Термостойкая энергонасыщенная композиция для кумулятивных зарядов перфораторов

Изобретение относится к термостойкому взрывчатому составу, применяемому для проведения взрывных работ, изготовления перфорационных систем и ремонта в глубоких нефтяных скважинах в условиях повышенных температур и давлений. Изобретение направлено на повышение порога термостабильности взрывчатого состава за счет использования термостойкого взрывчатого вещества, который является безопасным в обращении и может быть использован в глубоких скважинах с температурой до 300°С. Термостойкий взрывчатый состав содержит компоненты при следующих соотношениях, мас.%: пирин 93.5-98.5, фторорганический каучук 1-5, оксизин 0,5-1,5. 1 табл.

 

Изобретение относится к области взрывчатых веществ (ВВ), а именно к взрывчатым составам, применяемым для проведения взрывных работ, изготовления перфорационных систем и ремонта в глубоких скважинах в условиях повышенных температур и давлений.

Взрывные работы широко применяются в практике бурения скважин для ликвидации аварий, вскрытия и повышения отдачи пластов и для других операций, проведение которых с применением ВВ удается осуществить с меньшими затратами времени и средств, чем другими способами. К ВВ для скважин предъявляется ряд требований, обусловленных высокими температурами и давлениями в скважинах, одним из которых является термостойкость.

Известен взрывчатый состав ОМА ТУ 84-760-78 (см. RU патент 2298762, МПК F42B 1/02 (2006.01), Е21В 43/117 (2006.01). Этот состав для изготовления зарядов методом прессования, представляет собой взрывчатую композицию на основе октогена, полимерного связующего и флегматизатора со следующим соотношением компонентов, мас. %: октоген - 97,5+0,8-0,7, полиметилакрилат - 1,2±0,4, оксизин - 0,8±0,2, графит и нерастворимые в ацетоне вещества - 0,5+0,1-0,2.

Недостатком данного состава является недостаточная термостойкость, что обуславливает невозможность его применения в скважинах с температурой более 250°C.

Наиболее близким по техническому воплощению к предлагаемому решению является термостойкий взрывчатый состав, выбранный за прототип, который содержит октоген, поливинилацетат, каучук СКН-18, оксизин при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Октоген, МРТУ 3-481-66, белый кристаллический порошок 95
Поливинилацетат бисерный, МРТУ-6 № М-880-62,
бесцветные, прозрачные гранулы 2,8
Каучук СКН-18, ГОСТ 7738-65, вязкая масса от светло-
желтого до коричневого цвета 1,2
Оксизин, МРТУ 3-186-64, марка 90, однородная масса от
светло-желтого до желтого цвета 1

см. SU Патент 1841186, МПК С06В 21/00 (2006.01).

Недостатком данного состава является так же недостаточная термическая стойкость, не более 260°C.

Другим недостатком является необходимость введения цементатора и пластификатора в состав, что усложняет процесс приготовления и приводит к увеличению времени технологического цикла.

В предлагаемом изобретении решается задача повышения термической стойкости взрывчатого состава для проведения взрывных работ в глубоких скважинах, в условиях повышенных температур и давлений. При этом сохраняется приемлемый уровень чувствительности, что позволяет обеспечить необходимую безопасность при эксплуатации состава.

Задача решается тем, что предлагаемый термостойкий взрывчатый состав содержит в качестве бризантного взрывчатого вещества термостойкое вещество пиридинового ряда пирин (2,6-биспикриламино-3,5-динитропиридин, PYX), который в чистом виде не применяется из-за высокой чувствительности и плохой прессуемости. Применение пирина возможно при температуре 300°C [1].

В качестве флегматизатора для снижения чувствительности пирина к внешним воздействиям (удару, трению, искре, и т.п.) и улучшения прессуемости используется легкоплавкое вещество парафинового ряда - оксизин, ввиду его способности покрывать кристаллы пирина мягкой эластичной пленкой, что улучшает сцепление между частицами при прессовании и снижает чувствительность состава к механическим воздействиям.

Для увеличения плотности и прочности состава используется фторорганический каучук СКФ-32, поскольку он обладает высокой плотностью и широкой сырьевой базой.

В таблице приведено соотношение компонентов, масс. %:

Пирин 93.5-98.5
Фторорганический каучук СКФ-32, ГОСТ 18376-79 1-5
Оксизин 0,5-1,5

Отличительной особенностью изобретения является то, что взрывчатый состав является термостойким, безопасным в применении и может быть использован в глубоких скважинах с температурой до 300°C. Сравнительные характеристики предлагаемых составов с прототипом приведены в таблице.

Технический результат изобретения достигается путем получения взрывчатого состава водноэмульсионным способом. Для приготовления предлагаемых составов использовалась эмульсия, которая получалась путем смешения в реакторе с мешалкой оксизина с водой (соотношение оксизин - вода 1:20). Так же была приготовлена водная суспензия пирина в воде (соотношение суспензии ВВ - вода 1:3). Полученные эмульсия и суспензия смешивались между собой. К полученной субстанции добавлялся раствор каучука в растворителе этилацетате (соотношение каучук-растворитель 1:40). Перемешивание осуществлялось в реакторе с мешалкой при 92-95°C, количество оборотов в минуту составляло 100-120. Затем состав промывался холодной водой и осуществлялась сушка при 60°C в течение 30 минут.

Из данных таблицы видно, что предлагаемые составы на основе пирина обладают высокой термической стойкостью по сравнению с аналогом и приемлемым уровнем безопасности и может быть использованы в глубоких скважинах с температурой до 300°C.

Источники информации

1. Торуткина Н.И. Термостойкий энергонасыщенный состав на основе пирина, Н.И. Торуткина, И.Ф. Фаляхов, Р.З. Гильманов, А.С. Сальников, В.Я. Базотов, Вестник Казанского технологического университета, Казань, 2016, т.19. №19, с. 34-37.

Взрывчатый состав для проведения взрывных работ, изготовления перфорационных систем и ремонта в глубоких скважинах в условиях повышенных температур и давлений, состоящий из взрывчатого вещества пиридинового ряда, флегматизатора и упрочняющей добавки, отличающийся тем, что в качестве взрывчатого вещества используют пирин, в качестве флегматизатора - оксизин, а в качестве упрочняющей добавки - фторорганический каучук при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Пирин 93.5-98.5
Фторорганический каучук 1-5
Оксизин 0,5-1,5



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей и горной промышленности и, в частности, к интенсификации нефтегазовых скважин и дегазации угольных пластов. Технический результат - повышение эффективности способа и надежности работы устройства.

Изобретение относится к способам разработки нефтяных месторождений в слабосцементированных пластах с помощью теплового воздействия. .

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке полезных ископаемых и в гидростроительстве. .

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к способам термохимического воздействия на продуктивную зону пласта, и позволяет повысить эффективность процесса, глубину обработки, снизить расход реагентов и массу заряда.

Изобретение относится к области создания газогенерирующих составов для твердотопливных элементов, сжигаемых в интервале обработки продуктивного пласта и обеспечивающих термогазохимическое, барическое и виброволновое воздействия на призабойную зону пласта с одновременной солянокислой обработкой.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам воздействия на призабойную зону пласта. .

Группа изобретений предназначена для сборки кумулятивных перфораторов и может быть использована в составе кумулятивных перфораторов. Способ крепления кумулятивного заряда в каркасе перфоратора заключается в установке кумулятивного заряда в предварительно выполненные на диаметрально противоположных сторонах каркаса перфоратора отверстия, располагающиеся в каркасе по винтовой линии с углом Х и шагом Y, установке в эти отверстия фиксирующих элементов, которые устанавливают при помощи выступов, расположенных на них.

Изобретение относится к области вскрытия продуктивных пластов в нефтяных, газовых и нагнетательных скважинах, а именно к кумулятивным перфораторам, посредством элементов которого осуществляют закрепление заряда в каркасе перфоратора и прижатие детонирующего шнура перфоратора к заряду.

Изобретение относится к оборудованию для прострелочно-взрывных работ в нефтяных и газовых скважинах. Кумулятивный перфоратор содержит герметичный корпус, внутри которого расположена перфорированная труба для ориентации кумулятивных зарядов и средства инициирования зарядов, две краевые группы зарядов и одну центральную.

Изобретение относится к проведению прострелочно-взрывных работ в различных скважинах и, в частности, нефтяных или газовых скважинах различного типа и может быть использовано в устройствах передачи детонации кумулятивных перфораторов.

Группа изобретений относится к области перфорации скважин. Устройство для установки детонатора для установки беспроводного детонатора в узел перфоратора содержит цилиндрический корпус, содержащий открытый торец и закрытый торец и центральный канал ствола, выполненный с возможностью установки детонатора, при этом центральный канал ствола расположен продольно, по меньшей мере, в пределах некоторой длины цилиндрического корпуса, и центральный канал ствола включает расширенную часть канала ствола, примыкающую к открытому торцу цилиндрического корпуса, множество фиксаторов, расположенных в направлении открытого торца цилиндрического корпуса и по меньшей мере частично вмещающих расширенную часть канала ствола центрального канала ствола, причем каждый из множества фиксаторов выполнен с возможностью крепления головки детонатора в составе детонатора при помещении детонатора в расширенную часть канала ствола центрального канала ствола, и множество ножек, проходящих от цилиндрического корпуса в направлении закрытого торца цилиндрического корпуса, при этом каждая из множества ножек выполнена с возможностью установки цилиндрического корпуса в узел перфоратора.

Изобретение относится к кумулятивным корпусным перфораторам и предназначено для осуществления перфорирования стенок скважин. Перфоратор содержит отдельные модули, соединенные между собой узлами соединения модулей, каждый из которых имеет кумулятивные заряды и детонационные цепи на основе детонирующих шнуров, соединенные между собой.

Изобретение относится к области нефтяных скважин и, в частности, к взрывным устройствам для перфорации обсадных труб и цементного кольца для создания в породе каналов, по которым нефть и газ могут поступать в ствол скважины.

Группа изобретений относится к области строительства скважин – образованию множества их стволов с проведением в них гидроразрыва. Технический результат – повышение эффективности строительства скважин за счет обеспечения надежного сообщения с каждым из стволов.

Изобретение относится к области нефтегазодобычи, в частности к прострелочно-взрывным работам, и может быть использовано для формирования кумулятивной струи заряда.

Изобретение относится к прострелочно-взрывным работам в наклонных и горизонтальных скважинах и реализуется перед проведением гидроразрыва пласта с целью снижения начального давления закачки проппанта и предотвращения аварийных «стопов» (резких скачков давления продавки проппанта).
Изобретение относится к способу получения нанокапсул гексогена, в котором в качестве ядра используют гексоген и в качестве оболочки нанокапсул - каппа-каррагинан. Процесс осуществляют путем медленного добавления гексогена в суспензию каппа-каррагинана в петролейном эфире в присутствии 0,01 г препарата Е472с в качестве поверхностно-активного вещества при перемешивании 600 об/мин, при этом массовое соотношение ядро : oболочка при пересчете на сухое вещество составляет 1:3, или 1:1, или 1:2, или 2:1, далее приливают бутилхлорид, полученную суспензию отфильтровывают и сушат при комнатной температуре.

Изобретение относится к газогенерирующим пиротехническим составам, которые служат для получения газообразного рабочего тела в силовых машинах импульсного действия и может быть использовано в качестве приводных, исполнительных устройств автоматики управления летательных аппаратов, в микродвигателях, в подушках безопасности автомобилей и др.

Использование относится к пластичным взрывчатым составам (ВС) и может быть использовано в термостойких системах инициирования и детонационных разводках с малыми сечениями каналов.

Изобретение относится к химии полинитросоединений, а именно к бис(фтординитрометил-ONN-азоксифуразанил)фуроксану формулы (I), и к способу его получения. Способ осуществляют путем нитрования бис(нитрометил-ONN-азоксифуразанил)фуроксана формулы (II) смесью концентрированной азотной кислоты (HNO3) и тетраоксида азота (N2O4), взятых в объемном соотношении 2:1, соответственно, с последующей обработкой полученного бис(динитрометил-ONN-азоксифуразанил)фуроксана гидроксидом калия.

Изобретение относится к термостойкому взрывчатому составу, применяемому для проведения взрывных работ, изготовления перфорационных систем и ремонта в глубоких нефтяных скважинах в условиях повышенных температур и давлений. Изобретение направлено на повышение порога термостабильности взрывчатого состава за счет использования термостойкого взрывчатого вещества, который является безопасным в обращении и может быть использован в глубоких скважинах с температурой до 300°С. Термостойкий взрывчатый состав содержит компоненты при следующих соотношениях, мас.: пирин 93.5-98.5, фторорганический каучук 1-5, оксизин 0,5-1,5. 1 табл.

Наверх