Способ повышения температурной стойкости взрывчатых веществ

Изобретение относится к способам изготовления кумулятивных зарядов для перфорационных систем, применяемых для интенсификации нефтеотдачи. Способ повышения температурной стойкости взрывчатых веществ, содержащих основное взрывчатое вещество, флегматизированных техническим парафином, в котором основное взрывчатое вещество выполнено в форме кристаллов, покрытых техническим парафином, капсулируют вторым взрывчатым веществом, а пространство между закапсулированными кристаллами впоследствии заполняют также вторым взрывчатым веществом. В качестве второго взрывчатого вещества используют гексоген или октоген. В качестве второго взрывчатого вещества используют флегматизированные взрывчатые вещества. Изобретение позволяет повысить термостойкость кумулятивных зарядов и надежность их срабатывания. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к прострелочно-взрывной аппаратуре, в дальнейшем ПВА, в частности к кумулятивным зарядам, используемым в нефтегазовой отрасли.

В настоящее время стоимость взрывчатых веществ (ВВ) для снаряжения кумулятивных зарядов резко возросла. Поэтому производители элементов ПВА пытаются заменить их на более доступные ВВ, которые не снижают характеристик кумулятивных зарядов. Чаще всего берется октаген, флегматизированный техническим парафином (парафин), в частности окфол. При температуре 25-30 градусов, при использовании данного вещества, кумулятивные заряды сохраняют заданные характеристики. Перфорационные системы (ПС) в состав которых входят кумулятивные заряды, работают при более высоких температурах. При этом необходимо учитывать и время нахождения ПС в скважине. В настоящее время, в связи со сложной технологией перфорации (многозональная перфорация, с последующим гидроразрывом пласта) время нахождения ПС в скважине может достигать несколько суток.

Известен способ повышения температурной стойкости взрывчатых веществ по патенту РФ на изобретение №2514946, МПК С06В 21/00, опубл. 10.05.2014 г.

Этот способ включает получение флегматизированного взрывчатого вещества. Флегматизатор выполнен из высокоплавкого полиэтиленового воска марки ПВ-200 с температурой плавления 103-110°C с добавкой стеарина и пластификатора ДОА (ди - (2-этилгексил) - адипинат). В качестве взрывчатого вещества использован, например гексоген или октоген.

Способ сухой флегматизации ВВ вибросмешением происходит с нагревом всех компонентов до температуры плавления флегматизатора с последующим охлаждением смеси кристаллов ВВ, покрытых флегматизатором, до температуры 20-60°C. Изобретение позволит исключить из процесса флегматизации воду и операцию сушки, что значительно упростит процесс и получить флегматизированное взрывчатое вещество с повышенной термодинамической устойчивостью и улучшенными технологическими характеристиками по насыпной плотности и прессуемости.

Недостаток: невозможность эксплуатации кумулятивных зарядов при температурах выше 110°C.

Известен способ повышения температурной стойкости взрывчатых веществ по патенту РФ на изобретение №2252925, МПК опубл. 27.05.2005 г., прототип.

Этот способ включает добавление во взрывчатое вещество флегматизатора в виде парафина.

Полученный взрывчатый состав, конкретно содержит 2,4,6,8,10,12-гексанитро-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло(5,5,0,0,3,11,05,9) додекан и флегматизатор - стеариновую кислоту и/или парафин, и/или церезин, или их смеси.

Недостаток: низкая термостойкость зарядов и ненадежность их срабатывания при длительном нахождении в условиях высокой температуры.

Достигнутый технический результат: повышение термостойкости кумулятивных зарядов и надежности их срабатывания.

Задача создания изобретения: повышение термостойкости кумулятивных зарядов и надежности их срабатывания.

Решение указанной задачи достигнуто в способе повышения температурной стойкости взрывчатых веществ, содержащих основное взрывчатое вещество, флегматизированное техническим парафином, тем, что основное взрывчатое вещество в форме кристаллов, покрытых техническим парафином, капсулируют вторым взрывчатым веществом, а пространство между закапсулированными кристаллами впоследствии заполняют также вторым взрывчатым веществом. В качестве второго взрывчатого вещества используют гексоген.

В качестве второго взрывчатого вещества используют октоген.

В качестве второго взрывчатого вещества используют флегматизированные взрывчатые вещества.

Сущность изобретения поясняется на чертежах (фиг. 1…6),

где:

- на фиг. 1 приведен график зависимости максимально допустимых температур взрывчатого вещества от его пребывания в скважине.

- на фиг. 2 приведен кумулятивный заряд, изготовленный предложенным способом,

- на фиг. 3 приведен вид А,

- на фиг. 4 приведен кумулятивный заряд через 1 час и 10 час пребывания в скважине,

- на фиг. 5 приведена схема упаковки взрывчатыми веществами кумулятивного заряда,

- на фиг. 6 приведен вид В.

На фиг. 1 показаны максимальные кривые зависимости температуры Т и времени нахождения перфорационных систем в скважине для различных марок продукта (взрывчатых веществ). При увеличении времени нахождения данных марок продукта максимальная температура снижается. Показаны кривые для гексогена HNX - поз. 10 и октогена НМХ поз. 11.

Наиболее часто используют в качестве флегматизатора технический парафин.

Для повышения термостойкости продукта флегматизированным парафином необходимо понять, какие процессы происходят в продукте.

На фиг. 2 показан разрез кумулятивного заряда и исходное состояние продукта.

Кумулятивный заряд (фиг. 2) содержит корпус 1, внутри которого расположена порошковая облицовка 2 (облицовка, выполненная из металлического порошка и имеющая форму, близкую к конической). В верхней части корпуса размещено затравочное отверстие 3, в которое засыпан пусковой заряд 4 (чистый продукт без флегматизатора). В зазоре между корпусом 1 и порошковой облицовкой 2 засыпан и запрессован при большом давлении основной заряд взрывчатого вещества 5, флегматизированный техническим парафином 6.

При этом основной заряд взрывчатого вещества 5 выполнен в виде (фиг. 3 и 4) кристаллов взрывчатого вещества 7, покрытых техническим парафином 6 и заключенных в капсулы 8 из второго взрывчатого вещества 9. Между капсулами 8 также засыпано второе взрывчатое вещество 9 (фиг. 5).

На фиг. 4 видно, что продукт плотно прилегает без зазора к поверхности порошковой облицовки 2. В верхней части заряда в районе затравочного отверстия 3 засыпают пусковой заряд 4 (чистый продукт без флегматизатора), массой 1,0-1,5 грамм, что позволяет возбудить процесс детонации в кумулятивном заряде. За счет адиабатического сжатия микропор возникают так называемые "горячие точки," которые являются основой для возникновения детонации в кумулятивном заряде. Поэтому при низких температурах такой заряд работает стабильно с заданными характеристиками.

Рассмотрим два варианта: когда кумулятивный заряд подвержен максимально высокой, для определенной марки ВВ, температуры с коротким временем выдержки примерно около одного часа (фиг. 4 слева) и при длительной выдержке не менее десяти часов (фиг. 4 справа). При нагревании флегматизатор, содержащий парафин, начинает плавиться и когда расплавляется до жидкого состояния, по капиллярам поднимается в сторону затравочного отверстия 3. Этот процесс длительный, так как продукт спрессован под высоким давлением. Часть технического парафина 6 проходит через порошковую облицовку 2, а остальная часть поднимается по капиллярам вверх, в сторону затравочного отверстия 3, так как это единственное место, где парафин может выйти.

Парафин доходит до пускового заряда 4 (подсыпки чистого продукта), частично заполняя микропоры. Остаток чистого продукта, в котором сохраняются микропоры позволяют возбудить процесс детонации в кумулятивном заряде (фиг. 4).

При длительном нахождении (не менее 10 часов), когда температура внутри кумулятивного снаряда будет выше температуры плавления технического парафина, кумулятивный заряд перестает работать, так как технический парафин успевает проникнуть в микропоры подсыпки пускового заряда 4 (чистого продукта). Технический парафин 6 не только проникает в микропоры, но и вытекает из затравочного отверстия 3 вместе с продуктом. Часть технического парафина 6 проникает через порошковую облицовку 2, поэтому образуется зазор между поверхностью порошковой облицовки 2 и основным зарядом взрывчатого вещества 5, что приводит к снижению пробития кумулятивного заряда, если возникнет детонация.

Способ повышения температурной стойкости взрывчатых веществ флегматизированных парафином заключается в том, чтобы закапсулировать кристалл взрывчатого вещества 7, а пространство между кристаллами взрывчатого вещества 7 заполнить ВВ, например гексогеном поз. 10 или октогеном поз 11 (фиг. 1). Допускается использование и флегматизированных ВВ.

Выбор гексогена или октогена определяется в зависимости от того, в каком температурном диапазоне будет работать кумулятивный заряд.

На фиг. 5 показана структура предложенного взрывчатого вещества в увеличенном масштабе. При нагревании флегматизатор, содержащий технический парафин 6, не вытекает, так как он закапсулирован в капсулы 8 вторым взрывчатым веществом 9.

Между кристаллами взрывчатого вещества 7, которые покрыты техническим парафином 6, при прессовании остаются капилляры, которые необходимо заполнить вторым взрывчатым веществом 9. Поэтому закладка второго взрывчатого вещества 9 для смешения происходит в два этапа.

1 этап

В процессе засыпки мелкодисперсного второго взрывчатого вещества 9 процент основного взрывчатого вещества 5 может достигать 35-45% от общий массы, при применении стандартного взрывчатого вещества, с кристаллами большего размера процент основного ВВ снижается до 20-25%. Это объясняется тем, что кристаллы малого диаметра обладают большой поверхностью, которой прилипают к техническому парафину 6 и капсулируют кристаллы взрывчатого вещества 7. В результате образуются капсулы 8, в состав которых входит второе взрывчатое вещество 9 (фиг. 5 и 6).

При использовании крупных кристаллов взрывчатого вещества 7 необходим больший процент второго взрывчатого вещества 9, чтобы полностью закапсулировать кристалл.

2 этап

Засыпают остаток второго взрывчатого вещества 9 и производят окончательное смешение. При прессовании кристаллы мелкодисперсного второго взрывчатого вещества 9 сближаются настолько, что технический парафин 6 не может проникнуть и дойти до затравочного отверстия 3 (фиг. 2).

Такой способ позволяет использовать не термостойкие взрывчатые вещества, флегматизированные техническим парафином 6 в кумулятивных зарядах в более высоком температурном диапазоне. Если использовать гексоген в качестве второго взрывчатого вещества 9, то заряды можно использовать в диапазоне температур и времени выдержки как показано на фиг. 1, для HNX, поз. 10, если использовать октоген, то температура и время выдержки соответствует НМХ поз. 11, см. фиг. 1.

Применение изобретения позволило:

- повысить термостойкость кумулятивных зарядов,

- повысить надежность срабатывания кумулятивных зарядов, за счет того, что кристаллы взрывчатого вещества капсулированы парафином,

- повысить безопасность работы с кумулятивными зарядами, за счет того, что при перевозке, ударах и умеренном нагреве кумулятивных зарядов вне скважины не происходит их срабатывания,

- уменьшить стоимость кумулятивных зарядов.

1. Способ повышения температурной стойкости взрывчатых веществ, содержащих основное взрывчатое вещество, флегматизированных техническим парафином, отличающийся тем, что основное взрывчатое вещество в форме кристаллов, покрытых техническим парафином, капсулируют вторым взрывчатым веществом, а пространство между закапсулированными кристаллами впоследствии заполняют также вторым взрывчатым веществом.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве второго взрывчатого вещества используют гексоген.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве второго взрывчатого вещества используют октоген.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве второго взрывчатого вещества используют флегматизированные взрывчатые вещества.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области взрывной техники, в частности к боеприпасам, предназначенным для поражения бронированных целей и создания в запреградном пространстве осколочного поля.

Изобретение относится к шашкам-детонаторам, предназначенным для инициирования детонации всех видов промышленных взрывчатых веществ (ВВ) в скважинах любой степени обводненности, дробления негабарита, и способу их изготовления.

Изобретение предназначено для использования во взрывных работах, а именно для взрывной резки металлических и неметаллических конструкций. Устройство кумулятивной резки, содержит удлиненный кумулятивный заряд (УКЗ) в виде металлической оболочки, заполненной порошковым или кристаллическим взрывчатым веществом с кумулятивной выемкой, выполненной вдоль всей образующей оболочки, с плотно вложенным в нее отдельным элементом - металлической удлиненной мембраной.

Изобретение относится к военной технике, к боеприпасам и, в частности, к артиллерийским снарядам, а также к крылатым ракетам, бомбам, минам и прочим аналогичным видам боеприпасов кумулятивного назначения.

Изобретение относится к ручным наступательным гранатам. Технический результат - повышение поражающего действия гранаты на малых расстояниях и резкое снижение опасности с увеличением расстояния от места взрыва.

Изобретение относится к области вооружений, а именно к ракетам. Изобретение может быть использовано при оценке и анализе эффективности существующих и перспективных ракетных комплексов, подготовке предложений по их совершенствованию.
Изобретение относится к способу изготовления облицовки кумулятивного заряда из меди, конструктивно имеющей хвостовую часть длиной до 150 мм, и применяемого в БЧ противотанковых ракет.

Изобретение относится к ручным гранатам. Новым является то, что граната имеет вид цилиндра с отношением диаметра к высоте не менее 1,5, содержит цилиндрический, или бочкообразный, или катушкообразный осколкообразующий элемент (далее «цилиндр») или несколько коаксиально расположенных таких элементов, внутри которого/которых имеется заряд взрывчатого вещества, занимающий весь внутренний объем цилиндра или расположенный на середине его высоты, причем взрыватель расположен на цилиндрической стороне гранаты.

Изобретение относится к области взрывной техники, а именно к конструированию взрывных зарядов на основе бризантных взрывчатых веществ. Комбинированный взрывной заряд из бризантного взрывчатого вещества выполнен с центральным осевым каналом, который заполнен композицией на основе неорганических окислителя и горючего, и содержит систему инициирования, включающую генераторы плоской ударной волны, расположенные на торцевых поверхностях заряда, и быстродействующие детонаторы, В качестве бризантного взрывчатого вещества используется вещество, для которого критическое значение ударно-волнового начального импульса составляет не менее 5 ГПа, а в качестве горючего в композиции используются нанопорошок алюминия или гидрид алюминия.

Изобретение относится к зарядам взрывчатых веществ, используемым в различных отраслях промышленности, преимущественно в сейсморазведке и в других геофизических исследованиях, а также для инициирования малочувствительных скважинных и шпуровых зарядов.

Изобретение относится к пиротехническим составам, содержащим в качестве горючего активные металлы, а в качестве окислителя фторпласты. Описана композиция высокоэнергетического пиротехнического зажигательного элемента в кумулятивных осколочных боевых изделиях, содержащая фторполимер и порошки алюминия, отличающаяся тем, что для обеспечения малой задержки самовоспламенения, способствующей воспламенению горючих материалов, находящихся в замкнутом пространстве после пробития боеприпасом внешней оболочки, композиция содержит 70-90% масс.

Изобретение относится к смешению компонентов взрывчатых составов, в том числе смесевых ракетных твердых топлив (СРТТ). После подготовки компонентов осуществляют дозирование жидковязких и порошкообразных компонентов, включая взрывчатое вещество и окислитель, и их перемешивание.
Изобретение относится к боеприпасам, в частности к заряду для 5,6 мм спортивно-винтовочного патрона. .

Изобретение относится к области разработки зарядов к 5,6 мм спортивно-охотничьему патрону кольцевого воспламенения. .
Изобретение относится к области разработки зарядов к 7,62 мм винтовочному патрону. .

Изобретение относится к области разработки зарядов для спортивно-винтовочных патронов к стрелковому оружию, в частности для элитного 5,6 мм спортивного патрона кольцевого воспламенения.

Изобретение относится к области разработки зарядов к 5,6 мм спортивному патрону кольцевого воспламенения. .

Изобретение относится к эмульсионному взрывчатому составу и способу его получения. .

Изобретение относится к эластичным взрывчатым составам, используемым в авиационной промышленности, в системах пироавтоматики аэрокосмической техники, а также в нефтедобыче при перфорации скважин, когда требуется высокая надежность, малая масса и габариты детонирующих шнуров с высокой скоростью детонации.
Изобретение относится к области производства взрывчатых веществ и может быть использовано для получения пластичных ВВ с уменьшенными критическими размерами детонации, применяющихся для изготовления малогабаритных взрывных устройств различного назначения.

Изобретение относится к способам изготовления кумулятивных зарядов для перфорационных систем, применяемых для интенсификации нефтеотдачи. Способ повышения температурной стойкости взрывчатых веществ, содержащих основное взрывчатое вещество, флегматизированных техническим парафином, в котором основное взрывчатое вещество выполнено в форме кристаллов, покрытых техническим парафином, капсулируют вторым взрывчатым веществом, а пространство между закапсулированными кристаллами впоследствии заполняют также вторым взрывчатым веществом. В качестве второго взрывчатого вещества используют гексоген или октоген. В качестве второго взрывчатого вещества используют флегматизированные взрывчатые вещества. Изобретение позволяет повысить термостойкость кумулятивных зарядов и надежность их срабатывания. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Наверх