CN205014902U - 钻探孔内深水爆破器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于水利水电工程领域，提供一种密封效果更好的、可提高爆破器有效爆破率的适用于孔内深水爆破的钻探孔内深水爆破器，包括爆破管，爆破管的低端封堵密封，其顶端设置有上密封盖，所述上密封盖与爆破管密封配合，在上密封盖的轴向设置有贯穿的穿孔一；还包括堵头，在上密封盖的上端设置有堵头安装台阶，在堵头上设置有与穿孔一同轴的穿孔二，所述穿孔二贯穿堵头；所述穿孔一与穿孔二共同组成供导爆电缆穿过的电缆通道；在堵头的下端面与堵头安装台阶之间设置有可套在导爆电缆上并与导爆电缆密封配合的弹性密封圈。本实用新型结构简单，密封效果好，可确保在孔内水深较深的情况下有效实施爆破。

Description

钻探孔内深水爆破器

技术领域

本实用新型涉及水电水利工程领域，尤其涉及一种供钻探孔内水下爆破用的钻探孔内深水爆破器。

背景技术

随着水电水利工程建设事业的迅猛发展，覆盖层厚度越来越大，从40m左右到100m左右、200m左右、300m左右、400m左右、甚至超过500m，这对水电水利工程钻探技术是一次又一次的挑战，它要求水利水电钻探工作者不断的推陈出新，一次又一次的迎接挑战，达到更高要求的钻探目的。水电水利工程覆盖层钻探应用最广泛的是爆破跟管钻井技术，该技术是将炸药密封后下入孔内需爆破孔段，利用炸药爆破碎裂孤石、松动密实地层，解决套管跟进的难题，实现深厚覆盖层钻探。

目前水电水利工程钻探中，使用的水下爆破方法，主要采用简易的防水措施，能在水下一定深度内进行爆破；但是目前的爆破器的最大深度只能达到140m；对于深度更大的情况，如在超深复杂覆盖层中钻进，往往须在200m以上甚至更大水深的孔段进行爆破，这样的环境对爆破器的抗压和密封要求更高。

在申请号为201120553796.5的实用新型专利中，提出了一种深水爆破装药筒，其中用于引爆雷管的导线从圆筒形壳体的侧壁上通过导线孔穿出，一方面在将爆破器下放到钻孔下时，容易发生导线与孔壁之间的摩擦情况，造成导线破损，严重的造成漏电、引爆失败的情况；另一方面，其导线穿过圆筒形壳体时未采取任何密封方式，水会直接从导线孔进入到装药筒内，虽然其通过设置密封盖将用于盛装炸药的区域进行密封，但是其引爆用的雷管采用直接安装到密封盖上的雷管孔内，而雷管孔与雷管直接配合，其密封效果本身就较差，水容易从雷管孔位置渗入到炸药区域，容易造成炸药失效；另外从导线孔进入的水也会造成对雷管的影响，如果雷管长时间至于水中，由于水的渗透而造成雷管失效，同时导线与雷管的连接处也会暴露在水中，造成引爆失败。因此，对于上述专利中的装药筒，其仅能满足一些水深较浅的情况使用，并快速启爆。

如果将上述专利用于水深较深情况，如水深超过250m的情况，一方面下放爆破器的所需时间长，造成对导线破损概率增大；另一方面爆破器在下放过程中将长时间至于水中，由于自身密封性能较差，水的渗透将造成爆破器失效的情况。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种密封效果更好的、可提高爆破器有效爆破率的适用于孔内深水爆破的钻探孔内深水爆破器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：钻探孔内深水爆破器，包括用于盛装炸药的爆破管，爆破管的底端封堵密封，其顶端设置有上密封盖，所述上密封盖与爆破管密封配合，在上密封盖的轴向设置有贯穿的穿孔一；还包括堵头，在上密封盖的上端设置有堵头安装台阶，在堵头上设置有与穿孔一同轴的穿孔二，所述穿孔二贯穿堵头；所述穿孔一与穿孔二共同组成供导爆电缆穿过的电缆通道；在堵头的下端面与堵头安装台阶之间设置有可套在导爆电缆上并与导爆电缆密封配合的弹性密封圈。

进一步的是：导爆电缆与电缆通道为非过盈配合。

进一步的是：穿孔一设置在上密封盖轴向的中心位置。

进一步的是：堵头与上密封盖螺纹连接配合。

进一步的是：爆破管的底端设置有与爆破管密封配合的下密封盖；上密封盖与爆破管螺纹连接；下密封盖与爆破管螺纹连接；上密封盖与爆破管之间以及下密封盖与爆破管之间分别设置有密封圈。

进一步的是：上密封盖上设置有穿绳孔。

进一步的是：爆破管的材质为聚丙烯；爆破管直径为70mm～200mm，长度为1000～2500mm，壁厚为6～10mm。

进一步的是：还包括导爆电缆、雷管、炸药；所述炸药放置在爆破管内，所述雷管预埋在炸药内；所述导爆电缆的一端穿过电缆通道后与雷管连接。

进一步的是：所述雷管沿爆破管轴向分层设置，每层内设置有至少一个雷管；还包括配重体，所述配重体填充在靠近底端的爆破管内。

进一步的是：所述配重体为重晶石粉。

本实用新型的有益效果是：通过设置堵头结构，有效的实现了对电缆通道的密封，提高了对爆破器整体的密封效果，可降低爆破器长时间至于深水中时水渗入的可能，提高爆破器的有效爆破率；并且由于将导爆电缆从爆破器整体的轴向方向引出，可避免由于下放爆破器的过程中对导爆电缆的磨损情况；避免了由于电缆磨损而造成的引爆失败的情况发生。本实用新型结构简单，密封效果好，可确保在孔内水深较深的情况下有效实施爆破。另外，通过选用弹性密封圈，由堵头与上密封盖的配合挤压弹性密封圈，增强对导爆电缆的密封效果；配重体可确保爆破器在冲洗液比重较大时，下放到预定的爆破孔段；另外配重体能加速爆破器的下放速度，减少爆破器下放到深度较深的孔下时的所需时间；降低水渗入的可能性，进一步确保爆破器能有效爆破。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1中局部区域A的放大示意图；

图4为图3中的爆炸试图，并且隐藏了导爆电缆；

图中标记为：爆破管1、上密封盖2、穿孔一21、堵头安装台阶22、下密封盖3、堵头4、穿孔二41、导爆电缆5、电缆通道6、弹性密封圈7、密封圈8、穿绳孔9、雷管10、炸药11、配重体12。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

首先对本实用新型中的术语定义如下：孔内：是指勘探钻孔的钻孔内；孔内深水：是指钻孔内需爆破部位的水柱高度达250m以上的情况。

如图1至图4所示，本实用新型所述的钻探孔内深水爆破器，包括用于盛装炸药的爆破管1，爆破管1的低端封堵密封，其顶端设置有上密封盖2，所述上密封盖2与爆破管1密封配合，在上密封盖2的轴向设置有贯穿的穿孔一21；还包括堵头4，在上密封盖2的上端设置有堵头安装台阶22，在堵头4上设置有与穿孔一21同轴的穿孔二41，所述穿孔二41贯穿堵头4；所述穿孔一21与穿孔二41共同组成供导爆电缆5穿过的电缆通道6；在堵头4的下端面与堵头安装台阶22之间设置有可套在导爆电缆5上并与导爆电缆5密封配合的弹性密封圈7。

其中，选用弹性密封圈7，是当堵头4与堵头安装台阶22配合时，堵头4可挤压弹性密封圈7，一方面可实现堵头4与堵头安装台阶22之间的密封，另一方面，弹性密封圈7受挤压变形后，可增强导爆电缆5与电缆通道6之间的密封效果。

另外，导爆电缆5从电缆通道6穿出后，处于爆破器整体的轴向方向，因此在下放爆破器的过程中，不会发生孔壁对导爆电缆5的磨损情况；并且一般情况下，优选将穿孔一21设置在上密封盖2轴向的中心位置。

另外，由于设置有弹性密封圈7实现导爆电缆5与电缆通道6之间的密封配合，因此为了在装配时导爆电缆5能方便的穿过电缆通道6，本实用新型进一步将导爆电缆5与电缆通道6为非过盈配合。

另外，为了便于堵头4的安装，同时要求堵头4在安装后产生弹性密封圈7的挤压力，可将堵头4与上密封盖2采用螺纹连接配合结构。堵头4对弹性密封圈7的挤压力可通过调节螺纹连接配合关系实现。当然，当采用螺纹配合关系式，为便于旋拧堵头4，可将堵头4上突出的部位设置为六角螺帽形结构。

另外，为了便于延长爆破器，或者便于从爆破器的两端进行装药，可将爆破管1的底端设置有与爆破管1密封配合的下密封盖3；并且，可采用上密封盖2与爆破管1螺纹连接；下密封盖3与爆破管1螺纹连接。

为了分别增强上、下密封盖与爆破管1之间的密封效果，可进一步在上密封盖2与爆破管1之间以及下密封盖3与爆破管1之间分别设置有密封圈8。

另外，为了便于与下放时用的绳索连接，可在上密封盖2上设置有穿绳孔9。穿绳孔9可设置有两个，如图1和图2中所示，两个穿升绳孔9对称设置，这样更利于对爆破器的下放操作。

另外，对于在深水情况下时，水压产生的对爆破管1的压力较大，因此对爆破管1的抗压强度有一定要求，抗压强度过高，不利于炸药爆破时对岩体的爆破效果；抗压强度过低，容易造成爆破管1被挤压变形甚至压破的情况。本实用新型优选采用聚丙烯材质的爆破管1；并且根据水深的不同，以及填充炸药量的不同，一般设置爆破管1直径为70mm～200mm，长度为1000～2500mm，壁厚为6～10mm。

另外，本实用新型的爆破器在使用时，还包括导爆电缆5、雷管10和炸药11；所述炸药11放置在爆破管1内，所述雷管10预埋在炸药11内；所述导爆电缆5的一端穿过电缆通道6后与雷管10连接。

由上述分析以及图1中可知，本实用新型将雷管10预埋在了炸药11中，而盛装炸药11的区域又具有有效的密封，因此可有效避免水渗入后造成对雷管10以及炸药11的影响；可提高其有效爆破率。

另外，更加填充的炸药量的不同，可将雷管10沿爆破管1轴向分层设置，并且可在每层内设置有至少一个雷管10；如图1中所示，既将其分为两层，每层设置有两个雷管10。

另外，由于本实用新型适用于深度超过250m的水深情况，因此为了提高爆破器的下放速度，使爆破器能快速、准确的下放到爆破设定位置，进一步设置有配重体12，并且将所述配重体12填充在靠近底端的爆破管1内。至于配重体12可优选采用重晶石粉。

综上，本实用新型所述的钻探孔内深水爆破器，其结构简单，制造成本低，密封效果好，可在深水条件下对爆破器实现有效密封，确保爆破器能有效爆破。并可缩短爆破器下放所需时间，降低水渗入爆破器内部的可能性。采用本实用新型在孔内深水爆破时能保证爆破管1能承受300m以上水柱压力；爆破器整体强度较高，可避免水柱压力对炸药和雷管的挤压情况；且爆破器密封良好，不渗水；保证爆破器的有效爆破效果和安全爆破。本实用新型实现了钻孔内300m水下爆破，套管跟进可达320m；增大了套管跟进深度，延伸了水电水利工程钻探超深覆盖层钻孔深度，目前最大深度已达560m。树立了水电工程钻探套管跟进深度和覆盖层钻进深度两个标杆。

Claims (10)

1.钻探孔内深水爆破器，包括用于盛装炸药的爆破管(1)，爆破管(1)的低端封堵密封，其顶端设置有上密封盖(2)，其特征在于：所述上密封盖(2)与爆破管(1)密封配合，在上密封盖(2)的轴向设置有贯穿的穿孔一(21)；还包括堵头(4)，在上密封盖(2)的上端设置有堵头安装台阶(22)，在堵头(4)上设置有与穿孔一(21)同轴的穿孔二(41)，所述穿孔二(41)贯穿堵头(4)；所述穿孔一(21)与穿孔二(41)共同组成供导爆电缆(5)穿过的电缆通道(6)；在堵头(4)的下端面与堵头安装台阶(22)之间设置有可套在导爆电缆(5)上并与导爆电缆(5)密封配合的弹性密封圈(7)。

2.如权利要求1所述的钻探孔内深水爆破器，其特征在于：导爆电缆(5)与电缆通道(6)为非过盈配合。

3.如权利要求1所述的钻探孔内深水爆破器，其特征在于：穿孔一(21)设置在上密封盖(2)轴向的中心位置。

4.如权利要求1所述的钻探孔内深水爆破器，其特征在于：堵头(4)与上密封盖(2)螺纹连接配合。

5.如权利要求1所述的钻探孔内深水爆破器，其特征在于：爆破管(1)的底端设置有与爆破管(1)密封配合的下密封盖(3)；上密封盖(2)与爆破管(1)螺纹连接；下密封盖(3)与爆破管(1)螺纹连接；上密封盖(2)与爆破管(1)之间以及下密封盖(3)与爆破管(1)之间分别设置有密封圈(8)。

6.如权利要求1所述的钻探孔内深水爆破器，其特征在于：上密封盖(2)上设置有穿绳孔(9)。

7.如权利要求1所述的钻探孔内深水爆破器，其特征在于：爆破管(1)的材质为聚丙烯；爆破管(1)直径为70mm～200mm，长度为1000～2500mm，壁厚为6～10mm。

8.如权利要求1至7中任一项所述的钻探孔内深水爆破器，其特征在于：还包括导爆电缆(5)、雷管(10)和炸药(11)；所述炸药(11)放置在爆破管(1)内，所述雷管(10)预埋在炸药(11)内；所述导爆电缆(5)的一端穿过电缆通道(6)后与雷管(10)连接。

9.如权利要求8所述的钻探孔内深水爆破器，其特征在于：所述雷管(10)沿爆破管(1)轴向分层设置，每层内设置有至少一个雷管(10)；还包括配重体(12)，所述配重体(12)填充在靠近底端的爆破管(1)内。

10.如权利要求9所述的钻探孔内深水爆破器，其特征在于：所述配重体(12)为重晶石粉。