大孔径射孔弹设计及其侵彻性能研究
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・74・ 测 并与 射孔 2008年・第2期
新型大孔径射孔弹设计构想
王秉敏 (吉林市双林射孔器材有限责任公司) 摘要:本文在分析了目前大孔径射孔弹设计原理的基础上,在有效利用射孔枪空间的条件下,把深穿透 射孔弹与大孔径射孔弹的设计原理结合起来,提出了大孔径深穿透射孔弹设计的新构想。即在深穿透射孔弹 的药型罩口部到射孔枪内壁的空间里,增加了扩孔弹的设计,使深穿透射孔弹与扩孔弹结合在一起,形成了大 孔径深穿透射孔弹的新的设计构想——双药型罩深穿透大孔径及大孔容射孔弹结构设计。 关键词:双药型罩深穿透大孔径大孔容射孔弹 1设计新构想提出的基础及目的 目前大孔径射孔弹的设计思路有三种:一种 是为了形成较大的孔径,药型罩的头部采用弧形、 口部采用锥形结构;第二种是采用抛物线结构,其 作用原理和第一种结构基本相同,都是先在套管 上形成孔径,然后是穿深。第三种是在锥形药型 罩的口部增加了弧形设计,用于形成较大的孔径, 如图1所示,这种设计结构是在先穿深的基础上, 后形成大的孔径,从而达到了大孔径射孔弹在实 现要求的孔径条件下,又能实现较深的穿孔深度。 对于上述三种情况,各有特点:第一种和第二 种设计结构能实现较大的孔径,但穿孔深度相对 较浅,孔径可实现30 mm,但穿深一般不超过 300mm;第三种情况一般能实现的孔径为20mm 左右,穿深可实现500mm以上。 能否在实现较大孔径及较大孔容的条件下, 实现更高的穿孔深度呢?基于这种思考,笔者进 行了分析和研究,根据穿孔深度和孔径及孔容的 形成原理,提出了在同类型深穿透射孔弹的基础 上,通过在深穿透射孔弹的口部增加一弧形结构 的药型罩及相匹配的装药设计来实现扩孔并增大 孔容,从而在实现较大孔径的条件下寻求更深的 穿孔深度及增大孔容的目的,具体设计结构如图 2、图3、图4所示。通过前期的试验,初步确定这 种设计可以完成在深穿透的基础上实现所要求的 穿深
图l锥弧结构深穿透大孔径射孔弹的药型罩 较大孔径并增 ̄n:fL容。 2设计的结构原理及预期实现指标 针对102射孔器和127射孔器的设计,提出 了两种结构的设计思想。 第一种设计结构:针对127射孔器,16:fL/m, 收稿日期:200"7—1O一26 作者简介:王秉敏,吉林市双林射孔器材有限责任公司副总经理、总工程师;从事射孔器材研究工作2O余年,国防科工委民爆专家委员会 委员。
MoSe_2基异质结纳米纤维材料的设计、制备及其宽光谱光催化性能研究
光催化技术已经被认为是解决能源危机和环境污染问题的最潜在方法之一。但是大多数半导体光催化材料只对紫外和可见光具有响应,并没有对太阳光进行充分的利用,从而降低了它们的实际应用。
因此,为了提高太阳能的利用率,设计和发展高效的宽光谱响应光催化材料已经成为光催化领域中的一个研究热点。硒化钼(MoSe2)是一个窄带隙半导体,能够捕获很宽的光谱范围并且被认为是一个潜在的宽光谱响应光催化剂。
MoSe2纳米材料比体材料具有更高的比表面积,提供更多的活性位点参与光催化反应。但是,在实际应用中纳米级的MoSe2还面临着以下问题:第一,MoSe2的窄带隙导致了光生电子和空穴易复合、低的光量子产率;第二,MoSe2纳米材料尺寸小在光催化反应中易团聚,减少了反应活性位点,从从而影响光催化活性;第三,MoSe2纳米材料在液相光催化反应之后很难进行分离回收再利用。
为了解决这些问题,本文以MoSe2纳米材料为研究主体,利用静电纺丝和溶剂热方法相结合制备了一系列MoSe2基异质结纳米纤维光催化材料。获得的MoSe2基异质结纳米纤维既具有优异的光催化活性又具有良好的分离回收再使用性能。
具体的研究内容如下:(1)以电纺的CNFs为基底,利用溶剂热的方法制备了MoSe2/CNFs异质结纳米纤维。通过调节前驱体的浓度使得不同负载量的MoSe2纳米片均匀地分散在CNFs上,有效地解决了MoSe2纳米颗粒易团聚的问题。
研究表明MoSe2/CNFs异质结光催化降解RhB的速率常数是纯MoSe2的3倍。这种高的光催化活性来源于异质结的形成有利于光生电子和空穴的分离和转移。
进一步用N掺CNFs(N-CNFs)为基底,利用溶剂热方法合成了MoSe2/N-CNFs异质结纳米纤维。MoSe2/N-CNFs异质结纳米纤维展现了较好的宽光谱响应(包含紫外、可见和红外区)光催化活性。
2013年6月 油气井测试 第22卷第3期
超高孔密射孔器设计研究
樊永明 郭圣延 顾广庆。 周 玲 王文凯
(1.渤海钻探井下作业公司河北任丘062552;2.大庆射孔弹厂研究所黑龙江大庆163318; 3.华北油田公司采油工艺研究院河北任丘062552)
摘要 利用簇式起爆技术进行超高孔密的石油射孔器设计,成功开发了适用127 mm射孔枪6O孔/m的超高 孔密粉末罩大孔径射孔器,适用102 mm射孔枪102孔/m的超高孔密粉末罩深穿透射孔器,大幅度提高射孔器的 装枪密度,有效提高射孔效果,提高油气井采收率,为油气开发提供了新的思路和选择。 关键词 射孔 超高孔密 簇式起爆 文章编号:1004—4388(2013)03—0065—03 中图分类号:TE353 文献标识码:A
1概述
随着油气开采技术的进步和难度不断增加,高 孔密射孔器在开发过程中使用的比例逐年增加,作
用也越来越显著。通常意义上,高孔密射孑L器包括 高孔密深穿透射孔器和高孔密大孔径射孔器两种,
射孔后不但可以显著提高油气产能,而且可以有效 地降低每个射孔孔道的出油压力,减缓地层的出油
速度,尤其是对于防止非胶结地层出砂有相当的作 用。可以为出砂层、稠油层等地质条件下射孔作业
以及气井和注水井以及聚合物注人井等,提供了更 好的选择。在油气开采过程中,应用日益广泛。
超高孔密射孔器是近年来在高孔密射孔器的基 础上新开发的一种具有更高的孔密的新技术,其最
大的特点就是单位长度内射孑L弹分布非常密集,通 常超过6O孔/m。大庆射孔弹厂已经成功研制了适
用127 mm射孔枪的60孔/m的超高孔密粉末罩大 孔径射孔器和适用102 mm射孑L枪的102孔/m的
超高孔密粉末罩深穿透射孔器,为油气开采提供了 新技术支持。
2装枪方式研究
2.1弹间干扰u 射孔孔密与油井产能密切相关,尤其在低渗透
率和中等渗透率地层条件下,射孔密度的增加与采
大孔径双向聚能射孔弹的研究
摘要:由于对国内聚能射孔器产品在高温条件下性能变化规律认识不足,在射孔作业过程中,出现了一系列的问题,主要为射孔过程中出现断爆、爆燃、炸枪,甚至落井、卡井等事故,严重影响正常的射孔作业。目前,国内大部分高温井首选使用国外的耐高温射孔器材产品。在炸药的爆轰波作用下,板材冲压成型的小锥角药型罩被压合,形成速度较高的射流和速度较低的杵体;而大锥角药型罩向内压合部分显著减少,相应地射流和杵体之间的速度差随之减少当半锥角接近75°时,射流和杵体速度接近,将形成爆炸成型弹丸。
关键词:大孔径双向聚能;射孔弹;
射孔弹产品在保证穿深的同时不能满足大孔径的要求,射孔密度也较小。所以国内外学者热衷于研究同时具备高穿深、大孔径、高孔密优点的射孔弹。根据能量守恒原理,提高射孔深度必然以牺牲射孔孔径为代价,反之亦然。因此,如何优化射孔弹的装药结构和药型罩形状,对于提高射孔弹装药的能量利用效率尤其重要。
一、聚能射孔弹简介
油气井用聚能射孔弹,按其装填炸药的耐热性可分为3 类:1) 普通射孔弹,主装药是黑索今( RDX) 为主的混合炸药;2) 高温射孔弹,主装药是奥克托今( HMX) 为主的混合炸药;3) 超高温射孔弹,主装药是六硝基茋( HNS) 、皮威克斯( PYX) 等为主的混合炸药[4-5]。RDX、HMX、HNS 和PYX 都属于高温耐热炸药,有确定的熔点。从外形、尺寸、装药品种、装药数量来分类,有许多规格型号。但从弹的主体结构上讲,大致可按有无压盖来分类。带压盖的射孔弹经预处理去掉压盖,在生产实际中报废的聚能射孔弹中无压盖的占到总量的90%。
二、大孔径双向聚能射孔弹的研究
1 计算模型。本文所采用的有限元显式动力分析软件的显式算法特别适合分析此类高度非线性的复杂力学过程, 以期能够真实地反映药型罩的压垮、射流形成及拉伸、断裂的过程和聚能射流对射孔枪的侵彻, 即破甲过程。射孔枪通常由无缝钢管制成, 枪身内壁有定位和紧锁机构, 确保了枪体内的每发射孔弹都能对准枪体盲孔位置。在对模型进行分析的基础上, 给出如下基本假设: 炸药、药型罩和射孔枪壁都是均匀连续介质, 整个爆炸过程为绝热过程, 计算采用顶部中心点起爆,