NO327403B1 - Blyfri fôrings-sammensetning for formede ladninger - Google Patents
Blyfri fôrings-sammensetning for formede ladninger Download PDFInfo
- Publication number
- NO327403B1 NO327403B1 NO20030309A NO20030309A NO327403B1 NO 327403 B1 NO327403 B1 NO 327403B1 NO 20030309 A NO20030309 A NO 20030309A NO 20030309 A NO20030309 A NO 20030309A NO 327403 B1 NO327403 B1 NO 327403B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- liner
- specified
- mixture
- shape
- powder form
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 36
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 36
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 36
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 36
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims description 31
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 31
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 19
- 239000012255 powdered metal Substances 0.000 claims description 17
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 claims description 13
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical group [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical group [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 11
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 11
- 238000005474 detonation Methods 0.000 claims description 9
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000037237 body shape Effects 0.000 claims description 4
- 241000722921 Tulipa gesneriana Species 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- ZCRYIJDAHIGPDQ-UHFFFAOYSA-N 1,3,3-trinitroazetidine Chemical compound [O-][N+](=O)N1CC([N+]([O-])=O)([N+]([O-])=O)C1 ZCRYIJDAHIGPDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NDYLCHGXSQOGMS-UHFFFAOYSA-N CL-20 Chemical compound [O-][N+](=O)N1C2N([N+]([O-])=O)C3N([N+](=O)[O-])C2N([N+]([O-])=O)C2N([N+]([O-])=O)C3N([N+]([O-])=O)C21 NDYLCHGXSQOGMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 13
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 10
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 10
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 10
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 6
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 3
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004181 pedogenesis Methods 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- 244000000626 Daucus carota Species 0.000 description 2
- 235000002767 Daucus carota Nutrition 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 2
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000736816 Xanthorhiza Species 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 235000005679 goldenseal Nutrition 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B1/00—Explosive charges characterised by form or shape but not dependent on shape of container
- F42B1/02—Shaped or hollow charges
- F42B1/028—Shaped or hollow charges characterised by the form of the liner
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/09—Mixtures of metallic powders
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/045—Alloys based on refractory metals
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B1/00—Explosive charges characterised by form or shape but not dependent on shape of container
- F42B1/02—Shaped or hollow charges
- F42B1/032—Shaped or hollow charges characterised by the material of the liner
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/02—Compacting only
- B22F2003/023—Lubricant mixed with the metal powder
Description
OPPFINNELSENS BAKGRUNN
1. Oppfinnelsens område
Foreliggende oppfinnelse gjelder generelt det område som angår formede eksplosive ladninger. Nærmere bestemt gjelder foreliggende oppfinnelse en mate-rialsammensetning for bruk som foring for en formet ladning, særlig en formet ladning for bruk ved oljebrønnsperforering.
2. Beskrivelse av beslektet teknikk
Formede ladninger er blant annet brukt for det formål å danne hydrauliske kommunikasjonspassasjer, kalt perforeringer, i borebrønner som er utboret gjennom jordformasjoner, slik at forut bestemte soner av disse jordformasjoner kan hydraulisk forbindes med borebrønnen. Slike perforeringer behøves fordi bore-brønner vanligvis er ferdigstilt ved å føre et rør eller en brønnforing koaksialt inn i borebrønnen, hvorpå denne brønnforing festes i borebrønnen ved å pumpe se-ment inn i ringrommet mellom borebrønnens yttervegg og brønnforingen. Den fastsementerte foring er anordnet i borebrønnen for det spesifikke formål å isolere hydraulisk fra hverandre de forskjellige jordformasjoner som gjennomtrenges av borebrønnen.
Formede ladninger er kjent innenfor det fagområde som gjelder perforering av borebrønner og anvendes da i forbindelse med en perforeringsskyter, og de formede ladninger omfatter da vanligvis et hylster, en ladningsforing og en viss mengde høyeksplosivt stoff innlagt mellom foringen og hylsteret, hvor da dette høyeksplosive stoff vanligvis er HMX, RD PYX eller HNS. Når vedkommende høyeksplosive stoff detoneres, så vil detoneringskraften bringe ladningsforingen til å bryte sammen og driver da denne fra den ene ende av ladningen med meget høy hastighet og i form av en såkalt "jet-" stråle. Denne jetstråle trenger gjennom brønnforingen, sementen og en del av formasjonen. Den del av formasjonen som kan gjennomtrenges av jetstrålen kan bedømmes for en bestemt utført og utformet ladning ved prøvedetonering av lignende utformede ladninger under standar-diserte betingelser. En slik prøve omfatter bruk av et langt sement-"mål", som jetstrålen delvis er i stand til å trenge gjennom. Jetstrålens inntrengningsdybde i det spesifiserte måleobjekt har for en hvilken som helst bestemt type formet ladning sammenheng med den tilsvarende jetstråles inntrengningsdybde for den foreliggende perforeringskyteanordning inn i en jordformasjon.
For å frembringe perforeringer som oppretter effektiv hydraulisk kommuni-kasjon med vedkommende formasjon, er det kjent innenfor fagområdet å konstru-ere formede ladninger på forskjellig måte for å frembringe en jetstråle som er i stand til å gjennomtrenge en stor formasjonsmasse, hvor utstrekningen av denne formasjonsmasse da vanligvis betegnes som perforeringens "inntrengningsdybde". En fremgangsmåte som er kjent innenfor fagområdet for å øke inntrengningsdybden er å øke mengden av eksplosivt stoff som befinner seg inne i lad-ningshyisteret. En ulempe ved å øke mengden av eksplosivt stoff er da at en viss del av detoneringsenergien vil bli spredt i andre retninger enn den retning som jetstrålen avgis i fra hylsteret. Etter hvert som mengden eksplosivt stoff økes, vil det derfor også bli mulig å øke graden av detonasjonspåført skade i borebrønnen og det utstyr som brukes for å transportere den formede ladning til det dybdenivå i borebrønnen hvor perforeringen skal utføres. Lydhastigheten i den formede ladningsforing utgjør den teoretisk maksimale hastighet hvorved foringen kan bevege seg og fremdeles danne en koherent "jet-" stråle. Hvis foringen brytes ned med en hastighet som overskrider lydhastigheten for foringsmaterialet så vil den resulterende jetstråle ikke være koherent. Lydhastigheten i et foringsmateriale beregnes da ut fra følgende ligning, nemlig lydhastighet = (kompresjonsmodul/densitet)<1/2 >(ligning 1.1). En koherent jetstråle er da en stråle som består av en kontinuerlig strøm av små partikler. En ikke-koherent jetstråle inneholder store partikler og er da en stråle sammensatt av flere partikkelstrømmer. Økning av foringens nedbrytningshastighet vil i sin tur øke jetstrålespissens hastighet. Økt spisshastighet for jetstrålen er ønsket, da en økning av jetstrålespissens hastighet også øker strå-lens kinetiske energi, hvilket da i sin tur gir økt inntrengning fra borebrønnen. En ladningsforing ført i et materiale som har høyere lydhastighet er da å foretrekke fordi dette muliggjør økt nedbrytningshastighet samtidig som jetstrålens koherens opprettholdes.
Det vil følgelig være viktig å tilføre en slik detonerbar ladning på den formede ladningsforing som ikke vil bringe den formede ladningsforing til å overskride sin lydhastighet. For å maksimere inntrengningsdybden, vil imidlertid på den an-nen side være ønskelig å drive formede ladningsforinger så nær deres lydhastighet som mulig og benytte formede ladningsforinger med størst mulig lydhastighet. Videre er det viktig å frembringe en jetstråle som er koherent, på grunn av at inntrengningsdybden for koherente jetstråler er større enn den mulige inntrengningsdybde ved ikke-koherente jetstråler.
Ut i fra ligning 1.1 kan således justering av de fysiske egenskaper av mate-rialene i den formede ladningsforing påvirke den resulterende jetstråles lydhastighet. De fysiske egenskaper ved materialet i den formede ladningsforing kan videre justeres for det formål å øke lydhastigheten i den formede ladningsforing, slik det i sin tur vil øke den maksimalt tillatelige hastighet for dannelse av en koherent jetstråle. Kjennskap til lydhastigheten i den formede ladningsforing er viktig, da en formet ladningsforing teoretisk sett ikke vil danne en koherent jetstråle hvis jethastigheten i vesentlig grad overskrider lydhastigheten for den formede ladningsforing.
Det er også kjent innenfor fagområdet å utforme ladningsforingen på forskjellig måte for derved å maksimere den formede ladnings inntrengningsdybde for en hvilken som helst bestemt mengde eksplosivt stoff. Selv om den formede ladningsforings form og lydhastighet optimaliseres, så vil den energimengde som kan overføres til foringen for å frembringe perforeringen nødvendigvis være begrenset av den foreliggende mengde eksplosivt stoff. Den formede ladnings adferd er også avhengig av andre egenskaper ved foringsmaterialet. Densitet og duktilitet er egenskaper som vil påvirke den formede ladnings adferd. Optimal adferd for en formet ladningsforing opptrer når den jetstråle som dannes av den formede ladningsforing er lang, koherent og ytterst tettpakket. Jetstrålens densitet kan reguleres ved å anvende et foringsmateriale med høy densitet. Jetlengden er bestemt ved jetspissens hastighet og jetstrålens hastighetsgradient. Jetstrålens hastighetsgradient er den takt hvorved jetstrålens hastighet forandres langs jetlengden, mens jetstrålens spisshastighet er hastigheten av jetspissen. Jetspissens hastighet og jetstrålens hastighetsgradient er bestemt av foringsmaterialet og dets geometri. Jo høyere jetspisshastighet og jethastighetsgradient, jo lengere vil jetstrålen være. Ved faststofforinger er det ønskelig med et duktilt materiale da faststofforingen kan strekkes ut til å danne en lengere jetstråle før hastighetsgra-dienten frembringer begynnende fragmentering av foringen. Ved porøse foringer er det ønskelig å bringe foringen til å danne en lang, tettpakket og kontinuerlig strøm av små partikler. For å frembringe en koherent jetstråle, enten fra en kompakt foring eller en porøs foring, må foringsmaterialet være slikt at foringen ikke splittes opp i store fragmenter etter detoneringen.
Kompakte formede ladningsforinger dannes ved kaldbearbeiding av et metall til den ønskede form, eller kan ellers dannes ved å tilsette et belegg på den kaldutformede foring for å frembringe en sammensatt foring. Hvilken formasjon som gjelder kaldbearbeidede foringer kan hentes fra Winter et al., US patent nr.
4.766.813, Ayer US patent nr 5.279.228 og Skolnick et al., US patent nr.498.367. Kompakte foringer lider imidlertid fra den ulempe at de muliggjør dannelse av "gul-rotformer" som da overføres til den resulterende perforering, hvilket da vil reduse-re hydrokarbonstrømningen ut fra den produserende son og inn i borebrønnen. Gulrotpartier er seksjoner av den formede ladningsforing som danner kompakte plugger etter at foringen er blitt detonert og uten derved å utgjøre noen del av den formede ladningsjetstråle. I stedet vil slike gulrotpartier, som da kan anta en oval form, vandre med en hastighet som er lavere enn den hastigheten av den formede ladningsjetstråle, og vil således ligge etter den formede ladnings jetstråle.
Foringer dannes ved å presse sammen metall i pulverform til den ønskede foringsform. Slike foringer som er blitt dannet ved sammentrekning av metaller i pulverform, er vanligvis blitt utnyttet til å danne en sammensetning av to eller flere forskjellige metaller, hvor da minst ett av metallene i pulverform er et metall som er tungt eller har høy densitet, mens minst ett av metallene i pulverform gjør tjeneste som bindemiddel eller matrise for å sammenbinde vedkommende metall som er tyngre eller har høyere densitet. Eksempler på slike metaller som er tyngre eller har høyere densitet og som tidligere har blitt anvendt for å danne foringer for formede ladninger har omfattet wolfram, hafnium, kopper og vismut. De tidligere anvendte bindemiddel-matrisemetaller typisk omfattet bly i pulverform, men også vismut i pulverform har blitt brukt som bindemiddel eller matrisemetall. Skjønt bly og vismut i høy grad tidligere har vært brukt som bindemiddel-matrisemetall for slik bindemiddel av pulverisert metall, kan også andre metaller med høy duktilitet og smibarhet brukes som bindemiddel eller matrisemetall. Andre metaller som har høy duktilitet og smibarhet og er regnet for bruk som bindemiddel eller matrisemetall og omfatter sink, tinn, uranium, sølv, gull, antimon, kobolt, kopper, sinklegeringer, tinnlegeringer, nikkel og palladium. Informasjon angående formede ladningsforinger blandet av pulverisert metall kan da hentes fra Werner et al., US patent nr 5.221.808, Werner et al., US patent nr. 5.413.048, Leidel, US patent nr. 5.814.758, Held et al. US patent nr. 4.613.370, Reese et al., US patent nr. 5.656.791 og Reese et al., US patent nr. 5.567.906.
Hver av de ovenfor nevnte referanser til foringer av pulverisert metall lider imidlertid med ulemper i form av foringskrypning og/eller en høy prosentandel av bindematerial i materialblandingen. Foringskrypning innebærer at den formede ladningsforing utvides lett etter at den formede ladning er blitt sammenstilt og lag-ret. En slik lett utvidelse av den formede ladningsforing reduserer da den formede ladnings effektivitet og repeterbarhet.
Bindemidlet eller matrisematerialet har da typisk lavere densitet enn tung-metallkomponenten. Følgelig blir den formede ladningsforings densitet nedsatt når en vesentlig prosentandel av ladningsforingen består av bindemiddel eller matri-semateriale. Reduksjon av den formede ladningsforings totale densitet reduserer da den inntrengningsdybde som kan frembringes av vedkommende formede ladning.
Det er derfor ønskelig å frembringe en formet ladningsforing som ikke er gjenstand for krypning, har forbedret total densitet samt høy lydhastighet.
KORT SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN
Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en foring for en formet sprengladning, med en blanding av pulverisert tungmetall og pulverisert metallbindemiddel, hvor da tungmetallet i pulverform er wolfram og metallbindemiddel i pulverform er kopper. Det pulverisert tungmetall omfatter fra mer enn 90 vektprosent av blandingen opptil 97 vektprosent av blandingen, og metallbindemiddelet i pulverform omfatter fra 10 vektprosent av blandingen til 3 vektprosent av blandingen, og denne blanding formes ved trykkpåvirkning til en foringslegemeform.
Foreliggende oppfinnelse er i stand til å løse et antall av de problemer som har vært iboende i den kjente teknikk ved å frembringe en foring for en formet ladning og som omfatter en blanding av wolfram i pulverform samt et pulverformet metallbindemiddel, og hvori da wolframpulveret kan omfatte fra 90 til 97 vektprosent av blandingen. Metallbindemidlet i pulverform utgjør da fra 10 til 3 vektprosent av vedkommende blanding. Foringen for en formet ladning blir utformet ved å presse sammen materialblandingen til en boringslegemeform, hvor denne form kan velges fra en formgruppe bestående av konisk form, bikonisk form, tulipanform, periferisk form, halvkuleform, lineærform, og trumpetform. Foringen for en formet ladning omfatter videre et smøringsmiddel, slik som pulverformet grafitt eller olje blandet med wolframbestanddelen eller metallbindemidlet i pulverform. Skjønt det foretrukne metallbindemiddel i pulverform er kopper, kan dette metallbindemiddel i pulverform også bestå av vismut, sink, tinn, uran, sølv, gull, antimon, kobolt, sinklegeringer, tinnlegeringer, nikkel eller palladium. Andre og ytterligere særtrekk og fordeler vil fremgå av den følgende beskrivelse av de for tiden foretrukne utførelser av oppfinnelsen og gitt som en klargjørende fremstilling.
Videre vedrører oppfinnelsen en formet ladning. Ladningen omfatter et hylster, en viss mengde eksplosivt stoff innlagt i hylsteret, og en foring plassert i hylsteret. Den angitte mengde av eksplosivt stoff er plassert mellom foringen og hylsteret, idet foringen omfatter en foring som angitt i et av kravene 1-6.
KORT BESKRIVELSE AV DEN VEDFØYDE TEGNING
Fig. 1 viser et snitt gjennom en formet ladning med en ladningsforing i henhold til foreliggende oppfinnelse.
DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN
I samsvar med foreliggende oppfinnelse er en formet ladning 10 i henhold til oppfinnelsen vist i fig. 1. Den formede ladning 10 omfatter typisk et hovedsakelig sylinderformet hylster 1, som kan være utformet i stål, keramikk eller annet materiale som er kjent innenfor fagområdet. En mengde høyeksplosivt pulver, generelt vist ved 2, er lagt inn i det indre av hylsteret 1. Det høyeksplosive stoff 2 kan ha en sammensetning som er kjent innenfor fagområdet. Kjente høyeksplosive stoffer innen fagområdet og egnet for bruk i formede ladninger omfatter sammen-setninger som er solgt under handelsbetegnelsene HMX, HNS, RDX, HNIW, PYX og TNAZ. En forsenkning 4 utformet i bunnen av hylsteret 1 kan inneholde et ut-løsningssprengstoff (ikke vist) slik som rent RDX. Dette utløsningssprengstoff, slik det er forstått av fagkyndige på området, utløser en overføring av et detoneringssignal til det høyeksplosive stoff 2 og da frembrakt av en detoneringsstreng (ikke vist) som da typisk er plassert i kontakt med utsiden av forsenkningen 4. Denne forsenkning 4 kan på utsiden være tildekket av en avtetning, generelt vist ved henvisningstallet 3.
En foring, vist ved 5, er da vanligvis innsatt på det høyeksplosive stoff 2 tilstrekkelig langt inn i hylsteret til at det høyeksplosive stoff 2 hovedsakelig fyller hele volumet mellom hylsteret 1 og ladningsforingen 5. Den viste foring 5 i fig. 1 er typisk fremstilt av metall i pulverform og som under høyt trykk er trykket sammen til et hovedsakelig konusformet stivt legeme. Dette koniske legeme er typisk åpent på grunnflatesiden og er hult. Sammentrykningen av metallet i pulverform under tilstrekkelig trykk kan bringe pulveret til å opptre som en hovedsakelig kompakt masse. Den fremstillingsprosess som går ut på trykkforming av foringen ut i fra pulverisert metall vil være forstått av fagkyndige på området.
Som det vil erkjennes av fagkyndige på området, vil foringen 5 i henhold til foreliggende oppfinnelse ikke være begrenset til koniske eller frusto-koniske former, men kan være utformet i tallrike former. Ytterligere foringsformer kan omfatte bikoniskform, tulipanform, halvkuleform, periferiform, lineærform og trumpetform. Som det videre forstås av fagkyndige på området, vil når det eksplosive stoff 2 detoneres, enten direkte ved signaloverføring fra detoneringsstrengen (ikke vist) eller ved overføring gjennom utløsningssprengstoffet (ikke vist), detoneringskraften bryter ned ladningsforingen 5 å bringe ladningen 5 til å danne en jetstråle, og når den først er formet vil denne jetstråle bli drevet ut fra hylsteret 1 med meget høy hastighet.
Et nytt aspekt ved foreliggende oppfinnelse er sammensetningen av det metallpulver som foringen 5 kan dannes av. Den pulveriserte metallblanding for ladningsforingen 5 i henhold til foreliggende oppfinnelse består fortrinnsvis av 95 vektprosent av et tungmetall i pulverform og 5 vektprosent av et pulverisert metallbindemiddel. Det foretrukne tungmetall i pulverform er wolfram, men dette tungmetall i pulverform kan likevel være et hvilket som helst metall med godtagbar akustisk bølgeforplantningsevne, slik som utarmet uran, hafnium, tantal, kopper eller vismust.
Smøremidler slik som grafittpulver eller olje kan tilsettes den pulveriserte metallblanding. Grafittpulveret kan legges til i en mengdeandel på 1,0 vektprosent av metallblandingen i pulverform. Tillegget av smøremiddel vil vekt mot vekt redu-sere mengden av pulverisert metallbindemiddel i blandingen. Smøremidlet vil bidra til dannelse av den formede ladningsforing under formingsprosessen, slik det vil forstås av fagkyndige på området. Som det vil bli nærmere forklart vil inntrengningsdybden for den formede ladning 10 bli forbedret ved bruk av en økt prosentandel av wolfram i pulverform i foringsmaterialet 5, sammenlignet da med den inntrengningsdybde som kan oppnås ved hjelp av formede ladninger med forings-sammensetninger som er kjent innenfor fagområdet og som bruker mindre mas-seprosentandel av wolfram i pulverform.
Bindemidlet av pulverisert metall kan bestå av sterkt duktile og smibare metaller valgt fra en metallgruppe bestående av vismut, sink, tinn, uran, sølv, gull, antimon, kobolt, kopper, sinklegeringer, tinnlegeringer, nikkel, kopper og palladium. Det foretrukne metallbindemiddel i pulverform er imidlertid pulverisert kopper. Bruk av kopper som metallbindemiddel i pulverform i stedet for de ovenfor omtalte pulveriserte metallbindemidler resulterer, spesielt overfor bly, i en formet ladningsforing med høyere lydhastighet. Som angitt ovenfor, er høyere lydhastigheter ønskelig da høyere jetstrålehastighet fører til økt inntrengningsdybde.
I tillegg har kopper lavere densitet enn de fleste vanlige bindemiddelmetal-ler, spesielt bly, et bindemiddelmetall med lavere densitet fører til en volumøkning av metallbindemidlet i pulverform. Større bindemiddelvolum av pulverisert metall fører til ytterligere material som kan gjøre tjeneste som bindemiddel og således bedre vil være i stand til å binde tungmetallet. Et pulverisert metallbindemiddel med lavere densitet muliggjør således en høyere prosentandel av tungmetallande-len i den formede ladningsforing, hvilket i sin tur bidrar til en økning av den totale lydhastighet i den formede ladningsforing.
Den spesifiserte mengde av metallbindemiddel i pulverform i foringsblan-dingen for den foretrukne sammensetning på 5 vektprosent må ikke oppfattes som noen absolutt grenseverdi i henhold til oppfinnelsen. En rekke sammenset-ninger av metallblandingen i pulverform er blitt utprøvd, innbefattet da opptil 97 vektprosent pulverisert wolfram og 3 vektprosent metallisk bindemiddel, ned til 90 vektprosent pulverisert wolfram og 10 vektprosent pulverisert metallisk bindemiddel. Det er da blitt fastlagt ved denne utprøvningsprosedyre at blandingssammen-setninger innenfor det ovenfor spesifiserte område fremdeles gir effektiv adferd for den formede ladning.
Foringen 5 kan fastholdes i hylsteret 1 ved anvendelse av klebemiddel, slik som vist ved 6. Klebemidlet 6 gjør det mulig for den formede ladning 10 å motstå den påvirkning av sjokk og vibrasjon som typisk forekommer under håndtering og transport uten av foringen 5 eller det eksplosive stoff 2 forflyttes inne i hylsteret 1. Det bør forstås at klebemidlet 6 bare brukes for å fastholde foringen 5 i posisjon inne i hylsteret 1, slik at dette forhold ikke tolkes som noen begrensning av oppfinnelsens omfang.
Den foreliggende oppfinnelse som er beskrevet her er således godt tilpas-set for å utføre den tilsiktede funksjon å oppnå de formål og fordeler som er nevnt, så vel som andre som er iboende i oppfinnelsesgjenstanden. Skjønt en for tiden foretrukket utførelse av oppfinnelsen er gitt i denne fremstilling, vil tallrike forand-ringer være mulig med hensyn til prosedyredetaljer i den hensikt nå å oppnå de ønskede resultater. Disse og andre lignende modifikasjoner vil faktisk åpenbares av seg selv for fagkyndige innenfor området, og er da ment å være omfattet av foreliggende oppfinnelses idéinnhold, slik det er fremstilt her og av de etterfølgen-de patentkrav.
Claims (9)
1. Foring for formet sprengladning,
karakterisert ved at den omfatter: en blanding av pulverisert tungmetall og pulverisert metallbindemiddel, hvor da tungmetallet i pulverform er Wolfram og metallbindemiddel i pulverform er kopper; og hvori det pulverisert tungmetall omfatter fra 90 vektprosent av blandingen til 97 vektprosent av denne blanding, og metallbindemiddelet i pulverform omfatter fra 10 vektprosent av blandingen til 3 vektprosent av denne blanding, og denne blanding formes ved trykkpåvirkning til en foringslegemeform.
2. Foring som angitt i krav 1, videre omfattende et smøremiddel sammenblandet med wolfram og det angitte metallbindemiddel i pulverform.
3. Foring som angitt i krav 2, hvori smøremidlet omfatter grafittpulver.
4. Foring som angitt i krav 2, hvori smøremidlet omfatter olje.
5. Foring som angitt i krav 1, og hvor tungmetallet i pulverform omfatter 95 vektprosent av blandingen, og metallbindemidlet i pulverform omfatter 5 vektprosent av blandingen.
6. Foring som angitt i krav 1,
karakterisert ved at foringsiegemeformen (5) er valgt fra en gruppe bestående av konusform, bikonusform, tulipanform, halvkuleform, periferiform, lineærform og trumpetform.
7. Formet ladning omfattende: et hylster (1); en mengde eksplosivt stoff (2) innlagt i hylsteret (1); og en foring (5) plassert i dette hylster (1),
karakterisert ved at den angitte mengde av eksplosivt stoff (2) er plassert mellom foringen (5) og hylsteret (1), idet foringen (5) omfatter en foring som angitt i et av kravene 1 -6.
8. Formet ladning som angitt i krav 7,
karakterisert ved at den ytterligere omfatter et utløsningssprengstoff som er anordnet i angitte hylster (1) og i kontakt med angitte mengde av eksplosivt stoff (2), idet utløsningssprengstoffet utløser en overføring av et detoneringssignal fra en detoneringsstreng i kontakt med utsiden av angitte hylster (1) til angitte høyeksplosiv (2).
9. Formet ladning som angitt i krav 7 eller 8,
karakterisert ved at den angitte mengde eksplosivt stoff omfatter RDX, HMX, HNS, HNIW, TNAZ eller PYX.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US20609800P | 2000-05-20 | 2000-05-20 | |
| US09/860,116 US6564718B2 (en) | 2000-05-20 | 2001-05-17 | Lead free liner composition for shaped charges |
| PCT/US2001/016373 WO2001092674A2 (en) | 2000-05-20 | 2001-05-18 | Lead free liner composition for shaped charges |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20030309D0 NO20030309D0 (no) | 2003-01-20 |
| NO327403B1 true NO327403B1 (no) | 2009-06-22 |
Family
ID=26901035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20030309A NO327403B1 (no) | 2000-05-20 | 2003-01-20 | Blyfri fôrings-sammensetning for formede ladninger |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6564718B2 (no) |
| EP (1) | EP1299687B1 (no) |
| CA (1) | CA2416616C (no) |
| NO (1) | NO327403B1 (no) |
| WO (1) | WO2001092674A2 (no) |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1134539A1 (en) * | 2000-02-07 | 2001-09-19 | Halliburton Energy Services, Inc. | High performance powdered metal mixtures for shaped charge liners |
| US20020129726A1 (en) * | 2001-03-16 | 2002-09-19 | Clark Nathan G. | Oil well perforator liner with high proportion of heavy metal |
| AU2002335745A1 (en) * | 2001-09-10 | 2003-03-24 | Paracor Medical, Inc. | Cardiac harness |
| JP2005507706A (ja) * | 2001-10-31 | 2005-03-24 | パラコー メディカル インコーポレイテッド | 心不全治療装置 |
| GB2382122A (en) * | 2001-11-14 | 2003-05-21 | Qinetiq Ltd | Shaped charge liner |
| US20040055495A1 (en) * | 2002-04-23 | 2004-03-25 | Hannagan Harold W. | Tin alloy sheathed explosive device |
| US20040156736A1 (en) * | 2002-10-26 | 2004-08-12 | Vlad Ocher | Homogeneous shaped charge liner and fabrication method |
| US7189203B2 (en) * | 2002-11-15 | 2007-03-13 | Paracor Medical, Inc. | Cardiac harness delivery device and method |
| US20040249242A1 (en) * | 2003-03-28 | 2004-12-09 | Lilip Lau | Multi-panel cardiac harness |
| US7278354B1 (en) | 2003-05-27 | 2007-10-09 | Surface Treatment Technologies, Inc. | Shock initiation devices including reactive multilayer structures |
| US7278353B2 (en) * | 2003-05-27 | 2007-10-09 | Surface Treatment Technologies, Inc. | Reactive shaped charges and thermal spray methods of making same |
| US9499895B2 (en) | 2003-06-16 | 2016-11-22 | Surface Treatment Technologies, Inc. | Reactive materials and thermal spray methods of making same |
| US20070106359A1 (en) * | 2003-11-07 | 2007-05-10 | Alan Schaer | Cardiac harness assembly for treating congestive heart failure and for pacing/sensing |
| US20070106336A1 (en) * | 2003-11-07 | 2007-05-10 | Alan Schaer | Cardiac harness assembly for treating congestive heart failure and for pacing/sensing |
| US20070055091A1 (en) * | 2004-12-02 | 2007-03-08 | Lilip Lau | Cardiac harness for treating congestive heart failure and for defibrillating and/or pacing/sensing |
| US20050137673A1 (en) * | 2003-11-07 | 2005-06-23 | Lilip Lau | Cardiac harness having electrodes and epicardial leads |
| US7155295B2 (en) * | 2003-11-07 | 2006-12-26 | Paracor Medical, Inc. | Cardiac harness for treating congestive heart failure and for defibrillating and/or pacing/sensing |
| JP2007518490A (ja) * | 2004-01-12 | 2007-07-12 | パラコー メディカル インコーポレイテッド | 相互結合するストランドを有する心臓ハーネス |
| US7360488B2 (en) * | 2004-04-30 | 2008-04-22 | Aerojet - General Corporation | Single phase tungsten alloy |
| WO2006063753A1 (de) * | 2004-12-13 | 2006-06-22 | Dynaenergetics Gmbh & Co. Kg | Hohlladungseinlagen aus pulvermetallmischungen |
| US8584772B2 (en) * | 2005-05-25 | 2013-11-19 | Schlumberger Technology Corporation | Shaped charges for creating enhanced perforation tunnel in a well formation |
| US8726809B2 (en) * | 2006-06-27 | 2014-05-20 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for perforating |
| US8038760B1 (en) | 2010-07-09 | 2011-10-18 | Climax Engineered Materials, Llc | Molybdenum/molybdenum disulfide metal articles and methods for producing same |
| US8616130B2 (en) * | 2011-01-19 | 2013-12-31 | Raytheon Company | Liners for warheads and warheads having improved liners |
| US10113842B2 (en) | 2012-06-12 | 2018-10-30 | Schlumberger Technology Corporation | Utilization of spheroidized tungsten in shaped charge systems |
| US9862027B1 (en) | 2017-01-12 | 2018-01-09 | Dynaenergetics Gmbh & Co. Kg | Shaped charge liner, method of making same, and shaped charge incorporating same |
| CA3067439A1 (en) | 2017-06-23 | 2018-12-27 | Dynaenergetics Gmbh & Co. Kg | Shaped charge liner, method of making same, and shaped charge incorporating same |
| CN110527457A (zh) * | 2019-09-18 | 2019-12-03 | 大庆石油管理局有限公司 | 一种石油射孔弹封口胶配方及配制方法 |
| CA3213126A1 (en) * | 2021-03-12 | 2022-09-15 | Schlumberger Canada Limited | Shaped charge integrated canister |
| CN114562917A (zh) * | 2022-03-01 | 2022-05-31 | 西安航天动力技术研究所 | 一种自毁聚能炸药索加压粘接固化装置 |
Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3388663A (en) | 1964-04-30 | 1968-06-18 | Pollard Mabel | Shaped charge liners |
| US3675575A (en) * | 1969-05-23 | 1972-07-11 | Us Navy | Coruscative shaped charge having improved jet characteristics |
| US4836108A (en) * | 1981-08-31 | 1989-06-06 | Gte Products Corporation | Material for multiple component penetrators and penetrators employing same |
| US4498367A (en) | 1982-09-30 | 1985-02-12 | Southwest Energy Group, Ltd. | Energy transfer through a multi-layer liner for shaped charges |
| DE3336516C2 (de) | 1983-10-07 | 1985-09-05 | Bayerische Metallwerke GmbH, 7530 Pforzheim | Auskleidung und Belegung für Hohl-, Flach- und Projektilladungen |
| DE3625965A1 (de) * | 1986-07-31 | 1988-02-11 | Diehl Gmbh & Co | Gefechtskopf und verfahren zur herstellung des gefechtskopfes |
| US4766813A (en) | 1986-12-29 | 1988-08-30 | Olin Corporation | Metal shaped charge liner with isotropic coating |
| US4794990A (en) * | 1987-01-06 | 1989-01-03 | Jet Research Center, Inc. | Corrosion protected shaped charge and method |
| CH677530A5 (no) * | 1988-11-17 | 1991-05-31 | Eidgenoess Munitionsfab Thun | |
| DE3900269C2 (de) | 1989-01-07 | 1998-02-26 | Rheinmetall Ind Ag | Gefechtskopf |
| US5098487A (en) * | 1990-11-28 | 1992-03-24 | Olin Corporation | Copper alloys for shaped charge liners |
| US5221808A (en) | 1991-10-16 | 1993-06-22 | Schlumberger Technology Corporation | Shaped charge liner including bismuth |
| US5279228A (en) | 1992-04-23 | 1994-01-18 | Defense Technology International, Inc. | Shaped charge perforator |
| US5913256A (en) * | 1993-07-06 | 1999-06-15 | Lockheed Martin Energy Systems, Inc. | Non-lead environmentally safe projectiles and explosive container |
| WO1996001407A1 (en) * | 1994-07-06 | 1996-01-18 | Lockheed Martin Energy Systems, Inc. | Non-lead, environmentally safe projectiles and method of making same |
| US5698814A (en) * | 1995-03-10 | 1997-12-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Hard target penetrator with multi-segmenting casing cutter |
| US5567906B1 (en) | 1995-05-15 | 1998-06-09 | Western Atlas Int Inc | Tungsten enhanced liner for a shaped charge |
| US5656791A (en) | 1995-05-15 | 1997-08-12 | Western Atlas International, Inc. | Tungsten enhanced liner for a shaped charge |
| US5597974A (en) * | 1996-03-04 | 1997-01-28 | Schlumberger Technology Corporation | Shaped charge for a perforating gun having a main body of explosive including TATB and a sensitive primer |
| US5753850A (en) * | 1996-07-01 | 1998-05-19 | Western Atlas International, Inc. | Shaped charge for creating large perforations |
| US5814758A (en) | 1997-02-19 | 1998-09-29 | Halliburton Energy Services, Inc. | Apparatus for discharging a high speed jet to penetrate a target |
| US6012392A (en) * | 1997-05-10 | 2000-01-11 | Arrow Metals Division Of Reliance Steel And Aluminum Co. | Shaped charge liner and method of manufacture |
| US5939664A (en) * | 1997-06-11 | 1999-08-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Heat treatable tungsten alloys with improved ballistic performance and method of making the same |
| US6152040A (en) * | 1997-11-26 | 2000-11-28 | Ashurst Government Services, Inc. | Shaped charge and explosively formed penetrator liners and process for making same |
-
2001
- 2001-05-17 US US09/860,116 patent/US6564718B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-05-18 EP EP01970511A patent/EP1299687B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-18 WO PCT/US2001/016373 patent/WO2001092674A2/en active IP Right Grant
- 2001-05-18 CA CA002416616A patent/CA2416616C/en not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-01-20 NO NO20030309A patent/NO327403B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO20030309D0 (no) | 2003-01-20 |
| EP1299687A2 (en) | 2003-04-09 |
| CA2416616A1 (en) | 2001-12-06 |
| US6564718B2 (en) | 2003-05-20 |
| US20020007754A1 (en) | 2002-01-24 |
| EP1299687A4 (en) | 2004-09-15 |
| EP1299687B1 (en) | 2006-08-16 |
| WO2001092674A3 (en) | 2002-05-30 |
| WO2001092674A2 (en) | 2001-12-06 |
| WO2001092674A9 (en) | 2002-07-11 |
| CA2416616C (en) | 2007-01-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO327403B1 (no) | Blyfri fôrings-sammensetning for formede ladninger | |
| CA2409281C (en) | Sintered tungsten liners for shaped charges | |
| US7011027B2 (en) | Coated metal particles to enhance oil field shaped charge performance | |
| CA2179934C (en) | Tungsten enhanced liner for a shaped charge | |
| EP1812771B1 (en) | Improvements in and relating to oil well perforators | |
| US6634300B2 (en) | Shaped charges having enhanced tungsten liners | |
| CA2318897C (en) | Shaped-charge liner | |
| US5656791A (en) | Tungsten enhanced liner for a shaped charge | |
| CA2805330C (en) | Improvements in and relating to oil well perforators | |
| NO332903B1 (no) | Perforator, perforeringskanon, fremgangsmåte samt anvendelse | |
| US5279228A (en) | Shaped charge perforator | |
| CA2569704C (en) | Perforating charge case | |
| WO2009126087A1 (en) | Shaped charge and shaped charge liner for a shaped charge |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |