本發(fā)明涉及射孔槍，尤其涉及一種射孔槍。

背景技術：

1、石油現(xiàn)場用于完井或者固井中的一種工具，射孔槍是用于油氣井射孔的器材及其配套件的組合體。

2、現(xiàn)有射孔槍在實際使用過程中存在以下缺陷：

3、傳統(tǒng)射孔槍泄壓孔通常采用均一直徑且周向或者軸向分布均勻，未考慮爆炸壓力波的非線性傳播特性，導致局部壓力積聚，且泄壓孔多集中在槍體尾部或對稱分布，未與射孔彈爆炸位置匹配，導致壓力釋放路徑過長，使得槍體中部因壓力滯留發(fā)生鼓脹變形，甚至焊縫開裂。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術中泄壓孔設計不合理，爆炸后內(nèi)部壓力釋放緩慢，導致槍體變形或二次損傷的問題，而提出的一種射孔槍。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術方案：

3、一種射孔槍，包括連接管、可拆卸連接的多個射孔單元、設置在射孔單元內(nèi)部的螺旋梯度排列射孔彈組、設置在連接管與射孔單元上并用于控制射孔彈組起爆的控制模塊以及安裝在射孔單元上的用于高壓釋壓的泄壓孔。

4、優(yōu)選地，所述連接管共設置有兩個，一個所述連接管設置在槍頭位置，另一個所述連接管設置在槍尾位置，所述連接管接口處采用氟橡膠o型圈，所述氟橡膠o型圈內(nèi)部預埋有膨脹石墨帶，所述連接管外壁上開設有安裝滑槽，所述安裝滑槽中固定安裝有第一電磁鐵，所述安裝滑槽中滑動安裝有與所述第一電磁鐵配套設置的第二電磁鐵，所述第一電磁鐵與所述第二電磁鐵之間固定連接有彈簧與伸縮套板，所述彈簧位于所述安裝滑槽中，所述伸縮套板用于封閉所述安裝滑槽，所述第一電磁鐵上銷軸安裝有活動桿，所述活動桿通過滑槽滑動安裝有滑塊，所述滑塊與所述第二電磁鐵之間銷軸安裝有連接桿，所述活動桿遠離所述第一電磁鐵的一端轉動安裝有抵觸輪。

5、優(yōu)選地，兩個相鄰的所述射孔單元之間通過螺紋連接，每個所述射孔單元包括：

6、螺紋連接在連接管上的槍體；

7、螺栓固定在連接管上并位于所述槍體中的彈藥架，所述槍體與所述彈藥架二者底面圓心重合且軸線完全重合。

8、優(yōu)選地，所述射孔彈組至少包含四個射孔彈，所述射孔彈沿所述槍體軸線呈螺旋線分布,所述射孔彈組相位角θ的范圍為45°-60°，兩個相鄰的所述射孔彈周向相位角差沿槍體前進方向按5°～15°遞增，所述彈藥架通過卡簧槽固定安裝所述射孔彈,所述射孔彈殼體表面設有仿生導流槽。

9、優(yōu)選地，所述控制模塊包括：

10、固定安裝在位于槍尾位置的連接管中的起爆器，所述起爆器中配套設置有壓力傳感器與微處理器，所述微處理器被配置為根據(jù)壓力變化動態(tài)調(diào)整起爆時序；

11、配套設置在所述射孔彈組的引爆接頭；

12、連接在所述引爆接頭與所述起爆器之間的導爆索。

13、優(yōu)選地，所述射孔彈傳爆主炸藥包位于引爆接頭中心，所述射孔彈輔助炸藥包環(huán)形分布于主炸藥包外圍，所述導爆索路徑中插入與所述彈藥架固定連接的金屬擋板，每個所述射孔彈配備有獨立電子雷管。

14、優(yōu)選地，所述泄壓孔對稱分布在所述槍體同一截面，每圈所述泄壓孔至少設置有六個，所述泄壓孔設置在所述槍體中后部上以及所述槍體尾部，位于所述槍體中后部的所述泄壓孔孔徑為2-3mm，位于所述槍體尾部的所述泄壓孔孔徑為4-6mm。

15、優(yōu)選地，所述泄壓孔配套設置有用于實時監(jiān)測孔內(nèi)壓力波動的嵌入式pzt陶瓷片與微型電磁閥，所述嵌入式pzt陶瓷片尺寸為5×5mm，所述泄壓孔前端為錐形漸擴孔，所述錐形漸擴孔長度為20mm，所述錐形漸擴孔錐度為0.15，所述錐形漸擴孔入口直徑為3mm，所述錐形漸擴孔出口直徑為5mm，所述泄壓孔后端為多級階梯孔，所述多級階梯孔長度為15mm，所述多級階梯孔每級階梯長度為5mm，所述多級階梯孔每級階梯高度為0.5mm。

16、優(yōu)選地，所述泄壓孔內(nèi)壁設置有鯊魚皮v型溝槽，所述鯊魚皮v型溝槽之間的間距為200-500μm，所述鯊魚皮v型溝槽深度為10-30μm，所述鯊魚皮v型溝槽傾角為30°，所述鯊魚皮v型溝槽內(nèi)嵌入荷葉效應微凸起陣列，所述荷葉效應微凸起陣列高度為20-50μm，所述荷葉效應微凸起陣列之間的間距為50-100μm，所述荷葉效應微凸起陣列接觸角大于150°。

17、優(yōu)選地，所述泄壓孔靠近所述彈藥架的一端設置有粗濾網(wǎng)，所述粗濾網(wǎng)孔徑為3mm，所述泄壓孔遠離所述彈藥架的一端設置有精濾網(wǎng)，所述精濾網(wǎng)孔徑為0.3mm。

18、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具備以下優(yōu)點：

19、1、本發(fā)明氟橡膠o型圈提供基礎彈性和密封，同時利用膨脹石墨帶在高溫下補償橡膠硬化導致的間隙，形成雙重密封屏障，使得氟橡膠o型圈在高溫下的密封性能得到顯著提升。

20、2、本發(fā)明中射孔單元可以進行自由組合，以此適應不同井深和地層條件，用戶可根據(jù)需求調(diào)整射孔密度，單個射孔單元損壞時，只需更換對應射孔單元，無需整體報廢，有助于降低降低維護成本，同時射孔彈沿螺旋線分布，避免能量疊加，以此降低套管損傷，并利用螺旋梯度排列進一步分散爆炸沖擊，射孔覆蓋均勻，螺旋排列確保射孔孔道在周向和軸向上均勻分布，提高地層導流能力，增加油氣產(chǎn)量。

21、3、本發(fā)明通過在導爆索路徑中插入金屬擋板，以此利用爆轟波穿透擋板的能量損耗實現(xiàn)延遲，同時每個射孔彈配備獨立電子雷管，通過微處理器精確控制起爆時序，延遲起爆使相鄰射孔彈爆炸產(chǎn)生的應力波峰值錯開，并通過延遲起爆避免射流相互干擾。

22、4、本發(fā)明利用錐形漸擴孔通過平滑過渡降低流動阻力，減少湍流，減少應力集中，有助于延長疲勞壽命，并利用多級階梯孔實現(xiàn)分級泄壓，以此分散能量避免壓力驟升，同時通過分散爆炸沖擊波降低局部應力峰值，并通過粗濾網(wǎng)與精濾網(wǎng)實現(xiàn)分級過濾，有助于延長精濾網(wǎng)的使用壽命，以此減少維護頻率。

技術特征：

1.一種射孔槍，其特征在于，包括連接管(1)、可拆卸連接的多個射孔單元(2)、設置在射孔單元(2)內(nèi)部的螺旋梯度排列射孔彈組(3)、設置在連接管(1)與射孔單元(2)上并用于控制射孔彈組(3)起爆的控制模塊(4)以及安裝在射孔單元(2)上的用于高壓釋壓的泄壓孔(5)。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種射孔槍，其特征在于，所述連接管1共設置有兩個，一個所述連接管(1)設置在槍頭位置，另一個所述連接管(1)設置在槍尾位置，所述連接管(1)接口處采用氟橡膠o型圈(101)，所述氟橡膠o型圈(101)內(nèi)部預埋有膨脹石墨帶，所述連接管(1)外壁上開設有安裝滑槽(102)，所述安裝滑槽(102)中固定安裝有第一電磁鐵(103)，所述安裝滑槽(102)中滑動安裝有與所述第一電磁鐵(103)配套設置的第二電磁鐵(104)，所述第一電磁鐵(103)與所述第二電磁鐵(104)之間固定連接有彈簧(105)與伸縮套板(106)，所述彈簧(105)位于所述安裝滑槽(102)中，所述伸縮套板(106)用于封閉所述安裝滑槽(102)，所述第一電磁鐵(103)上銷軸安裝有活動桿(107)，所述活動桿(107)通過滑槽滑動安裝有滑塊(108)，所述滑塊(108)與所述第二電磁鐵(104)之間銷軸安裝有連接桿(109)，所述活動桿(107)遠離所述第一電磁鐵(103)的一端轉動安裝有抵觸輪(110)。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種射孔槍，其特征在于，兩個相鄰的所述射孔單元(2)之間通過螺紋連接，每個所述射孔單元(2)包括：

4.根據(jù)權利要求3所述的一種射孔槍，其特征在于，所述射孔彈組(3)至少包含四個射孔彈(301)，所述射孔彈(301)沿所述槍體(201)軸線呈螺旋線分布,所述射孔彈組(3)相位角θ的范圍為45°-60°，兩個相鄰的所述射孔彈(301)周向相位角差沿槍體(201)前進方向按5°～15°遞增，所述彈藥架(202)通過卡簧槽固定安裝所述射孔彈(301),所述射孔彈(301)殼體表面設有仿生導流槽。

5.根據(jù)權利要求3所述的一種射孔槍，其特征在于，所述控制模塊(4)包括：

6.根據(jù)權利要求5所述的一種射孔槍，其特征在于，所述射孔彈(301)傳爆主炸藥包位于引爆接頭(402)中心，所述射孔彈(301)輔助炸藥包環(huán)形分布于主炸藥包外圍，所述導爆索(403)路徑中插入與所述彈藥架(202)固定連接的金屬擋板(4031)，每個所述射孔彈(301)配備有獨立電子雷管(4032)。

7.根據(jù)權利要求5所述的一種射孔槍，其特征在于，所述泄壓孔(5)對稱分布在所述槍體(201)同一截面，每圈所述泄壓孔(5)至少設置有六個，所述泄壓孔(5)設置在所述槍體(201)中后部上以及所述槍體(201)尾部，位于所述槍體(201)中后部的所述泄壓孔(5)孔徑為2-3mm，位于所述槍體(201)尾部的所述泄壓孔(5)孔徑為4-6mm。

8.根據(jù)權利要求1所述的一種射孔槍，其特征在于，所述泄壓孔(5)配套設置有用于實時監(jiān)測孔內(nèi)壓力波動的嵌入式pzt陶瓷片與微型電磁閥，所述嵌入式pzt陶瓷片尺寸為5×5mm，所述泄壓孔(5)前端為錐形漸擴孔(501)，所述錐形漸擴孔(501)長度為20mm，所述錐形漸擴孔(501)錐度為0.15，所述錐形漸擴孔(501)入口直徑為3mm，所述錐形漸擴孔(501)出口直徑為5mm，所述泄壓孔(5)后端為多級階梯孔(502)，所述多級階梯孔(502)長度為15mm，所述多級階梯孔(502)每級階梯長度為5mm，所述多級階梯孔(502)每級階梯高度為0.5mm。

9.根據(jù)權利要求1所述的一種射孔槍，其特征在于，所述泄壓孔(5)內(nèi)壁設置有鯊魚皮v型溝槽，所述鯊魚皮v型溝槽之間的間距為200-500μm，所述鯊魚皮v型溝槽深度為10-30μm，所述鯊魚皮v型溝槽傾角為30°，所述鯊魚皮v型溝槽內(nèi)嵌入荷葉效應微凸起陣列，所述荷葉效應微凸起陣列高度為20-50μm，所述荷葉效應微凸起陣列之間的間距為50-100μm，所述荷葉效應微凸起陣列接觸角大于150°。

10.根據(jù)權利要求3所述的一種射孔槍，其特征在于，所述泄壓孔(5)靠近所述彈藥架(202)的一端設置有粗濾網(wǎng)(503)，所述粗濾網(wǎng)(503)孔徑為3mm，所述泄壓孔(5)遠離所述彈藥架(202)的一端設置有精濾網(wǎng)(504)，所述精濾網(wǎng)(504)孔徑為0.3mm。

技術總結
本發(fā)明涉及射孔槍技術領域，尤其涉及一種射孔槍，包括連接管、可拆卸連接的多個射孔單元、設置在射孔單元內(nèi)部的螺旋梯度排列射孔彈組、設置在連接管與射孔單元上并用于控制射孔彈組起爆的控制模塊以及安裝在射孔單元上的用于高壓釋壓的泄壓孔。本發(fā)明通過在導爆索路徑中插入金屬擋板，以此利用爆轟波穿透擋板的能量損耗實現(xiàn)延遲，同時每個射孔彈配備獨立電子雷管，通過微處理器精確控制起爆時序，利用錐形漸擴孔通過平滑過渡降低流動阻力，減少湍流，減少應力集中，并利用多級階梯孔實現(xiàn)分級泄壓，以此分散能量避免壓力驟升，并通過粗濾網(wǎng)與精濾網(wǎng)實現(xiàn)分級過濾，有助于延長精濾網(wǎng)的使用壽命，以此減少維護頻率。

技術研發(fā)人員：俞萍
受保護的技術使用者：陜西興元石油科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/8