Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Физические основы взрыва. Монография
.pdf
Применение энергии горения порохов и твердых смесевых
топлив для интенсификации добычи нефти.
В настоящее время энергия горения порохов и твердых смесевых
топлив широко используется в технологиях интенсификации добычи
нефти с целью повышения или восстановления производительности
скважин.
Использование порохов и топлив в качестве автономного
источника, энергия которых выделяется и воздействует
непосредственно в интервале обработки пласта, является
альтернативой существующих видов энергии, связанных с подводом
этой энергии от устья скважины к забою со значительными потерями
и затратами. Применение автономного источника энергии позволяет
упростить и сократить продолжительность работ, существенно
снизить затраты.
Существует значительное число технологий обработки скважин,
где необходимо воздействие на призабойную зону пласта высокотемпературных газообразных продуктов с созданием высокого давления,
позволяющих расплавить закупоривающие поры пласта асфальтеносмолистые и парафинистые отложения, расширить и создать новые
трещины и тем самым повысить коллекторские характеристики
интервала продуктивного пласта.
Для этих целей используют заряды баллиститных порохов и
твердых ракетных топлив на основе перхлората аммония.
Отмеченные пороха и ракетные топлива, используемые в качестве
скважинных газогенераторов и аккумуляторов давления, обладают
таким недостатком как повышенная детонационная способность,
представляющая опасность при хранении, перевозке и особенно в
процессе эксплуатации, следствием чего, в частности, может быть
разрушение конструктивных элементов скважины и устьевого
оборудования при несанкционированном взрыве.
В качестве источника энергии, способного при горении в
интервале продуктивного пласта создавать газообразные продукты и
необходимые повышенные, в том числе импульсные давления, как
показывает практика, являются смесевые составы на основе
аммиачной селитры. Подобные газогенерирующие составы обладают
энергетическими характеристиками на уровне штатных баллиститных
порохов, а по объему газообразных продуктов сгорания (0,8-1,0 м
3
/кг)
превосходят их. Системы на основе аммиачной селитры и пассивного
101
полимерного горючего из эпоксидного компаунда при высокой
плотности практически не обладают детонационными свойствами,
имеют высокую степень безопасности и малую зависимость скорости
горения от давления.
В значительном числе технологических операций повышения
производительности скважины путем обработки призабойной зоны
пласта и проведения ремонтно-изоляционных работ возникает
необходимость применения в качестве автономного источника
энергии малогазовых высокотемпературных составов, используемых
для прогрева локальной области без существенного повышения
давления.
В качестве малогазового состава нашла применение рецептура
(% мас.) на основе железоалюминиевого термитного состава, весьма
схожая с рецептурой зажигательной бомбы, применявшейся немцами
в период Отечественной войны:
железоалюминиевый термит – 67
азотно-кислый барий – 25
алюминий АСД-1 – 3
эпоксидная смола ЭД-20 – 4
полиэтиленполиамин – 0,5
дибутилфталат – 0,5
Объем газообразных продуктов сгорания этого состава равен
3
0,4 м
/кг, теплота сгорания 800 ккал/кг, а скорость горения заряда в
пластмассовом корпусе в скважинных условиях составляет 1,1-
2,5 мм/с в пределах давлений 0,1-10 МПа. Температура горения
состава находится в пределах 2400-2500
о
С. На основе этого состава
разработаны различные типы термоисточников, названные
прогревателями пласта химическими (ППХ), в частности
прогреватели ППХ-1, ППХ-2 и ППХ-3:
ППХ-1 – для инициирования (воспламенения) внутрипластового
горения при скважинной добыче битумной нефти, когда путем
создания достаточно высокой (700-750
о
С) температуры в узком
интервале призабойной зоны создается движущийся в глубь пласта
фронт горения;
ППХ-2 –для тепловой обработки путем прогрева до необходимой
температуры интервала продуктивного пласта с одновременной
закачкой растворителя, а также с исследовательской целью для
102
установления интервалов поглощения по результатам движения
теплового потока и последующей термометрии;
ППХ-3 – для ускорения отверждения тампонажных материалов из
синтетических смол при проведении изоляционных и ремонтных
работ в скважинах.
Типы прогревателей различаются конструкцией, массой и
размерами. Преимуществом прогревателей типа ППХ является малое
выделение газообразных продуктов в процессе сгорания термитного
состава, что позволяет передать практически всю выделяемую
энергию в окружающую призабойную зону пласта.
Литература к главе 7
7.1 Пороха, твердые ракетные топлива и взрывчатые вещества /
В. К. Марьин [и др.]. – МО СССР, 1984. – 199 с.
7.2 Химия, пороха и взрывчатые вещества / Р. А. Гайнуллин
[и др.]. – Ч. I. – МО СССР, 1984. – 99 с.
103
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................ 4
Глава 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ И ВЗРЫВА ................................................ 5
1.1. Основные понятия о взрывчатых веществах
и взрывчатом превращении (взрыве) ....................................................... 5
1.2. Классификация ВВ по составу, области
применения и другим подходам .............................................................. 9
Литература к главе 1................................................................................ 18
Глава 2. ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ,
ПРОИСХОДЯЩИЕ ПРИ ВЗРЫВЕ ЗАРЯДА ВВ
В ВОЗДУШНОЙ СРЕДЕ ....................................................................... 19
2.1. Процесс расширения продуктов взрыва и образования
воздушной ударной волны.
Бризантные и фугасные действия взрыва ............................................. 19
2.2. Общие представления о разлете продуктов взрыва ...................... 21
2.2.1. Характеристика поля взрыва. Предельные объемы
и расстояния расширения продуктов взрыва ....................................... 21
2.2.2. Направление разлета продуктов взрыва
с поверхности заряда .............................................................................. 25
2.2.3. Влияние формы и физических свойств заряда ВВ на
структуру детонационной волны и поле взрыва .................................. 28
Литература к главе 2................................................................................ 31
Глава 3. МЕТАНИЕ ТЕЛ ПРОДУКТАМИ ДЕТОНАЦИИ И
ОСКОЛОЧНОЕ ДЕЙСТВИЕ .................................................................. 32
3.1. Метание пластин ............................................................................... 32
3.2. Скорость метания оболочки заряда ВВ .......................................... 36
3.3. Процесс расширения и разрушения металлической
оболочки заряда ВВ с образованием осколочных спектров ................ 39
Литература к главе 3................................................................................ 45
Глава 4. КУМУЛЯТИВНОЕ ДЕЙСТВИЕ ЗАРЯДОВ ВВ .................... 46
4.1. Особенности формирования и действия кумулятивных
зарядов с металлической облицовкой у выемки ................................... 47
104
4.2. Основные параметры пробивного действия
кумулятивной струи ............................................................................... 50
4.3. Влияние конструктивных параметров и
технологии изготовления кумулятивного заряда
на пробивное действие ........................................................................... 53
4.3.1. Облицовка кумулятивной выемки ............................................... 53
4.3.2. Заряд взрывчатого вещества и корпус ......................................... 56
4.3.3. Узел управления детонационным фронтом ................................ 59
4.3.4. Технология изготовления заряда ................................................. 60
4.3.5. Неидеальность детонационных процессов
в кумулятивном заряде ............................................................................ 62
4.4. Влияние условий применения на действие
кумулятивного заряда. Фокусное расстояние кумулятивного
заряда ........................................................................................................ 65
4.5. Влияние гидростатического давления
и температуры на кумулятивный эффект .............................................. 68
Литература к главе 4................................................................................ 69
Глава 5. ДЕЙСТВИЕ ВЗРЫВА В ТВЕРДОЙ СРЕДЕ .......................... 71
5.1. Сферы действия взрыва ................................................................... 71
5.2. Механизм и эффективность разрушения
горных пород............................................................................................ 78
Литература к главе 5................................................................................ 81
Глава 6. ВЗРЫВ В ВОДНОЙ СРЕДЕ
(ПОДВОДНЫЙ ВЗРЫВ) ........................................................................ 82
6.1. Явления, происходящие при подводном взрыве ........................... 82
6.1.1. О поверхностных явлениях при подводном взрыве ................... 86
6.2. Действие подводного взрыва на преграды ..................................... 87
6.2.1. Гидровзрывная штамповка листового металла .......................... 89
Литература к главе 6................................................................................ 96
Глава 7. О СОВЕРШЕНИИ РАБОТЫ ВЗРЫВЧАТОГО
ПРЕВРАЩЕНИЯ В РЕЖИМЕ ГОРЕНИЯ ВВ И ПОРОХОВ ............. 97
Литература к главе 7.............................................................................. 103
105
НАУЧНОЕ ИЗДАНИЕ
Ильгиз Фатыхович Садыков
ФИЗИЧЕСКИЕ
ОСНОВЫ ВЗРЫВА
Ответственный за выпуск канд. техн. наук М. И. Садыков
106
Подписано в печать 30.12.2016
Формат 60×84 1/16
Бумага офсетная
Печать ризографическая
6,27 усл. печ. л.
6,75 уч.-изд. л.
Тираж 100 экз.
Заказ «С» 353
Отпечатано в офсетной лаборатории Казанского национального
420015, Казань, К. Маркса, 68
Издательство Казанского национального исследовательского
технологического университета
исследовательского технологического университета
107
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]