Применение порохов для гражданских целей.

Целый ряд областей деятельности человека немыслим без применения порохов. Невозможно представить без использова­ния пороха промысловую и любительскую охоту, спортивные соревнования по стрельбе из гладкоствольного и нарезного ору­жия. Порох со специфическими баллистическими свойствами стал широко применяться в боеприпасах для газовых пистолетов самообороны и монтажно-строительных пистолетов, предназна­ченных для забивания крепежных деталей в блоки из бетона и других прочных строительных материалов. Порох находит при­менение в нефтегазодобывающей промышленности при прове­дении простреленных работ. С помощью дымного и бездымного порохов запускаются фейерверочные ракеты, производятся праздничные салюты, пироэффекты при киносъемках. Без поро­ха в евозможно проведение предупредительных артиллерийских обстрелов в горной местности для обрушения снежных лавин, разгона грозовых облаков и т.д.

 

Наиболее масштабное потребление гражданских пороков прихо­дится на долю охотничьих, спортивных и монтажно-строительных нужд, на которые расходуется около 1200 т пороха в год.

Охотничье и спортивное оружие делится на классы: гладкоствольные ружья; нарезные винтовки и карабины, спортивные пистолеты.

Боеприпасы к гладкоствольному оружию выпускаются следующих ка­либров: 12, 16, 20, 24, 28, 32. Причем калибр в гладкоствольном оружии оп­ределяется не диаметром ствола, а ко­личеством круглых равной массы пуль, которые можно отлить из одного фунта (400 г) свинца. Так, 12 калибр соответствует диаметру круглой пули при условии, что из одного фунта свинца отлито 12 одинаковых пуль. Соответственно 32 калибр равен диа­метру пули при отливке из фунта свинца 32 пуль. Следовательно, чем большим числом характеризуется ка­либр охотничьего ружья, тем меньше диаметр его ствола.

Устройство боеприпасов к гладко­ствольному оружию при дробовом за­ряде показано на рис. 10.18.

В патронах для гладкоствольного оружия применяются пироксилиновые пороха марок «Сунар», «Сунар - Маг-нум», «Сунар СВ», представляющие одноканальные цилиндрические зерна

с толщиной горящего свода 0,18-0,28 мм, длиной 0,5-1,0 мм, диаметром канала 0,1-0,3 мм, и пластинчатый порох «Сокол» с толщиной горящего свода 0,12-0,15 мм и длиной ребра пластин­ки 1,41-1,43 мм, а также сферические пороха марок «Сунар Н», «Супербарс», «Сунар Сф», «Сунар СВС» с диаметром сферы от

0,35 до 0,75 мм.

Насыпная плотность порохов колеблется от 0,5 до 0,9 г/см³. Энергетические и баллистические свойства порохов обеспечи­вают величину начальной скорости дроби (все данные для ружья 12 калибра) 320-325 м/с и максимальное давление 67-69 МПа для охотничьих и соответственно 340 м/с и 90 МПа для спортив­ных ружей. Масса порохового заряда составляет около 2 г при

массе дроби 35 г.

Для нарезного охотничьего и спортивного оружия использу­ется широкий ассортимент порохов, свойства и область приме­нения некоторых из них приведены в табл. 10.7.

Из таблицы видно, что большинство марок относится к сфе­рическим порохам. Причем многие из них представляют высо­кокалорийные растянутые (эллипсоидной формы) пороха. По­следние характеризуются наличием данных по толщине горяще­го свода и наружному диаметру; пороха с недеформированными сферами - только данными о наружном диаметре. Цифровые значения в виде дроби дают в числителе информацию о толщине горящего свода в микрометрах, а в знаменателе - о теплоте го­рения в мегаджоулях.

На рис. 10.19 показаны боеприпасы к нарезному охотничьему и спортивному оружию. Из рисунка видно, что применение находят патроны двух видов - с цилиндрической и бутылкообразной гиль­зой. Первые из них принадлежат к патронам с кольцевым воспламе­нением. Вторые, предназначенные для винтовок и карабинов, имеют впрессованный в дно гильзы капсюль-воспламенитель центрального боя. По внешнему виду они не 'Отличаются от армейских боевых винтовочных патронов.

 

 

В боеприпасах для газовых пистолетов используется пи­роксилиновый зерненый одноканальный порох ПГ с наруж­ным диаметром зерна 0,64-0,86 мм и насыпной плотностью 0,45-0,57 г/см³ и сферические пороха марки ПГС и ПГСН с наружным диаметром в пределах 0,2-0,4 мм и насыпной плот­ностью 0,55-0,70 г/см³. С применением этих порохов изготавли­ваются боеприпасы к газовым пистолетам калибра 5,6, 7,62 и 9 мм.

Для патронов к монтажно-строительным пистолетам различ­ных калибров используется мощный ((2_Г— 4850 кДж/кг) двухос­новный растянутый сферический порох МсСН 17/4,85 с насыпной плотностью не ниже 0,98 г/см³, толщиной горящего свода 0,13-0,21 и диаметром 0,3-0,5 мм.

Широкое применение находят пороха в нефтедобывающей промышленности. Од­ной из обязательных операций при буре­нии скважины является систематический отбор проб грунта с различной глубины скважины с целью определения состава, пористости, проницаемости, нефтегазона-сыщенности породы. Существуют механи­ческие методы отбора проб, которые до­вольно сложны по технологии и конструк­ции грунтоотборочных устройств. Значи­тельно меньшие затраты по трудоемкости и времени достигаются при использовании стреляющих грунтоотборников (грунтоно­сов). Разработаны различные конструкции грунтоносов, но по принципу действия они не имеют больших различий.

 

 

На рис. 10.20 показано устройство стреляющего грунтоноса.

Грунтонос может иметь один или несколько стволов. Ствол 2 помещен в полый боек 4, который соединен с корпусом грунто­носа 1 тросом И. В камору 13 помещается заряд пороха с мос-тиковым электрозапалом. Камору закрывают уплотненными прокладками 12, над которыми помещается боек. Для отбора об разцов породы грунтонос опускают в скважину на кабеле до глубины, на которой расположен предназначенный для отбора пласт. Производя! выстрел. Образовавшиеся пороховые газы выталкивают уплотняющие прокладки, и боек с большой скоро­стью впивается в породу. При этом свободная полость бойка за­бивается грунтом. При подъеме корпуса грунтоноса бойки, со­единенные с корпусом тросом, извлекаются из пробоины в грун­те и поднимаются вместе с грунтоносом на поверхность.

После завершения бурения в скважине необходимо провести операции по соединению продуктив­ного слоя со стволом скважины. Осу­ществляется это путем перфорации (пробития) обсадных труб. Ране*; мы уже знакомились с перфорационными работами, проводимыми с помощью взрыва кумулятивных зарядов. Однако на промыслах по ряду причин наряду с кумулятивными находят применение и пулевые перфораторы. Работа пуле­вого перфоратора сводится к простре­лу обсадной трубы и цементного кольца. Пробивающими элементами служат цельнометаллические пули из твердой стали или разрывные снаряды диаметром 22 и 23 мм (рис. 10.21). Количество пулевых зарядов в пуле­вых перфораторах достигает 90 штук. Производство выстрелов может быть залповое или одиночное.

На рис. 10.22 доказано принципиальное устройство одного из пулевых перфораторов и ствола перфоратора.

После произведения выстрела пули проникают в толщу продуктивного пласта, образуя трещины (каналы), которые в дальней­шем подвергаются гидравлическому разрыву с помощью закачан­ной под большим давлением жидкости. Затем в образовавшиеся увеличенные трещины закачивается вода с песком, который, прони­кая в трещины, закрепляет их.

Для изготовления зарядов к грунтоносам, пулевым и снарядным

перфораторам используются в основном нитроглицериновые мел­копластинчатые пороха НБПл 14-10>НБПл 10-10и НБПл42-20.

В нефтяных скважинах с их углублением наблюдается рост температуры. Так, в скважинах глубиной 4-6 км температура достигает 200°С и выше, а в геотермальных районах высокая температура наблюдается даже на незначительных глубинах. Применение нитроглицериновых порохов в таких скважинах не­допустимо, так как их стойкость ограничивается температурой около 100°С, Для «горячих» скважин разработаны и применяют­ся термостойкие пороха, которые представляют собой смесевые составы. В скважинах с температурой до 180°С применяются смесевые пороха на основе гексогена с добавкой компонентов, обеспечивающих хорошую прессуемость составов (смесь гексогена с тротилом, дымным порохом), а выше 180°С - термостойкие пороха в виде смесей термостойких ВВ, неорганических окисли­телей (солей азотной или хлорной кислот) и полимерной связки.