RU174806U1 - Облицовка кумулятивного заряда - Google Patents
Облицовка кумулятивного заряда Download PDFInfo
- Publication number
- RU174806U1 RU174806U1 RU2017127241U RU2017127241U RU174806U1 RU 174806 U1 RU174806 U1 RU 174806U1 RU 2017127241 U RU2017127241 U RU 2017127241U RU 2017127241 U RU2017127241 U RU 2017127241U RU 174806 U1 RU174806 U1 RU 174806U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lining
- cumulative
- cladding
- density
- powder
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B45/00—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B1/00—Explosive charges characterised by form or shape but not dependent on shape of container
- F42B1/02—Shaped or hollow charges
- F42B1/032—Shaped or hollow charges characterised by the material of the liner
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к прострелочно-взрывной аппаратуре, конкретно - к облицовке кумулятивного заряда.Задачи создания полезной модели: увеличение глубины пробития кумулятивных зарядов и расширение арсенала средств определенного назначения, т.е. кумулятивных зарядов.Достигнутый технический результат: увеличение глубины пробития кумулятивного заряда на 30%…40%.Решение указанных задач достигнуто в облицовке кумулятивного заряда, содержащей свинец и высокоплотный порошок, тем, что облицовка выполнена многослойной и содержит внутренний низкоплотный слой и внешний высокоплотный слой, при этом высокоплотный слой сосредоточен на внешней стороне облицовки, а в качестве высокоплотного порошка использован вольфрам в количестве от 80 до 90 мас.%.Вольфрам может быть применен в виде частиц размерами от 5 до 50 мкм.Облицовка может быть получена методом прессования в два приема одним пуансоном с одновременным вращением матрицы. 2 з.п. ф-лы, 9 ил.
Description
Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и предназначена для использования в кумулятивных зарядах для прострелочно-взрывной аппаратуры, конкретно предложена эффективная облицовка кумулятивных зарядов.
При проведении прострелочно-взрывных работ в скважинах используются кумулятивные заряды. Основным элементом в конструкции заряда является облицовка. Форма и материал, из которой сделана облицовка, определяет основные характеристики кумулятивного заряда: диаметр отверстия и глубину пробития.
Основная задача при разработке кумулятивных зарядов: увеличение их пробивной способности. Для зарядов типа "ГП - глубокое пробитие " используются многокомпонентные порошковые облицовки. Основными характеристиками, определяющими эффективность перфорации, является длина канала, формируемая кумулятивной струей, которая зависит от свойств материала, его плотности, а также она должна обладать максимальным градиентом скорости вдоль кумулятивной струи.
Известна облицовка кумулятивного заряда по патенту РФ №3227307, МПК F42B 1/032, опубл. 10.05.2008 г.).
Эта облицовка выполнена однослойной из порошкового материла, в состав которого входят медь и свинец.
На фиг. 1 показана эта классическая облицовка, сформированная из многокомпонентной порошковой шихты.
Обозначения:
Dк - диаметр калибра кумулятивного заряда,
1облц - высота облицовки,
α1 - внешний угол наклона стенок облицовки,
α2 - внутренний угол наклона стенок облицовки.
Существует несколько способов изготовления порошковых облицовок. Первый способ реализуется с помощью вибропуансона, когда пуансон опускается в матрицу, где находиться шихта с небольшим добавлением машинного масла, в результате при вибрации обеспечивается текучесть шихты, которая выдавливается вибропуансоном и тем самым формируется порошковая облицовка.
Второй способ формирования порошковой облицовки выполняется с помощью вращающейся матрицы. Шихта за счет центробежной силы поднимается вдоль образующей матрицы, а затем происходит прессование облицовки.
Существует два типа облицовок: медно-свинцовые с добавлением машинного масла, где соотношение составляет 85-90% медного порошка, 10-15% свинцового порошка и сверх 100% машинное масло от 0,2-04%. Второй тип облицовок - это облицовки с добавлением высокоплотного компонента. Чаще всего используется вольфрамовый порошок. Соотношение компонентов примерно: 35-70% вольфрамового порошка, 20-75% медного порошка, 10-15% свинцового порошка и сверх 100%, графит 1-1,5% и машинное масло 0,2-0,4%.
Рассмотрим более подробно классическую облицовку, показанную на фиг. 1 и 2. Внутренняя поверхность облицовки соприкасается с осесимметричной шашкой разрывного заряда, угол раскрытия таких облицовок составляет примерно 45-55 градусов, угол внутренней поверхности отличается от угла внешней поверхности на 2-4 градуса. Для увеличения пробития кумулятивного заряда, в шихту, из которой формуется облицовка, добавляют вольфрамовый порошок не менее 65-75%, в этом случае разница в углах раскрытия сокращается до минимума, внешний и внутренний углы уравниваются. Это связано с тем, что изменение толщины вдоль образующей облицовки, при большой разнице в углах, может привести ее к разрушению. Увеличение массы высокоплотного компонента, в шихте, приводит к перераспределению массы вдоль образующей облицовки и когда детонационная волна схлопывает облицовку, за счет инерционности происходит запаздывание схлопывания, где толщина облицовки максимальна, что приводит, как отмечалось ранее, к ее разрушению.
На фиг. 3 показана облицовка кумулятивного снаряда сложной формы, по патенту Франции №2530800, МПК F42B 1/2, опубл., 27.01.1984 г., прототип.
Оболочка выполнена из псевдосплава порошков вольфрама и меди.
При этом массовая доля вольфрама 60%-80%, меди от 20% до 30%. Возможно добавление до 10% серебра и никеля.
Диаметр частиц вольфрама от 5 до 50 мкм.
Плотность спекания 15,5 г/см3.
Поверхность облицовки, которая входит в гнездо разрывного заряда, имеет криволинейную поверхность, где вершина примерно 1/3 от общей высоты линейна, где внутренний и Внешней углы совпадают, затем линейный участок сопрягается с криволинейным участком, с радиусом кривизны R=200-215 мм. Такая облицовка имеет переменный градиент скорости кумулятивной струи, которая формирует канал в бетонной мишени с минимальным скин-фактором. Для увеличения пробития добавляют в шихту высокоплотный компонент в виде вольфрамового порошка. С целью сохранения целостности облицовки в шихту добавляют небольшой процент вольфрамового порошка, не более 35%, что не способствует большему увеличению пробития.
Облицовка сложной формы, показанная на фиг. 2 позволяет сформировать канал в бетонной мишени (общепринятым аналогом) глубиной 900-1000 мм.
Недостаток прототипа: невозможно дальнейшее увеличение глубины пробития брони (свыше 900-1000 мм) кумулятивным снарядом даже при увеличении % содержания вольфрама в оболочке.
Задачи создания полезной модели: увеличение глубины пробития кумулятивных зарядов и расширение арсенала средств определенного назначения, т.е. кумулятивных зарядов.
Достигнутый технический результат: увеличение глубины пробития кумулятивных зарядов на 30%…40%.
Решение указанных задач достигнуто в облицовке кумулятивного заряда, содержащей свинец и высокоплотный порошок, тем, что облицовка выполнена многослойной и содержит внутренний низкоплотный слой и внешний высокоплотный слой, при этом высокоплотный слой выполнен на внешней стороне облицовки, а в качестве высокоплотного порошка использован вольфрам в количестве от 80 до 90 мас.%.
Вольфрам может быть применен в виде частиц размерами от 5 до 50 мкм.
Облицовка может быть получена методом прессования в два приема одним пуансоном с одновременным вращением матрицы.
Сущность полезной модели поясняется на чертежах (фиг. 1-9), где:
на фиг. 1 приведен чертеж облицовки аналога,
на фиг. 2 приведен вид А на фиг. 1,
на фиг. 3 приведен чертеж облицовки прототипа,
на фиг. 4 приведена засыпка первой дозы порошкового материала в матрицу,
на фиг. 5 приведена первая операция прессования облицовки,
на фиг. 6 приведена засыпка второй дозы порошкового материала в матрицу,
на фиг. 7 приведено второе (окончательное) прессование облицовки,
на фиг. 8 приведен вид В на фиг. 7, первый вариант облицовки,
на фиг. 9 приведен вид В на фиг. 7, второй вариант облицовки.
При формировании предложенной многослойной порошковой облицовки, это когда высокоплотный компонент (порошок вольфрама) расположен не во всем объеме порошковой облицовки, а сосредоточен на внешней стороне облицовки. Такая компоновка позволяет увеличить процент содержания высосокоплотного компонента до 80%, без нарушения целостности облицовки, что позволяет увеличить пробитие на 30-40%, так как головная кумулятивная струя формируется при схлопывании облицовки из внешних слоев.
Техническое решение данной задачи представлено на фиг. 4-9.
На фиг. 4 показана матрица 1 и пуансон 2. Пуансон 2 уставлен во втулку 3, в которую засыпают первую дозу порошкового материала 4 (медно-свинцовую шихту). При вращении матрицы шихта поднимается вверх по образующей, одновременно происходит прессование пуансоном 2 низким давлением Р.
На фиг. 5 показана первичная облицовка 5, полученная после первой операции прессования. На фиг. 6 в первичную облицовку 5 засыпают вторую дозу порошкового материала 6 (шихту с большим содержанием высокоплотного компонента). В качестве высокоплотного компонента применен порошок вольфрама в количестве от 80 до 90 мас.%. Второй компонент - свинец в количестве от 10 до 20%. Свыше 100% добавляют 0,2-0,4% машинного масла.
При вращении матрицы 1, вторая доза порошкового материала 6 поднимается по образующей внешней поверхности первичной облицовки 5. На фиг. 7 показано окончательное прессование тем же самым пуансоном 2 при более высоком давлении.
В результате получается многослойная облицовка 7 (фиг. 8), которая содержит несколько слоев. На фиг. 8 многослойная облицовка 7 содержит два слоя: внутренний низкоплотный слой 8 и внешний высокоплотный слой 9. Приведенная на фиг. 9 многослойная облицовка 7 содержит три слоя: внутренний низкоплотный слой 8, внешний высокоплотный слой 9 и расположенный между ними промежуточный слой 10.
Возможны варианты с применением большего количества слоев. При этом химический состав компонентов каждого слоя и их процентное содержание может быть различным. Однако предполагается, что по мере перехода от внутреннего низкоплотного слоя 8 к внешнему высокоплотному слою 9 процентный состав высосокоплотного компонента увеличивается. Между слоями 8 и 9 нет четкой границы и возможна частичная диффузия компонентов из одного слоя в другой.
В качестве высокоплотного компонента могут быть использованы кроме порошка вольфрама порошок молибдена или меди, или стали, или их смеси.
Внешний высокоплотный слой 9 имеет толщину в пределах 0,8-1 мм, внешний и внутренний углы равны α1=α2, так как первичная и вторичная часть облицовки формировались одним пуансоном.
Процесс изготовления оболочек кумулятивных зарядов предложенным способом.
В матрицу 1 засыпают первую дозу порошкового материала 4 (медно-свинцовую шихту). При вращении матрицы 1 шихта поднимается вверх по образующей, одновременно происходит прессование пуансоном 2, относительно низким давлением.
Вместо меди могут быть использованы другие металлы: алюминий, сталь, кадмий, молибден.
В результате этого будет сформирована первичная облицовка 5 (фиг. 5), не содержащая вольфрама.
В первичную облицовку 5 (фиг. 6) засыпают вторую дозу порошкового материала 6 (шихту с большим содержанием высокоплотного компонента, обычно порошка вольфрама).
Осуществляют одновременное вращение матрицы 1 и повторное прессование пуансоном 2. Используется тот же пуансон 2, что и при первом прессовании. В результате получается многослойная облицовка 7 (фиг. 7), содержащая два слоя 8 и 9 (фиг. 8).
В табл. 1 Приведены результаты сравнительных испытаний прототипа и кумулятивных снарядов с предложенной облицовкой и доказательство оптимальности процентного содержания вольфрама во внешнем высокоплотном слое 9.
* - для испытанных образцов приведено процентное содержание компонентов внешнего высокоплотного слоя 9.
** - за 100% принята глубина пробития кумулятивного заряда-прототипа.
Из табл. 1 видно, что оптимальный хим. состав облицовки кумулятивных снарядов:
вольфрам | от 80 до 90%, |
свинец | от 10 до 20%, |
машинное масло (свыше 100%) | от 0,2 до 0,4 мас.% |
Применение полезной модели позволило:
повысить пробиваемость кумулятивного снаряда на 30-40%,
использовать один пуансон для двух операций прессования,
упростить процесс прессования облицовок кумулятивных зарядов,
расширить номенклатуру кумулятивных зарядов.
Claims (3)
1. Облицовка кумулятивного заряда, содержащая свинец и высокоплотный порошок, отличающаяся тем, что облицовка выполнена многослойной и содержит внутренний низкоплотный слой и внешний высокоплотный слой, при этом высокоплотный слой выполнен на внешней стороне облицовки, а в качестве высокоплотного порошка использован вольфрам в количестве от 80 до 90 мас.%.
2. Облицовка кумулятивного заряда по п. 1, отличающаяся тем, что вольфрам применен в виде частиц размерами от 5 до 50 мкм.
3. Облицовка кумулятивного заряда по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что она получена методом прессования в два приема одним пуансоном с одновременным вращением матрицы.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017127241U RU174806U1 (ru) | 2017-07-28 | 2017-07-28 | Облицовка кумулятивного заряда |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017127241U RU174806U1 (ru) | 2017-07-28 | 2017-07-28 | Облицовка кумулятивного заряда |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU174806U1 true RU174806U1 (ru) | 2017-11-02 |
Family
ID=60263203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017127241U RU174806U1 (ru) | 2017-07-28 | 2017-07-28 | Облицовка кумулятивного заряда |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU174806U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2731239C1 (ru) * | 2019-12-13 | 2020-08-31 | Умар Хамидович Булатов | Облицовка кумулятивного заряда |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2522805A1 (fr) * | 1978-06-20 | 1983-09-09 | Saint Louis Inst | Charge creuse explosive a revetement metallique et procede pour sa fabrication |
EP0160118A2 (de) * | 1983-10-07 | 1985-11-06 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Hohl- oder Flachladungsauskleidung |
US5098487A (en) * | 1990-11-28 | 1992-03-24 | Olin Corporation | Copper alloys for shaped charge liners |
RU2151362C1 (ru) * | 1999-04-23 | 2000-06-20 | Государственное научно-производственное предприятие "Базальт" | Кумулятивный заряд с биметаллической облицовкой и способ ее изготовления |
RU2258195C1 (ru) * | 2001-11-14 | 2005-08-10 | Квинетик Лимитед | Облицовка кумулятивного заряда |
-
2017
- 2017-07-28 RU RU2017127241U patent/RU174806U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2522805A1 (fr) * | 1978-06-20 | 1983-09-09 | Saint Louis Inst | Charge creuse explosive a revetement metallique et procede pour sa fabrication |
EP0160118A2 (de) * | 1983-10-07 | 1985-11-06 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Hohl- oder Flachladungsauskleidung |
US5098487A (en) * | 1990-11-28 | 1992-03-24 | Olin Corporation | Copper alloys for shaped charge liners |
RU2151362C1 (ru) * | 1999-04-23 | 2000-06-20 | Государственное научно-производственное предприятие "Базальт" | Кумулятивный заряд с биметаллической облицовкой и способ ее изготовления |
RU2258195C1 (ru) * | 2001-11-14 | 2005-08-10 | Квинетик Лимитед | Облицовка кумулятивного заряда |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
СЕРОВ А.Ю., Особенности функционирования кумулятивных зарядов с двухслойными и порошковыми облицовками, Молодёжный научно-технический вестник, МГТУ им. Баумана, 12.12.2012. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2731239C1 (ru) * | 2019-12-13 | 2020-08-31 | Умар Хамидович Булатов | Облицовка кумулятивного заряда |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1812771B1 (en) | Improvements in and relating to oil well perforators | |
US20030183113A1 (en) | Shaped-charge liner with precursor liner | |
US3566794A (en) | Controlled fragmentation of multi-walled warheads | |
US9335132B1 (en) | Swept hemispherical profile axisymmetric circular linear shaped charge | |
EP1241433B1 (en) | Liner for a shaped charge | |
US4080898A (en) | Spiral wrapped shaped charge liners and munition utilizing same | |
US10739115B2 (en) | Shaped charge liner, method of making same, and shaped charge incorporating same | |
GB2036934A (en) | Armour - penetrating projectile | |
US2900905A (en) | Projectile cavity charges | |
US20180245437A1 (en) | Shaped charge system having multi-composition liner | |
RU174806U1 (ru) | Облицовка кумулятивного заряда | |
US7600476B1 (en) | Geometric/mechanical apparatus to improve well perforator performance | |
EP3403047B1 (en) | Warhead | |
US4727639A (en) | Method of manufacturing subcaliber segmented sabot projectile | |
JP7500729B2 (ja) | 成形炸薬アセンブリ | |
KR101916598B1 (ko) | 균일한 크기의 파편의 성형을 유도하는 파편성형라이너 및 그 제조방법 | |
US9470483B1 (en) | Oil shaped charge for deeper penetration | |
RU2577661C2 (ru) | Кумулятивный заряд | |
US5038683A (en) | High explosive assembly for projecting high velocity long rods | |
US11614311B1 (en) | Prefragmented warheads with enhanced performance | |
RU2151362C1 (ru) | Кумулятивный заряд с биметаллической облицовкой и способ ее изготовления | |
RU2140053C1 (ru) | Кумулятивный заряд | |
RU179027U1 (ru) | Композиционная порошковая облицовка сложной формы для кумулятивных зарядов | |
RU2262059C2 (ru) | Снарядоформирующий заряд | |
RU2733868C1 (ru) | Устройство для перфорации защитных стенок |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200729 |