Затвор для скважины Российский патент 2025 года по МПК F42D1/08 F42D1/18 

Заявляемое техническое решение относится к области буровзрывных работ, конкретно к запиранию газообразных продуктов взрыва в зарядной полости, и может быть использовано при взрывном разрушении горных пород методом скважинных зарядов.

Из уровня техники известно решение, представляющее собой устройство для рассредоточения скважинного заряда взрывчатого вещества и его забойки в обводненных скважинах, включающее гидроизолирующую оболочку с обратным клапаном, выполненным виде сходящихся лепестков на одном ее торце, и закрепленным на противоположном торце гидроизолирующей оболочки стопором. Стопор выполнен в виде подпружиненного витка с усами, концы которых направлены вдоль гидроизолирующей оболочки в сторону торца с обратным клапаном и расстоянием между концами усов больше диаметра скважины. Патент RU 182776 U1, 31.08.2018.

Известно также решение, представляющее собой пневмозатвор для скважины, выполненный в виде полого шара, диаметр которого превышает диаметр взрывной скважины, и газовый баллон, снабженный рычагом срабатывания, и утяжелитель, прикрепленные к пневмозатвору и расположенные соответственно над и под пневмозатвором. Патент RU 116995 U1, 10.06.2012.

Задачей заявленного технического решения является создание универсального надежного и простого затвора для скважины, срабатывающего после погружения в скважину.

Технический результат заявляемого решения заключается в повышении надежности и удобства эксплуатации затвора для скважины.

Заявленный технический результат достигается за счет того, что затвор для скважины включает внешний рукав, выполненный из материала плотностью не менее 4 г/м², внутри которого размещена внутренняя газонепроницаемая герметичная гибкая камера, к внутренней стенке которой прикреплен аэрозольный баллон с приводом для выпуска газа во внутреннюю камеру.

Под газовым баллоном следует понимать сосуд под давлением, наполненный газом, или газосодержащей системой, например, аэрозоль.

Посредством внутренней газонепроницаемой герметичной гибкой камеры, к внутренней стенке которой прикреплен газовый баллон с приводом для выпуска газа во внутреннюю камеру, обеспечивается увеличение объема затвора для перекрытия скважины на заданном участке. Гибкость камеры позволяет при этом, помимо возможности ее скручивания для помещения во внешний рукав, привести в действие привод баллона снаружи скважины. При этом, полное раскрытие камеры будет произведено уже после спуска затвора. Такое исполнение обеспечивает безотказность и, следовательно, надежность затвора, поскольку исключает вероятность несрабатывания баллона внутри скважины, например, посредством заклинивания рычага или разрыва связующего с ним шнура. Активация баллона происходит до момента погружения, вручную. Кроме того, такая операция является более технологичной, поскольку не требует особой аккуратности и сложного приспособления для приведения в действие привода на расстоянии уже внутри скважины.

Внешний рукав, внутри которого размещена внутренняя камера, обеспечивает несущую функцию затвора, повышая надежность изделия, поскольку снижает вероятность повреждения внутренней камеры при ее трении или касании о стенки скважины, а также удерживает ее в форме собственной оболочки, исключая местные деформации и разрывы камеры. При этом наличие внешнего рукава упрощает процесс спуска затвора за счет возможности захвата изделия за его края, стенки, или любые другие специальные элементы. В частности, опускание затвора посредством захвата за внутреннюю камеру невозможно без дополнительных конструктивных систем в самой камере, что связано с быстрым изменением формы камеры при ее наполнении газом является достаточной для обеспечения сопротивляемости внешнего рукава разрыву при опускании в нем внутренней камеры с баллоном с последующим наполнением.

Между внешним рукавом и внутренней камерой может быть размещена внешняя камера, внутри которой размещена внутренняя камера. Внешняя камера служит дополнительной усиленной защитой внутренней камеры от повреждения, поскольку сама по себе уже не воспринимает большей части нагрузки от ее веса (нагрузка приходится на внешний рукав). При выполнении внешней камеры из материала плотностью не менее 50 г/м², и толщиной не менее 45 мкм обеспечивается максимальная прочность данного слоя, позволяющая в большей степени удержать объем внутренней камеры в пределах объема внешней камеры (и, соответственно, внешнего рукава) при его наполнении газом. Предпочтительно выполнение внешней камеры из тканого армированного материала, характеризующегося высокой прочностью на разрыв и растяжение, а также достаточной легкостью, обеспечивающей удобство эксплуатации изделия. При этом, при наличии внешней камеры изделие также может представлять собой единое устройство, детали которого соединены сборочными операциями, очевидному для специалиста в уровне техники.

Выполнение внешнего рукава с площадью поперечного сечения внешнего рукава меньше площади поперечного сечения внутренней камеры обеспечивает беспрепятственное погружение затвора в скважину, исключая его застревание вне заданного участка, или его повреждение, что повышает надежность заявленного затвора.

Далее заявляемое техническое решение поясняется с помощью фиг. 1, на которой схематично представлен один из предпочтительных вариантов исполнения затвора для скважины.

Цифрами на фиг. 1 обозначены:

- внутренняя камера (1);

- газовый баллон (2);

- внешний рукав (3);

- внешняя камера (4).

Затвор для скважины включает внешний рукав (4), внутри которого размещена газонепроницаемая герметичная гибкая камера (1). К внутренней стенке внутренней камеры (1) прикреплен газовый баллон (2) с приводом для выпуска (в частности, полного) газа во внутреннюю камеру (1). Газовый баллон (2) предпочтительно наполнен негорючим газом, например, фреоном, или любым другим газом, обеспечивающим увеличение объема внутренней камеры (1) при его выпуске в нее.

Внешний рукав (4) выполнен из материала плотностью не менее 4 г/м².

Внутренняя камера (1) может быть выполнена из любого гибкого мягкого материала, обеспечивающего газонепроницаемость камеры (1), например, полипропилена, полиэтилентерефталата, лавсана, полиамида, поливинилхлорида, сополимеров этилвинилового спирта, каучука; возможно применение биаксиально-ориентированных полипропиленовых пленок, а также комбинированных материалов по типу лафолена, буфлена, ламистера, цефлена; также возможно применение синтетической бумаги полилит и другой бумаги на синтетической основе.

В предпочтительном варианте, между внешним рукавом (4) и внутренней камерой (1) размещена внешняя камера (3), которая может быть выполнена из армированного тканого материала, предпочтительно плотностью не менее 50 г/м², толщиной не менее 45 мкм. Материал внешней камеры (3) может быть любым, в частности, на основе хлопка, шёлка, полиэстера, нейлона, рипстоп, твил и т.д.

Предпочтительно, к внешнему рукаву (4) прикреплен элемент для его спуска в скважину, например, выполненный в виде тканевой ленты, позволяющей присоединить спусковой шпур, или в виде любого другого соединения, например, петли, кольца, скобы и так далее.

В частности, площадь поперечного сечения внешнего рукава (4) меньше площади поперечного сечения внутренней камеры (1).

Затвор для скважины может быть изготовлен и использован следующим образом.

Газовый баллон (2), наполненный газом, прикрепляют с внутренней стороны к внутренней камере (1). Крепление может быть осуществлено посредством двусторонней клейкой ленты. После крепления баллона (2) внутреннюю камеру (1) герметизируют, например, посредством запаивания или склеивания ее свободных краев, с образованием герметичного шва.

Далее внутреннюю камеру (1) с газовым баллоном (2) скручивают и помещают во внешний рукав (4) или во внешнюю камеру (3) с последующим помещением во внешний рукав (4).

Согласно паспорту буровзрывных работ определяют глубину размещения затвора для скважины.

Спусковой шнур присоединяют к внешнему рукаву (4), например, к тканевой ленте, снаружи затвора.

Далее активируют привод и погружают затвор на нужную глубину и удерживают на месте до полного раскрытия.

Примерно через 12-50 секунд, в зависимости от типа изделия, оно расширится и захватит боковые стенки взрывной скважины. После захвата изделием боковых стенок скважины извлекается спусковой шнур.

Перед установкой заряда взрывчатого вещества присыпают затвор негорючим материалом (например, буровой мелочью, штыбой) слоем не менее 30 см для его изоляции от взрывчатого вещества верхнего заряда.

Загрузка заряда взрывчатого вещества возможна через 15-30 минут, после полного распыления газа во внутренней камере.

Затем необходимо выполнить забойку скважины негорючим материалом (например, штыбой) слоем не менее 30 см.

Заявленный затвор для скважины предназначен для «запирания» продуктов детонации. Затвор блокирует и предотвращает выход энергии и газов через верхнюю часть скважины, что позволяет увеличить взрывное давление на верхних горизонтах скважины. Энергия взрывной волны используется более эффективно и отлично подходит для разрушения твердой горной массы. Может быть использовано для любых выработок (в том числе, шпур).

Затвор для скважины также применим для рассредоточения заряда. Метод рассредоточения заряда в скважине основан на создании воздушных промежутков между зарядами, установку боевиков в каждой части заряда на проводнике инициирующего импульса. Воздушные промежутки создают с помощью заявленного затвора для скважины.

Благодаря введению одного или нескольких воздушных зазоров в столбе взрывчатого вещества создается увеличенная по продолжительности воздействия на окружающий горный массив в 2-5 раз ударная волна, уменьшая количество используемых взрывчатых веществ на 10-30%.

Представленные фигура, описание конструкции и использования затвора для скважины не исчерпывают возможные варианты исполнения и не ограничивают каким-либо образом объем заявляемого технического решения. Возможны иные варианты исполнения в объеме заявляемой формулы.

Изобретение относится к области буровзрывных работ, конкретно к запиранию газообразных продуктов взрыва в зарядной полости, и может быть использовано при взрывном разрушении горных пород методом скважинных зарядов. Затвор для скважины включает внешний рукав, выполненный из материала с поверхностной плотностью не менее 4 г/м², внутри которого размещена внутренняя газонепроницаемая герметичная гибкая камера, к внутренней стенке которой прикреплен аэрозольный баллон с приводом для выпуска газа во внутреннюю камеру. Между внешним рукавом и внутренней камерой размещена внешняя камера, внутри которой размещена внутренняя камера. Внешняя камера выполнена из материала с поверхностной плотностью не менее 50 г/м² и толщиной не менее 45 мкм. Внешняя камера выполнена из тканого армированного материала. К внешнему рукаву прикреплен элемент для его спуска в скважину. Площадь поперечного сечения внешнего рукава меньше площади поперечного сечения внутренней камеры. Технический результат заявляемого технического решения заключается в повышении надежности и удобства эксплуатации затвора для скважины. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Затвор для скважины, включающий внешний рукав, выполненный из материала с поверхностной плотностью не менее 4 г/м², внутри которого размещена внутренняя газонепроницаемая герметичная гибкая камера, к внутренней стенке которой прикреплен аэрозольный баллон с приводом для выпуска газа во внутреннюю камеру.

2. Затвор для скважины по п. 1, отличающийся тем, что между внешним рукавом и внутренней камерой размещена внешняя камера, внутри которой размещена внутренняя камера.

3. Затвор для скважины по п. 1, отличающийся тем, что внешняя камера выполнена из материала с поверхностной плотностью не менее 50 г/м² и толщиной не менее 45 мкм.

4. Затвор для скважины по п. 1, отличающийся тем, что внешняя камера выполнена из тканого армированного материала.

5. Затвор для скважины по п. 1, отличающийся тем, что к внешнему рукаву прикреплен элемент для его спуска в скважину.

6. Затвор для скважины по п. 1, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения внешнего рукава меньше площади поперечного сечения внутренней камеры.