RU2106598C1

RU2106598C1 - Device for attenuation of shock waves at underwater explosion

Info

Publication number: RU2106598C1
Application number: RU96120623/02A
Authority: RU
Inventors: Георгий Анатольевич Басс
Original assignee: Георгий Анатольевич Басс
Priority date: 1996-10-15
Filing date: 1996-10-15
Publication date: 1998-03-10

Abstract

FIELD: attenuation of shock waves at underwater explosions. SUBSTANCE: the device screen is made in the form vertical freely hanging staggered rubber vacuum hoses. For attenuation of a shock wave in the vertical direction the device is additionally furnished with a horizontal screen of rubberized hoses located above the explosive charge. The vertical hoses are fastened around the edges of the horizontal screen, and the ends of all hoses are sealed. EFFECT: enhanced safety of underwater blasting operations. 2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к взрывным работам и предназначено для повышения их безопасности за счет ослабления гидравлических ударных волн (УВ) при подводных взрывах для углубления фарватера, разрушения списанных плавсредств, для сейсморазведки при поиске на шельфе месторождений нефти и газа. The invention relates to blasting and is intended to increase their safety by attenuating hydraulic shock waves (HC) during underwater explosions to deepen the channel, destroy decommissioned boats, for seismic exploration when searching for offshore oil and gas fields.

Известна защита инженерных сооружений и фауны от разрушающего и поражающего действия УВ завесой из воздушных пузырьков, создаваемых барботажем воздуха из перфорированных труб [1]. Known protection of engineering structures and fauna from the destructive and damaging effects of hydrocarbons by a curtain of air bubbles created by bubbling air from perforated pipes [1].

При воздушном потоке 0,008 м³/с давление от взрыва 0,45 кг взрывчатого вещества (ВВ) на расстоянии 10 м от заряда уменьшается в 70 раз [2] экранирующей завесой.At an air flow of 0.008 m ³ / s the pressure from the explosion of 0.45 kg of explosive (EX) at a distance of 10 m from the charge decreases by 70 times [2] by a screening curtain.

Основной недостаток пузырьковой завесы - барботажем воздуха из перфорированных труб создаются лишь вертикальные экраны, что не позволяет защитить от воздействия УВ объекты, размещенные в горизонтальной плоскости, - в зоне над зарядом ВВ, обращенной к поверхности воды, и под зарядом в зоне, обращенной ко дну водоема. The main disadvantage of the bubble curtain is that only vertical screens are created from bubbled air from the perforated pipes, which does not protect objects placed in a horizontal plane from the action of the shock wave — in the zone above the explosive charge facing the surface of the water and under the charge in the zone facing the bottom pond.

Недостатком является сложность технологии прототипа, требующая применения компрессора с источником энергии и размещения на дне водоема перфорированных труб в строго горизонтальном положении, так как при отклонении от горизонтали более 5^o весь воздух выходит с приподнятого конца [1, стр. 82].The disadvantage is the complexity of the prototype technology, which requires the use of a compressor with an energy source and placement of perforated pipes at the bottom of the reservoir in a strictly horizontal position, since when the deviation from the horizontal is more than 5 ^o, all air leaves the raised end [1, p. 82].

Целью изобретения является исключение изложенных недостатков. The aim of the invention is the elimination of the above disadvantages.

На фиг. 1 представлен вакуумный шланг из эластичной резины (поперечный размер в натуральную величину - внешний диаметр 18-22 мм, диаметр канала 4-6 мм), применяемый в лабораторной практике. На фиг.2 - шланг 2 для технических целей из прорезиненной материи, покрытой изнутри и снаружи слоем резины. На фиг. 3 изображено крепление шланга 1, герметизированного пробкой 3 в пластине 4, выполненной из металла или стеклопластика и снабженной отверстиями для свободного пропускания шланга без пробки. Для крепления шланга могут служить куски из амортизированной конвейерной ленты с ребрами жесткости по краям сборки, что предпочтительнее, чем изготовление пластин из металла или стеклопластика. На фиг.4 и 5 представлены свободно свисающие шланги 1, закрепленные на пластинах 4 по бортам плавсредства 5 с поворотными кранами 6 и линейным зарядом 7 в виде гибкого стержня с продольной кумулятивной выемкой. In FIG. 1 shows a vacuum hose made of elastic rubber (life-size lateral dimension — external diameter 18-22 mm, channel diameter 4-6 mm) used in laboratory practice. Figure 2 - hose 2 for technical purposes from rubberized material, coated inside and out with a layer of rubber. In FIG. 3 shows the fastening of a hose 1 sealed with a stopper 3 in a plate 4 made of metal or fiberglass and equipped with holes for free passage of the hose without a stopper. For fastening the hose, pieces of a cushioned conveyor belt with stiffeners along the edges of the assembly can serve, which is preferable to the manufacture of metal or fiberglass plates. Figures 4 and 5 show freely hanging hoses 1 mounted on plates 4 along the sides of the ship 5 with slewing cranes 6 and a linear charge 7 in the form of a flexible rod with a longitudinal cumulative recess.

На фиг. 6 вертикальные шланги 1 и горизонтальные шланги 2 локализуют взрыв сосредоточенного заряда ВВ, предназначенного для сейсмической геологоразведки месторождений нефти и газа на шельфе. In FIG. 6 vertical hoses 1 and horizontal hoses 2 localize the explosion of a concentrated explosive charge intended for seismic exploration of oil and gas deposits on the shelf.

Заряд ВВ и сборку со шлангами, образующими экраны для ослабления УВ, удерживают тросы и буй 9. Вся система локализации взрыва имеет отрицательную плавучесть. К центральному тросу от заряда ВВ прикреплен детонирующий шнур или кабель к проводникам электродетонатора. The explosive charge and assembly with hoses forming screens to attenuate the shock are held by cables and buoy 9. The entire explosion localization system has negative buoyancy. A detonating cord or cable is attached to the central cable from the explosive charge to the conductors of the electric detonator.

Толстостенные вакуумные шланги с отрицательной плавучестью образуют вертикальные экраны. Их размещают в пластине 4 в шахматном порядке, перекрывая шлангом второго ряда зазоры между шлангами первого ряда, и так далее при размещении следующих свободно свисающих рядов. Thick-walled vacuum hoses with negative buoyancy form vertical screens. They are placed in the plate 4 in a checkerboard pattern, overlapping the gaps of the second row with the gaps between the hoses of the first row, and so on when placing the next freely hanging rows.

Из модулей в виде пачек шлангов, закрепленных на пластинах 4, группируют ряды различного профиля, необходимого для локализации взрыва заряда ВВ (см. на фиг. 4 и 5), при взрывах зарядов большей массы ВВ, дублируя экраны в направлении прохождения УВ. Тонкостенные шланги 2 с положительной плавучестью применяют для создания горизонтальных экранов (см. на фиг. 6), исключающих их провисание в средней части. Of the modules in the form of packs of hoses mounted on the plates 4, the rows of various profiles necessary for localizing the explosion of the explosive charge are grouped (see Figs. 4 and 5), in case of explosions of the charges of a larger mass of explosives, duplicating the screens in the direction of passage of the explosives. Thin-walled hoses 2 with positive buoyancy are used to create horizontal screens (see Fig. 6), eliminating their sagging in the middle part.

Вакуумные шланги рассчитаны на отсутствие сжатия при глубоком вакууме в канале шланга, следовательно - выдерживают давление одной атмосферы или 10 м водяного столба. При наличии воздуха в канале шланга при нормальном давлении вакуумные шланги выдерживают нагрузку и при большем давлении без деформации стенок. Vacuum hoses are designed for lack of compression under high vacuum in the hose channel, therefore they withstand the pressure of one atmosphere or 10 m water column. If there is air in the hose channel at normal pressure, the vacuum hoses can withstand the load even at higher pressure without deforming the walls.

Шланги 2 общетехнического применения из прорезиненной ткани при погружении на глубину 6-7 м начнут деформироваться, но с учетом их большего диаметра и большего объема воздуха (по сравнению с вакуумными шлангами), сжатый давлением воды на стенки шланга, воздух будет препятствовать полному сжатию шланга и остаток воздуха меньшего объема, но с повышенным давлением, при прохождении УВ будет подвергнут динамическому сжатию и снизит пиковое давление УВ. Hoses 2 for general technical use made of rubberized fabric when immersed to a depth of 6-7 m will begin to deform, but taking into account their larger diameter and larger volume of air (compared to vacuum hoses), compressed by the pressure of water on the walls of the hose, the air will prevent complete compression of the hose and the remainder of the air of a smaller volume, but with increased pressure, during the passage of the shock wave will be subjected to dynamic compression and will reduce the peak pressure of the shock wave.

Не допускаются к применению шланги, бронированные металлической проволокой из-за потери способности к деформации - такие шланги будут вести себя как монолитные тела из несжимаемых материалов, тоже гасящие УВ, но с меньшей интенсивностью. Hoses armored with metal wire due to loss of deformation ability are not allowed to be used - such hoses will behave as monolithic bodies of incompressible materials, also extinguishing HC, but with less intensity.

Действие экранов: при взаимодействии УВ завесой из шлангов наряду со сжатием воздуха внутри шланга и его нагревом потери энергии УВ происходят из-за упругой деформации эластичных оболочек шлангов. Кроме изложенного, шланги служат рассекателями фронта падающей УВ, действуя как серия стержней, создающих механическую неоднородность в воде. The action of the screens: during the interaction of the HC with a curtain of hoses, along with the compression of the air inside the hose and its heating, the energy loss of the HC occurs due to the elastic deformation of the elastic shells of the hoses. In addition to the foregoing, hoses serve as dividers of the front of a falling hydrocarbon, acting as a series of rods that create mechanical heterogeneity in water.

Свободно свисающие шланги вертикальной завесы при взрыве будут беспрепятственно отклонены в направлении прохождения УВ. Вся система горизонтальных и вертикальных экранов (см. на фиг. 6) с отрицательной плавучестью, удерживаемая тросами на поплавках, при взрыве заряда ВВ будет беспрепятственно подброшена вверх. Горизонтальный экран с отрицательной плавучестью, удерживаемый якорями (на чертеже не представлен) и расположенный под зарядом - для экранирования пространства в направлении дна водоема - также будет беспрепятственно отброшен ударными волнами вниз. The freely hanging hoses of the vertical curtain during an explosion will be unobstructed deflected in the direction of passage of the shock wave. The entire system of horizontal and vertical screens (see in Fig. 6) with negative buoyancy, held by cables on the floats, will explode tossed upward when the explosive charge explodes. A horizontal screen with negative buoyancy, held by anchors (not shown in the drawing) and located under a charge - to shield the space in the direction of the bottom of the reservoir - will also be unimpeded by shock waves down.

Таким образом завесы из эластичных шлангов, сгруппированные в пакеты и конструкции без жестких связей, обладают свойствами, обеспечивающими их многократное применение, чему способствует также проницаемость завес из рассредоточенных в воде шлангов. Thus, curtains made of flexible hoses, grouped into bags and constructions without rigid ties, have properties that ensure their repeated use, which is also facilitated by the permeability of curtains distributed in water hoses.

Claims

1. Device for attenuating shock waves during an underwater explosion, containing a screening curtain, characterized in that the curtain is made in the form of vertical freely hanging, staggered elastic rubber hoses with sealed ends.

2. The device according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a horizontal screen placed above the explosive charge from elastic rubberized hoses with sealed ends, while the vertical hoses are fixed around the perimeter of the horizontal screen.