SL89型深穿透射孔器研制1.ppt

1、SL89型深穿透射孔器研制,刘晓强 张东升 孙伟华 营口市双龙射孔器材有限公司,SL89型深穿透射孔器研制,摘 要 SL89型深穿透射孔器的研制，从装枪相位、弹间干扰、射孔弹的装药结构和药型罩结构设计等对射孔器穿深性能的影响，阐述了解决弹间干扰的方法。从有效装药量与药型罩的匹配设计入手，对射孔弹SDP39RDX30-1进行设计，实现一弹配两枪。SDP39RDX30-1型射孔弹，钢靶穿深243mm， 该弹配套89枪20孔/m组成SL89型深穿透射孔器，混凝土靶穿深973mm；配装102枪20孔/m，混凝土靶穿深1068mm。,SL89型深穿透射孔器研制,引 言 油田勘探开发进入中后期，易开采油藏

2、减少。 开发的油气层类型复杂。（中、低渗透油层、致密砂岩油层在油气储量中占较大比例） 采用深穿透型射孔器，建立有效的油管和套管及油层之间的通道，减少泥浆污染带对油气田开采的影响，可达到提高油气井产能的目的。 进行SL89型深穿透射孔器研制,SL89型深穿透射孔器研制,1 SL深穿透射孔器设计指标,SL89型深穿透射孔器研制,技术难点 常规射孔器孔密由16孔/m增加到20孔/m，弹间距由62.5mm减少到50mm，如何减少弹间干扰保证穿深、弹的设计要满足一种弹配两枪的使用、89枪枪内炸高小等是要解决的技术难点。,SL89型深穿透射孔器研制,3 方案设计 31 弹间干扰问题 （影响弹间干扰的因素很

3、多，主要有以下几个方面） 1）射孔相位 常规射孔器一般为90度相位，16孔/m 。按圆周均匀排布的射孔孔道可以减少地层和井之间的负压，并能使套管受力均匀，减少套管破坏程度。相位还涉及到枪身和弹架的强度问题。相位还影响相邻弹之间导爆索的长短，导爆索的长短决定相邻射孔弹起爆的时间差。相邻弹之间导爆索有效减短，起爆时间差减少，弹间干扰作用会大大降低。综合分析后，确定采用六相位、60相位角的排列方式。,SL89型深穿透射孔器研制,31 弹间干扰问题 2）相邻弹间距 设计方案要求射孔器孔密为20孔/m，相邻两发弹的中心距离为50mm，参照以往的设计，射孔弹的外径确定为46mm，则相邻两发射孔弹两个最近面

4、距离为4mm，适当增加弹壳壁厚，可以解决弹间干扰，当采用高爆速导爆索效果会更好。 减少导爆索与射孔弹表面的直接接触，同样会减少导爆索爆轰后产生的冲击波对射孔弹的爆轰干扰，所以设计采用弹架外绕导爆索。,SL89型深穿透射孔器研制,32 深穿透射孔弹的设计 射孔弹的设计是在兼顾89和102枪中使用的前提条件下进行的，所以射孔弹只能按装89枪设计。 （1）药型罩的设计 在射孔弹的总体结构设计中，药型罩的结构设计是一个重要的环节，射孔弹所用药型罩的锥度多在40至55之间变化。比较理想的深穿透药型罩锥度一般设计在40-45之间。依据结构，通过计算药型罩锥度确定为43.5。,SL89型深穿透射孔器研制,药

5、型罩的三种结构,SL89型深穿透射孔器研制,通过试验确定外锥内曲线形药型罩方案。 在直径相同的情况下，内曲线形药型罩拐点平滑，内母线增长，药型罩形成的射流速度梯度增大，运行过程中拉得长，因此穿深也增加。 在试验中发现同样外锥角的内曲线形药型罩较变壁厚药型罩的穿深性能提高10%左右。,SL89型深穿透射孔器研制,（2）装药结构的设计 聚能射孔弹装药几何形状一般都是圆柱加双锥形或圆柱加单锥圆弧形，其结构参数主要包括药柱高度、直径、圆柱高度、圆锥角度（圆弧半径）及封闭高度等。,SL89型深穿透射孔器研制,该弹的设计即要满足89枪、又要满足102枪，所以射孔弹的装药量不宜过大。减少弹间干扰的影响，弹开

6、口也不宜过大。特别要解决好射孔弹与89枪配套使用时，小炸高条件下射孔深度下降的问题。通过计算，射孔弹开口为39mm，单发装药量30克/发。在充分考虑药柱形状与药型罩相匹配、最大限度提高炸药的能量利用率的前提下，确定了圆柱加单锥圆弧形装药结构。,SL89型深穿透射孔器研制,33 射孔器的配套设计 设计要求孔密为20孔/m，射孔相位确定60，相邻两发射孔弹间的夹角和距离即确定。枪身、弹架即可确定。考虑装弹架时不擦伤导爆索，装枪方便，在弹架上增加扶正扭片，用时可根据需要别起。其它与原89（102）型射孔枪的零、部件一致。,SL89型深穿透射孔器研制,试验简介 射孔弹装配工艺的确定，药柱密度均匀一致。

7、 行业中成熟的装药工艺 1）药、罩通过一次压制完成。操作简单、生产效率高 药柱密度沿罩母线分布差异大 2）先进行两次压药后进行一次装罩。药柱密度沿罩母 线分布差异小，罩-药之间易产生间隙 在总结研究普遍应用的两种装药工艺后，确定了新的装药工艺。使药柱密度沿罩母线分布趋于均匀，罩-药之间接触紧密、无间隙。,SL89型深穿透射孔器研制,选用新的金属粉末材料用于药型罩的制做。 声速 5124km/s 射流头部速度 材料密度 10.2g/cm3 射流密度 质量 动能 材料的晶体结构 体心立方 滑移系 动态韧性 与铜粉密度（8.9g/cm3）接近 当配方确定后，密度差与壁厚差是首要控制的因素。控制径向壁

8、厚差和轴向密度差来提高药型罩的对称性，药型罩的壁厚差控制在0.05mm之内。,SL89型深穿透射孔器研制,通过进行地面基础试验 ，进行方案验证。进行一米整枪试验，确定是否存在弹间干扰 。经过多次地面基础试验和装枪试验，SDP39RDX30-1型超深穿透射孔弹基本参数确定,SL89型深穿透射孔器研制,SDP39RDX30-1型射孔弹,SL89型深穿透射孔器研制,SDP39RDX30-1型射孔弹混凝土靶试验,SL89型深穿透射孔器研制,SDP39RDX30-1型射孔弹地面钢靶试验数据,2010年6月23日进行API 19B混凝土靶检测，SL89DP30射孔器平均穿深973mm，套管平均孔径10.3mm；SL102DP30射孔器平均穿深1068mm，套管平均孔径11.4mm。,SL89型深穿透射孔器研制,5 结束语 SL89超深穿透射孔器，产品各项性能已达到或超过设计指标要求，该产品在原射孔弹生产工艺中对压药密