Термостойкая энергонасыщенная композиция для кумулятивных зарядов перфораторов
Владельцы патента RU 2699134:
Общество с ограниченной ответственностью "ПерфоТерм-Пакер" (RU)
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 |
