震源药柱及其制法 本发明涉及一种炸药,特别是一种用于石油地震勘探的震源药柱及其制法。
在现有技术中,震源药柱主装药有三种:铵梯炸药、乳化药和胶质炸药。目前,用量较大的是铵梯炸药,其典型配方有三种:高密度或高爆速配方(爆速≥5000m/s):硝酸铵45%~55%、梯恩梯(TNT)45%~50%、木粉2%~3%;中密度或中爆速配方(爆速4000~5000m/s):硝酸铵60%~70%、TNT30%~35%、木粉3%~5%;低密度或低爆速配方(爆速3500~4000m/s):硝酸铵80%~85%、TNT15%~18%、木粉3%~6%。这三种密度或爆速的震源药柱虽在石油地震勘探中得到较广泛的应用,但还存在以下问题:1、该震源药柱主装药中TNT含量大、毒性高,生产制造过程中,既危害人体健康,又污染环境;2、由于TNT含量大,因此主装药的生产成本高;3、该炸药在生产储贮中容易吸湿、结块,影响其爆炸性能。
本发明的目的是为克服现有技术的不足,在保证炸药各项性能指标符合国标的情况下,通过降低TNT含量的办法,而提供一种震源药柱及其制法。
本发明的目的是由以下技术方案达到的:对于高爆速的震源药柱,其组分和含量(质量%)是:改性硝酸铵68~75、木粉3.5~4.5、复合油相材料1.0~2.5、TNT20~25;对于中爆速的震源药柱,其组分和含量(质量%)是:改性硝酸铵82~85、木粉3.5~4.5、复合油相材料1.0~2.5、TNT10~13;对于低爆速的震源药柱,其组分和含量(质量%)是:改性硝酸铵75~80、木粉16~20、复合油相材料1.0~2.5、TNT2.0~4.0;在上述三种爆速的震源药柱的组分中,改性硝酸铵的组分和含量(质量%)是:硝酸铵99.7~99.9、十八烷胺乙酸盐0.1~0.3;复合油相材料的组分和含量(质量%)是:柴油50~80、石蜡或复合蜡10~35、机油5~15。
上述的三种爆速的震源药柱的制法是:
(1)、将硝酸铵溶解于水中,其溶液的浓度为80~95(质量%),温度为110~140℃,然后加入十八烷胺乙酸盐,随后在0.085~0.098MPa的真空下进行真空析晶,得到改性硝酸铵;
(2)、将改性硝酸铵和木粉进行混合,温度为50~85℃;
(3)、将复合油相材料和由(2)得到地物料进行混合,温度为50~75℃;
(4)、将TNT和(3)得到的物料进行混合,温度为50~70℃;
(5)、将(4)得到的物料冷却至45℃以下进行装药即得到震源药柱,其水分≤0.3%,
本发明的基本原理是:利用表面活性剂的发泡作用,在真空下硝酸铵溶液产生泡沫,溶液中的水份迅速蒸发,改性的硝酸铵快速析出,这种改性的硝酸铵中含有许多微气泡,具有自身敏化的特点(中国专利号为ZL92107873.0专利公开了这种硝酸铵)。用这种经过敏化改性的硝酸铵替代原有配方中的普通硝酸铵,可使TNT的用量大幅度下降,吸湿、结块性得到改善,同时降低了生产成本。
本发明与现有技术相比,其显著优点是:1、大幅度地降低了TNT的用量,减轻了对人体的危害和对环境的污染;2、产品的防吸湿性、抗结块性得到较大的改善;3、产品的原材料成本有较大幅度的下降;4、制造方法简便、可靠,适合于工业化生产。本发明提出的震源药柱广泛适用于石油地震勘探。
下面结合实施例对本发明作进一步详述:
以下实施例均以工业生产200kg的震源药柱为例。
实施例1:高爆速的震源药柱的制造,其组分和含量(质量)是:改性硝酸铵70.5%、木粉4%、复合油相材料1.5%、TNT24%。其中改性硝酸铵的组分和含量(质量)是硝酸铵99.9%、十八烷胺乙酸盐0.1%;复合油相材料的组分和含量(质量)是:柴油70%、石蜡25%、机油5%。
按照上述的组分和含量,制备步骤如下:
(1)、将硝酸铵加入水中,其浓度为90%,然后加入十八烷胺乙酸盐,在130±5℃温度下溶解,然后在-0.094MPa的真空下进行真空析晶,抽真空时间为10分钟,得到水分≤0.3%的改性硝酸铵,备用;
(2)、将柴油、石蜡、机油在温度为90±5℃的条件下进行混溶,全部混溶后在70℃左右保温备用;
(3)、将改性硝酸铵和木粉在轮碾机升温至65℃,碾压10分钟;
(4)、加入复合油相材料再碾压10分钟,温度为65℃;
(5)、最后加入TNT,继续混拌10分钟后出料,温度为65℃;
(6)、将混好后的物料冷却至45℃以下,在螺旋装药机中装药和装箱,即得到高爆速的震源药柱。
实施例2:高爆速的震源药柱,其组分和含量(质量)是:改性硝酸铵73%、木粉4.5%、复合油相材料2.5%、TNT20%。其改性硝酸铵的组分和含量(质量)是硝酸铵99.7%、十八烷胺乙酸盐0.3%;复合油相材料的组分和含量(质量)是:柴油55%、复合蜡35%、机油10%。
上述的组分和含量,按照实施例1的制备步骤即可制造出高爆速的震源药柱。
实施例3:中爆速的震源药柱,其组分和含量(质量)是:改性硝酸铵82.5%、木料%、复合油相材料1.5%和TNT12%。其中改性硝酸铵的组分和含量(质量)是:硝酸铵99.8%、十八烷胺乙酸盐0.2%;复合油相材料的组分和含量(质量)是:柴油50、石蜡35%、机油15%。
上述的组分和含量,按照实施例1的制备步骤即可制造出中爆速的震源药柱。
实施例4:中爆速的震源药柱,其组分和含量(质量)是:改性硝酸铵84%、木粉3.5%、复合油相材料2.5%、TNT10%。其中改性硝酸铵的组分和含量(质量)是:硝酸铵99.75%、十八烷胺乙酸盐0.25%;复合油相材料的组分和含量(质量)是:柴油80%、复合蜡10%、机油10%。
根据实施例1所述的制造步骤进行即可得到中爆速的震源药柱。
实施例5:低爆速的震源药柱,其组分和含量(质量)是:改性硝酸铵77.5%、木粉18%、复合油相材料1.5%、TNT3%。其中改性硝酸铵的组分和含量(质量)是:硝酸铵99.9%、十八烷胺乙酸盐0.1%;复合油相材料的组分和含量(质量)是:柴油70%、石蜡15%、机油15%。
按照实施例1的制造步骤进行即可得到低爆速的震源药柱。
实施例6:低爆速的震源药柱,其组分和含量(质量)是:改性硝酸铵76%、木粉20%、复合油相材料2%、TNT2%。其中改性硝酸铵和复合油相材料的组分和含量同于实施例5。
按照实施例1的制造步骤即可得到低爆速的震源药柱。