[发明专利]复合固体推进剂及其制作的圆管和圆管的制造方法

说明书

复合固体推进剂及其制作的圆管和圆管的制造方法，复合固体推进剂组分质量分数为：粘合剂6%~20%；固化剂0.5%~3%；氧化剂为70%~90%；增塑剂2%~5%；其它组分1%~4%。本发明复合固体推进剂制作的圆管能够在地下4000~7000米工作（或最高工作温度不低于300℃）工作，用于增强射孔枪的射孔深度（穿深）。该方法能够制造壁厚4mm及更薄的复合固体推进剂圆管，以拓展该类产品的种类，为压裂工程提供更多的解决方案。

技术领域

本发明属于石油、页岩气、地热水等地下资源开采技术领域，特别涉及一种复合固体推进剂及其圆管的制造工艺。固体推进剂圆管可用于复合射孔枪，增强射孔效果。

背景技术

地热水、石油、页岩气等地下资源开采过程中，一般需要通过射孔枪射孔以沟通储层，创造或增加目标资源流出的通道，最终达到提高资源采收率的目的。其中，射孔深度（穿深）是决定采收率水平的一项关键指标。为了增加射孔深度，一般需要在射孔枪外额外套装固体推进剂圆管（业内称袖套药筒），现场施工时，在射孔枪下井前，根据射孔枪长度将相应数量的该固体推进剂圆管首尾相接套于射孔枪外组成长段（长度可达数十米），并在长段首尾用专用卡箍固定以完成装配，然后通过射孔触发其燃烧、作功，增加射孔压力，从而增加射孔深度。工程上，现有的固体推进剂圆管的最高工作温度不超过250℃，相应的，最大工作井深不超过4000m（井深越大温度越高）。对于更深的油井（6000~7000m，井下温度约300℃），现有产品不允许使用，否则产品下井过程中未达目标井深便提前工作。

此外，上述固体推进剂圆管的传统制造方法为挤出成型，但该工艺有诸多限制，主要体现在下列3个方面：

（1）所采用推进剂的类型一般为快速固化类固体推进剂，限制了慢固化型复合固体推进剂的应用，但后者一般如耐高低温性能、力学性能等关键性能更优。比如，深度越大，井下温度越高，耐高温性能决定了该产品的工作范围。现有固体推进剂圆管的制造工艺约束了其所能应用固体推进剂的类型，从而限制了现有产品的工作温度一般不高于250℃。

（2）仅适用于较厚产品的生产，一般无法制得壁厚4mm及更薄的固体推进剂圆管。

（3）生产线投入大，开模成本高，适合大批量、规格固定产品的生产。对于不常用规格的小批量产品，生产线调整困难。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供能够在地下4000~7000米工作（或最高工作温度不低于300℃）的复合固体推进剂。

本发明的目的还在于提供上述复合固体推进剂制作的圆管。

本发明的目的还在于提供上述复合固体推进剂圆管制造方法，使得能够制造壁厚4mm及更薄的复合固体推进剂圆管。

本发明的技术方案在于：复合固体推进剂的组分包括粘合剂、固化剂、氧化剂、增塑剂、其它组分；

所述粘合剂为端羟基聚丁二烯烃，质量分数为6%~14%；

所述固化剂为甲苯二异氰酸酯（TDI）和异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）中的一种或二种组合，质量分数为0.5%~2%；

所述氧化剂为高氯酸钾、三氨基三硝基苯（TATB）、六硝基芪（HNS）、二苦氨基二硝基吡啶（PYX）、四硝基二苯并四氮杂戊搭烯（TACOT）、2,4,6-三苦基均三嗪（TPT）、2,4,6-三苦氨基均三嗪（TPM）、九硝基联三苯（NONA）、八硝基联三苯（ONT）中的一种或二种以上组合，质量分数为60%~70%；

所述增塑剂为癸二酸二辛脂（DOS）、己二酸二辛脂（DOA）和邻苯二甲酸二丁酯（DBP）中的一种或二种以上组合，质量分数为2%~4%；