[实用新型]带有波形调整结构的石油射孔器

说明书

本实用新型涉及一种将地下石油层和油管有效地连接而又相通的关键器件，具体的说是通过炸药爆炸驱动金属射流，穿透地下油管，水泥环，及其周围油层的石油射孔器，属于C10G1100类。

在石油勘探和采油时，如图1所示要对油田先进行钻井及下套管，再把套管与地层之间用水泥进行加固，通常也叫“固井”。然后把装有射孔器的射孔枪下入套管内相当深度，使装有炸药的射孔器在管壁和油层之间爆轰射孔，技术要求是在射孔过程中，不破坏射孔枪和套管，在油层中射出尽可能深的孔道，已成为射孔器设计的首要难题。当前，射孔器装置如图2所示，是由弹壳、炸药和药型罩组成。实践证实，要想得到理想的侵彻深度，关键是提高射孔器药型罩的压垮速度，该压垮速度与作用在药型罩上的爆轰波波阵面和该罩母线间的夹角有关。由于夹角很小爆轰的有效能量只能利用10-15％。

本实用新型之目的是针对上述之不足，提供一种带有波型调整结构的石油射孔器，提高了药型罩压垮速度和更有效的提高了爆轰释放能量的利用效率。

本实用新型的目的是这样实现的，一种石油射孔器，包括弹壳与装于其壳内的药型罩所形成的空间装有高密度压缩成整体块状炸药，其特点是：划分为两层不同性质的内层炸药与外层炸药充满弹壳与药型罩所形成的空间。

所述内层炸药为石油射孔器主装药，外层炸药为爆速高于主装药的高能炸药。

在药型罩顶端，装有使爆轰波阵面与药型罩母线夹角增大的具有内圆椎曲面的块状隔板帽。

所述隔板帽为低爆速炸药或惰件材料并高密度压缩成外表面为流线型固体块状。

由于采用了上述方案，本实用新型具有爆轰波阵面波形调整结构的石油射孔器，可通过安装两层引爆炸药，或在药型罩顶端装有隔板帽可改善爆轰波波阵面与药型罩母线夹角，使该夹角φ增大，提高了压垮速度和在原爆轰释放能量的利用率为10-15％，提高到20-30％。

下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明。

图1 是石油勘测与采油的油井示意图

图2 是普通石油射孔器结构示意图

图3 是本实用新型带有波形调整结构双层炸药的石油射孔器装置示意图(实施例一)。

图4是本实用新型带有波形调整结构隔板帽的石油射孔器装置示意图(实施例二)。

图5 是本实用新型引爆后以一定压垮速度喷出的金属射流示意图。

图6 是本实用新型的隔板帽立体示意图。

图7 是隔板帽和双层装药同时采用的结构示意图

图1 所示，在石油采油时，要对油田钻井后下套管1，再把套管1与地层(地块)3之间用水泥环2加固。然后把射孔器5装入射孔枪4内，下插入套管3内达相当深度。如图2所示，使装有炸药502的射孔器5，在管壁和油层之间引爆射孔。在射孔过程中如图5所示，药形罩503将形成金属射流以一定压垮速度、击穿管壁及水泥环与地层，其穿透深度与药型罩503上的爆轰波波阵面和该罩母线间夹角φ有关(参见图2)。φ角越大，压垮速度也越大，穿透力强，穿孔深远。

图3 是本实用新型实施例一。其特点是炸药分内外两层，内层炸药5022为石油射孔器的主装药，占器内炸药总重量的60-90％，一般以占70-80％为佳；外层炸药5021为爆轰高于主装药的高能炸药，引爆时，外层炸药爆轰波速度高于内层炸药的爆轰波速，形成爆轰波向内传播的条件。

图4 是本新型实施例二，其结构是通过套装于药型罩503顶尖部的隔板帽504，使炸药502爆轰波波阵面与药型罩母线夹角φ增大，隔板帽应是低于射孔器主装药爆速的其它具有较低爆速的炸药固体块，它能降低中心爆轰波的速度突出了侧向爆轰波的作用，隔板帽也可采用其它如聚氯乙烯等惰性材料制成，其形状如图6所示，其内曲面5041为内圆椎曲表面和药型罩外曲面相配合，其外包络面5042为流线型。

实验证实，如图7所示如果把实施例一与实施例二两种情况组合应用，即在结构上石油射孔器采用固体炸药为双层结构，再采用隔板帽，其效果更佳。