Hoàn thiện công nghệ và dây chuyền thiết bị chế tạo đạn bắn vỉa phục vụ thăm dò và khai thác dầu khí

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ QUỐC PHÒNG


DỰ ÁN SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM CẤP NHÀ NƯỚC

BÁO CÁO TỔNG HỢP
KẾT QUẢ THỰC HIỆN DỰ ÁN
HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ VÀ DÂY CHUYỀN THIẾT BỊ CHẾ
TẠO ĐẠN BẮN VỈA PHỤC VỤ THĂM DÒ VÀ
KHAI THÁC DẦU KHÍ
MÃ SỐ: DAÐL-2010/11


CHỦ NHIỆM DỰ ÁN CƠ QUAN CHỦ TRÌ DỰ ÁN




Đại tá, PGS.TS. Ngô Văn Giao


BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
(ký tên và đóng dấu khi gửi lưu trữ)

Hà Nội - 2012




Tổng cục công nghiệp quốc phòng
Viện thuốc phóng thuốc nổ


CộNG HOà X HộI CHủ NGHĩA VIệT
NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Hà Nội, ngày 16 tháng 10 năm 2012

Danh sách tác giả thực hiện
dự án sxtn cấp nhà nớc
(Danh sách những cá nhân đã đóng góp sáng tạo chủ yếu cho đề tài, dự án
đợc sắp xếp theo thứ tự thoả
thuận)

1. Tên dự án: Hoàn thiện công nghệ và dây chuyền thiết bị chế tạo
đạn bắng vỉa phục vụ thăm dò và khai thác dầu khí
Mã số: daĐl-2010/11
Thuộc chơng trình (nếu có):
2. Thời gian thực hiện: 01/2010-12/2011
3. Cơ quan chủ trì: Viện Thuốc phóng Thuốc nổ/ Tổng cục Công
nghiệp Quốc phòng/ Bộ QP.
4. Cơ quan chủ quản: Bộ Quốc phòng
5. Danh sách tác giả:

Số
TT
Chức danh khoa học,
học vị, họ và tên
Tổ chức công tác Chữ ký
1 PGS.TS Ngô Văn Giao Viện TPTN/ Tổng cục CNQP

2 TS Nguyễn Minh Tuấn Viện TPTN/ Tổng cục CNQP

3 ThS Nguyễn Hồng Sơn Viện TPTN/ Tổng cục CNQP

4 Cử nhân Trần Vĩnh Tân Viện TPTN/ Tổng cục CNQP

5 KS Đặng Huy Hiếu Viện TPTN/ Tổng cục CNQP

6 Cử nhân Đỗ Hồng Sơn Viện TPTN/ Tổng cục CNQP

7 KS Hoàng Trung Kiên Học Viện KTQS/ BQP

8 Ths Bùi Văn Tuyến Nhà máy Z115/ Tổng cục
CNQP

9 KS Dơng Văn Thắng XN Địa Vật lý Giếng khoan


Chủ nhiệm dự án
(Họ, tên và chữ ký)

PGS.TS Ngô Văn Giao
Cơ quan chủ trì dự án
(Họ, tên, chữ ký và đóng dấu)


Danh mục các hình vẽ đồ thị
STT Tên hình vẽ, đồ thị Trang
1
Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ chế tạo thuốc nổ trên cơ sở HMX
cho đạn bắn vỉa
4
2 Hình 1.2. Hình dạng kích thớc vỏ đạn 6
3
Hình 1.3 . Sơ đồ nguyên lý chế tạo vỏ đạn bắn vỉa
7
4
Hình 1.4. Phễu đạn bắn vỉa MV-23g HMX-VN và MV- 39g
HMX-VN
8
5 Hình 1.5. Sơ đồ nguyên lý chế tạo phễu kim loại 9
6 Hình 1.6. Sơ đồ nguyên lý chế tạo đạn bắn vỉa 11
7 Hình 2.1. Mô tả phơng pháp gá đạn trên bia thép 17
8 Hình 2.2. Mô tả phơng pháp gá đạn trên bia bê tông 18
9
Hình 3.1. Sơ đồ MBCN sản xuất đạn bắn vỉa
25
10 Hình 3.2. Buồng thử nổ KV-150 M1/02M sx 2008 30
11 Hình 3.3. Hệ thống đo nhiệt lợng nổ DCA5/OZM-CH Séc 30
12

Hình 3.4. Thiết b nung t
0
= 700
0
C
30
13
Hình 3.5. Hệ thống đo tốc độ nổ EXPLOMET-FO-2000
(VOD-8)
30
14 Hình 3.6. Máy đo độ cứng VIKE tế vi 31
15 Hình 3.7. Thiết bị kiểm tra độ đảo 31
16
Hình 3.8. ảnh hởng của thời gian trộn bột kim loại đến
chiều sâu xuyên thép đạn bắn vỉa MV-23g HMX-VN
33
17
Hình 3.9. ảnh hởng của thời gian trộn bột kim loại đến
chiều sâu xuyên thép đạn bắn vỉa MV-39g HMX-VN
33
18
Hình 3.10: Đồ thị biểu diễn chiều sâu xuyên của bia thép
theo tốc độ trộn hỗn hợp bột kim loại
35
19
Hình 3.11. ảnh hởng của lực ép đến tỷ trọng và độ sâu
xuyên thép đạn bắn vỉa MV-23g HMX-VN
38
20
Hình 3.12. ảnh hởng của lực ép đến tỷ trọng và độ sâu

xuyên thép đạn bắn vỉa MV-39g HMX-VN
38
21
Hình 3.13. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của tỷ trọng thuốc
sau khi nén ép vào thời gian nghiền
41
22 Hình3.14 . Sự phụ thuộc của tỷ trọng thuốc vào lực ép 44
23
Hình 3.15. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa khả năng
xuyên vào nhiệt độ thiêu kết
46
24 Hình 3.16. Kíp nổ điện số 8 48
25 Hình 3.17. Dây nổ 48


26 Hình 3.18. Liên kết dây nổ vào kíp nổ điện số 8 48
27 Hình 3.19. Liên kết dây nổ vào kíp nổ điện số 8 49
28 Hình 3.20. Liên kết phụ kiện nổ với quả đạn và bia thép 50
29 Hình 3.21. Hầm thử nổ đạn bắn vỉa 50
30 Hình 3.22. Đo chiều sâu xuyên vào bia thép của đạn bắn vỉa 51
31 Hình 3.23. Mặt trên của bia thép sau khi bắn đạn bắn vỉa 23g 51
32 Hình3.24 . Sơ đồ quá trình công nghệ sản xuất đạn bắn vỉa 56
33 Hình 3.25 . Phễu và đạn bắn vỉa MV-39g HMX-VN 58
34 Hình3.26 . Phễu và đạn bắn vỉa MV-23g HMX-VN 58
35 Hình 3.27. Sản phẩm đạn bắn vỉa MV-23g HMX-VN 58
36 Hình 3.28. Kết quả bắn kiểm tra độ sâu xuyên thép 64



Danh mục các bảng

STT Tên bảng Trang
1
Bảng 1.1. Kết quả thử nghiệm độ sâu xuyên thép và xuyên
bia bêtong đạn bắn vỉa MV-23g HMX-VN ngày
18/07/2005
12
2
Bảng 1.2. Kết quả thử nghiệm độ sâu xuyên thép và xuyên
bia bêtong đạn bắn vỉa MV-23g HMX-VN và đạn bắn vỉa
MV-39g HMX-VN ngày 24/10/2005
13
3
Bng 3.1. Tính toán khoảng cách an toàn cho khu sản xuất
đạn bắn vỉa
28
4 Bảng 3.2. Các trang thiết bị công nghệ chính của Dự án 29
5
Bng 3.3. ảnh hng ca thi gian trn bt kim loi n
kt qu xuyên đạn bắn vỉa MV-23g HMX-VN
32
6
Bảng 3.4. ảnh hởng của thời gian trộn đến kết quả
xuyên đạn bắn vỉa MV-39g HMX-VN
34
7
Bảng 3.5. ảnh hởng của tốc độ trộn tới chất lợng của
hỗn hợp bột kim loại
34
8
Bng 3.6. ảnh hng ca lc ộp n tỷ trọng và sõu

xuyờn thộp đạn bắn vỉa MV-23g HMX-VN
37
9
Bảng 3.7. ảnh hởng của lực ép đến tỷ trọng và độ sâu
xuyên thép phễu kim loại đạn bắn vỉa MV-39g HMX-VN
38
10
Bảng 3.8. Kết quả sự phụ thuộc giữa tỷ trọng thuốc nổ vào
thời gian nghiền
40
11 Bảng 3.9. Sự phụ thuộc của tỷ trọng thuốc vào lực ép 43
12
Bảng 3.10. ảnh hởng của nhiệt độ thiêu kết đến chiều
sâu xuyên bia thép của đạn bắn vỉa MV-23g HMX-VN
và đạn bắn vỉa MV-39g HMX-VN.
46
13
Bảng 3.11. ảnh hởng của nhiệt độ đến khả năng chịu nhiệt
đạn bắn vỉa MV-23g HMX-VN
52
14
Bảng 3.12. ảnh hởng của nhiệt độ đến khả năng chịu nhiệt
đạn bắn vỉa MV-39g HMX-VN
53
15
Bảng 3.13. ảnh hởng của thời gian chịu nhiệt đến chất
lợng đạn bắn vỉa MV-23g HMX-VN
54
16
Bảng 3.14. ảnh hởng của thời gian chịu nhiệt đến chất

lợng đạn bắn vỉa MV-39g HMX-VN
54
17 Bảng 3.15. Kết quả thử nghiệm độ sâu xuyên thép và 60


xuyên bia bêtong đạn bắn vỉa MV-23g HMX-VN
18
Bảng 3.16. Kết quả thử nghiệm độ sâu xuyên thép và
xuyên bia bêtong đạn bắn vỉa MV-39g HMX-VN
62
19
Bảng3.17. Kết quả thử nghiệm độ sâu xuyên thép và
xuyên bia bêtong đạn bắn vỉa MV-23g HMX-VN
64
20
Bảng 3.18. Tổng kinh phí đầu t cần thiết để triển khai Dự
án
69
21 Bảng 3.19: Tổng chi phí và giá thành sản phẩm 70
22 Bảng 3.20: Tổng doanh thu 71
23 Bảng 3.21: Tổng doanh thu 72
24 Bảng 3.22. Tính toán hiệu quả kinh tế Dự án 73

1

Mở đầu

Công nghiệp Dầu khí là một ngành công nghiệp đóng vai trò quan trọng
trong sự nghiệp Công nghiệp hoá và Hiện đại hoá đất nớc. Nâng cao sản
lợng dầu khí là một trong những mục tiêu hàng đầu của ngành Dầu khí.
Trong công nghệ thăm dò khai thác dầu khí, đạn bắn vỉa là vật liệu nổ không
thể thiếu, nó thực hiện việc xuyên phá vỉa, tạo ra các kênh dẫn dầu khí vào
giếng khoan.
Từ năm 2004 đến năm 2006, Viện Thuốc phóng Thuốc nổ đã thực hiện
thành công đề tài cấp Nhà nớc Nghiên cứu thiết kế chế thử súng, dây nổ và
đạn bắn vỉa phục vụ khai thác dầu khí
[1]. Đề tài đã đợc đánh giá nghiệm
thu, kiến nghị áp dụng ngày 08/01/2008 tại Hội đồng KHCN cấp Nhà nớc.
Công nghệ sản xuất hai loại đạn bắn vỉa ở Việt Nam trong phạm vi đề tài mới
đạt đợc trong lĩnh vực nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu là đã xây dựng quy
trình công nghệ chế tạo tơng đối hoàn chỉnh đạn bắn vỉa đạt các chỉ tiêu kỹ
thuật đề ra ở quy mô phòng thí nghiệm với công suất 80ữ100 viên/ngày. Tuy
nhiên,các chỉ tiêu kỹ thuật này của sản phẩm cha thực sự ổn định khi chế tạo
với số lợng lớn. Trong phạm vi đề tài, cha xây dựng các điều kiện thử
nghiệm tĩnh cũng nh cha nghiên cứu chế tạo các trang thiết bị cho thử
nghiệm Cha có quy trình kiểm tra chất lợng sản phẩm và bán sản phẩm,
cha xây dựng đợc dây chuyền công nghệ chế tạo ổn định. Sản phẩm đạn
bắn vỉa có độ ổn định dòng xuyên cha cao do quy trình công nghệ chế tạo
phễu, thuốc nổ cũng nh công nghệ nén ép cha hoàn thiện.

Năm 2010 Viện Thuốc phóng Thuốc nổ đợc giao thực hiện Dự án SXTN
cấp Nhà nớc: Hoàn thiện công nghệ và dây chuyền thiết bị chế tạo đạn
bắn vỉa phục vụ thăm dò và khai thác dầu khí.
2

Mục tiêu của Dự án sản xuất:
Hoàn thiện công nghệ dây chuyền sản xuất hai loại đạn bắn vỉa với công
suất 52.000 sản phẩm/năm. Sản phẩm đạn bắn vỉa với chất lợng đạt tiêu
chuẩn tơng đơng đạn owen của Mỹ, với giá thành cạnh tranh trên cơ sở: Tận
dụng tối đa các thiết bị, trang bị công nghệ hiện có của Viện; Sử dụng tối đa
nguyên vật liệu có trong nớc, một số trang bị công nghệ tự sản xuất, sử dụng
công nhân là công nhân lành nghề của Viện đã qua đào tạo nhằm làm chủ
thiết bị và quá trình sản xuất.
Để đạt đợc mục tiêu trên, Dự án SXTN đã tiến hành các nội dung
sau:
+ Thiết kế dây chuyền, đầu t trang thiết bị công nghệ bán tự động, thiết
bị đo kiểm, dụng cụ đồ gá quy trình vận hành dây chuyền thiết bị công nghệ
sản xuất hai loại đạn bắn vỉa với công suất 52.000 sản phẩm /năm.
+ Lựa chọn và hoàn thiện các thông số công nghệ nh: loại phụ gia, tỷ lệ
phối liệu, áp lực nén ép cho mỗi loại đạn bắn vỉa nhằm ổn định các chỉ tiêu
kỹ thuật của sản phẩm.
+ Hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất hai loại đạn bắn vỉa MV- 23
g HMX- VN; MV- 39g HMX- VN.
+ Hoàn thiện quy trình kiểm tra chất lợng, bao gói sản phẩm.
+ Đào tạo cán bộ kỹ thuật công nghệ, công nhân vận hành nhằm làm
chủ quy trình công nghệ và các thông số công nghệ.
Sau 2 năm triển khai thực hiện, đến nay nhóm Dự án SXTN đã kết thúc
phần nghiên cứu hoàn thiện các nội dung trên. Dới đây xin trình bày ngắn
gọn các kết quả nghiên cứu mà nhóm Dự án đã đạt đợc trong thời gian qua.

3

Chơng 1
Sự cần thiết nghiên cứu hoàn thiện
công nghệ và dây chuyền thiết bị chế tạo đạn bắn vỉa
phục vụ thăm dò và khai thác dầu khí
Để có thông tin đầy đủ và cụ thể hơn những nội dung cần nghiên cứu
hoàn thiện trong Dự án SXTN, nhóm Dự án xin trình bày ngắn gọn những kết
quả đã đạt đợc cùng những tồn tại trong giai đoạn thực hiện RD đề tài cấp
Nhà nớc Nghiên cứu thiết kế chế thử súng, dây nổ và đạn bắn vỉa phục vụ
khai thác dầu khí [1,2].
1.1. Những kết quả chính đạt đợc trong giai đoạn RD
Trong giai đoạn thực hiện RD, đề tài đã bớc đầu đạt đợc các kết quả
nghiên cứu sau:
Nghiên cứu về vật liệu nhồi
So với RDX, HMX có khả năng chịu nhiệt cao hơn (điểm nóng chảy của
HMX là trên 270
0
C và của RDX là khoảng 200
0
C

), uy lực mạnh hơn, tốc độ
nổ lớn hơn. Hiện nay, các công ty đang tiến hành thăm dò và khai thác dầu khí
tại Việt Nam nhập và sử dụng chủ yếu các loại đạn bắn vỉa đợc nhồi thuốc nổ
trên cơ sở HMX. Trên cơ sở đó, HMX đợc chọn làm vật liệu nhồi trong đạn
bắn vỉa.
Tiến trình công nghệ chế tạo thuốc nổ trên cơ sở HMX cho đạn bắn vỉa:

4


















Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ chế tạo thuốc nổ trên cơ sở HMX cho đạn bắn vỉa
Quá trình chế tạo thuốc nổ trên cơ sở HMX gồm các bớc sau:
1- Chuẩn bị nguyên liệu
a - Thuốc nổ HMX
b - Grafit: là phụ gia đợc đa vào nhằm giảm độ tĩnh điện trong quá trình

chế tạo nhồi nạp, yêu cầu phải đợc sấy khô, khi trộn đợc phân tán đều với
thuốc nổ HMX.
c - Keo silicon: là phụ gia đa vào nhằm mục đích giảm nhạy cho thuốc nổ
HMX tạo sự kết dính giữa các hạt thuốc nhằm tăng khả năng chịu nén ép của
HMX. Yêu cầu của phụ gia này là khả năng chịu nhiệt cao (nhiệt độ phân huỷ
là 300
0
C) phải đợc đóng rắn ở nhiệt độ thờng khi cho chất đóng rắn. Nếu
không đóng rắn, khi ép định hình sẽ bị dính chày và bong mặt thuốc nổ.
d - Chất đóng rắn : cũng nh keo silicon, chất đóng rắn cũng phải có khả
năng chịu nhiệt độ cao. Tỉ lệ giữa chất đóng rắn và keo đảm bảo cho khi trộn
HMX
Cân
Máy nghiền
bi
Cân Grafit
Chất đóng
rắn
Cân
TBị khuấy
Silicon
Cân Đong
Tolue
T
Bị Khuấy trộn
TBị tạo hạt
TBị hong tách
du
n
g

m
ô
i
Kiểm tra
Sản xuất đạn
bắn vỉa
5

và đa vào phụ gia phải đạt cho keo đạt độ đóng rắn hoàn toàn sau khi thuốc
nổ đã đợc ép định hình. Mặt khác nó cũng không đợc đóng rắn hoàn toàn
trớc khi ép thuốc nổ. Tỉ lệ chất đóng rắn đợc xác định là 5 ữ 10% là phù
hợp.
e - Dung môi toluen.
2- Trộn HMX với phụ gia chống tĩnh điện, bao gồm:
- Phân loại cỡ hạt.
- Nghiền HMX với grafit.
- Trộn.
3- Trộn HMX với phụ gia giảm nhạy và chịu nén ép, bao gồm:
- Hoà tan silicon, chất đóng rắn với toluen.
- Trộn.
4- Tạo hạt HMX.
Thuốc nổ HMX sau khi tạo hạt đợc bảo quản nơi khô ráo để chuyển
sang công đoạn nhồi nạp đạn bắn vỉa.
1.1.2. Nghiên cứu thiết kế chế tạo vỏ đạn
Đạn bắn vỉa MV- 23 g HMX-VN, dùng cho súng có đờng kính 3.3/8
(85,725mm). Đạn bắn vỉa MV- 39 g HMX-VN dùng cho súng bắn vỉa đờng
kính 5 (127mm).
Vỏ đạn bắn vỉa MV- 23 g HMX-VN và MV- 39 g HMX-VN đều có chức
năng chung là bảo vệ khối thuốc nổ và các chi tiết bên trong vỏ đạn, giữ cho
cấu trúc của quả đạn trong quá trình chế tạo, vận chuyển và sử dụng. Vỏ đạn

bắn vỉa đợc chế tạo từ loại thép đặc biệt đáp ứng đợc các yêu cầu sau:
- Đảm bảo độ bền vững cần thiết để bảo vệ khối thuốc và các chi tiết bên trong vỏ
đạn.
- Thích hợp cho quá trình gia công vỏ đạn, nhất là khi chế tạo hàng loạt
trên thiết bị gia công cơ khí tự động hoá.
- Sau khi sử dụng, vỏ đạn phải bị phá vỡ thành các mảnh nhỏ, không có
khả năng bịt các lỗ xuyên.
6

Kết quả phân tích thành phần hóa học vỏ đạn của các loại đạn nhập khẩu,
có kết quả nh sau (có phiếu kết quả kèm theo trong phụ lục dự án) :
- Thành phần: 98% Fe; 0,271%S; 1,051%Mn; 0.072% C
- Hình dáng kích thớc: nh bản vẽ ( hình 1.2 ).

Hình 1.2. Hình dạng kích thớc vỏ đạn
Thành phần thép có chứa lu huỳnh sẽ làm tính chất cơ học của thép giòn
hơn, khi gia công trên máy tiện bằng dao tiện định hình thì phôi tiện sẽ tự
động gãy và không quấn vào dao tiện. Mặt khác khi tiến hành bắn mở vỉa vỏ
đạn sẽ bị phá vỡ thành các mảnh nhỏ nh yêu cầu. Qua khảo sát các mác thép
hiện đợc sử dụng ở Việt Nam và qua nhiều lần thử nghiệm thực tế ( quá trình
chế tạo gia công vỏ đạn, ép thuốc vào vỏ đạn và bắn kiểm tra mảnh vỡ vỏ đạn)
cho thấy thép C45 có thể đáp ứng các yêu cầu cho chế tạo vỏ đạn bắn vỉa của
dự án. Các kích thớc hình học bên ngoài vỏ đạn phải đạt độ chính xác cao,
để khi lắp ráp vào khuôn trong quá trình nhồi thuốc nổ ở áp suất cao, vỏ đạn
không bị biến dạng hoặc rạn nứt. Kích thớc hình học bên trong vỏ đạn phải
đạt sai số tối thiểu nhằm giải quyết mật độ nhồi và phân bố mật độ chất nhồi ổn
định. Vì vậy, quy trình gia công vỏ đạn ngời ta sử dụng các mũi dao tiện đợc mài
7

định hình và trong quá trình gia công phải thờng xuyên kiểm tra độ chính xác của

mũi dao tiện cũng nh kiểm tra các kích thớc hình học của vỏ đạn.



















Hình 1.3 . Sơ đồ nguyên lý chế tạo vỏ đạn bắn vỉa
1.1.3. Nghiên cứu thiết kế chế tạo phễu kim loại cho đạn bắn vỉa
Trong đạn bắn vỉa, phễu kim loại có chức năng chính là tạo dòng xuyên
(còn gọi là dòng hội tụ), ngoài ra phễu kim loại còn có chức năng phụ là bao
giữ khối thuốc nổ do cấu tạo của đạn không có chóp bảo vệ nh các loại đạn
xuyên lõm dùng trong quân sự.
Quá trình nghiên cứu thiết kế, chế thử phễu kim loại dùng cho đạn bắn
vỉa đã tiến hành khảo sát mẫu phễu kim loại của đạn nhập ngoại của các hãng
nổi tiếng nh Owen, Innicor, Otech. Chế tạo phễu theo công nghệ luyện kim
Thép + Hoá chất

Lò luyện
Đúc ép tạo phôi
Gia công trên thiết bị cơ khí tự
động hóa theo bản vẽ sản phẩm
Tôi lần 1
Tôi lần 2
Sơn phủ bảo vệ
Thành phẩm
8

bột. Đã chọn đợc loại bột kim loại và tỷ lệ phù hợp. Đã thiết kế phễu, thiết kế
khuôn ép phễu, các thiết bị công nghệ và chế thử, thử nghiệm tại phòng thí
nghiệm của Viện, tại hầm thử nổ của Vietsovpetro và tại các giàn khoan khai
thác dầu khí đạt yêu cầu đề ra.
Hình 1.4. Phễu đạn bắn vỉa MV- 23 g HMX-VN
Đề tài đã tiến hành nghiên cứu chế tạo phễu hỗn hợp bột kim loại theo sơ
đồ nguyên lý sau:

9

Hình 1.5. Sơ đồ nguyên lý chế tạo phễu kim loại
1.1.4. Lựa chọn quy trình công nghệ chế tạo đạn bắn vỉa
Có ba phơng pháp đợc các nhà sản xuất sử dụng để chế tạo đạn bắn
vỉa:
a. Phơng pháp 1: ép đồng thời phễu, thuốc nổ vào vỏ đạn
b. Phơng pháp 2: ép định hình khối thuốc nổ vào vỏ đạn, sau đó ép dán
phễu vào khối thuốc.
c. Phơng pháp 3: ép tạo hình khối thuốc, ép khối thuốc vào vỏ đạn, sau
đó ép dán phễu vào khối thuốc.
- Phơng pháp 1 có u điểm là chỉ ép 1 lần (trong công nghệ chế tạo đạn
chống tăng B40, B41 phễu đồng, thuốc nổ đợc ép đồng thời vào vỏ đạn) nên
triệt tiêu hoàn toàn khe hở giữa phễu đồng, thuốc nổ và vỏ đạn. Tuy nhiên,
khác các loại đạn xuyên lõm dùng trong quân sự, phễu đợc làm từ đồng tấm
dập nên độ bền vững cao. Trong đạn bắn vỉa, phễu đợc chế tạo từ bột kim
loại nén ép nên độ bền vững của phễu thấp, việc ép với lực ép lớn sẽ làm biến
dạng phễu và giảm khả năng tạo dòng xuyên.
Bột Cu
Phối liệu
Bột Pb Bột W
Ki
ể
m tra
Trộn ép lần 1
Thiêu kết Ki
ể
m tra

Bao gói sản phẩm
Ki
ể
m tra
ép lần 2

10

- Phơng pháp 3 có u điểm là phù hợp với sản xuất với số lợng lớn
theo dây chuyền công nghiệp. Tuy nhiên, phơng pháp này thiết bị sản xuất
hiện đại trên cả hệ thống, các chi tiết của quả đạn nh phễu, vỏ đạn, khối
thuốc nổ đã đợc ép định hình phải rất chính xác để khi lắp ráp với nhau phải
đạt yêu cầu không có độ sai lệch tạo khe hở giữa các chi tiết. Công đoạn ép
lần 1 để tạo hình khối thuốc nổ, việc lấy khối thuốc nổ ra khỏi khuôn ép
không bị sứt mẻ, biến dạng, rất khó khăn, xác suất bị hỏng là tơng đối lớn.
- Phơng pháp 2 có u điểm là thiết bị tơng đối đơn giản, công nghệ ổn
định phù hợp với công nghệ sản xuất một số loại đạn dùng trong quân sự, thiết
bị tơng đối đơn giản. Phơng pháp này đảm bảo đợc độ an toàn cao trong
quá trình sản xuất, công nghệ và sản phẩm tạo ra ổn định. Lực ép dán phễu so
với lực ép tạo hình khối thuốc, thấp hơn rất nhiều nên không làm biến dạng
hoặc nứt phễu. Sử dụng phơng pháp này yêu cầu việc thiết kế chế tạo khuôn
mẫu gá vỏ đạn, chày ép thuốc nổ, chày ép dán phễu phải có độ chính xác cao
để khi ép với áp suất cao không làm nứt hoặc biến dạng vỏ đạn phễu hợp kim
ảnh hởng đến chất lợng đạn. Trên cơ sở đó, lựa chọn phơng pháp 2 để chế
tạo đạn bắn vỉa. Sơ đồ nguyên lý phơng pháp đợc trình bày trên hình 1.6.
Cụ thể, các công đoạn của qui trình công nghệ nh sau ;
a. Chuẩn bị:
- Chuẩn bị thuốc nổ và thuốc mồi nổ.
- Chuẩn bị và kiểm tra khuôn để ép thuốc nổ.
- Chuẩn bị bộ dụng cụ tháo đạn.

- Chuẩn bị các dụng cụ: cân, cốc cân, dao đồng, keo dán chịu nhiệt.
- Chuẩn bị vỏ đạn: lau sạch vỏ đạn bằng khăn cho sạch dầu mỡ bảo quản,
dán băng nhôm bảo vệ ở đuôi đạn.
- Chuẩn bị phễu hợp kim: lau khô.
b. Lắp khuôn vỏ đạn vào khuôn, bạc dẫn hớng.
c. Cho lợng thuốc mồi nổ đã cân theo định lợng vào vỏ đạn và dàn phẳng.
d. Cho tiếp thuốc nổ đã cân theo định lợng vào vỏ đạn và dàn phẳng.
e. Lắp chày ép, ấn nhẹ tay.
f. Đặt toàn bộ khuôn và vỏ đạn đã có thuốc lên ép.
g. Điều khiển máy ép và ép đủ áp lực với thời gian 3 phút.
11

h. Dùng bộ dỡng cơ khí tháo chày ép, vỏ đạn chứa thuốc nổ ra khỏi
khuôn.
i. Kiểm tra vỏ đạn đã chứa thuốc nổ, lắp phễu hợp kim đã bôi keo chịu
nhiệt vào vỏ đạn chứa thuốc nổ và ép nhẹ trên máy ép vít.
j. Kiểm tra quả đạn, bôi keo bảo vệ.
k. Đóng gói sản phẩm.

Hình 1.6. Sơ đồ nguyên lý chế tạo đạn bắn vỉa
1.1.5. Kết quả thử nghiệm bắn tổng hợp đạn bắn vỉa tại phòng thí nghiệm
của Viện Thuốc phóng Thuốc nổ và tại các giàn khoan khai thác dầu khí
của XNLD Viesovpetro
Ngày 18/07/2005 Xí nghiệp Địa vật lí Giếng khoan đã tiến hành bắn
mở vỉa 779 viên đạn bắn vỉa MV- 23 g HMX-VN của viện TPTN tại Giếng
khoan số 1011- Giàn khoan MSP 10 ở những khoảng bắn :
- Từ chiều sâu 3.750m 3.757m = 7m
- Từ chiều sâu 3.731m 3.747m =16m
Thuốc nổ
hỗn hợ
p

Thuốc mồi
Máy trộn
Tạo hạ
t

Cân
Vỏ đạn
ép thuốc
Đạn bắn vỉa
Cân
Phễu hợp
kim
Hoàn thiện bao

g
ói sản
p
hẩm
Kho chứa
é
p
dán
p
hễu
12

- Từ chiều sâu 3.692m 3.698 m = 6m
- Từ chiều sâu 3.678m 3.688m = 10m
Tổng chiều dài các khoảng bắn 39m .mật độ 20viên/m = 779 viên.
(Kết quả cụ thể tại biên bản bắn mìn ngày 18/7/2005)
Bảng 1.1. Kết quả thử nghiệm độ sâu xuyên bia thép và xuyên bia
bêtong đạn bắn vỉa MV- 23 g HMX-VN ngày 18/07/2005
TT Địa điểm thử nghiệm Xuyên bia thép Xuyên bia bê tông
1


Phòng TN- Viện TPTN


129mm
132mm
129mm
132mm
128mm

131mm
130mm
132mm



2 Hầm thử nổ XNLD
Dầu khí Vietsovptro
(bắn ngày 18/07/2005)
490mm (3 lớp ống chống)
510mm (2 lớp ống chống)

Ngày 24/10/2005, Xí nghiệp Địa vật lí giếng khoan đã tiến hành bắn vỉa
tại Giếng khoan số 706- Giàn khoan MCP 7. Tại các khoảng bắn 3502-3475,
3349- 3340, 3316- 3310, 3292 3 286, 3240 3226, 3220- 3217( m)
Tổng chiều dài các khoảng bắn: 65m .Số lợng đạn đã bắn :1.079 viên
Tại các cuộc bắn thử nghiệm trên cho kết quả bắn nh sau:
- Nổ bình thờng ,Lỗ đạn có đờng kính 10 12mm
- Đã xuyên thủng ống chống ( qua kết quả kiểm tra CCL)
- Sau khi bắn đã có dòng dầu công nghiệp .
( Kết quả cụ thể tại biên bản ngày 24/10/2005)

13

Bảng 1.2. Kết quả thử nghiệm độ sâu xuyên bia thép và xuyên bia bêtong đạn
bắn vỉa MV- 23 g HMX-VN và MV- 39 g HMX-VN ngày24/10/2005
TT Địa điểm thử nghiệm
Xuyên bia
thép
Xuyên bia

bê tông
1 Phòng TN-Viện TPTN
Đạn bắn vỉa MV- 23 g HMX-VN
133mm
131mm
448mm
2 Phòng TN-Viện TPTN
Đạn bắn vỉa MV- 39 g HMX-VN
157mm
158mm
520mm
3 Hầm thử nổ XNLD
Dầu khí Vietsovpetro
Đạn bắn vỉa MV- 23 g HMX-VN
(2 lớp ống chống )

450mm
Hầm thử nổ XNLD
Dầu khí Vietsovpetro
Đạn bắn vỉa MV- 39 g HMX-VN
(1 Lớp ống chống )
Đạn bắn vỉa MV- 39 g HMX-VN
(2 Lớp ống chống )
(Bắn ngày 24/10/2005)

575mm

450mm

1.2. Những nội dung cần nghiên cứu hoàn thiện trong giai đoạn dự án

sxtn
Nh đã đa ra ở trên, công nghệ sản xuất hai loại đạn bắn vỉa ở Việt
Nam trong phạm vi đề tài mới đạt đợc trong lĩnh vực nghiên cứu. Kết quả
nghiên cứu là đã xây dựng quy trình công nghệ chế tạo hoàn chỉnh đạn bắn
vỉa đạt các chỉ tiêu kỹ thuật đề ra ở quy mô phòng thí nghiệm với công suất
80ữ100 viên/ngày. Tuy nhiên, các chỉ tiêu kỹ thuật này của sản phẩm cha
thực sự ổn định khi chế tạo với số lợng lớn. Trong phạm vi đề tài, cha xây
dựng các điều kiện thử nghiệm tĩnh cũng nh cha nghiên cứu chế tạo các
14

trang thiết bị cho thử nghiệm Cha có quy trình kiểm tra chất lợng sản
phẩm và bán sản phẩm.
Do vậy, hoàn thiện công nghệ dây chuyền sản xuất hai loại đạn bắn vỉa
với công suất 52.000 sản phẩm/năm là cần thiết nhằm đa đạn bắn vỉa thành
sản phẩm quốc gia. Sản phẩm đạn bắn vỉa với chất lợng đạt tiêu chuẩn tơng
đơng đạn owen của Mỹ, với giá thành cạnh tranh trên cơ sở: Tận dụng tối đa
các thiết bị, trang bị công nghệ hiện có của Viện; Sử dụng tối đa nguyên vật
liệu có trong nớc, một số trang bị công nghệ tự sản xuất, sử dụng công nhân
là công nhân lành nghề của Viện đã qua đào tạo nhằm làm chủ thiết bị và quá
trình sản xuất là mục tiêu của Dự án.
Các nội dung cần nghiên cứu hoàn thiện trong giai đoạn thực hiện Dự án
SXTN là:
+ Thiết kế dây chuyền, quy trình vận hành dây chuyền thiết bị công
nghệ sản xuất hai loại đạn bắn vỉa với công suất 52.000 sản phẩm /năm.
+ Lựa chọn và hoàn thiện các thông số công nghệ nh: loại phụ gia, tỷ lệ
phối liệu, áp lực nén ép cho mỗi loại đạn bắn vỉa nhằm ổn định các chỉ tiêu
kỹ thuật của sản phẩm.
+ Hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất hai loại đạn bắn vỉa MV- 23
g HMX- VN; MV- 39g HMX- VN.
+ Hoàn thiện quy trình kiểm tra chất lợng sản phẩm.

+ Hoàn thiện hồ sơ kỹ thuật của sản phẩm.
+ Đào tạo cán bộ kỹ thuật công nghệ, công nhân vận hành nhằm làm
chủ quy trình công nghệ và các thông số công nghệ.
Kết quả nghiên cứu hoàn thiện công nghệ và dây chuyền thiết bị của Dự
án đợc trình bày trong chơng III của bản báo cáo này.





15

Chơng 2
Đối tợng và phơng pháp nghiên cứu
2.1. Đối tợng nghiên cứu
Trên cơ sở kết quả nghiên cứu đã đạt đợc trong giai đoạn RD, căn cứ yêu
cầu nội dung nghiên cứu, Dự án cần tập trung hoàn thiện các yếu tố công nghệ
sau:
+ Hoàn thiện dây chuyền sản xuất hai loại đạn bắn vỉa với công suất
52.000 sản phẩm /năm phục vụ thăm dò và khai thác dầu khí.
+ Hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất hai loại đạn bắn vỉa với công
suất 52.000 sản phẩm /năm phục vụ thăm dò và khai thác dầu khí.
+ Hoàn thiện quy trình kiểm tra chất lợng sản phẩm.
2.2. Phơng pháp nghiên cứu
2.2.1. Phơng pháp nghiên cứu hình dạng, kích thớc, kết cấu, thành
phần hoá học của các chi tiết của đạn bắn vỉa
Trong quá trình thực hiện Dự án SXTN, đã sử dụng các phơng pháp sau:
- Đo đạc trực tiếp bằng Panme, thớc cặp, kính hiển vi, cân điện tử
- Đo khối lợng riêng theo nguyên lý lực đẩy Acsimet với thiết bị đo và
cân điện tử

- Phân tích thành phần mẫu thép làm vỏ đạn trên thiết bị quang phổ phát
xạ ARL 3.460 / FISONS Thụy Sĩ.
- Phân tích thành phần mẫu phễu kim loại bằng phơng pháp phân tích
hoá lý.
- Xác định khối lợng riêng phễu kim loại bằng phơng pháp cân thuỷ
tĩnh theo nguyên lý lực đẩy Asimet.
- Phân tích thành phần mẫu phễu kim loại bằng phơng pháp phân tích
quang phổ định lợng gần đúng trên thiết bị phân tích quang phổ
30
của Liên Xô.
- Phân tích thành phần thuốc nổ bằng phơng pháp phân tích định lợng
hoá học.
16

- Phân tích xác định hàm lợng HMX nguyên liệu theo phơng pháp sắc
ký lỏng cao áp, trên thiết bị HP 1100 của hãng Hewlet Packat Mỹ.
- Đo nhiệt độ nóng chảy của thuốc nổ HMX trên thiết bị Electrothermal
9300 của Thuỵ Sĩ.
- Phân tích thuốc nổ HMX bằng phơng pháp phân tích trắc quang trên
thiết bị Spectrophotometre 8453 của hãng Hewlet Packat Mỹ.
- Phơng pháp đo độ nhạy va đập của thuốc nổ HMX trên búa KACT
theo tiêu chuẩn 06 TCN 596 1997.
- Phơng pháp đo công nổ trên con lắc xạ thuật theo tiêu chuẩn TCVN - 6424 -
1998.
- Phơng pháp đo sức phá trụ chì theo tiêu chuẩn TCVN 6421 1998.
- Phơng pháp đo tốc độ nổ của thuốc nổ theo tiêu chuẩn TCVN 6422
1998.
2.2.2. Phơng pháp đánh giá khả năng xuyên của đạn bắn vỉa trên bia thép
Theo qui định của Xí nghiệp Liên doanh dầu khí Vietsovpetro, mỗi lô
đạn nhập khẩu, trớc khi đa vào sử dụng đều phải đợc kiểm tra khả năng

xuyên của đạn bắn vỉa trên bia bê tông tiêu chuẩn. Tuy nhiên , hiện nay loại
bia này chỉ có duy nhất XNLDDK Vietsovpetro nhập của nớc ngoài và giá
rất đắt. Vì vậy, dự án đã xây dựng phơng pháp đánh giá khả năng xuyên của
đạn bắn vỉa trên bia thép hợp kim. Phơng pháp này có u điểm là đảm bảo độ
chính xác, vật t sẵn có trên thị trờng và giá cả phù hợp với khả năng của đề
tài.
17


Hình 2.1. Mô tả phơng pháp gá đạn trên bia thép
Mô tả phơng pháp: Trên cơ sở phong pháp gá đạn trong súng và tiến
hành bắn mở vỉa trong các giếng khoan khai thác dầu khí, tính toán khoảng
cách từ đạn đến thành giếng để xác định tiêu cự. Dự án đã tiến hành bắn đối
chứng với đạn Baracuda 23 gam và 39 gam của Mỹ, sau đó bắn đối chứng trên
bia bêtông cho kết quả tơng ứng ( Hình 2.1 ).
2.2.3. Phơng pháp đánh giá khả năng xuyên của đạn bắn vỉa trên bia bê
tông.
Căn cứ vào thực tế bắn mở vỉa tại các giàn khoan khai thác dầu khí.
Tính toán khoảng cách từ bề mặt quả đạn đến thành giếng khoan (có thể từ 1
đến 3 lớp ), căn cứ phơng pháp nghiệm thu đạn nhập khẩu của Vietsovptro,
dự án đã xây dựng qui trình nghiệm thu đạn bắn vỉa đánh giá khả năng xuyên
của đạn bắn vỉa trên bia bê tông ( Hình 2.2 ).
18


Hình 2.2. Mô tả phơng pháp gá đạn trên bia bê tông
2.2.4. Thiết bị, dụng cụ, hoá chất sử dụng trong quá trình thực hiện dự án
a- Thiết bị để chế thử đạn bắn vỉa
- Máy ép thuỷ lực 100 tấn, các bộ khuôn ép phễu, ép thuốc.
- Máy nghiền bi, máy trộn.

- Máy ép vít, thiết bị thiêu kết.
- Cân kỹ thuật điện tử.
- Máy ổn nhiệt ( Thermostat).
- Máy điểm hoả, thiết bị đo độ cứng phễu, thiết bị đo tốc độ nổ VOD 8.
b- Dụng cụ thí nghiệm:
- Bộ rây.
- Bộ khuôn ép đạn.
- Bộ dụng cụ tháo đạn.
- Phễu nhôm.
- Bình hút ẩm.
19

- Cối nghiền sứ.
c- Hoá chất thí nghiệm, sản xuất sản phẩm dự án
- HMX.
- Grafit.
- Keo Silicon hai thành phần.
- Keo dán Silicon.
- Dung môi ( Axeton, Toluen ).
- Bột kim loại ( Cu, Pb, W ).
- Thép nguyên liệu làm vỏ đạn.
- Thép hợp kim làm bia và dụng cụ gá đạn.