[發明專利]聚能藥包的藥型罩以及射孔槍

無效

• 申請號: 200810161723.4
• 申請日: 2008-09-22
• 公開（公告）號: CN101393000A
• 公開（公告）日: 2009-03-25
• 發明（設計）人: 勞倫斯·A·貝爾曼;楊文波
• 申請（專利權）人: 普拉德研究及開發股份有限公司
• 主分類號: F42B1/02
• 分類號: F42B1/02;E21B43/119
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 封新琴

技術領域

本發明涉及一種聚能藥包(shaped?charge)的藥型罩，該藥型罩包括多個部分且至少一個部分包括粉末材料。

背景技術

圖1示出了一種典型的聚能藥包10，其具有金屬外罩11或裝藥外殼11。高爆炸性材料13置于金屬外罩11內。藥型罩12在引爆之前將爆炸材料保持在外罩11內。引火柱15為引爆索16和爆炸物13之間提供了引爆連接。

當聚能藥包10被引爆后，藥型罩12的一部分形成藥型罩的射流部分。該射流部分被推離外罩11并沿方向17射向目標。藥型罩12的另一部分被推離外罩11并形成所謂的藥型罩的杵體或柱體部分(slug?or?carrot?portion)。該杵體或柱體部分與所述噴射部分被推動的程度不同。當聚能藥包10用在射孔槍中時，目標通常是帶套管的井下巖層。在引爆之后，藥型罩12的射流部分被推動穿過套管并進入井下巖層，用以增加井下油氣的回收。另一方面，杵體部分被設計用來斷開與套管的接觸。

大約只有25-30％的聚能藥包藥型罩的質量被轉化為射流。射流密度、速度分布、射流材料、射流準直性和目標特性決定了射流穿透給定目標的能力。雖然杵體部分對聚能藥包的穿透沒有多大貢獻，但它可以具有某些增強系統性能的特性。例如，該杵體應該解體而不會塞住目標中的穿孔孔道。

用于聚能藥包的藥型罩是使用純金屬、合金和/或陶瓷制造的。用來形成藥型罩的金屬可以是粉末材料，其中例如可以包括鎢、鉛或銅。當使用后者制成的藥型罩時，大約75％的鎢，即杵體部分中鎢的部分，沒有轉化為射流。由于鎢在這些粉末塊中占了很大部分，而且鎢造價十分昂貴，用鎢制造聚能藥包的杵體部分浪費了大量的資金。

目前已經制造出了一些用于聚能藥包的藥型罩，其中的射流部分和杵體部分是使用不同的固體材料制造的。這類藥型罩的一個例子就是利用固體銅制造射流部分并用固體鋅制造杵體部分。

發明內容

根據本發明，用于聚能藥包的藥型罩至少包括兩個部分，其中至少一個部分包括粉末材料。其中一個部分接近射流段而其他部分接近藥型罩。

在一個實施例中，根據本發明的藥型罩包括三個部分，其中兩個部分構成杵體，第三個部分構成射流。在另一個實施例中，三部分中的兩個部分構成射流，而第三部分構成杵體。

在另一個實施例中，根據本發明的藥型罩包括四個部分，且為了優化穿透過程或增強穿孔孔道，每個部分都可以包括相同或不同粉末材料。

在一個實施例中，根據本發明的藥型罩的任一部分都可以由粉末形成，該粉末可以包括從由鋁、銅、鉛、錫、鉍、鎢、鐵、鋰、硫、鉭、鋯、硼、鈮、鈦、銫、鋅、鎂、硒、碲、錳、鎳、鉬和鈀中所選的單一材料或者材料的任意組合。通過選擇用于杵體部分和射流部分的粉末材料的顆粒尺寸，可以在杵體和/或射流中獲得更均勻的爆轟波陣面(detonation?wavefront)，而通過選擇用于射流段的粉末材料的顆粒尺寸能實現更加穩定(橫向速度降低)的射流。

在本發明的另一實施例中，藥型罩的一個部分可以用固體材料制造，例如銅、鋅、鋁或鉛，而其他部分可以用粉末材料制造。

根據本發明，射孔槍包括多個聚能藥包，其中每個聚能藥包包括外罩，藥型罩和置于外罩和藥型罩之間的爆炸材料。如上所述，用于每個聚能藥包的藥型罩至少包括兩個部分。

附圖說明

圖1是根據現有技術的一種典型的聚能藥包部分截面正視圖；

圖2A是根據本發明由兩個部分構成的藥型罩的實施例的截面正視圖；

圖2B是示出圖2A中兩部分藥型罩的射流部分和杵體部分在引爆時的示意圖；

圖2C根據本發明同樣由兩部分組成的藥型罩的另一實施例的截面正視圖；

圖2D示出了圖2C中兩部分藥型罩的射流部分和杵體部分在引爆時的示意圖；

圖3A是根據本發明由三部分構成的藥型罩的實施例的截面正視圖；

圖3B是示出三部分藥型罩實施例的射流部分和杵體部分在引爆時的示意圖；

圖3C是示出另一個三部分藥型罩實施例的射流部分和杵體部分在引爆時的示意圖；

圖4A是根據本發明由四部分構成的藥型罩的實施例的截面正視圖；

圖4B是示出四部分藥型罩實施例的射流部分和杵體部分在引爆時的示意圖；

圖5示出了根據本發明由兩個粉末部分和一個金屬部分構成的藥型罩的實施例的截面正視圖。

具體實施方式