DE69723599T2

DE69723599T2 - Triaminotrinitrobenzol enthaltende Hohlladung

Info

Publication number: DE69723599T2
Application number: DE69723599T
Authority: DE
Inventors: Wallace Sparta Voreck; James Manvel Brooks; John Houston Eberhardt; Hooshang Houston Rezaie
Original assignee: Schlumberger Technology BV
Current assignee: Schlumberger Technology BV
Priority date: 1996-03-04
Filing date: 1997-03-04
Publication date: 2004-04-15
Also published as: CN100445240C; CN1169411A; DE69723599T9; EP0794163B1; NO308167B1; CA2198984C; US5597974A; EP0794163A1; AU717255B2; MX9701695A; NO20001517D0; DE69723599D1; ID16123A; NO20001517L; NO309715B1; AU1506897A; NO970970D0; NO970970L; CA2198984A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hohlladung zur Verwendung in einer Perforationskanone. Die Erfindung betrifft außerdem weitere Bohrloch-Sprengvorrtchtungen, etwa Gehäuse- und Rohr-Bohrkronen, Druckverstärker, Sprengschnüre und Sprengzünder.
Hohlladungen enthalten einen als ein Sekundär-Sprengstoff bekannten Sprengstoff-Hauptkörper, der detoniert, wenn ein Pellet aus Primär-Sprengstoff in Reaktion auf eine Detonationswelle, die sich in einer Sprengschnur ausbreitet, detoniert. Wenn der Sprengstoff-Hauptkörper detoniert, wird ein Strahl gebildet, der sich von der Hohlladung nach außen ausbreitet. Hohlladungen sind in Perforationskanonen verwendet worden und Perforationskanonen werden verwendet, um eine Formation zu perforieren, die von einem Bohrloch durchdrungen wird. Wenn der Strahl von der Hohlladung in der Perforationskanone gebildet wird, perforiert der Strahl die Formation und aus der perforierten Formation wird ein Bohrlochfluid gefördert. Die Länge des von der Hohlladung gebildeten Strahls bestimmt die Länge der Perforation in der Formation und potenziell die Menge des Bohrlochfluids, das aus der perforierten Formation gefördert wird. Die Länge des Strahls, der sich aus der Hohlladung in der Perforationskanone ausbreitet, wird jedoch neben weiteren Parametern durch den Typ des Sprengstoffs bestimmt, der verwendet wird, um den Sprengstoff-Hauptkörper in der Hohlladung zu bilden. Für hohe Temperaturen, die über den Grenzen der HMX-Temperatur liegen, wurde ein als HNS bekannter Sprengstoff als Sprengstoff-Hauptkörper in den Hohlladungen in der Perforationskanone verwendet. Hohlladungen, die HNS als Sprengstoff-Hauptkörper verwenden, sind in der Vergangenheit zufrieden stellend verwendet worden. Entwicklungsbemühungen konzentrieren sich jedoch weiter auf bessere Vorrichtungen, Zusammensetzungen und Verfahren, um einen längeren Strahl zu erzeugen, der sich aus der Hohlladung ausbreitet. Wenn ein längerer Strahl aus einer detonierten Hohlladung erzeugt wird, würde der längere Strahl eine längere Perforation in der Formation erzeugen, und eine längere Perforation in der Formation, die von einem Bohrloch durchdrungen wird, könnte die Förderung von Bohrlochfiuid aus der perforierten Formation potenziell vergrößern. Es ist deswegen eine Hauptaufgabe dieser Endung, eine verbesserte Sprengstoff-Zusammensetzung zu schaffen, die für die Verwendung in einer Hohlladung zum Erzeugen eines längeren Strahls aus der Hohlladung, wenn die Ladung zur Explosion ge bracht wird, geeignet ist. Da die Hohlladung zur Verwendung in einer Perforationskanone zum Perforieren einer Formation, die von einem Bohrloch durchdrungen wird, geeignet ist, wird dann, wenn die Perforationskanone zur Detonation gebracht wird, der längere Strahl eine längere Pertoration in der Formation erzeugen, und die längere Perforation wird bewirken, dass größere Mengen des Bohrlochfluids aus der perforierten Formation gefördert werden.
Das US-Patent Nr. 4.669.384 beschreibt eine Hohlladungs-Pertorationsvorrichtung mit einer Menge eines ersten hochempfindlichen Hochtemperatur-Sprengstoffs und eine Menge eines zweiten hochempfindlichen Hochtemperatur-Sprengstoffs. Der erste Sprengstoff und der zweite Sprengstoff besitzen unterschiedliche Detonationsempfindlichkeiten.
Das GB-Patent Nr. 2.128.177 beschreibt einen Sprengstoff, der für Hohlladungen geeignet ist, die eine oder mehrere Sprengsubstanzen und ein Polybutadien-Styrol-Elastomer als Bindemittel enthalten. Das Bindemittel kann außerdem Polyvinyl-Nitrat enthalten. Die Sprengsubstanzen können RDX, HMX, Di- oder Triaminobenzol, Trinitrophenyl-Methyl-Nitramin und Hexanitrostilben enthalten. Die Sprengsubstanz und das Bindemittel bzw. die Sprengsubstanzen und die Bindemittel werden miteinander vermischt, getrocknet und anschließend gepresst.
Das US-Patent Nr. 4.394.197 beschreibt einen Druckverstärker-Sprengstoff, der ein physikalisches Gemisch aus TATB und RDX, HMX oder Gemischen davon gemeinsam mit einem verträglichen Treibstoff-Bindemittel, wie etwa polymeres Material (vorzugsweise Polytetrafluoroethylen) umfasst. Das Gemisch wird getrocknet und dann (in einer Ausführungsform zu Pellets) gepresst.
Das US-Patent Nr. 4.488.486 beschreibt eine Sprengschnur mit geringer Sprengkraft, die ein Außengehäuse aus Sprengstoff und einen Innenkern aus Sprengstoff, der konzentrisch in dem Außenkem gehalten wird, enthält. Der Innenkern besitzt eine größere Detonationsgeschwindigkeit als der Außenkern.
WO 91/04235 beschreibt eine flexible Sprengschnur, die eine Innenhülse aus reinem Aluminium oder Silber enthält, die einen HNS-Sprengkern zusammendrückt.
Zusarnmenfassung der Erfindung
Ein Aspekt der Erfindung schafft eine Hohlladung, die umfasst: ein Gehäuse; einen Sprengstoff-Hauptkörper, der in dem Gehäuse angeordnet ist und ein Gemisch aus Sym-Triaminotrinitrobenzol (TATB) und optional einem weiteren Sprengstoff enthält, und einen Zünder, die in dem Gehäuse angeordnet ist, um den Sprengstoff Hauptkörper zur Detonation zu bringen, wobei der Zünder empfindlicher als TATB ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung schafft ein Verfahren zum Herstellen einer Hohlladung, das die folgenden Schritte umfasst: (a) Einführen eines Sprengstoff-Hauptkörpers in ein Gehäuse, wobei der Sprengstoff-Hauptkörper ein Gemisch aus Sym-Triaminotrinitrobenzol (TATB) und optional einem weiteren Sprengstoff enthält; (b) Einführen eines Zünders in das Gehäuse, der den Sprengstoff-Hauptkörper zur Detonation bringen kann, wobei der Zünder empfindlicher als TATB ist; (c) Einsetzen einer Verkleidung über dem Sprengstoff-Hauptkörper.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung schafft eine Sprengschnur, die einen Sprengstoff umfasst, wobei der Sprengstoff Sym-Triaminotrinitrobenzol (TATB) enthält.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Ein vollständiges Verständnis der vorliegenden Erfindung wird aus der genauen Beschreibung der nachfolgend präsentierten, bevorzugten Ausführungsform und aus der beigefügten Zeichnung gewonnen, die lediglich zur Veranschaulichung gegeben werden sowie keine Einschränkung der vorliegenden Erfindung darstellen sollen und in denen:
1 eine Hohlladung veranschaulicht, die einen Sprengstoff-Hauptkörper, der 100% TATB oder ein Gemisch aus TATB und entweder HNS, PYX oder HMX umfasst, und einen Zünder, der nicht 100% TATB, sondern HNS, NONA, DODECA, PYX, HMX oder ein Gemisch aus HNS, NONA, DODECA, PYX, HMX mit TATB umfasst, enthält;
2 einen Vergleich der Pressdichte als Funktion der Ladungskräfte von HNS und TATB veranschaulicht; und
3 die Empfindlichkeit von TATB im Vergleich mit HNS in dem NOL-Laborversuch-Spalttest veranschaulicht.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
In 1 ist eine typische Hohlladung veranschaulicht, die zur Verwendung in einer Perforationskanone geeignet ist. Die Perforationskanone ist so beschaffen, dass sie in einem Bohrloch angeordnet werden kann. Eine ähnliche Hohlladung ist im US-Patent Nr. 4.724.767 an Aseltine, das am 16. Februar 1988 eingereicht wurde, und nochmals im US-Patent Nr. 5.413.048 an Werner u. a., das am 9. Mai 1995 eingereicht wurde, erläutert, wobei die Offenbarungen dieser Patente hier durch Literaturhinweis eingeschlossen sind.
In 1 enthält die Hohlladung ein Gehäuse 10, einen Sprengstoff-Hauptkörper 12, der in der Vergangenheit entweder RDX, HMX, PYX oder HNS enthielt, das gegen die Innenwand des Gehäuses 10 gedrückt wurde, einen Zünder 13, der benachbart zum Sprengstoff Hauptkörper 12 angeordnet ist und so beschaffen ist, dass der Sprengstoff-Hauptkörper 12 zur Detonation gebracht wird, wenn der Zünder 13 zur Detonation gebracht wird, und eine Verkleidung 14, die den Zünder 13 und den Sprengstoff-Hauptkörper 12 verkleidet. Die Hohlladung enthält außerdem eine Spitze 18 und eine Einfassung 16. Eine Zündschnur 20 berührt das Gehäuse 10 der Hohlladung an einem Punkt nahe an der Spitze 18 der Verkleidung 14 der Ladung. Wenn sich eine Detonationswelle in der Zündschnur 20 ausbreitet, bringt sie den Zünder 13 zur Detonation. Wenn der Zünder 13 detoniert ist, bringt die Detonation des Zünders 13 ferner den Sprengstoff-Hauptkörper 12 der Ladung zur Detonation. In Reaktion auf die Detonation des Sprengstoff-Hauptkörpers 12 bildet die Verkleidung 14 einen Strahl 22, der sich entlang einer Längsachse 24 der Hohlladung ausbreitet. Der Strahl 22 perforiert eine Formation, die von dem Bohrloch durchdrungen wird.
Im Ergebnis ist die Länge des Strahls 22 aus der Hohlladung von 1 eine Funktion des Typs des Sprengstoffs, den der Sprengstoff-Hauptkörper 12 in der Hohlladung von 1 umfasst. Da jedoch der Strahl 22 gebildet wird, wenn der Sprengstoff-Hauptkörper 12 zur Detonation gebracht wird, und da der Sprengstoff-Hauptkörper 12 detoniert, wenn der Zünder 13 zur Detonation gebracht wird, muss der Typ des Sprengstoffs, den sowohl der Zünder 13 als auch der Sprengstoff-Hauptkörper 12 umfassen, sorgfältig ausgewählt werden. Demzufolge ist die Länge des Strahls 22 aus der Hohlladung von 1 eine Funktion: (1) des Typs des Sprengstoffs, den der Sprengstoff-Hauptkörper 12 umfasst, und (2) des Typs des Sprengstoffs, den der Zünder 13 umfasst.
Im Stand der Technik umfasste der Sprengstoff-Hauptkörper 12 einen Sprengstoff, der entweder als "RDX", "HMX", "PYX" oder "HMX" bekannt war. Deswegen war die Länge des Strahls 22 eine Funktion des Typs des Spreng stoffs, der den Sprengstoff-Hauptkörper 12 bildete, der entweder RDX, HMX, PYX oder HMX war, und seiner Dichte.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde jedoch entdeckt, dass dann, wenn der Sprengstoff-Hauptkörper 12 lediglich einen Sprengstoff, der als Sym-Triaminotrinitrobenzol (hier nachfolgend als TATB bezeichnet) bekannt ist, oder ein Gemisch aus dem Sprengstoff TATB und einem weiteren Sprengstoff, wie etwa HNS, PYX oder HMX, umfassen würde und der Zünder 13 sorgfältig ausgewählt werden würde, so dass er einen empfindlichen Sprengstoff umfasst, der nicht 100% TATB enthält, wie etwa HNS, NONA, DODECA, PYX, HMX oder ein Gemisch aus HNS, NONA, DODECA, PYX oder HMX und TATB, die Länge des Strahls 22 größer ist. Deswegen enthält in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung die erfindungsgemäße Hohlladung, die in 1 gezeigt ist, einen Sprengstoff-Hauptkörper 12 und einen Zünder 13, wobei die Detonation des Zünders 13 durch das Detonieren der Sprengschnur 20 den Sprengstoff-Hauptkörper 12 zur Detonation bringt und die Detonation des Sprengstoff-Hauptkörpers 12 den Strahl 22 erzeugt, wobei der Sprengstoff-Hauptkörper 12 den als TATB bekannten Sprengstoff enthält, und der Zünder 13 einen Sprengstoff enthält, der nicht 100% TATB enthält, wie etwa HNS, NONA, DODECA, PYX oder HMX oder ein Gemisch aus HNS, NONA, DODECA, PYX oder HMX und TATB.
Der Zünder 13 muss einen speziellen Sprengstoff enthalten, der nicht 100% TATB ist, da TATB selbst nicht ausreichend empfindlich ist, um den Zünder 13 zu bilden. Deswegen muss der Zünder 13 einen speziellen Sprengstoff enthalten, der nicht 100% TTB ist, damit der Zünder 13 zur Detonation gebracht werden kann, und dieser spezielle Sprengstoff könnte HNS, NONA, DODECA, PYX oder HMX oder ein Gemisch aus HNS, NONA, DODECA, PYX oder HMX und TATB sein. Wenn der Zünder 13 zur Detonation gebracht wird, kann dann der Sprengstoft-Hauptkörper 12, der TATB enthält, zur Detonation gebracht werden.
TATB ist eigentlich 1,3,5-Trinitro-2,4,6-Triaminobenzol. Ein Verfahren zum Bilden einer feinkörnigen Klasse des TATB ist im US-Patent Nr. 4.481.371 an Benzinger mit dem Titel "Method of Making Fine-Grained Triaminotrinitrobenzene" offenbart, dessen Offenbarung durch Literaturhinweis in diese Beschreibung eingefügt ist. Er ist ein bei hohen Temperaturen stabiler Sprengstoff, der recht unempfindlich ist. In der Vergangenheit bestand die einzige Verwendung von TATB in Atombomben. Es ist jedoch entdeckt worden, dass der Sprengstoff TATB als ein Bestandteil des Sprengstoff-Hauptkörpers 12 von Hohlladungen verwendet werden kann, wie in 1 gezeigt ist, wenn der TATB durch Mischen mit einem weiteren Sprengstoff, der als HNS bekannt wurde, sensibilisiert wird, seine Partikelgröße verringert wird und ein größerer Zünder aus HNS oder ein empfindlicherer Zündersprengstoff verwendet wird. Wenn der Sprengstoff-Hauptkörper 12 der Hohlladung TATB enthält und der Zünder 13 sorgfältig ausgewählt wird, so dass er einen empfindlichen, von TATB verschiedenen Sprengstoff enthält, wie etwa HNS, NONA, PYX oder HMX, ist die Länge des Strahls 22, der von der Hohlladung erzeugt wird, größer als bei Hohlladungen des Standes der Technik, die nicht TATB als Teil des Sprengstoff-Hauptkörpers 12 enthalten.
Wenn TATB als ein Bestandteil im Sprengstoff-Hauptkörper 12 einer Hohlladung enthalten ist, muss das TATB nicht mit einem weiteren Sprengstoff gemischt sein; wenn jedoch das TATB nicht mit einem weiteren Sprengstoff gemischt ist, muss das TATB ein Granulat aus feinkörnigen Partikeln sein oder es muss eine größere Zünderladung 13 aus HNS oder ein anderer empfindlicherer Zündersprengstoff verwendet werden.
Wenn jedoch TATB als Bestandteil des Sprengstoff-Hauptkörpers 12 der Hohlladung enthalten ist, kann das TATB mit weiteren explosiven Zusammensetzungen, wie etwa HNS, PYX, HMX oder andere empfindlichere Sprengstoffe, gemischt sein, und wenn es mit diesen weiteren explosiven Zusammensetzungen gemischt ist, braucht das TATB, das im Sprengstoff-Hauptkörper 12 verwendet wird, kein Granulat aus feinkörnigen Partikeln sein, um seine Empfindlichkeit zu erhöhen.
Arbeitsbeispiel
TATB wurde mit HNS in den folgenden Proportionen gemischt (siehe unten Tabelle 1) und das TATB/HNS-Gemisch wurde als Sprengstoff-Hauptkörper 12 der neuen Hohlladung von 1 verwendet. Es wird daran erinnert, dass dann, wenn TATB im Sprengstoff-Hauptkörper 12 enthalten ist, der Zündersprengstoff nicht 100% TATB enthalten sollte. Folglich enthielt der Zünder in diesem Arbeitsbeispiel einen der folgenden Sprengstoffe: HNS, NONA, DODECA, PYX oder HMX oder ein Zündergemisch aus HNS, NONA, DODECA, PYX oder HMX mit TATB. Es wurden Tests unter Verwendung der neuen Hohlladung ausgeführt. Die neuen Hohlladungen wurden bei simulierten Bohrlochbedingungen zur Detonation gebracht. Wenn die neuen Hohlladungen während des Tests zur Detonation ge bracht wurden, wurden erfolgreiche Tests ausgeführt. Die erfolgreichen Tests zeigten an, dass sich ein längerer Strahl 22 von der Hohlladung ausbreitete, wenn die Ladung zur Detonation gebracht wurde, und der längere Strahl 22 erzeugte eine längere Perforation in einer Formation, die von einem Bohrloch durchdrungen wird. Die längere Perforation repräsentierte tatsächlich eine zehnprozentige (10%) Verbesserung der Durchdringung der Formation durch den Strahl in Bezug auf die Durchdringung der Fonnation durch den Strahl von Hohlladungen des Standes der Technik, die in dem Sprengstoff-Hauptkörper kein TATB als Bestandteil enthielten. Siehe unten die Tabellen 1 und 2 für die tatsächlichen Testergebnisse, die erreicht wurden, wenn TATB (gemischt mit HNS und HMX) im Sprengstoff-Hauptkörper 12 der Hohlladung verwendet wurde. Die Testergebnisse in Tabelle 1 repräsentieren die Testergebnisse, die erreicht wurden, wenn HNS mit TATB gemischt wurde, und die Testergebnisse in Tabelle 2 repräsentieren die Testergebnisse, die erreicht wurden, wenn HMX mit TATB gemischt wurde.
Es wird die unten stehende Tabelle 1 betrachtet, die die Gemische aus TATB und HNS repräsentiert, die als Sprengstoff-Hauptkörper 12 in Hohlladungen in den obenerwähnten erfolgreichen Tests verwendet wurden, die die um zehn Prozent (10%) bessere Durchdringung der Formation durch den Strahl 22 in dem Bohrloch erzielten. Von allen HNSTTATB-Gemischen repräsentiert jedoch das 50 %/50 %-Gemisch aus HNS/TATB die bevorzugte Ausführungsform für die erfolgreichen Ergebnisse. Wenn der Sprengstoff-Hauptkörper 12 der Hohlladung von 1 tatsächlich ein Gemisch aus HNS und TATB enthielt, wobei das NNS/TATB-Gemisch HNS in einem Bereich von 0% bis 75% und TATB in einem Bereich von 25% bis 100% enthielt, erzeugte der Strahl, der nach der Detonation aus der Hohlladung erzeugt wurde, eine um etwa 10 Prozent (10%) bessere Durchdringung der Formation in dem Bohrloch in Bezug auf Hohlladungen des Standes der Technik.
Außerdem wurden erfolgreiche Tests in der Probebohrung ausgeführt, wenn der Hohlladungszünder 13 kein TATB enthielt und der Sprengstoff-Hauptkörper 12 ein Gemisch aus TATB und HMX in den folgenden Proportionen enthielt: ein 50%/50%-Gemisch aus TATB/HMX.
Außerdem wurden erfolgreiche Tests bei simulierten Bohriochbedingungen ausgeführt, wenn der Hohlladungszünder 13 kein TATB enthielt und der Sprengstoff-Hauptkörper 12 reines TATB (kein Gemisch mit einem weiteren Sprengstoff) enthielt. In diesem Fall enthielt das TATB im Sprengstoff-Hauptkörper 12 reines TATB mit kleiner Partikelgröße (mit Schall behandeltes TATB).
Es werden die unter dargestellten Tabellen 1 und 2 betrachtet, die die tatsächlichen Testergebnisse repräsentieren, die erreicht wurden, wenn TATB entweder mit NNS oder mit HMX im Sprengstoff-Hauptkörper 12 der Hohlladung von 1 gemischt wurde und der Zünder 13 kein TATB enthielt.
Die Testergebnisse der unten stehenden Tabelle 1 geben den Prozentanteil von HNS an, das im Sprengstoff-Hauptkörper 12 verwendet wurde, den Prozentanteil von TATB (gemischt mit HNS), das im Sprengstoff-Hauptkörper 12 verwendet wurde, den Durchmesser in Zoll des durch den Strahl 22 erzeugten Eintrittslochs in die Formation und die durch den Strahl 22 erzeugte Durchdringung der Formation in Zoll (die Länge der Perforation in den 5 Formationen).
Tabelle 1 Wirkung von TATB/HNS in einer Perforations-Hohlladung von 22g
In der oben angeführten Tabelle 1 enthielt das HNS, das verwendet wurde, um die in der Tabelle 1 dargestellten Ergebnisse zu erreichen, 2% Chlorfluor-Kohlenstoff und 0,5% Graphit. Die Gemische aus TATB und HNS enthielten 38 μm TATB im Hauptkörper der Ladung und wurden durch einen Zünder gezündet, der feine Partikel (8 μm) HNS enthielt. Alle Angaben in der obigen Tabelle 1 wurden bei 90 F gemacht. Es wird angemerkt, dass die Durchdringung zuerst zunahm und dann abnahm, wenn dem HNS-Hauptkörper wachsende Mengen TATB zugefügt wurden. Die optimale Mischung liegt offensichtlich im Bereich von 40% bis 60% TATB. Bei höheren prozentualen Mengen von TATB verringert sich die Wirkung, bis die Ladung bei 100% TATB im Hauptsprengstoff an der Grenze zur Fehlzündung ist. Durch weitere Verbesserung der Ernpfindlichkeit der Ladung durch die Vergrößerung der Menge des HNS-Zünders von 2 g auf 4 g, zeigte ein Hauptsprengstoff aus 100% TATB (38 μm) eine zufrieden stellende Wirkung.
Eine nur aus TATB bestehende Ladung konnte nicht erfolgreich zur Detonation gebracht werden, selbst nicht bei Verwendung eines Hauptsprengstoffs mit kleineren Partikeln (12 μm) und eines Zünders mit feinen Partikeln (5 μm); ein empfindlicherer Zünder, der einen anderen, empfindlicheren Sprengstoff enthält, ist erforderlich. Das schließt jedoch nicht aus, dass kleine Mengen TATB als Teil des Zünders verwendet werden. Zum Beispiel zeigt ein Zünder mit 10% TATB und 90% HNS eine zufrieden stellende Wirkung. Bei größeren Mengen TATB ist das jedoch nicht der Fall.
Die Daten in der obigen Tabelle 1 zeigen, dass dann, wenn ein Zünder 13 und ein Sprengstoff-Hauptkörper 12 in Ladungen zum Perforieren von Ölbohrlöchern lediglich TATB enthalten, die Ladung nicht leistungsfähig ist. Wenn jedoch die Empfindlichkeit des Zünders 13 erhöht wird, indem Sprengstoffe zugefügt werden, die empfindlicher sind als TATB, kann TATB allein oder gemischt mit anderen Sprengstoffen als Sprengstoff-Hauptkörper 12 verwendet werden. Außerdem ist die Wirkung verbessert. Ähnliche Ergebnisse wie in Tabelle 1 wurden außerdem mit Ladungen anderer Abmessungen erreicht.
Die Testergebnisse in der unten dargestellten Tabelle 2 geben den Prozentanteil des HMX, das im Sprengstoff-Hauptkörper 12 verwendet wurde, den Prozentanteil des TATB (gemischt mit HMX), das im Sprengstoff-Hauptkörper 12 verwendet wurde, den Durchmesser des durch den Strahl 22 erzeugten Eintrittsiochs in der Formation in Zoll und die durch den Strahl 22 erzeugte Durchdringung in Zoll (die Länge der Perforation in der Formation) an. Der Zünder 13 war HMX, was empfindlicher ist als TATB.
Tabelle 2 Wirkung von TATBIHMX in Perforations-Hohlladunaen von 34a
Die obigen Ergebnisse von Tabelle 2 zeigen, dass das Gemisch aus TATB und HMX (HMX ist ein stärkerer Sprengstoff als NNS) ebenfalls verwendet werden kann und eine bessere Wirkung zeigt als HMX allein. Dies war jedoch kein allgemein gültiges Ergebnis. Die Vergrößerung der Durchdringung schien ladungsspezifisch zu sein. Ladungen mit anderen Abmessungen zeigten lediglich eine gleiche oder eine etwas größere Durchdringung als HMX allein.
Die Ergebnisse der folgenden Tabelle 3 geben den Prozentanteil des PYX, das im Sprengstoff-Hauptkörper 12 verwendet wurde, den Prozentanteil des TATB (gemischt mit PYX), das im Sprengstoff-Hauptkörper 12 verwendet wurde, den Durchmesser des durch den Strahl 22 erzeugten Eintrittslochs in der Formation in Zentimetern und die durch den Strahl 22 erzeugte Durchdringung der Formation (die Länge der Perforation der Formation) in Zentimetern (und Zoll) an. Der Zünder 13 war PYX, von dem bekannt ist, dass es empfindlicher ist als TATB.
Tabelle 3 Wirkung von TATB/PYX in Perforations-Hohlladungen von 22g
Die obigen Ergebnisse der Tabelle 3 zeigen, dass das Gemisch aus TATB und PYX ebenfalls verwendet werden kann und eine bessere Wirkung schafft als TATB allein.
In den folgenden Tabellen 4 und 5 sind umfangreichere Mengen von Testergebnissen veranschaulicht. Die Tabellen 4 und 5 vergleichen die Testergebnisse, die unter Verwendung der Hohlladung des Standes der Technik (bei der im Sprengstoff-Hauptkörper 12 100% HNS verwendet wurde) eneicht wurden, und die Testergebnisse die unter Verwendung der Hohlladung der vorliegenden Erfindung (bei der TATB in verschiedenen Proportionen mit und ohne HNS im Sprengstoft-Hauptkörper 12 verwendet wurde) erreicht wurden. Es wird jedoch angemerkt, dass zwei unterschiedliche Typen HNS in Verbindung mit den Tabellen 4 und 5 verwendet werden. Tabelle 4 verwendet eine 22 Gramm-HNS-Ladung und Tabelle 5 verwendet eine 34 Gramm-HNS-Ladung.
In den Tabellen 4 und 5 repräsentiert die erste Zeile jeder Tabelle Daten des Standes der Technik, wobei die getestete Hohlladung einen Sprengstoff-Hauptkörper 12 mit reinem HNS enthält.
In den Tabellen 4 und 5 repräsentieren jedoch die zweiten und dritten Zeilen jeder Tabelle Daten gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die getestete Hohlladung einen Sprengstoff-Hauptkörper 12 enthält, der ferner TATB (und einen Zünder 13 ohne TATB) enthält, die zweite Zeile jeder Tabelle ein Gemisch aus TATB und HNS im Sprengstoff-Hauptkörper 12 repräsentiert (wobei der Zünder 13 kein TATB enthält) und die dritte Zeile jeder Tabelle reines TATB im Sprengstoff-Hauptkörper 12 repräsentiert (wobei der Zünder 13 kein TATB enthält).
Außerdem ist in den Tabellen 4 und 5 eine Spalte mit "Ladekraft" bezeichnet, die in Newton (und in Pfund) ausgedrückt ist. Die Ladekraft repräsentiert die Kraft, die beim Pressen des Sprengstoff-Hauptkörpers 12 aus TATB gegen das Gehäuse 10 aufgebracht wird.
Tabelle 4
Tabelle 5
Somit veranschaulichen die Ergebnisse, die durch die Hohlladung der vorliegenden Erfindung erreicht werden, die TATB als Bestandteil des Sprengstoff-Hauptkörper 12 und einen Zünder 13, der kein TATB enthält, verwendet, eine zehnprozentige (10%) Verbesserung der Durchdringung der Fonnation gegen über den Ergebnissen, die durch die Hohlladung des Standes der Technik erreicht werden, die kein TATB als Bestandteil des Sprengstoff Hauptkörpers 12 verwendet. Diese Ergebnisse könnten mit einer rein aus TATB hergestellten Ladung nicht erreicht werden, da die Ladung nicht detonieren würde. Ein empfindlicherer Zündersprengstoff ist erforderlich, um Detonationen zu eneichen.
Dieser Vorteil der Hohlladung der vorliegenden Erfindung gegenüber der Hohlladung des Standes der Technik (Verbesserung um 10%) ist auf die höhere Dichte (Komprimierbarkeit), die größere Detonationsgeschwindigkeit und die geringere Bruchfestigkeit des TATB im Sprengstoff-Hauptkörper 12 zurückzuführen. Die Komprimierbarkeit ist ein Vorteil, da bei gleicher Belastungskraft eine höhere Dichte des TATB erreicht werden kann. Im Allgemeinen erzeugt eine höhere Dichte eine bessere Wirkung. Die Dichte des Hauptsprengstoffs ist jedoch beschränkt, da dann, wenn er zu sehr komprimiert werden würde, der Zünder der Hohlladung überkomprimiert werden würde und eine Überkomprimierung des Zünders kann eine Verringerung der Empfindlichkeit und der Effektivität des Zünders zur Folge haben. Wenn jedoch TATB als ein Bestandteil des Sprengstoff-Hauptkörpers 12 verwendet wird, können Hohlladungen mit höherer Dichte erzeugt werden, wobei trotzdem die Ladekräfte, wie zuvor gefordert wurde, die gleichen bleiben. Da Hauptladungen mit höherer Dichte mit gleichen Ladekräften erzeugt werden, ergibt sich eine größere Wirkung.
In 2 wird ein Vergleich der Druckdichte gegenüber den Ladekräften von HNS und TATB veranschaulicht.
In 3 ist die Empfindlichkeit von TATB im Vergleich mit HNS in dem NOL-Laborversuch-Spalttest veranschaulicht.
Die oben dargestellte Beschreibung dieser Anwendung hat eine Hohlladung mit einem Sprengstoff-Hauptkörper offenbart, der ferner TATB oder ein Gemisch aus TATB und einem weiteren Sprengstoff enthält.
Es sollte jedoch klar sein, dass andere Vorrichtungen den TATB-Sprengstoff enthalten könnten. Eine Sprengschnur enthält z. B. einen Sprengstoff und dieser Sprengstoff in der Sprengschnur könnte den TATB-Sprengstoff oder ein Gemisch aus TATB-Sprengstoff und dem HNS-Sprengstoff oder ein Gemisch aus dem TATB-Sprengstoff und einem der weiteren, in dieser Beschreibung erwähnten Sprengstoffe enthalten, die ähnliche Vorteile und Ergebnisse aufweisen.

Claims

Hohlladung, die umfaßt: ein Gehäuse; einen Sprengstoff-Hauptkörper, der in dem Gehäuse angeordnet ist und ein Gemisch aus Sym-Triaminotrinitrobenzol (TATB) und optional einem weiteren Sprengstoff enthält, und einen Zünder, der in dem Gehäuse angeordnet ist, um den Sprengstoff-Hauptkörper zur Detonation zu bringen, wobei der Zünder empfindlicher als TATB ist.
Hohlladung nach Anspruch 1, bei der der Zünder aus HNS, NONA, DODECA, PYX oder HMX gewählt ist.
Hohlladung nach Anspruch 1, bei der der Zünder ein Gemisch aus TATB und HNS, NONO, DODECA, PYX oder HMX umfaßt.
Nohlladung nach Anspruch 1, bei der der Sprengstoff-Hauptkörper ein Gemisch aus TATB und einem weiteren Sprengstoff umfaßt, der aus HNS, HMX oder PYX gewählt ist.
Hohlladung nach Anspruch 4, bei dem der Sprengstoff Hauptkörper etwa 25% bis 50% TATB und etwa 25% bis 75% HNS umfaßt.
Verfahren zur Herstellung einer Hohlladung, das die folgenden Schritte umfaßt: (a) Einführen eines Sprengstoff-Hauptkörpers in ein Gehäuse, wobei der Sprengstoff-Hauptkörper ein Gemisch aus Sym-Triaminotrinitrobenzol (TATB) und optional einem weiteren Sprengstoff enthält; (b) Einführen eines Zünders in das Gehäuse, die den Sprengstoff-Hauptkörper zur Detonation bringen kann, wobei der Zünder empfindlicher als TATB ist; (c) Einsetzen einer Verkleidung über dem Sprengstoff-Hauptkörper.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Zünder aus HNS, NONA, DODECA, PYX oder HMX gewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Zünder ein Gemisch aus TATB und HNS, NONA, DODECA, PYX oder HMX umfaßt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem der Einführungsschritt (a) den folgenden Schritt umfaßt: – Komprimieren des Sprengstoff-Hauptkörpers, der TATB und optional einen weiteren Sprengstoff enthält, in dem Gehäuse.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei dem der Sprengstoff Hauptkörper ein Gemisch aus TATB und einem weiteren Sprengstoff, der aus HNS, HMX oder PYX gewählt ist, enthält.
Zündschnur, die umfaßt: einen Sprengstoff, der Sym-Triaminotrinitrobenzol (TATB) enthält.