Детонирующее устройство механического взрывателя
Изобретение относится к взрывателям, срабатывающим от заданного механического усилия, и может быть использовано при разработке конструкции детонирующего устройства ударного механического взрывателя. Технический результат изобретения, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении безопасности работы перфоратора в экстремальных условиях для обеспечения надежной передачи импульса детонации и гарантированного отказа детонации за счет намокания и вымывания взрывчатого вещества и обеспечении несрабатывания механического взрывателя. Технический результат достигается тем, что детонирующее устройство механического взрывателя, содержащее корпус с последовательно расположенными в нем капсюлем-детонатором, передаточным зарядом и детонатором, выполненными из бризантного взрывчатого вещества, а деформируемый элемент из инертного материала в форме диска, и установленный между цилиндрическим бойком и капсюлем-детонатором, который связан через осевой канал корпуса с передаточным зарядом, при этом корпус реализован в виде втулки и гильзы, скрепленных гайкой, торцевая поверхность которой расположена выше торцевой поверхности бойка, а в гильзе в зоне расположения передаточного заряда выполнены радиальные отверстия, заполненные легкоплавким сплавом, а для крепления с механическим взрывателем на наружной поверхности гайки выполнена резьба и продольные канавки, а также радиальные отверстия в верхней и нижней частях гайки, кроме того, цилиндрический боек герметично закреплен с помощью термостойкого клея в полости гайки, а для фиксации детонатора введена накидная гайка, причем капсюль-детонатор содержит размеры фракций бризантного термостойкого взрывчатого вещества порядка 0,2 мм. 1 ил.
Изобретение относится к взрывным работам, в частности к взрывателям, срабатывающим от заданного механического усилия, и может быть использовано при разработке конструкции детонирующего устройства ударного механического взрывателя.
Известно детонирующее устройство (см. Прострелочно-взрывная аппаратура, Справочник, 1990, под ред. Л.Я.Фридляндера, Москва, Недра, стр.67), содержащее последовательно расположенные в пластмассовом корпусе капсюль-детонатор накольного действия и шашку бризантного взрывчатого вещества, причем капсюль-детонатор представляет собой тонкостенную металлическую гильзу, имеющую заряд взрывчатого вещества и запрессованный в чашечку заряд инициирующего взрывчатого вещества, причем капсюль-детонатор покрыт паронитовой прокладкой.
Недостаток известного решения заключается в повышенной опасности при проведении производственных операций, связанных с тем, что капсюль-детонатор содержит инициирующее взрывчатое вещество, обладающее чрезвычайно высокой чувствительностью к различного рода внешним воздействиям (удару, вибрации и т.п.).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является детонирующее устройство механического взрывателя (см. патент RU №2083948, МПК F 42 C 19/10, от 10.07.97), содержащее корпус, с последовательно расположенными в нем капсюлем-детонатором, передаточным зарядом и детонатором, причем капсюль-детонатор выполнен из бризантного взрывчатого вещества, между передаточным зарядом и капсюлем-детонатором в корпусе выполнен осевой канал, а над капсюлем-детонатором расположен цилиндрический боек, при этом между капсюлем-детонатором установлен деформируемый элемент из инертного материала в форме диска, кроме того, корпус выполнен в виде втулки и гильзы, скрепленной гайкой, торцевая поверхность которой расположена выше торцевой поверхности бойка, а в гильзе в зоне передаточного заряда выполнены радиальные отверстия, заполненные легкоплавким сплавом.
В детонирующем устройстве механического взрывателя используется бризантное взрывчатое вещество, которое менее чувствительное к внешним воздействиям, обладающее повышенной безопасностью в производстве и обращении, а взрывной узел приводится в действие ударником, освобождаемым в определенный момент времени от фиксации и ударяющий затем по бойку, а взрывной узел выполнен из капсюля-воспламенителя, передаточного заряда и заряда бризантного взрывчатого вещества.
Данное техническое решение решает задачу значительного снижения энергии удара (кинетической энергии сброшенной с устья скважины штанги инициатора детонации), необходимое для задействования взрывного узла, снаряженного бризантным взрывчатым веществом, обладающий малой склонностью к переходу горения в детонацию, причем при механическом ударе (воздействии) по бойку взрывного узла происходит воспламенение навески взрывчатого вещества в капсюле-детонаторе, а затем в передаточном заряде, воспламеняемом струей продуктов горения, истекающих по каналу из капсюля-воспламенителя, осуществляется процесс перехода горения в детонацию (таким образом, при использовании бризантного взрывчатого вещества условия возбуждения взрыва обеспечивается: Рпр≥Ркр, где Рпр - давление, при достижении которого происходит прочностное разрушение навески взрывчатого вещества под бойком, сопровождающееся в детонирующем устройстве интенсивным выбросом вещества в отверстие малого диаметра; Ркр - критическое давление, начиная с которого разрушение вещества приводит к образованию эффективных очагов разогрева и воспламенению взрывчатого вещества, см. Г.Т.Афанасьев, 1968, Инициирование твердых взрывчатых веществ ударом, Москва, Наука, стр.83).
Однако в случае задавливания перфоратора может происходить инициирование его срабатывания за счет сохранения разности давлений в скважине и полости под ударником механического взрывателя.
Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении надежности возбуждения и передачи детонационного импульса, а в случае задавливания перфоратора гарантированного отказа.
Технический результат изобретения, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении безопасности работы перфоратора в экстремальных условиях для обеспечения надежной передачи импульса детонации и гарантированного отказа детонации за счет намокания и вымывания взрывчатого вещества и обеспечения несрабатывания инициирующей головки.
Технический результат достигается тем, что детонирующее устройство механического взрывателя, содержащее корпус с последовательно расположенными в нем капсюлем-детонатором, передаточным зарядом и детонатором, выполненными из бризантного взрывчатого вещества, а деформируемый элемент из инертного материала в форме диска установлен между цилиндрическим бойком и капсюлем-детонатором, который связан через осевой канал корпуса с передаточным зарядом, при этом корпус реализован в виде втулки и гильзы, скрепленных гайкой, торцевая поверхность которой расположена выше торцевой поверхности бойка, а в гильзе в зоне расположения передаточного заряда выполнены радиальные отверстия, заполненные легкоплавким сплавом, а для крепления с механическим взрывателем на наружной поверхности гайки выполнена резьба и продольные канавки, а также радиальные отверстия в верхней и нижней частях гайки, кроме того, цилиндрический боек герметично закреплен с помощью термостойкого клея в полости гайки, а для фиксации детонатора введена накидная гайка, причем капсюль-детонатор содержит размеры фракций бризантного термостойкого взрывчатого вещества порядка 0,2 мм.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что в случае задавливания перфоратора обеспечивается доступ соответственно скважинной жидкости к капсюлю-детонатору и передаточному заряду и выравнивание давления в полости перфоратора и полости механического взрывателя над детонирующим устройством, что приводит к гарантированному отказу за счет намокания и вымывания взрывчатого вещества и несрабатыванию механизма механического взрывателя, кроме того, применение бризантного взрывчатого вещества, просеянной фракции повышает надежность инициирования в капсюле-детонаторе и развитие детонации в передаточном заряде.
Применение накидной гайки для фиксации детонатора в условиях повышенной температуры и вертикально расположенного детонатора способствует гарантированному срабатыванию устройства.
Сравнение предлагаемого решения с известными техническими решениями показывает, что оно обладает новой совокупностью существенных признаков, которые позволяют успешно реализовать поставленную цель.
На чертеже изображено детонирующее устройство механического взрывателя.
Детонирующее устройство механического взрывателя содержит корпус, капсюль-детонатор 2, передаточный заряд 3, детонатор 4, цилиндрический боек 5, деформируемый элемент из инертного материала в форме диска 6, осевой канал 7, при этом корпус реализован в виде втулки 8 и гильзы 9, скрепленных гайкой 10, в гильзе 9 выполнены радиальные отверстия 11, заполненные легкоплавким сплавом, на наружной поверхности гайки 10 нарезана резьба 12 и выполнены радиальные отверстия 13 и 14 в верхней части и в нижней частях гайки 10, две продольные канавки 15, проложенные на наружной поверхности гайки 10, а также накидная гайка 16 и манжета 17.
Детонирующее устройство механического взрывателя работает следующим образом.
При механическом ударе по цилиндрическому бойку 5 происходит сжатие и радиальная пластическая деформация капсюля-детонатора 2, причем процесс разрушения капсюля-детонатора 2 сопровождается образованием очагов разогрева, в результате чего, взрывчатое вещество воспламеняется и продукты его горения через осевой канал 6 зажигают передаточный заряд 3. Горение передаточного заряда 3 в условиях замкнутого объема, при все возрастающем давлении, ускоряется и на некотором расстоянии переходит нормальную детонацию, которая передается далее в детонатор 4.
Использование накидной гайки 16 для фиксации детонатора 4 в условиях повышенной температуры и вертикально расположенного детонатора 4 способствует гарантированному срабатыванию устройства, за счет надежного закрепления детонатора 4 в гильзе 9.
В случае задавливания перфоратора обеспечивается доступ скважинной жидкости к капсюлю-детонатору 2 и передаточному заряду 3, а для выравнивания давления в полости перфоратора и полости механического взрывателя над детонирующим устройством служат продольные канавки, что приводит к гарантированному отказу за счет намокания и вымывания взрывчатого вещества и несрабатыванию механизма механического взрывателя.
Технико-экономический эффект изобретения достигается за счет повышения безопасности работы перфоратора в экстремальных условиях для обеспечения надежной передачи импульса детонации и гарантированного отказа срабатывания детонации путем намокания и вымывания взрывчатого вещества с выравниванием давления в перфораторе и области механического взрывателя.
Детонирующее устройство механического взрывателя, содержащее корпус с последовательно расположенными в нем капсюлем-детонатором, передаточным зарядом и детонатором, выполненными из бризантного взрывчатого вещества, деформируемый элемент из инертного материала в форме диска, установленный между цилиндрическим бойком и капсюлем-детонатором, который связан через осевой канал корпуса с передаточным зарядом, при этом корпус выполнен в виде втулки и гильзы, скрепленных гайкой, торцевая поверхность которой расположена выше торцевой поверхности бойка, а в гильзе в зоне расположения передаточного заряда выполнены радиальные отверстия, заполненные легкоплавким сплавом, отличающееся тем, что для крепления с механическим взрывателем на наружной поверхности гайки выполнена резьба и продольные канавки, а также радиальные отверстия в верхней и нижней частях гайки, кроме того, цилиндрический боек герметично закреплен с помощью термостойкого клея в полости гайки, а для фиксации детонатора введена накидная гайка, причем капсюль-детонатор содержит бризантное термостойкое взрывчатое вещество с размером фракций порядка 0,2 мм.
