RU2603373C1 - Heat-resistant gas-generating acid-producing high-strength fuel for downhole devices - Google Patents
Heat-resistant gas-generating acid-producing high-strength fuel for downhole devices Download PDFInfo
- Publication number
- RU2603373C1 RU2603373C1 RU2015118004/05A RU2015118004A RU2603373C1 RU 2603373 C1 RU2603373 C1 RU 2603373C1 RU 2015118004/05 A RU2015118004/05 A RU 2015118004/05A RU 2015118004 A RU2015118004 A RU 2015118004A RU 2603373 C1 RU2603373 C1 RU 2603373C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- epichlorohydrin
- fuel
- product
- mixture
- interaction
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 239000002253 acid Substances 0.000 title abstract 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 22
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims abstract description 19
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 9
- AXZAYXJCENRGIM-UHFFFAOYSA-J dipotassium;tetrabromoplatinum(2-) Chemical compound [K+].[K+].[Br-].[Br-].[Br-].[Br-].[Pt+2] AXZAYXJCENRGIM-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims abstract description 9
- 229910001487 potassium perchlorate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 8
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 claims abstract description 6
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- GDDNTTHUKVNJRA-UHFFFAOYSA-N 3-bromo-3,3-difluoroprop-1-ene Chemical compound FC(F)(Br)C=C GDDNTTHUKVNJRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 5
- NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N hexane-1,6-diamine Chemical compound NCCCCCCN NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 claims description 4
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 3
- RNLHGQLZWXBQNY-UHFFFAOYSA-N 3-(aminomethyl)-3,5,5-trimethylcyclohexan-1-amine Chemical compound CC1(C)CC(N)CC(C)(CN)C1 RNLHGQLZWXBQNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- IBOFVQJTBBUKMU-UHFFFAOYSA-N 4,4'-methylene-bis-(2-chloroaniline) Chemical compound C1=C(Cl)C(N)=CC=C1CC1=CC=C(N)C(Cl)=C1 IBOFVQJTBBUKMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical compound NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 2
- ZZTCPWRAHWXWCH-UHFFFAOYSA-N diphenylmethanediamine Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(N)(N)C1=CC=CC=C1 ZZTCPWRAHWXWCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 claims 7
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims 6
- SOGAXMICEFXMKE-UHFFFAOYSA-N Butylmethacrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C(C)=C SOGAXMICEFXMKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- WXFIGDLSSYIKKV-RCOVLWMOSA-N L-Metaraminol Chemical compound C[C@H](N)[C@H](O)C1=CC=CC(O)=C1 WXFIGDLSSYIKKV-RCOVLWMOSA-N 0.000 claims 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 9
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003129 oil well Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract 1
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 5
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 4
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical class F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 3
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 3
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 2
- 150000000093 1,3-dioxanes Chemical class 0.000 description 1
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 125000000751 azo group Chemical group [*]N=N[*] 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000374 eutectic mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003049 isoprene rubber Polymers 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003367 polycyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000012758 reinforcing additive Substances 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000011115 styrene butadiene Substances 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06D—MEANS FOR GENERATING SMOKE OR MIST; GAS-ATTACK COMPOSITIONS; GENERATION OF GAS FOR BLASTING OR PROPULSION (CHEMICAL PART)
- C06D5/00—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets
- C06D5/06—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets by reaction of two or more solids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B29/00—Compositions containing an inorganic oxygen-halogen salt, e.g. chlorate, perchlorate
- C06B29/22—Compositions containing an inorganic oxygen-halogen salt, e.g. chlorate, perchlorate the salt being ammonium perchlorate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
- E21B43/243—Combustion in situ
- E21B43/247—Combustion in situ in association with fracturing processes or crevice forming processes
- E21B43/248—Combustion in situ in association with fracturing processes or crevice forming processes using explosives
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области создания твердых топлив для скважинных аппаратов различного механизма действия: пороховых аккумуляторов давления скважинных, пороховых генераторов давления, пулевых и кумулятивных перфораторов для термогазохимического и барического воздействия на призабойную зону пласта в нефтяных скважинах с одновременной кислотной обработкой с целью интенсификации добычи ресурсов.The present invention relates to the field of creating solid fuels for downhole tools of various mechanisms of action: powder pressure accumulators for borehole, powder pressure generators, bullet and cumulative perforators for thermogasochemical and pressure impact on the bottomhole formation zone in oil wells with simultaneous acid treatment in order to intensify the extraction of resources.
Известны различные твердые топлива, которые могут быть использованы в скважинных аппаратах. Это газогенерирующие топлива на основе хлорсодержащего термопластичного горючего (патенты RU №2401253, МПК С06D 5/06, С06В 29/22, заявлено 11.06.2009 г.; №2401254, МПК С06D 5/06, С06В 29/22, заявлено 11.06.2009 г. ), углеводородного каучука (патенты RU №2395482, МПК С06D 5/06, С06В 29/22, заявлено 06.07.2009 г.; №2393139, МПК С06D 5/06, С06В 29/22, заявлено 06.07.2009 г.; №2182147 МПК С06D 5/06, С06В 29/22, заявлено 05.04.2000 г. ), на основе полидивинилизопренового каучука с концевыми эпоксидными группами (патент RU №2233975, МПК Е21В 43/248, заявлено 04.11.2002 г. ), бутадиенстирольного термоэластопласта (патенты RU №2183609, МПК С06D 5/00, С06В 29/02, заявлено 05.04.2000 г.; №2451004, МПК С06D 5/06, С06В 29/22, заявлено 06.07.2010 г. ), термопластичный твердотопливный состав на основе бутадиен-нитрильного каучука и нитрата аммония (патент RU №2444554, МПК С06D 5/06, С06В 31/30, С09K 8/60, заявлено 2.07.2010 г. ).Various solid fuels are known that can be used in downhole tools. These are gas-generating fuels based on chlorine-containing thermoplastic fuel (patents RU No. 2401253, IPC С06D 5/06, С06В 29/22, filed June 11, 2009; No. 2401254, IPC С06D 5/06, С06В 29/22, filed June 11, 2009 g), hydrocarbon rubber (patents RU No. 2395482, IPC С06D 5/06, С06В 29/22, filed July 6, 2009; No. 2393139, IPC С06D 5/06, С06В 29/22, filed July 6, 2009 ; No. 2182147 IPC С06D 5/06, С06В 29/22, filed April 5, 2000), based on polydivinyl isoprene rubber with end epoxy groups (patent RU No. 2233975, IPC ЕВВ 43/248, filed 04.11.2002), styrene butadiene thermoplastic elastomer (patents RU No. 2183609, IPC С06D 5/00, С06В 29/02, з Appeared on 05.04.2000; No. 2451004, IPC С06D 5/06, С06В 29/22, filed July 6, 2010), a thermoplastic solid propellant composition based on nitrile butadiene rubber and ammonium nitrate (patent RU No. 2444554, IPC С06D 5 / 06, С06В 31/30, С09K 8/60, announced on July 2, 2010).
Топлива на основе термопластичного горючего (патенты №№2401253, 2401254, 2444554) имеют невысокий уровень прочности при повышенных температурах, что ограничивает их применение в глубоких высокотемпературных скважинах.Fuels based on thermoplastic fuel (patents Nos. 2401253, 2401254, 2444554) have a low level of strength at elevated temperatures, which limits their use in deep high-temperature wells.
Топлива по патентам №№2395482, 2393139, 2182147, 2233975, 2183609 имеют недостаточно высокий уровень прочности при сжатии - менее 20 кгс/см2 при 20°C.Fuels according to patents No. 2395482, 2393139, 2182147, 2233975, 2183609 have an insufficiently high level of compressive strength - less than 20 kgf / cm 2 at 20 ° C.
Наиболее близким аналогом по уровню прочности и термостойкости является термостойкое газогенерирующее твердое топливо (патент №2451004), включающее окислитель - перхлорат аммония или калия, или смесь гексогена и октогена, или их смесь, горюче-связующее - термоэластопласт ДСТ-30, катализатор горения, стабилизатор горения, антиоксидант, структурирующую, армирующую и технологические добавки, которое принято нами за прототип.The closest analogue in terms of strength and heat resistance is heat-resistant gas-generating solid fuel (patent No. 2451004), including an oxidizing agent - ammonium or potassium perchlorate, or a mixture of RDX and HMX, or a mixture of them, a combustible-binder - DST-30 thermoplastic elastomer, a combustion catalyst, a stabilizer combustion, antioxidant, structuring, reinforcing and technological additives, which we have taken as a prototype.
Недостатками данного топлива являются невысокие прочность (менее 25 кгс/см2 при 20°C) и термостойкость (температура начала интенсивного разложения Тнир не более 218°C), ограничивающие применение изделий из данного топлива в высокотемпературных скважинах. Кроме того, смешение состава проводят с использованием легколетучего растворителя, что приводит к усложнению и удорожанию технологического процесса изготовления зарядов и необходимости обеспечения его экологической безопасности.The disadvantages of this fuel are low strength (less than 25 kgf / cm 2 at 20 ° C) and heat resistance (the temperature of the beginning of intensive decomposition T nir no more than 218 ° C), limiting the use of products from this fuel in high-temperature wells. In addition, the composition is mixed using a volatile solvent, which complicates and increases the cost of the manufacturing process of charges and the need to ensure its environmental safety.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание термостойкого газогенерирующего кислотообразующего высокопрочного топлива с улучшенными прочностными характеристиками и высокой термостойкостью.The technical task of the invention is the creation of heat-resistant gas-generating acid-forming high-strength fuel with improved strength characteristics and high heat resistance.
Технический результат достигается за счет рационального выбора компонентов и установления оптимального их содержания в композиции.The technical result is achieved due to the rational selection of components and the establishment of their optimal content in the composition.
Предложено топливо для скважинных аппаратов, включающее окислитель - перхлорат аммония, или перхлорат калия, или смесь перхлората аммония с перхлоратом калия, горючее связующее и отверждающий агент, причем соотношение в смеси перхлората аммония и перхлората калия от 99:1 до 1:99.A fuel for downhole apparatuses is proposed, including an oxidizing agent - ammonium perchlorate, or potassium perchlorate, or a mixture of ammonium perchlorate with potassium perchlorate, a combustible binder and curing agent, and the ratio in the mixture of ammonium perchlorate and potassium perchlorate is from 99: 1 to 1:99.
Соотношение компонентов в предлагаемом топливе, мас. %:The ratio of components in the proposed fuel, wt. %:
В качестве горючего связующего топливо содержит соединение, имеющее в своей цепи α-окисный цикл и выбранное из группы, включающей: продукт взаимодействия эпихлоргидрина с дифенилолпропаном, продукт взаимодействия эпихлоргидрина с олигодиеном, продукт взаимодействия эпихлоргидрина с диэтиленгликолем или триэтиленгликолем, или их смесь. В качестве отверждающего агента оно содержит соединение аминного типа, например отверждающий агент, представляющий собой эвтектическую смесь ароматических полиаминов, марки УП-0638/1, или марки УП-0638/2 (ТУ 6-10-35-90), или марки Этал-0638/2, или марки Этал-1472 (ТУ 2257-1472-18826195-05), или отверждающий агент, представляющий собой продукт взаимодействия фенола, формальдегида и этилендиамина, марки АФ-2М, или марки АФ-2 (ТУ 2494-052-00205423-2004), или арамин -модифицированный ароматический полиамин (ТУ 2415-164-05786904-02), или продукт взаимодействия диэтилентриамина с бутилметакрилатом, или полиэтиленполиамин, или 3-аминометил-3,5,5-триметилциклогексиламин, или диаминодифенилметан, или 3,3′-дихлор-4,4′-диаминодифенилметан, или гексаметилендиамин, или его раствор в спирте.As a combustible binder, the fuel contains a compound having an α-oxide cycle in its chain and selected from the group consisting of: the product of the interaction of epichlorohydrin with diphenylolpropane, the product of the interaction of epichlorohydrin with oligodiene, the product of the interaction of epichlorohydrin with diethylene glycol or triethylene glycol, or a mixture thereof. As a curing agent, it contains an amine-type compound, for example, a curing agent, which is a eutectic mixture of aromatic polyamines, grades UP-0638/1, or grades UP-0638/2 (TU 6-10-35-90), or Etal- 0638/2, or Etal-1472 brand (TU 2257-1472-18826195-05), or a curing agent, which is a product of the interaction of phenol, formaldehyde and ethylene diamine, AF-2M brand, or AF-2 brand (TU 2494-052- 00205423-2004), or aramine-modified aromatic polyamine (TU 2415-164-05786904-02), or the product of the interaction of diethylene triamine with butyl methacryl atom, or polyethylene polyamine, or 3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylamine, or diaminodiphenylmethane, or 3,3′-dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane, or hexamethylenediamine, or its solution in alcohol.
Предлагаемое топливо может также содержать 0,1…10,0 мас. % дибутилфталата или ди-(2-этилгексил)-себацината, или ди-(2-этилгексил)-фталата, или пластификатора ЭДОС, представляющего собой смесь производных 1,3-диоксанов (ТУ 2493-003-13604749-93); 0,1…10,0 мас. % алюминия; 0,1…25,0 мас. % хлористого аммония; 0,1…40,0 мас. % соединения, имеющего в составе молекулы атомы фтора, например, политетрафторэтилена или политрифторхлорэтилена, или лития фтористого; 0,1…3,0 мас. % технического углерода; 0,01…1,0 мас. % технологической добавки, например, эмульгатора марки N-23 или 1,2-диалкилглицерохолил-фосфата; 0,01…0,2 мас. % оксида кремния; 0,01…3,0 мас. % пигмента или красителя.The proposed fuel may also contain 0.1 ... 10.0 wt. % dibutyl phthalate or di- (2-ethylhexyl) -sebacinate, or di- (2-ethylhexyl) -phthalate, or EDOS plasticizer, which is a mixture of 1,3-dioxanes derivatives (TU 2493-003-13604749-93); 0.1 ... 10.0 wt. % aluminum; 0.1 ... 25.0 wt. % ammonium chloride; 0.1 ... 40.0 wt. % of a compound having fluorine atoms in the molecule, for example, polytetrafluoroethylene or polytrifluorochlorethylene, or lithium fluoride; 0.1 ... 3.0 wt. % carbon black; 0.01 ... 1.0 wt. % technological additives, for example, emulsifier brand N-23 or 1,2-dialkylglycerol-phosphate; 0.01 ... 0.2 wt. % silicon oxide; 0.01 ... 3.0 wt. % pigment or dye.
Процесс изготовления предлагаемого топлива заключается в смешивании компонентов без использования легколетучего растворителя, заливке или запрессовке топливной массы в формы требуемых размеров с последующей полимеризацией при температуре 20…80°С в течение 2…72 часов.The manufacturing process of the proposed fuel consists in mixing the components without using a volatile solvent, pouring or pressing the fuel mass into the molds of the required sizes, followed by polymerization at a temperature of 20 ... 80 ° C for 2 ... 72 hours.
Содержание горючего связующего менее 7,3 мас. % недостаточно для обеспечения монолитности заряда, более 25,0 мас. % - снижает энергоемкость топлива. Содержание отверждающего агента в топливе подбирают опытным путем.The content of combustible binder is less than 7.3 wt. % is not enough to ensure solid charge, more than 25.0 wt. % - reduces the energy intensity of the fuel. The content of the curing agent in the fuel is selected empirically.
Топливо может дополнительно содержать пластификатор ЭДОС, или дибутилфталат, или ди-(2-этилгексил)-себацинат, или ди-(2-этилгексил)-фталат, выполняющие функции пластификатора. Содержание его в топливе более 10,0 мас. % приводит к снижению его прочности.The fuel may further comprise an EDOS plasticizer, or dibutyl phthalate, or di- (2-ethylhexyl) -sebacinate, or di- (2-ethylhexyl) -phthalate, which perform the functions of a plasticizer. Its content in the fuel is more than 10.0 wt. % leads to a decrease in its strength.
В случаях, когда требуется высокая энергоемкость топлива для обеспечения более высокой эффективности скважинного аппарата, например для вскрытия нефтяных пластов и других целей, целесообразно введение в состав топлива алюминия в качестве энергетической добавки. Введение алюминия в количестве менее 0,1 мас. % не приводит к заметному увеличению энергоемкости топлива. При увеличении содержания алюминия более 10,0 мас. % увеличивается до неприемлемых значений содержание конденсированной фазы в продуктах сгорания, снижающей как качество нефти, так и долговечность работы скважинного аппарата многоразового использования.In cases where a high energy intensity of the fuel is required to ensure higher efficiency of the downhole apparatus, for example, for opening oil reservoirs and other purposes, it is advisable to introduce aluminum as an energy additive in the fuel composition. The introduction of aluminum in an amount of less than 0.1 wt. % does not lead to a noticeable increase in energy intensity of fuel. With an increase in aluminum content of more than 10.0 wt. % increases to unacceptable values the content of the condensed phase in the combustion products, which reduces both the quality of the oil and the durability of the borehole reusable apparatus.
Введение в топливо хлористого аммония в качестве газообразующей добавки позволяет увеличить содержание в продуктах сгорания кислотообразующего соединения - хлористого водорода. При содержании хлористого аммония менее 0,1 мас. % количество хлористого водорода практически не увеличивается. Содержание хлористого аммония более 25,0 мас. % нецелесообразно, так как приводит к снижению энергоемкости топлива и температуры продуктов сгорания, а значит и эффективности работы скважинного аппарата.The introduction of ammonium chloride as a gas-forming additive in the fuel allows increasing the content of the acid-forming compound, hydrogen chloride, in the combustion products. When the content of ammonium chloride is less than 0.1 wt. % the amount of hydrogen chloride practically does not increase. The content of ammonium chloride is more than 25.0 wt. % is impractical, since it leads to a decrease in the energy intensity of the fuel and the temperature of the combustion products, and hence the efficiency of the downhole apparatus.
Введение в топливо соединения, имеющего в составе молекулы атомы фтора, например политетрафторэтилена, или политрифторхлорэтилена, или лития фтористого, в количестве до 40,0 мас. % позволяет получить в продуктах сгорания хлористый и фтористый водород, которые в скважинной жидкости образуют смесь соляной и плавиковой кислот, эффективную при обработке терригенных коллекторов.Introduction to the fuel of a compound having fluorine atoms in the molecule, for example, polytetrafluoroethylene, or polytrifluorochlorethylene, or lithium fluoride, in an amount up to 40.0 wt. % allows to obtain hydrogen chloride and fluoride in the products of combustion, which in the well fluid form a mixture of hydrochloric and hydrofluoric acids, which is effective in treating terrigenous reservoirs.
Технический углерод в качестве упрочняющей добавки целесообразно вводить в количестве 0,1…3,0 мас. %. Меньшее количество не оказывает упрочняющего эффекта, большее - отрицательно влияет на технологичность состава.Carbon black as a reinforcing additive, it is advisable to enter in an amount of 0.1 ... 3.0 wt. % A smaller amount does not have a strengthening effect, a larger one negatively affects the manufacturability of the composition.
Введение технологической добавки, например эмульгатора марки N-23 или 1,2-диалкилглицерохолил-фосфата, целесообразно в количестве 0,001…1,0 мас. %. Использование меньшего количества добавки неэффективно, содержание более 1,0 мас. % снижает прочность топлива.The introduction of technological additives, such as emulsifier brand N-23 or 1,2-dialkylglycerol-phosphate, it is advisable in an amount of 0.001 ... 1.0 wt. % The use of less additives is ineffective, the content of more than 1.0 wt. % reduces fuel strength.
Для придания требуемого цвета в топливо дополнительно вводят краситель или пигмент, например неорганический - оксид или соль металла, или органический - трифенилметановый, или фталоцианиновый, или полициклический, или азопигмент, или азолак в количестве 0,01…3,0 мас. %.To give the desired color, a dye or pigment is added to the fuel, for example, inorganic - oxide or metal salt, or organic - triphenylmethane, or phthalocyanine, or polycyclic, or azo pigment, or azolac in an amount of 0.01 ... 3.0 wt. %
Сущность предлагаемого изобретения иллюстрируется примерами, приведенными в таблицах 1,2. Там же приведены характеристики одного из вариантов (обр. 4) прототипа. Количество кислотообразующих соединений (хлористого и фтористого водорода) в продуктах сгорания в пересчете на 12%-ную соляную и плавиковую кислоты для вариантов предлагаемого изобретения и прототипа получено расчетным путем при одинаковых условиях - в условиях постоянного объема при давлении 50 МПа.The essence of the invention is illustrated by the examples shown in tables 1,2. The characteristics of one of the variants (sample 4) of the prototype are also given there. The amount of acid-forming compounds (hydrogen chloride and fluoride) in the combustion products in terms of 12% hydrochloric and hydrofluoric acids for the variants of the present invention and prototype was obtained by calculation under the same conditions - under conditions of constant volume at a pressure of 50 MPa.
Все варианты предлагаемого изобретения превосходят прототип по прочностным характеристикам и имеют более высокую термостойкость - температура начала разложения более 240°C. Варианты топлива, содержащие хлористый аммоний и соединение, имеющее в составе молекулы атомы фтора, например политетрафторэтилен и политрифторхлорэтилен, превосходят прототип также и по содержанию кислотообразующих соединений - хлористого и фтористого водорода в продуктах сгорания в пересчете на 12%-ную соляную и плавиковую кислоты.All variants of the present invention surpass the prototype in terms of strength characteristics and have higher heat resistance - the temperature of decomposition onset is more than 240 ° C. Variants of fuel containing ammonium chloride and a compound having fluorine atoms in the molecule, for example polytetrafluoroethylene and polytrifluorochloroethylene, also surpass the prototype in the content of acid-forming compounds - hydrogen chloride and fluoride in the combustion products in terms of 12% hydrochloric and hydrofluoric acids.
Предлагаемое топливо отработано в опытных условиях АО "НИИПМ" с положительным результатом. Подтверждено, что состав является оптимальным по содержанию и соотношению компонентов и полностью решает поставленные задачи.The proposed fuel was tested under the experimental conditions of NIIPM JSC with a positive result. It is confirmed that the composition is optimal in content and ratio of components and completely solves the tasks.
Claims (13)
или смесь продукта взаимодействия эпихлоргидрина с дифенилолпропаном и продукта взаимодействия эпихлоргидрина с олигодиеном в соотношении 1:99-99:1,
или смесь продукта взаимодействия эпихлоргидрина с диэтиленгликолем или триэтиленгликолем и продукта взаимодействия эпихлоргидрина с олигодиеном в соотношении 1:99-99:1,
или смесь продукта взаимодействия эпихлоргидрина с дифенилолпропаном, продукта взаимодействия эпихлоргидрина с диэтиленгликолем или триэтиленгликолем и продукта взаимодействия эпихлоргидрина с олигодиеном в соотношении 1:1:98-1:98:1-98:1:1.2. The fuel according to claim 1, which as a combustible binder contains a mixture of the reaction product of epichlorohydrin with diphenylol propane and the reaction product of epichlorohydrin with diethylene glycol or triethylene glycol in a ratio of 1: 99-99: 1,
or a mixture of the reaction product of epichlorohydrin with diphenylolpropane and the reaction product of epichlorohydrin with oligodiene in a ratio of 1: 99-99: 1,
or a mixture of the reaction product of epichlorohydrin with diethylene glycol or triethylene glycol and the reaction product of epichlorohydrin with oligodiene in a ratio of 1: 99-99: 1,
or a mixture of the product of the interaction of epichlorohydrin with diphenylolpropane, the product of the interaction of epichlorohydrin with diethylene glycol or triethylene glycol and the product of the interaction of epichlorohydrin with oligodien in the ratio 1: 1: 98-1: 98: 1-98: 1: 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015118004/05A RU2603373C1 (en) | 2015-05-13 | 2015-05-13 | Heat-resistant gas-generating acid-producing high-strength fuel for downhole devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015118004/05A RU2603373C1 (en) | 2015-05-13 | 2015-05-13 | Heat-resistant gas-generating acid-producing high-strength fuel for downhole devices |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2603373C1 true RU2603373C1 (en) | 2016-11-27 |
Family
ID=57774589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015118004/05A RU2603373C1 (en) | 2015-05-13 | 2015-05-13 | Heat-resistant gas-generating acid-producing high-strength fuel for downhole devices |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2603373C1 (en) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4029529A (en) * | 1967-07-12 | 1977-06-14 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Crosslinked carboxyl containing polymer and nitrocellulose as solid propellant binder |
| US4156700A (en) * | 1975-08-11 | 1979-05-29 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of National Defence | Solid propellants containing polyether or polyester binders |
| RU2209960C2 (en) * | 2001-01-17 | 2003-08-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им.В.Д.Шашина | Method of bottomhole oil formation zone treatment and device for method embodiment |
| RU2326923C2 (en) * | 2006-07-05 | 2008-06-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный центр двойных технологий "Союз" (ФГУП "ФЦДТ "Союз") | Gas-generating composition for oil producing wells activation and method of explosives production |
| RU2451004C2 (en) * | 2010-07-06 | 2012-05-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Heat-resistant gas-generating solid fuel |
| CN103204756A (en) * | 2012-10-16 | 2013-07-17 | 湖北航天化学技术研究所 | High temperature-resistant solid propellant for oilfield fracturing |
| CN103304351A (en) * | 2013-05-29 | 2013-09-18 | 西安近代化学研究所 | High-temperature-resistant solid propellant for deep oil-gas well and preparation method thereof |
| CN104591934A (en) * | 2015-02-12 | 2015-05-06 | 西安近代化学研究所 | High-temperature-resistant propellant for deep oil-gas well and preparation method thereof |
-
2015
- 2015-05-13 RU RU2015118004/05A patent/RU2603373C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4029529A (en) * | 1967-07-12 | 1977-06-14 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Crosslinked carboxyl containing polymer and nitrocellulose as solid propellant binder |
| US4156700A (en) * | 1975-08-11 | 1979-05-29 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of National Defence | Solid propellants containing polyether or polyester binders |
| RU2209960C2 (en) * | 2001-01-17 | 2003-08-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им.В.Д.Шашина | Method of bottomhole oil formation zone treatment and device for method embodiment |
| RU2326923C2 (en) * | 2006-07-05 | 2008-06-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный центр двойных технологий "Союз" (ФГУП "ФЦДТ "Союз") | Gas-generating composition for oil producing wells activation and method of explosives production |
| RU2451004C2 (en) * | 2010-07-06 | 2012-05-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Heat-resistant gas-generating solid fuel |
| CN103204756A (en) * | 2012-10-16 | 2013-07-17 | 湖北航天化学技术研究所 | High temperature-resistant solid propellant for oilfield fracturing |
| CN103304351A (en) * | 2013-05-29 | 2013-09-18 | 西安近代化学研究所 | High-temperature-resistant solid propellant for deep oil-gas well and preparation method thereof |
| CN104591934A (en) * | 2015-02-12 | 2015-05-06 | 西安近代化学研究所 | High-temperature-resistant propellant for deep oil-gas well and preparation method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108955404B (en) | Super-energy charge for perforation and fracturing of oil and gas well and preparation method | |
| RU2603373C1 (en) | Heat-resistant gas-generating acid-producing high-strength fuel for downhole devices | |
| RU2597914C1 (en) | Heat-resistant gas-generating acid-producing high-strength fuel for downhole devices | |
| US20180179119A1 (en) | High Temperature Energetic Formulations | |
| RU2664913C1 (en) | Pyrotechnic signal composition | |
| CA2925980C (en) | Stabilized nitrocellulose-based propellant composition | |
| RU2393139C1 (en) | Gas-generating fuel for downhole apparatus | |
| RU2386026C2 (en) | Treatment method of wellbore | |
| RU2451004C2 (en) | Heat-resistant gas-generating solid fuel | |
| DE1167238B (en) | Sensitized nitro paraffin explosives | |
| RU2401253C1 (en) | Gas-generating fuel for downhole apparatus | |
| US3000713A (en) | Solid composite propellant containing acrylamide polymers | |
| RU2445299C2 (en) | Method for water-dispersion phlegmatisation of gunpowder | |
| Mason et al. | Burning rate studies of bis-triaminoguanidinium azotetrazolate (tagzt) and hexahydro-1, 3, 5-trinitro-1, 3, 5-triazine (rdx) mixtures | |
| RU2326923C2 (en) | Gas-generating composition for oil producing wells activation and method of explosives production | |
| RU2281932C1 (en) | Block charge composition | |
| RU2435751C1 (en) | Method of obtaining elastic explosive composition | |
| DE102007019968A1 (en) | Pyrotechnic kit comprises one or multiple components as bonding agent, which are selected from trinitrotoluene, trinitroanisol or dinitroanisol, and oxidant is also provided | |
| RU2401254C1 (en) | Gas-generating fuel for downhole apparatus | |
| RU2502867C2 (en) | Processing method of bottom-hole formation zone with charge at increased temperatures | |
| RU2783777C1 (en) | Plain explosive mix | |
| US1397826A (en) | Explosive | |
| Kudryavtsev et al. | Production technology development and creation of production of additives used in solid rocket propellants | |
| RU2190586C1 (en) | Explosive composition for boreholes | |
| RU2184719C2 (en) | Heat-resistant block charge composition and a method for preparation thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190514 |