CN1051346A - 普通射孔弹用高聚物粘结炸药 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种用于石油开采的普通射孔弹用高 聚物粘结炸药，该药由黑索今、丙烯酸酯与丙烯腈的 共聚物和石墨组成，其特点是高能单质炸药黑索今含 量高，造型粉流散性和成型性良好，压制密度和能量 较高，而耐热性较好且相容性良好，该炸药装填的射 孔弹经180℃、2h后破甲性能不变，射孔深度高于国 内外同类炸药。
本发明的炸药机械感度较低，生产和使用安全性 较好，制造工艺简单，生产成本较低，适用于180℃、 2h条件下的各种油气井射孔。

Description

本发明涉及一种用于油气井普通射孔弹的高聚物粘结炸药，该炸药由黑索今及粘结剂等组成。
为了开采石油和天然气，必须大力发展油、气井射孔技术，其关键在于射孔弹中的炸药，根据耐热性射孔弹一般分成普通射孔弹、高温射孔弹和超高温射孔弹三类，本发明适用于普通射孔弹。
目前油田大量使用的射孔弹是普通射孔弹，它主要采用黑索今作为主体炸药，为了提高射孔弹的能量，必须适当提高黑索今的含量和压制密度。虽然美国德莱赛阿特拉斯等公司的普通射孔弹炸药中黑索今含量高达98.5%以上，但因装药密度不高，能量仍不高，而强度低，药柱易破裂。为了增强药柱的强度并降低机械感度，有人把黑索今含量降至95%以下，但是能量下降，如法国专利FP1467939，1967年报导：黑索今含量95%，聚丙烯腈含量5%的炸药配方，能量不够高。由于国内同类炸药黑索今百分含量比本发明的炸药低，故能量也不理想。
本发明的目的是设计一种炸药配方，能量高，耐热性较好，强度较高，相容性良好，适于装填普通射孔弹。
本发明的设计思想是：若提供一种具有上述特点的炸药配方，关键在于选择一种粘结剂，这种粘结剂自身的耐热性应优于黑索今，又因黑索今是一种路易斯碱，所以应选择一种路易斯酸类粘结剂，以使粘结剂与黑索今表面粘结力大，增加药柱强度，并可减少粘结剂用量。
为了实现上述设计思想，本发明选择丙烯酸酯与丙烯腈的共聚物作为粘结剂，其中丙烯酸酯的酯基中含2～6个碳原子，选择耐热性能优良，并具有良好钝感、润滑和脱模作用的石墨作钝感剂。
本发明的炸药配方（质量%）为：
黑索今  95～98.5
丙烯酸酯与丙烯腈共聚物  1.2～3.5
石墨  0.3～1.5
本发明的炸药制造方法如下：
在容器中加入水、黑索今和丙烯酸酯与丙烯腈的共聚物胶乳，把容器放在水浴中加热搅拌约10min，升温到60～65℃时，加入破乳剂硫酸钠，再搅拌约5min，硫酸钠溶解并破坏乳液，使丙烯酸酯与丙烯腈的共聚物析出;加入乙酸乙酯搅拌约5min，使丙烯酸酯与丙烯腈的共聚物发生凝结、溶解并粘结在黑索今表面而形成颗粒。用减压蒸馏除去乙酸乙酯，经约15min，升温到70～75℃，再蒸馏约10min，以便蒸出残留溶剂。冷却到40℃以下放料，进行过滤、洗涤、干燥和筛选得到白色颗粒。在鼓形混合器中把白色颗粒与石墨均匀混合即得到灰黑色造型粉。
本发明的炸药较佳配方（质量%）为：
黑索今  97.5
丙烯酸丁酯与丙烯腈的共聚物  2.0
胶体石墨  0.5
本发明的优点：高能炸药黑索今含量高，造型粉流散性和成型性较好，压制密度和能量高，耐热性能较好，相容性良好，机械感度较低，生产和使用安全，使用效果良好。
实施例：
在5000ml广口瓶中，加入975g黑索今和2000ml水，再加入20g丙烯酸丁酯与丙烯腈的共聚物胶乳，把广口瓶放入水浴中，搅拌10min，并升温到约60℃，加入20g硫酸钠，搅拌5min，硫酸钠溶解并破坏乳液，使丙烯酸丁酯与丙烯腈的共聚物析出，加入约270ml乙酸乙酯，升温到65℃，搅拌5～10min即形成颗粒。用减压蒸馏除去乙酸乙酯，经过约15min，升温到70℃，再蒸馏约10min，以蒸出残余溶剂。冷却到40℃以下放料，经过滤、洗涤、干燥和筛选，得到白色颗粒。
在鼓形混合器中，把白色颗粒与胶体石墨均匀混合得到灰黑色造型粉。
造型粉测试性能数据如下：
能量：爆速（1.725g/cm3） 8392m/s
威力（TNT＝100）  151
猛度（TNT＝100）  122
感度：撞击感度（10Kg落锤，25cm落高，爆炸%）  8
摩擦感度（爆炸%）  24
热安定性：100℃，减量%：第一个  48h  0.01
第二个  48h  0.02
100℃  100h  不爆炸
强度：抗压强度（φ15×18药柱，1.72g/cm3）
50℃  15.7MPa
18℃  19.2MPa
-40℃  39.1MPa
耐热性：（射孔弹药柱，13g）
190℃  2h
180℃  6h
170℃  18h。

Claims (2)

1、一种普通射孔弹用高聚物粘结炸药，由黑索今和粘结剂组成，其特征在于粘结剂是丙烯酸酯与丙烯腈的共聚物，并含有钝感剂，其配方(质量%)为：
黑索今                 95～98.5
丙烯酸酯与丙烯腈共聚物  1.2～3.5
石墨                   0.3～1.5
其中丙烯酸酯的酯基中含2～6个碳原子。
2、根据权利要求1所述的炸药，其特征在于较佳配方（质量%）为：
黑索今  97.5
丙烯酸丁酯与丙烯腈共聚物  2.0
胶体石墨  0.5。
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