RU179027U1 - Композиционная порошковая облицовка сложной формы для кумулятивных зарядов - Google Patents
Композиционная порошковая облицовка сложной формы для кумулятивных зарядов Download PDFInfo
- Publication number
- RU179027U1 RU179027U1 RU2018105281U RU2018105281U RU179027U1 RU 179027 U1 RU179027 U1 RU 179027U1 RU 2018105281 U RU2018105281 U RU 2018105281U RU 2018105281 U RU2018105281 U RU 2018105281U RU 179027 U1 RU179027 U1 RU 179027U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cumulative
- charge
- radius
- section
- total
- Prior art date
Links
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 title claims abstract description 45
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims abstract description 21
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000009172 bursting Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 abstract description 17
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 abstract description 4
- 239000002360 explosive Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
Images
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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к нефтегазовой добывающей промышленности и предназначена для использования в кумулятивных зарядах для прострелочно-взрывной аппаратуры, конкретно предложена эффективная облицовка кумулятивных зарядов.Задача создания полезной модели: увеличение глубины пробития при одновременном уменьшении содержания вольфрама в облицовке.Решение указанной задачи достигнуто в композиционной порошковой облицовке сложной формы для кумулятивных зарядов, выполненной из порошковой композиции, уложенной между внутренней и внешней стенками, содержащей высокоплотный компонент и связующее вещество, состоящей из трех участков: криволинейного участка, входящего в гнездо разрывного заряда, линейного участка и радиусного участка, тем, что криволинейная поверхность на высоте от 1/2 до 1/3 от общей высоты Нкумулятивного снаряда переходит в линейный участок, углы наклона внутренней и внешней стенок которого отличаются на 2-3 градуса, линейный участок сопрягается с радиусным участком с относительным радиусом кривизны:R/D=(5,1-5,75),где R - радиус кривизны,D- диаметр основания кумулятивного заряда.Общая высота Нкумулятивного заряда может быть выполнена из условия соблюдения соотношения:H/D=1,0-1,1,где: Н- общая высота кумулятивного заряда,D- диаметр основания кумулятивного заряда.Порошковая композиция может содержать от 25-35% высокоплотного компонента.В качестве высокоплотного компонента может быть применен порошок вольфрама.В качестве связующего вещества может быть применена медь.4 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Полезная модель относиться к нефтегазовой добывающей промышленности и предназначена для использования в кумулятивных зарядах для прострелочно-взрывной аппаратуры, конкретно предложена эффективная облицовка кумулятивных зарядов.
При проведении прострелочно-взрывных работ в скважинах используются кумулятивные заряды. Одним из основных элементов в конструкции заряда является облицовка. Форма и материал, из которого сделана облицовка, определяет основные характеристики кумулятивного заряда, диаметр отверстия и глубину пробития.
Основная задача при разработке кумулятивных зарядов: увеличение их пробивной способности. Для зарядов типа "ГП - глубокое пробитие", используются композитные порошковые облицовки. Основными характеристиками, определяющими эффективность перфорации, является длина канала, формируемая кумулятивной струей, которая зависит от формы и состава композитного материала.
Известна облицовка кумулятивного заряда по патенту РФ №3227307, МПК F42B 1/032, опубл. 10.05.2008 г.
Эта облицовка выполнена однослойной из порошкового материла, в состав которого входят медь и свинец. Эта классическая облицовка, сформированная из многокомпонентной порошковой шихты показана на фиг. 1 и 2.
Обозначения:
Dк - диаметр калибра кумулятивного заряда,
Нобщ - общая высота облицовки,
αвнеш - внешний угол наклона стенок облицовки,
αвнутр - внутренний угол наклона стенок облицовки.
Рассмотрим более подробно классическую облицовку простой формы, показанную на фиг. 1 и 2.
Внутренняя поверхность облицовки соприкасается с осесимметричной шашкой разрывного кумулятивного заряда, угол раскрытия таких облицовок составляет примерно от 40-45 градусов, угол внутренней поверхности отличается от угла внешней поверхности на 2-3 градуса. Для увеличения пробития, при использовании простой формы облицовки, многие кампании добавляют вольфрамовый порошок не менее 65-80%. С увеличением процента содержания вольфрамового порошка, угол раскрытия сокращается до минимума, внешний и внутренний углы уравниваются. Это связано с тем, что изменения толщины вдоль образующей, при большой разнице в углах, может привести к ее разрушению. Увеличение содержания вольфрамового порошка приводит к удорожанию кумулятивного заряда, при этом, увеличивая глубину пробития, мы не получаем повышения эффективности самой перфорации. Последние исследования показывают, что стенки канала закупориваются остатками шихты и породы, которая устремляется вверх по каналу, но встречная кумулятивная струя не дает выйти остаткам на поверхность, так как диаметр канала в среднем значении составляет порядка 4-5 мм. Это приводит к снижению проницаемости канала на 70-80%. Некоторые кампании уменьшают количество вольфрамового порошка или вообще его не используют. Простая форма облицовки, показанная на фиг. 1, имеет минимальной объем, поэтому без вольфрамового порошка резко снижается пробитие на 40-50%. Это связано с тем, что часть объема шихты кумулятивной струи "намазывается" на поверхность канала, которая имеет пористую структуру. Снижается объем и масса кумулятивной струи, что приводит к снижению пробития.
Недостаток: относительно низкая глубина пробития кумулятивного заряда.
Известна композиционная порошковая облицовка по патенту РФ на полезную модель №174806, МПК F46B 1/32, опубл. 02.11.2002 г., прототип.
Эта облицовка кумулятивного заряда содержит свинец и высокоплотный порошок, при этом облицовка выполнена многослойной и содержит внутренний низкоплотный слой и внешний высокоплотный слой, при этом высокоплотный слой сосредоточен на внешней стороне облицовки, а в качестве высокоплотного порошка использован вольфрам в количестве от 80 до 90 мас. %.
Недостатки: большое содержание дорогостоящего вольфрама, недостаточная глубина пробития кумулятивного заряда и сложность изготовления оболочки.
Задача создания полезной модели и технический результат: увеличение глубины пробития при одновременном уменьшении содержания вольфрама в облицовке.
Решение указанной задачи достигнуто в композиционной порошковой облицовке сложной формы для кумулятивных зарядов, выполненной из порошковой композиции, уложенной между внутренней и внешней стенками, содержащей высокоплотный компонент и связующее вещество, состоящей из трех участков: криволинейного участка, входящего в гнездо разрывного заряда, линейного участка и радиусного участка, тем, что криволинейная поверхность на высоте от 1/2 до 1/3 от общей высоты Нобщ кумулятивного снаряда переходит в линейный участок, углы наклона внутренней и внешней стенок которого отличаются на 2-3 градуса, линейный участок сопрягается с радиусным участком с относительным радиусом кривизны:
R/Dк=(5,1-5,75),
где R - радиус кривизны,
Dк - диаметр основания кумулятивного заряда.
Общая высота Н общ кумулятивного заряда может быть выполнена из условия соблюдения соотношения:
Нобщ/Dк=1,0-1,1.
где: Нобщ - общая высота кумулятивного заряда,
Dк - диаметр основания кумулятивного заряда.
Порошковая композиция может содержать от 25-35% высоко плотного компонента.
В качестве высокоплотного компонента может быть применен порошок вольфрама.
В качестве связующего вещества может быть применена медь и другие металлы.
Сущность полезной модели поясняется на чертежах (фиг. 1-5), где:
- на фиг. 1 приведен чертеж прототипа кумулятивного заряда,
- на фиг. 2 приведен вид А,
- на фиг. 3 приведен чертеж заявленного кумулятивного заряда,
- на фиг. 4 приведена схема пробития бетонной плиты кумулятивным зарядом (прототип),
- на фиг. 5 приведена схема пробития бетонной плиты заявленным зарядом.
Работа кумулятивного заряда
Рассмотрим, с точки зрения физики процесса, облицовку сложной формы, которая показана на фиг. 3. Такая облицовка имеет рупорообразную форму, состоящую из трех участков (высотой H1, Н2 и Н3): криволинейного участка 1, линейного участка 2 и радиусного участка 3.
Криволинейный участок 1, который входит в гнездо разрывного заряда, имеет криволинейную поверхность с высотой примерно 1/2 - 1/3 от общей высоты Н общ,, далее идет линейный участок 2, где внутренний α внутр и внешний α внеш углы отличаются на 2-3 градуса.
α внутр=40…45°
α внеш=α внутр - (2…3)°.
Линейный участок 2 сопрягается с радиусным участком 3 с радиусом кривизны R=(5,1-5,75)Dк.
Такая облицовка с криволинейной образующей расширяет возможности управления длиной кумулятивной струи и градиентом скорости по ее длине.
Касательные, проведенные к образующей (фиг. 3) показывают, как меняется угол р относительно оси облицовки.
У вершины угол β2 минимальный, скорость струи максимальная, у основания угол β1 максимальный, эта часть облицовки имеет наибольшее фокусное расстояние, масса облицовки максимально уходит в струю, при этом образуется канал большего диаметра.
Рекомендуемое значение диапазонов углов наклона касательных (фиг. 3):
β1=60°…75°,
β2=20°…30°.
На фиг. 4 приведена схема пробития бетонной плиты кумулятивным зарядом (прототип), а на фиг. 5 - кумулятивным зарядом с заявленной облицовкой.
Пробитие приближается к нижнему порогу пробития кумулятивных зарядов с использованием высокоплотных компонентов. Остатки шихты и породы свободно расходятся с кумулятивной струей, поэтому канал закупоривается минимально в пределах 15-17% (фиг. 5, красный цвет). Поэтому эффективность перфорации значительно повышается. Такую облицовку можно использовать как матрицу для многослойной порошковой облицовки или возможно использовать небольшой процент высокоплотного компонента в пределах 25-35%. Это повышает пробитие до уровня, когда в облицовке простой формы процент содержания высокоплотного компонента не мене 65-70%.
Применение полезной модели позволило при небольшом содержании высокоплотного компонента обеспечить пробитие как при его высоком содержании.
Claims (11)
1. Композиционная порошковая облицовка сложной формы для кумулятивных зарядов, выполненная из порошковой композиции, уложенной между внутренней и внешней стенками, содержащая высокоплотный компонент и связующее вещество, состоящая из трех участков: криволинейного участка, входящего в гнездо разрывного заряда, линейного участка и радиусного участка, отличающаяся тем, что криволинейная поверхность на высоте от 1/2 до 1/3 от общей высоты Нобщ кумулятивного снаряда переходит в линейный участок, углы наклона внутренней и внешней стенок которого отличаются на 2÷3 градуса, линейный участок сопрягается с радиусным участком с относительным радиусом кривизны:
R/Dк=(5,1÷5,75),
где R - радиус кривизны,
Dк - диаметр основания кумулятивного заряда.
2. Композиционная порошковая облицовка сложной формы для кумулятивных зарядов по п. 1, отличающаяся тем, что общая высоты Нобщ кумулятивного заряда выполнена из условия соблюдения соотношения:
Нобщ/Dк=1,0÷1,1,
где: Нобщ - общая высота кумулятивного заряда,
Dк - диаметр основания кумулятивного заряда.
3. Композиционная порошковая облицовка сложной формы для кумулятивных зарядов по п. 1, отличающаяся тем, что порошковая композиция содержит от 25÷35% высокоплотного компонента.
4. Композиционная порошковая облицовка сложной формы для кумулятивных зарядов по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве высокоплотного компонента применен порошок вольфрама.
5. Композиционная порошковая облицовка сложной формы для кумулятивных зарядов по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве связующего вещества применена медь.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018105281U RU179027U1 (ru) | 2018-02-12 | 2018-02-12 | Композиционная порошковая облицовка сложной формы для кумулятивных зарядов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018105281U RU179027U1 (ru) | 2018-02-12 | 2018-02-12 | Композиционная порошковая облицовка сложной формы для кумулятивных зарядов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU179027U1 true RU179027U1 (ru) | 2018-04-25 |
Family
ID=62043858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018105281U RU179027U1 (ru) | 2018-02-12 | 2018-02-12 | Композиционная порошковая облицовка сложной формы для кумулятивных зарядов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU179027U1 (ru) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5320044A (en) * | 1985-06-17 | 1994-06-14 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Three radii shaped charge liner |
| US5509356A (en) * | 1995-01-27 | 1996-04-23 | The Ensign-Bickford Company | Liner and improved shaped charge especially for use in a well pipe perforating gun |
| WO1999001713A2 (en) * | 1997-12-01 | 1999-01-14 | United States Of America | Shaped charge liner and method for its production |
| US6349649B1 (en) * | 1998-09-14 | 2002-02-26 | Schlumberger Technology Corp. | Perforating devices for use in wells |
| US6619176B2 (en) * | 2000-08-09 | 2003-09-16 | Halliburton Energy Services, Inc. | Thinned-skirt shaped-charge liner |
| RU34718U1 (ru) * | 2003-08-14 | 2003-12-10 | Серпокрылов Михаил Иванович | Кумулятивный заряд |
| RU2258195C1 (ru) * | 2001-11-14 | 2005-08-10 | Квинетик Лимитед | Облицовка кумулятивного заряда |
| RU2457425C1 (ru) * | 2011-01-24 | 2012-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" | Способ изготовления облицовки кумулятивного заряда и облицовка, изготовленная данным способом |
| US20160245053A1 (en) * | 2015-02-23 | 2016-08-25 | Schlumberger Technology Corporation | Shaped charge system having multi-composition liner |
| US9862027B1 (en) * | 2017-01-12 | 2018-01-09 | Dynaenergetics Gmbh & Co. Kg | Shaped charge liner, method of making same, and shaped charge incorporating same |
-
2018
- 2018-02-12 RU RU2018105281U patent/RU179027U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5320044A (en) * | 1985-06-17 | 1994-06-14 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Three radii shaped charge liner |
| US5509356A (en) * | 1995-01-27 | 1996-04-23 | The Ensign-Bickford Company | Liner and improved shaped charge especially for use in a well pipe perforating gun |
| WO1999001713A2 (en) * | 1997-12-01 | 1999-01-14 | United States Of America | Shaped charge liner and method for its production |
| US6349649B1 (en) * | 1998-09-14 | 2002-02-26 | Schlumberger Technology Corp. | Perforating devices for use in wells |
| US6619176B2 (en) * | 2000-08-09 | 2003-09-16 | Halliburton Energy Services, Inc. | Thinned-skirt shaped-charge liner |
| RU2258195C1 (ru) * | 2001-11-14 | 2005-08-10 | Квинетик Лимитед | Облицовка кумулятивного заряда |
| RU34718U1 (ru) * | 2003-08-14 | 2003-12-10 | Серпокрылов Михаил Иванович | Кумулятивный заряд |
| RU2457425C1 (ru) * | 2011-01-24 | 2012-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" | Способ изготовления облицовки кумулятивного заряда и облицовка, изготовленная данным способом |
| US20160245053A1 (en) * | 2015-02-23 | 2016-08-25 | Schlumberger Technology Corporation | Shaped charge system having multi-composition liner |
| US9862027B1 (en) * | 2017-01-12 | 2018-01-09 | Dynaenergetics Gmbh & Co. Kg | Shaped charge liner, method of making same, and shaped charge incorporating same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10072914B2 (en) | Fragmenting projectile | |
| US9335132B1 (en) | Swept hemispherical profile axisymmetric circular linear shaped charge | |
| US3100445A (en) | Shaped charge and method of firing the same | |
| US5814758A (en) | Apparatus for discharging a high speed jet to penetrate a target | |
| US4109576A (en) | Shaped charge with enhanced penetration | |
| EA001318B1 (ru) | Снаряд или боевая головка | |
| CA2421671A1 (en) | Shaped-charge liner with precursor liner | |
| EP1812771A1 (en) | Improvements in and relating to oil well perforators | |
| US2900905A (en) | Projectile cavity charges | |
| WO2013191821A1 (en) | Shaped charge liner | |
| US5847312A (en) | Shaped charge devices with multiple confinements | |
| CA2182409A1 (en) | Cascade shaped charge | |
| US2796833A (en) | Perforating devices | |
| US3027838A (en) | Shaped charge | |
| DE112016000871T5 (de) | Hohlladesystem mit Multizusammensetzungseinlage | |
| US7600476B1 (en) | Geometric/mechanical apparatus to improve well perforator performance | |
| RU179027U1 (ru) | Композиционная порошковая облицовка сложной формы для кумулятивных зарядов | |
| US3176613A (en) | Shaped explosive charge | |
| JP7500729B2 (ja) | 成形炸薬アセンブリ | |
| CN109578148A (zh) | 一种涡扇发动机烟火起动器异形装药 | |
| RU2577661C2 (ru) | Кумулятивный заряд | |
| RU118422U1 (ru) | Кумулятивный заряд перфоратора | |
| US20160305751A1 (en) | Oil Shaped Charge for Deeper Penetration | |
| US5038683A (en) | High explosive assembly for projecting high velocity long rods | |
| GB2250572A (en) | Pyrotechnic device for producing high velocity material jets |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200213 |