RU174667U1

RU174667U1 - Устройство для формирования скважинного заряда

Info

Publication number: RU174667U1
Application number: RU2017122685U
Authority: RU
Inventors: Сергей Васильевич Ковалевич; Александр Александрович Кожемякин; Андрей Николаевич Швец; Дмитрий Сергеевич Кириллов
Original assignee: Акционерная компания "АЛРОСА" (публичное акционерное общество)
Priority date: 2017-06-27
Filing date: 2017-06-27
Publication date: 2017-10-25

Abstract

Устройство для формирования скважинного заряда предназначено для проведения взрывных работ скважинными зарядами и может использоваться в горном деле для щадящего взрывания скважин при добыче ценного кристаллосырья и заоткоске уступов карьеров. Технический результат - повышение работоспособности устройства за счет надежной фиксации рукава и сокращения времени заряжания. Надежность фиксации обеспечивается при помощи жесткого фиксатора на основе стопорного элемента и воронки, а выполнение удерживающего приспособления в виде трубы с упругим расширителем и замком, выполненным в виде пазов, проделанных с противоположной стороны трубы для фиксации съемной ручки, позволяет сократить время заряжания. 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Полезная модель относится к устройствам для проведения взрывных работ скважинными зарядами, а именно к устройствам формирования скважинного заряда с радиальным зазором между зарядом и стенками скважины, и может использоваться в горном деле для щадящего взрывания скважин при добыче ценного кристаллосырья и заоткоске уступов карьеров.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является устройство для заполнения нисходящих скважин веществом в рукавах [RU 2111450, МПК F42D 1/08 (1995.01), опубл.: 20.05.1998], включающее пустотелую направляющую с конусообразным расширением в нижней части (удерживающее приспособление), собранный на ней и закрытый с одного конца рукав с возможностью его схода и стопорное эластичное кольцо, охватывающее рукав в верхней части пустотелой направляющей с возможностью перемещения вместе с ним и конусообразным расширением пустотелой направляющей эластичного кольца. Устройство снабжено чехлом, закрепленным в верхней части пустотелой направляющей с возможностью охвата по всей ее длине.

Недостатком прототипа является сложность формирования моноблока с рукавом, обусловленная его конструкцией - устройство имеет различные элементы, в которые необходимо заправлять рукав, а попадание в них бурового шлама или другой грязи может препятствовать нормальному сходу рукава при заряжании, что увеличивает время заряжания. Также к недостаткам относится низкая безопасность использования, заключающаяся в ненадежности соединения рукава с моноблоком. Так же при использовании данного устройства для формирования скважинного заряда с радиальным зазором необходимо оставлять моноблок в устье скважины, который будет уничтожен в результате взрыва, что увеличит себестоимость подготовки горной массы.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение работоспособности устройства за счет надежной фиксации рукава и сокращения времени заряжания.

Технический результат достигается за счет того, что в устройстве для формирования скважинного заряда, содержащем рукав, выполненный с возможностью формирования его нижней части замкнутой при помощи узла или завязок, с возможностью его схода, и удерживающее приспособление, согласно заявляемой полезной модели устройство дополнительно содержит жесткий фиксатор на основе стопорного элемента, при этом фиксатор выполнен съемным и дополнительно содержит воронку, удерживающее приспособление состоит из трубы с упругим расширителем и замком, выполненным в виде пазов, проделанных с противоположной стороны трубы для фиксации съемной ручки. Фиксатор и удерживающее приспособление выполнены из полимерного материала. Воронка и стопорный элемент имеют форму усеченного конуса. Диаметр большего основания воронки должен быть больше диаметра скважины, а меньшего основания - равняться диаметру рукава. Диаметр меньшего основания стопорного элемента должен быть равен диаметру меньшего основания воронки, а диаметр его большего основания должен быть равен диаметру скважины. Для обеспечения дополнительной жесткости фиксатора, высота стопорного элемента выбирается таким образом, чтобы линия большего основания стопорного элемента совпадала с уровнем устья скважины при установке устройства в скважину. С целью недопущения провала устройства в скважину, обусловленного частым разрушением устья скважин при их бурении, высота воронки должна составлять 1,5-2 высоты стопорного элемента. Внешний диаметр и длина трубы должны обеспечивать укладку всей длины рукава в гофр без явного искривления от оси устройства. Экспериментально установлено, что при укладке полипропиленового рукава с плотностью 70 г/м и диаметром 200 мм, внешний диаметр трубы должен составлять на 25% меньше диаметра рукава, а ее длина - 5% от длины рукава. Упругий расширитель должен быть больше диаметра рукава, но меньше диаметра скважины. Внешняя форма съемной ручки представляет собой объемную трапецию, боковые стороны которой должны вписываться в жесткий фиксатор. Толщина съемной ручки может составлять 5-10 мм в зависимости от качества материала.

Заявляемое устройство поясняется графическими материалами, где:

на фиг. 1 изображен общий вид заявляемого устройства;

на фиг. 2 изображен общий вид съемного (многоразового) удерживающего приспособления;

на фиг. 3 изображены воронка и стопорный элемент съемного фиксатора;

на фиг. 4 изображен разрез съемного фиксатора в сборе;

на фиг. 5 изображен способ крепления рукава через стопорный элемент;

на фиг. 6 изображен способ крепления рукава вокруг стопорного элемента;

на фиг. 7 изображена схема формирования рукава, зафиксированного в стопорном устройстве с многоразовым/съемным удерживающим элементом;

на фиг. 8 изображена схема формирования скважинного заряда с радиальным зазором между зарядом и стенками скважины в обводненных условиях при помощи предлагаемого устройства.

Перечень позиций, приведенных в описании устройства:

1 - жесткий фиксатор;

2 - рукав;

3 - направляющая труба;

4 - упругий расширитель;

5 - съемная ручка;

6 - узел (завязки);

7 - замок;

8 - съемное (многоразовое) удерживающее приспособление;

9 - скважина;

10 - воронка;

11 - стопорный элемент;

12 - надрез рукава;

13 - устройство в сборе;

14 - зарядный шланг;

15 - взрывчатое вещество (ВВ);

16 - промежуточный детонатор

17 - средство инициирования;

18 - вода;

19 - радиальный зазор между зарядом и стенкой скважины;

20 - заряд с радиальным зазором между зарядом и стенками скважины.

Устройство (фиг. 1) содержит жесткий фиксатор 1, прикрепленный к рукаву 2, который собирается в гофр на направляющую трубу 3 при помощи упругого расширителя 4 и фиксируется съемной ручкой 5. Нижнюю часть рукава завязывают при помощи узла или завязок 6, образуя дно устройства. Направляющая труба 3 с упругим расширителем 4 и замком 7, выполненным в виде пазов, проделанных с противоположной ее стороны для фиксации съемной ручки 5, составляют съемное (многоразовое) удерживающие приспособление 8, выполненное из полимерного материала (фиг. 2). Внешний диаметр направляющей трубы 3 должен быть на 25% меньше диаметра рукава 2, а ее длина должна составлять 5% от длины рукава 2. Упругий расширитель 4 должен быть больше диаметра рукава 2, но меньше диаметра скважины 9. Внешняя форма съемной ручки 5 имеет форму трапеции, боковые стороны которой должны вписываться в жесткий фиксатор 1. Толщина съемной ручки 5 может составлять 5-10 мм в зависимости от качества материала. Фиксатор 1 (фиг. 3-4) состоит из воронки 10 и стопорного элемента 11, имеющих форму усеченного конуса, при этом стопорный элемент 11 расклинивает продетый внутрь воронки 10 рукав 2 изнутри. Воронка 10 и стопорный элемент 11 изготавливаются из полимерного материала, толщина их стенок зависит от качества полимерного материала и прилагаемой нагрузки. При применении фиксатора 1, диаметр большего основания воронки 10 должен быть больше диаметра скважины 9, а меньшего основания - равняться диаметру рукава 2; диаметр меньшего основания стопорного элемента 11 должен быть равен диаметру меньшего основания воронки 10, а диаметр его большего основания должен быть равен диаметру скважины 9. Высота стопорного элемента 11 должна выбираться таким образом, чтобы линия большего основания стопорного элемента совпадала с уровнем устья скважины при установке устройства в скважину, а высота воронки 10 - 1,5-2 высоты стопорного элемента 11.

Предлагается два способа крепления рукава с фиксатором:

1. Рукав 2 продевается через воронку 10 и стопорный элемент 11, затем делается продольный надрез рукава 12, и он выворачивается наизнанку и затягивается вместе со стопорным элементом 11 в воронку 10 (фиг. 5), отрезается необходимая длина рукава 2.

2. Рукав 2 продевается через воронку 10, затем делается продольный надрез рукава 12 и поверх стопорного элемента 11 заворачивается в стопорный элемент 11 и затягивается вместе с ним в воронку 10 (фиг. 6), отрезается необходимая длина рукава 2.

При загрузке устройства ВВ под действием силы тяжести происходит затягивание стопорного элемента 11 в воронке 10, тем самым увеличивая надежность крепления рукава 2 к фиксатору 1.

Сборка предлагаемого устройства производится следующим образом.

Через нижнюю часть рукава 2, зафиксированного в фиксаторе 1, продевается направляющая труба 3 (фиг. 7а), при этом рукав 2 собирается в гофр и удерживается на направляющей трубе с помощью упругого расширителя 4 (фиг. 7б), который за счет распирающей силы не дает рукаву 2 сползать с трубы 3. Затем в замок 7 вставляется съемная ручка 5 (фиг. 7в) и при помощи силы, возникающей от сжатия рукава 2 в гофр, съемная ручка 5 вжимается в фиксатор 1 (фиг. 7г), затем стягивается край рукава 2 с упругого расширителя 4 и завязывается при помощи узла или завязок 6.

Предлагаемое устройство может быть реализовано при формировании скважинного заряда с радиальным зазором между зарядом и стенками скважины в обводненных условиях следующим образом.

В пробуренную скважину 9 вставляется устройство в сборе 13 (фиг. 8а), затем при помощи зарядного шланга 14 осуществляют подачу взрывчатого вещества (ВВ) 15, при этом, благодаря весу ВВ 15 и распирающему действию упругого расширителя 4, по мере заряжания происходит плавное сползание рукава 2 с направляющей трубы 3, после зарядки определенного количества ВВ 15 в рукав 2 опускается промежуточный детонатор 16, подсоединенный к средству инициирования 17 (фиг. 8б). Затем продолжают зарядку и по мере заполнения ВВ 15 рукава 2 он погружается в воду 18, выталкивая ее через радиальный зазор 19 между рукавом 2 и стенкой скважины 9, при этом плотность ВВ 15 должна быть больше плотности воды 18. После зарядки вынимают зарядный шланг 14 и за съемную ручку 5 - съемное (многоразовое) удерживающие приспособление 8 из жесткого фиксатора 1 (фиг. 8в). Затем по принятой схеме производят подрыв заряда с диаметром, меньшим диаметра скважины 20 (фиг. 8г).

Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет повысить работоспособность устройства за счет надежной фиксации рукава и сокращения времени заряжания, а также повысить точность центрирования заряда относительно оси скважины.

Claims

1. Устройство для формирования скважинного заряда, включающее рукав, выполненный с возможностью формирования его нижней части замкнутой при помощи узла или завязок, с возможностью его схода, и удерживающее приспособление, отличающееся тем, что, устройство дополнительно содержит жесткий фиксатор на основе стопорного элемента, при этом фиксатор выполнен съемным и содержит воронку, удерживающее приспособление состоит из трубы с упругим расширителем и замком, выполненным в виде пазов, проделанных с противоположной стороны трубы для фиксации съемной ручки.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что фиксатор выполнен из полимерного материала.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что удерживающее приспособление выполнено из полимерного материала.

4. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что воронка и стопорный элемент имеют форму усеченного конуса.

5. Устройство по пп. 1, 2 и 4, отличающееся тем, что диаметр большего основания воронки должен быть больше диаметра скважины, а меньшего основания - равняться диаметру рукава.

6. Устройство по пп. 1, 2 и 4, отличающееся тем, что диаметр меньшего основания стопорного элемента должен быть равен диаметру меньшего основания воронки, а диаметр его большего основания должен быть равен диаметру скважины.

7. Устройство по пп. 1, 2 и 4, отличающееся тем, что высоту стопорного элемента выбирают таким образом, чтобы линия большего основания стопорного элемента совпадала с уровнем устья скважины при установке устройства в скважину.

8. Устройство по пп. 1, 2 и 4, отличающееся тем, что высота воронки составляет 1,5-2 высоты стопорного элемента.

9. Устройство по пп. 1 и 3, отличающееся тем, что упругий расширитель должен быть больше диаметра рукава, но меньше диаметра скважины.

10. Устройство по пп. 1 и 3, отличающееся тем, что внешняя форма съемной ручки представляет собой объемную трапецию, боковые стороны которой должны вписываться в жесткий фиксатор.