專利名稱：一種復合射孔槍的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及油田勘探開發領域中用于射孔完井的一種井下作業工具，尤其是涉及一種用于石油射孔的射孔槍。
背景技術：
射孔完井是油田勘探開發重要環節之一，射孔完井效率的高低直接影響油田的開發效果。近年來，通過復合射孔提高射孔效率和增加產能的方法越來越普遍地被用于完井技術之中。目前常規的深穿透型射孔器使用的一次性射孔槍，往往都是在外表面上開有孤立的圓形沉孔作為盲孔，不能用于復合射孔。可重復性使用的槍身往往是采用在其上開有孤立的臺階通孔或孤立的帶錐度的通孔，然后再壓入橡膠包覆的鋼墊片，是上個世紀50-60年代，為充分利用昂貴的特種鋼材而形成的技術，現今已基本被淘汰。目前油田上被廣泛應用的復合射孔槍身是一次性射孔槍，這種槍是在槍身外表面制作出孤立的臺階通孔、帶錐度的通孔或者是帶臺階薄盲孔，然后再壓入橡膠包覆的鋼墊片，以此起到密封和泄壓作用。這種方式制作的復合射孔槍能滿足通常復合射孔作業的要求，但由于設計和制作工藝的限制，不能像普通射孔槍一樣可用于各種井況的射孔作業。常規的深穿透型射孔器使用的射孔槍由于它以孤立的圓形沉孔作為盲孔存在如下缺陷而不能用于復合射孔圓形沉孔的底平面與管柱內壁的最小距離投影在此平面上是一條平行于槍身圓管柱軸線的直線，這是此平面與圓管柱相截切但未截穿內管壁所建立的線形薄弱點，當射孔槍管內壓力載荷足夠大時，破壞將從這一薄弱點產生，且將沿著這一線形薄弱點發展，直至射孔槍管內壓力與環境條件取得平衡。因此當射孔槍內的火藥被點燃后所產生的壓力過大時，槍身將沿此直線被撕裂，也就由此導致了射孔槍的炸槍現象。
實用新型內容為了解決現有的射孔槍盲孔因薄弱點為一條直線容易發生炸槍而不能用于復合射孔的不足，本實用新型提供一種新型的復合射孔槍，該種復合射孔槍具有可在不損傷槍體的情況下，擴大孔眼面積，達到復合射孔器內部壓力的充分釋放。
本實用新型的技術方案是該種復合射孔槍，包括槍頭、槍身、槍尾，其中槍身上開有作為泄壓通道以供射孔彈穿出的盲孔為復合沉孔。所謂復合沉孔是指，該盲孔是由至少兩個圓形沉孔相交后構成。其中相交的兩個圓形沉孔需要滿足的條件為，每兩個相交圓的中心連線垂直于柱狀槍身的軸線，孔的軸心與柱體表面垂直，即該軸心線相對于圓柱體表面所產生的投影為一點，上述孔的底面應為平面或者應盡可能的為平面。上述圓形沉孔的直徑應相同。
本實用新型具有如下有益效果由于采取上述方案的復合射孔槍，作為泄壓通道以供射孔彈的射流穿出的盲孔由至少兩個相交的圓形沉孔構成，因此由兩條線或兩條以上的直線共同構成的區域為槍身上的薄弱點，線與線之間存在應力集中，使得這一面形區域成為薄弱區域，當射孔槍管內壓力載荷足夠大時，破壞將被限制在這一區域內，因此有效的避免了炸槍事故的發生。
附圖1是本實用新型構成的復合射孔器結構剖視圖；附圖2是本實用新型的外觀示意圖；附圖3是本實用新型的復合沉孔的局部示意圖；附圖4是本實用新型的復合沉孔為直孔的局部示意圖；附圖5是本實用新型的復合沉孔為帶稍度孔的局部示意圖；附圖6是本實用新型的復合沉孔為階梯孔的局部示意圖。
圖中1-槍頭，2-槍身，3-射孔彈，4-導爆索，5-槍尾，6-盲孔，7-槍流射出點，8-薄弱點。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明如圖1所示，該種復合射孔槍，與常規射孔槍主要結構類似，包括槍頭1、槍身2、槍尾5，其獨特之處在于在槍身2上所開的作為射孔槍泄壓通道，供射孔彈3穿出的盲孔6為復合沉孔。所謂復合沉孔是指該盲孔6是由至少兩個圓形沉孔相交后構成，其中相交的兩個圓形沉孔需要滿足的條件為，每兩個相交圓的中心連線垂直于柱狀槍身的軸線，孔的軸心與柱體表面垂直，孔的底面應為平面或者應盡可能的為平面。如圖2所示，是本實用新型的一個外觀示意圖，其中盲孔在這種槍身上的位置與常規復合射孔槍的位置相同。
圖3是本實用新型中復合沉孔的局部剖面示意圖，從圖中可清楚看出當采用單一沉孔的形式，沉孔的底平面與圓管柱的軸線平行且與外圓柱面相截切時，平面與管柱內壁的最小距離投影在平面上是一條平行于圓管柱軸線的直線，這是平面與圓管柱相截切而未截穿內管壁所建立的線形薄弱點。當射孔槍管內壓力載荷足夠大時，破壞將從這一薄弱點產生，因此易發生炸槍的現象。當采用由兩個相交的復合沉孔構成盲孔時，如上圖所示，兩個或兩個以上彼此間成一定夾角的相交平面分別與圓管柱的軸線平行且與外圓柱面相截切，此時將有兩條線或兩條以上的直線共同構成的區域組成薄弱點。因為線與線之間存在應力集中，所以使得這一面形區域成為薄弱區域，當射孔槍管內壓力載荷足夠大時，破壞將在這一薄弱區域內產生發展，且將以此區域邊沿為界，因此槍內壓力將會被迅速、安全地釋放，避免了炸槍現象的發生。
經過試驗發現，相交的兩個圓形沉孔的直徑相等時，效果較好。在實際實施中，復合沉孔通常采用直孔的形式，如圖4所示，其軸心與柱體表面垂直，底面為加工工具形成的表面，例如鉆頭、銑刀車削面，加工完成的底面要求是平面或者基本是平面。此外，也可以選擇加工成帶稍度的孔，如圖5所示，其軸心與柱體表面垂直，底面為加工工具形成的表面，如鉆頭、銑刀車削面，要求是平面或基本是平面。圖6是復合沉孔采用臺階孔的形式時的示意圖，其要求同樣是孔的軸心與柱體表面垂直，底面為鉆頭、銑刀等加工工具形成的表面，要求是平面或基本是平面。
下面是本實用新型在試驗過程中獲得成功的幾個參數選取實例實施例1102型復合射孔槍盲孔形式，射孔槍管柱外徑為102mm，圓形沉孔形式為直徑28mm，相交弦長18mm，底面為平面，距槍身內表面2mm。
實施例2127型復合射孔槍盲孔形式，射孔槍管柱外徑為127mm，圓形沉孔形式為直徑32mm，相交弦長20mm，底面為平面，距槍身內表面2.5mm基于我國目前射孔彈的標準，相交的圓形沉孔的底面所在平面距離相對應的圓管形槍身內表面的垂直距離范圍在1.5毫米～3.5mm毫米之間，而相交的圓形沉孔外圓的直徑范圍為20毫米～36毫米之間，相交弦長的范圍在15毫米～36毫米之間時，工作的效果最好。射孔時的射流將從兩圓中間穿過，形成射孔眼，復合射孔時產生的高能氣體也從射孔孔眼穿過。高能氣體穿過的同時，由于圓形孔的中心是薄弱點，而兩圓中間是薄弱區域，在內壓作用下，此薄弱區域的存在，可在不損傷槍體的情況下，擴大孔眼面積，達到復合射孔器內部壓力的快速、安全釋放。
權利要求1.一種復合射孔槍，包括槍頭(1)、槍身(2)、槍尾(5)，其特征在于開于槍身(2)上的供射孔彈(3)射流穿出的盲孔(6)為復合沉孔，所謂復合沉孔是指該盲孔(6)是由至少兩個圓形沉孔相交后構成，其中相交的兩個圓形沉孔需要滿足的條件為，兩個相交圓的中心連線垂直于柱狀槍身的軸線，各孔的軸心線均與柱體表面相垂直，即各軸心線相對柱體表面所作的投影為點，孔的底面為平面。
2.根據權利要求1所述的一種復合射孔槍，其特征在于兩個圓形沉孔的直徑相等。
3.根據權利要求1所述的一種復合射孔槍，其特征在于圓形沉孔的形狀是與柱狀槍身(2)相垂直的直孔。
4.根據權利要求1所述的一種復合射孔槍，其特征在于圓形沉孔的形狀是與柱狀槍身(2)相垂直的帶錐度的孔。
5.根據權利要求1所述的一種復合射孔槍，其特征在于圓形沉孔的形狀為臺階孔。
6.根據權利要求1、權利要求2、權利要求3、權利要求4或權利要求5所述的一種復合射孔槍，其特征在于圓形沉孔的底面距相對應的槍身管內表面的垂直距離范圍為1.5毫米～3.5毫米。
7.根據權利要求6所述的一種復合射孔槍，其特征在于相交的圓形沉孔外圓的直徑范圍為20毫米～36毫米之間，相交弦長的范圍在15毫米～36毫米之間。
專利摘要一種復合射孔槍。主要解決現有的射孔槍的盲孔薄弱點為一條直線不能用于復合射孔作業的問題。其特征在于開在槍身(2)上供射孔彈(3)穿出的盲孔(6)為復合沉孔，所謂復合沉孔是指該盲孔(6)是由至少兩個圓形沉孔相交后構成，其中相交的兩個圓形沉孔需要滿足的條件為，兩個相交圓的中心連線垂直于柱狀槍身的軸線，孔的軸心線與柱體表面相垂直。具有可在不損傷槍體的情況下擴大孔眼面積的特點，達到對復合射孔器內部壓力的快速、安全釋放。
文檔編號E21B43/11GK2811558SQ200520010890
公開日2006年8月30日 申請日期2005年3月22日 優先權日2005年3月22日
發明者劉向京, 郭忠萬, 潘永新, 徐志國, 馬艷杰, 石前, 王秀英 申請人:大慶石油管理局射孔彈廠