亞半球罩聚能裝藥應(yīng)用于穿孔彈的研究

付代軒, 雷新華, 趙世華

(四川石油射孔器材有限責(zé)任公司, 四川 隆昌 642177)

0 引 言

近年來(lái),隨著中國(guó)油氣田開(kāi)采的不斷提速發(fā)展、勘探開(kāi)發(fā)力度的加大和所鉆進(jìn)的地層日趨復(fù)雜,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)卡鉆、井漏等工程事故。處理這類事故需要使用穿孔彈對(duì)鉆桿、油管或者套管進(jìn)行穿孔,以便于快速建立循環(huán)通道,實(shí)現(xiàn)鉆桿快速解卡、壓井堵漏等搶險(xiǎn)施工的目的。

本文研究將亞半球罩聚能裝藥應(yīng)用于穿孔彈,這種穿孔彈解決了常規(guī)穿孔彈通用性差、穿孔孔徑小且對(duì)套管傷害較大的缺點(diǎn),減少了施工過(guò)程的風(fēng)險(xiǎn)和復(fù)雜性。

1 亞半球罩聚能裝藥的研究

油氣井用射孔彈利用了炸藥的空穴聚能效,在這其中藥型罩的作用就是將炸藥爆炸后的爆轟能量轉(zhuǎn)換成金屬射流的動(dòng)能。聚能裝藥的藥型罩的形狀主要有錐形、半球形、喇叭形、雙曲線形、雙錐形和球錐結(jié)合形等(見(jiàn)圖1)。

圖1 常見(jiàn)聚能裝藥的藥型罩結(jié)構(gòu)

理論分析表明,穿孔深度與射流的有效長(zhǎng)度成正比,剛剛形成的射流,其長(zhǎng)度大致與藥型罩的母線長(zhǎng)度相等。在口徑相同的情況下,喇叭形藥型罩母線最長(zhǎng),錐形次之,半球形最短。傳統(tǒng)的油氣井聚能射孔彈通常都是使用喇叭形或者錐形的藥型罩,并采用較小的藥型罩錐角以提高射孔彈的穿深。對(duì)于穿孔彈,其主要目的是穿孔,同時(shí)又要避免或盡可能減小對(duì)穿孔目標(biāo)后方物體的傷害,因此穿孔彈通常都是采用大錐角加大半徑的藥型罩頂部的結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖2),但是采用這種藥型罩結(jié)構(gòu)的穿孔彈穿孔孔徑通常較小,且穿孔后還有可能對(duì)下一層油套管造成較大傷害,且針對(duì)不同直徑、壁厚的油套管組合需要設(shè)計(jì)采用不同的藥型罩粉末配方和工藝,通用性較差。……