全通径射孔弹架专用粘结剂的研究.pdf

第2 l 卷第3 期 爆破 V 0 l 2 1N o3 2 0 0 4 年9 月B L A S T I N GS e p2 0 0 4 文章编号1 0 0 1 4 8 7 x 2 0 0 4 0 3 0 0 8 5 0 2 全通径射孔弹架专用粘结剂的研究 李森茂，孔凡鹏，杨新锋 甘肃兰金民用爆炸高新技术公司，甘肃兰州7 3 0 0 0 0 摘要全通往射孔是石油射孔领域的一项新技术，由于目前使用的自燃弹槊的强度不能完全满足现场作 业和石油井下环境条件的要求．严重地影响了谊项技术的推广应用。多次模拟试验表明，使用研制的专用粘 姑剂生产的奎通径射孔弹槊完全满足使用要求。 关键词全通径射孔；弹架；专用粘蛄荆；剪切强度 中图分类号T E3 5 7 ．3文献标识码A S t u d y0 nF u A p e r t u r eP e r f o r a t i o nR a c kS p e c i a lB i n d e r L IS e n 一“ l Q o ，K o N GF a n p e n g ，Y A N GX i n f e n g G a n s uL a n j i nC i v i lB 1 8 s t i n gH i g hT e c hC 0 ，L a n z h o u7 3 0 0 0 0 ，Ch i n a A b s t r a c t T h ef u Ua p e n u r ep e d o r a t i o ni san e wt e c h n 0 崦yi nt h ep e t r o k u mp e d o r a t i o nf i e l dT h es t r 。1 1 9 t ho f c u r r e Ⅱt I yu s e dr a c kc a nn o tf u l l ym e e tt h er e q u i r e m e n t 3o f 矗e I dw o r k i T l ga n du n d e r g r o u n de n v i r o n m e n t ，5 0i ti 5l i m * i t e di n i t sa p p I i c a t i o nT t 坨s i m u l a t i o ne x p e m e n t ss h o wt h a tt h ef u Ua p e r t u r ep e r f o r a t i o nr a c kw h l c hi sm a n u f a c t u r e db yp r e p a r e ds p e c i a lb i n d e rc a nm e e tt h er e q u i r e m e n t so fa p p l i c a t i o n ． K e yw o r d s “l Ia p e r t u r ep e r f o r a t i o n ；r a c k ；3 p e c i a lb i n d e ‘；s h e a r i n gs t r e n g t h 1 前言 高效白毁式全通径射孔弹架是由高强度易燃材 料和专用粘结剂加工而成，由于弹架是在常温常压 条件下加工，在井下高温环境中使用，并且要有足够 强度以确保准确定位射孔弹，因此，加工弹架的粘结 剂应该满足加入高能材料后能在常温常压条件下使 弹架具有足够强度，在井下高温环境中同样具有足 够强度，并且射7 L 弹发射后能够完全燃烧，为此，专 项开题研究高效自毁式全通径射孔弹架专用粘结 剂。 2 技术性能 能指标要求 1 固化剂和主体胶在1 3 ℃ 兰州冬季车间室 温 环境中呈液体状，且具有较好的流动性，加入高 能材料 1 0 0 ％～2 0 0 ％ 后，混合胶液在1 2 ～2 5 ℃室 温环境中2 ～3h 内易于涂布。 2 涂布完成后一周内初硬化，而且具有相当强 度，以便脱模。在8 0 ～1 2 0 ℃ 蒸气烘房温度 条件 下能完全硬化，硬化后常温剪切强度不小于1 0 M P a 。 3 固化产物在1 5 0 ℃ 井下高温 环境中4 8h 内具有较高强度，其剪切强度不小于8M P a 。 4 使用该粘结剂加工的弹架，在射孔弹作用下 很容易点燃但不爆炸且燃烧完全无残渣。 本报告所研究的专用粘结剂应满足以下技术性 3专用粘结剂配方的研究 收稿日期2 0 0 4 一0 3 一0 3 ． 作者简介李森茂 1 9 6 9 一 ，男；兰州甘肃兰金民用爆炸高新技术公率小 司工程师 由于环氧树脂具有粘合性好，胶粘强度高，收缩 ，尺寸稳定，配制容易，工艺简单，毒性小等特 万方数据 爆破 2 0 0 4 年9 月 点，对多种材料都具有良好的胶粘能力⋯，因此，选 用环氧树脂系列胶粘剂作为加工高效自毁式全通径 射孔弹架的专用粘结剂比较合适。 研究表明，许多环氧树脂体系在1 0 0 ℃的热空 气中，会发生明显的热氧化降解作用，其表面热氧化 层在应力作用下。成为开裂引发点，使其挠曲强度降 低2 5 ％1 2 j ，表现为脆性大，耐热性差。环氧树脂的 耐热性，既取决于环氧树脂本身的分子结构，又与固 化体系有关，提高环氧树脂系列胶粘剂的耐热性能， 主要途径有改变分子结构，合成新型的耐高温环氧 树脂；完善固化体系，使固化产物具有卓越的耐高温 性能。大多数耐高温环氧树脂胶粘剂在固化过程中 都需要加热，但高效自毁弹架尺寸大，自身加工工艺 也不适宜加热固化。结合弹架专用粘结剂技术性能 指标要求，查阅大量资料的基础上，结合胶粘剂、固 化剂、高能材料的反应机理，通过大量试验，研制出 加工高效自毁式全通径射孔弹架专用的环氧树脂胶 粘剂。 3 ．1 原材料 该胶粘剂原材料包括E 一4 4 环氧树脂，液体羧 基丁腈橡胶 c T B N ，液体羟基丁腈橡胶 H T B N ， 双马来酰亚胺 B M I ，A g 一8 0 环氧树脂，丙烯腈，硫 脲，2 一甲基．4 一乙基眯唑。 3 ．2 弹架专用环氧树脂胶粘剂各组分的制备 32 ．1 固化剂的合成 取E 一4 4 环氧树脂，丙烯腈，硫脲，2 一甲基一4 一乙基 咪唑于1 3 5 ℃温度中反应lh ，制得环氧树脂固化 剂。 3 ．22 改性环氧树脂的制备 取E 一4 4 环氧树脂，A g ‘8 0 环氧树脂，液体丁腈 橡胶于1 0 0 ℃反应2h ，制得改性环氧树脂。 3 ．2 ．3 高能材料的制备 用溶剂将已经粉碎并按一定比例混合完成的高 能材料溶解至适当浓度待用。 3 ．3 试验结果与讨论 3 31 丁腈橡胶用量比例的影响 以不同比例分别取4 份丁腩橡胶制得4 份改性 环氧树脂，分别记作A 、B 、C 、D ，取相同量A 、B 、C 、D 各2 份，分别同比例加入双马来酰亚胺和自制固化 剂以及自制高能填料。进行试验测试。 1 以此配方分别粘结铝合金试片，在室温中固 化7d 后，测试4 种配方在不同温度下的剪切强度， 见表1 。 轰lT 腈楫胶用量比例对剪切强度的影响 M P a 由表l 可见，丁腈橡胶配方量选用C 酉己方，胶 粘剂具有较好的室温及高温剪切强度。 2 将4 种配方胶粘剂分别装入4 个样品纸盒， 在室温中固化7d 后，进行燃烧试验，其结果是4 件 试验样品均燃烧完全。 3 ．3 ．2 双马来酰亚胺用量比例的影响 取4 份相同量的自制改性环氧树脂，分别加人 相同比例自制固化剂以及自制高能填料，再分别加 入不同比例双马来酰亚胺，分别记作A 、B 、C 、D ，取 A 、B 、C 、D 各2 份，进行试验测试。 1 以此配方分别粘结铝台金试片，在室温固化 7d 后．测试4 种配方在不同温度下的剪切强度，见 表2 。 表2 双马来酰弧歧用量比例对剪切强度的影响M P a 由表2 可见，双马来酰亚胺配方量选用C 配 方。胶粘剂具有较好的室温及高温剪切强度。 2 将4 种配方胶粘剂分别装入4 个样品纸盒， 在室温固化7d 后，进行燃烧试验，其结果是4 件试 验样品均燃烧完全。 3 ．3 ．3 固化剂用量比例的影响 取4 份相同量的自制改性环氧树脂，分别加人 相同比例双马来酰亚胺以及自制高能填料，再分别 加入不同比例自制固化剂，分别记作A 、B 、C 、D ，取 A 、B 、C 、D 各2 份。 1 以此配方分别粘结铝合金试片，在室温固化 7d 后．测试4 种配方在不同温度下的剪切强度，见 表3 。 表3 固化剂用量比例对前切强度的影响M P a 由表3 可见，自制固化剂配方量选用C 配方 胶粘剂具有较好的室温及高温剪切强度。 下转第1 0 1 页 万方数据 第2 1 卷第3 期谭权强化爆破公司安全管理探讨1 0 l 爆破行业．是拆除控制爆破不断出事故的原因之一。 因此，应将爆破公司的技术力量、施工力量、注册资 金、年承接爆破工程量、固定施工设备等，作为爆破公 司审批和年审的条件，确保进入行业的单位实力，并 逐年淘汰没有实力的公司，使爆破公司的数量、实力 与爆破市场的大小成正比，确保爆破行业与爆破市场 的有序发展。 3 ．3 全面客观评定爆破公司资质 目前爆破公司的资质评定标准很低且较为笼统， 与公安部核发的爆破工程技术人员安全作业证标准 也不统一。如有的爆破公司成立较早。已经具有A 级 的爆破资质，但其现有技术人员中没有一个取得公安 部核发的A 级拆除爆破的资质；由于政策的原因，爆 破公司在某一单项达到A 级爆破的资质后就能申请 升级，但实际上并不具备在拆除爆破、大爆破等各方 面都具备承担A 级工程的力量。因此，在下一步资质 评定过程中，应将爆破公司的资质与爆破工程技术人 员取得的资质挂钩，将爆破公司的资质分为拆除爆 破、大爆破、一般土岩爆破及特种爆破四大类。每一类 在考虑该公司爆破工程技术人员已取得资质的同时， 还要综合考虑该公司近年来的工程业绩，对公司的资 质实行动态管理，使其取得的资质与实际技术、施工 力量相符。同时，在评定爆破公司资质时，要将该公 司固定的爆破施工力量、设备及安全管理状况，作为 评定公司资质的一个重要条件。以此，将爆破公司的 资质与综合实力紧密相联，形成行业发展的良性循 环，促进爆破行业的全面发展。 参考文献 [ 1 ] 冯叔瑜，顾毅成安全爆破工程永恒的主题[ J ] 爆破， 2 0 0 2 ，1 9 1 l ～4 [ 2 ] 秦尚文爆炸物品安全管理[ M ] 成都四川科学技术出 版社．1 9 8 8 ． 【3 ] 何军城市建 构 筑物控制拆除的国内外现状[ J ] 工 程爆破，1 9 9 9 ， 2 4 3 ～4 5 [ 4 ] 谢先启．城市拆除爆破技术现状及发展趋势[ J ] 爆破， 2 0 0 3 ，2 0 增刊 7 5 ～7 8 ． 【5 ] 中华人民共和国民用爆炸物品管理条例[ s ] 1 9 8 4 上接第8 6 页 2 将4 种配方胶粘剂分别装入4 个样品纸盒，在 室温固化7d 后，进行燃烧试验，其结果是4 件试验样 品均燃烧完全。 33 ．4 高能填料用量比例的影响 取4 份相同量的自制改性环氧树脂，分别加入相 同比例双马来酰亚胺以及自制固化剂，再分别加入不 同比例自制高能填料，分别记作A 、B 、C 、D ，取A 、B 、C 、 D 各2 份。 1 以此配方分别粘结铝合金试片，在室温固化7 d 后，测试4 种配方在不同温度下的剪切强度，见表 4 。 表4 高能填料用量比例对剪切强度的影响m ，a 由表4 可见，自制高能填料配方量选用C 配方， 胶粘剂具有较好的室温及高温剪切强度。 2 将4 种配方胶粘剂分别装入4 个样品纸盒，在 室温固化7d 后。进行燃烧试验，其结果是A 、B 配方 胶粘剂燃烧不完全，有少量残渣存在，C 、D 配方胶粘 剂燃烧完全，无残渣。将C 、D 两配方涂伏卷制弹架． 经检验，性能满足要求。 4 试验结论 本报告所研制的高效自毁式全通径射孔弹架专 用环氧树脂胶粘剂，由于加入双马来酰亚胺 B M I 和 采用自制固化剂，从而提高了耐热性，改善了初凝时 间以及固化所需的环境条件；由于加入丁腈橡胶，改 善了固化产物的机械性能；由于加入自制高能填料， 满足了燃烧性能要求。 参考文献 [ 1 ]王 彦．室温固化高温使用环氧树脂胶粘剂的进展[ J ] 中国胶粘荆。1 9 9 4 ， 6 4 ～7 ． [ 2 ] 黄郁琴试论提高环氧树脂胶粘剂耐热性的途径[ J ] ．热 固性树脂，1 9 9 7 ， 1 1 2 ～】6 万方数据