RU2182147C2 - Газогенерирующее термостойкое топливо для скважинных аппаратов - Google Patents

Газогенерирующее термостойкое топливо для скважинных аппаратов Download PDF

Info

Publication number
RU2182147C2
RU2182147C2 RU2000108518A RU2000108518A RU2182147C2 RU 2182147 C2 RU2182147 C2 RU 2182147C2 RU 2000108518 A RU2000108518 A RU 2000108518A RU 2000108518 A RU2000108518 A RU 2000108518A RU 2182147 C2 RU2182147 C2 RU 2182147C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
solid
porous
para
gas
Prior art date
Application number
RU2000108518A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2000108518A (ru
Inventor
А.П. Талалаев
Э.Ф. Охрименко
И.В. Панов
Л.М. Поносова
Л.Б. Знаменская
Original Assignee
Государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" filed Critical Государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов"
Priority to RU2000108518A priority Critical patent/RU2182147C2/ru
Publication of RU2000108518A publication Critical patent/RU2000108518A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2182147C2 publication Critical patent/RU2182147C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области создания твердых топлив, предназначенных для использования в качестве рабочего тела в скважинных аппаратах (пороховых генераторах давления (ПГД), аккумуляторах давления скважин (АДС) и др.). Согласно изобретению газогенерирующее термостойкое топливо для скважинных аппаратов включает в себя окислитель - перхлорат калия и/или перхлорат аммония, горючее - этиленпропиленовый каучук, пластифицированный авиационным маслом, технологические добавки - лецитин, эпоксидную смолу и орто-трет-бутил-пара-крезол или третичный бутилфенол, вулканизирующий агент - парадинитрозобензол или хиноловый эфир. Топливо может дополнительно содержать порошкообразный алюминий для повышения энергетических характеристик. Изобретение направлено на создание термостойкого (200-260oС) твердого топлива для АДС и ПГД с повышенной энергоемкостью и удельным объемом выделяемых газов и пониженным содержанием конденсированной фазы в продуктах сгорания. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Description

Предлагаемое изобретение относится к области создания твердых топлив, предназначенных для использования в качестве рабочего тела в скважинных аппаратах (пороховых генераторах давления ПГД, аккумуляторах давления скважин АДС и др.) для термогазохимического воздействия на призабойную зону с целью повышения продуктивности нефтяных скважин, в том числе с осложненными геотермальными условиями.
Известны термостойкие газогенерирующие топлива на основе фторированного эластомера (США, патент 3203843, НКИ 149-19, заявлено 24.01.62, опубл. 31.08.65), полисилоксанового связующего (Швеция, патент 323842, МКИ С 06 d 5/06, заявлено 25.07.65, опубл. 11.05.70) и другие (США, патент 3463682, МКИ С 06 В, заявлено 13.02.67, опубл. 26.08.69, НКИ 149-19).
Недостатками этих топлив является еще более низкая энергоемкость, присутствие в продуктах сгорания либо агрессивных элементов (F; HF), вызывающих коррозию оборудования и снижение качества нефти, либо конденсированного кремния, увеличивающего общее содержание конденсированной фазы, вызывающей эрозию и забивание нефтедобывающего оборудования, а также снижение проницаемости горных пород нефтяного пласта.
Наиболее близким принятым за прототип является состав на основе полиакрилового каучука и ПХК (США, патент 3152027 НКИ 149-83, заявлено 25.05.62, опубл. 6.09.64) как наиболее близкий по составу (одинаковый окислитель), термостойкости (260oС) и назначению (для скважинных аппаратов).
Известный состав (табл.1) имеет перечисленные выше недостатки (недостаточно высокие энергоемкость и удельный объем выделяемых газов, а также присутствие конденсированной фазы в продуктах сгорания), которые являются существенным препятствием для повышения эффективности работы скважинных аппаратов и, как следствие, продуктивности нефтяных скважин (т.е. нефтеотдачи).
Предложено газогенерирующее термостойкое топливо, включающее окислитель, горючее, технологические добавки, вулканизующий агент, которое отличается от наиболее близкого аналога тем, что в качестве горючего используется этиленпропиленовый каучук, пластифицированный авиационным маслом; в качестве окислителя - перхлорат калия или перхлорат аммония или их смесь; в качестве технологических добавок - лецитин, эпоксидная смола и орто-трет-бутил-пара-крезол или третичный бутилфенол; в качестве вулканизующего агента - парадинитрозобензол или хиноловый эфир при следующем содержании компонентов, мас.%:
Перхлорат калия и/или перхлорат аммония - 70-87
Этиленпропиленовый каучук - 3-10
Аавиационное масло - 9-17
Лецитин - 0,1-0,3
Эпоксидная смола - 0,2-1,5
Орто-трет-бутил-пара-крезол или третичный бутилфенол - 0,5-1,5
Парадинитрозобензол или хиноловый эфир - 0,2-1,0
В отдельных случаях топливо может дополнительно содержать порошкообразный алюминий в количестве 0,1-10 мас.%. Введение порошкообразного алюминия ведет к некоторому удорожанию топлива, однако при этом дает существенный выигрыш в энергетических характеристиках.
Предлагаемое изобретение позволяет создать термостойкое (200-260oС) твердое топливо для АДС и ПГД с улучшенными по сравнению с прототипом энергетическими характеристиками (повышенные энергоемкость и удельный объем выделяемых газов) и пониженным содержанием конденсированной фазы в продуктах сгорания.
Технический результат достигается за счет того, что в качестве горючего связующего используют этиленпропиленовый каучук, пластифицированный авиационным маслом, а в качестве окислителя - соли хлорной кислоты: перхлорат калия или(и) аммония. Наиболее существенное повышение энергоемкости достигается введением в состав алюминиевого порошка в количестве до 10 мас.%. Примеры композиций и характеристики предложенного состава и прототипа представлены в табл. 1 и 2.
Процесс приготовления предлагаемого газогенерирующего топлива заключается в последовательном смешении этиленпропиленового каучука с маслом, технологическими добавками, окислителями, вулканизующими агентами, перемешивании массы при 40-60oС в течение 1,0-1,5 ч без вакуума и 0,5-1,0 под вакуумом с последующей запрессовкой в корпус изделия и полимеризацией при 60-90oС в течение 2-5 суток.
Термодинамические характеристики составов просчитаны в одинаковых условиях применительно к скважинам различной глубины (до 10 км).
Уменьшение содержания окислителя менее 70 мас.% нежелательно, т.к. ведет к существенному увеличению содержания конденсированной фазы из-за недостаточной обеспеченности окисляющими элементами. Увеличение его более 87 мас.% нежелательно ввиду сложности технологической переработки массы с малым содержанием связующего менее 13 мас.%.
Данные, приведенные в табл.1 и 2, показывают, что предлагаемый состав превосходит прототип по энергоемкости, объему выделяемых при горении газов и содержанию конденсированной фазы в продуктах сгорания топлива. Причем наиболее существенным является превосходство вариантов на перхлорате аммония, где объем выделяемых при сгорании 1 кг топлива газов при всех исследуемых давлениях (до 100 МПа) больше, чем у прототипа, в 2 раза; энергоемкость - в 1,5-1,8 раз, а конденсированная фаза отсутствует вообще, кроме вариантов с 5-10 мас.% алюминия (варианты 7, 8 табл.1 и 2). Однако именно эти композиции (варианты 7, 8) дают существенный выигрыш по энергоемкости при одинаковом наполнении полимерной матрицы (74-80%), а содержание конденсированной фазы при этом не превышает содержание конденсированной фазы у прототипа (при давлении 100 МПа). По термостойкости составы на перхлорате аммония (табл.2) несколько уступают прототипу, однако она достаточно высока (200-220oС) для использования данного состава в глубоких скважинах, а также в скважинах с осложненными геотермальными условиями.
Превосходство предлагаемого состава на перхлорате калия имеет место по энергоемкости (на 10-30% выше, чем у прототипа), по удельному объему выделяемых газов (≈ на 30%), по содержанию конденсированной фазы, которая в отличие от прототипа полностью отсутствует при оптимальном соотношении компонентов при работе в скважинах на глубинах до 5 км и существенно меньше на глубинах до 10 км (варианты 2-8, табл.1). По термостойкости составы на перхлорате калия не уступают прототипу.
Составы на смешанном окислителе по уровню энергоемкости, объему образующихся при горении газов, содержанию конденсированной фазы превосходят прототип и не уступают по термостойкости составам на перхлорате аммония.
Таким образом, предлагаемый состав превосходит прототип по основным эксплуатационным характеристикам - энергоемкости, объему газов и содержанию конденсированной фазы, что дает возможность обеспечить высокую эффективность работы скважинных аппаратов (увеличить нефтеотдачу скважин), а кроме того, технологический процесс изготовления предлагаемого топлива в отличие от прототипа является экологически более чистым и безопасным.

Claims (1)

1. Газогенерирующее термостойкое топливо для скважинных аппаратов, включающее окислитель, горючее, технологические добавки, вулканизирующий агент, отличающееся тем, что оно содержит в качестве окислителя перхлорат калия и/или перхлорат аммония, в качестве горючего - этиленпропиленовый каучук, пластифицированный авиационным маслом, в качестве технологических добавок - лецитин, эпоксидную смолу и орто-трет-бутил-пара-крезол или третичный бутилфенол, а в качестве вулканизирующего агента - парадинитрозобензол или хиноловый эфир при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Перхлорат калия и/или перхлорат аммония - 70-87
Этиленпропиленовый каучук - 3-10
Авиационное масло - 9-17
Лецитин - 0,1-0,3
Эпоксидная смола - 0,2-1,5
Орто-трет-бутил-пара-крезол или третичный бутилфенол - 0,5-1,5
Парадинитрозобензол или хиноловый эфир - 0,2-1,0
2. Топливо по п. 1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит порошкообразный алюминий в количестве 0,1-10 мас. %.
RU2000108518A 2000-04-05 2000-04-05 Газогенерирующее термостойкое топливо для скважинных аппаратов RU2182147C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000108518A RU2182147C2 (ru) 2000-04-05 2000-04-05 Газогенерирующее термостойкое топливо для скважинных аппаратов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000108518A RU2182147C2 (ru) 2000-04-05 2000-04-05 Газогенерирующее термостойкое топливо для скважинных аппаратов

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000108518A RU2000108518A (ru) 2001-12-10
RU2182147C2 true RU2182147C2 (ru) 2002-05-10

Family

ID=20232885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000108518A RU2182147C2 (ru) 2000-04-05 2000-04-05 Газогенерирующее термостойкое топливо для скважинных аппаратов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2182147C2 (ru)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2231634C1 (ru) * 2002-10-24 2004-06-27 Денисюк Анатолий Петрович Пиротехническое топливо для термогазогенераторов, применяемых для обработки продуктивного пласта в нефтяных скважинах
RU2261852C1 (ru) * 2004-07-13 2005-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Краснознаменец" Термостойкий пиротехнический состав
RU2393139C1 (ru) * 2009-07-06 2010-06-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Газогенерирующее топливо для скважинных аппаратов
RU2395482C1 (ru) * 2009-07-06 2010-07-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Газогенерирующее топливо для скважинных аппаратов
RU2401254C1 (ru) * 2009-06-11 2010-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Газогенерирующее топливо для скважинных аппаратов
RU2439044C2 (ru) * 2010-04-09 2012-01-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Краснознаменец" Способ получения термопластичного взрывчатого состава
RU2533129C2 (ru) * 2012-12-25 2014-11-20 Ооо "Сгк "Регион" Способ и устройство для изготовления пороховых зарядов генератора давления

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3152027A (en) * 1962-05-29 1964-10-06 Hercules Powder Co Ltd Heat-resistant propellants
GB1043534A (en) * 1961-10-27 1966-09-21 Secr Aviation Improvements in or relating to gas-producing compositions
DE1244032B (de) * 1960-05-31 1967-07-06 Aerojet General Co Stabil abbrennender fester Treibsatz
US3598667A (en) * 1965-10-22 1971-08-10 Us Navy Low temperature sensitive aluminum-enriched polyurethane propellant containing calcium carbonate
GB1300381A (en) * 1965-01-21 1972-12-20 Nitrochemie Ges Mit Beschrankt A solid propellant having an improved burning rate
DE3523580C2 (ru) * 1985-07-02 1988-01-07 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung Ev, 8000 Muenchen, De

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1244032B (de) * 1960-05-31 1967-07-06 Aerojet General Co Stabil abbrennender fester Treibsatz
GB1043534A (en) * 1961-10-27 1966-09-21 Secr Aviation Improvements in or relating to gas-producing compositions
US3152027A (en) * 1962-05-29 1964-10-06 Hercules Powder Co Ltd Heat-resistant propellants
GB1300381A (en) * 1965-01-21 1972-12-20 Nitrochemie Ges Mit Beschrankt A solid propellant having an improved burning rate
US3598667A (en) * 1965-10-22 1971-08-10 Us Navy Low temperature sensitive aluminum-enriched polyurethane propellant containing calcium carbonate
DE3523580C2 (ru) * 1985-07-02 1988-01-07 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung Ev, 8000 Muenchen, De

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
СМИРНОВ Л.Л., СИЛИН B.C. Конверсия, ч.1. - Пороха, смесевые твердые топлива, пиротехнические изделия и взрывчатые вещества для мирных целей.-М., 1993, с.81, 93-94. *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2231634C1 (ru) * 2002-10-24 2004-06-27 Денисюк Анатолий Петрович Пиротехническое топливо для термогазогенераторов, применяемых для обработки продуктивного пласта в нефтяных скважинах
RU2261852C1 (ru) * 2004-07-13 2005-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Краснознаменец" Термостойкий пиротехнический состав
RU2401254C1 (ru) * 2009-06-11 2010-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Газогенерирующее топливо для скважинных аппаратов
RU2393139C1 (ru) * 2009-07-06 2010-06-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Газогенерирующее топливо для скважинных аппаратов
RU2395482C1 (ru) * 2009-07-06 2010-07-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Газогенерирующее топливо для скважинных аппаратов
RU2439044C2 (ru) * 2010-04-09 2012-01-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Краснознаменец" Способ получения термопластичного взрывчатого состава
RU2533129C2 (ru) * 2012-12-25 2014-11-20 Ооо "Сгк "Регион" Способ и устройство для изготовления пороховых зарядов генератора давления

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3577289A (en) Composite high energy solid rocket propellants and process for same
RU2182147C2 (ru) Газогенерирующее термостойкое топливо для скважинных аппаратов
WO2008091795A2 (en) Explosive compositions containing glycerin
US6136113A (en) Gas generating composition
US3083526A (en) Hybrid method of rocket propulsion using tetranitromethane
Muthiah et al. Realization of an Eco‐Friendly Solid Propellant Based on HTPB‐HMX‐AP System for Launch Vehicle Applications
KR20200070158A (ko) 에너지 물질의 개선 또는 이와 관련한 개선
TW200407278A (en) Composite propellant compositions
CN108291162A (zh) 柴油燃料中的燃料添加剂用于降低柴油发动机燃料消耗的用途
RU2393139C1 (ru) Газогенерирующее топливо для скважинных аппаратов
RU2183609C2 (ru) Газогенерирующее термостойкое топливо для скважинных аппаратов
RU2395482C1 (ru) Газогенерирующее топливо для скважинных аппаратов
CN1135472A (zh) 降低爆炸中氮氧化物烟雾的方法
US4057107A (en) Method of initiating underground in-situ combustion
US3432371A (en) Dry explosive composition containing particulate metal of specific mesh and gauge
US5071495A (en) Diaminoglyoxime and diaminofurazan in propellants based on ammonium perchlorate
RU2401253C1 (ru) Газогенерирующее топливо для скважинных аппаратов
CN1307551A (zh) 硝酸胺/燃料油组合物
CN1368944A (zh) 乳液炸药
RU2401254C1 (ru) Газогенерирующее топливо для скважинных аппаратов
EP0159843A1 (en) Low detonation velocity explosive composition
RU2233976C1 (ru) Способ термохимической обработки продуктивного пласта
Krishnamachary et al. Polycyclic alkanes based high density hydrocarbon fuels preparation and evaluation for LFRJ application
US3759765A (en) Gas producing compositions
RU2233975C2 (ru) Термостойкий газогенерирующий состав для высокопрочных скважинных элементов

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170406