专利名称：冲击波式点火具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到起爆和点火用火工品，主要用于震源弹和复合射孔、压裂装置的冲击波式点火具，该点火具由壳体和点火装药等组成。
点火具激发后可点燃黑火药、发射药或烟火药剂，按激发方式分为电点火具、隔板点火具和惯性点火具等。本实用新型与隔板点火具激发方式相同，隔板点火具的作用是爆轰转燃烧，由爆炸性物质稳定爆轰与燃烧之间的一种不稳定变化，尤其是冲击波速度不稳定变化的中间过程。这种变化的具体表现为由每秒数千米的冲击波开始，最终以每秒数百米的冲击波引燃点火药。1995年第二期“火工品”，陈志玮等人发表了“延时隔板起爆器设计”论文，阐述隔板起爆器是通过金属隔板传递冲击波能量，隔板是壳体的组成部分，隔板能够承受较高爆轰压力而未被破坏，因此可使组件密封，防止气体反向泄漏，从而大大提高武器系统的安全性，它广泛用作固体火箭发动机的点火装置。但是延时隔板起爆器不足之处，隔板厚度尺寸公差控制严格、加工精度要求高、成本高，在冲击波及燃烧压力下隔板不得有损伤，隔板的厚度和材料直接影响到点火的可靠性。
本实用新型的目的是为了克服背景技术的不足，设计一种加工容易成本低，更加安全可靠又能满足油田使用要求的冲击波式点火具。
本实用新型为了实现上述目的，设计一种不用金属隔板衰减冲击波而采用空气隔离衰减冲击波引燃点火药，这样就带来技术上的难点其一是空气隔离不能使施主装药产生的冲击波有效的衰减容易引起爆燃，达不到燃烧目的；其二是没有金属隔板，系统不能密封液体反向泄漏。为了解决第一难点，首先将高速爆轰冲击波转换为低速爆轰冲击波，再将低速爆轰冲击波转换为爆燃，最终将爆燃转换为燃烧。由高速爆轰冲击波转换为低速爆轰冲击波采用不同直径、不同爆速的导爆索来实现；由低速爆轰冲击波转换为爆燃，控制低爆速导爆索末端与点火药顶面的距离与空间，也就是空气隔离的间隙，保证冲击波只能引起点火药局部或表层的爆燃；由爆燃转换为燃烧，采用多层次的点火药装药。本实用新型使用在油井内复合射孔、压裂装置的点火上，由于油水混合物以高压形式反向泄漏，这是需要解决的第二难点，采用高爆速导爆索，除了引爆低爆速导爆索外，高爆速导爆索产生高温、高压爆轰波，形成局部的高温、高压腔，阻止油水流入，获得瞬间点火的时间。另外选择合适的点火药，使其爆轰转燃烧时间控制在微秒级，一旦装药被点燃后，瞬间产生高温高压气体，正向压向其与射孔枪体联接通道。在燃烧产生的高温高压气体作用下，油水混合物反向泄漏，在一定间隔时间内，被阻隔在冲击波式点火具与压裂装置外，不会对燃烧产生影响。
本实用新型由壳体和点火装药组成，其特点是壳体由阶梯孔塞3、本体4和含中心孔底盖10构成；点火装药由点火药(6、9、11)、延期药7、黑火药8构成，金属管壳5底有中心孔，金属管壳5内分别依次多层装有黑火药8、延期药7和点火药6、金属管壳5装在本体4内，阶梯孔塞3中心孔装有高爆速导爆索1和低爆速导爆索2，两者端面衔接，阶梯孔塞3与本体4上部紧配合连接，低爆速导爆索2伸入金属管壳5内，与点火药端面保持间隙，本体4下部装有环形的点火药9并与含中心孔底盖10螺纹连接，含中心孔底盖10粘结环形的点火药11。
本实用新型的壳体材料选用对冲击波具有良好吸收和衰减性能的酚醛树脂或金属铝。
本实用新型
如下
附图1是冲击波式点火具剖面图本实用新型优点如下1．加工工艺简单，成本低，价格仅有军用隔板点火具的约10％。
2．多层次点火药保证引燃、爆燃都能正常点火，比隔板点火具更安全可靠。
3．满足油田使用要求，从未发生瞎火现象。
实施例1本实用新型参照附图1实施1.1壳体的制造阶梯孔塞3、本体4和含中心孔底盖10均由酚醛树脂材料制成。阶梯孔塞3中心孔装入高爆速导爆索1和低爆速导爆索2，两者端面衔接。中心阶梯孔侧壁可以吸收、衰减高爆速导爆索1爆轰冲击波能量。本体4加工成中心通孔，本体4用以装配压有点火药6、延期药7和黑火药8的金属管壳5及环形的点火药9。本体4下端和含中心孔底盖10螺纹连接，含中心孔底盖10用以固定金属管壳5和环形的点火药9，含中心孔底盖10的中心孔用以传输环形的点火药9燃烧产生的火焰。1.2点火装药制造点火装药由点火药(6、9、11)、延期药7、黑火药8构成。点火药(6、9、11)由15％Al粉、64％KclO4、15％Mg粉、6％酚醛树脂粉组成。延期药7由60％PbCrO4、4％Fe粉、30％Si粉、6％Cr粉组成。点火药(6、9、11)和延期药7制造中，经粉碎、筛选、干燥后按配比称量。混合均匀用硝棉丙酮造粒，经干燥后筛选，加丙酮粘合成团，强迫过筛后烘干即成点火药6和延期药7成品。点火药(9、11)压制成环形。黑火药8选用成品常规3号小粒黑火药，黑火药8由KNO3、木粉和S组成。1.3金属管壳的制造金属管壳5一般选用镍铜、不锈钢或金属铝材料来制造。冲击波式点火具选用不锈钢为金属管壳5材料，不锈钢具有延伸性能好、抗拉强度和屈服点高、易于压装火工药剂等优点。金属管壳5制造中，须经滚料、拉伸、冲孔、多次压延和切口等工艺，最后在金属管壳5底部钻中心孔。1.4导爆索选择高爆速导爆索1选用起爆能力强、爆轰感度和爆速高、传爆性能好、直径较大的导爆索。低爆速导爆索2选用爆轰感度适中、传爆性能好、爆速低和直径小的导爆索。高爆速导爆索1和低爆速导爆索2宜选用地质、石油领域常用的橡胶导爆索、塑料导爆索或金属管柔性导爆索。冲击波式点火具选用的是金属管柔性导爆索。1.5装配首先将低爆速导爆索2插入阶梯孔塞3下端孔内，其端头须与阶梯孔塞3阶梯孔结合面平齐。其次将高爆速导爆索1插入阶梯孔塞3上端孔内，其端头须和低爆速导爆索2端头平面衔接。然后分别依次多层将黑火药8、延期药7和点火药6压入金属管壳5底部，金属管壳5装入本体4内，环形的点火药9装入本体4内，点火药9须紧贴金属管壳5的底部，再将装配有高爆速导爆索1和低爆速导爆索2的阶梯孔塞3与本体4上部紧配合连接，使低爆速导爆索2伸入金属管壳5内与点火药6端面保持间隙，将含中心孔底盖10以螺纹连接在本体4下部。最后将环形的点火药11用环氧胶粘于含中心孔底盖10的下端，并将点火药11的中心孔与含中心孔底盖10的中心对正。
本实用新型1998年与843厂合作，843厂提供以TNT为主装药的震源弹体，213所提供冲击波式点火具50套，经地面试验完全成功后，又提供给大港油田经过10多次油井试验，安全可靠完全满足油田使用要求。2 本实用新型与实施例1基本相同，不同的是选用金属铝材料，对爆轰波冲击波具有良好的吸收与衰减性能，本实用新型应用于复合射孔、压裂装置效果更好。
权利要求1．一种冲击波式点火具由壳体和点火装药组成，其特征在于壳体由阶梯孔塞(3)、本体(4)和含中心孔底盖(10)构成；点火装药由点火药(6、9、11)、延期药(7)、黑火药(8)构成，金属管壳(5)底有中心孔，金属管壳(5)内分别依次多层装有黑火药(8)、延期药(7)和点火药(6)、金属管壳(5)装在本体(4)内，阶梯孔塞(3)中心孔装有高爆速导爆索(1)和低爆速导爆索(2)，两者端面衔接，阶梯孔塞(3)与本体(4)上部紧配合连接，低爆速导爆索(2)伸入金属管壳(5)内与点火药(6)端面保持间隙，本体4下部装有环形的点火药(9)并与含中心孔底盖(10)螺纹连接，含中心孔底盖(10)粘结环形的点火药(11)。
2．根据权利要求1所述的点火具，其特征在于壳体的材料选用酚醛树脂或金属铝。
专利摘要本实用新型是一种冲击波式点火具,是为了解决现有的隔板点火具,精度要求高、价格昂贵,设计一种空气隔离代替隔板的点火具。需要克服冲击波衰减和液体泄漏问题:采用低爆速导爆索和控制间隙衰减冲击波;采用高爆速导爆索爆炸形成的高压腔和选择快速点火药克服液体泄漏问题。本实用新型价格低廉仅有隔板点火具的约10%,而且更加安全可靠,适用于油田震源弹和复合射孔、压裂装置。
文档编号F23Q13/00GK2450541SQ0026169
公开日2001年9月26日 申请日期2000年11月15日 优先权日2000年11月15日
发明者商弘藻, 胡继国 申请人:中国兵器工业第二一三研究所