RU2082949C1

RU2082949C1 - Blasting cartridge

Info

Publication number: RU2082949C1
Application number: RU94044072A
Authority: RU
Inventors: А.М. Дуванов; В.М. Тебякин; А.А. Мельников; Р.А. Слиозберг
Priority date: 1994-12-16
Filing date: 1994-12-16
Publication date: 1997-06-27
Also published as: RU94044072A

Abstract

FIELD: shooting-through and blasting operations in oil-gas and water wells. SUBSTANCE: blasting cartridge uses sealed case 1, electric lead-in, initiation assembly and high explosive 51; the initiation assembly has electric primer 6, cartridge of elastic mixed powder 7 that is non-ignitable from electric primer 6 at atmospheric pressure. Low-density high-explosive charge 8 is protected against the effect of external pressure by the thickened part of case 1 and end washers. Low- density high-explosive charge 8 may have a diameter equal to 2 to 4 critical diameters of the explosive, and a length not exceeding 20 diameters. Sealing plug 4 and electric primer 6 may be installed in case 1 for axial movement; installed on case 1 on the side of electric lead-in may be thin-walled metal cap 3 hermetically closing bore 11 on case 1 and self-fixed on it at a preset ambient pressure. EFFECT: enhanced efficiency. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике взрывных работ и может быть использовано при прострелочно-взрывных работах в нефтегазовых и водозаборных скважинах. The invention relates to techniques for blasting and can be used for perforated blasting operations in oil and gas and water wells.

Взрывной патрон предназначен для возбуждения детонации детонирующих шнуров и зарядов из вторичных взрывчатых веществ, работающих в жидкости под давлением. An explosive cartridge is designed to excite detonation of detonating cords and charges from secondary explosives operating in a liquid under pressure.

Известные взрывные устройства, предназначенные для указанных целей, либо содержат высокочувствительные инициирующие ВВ, что делает их опасными при обращении и транспортировании, либо имеют весьма сложную конструкцию, что ограничивает возможность их практического применения. Known explosive devices designed for these purposes either contain highly sensitive initiating explosives, which makes them dangerous during handling and transportation, or have a very complex structure, which limits the possibility of their practical use.

Известный взрывной патрон ПГ-170 [1] (прототип) содержит герметичный корпус, узел инициирования и бризантное взрывчатое вещество. Узел инициирования в этом устройстве состоит из электроввода, мостика накаливания, зажигательного состава, заряда инициирующего ВВ и заряда вторичного ВВ, заключенных в толстостенный металлический содержатель. Недостатком устройства является то, что он взрывоопасен при обращении, транспортировании и хранении, при случайном попадании на проводники статического электротока, при возгорании складских помещений, транспортных средств или упаковки, патроны детонируют с разлетом металлических осколков. The well-known explosive cartridge PG-170 [1] (prototype) contains a sealed enclosure, an initiation unit and a blasting explosive. The initiation unit in this device consists of an electric input, an incandescent bridge, an incendiary composition, a charge of an initiating explosive and a charge of a secondary explosive enclosed in a thick-walled metal holder. The disadvantage of this device is that it is explosive during handling, transportation and storage, in case of accidental contact with conductors of a static electric current, when a warehouse, vehicle or package ignites, the cartridges detonate with the expansion of metal fragments.

Задачей настоящего изобретения является повышение безопасности проведения прострелочно-взрывных работ на скважинах, а также при хранении и транспортировании патронов. The objective of the present invention is to increase the safety of perforating blasting operations in wells, as well as during storage and transportation of cartridges.

Указанная задача решается тем, что в известном устройстве, состоящем из герметичного корпуса, электроввода, узла инициирования и бризантного ВВ, узел инициирования содержит электровоспламенитель с зажигательным составом малой массы, выделяющим при сгорании тепловую энергию в 10 15 кал, шашку эластитного пороха смесевого типа, воспламеняющуюся при давлении не ниже 1,5 МПа и заряд бризантного взрывчатого вещества низкой плотности. This problem is solved by the fact that in the known device, consisting of a sealed enclosure, an electric input, an initiation unit and a blasting explosive, the initiation unit contains an electric igniter with an incendiary composition of small mass that emits 10 15 cal heat during combustion, a mixture of elastic powder of mixed type, which is flammable at a pressure of at least 1.5 MPa and a charge of low-density blasting explosive.

Указанное количество тепла может быть получено, например, при использовании зажигательного состава массой 0,03 0,05 г, состоящего из железосинеродистого свинца и перхлората калия в отношении 1 1. The specified amount of heat can be obtained, for example, by using an incendiary composition weighing 0.03 0.05 g, consisting of lead iron-sulfide and potassium perchlorate in a ratio of 1 1.

К эластитным порохам относятся, например, термостойкие смесевые пороха, содержащие каучук, а в качестве окислителя перхлораты, нитраты или октоген. Они обладают относительно высокой энергией активации термического разложения, поэтому в атмосферных условиях могут воспламеняться и гореть только при воздействии достаточно мощного теплового потока. Elastic powders include, for example, heat-resistant mixed powders containing rubber, and as an oxidizing agent perchlorates, nitrates or octogen. They have a relatively high activation energy of thermal decomposition, therefore, in atmospheric conditions they can ignite and burn only when exposed to a sufficiently powerful heat flux.

Эластичный порох должен обладать вязко-упругими свойствами, что позволяет исключить потери энергии продуктов горения электровоспламенителя на растрескивание и разлет осколков пороховой шашки. The elastic powder must have visco-elastic properties, which eliminates the energy loss of the combustion products of the electric igniter on cracking and expansion of fragments of the powder bombs.

В предлагаемой конструкции взрывного патрона пороховая шашка не воспламеняется в атмосферных условиях, несмотря на срабатывание электровоспламенителя. Надежное воспламенение ее происходит только при одновременном воздействии теплового импульса, создаваемого электровоспламенителем, и внешнего гидростатического давления, равного 1,5 МПа и выше. In the proposed design of the explosive cartridge, the powder bomb does not ignite in atmospheric conditions, despite the operation of the electric igniter. Reliable ignition of it occurs only under the simultaneous influence of a thermal pulse created by an electric igniter and an external hydrostatic pressure of 1.5 MPa and higher.

При сгорании пороховой шашки воспламеняется низкоплотный заряд бризантного взрывчатого вещества (например из гексогена или октогена), горение которого переходит в детонацию. When a powder is burnt, a low-density charge of a blasting explosive (for example, from RDX or HMX) is ignited, the combustion of which passes into detonation.

Для устранения взрывоопасности при хранении и транспортировании взрывных патронов в случае загорания складских помещений, транспортного средства или тары, диаметр и длина заряда низкоплотного бризантного взрывчатого вещества, заключенного в толстостенную трубку или гильзу, подобраны таким образом, чтобы горение его в атмосферных условиях не переходило в детонацию. Это условие надежно сохраняется, когда диаметр заряда равен 2 4 критическим диаметрам ВВ, а длина его не превышает 20 диаметров. To eliminate the explosion hazard during storage and transportation of explosive cartridges in the event of a fire in storage facilities, a vehicle or containers, the diameter and charge length of a low-density blasting explosive enclosed in a thick-walled tube or sleeve are selected so that its combustion under atmospheric conditions does not go into detonation . This condition is reliably maintained when the diameter of the charge is equal to 2 4 critical diameters of the explosive, and its length does not exceed 20 diameters.

На чертеже показано принципиальное устройство взрывного патрона. Устройство содержит толстостенный металлический корпус 1, который снизу герметично закрыт поддоном 2, а сверху колпачком 3 и уплотнительной пробкой 4; заряд бризантного взрывчатого вещества высокой плотности 5 и узел инициирования, состоящий из электровоспламенителя 6, шашки из эластичного пороха смесевого типа 7 и заряда бризантного взрывчатого вещества низкой плотности 8. Примером исполнения электровоспламенителя могут служить серийные электровоспламенители, применяемые для прострелочно-взрывных работ в скважинах [1] В таких электровоспламенителях электроввод выполнен в виде изоляционной колодочки с мостиком накаливания и гибкими проводниками 9. The drawing shows the basic structure of an explosive cartridge. The device comprises a thick-walled metal housing 1, which is sealed from below by a pallet 2, and above by a cap 3 and a sealing plug 4; a charge of high-density blasting explosive substance 5 and an initiation unit consisting of an electric igniter 6, mixed-type blasting powder of explosive powder 7 and a low-density blasting explosive charge 8. Serial electric igniters used for perforating blasting operations in wells can serve as an example of an electric igniter [1 ] In such electric igniters, the electric input is made in the form of an insulating block with an incandescent bridge and flexible conductors 9.

Заряд бризантного взрывчатого вещества высокой плотности, предназначен для развития процесса детонации и повышения надежности передачи ее на детонирующий шнур через преграду, которой является донная часть патрона. The high-density blasting explosive charge is designed to develop the detonation process and increase the reliability of its transfer to the detonating cord through the barrier, which is the bottom of the cartridge.

Поддон 2 выполнен в виде тонкостенной металлической гильзы и наглухо посажен на корпус 1 обкаткой его на проточке 10 при сборке патрона. Колпачок 3 выполнен так же в виде тонкостенной гильзы с отверстием для вывода проводников, загерметизированной с обеих сторон с помощью уплотнительных резиновых колец 12, и при сборке патрона не обкатывается по проточке 11. The pallet 2 is made in the form of a thin-walled metal sleeve and tightly set on the housing 1 by rolling it on the groove 10 when assembling the cartridge. The cap 3 is also made in the form of a thin-walled sleeve with an opening for the output of conductors, sealed on both sides with rubber o-rings 12, and when assembling the cartridge, it does not run around the groove 11.

Заряд взрывчатого вещества низкой плотности защищен от воздействия внешнего гидростатического давления утолщенными стенками корпуса 1 и шайбами 13. The explosive charge of low density is protected from external hydrostatic pressure by the thickened walls of the housing 1 and washers 13.

Взрывной патрон работает следующим образом. При подаче импульса электротока по кабелю и по проводникам 9 срабатывает электровоспламенитель 6. В атмосферных условиях или при низких давлениях жидкой внешней среды (например, в скважинах) он отбрасывается вместе с колпачком 3, не воспламеняя пороховую шашку 7. Срабатывание электровоспламенителя не представляет собой опасности, так как он содержит зажигательный состав малой мощности и в незначительном количестве. Explosive cartridge works as follows. When an electric current pulse is supplied through the cable and through the conductors 9, an electric igniter 6 is triggered. Under atmospheric conditions or at low pressures of the liquid external medium (for example, in wells), it is discarded together with cap 3 without igniting the powder block 7. Operation of the electric igniter is not a danger, since it contains incendiary composition of low power and in small quantities.

При повышении давления внешней жидкой среды до 1,5 2,0 МПа электровоспламенитель не отбрасывается, а продукты горения его воспламеняют пороховую шашку 7, а затем и низкоплотный заряд бризантного взрывчатого вещества 8. Горение этого заряда ВВ переходит в детонацию, которая усиливается при взрывном превращении высокоплотного заряда ВВ 5. When the pressure of the external liquid medium is increased to 1.5 2.0 MPa, the electric igniter is not discarded, and its combustion products ignite the powder bomb 7, and then the low-density charge of the blasting explosive 8. The combustion of this explosive charge goes into detonation, which intensifies during the explosive transformation high-density charge of explosive 5.

При заданных гидростатических давлениях внешней среды происходит обдавливание и самофиксация колпачка 3 по проточке 11 на корпусе патрона, что затрудняет его отбрасывание при срабатывании электровоспламенителя 6, повышая тем самым надежность воспламенения пороховой шашки 7 и надежность срабатывания патрона в целом. For given hydrostatic pressures of the external environment, cap 3 is self-clamped and grooved through groove 11 on the cartridge housing, which makes it difficult to discard when the electric igniter 6 is triggered, thereby increasing the ignition reliability of the powder checker 7 and the reliability of the cartridge as a whole.

Источники информации
1. Прострелочно-взрывная аппаратура. Справочник под редакцией Л.Я. Фридляндера, М. Недра, 1990.Sources of information
1. Shooting and explosive equipment. Handbook edited by L.Ya. Friedlander, M. Nedra, 1990.

Claims

1. An explosive cartridge containing a sealed enclosure, an electric input, an initiation unit and a blasting explosive, characterized in that the detonation initiation unit contains an electric igniter, a piece of elastic mixed powder, not flammable from an electric igniter at atmospheric pressure, and a charge of a low-density blasting explosive, protected from external pressure by the thickened part of the body and end washers.

2. The cartridge according to claim 1, characterized in that the charge of a low-density blasting explosive has a length at which its combustion under atmospheric conditions does not go into detonation, while the diameter of the charge is 2 4 of the critical diameter of the explosive, and the length does not exceed 20 diameters.

3. The cartridge according to claim 1, characterized in that the sealing plug and electric igniter are mounted in the cartridge housing with the possibility of axial movement, while a thin-walled metal cap is installed on the housing from the input side, hermetically closing the groove on the housing and self-locking on it at a given external pressure Wednesday.