CN104926575A

CN104926575A - 一种深井石油射孔弹用耐热炸药及其制备方法

Info

Publication number: CN104926575A
Application number: CN201510379537.8A
Authority: CN
Inventors: 陆明; 周新利; 王鹏程; 李斌栋
Original assignee: Nanjing University of Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Science and Technology
Priority date: 2015-07-01
Filing date: 2015-07-01
Publication date: 2015-09-23

Abstract

本发明公开了一种深井石油射孔弹用耐热炸药及其制备方法，按比例将HNS或HMX分散在水中，加入聚四氟乙烯的乙酸乙酯饱和溶液进行水悬浮造粒，过滤，60-75℃下烘干，再与AP混合不少于30min，即得HNS-AP耐热炸药或HMX-AP耐热炸药。当HNS-AP混合炸药中的AP含量分别为0％、19.0％、23.5％、35.25％和47.0％时，其混合炸药的理论爆热分别为3.532、3.577、3.586、3.666和4.495KJ/g，表明加入AP后，炸药能量威力提高，同时由于AP的低成本，可以使高威力HNS基混合炸药的成本大幅度降低；当在HMX炸药中，加入23.5％的AP，形成混合炸药，理论爆热由HMX的5.035KJ/g，提高到混合炸药理论爆热的5.588KJ/g，提高了11％，表明加入AP后，炸药能量威力提高，同时高威力HMX基混合炸药的成本也有所下降。

Description

一种深井石油射孔弹用耐热炸药及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种深井石油射孔弹用高威力HNS-AP、HMX-AP耐热炸药及其制备方法，属于爆破器材领域。

背景技术

石油勘探、开采过程中，在钻井、固井完成后，需要进行油井射孔打开地层与井筒间通道，让流体流入井筒。射孔弹就是装在射孔器上用来向井壁射孔的爆破器材。

石油深井射孔作业中，需要耐高温的爆破器材，如耐热雷管和导爆索，以及大量的耐热炸药装药。就射孔弹装药来说，按耐热性大致可划分为三个等级。普通型：耐热最高170℃左右，一般采用黑索今(RDX)及其混合炸药；用于深井高温型：耐热最高可达220℃，但实际在200℃以下使用较保险，采用奥克托今(HMX)及其混合炸药；用于超深井的超高温型：耐热温度可达250℃以上，采用六硝基芪(HNS)等耐热炸药。

目前我国每年需要数万发超高温油井射孔弹，弹内装药为HNS混合炸药。国外对超高温油井射孔弹有大量需求，该产品具有出口创汇的潜在应用背景。

使用HNS作为炸药装药的超高温型射孔弹，由于HNS炸药的氧平衡为-67.6％，爆炸后生成大量的碳，可燃剂元素的作用没有得到有效发挥，爆炸时炸药威力低，其结果是高昂成本的HNS，没有产生很好的射孔效果。

同样，对于高温型射孔弹装药为HMX混合炸药，HMX炸药的氧平衡为-21.6％，爆炸时有一氧化碳生产，导致爆热小，爆炸威力低，如果使这些一氧化碳转化为二氧化碳，则爆炸时爆热高，炸药威力更大，射孔效果更好。

发明内容

基于HNS、HMX炸药存在的缺陷，本发明的目的是提供一种深井石油射孔弹用耐热炸药及其制备方法。

实现本发明目的的技术方案是：一种深井石油射孔弹用耐热炸药，所述耐热炸药为HNS-AP或HMX-AP，其中，HNS-AP耐热炸药包括53-81wt％HNS和47-19wt％AP，外加5％的粘结剂聚四氟乙烯；HMX-AP高威力炸药包括65-76.5wt％HMX和35-23.5wt％AP(高氯酸铵)，外加5％的粘结剂聚四氟乙烯。

HNS-AP耐热混合炸药中AP的粒度为2-20μm；HMX-AP耐热混合炸药中AP为粉状AP。

一种深井石油射孔弹用耐热炸药的制备方法，按比例将HNS或HMX分散在水中，加入聚四氟乙烯的乙酸乙酯饱和溶液进行水悬浮造粒，过滤，60-75℃下烘干，再与AP混合不少于30min，即得HNS-AP耐热炸药或HMX-AP耐热炸药。

与现有技术相比，发明的有益效果是：

(1)当HNS-AP混合炸药中的AP含量分别为0％、19.0％、23.5％、35.25％和47.0％时，其混合炸药的理论爆热分别为3.532、3.577、3.586、3.666和4.495KJ/g，表明加入AP后，炸药能量威力提高，同时由于AP的低成本，可以使高威力HNS基混合炸药的成本大幅度降低。

(2)当在HMX炸药中，加入23.5％的AP，形成混合炸药，理论爆热由HMX的5.035KJ/g，提高到混合炸药理论爆热的5.588KJ/g，提高了11％，表明加入AP后，炸药能量威力提高，同时高威力HMX基混合炸药的成本也有所下降。

具体实施方式

实例1：

按质量比例HNS：AP＝81.00：19.00制备混合炸药，将810gHNS先分散在水中，加入聚四氟乙烯的乙酸乙酯溶液(含聚四氟乙烯50g)进行水悬浮造粒，过滤，于60-75℃烘干，在混药盘中与190g，粒径为2-10μm的AP进行混合30min，即得高威力HNS基耐热混合炸药。

性能效果：爆热3.521KJ/g，爆速6210m/s，密度：1.70g/cm³，耐热性：300℃具有稳定性。

实例2：

按质量比例HNS：AP＝64.75：35.25制备混合炸药，将647.5gHNS先分散在水中，加入聚四氟乙烯的乙酸乙酯饱和溶液(含聚四氟乙烯50g)进行水悬浮造粒，过滤，于60-75℃烘干，在混药盘中与352.5g，粒径为2-10μm的AP进行混合30min，即得高威力HNS基耐热混合炸药。

性能效果：爆热3.625KJ/g，爆速5910m/s，密度：1.73g/cm³，耐热性：300℃具有稳定性。

实例3：

按质量比例HNS：AP＝53.00：47.00制备混合炸药，将530g HNS分散在水中后，加入聚四氟乙烯的乙酸乙酯饱和溶液(含聚四氟乙烯50g)进行水悬浮造粒，过滤，于60-75℃烘干，在混药盘中与470g，粒径为10-20μm的AP进行混合30min，即得高威力HNS基耐热混合炸药。

性能效果：爆热4.421KJ/g，爆速5210m/s，密度：1.75g/cm³，耐热性：280℃具有稳定性。

实例4：

按质量比例HMX：AP＝76.5：23.5制备混合炸药，将765gHMX分散在水中后，加入聚四氟乙烯的乙酸乙酯饱和溶液(含聚四氟乙烯50g)进行水悬浮造粒，过滤，于60-75℃后烘干，在混药盘中与235g，普通粉状AP进行混合30min，即得高威力HMX基耐热混合炸药。

性能效果：爆热4.827KJ/g，爆速7210m/s，密度：1.77g/cm³，耐热性：250℃具有稳定性。

实例5：

按质量比例HMX：AP＝65.00：35.00制备混合炸药，将650g HMX分散在水中后，加入聚四氟乙烯的乙酸乙酯饱和溶液(含聚四氟乙烯50g)进行水悬浮造粒，过滤烘干，在混药盘中与350g，普通粉状AP进行混合30min，即得高威力HMX基耐热混合炸药。

性能效果：爆热5.125KJ/g，爆速6910m/s，密度：1.78g/cm³，耐热性：250℃具有稳定性。

Claims

1.一种深井石油射孔弹用耐热炸药，其特征在于，所述耐热炸药为HNS-AP，HNS-AP耐热炸药包括53-81wt％HNS和47-19wt％AP，外加5％的粘结剂聚四氟乙烯。

2.一种深井石油射孔弹用耐热炸药，其特征在于，所述耐热炸药为HMX-AP，其中，HMX-AP高威力炸药包括65-76.5wt％HMX和35-23.5wt％AP，外加5％的粘结剂聚四氟乙烯。

3.如权利要求1所述的深井石油射孔弹用耐热炸药，其特征在于，AP的粒度为2-20μm。

4.如权利要求2所述的深井石油射孔弹用耐热炸药，其特征在于，AP为粉末状固体。

5.一种如权利要求1或3所述的深井石油射孔弹用耐热炸药的制备方法，按比例将HNS分散在水中，加入聚四氟乙烯的乙酸乙酯饱和溶液进行水悬浮造粒，过滤，60-75℃下烘干，再与AP混合不少于30min，即得HNS-AP耐热炸药。

6.一种如权利要求2或4所述的深井石油射孔弹用耐热炸药的制备方法，按比例将HMX分散在水中，加入聚四氟乙烯的乙酸乙酯饱和溶液进行水悬浮造粒，过滤，60-75℃下烘干，再与AP混合不少于30min，即得HMX-AP耐热炸药。