СПОСОБ РЕЗКИ ПРОЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ШНУРОВЫМ КУМУЛЯТИВНЫМ ЗАРЯДОМ Российский патент 2005 года по МПК F42D3/00 F42B3/08 E21B29/02 

Изобретение относится к области строительства газонефтепроводов, а также может найти применение в других отраслях промышленности.

Наиболее технологически распространенным способом демонтажа трубопроводов, подлежащих капитальному ремонту, является кислородная резка их на фрагменты, удобные для эвакуации их с места работ [1, 2]. Резка труб производится универсальными ручными резаками с использованием в качестве горючего - газа ацетилена или пропана. Указанный способ трудоемок, требует специальных машин для доставки на значительные расстояния к местам работ опасных грузов - ацетилена, пропана, кислорода и малопроизводителен.

Известен способ резки металлоконструкций и демонтажа газонефтепроводов с использованием энергии взрыва. В этом случае применяют удлиненные кумулятивные заряды прокатанные (УКЗ-П). Перерезание прочных преград (сталь, железобетон др.) осуществляется за счет высокоскоростной кумулятивной струи (до 4 км/с), формируемой из облицовки [3].

К недостаткам данного способа можно отнести характеристики, усложняющие его выполнение. В связи с высокой стоимостью удлиненных кумулятивных зарядов прокатанных УКЗ-П, возникают трудности с приобретением широкого ассортимента зарядов, изготовленных для резки труб разного диаметра и толщины. Это обусловлено тем, что удлиненные кумулятивные заряды прокатанные УКЗ-П имеют прочную медную или алюминиевую оболочку, которой заранее придают определенный радиус закругления в процессе их изготовления. Другим недостатком реализации данного способа резки конструкций является образование большого количества металлических осколков оболочки

заряда. Это требует отхода взрывников на расстояние не менее 300 м от места производства взрывных работ.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ резки прочных конструкций, заключающийся в наложении на поверхность перерезаемой конструкции эластичного шнурового кумулятивного заряда [4]. Затем его фиксируют на поверхности трубопровода, например липкой лентой, подсоединяют к нему электродетонатор перпендикулярно боковой поверхности и производят подрыв эластичного шнурового кумулятивного заряда на безопасном расстоянии от места его расположения, не более 50 метров.

К недостаткам данного способа относится необходимость приобретения шести марок эластичного шнурового кумулятивного заряда для резки конструкций разных толщин. Это требует значительных финансовых расходов, повторных выполнений вышеописанных операций при отсутствии достижения требуемого результата (недорезы). В ряде случаев норма загрузок складов для хранения взрывчатых материалов не позволяет приобрести несколько марок эластичного шнурового кумулятивного заряда. Поэтому приходится уничтожать один вид заряда и приобретать эквивалентный по весу требуемый тип эластичного шнурового кумулятивного заряда.

Технический результат, достигаемый изобретением, - снижение трудоемкости, повышение эффективности и техники безопасности, а также простота реализации способа.

Поставленный результат достигается тем, что в способе резки прочных конструкций эластичным шнуровым кумулятивным зарядом, который заключается в наложении на поверхность перерезаемой конструкции эластичного шнурового кумулятивного заряда, который фиксируют на поверхности конструкции, подсоединяют к нему детонатор и производят подрыв. На конструкцию накладывают шнуровой кумулятивный заряд таким образом, чтобы он с усилием прижимался к ее поверхности, затем отрезают более длинный отрезок шнурового кумулятивного заряда, удаляют из него приклеенную кумулятивную облицовку и плотно накладывают его внутренней стороной на установленный ранее шнуровой кумулятивный заряд. При этом, выступающие концы более длинного отрезка шнурового кумулятивного заряда располагают соосно по отношению друг к другу и фиксируют их.

Для резки трубопровода его плотно охватывают шнуровым кумулятивным зарядом по периметру. При этом концы заряда располагают таким образом, что они смыкаются между собой без зазора, а детонатор подсоединяют перпендикулярно боковой поверхности заряда.

При разрезании плоских конструкций детонатор подсоединяют к одному из выступающих концов более длинного отрезка шнурового кумулятивного заряда параллельно его оси.

Для повышения надежности инициирования и эффективности реза конструкций выступающие концы более длинного отрезка шнурового заряда симметрично складывают по отношению друг к другу, фиксируют их и к каждому из концов подсоединяют детонаторы параллельно их осям.

Способ осуществляют следующим образом: на конструкцию накладывают шнуровой кумулятивный заряд так, чтобы он плотно прижимался к ее поверхности, и фиксируют его, например липкой лентой, проволокой и т.д. Далее отрезают более длинный отрезок шнурового кумулятивного заряда, удаляют из него приклеенную кумулятивную облицовку и плотно накладывают его внутренней стороной на установленный ранее заряд. При этом выступающие концы более длинного отрезка шнурового кумулятивного заряда располагают соосно по отношению друг к другу и фиксируются, например металлическими скобами. Далее подключают электродетонатор параллельно оси шнурового кумулятивного заряда и производят подрыв. Параллельное подключение электродетонатора устраняет отказы и выгорание шнурового кумулятивного заряда.

Если известный заряд (аналог) перерезает полностью 12 мм стальную пластину (Ст.3), то по предлагаемому способу перерезаются 18-19 мм листы из аналогичной стали. Результаты приведены из 10-ти параллельных опытов.

При резке труб способ осуществляют следующим образом: накладывают шнуровой кумулятивный заряд на трубопровод так, чтобы он плотно опоясывал его по периметру, а концы прилегали друг к другу, фиксируют шнуровой кумулятивный заряд (например, с помощью липкой ленты или металлической скобы). Отрезают более длинный отрезок шнурового кумулятивного заряда, удаляют из него приклеенную кумулятивную облицовку и плотно (без зазоров) накладывают его внутренней стороной на установленный ранее шнуровой кумулятивный заряд. Располагают соосно выступающие концы по отношению друг к другу, фиксируют их (например, липкой лентой, проволокой и т.п.), подсоединяют электродетонатор перпендикулярно оси заряда в проделанное углубление и производят подрыв взрывного устройства. Применение предлагаемого способа позволяет осуществлять эффективную резку конструкций, на 50-60% превышающую предельную толщину (сталь) 16-18 мм. Для увеличения глубины резки прочных конструкций, одновременно, предлагается подсоединять к выступающим торцам шнурового кумулятивного заряда два электродетонатора. Столкновение при этом двух кумулятивных струй в выступающих и симметрично сложенных концах шнуровых кумулятивных зарядов усиливают инициирование и прогон “пересжатой” детонации как по накладному, так и по режущему преграду зарядам навстречу друг другу. Такой способ инициирования взрывного устройства позволяет увеличить на 70-75% глубину реза прочных конструкций до 20-21 мм.

Пример осуществления способа: в эксперименте использовались отрезки листовой стали (Ст.3) толщиной 30 мм. На лист стали укладывался отрезок шнурового кумулятивного заряда ШКЗ-4 длиной 400 мм, плотно прижимался к преграде и фиксировался липкой лентой (отходом изоляции трубопровода). Инициирование заряда выполнялось электродетонатором ЭД-24, подсоединяемым к боковой поверхности заряда. Средняя глубина реза из 10 опытов составила 12 мм. При этом из 10 опытов наблюдалось 1-2 отказа. Во втором случае шнуровой кумулятивный заряд ШКЗ-4 воспламенился и сгорел. В другой серии опытов на указанный лист укладывался такой же длины шнуровой кумулятивный заряд ШКЗ-4. Затем, отрезался шнуровой кумулятивный заряд ШКЗ-4 длиной 450 мм. Из него отделялась приклеенная кумулятивная облицовка и заряд вплотную накладывался кумулятивной выемкой на нижний и фиксировался липкой лентой к преграде. К торцу выступающего конца наружного заряда изолентой прикреплялся переходник в виде плоского прямоугольника длиной 50-55 мм и шириной 10 мм (нарубленный из алюминиевого листа толщиной 2 мм). После чего, электродетонатор ЭД-24 плотно прижимался к торцу заряда параллельно его оси, липкой лентой фиксировался на переходнике и инициировался от взрывной машинки. Средняя глубина пробития стальной пластинки из 10 опытов составляла 20 мм. Отказов и неполных детонаций не наблюдалось. В третьей серии опытов резки прочных конструкций использовалась труба диаметром 820 мм с толщиной стенки 22 мм из стали 17ГС1. Труба опоясывалась шнуровым кумулятивным зарядом ШКЗ-4, концы которого плотно соприкасались и закреплялись скобой или липкой лентой. Второй отрезок шнурового кумулятивного заряда ШКЗ-4 имел длину большую на 120 мм. Из него отделялась кумулятивная облицовка, и он выемкой плотно накладывался на ранее установленный заряд. Крепление наружного отрезка шнурового кумулятивного отрезка ШКЗ-4 к трубе осуществлялось так же. К каждому выступающему торцу верхнего шнурового кумулятивного заряда ШКЗ-4, как и во второй серии опытов, подсоединялись электродетонаторы ЭД-24. После чего они симметрично складывались и опоясывались липкой лентой. В результате инициирования электродетонаторов ЭД-24 в выступающих над зарядами концах шнурового кумулятивного заряда ШКЗ-4 образовались встречные кумулятивные струи, обеспечивающие пересжатую встречную детонацию. Такой способ резки прочных конструкций обеспечивал надежное и безотказное деление трубы на фрагменты во всех 10 случаях.

Источники информации, принятые во внимание

1. Правила производства капитального ремонта линейной части магистральных газопроводов, ВСН 2-112-79, М., 1979, Миннефтегазстрой, с.34.

2. Альбом технологических карт на основные виды работ по ремонту газопроводов. Утвержден А.О. “Росгазификация”, М., 1995, с.18.

3. Заряды удлиненные кумулятивные прокатанные УКЗ-П. Технические условия (ТУ 3-2650-02).

4. Патент США № 4297946, 1981.

Изобретение относится к области строительства газонефтепроводов, а также может найти применение в других отраслях промышленности. Технический результат, достигаемый изобретением, - снижение трудоемкости, повышение эффективности, а также техники безопасности. Простота реализации способа достигается тем, что на конструкцию накладывают шнуровой кумулятивный заряд таким образом, чтобы он с усилием прижимался к ее поверхности, а концы смыкались без зазора, затем отрезают более длинный отрезок шнурового кумулятивного заряда, удаляют из него приклеенную кумулятивную облицовку и плотно накладывают его внутренней стороной на установленный ранее шнуровой кумулятивный заряд, располагают соосно выступающие концы по отношению друг к другу, фиксируют их, подсоединяют детонатор и производят подрыв взрывного устройства. При резке трубопроводов шнуровой кумулятивный заряд плотно по периметру его охватывает, а концы заряда смыкаются между собой без зазора. В зависимости от условий взрывания электродетонатор присоединяется либо перпендикулярно боковой поверхности шнурового кумулятивного заряда, либо параллельно его оси, либо выступающие концы более длинного отрезка шнурового кумулятивного заряда симметрично складываются по отношению друг к другу, фиксируются, и к каждому из концов подсоединяются электродетонаторы. 4 з.п.ф-лы.

1. Способ резки прочных конструкций шнуровым кумулятивным зарядом, заключающийся в наложении на поверхность перерезаемой конструкции эластичного шнурового кумулятивного заряда, который фиксируют на поверхности конструкции, подсоединяют к нему детонатор и производят подрыв, отличающийся тем, что на конструкцию накладывают шнуровой кумулятивный заряд таким образом, чтобы он с усилием прижимался к ее поверхности, затем отрезают более длинный отрезок шнурового кумулятивного заряда, удаляют из него приклеенную кумулятивную облицовку и плотно накладывают его внутренней стороной на установленный раннее шнуровой кумулятивный заряд, при этом выступающие концы более длинного отрезка шнурового кумулятивного заряда располагают соосно по отношению друг к другу и фиксируют их.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при резке трубопровода шнуровой кумулятивный заряд плотно по периметру его охватывает, а концы шнурового кумулятивного заряда располагают таким образом, что они смыкаются между собой без зазора.3. Способ по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что детонатор подсоединяют перпендикулярно боковой поверхности шнурового кумулятивного заряда.4. Способ по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что детонатор подсоединяют к одному из выступающих концов более длинного отрезка шнурового кумулятивного заряда.5. Способ по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что выступающие концы более длинного шнурового кумулятивного заряда симметрично складывают по отношению друг к другу, фиксируют их и к каждому из концов подсоединяют детонаторы параллельно их осям.