CN108375325B - 一种管道线性聚能切割装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种管道线性聚能切割装置，属于管道爆炸切割领域；主要用于解决天然气介质的高压输气管道全尺寸断裂行为过程中模拟天然气泄露时管道破裂裂纹产生的技术难题。本发明主要包括安全雷管、传爆管、夹紧组件、线性聚能切割器及安装壳体。所述线性聚能切割器包括聚能切割器壳体、压块、主装药和线性药型罩。本发明可在深埋输气管道上通过该装置切割形成宽度不小于10mm、长度不大于500mm、平行于钢管轴向的贯穿型裂纹。它的推广应用有利于我国独立开展并完成高压输气管道全尺寸断裂行为研究及管道爆炸对环境造成的灾害评估，实现高钢级、高压、大口径输气管道的动态裂纹扩展及止裂行为研究，对输气管道的超远距离输送的安全性研究有重大意义。
Description
技术领域
本发明属于管道爆炸切割领域，涉及一种管道线性聚能切割装置，用于输气管道全尺寸断裂行为试验中引入初始裂纹的聚能切割装置。
背景技术
目前，输气管道断裂控制试验通过模拟真实输气管道运行条件，采用天然气介质开展高压输气管道全尺寸断裂研究，真实模拟管道破裂释放的天然气爆炸后对环境产生的影响，完成对环境造成的灾害评估。开展这项工作的关键之一在管道初始裂纹的产生，一般采用切割工具进行机械式管道切割，然而由于封闭管道内有高压天然气体，现有的机械式管道切割不但不能保证操作人员安全，同时在较短时间内无法产生规定长度裂纹，在可靠性和安全性均不能满足试验要求。
发明内容
本发明解决的技术问题是：提供一种管道线性聚能切割装置，可远程起爆聚能切割装置后形成稳定的射流刀，射流刀在管道壁上切开一定尺寸的裂纹，可提高整个施工过程的安全性、可靠性和便捷性。
本发明的技术方案是：一种管道线性聚能切割装置，包括安全雷管1、传爆管3、夹紧组件、安装壳体7、端盖8和线性聚能切割器6，所述线性聚能切割器6位于安装壳体7中；线性聚能切割器6包括切割器外壳9、压块10和线性药型罩12；切割器外壳9一端开口，一端封闭，且封闭端开有通孔；线性药型罩12置于切割器外壳9中，且与切割器外壳9封闭端底部不接触，线性药型罩12和切割器外壳9封闭端底部之间，线性药型罩12靠近切割器外壳9封闭端一侧铺设有主装药11；压块10位于主装药11和切割器外壳9封闭端底部之间，用于压紧主装药11，且压块10上开有通孔，压块10、主装药11和线性药型罩12三者均同轴；线性药型罩12的空穴方向与切割器外壳9上开有的通孔、压块10上开有的通孔三者均同轴；传爆管3插入通孔中，与主装药11接触后，通过夹紧组件固定夹紧。
本发明的进一步技术方案是：所述安装壳体内部为空腔，一侧通过端盖8进行密封，一侧开口，开口侧下方为待切割管道；传爆管3与安全雷管1之间通过导爆索连接；安全雷管1通过专用起爆仪起爆后，引爆导爆索2，导爆索引爆传爆管3，传爆管3引爆主装药11，主装药11起爆后推动线性药型罩12翻转形成切割射流刀，最终在管道上切开一道裂纹。
本发明的进一步技术方案是：所述线性药型罩12的壁厚相等，壁厚δ为0.8mm～1.5mm。
本发明的进一步技术方案是：所述线性药型罩12由铜合金板制成，药型罩锥角θ范围为55°～90°。
本发明的进一步技术方案是：所述切割器外壳9封闭端上还开有多个通孔，压块10上同轴对应开有多个通孔，若干传爆管对应插入通孔中，实现多点起爆。
本发明的进一步技术方案是：切割器外壳9上相邻通孔之间的中心距离H为25mm～50mm，孔直径为5.5mm～6.5mm。
本发明的进一步技术方案是：所述夹紧组件包括夹紧螺杆5和夹紧螺母4，传爆管3输出端面紧贴在主装药11端面后，夹紧螺母在夹紧螺杆上螺旋式拧紧即可。
发明效果
本发明的技术效果在于：采用本新型所述的管道线性聚能装置，避免了机械式切割高压管道带来的安全隐患，实现短时间、长距离在规定高压输气管道位置上产生规定尺寸裂纹的需求，提高了整个试验过程中的安全性和可靠性。某爆破试验场进行了两次管道线性切割作业，完成壁厚16.3mm厚和壁厚21.4mm厚的管道线性切割试验，在管道上形成裂纹长度为500mm、裂纹宽度不小于10mm、平行于钢管轴向的贯穿型裂纹，满足管道线性切割作业的实际需要。
附图说明
图1为本发明线性聚能切割装置结构示意图。
图2为本发明线性聚能切割器结构示意图。
图3为本发明药型罩结构示意图。
附图标记说明：1—安全雷管；2—导爆索；3—传爆管；4—夹紧螺母；5—夹紧螺杆；6—线性聚能切割器；7—安装壳体；8—端盖；9—切割器外壳；10—压块；11—主装药；12—线性药型罩；
具体实施方式
参见图1所示，一种管道线性聚能切割装置，主要包括依次连接的安全雷管1、传爆管3、夹紧组件、线性聚能切割器6和安装壳体7，线性聚能切割器6位于安装壳体7中，用螺母和螺钉将端盖8和安装壳体7紧固。
参见图2所示，所述线性聚能切割器6包括切割器壳体9、压块10、主装药11和线性药型罩12。所述线性聚能切割器6，切割器外壳9一端开口，一端封闭，且封闭端开有通孔；线性药型罩12置于切割器外壳9中，且与切割器外壳9封闭端底部不接触，线性药型罩12和切割器外壳9封闭端底部之间，线性药型罩12靠近切割器外壳9封闭端一侧铺设有主装药11,主装药11根据施工需求选择，可以选用黑索金炸药，也可以选用奥克托金炸药；压块10位于主装药11和切割器外壳9封闭端底部之间，用于压紧主装药11，且压块10上开有通孔；线性药型罩12的空穴方向与切割器外壳9上开有的通孔、压块10上开有的通孔三者均同轴；线性药型罩12的空穴方向与切割器壳体9的开口方向一致。需要说明的是，药型罩两侧装药量相同，炸药倒入模具后，通过冲子和凹模将炸药压制成需要的形状，保证药型罩两侧的装药量和装药密度均一致，然后将压制好的主装药和药型罩、压块进行装配。如果两侧装药量不一致，切割光速都不会成型，达不到切割效果。
参见图1所示，在所述的安装壳体7的盖板8上用快干胶将传爆管夹紧螺杆固定在端盖8的通孔上，传爆管3爆轰输出端与线性聚能切割器6主装药接触后，将传爆管夹紧螺母拧紧，固定传爆管3和导爆索2，所述的管道线性聚能切割装置采用多点起爆。
制造时，先将线性药型罩12放入切割器壳体9内，空穴方向与切割器壳体9开口方向一致，在线性药型罩12与主装药11相接触的一面涂上粘结剂，然后将压制成型的主装药11放在线性药型罩12上方，再用压块10将主装药11压紧，盖上切割器壳体9的端盖，确保线性药型罩12、主装药11和压块10在切割器壳体9内固定牢靠。将组装好的线性聚能切割器6放入安装壳体7内，用螺钉和螺母将端盖8与安装壳体7连接牢固；传爆管3和导爆索2用特殊工具连接后，将传爆管3的爆轰输出端插入到传爆管夹紧螺杆5中，确保传爆管3爆轰输出端与主装药11的上端面紧贴，再拧紧传爆管夹紧螺母4；最后将安全雷管1和导爆索2的另外一端连接，完成管道线性聚能切割装置的制造，将制造完成后的线性聚能切割装置固定在待切割的管道上，将电缆两接线头与安全雷管两脚线连接，盖上土层，2公里外起爆，完成切割任务。
本发明以下结构组成：本发明主要包括安全雷管1、传爆管3、夹紧组件、安装壳体7、端盖8和线性聚能切割器6，所述线性聚能切割器6位于安装壳体7中；线性聚能切割器6包括切割器外壳9、压块10和线性药型罩12；切割器外壳9一端开口，一端封闭，且封闭端开有通孔；线性药型罩12置于切割器外壳9中，且与切割器外壳9封闭端底部不接触，线性药型罩12和切割器外壳9封闭端底部之间，线性药型罩12靠近切割器外壳9封闭端一侧铺设有主装药11；压块10位于主装药11和切割器外壳9封闭端底部之间，填满整个空隙，用于压紧主装药11，且压块10上开有通孔，压块10、主装药11和线性药型罩12三者均同轴；线性药型罩12的空穴方向与切割器外壳9上开有的通孔、压块10上开有的通孔三者均同轴；传爆管3插入通孔中，与主装药11接触后，通过夹紧组件固定夹紧。
采用本发明制造的线性聚能切割装置，在某爆破试验场进行了两次管道线性切割作业，分别完成壁厚16.3mm厚和壁厚21.4mm厚的管道线性切割试验，在管道上形成裂纹长度为500mm、裂纹宽度不小于10mm、平行于钢管轴向的贯穿型裂纹。
Claims (7)
1.一种管道线性聚能切割装置，其特征在于，包括安全雷管（1）、传爆管（3）、夹紧组件、安装壳体（7）、端盖（8）和线性聚能切割器（6），所述线性聚能切割器（6）位于安装壳体（7）中；线性聚能切割器（6）包括切割器外壳（9）、压块（10）和线性药型罩（12）；切割器外壳（9）一端开口，一端封闭，且封闭端开有通孔；线性药型罩（12）置于切割器外壳（9）中，且与切割器外壳（9）封闭端底部不接触，线性药型罩（12）和切割器外壳（9）封闭端底部之间，线性药型罩（12）靠近切割器外壳（9）封闭端一侧铺设有主装药（11）；压块（10）位于主装药（11）和切割器外壳（9）封闭端底部之间，填满整个空隙，用于压紧主装药（11），且压块（10）上开有通孔，压块（10）、主装药（11）和线性药型罩（12）三者均同轴；线性药型罩（12）的空穴方向与切割器外壳（9）上开有的通孔、压块（10）上开有的通孔三者均同轴；传爆管（3）插入通孔中，与主装药（11）接触后，通过夹紧组件固定夹紧；将线性药型罩（12）放入切割器外壳（9）内，空穴方向与切割器外壳（9）开口方向一致，在线性药型罩（12）与主装药（11）相接触的一面涂上粘结剂，然后将压制成型的主装药（11）放在线性药型罩（12）上方，再用压块（10）将主装药（11）压紧，盖上切割器外壳（9）的端盖，确保线性药型罩（12）、主装药（11）和压块（10）在切割器外壳（9）内固定牢靠；药型罩两侧装药量相同；
本装置完成管道线性切割试验后在管道上形成裂纹长度为500mm、裂纹宽度不小于10mm、平行于钢管轴向的贯穿型裂纹，满足管道线性切割作业的需要。
2.如权利要求1所述的一种管道线性聚能切割装置，其特征在于，所述安装壳体（7）内部为空腔，一侧通过端盖（8）进行密封，一侧开口，开口侧下方为待切割管道；传爆管（3）与安全雷管（1）之间通过导爆索连接；安全雷管（1）通过专用起爆仪起爆后，引爆导爆索（2），导爆索（2）引爆传爆管（3），传爆管（3）引爆主装药（11），主装药（11）起爆后推动线性药型罩（12）翻转形成切割射流刀，最终在管道上切开一道裂纹。
3.如权利要求1所述的一种管道线性聚能切割装置，其特征在于，所述线性药型罩（12）的壁厚相等，壁厚δ为0.8mm～1.5mm。
4.如权利要求1所述的一种管道线性聚能切割装置，其特征在于，所述线性药型罩（12）由铜合金板制成，药型罩锥角θ范围为55°～90°。
5.如权利要求1所述的一种管道线性聚能切割装置，其特征在于，所述切割器外壳（9）封闭端上还开有多个通孔，压块（10）上同轴对应开有多个通孔，若干传爆管对应插入通孔中，实现多点起爆。
6.如权利要求5所述的一种管道线性聚能切割装置，其特征在于，切割器外壳（9）上相邻通孔之间的中心距离H为25mm～50mm，孔直径为5.5mm～6.5mm。
7.如权利要求1所述的一种管道线性聚能切割装置，其特征在于，所述夹紧组件包括夹紧螺杆（5）和夹紧螺母（4），传爆管（3）输出端面紧贴在主装药（11）端面后，夹紧螺母在夹紧螺杆上螺旋式拧紧即可。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| CB02 | Change of applicant information | ||
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Address after: 710061 No.20, middle section of Zhuque street, Yanta District, Xi'an City, Shaanxi Province Applicant after: Wuhua Energy Technology Co.,Ltd. Address before: NO.213, Zhuque street, Xi'an, Shaanxi 710061 Applicant before: XI'AN WUHUA JUNENG BLASTING EQUIPMENT Co.,Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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