油气田射孔弹可燃固弹筒的研究,射孔弹,石油射孔弹,射孔弹弹壳,射孔弹厂,礼花弹炮筒,礼花弹发射筒,射孔枪,枪弹在枪筒中运动,弹筒发热量

　　2013ec．2013doi：10．3963／j．issn．1001—487X．2013．04．030甘肃省化工研究院，兰州730000高油气田射孔可燃固弹筒的高温强度保全通径射孔技术的安全可靠性，分析了高温条响可燃固弹筒力学性能的诸多因素。影响因素主要粘剂系统的性能和固体组分剂的有效粘合。采用模拟石油井和组分对比试验的方法，获得适用油井下高温环境的新型可燃拟试验结果，试验结果证：此种可燃固弹筒完全可以满足石油井下高温环境，解决了多年以来一孔工艺发展的技术瓶颈。关键词油气田射孔；可燃；复合火药；力学性能；火药配方；模拟试验TD235．4文献标识码1001—487X(2013)04133—04esearcherforatinghargieldsLISen—mao，LIANGansuResearchInstituteChemicalIndustry，Lanzhou730000，China)stracthightemperaturestrengthcombustibleperforatingchargecartierduringperforatingprocessgasfield，whichcouldraisefull—boreperfatingtechnolo—gY．variousflactorsmayinfluencemechanicalpropertiescombustibleperforatingchargecarrierunderhightemperatureconditionswereanalyzedpaper．Thefactorsmainlyconsistedtwoaspectsperformanceadhesivesystemeffectiveadhesionbetweensolidcomponentithsimulationpe—troleumwellcomparisontestscomponents，theformulacompositionnewcombustibleperforatingchargecarriersimulationresultswereobtainedpaper，whichhightemperatureenviron—mentpetroleumwel1．Theresultsdemonstratenewcombustibleperforatingchargecarriercanfullsatisfiedtheequirementshightemperatureenvironmenttechnicalneckofrestrictingfull—boreperforatingtechnologygasfieldperforation；combustibleperforatingchargecarrier；compositegunpowder；me—chaniealproperties；gunpowderformula；simulationtest全通径射孔技术是指射孔后，从起爆器、连接、枪管一直到枪尾都在射孔弹和导爆索爆炸产生收稿日期：2013—10—12作者简介，现从事油气井爆破新E．mail)bhh520163．corn，博士、教授级高工，主要从事油破器材的研究开发与推广应用工E—mail)gsliangrui@sina目基金：甘肃省省属科研院所科技创新团队资助(098TrCA004甘肃省民用爆破工程技术研究中心资助1206GTGA013的冲击波和瞬间高温的作用下全部碎解和燃烧口袋枪内或落入井底，这样整个射孔枪管内腔就形成了全通径通道，不需提起射孔管柱便直接进行生产测井等后续工程作业，但都没有取得满意效果，究其根本原因，主要集中反映在全通径固弹筒的问题上。目前主要使用铝合金固弹筒和可燃度能够满足射孔要求，但是在射孔段上下界不完全装弹的情况下使用的破碎弹容易胀枪甚至炸枪射孔段完全装弹情况下熔化碎解的铝合金，容易在枪管内腔凝结成大块造成堵塞；可燃和导爆索爆炸产生的冲击波和瞬间高温金属热粒子的作用下能够完全碎解目前出现在射孔市场上的可燃固弹筒由于其耐温性差，机械强度低，无法满足井下高温环境中的射孔使用要求。研究在石油井下高温环境中的力学性能满足射孔要求的可燃可燃固弹筒力学性能的影响因素可燃固弹筒是以复合火药为原材料加工而成其力学性能主要取决于复合火药。复合火药是一种含能的复合高分子材料，影响其力学性能的因素很，归纳起来，主要有两个方面：胶粘剂系统的性能和固体组分与胶粘剂的有效粘合1．1胶粘剂系统的影响作为复合火药基本组分之一的胶粘剂对复合火药的力学性能的影响极大，这一点可以用表1来说明。同胶粘剂对复合火药力学性能的影响Tablerentadhesivcompositenpowoperties胶粘剂+50强度／+50延伸率／+20强度／+2O延伸率／类型MPa对于可燃固弹筒复合火药胶粘剂的选择中的其他原材料在常温和高温下都具有良好的黏结能力，以保证可燃弹筒的机械强度满足全通径射孔的要求。(2)胶粘剂的流变性和固化技术性能满足可燃固弹筒生产工艺要求。选择能够形成网络结构的胶粘剂和固化剂的配方，以提高可燃固弹筒的机械强度。在射孔弹发射前，可燃固弹筒要有足够机械强度，准确定位射孔弹；射孔弹发射后可燃固弹筒要能够完全燃烧销毁，并且在燃烧过程中不能产生太大的能量，否则容易造成射孔枪外径胀大，可能出现卡枪事故，甚至可能出现射孔枪管断裂落井的事故1．2表面活复合火药中常用的氧化剂HMX，当复合火药受到一定载荷作出现“脱湿”现象，这对复合火药的力学性能十分不利“脱湿”的实质是由于在外力作用下高分子胶粘剂和氧化剂等固体颗粒之间的界面结合被破坏，黏附失效而导致胶粘剂从固体颗粒表面脱离。选用合适的表面活性剂在固体颗粒表面形成一层坚硬柔韧的，并且使该膜与胶粘剂以化学键或氢键结合，成为提高复合火药力学性能的有效途径之一。表面处理剂是一种增强复合火药中各组分之间，特别是无机填料与有机聚合物之间亲和力的一种有机物质改善复合火药的力学性CH—CH一、一NH2、一SH等。因此，它们分别与两种组分发生键合作用，在两者之间建立个“分子桥”，把两者牢固地黏结在一起，使整个体系成为一个整体，从而提高复合火药的力学性能。用醇胺类表面处理剂预处理AP时常有氨气放出，Monstrolia提出了如下的作用机理H2CH24CIO4CH2CHH2CH2H2CH2RINHCIO~ NH 类表面处理剂首先与 AP ，放出氨气，形成铵盐离子键 ，并牢固地吸附在氧 化剂表面，醇胺类表面处理剂 中的羟基与胶粘剂反 ，进入胶粘剂体系，和胶粘剂之 间形成牢 ，增强了AP 与胶粘剂之间的黏结强度。 中复合 2．1 复合火 药主体 组分 的确定 2．1．1 粘剂由于环氧树脂具有工艺简单 、粘合性好、胶粘强 ，因此，含能固弹筒复合火药 的胶粘剂组分适宜选用环氧树脂系列胶粘剂。 大量研究结 IO0~C的热空气 环氧树脂体系，都会发生明显的热氧化降解作用 应力作用下其表面热氧化层成为开裂引发点，使其挠曲强度降低 25％ ，首先是高温软化 ，然后变硬，很 油气田射孔 弹可燃固弹筒的研究 135 容易发生脆裂 ，耐热性差。 为满足室温固化、150~C高温环境中使用 的特殊 要求 ，从环氧树脂胶黏剂 及其 固化剂两个方面进行 研究 ，选择高 官能度 、耐高温骨架 环氧树脂进行改 ，提高其韧性，改善高温条件下 的脆性。合成了兼 具芳胺和脂肪胺特点 的、具有芳环骨架的脂肪胺固 ，从而达到室温固化高温使用之 目的。固化机 环氧树脂与伯胺反应，生成带仲胺基的大 NH2_HzcCH一 H—cHz—NH—R—NH—cHz一 H—Hc CH )仲胺基与另外的环氧基反应 ，生成