CN109211037A - 一种水下***切割器组件及水下***切割方法 - Google Patents

一种水下***切割器组件及水下***切割方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109211037A
CN109211037A CN201811054980.8A CN201811054980A CN109211037A CN 109211037 A CN109211037 A CN 109211037A CN 201811054980 A CN201811054980 A CN 201811054980A CN 109211037 A CN109211037 A CN 109211037A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cutter
explosive
explosion
underwater explosion
underwater
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811054980.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109211037B (zh
Inventor
罗宁
申涛
曹银梅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Mining and Technology CUMT
Original Assignee
China University of Mining and Technology CUMT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Mining and Technology CUMT filed Critical China University of Mining and Technology CUMT
Priority to CN201811054980.8A priority Critical patent/CN109211037B/zh
Publication of CN109211037A publication Critical patent/CN109211037A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109211037B publication Critical patent/CN109211037B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42D—BLASTING
    • F42D1/00—Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/22—Elements for controlling or guiding the detonation wave, e.g. tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42D—BLASTING
    • F42D3/00—Particular applications of blasting techniques

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)

Abstract

本发明公开了一种水下***切割器组件，包括多个***切割器和隔水充气橡胶气袋，所述***切割器由切割器外壳、金属聚能罩、高能***组成。金属聚能罩将切割器外壳内部隔成充填高能***的***室和充气室。同时还公开其使用方法。本发明提高了***切割器的实用性与灵活性，可针对被***物体灵活组装。采用隔水充气橡胶袋将聚能穴内部水排出，解决了水下切割***中由于水的存在，导致聚能切割效果不佳的问题。具有成本低、效率高、稳定可靠、方便灵活的优秀特点，可以有效发挥聚能切割器的优势，提高工作效率，降低施工成本。

Description

一种水下***切割器组件及水下***切割方法
技术领域
本发明涉及一种水下组合***切割器及其使用方法，属于工程***、特种***领域。
背景技术
聚能效应是利用药包一端的空穴（也叫聚能穴）使得***爆轰的能量在空穴方向集中起来以提高***的局部破坏作用。聚能药包***后爆轰产物先向空穴轴线位置聚集，形成一股高速、高压、高密度的聚能射流，其速度可达1500～3000 m/s，如此高速的射流动量高达十万乃至百万大气压的压力，可以对目标靶板产生瞬间破坏。长久以来，聚能装药用来制造各类具有高杀伤威力的弹体。而后聚能效应在民用工程中也得到了越来越广泛的应用。例如石油射孔中的聚能射孔弹；地震勘探中的聚能***激震弹；用于金属板材的切割以及打捞沉船时切割船体的线性聚能切割器等等。
线型切割器从最初的军事应用发展到民用经济建设中，特别是在大型钢结构建筑物的拆除工程中突显了其效率高、作业快、切割深度大、安全性强的优点。目前，由于民用***工程及军事工程需要，线型聚能切割器在水下的应用越来越广泛，例如水下钻井平台的拆除、沉船的打捞、钢结构桥梁水下结构的拆除和水下***切割弹***切割解决卡钻问题等。然而由于水介质的特殊性，聚能切割器的水下应用要比空气中困难得多。由于水的密度、传热速度和黏度等参数要比空气大得多，使得射流在水中高速运动时，所受的摩擦阻力更大，能量也更为分散，射流头部速度比空气中低；水对金属射流有阻碍和降温作用，也会降低射流的动能和温度，削弱射流的侵彻能力。在水下作业的另一个问题就是聚能药包如何固定在被***物体上，同时由于各个工程条件的差异较大，被***物的目标几何形状可能是圆形、方形或椭圆形，且同样的形状也可能大小不一致。因此在施工时，传统的聚能切缝得针对具体工程重新进行设计，这些问题也会导致水下***切割作业效率、效果降低，施工成本增加。
鉴于以上问题，水下***切割器应考虑一定的防水、耐压措施，使得切割器与水隔绝、随着水深的不同也要考虑切割器的耐压特性等，同时也要考虑现场施工的多样多样性，水下***切割器也要具有极强的适用性、灵活性，这样才可以有效发挥聚能切割器的优势，提高工作效率，降低施工成本。
发明内容
本发明所要解决的问题在于，克服现有技术存在的缺陷，提出了一种水下***切割器组件，可根据不同工况进行组装，并且降低水下***切割作业难度，增强水下切割性能，在大型的钢结构拆除作业中，可缩短工期，减少工作量。同时还公开了使用本发明水下***切割器组件进行水下***切割的方法。
本发明一种水下***切割器组件，包括多个***切割器和隔水充气橡胶气袋。其特征是：所述***切割器由切割器外壳、金属聚能罩、高能***组成。
所述切割器外壳，为门字形横断面型材，两个前底角处设串接定位凹槽，串接定位凹槽上设内串接定位孔，两个后底角处外接串接定位板，串接定位板上设外串接定位孔。
所述金属聚能罩为V或W形横断面型材，与切割器外壳等长。金属聚能罩置于切割器外壳内，V或W形倒置（即V或W形尖角指向切割器外壳门字的顶部），金属聚能罩将切割器外壳内部隔成上下两个空间，上部空间为***室，充填高能***，下部空间为充气室（通常意义上的聚能穴）。
所述金属外壳门字形横断面的顶部为60～120°的锥角。
所述金属聚能罩的横断面为V字形，V字形顶角为60～120°，高度h为10～100 mm，宽度w为6～170 mm，长度l为50～300 mm。
所述金属聚能罩材质为铜、铝、钨、钨铜合金或钨镍合金。
所述高能***应选用爆速高、猛度大，一般选用TNT，也可选择PBX、COMB、RDX、乳化***等高能量密度***，铜是应保证装药密度较高。
所述高能***根据***室的形状和尺寸预先压制成型，成型时在***的顶部留有用于安装导爆索的预留孔。
用本发明水下***炸切割器组件实施水下***切割的方法，其步骤是：先在被***物体上缠上所述隔水充气橡胶气袋；然后将所述各个***切割器拼接起来环绕被***物体并穿入防水安全导爆索，各个***切割器的充气室罩扣在所述隔水充气橡胶气袋上，隔水充气橡胶气袋被卡入各个***切割器的充气室，水下***切割器组件组装完毕；在通过钢丝绳悬吊，将水下***切割器组件沿被***物体沉入设定的***位置处；给隔水充气橡胶气袋充气至将***切割器的充气室内部填充满；最后进行起爆作业。
本发明水下***切割器组件在现场使用的具体作业过程如下：
（1）工厂组装：根据施工现场被***物体形状尺寸，选择合适大小的***切割器，根据被***物体的直径，确定***切割器环绕被***物体一周需要的个数并对***切割器进行前期组装，即先按照环绕被***物体一周需要的***切割器个数的一半数量，预先将***切割器串接成***切割器组（即将一个***切割器的串接定位板置入到另一个***切割器对应的串接定位凹槽中，用螺栓将位置对应的内串接定位孔和外串接定位孔串接），便于现场施工时套在被***物体上。
（2）现场安装：在被***物体上绕一圈隔水充气橡胶气袋，并连接好充气管，再将两组***切割器组环绕被***物体串接起来，各个***切割器的充气室口罩在所述隔水充气橡胶气袋上，隔水充气橡胶气袋被卡入***切割器的充气室内。水下***切割器组件组装完毕，然后穿入防水安全导爆索，并挂上钢丝绳。
（3）沉水固定：通过钢丝绳将水下***切割器组件沿被***物体沉入设定的位置处，并固定好钢丝绳。
（4）充气连接：通过充气管给隔水充气橡胶气袋充气，待其膨胀到将***切割器的充气室内部填充满后停止充气并封堵充气口，连接导爆索与***。
（5）起爆作业：确认作业现场安全后进行起爆。
本发明一种水下***切割器组件及水下***切割方法的优点是：采用组合设计方法，提高了***切割器的实用性与灵活性，可针对不同形状、不同尺寸的被***物体灵活组装。采用隔水充气橡胶袋将聚能穴内部水排出，解决了水下切割***中由于水的存在，导致聚能切割效果不佳的问题。综上，该水下组合***切割器是对传统聚能切割器在结构上的改进与方法上的创新，其具有成本低、效率高、稳定可靠、方便灵活的优秀特点，可以有效发挥聚能切割器的优势，提高工作效率，降低施工成本。
附图说明
图1为本发明所述***切割器主视图。
图2为本发明所述***切割器轴测视图。
图3为本发明所述隔水充气橡胶气袋示意图。
图4为本发明所述***切割器组件组装图（隔水充气橡胶气袋未画出）。
图5为本发明所述水下组合***切割器在钢管水下***切割中的应用示意图。
具体实施方式
下面结合附图，通过一个最佳实例，对本发明实施例进行详细说明。
实施例：本发明水下***切割器组件及在某圆柱形钢管水下***切割中的应用。
本实施例以圆柱形钢管水下***切割中为例。圆柱形钢管多用在水下钻井平台、钢结构桥梁等中，由于石油年限达到设计年限，需要进行拆除。本例所切割钢管12外径300mm，壁厚10 mm，钢管位于水下，需要进行水下***切割。根据钢管外径，选用10个长度为10cm的***切割器。
***切割器由切割器外壳1、金属聚能罩2、高能***3组成。所述切割器外壳1为门字形横断面型材，所述金属外壳门字形横断面的顶部为80°的锥角，金属外壳1的两个前底角处设串接定位凹槽5，串接定位凹槽上设内串接定位孔，两个后底角处外接串接定位板6，串接定位板上设外串接定位孔。
所述金属聚能罩2为V形横断面型材，与切割器外壳等长（10cm），金属聚能罩材料为铜，厚度为4 mm，V字形顶角为80°，高度为50 mm。金属聚能罩置于切割器外壳内，V倒置（即V形尖角指向切割器外壳门字的顶部），金属聚能罩底部水平向外延伸2～5mm，用于将其固定在切割器外壳1上。
金属聚能罩2将切割器外壳1内部隔成上下两个空间，上部空间为***室，充填高能***，下部空间为充气室（通常意义上的聚能穴）。所述高能***可以选用TNT、PBX、COMB、RDX、乳化***等高能量密度***。本实施例所用高能***选用密度1.63g/cm3的TNT***。高能***根据***室的形状和尺寸预先压制成型，成型时在***的顶部留有用于安装导爆索的预留孔4。
第一步，根据设计参数，将5个***切割器进行组装，形成两个分别由5个***切割器组成的***切割器组。即：将一个***切割器的串接定位板6置入到另一个***切割器对应的串接定位凹槽5中，用螺栓10将位置对应的内串接定位孔和外串接定位孔串接。第二步，在被爆钢管12上缠绕一圈隔水充气橡胶袋7，将隔水充气橡胶袋7的充气孔8上连接好充气管11，将第一步组合好的两组***切割器组套在钢管12上后再将两者连接起来，连接时保证隔水充气橡胶袋7位于充气室（聚能穴）内，再在***切割器组两边连上挂上钢丝，穿入防水安全导爆索13，完成水下***切割器组件的组装。第三步：通过钢丝9将水下***切割器组件沉到预定***位置，固定钢丝绳上端。第四步，通过充气管11给隔水充气橡胶气袋7充气，待其膨胀到将***切割器聚能穴填充满后停止充气并封堵充气口，连接导爆索与***。第五步，确认作业现场安全后进行起爆。***后，在聚能射流的作用下钢管沿环向被切割断开，达到了将其从预定位置切割开来的目的。
应当明确，所述实例的实施仅仅是本发明典型实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例中，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下说获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种水下***切割器组件，包括多个***切割器和隔水充气橡胶气袋；其特征是：所述***切割器由切割器外壳、金属聚能罩、高能***组成；
所述切割器外壳，为门字形横断面型材，两个前底角处设串接定位凹槽，串接定位凹槽上设内串接定位孔，两个后底角处外接串接定位板，串接定位板上设外串接定位孔；
所述金属聚能罩为V或W形横断面型材，与切割器外壳等长；金属聚能罩置于切割器外壳内，V或W形倒置，金属聚能罩将切割器外壳内部隔成上下两个空间，上部空间为***室，充填高能***，下部空间为充气室。
2.根据权利要求1所述的水下***切割器组件，其特征是：所述金属外壳门字形横断面的顶部为60～120°的锥角。
3.根据权利要求1或2所述的水下***切割器组件，其特征是：所述金属聚能罩的横断面为V字形，V字形顶角为60～120°，高度h为10～100 mm。
4.根据权利要求1、2或3所述的水下***切割器组件，其特征是：所述金属聚能罩材质为铜、铝、钨、钨铜合金或钨镍合金。
5.根据权利要求1所述的水下***切割器组件，其特征是：所述高能***选用TNT、PBX、COMB、RDX或乳化***。
6.根据权利要求1或5所述的水下***切割器组件，其特征是：所述高能***根据***室的形状和尺寸预先压制成型，成型时在***的顶部留有用于安装导爆索的预留孔。
7.一种用权利要求1-6之一所述的水下***炸切割器组件实施水下***切割的方法，其步骤是：先在被***物体上缠上所述隔水充气橡胶气袋；然后将所述各个***切割器拼接起来环绕被***物体并穿入防水安全导爆索，各个***切割器的充气室罩扣在所述隔水充气橡胶气袋上，隔水充气橡胶气袋被卡入各个***切割器的充气室，水下***切割器组件组装完毕；在通过钢丝绳悬吊，将水下***切割器组件沿被***物体沉入设定的***位置处；给隔水充气橡胶气袋充气至将***切割器的充气室内部填充满；最后进行起爆作业。
CN201811054980.8A 2018-09-11 2018-09-11 一种水下***切割器组件及水下***切割方法 Active CN109211037B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811054980.8A CN109211037B (zh) 2018-09-11 2018-09-11 一种水下***切割器组件及水下***切割方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811054980.8A CN109211037B (zh) 2018-09-11 2018-09-11 一种水下***切割器组件及水下***切割方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109211037A true CN109211037A (zh) 2019-01-15
CN109211037B CN109211037B (zh) 2020-08-07

Family

ID=64987427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811054980.8A Active CN109211037B (zh) 2018-09-11 2018-09-11 一种水下***切割器组件及水下***切割方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109211037B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109780952A (zh) * 2019-03-29 2019-05-21 中国人民解放军陆军工程大学 水下***聚能切割装置
CN110004960A (zh) * 2019-05-11 2019-07-12 四川公路桥梁建设集团有限公司 一种用于深水双壁钢围堰爆轰聚能侵彻切割的拆除方法
CN110836621A (zh) * 2019-10-21 2020-02-25 四川航天川南火工技术有限公司 一种柔性聚能切割索
CN112432567A (zh) * 2020-11-23 2021-03-02 浙江科技学院 一种聚能电***孤石方法
CN113137893A (zh) * 2021-05-20 2021-07-20 中国人民解放***箭军工程设计研究院 含能异型药型罩切割器结构
CN113137894A (zh) * 2021-05-20 2021-07-20 中国人民解放***箭军工程设计研究院 含能复合药型罩切割器结构
CN113188393A (zh) * 2021-05-20 2021-07-30 中国人民解放***箭军工程设计研究院 预制切割体聚能装药结构
CN113405420A (zh) * 2021-06-09 2021-09-17 南京君缘科爆工程技术有限公司 控界切割器及用于核电基坑聚能切割的***装置和方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202239882U (zh) * 2011-07-06 2012-05-30 中国海洋石油总公司 水下聚能***外切割装置
CN102494570A (zh) * 2011-12-06 2012-06-13 兰州大学 聚能***与光面***联合控制***法
US20140076132A1 (en) * 2012-09-19 2014-03-20 Halliburton Energy Services, Inc. Extended Jet Perforating Device
CN104101273A (zh) * 2014-07-21 2014-10-15 中国船舶重工集团公司第七○二研究所 一种基于水下***技术的新型排爆装置
CN203908426U (zh) * 2014-05-26 2014-10-29 葛洲坝易普力股份有限公司 环形聚能切割器
CN104289755A (zh) * 2014-10-13 2015-01-21 中石化胜利油建工程有限公司 一种水下钢管切割设备
CN204565434U (zh) * 2015-04-24 2015-08-19 河南省现代***技术有限公司 一种***聚能切割器
CN105444623A (zh) * 2015-12-15 2016-03-30 中国石油天然气集团公司 一种输气钢管全尺寸气体***试验用聚能切割装置
CN107218862A (zh) * 2017-07-09 2017-09-29 贵州大学 一种水下***聚能弹及布设方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202239882U (zh) * 2011-07-06 2012-05-30 中国海洋石油总公司 水下聚能***外切割装置
CN102494570A (zh) * 2011-12-06 2012-06-13 兰州大学 聚能***与光面***联合控制***法
US20140076132A1 (en) * 2012-09-19 2014-03-20 Halliburton Energy Services, Inc. Extended Jet Perforating Device
CN203908426U (zh) * 2014-05-26 2014-10-29 葛洲坝易普力股份有限公司 环形聚能切割器
CN104101273A (zh) * 2014-07-21 2014-10-15 中国船舶重工集团公司第七○二研究所 一种基于水下***技术的新型排爆装置
CN104289755A (zh) * 2014-10-13 2015-01-21 中石化胜利油建工程有限公司 一种水下钢管切割设备
CN204565434U (zh) * 2015-04-24 2015-08-19 河南省现代***技术有限公司 一种***聚能切割器
CN105444623A (zh) * 2015-12-15 2016-03-30 中国石油天然气集团公司 一种输气钢管全尺寸气体***试验用聚能切割装置
CN107218862A (zh) * 2017-07-09 2017-09-29 贵州大学 一种水下***聚能弹及布设方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109780952A (zh) * 2019-03-29 2019-05-21 中国人民解放军陆军工程大学 水下***聚能切割装置
CN109780952B (zh) * 2019-03-29 2023-09-29 中国人民解放军陆军工程大学 水下***聚能切割装置
CN110004960A (zh) * 2019-05-11 2019-07-12 四川公路桥梁建设集团有限公司 一种用于深水双壁钢围堰爆轰聚能侵彻切割的拆除方法
CN110836621A (zh) * 2019-10-21 2020-02-25 四川航天川南火工技术有限公司 一种柔性聚能切割索
CN112432567A (zh) * 2020-11-23 2021-03-02 浙江科技学院 一种聚能电***孤石方法
CN112432567B (zh) * 2020-11-23 2023-05-05 浙江科技学院 一种聚能电***孤石方法
CN113137893A (zh) * 2021-05-20 2021-07-20 中国人民解放***箭军工程设计研究院 含能异型药型罩切割器结构
CN113137894A (zh) * 2021-05-20 2021-07-20 中国人民解放***箭军工程设计研究院 含能复合药型罩切割器结构
CN113188393A (zh) * 2021-05-20 2021-07-30 中国人民解放***箭军工程设计研究院 预制切割体聚能装药结构
CN113405420A (zh) * 2021-06-09 2021-09-17 南京君缘科爆工程技术有限公司 控界切割器及用于核电基坑聚能切割的***装置和方法
CN113405420B (zh) * 2021-06-09 2022-09-27 南京君缘科爆工程技术有限公司 控界切割器及用于核电基坑聚能切割的***装置和方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109211037B (zh) 2020-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109211037A (zh) 一种水下***切割器组件及水下***切割方法
US10443361B2 (en) Multi-shot charge for perforating gun
US20180030334A1 (en) Subterranean Formation Shock Fracturing Charge Delivery System
US2399211A (en) Method of perforating well casings
US10000994B1 (en) Multi-shot charge for perforating gun
RU2006116472A (ru) Способы улучшения эффективности перфорирования с использованием зарядного перфоратора
EA002681B1 (ru) Устройство и способ пробивания отверстий и стимулирования подземной формации
CN108007285A (zh) 一种岩石巷道深孔分阶分段高效掏槽***方法
CN102808621B (zh) 急倾斜厚矿体的***方法
CN110657722A (zh) 一种复杂环境基坑开挖逐孔起爆方法
CN108662958A (zh) 一种用于基坑开挖的预裂******
CN112432570B (zh) 一种立井井壁梁窝的控制***施工方法
US2696169A (en) Shaped charge well-pipe perforator
CN115950321A (zh) 减少管棚支护损伤的***方法及装药装置和***药包结构
CN111307002B (zh) 一种提高***效率的封闭自由面掏槽***方法
CN211824095U (zh) 一种电子***保护装置
CN115727728A (zh) 一种聚能结构及间隔装药聚能***方法
CN210570270U (zh) 一种带有碎石抛掷功能的炸坑器
CN212296322U (zh) 一种射孔弹
CN110207548B (zh) 硬岩一次***成型及抛碴的多向聚能***装置及方法
CN210603016U (zh) 密闭空间分段间隔装药***隔爆及延时传爆装置
CN106813540A (zh) 超低温状态下立井冻结基岩段深孔***的方法
CN113059049A (zh) 一种新型环形聚能切割器
CN110953942A (zh) 一种电子***保护装置
CN214149017U (zh) 隧道***轴向装药结构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant