高温启爆器制造技术

根据一个方面，本发明专利技术的实施方案可以与使用启爆器的装置和方法相关联，所述启爆器包括主体，所述主体被配置来接收包含5‑硝基亚氨基四唑钡(BAX)的至少一种炸药。根据另一方面，启爆器的主体被配置来接收至少两层炸药。在这个实施方案中，炸药层包括5‑硝基亚氨基四唑钡(BAX)的一级炸药，并且二级炸药包括2,6‑双(苦基氨基)‑3,5‑二硝基吡啶(PYX)和/或六硝基二苯乙烯(HNS)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高温启爆器相关申请的交叉引用本申请要求2016年9月23日提交的美国临时申请号62/398,587和2016年5月9日提交的美国临时申请号62/333,760的权益，所述临时申请以引用的方式整体并入本文。
一般描述了一种被配置用于启爆的使用方法和装置，该装置被配置用于长时间的高温应用。
技术介绍
目前在石油和天然气工业中，各种启爆器，例如机械启爆器(包括压力启爆器)和电子或电启爆器在爆炸序列开始时用于射孔枪组件。现有技术的撞击启爆器使用叠氮化铅、叠氮化银、2-(5-氯四氮唑)-五胺钴(III)二高氯酸盐(CLCP)或其混合物作为一级炸药，其启爆像六硝基二苯乙烯(HNS)的二级炸药。如果使用叠氮化铅，这种爆炸材料的组合能够在高达约260℃的温度下有效地启爆射孔枪组件约1至2小时，并且当使用含有叠氮化银的混合物时，在高达约220℃的温度下持续约200小时。不幸的是，随着越来越多的海上钻井正在进行，井变得越来越深并且越来越热，因此目前可用的启爆器不能承受增加的时间和温度要求。目前的爆炸材料不仅无法长时间在高温下保持其爆炸效力，而且由于这类现有的一级炸药(特别是叠氮化铅和叠氮化银)的有害环境影响，还有减少使用它们的趋势。由于特别是在使用过程中的这些材料的高挥发性和高毒性，它们通常需要工人采取更多的预防措施，以降低制造过程中不希望的爆炸和暴露的风险。虽然2,6-双(苦基氨基)-3,5-二硝基吡啶(PYX)已经在现有射孔枪组件中成功地用于传爆药和导爆索中(例如，参见图5)，但它不被认为适合于在启爆器中使用，至少部分是因为它被认为对启爆不敏感。也就是说，与例如HNS和其他二级炸药相比，已知PYX非常难以启爆。此外，虽然已知5-硝基亚氨基四唑钡(BAX)比现有已知的爆炸材料具有改善的热稳定性，但它通常被认为是不适合用于启爆器的材料。鉴于目前可利用的用于启爆射孔枪组件的方法和装置相关的缺点，需要一种装置和方法，其提供用于启爆器的爆炸材料的组合，所述爆炸材料的组合能够长时间地承受高温应用，不会损害启爆炸药的输出量和能力。此外，需要一种装置和方法，其提供用于启爆器的材料的组合，所述材料的组合具有降低的爆炸风险和降低的毒性水平，特别是在启爆器的制造期间。
技术实现思路
根据一个方面，本专利技术的实施方案可以与使用启爆器的装置和方法相关联，所述启爆器包括被配置来接收包含5-硝基亚氨基四唑钡(BAX)的至少一种炸药的主体。根据另一方面，启爆器的主体被配置来接收至少两层炸药。在该实施方案中，炸药层包括5-硝基亚氨基四唑钡(BAX)的一级炸药，并且二级炸药包括2,6-双(苦基氨基)-3,5-二硝基吡啶(PYX)和/或六硝基二苯乙烯(HNS)。附图简述更具体的描述将通过参考其在附图中示出的特定实施方案呈现。应理解，这些附图仅描绘其典型实施方案并且因此不应被理解为限制其范围，示例性实施方案将通过使用附图利用另外专一性和细节进行描述和解释，在附图中：图1a是根据一个实施方案的组装的撞击启爆器的透视图；图1b是图1a的撞击启爆器的透视图，以未组装的方式示出了撞击启爆器；图2是根据一个实施方案的图1a的组装的启爆器的横截面侧视图；图3是根据一个实施方案的电子启爆器的横截面侧视图；图4是根据替代实施方案的撞击启爆器的横截面侧视图；图5a是根据一个实施方案的包括撞击启爆器的管道输送射孔枪组件的局部横截面侧视图；图5b是根据一个实施方案的图5a的管道输送射孔枪组件中使用的撞击启爆器的透视图；图5c是用于图5a的管道输送射孔枪组件的实施方案中的导爆索的一端的透视图；图6是启爆器中使用的各种一级和二级炸药的典型温度稳定性的图示；和图7是爆炸之前和之后的撞击启爆器的端视图。实施方案的各种特征、方面和优点将从以下详述以及附图变得更加显而易见，其中贯穿附图和文本相同数字表示相同部件。各种所描述的特征未必按比例绘制，而是出于突出与一些实施方案相关的具体特征来绘制。具体实施方式现在将对各种实施方案进行详细参考。每个实例通过解释的方式提供，并且不意味着限制并且不构成对所有可能实施方案的限定。为了说明实施方案的特征，现在将在整个公开内容中介绍和引用简单的实例。本领域技术人员将认识到，这些实例是说明性的而不是限制性的，并且纯粹出于说明目的而提供。在说明性实例中并且如图1-4所示，描绘根据一个实施方案的启爆器10。在其最广泛的实施方案中，启爆器10包括主体12，主体12被配置来接收包括5-硝基亚氨基四唑钡(BAX)的至少一种炸药。根据一个方面并且如图2-4所示，主体12配置成用于接收至少两层炸药。在该实施方案中，炸药层包括一级炸药40和二级炸药42，一级炸药40包括5-硝基亚氨基四唑钡(BAX)，而二级炸药42包括2,6-双(苦基氨基)-3,5-二硝基吡啶(PYX)和/或六硝基二苯乙烯(HNS)。进一步预期可以使用二级炸药42的混合物，并且特别地，可以将BAX和PYX混合，以及将PYX和HNS混合来用作二级炸药42。例如，二级炸药42可包括BAX/PYX或PYX/HNS或BAX/PYX/NHS的混合物。在一个实施方案中，BAX将以约150-250mg，或大于约150mg至约220mg，或约200-250mg的量存在于启爆器10中，而PYX将以约240-325mg，或约240-300mg，或约240mg-260mg的量存在。增加PYX的量(相对于BAX的量)将导致更多的输出能量，这将提供更安全的性能和稍微更好的温度等级。如果使用HNS代替PYX或与PYX混合使用，则认为可以使用类似的量(即，约240-325mg总量的二级炸药)。启爆器10的特别有利之处在于它能够长时间地经受高温应用，而不会不利地影响启爆的能力(例如，如在射孔枪组件中发现的情况)。根据一个方面，启爆器10能够承受至少高达约290℃的温度至少约2小时，约250℃至少约100小时，约250℃至少约200小时，约250℃至少约250小时，和/或约300℃至少约1小时，而不显著影响启爆器的性能。虽然有多种方法来测量启爆器的整体性能，并且如下文将更详细地论述，一个有用的参数是测量启爆之后的二级孔36的输出孔直径(例如，参见图7，并且如下文更详细讨论)。确定启爆有效性的另一个有用特性是测量以米/秒为单位测量的爆炸速度(VoD)，即冲击波前沿穿过所引爆炸药的速度，如本领域普通技术人员所理解的那样。因此，可以针对每个测试的时间/温度参数来计算VoD的减少(或损失)百分比。特别参考图1-3并且根据一个方面，启爆器10被配置为撞击启爆器并且包括两部分圆柱形主体。上主体20包括上表面21和下表面22，主体在它们之间延伸，并且由多阶梯周边23(图1-2)或非阶梯(或光滑)周边23(图3)限定。根据一个方面，多阶梯周边23被配置成在尺寸和形状上适应特定射孔枪组件100(图5)的特定承座配置/布置需要。因此，密封构件25可以沿着周边23定位，以在定位在射孔枪组件100内时将启爆器10与流体密封和/或隔离。如本文所示，上表面20包括位于上主体20的上表面21中心的凹陷或凹坑24，并且它被配置成用于接收击发机构。根据一个实施方案，上主体20的下表面22还包括阶梯表面，下表面22的中心部分与上表面21中的凹陷24相对地定位。根据图3所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种启爆器，其包括：主体，所述主体被配置来接收至少一种包含5‑硝基亚氨基四唑钡(BAX)的炸药。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.09 US 62/333,760;2016.09.23 US 62/398,5871.一种启爆器，其包括：主体，所述主体被配置来接收至少一种包含5-硝基亚氨基四唑钡(BAX)的炸药。2.一种启爆器，其包括：主体，所述主体被配置来接收至少两层炸药，所述炸药层包括一级炸药和二级炸药，所述一级炸药包含5-硝基亚氨基四唑钡(BAX)，并且所述二级炸药包含2,6-双(苦基氨基)-3,5-二硝基吡啶(PYX)和/或六硝基二苯乙烯(HNS)。3.如权利要求2所述的启爆器，其中所述二级炸药包含BAX和PYX或PYX和HNS的组合。4.如权利要求1、2或3所述的启爆器，其中所述启爆器由选自电子触发器和机械触发器的触发器启爆。5.如权利要求4所述的启爆器，其中所述电子触发器包括熔丝头或桥接线，其中在触发时，所述熔丝头或桥接线启爆所述一级炸药，并且所述一级炸药启爆所述二级炸药。6.如权利要求4所述的启爆器，其中所述机械触发器包括撞击装置，其中在触发和撞击击发机构时，所述撞击装置启爆所述一级炸药，并且所述一级炸药启爆所述二级炸药。7.如权利要求2-6中任一项所述的启爆器，其中所述主体包括两部分主体，所述两部分主体包括上主体和下主体，其中所述上主体包括上表面和下表面，所述上表面包括位于所述上主体的上表面中心的凹陷，并且所述下主体包括上表面和下表面，所述下主体还包括上凹陷部分，所述上凹陷部分从所述下主体的上表面在所述下主体内中心延伸，从所述凹陷部分延伸的至少两个一级孔，从所述一级孔延伸并且位于所述下主体内的中心的二级孔，以及从所述二级孔延伸的下凹陷部分，所述下凹陷部分从所述下主体的下表面在所述下主体内中心延伸，使得将所述一级炸药放入所述上凹陷部分和所述一级孔以及将所述二级炸药放入所述二级孔中使所述一级炸药与所述二级炸药对准，并且所述上主体与所述下主体的连接使在所述上主体中形成的凹陷与放在所述下主体中的一级炸药对准。8.如权利要求7所述的启爆器，还包括位于所述下凹陷部分内的翼盘，所述翼盘被配置来将所述二级炸药保持在所述二级孔内。9.如权利要求2-6中任一项所述的启爆器，其中所述主体包括上主体和下主体的两部分主体，其中所述上主体包括上表面和下表面，所述下表面包括位于所述上主体的下表面中心的凹陷，其中所述下主体包括二级孔，并且所述一级炸药放置在所述上主体的下表面中的凹陷中，并且所述二级炸药放置在所述二级中，并且所述上主体连接到所述下主体以将所述一级炸药与所述二级炸药对准。10.如权利要求9所述的启爆器，还包括翼盘，所述翼盘定位在所述二级孔的下部内，与所述下主体的下表面相邻并且从所述下主体的下表面凹进，所述翼盘被配置来将所述二级炸药保持在所述二级孔内。11.如前述权利要求中任一项所述的启爆器，其中所述启爆器能够承受至少高达约250℃的温度至少约200小时和/或至少高达约300℃的温度至少约1小时而不会显著影响所述启爆器的性能，即不会使爆炸速度降低超过约20％。12.如前述权利要求中任一项所述的启爆器，还包括施加到所述启爆器上的高温漆，以使所述启爆器气密地密封以防潮。13.如权利要求8或10所述的启爆器，其中所述翼盘通过激光焊接工艺连接到所述启爆器主体。14.如权利要求8、10或13所述的启爆器，还包括施加到所述翼盘的外表面和...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·O·洛肯，L·麦克内利斯，J·穆勒，
申请(专利权)人：德国德力能有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE