混凝土靶抗压强度对射孔器穿孔深度影响.pdf

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1、混凝土靶抗压强度对射孔器穿孔深度影响陈泽宇(大庆油田采油工程研究院躺曙材质量监餐捡验中心，黑龙江大庆163000)摘要：目前，国内对聚能射孔器进行监督检验，使用的是按照GB／T20488—2006(等效采用APIRPl9B)标准制作的混凝土靶(压裂砂制作)。检验工作中曾出现“混凝土靶抗压强度过高而影响射孔器穿孔深度，导致产品不合格。”的现象，影响评价的公正性。2007年始，射孔器材检验中心进行了大量的理论、试验研究工作，总结了混凝土靶抗压强度对聚能射孔器穿孔深度的影响程度，并给出相应的修正方法。关键词：混凝土；射孔；影响混凝土靶抗压强度对聚能射孔器的穿孔深度影响，国外研究表明：按照APIRP4

2、3(第五版)制作的混凝土靶(河砂制作)强度每增加6．9MPa(1000psi)射孔器平均穿孔深度则降低5％一7％。应用数值模拟计算研究射孔器在混凝土靶上的穿孔深度，给出了靶抗压强度对穿孔深度的影响规律；再利用七块强度逐渐增大的混凝土靶进行射孔试验以验证理论规律；最后利用国内5个生产厂家的7种产品32次试验对结果进行修正。当混凝土靶抗压强度在大于40．OMPa且不大于50．0MPa时，穿孔深度评价值修正值为5％；当混凝土靶抗压强度在大于50．0MPa时，穿孔深度评价值修正值为10％。2015年8月4日发布，2015年11月1日实施。实施过程中发现如下问题：2015年、2016只有1组抗压强度低于

3、40．0MPa的混凝土靶射孔试验数据；部分评价值高于平均值；部分聚能射孔器穿孔深度随靶强度的增加而增加。问题分析1试验时混凝土靶抗压强度分布2015年，试验使用新混凝土靶117块，养护时间范围在47d～204d，混凝土靶抗压强度范围在46．2MPa～57．4MPa，均符合GB厂I’20488—2006((油气井聚能射孔器材性能试验方法》标准要求。不大于50MPa最大养护时间为74d。在养护时间≤74d的混凝土靶试验次数为42次，抗压强度在(40，50]MPa为30次，占71．4％，其中最小抗压强度46．2MPa(64d)、最大抗压强度49．9MPa(70d)，抗压强度在(50，60)MPa为1

4、2次，占28．6％，其中最小抗压强度50．2MPa(64d)、最大抗压强度51．2Mpa(70d)。在养护时间大于74d的混凝土靶试验次数为75次，抗压强度在(50，60)MPa。2015年与2016年靶强度分布差异较小：2016年，试验使用新混凝土靶129块，养护时间范围在29d～173d，混凝土靶抗压强度范围在39．1MPa～57．8MPa，均符合GB，I'20488—2006((油气井聚能射孔器材性能试验方法》标准要求。不大于50MPa最大养护时间为62d。在养护时间≤62d的混凝土靶试验次数为28次，抗压强度在(40，50]MPa为27次，占96．4％，其中最小抗压强度39．1MPa(

5、30d)、最大抗压强度49．6MPa(62d)。在养护时间大于62d的混凝土靶试验次数为101次，抗压强度在(50，60)MPa。最小抗压强度50．2Mpa(64d)，最大抗压强度57．8Mpa(173d)。2部分评价值高于平均值(89型射孔器)分析2015年监督、质量评价数据发现有2种89型射孔器修正后的评价值超过修正前的平均值，占ll％；4种102型射孔器修正后的评价值超过修正前的平均值，占36％；4种127型射孔器修正后的评价值超过修正前的平均值，占44％。原因分析——试验、数据处理方法的影响：89型射孔器使用直径2m的靶试验、102型／127型射孔器使用直径2．5m的靶试验，由于靶直径

6、、数据处理方法(穿透数据依据评价标准筛除)的影响，导致标准差变小，从而造成评价值高于平均值。此因素占评价值过高总量的30％。稳定性好的产品标准差小，从而出现(平均值一1．33倍标准差)×1．05倍，1．1倍大于平均值的现象。此因素占评价值过高总量的70％。原因分析——标准差的影响：当标准差相对较小、修正系数高时，易出现出现评价值大于平均值的现象!统计2015年修正后评价值大于平均值的10组数据均是抗压强度50MPa以上的穿孔深度修正数据13部分聚能射孔器穿孔深度随靶强度的增加而增加两组数据中波动均较大，对结果的影响十分明显。89DP25R16—105大庆弹厂，蓬莱枪厂，用1S剔除极大值后，44

7、．8MPa、49．3MPa和50．4MPa对应的穿孔深度分别为665mm、592mm和662mm，穿孔深度波动分别为3．9％、一7．5％和3．4％，基本稳定、均势向下。但加上最后一个数据后均势向上189DP25R16—70西安物华／华北枪厂，用1s剔除极小值后，47．1MPa、50．5MPa和53．2MPa对应的穿孔深度分别为735mm、760mm和762mm，穿孔深度波动分别为一2．3％、1．1