一种强约束型高威力水胶炸药震源药柱

1.本发明属于爆破器材技术领域，特别涉及一种强约束型高威力水胶炸药震源药柱。


背景技术：

2.震源药柱是一种用于地质勘探的爆破器材，将震源药柱装上雷管并下到井内，连接井位引爆线和电雷管，起爆由仪器控制。当数字地震仪处于正常工作状态时引爆，爆轰波以球面波的形式向地下方向传播，球面波在地层传爆中遇到不同介质时，会产生不同的反射波，数字地震仪接受并记录该发射波的参数，经处理确定各矿层的位置和深度。其中高威力震源药柱用于不同地质条件的石油勘探，用作井下震源，特别是高阻抗的岩石地层。
3.现有高威力震源药柱均使用单质炸药来达到高威力的目的，不仅生产成本高，而且在生产、运输、使用过程中存在极大的安全隐患，近十年以来，由于震源药柱而导致的意外爆炸事故频频发生，造成严重的人员伤亡。通过单质炸药与工业炸药共同爆轰形成的球面波不够稳定，反馈的地震波数据与实际情况有较大偏差。震源药柱外壳多为塑料软壳，在复杂的环境下使用极易破损，即会影响安全，也会导致其爆轰的不稳定。
4.因此，如何降低成本，有效的提高高威力震源药柱的安全性，使震源药柱爆炸形成更加稳定且向下传递的球形波，是相关领域的科研人员、技术人员迫切需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.现有高威力震源药柱的生产成本高，其中单质炸药的使用会导致安全性差、爆轰不完全、爆速不稳定和生成氮氧化物多等缺点。针对以上缺点，本发明提供一种强约束型高威力水胶炸药震源药柱的生产方法，通过使用高强度外壳，使爆轰波沿管路方向传播速度加快；在炸药中加入碱性高氢碳比的稳定剂，使得化学发泡速度变缓，同时通过快速封装来抑制化学发泡产生的后效，从而得到更高的热点密度以及能量密度，大幅度提高了水胶炸药的威力；本发明工艺简单，生产风险低，无需使用单质炸药，制得成品密度高、使用安全、爆速稳定，有效解决了上述背景提出的问题。
6.本发明实现发明目的采用如下技术方案：一种强约束型高威力水胶炸药震源药柱，包括高威力水胶炸药(1)、强约束外壳(2)和密封盖(3)。
7.优选地，所述高威力水胶炸药(1)由化学发泡敏化水胶基质所得；所述高威力水胶炸药(1)中的硝酸甲胺为敏化型可燃剂；所述高威力水胶炸药(1)添加的稳定剂为碱性高氢碳比化合物；
8.优选地，所述强约束外壳(2)为高强度塑料或者金属管壳；
9.优选地，所述密封盖(3)为分离式可串联密封盖；所述密封盖(3)带有密封圈(4)；所述密封盖(3)具有有雷管槽(5)；
10.优选地，所述震源药柱需要装药迅速；
11.优选地，所述水胶炸药由硝酸甲胺、硝酸铵、水、稳定剂、硝酸钠、胶凝剂、发泡剂、交联剂、促进剂和氟化蛋白组成；
12.优选地，所述水胶炸药按照以下质量分数组成：硝酸甲胺质量分数为30％-40％，硝酸铵质量分数为40％-45％，水的质量分数是10％-13％，稳定剂质量分数为0.5％-2％，硝酸钠质量分数为8％-12％，胶凝剂质量分数为0.7％-1.5％，发泡剂质量分数为0.15％-0.25％，交联剂质量分数为0.1％，促进剂质量分数为0.2％-0.5％，氟化蛋白质量分数为0.1％。
13.优选地，水胶炸药的装药密度为1.20-1.45g/cm3；
14.优选地，所述的一种强约束型高威力水胶炸药震源药柱爆速为5000-7000m/s。
15.优选地，所述的一种强约束型高威力水胶炸药震源药柱生产步骤如下：
16.st1：将硝酸铵与水混合加热至65-70℃，硝酸甲胺加热到相同温度后混合，待温度冷却到60℃以下后加入稳定剂，搅拌一分钟，得到混合溶液。
17.st2：将硝酸钠与胶凝剂混合均匀后，边搅拌边倒入上述所制混合液中，然后加入发泡剂，搅拌三分钟，得到水胶基质。
18.st3：将交联剂、促进剂、氟化蛋白一次性加入制备的水胶基质中，搅拌一分钟即得到未发泡完全的高威力水胶炸药。
19.st4：制得上述高威力水胶炸药(1)后，迅速将其装入强约束外壳(2)中，并使用密封盖(3)密封，待发泡结束后，即得到强约束型高威力水胶炸药震源药柱。
20.本发明与现有技术相比，其有益效果体现在：
21.1.该震源药柱未使用单质炸药，加入碱性高氢碳比的稳定剂，使得化学发泡速度变缓，同时通过快速封装来抑制化学发泡产生的后效，从而得到更高的热点密度以及能量密度，具有很高的威力的同时也有很好的防水性。
22.2.该药柱为硝酸铵与硝酸甲胺共晶型炸药，能量物质分布均匀，具有爆速稳定的特点。
23.3.该药柱的外壳为强约束外壳，使爆轰波沿管路方向传播速度加快，大幅度提高了水胶炸药的爆速，同时在运输过程中有很好的抗冲击作用，具有更高的安全性。
24.4.该药柱的生产原料均为常见的工业炸药的生产原料，成本低廉，适合在有水胶炸药生产线的企业推广。
附图说明
25.图1是一种强约束型高威力水胶炸药震源药柱刨面图。
26.图2是一种强约束型高威力水胶炸药震源药柱的密封盖刨面图。
27.图3是一种强约束型高威力水胶炸药震源药柱俯视图。
28.图中：1-高威力水胶炸药；2-强约束外壳；3-密封盖；4-密封垫圈；5-雷管槽。
29.具体实施方法
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是说全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.st1：将硝酸铵(40％-45％)与水(10％-13％)混合加热至65-70℃，硝酸甲胺(30％-40％)加热到相同温度后混合，待温度冷却到60℃以下后加入稳定剂(0.5％-2％)，搅拌一分钟，得到混合溶液。
32.st2：将硝酸钠(8％-12％)与瓜尔胶(0.7％-1.5％)混合均匀后，边搅拌边倒入上述所制混合液中，然后加入发泡剂(0.15％-0.25％)，搅拌三分钟，得到水胶基质。
33.st3：将交联剂(0.1％)、促进剂(0.2％-0.5％)、氟化蛋白(0.1％)一次性加入制备的水胶基质中，搅拌一分钟即得到未发泡完全的高威力水胶炸药。
34.st4：制得上述高威力水胶炸药(1)后，迅速将其装入强约束外壳(2)中，并使用密封盖(3)密封，待发泡结束后，即得到强约束型高威力水胶炸药震源药柱。
35.强约束型高威力震源药柱，水胶炸药装药密度为1.33g/cm3，外壳材质为钢，其内经为55mm，制得震源药柱的爆速为5693m/s。


技术特征：
1.一种强约束型高威力水胶炸药震源药柱，包括高威力水胶炸药、强约束外壳和密封盖，其特征在于所述高威力水胶炸药由化学发泡敏化水胶基质所得；所述高威力水胶炸药中的的硝酸甲胺为敏化型可燃剂；所述高威力水胶炸药添加的稳定剂为碱性高氢碳比化合物。2.根据权利要求1所述的一种强约束型高威力水胶炸药震源药柱，其特征在于所述强约束外壳为高强度塑料或者金属管壳。3.根据权利要求1所述的一种强约束型高威力水胶炸药震源药柱，其特征在于所述密封盖为分离式可串联密封盖；所述密封盖带有密封圈；所述密封盖具有雷管槽。4.根据权利要求1所述的一种强约束型高威力水胶炸药震源药柱，其特征在于所述震源药柱需要装药迅速。5.根据权利要求1所述的一种强约束型高威力水胶炸药震源药柱，其特征在于所述水胶炸药由硝酸甲胺、硝酸铵、水、稳定剂、硝酸钠、胶凝剂、发泡剂、交联剂、促进剂和氟化蛋白组成。6.根据权利要求1所述的一种强约束型高威力水胶炸药震源药柱，其特征在于所述水胶炸药按照以下质量分数组成：硝酸甲胺质量分数为30％-40％，硝酸铵质量分数为40％-45％，水的质量分数为10％-13％，稳定剂质量分数为0.5％-2％，硝酸钠质量分数为8％-12％，胶凝剂质量分数为0.7％-1.5％，发泡剂质量分数为0.15％-0.25％，交联剂质量分数为0.1％，促进剂质量分数为0.2％-0.5％，氟化蛋白质量分数为0.1％。7.根据权利要求1所述的一种强约束型高威力水胶炸药震源药柱，其特征在于水胶炸药的装药密度为1.20-1.45g/cm3。8.根据权利要求1所述的一种强约束型高威力水胶炸药震源药柱，其特征在于所述的一种强约束高威力震源药柱爆速为5000-7000m/s。9.根据权利要求1所述的一种强约束型高威力水胶炸药震源药柱，其特征在于生产步骤如下：st1：将硝酸铵与水混合加热至65-70℃，硝酸甲胺加热到相同温度后混合，待温度冷却到60℃以下后加入稳定剂，搅拌一分钟，得到混合溶液。st2：将硝酸钠与胶凝剂混合均匀后，边搅拌边倒入上述混合液中，然后加入发泡剂，搅拌三分钟，得到水胶基质。st3：将交联剂、促进剂、氟化蛋白一次性加入制备的水胶基质中，搅拌一分钟即得到未发泡完全的高威力水胶炸药。st4：制得上述高威力水胶炸药后，迅速将其装入强约束外壳中，并使用密封盖密封，待发泡结束后，即得到强约束型高威力水胶炸药震源药柱。

技术总结
本发明公开一种强约束型高威力水胶炸药震源药柱的制备方法，该震源药柱由高威力水胶炸药、强约束外壳与密封盖组成，所述水胶炸药由硝酸甲胺、硝酸铵、水、稳定剂、硝酸钠、瓜尔胶、发泡剂、交联剂、促进剂和氟化蛋白组成，所述强约束外壳为高强度塑料或者金属管壳，所述密封盖为带有密封垫圈与雷管槽的可串联式密封盖。本发明提供了一种强约束型高威力水胶炸药震源药柱的生产方法，坚硬外壳为水胶炸药提供了一种强约束条件，碱性高氢碳比稳定剂的加入与快速密封装药抑制化学发泡的后效，增加了热点密度，从而提高了药柱的爆速。同时，该药柱没有用到单质炸药，其成本更低，生产和使用更加安全环保。加安全环保。加安全环保。


技术研发人员：胡洁 牛草原 焦伟豪 黄文尧
受保护的技术使用者：安徽理工大学
技术研发日：2022.05.05
技术公布日：2022/7/29