固体火箭技术在一些领域中的应用一、固体火箭技术在石油领域中的应用1.高能气体压裂弹(High Energy Gas Fracture，简写HEGF)在原油开采中，即使在最理想的原油储层中，传统的一次采油( 利用储层天然能量)和二次采油(通常是注水)，一般只能采出原油原始地质储量的40%60%； 如果地层条件不理想，一次和二次采油后甚至还有80%的原油储量残留在地下。 如何利用新技术，提高原油的三次采油率，一直是世界石油工业领域中极为关注的问题。HEGF是提高石油二次和三次采油率近十年发展的一种新的采油技术。其工作原理是：将HEGF弹放入井下需要压裂的油层储层部位，将固体推进剂点火燃烧，产生的高温高压气体(CO2、CO、H2O、NO2、N2等) 迅速膨胀，通过井筒液体传压， 使油层岩石受力，当压力超过油层中原始裂缝释放能力和岩石本身的弹性应力时，岩石立即起裂，造成多种裂缝，在近井地带与自然裂缝沟通，形成连通性良好的裂缝网络，从而增大储油层部位的泄油面积，达到油水井增产增注的目的。HEGF与传统的水力压裂法相比，具有峰值压力高，升压速度快( 是水力压裂法升压速度的几百倍)，并形成多条幅射状网络裂缝等优点。HEGF 对于泥质含量高、水敏性强、渗透性差的油层以及施工条件差、施工场地小、水源缺少的沙漠和山区油田，更为适用。HEGF是中国石油天然气总公司重点推广的提高产油率新技术项目。兵器工业总公司204所、西安石油学院、航天工业总公司四院41所、7416 厂等单位与国内有关油田正在推广使用HEGF技术。航天工业总公司四院42所正在开发供HEGF用的低成本固体推进剂。2.稠油热采技术世界上稠油储量为9000亿吨，稀油储量为3600亿吨，而世界稀油实际可采储量为957亿吨。目前世界石油年消耗是30亿吨，其中稠油的产量仅占石油总产量的5%，40年后将会出现世界性石油危机。因此世界石油国家都极为重视稠油开发。我国储藏的大量稠油也末被开采，1993年全国稠油产量大致为1000万吨，仅占我国当年石油总产量的10%左右。稠油粘度高，要将油层中的稠油流入井筒采到地面，需要降低稠油的粘度。降低稠油粘度的办法很多，如化学(加稠油降凝剂)、电加热、火烧油层、蒸汽热采等方法， 但这些方法不适用于大于1000米深井的稠油开采，且成本较高。目前国内外均在研究利用推进剂燃烧产生的热值，加热油层中的稠油以降低其粘度。由于推进剂自带氧化剂，可在井下燃烧，热能利用率高，又不受深井的限制，只要推进剂成本可接受，这种稠油热采技术的发展前途很大。此外，还可将燃烧剂和氧化剂源源不断输入井下燃烧，加热油层，吞吐加热后的稠油推进剂稠油热采技术一旦开发成功，将对我国和世界石油工业作出巨大贡献。3.固体火箭石油钻井技术利用固体火箭在合适的地层结构进行石油钻井，可作为机械钻井的一种补充手段。火箭钻井的优点是占地面积小、操作简便、工效快、成本低。固体火箭钻井技术，北京航空航天大学于70年代在胜利油田作过多次试验，技术上已获得成功。二、固体火箭技术在消防灭火领域中的应用火灾是给国家和个人造成损失惨重的一种灾难。1987年大兴安岭火灾，使当年全国火灾损失高达 亿元；1992年全国共发生火灾37528起，死亡1845人， 经济损失亿元；1993年全国火灾经济损失高达 亿元，其中人们印象深刻的清水河危险品仓库火灾损失高达亿元；首都隆福商业大厦火灾损失2000 万元。 造成火灾经济损失巨大的原因之一，是缺少现代化的有效消防灭火设施。1.固体火箭灭火弹火箭灭火弹的主要用途是在消防人员不能接近的着火区，依靠火箭实施远距离灭火，以及对高层建筑物等局部着火区实施定向灭火。因此火箭灭火弹非常适用油田、油库、仓库、炼油厂、化工厂、森林、草原、机场、火车、轮船、码头、高层建筑等场所。航天工业总公司三院31所和兵器工业部204所等单位正在研制生产火箭灭火弹。2.燃气发生器灭火机这种灭火机的特点是利用含有燃气发生剂的发生器作为动力源，驱动固体粉末灭火剂(重晶石干粉)，达到瞬时灭火效果，这种灭火机设备简单、使用方便、用途广泛、价格也适中。俄罗斯一个军工单位已生产多年，并已打入国际市场，取得了较好的经济效益。我国宝鸡消防器材厂已定型生产。3.小型灭火枪小型灭火枪是利用廉价推进剂作为动力源，驱动装于头部的固体粉末灭火剂达到瞬时灭火效果。这种小型灭火枪使用很方便，对家庭煤气灶、石油气灶、电气设备突然失火有迅速灭火的作用。灭火枪枪身可重复使用，国内已有厂家生产。三、固体火箭技术在救生安全领域中的应用1.救生火箭救生火箭是为舰、船遇到强大风浪或海上发生危险时， 借助火箭将缆绳发射至码头或海岸，牵引舰、船靠近码头和海岸，达到救生目的。2.火箭救生筏当发现离船舶远处落水人员时，利用火箭将气胀式急救救生筏发射至救生目标处，达到急救落水人员目的。这种气胀式急救救生筏遇海水击发氮气发生器，氮气迅速充气救生筏达到充气要求。由兵器工业部203所研制成的固体火箭“抛射式救生浮具系统”已被应用。四、利用固体火箭技术开发新的能源1.固体燃料磁流体发电机常规发电方式是将热能先转换成机械能，再由机械能转换成电能，而磁流体发电直接把热能转换成电能，因此大大提高了能源转换效率。固体燃料磁流体发电机是基于电磁作用反应原理制成的，它由燃烧室、发电通道和磁铁三大主要部件组成。固体燃料在燃烧室燃烧形成具有导电性能的高温导电气流，经燃烧室尾部的加速喷管高速穿越置于磁场中部的发电通道，做切割磁力线运动，导电流体中的自由电子在磁场作用下做定向流动，通过发电通道上的电极与外接负载形成闭合回路时，就有电能输出。磁流体发电机用的固体燃料中含有少量易电离的碱金属物质，以提高流体的导电性。美、俄等国家已将火箭推进剂成功地用于磁流体发电。固体燃料磁流体发电机可用做激光电源器和研究热核反应的试验电源和其它特种电源。2.高功率固体燃料电池这种电池中装有固体燃料，由电雷管或撞击雷管引燃固体燃料，促使该电池中的化学物质在高温下迅速发生化学反应，产生高功率电能输出。适当选择燃料及配比使其具有一定的能量特性和燃烧特性，可在一定范围内增加电池的功率和工作时间。这种高功率固体燃料电池的优点是充电时间短、体积小、重量轻，使用过的电池可重复更换固体燃料，可用作导弹的弹上电源和要求功率高而重量轻、工作时间短的场所。