活性金属药型罩射孔弹破甲试验研究*

为增大射孔弹的穿孔孔径,设计了一种活性金属药型罩,该种药型罩中包含在外界作用下可产生放热反应的铝/镍金属体系,同时选用3种活性金属材料配方开展相应试验,并与铜钨金属粉末药型罩的作用效能进行对比。试验结果表明,添加一定比例反应性金属能够提高药型罩射流的后效作用能力、增大穿孔孔径,其中,铜粉质量分数为10％时对增加射流穿深几乎没有形成帮助,而当铜粉质量分数为70％时,射流的穿深显著增大。     

药型罩轴向密实度分布对射孔弹性能的影响研究

针对射孔弹研制过程中,钢靶穿深显著提高而混凝土靶穿深未能同向提高的现象,测试了药型罩轴向密实度的分布,并利用脉冲X光照相观测了射孔弹起爆后的射流形态,分析了药型罩轴向密实度分布不均匀对射流的影响。通过优化前后的射孔弹性能对比试验可知:距药型罩口部约2/5的部分密实度偏低,易造成尾部射流的过早断裂,将降低射孔弹在混凝土靶中的穿深。药型罩轴向密实度分布的均匀性提高5.3%,射孔弹在钢靶中的穿深未受影响,但混凝土靶穿孔深度提高约20.5%。     

含能射孔弹双层药型罩穿孔性能研究

含能射孔弹药型罩主要采用含能材料压制的单金属药型罩,该弹穿深性能低。而双层含能射孔弹内层采用高钨配方,外层采用含能材料,既提高了穿深性能,又清洁了孔道。本文中,设计了一种新结构的压罩模具,成功压制了双层药型罩,打靶结果为双层药型罩射孔弹的穿深为695 mm,单金属药型罩为400 mm,双层药型罩的穿深比单金属药型罩提高73.8%,表明与单金属含能射孔弹相比,双层含能射孔弹有明显的优势。     

不同测试方法对射孔弹穿孔性能的评价

采用地面模拟装枪穿钢靶试验、整枪穿环形混凝土靶试验和地面模拟装枪穿砂岩靶试验3种不同的测试方法评价一种114型射孔弹穿孔性能。结果表明:在射孔弹方案研制阶段,选择地面模拟装枪穿钢靶试验,试验成本较低,对优化穿深性能有指导意义;地面模拟装枪穿砂岩靶试验作为射孔弹研制后期的评价方法,贴合射孔弹对地层的射孔效能,对油气增产和射孔弹应用更具指导意义。     

川西海相碳酸盐岩储层射孔效率测试评价试验

川西海相碳酸盐岩储层改造过程中普遍存在地层吸液难、改造难度大的问题,为寻求真实储层环境下的射孔效率与地层高破裂压力的相关性,开展了地面岩石靶以及模拟储层环境岩石靶的射孔测试试验,观察了真实的射孔孔道形态,并测试了穿深、孔径数据。试验结果表明:89型射孔弹在模拟储层环境下的地下穿深只有197 mm,相比于混凝土靶穿深下降达80%,难以有效穿透泥浆污染带以及井眼应力集中带;射孔孔道周围会形成20 mm左右的压实带,孔道内堆积的杵体限制了孔道末端裂缝降破作用的发挥;射孔穿深与岩石抗压强度成负相关;提高射孔弹地下实际穿深以及清洁孔眼使酸液与孔道末端裂缝有效沟通,是川西海相储层下一步射孔降破的有效途径。     

川西海相碳酸盐岩储层射孔效率测试评价试验

川西海相碳酸盐岩储层改造过程中普遍存在地层吸液难、改造难度大的问题,为寻求真实储层环境下的射孔效率与地层高破裂压力的相关性,开展了地面岩石靶以及模拟储层环境岩石靶的射孔测试试验,观察了真实的射孔孔道形态,并测试了穿深、孔径数据。试验结果表明:89型射孔弹在模拟储层环境下的地下穿深只有197mm,相比于混凝土靶穿深下降达80%,难以有效穿透泥浆污染带以及井眼应力集中带;射孔孔道周围会形成20mm左右的压实带,孔道内堆积的杵体限制了孔道末端裂缝降破作用的发挥;射孔穿深与岩石抗压强度成负相关;提高射孔弹地下实际穿深以及清洁孔眼使酸液与孔道末端裂缝有效沟通,是川西海相储层下一步射孔降破的有效途径。     

钨粉颗粒形貌对钨铜合金药型罩破甲性能的影响

为了研究钨粉形貌对钨铜合金药型罩破甲性能的影响,采用了4种不同颗粒形貌的钨粉,利用机械合金化法和冷等静压旋压工艺制备钨铜合金药型罩,并对钨铜合金药型罩射孔弹进行了地面静破甲穿钢靶试验,通过试验分析钨粉形貌对钨铜合金药型罩破甲性能的影响.结果表明:钨粉颗粒完整、形貌为多面体的钨粉,其松装密度达到9.564 g/cm3,制...     

装填RDX基含铝炸药射孔弹的性能试验

为了提高含能射孔弹综合性能,降低致密油气储层的开采难度,对装填RL-F含铝炸药射孔弹的性能进行了研究。首先以RL-F含铝炸药为研究对象,对RL-F含铝炸药进行了机械感度、静电火花感度、5 s延滞期爆发点和DSC热分解测试;其次分别将RL-F含铝炸药和JH-16炸药装填在89型射孔弹中,进行了地面模拟装枪穿钢靶和穿柱状混凝土靶试验。结果显示:RL-F含铝炸药具有合适的机械感度,耐热性良好,适用于射孔弹压装工艺;与装填JH-16炸药的89型射孔弹穿深性能相比,装填RL-F含铝炸药的89型射孔弹地面侵彻钢靶和地面侵彻柱状混凝土靶穿深分别降低了10.6%和27.5%,而装填RL-F炸药在侵彻混凝土靶时射流孔道干净清晰、无杵堵,孔道无压实带。     

基于SPH方法对不同药型罩线性聚能射流形成及后效侵彻过程的模拟

为了解决传统基于网格的数值方法在模拟线性聚能射流问题时因大变形而导致网格畸变使计算难以进行的问题,本文通过自编程实现的光滑粒子法（SPH）对不同药型罩线性聚能装药射流形成及其侵彻金属靶板的过程开展了数值模拟研究,所实现的算法可以为线性聚能射流数值模拟研究提供新途径。本文所开展的研究首先基于已有的线性聚能射流试验模型进行模拟分析,采用SPH方法有效实现了线性聚能射流的形成过程,数值模拟获得的射流头部速度与试验比对误差在10%以内。然后建立了装药质量、药型罩质量和装药横截面宽度相同的前提下不同药型罩线性聚能射流模型,数值模拟获得不同药型罩形成的射流特征以及侵彻金属靶板的开口宽度和侵彻深度随时间的变化规律。研究得到的不同药型罩线性聚能射流形成及后效侵彻规律可为线性聚能射流的设计提供参考。     

钨铜聚能粒子流的侵彻特性研究

为研究钨铜聚能粒子流的侵彻特性,对钨铜多孔药型罩和紫铜板药型罩的侵彻性能进行了试验研究,测试了钨铜聚能粒子流侵彻铝板的穿深与时间关系曲线。试验结果表明:在1倍装药口径炸高下,钨铜聚能粒子流侵彻铝靶的穿深比紫铜板射流侵彻铝靶的穿深要提高31%。利用最小二乘法对穿深与时间关系曲线进行拟合,拟合结果表明穿深与时间的关系呈乘幂形式。结合侵彻试验结果,确定了钨铜聚能粒子流的最后侵彻速度为1657.8m/s。这为多孔药型罩聚能装药的设计提供一定的指导意义。     

钨的SEM、EDS特性对射孔弹性能及生产的影响

文章着重从微观的角度阐述了钨的理化特性对射孔弹性能及生产的影响,提出了钨在射孔弹药型罩上应用的理化指标,进一步证实了球形钨粉和高纯度钨粉对射孔弹性能及生产更为有利.     

具有前驱罩石油射孔弹研究

聚能装药结构能降低喷口对射流的影响,从而达到更好的侵彻效果。主要从药型罩结构和药型罩材料两方面对石油射孔弹进行了试验研究。选取在射孔弹内使用前驱药型罩和主药型罩相结合的结构,使射孔弹爆炸时形成初始速度非常高的前驱射流,为随后的主射流打开一个环形通路,从而达到大孔径、深穿孔的目的,为大孔径、深穿孔射孔弹的设计开发提供了一些基础数据。     

超细钨铜复合粉末注射成型药型罩研发及测试

W-Cu合金结合了钨的高密度与铜的高动态延伸率,是一种前景广阔的药型罩材料.为获得性能优良的金属射流,提高油气井射孔弹的穿孔指标,对高致密均质W-Cu合金药型罩进行了研发.采用热化学工艺开发了不同含铜率(质量分数为10%,15%,20%,25%)的亚微米级超细W-Cu复合粉末,选W-25Cu型复合粉末并采用注射近净成型工艺技术制备了药型罩,将脱脂件在H_2气氛中烧结,峰值温度为1 200℃.采用SEM观察发现,烧结药型罩微观结构为亚微米级的W粒子均匀地分布在Cu基体中,其实测密度高达14.75 g/cm~3.拉伸试验表明,所开发的药型罩材料具有优良的力学性能,极限抗拉强度达到822.4 MPa,屈服强度达807.5 MPa,延伸率为1.18%.破甲性能测试实验证明,该类药型罩具有极其稳定的侵彻性能.     

钨粉颗粒形貌对钨铜合金药型罩破甲性能的影响

为了研究钨粉形貌对钨铜合金药型罩破甲性能的影响,采用了4种不同颗粒形貌的钨粉,利用机械合金化法和冷等静压旋压工艺制备钨铜合金药型罩,并对钨铜合金药型罩射孔弹进行了地面静破甲穿钢靶试验,通过试验分析钨粉形貌对钨铜合金药型罩破甲性能的影响。结果表明:钨粉颗粒完整、形貌为多面体的钨粉,其松装密度达到9.564 g/cm³,制备的钨铜合金药型罩的破甲深度达到338.3 mm,破甲稳定性达到99.21%;而钨粉颗粒有缺陷、形貌为类球状的钨粉,其松装密度仅为7.142 g/cm3,制备的钨铜合金药型罩的破甲深度达到338.3 mm,破甲稳定性达到99.21%;而钨粉颗粒有缺陷、形貌为类球状的钨粉,其松装密度仅为7.142 g/cm³,制备的钨铜合金药型罩的破甲深度为288.1 mm,破甲稳定性为92.7%,分别下降了17.4%和7.6%。     

纳米铝粉对炸药水下爆炸能量的影响研究?

为了研究铝粉颗粒尺度对炸药爆炸能量的影响,分别对含纳米铝粉和微米铝粉的RDX基炸药进行水下试验,获得了不同组成下含纳米铝粉和含微米铝粉炸药水下爆炸的冲击波能和气泡能,分析了纳米铝粉的含量对炸药水下爆炸能量输出的影响规律。试验发现(以质量分数计):当铝粉的含量为20%~40%时,含纳米铝粉的炸药在水下冲击波能和气泡能方面始终低于相同铝粉含量的含微米铝粉的炸药,且差值随铝粉含量的增加而增大;当铝粉总含量为30%和35%时,纳米铝粉与微米铝粉混合使用可使炸药具有较大的水下爆炸总能量,纳米铝粉的最优加入量为10%。结果表明,当混合铝粉总质量分数为35%,且m(微米铝粉)m(纳米铝粉)=2510时,炸药具有最大的水下爆炸能量。     

钨铜粉末药型罩射孔弹对钢靶侵彻的数值模拟

利用Ansys/Ls-Dyna软件对钨铜粉末药型罩射孔弹侵彻钢靶过程进行了数值模拟。运用混合物的叠加原理对钨铜混合材料的状态方程参数进行了计算,得到钨铜(20W80Cu)粉末药型罩的参数。采用多物质ALE算法,模拟了钨铜药型罩射流的形成及侵彻钢靶的过程,模拟89型号射孔弹作用45#钢靶,穿深为153mm,孔径为9.6mm,并与实际情况对比,数值模拟结果与实验结果差别在5%以内。     

无杵堵射孔弹的研制

文章介绍了无杵堵射孔弹粉末药型罩的设计原则、粉末配方及工艺流程，并提供了试验研究结果，提出了研制中应注意的问题及设计原则，使所研制的无杵堵射孔弹深性能有明显提高。     

药型罩质量分布对射孔弹穿透性能的影响

文章用实验的方法研究了石油射孔弹药到罩质质（即密度）分布与射孔弹穿透特性之间的关系．实验中用的是目前国内外普遍使用的金属粉末药型罩，罩质量（即密度）分布情况用γ射线检测仪检测。具体地研究了粉末密度沿药到罩径向以及轴向分布情况对针孔弹穿透深度的影响．     

铜—铝复合罩用于射孔弹的研究

文中对铜铝复合罩在射孔弹上的应用进行了理论及试验上的研究，结果表明其在消除杵堵，射流头部速度及射流速度梯度方面均优于紫铜罩，是解决射孔弹杵堵的一个有效的技术途径。