Типы перфораторных лабораторий

Шифр завода	Ранее выпускаемые аналоги	Шасси
МПЗ 21-С26	ЛПС-7	ЗИЛ-131, ЗИЛ-433422
МПЗ 22-С56	ЛПС-8	УРАЛ-4320, УРАЛ-5557
МПЗ 25-С27	ЛПС-5	УАЗ-3962

Примечание: МПЗ – Мытищенский приборостроительный завод.

Современные лаборатории перфораторных станций размещаются на шасси автомобилей ЗИЛ-131, Урал, КАМАЗ в специальном термокузове повышенной комфортности, обеспечивающим внутреннюю температуру не ниже 15º С при внешней температуре - 40º С. Выпускная труба вынесена в правую сторону перед радиатором. Топливные баки удалены от двигателя и защищены металлическими щитками. Автомобиль имеет постоянное заземление в виде цепочки и в виде штыря во время работы для защиты от статических и атмосферных разрядов.

Номинальное напряжение электрического оборудования автомобиля не превышает 24 В. Электропроводка кузова имеет бесшовную изоляцию, исключающую короткое замыкание. Специальный выключатель позволяет отсоединить аккумуляторы от всей цепи.

Стол для заряжаний аппаратов оборудован тисками, цепными зажимами, роликовыми опорами и выдвижными ящиками.

На полу кузова закреплены: стеллаж с ячейками и креплениями для перевозки прострелочно-взрывной аппаратуры; специальные металлические запирающиеся ящики для перевозки средств инициирования отдельно от ВВ, ящики для инструмента и диваны для отдыха персонала.

В комплект лаборатории входят:

- аппаратура спутниковой связи;

- взрывной прибор ПВВ-1;

- комбинированный прибор (авометр) типа Ц -4313;

- набор слесарных и шанцевых (ручных) инструментов;

- мерная геодезическая лента;

- автодорожные сигналы (светоотражатели, желтый проблесковый маячок, дорожный знак «опасность»;

- автомобильная аптечка;

- огнетушители -3 шт;

- запасные части, инструмент, принадлежности и документация.

По прибытии к месту работы ЛПС при наличии в ней взрывчатых материалов устанавливают на расстоянии не менее 20 м от скважины, кузов и металлическое оборудование в нем заземляют на контур заземления.

1.3 Взрывчатые вещества, применяемые при пвр, и их свойства

Взрыв – это очень быстрое выделение большого количества энергии и большого объема газов. Химические взрывчатые вещества, способные вызывать взрыв, содержат в скрытой потенциальной форме энергию на молекулярном уровне. При взрыве происходит химическое преобразование взрывчатых веществ в раскаленные газы, имеющие очень высокое давление. При расширении газы интенсивно охлаждаются, их давление резко падает, и энергия передается окружающей среде с очень большим коэффициентом полезного действия. Газы действуют на окружающую среду с такой силой, что эта среда начинает сжиматься и перемещаться.

Взрывы вызываются не только быстрым превращением химических веществ, они могут быть атомными, электрическими, перегретых паровых котлов, газовых баллонов и т.д. В каждом случае быстро высвобождается большое количество энергии и совершается работа в окружающей среде.

По характеру и скорости распространения взрывные процессы разделяют на горение, взрыв и детонацию.

Горение – протекает со скоростью от миллиметров до сотен метров в секунду, при этом скорость зависит от внешнего давления (пороха). В замкнутом пространстве при быстром нарастании давления и увеличением скорости горения способны выполнять работу метания (фугасное действие). Горение передается за счет теплопроводности, конвекции и излучения.

Взрывом (взрывным превращением вещества) называют распространяющееся со скоростью в тысячи метров в секунду химическое превращение вещества с выделением большого количества тепловой энергии и сильно сжатых газов. Взрыв распространяется путем сжатия вещества ударной волной. Резкий удар газов вызывает деформации и дробление окружающей среды и предметов вблизи взрыва (бризантное действие).

Детонация – взрыв, распространяющийся с максимально возможной для данного вещества и условий скоростью. Определяющее значение имеет волна детонации, распространяющаяся через заряд. Реакция взрывного разложения происходит в зоне, непосредственно примыкающей к фронту детонационной волны. Реакция взрыва протекает в небольшом слое ВВ сразу за фронтом волны и при этом температура, и давление резко скачкообразно повышаются.

Скорость детонации определяется энергией и плотностью ВВ и мало зависит от внешнего давления.

Ударная волна – область сжатия среды с резким скачком давления, плотности и температуры на переднем фронте, перемещающейся со сверхзвуковой скоростью.

Детонационная волна – это ударная волна, проходящая по взрывчатому веществу, сопровождаемая быстрой химической реакцией.

Удельная теплота взрыва – количество теплоты, которое выделяется при взрыве 1 кг ВВ, измеряется в МДж/кг.

Температура взрыва – максимальна температура, которой достигают газообразные продукты взрыва (2000 - 4000⁰ С).

Чувствительность ВВ - способность загораться или взрываться под воздействием внешнего начального импульса механического, теплового или взрыва другого ВВ. Чувствительность определяется величиной начального импульса, необходимого для возбуждения взрывного превращения.

Чувствительность ВВ определяется по величине вероятности, с которой происходит взрыв при соответствующем уровне воздействия. Например, по силе удара груза фиксированной массы (10 кг), падающего с определенной высоты (0,25 м). Различают безопасное воздействие – максимальное, при котором взрывы не происходят, и безотказный уровень воздействия – минимальный, при котором происходит 100% взрывов.

Чувствительность ВВ к начальному механическому импульсу может быть понижена введением в состав веществ, называемых флегматизаторами или повышена с добавкой веществ - сенсебилизаторов.

Стойкость ВВ – это способность сохранять свои физические, химические и взрывные свойства в течение длительного времени. Физическая стойкость ВВ связана с процессами испарения компонентов, выделения жидких составляющих (эксудацией), слеживанием, рекристаллизацией, повышением влажности и др. При этом ВВ теряют свои основные качества и становятся опасными при обращении. Химическая стойкость связана с процессами медленного разложения и зависит от химической природы компонентов и условий хранения.

На свойства ВВ большое влияние оказывает плотность – отношение массы вещества к его объему. Различают действительную (истинную) плотность самого вещества ВВ (изменяется в пределах 1,55 – 1,95 г/см³), гравиметрическую (насыпную) плотность, включая воздушные промежутки (0,5 – 1,0 г/см³), плотность прессования (1,3 – 1,7 г/см³) и плотность заряжания – отношение массы ВВ к объему каморы, занимаемой зарядом.

Взрывчатые вещества, применяемы при ПВР можно условно разделить на пороха, инициирующие и бризантные.

Пороха применяются для метания пуль перфораторов, бойков грунтоносов, создания давления во взрывных пакерах и в генераторах (аккумуляторах) при термогазохимическом воздействии на продуктивные пласты-коллектора.

Дымный порох (ДРП)– механическая смесь угля, селитры и серы черного цвета. Физически и химически стоек. Чувствителен к трению, удару и огню, легко впитывает влагу и при влажности более 2% трудно воспламеним.

Таблица 1.4

Свойства порохов

Показатель	Дымный порох (ДРП)	Бездымные		Термостойкие
		Пироксилиновые (ПП)	Баллиститный (НБпл)
Температура вспышки, оС	290-310	180-200	180-200	220-380
Порог термостойкости, оС	100-120	100-110	100-110	160-290
Температура горения, оС	2500-2600	2400-2700	2500-3400	3400-4500
Плотность, г/см3, зерен прессованного заряда	1,60-1,93 1,50-180	1,56-1,64 -	1,40-1,62 1,24-140	1,60-1,65 1,78-1,95
Чувствительность, %	20	50-60	60-90	50-80
Удельная теплота сгорания, МДж/кг	2,8	2,9-3,8	4,4-5,4	3,3-5,8
Сила пороха, МДж/кг	0,2-0,3	0,9-1,0	0,8-1,2	0,7-1,2
Удельный объем газов, л/кг	280	900-970	840-860	540-750

Бездымный порох в основе своей содержит нитроклетчатку или нитроглицерин, выпускается в разных формах: зерна, таблетки, пластины, трубки и др. При ПВР применяют пироксилиновый порох (ПП), баллиститный (НБпл), термостойкий. Химическая стойкость невысокая, при разложении выделяют токсичные газы и становятся опасными в обращении.

Энергетические (баллистические) характеристики порохов

Удельная теплота сгорания – количество тепла, выделяющегося при сгорании 1 кг пороха в постоянном объеме, измеряется в а мегаджоулях на килограмм (МДж/кг).

Температура горения в замкнутом объеме, определяемая теплотой сгорания.

Удельный объем газообразных продуктов горения – объем газов, образующихся при сгорании 1 кг пороха, при температуре 0^о и атмосферном давлении. Измеряется в литрах на килограмм (л/кг).

Сила пороха – работа расширения продуктов сгорания 1 кг пороха, нагреваемых при атмосферном давлении от 0 до температуры горения. Измеряется МДж/кг

Инициирующие (первичные) взрывчатые вещества легко взрываются в форме детонации при незначительных механических или тепловых воздействиях и способны вызвать детонацию бризантных ВВ

Гремучая ртуть – чувствительна к лучу огня и слабым механическим воздействиям (удар, трение, накол), ядовита, при высокой влажности теряет свойства детонировать. Используется в детонаторах.

Азид свинца - менее чувствителен к механическим воздействиям и лучу огня и имеет более низкую инициирующую способность, чем у гремучей ртути. Не снижает свойств, при увлажнении. Используется в детонаторах.

Тринитрорезорцинат свинца (ТНРС) – чувствительный к пламени и при воспламенении дает мощный луч огня. Инициирующая способность и чувствительность к удару ниже, чему азида свинца. Малогигроскопичен. Используют для повышения воспламеняемости инициирующих составов.

Тетразен – по механической чувствительности близок к гремучей ртути, но не обладает достаточной инициирующей способности для детонации вторичных ВВ. Применяется в качестве примеси к азиду свинца и ТНРС для повышения чувствительности к наколу.

Бризантные взрывчатые вещества при высокой мощности взрыва обладают более высокой устойчивостью к внешним воздействиям, их детонацию вызывают с помощью инициирующих ВВ. Бризантные ВВ используют для изготовления кумулятивных и фугасных зарядов для перфораторов и торпед, детонирующих шнуров, вторичных зарядов детонаторов и взрывных патронов. К бризантным ВВ относят тротил, тетрил, гексоген, октоген, ТЭН, а также термостойкие ВВ: ГНДС, НТФА, ТНБ и др.

Таблица 1.5