油气深井用耐高温推进剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种油气深井用耐高温推进剂，可以解决高温多水环境中现有技术不能使用的问题。本发明专利技术由高氯酸钾35％～50％、1，1－二氨基－2，2－二硝基乙烯10％～25％、耐高温环氧树脂10％～20.90％、双酚A环氧树脂0～16.58％、环氧树脂活性稀释剂4.75％～13.03％、促进剂0.50％、消泡剂0.03％、二氨基二苯砜6.57％～8.14％组成；该固体推进剂在清水和3.5％盐水中浸泡达24～48小时，失重小于3％，体积变化小于2％；耐温级别达到200℃48小时，不发生自燃和爆炸，能够在高温多水环境中使用。

【技术实现步骤摘要】
油气深井用耐高温推进剂及其制备方法
本专利技术属于油气深井耐热压裂弹装药领域，涉及一种推进剂。
技术介绍
利用火药装药的爆燃压裂在国内外已有近四十年的发展历史，钢壳式、无壳式等多种压裂弹产品或技术在油田得到广泛使用，取得了较好的增产增注效果。爆燃压裂技术是利用特定的推进剂装药在油气井的产油层高速燃烧，产生高温高压脉冲气体，压裂地层形成多条自井眼呈放射状的径向裂缝，清除油气层污染及堵塞物，有效地降低地层表皮系数，从而达到油气井增产的目的。由于油井作业时，压裂弹所处的井下环境为高温(200℃)的多水环境，普通丁羟推进剂耐温性能较差，耐温在150℃；并且丁羟推进剂含有大量的高氯酸铵，高氯酸铵在水中的溶解度较大。因此，该类推进剂无法满足要求。中国专利(公开号CN1275556A)“高温井用耐高温固体推进剂的组成与增效射孔装置”公开了一种耐高温固体推进剂，包括45～60％氧化剂、35～50％还原剂及2～15％敏化剂。该耐高温固体推进剂中氧化剂为无机耐高温的含氧酸盐(如硝酸钾)，还原剂为耐高温的有机高分子材料(如聚氨酯弹性体、橡胶、高温粘合剂等)，敏化剂为金属粉末，可以是镁粉或铝粉或铝镁合金等较活泼的金属粉末，粒度50～200目。硝酸钾在水中溶解度较大，20℃溶解度为31.6克，50℃溶解度为85.5克，并且温度越高溶解度越大，故不能在高温(大于150℃)的多水环境中使用。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种适用于油田深井的爆燃压裂弹装药领域能够在高温多水环境中使用的油气深井用耐高温固体推进剂。为了实现上述任务，本专利技术采用如下技术方案予以实现：一种油气深井用耐高温推进剂，以重量百分数计：高氯酸钾为35％～50％，1，1－二氨基－2，2－二硝基乙烯为10％～25％，耐高温环氧树脂为10％～20.9％，双酚A环氧树脂为0～16.58％，环氧树脂活性稀释剂为4.75％～13.03％，促进剂三氟化硼-胺络合物为0.5％，消泡剂为0.03％，二氨基二苯砜为6.57％～8.14％，原料重量百分数总和为100％，其中：所述的双酚A环氧树脂为环氧树脂E-51；所述的耐高温环氧树脂为4,4’-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺型环氧树脂、3,4’-二氨基二苯醚四缩水甘油胺型环氧树脂或4,4’-二氨基二苯醚四缩水甘油胺型环氧树脂；所述的环氧树脂活性稀释剂为邻甲苯基缩水甘油醚或聚乙二醇二缩水甘油醚；所述的消泡剂为硅酮树脂。优选的油气深井用耐高温推进剂，以重量百分数计：高氯酸钾为35％，1，1－二氨基－2，2－二硝基乙烯为25％，4,4’-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺型环氧树脂为14.4％，环氧树脂E-51为5.47％，邻甲苯基缩水甘油醚为13.03％，促进剂三氟化硼-胺络合物为0.5％，硅酮树脂为0.03％，二氨基二苯砜为6.57％。上述油气深井用耐高温推进剂的制备方法，该方法按照以下步骤进行：步骤一，按照配方比例，将耐高温环氧树脂、双酚A环氧树脂、环氧树脂活性稀释剂、三氟化硼-胺络合物、消泡剂加入混合锅内，预混10分钟；步骤二，向混合锅中加入高氯酸钾、1，1－二氨基－2，2－二硝基乙烯，混合50分钟后，再加入二氨基二苯砜，混合15分钟后停止混合，得到药浆；步骤三，将药浆浇注到模具中，放入130℃烘箱内固化72小时，退模，得到耐高温固体推进剂成品。本专利技术与现有技术相比，有益的技术效果是：(1)本专利技术的固体推进剂耐水解性能优异，50mm×50mm×20mm的药块在清水和3.5％盐水中浸泡达24～48小时，失重小于3％，体积变化小于2％，不发生明显变化。而现有的固体推进剂不能耐自来水和3.5％盐水。(2)本专利技术的固体推进剂的耐温性能较好，耐温级别达到200℃48小时，不发生自燃，能够在高温多水环境中使用。具体实施方式遵从上述技术方案，下述实施例给出一种油气深井用耐高温固体推进剂，以重量百分数计，由以下原料组成：高氯酸钾为35％～50％，1，1－二氨基－2，2－二硝基乙烯为10％～25％，耐高温环氧树脂为10％～20.9％，双酚A环氧树脂为0～16.58％，环氧树脂活性稀释剂为4.75％～13.03％，促进剂三氟化硼-胺络合物为0.5％，消泡剂为0.03％，二氨基二苯砜为6.57％～8.14％，原料重量百分数总和为100％，其中：所述的双酚A环氧树脂为环氧树脂E-51；所述的耐高温环氧树脂为4,4’-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺型环氧树脂、3,4’-二氨基二苯醚四缩水甘油胺型环氧树脂或4,4’-二氨基二苯醚四缩水甘油胺型环氧树脂；所述的环氧树脂活性稀释剂为邻甲苯基缩水甘油醚或聚乙二醇二缩水甘油醚；所述的消泡剂为硅酮树脂。所述的促进剂为三氟化硼-胺络合物。优选的油气深井用耐高温固体推进剂，以重量百分数计，由以下原料组成：高氯酸钾为35％，1，1－二氨基－2，2－二硝基乙烯为25％，4,4’-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺型环氧树脂为14.40％，环氧树脂E-51为5.47％，邻甲苯基缩水甘油醚为13.03％，促进剂三氟化硼-胺络合物为0.50％，硅酮树脂为0.03％，二氨基二苯砜为6.57％。上述原料的规格要求如下：高氯酸钾为工业品。1，1－二氨基－2，2－二硝基乙烯，以下简称FOX-7，密度1.885g/cm3,亮黄色固体粉末。FOX-7的结构式如下所示：4,4’-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺型环氧树脂(缩写为TGDDM)，红棕色至琥珀色粘稠液体，环氧值≥0.8当量/100g，黏度3.0～7.0Pa·s(50℃)。TGDDM的结构式如下所示：环氧树脂E-51的环氧值为0.48～0.54，黏度6.0～10.0Pa·s(25℃)，聚合度n＝0.1～0.28,相对分子质量在307～420。环氧树脂E-51的分子式如下所示：邻甲苯基缩水甘油醚外观为无色至淡黄色透明液体，环氧值为0.50～0.54当量/100g，25℃黏度为5～10mPa·s。聚乙二醇二缩水甘油醚外观为无色至淡黄色透明液体，环氧值为0.30～0.36当量/100g，25℃黏度为50～70mPa·s。硅酮树脂的黏度为(100～1100)×10-6m2/s，折射率nD251.400～1.410。上述油气深井用耐高温固体推进剂的制备方法，该方法按照以下步骤进行：步骤一，按照配方比例，以重量百分数计，将耐高温环氧树脂为10％～20.90％，双酚A环氧树脂为0～16.58％，环氧树脂活性稀释剂为4.75％～13.03％，促进剂三氟化硼-胺络合物为0.50％，消泡剂为0.03％，加入混合锅内，预混10分钟；步骤二，以重量百分数计，向步骤一的体系中加入高氯酸钾为35％～50％，1，1－二氨基－2，2－二硝基乙烯为10％～25％，混合50分钟后，再加入二氨基二苯砜为6.57％～8.14％，混合15分钟后停止混合，得到药浆；步骤三，将步骤二得到的药浆浇注到模具中，放入130℃烘箱内固化72小时，退模，得到耐高温固体推进剂成品。以下给出本专利技术的具体实施例，需要说明的是本专利技术并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本专利技术的保护范围。实施例1：本实施例的油气深井用耐高温固体推进剂，以重量百分数计，由以下原料组成：高氯酸钾为35％，1，1－二氨基－2，2－二硝基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油气深井用耐高温推进剂，其特征在于重量百分组成：高氯酸钾35％～50％，1，1－二氨基－2，2－二硝基乙烯10％～25％，耐高温环氧树脂10％～20.9％，双酚A环氧树脂0～16.58％，环氧树脂活性稀释剂4.75％～13.03％，促进剂0.5％，消泡剂0.03％，二氨基二苯砜6.57％～8.14％，其中：所述耐高温环氧树脂为4,4’‑二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺型环氧树脂、3,4’‑二氨基二苯醚四缩水甘油胺型环氧树脂或4,4’‑二氨基二苯醚四缩水甘油胺型环氧树脂；所述环氧树脂活性稀释剂为邻甲苯基缩水甘油醚或聚乙二醇二缩水甘油醚；所述消泡剂为硅酮树脂；所述促进剂为三氟化硼‑胺络合物。

【技术特征摘要】
1.一种油气深井用耐高温推进剂，其特征在于，重量百分组成：高氯酸钾为35％，1，1－二氨基－2，2－二硝基乙烯为25％，4,4’-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺型环氧树脂为14.40％，环氧树脂E-51为5.47％，邻甲苯基缩水甘油醚为13.03％，三氟化硼-胺络合物为0.50％，硅酮树脂为0.03％，二氨基二苯砜为6.57％；制得的油气深井用耐高温推进剂在200℃下进行耐高温性测试，保温48h，样品的热失重为0.066％。2.如权利要求1所述的油气...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国强，强皆兵，孟玲玲，冉秀伦，李勇宏，刘春，邓重清，屈蓓，
申请(专利权)人：西安近代化学研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61