一種穿深石油射孔彈的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及石油和天然氣的開采領域，具體是一種穿深石油射孔彈，由彈殼，一定量炸藥和藥型罩組成，藥型罩被壓入彈殼內部，彈殼中心軸與藥型罩中心軸一致，或者兩中心軸偏差小于0.1°，一定量炸藥位于彈殼內表面與藥型罩外表面之間，與彈殼內表面和藥型罩外表面緊密接觸，彈殼內表面由起爆孔圓柱面、第一圓臺面、第二圓臺面、內部特殊圓臺面、第三圓臺面和內圓柱面組成。本實用新型彈殼內表面有一個特殊圓臺面設計，它能充分有效地利用炸藥，明顯增加對藥型罩特殊結構的有效驅動，同時，藥型罩的外表面有一個特殊圓臺面設計，與彈殼互相結合能促使更多的藥型罩材料進入有效射流，從而增加穿深能力。
【專利說明】
一種穿深石油射孔彈
技術領域
[0001]本發明是一種穿深石油射孔彈，它應用于石油和天然氣的開采。
【背景技術】
[0002]穿深石油射孔彈是石油和天然氣開采的主要一次性消耗產品。石油射孔彈產生的高速射流穿透射孔槍和油井套管而射入含油含氣巖層，含油含氣巖層被射入越深，開采的石油和天然氣就越多，射流的有效長度越長，所攜帶的有效動能越多，它的穿深能力就越大。本發明的整體設計圖1中顯示彈殼內前部分的炸藥相對傳統設計較少，但相對應的藥型罩材料也較少，所以射流的尖端速度和有效長度并沒有受到明顯的影響。眾所周知，有效射流主要來源于藥型罩的后半部分，增加藥型罩后半部分的壁厚可以增加射流物質的流入，但有效射流物質會減少。本發明在增加藥型罩后半部壁厚的同時也增加了驅動藥型罩的炸藥，從而增加了有效射流，及結果是石油射孔彈的穿深能力增加。
【實用新型內容】
[0003]為了增加石油射孔彈的穿深能力，本實用新型提供一種穿深石油射孔彈。
[0004]—種穿深石油射孔彈，由彈殼，一定量炸藥和藥型罩組成，藥型罩被壓入彈殼內部，彈殼中心軸與藥型罩中心軸一致，或者兩中心軸偏差小于0.1o，彈殼材料為鋼、銅合金、鋁合金、鋅和陶瓷材料，一定量炸藥位于彈殼內表面與藥型罩外表面之間，與彈殼內表面和藥型罩外表面緊密接觸，彈殼內表面由起爆孔圓柱面、第一圓臺面、第二圓臺面、內部特殊圓臺面、第三圓臺面和內圓柱面組成，第一圓臺面的一端邊與起爆孔一端邊連接，而另一端邊與第二圓臺面的一端邊連接；內部特殊圓臺面的一端邊與第二圓臺面的另一端邊連接，另一端邊與第三圓臺面的一端邊連接；內部圓柱面的一端邊與第三圓臺面的另一端邊連接，起爆孔圓柱面、第一圓臺面、第二圓臺面、內部特殊圓臺面、第三圓臺面和內圓柱面的中心軸與彈殼中心軸一致，內部特殊圓臺面由低端處的外凹曲線和與之相連接的直線繞彈殼中心軸旋轉360°而成，低端處的外凹曲線和與之相連接的直線的長度大于或等于零，低端處的外凹曲線和與之相連接的直線在連接處相切或相交，所述外凹曲線為圓弧，或橢圓弧，或拋物線弧，或雙曲線弧;彈殼內部特殊圓臺面有第二種設計，它由依次相連接的低端處外凹曲線、直線和高端處內凹曲線繞彈殼中心軸旋轉360°而成，低端處外凹曲線、直線和高端處內凹曲線在連接處相切或相交。
[0005]彈殼內部特殊圓臺面有第三種設計，它由低端處外凹曲線和與之相連接的高端處的內凹曲線繞彈殼中心軸旋轉360°而成，低端處的外凹曲線和高端處的內凹曲線在連接處相切或相交。
[0006]彈殼中內部特殊圓臺面的圓臺角α大于第二圓臺面的圓臺角β，而小于180°，Β|3β<α<180° ο
[0007]對于彈殼內部特殊圓臺面第一、二和三種設計，彈殼大口徑底部面到內部特殊圓臺面大口徑底部面的垂直距離Η2大于或等于彈殼內部整長度H的30%，小于或等于彈殼整長度的70%，S卩HX 30% <H2 SHX 70%，內部特殊圓臺面的高度H3大于或等于彈殼內部整長度H的0.1%,小于或等于彈殼整長度的30%,BPHX0.1% <H3<HX30%o
[0008]藥型罩是一由繞中心軸線的旋轉體，藥型罩由混合金屬粉壓制而成，混合金屬粉的成份有鎢粉、銅粉、鋁粉、鉛粉、鉬粉和鈹粉等，藥型罩也可以由各種金屬板或者片直接壓制而成，藥型罩外表面接近中部有一外特殊圓臺面，外特殊圓臺面一端邊與藥型罩外表面前部部分連接，外特殊圓臺面另一端邊與藥型罩外表面尾部部分連接。
[0009]藥型罩外特殊圓臺面的圓臺角Θ大于或者等于81°，小于或者等于110°，S卩81°
< 110。。
[0010]藥型罩外特殊圓臺面有第二種設計，它由低處的外凹曲線和與之相連接的高處的內凹曲線繞藥型罩旋轉中心軸旋轉360°而成，藥型罩前部相應的曲線、低處的外凹曲線、高處的內凹曲線和藥型罩尾部相應的曲線在連接處相切或相交。
[0011 ]對于藥型罩外特殊圓臺面第一和二種設計，藥型罩大口徑底部面到外特殊圓臺面大口徑底部面的垂直距離Η5大于或者等于藥型罩整長度Η4的25%，小于或者等于Η4的75%,ΒΡΗ4Χ25% <Η5<Η4Χ75%,藥型罩外特殊圓臺面的垂直高度Η6的大小范圍為大于或者等于I %Η4，小于或者等于20 %Η4，即Η4 X I % < Η6 < Η4 X 20%，外特殊圓臺面大口徑底部處的藥型罩壁厚W2大于外特殊圓臺面小口徑頂部處的藥型罩厚Wl，小于或等于170%W1，即W1<<W2<W1X 170% 0
[0012]本實用新型的優點及有益效果為:
[0013]本實用新型彈殼內表面有一個特殊圓臺面設計，它能充分有效地利用炸藥，明顯增加對藥型罩特殊結構的有效驅動，同時，藥型罩的外表面有一個特殊圓臺面設計，與彈殼互相結合能促使更多的藥型罩材料進入有效射流，從而增加穿深能力。
【附圖說明】
[0014]圖1本發明穿深石油射孔彈整體橫截面圖；
[0015]圖2彈殼的橫截面圖；
[0016]圖3彈殼內部特殊圓臺面第一種設計局部圖；
[0017]圖4彈殼內部特殊圓臺面第二種設計局部圖；
[0018]圖5彈殼內部特殊圓臺面第三種設計局部圖；
[0019]圖6為藥型罩橫截面圖以及外特殊圓臺面第一種設計局部圖；
[0020]圖7為藥型罩外特殊圓臺面第二種設計局部圖。
【具體實施方式】
[0021 ]文中所有所選擇的圖形的目的是為了詳細描述本文的發明，而并不是去限制本發明的內容。
[0022]圖1給出了本發明穿深石油射孔彈(以下簡稱射孔彈)整體結構橫截面圖，標號10為射孔彈彈殼，標號5為起爆點，標號15為炸藥，標號30為藥型罩，點畫線100為彈殼的中心軸線，同時也是射孔彈中心軸線。
[0023]彈殼:彈殼10，如圖2所示，是以中心軸線100為中心的旋轉體，所有內外旋轉面都是彈殼截面上內外直線和曲線繞中心軸100旋轉360°而成。彈殼材料選用鋼、銅合金、鋁合金、鋅和陶瓷材料，彈殼內部結構由起爆孔90，第一圓臺面50，第二圓臺面20，內部特殊圓臺面61-60，第三圓臺面70和內圓柱面80組成，文中所提到的曲線定義為圓弧、或橢圓弧、或拋物線弧、或雙曲線弧。文中所提到的標號表示圓臺面和圓柱面，同時也表示相應的直線和曲線而不會混淆。第一內圓臺面50的一端邊與起爆孔90的一個端邊相連接，而另一端邊與第二內圓臺面20的一個端邊相連接。內部特殊圓臺面61-60的一個端邊與第二內圓臺面20的另一端邊相連接，而另一端邊與第三內圓臺面70的一個端邊相接。內圓柱面80的一個端邊與第三內圓臺面70的另一個端邊相接。彈殼10由各類鋼、銅合金、鋅、鋁合金和陶瓷等材料制成。圖3給出了內部特殊圓臺面的主要設計，即第一種設計，它是由外凹曲線61和與之相連接的直線60繞中心軸線100旋轉360°而成。直線20、外凹曲線61、直線60和直線70相互連接點可以相切，也可以不相切，外凹曲線61長度大于或等于零。圖4給出了內部特殊圓臺面的第二種設計，它是由外凹曲線61、直線62和內凹曲線120繞中心軸線100旋轉360°而成。直線20、外凹曲線61、直線62、內凹曲線120和直線70在相互連接點可以相切，也可以不相切。圖5給出了內部特殊圓臺面的第三種設計，它是由相連接的外凹曲線140和內凹曲線150繞中心軸100旋轉360°而成。直線20、外凹曲線140、內凹曲線150和直線70相互在連接點可以相切，也可以不相切。對于彈殼內部特殊圓臺面第一和二種設計(如圖3-4所示)，β為第二內圓臺面20的圓臺角，α為內部特殊圓臺面的圓臺角。α大于β但小于180°，Β|3β<α<180°。對于彈殼內部特殊圓臺面第一、二和三種設計，H為彈殼內部垂直高度(見圖2)，Η2為從彈殼底面(大開口部，見圖2)到內部特殊圓臺面底端面(較大直徑一端)的垂直距離。Η3為內部特殊圓臺面上下兩平行面的垂直距離。Η2為彈殼內部垂直高度H的30%至70%,ΒΡΗΧ30% <Η2<Η父70%。!13為彈殼內部垂直高度!1的0.1%至30%，8陽\0.1%<!13<!1\30%。
[0024]藥型罩:圖6給出了藥型罩設計的橫截面圖，同時也給出了外特殊圓面的主要設計，即第一種設計圓臺面170的局部截面。藥型罩是以中心軸線200為中心的旋轉體，外特殊圓臺面170的外邊緣為直線。藥型罩由混合金屬粉壓制而成，混合金屬粉的成份有鎢粉、銅粉、鋁粉、鉛粉、鉬粉和鈹粉等，藥型罩也可以由各種金屬板或者片直接壓制而成。圖7給出了藥型罩中外特殊圓臺面的第二種設計，這里外特殊圓臺面是由相互連接的外凹曲線180和內凹曲線190繞旋轉中心軸200旋轉360°而成。藥型罩前部外部曲線210、外凹曲線180、內凹曲線190和藥型罩尾部外部曲線220在連接點可以相切，也可以不相切。對于藥型罩第一和二種設計，藥型罩總長度為Η4，底部(大口徑部分)到外特殊圓臺面170底部(大直徑部分)，對于藥型罩第二種設計，為外特殊圓臺面18-190底部的垂直距離，即藥型罩尾部高度為Η5。外特殊圓臺面頂部到外特殊圓臺面底部的垂直距離為Η6。外特殊圓臺面頂部邊緣的壁厚為Wl，而外特殊圓臺面底部邊緣的壁厚為W2，外特殊圓臺面圓臺角為θ(藥型罩第二種設計沒有Θ)，標號300是藥型罩底部外直徑。外特殊圓臺面旋轉中心軸與藥型罩對稱中心軸共軸。胃3為藥型罩頂部區域最小壁厚，W4為藥型罩底部最大壁厚，外特殊圓臺面頂部壁厚Wl大于或等于W3，即Wl 2W3。外特殊圓臺面底部壁W2小于W4，S卩W2<W4。外特殊圓臺面頂部壁厚Wl和底壁厚之間的大小關系為W2大于Wl，小于或等于170%W1，S卩W1<W2 < Wl X 170%。!15的長短范圍為大于25%H4小于75%H4，即H4X25% < H5 < H4 X 75%。外特殊圓臺面高度H6的長度范圍為大于或等于1%H4，小于或等于20%H4，即H4X1% < H6 < H4X20%。外特殊圓臺角Θ的大小范圍為大于或者等于81°，小于或者等于110° ,BPSl0 < Θ < 110°。
[0025]炸藥:射孔彈中的炸藥主要采用RDX、HMX和HNS等。
[0026]本發明的石油射孔彈的裝配過程為:(1)將一定量的起爆炸藥裝入彈殼10內，再將主炸藥裝入彈殼內；(2)將藥型罩高壓壓入裝有炸藥的彈殼內，這樣就制成了一個石油射孔彈，彈殼口的內直徑110比藥型罩最大外直徑300要大一點。彈殼10與藥型罩30的中心軸的偏差角小于0.1°。
【主權項】
1.一種穿深石油射孔彈，其特征是，由彈殼，一定量炸藥和藥型罩組成，藥型罩被壓入彈殼內部，彈殼中心軸與藥型罩中心軸一致，或者兩中心軸偏差小于0.1°，一定量炸藥位于彈殼內表面與藥型罩外表面之間，與彈殼內表面和藥型罩外表面緊密接觸，彈殼內表面由起爆孔圓柱面、第一圓臺面、第二圓臺面、內部特殊圓臺面、第三圓臺面和內圓柱面組成，第一圓臺面的一端邊與起爆孔一端邊連接，而另一端邊與第二圓臺面的一端邊連接；內部特殊圓臺面的一端邊與第二圓臺面的另一端邊連接，另一端邊與第三圓臺面的一端邊連接；內部圓柱面的一端邊與第三圓臺面的另一端邊連接，起爆孔圓柱面、第一圓臺面、第二圓臺面、內部特殊圓臺面、第三圓臺面和內圓柱面的中心軸與彈殼中心軸一致，內部特殊圓臺面由低端處的外凹曲線和與之相連接的直線繞彈殼中心軸旋轉360°而成，低端處的外凹曲線和與之相連接的直線的長度大于或等于零，所述外凹曲線為圓弧，或橢圓弧，或拋物線弧，或雙曲線弧； 藥型罩是一由繞中心軸線的旋轉體，藥型罩外表面接近中部有一外特殊圓臺面，外特殊圓臺面的一端邊與藥型罩外表面前部部分連接，外特殊圓臺面的另一端邊與藥型罩外表面尾部部分連接。2.根據權利要求1所述的穿深石油射孔彈，其特征是，彈殼內部特殊圓臺面由依次相連接的低端處外凹曲線、直線和高端處內凹曲線繞彈殼中心軸旋轉360°而成，低端處外凹曲線、直線和高端處內凹曲線連接處相切或相交。3.根據權利要求1所述的穿深石油射孔彈，其特征是，彈殼內部特殊圓臺面由低端處外凹曲線和與之相連接的高端處的內凹曲線繞彈殼中心軸旋轉360°而成，低端處的外凹曲線和高端處的內凹曲線在連接處相切或相交。4.根據權利要求1所述的穿深石油射孔彈，其特征是，彈殼中內部特殊圓臺面的圓臺角α大于第二圓臺面的圓臺角β，而小于180°，即β<α<180°。5.根據權利要求1、2或3所述的穿深石油射孔彈，其特征是，彈殼大口徑底部面到內部特殊圓臺面大口徑底部面的垂直距離Η2大于或等于彈殼內部整長度H的30 %，小于或等于彈殼整長度的70% ,ΒΡΗΧ30% <Η2<ΗΧ70%，內部特殊圓臺面的高度Η3大于或等于彈殼內部整長度H的0.1%,小于或等于彈殼整長度的30 %，SPHX0.1%<H3<HX30%。6.根據權利要求1所述的穿深石油射孔彈，其特征是，藥型罩外特殊圓臺面的圓臺角Θ大于或者等于81°，小于或者等于110°，即81° < Θ < 110° ο7.根據權利要求1所述的穿深石油射孔彈，其特征是，藥型罩外特殊圓臺面由低處的外凹曲線和與之相連接的高處的內凹曲線繞藥型罩旋轉中心軸旋轉360°而成，藥型罩前部相應的曲線、低處的外凹曲線、高處的內凹曲線和藥型罩尾部相應的曲線在連接處相切或相交。8.根據權利要求1或7所述的穿深石油射孔彈，其特征是，藥型罩大口徑底部面到外特殊圓臺面大口徑底部面的垂直距離H5大于或者等于藥型罩整長度H4的25%，小于或者等于H4的75%，即H4X25% < H5 < H4X75%，藥型罩外特殊圓臺面的垂直高度H6的大小范圍為大于或者等于1%H4，小于或者等于20%H4，即H4X1% < H6 < H4X20%，外特殊圓臺面大口徑底部處的藥型罩壁厚W2大于外特殊圓臺面小口徑頂部處的藥型罩厚Wl，小于或者等于170%W1JPW1<W2<W1X170%。
【文檔編號】E21B43/119GK205422661SQ201620297385
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月11日
【發明人】王澤平
【申請人】王澤平