陆上石油地震勘探炸药震源的研究进展

 炸药震源是陆上石油地震勘探中常用的激发源,炸药震源的特性研究对提高爆炸地震波能量和地震分辨率具有十分重要的意义。本文从炸药震源的装药组分和装药结构两个方面综述了相关研究进展,评述了这些进展的实际应用价值与局限性,并探讨了未来可能的研究方向。在炸药震源装药组分方面,介绍了地震勘探对炸药震源的基本要求;分析了有助于提高爆炸地震波能量的炸药配方设计方法;总结了中国近20年应用的4种主要震源的装药组分。在炸药震源装药结构方面,分别介绍了多级延迟叠加震源、低爆速细长型震源、聚能型震源、多井组合震源及螺旋装药震源的结构设计原理和爆炸作用机理;分析了各类型震源的应用效果和适用范围;并展望了炸药震源未来可能的发展方向。     

聚能炸药在杭锦旗地震采集中的应用

鄂北杭锦旗地区上古生界蕴含丰富的天然气资源,气藏类型以构造-岩性气藏为主,目前主要的勘探手段为地震岩性勘探,要求地震资料必须具有很好的一致性;但复杂的表层结构使得地震资料品质在不同激发条件下呈现出较大的差异性,给后续岩性处理、解释工作带来困难。为了解决这一问题,以改善激发效果为目的,从增加向下的激发能量入手,将聚能炸药引入杭锦旗地震激发,利用其定向爆轰特性,有效提高了丘陵沙漠区的地震资料品质,改善了杭锦旗地区地震资料的一致性,促进了杭锦旗地区的岩性勘探工作。     

利用LS-OPT软件自动标定DNAN/RDX熔注炸药JWL状态方程参数

爆轰产物状态方程是预估炸药做功能力的重要手段.为拟合JWL状态方程参数,使用铜和钨两种阻抗相差较大的金属飞片进行炸药驱动飞片实验,得到两组飞片自由面中心点速度-时间曲线.使用试错法及LS-OPT软件自动标定两种方法标定了钨飞片工况下的DNAN基熔注炸药(DNAN/RDX 40/60)JWL状态方程参数,试错法得到结果的计算曲线与实验曲线对比误差为16.86%,自动标定的误差为3.04%.再使用自动标定得到的参数对炸药驱动铜飞片的过程进行数值模拟,与铜飞片的实验曲线进行对比,误差为4.60%.研究表明,LS-OPT软件自动标定的方法可用于标定DNAN基熔注炸药JWL状态方程参数,与传统拟合方法相比,可避免进行大量的人工计算,得到的结果更为准确.     

炸药慢烤热点火起爆数值模拟及试验研究

开发了炸药烤燃热起爆仿真计算程序,烤燃求解器采用交替方向隐格式,起爆求解器采用5阶WENO格式进行计算,实现了炸药受热升温到起爆演化全过程数值仿真计算.使用的交替方向隐格式具有无条件稳定、受网格限制小、求解效率高的特点,烤燃计算中引入液相率β对炸药相变进行描述.以TNT炸药为研究对象开展慢烤热起爆数值模拟研究,得到了炸药局部温度演化和临界点火阈值,并给出相变对烤燃过程的影响规律.同时开展TNT慢烤实验,通过嵌入式热电偶传感器对程序进行了验证,仿真得到的温升曲线及相变平台与实验结果对比良好,证实了计算的可靠性.通过力-热-化耦合的模拟计算,给出了炸药受热后点火区域和演化规律,发现反应初始阶段由温度主导,随着反应进程发展转变为压力主导.     

青山硫铁矿炸药自爆的原因分析

分析了铵梯炸药自爆的原因是炸药受热分解 ,并与硫铁矿接触反应所引起的 同时分析了炸药自爆事故的诱因及处理方法 ,提出了预防措施 ,使粉状硫铁矿开采获得成功 ,取得了较好的效果 ,也为类似条件的矿山提供借鉴 表 2 ,参 6     

用高分子添加剂提高乳化炸药的贮存稳定性

目的 研究用高分子添加剂提高乳化炸药的贮存稳定性。方法 采用高低温循环、电导率测试、ＤＳＣ分析及自然贮存等方法表征乳化炸药的稳定性。结果 获得了一种贮存稳定性能良好的乳化炸药配方,并进行了工艺条件的优化。结论 引入高分子添加剂的乳化炸药的稳定性明显高于不含添加剂的乳化炸药,添加剂的存在不会对乳药炸药的爆轰性能产生明显影响。     

同轴共聚结构微流控芯片中HMX液滴生成的理论模拟与实验验证

微流控技术可为球形炸药颗粒的制备提供新的方法,但球形液滴的形成过程尚待深入研究。以奥克托今(HMX)为研究对象,基于COMSOL Multiphysics 5.5的两相流模块建立HMX球形液滴生成模型,采用数值模拟方法分别模拟出入口流速、接触角等因素对HMX液滴生成过程、大小以及生成时间的影响。结果表明：出入口流速的变化不仅影响生成液滴的大小还影响液滴的生成速率;接触角的变化主要影响生成液滴的大小。通过配置相应的高速摄影系统观察微流控芯片中HMX液滴的生成过程,发现理论模拟结果与实验结果的规律吻合较好,表明建模方法可以很好地反映实验过程。HMX液滴形成过程的模拟研究结果可为球形炸药的制备提供理论支撑。     

新型异恶唑啉基TNT吸附剂的制备及性能

以四甲基对苯二甲腈氧化物和乙烯基硅氧烷为原料,通过点击聚合成功制备出含有硅氧烷基团的异恶唑啉基多孔聚合物(PSIPP)。由于PSIPP的疏水性及其与TNT之间的路易斯酸碱作用、偶极-π相互作用和π-π相互作用,PSIPP对TNT的吸附容量可达161 mg/g,吸附平衡时间为14 h,且在5种不同污染水样中对TNT也有很好的吸附性能;经过5次吸附-解吸循环后,对TNT的吸附量仍能达到最大吸附量的85%以上,表明PSIPP具有良好的循环使用性能;质量浓度200 mg/L的TNT溶液经PSIPP 5次吸附处理后可达到国家安全排放标准。异恶唑啉基多孔聚合物可用于TNT污染水的处理。     

坑道口部温压炸药爆炸热效应与冲击波传播规律实验研究

为研究坑道约束作用对于温压炸药爆炸释能过程的影响规律,基于典型长直坑道开展了口外、堵口和口内3种爆炸模式的温压炸药爆炸实验研究。结合多种测试技术对爆炸热效应特征参数以及冲击波压力进行了研究,分析了火球尺寸、辐射亮度、温度变化趋势等热效应参数,阐明了冲击波波形演化过程、冲击波超压峰值、正相作用时间和冲击波比冲量等特征参数的变化规律。研究结果表明,在近坑道口爆炸时,温压炸药中铝粉的后燃反应强度会随着约束增强而不断增强,形成的火球高温范围更广,冲击波强度更高。在形成稳定波形后,口内爆炸正压作用时间为口外爆炸的1.43～1.57倍,冲击波超压峰值当量相当于口外爆炸的2倍。     

缓冲装置对炸药装药抗过载安定性影响研究

采用大型落锤模拟加载系统研究了缓冲装置对炸药装药抗过载安全性的影响。结果表明,缓冲装置可以对炸药进行有效保护;缓冲装置改变了外部载荷的特征,使得外部载荷不容易使炸药点火,进而提高了炸药的抗过载安全性,为战斗部的装药设计提供依据。