要求1所述的油田射孔弹弹体制作方法，其特征 在于将配方中全部铜粉、镍粉、石墨粉、稀土粉及铁粉原料经均 匀机械混合制备成弹体压制原材料；将上述混合金属材料通过初模 压制成型、烧结，加工成弹体初坯；将弹体初坯进行二次分部位挤 压加工，再次对弹体初坯进行活化烧结，最后通过精模压制净近成 型，得到油田射孔弹弹体。
全文摘要
油田射孔弹弹体粉末冶金材料及射孔弹弹体制作方法属于石油开采机械；该材料由铁粉、铜粉、镍粉、石墨粉和稀土粉按不同重量配伍组成，通过将上述原料的机械混合、经初模压制成型、烧结加工成弹体初坯，再经二次分部挤压在弹体不同部位形成一定的密度梯度，然后再进行活化烧结，最后通过精模压制净近成型，得到油田射孔弹弹体；本发明配方科学合理，制造工艺简单，成本低廉，作业性能好，使用可靠。
文档编号C22C38/16GK101509100SQ20091007163
公开日2009年8月19日 申请日期2009年3月26日 优先权日2009年3月26日
发明者戴建东, 军 邢 申请人:黑龙江省机械科学研究院