ТЕРМОСТОЙКИЙ КУМУЛЯТИВНЫЙ ЗАРЯД Российский патент 2022 года по МПК F42B1/02 C06B25/34 

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

Известен «Взрывчатый состав и заряд из него» по патенту РФ на изобретение №2215725, МПК С06В 29/08, опубл. 10.11.2003 г.

Это изобретение относится к взрывчатым веществам и зарядам из них для нефтегазовой, горнодобывающей промышленности и сейсморазведки и может быть использовано для проведения взрывных работ в разнообразных условиях, в том числе при повышенных температурах и давлениях в глубоких скважинах.

В настоящее время применение кумулятивных зарядов с использованием окфола 3,5 вызывает ряд проблем в скважинах с температурами выше 100°С (отказы зарядов, снижение характеристик пробития), в виду низкой температуры плавления церезина (около 85°С), входящего в состав вышеуказанных взрывчатых веществ в качестве флегматизатора.

Таким образом, задача, решаемая при создании предлагаемого изобретения, состоит в получении технологичного взрывчатого состава на основе продукта окфол 3,5 с термостойкостью 200°С и состава на основе продукта с термостойкостью 170°С. Технический результат, достигнутый при решении такой задачи - повышение порога термической стабильности взрывчатого состава.

Известен способ повышения температурной стойкости кумулятивных зарядов в виде смеси окфола в качестве взрывчатого вещества достигнут по патенту РФ на изобретение №2703204, МПК С06В 25/34, опубл. 15.10.2019 г., прототип.

Этот способ включает добавление во взрывчатое вещество седиминтирующего агента в виде мелкозернистой двуокиси кремния или мелкозернистого силикагеля технического в колл. масс % от 1 до 10.

Это повышает термостойкость кумулятивных снарядов до 200°С.

Принципиально, использование взрывчатого вещества окфол для скважин с температурой от 165 до 200°С ограничивается из-за наличия в его составе легкоплавкого парафина, являющегося флегматизатором, и изменяющего при нагреве физико-механические характеристики заряда. Однако, наличие в заявленном составе седиминтирующего агента позволяет существенно повысить термическую стабильность состава в целом, затормозив процесс плавления и вытекания парафина за счет его сгущения и увеличения вязкости.

Задачи создания изобретения: повышение термостойкости кумулятивных зарядов и увеличение пробития стальных или бетонных мишеней.

Достигнутые технические результаты:

- повышение термостойкости кумулятивных зарядов до 200°С,

- увеличение пробития стальных или бетонных мишеней.

Решение указанных задач достигнуто в термостойком кумулятивном заряде, применяемом в нефтяных и газовых скважинах, содержащем в качестве взрывчатого вещества окфол 3,5, тем, что при изготовлении кумулятивного заряда в него в качестве сорбента введен порошок активированного угля и добавка в виде перхлората калия при следующем соотношении компонентов, вес, %:

окфол 3,5 80-99 порошок активированного угля 0,5-5 перхлорат калия 0,5-15

Сущность изобретения поясняется на фиг. 1…3, где:

на фиг. 1 приведено исходное взрывчатое вещество,

на фиг. 2 приведена смесь по формуле изобретения,

на фиг. 3 приведены результаты исследования пробития стальных мишеней.

В дальнейшем из составов были изготовлены кумулятивные заряды для перфорационной системы с одинаковой массой взрывчатого вещества.

Непосредственно процесс изготовления включал подготовку требуемой смеси взрывчатого вещества (фиг. 1) и смеси с наполнителями (фиг. 2) и запрессовку требуемой навески состава в корпус кумулятивного заряда, установленный в пресс-форму.

При этом в обеих вариантах вводят сорбент виде порошка активированного угля размером от 0,001 до 0, 1 мм (фиг. 2). Цвет смеси при этом изменяется.

Результаты испытания полученных кумулятивных зарядов показали, что состав является термически стабильным, плавление и вытекание легкоплавкого флегматизатора при 200°С в течении 1 ч не наблюдается. Глубина пробития кумулятивным зарядом мишени после нагревания не снижается.

В настоящее время при снаряжении кумулятивных зарядов применяемых в нефтяных и газовых скважинах в качестве термостойкого продукта применяют октоген (температура применения до 200°С) и их производные, и в частности окфол 3.5. Но церизин входящий в состав окфола 3,5 имеет низкую температуру плавления в диапазоне 65-85 градусов Цельсия, что в свою очередь приводит к периодическим отказам зарядов, особенно в малогабаритных системах. Вызвано это смачиванием подсыпки из не флегматизированного октогена расплавленным церизином, что очень хорошо наблюдается при термостатировании зарядов при температуре 200 градусов Цельсия. Наблюдается выкипание пластификатора через отверстие узла инициирования заряда и через стык корпуса и кумулятивной облицовки.

Суть изобретения заключается в том, что для связывания расплавленного церезина применяется сорбент, а именно порошок активированного угля, который полностью предотвращает вытекание церезина, выкипание и смачивание узла инициирования заряда.

Помимо этого в окфол 3,5 добавляют перхлорат калия, для возникновения устойчивого и равномерного процесса детонации за счет образования горячих точек, а также смещения кислородного баланса.

Сущность изобретения поясняется в таблице 1.

Из табл.1 следует, что предложенное техническое решение позволило повысить термостойкость зарядов с применением окфола 3,5 и улучшить пробиваемость стальных мишеней.

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. Е.Ю. Орлова и др. Октоген - термостойкое взрывчатое вещество, М., «Недра», 1975, 128 с.

Применение изобретения позволило:

- повысить термостойкость кумулятивных зарядов до 200°С (окфол 3,5), со значительным увеличением глубины пробития стальных или бетонных мишеней.

Изобретение относится к составам, которые могут использоваться при изготовлении кумулятивных зарядов перфораторов для нефтедобывающей промышленности. Термостойкий кумулятивный заряд, применяемый в нефтяных и газовых скважинах, содержит в качестве взрывчатого вещества окфол 3,5. При изготовлении кумулятивного заряда в него в качестве сорбента введены порошок активированного угля и добавка в виде перхлората калия при следующем соотношении компонентов, вес. %: окфол 3,5 80-99, порошок активированного угля0,5-5, перхлорат калия 0,5-15. Обеспечивается повышение термостойкости кумулятивного заряда до 200°С и увеличение пробития стальных или бетонных мишеней. 3 ил.

Термостойкий кумулятивный заряд, применяемый в нефтяных и газовых скважинах, содержащий в качестве взрывчатого вещества окфол 3,5, отличающийся тем, что при изготовлении кумулятивного заряда в него в качестве сорбента введены порошок активированного угля и добавка в виде перхлората калия при следующем соотношении компонентов, вес. %:

окфол 3,5 80-99 порошок активированного угля 0,5-5 перхлорат калия 0,5-15