Устройство для заряжания скважин смесевым эмульсионным взрывчатым веществом
Устройство для заряжания скважин смесевым эмульсионным взрывчатым веществом. Полезная модель относится к безопасным способам механизированного изготовления неводоустойчивых смесевых гранулированных промышленных взрывчатых веществ (ВВ). Техническая задача, решаемая полезной моделью - создание безопасного и простого устройства, имеющего относительно небольшой вес, с помощью которого смесевое эмульсионное взрывчатое вещество может быть изготовлено на месте его применения, т.е. непосредственно при зарядке скважин. Устройство содержит двустенную обечайку 1 в виде усеченного конуса, по оси которой расположен трубопровод 2, косынками 3 соединенный с внутренней поверхностью обечайки. Конус имеет угол при вершине от 20 до 35 градусов. Для придания большой скорости исходящему из трубопровода 2 потоку, внутренний диаметр части трубопровода 2, размещенной внутри обечайки, от полутора до четырех раз меньше внутреннего диаметра подводящего трубопровода, расположенного снаружи. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.
Полезная модель относится к безопасным способам механизированного изготовления неводоустойчивых смесевых гранулированных промышленных взрывчатых веществ (ВВ).
Известно устройство для смешения жидковязких составов, содержащее смесительную камеру, узел подачи сыпучего компонента с бункером, имеющим затвор и связанные с ним центральный ограничитель-регулятор и пружину возврата; узел подачи жидкого компонента с системой форсунок в смесительной камере и сообщенных с гидросистемой с помощью гидроцилиндра, шток поршня которого скреплен с затвором, а поршень выполнен с калиброванными отверстиями, сообщенными с системой форсунок - авт. свид. СССР 
1744085, С06В 21/00, 1992 г.
Известное устройство обладает следующими недостатками.
При наличии давления в системе подачи нефтепродукта и отсутствии селитры в верхней части бункера, нефтепродукт распыляется и стекает в скважину. Взрывчатое вещество не образуется, а компонент расходуется.
Кроме того, через форсунки нельзя распылять эмульсию, так как ее струя будет падать на фартук почти перпендикулярно, гранулированный материал из кольцевого зазора между затвором и внутренней поверхностью бункера будет подходить к струе практически под прямым углом и тормозиться при смешении. При этом может образоваться пробка, которая закупорит нижнее отверстие конуса фартука.
Прототипом является смесительное устройство для приготовления эмульсионных взрывчатых составов, содержащее корпус с крышкой и перемешивающим органом, патрубки подачи сыпучего и жидкого компонентов - в верхней части загрузочной камеры, и выгрузочный патрубок готового взрывчатого состава, расположенный соосно корпусу, по оси корпуса установлен выгрузочный шнек, выполненный с разрывом витка - патент РФ 2158722, С06В 21/00, 2000 г.
Недостатки прототипа следующие:
- устройство является стационарным и предназначено для работы в заводских условиях, т.е. с его помощью невозможно приготовить взрывчатое вещество на месте его применения;
- следствием горизонтального расположения патрубка ввода сыпучего компонента является необходимость дооборудования его изнутри шнеком или толкателем;
- перемешивающий орган и выгрузочный шнек имеют два независимых привода, что значительно утяжеляет массу устройства. Более того, при поломке одного из приводов, смесь либо не будет перемешиваться, либо забьет внутренний объем корпуса, что, в крайнем случае, может привести к взрыву.
В связи с этим, предложенным устройством решается техническая задача создания безопасного и простого устройства, имеющего относительно небольшой вес, с помощью которого смесевое эмульсионное взрывчатое вещество может быть изготовлено на месте его применения, т.е. непосредственно при зарядке скважин.
Эта задача решена в устройстве для заряжания скважин смесевым эмульсионным взрывчатым веществом, которое содержит двустенную обечайку в виде усеченного конуса, имеющего угол при вершине от 20 до 35 градусов, и трубопровод, одна часть которого размещена внутри обечайки, установлена по ее оси и соединена с внутренней поверхностью обечайки косынками, а другая - подводящая часть трубопровода - расположена снаружи, над верхней частью обечайки, при этом внутренний диаметр части трубопровода, размещенной внутри обечайки, от полутора до четырех раз меньше внутреннего диаметра подводящего трубопровода.
Предлагаются также частные выполнения устройства:
- конец части трубопровода, размещенной внутри обечайки, снабжен форсункой;
- конец части трубопровода, размещенной снаружи, снабжен боковым отводом для установки быстроразъемного соединения;
- выступающая из скважины часть обечайки с основанием усеченного конуса должна иметь высоту не более 300 мм;
- конец трубопровода, обращенный к усеченной вершине, располагается от плоскости, образованной этой вершиной, на расстоянии Н не менее:
где: d - диаметр усеченной вершины конуса, который должен быть равен 9/10-1/2 диаметра скважины, в устье которой устанавливают устройство;
- выступающая из скважины часть обечайки снабжена штуцером.
На чертеже показана конструкция устройства для заряжания скважин.
Устройство содержит двустенную обечайку 1 в виде усеченного конуса, по оси которой расположен трубопровод 2, косынками 3 соединенный с внутренней поверхностью обечайки. Конус имеет угол при вершине от 20 до 35 градусов, что определяется углом естественного откоса при ссыпании гранулита. Конец 4 трубопровода 2, обращенный к усеченной вершине 5, располагается от плоскости, образованной этой усеченной вершиной, на расстоянии Н не менее:
где: d - диаметр усеченной вершины конуса, который должен быть равен 9/10 - 1/2 диаметра скважины, в устье которой устанавливают устройство.
Для придания большой скорости исходящему из трубопровода 2 потоку, внутренний диаметр части трубопровода 2, размещенной внутри обечайки, от полутора до четырех раз меньше внутреннего диаметра подводящего трубопровода, расположенного снаружи. Например, в случае уменьшения сечения в два раза, скорость потока на выходе увеличивается в четыре раза от скорости потока внутри зарядного шланга: при скорости потока внутри зарядного шланга 1-2 м/с, устанавливаемой из соображений минимального гидравлического сопротивления зарядного шланга, ожидаемая скорость потока на выходе из трубопровода 2 через отверстие в два раза меньшего диаметра составит 4-8 м/с.
Выступающая из скважины часть обечайки с основанием усеченного конуса должна иметь высоту не более 300 мм, что ограничивается габаритами разгрузочного направляющего лотка смесительно-зарядной машины (СЗМ) для приготовления гранулита. Конец трубопровода, обращенный к усеченной вершине, может оборудоваться распылительным устройством 6 (форсунка, распылительная головка). Другой конец трубопровода 2 - подводящий - оборудуется боковым отводом 7, на конце которого может устанавливаться быстроразъемное соединение 8 (БРС), например - типа «Camlocks» для подсоединения зарядного шланга 9 СЗМ.
Устройство работает следующим образом.
Зарядное устройство вершиной усеченного конуса устанавливается в устье заряжаемой скважины. К боковому отводу 7 трубопровода 2, через БРС 8, подключается зарядный шланг 9. СЗМ для приготовления гранулита и другая СЗМ - для приготовления эмульсии - одновременно включаются в работу по установленному на каждой из них заданию на дозирование в скважину определенного количества ВВ.
Гранулит по разгрузочному направляющему лотку подается внутрь конической обечайки 1 и проваливается через ее открытую вершину в скважину. Эмульсия (или эмульсионное ВВ) по зарядному рукаву из СЗМ поступает в трубопровод 2 зарядного устройства, из суженного конца 4 которого, с увеличенной скоростью, подается в скважину в осевом направлении. Кроме того, поток эмульсии и поток гранулированного материала встречаются под острым углом, в результате чего поток эмульсии увлекает за собой гранулированный материал, возникает так называемый эффект «эжекции» и образования «пробки», т.е. закупорки подаваемыми веществами в месте усеченной вершины 5, не происходит.
В процессе падения гранулита и эмульсии на дно заряжаемой скважины, осуществляется их интенсивное перемешивание между собой. За счет того, что диаметр вершины усеченного конуса меньше диаметра скважины, и между падающей и перемешивающейся в процессе падения смесью и стенкой скважины всегда существует некоторый свободный зазор, эмульсия не касается стенки скважины и не налипает на нее.
За счет интенсивного перемешивания в процессе падения (глубина заряжаемых скважин, как правило, превышает 15 м), происходит образование однородной смеси, при этом образуются смеси с высокой объемной концентрацией энергии, известные как «тяжелые AN-FO», в которых свободное пространство между гранулами аммиачной селитры полностью заполнено эмульсией, а сами гранулы могут соприкасаться друг с другом.
В процессе заполнения скважины взрывчатым веществом (ВВ), находящийся в скважине воздух вытесняется ВВ и отводится через зазор 10 между стенками конической обечайки 1 в окружающее пространство. При необходимости, возможно организовать газоотвод (аспирацию) через штуцер 11, направив вытесняемые газы в систему очистки от пыли, паров нефтепродуктов, газов, выделяющихся из горных пород, например, сероводорода.
Таким образом, при использовании предлагаемого устройства достигаются следующие преимущества:
- не требуются дополнительные приспособления для установки устройства, т.к. оно устанавливается на устье скважины, опираясь на ее стенки;
- устройство - переносное, его вес не превышает 10 кг;
- аспирация и очистка выходящих из скважины в процессе заряжания газов улучшит экологию и санитарные показатели воздуха рабочей зоны;
- так как две СЗМ работают одновременно, производительность процесса увеличивается, вследствие чего зарядка одной скважины происходит за короткое время.
1. Устройство для заряжания скважин смесевым эмульсионным взрывчатым веществом, содержащее двустенную обечайку в виде усеченного конуса, имеющего угол при вершине от 20 до 35º, и трубопровод, одна часть которого размещена внутри обечайки, установлена по ее оси и соединена с внутренней поверхностью обечайки косынками, а другая - подводящая часть трубопровода - расположена снаружи, над верхней частью обечайки, при этом внутренний диаметр части трубопровода, размещенной внутри обечайки, от полутора до четырех раз меньше внутреннего диаметра подводящего трубопровода.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что конец части трубопровода, размещенной внутри обечайки, снабжен форсункой.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что конец части трубопровода, размещенной снаружи, снабжен боковым отводом для установки быстроразъемного соединения.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выступающая из скважины часть обечайки с основанием усеченного конуса должна иметь высоту не более 300 мм.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что конец трубопровода, обращенный к усеченной вершине, располагается от плоскости, образованной этой вершиной, на расстоянии Н не менее:
где d - диаметр усеченной вершины конуса, который должен быть равен 9/10-1/2 диаметра скважины, в которую устанавливают устройство.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выступающая из скважины часть обечайки снабжена штуцером.
