ВЗРЫВЧАТЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАРЯДОВ КУМУЛЯТИВНЫХ ПЕРФОРАТОРОВ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2020 года по МПК E21B43/116 

Изобретение относится к составам, которые могут использоваться при изготовлении зарядов кумулятивных перфораторов для нефтедобывающей промышленности.

В настоящее время заряды кумулятивных перфораторов, снаряжаемые составами на основе гексогена, обеспечивают выполнение производственных требований в нефтяных скважинах с температурой до 165°С [1]. Однако, снаряжение кумулятивных перфораторов подобным взрывчатым веществом встречает серьезные затруднения, заключающиеся в том, что этот состав является дорогим и дефицитным. В связи с утилизацией боеприпасов высвобождается большое количество дешевых гексогенсодержащих взрывчатых веществ и экономически целесообразно было бы применить их при снаряжении данных кумулятивных зарядов. Данные составы представляют собой гексоген флегматизированный парафином, церезином, воском и другими веществами [2].

Таким образом, задача, решаемая при создании предлагаемого изобретения, состоит в получении технологичного взрывчатого состава, являющегося экономически выгодным, обеспечивающего выполнение производственных требований в нефтяных скважинах с температурой до 165°С. Технический результат, достигнутый при решении такой задачи - повышение порога термической стабильности взрывчатого состава.

Для достижения поставленного результата предлагаются варианты взрывчатого состава - смесь, в которой в качестве взрывчатого вещества использован гексоген флегматизированный (гекфол) или его смесь с другими бризантными взрывчатыми веществами (тротил, окфол, октоген или т.п.), дополнительно содержащая порошкообразный седиментирующий агент при следующем соотношении компонентов, масс.%:

первый вариант:

гекфол - 90÷99;

седиментирующий агент - 1÷10;

или второй вариант:

гекфол- 1÷98;

окфол, тротил, октоген или т. п. - 98÷1;

седиментирующий агент - 1÷10.

В качестве седиментирующего агента может быть использована мелкозернистая двуокись кремния или мелкодисперсный силикагель технический.

В качестве конкретных примеров компонентов состава могут быть упомянуты гекфол по ТУ 7276-212-07508405-2009, окфол-3,5Н по ТУ 7276-824-08628424-2006, тротил по ГОСТ 4117-78, аэросил по ГОСТ 14922-77, силикагель технический по ГОСТ 3956-76.

Принципиально, использование взрывчатого вещества гекфол для скважин с температурой до 165°С ограничивается из-за наличия в его составе легкоплавкого стеарина, являющегося флегматизатором, и изменяющего при нагреве физико-механические характеристики заряда. Однако, наличие в заявленном составе седиментирующего агента позволяет существенно повысить термическую стабильность состава в целом, затормозив процесс плавления и вытекания парафина за счет его сгущения и увеличения вязкости.

Состав получают путем смешения компонентов в барабанном смесителе в течении 1÷1,5 часов. Непосредственно, в качестве такого смесителя может быть использовано стандартное оборудование, описанное, например, в [3]. Полученная смесь имеет однородный вид.

По вышеуказанному режиму было получено несколько составов, пример которых приведен в нижеследующих таблицах.

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

В дальнейшем из составов были отформованы кумулятивные заряды для перфорационной системы с массой взрывчатого вещества от 7 до 34 г для перфорационной системы. Непосредственно процесс изготовления включал засыпку требуемой навески состава в корпус кумулятивного заряда, установленный в пресс-форму, прессование при давлении от 20 до 49 МПа, выдержку при этом давление около 2 с. и выталкивание готовой детали сразу же после снятия давления. Результаты испытания полученных зарядов показали, что состав является термически стабильным, плавление и вытекание легкоплавкого флегматизатора при 165°С в течении 1 ч не наблюдается. Глубина пробития кумулятивным зарядом мишени после нагревания не меняется.

При хранении зарядов размером d×h=35×14 мм в неотапливаемом складе изменение плотности состава находилось в пределах точности измерений (±0,001 г/см³), каких-либо дефектов на зарядах после хранения не отмечено, что свидетельствует о высокой физической стабильности состава.

Источники информации

1. В.В. Попов, Учебное пособие Прострелочно-взрывные работы в скважинах. М-во образования и науки РФ, Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. – Новочеркасск:

ЮРГТУ, 2006. - 212 с.

2. А.Г. Горст. Пороха и взрывчатые вещества - М., «Машиностроение», 1972, 208 с.

3. М.Б. Генералов. Основные процессы и аппараты технологии промышленных взрывчатых веществ. - М., «Наука/Интерпериодика», 2001, 399 с.

Группа изобретений относится к составам, которые могут использоваться при изготовлении зарядов кумулятивных перфораторов для нефтедобывающей промышленности. Взрывчатый состав для изготовления зарядов кумулятивных перфораторов содержит гексоген флегматизированный (гекфол) и мелкозернистую двуокись кремния или мелкодисперсный силикагель технический в качестве порошкообразного седиментирующего агента. Дополнительно взрывчатый состав может содержать бризантное взрывчатое вещество. Обеспечивается повышение порога термической стабильности взрывчатого состава. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

1. Взрывчатый состав для изготовления зарядов кумулятивных перфораторов в виде смеси гексогена флегматизированного (гекфола) с мелкозернистой двуокисью кремния или мелкодисперсным силикагелем техническим в качестве порошкообразного седиментирующего агента при следующем соотношении компонентов, мас.%:

гексоген флегматизированный (гекфол ) 90–99 седиментирующий агент 1–10

2. Взрывчатый состав для изготовления зарядов кумулятивных перфораторов в виде смеси гексогена флегматизированного (гекфола) с бризантным взрывчатым веществом и мелкозернистой двуокисью кремния или мелкодисперсным силикагелем техническим в качестве порошкообразного седиментирующего агента при следующем соотношении компонентов, мас.%:

гексоген флегматизированный (гекфол) 1–98 бризантное взрывчатое вещество 1–98 седиментирующий агент 1–10

3. Состав по п.2, в котором бризантное взрывчатое вещество выбрано из группы, включающей тротил, окфол, октоген.