УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСЛАБЛЕНИЯ УДАРНЫХ ВОЛН ПРИ ПОДВОДНОМ ВЗРЫВЕ Российский патент 1998 года по МПК F42D5/45 

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.

Известна защита инженерных сооружений и фауны от разрушающего и поражающего действия УВ завесой из воздушных пузырьков, создаваемых барботажем воздуха из перфорированных труб [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.

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.

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].

Целью изобретения является исключение изложенных недостатков.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Устройство для ослабления ударных волн предназначено для повышения безопасности взрывных работ, проводимых под водой. Экранирующая завеса устройства выполнена в виде вертикальных свободно свисающих, расположенных в шахматном порядке резиновых вакуумных шлангов. Для ослабления ударной волны в вертикальном направлении устройство дополнительно снабжено размещенными над зарядом ВВ горизонтальным экраном из прорезиненных шлангов. При этом вертикальные шланги закреплены по периметру горизонтального экрана, а торцы всех шлангов загерметизированы. 1 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для ослабления ударных волн при подводном взрыве, содержащее экранирующую завесу, отличающееся тем, что завеса выполнена в виде вертикальных свободно свисающих, расположенных в шахматном порядке эластичных резиновых шлангов с герметизированными торцами. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено размещенным над зарядом ВВ горизонтальным экраном из эластичных прорезиненных шлангов с герметизированными торцами, при этом вертикальные шланги закреплены по периметру горизонтального экрана.