CN1284750C

CN1284750C - 热切管器的烟火剂及其生产工艺

Info

Publication number: CN1284750C
Application number: CN 200310108680
Authority: CN
Inventors: 阮卜琴; 林西华; 刘晋仁; 廖政权; 戴文祥; 董永吉
Original assignee: TAIZHOU SHENGSHI ENVIRONMENTAL ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: TAIZHOU SHENGSHI ENVIRONMENTAL ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2003-11-15
Filing date: 2003-11-15
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2023-11-15
Also published as: CN1544795A

Abstract

本发明提供的热切管器的烟火剂及其生产工艺属于化工技术领域。本热切管器的烟火剂基本上由铝热剂和成气剂所组成，各成份的重量百分比为：铝热剂70%～95%，成气剂5%～30%。铝热剂是由铝和三氧化二铁所组成。成气剂是高锰酸钾与活性炭混合物、聚四氟乙烯或者硝化棉。在铝热剂反应时产生高温，成气剂也随之分解为气态产物，由此形成喷射熔融金属流所需的内压。本烟火剂的生产工艺为：首先将铝热剂和成气剂均匀混合；然后把此混合物装入模子中压制成中心具有内孔的柱状体，成为烟火剂外层；最后，在内孔中装入铝热剂和成气剂的混合物，成为烟火剂内层，且使内层的密度小于外层的密度。本发明的优点在于使用安全、运输方便。

Description

热切管器的烟火剂及其生产工艺

技术领域

本发明属于化工技术领域，特别涉及一种用于热切管器的烟火剂及其生产工艺。

背景技术

在油气井、地热井、煤层气井和水井的钻井与采收过程中，往往因机械失效、井下条件恶劣和人为错误导致钻杆、油管、套管和封隔器等管件被卡，引起卡管事故。随着斜井和角度大于42度的定向井的增多，卡管事故也明显增多。在墨西哥湾，定向井发生卡管事故约占91％。

当发生卡管事故时，需要将管件分离。现有分离管件的方法有：爆炸松扣、化学切管和聚能切管。但这些方法存在着成功率低、费用高、作业时间长、污染环境、切口不平整等种种不足之处。

采用热切管器是一种理想的方法。在热切管器中，需要装有烟火剂，使它在点火管的作用下产生高温高压的熔融金属流，并通过喷嘴高速作用于被切管件上，实现切割。但目前，还没有一种专用于热切管器的烟火剂出现。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种热切管器的烟火剂，使它专用于热切管器，可以高效安全地对管件进行切割。

本发明的目的是通过下列技术方案来实现的：本热切管器的烟火剂基本上由铝热剂和成气剂所组成，各成份的重量百分比为：铝热剂70％～95％，成气剂5％～30％，所述的铝热剂是由铝和三氧化二铁所组成，所述的铝与三氧化二铁之间的重量配比为：1∶2～4，所述的成气剂是高锰酸钾与活性炭混合物、聚四氟乙烯或者硝化棉。

在一定温度下，铝与三氧化二铁发生化学反应，其反应式为：

上述反应的温度通常是在700℃至1000℃范围内。通过这一反应，其生成的产物温度可达2600℃以上。

在铝热剂反应时，由于产生高温，成气剂也随之分解为气态产物，由此形成喷射熔融金属流所需的内压。各种成气剂产生气态产物的反应式如下：

上述热切管器的烟火剂的生产工艺为：首先将铝热剂和成气剂均匀混合；然后把此混合物装入模子中压制成中心具有内孔的柱状体，成为烟火剂外层；最后，在内孔中装入铝热剂和成气剂的混合物，成为烟火剂内层，且使内层的密度小于外层的密度。

显然，经上述工艺生产所得的烟火剂为固体块状物，且分为内外两层。由于内层密度较小，故用于与点火管接触，起到引燃作用。

通常，在上述热切管器的烟火剂的生产工艺中，烟火剂外层的密度范围为3.0～4.2g/cm³，内层的密度范围为1.4～2.8g/cm³。

本发明的优点在于由于烟火剂具有较高的点火温度，在常温下很难发生反应，因此使用十分安全、运输也方便。同时，烟火剂产品采用内层密度小、外层密度大的双层结构，有利于点火管引燃本烟火剂。

附图说明

图1是本发明提供的热切管器的烟火剂的剖视图。

图2是本发明提供的热切管器的烟火剂外层的俯视图。

图3是采用本发明提供的烟火剂的热切管器的局部结构示意图。

图中，11、烟火剂外层；12、烟火剂内层；13、内孔；2、活塞；3、壳体；4、点火管；5、接线柱；6、耐热层；7、喷嘴；8、堵头。

具体实施方式

首先将铝粉100克和三氧化二铁300克混合，配成铝热剂共400克。把此铝热剂与100克的成气剂混合。本实施例中，成气剂选用硝化棉。这样就得到粉末状的混合物。然后将此混合物放入模子中压制成中心具有内孔13的柱状体，即烟火剂外层11，如图2所示。最后，在内孔中装入未经压制的上述混合物，成为烟火剂内层12。

如图1和图2所示，本实施例中，烟火剂外层11密度较大，在3.6g/cm³左右。内层12密度较小，在1.7g/cm³左右。

如图2所示，烟火剂内孔13的横截面形状呈星形。这有利于增大外层11与内层12之间的接触面积，使烟火剂在使用过程中能够充分燃烧，高效释放热量。另外，烟火剂内孔13的横截面形状也可以呈梅花形。

如图3所示，烟火剂1是装于热切管器的壳体3内的。在烟火剂1的下部有活塞2，上部设有堵头8。烟火剂1是通过堵头8压住而定位的。在堵头8的中心设有点火管4和接线柱5。

在热切管器使用时，接线柱5可通过导线与电源联接，使点火管4导电。点火管4在导电时会点火发热，使与点火管4接触的烟火剂内层12发热。这样，烟火剂成份中的铝粉与三氧化二铁就会发生化学反应。通常，这一反应是在800℃左右的温度下进行的。通过这一反应，其产生的热量可使烟火剂处的温度达到2600℃。在这此温度下，烟火剂外层11也会发生同样的化学反应，产生更多的热量。

利用这一反应，一方面，烟火剂中成气剂硝化棉会随着燃烧而生成气态的反应物，使壳体3内腔中产生高压，推动活塞2下移；另一方面，在此高温下烟火剂中的金属会熔化成为熔融金属流。

随着活塞2的下移，高温高压的熔融金属流将由壳体3侧部的喷嘴7中向四周喷射，对管件进行切割。

通常，只需25毫秒就能切断规定的管件，切割速度非常快。

在壳体3内侧壁上设置的耐热层6是起隔热作用，以防止熔融金属流的高温使壳体3熔化。

Claims

1、一种热切管器的烟火剂，其特征在于该烟火剂基本上由铝热剂和成气剂所组成，各成份的重量百分比为：铝热剂70％～95％，成气剂5％～30％，所述的铝热剂是由铝和三氧化二铁所组成，所述的铝与三氧化二铁之间的重量配比为：1∶2～4，所述的成气剂是高锰酸钾与活性炭混合物、聚四氟乙烯或者硝化棉。

2、一种如权利要求1所述的热切管器的烟火剂的生产工艺，其特征在于首先将铝热剂和成气剂均匀混合；然后把此混合物装入模子中压制成中心具有内孔(13)的柱状体，成为烟火剂外层(11)；最后，在内孔(13)中装入铝热剂和成气剂的混合物，成为烟火剂内层(12)，且使内层(12)的密度小于外层(11)的密度。

3、根据权利要求2所述的热切管器的烟火剂的生产工艺，其特征在于所述的烟火剂外层(11)的密度范围为3.0～4.2g/cm³，内层(12)的密度范围为1.4～2.8g/cm³。

4、根据权利要求2或3所述的热切管器的烟火剂的生产工艺，其特征在于所述的烟火剂内孔(13)的横截面形状呈星形。

5、根据权利要求2或3所述的热切管器的烟火剂的生产工艺，其特征在于所述的烟火剂内孔(13)的横截面形状呈梅花形。