СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАРЯДА ТЮРПЕНА В СКВАЖИНЕ Российский патент 1999 года по МПК C06B47/00 F42D1/02 F42D3/00 

Изобретение относится к зарядам взрывчатых веществ (ВВ), получаемых в скважинах из невзрывчатых компонентов на месте применения ВВ, используемых для промышленных взрывов.

Известен панкластит Тюрпена из тетраоксида диазота и жидкого нефтепродукта, содержащихся в корпусе авиабомбы раздельно, совмещаемых после разрушения перегородки, разделяющей компоненты бинарного ВВ [1].

В качестве промышленного ВВ панкластит не получил применения из-за опасности в обращении, обусловленной токсичностью тетраоксида диазота и чувствительностью ВВ к механическим воздействиям, превосходящей чувствительность нитроглицерина.

Целью изобретения является разработка безопасной технологии получения заряда Тюрпена в скважине.

Для достижения поставленной цели в рукав из эластичной пленки, находящийся в нисходящей вертикальной скважине, заливают нефтепродукт, после чего в рукав помещают последовательно пустотелые сферы нижнего ряда, конструкцию из двух перфорированных взаимно параллельных дисков, закрепленных на торцах стержней или трубок длиной не менее 1,5 диаметра скважины, затем пустотелые сферы верхнего ряда; полученную сборку проталкивают в рукав до контакта сфер нижнего ряда с нефтепродуктом, край рукава герметично соединяют с шлангами подачи тетраоксида диазота и отвода из рукава газа в изолированную емкость или аппарат нейтрализации, после завершения заливки тетраоксида диазота полученный заряд изолируют частью забойки, шланг подачи тетраоксида диазота от его торца до крана промывают водой, сливая промывные воды в изолированный от заряда низ рукава, верхнюю часть рукава сминают забойкой, завершая изолированный отвод газа из рукава, край рукава освобождают от шлангов и помещают в устье скважины, завершая забойку.

Заряд и способ его получения иллюстрируется чертежами: фиг. 1 - схема заливки тетраоксида диазота, фиг. 2 - компоновка шлангов в форме полуцилиндров на концах для герметичного крепления в верхней части рукава, фиг. 3 - схема заряда, подготовленного к взрыву. На чертежах приняты следующие обозначения: 1 - скважина, 2 - рукав, 3 - промежуточный детонатор, 4 - детонирующий шнур или провода при инициировании электродетонаторами, 5 - жидкий нефтепродукт, 6 - пустотелые сферы, 7 - конструкция из перфорированных дисков, закрепленных на торцах стержня или трубки, предназначенная для разобщения верхнего и нижнего рядов пустотелых сфер, 8 - шланг подачи тетраоксида диазота, 9 - патрубок для промывки конца шланга 8 от его края до крана 10, 11 - шланг для изолированного отвода газа с краном 12, 13 - полученное жидкое бинарное ВВ - состав Тюрпена, 14 - забойка.

Глубина вертикальных взрывных скважин достигает 50-60 м. Удар струи окислителя о поверхность горючего не опасен. При формировании заряда до половины его высоты струя окислителя будет взаимодействовать с детонационноспособным составом ВВ. Конец слива с оставляемой для забойки высоты 7 м от устья скважины плюс 1,0-1,5 м от края шланга 8 (см. фиг. 1), несмотря на уменьшение высоты падения струи опасен, так как струя взаимодействует с наиболее чувствительным ВВ стехиометрического состава.

Сборка из двух рядов разобщенных конструкцией 7 полимерных пустотелых сфер исключит удар струи окислителя о поверхность жидкого высокочувствительного ВВ.

Диаметр перфорированных дисков должен быть в пределах 0,75-0,85 диаметра скважины, диаметр пустотелых сфер - больше максимального зазора, образуемого диском с одной стороны при прилегании диаметрально противоположной стороны к стенке скважины.

Ряды сфер нижнего ряда должны удерживать конструкцию 7 без погружения нижнего перфорированного диска в нефтепродукт с учетом давления падающей струи окислителя. Сферы верхнего ряда должны составлять не менее трех слоев - чтобы разбивать падающую струю окислителя, пропуская его через зазоры шаровой упаковки сфер в режиме фильтрации.

Расстояние между параллельными перфорированными дисками не менее 1,5 диаметра скважины исключает заклинивание конструкции, разобщающей сферы, при ее проталкивании вниз и при подъеме вверх под действием положительной плавучести в бинарном ВВ, и исключает попадание брызг горючего или жидкого ВВ на поверхность сфер верхнего ряда, принимающие удар струи окислителя.

Пример применения способа.

В скважину 1 опускают полиэтиленовый рукав 2 с прикрепленным к концу рукава промежуточным детонатором 3 со средствами его инициирования 4. Средство взрывания размещают между рукавом 2 и поверхностью скважины 1 - для исключения контакта шашки, детонирующего шнура или электродетонатора с проводниками с агрессивной средой тетраоксида диазота.

Рукав раздувают сжатым воздухом под небольшим давлением, достаточным для прижатия эластичной пленки к стенкам скважины.

В рукав заливают жидкий нефтепродукт (дизельное топливо, керосин) из расчета стехиометрического соотношения с окислителем, засыпают пустотелые сферы 6, опускают конструкцию 7, засыпают верхний ряд сфер 6 и всю сборку досылают вниз до контакта с поверхностью нефтепродукта. Все детали сборки: диски, распорка, из трубки или стержня и сферы выполнены из пластмассы.

Концы шлангов подачи окислителя 8 и отвода газов 11, выполненные в виде полуцилиндров, совмещают по схеме на фиг, 2, окружают полосой из микропористой резины или пенопласта, край рукава 2 собирают в сборки вокруг шлангов и туго перевязывают шнуром.

Открывая кран 10 заливают в рукав 2 тетраоксид диазота, открыв кран 12 отводят газ, выделяющийся при заливке. Перед окончанием заливки в скважину опускают второй промежуточный детонатор 3 со средствами его инициирования, размещая изложенное между рукавом и стенкой скважины (фиг. 3), закрывая кран 10 завершают подачу окислителя.

В скважину засыпают часть забойки, при этом пустотелые сферы 6 с конструкцией 7 полностью погружаются в жидкое ВВ. Верхнюю часть рукава сдвигают забойкой в одну сторону и прижимают к поверхности стенки скважины. Таким образом, дальнейшее испарение тетраоксида диазота исключается, жидкое ВВ изолируют от свободного объема верха рукава 2.

Концы шланга 8 заливки окислителя и шланга 11 отвода газа, не освобождая от крепления в рукаве 2, поворачивают на 180^o, обращая торцы шлангов вверх, и по патрубку 9, открыв на нем кран (см, фиг. 1) в конец шланга 8 подают воду, заполняя его до закрытого крана 10. Концы шлангов поворачивают в обратном направлении на 180^o, обращая вниз и выливая воду, затем поворачивают снова вверх и операцию промывки повторяют 2-3 раза. При этом промывные воды остаются внутри рукава 2, не проникая в заряд ВВ, так как рукав прижат к стенке скважины материалом забойки.

При проведении операций промывки шланга 8 кран 12 газоотводного шланга 11 открыт. Завершают вытеснение газа из верха рукава 2, вручную сминая его оболочку, после чего кран 12 закрывают, концы шлангов 8 и 11 освобождают от герметичного крепления в рукаве 2, конец рукава опускают в скважину и завершают забойку.

Концы проводников или детонирующих шнуров 4 выведены на поверхность. После монтажа взрывной сети скважинные заряды готовы к взрыву.

Изложенная технология формирования скважинного заряда из состава Тюрпена не допускает взрыва от механических воздействий на ВВ и исключает возможность отравления персонала окислами азота.

Изолированный отвод газа из рукава в полевых условиях, при заливке окислителя, осуществляют в автоцистерну, транспортирующую тетраоксид диазота, через дыхательный клапан, компенсирующий падение давления газа над поверхностью жидкости в цистерне при выливании окислителя в скважину. При скомпенсированном в автоцистерне давлении газ подают в емкость переменного объема, раздувая вакуумированный контейнер с эластичными стенками с последующей нейтрализацией окислов азота раствором щелочи в контактных насадочных аппаратах, проводя процесс в стационарных условиях.

Тетраоксид диазота - продукт многотоннажного производства, промежуточный продукт получения азотной кислоты, окислитель жидкого ракетного топлива. Его применение для промышленных взрывов позволит использовать имеющиеся запасы компонента ракетного топлива, а также оборудование для его хранения, перекачивания и транспортирования в автоцистернах, с использованием опыта безопасного обращения с токсичной жидкостью.

Высокая объемная энергия ВВ позволит эффективно разрушать железные руды и скальные породы высокой крепости с уменьшением затрат на бурение благодаря возможности уменьшения диаметра скважин и расширения сетки скважин.

Источники информации
1. Паскаль П. Взрывчатые вещества, пороха, боевые газы. Пер. с франц. Госхимтехиздат, ЛО, 1932. - С. 137-138.

Способ получения заряда Тюрпена на месте ведения взрывных работ включает заливку жидкого нефтепродукта в рукав из эластичного пленочного материала, находящийся в вертикальной нисходящей скважине, после чего в рукав помещают последовательно пустотелые сферы нижнего ряда, конструкцию из двух перфорированных взаимно параллельных дисков, закрепленных на торцах стержней или трубок длиной не менее 1,5 диаметра скважины, затем пустотелые сферы верхнего ряда, конструкцию и сферы опускают до контакта сфер нижнего ряда с нефтепродуктом, край рукава герметично соединяют с шлангами подачи тетраоксида диазота и отвода из рукава в изолированную емкость или на нейтрализацию газа, выделяющегося при заливке тетраоксида диазота, и заливают тетраоксид диазота. Затем полученный заряд изолируют частью забойки, промывают шланг подачи тетраоксида диазота водой, сливая промывные воды в изолированную от заряда герметичную часть рукава, верхнюю часть рукава сминают, завершая изолированный отвод газа из рукава, край рукава освобождают от шлангов, опускают в устье скважины и завершают забойку. Задачей изобретения является разработка безопасной технологии получения заряда Тюрпена в скважине. 3 ил.

Способ получения заряда Тюрпена на месте ведения взрывных работ заливкой тетраоксида диазота в жидкий нефтепродукт, отличающийся тем, что в рукав из эластичного пленочного материала, находящийся в вертикальной нисходящей скважине, заливают жидкий нефтепродукт, после чего в рукав помещают последовательно пустотелые сферы нижнего ряда, конструкцию из двух перфорированных взаимно параллельных дисков, закрепленных на торцах стержней или трубок длиной не менее 1,5 диаметра скважины, затем пустотелые сферы верхнего ряда, конструкцию и сферы опускают до контакта сфер нижнего ряда с нефтепродуктом, край рукава герметично соединяют со шлангами подачи тетраоксида диазота и отвода из рукава в изолированную емкость или на нейтрализацию газа, выделяющегося при заливке тетраоксида диазота, после заливки которой полученный заряд изолируют частью забойки, шланг подачи тетраоксида диазота промывают водой, сливая промывные воды в изолированную от заряда герметичную часть рукава, верхнюю часть рукава сминают, завершая изолированный отвод газа из рукава, край рукава освобождают от шлангов, опускают в устье скважины и завершают забойку.