鎢粉對石油射孔彈穿深性能之影響

石油鑽井、固井完後,需要進行油井射孔打開地層與井筒間通道,使得流體流入井筒。射孔彈就是裝在射孔器上用來向井壁射孔,因此,對射孔彈的要求就是要硬,並有優秀的穿甲性能。

說到硬和穿甲性能,我們一定會想到鎢,沒錯,類似於軍用穿甲彈的戰鬥部,石油射孔彈的核心部位也是鎢材料製成的。

石油射孔彈圖片

石油射孔彈的核心部位叫做藥型罩的爆炸聚能部,藥型罩材料是聚能效應能量的載體,使用何種材料其性能直接影響著射流品質的優劣和鑽井的效果,鎢具有適中的聲速(4103 km/ s)、較高的材料密度(1 913 g/cm3),並且延展性好,自然而然地成為射孔彈藥型罩的理想原材料。以鎢制的射孔彈破碎性好 、侵徹力強、滲透率高,穿深性能強大,是為人們所器重的石油鑽井工具。

鎢的穿甲性能取決於鎢粉的品質,對於射孔彈這類具有穿透要求的工具,粒徑越細的鎢粉所製成的最終成品性能會更好。需要注意的是,即使是微米以下的鎢粉,其顆粒形態也往往五花八門,有精益求精的學者就會兩種不同的鎢粉製成的石油射孔彈進行了性能對比。

學者將廢鎢合金回收制取的鎢粉和APT流程制取的鎢粉分別混合銅粉並燒結鍛壓成127型射孔彈,進行靜破甲 45 號鋼鋼靶穿深試驗,資料為回收鎢粉制取的射孔穿深資料為212.2米,傳統流程鎢粉所制取的射孔彈穿深資料為244.8米,兩者差距較大。

石油射孔弹图片

究其原因,利用回收鎢破碎後還原製備的鎢粉形貌不規則, 導致混合粉末流動性能較差, 成形的射孔彈藥型罩聚能部密度分佈不均勻, 影響了藥型罩的成形和密度分佈的均勻性, 從而降低了射孔彈穿深性能。而傳統APT流程的鎢粉,細微性均勻,具有類球形結構,鎢粉流動性能好, 有利於提高藥型罩密度分佈, 從而改善射孔彈爆轟形成的射流的特性, 提高射孔彈穿深性能和穩定性,所以,球形度好,細微性小且均勻的鎢粉更適合做石油射孔彈的原材料。

 

 

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