專利名稱:沖擊波式點火具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及到起爆和點火用火工品,主要用于震源彈和復(fù)合射孔、壓裂裝置的沖擊波式點火具,該點火具由殼體和點火裝藥等組成。
點火具激發(fā)后可點燃黑火藥、發(fā)射藥或煙火藥劑,按激發(fā)方式分為電點火具、隔板點火具和慣性點火具等。本實用新型與隔板點火具激發(fā)方式相同,隔板點火具的作用是爆轟轉(zhuǎn)燃燒,由爆炸性物質(zhì)穩(wěn)定爆轟與燃燒之間的一種不穩(wěn)定變化,尤其是沖擊波速度不穩(wěn)定變化的中間過程。這種變化的具體表現(xiàn)為由每秒數(shù)千米的沖擊波開始,最終以每秒數(shù)百米的沖擊波引燃點火藥。1995年第二期“火工品”,陳志瑋等人發(fā)表了“延時隔板起爆器設(shè)計”論文,闡述隔板起爆器是通過金屬隔板傳遞沖擊波能量,隔板是殼體的組成部分,隔板能夠承受較高爆轟壓力而未被破壞,因此可使組件密封,防止氣體反向泄漏,從而大大提高武器系統(tǒng)的安全性,它廣泛用作固體火箭發(fā)動機的點火裝置。但是延時隔板起爆器不足之處,隔板厚度尺寸公差控制嚴格、加工精度要求高、成本高,在沖擊波及燃燒壓力下隔板不得有損傷,隔板的厚度和材料直接影響到點火的可靠性。
本實用新型的目的是為了克服背景技術(shù)的不足,設(shè)計一種加工容易成本低,更加安全可靠又能滿足油田使用要求的沖擊波式點火具。
本實用新型為了實現(xiàn)上述目的,設(shè)計一種不用金屬隔板衰減沖擊波而采用空氣隔離衰減沖擊波引燃點火藥,這樣就帶來技術(shù)上的難點其一是空氣隔離不能使施主裝藥產(chǎn)生的沖擊波有效的衰減容易引起爆燃,達不到燃燒目的;其二是沒有金屬隔板,系統(tǒng)不能密封液體反向泄漏。為了解決第一難點,首先將高速爆轟沖擊波轉(zhuǎn)換為低速爆轟沖擊波,再將低速爆轟沖擊波轉(zhuǎn)換為爆燃,最終將爆燃轉(zhuǎn)換為燃燒。由高速爆轟沖擊波轉(zhuǎn)換為低速爆轟沖擊波采用不同直徑、不同爆速的導(dǎo)爆索來實現(xiàn);由低速爆轟沖擊波轉(zhuǎn)換為爆燃,控制低爆速導(dǎo)爆索末端與點火藥頂面的距離與空間,也就是空氣隔離的間隙,保證沖擊波只能引起點火藥局部或表層的爆燃;由爆燃轉(zhuǎn)換為燃燒,采用多層次的點火藥裝藥。本實用新型使用在油井內(nèi)復(fù)合射孔、壓裂裝置的點火上,由于油水混合物以高壓形式反向泄漏,這是需要解決的第二難點,采用高爆速導(dǎo)爆索,除了引爆低爆速導(dǎo)爆索外,高爆速導(dǎo)爆索產(chǎn)生高溫、高壓爆轟波,形成局部的高溫、高壓腔,阻止油水流入,獲得瞬間點火的時間。另外選擇合適的點火藥,使其爆轟轉(zhuǎn)燃燒時間控制在微秒級,一旦裝藥被點燃后,瞬間產(chǎn)生高溫高壓氣體,正向壓向其與射孔槍體聯(lián)接通道。在燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體作用下,油水混合物反向泄漏,在一定間隔時間內(nèi),被阻隔在沖擊波式點火具與壓裂裝置外,不會對燃燒產(chǎn)生影響。
本實用新型由殼體和點火裝藥組成,其特點是殼體由階梯孔塞3、本體4和含中心孔底蓋10構(gòu)成;點火裝藥由點火藥(6、9、11)、延期藥7、黑火藥8構(gòu)成,金屬管殼5底有中心孔,金屬管殼5內(nèi)分別依次多層裝有黑火藥8、延期藥7和點火藥6、金屬管殼5裝在本體4內(nèi),階梯孔塞3中心孔裝有高爆速導(dǎo)爆索1和低爆速導(dǎo)爆索2,兩者端面銜接,階梯孔塞3與本體4上部緊配合連接,低爆速導(dǎo)爆索2伸入金屬管殼5內(nèi),與點火藥端面保持間隙,本體4下部裝有環(huán)形的點火藥9并與含中心孔底蓋10螺紋連接,含中心孔底蓋10粘結(jié)環(huán)形的點火藥11。
本實用新型的殼體材料選用對沖擊波具有良好吸收和衰減性能的酚醛樹脂或金屬鋁。
本實用新型
如下
附圖1是沖擊波式點火具剖面圖本實用新型優(yōu)點如下1.加工工藝簡單,成本低,價格僅有軍用隔板點火具的約10%。
2.多層次點火藥保證引燃、爆燃都能正常點火,比隔板點火具更安全可靠。
3.滿足油田使用要求,從未發(fā)生瞎火現(xiàn)象。
實施例1本實用新型參照附圖1實施1.1殼體的制造階梯孔塞3、本體4和含中心孔底蓋10均由酚醛樹脂材料制成。階梯孔塞3中心孔裝入高爆速導(dǎo)爆索1和低爆速導(dǎo)爆索2,兩者端面銜接。中心階梯孔側(cè)壁可以吸收、衰減高爆速導(dǎo)爆索1爆轟沖擊波能量。本體4加工成中心通孔,本體4用以裝配壓有點火藥6、延期藥7和黑火藥8的金屬管殼5及環(huán)形的點火藥9。本體4下端和含中心孔底蓋10螺紋連接,含中心孔底蓋10用以固定金屬管殼5和環(huán)形的點火藥9,含中心孔底蓋10的中心孔用以傳輸環(huán)形的點火藥9燃燒產(chǎn)生的火焰。1.2點火裝藥制造點火裝藥由點火藥(6、9、11)、延期藥7、黑火藥8構(gòu)成。點火藥(6、9、11)由15%Al粉、64%KclO4、15%Mg粉、6%酚醛樹脂粉組成。延期藥7由60%PbCrO4、4%Fe粉、30%Si粉、6%Cr粉組成。點火藥(6、9、11)和延期藥7制造中,經(jīng)粉碎、篩選、干燥后按配比稱量。混合均勻用硝棉丙酮造粒,經(jīng)干燥后篩選,加丙酮粘合成團,強迫過篩后烘干即成點火藥6和延期藥7成品。點火藥(9、11)壓制成環(huán)形。黑火藥8選用成品常規(guī)3號小粒黑火藥,黑火藥8由KNO3、木粉和S組成。1.3金屬管殼的制造金屬管殼5一般選用鎳銅、不銹鋼或金屬鋁材料來制造。沖擊波式點火具選用不銹鋼為金屬管殼5材料,不銹鋼具有延伸性能好、抗拉強度和屈服點高、易于壓裝火工藥劑等優(yōu)點。金屬管殼5制造中,須經(jīng)滾料、拉伸、沖孔、多次壓延和切口等工藝,最后在金屬管殼5底部鉆中心孔。1.4導(dǎo)爆索選擇高爆速導(dǎo)爆索1選用起爆能力強、爆轟感度和爆速高、傳爆性能好、直徑較大的導(dǎo)爆索。低爆速導(dǎo)爆索2選用爆轟感度適中、傳爆性能好、爆速低和直徑小的導(dǎo)爆索。高爆速導(dǎo)爆索1和低爆速導(dǎo)爆索2宜選用地質(zhì)、石油領(lǐng)域常用的橡膠導(dǎo)爆索、塑料導(dǎo)爆索或金屬管柔性導(dǎo)爆索。沖擊波式點火具選用的是金屬管柔性導(dǎo)爆索。1.5裝配首先將低爆速導(dǎo)爆索2插入階梯孔塞3下端孔內(nèi),其端頭須與階梯孔塞3階梯孔結(jié)合面平齊。其次將高爆速導(dǎo)爆索1插入階梯孔塞3上端孔內(nèi),其端頭須和低爆速導(dǎo)爆索2端頭平面銜接。然后分別依次多層將黑火藥8、延期藥7和點火藥6壓入金屬管殼5底部,金屬管殼5裝入本體4內(nèi),環(huán)形的點火藥9裝入本體4內(nèi),點火藥9須緊貼金屬管殼5的底部,再將裝配有高爆速導(dǎo)爆索1和低爆速導(dǎo)爆索2的階梯孔塞3與本體4上部緊配合連接,使低爆速導(dǎo)爆索2伸入金屬管殼5內(nèi)與點火藥6端面保持間隙,將含中心孔底蓋10以螺紋連接在本體4下部。最后將環(huán)形的點火藥11用環(huán)氧膠粘于含中心孔底蓋10的下端,并將點火藥11的中心孔與含中心孔底蓋10的中心對正。
本實用新型1998年與843廠合作,843廠提供以TNT為主裝藥的震源彈體,213所提供沖擊波式點火具50套,經(jīng)地面試驗完全成功后,又提供給大港油田經(jīng)過10多次油井試驗,安全可靠完全滿足油田使用要求。2 本實用新型與實施例1基本相同,不同的是選用金屬鋁材料,對爆轟波沖擊波具有良好的吸收與衰減性能,本實用新型應(yīng)用于復(fù)合射孔、壓裂裝置效果更好。
權(quán)利要求1.一種沖擊波式點火具由殼體和點火裝藥組成,其特征在于殼體由階梯孔塞(3)、本體(4)和含中心孔底蓋(10)構(gòu)成;點火裝藥由點火藥(6、9、11)、延期藥(7)、黑火藥(8)構(gòu)成,金屬管殼(5)底有中心孔,金屬管殼(5)內(nèi)分別依次多層裝有黑火藥(8)、延期藥(7)和點火藥(6)、金屬管殼(5)裝在本體(4)內(nèi),階梯孔塞(3)中心孔裝有高爆速導(dǎo)爆索(1)和低爆速導(dǎo)爆索(2),兩者端面銜接,階梯孔塞(3)與本體(4)上部緊配合連接,低爆速導(dǎo)爆索(2)伸入金屬管殼(5)內(nèi)與點火藥(6)端面保持間隙,本體4下部裝有環(huán)形的點火藥(9)并與含中心孔底蓋(10)螺紋連接,含中心孔底蓋(10)粘結(jié)環(huán)形的點火藥(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點火具,其特征在于殼體的材料選用酚醛樹脂或金屬鋁。
專利摘要本實用新型是一種沖擊波式點火具,是為了解決現(xiàn)有的隔板點火具,精度要求高、價格昂貴,設(shè)計一種空氣隔離代替隔板的點火具。需要克服沖擊波衰減和液體泄漏問題:采用低爆速導(dǎo)爆索和控制間隙衰減沖擊波;采用高爆速導(dǎo)爆索爆炸形成的高壓腔和選擇快速點火藥克服液體泄漏問題。本實用新型價格低廉僅有隔板點火具的約10%,而且更加安全可靠,適用于油田震源彈和復(fù)合射孔、壓裂裝置。
文檔編號F23Q13/00GK2450541SQ0026169
公開日2001年9月26日 申請日期2000年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月15日
發(fā)明者商弘藻, 胡繼國 申請人:中國兵器工業(yè)第二一三研究所