RU2001268C1 - Скважинный скалолом - Google Patents
Скважинный скалоломInfo
- Publication number
- RU2001268C1 RU2001268C1 SU5009305A RU2001268C1 RU 2001268 C1 RU2001268 C1 RU 2001268C1 SU 5009305 A SU5009305 A SU 5009305A RU 2001268 C1 RU2001268 C1 RU 2001268C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- powder
- charge
- additional
- pressure
- Prior art date
Links
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Description
Изобретение относитс к горному делу и строительству, а именно к скважинным устройствам дл разрушени скальных пород и бетона высоким импульсным давлением жидкости.
Известно скважинное устройство дл разрушени монолитных объектов импульсным давлением жидкости, включающее корпус с взрывной камерой, ствол с жидкостной камерой, св занной с взрывной камерой, и выхлопные отверсти .
Эффективность действи этого устройства невысока и характеризуетс удельным импульсом, приближенно равным
I
РтГ ,
О)
где Рт - амплитуда импульсного давлени на стенки скважины. МПа;
г- врем действи импульса, с.
Величина амплитуды импульсного давлени в этом выражении, инициируема давлением пороховых газов во взрывной камере , вл етс важнейшим фактором, определ ющим не только прот женность зоны разрушени , но и саму возможность разрушени р да материалов с высокой прочностью .
Однако в известном устройстве из-за потери части энергии пороховых газов на сжатие жидкости в жидкостной камере и выхлопных отверсти х амплитуда импульсного давлени всегда ниже давлени пороховых газов во взрывной камере. Это снижает эффективность действи устройства .
Известно также скважинное устройство дл разрушени монолитных объектов, включающее взрывную камеру с пороховым зар дом, соединенную с ней жидкостную камеру, выхлопные отверсти и размещенные в скважине под выхлопными отверсти ми камеры с дополнительными пороховыми зар дами, имеющими торцовые взрыватели, срабатывающие от ударной волны в жидкости.
Эффективность действи этого устройства также невысока, хот в нем удаетс избежать потерь энергии пороховых газов на сжатие жидкости в жидкостной камере и выхлопных отверсти х.
Пороховой зар д по взрывной камере этого устройства играет роль лишь источника гидравлического удара, необходимого дл срабатывани торцовых взрывателей, воспламен ющих дополнительные пороховые зар ды в скоажине. Поэтому потери его энергии на сжатие жидкости в жидкостной
камере существенно не вли ют на работу устройства.
В то же врем пороховые газы дополнительных пороховых зар дов воздействуют непосредственно на расположенные против них стенки скважины без гидравлических потерь.
Амплитуда импульсного давлени , развиваема этими зар дами, может быть определена по формуле
f Д 10
1 -«Д
-6
(2)
5
0
5
0
5
0
5
0
5
где Рт - амплитуда импульсного давлени пороховых газов, МПа; f - сила пороха. Дж;
АШ,
Д у - плотность зар жани (отношение массы порохового зар да о) к объему V, в котором происходит горение зар да), кг/м3;
а- коволюм пороховых газов, м /кг.
Поскольку сила пороха и коволюм пороховых газов дл типа примен емого пороха посто нны, давление можно увеличить, лишь варьиру плотностью зар жани , причем увеличение массы порохового зар да при неизменной плотности зар жани не приводит к повышению давлени . Вместе с тем, возможность увеличени плотности зар жани в известном устройстве ограничена величиной гравиметрической (насыпной) плотности ДГр , завис щей от формы и размеров пороховых зерен. Это обсто тельство не позвол ет получить амплитуду импульсного давлени в скважине сверх определенной величины (500-700 МПа) и снижает эффективность действи рассматриваемого известного устройства особенно при разрушении весьма прочных материалов.
Перечисленные недостатки устранены в предлагаемом скважинном скалоломе. В этом скалоломе, включающем взрывную камеру с основным пороховым зар дом и выхлопным отверстием, и размещенную в скважине под выхлопным отверстием камеру с дополнительным пороховым зар дом, последн снабжена газопроницаемой перегородкой , установленной с возможностью перемещени в сторону дополнительного порохового зар да под действием пороховых газов основного зар да .
Такое выполнение скважинного скало- лома позвол ет значительно увеличить плотность зар жани в камере с дополнительным пороховым зар дом (по сравнению с гравиметрической плотностью) как за счет
повышени его компактности при перемещении газопроницаемой перегородки под действием пороховых газов основного зар да истекающих из взрывной камеры, так и за счет заполнени свободного пространства между пороховыми зернами дополнительного зар да этими газами, проникающими через газопроницаемую перегородку . При этом раскаленные пороховые газы основного зар да воспламен ют дополнительный пороховой зар д, обеспечива высокий темп его сгорани в сокращенном , по сравнению с начальным, объеме, что значительно повышает амплитуду импульсного давлени в скважине, а также величину удельного импульса.
Предлагаемое устройство вл етс изобретением , поскольку обладает следующими отличительными признаками: камера с дополнительным пороховым зар дом снабжена газопроницаемой перегородкой; газопроницаема перегородка установлена с возможностью перемещени под действием пороховых газов основного зар да в сторону дополнительного порохового зар да.
Указанные отличительные признаки обеспечивают предлагаемому техническому решению соответствие критерию новизна , так как проведенный патентный поиск не вы вил аналогичных устройств с такой же совокупностью признаков.
Предлагаемый скважинный скалолом соответствует критерию изобретательский уровень, так как данное устройство, характеризуемое названной совокупностью отличительных признаков, не следует вным образом из уровн техники, и дл доказательств его преимуществ по сравнению с аналогичными устройствами необходимо провести сравнительный анализ.
Предлагаемое устройство соответствует критерию промышленно применимо, так как благодар реализации отличительных признаков у за вл емого скважинного скалолома по вл ютс новые свойства, обеспечивающие расширение возможности разрушени материалов любой прочности, в том числе железобетонных массивов, железной руды, прочных базальтов и т.п.
На чертеже представлен продольный разрез одного из вариантов выполнени рассматриваемого скважинного скалолома.
Во взрывной камере 1. закрытой затвором 2, размещен основной пороховой зар д 3. Камера 1 имеет ствол 4 с выхлопным отверстием 5, установленный в заполненной жидкостью скважине 6, выполненной в разрушаемом объекте 7. Под выхлопным отверстием 5 в скважине 6 размещена камера 8 с дополнительным пороховым зар дом 9 и
перегородкой 10, установленной между зар дом 9 и выхлопным отверстием 5 с возможностью перемещени в сторону зар да 9. В перегородке 10 выполнено отверстие
11, сообщающее полость камеры 8 с выхлопным отверстием 5. Дл герметизации порохового зар да 9 и отверсти 5 относительно жидкости в скважине 6 камера 8 может быть выполнена, например, в виде резиновой или
0 пластмассовой оболочки. Дл удержани скалолома в скважине при выстреле устройство снабжено приспособлением, выполненным в виде консольно прикрепленного к взрывной камере 1 инерционного элемента
5 12.
Скважинный скалолом работает следующим образом.
После воспламенени порохового зар да 3 высокотемпературный поток порохо0 вых газов со сверхзвуковой скоростью устремл етс из взрывной камеры 1 через выхлопное отверстие 5 в сторону камеры 8. Достигнув перегородки 10, эти пороховые газы смещают ее мощным ударным давле5 нием в сторону порохового зар да 9, сжима его и проника через сквозное отверстие 11 перегородки 10, заполн ют свободное пространство между пороховыми зернами зар да 9. воспламен его и
0 резко повыша давление в камере 8. При этом плотность зар жани дополнительного зар да 9 значительно превосходит гравиметрическую , как за счет сокращени занимаемого им объема, так и за счет при5 текающей через отверстие 11 дополнительной массы пороховых газов из камеры 1. В результате чрезвычайно быстрого нарастани давлени пороховых газов в камере 8 обеспечиваетс ускоренный темп сгорани
0 зар да 9. завис щий, в основном, от давлени в объеме сгорани . К моменту полного сгорани зар да 9 пороховые газы разрывают оболочку камеры 8 и, воздейству на стенки скважины 6, разрушают объект 7.
5 При этом в отличие от известного решени полностью используетс энерги пороховых газов основного зар да 3, нагнетаемых в ту же зону разрушени , что и пороховые газы дополнительного зар да 9.
0Удержание скалолома в скважине обеспечиваетс инерционным элементом 12, создающим благодар консольному закреплению расклинивающий эффект. Степень повышени эффективности
5 промышленного применени , достигаема предложенным скалоломом по сравнению с прототипом, видна из анализа его работы с конкретными величинами.
Дл обычно примен емого в технологических пороховых устройствах пироксилинового охотничьего пороха Сокол, зерна которого представл ют собой пластинки толщиной 0,15 мм размером 2 2 мм; f 9 105 Дж/кг; « 0,8 м3/кг; кг/м , максимальна амплитуда импульсного давлени дополнительных пороховых зар дов в известном устройстве (прототипе) не может превышать величины Рт 630 МПа.
В то же врем обьем свободного пространства между пороховыми зернами в камерах этих пороховых зар дов, выраженный в безразмерной форме знаменателем формулы (2), в два раза превышает обьем, занимаемый самими пороховыми зернами о этих камерах.
Поскольку в предлагаемом скоажинном скалоломе это свободное пространство в камере 8 заполн етс пороховыми газами основного зар да из взрывной камеры 1 и одновременно сокращаетс начальный обьем камеры 8 за счет перемещени перегородки 10, плотность зар жани в камере 8 значительно возрастает и может в два и более раза превышать гравиметрическую начальную плотность.
Тогда, обознача амплитуду импульсного давлени при полном сгорании дополнительного зар да 9 через Рт2, получим выражение дл сравнительного анализа амплитуд импульсного давлени , развиваемого предлагаемым скважинным скалоломом и известным устройством
Ргл2 2(1 -а Дгр)
Рт (1 -а 2 Дгр)
(3)
Подстановка в это выражение конкретных величин а и Дгр показывает, что при повышении плотности зар жани в два ра0
5
0
5
0
5
за, величина амплитуды импульсного давлени , развиваемого предлагаемым скважин- ным скалоломом, превышает амплитуду импульсного давлени , развиваемого известным устройством в 4,57 раза, т е. достигает значени величины РГП2 - 2879 МПа.
Кроме того, возрастает и врем действи импульсного давлени за счет полного использовани энергии пороховых газов дополнительного и основного зар дов дл работы разрушени .
Следовательно, реализаци отличительных признаков предлагаемого скважинного скалолома позвол ет повысить амплитуду импульсного давлени более чем в четыре раза, а неличину удельного импульса примерно в 5 раз, что существенно повышает эффективность предлагаемого скважинного скалолома и позвол ет примен ть его дл разрушени материалов любой прочности. При этом, благодар очень малому времени сгорани порохового зар да 9, составл ющему всего 1 10J с, услови его полного сгорани обеспечиваютс не прочностью оболочки камеры 8, а инерционностью жидкос1и в скважине. Это позвол ет использовать в качестве оболочки камеры 8 отрезки резиновых шлангов и т.п. материалы .
Предлагаемый скважинный скэлолом сохран ет работоспособность и в сухих скважинах, что расшир ет возможность его использовани дл разрушени трещино- вых и фильтрующих материалов.
(56) Чеченков М.С. Разработка прочных грунтов. Л.: Стройиздат, 1987, с.169-174.
Авторское свидетельство СССР № 1122034, кл. Е 21 С 7/06,1983.
Claims (1)
- Формула изобретени СКСАЖИННЫЙ СКАЛОЛОМ,включающийвзрывную камеру с пороховым зар дом и выхлопным каналом, отличающийс тем, что скважинный скалолом снабжен камерой с дополнительным пороховым зар дом и газопроницаемой перегородкой, приэтом газопроницаема перегородка установлена в камере с дополнительным поро- ховым зар дом с возможностью перемещени в сторону дополнительного порохового зар да под действием пороховых гозов основного порохового зар да.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5009305 RU2001268C1 (ru) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | Скважинный скалолом |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5009305 RU2001268C1 (ru) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | Скважинный скалолом |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001268C1 true RU2001268C1 (ru) | 1993-10-15 |
Family
ID=21588876
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5009305 RU2001268C1 (ru) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | Скважинный скалолом |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2001268C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6347837B1 (en) | 1999-03-11 | 2002-02-19 | Becktek Limited | Slide assembly having retractable gas-generator apparatus |
US6708619B2 (en) | 2000-02-29 | 2004-03-23 | Rocktek Limited | Cartridge shell and cartridge for blast holes and method of use |
-
1991
- 1991-11-13 RU SU5009305 patent/RU2001268C1/ru active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6347837B1 (en) | 1999-03-11 | 2002-02-19 | Becktek Limited | Slide assembly having retractable gas-generator apparatus |
US6708619B2 (en) | 2000-02-29 | 2004-03-23 | Rocktek Limited | Cartridge shell and cartridge for blast holes and method of use |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1855737A1 (en) | System and method for controlling access to features of a medical instrument | |
RU163752U1 (ru) | Забойка | |
EP1534653B1 (en) | Handheld tool for breaking up rock | |
US2565788A (en) | Gun perforator for well casings | |
US5474364A (en) | Shotgun cartridge rock breaker | |
RU2001268C1 (ru) | Скважинный скалолом | |
RU2431560C2 (ru) | Портативное пневматическое устройство для разрушения горной породы | |
WO2017105279A1 (ru) | Забойка | |
US2530833A (en) | Gun perforator | |
RU2018508C1 (ru) | Твердотопливный скважинный газогенератор | |
Schmidt et al. | In Situ Testing of Well-Shooting Concepts | |
SU1077373A1 (ru) | Скважинное устройство дл разрушени монолитных объектов | |
RU54094U1 (ru) | Устройство для раскалывания каменных блоков | |
RU2194151C2 (ru) | Устройство для вскрытия и газодинамической обработки пласта | |
RU220079U1 (ru) | Запорно-фиксирующее устройство для фиксации заряда взрывчатых веществ в зарядной полости | |
CN211826544U (zh) | 一种地震勘探气爆型震源弹 | |
SU817630A1 (ru) | Устройство дл возбуждени СЕйСМичЕСКиХ СигНАлОВ | |
RU86975U1 (ru) | Перфоратор-генератор | |
RU2379509C2 (ru) | Устройство для раскалывания каменных блоков | |
RU29771U1 (ru) | Шашка-детонатор | |
RU2084710C1 (ru) | Пиропривод | |
RU1786257C (ru) | Устройство дл разрушени горных пород и монолитных объектов | |
RU2060380C1 (ru) | Способ дилатансионного торпедирования скважин и торпеда для его осуществления | |
RU2176403C1 (ru) | Устройство и способ возбуждения упругих колебаний и гидроразрыва пласта | |
SU604990A1 (ru) | Устройство дл разрушени горных пород кумул тивной струей |