RU2247103C2 - Термостойкое гидроизоляционное покрытие для нанесения на поверхность твердотопливного скважинного заряда и способ его нанесения - Google Patents
Термостойкое гидроизоляционное покрытие для нанесения на поверхность твердотопливного скважинного заряда и способ его нанесения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2247103C2 RU2247103C2 RU2003103648/02A RU2003103648A RU2247103C2 RU 2247103 C2 RU2247103 C2 RU 2247103C2 RU 2003103648/02 A RU2003103648/02 A RU 2003103648/02A RU 2003103648 A RU2003103648 A RU 2003103648A RU 2247103 C2 RU2247103 C2 RU 2247103C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- coating
- fuel
- charge
- gas
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims abstract description 7
- WZCQRUWWHSTZEM-UHFFFAOYSA-N 1,3-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=CC(N)=C1 WZCQRUWWHSTZEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910002012 Aerosil® Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 14
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002360 explosive Substances 0.000 abstract description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 abstract 2
- 229940018564 m-phenylenediamine Drugs 0.000 abstract 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 7
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- QSOMQGJOPSLUAZ-UHFFFAOYSA-N 2-ethenylbuta-1,3-dienylbenzene Chemical compound C=CC(C=C)=CC1=CC=CC=C1 QSOMQGJOPSLUAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020366 ClO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000181 Ethylene propylene rubber Polymers 0.000 description 1
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- 238000010073 coating (rubber) Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к гидроизоляционным материалам для термогазогенераторных твердотопливных скважинных зарядов, используемых для обработок нефтяных, нагнетательных и газовых скважин с целью повышения их производительности, и предназначено для защиты поверхности твердотопливных скважинных зарядов от воздействия скважинной жидкости. Предложено термостойкое гидроизоляционное покрытие для нанесения на поверхность твердотопливного скважинного заряда, состоящее из связующего полидиенуретанэпоксидного олигомерного каучука, отвердителя - метафенилендиамина, наполнителя - углерода технического или углерода технического и аэросила. Нанесение этого покрытия на поверхность скважинного заряда осуществляется путем двукратного погружения заряда в разбавленный состав с выдержкой после каждого погружения в течение 5-10 с и отверждения. Изобретение направлено на расширение температурного диапазона эксплуатации термогазогенераторов, повышение надежности скрепления покрытия с топливом, повышение технологичности процесса нанесения гидроизоляционного покрытия при обеспечении полного сгорания последнего, снижение стоимости термогазогенератора. 2 н. п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к гидроизоляционным материалам для твердотопливных зарядов термогазогенераторов, используемых для обработок нефтяных, нагнетательных и газовых скважин с целью повышения их производительности, и предназначено для защиты поверхности твердотопливных зарядов от воздействия скважинной жидкости.
Известны устройства для обработок скважин, в составе которых используются заряды, изготовленные из баллиститных или смесевых твердых топлив - пороховые генераторы давления бескорпусные (ПГД.БК), аккумуляторы давления для скважин (АДС). /Справочник по прострелочно-взрывной аппаратуре под ред. Фридляндера Л.Я., Москва, Недра, 1990/.
Заряды из баллиститных топлив не требуют специальной гидроизоляционной защиты поверхности, так как благодаря несовместимости топлива с водой сохраняют работоспособность после контакта со скважинной жидкостью.
Недостатком зарядов из баллиститных топлив, ограничивающих их применение, является недостаточная термостойкость, не превышающая 100°С.
Применение зарядов из смесевых твердых топлив позволяет существенно расширить температурный диапазон их применения (до 200°С), но при этом требуется специальная защита поверхности заряда - гидроизоляция, так как при контакте со скважинной жидкостью из поверхностных слоев заряда растворяется окислитель - перхлорат аммония (NH4ClO4), что может привести к невоспламенению заряда.
Известны материалы, используемые для защиты поверхности зарядов из смесевых твердых топлив от воздействия скважинной жидкости. В пороховых генераторах давления ПГД.БК-100, ПГД.БК-150 для этих целей используется защитное покрытие на основе эпоксидной смолы (Инструкция по применению пороховых генераторов давления ПГД.БК в скважинах, ВИЭМС, Москва, 1989, с.18).
Однако покрытие на основе эпоксидной смолы из-за неполного сгорания после завершения работы заряда, оставаясь в скважине, приводит к ее загрязнению.
Покрытие из этиленпропиленового каучука СКЭПТ для зарядов с повышенной температурой применения ПГД-250, изготовленных из термостойкого смесевого топлива ТСП-300 на основе дивинилстирольного термоэластопласта ДСТ-30, оказалось не пригодно, так как снижает их термостойкость (НТВ “Каротажник”, вып.66, изд. "АИС", Тверь, 2000, с.92-96).
Поэтому необходимо термостойкое покрытие, защищающее поверхность заряда от воздействия скважинной жидкости и одновременно сгорающее при работе заряда.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному объекту является гидроизоляционное покрытие из прорезиненной балонной ткани №500 в термогазогенераторе (пат. RU №2184220 С2, Е 21 В 43/25), принятое авторами в качестве прототипа.
Заряды из смесевого твердого топлива формируются в мягкие формообразующие оболочки из балонной прорезиненной ткани и скрепляются с последней в процессе отверждения топлива. Сгораемая оболочка из балонной ткани № 500 служит защитным покрытием в процессе хранения и эксплуатации термогазогенератора.
Недостатком указанного прототипа является сложность технологического процесса формования зарядов в связи с необходимостью изготовления специальной оболочки для каждого заряда. Другим недостатком защитного покрытия из балонной ткани №500 является недостаточная адгезионная прочность к топливу из-за различия химической природы скрепляемых материалов (топлива и прорезиненной ткани). Этот недостаток не позволяет применять балонную ткань для перспективных термогазогенераторов, предназначенных для эксплуатации в условиях повышенных температур (>200°С).
Технической задачей настоящего изобретения является расширение температурного диапазона эксплуатации термогазогенераторов, повышение надежности скрепления покрытия с топливом, повышение технологичности процесса нанесения гидроизоляционного покрытия при обеспечении полного сгорания последнего, снижение стоимости изготовления термогазогенератора.
Технический результат достигается следующим образом:
- расширение температурного диапазона эксплуатации термогазогенератора на основе термостойкого смесевого топлива достигается тем, что защитное гидроизоляционное покрытие, наносимое на поверхность твердотопливного скважинного заряда, представляет собой термостойкую композицию, содержащую связующее - полидиенуретанэпоксидный олигомерный каучук, отвердитель - метафенилендиамин, наполнитель - углерода технического при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
полидиенурентанэпоксидный олигомерный каучук 100
метафенилендиамин 0,5-2,0
углерод технический 16,0-17,0
или связующее - полидиенуретанэпоксидный олигомерный каучук, отвердитель - метафенилендиамин, наполнитель - углерод технический и аэросил при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
полидиенурентанэпоксидный олигомерный каучук 100
метафенилендиамин 0,5-2,0
углерод технический 12,0-13,0
аэросил 4,0-5,0
- повышение надежности скрепления покрытия с топливом, особенно в условиях повышенных температур, обеспечивается использованием в качестве основы защитного покрытия связующего полидиенуретанэпоксидного олигомерного каучука, служащего связующей основой смесевого топлива, из которого изготовлен заряд. Это обеспечивает высокую степень совместимости материалов топлива и защитного покрытия и, как следствие, высокую адгезионную прочность между ними, что обеспечивает надежную гидроизоляцию поверхности заряда в условиях высоких температур.
Применение в качестве отвердителя метафенилендиамина позволяет отверждать покрытие при комнатной температуре, что дает возможность упростить технологический процесс нанесения покрытия на заряд; введение в состав аэросила обеспечивает тиксотропность состава, что исключает стекаемость состава с вертикальной поверхности заряда при его отверждении; применение в составе углерода технического позволяет структурировать состав, увеличивая его прочность;
- повышение технологичности процесса изготовления зарядов и снижение их стоимости достигается благодаря исключению операции изготовления специальных оболочек из прорезиненной ткани.
Предлагается наносить термостойкое гидроизоляционное покрытие на поверхность твердотопливного скважинного заряда в разбавленном виде, для чего компоненты покрытия смешивают при температуре 45-65°С в течение 1,0-1,5 ч при вакуумировании с остаточным давлением не более 20 мм рт.ст., полученную смесь разбавляют при массовом соотношении ее и разбавителя от 1:9 до 1:19, охлаждают до температуры 15-25°С и наносят на поверхность твердотопливного скважинного заряда путем двукратного погружения заряда в нее с выдержкой после каждого погружения в течение 5-10 с и отверждения при температуре 20-30°С в течение не менее 24 ч, причем в качестве разбавителя используют смесь 1,0 мас.ч. ацетона и 1,5-2,0 мас.ч. хладона.
Температурный диапазон смешения состава (45-65°С) установлен для снижения вязкости до уровня, обеспечивающего эффективное усреднение компонентов, и удаления газообразных продуктов вакуумированием.
Временной диапазон (1,0-1,5 ч) установлен экспериментальным путем и обеспечивает полное усреднение компонентов состава.
Установленная величина остаточного давления (не более 20 мм рт.ст.) и продолжительность перемешивания достаточны для полного удаления воздушных включений и газообразных продуктов. Выбранное количество разбавителя обеспечивает требуемую толщину защитного состава и равномерное нанесение его на поверхность заряда. Состав разбавителя - 1,0 мас.ч. ацетона и 1,5-2,0 мас.ч. хладона обеспечивает пожаробезопасность операции нанесения покрытия.
Были изготовлены два варианта состава разной рецептуры.
1. Состав с 100 мас.ч. полидиенуретанэпоксидного олигомерного каучука с 0,8 мас.ч. отвердителя - метафенилендиамина, с 16,4 мас.ч. наполнителя - углерода технического с последующим десятикратным разбавлением ацетонохладоновой смесью.
2. Состав с 100 маc. ч. полидиенуретанэпоксидного олигомерного каучука, с 2,0 маc. ч. отвердителя - метафенилендиамина, с 12,4 маc. ч. наполнителя - углерода технического, 4,0 маc. ч. аэросила с двадцатикратным разбавлением ацетонохладоновой смесью.
Технология нанесения на заряд в обоих случаях была одинакова: двукратное погружение заряда в приготовленный состав с выдержкой между погружениями 5-10 с. Время отверждения состава при температуре 20-30°С - 24 часа.
Оба варианта состава позволяют наносить покрытие на заряд равномерным слоем с достаточно высокой адгезией к защищаемой поверхности топлива и обеспечивают высокую надежность гидроизоляции поверхности заряда в условиях контакта со скважинной жидкостью при высокой температуре.
Эксплуатационные характеристики покрытия проверены стендовыми испытаниями твердотопливных зарядов с нанесенным гидроизоляционным покрытием. Испытаниями подтверждена высокая надежность покрытия.
Claims (2)
1. Термостойкое гидроизоляционное покрытие для нанесения на поверхность твердотопливного скважинного заряда, отличающееся тем, что оно состоит из связующего - полидиенуретанэпоксидного олигомерного каучука, отвердителя - метафенилендиамина, наполнителя - углерода технического при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Полидиенуретанэпоксидный олигомерный каучук 100
Метафенилендиамин 0,5-2,0
Углерод технический 16,0-17,0
или оно состоит из связующего - полидиенуретанэпоксидного олигомерного каучука, отвердителя - метафенилендиамина, наполнителя - углерода технического и аэросила при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Полидиенуретанэпоксидный олигомерный каучук 100
Метафенилендиамин 0,5-2,0
Углерод технический 12,0-13,0
Аэросил 4,0-5,0
2. Способ нанесения термостойкого гидроизоляционного покрытия на поверхность твердотопливного скважинного заряда, отличающийся тем, что используют термостойкое гидроизоляционное покрытие по п.1 в разбавленном виде, для чего его компоненты смешивают при температуре 45-65°С в течение 1,0-1,5 ч при вакуумировании с остаточным давлением не более 20 мм рт.ст., полученную смесь разбавляют при массовом соотношении ее и разбавителя от 1:9 до 1:19, охлаждают до температуры 15-25°С и наносят на поверхность твердотопливного скважинного заряда путем двукратного погружения заряда в нее с выдержкой после каждого погружения в течение 5-10 с и отверждения при температуре 20-30°С в течение не менее 24 ч, причем в качестве разбавителя используют смесь 1,0 мас.ч. ацетона и 1,5-2,0 мас.ч. хладона.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003103648/02A RU2247103C2 (ru) | 2003-02-06 | 2003-02-06 | Термостойкое гидроизоляционное покрытие для нанесения на поверхность твердотопливного скважинного заряда и способ его нанесения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003103648/02A RU2247103C2 (ru) | 2003-02-06 | 2003-02-06 | Термостойкое гидроизоляционное покрытие для нанесения на поверхность твердотопливного скважинного заряда и способ его нанесения |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003103648A RU2003103648A (ru) | 2004-08-27 |
| RU2247103C2 true RU2247103C2 (ru) | 2005-02-27 |
Family
ID=35286531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003103648/02A RU2247103C2 (ru) | 2003-02-06 | 2003-02-06 | Термостойкое гидроизоляционное покрытие для нанесения на поверхность твердотопливного скважинного заряда и способ его нанесения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2247103C2 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2338565C1 (ru) * | 2007-04-28 | 2008-11-20 | Московский государственный университет леса | Способ установления местоположения лесного пожара |
| RU2343944C1 (ru) * | 2007-04-28 | 2009-01-20 | Московский государственный университет леса | Способ установления местоположения лесного пожара |
| RU2502867C2 (ru) * | 2012-03-15 | 2013-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Сварог" | Способ обработки призабойной зоны пласта зарядом при повышенных температурах |
| RU2503807C2 (ru) * | 2012-03-15 | 2014-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Сварог" | Устройство для обработки продуктивного пласта с твердотопливным зарядом и картузом |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2263098C1 (ru) * | 2004-10-04 | 2005-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Заливочная композиция для бронирования вкладных зарядов из баллиститного топлива |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3650858A (en) * | 1970-02-24 | 1972-03-21 | Us Air Force | Surface treatment process for solid rocket propellant composition |
| RU2184220C2 (ru) * | 2000-08-10 | 2002-06-27 | Государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Термогазогенератор для обработки призабойной зоны продуктивного пласта нефтяных скважин и способ его изготовления |
-
2003
- 2003-02-06 RU RU2003103648/02A patent/RU2247103C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3650858A (en) * | 1970-02-24 | 1972-03-21 | Us Air Force | Surface treatment process for solid rocket propellant composition |
| RU2184220C2 (ru) * | 2000-08-10 | 2002-06-27 | Государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Термогазогенератор для обработки призабойной зоны продуктивного пласта нефтяных скважин и способ его изготовления |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Краткий энциклопедический словарь "Энергетические конденсированные системы", ред. Жуков Б.П., М., Янус-к, 2000 с.69-70, с.263-264. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2338565C1 (ru) * | 2007-04-28 | 2008-11-20 | Московский государственный университет леса | Способ установления местоположения лесного пожара |
| RU2343944C1 (ru) * | 2007-04-28 | 2009-01-20 | Московский государственный университет леса | Способ установления местоположения лесного пожара |
| RU2502867C2 (ru) * | 2012-03-15 | 2013-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Сварог" | Способ обработки призабойной зоны пласта зарядом при повышенных температурах |
| RU2503807C2 (ru) * | 2012-03-15 | 2014-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Сварог" | Устройство для обработки продуктивного пласта с твердотопливным зарядом и картузом |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3965676A (en) | Solid rocket motor | |
| US3577289A (en) | Composite high energy solid rocket propellants and process for same | |
| JP2015123277A (ja) | 移動体搭載用エアロゾル消火装置及びこれに用いるエアロゾル消火薬剤 | |
| WO2001004198A1 (en) | Rocket motor insulation containing hydrophobic particles | |
| RU2247103C2 (ru) | Термостойкое гидроизоляционное покрытие для нанесения на поверхность твердотопливного скважинного заряда и способ его нанесения | |
| KR20030051316A (ko) | 수성 접착제를 사용하여 일렉트로파이로테크닉 기폭기를제조하는 방법 | |
| US6179944B1 (en) | Process for preparing composite warhead casings and product | |
| Bellerby et al. | Explosive‐Binder Adhesion and Dewetting in nitramine‐filled energetic materials | |
| US3947523A (en) | Composition comprising epoxy resin, copolymer of butadiene and acrylic acid, curing agent and inorganic metal salt | |
| CN107805483A (zh) | 复合阻燃硅酮结构密封胶 | |
| US3954701A (en) | Polymer composition containing inorganic filler | |
| KR101664236B1 (ko) | 덕티드 로켓용 추진제 | |
| US3054353A (en) | Segment grain | |
| US3415189A (en) | Water destructible electric match | |
| RU2631864C1 (ru) | Огнегасящий полимерный композиционный материал и способ его получения | |
| CN109628053A (zh) | 一种可燃衬层配方及其制造方法 | |
| Elbeih et al. | Influence of different polymeric matrices on the properties of pentaerythritol tetranitrate | |
| Elbeih et al. | Application of cis-1, 3, 4, 6-Tetranitrooctahydroimidazo-[4, 5d] imidazole (BCHMX) in EPX-1 Explosive | |
| RU2216641C1 (ru) | Заряд ракетного твердого топлива | |
| US9416217B2 (en) | Precursor formulations for a liner, a rocket motor including the liner, and related methods | |
| US3882784A (en) | Nitroester propellant, casing, and liner of an epoxy-polyamide copolymer containing a stabilizer | |
| US4375522A (en) | Thixotropic restrictor, curable at room temperature, for use on solid propellant grains | |
| US3493446A (en) | Method for applying a burn inhibitor material to a composite propellant grain | |
| DK0481838T3 (da) | Eksplosivt ammunitionselement, der er en smule sårbart, omfattende en eksplosiv flerkomponentblanding og fremgangsmåde til opnåelse af en lufttryksvirkning og/eller en boblevirkning | |
| RU2367812C1 (ru) | Заряд твердого ракетного топлива |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100207 |