ДЕТОНАЦИЯ ВЗРЫВНОГО ПРОППАНТА - ГЕКСОГЕНСОДЕРЖАЩЕГО ВОДОНАСЫЩЕННОГО ПЕСКА

摘要

Проведены экспериментальные исследования и термодинамические расчеты детонации взрывного проппанта - гексогенсодержащего водонасыщенного песка. Исследуемый материал представляет интерес для использования в качестве взрывчатой добавки к расклинивающему наполнителю, который закачивается в трещины гидравлического разрыва нефтеносных пластов. Опыты проводились в дюралюминиевых оболочках с цилиндрическим и плоским каналами. Изучена зависимость скорости детонации от содержания гексогена в смеси в диапазоне от 14 до 74 вес. %, размеров частиц гексогена, песка и начальной температуры. Критический диаметр заряда, способного детонировать, снижается при увеличении содержания гексогена в смеси, составляя всего несколько миллиметров при содержании гексогена от 30 вес. % и выше. Полидисперсный гексоген обеспечивает высокую детонационную способность смесей; фракции частиц гексогена в узком диапазоне размеров, в особенности крупный гексоген с частицами размером 0.4-0.7 мм, заметно повышают критический диаметр детонации. При повышении начальной температуры смеси от +20°C до +90°C критическая толщина детонации снижается в несколько раз. Детонация исследуемых смесей в сужающемся плоском канале протекает с постоянной скоростью, которая мало отличается от скорости детонации, измеренной в цилиндрическом канале. Достигнув участка, где раскрытие канала оказывается меньше критического, детонация резко обрывается. Термодинамические расчеты детонации взрывного проппанта проведены с использованием уравнения состояния BKWS в предположении, что песок является инертной добавкой, которая находится в механическом равновесии с продуктами детонации смеси гексоген + вода. Получено удовлетворительное согласие с экспериментом по скорости детонации и ее зависимости от содержания гексогена. Это позволяет заключить, что гексоген в смеси с водонаполненным песком детонирует в пределах узкой зоны реакции, без существенных потерь тепла на нагрев инертной добавки путем конвекции.