【摘要】本文在總結(jié)彈間干擾產(chǎn)生的原因和常規(guī)解決途徑的基礎(chǔ)上，提出了新的降低爆轟波傳播對后一發(fā)射孔彈影響的方法。

【關(guān)鍵詞】彈間干擾；彈套；爆轟波強(qiáng)度；阻尼

射孔在油氣開發(fā)過程中起到臨門一腳的重要作用，高孔密深穿透和高孔密大孔徑射孔器則集高孔密深穿透或高孔密大孔徑的優(yōu)勢于一體，能夠更好地滿足油氣田開發(fā)的需要。但是在實際使用過程中發(fā)現(xiàn)，高孔密射孔器的使用效果并不能達(dá)到預(yù)計穿深指標(biāo)；經(jīng)過地面混凝土靶模擬裝槍檢測發(fā)現(xiàn)，當(dāng)孔密達(dá)到一定程度后，如30孔/米以上，射孔器的穿深指標(biāo)會出現(xiàn)明顯波動，多數(shù)數(shù)值下降顯著，彈間干擾是引起這一現(xiàn)象的主要原因。降低甚至消除彈間干擾，是高孔密射孔器研發(fā)的一項重要課題。

1、彈間干擾的成因

由爆轟理論可知，射孔彈爆轟后，爆轟波在彈殼內(nèi)外壁及藥型罩之間會進(jìn)行多次反射，直至爆轟產(chǎn)物的壓力下降到射孔彈裝藥穩(wěn)定爆轟爆壓的1/8以下后，爆轟波將不再對藥型罩的壓垮做出貢獻(xiàn)。在這個過程中，彈殼要經(jīng)歷彈性變形──塑性變形──裂解的過程，所以殼體的設(shè)計結(jié)構(gòu)和厚度對射流的形成有相當(dāng)大的影響。

一般情況下，殼體裂解時間均超過20μs，在常規(guī)孔密的條件下，由于相鄰射孔彈的間距較大，前一發(fā)射孔彈爆炸生成的產(chǎn)物場不會對下一發(fā)射孔彈產(chǎn)生明顯的影響；而高孔密條件下，彈間距較小（幾個毫米），相鄰彈的起爆時間為幾個微秒，因此彈殼碎片引起的干擾的可能性很小，彈間干擾產(chǎn)生的主要原因是射孔彈爆轟波引起的沖擊波傳播所致，導(dǎo)致壓力場不對稱引起的。即前一發(fā)彈引起的爆轟波經(jīng)由彈架傳播或者空氣傳播，穿透彈殼后加載到后一發(fā)彈上（沖擊波隨著距離的增大而衰減），當(dāng)后一發(fā)彈爆轟時，彈殼已經(jīng)處于一種不對稱的壓力場狀態(tài)，從而引發(fā)第二發(fā)彈射流不對稱、不完全，影響穿深性能。如89DP25四相位射孔器彈間距由62.5mm降低到50.0mm時便產(chǎn)生這種現(xiàn)象。

如果射孔器內(nèi)第二發(fā)彈能在第一發(fā)彈影響之前使自己的壓力場增加到足夠強(qiáng)大，那么第一發(fā)彈產(chǎn)生的影響就相對減小，甚至可以忽略不計。這樣即使在彈間距很小的情況下也不會出現(xiàn)明顯的彈間干擾，可見降低彈間起爆時間或者增加相鄰兩發(fā)射孔彈的間距，是十分有效的方法。

過度彎曲的導(dǎo)爆索也是降低高孔密射孔器總體穿深性能的一個關(guān)鍵因素。導(dǎo)爆索產(chǎn)生的爆轟波通過引爆射孔彈殼體尾部的傳爆孔中的炸藥，從而達(dá)到對射孔彈進(jìn)行中心引爆的效果。爆轟理論告訴我們，爆轟波或沖擊波在鋼鐵中傳播的速度非常高，同時，短距離傳播對爆轟波或沖擊波的衰減較小，過度彎曲的導(dǎo)爆索會將爆轟波通過射孔彈殼體尾部緊密接觸部分傳遞給主裝藥，從而產(chǎn)生一定量的偏心起爆的效果，而偏心起爆也會顯著降低射孔彈的穿深性能。

2、目前采用的降低彈間干擾的主要方法

2.1增加導(dǎo)爆索的爆速：高孔密射孔器中相鄰射孔彈起爆的時間差減小，前一發(fā)射孔彈爆轟后引起的沖擊波對滯后爆轟的射孔彈的作用時間減小，因而彈間干擾降低。

2.2增加彈間距：當(dāng)導(dǎo)爆索的爆速一定時，對一定的射孔彈和一定的固彈方式來說，彈間干擾的程度取決于彈間距，間距越小，干擾越嚴(yán)重，當(dāng)間距增大到一定值時，干擾現(xiàn)象基本清除，可以采用八相位分布等方式獲得更大的彈間距。

2.3殼體設(shè)計改進(jìn)：高孔密射孔器存在的干擾作用，受射孔彈本身的裝藥量和幾何結(jié)構(gòu)的影響。一般而言，當(dāng)一定彈間距時，裝藥量越大，殼體越薄，干擾越嚴(yán)重，盡可能地增加殼體厚度，有利于降低彈間干擾和提高穿深性能。

2.4其它：彈架的直徑等的改進(jìn)，也可以獲得一定的效果。

3、阻尼作用在降低彈間干擾中的應(yīng)用

在相鄰的射孔彈之間增加阻尼材料，可以明顯地降低前一發(fā)射孔彈產(chǎn)生的爆轟波對下一發(fā)射孔彈所產(chǎn)生的爆轟波干擾。阻尼材料的使用，主要有以下兩個方面：

3.1使用有阻尼效果的彈架

考慮到彈架強(qiáng)度、使用習(xí)慣和加工難度的問題，目前使用的高孔密彈架基本上都是鋼材的，爆轟波在鋼材中傳播速度遠(yuǎn)高于空氣中的傳播速度，而且衰減更為緩慢，考慮使用復(fù)合材料彈架?？梢杂行Ы档秃妥枘岜Z波對下一發(fā)射孔彈的影響。

3.2使用有阻尼效果的彈套

在射孔彈殼體的外層增加一層塑料制成的彈套，優(yōu)點有四個。其一，在射孔器運(yùn)輸和使用過程中，減少因震動造成的藥型罩與炸藥、殼體脫離的概率，保障穿孔深度不降低；其二，上一發(fā)或者幾發(fā)射孔彈爆炸后產(chǎn)生的爆轟波，需要首先經(jīng)過塑料外套，才能到達(dá)殼體，從而衰減了爆轟波的強(qiáng)度，降低了其影響效果；其三，本發(fā)射孔彈爆炸后，爆轟波會通過塑料外套衰減后，才能傳遞到彈架，降低了對后一發(fā)射孔彈的影響；其四，可以提高導(dǎo)爆索對射孔彈的中心起爆效果，導(dǎo)爆索對射孔彈的偏心起爆效應(yīng)明顯下降。

4、結(jié)束語

通過以上的分析，我們對高孔密射孔器的彈間干擾產(chǎn)生的原因和解決方法有了明確的認(rèn)識，尤其是采用有阻尼效果的彈套，不但可以降低彈間干擾，還能夠減少因?qū)П鲝澢潭冗^大而引起的偏心起爆對射孔彈穿深性能的影響。

參考文獻(xiàn)

[1]石前.高孔密深穿透射孔器設(shè)計方法，2004射孔年會

[2]李東傳.彈間干擾判定方法初探，2005射孔年會

作者簡介

董慶，男，1979年01月出生，工程師；現(xiàn)在大慶射孔彈廠研究所從事射孔器材開發(fā)。2004年畢業(yè)于佳木斯大學(xué)金屬材料工程系。