油气井管柱切割用烟火药配方、工艺、装置设计及应用

发布时间：2022-02-26 17:21

　　烟火药是应用非常广泛的复合型含能材料,由于其不需要外界提供氧气的条件下,可发生自身的氧化还原反应使反应得到持续进行,广泛的应用于军事及非军事领域,由其特点是燃烧可产生热、烟、光、声等特种的烟火效果。最近几年烟火切割技术作为一种新型的切割技术在国内得到了快速的发展,其利用烟火药的热效应及气动效应而实现对金属的切割,在国民经济建设中及当代高科技战争中发挥了非常重要的作用。铝热剂型烟火药燃烧后通过特定的装置释放可形成高温、高压的金属射流,由于此种金属流体具有非常高的温度及速度,所以当此种金属流体作用于金属目标物上时,可在短时间内对金属目标物进行连续的烧蚀及冲刷,从而实现对金属目标物的切割。近几年来随着我国石油勘探开发难度的增加其钻井、生产等过程中造成钻杆、油管遇卡事故数量也逐年增加,而井下特种切割技术可以快速的解决遇卡事故,传统的特种切割技术存在着切割装置直径大、切口翻边大、运输、储存不方便等弊端。而将烟火切割技术应用于油气井井下金属管柱的切割中,可为油气井金属管柱切割提供一种新型的切割技术,解决切割装置直径大、翻边大、运输、储存不方便的弊端,可降低施工周期、后续施工成本。本文主要从烟火切割... 

【文章来源】：西北大学陕西省211工程院校

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 切割技术分类
        1.2.1 机械割刀切割技术
        1.2.2 聚能切割技术
        1.2.3 化学切割技术
        1.2.4 水力喷砂切割技术
        1.2.5 烟火切割技术
    1.3 烟火药概述
    1.4 烟火药燃烧理论
        1.4.1 烟火药燃烧特点
        1.4.2 烟火药的燃烧过程
        1.4.3 影响烟火药燃烧速度的因素
    1.5 烟火切割技术
    1.6 烟火切割技术研制的关键技术及解决思路
        1.6.1 关键技术
        1.6.2 解决思路
第二章 配方及装置设计
    2.1 试验用原材料及试验仪器
        2.1.1 试验用原料
        2.1.2 实验用设备
    2.2 烟火药配方设计基本思路及方法
    2.3 氧化剂及还原剂的选择
        2.3.1 还原剂的选择
        2.3.2 氧化剂选择
    2.4 烟火药生产工艺试验
        2.4.1 烟火药生产工艺路线设计
        2.4.2 工艺路线的特点
    2.5 烟火药配方设计及试验
        2.5.1 试验方法
        2.5.2 配方试验
        2.5.3 试验方案分析及结论
    2.6 烟火切割装置设计
        2.6.1 总体结构设计要求
        2.6.2 切割装置结构设计及其特点
        2.6.3 切割装置各组成部构成及工作原理
        2.6.4 主装药点火结构设计
    2.7 烟火装置的锚定装置设计。
        2.7.1 锚定装置设计思路
        2.7.2 锚定装置结构设计
        2.7.3 锚定装置各组成部分构成及工作原理
        2.7.4 锚定装置的特点
第三章 试验验证及优化改进
    3.1 主装药配方、切割装置试验及优化改进
        3.1.1 主装药生产
        3.1.2 试验器材参数及试验条件
        3.1.3 试验方法
        3.1.4 试验步骤
        3.1.5 试验结果
        3.1.6 试验结论
        3.1.7 切割性能优化改进及试验
        3.1.8 小结
    3.2 锚定装置地面试验
        3.2.1 锚定装置的基本参数及功能
        3.2.2 锚定装置控制面板的基本功能及锚定装置的控制流程
    3.3 切割装置与锚定装置联动地面试验验证
        3.3.1 系统工具串连接顺序
        3.3.2 试验方法
        3.3.3 试验步骤
        3.3.4 试验结果
        3.3.5 切割装置与锚定装置地面联动试验结论
    3.4 井下试验
        3.4.1 试验井参数
        3.4.2 工具参数及连接
        3.4.3 试验步骤
        3.4.4 试验效果检查
        3.4.5 试验结论
    小结
第四章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间取得的科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]烟火切割技术在油田井下金属管柱切割中的应用[J]. 高强,王宝兴,汪长栓,关民,李森元,崔国强.  工程爆破. 2015(04)
[2]基于烟火切割技术的切割弹研究综述[J]. 吴艺英,王瑞林,辛文彤,王森.  热加工工艺. 2013(03)
[3]烟火药的创新与发展[J]. 潘功配.  含能材料. 2011(05)
[4]烟火切割热力学分析及药剂配方设计与实验[J]. 王鹏,张靖.  含能材料. 2011(04)
[5]烟火药钝感技术的研究[J]. 张晓成,旷成.  花炮科技与市场. 2011(03)
[6]超级铝热剂Al/CuO前驱体的制备、表征、热分解机理及非等温分解反应动力学[J]. 安亭,赵凤起,仪建华,樊学忠,高红旭,郝海霞,王晓红,胡荣祖,裴庆.  物理化学学报. 2011(02)
[7]超级铝热剂的制备、表征及其燃烧催化作用[J]. 安亭,赵凤起,裴庆,肖立柏,徐司雨,高红旭,邢晓玲.  无机化学学报. 2011(02)
[8]烟火切割技术研究进展[J]. 王鹏,张靖.  含能材料. 2010(04)
[9]用于弹药燃烧销毁的高热剂配方试验研究[J]. 易建坤,吴腾芳,贺五一.  爆破. 2005(01)
[10]花炮科研理论的发展和应用[J]. 鸿雁.  花炮科技与市场. 2003(01)



本文编号：3644853