JPS63500228A - explosive cutting device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 爆発切断装置 本発明は、爆発切断装置に関するものである。[Detailed description of the invention] explosive cutting device The present invention relates to an explosive cutting device.
たとえば、金属のシート又は板などのターゲットを切断するのに爆発物を用いる ことは、良く知られた技術である。For example, using an explosive to cut a target such as a sheet or plate of metal This is a well-known technique.
良く知られた爆発切断方法の一つに、いわゆる“プラスター炸薬（ｐｌａｓｔｅ ｒ ｃｈａｒｇｅ） ”法があり、爆発物の細片を所望の切断線に沿ってターゲ ットに直接的に接触させ、次いで爆発させて所望の切断線に沿ってターゲット内 に破断力を生起させるものである。One of the well-known explosive cutting methods is the so-called "plaster explosive" method. r charge) method, in which a strip of explosive material is targeted along a desired cutting line. directly into the target and then detonated into the target along the desired cutting line. This causes a breaking force to occur.
これとは別な良く知られた爆発切断方法に、いわゆる“成形炸薬（ｓｈａｐｅｄ ｃｈｒｇｅ） ”法があり、爆発物を爆発させることにより、予じめターゲッ トから離間させた金属素子を所望の切断線に沿ってターゲットに対して高速で移 動させるものである。金属素子は爆発により変形し、空気層を通ってターゲット まで移動してブレード状をした金属の高速ジェットがそのターゲットに衝撃して ターゲットを切断する。Another well-known method of explosive cutting involves the use of so-called “shaped explosives”. There is a law that detonates explosives to target the target in advance. The metal element separated from the target is moved at high speed to the target along the desired cutting line. It is something that moves people. The metal element is deformed by the explosion and passes through the air space to the target. A high-speed jet of blade-shaped metal hits its target. Cut the target.
上記爆発切断法並びにそれぞれの長所及び短所は非常に良く知られたものであり 詳細に報告されているので、ここではそれらに関する詳しい説明を必要としない 。The above explosive cutting methods and their respective advantages and disadvantages are very well known. There is no need for a detailed explanation of them here as they have been reported in detail. .
近年になると、ターゲット内に２個の衝撃波面（ｓｈｏｃｋｗａｖｅ ｆｒｏｎ ｔ）を生起させてターゲットを所望の切断線に沿って切断することが提案されて おり、２個の衝撃波面は、所望の切断線を中間として同方向に切断線に離間して 平行；こ＝在する２個の帯域に沿って同時にターゲット表面に入り込む。２個の 衝撃波面は、ターゲット内に移されて所望の切断線に沿って交わり、ターゲット の下面により反射された衝撃波も所望の切断線に沿って合致する。In recent years, two shock wave fronts have been created within the target. t) to cut the target along the desired cutting line. The two shock wave fronts are spaced apart from each other in the same direction with the desired cutting line in the middle. Parallel: Entry into the target surface simultaneously along two zones. 2 pieces The shock wavefront is transferred into the target and intersects along the desired cutting line, The shock wave reflected by the lower surface of also coincides along the desired cutting line.
このような切断方法では、最初に素材を通過する衝撃波が圧縮力を切断線に沿っ て生起し、一方反射波が引張力を所望の切断線に沿って生起する。結局、ターゲ ットを所望の切断線に沿って、従来のプラスター炸薬法に比べ極めて少量の爆発 物を用いて切断することができる。In this cutting method, a shock wave that first passes through the material transfers compressive forces along the cutting line. while the reflected waves create a tensile force along the desired cutting line. After all, the target along the desired cutting line, with a much smaller amount of explosion compared to traditional plaster explosive methods. It can be cut using a material.
便宜上、２個の離間する衝撃波面を同時にターゲットの表面に生起することによ り切断を行なう上述した方法を以後″２２衝撃波爆切断法（ｔｗｏ−ｗａｖｅ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ｃｕｔｔｉｎｇ）”と呼び、２衝撃波爆発切断法を行なう ための装置を“２衝撃波爆発切断装置（ｔｗｏ−ｗａｖｅ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ｃｕｔｔｉｎｇ ｍｅａｎｓ） ’と呼ぶことにする。For convenience, two spaced apart shock fronts can be created simultaneously on the surface of the target. The above-mentioned method of cutting is hereinafter referred to as the ``22 shock wave cutting method (two-wave cutting method). This method is called “explosive cutting” and performs a two-shock wave explosive cutting method. The device for “two-wave explosive cutting device” We will call it ``cutting means''.
米国特許第３．０７６、４０８号には、２衝撃波爆発切断装置が開示されており 、爆発物の層を、切断すべきターゲットの表面に接触させて配設するとともに、 所望の切断線に交差させて延在させる。爆発物を所望の切断線の両側の点で同時 に爆発させて２衝撃波爆発切断法を行なう。U.S. Patent No. 3.076,408 discloses a two-shock wave explosive cutting device. , placing a layer of explosive material in contact with the surface of the target to be cut; Extend it across the desired cutting line. Explosives are placed simultaneously at points on both sides of the desired cutting line. Explode it and perform the 2-shock wave explosion cutting method.
米国特許第３．４３５．７６３号も、２衝撃波爆発切断装置を開示しており、爆 発物細片をターゲット表面に接触させて所望の切断線の両側に配設するが、その 細片は、一対の収斂する再入爆ごう頭（ｒｅ−ｅｎｔｒａｎｔ ｄｅｔｏｎａｔ ｉｏｎ ｆｒｏｎｔ ）が同時にかつ対称に内方に進み細片内部にマツハステム を生成するよう、爆発物の爆ごうを制御する手段を具備する。U.S. Pat. No. 3,435,763 also discloses a two-shock wave explosive cutting device, Place the projectile strips on either side of the desired cutting line in contact with the target surface, but do not The strips show a pair of converging re-entrant detonators. ion front) move inward simultaneously and symmetrically to form a pine stem inside the strip. shall be provided with means for controlling the detonation of the explosive so as to produce .
欧州特許第００４３２１５号は、爆ごうが爆ごう点から爆発物の長手方向並びに 爆発物の横方向内方に進むよう、爆発物の爆ごうに作用するバリアー装置を具備 する２衝撃波爆発切断装置を開示する。European Patent No. 0043215 discloses that the explosive is Equipped with a barrier device that acts on the detonation of the explosive to allow it to proceed laterally inward. A two-shock wave explosion cutting device is disclosed.
ここで注意することは、従来の２衝撃波爆発切断方法及び装置では、爆発物の爆 ごう頭の形状を調整することにより、２個の衝撃波を生起していることである。It should be noted here that the conventional two-shock wave detonation cutting method and device cannot detonate explosives. By adjusting the shape of the head, two shock waves are generated.
爆発物を通過する爆ごう頭の速度は極めて高速であり、ターゲットを通過する衝 撃波面の速度もまた極めて高速である。ターゲットの切断は２個の衝撃波面が交 わる面に沿って行なわれるので、衝撃波がターゲットに入り込む時間の僅かな変 動によりすなわち衝撃波、形状の“バランス（ｂａｌａｎｃｅ ）”の若干の差 異により、切断部が所望の切断線から偏移することになる。The velocity of the blast head passing through the explosive is extremely high, and the impact passing through the target is extremely high. The speed of the striking wave front is also extremely high. The target is cut when two shock wave fronts intersect. Because it is carried out along the same plane as the shock wave, slight variations in the time it takes for the shock wave to enter the target Due to the movement, i.e. shock waves, slight differences in the “balance” of the shape. The difference will cause the cut to deviate from the desired cutting line.
それゆえ、多数の点に配設した爆発物の爆ごうに依存する方法はどんな方法であ っても、爆発物のどれか１個の早期又は遅延着火により、所望の切断線から偏移 した不所望の爆ごう形状となることは想像にかたくない。側縁の爆ごうを周期的 にもたらすバリアーに依存し、爆ごうが爆発物の複数の側縁に沿って効果的に独 立して進む方法であっても同様なことと思われる。このため、従来の２衝撃波切 断法は、たとえば１７２メートルを越えるような長物の切断に時おり使用される に過ぎない。Therefore, any method that relies on the detonation of explosives placed at multiple points is However, the premature or delayed ignition of any one of the explosives may cause a deviation from the desired cutting line. It is not hard to imagine that this would result in an undesirable explosion shape. periodic explosion of the lateral edges depending on the barrier it provides, the detonator can be effectively isolated along multiple lateral edges of the explosive. The same thing seems to apply to the method of standing up and moving forward. For this reason, the conventional two-shock wave cutter Cutting methods are sometimes used to cut long objects, for example over 172 meters. It's nothing more than that.
本発明の目的は、炸薬による爆ごう頭の形状の調整によらない２衝撃波爆発切断 方法及び装置を提供することにあ本発明によれば、爆発物を所望の切断線に沿っ て延在させるとともに、所望の切断線の両側に通例はターゲットに接触させるこ となく配置する工程と、上記爆発物を爆ごつさせる工程と、上記爆発物により生 起された衝撃波の進行が切断線に交差するようターゲットに向けて変化させる工 程とを具え、切断線に交差する各部分において、上記衝撃波が、所望の切断線の 各側に１個あり所望の切断線から等距離だけ離れた２個の帯域でまずターゲット に入り込むことを特徴とする２衝撃波爆発切断方法を提供する。The object of the present invention is to provide two-shock wave explosion cutting without adjusting the shape of the blast head using explosives. According to the present invention, there is provided a method and apparatus for cutting an explosive along a desired cutting line. and typically contact targets on both sides of the desired cutting line. a process of arranging the explosives, a process of detonating the explosives, and a process of detonating the explosives, and detonating the explosives. A technique that changes the propagation of the generated shock wave toward the target so that it intersects the cutting line. and at each part that intersects the cutting line, the shock wave crosses the desired cutting line. Target first in two bands, one on each side, equidistant from the desired cutting line. A two-shock wave explosion cutting method is provided.
この方法は、好ましくは、ターゲットに接触する面を提供する衝撃波遅延素子上 に爆発物を支持する工程を具備する。The method preferably involves using a shock wave delay element that provides a surface in contact with the target. The method includes a process for supporting explosives.
本発明の一実施例によれば、その方法は、衝撃波のターゲットへの進行を変更す るよう、別異の衝撃波伝達材料よりなる衝撃波遅延素子を形成する工程を具備す る。According to one embodiment of the invention, the method includes altering the course of a shock wave to a target. forming a shock wave delay element made of a different shock wave transmission material so as to Ru.
本発明の他の実施例によれば、その方法は、衝撃波のターゲットへの進行を変更 するよう、衝撃波遅延素子の断面形状を形成する工程を具備する。According to another embodiment of the invention, the method modifies the progression of a shock wave to a target. The method includes a step of forming a cross-sectional shape of the shock wave delay element so that the shock wave delay element has a cross-sectional shape.
好適には、本発明方法は、所望の切断線の長さ方向に延在しターゲットから離間 する金属素子をターゲットと爆発物との間に配置する工程と、上記金属インサー トとターゲットとの間の衝撃波遅延素子内に空所を設ける工程とを具備し、爆発 物の爆ごうにより金属インサートを高速度でターゲットに向けて駆動し、所望の 切断線に沿ってターゲット表面を窪ませ又は凹ませる。Preferably, the method of the present invention includes cutting lines extending along the length of the desired cut line and spaced apart from the target. a step of placing a metal element between the target and the explosive; and a step of placing a metal element between the target and the explosive; and creating a void in the shock wave delay element between the target and the shock wave delay element. The explosion of the object drives the metal insert towards the target at high speed to achieve the desired Indent or indent the target surface along the cutting line.
本発明はまた、衝撃波遅延素子と爆発物とを具備する２衝撃波爆発切断装置を意 図している。The invention also provides a two-shockwave detonation cutting device comprising a shockwave delay element and an explosive. It is illustrated.
好ましくは、上記衝撃波遅延素子はターゲット掛合面及びそのターゲット掛合面 と離間して対向する爆発物支持表面又は複数の支持表面を提供する。Preferably, the shock wave delay element has a target engaging surface and a target engaging surface thereof. and a plurality of spaced-apart explosive support surfaces.
ある実施例において衝撃波遅延素子はターゲットの所望の切断線に交差するよう 置かれた上記素子の部分の中のターゲット掛合領域と交わる別異の衝撃波伝達特 性をした区域を具備する。In some embodiments, the shock wave delay element is configured to intersect the desired cutting line of the target. Distinct shock wave transmission characteristics that intersect the target engagement region within the portion of the element placed Equipped with a sex area.
このような様式にあっては、衝撃波遅延素子を矩形断面形状とすることができ、 爆発物も矩形断面形状とすることができる。In such a mode, the shock wave delay element can have a rectangular cross-section, Explosives can also have a rectangular cross-sectional shape.
他の様式にあっては、衝撃波遅延素子は、上記爆発物支持表面又は複数の支持表 面上の爆発物の爆ごうにより生起された衝撃波が、衝撃波遅延素子の横方向に離 間する２個の帯域において、まずターゲット掛合表面を含む平面に到達する断面 形状を有する。このような実施例によれば、衝撃波遅延素子は、素子のターゲッ ト掛合表面を規定する素子７）１面と、爆発物支持表面を有する他の２個の主要 な面こよりなる通常の三角形状断面をしている。In other embodiments, the shock wave retardation element comprises the explosive support surface or support surfaces. The shock wave generated by the detonation of the explosive on the surface is separated laterally from the shock wave delay element. In the two zones between, the cross section that first reaches the plane containing the target interlocking surface It has a shape. According to such embodiments, the shock wave delay element is Element 7) defining an engaging surface and two other main surfaces having explosive support surfaces. It has a normal triangular cross section consisting of two sides.
好ましくは、通常その素子の断面は、高さに対する底辺の比の大きな二等辺三角 形形状をしており、その底面はターゲット掛合表面を具備する。Preferably, the cross section of the element is usually an isosceles triangle with a large base to height ratio. shaped, the bottom surface of which has a target engaging surface.
好ましくは上記衝撃波遅延素子は、ターゲットの所望の切断線を跨ぐよう意図さ れた上記ターゲット掛合表面に凹部、適切には三角形状の凹部を具備する。Preferably, the shock wave delay element is intended to straddle the desired cutting line of the target. The target engaging surface is provided with a recess, suitably a triangular recess.
ある好適な実施例では、２衝撃被爆発切断装置は、ターゲットと爆発物との間に 配設され、衝撃波遅延素子のターゲット支持表面に離間して所望の切断線を跨ぐ 金属インサートを具備し、爆発物の爆ごうにより金属インサートを所望の切断線 に沿ってターゲットに対して高速で駆動し、複数の衝撃波がターゲット内で合致 するのに先立って切断線に沿ってターゲットを窪ませ又は凹ませる。In some preferred embodiments, the two-impact explosive cutting device is provided between the target and the explosive. spaced apart from the target support surface of the shock wave delay element and straddling the desired cutting line. Equipped with a metal insert, the metal insert is cut at the desired cutting line by detonation of explosives. is driven toward the target at high speed along the target, and multiple shock waves meet within the target. The target is indented or recessed along the cutting line prior to cutting.
衝撃波遅延素子は、素子の長手方向にほぼ均一な断面を有することが好ましい。Preferably, the shock wave delay element has a substantially uniform cross section in the longitudinal direction of the element.
以下、図面を参照して本発明を詳述する。Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.
第１図は、本発明２衝撃波切断装置の線図的断面図、第１Ａ図、第１Ｂ図、第１ Ｃ図は、第１図に示した切断装置の中心線ＣＬの左側部分において、衝撃波面の 進行を線図的に示す断面図、 第２図は、第２の２衝撃波切断装置の線図的断面図、第３図は、第２図に類似す る第３の２衝撃波切断装置を示す図、 第４図は、第２図に類似する本発明による他の２衝撃波切断装置・を示す図、 第５図は、第２図に類似する２衝撃波切断装置の第５の実施例を示す図、 第６図は、第２図に類似する本発明による更に他の実施例を示す図、 第７図は、第２図に示した２衝撃波切断装置用のある起爆装置を示す斜視図であ り、 第８図及び第９図は、第７図に示す起爆装置の２個の別異な実施例を示す平面図 である。FIG. 1 is a diagrammatic sectional view of the shock wave cutting device of the present invention 2, FIG. 1A, FIG. 1B, and FIG. Figure C shows the shock wave front at the left side of the center line CL of the cutting device shown in Figure 1. a cross-sectional view diagrammatically showing the progression; FIG. 2 is a diagrammatic sectional view of a second two-shock wave cutting device; FIG. 3 is similar to FIG. A diagram showing a third two-shock wave cutting device, FIG. 4 is a diagram illustrating two other shock wave cutting devices according to the invention similar to FIG. 2; FIG. 5 is a diagram showing a fifth embodiment of a two-shock wave cutting device similar to FIG. 2; FIG. 6 is a diagram showing still another embodiment according to the invention similar to FIG. 2; FIG. 7 is a perspective view of one detonator for the two-shock wave cutting device shown in FIG. the law of nature, 8 and 9 are plan views showing two different embodiments of the detonator shown in FIG. 7; FIG. It is.
第１図に示した実施例において、矩形断面をした細長い衝撃波遅延装置１１をタ ーゲット１２の表面１２ａに載置し、爆発物の細片１３を表面１２ａから離間さ せた素子１１の表面に載置する。素子１１は、その横断面を通りターゲット内の 所望の切断線１４を含む平面内にある中央面ＣＬを有するので、素子１１はその 幅方向に切断線１４の両側に等しく延在する。In the embodiment shown in FIG. The explosive strip 13 is placed on the surface 12a of the target 12 and separated from the surface 12a. The device 11 is placed on the surface of the device 11. The element 11 passes through its cross section into the target. Since the element 11 has a central plane CL that lies within a plane that includes the desired cutting line 14, the element 11 It extends equally on both sides of the cutting line 14 in the width direction.
素子１１は、その断面において、第１の物質よりなる１個の二等辺三角形１１ａ と、第２の物質よりなる２個の等しい直角三角形１１ｂ、ｌｌｃとを具え、第１ 及び第２の物質は別異の衝撃波伝達特性を有するよう選択され、三角形１１ａが 最も遅い伝達特性を有するものとする。In its cross section, the element 11 has one isosceles triangle 11a made of the first material. and two equal right triangles 11b and llc made of a second substance, and the first and the second material is selected to have different shock wave transmission properties such that triangle 11a It shall have the slowest transfer characteristic.
ｉ１Ａ図、第１Ｂ図、そして第１Ｃ図は、中央面ＣＬの左’Ｊｙ、’ｌに関する 素子１１の横断面を示し、第１Ａ図、第１Ｂ図、そして第１Ｃ図に関連して説明 する衝撃波面は、中央面Ｃしの右側に関する素子１１の横断面内に現われる衝撃 波の鏡像である。Figure i1A, Figure 1B, and Figure 1C relate to the left 'Jy,'l of the central plane CL. A cross section of element 11 is shown and described in connection with FIGS. 1A, 1B, and 1C. The shock wave front appearing in the cross section of the element 11 on the right side of the central plane C It is a mirror image of a wave.
第１Ａ図に示した実施例において、第１の物質を進む衝撃波面の速度が第２の物 質を進む速度の半分となるよう、第１及び第２の物質を選択するとすると、爆発 物１３を爆ごうさせた後の時間“ｔ”において示される。In the example shown in FIG. 1A, the velocity of the shock wave front traveling through the first material is If we choose the first and second substances so that their speed is half the rate of movement through the particles, the explosion will occur. It is shown at time "t" after detonating object 13.
三角形１１ｂを全体として進む衝撃波面１５ａは距離りを進むことになり、表面 １１に平行に進むことになる。三角形１１ａを全体として進む衝撃波面はＤ／２ ＝ｄを進むことになる。The shock wave front 15a that travels through the triangle 11b as a whole travels a distance, and the surface It will proceed parallel to 11. The shock wave front traveling through the triangle 11a as a whole is D/2. = d.
三角形１１ａと三角形１１ｂとを結合する平面を通過する衝撃波面１５ｂは、一 部が三角形１１ｂを進み、一部が三角形１１ａを進むことになるので、表面１２ ａを含む平面に対して傾くことになる。A shock wave front 15b passing through a plane connecting triangles 11a and 11b is equal to Since a part will travel along the triangle 11b and a part will travel through the triangle 11a, the surface 12 It will be tilted with respect to the plane containing a.
第１Ｂ図は、衝撃波が三角形１１ｂの最下点曲らびに中央面ＣＬにおいて三角形 １１ａの高さの半分まで達した状況を示しており、衝撃波が比較的真直な面１５ を有することが示されている。FIG. 1B shows that the shock wave is generated in the triangle 11b at the lowest point curve and at the central plane CL. This shows the situation where the shock wave has reached half of the height of 11a, and the shock wave is relatively straight on the surface 15. It has been shown to have
ターゲットが衝撃波伝達特性に優れたものであるとすると、第１Ｃ図は、衝撃波 面１５が全体としてターゲラ目２に入り込み、その衝撃波面の傾斜部分１５ｃが 切断線１４に向がって進む状況を示している。Assuming that the target has excellent shock wave transmission characteristics, Figure 1C shows that the shock wave The entire surface 15 enters the target eye 2, and the inclined portion 15c of the shock wave surface becomes The situation is shown proceeding towards the cutting line 14.
第１Ａ図、第１Ｂ図そして第１ｃ図に示した衝撃波面の部分及び進行は、中央面 ＣＬの右側の衝撃波面の部分及び進行の鏡像であり、爆発物１３を素子１１の長 さ方向に移動する真直な面上で爆どうさせると、衝撃波面は、第１図に示したよ うに、三角形１１ｂ及びｌｌｃの最下点から同時にターゲラ目２の表面１２ａに 入り込み、傾斜した衝撃波面１５ｃは所望の切断線１４の所で出会うことになる 。The portion and progression of the shock front shown in Figures 1A, 1B, and 1C are centered on the central plane. It is a mirror image of the shock wave front part and progression on the right side of CL, and it shows the explosive 13 along the length of the element 11. When an explosion is made on a straight surface moving in the horizontal direction, the shock wave front will be as shown in Figure 1. uni, simultaneously from the lowest point of triangle 11b and llc to the surface 12a of Targera eye 2. The intruding and inclined shock wave fronts 15c will meet at the desired cutting line 14. .
第２図に示した実施例において、細長形状をした衝撃波遅延素子２１は、高さに 対する底辺の比の大きな二等辺三角形状をしており、底辺により規定される面２ １ａは、素子２１のターゲット掛合表面を構成する。素子２１の残りの主要表面 ２１ｂおよび２１ｃは、爆発物支持表面を構成する。In the embodiment shown in FIG. 2, the elongated shock wave delay element 21 has a height It has an isosceles triangular shape with a large ratio of the base to the surface 2 defined by the base. 1 a constitutes the target-engaging surface of element 21 . Remaining major surfaces of element 21 21b and 21c constitute explosive support surfaces.
素子２１をターゲット２２上に配置し、その長さ方向を所望の切断線２３の方向 に遅延させるとともに、そのターゲット掛合表面２１ａをターゲットの表面２２ ａに接触させる。ターゲット掛合表面２１ａは、所望の切断線の両側に等しく延 在する。The element 21 is placed on the target 22, and its length direction is aligned in the direction of the desired cutting line 23. and the target engaging surface 21a is delayed to the surface 22 of the target. bring it into contact with a. Target engaging surface 21a extends equally on both sides of the desired cutting line. Exists.
素子２１の爆発物支持表面２１ｂ及び２１ｃ上の爆発物２４を爆ごうさせると、 爆ごう頭は素子２１の長さ方向に進み、爆発物２４により生起された衝撃波面２ ５は、ターゲット２２の表面２２ａに当てた衝撃波遅延素子２１を介して移動す る。衝撃波２５は、爆発物２４がターゲット２２に最も近く又素子２１を通過す る際の遅れが最小となる帯域２２ｂ及び２２ｃにおいてターゲット２２に入り込 み、また素子２１の高さは所望の切断線を含む平面に向かって増加するので、衝 撃波２５は素子２１の厚さの増加に伴なってターゲット２２の通過が遅れる。Upon detonation of the explosive 24 on the explosive supporting surfaces 21b and 21c of the element 21, The blast head advances in the length direction of the element 21, and the shock wave front 2 generated by the explosive 24 5 moves through the shock wave delay element 21 applied to the surface 22a of the target 22. Ru. The shock wave 25 is generated when the explosive 24 is closest to the target 22 and passes through the element 21. It enters the target 22 in bands 22b and 22c where the delay when Also, since the height of the element 21 increases toward the plane containing the desired cutting line, the impact As the thickness of the element 21 increases, the passage of the attack wave 25 through the target 22 is delayed.
よって、衝撃波面２５は、所望の切断線２３から等距離だけ離れた２個の帯域又 は領域２２ｂ及び２２ｃにおいてまずターゲット２２に入り込み、また、それぞ れ表面２１ｂ及び２１ｃに対して平行に素子２１を通過する傾斜した衝撃波面２ ５ａ及び２５ｂは、互いの方向に移動して所望の切断線２３を含む平面において 合致する。Therefore, the shock wave front 25 is divided into two bands or bands equidistant from the desired cutting line 23. first enters the target 22 in regions 22b and 22c, and An inclined shock wave front 2 passing through the element 21 parallel to the curved surfaces 21b and 21c 5a and 25b move in the direction of each other in a plane containing the desired cutting line 23. Match.
第２図は、素子２１とほぼ同一の衝撃波伝達特性を有するターゲット２２内を通 る衝撃波面２５を示している。FIG. The shock wave front 25 shown in FIG.
第３図は、第２図と同様な図で、同一の部分には同一の符号が用いられており、 第２図との本質的な差異は、素子２１に対する衝撃波の伝達速度がターゲット物 質に対するそれよりも遅いことであり、このことによりターゲット２２内の傾斜 した衝撃波面２５ａ及び２５ｂの各角度が第２図に示したターゲット２２内の衝 撃波面２５ａ 、 ２５ｂの角度に比べ、（第３図に示したように）一段と急と なることである。FIG. 3 is a diagram similar to FIG. 2, and the same parts are denoted by the same reference numerals. The essential difference from FIG. 2 is that the propagation speed of the shock wave to the element 21 is is slower than that for the quality, and this causes the slope within the target 22 to Each angle of the shock wave fronts 25a and 25b corresponds to the impact inside the target 22 shown in FIG. Compared to the angles of the striking wave surfaces 25a and 25b, the angle is much steeper (as shown in Figure 3). It is what happens.
第１図の衝撃波遅延素子１１並らびに第２図及び第３図の衝撃波遅延素子２１は 、所望の衝撃波伝達速度を有する適当な材料で構成することができるが、好まし くは、第１図の上記素子１１並らびに第２図及び第３図の素子２１をゴム、合成 ゴム又はプラスチック材料にて構成し、それぞれの衝撃波遅延素子１１又は２１ が管材及び筒材の湾曲面のような非直線形状に追従できるよう十分に可撓性を有 するものとする。The shock wave delay element 11 in FIG. 1 and the shock wave delay element 21 in FIGS. 2 and 3 are , may be constructed of any suitable material having the desired shock wave transmission velocity, but is preferred. Alternatively, the element 11 in FIG. 1 and the element 21 in FIGS. 2 and 3 may be made of rubber or synthetic material. Each shock wave delay element 11 or 21 is made of rubber or plastic material. is sufficiently flexible so that it can follow non-linear shapes such as curved surfaces of pipes and cylinders. It shall be.
素子１１及び２１はまた、中央面ＣＬ上に位置しそれぞれの遅延素子の長さ方向 に延在する軟鉄のコア・エレメント２６（第２図にだけ図示する）を具備するこ とができ、そのコアは非直線形状に追従できる形状の衝撃波遅延素子を保持する 一部とすることができる。Elements 11 and 21 are also located on the center plane CL and in the longitudinal direction of their respective delay elements. a soft iron core element 26 (shown only in FIG. 2) extending from The core holds a shock wave delay element with a shape that can follow a non-linear shape. It can be a part of it.
素子１１及び２１はま′た、磁化したバリウム・フェライト粒子のような磁化し た材料を含むこともでき、それゆえそれぞれの素子１１又は２１を鉄系のターゲ ット表面に磁気的に付着させることができる。Elements 11 and 21 may also be magnetized, such as magnetized barium ferrite particles. The respective element 11 or 21 can therefore be used as a ferrous target. can be magnetically attached to the surface of the sheet.
第１図の爆発物１３並びに第２図及び第３図の爆発物２４は、それぞれのエレメ ント１１又は２２に接着剤、好ましくは非水溶性接着剤により固着することがで きる。The explosive device 13 in FIG. 1 and the explosive device 24 in FIGS. 2 and 3 are It can be fixed to the component 11 or 22 with an adhesive, preferably a water-insoluble adhesive. Wear.
第４図は、第２図及び第３図に示した実施例に適用することができる変形例を示 している。この変形例では、同一の符号を同様な部分を示すために用い、また、 鉄系金属の細片２７を素子２１の底面に接合するとともに、磁化された粒子を含 むゴム又はプラスチック材料のような磁化された材料よりなる細片２８を金属の 細片２７に接合することにより、磁化された粒子を素子２１に含ませることなく 複合素子１１を鉄系のターゲットに付着させることができる。FIG. 4 shows a modification that can be applied to the embodiment shown in FIGS. 2 and 3. are doing. In this variant, the same reference numerals are used to indicate similar parts, and A strip of ferrous metal 27 is bonded to the bottom surface of the element 21 and contains magnetized particles. A strip 28 of magnetized material, such as rubber or plastic material, is By bonding to the strip 27, magnetized particles are not included in the element 21. The composite element 11 can be attached to an iron-based target.
第５図に着目すると、そこに示した実施例は第２図および第３図に示した実施例 に類似しており、また同様な部分には同一の符号を付するが、衝撃波遅延素子２ １の頂部を切り取り頂点が最下点にあって（第５図参照）かつ所望の切断線２３ に合致するとともに、底辺がたとえば金属の板３１により覆われた中心部に位置 する三角形の空隙３ｏを素子内に有する点が異なることがわかる。板３１は爆発 物２４により覆ろう 爆発物２４の細片を爆ごうさせると、板３１は、下方に駆動され、かつ空隙３０ の側壁により案内されて所望の切断線２３に指向する高速の金属ジェットを形成 することになる。このジェットは、ターゲット２２を切断することはないが、所 望の切断線２３に沿ってターゲット２２０表面を窪ませ又は凹ませて、ターゲッ トが上記所望の切断線に沿って破断するのを助ける。Focusing on FIG. 5, the embodiment shown there is the embodiment shown in FIGS. 2 and 3. Although similar parts are given the same reference numerals, shock wave delay element 2 Cut the top of 1 so that the apex is at the lowest point (see Figure 5) and at the desired cutting line 23. , and the base is located in the center covered by a metal plate 31, for example. It can be seen that the difference is that the element has a triangular void 3o inside the element. Board 31 exploded Let's cover it with thing 24 Upon detonation of the strip of explosive 24, plate 31 is driven downward and fills air gap 30. forming a high-velocity metal jet directed to the desired cutting line 23 guided by the side walls of the I will do it. This jet does not cut the target 22, but The surface of the target 220 is depressed or recessed along the desired cutting line 23 to cut the target. the cut along the desired cutting line.
第６図に示し実施例では、同様な部分には同一の符号を付すものとし、衝撃波遅 延素子２１の長さ方向に延在し所望の切断線を跨ぐ底辺を有する三角形状をした 空隙３２を素子に設ける。空隙３２は、必要であれば金属によりライニングする 。この空隙３２は、衝撃波の集中を大いに助長することが実際に確かめられてい る。In the embodiment shown in FIG. 6, similar parts are given the same reference numerals, and shock wave delay It has a triangular shape that extends in the length direction of the spreading element 21 and has a base that straddles the desired cutting line. A void 32 is provided in the element. The void 32 is lined with metal if necessary. . It has been actually confirmed that this gap 32 greatly facilitates the concentration of shock waves. Ru.
第５図及び第６図の衝撃波遅延素子２１を、可撓性であるよう第２図及び第３図 を参照して記述した実施例と同様に、ゴム、合成ゴム、又はプラスチック材料で 製造することができ、また第５図及び第６図の素子２１を鉄系のターゲットに付 着できるよう、上記素子に磁化した粒子を具備させることもできる。第５図に示 した板３１も磁化させてインサート２３の鉄系ターゲットに対する付着を助長さ せることができる。The shock wave delay element 21 of FIGS. 5 and 6 is adapted to be flexible as shown in FIGS. similar to the embodiments described with reference to rubber, synthetic rubber, or plastic materials. The device 21 shown in FIGS. 5 and 6 can be attached to an iron-based target. The element can also be provided with magnetized particles so that it can be attached. As shown in Figure 5. The attached plate 31 is also magnetized to promote adhesion of the insert 23 to the iron target. can be set.
第７図は、第２図乃至第６図に示された実施例の爆発切断装置に使用して好適な 起爆装置３５を示している。FIG. 7 shows a preferred embodiment of the explosive cutting device shown in FIGS. 2 to 6. A detonator 35 is shown.
起爆装置３５は爆発物２４の露出された主要面の形状に一致する形状をしており その上に装着される不活性金属の支持体３６を具備する。支持体３６は、爆発物 ２４から離間するその表面の一部に爆発物よりなる層３９を担持しており、この 層は爆どう剤３８を着火させた時に爆ごうすることになる。爆発物よりなる層３ ９は、起爆装置を爆発物切断装置上に正しく位置決めした時に爆発物２４に接触 するよう、支持体３６の一端を越えて符号４０に示したように突出する。はぼ三 角形の平面形状した爆発物よりなる層３９は、複数のバリヤー・エレメント４１ が組み込まれており、それらエレメントは爆ごう剤３８から端縁４０に沿う各点 までのすべての経路をほぼ同一長として爆発物２４の爆ごうがほぼ同時にその全 幅に亘るすべての点で行なわれることを担保する。The detonator 35 has a shape that matches the shape of the exposed main surface of the explosive 24. It has an inert metal support 36 mounted thereon. The support 36 is an explosive A layer 39 of explosive material is carried on a part of its surface distant from 24, and this The layer will detonate when the detonating agent 38 is ignited. Layer 3 consisting of explosives 9 contacts the explosive 24 when correctly positioning the detonator on the explosive cutting device. It projects beyond one end of the support 36 as shown at 40 to do so. Habosan A layer 39 of explosive material having a rectangular planar shape includes a plurality of barrier elements 41. are incorporated, and these elements extend from the blasting agent 38 to each point along the edge 40. With all the paths up to the Ensure that all aspects of the project are carried out across the entire range.
第８図は、爆発物よりなる層３９のための、円形形状をした複数のバリヤー・エ レメント４１の配列を示し、一方第９図は直線形状をした複数のバリヤー・エレ メント４１の配列を示しており、これら両配列は爆発物よりなる層３９の爆ごう 点と爆発物２４を起爆させる端縁との間のすべての経路がほぼ同一長となること を担保すると言う所望の目的を達成するためのものである。FIG. 8 shows a plurality of circularly shaped barrier elements for the layer 39 of explosive material. 9 shows an array of barrier elements 41, while FIG. 41, both of which represent the detonation layer 39 of explosive material. All paths between the point and the edge that detonates the explosive 24 are approximately the same length. It is intended to achieve the desired purpose of ensuring that
上述した全実施例において、衝撃波遅延素子は、爆発物の爆ごうにより生起され る衝撃波を集中させ、衝撃波を所望の切断線の各側に等しく離間する２ケ所の帯 域又は位置でまずターゲットに入り込ませることにより、上記２ケ所の帯域から 進行する衝撃波が所望の切断線で合致する際に、典型的な“２衝撃波”切断が達 成される。In all the embodiments described above, the shock wave delay element is caused by the detonation of an explosive. two bands that concentrate the shock waves and equally space the shock waves on each side of the desired cutting line. By first entering the target in the area or position, A typical “two-shock wave” cut is achieved when the traveling shock waves meet at the desired cut line. will be accomplished.
また、ターゲットを互いに平行な２個又はそれ以上の所望の切断線に沿って切断 又は破断させたい場合には、並列配列とした本発明爆発切断装置を使用すること ができ、又は基本的には並列に配設した複数の本発明切断装置を具備する爆発切 断装置を形成することができる。The target can also be cut along two or more desired cutting lines parallel to each other. Or, if you want to break it, use the explosive cutting device of the present invention arranged in parallel. Explosive cutters comprising a plurality of cutting devices according to the invention, which can be A cutting device can be formed.
それゆえ、シートの全幅に亘って延在する一連の並列する波形を形成する共通の シート上に、たとえば、第２．第３、第４．第５図又は第６図に示す２衝撃波切 断装置を並列関係をもたせて組み合わせることが可能であり、複数の波形が爆発 物よりなる共通のシートを共有するのでなく、各波形が別個に本発明２衝撃波切 断装置を具えることになる。複数の破断部又は切断部を容易に形成できることは 、内径部又は井戸、たとえば油井からライニング部分を除去する際に特に有用で あり、これはライニング部分を簡単に取り除き、あるいは内径部又は井戸の底部 まで塞ぐ危険性がほとんどなく落下するような十分に小さな小片に切断すること ができるからである。Therefore, the common On the sheet, for example, the second. 3rd, 4th. 2 shock waves shown in Figure 5 or Figure 6 It is possible to combine disconnection devices in a parallel relationship, and multiple waveforms can be exploded. Rather than sharing a common sheet of material, each waveform is separately It will be equipped with a disconnection device. Being able to easily form multiple breaks or cuts , particularly useful in removing lining sections from boreholes or wells, e.g. oil wells. Yes, this allows the lining to be easily removed or removed from the inner diameter or bottom of the well. cut into pieces small enough to fall with little risk of blocking This is because it can be done.
第１図乃至第６図に図示した実施例では、素子１１．２１は細長形状として説明 したが、それら素子が可撓性を有するものであれば、２衝撃波切断装置は湾曲さ せることができ、直線以外の線分に沿ってターゲットを切断することができる。In the embodiments illustrated in FIGS. 1 to 6, elements 11.21 are described as having an elongated shape. However, if these elements are flexible, the two-shock wave cutting device can be curved. The target can be cut along lines other than straight lines.
上述した細長い衝撃波遅延素子は、通常の押出し法により容易に製造することが でき、爆発物２４も同様にして所望の断面形状に製造することができる。よって 、衝撃波切断２置の構成部品の組立ては簡単である。The elongated shock wave delay element described above can be easily manufactured by a conventional extrusion method. Explosive material 24 can also be manufactured into a desired cross-sectional shape in the same manner. Therefore The assembly of the components of the shock wave cutting two-position is simple.
また、湾曲させることにより製造することができない切断装置に必要な衝撃波遅 延素子は、実質的に任意の所望形状に合わせて成型することができる。例として 素子を“閉止”形状、たとえば円形形状に成型しターゲットから円板を切断する ことができる。さらに、細長及び湾曲遅延素子を用いて、たとえば湾曲隅部を有 する矩形孔など、種々の切断形状を造ることができる。Also, the shock wave delay required for cutting equipment that cannot be manufactured by curving The elongated element can be molded to virtually any desired shape. As an example Molding the element into a “closed” shape, such as a circular shape, and cutting a disk from the target be able to. Additionally, elongated and curved delay elements can be used, e.g. Various cutting shapes can be created, such as rectangular holes.
第１図乃至第６図に示す２衝撃波切断装置を含む他の実施例では、中央面（軸） ＣＬのまわりに回転体を定義する円錐形状とすることができ、衝撃波はターゲッ トを貫通するコア領域で合致する。In other embodiments including the two shock wave cutting devices shown in FIGS. 1-6, the central plane (axis) It can be a conical shape that defines a rotating body around CL, and the shock wave is directed towards the target. mate in the core region that penetrates the
更に、以下の例を参照して本発明について説明する。The invention will be further explained with reference to the following examples.
例１ 第２図に示す種類の衝撃波遅延素子を、商品名ＦＥＲＯＢＡとして市販されてい る合成ゴムのマトリックス中にバリウムフェライトを９２．５％含む複合磁気材 料にて形成した。この素子の密度は３．６ｇ／ｃｃである。素子の断面形状は、 底辺が３０ｍｍ、頂角が１３０°の二等辺三角形をしている。素子の底辺を、厚 さ７．９ｍｍの軟鋼板に磁気的に付着する。素子の残りの二辺には、ＳＸ２と呼 ばれる種類のＲＤＸベースのプラスチック炸薬よりなる単一の細片を適用した。Example 1 A shock wave delay element of the type shown in Figure 2 is commercially available under the trade name FEROBA. Composite magnetic material containing 92.5% barium ferrite in a synthetic rubber matrix. It was formed from material. The density of this element is 3.6 g/cc. The cross-sectional shape of the element is It has an isosceles triangle shape with a base of 30 mm and an apex angle of 130°. The bottom of the element should be It magnetically attaches to a mild steel plate with a diameter of 7.9 mm. The remaining two sides of the element are labeled SX2. A single strip of RDX-based plastic explosive charge of various types was applied.
この爆発物の細片は、幅３２ｎ＋ｎ＋、厚さ３ｍｍである。爆発物の細片をその 長手方向軸線上で所望の切断線の出発点から４０ｍｍ離れた点において起爆させ 、爆ごう頭が所望の切断線の起動に先立って進行する時間があるようにする。板 は、連続する極めて真直な破面により分けられた。This strip of explosive has a width of 32n+n+ and a thickness of 3mm. The explosive strips Detonate at a point 40 mm away from the starting point of the desired cutting line on the longitudinal axis. , so that the blasting head has time to advance prior to activation of the desired cutting line. board were separated by a series of extremely straight fracture surfaces.
例２ 例１に用いた種類の衝撃波遅延素子を、その底辺により厚さ１５Ｊｍｍの軟鋼板 に磁気的に付着させた。素子の他の二辺には、ＳＸ２プラスチツク爆薬よりなる ２個の細片を適用したが、それら細片の各々は幅３２ｍｍ、厚さ３世であり、一 方の上に他方を重ね２倍の厚さとしたものである。爆発物を例１と同様な方法で 起爆させたところ、板は連続する極めて真直な端縁を有する線分に沿って破断さ れた。厚い破砕（ｓｐａｌｌ）が板の裏面から突出するが、この破砕それ自身も 所望の切断線に沿って分けられる。この例における特徴・は、破砕破片が真直に かつ直角な外側端縁として表われることである。爆発物よりなる細片を金属板に 接触させて爆ごつさせ破砕を板の反対側から突出させると、複数の破砕破片の端 縁は、ぎざぎざとなりややテーバとなるのが通例ＳＸ２プラスチツク爆薬よりな る幅３２ｍｍ、厚さ３ｍｍの２個の細片をそれらの長手方向の中心線に沿って折 り曲げ、二辺を互いに１２０°の角度で延在させる。厚さ１２．５ｍｍの軟鋼板 上にこれら２個の細片を一方の上に他方を重ねて設け、内側の細片の長手方向の ２個の側端縁を板状に支持する。Example 2 A shock wave delay element of the type used in Example 1 was made of a mild steel plate with a thickness of 15 Jmm by its base. magnetically attached. The other two sides of the element are made of SX2 plastic explosives. Two strips were applied, each of which was 32mm wide and 3mm thick, and one One is layered on top of the other to make it twice as thick. Explosives in the same manner as in Example 1 When detonated, the plate broke along a line with continuous, extremely straight edges. It was. A thick spall protrudes from the back of the plate, but this spall itself is Separated along the desired cutting line. The characteristic of this example is that the crushed pieces are straight. and appear as a right-angled outer edge. Strips of explosive material on metal plates The ends of multiple fractured fragments can be exploded by contacting and causing the fractures to protrude from the opposite side of the plate. The edges are usually more jagged and slightly tapered than SX2 plastic explosives. Fold two strips 32 mm wide and 3 mm thick along their longitudinal center lines. The two sides extend at an angle of 120° to each other. 12.5mm thick mild steel plate Place these two strips on top, one on top of the other, and make sure that the length of the inner strip is The two side edges are supported in a plate shape.
組み立て体を水に浸して爆発物よりなる内側の細片と板との間の空隙を水で満し 、衝撃波遅延素子とする。爆発物はその一方の端部の中央部で起爆させる。軟鋼 板は、爆発物よりなる細片の長手方向軸線に一致する破面により分けられる。お よそ幅１１ｍｍ、厚さ５ｍｍの小幅の破砕が、爆発物を使用した反対側の鋼板の 面から分離される。板には、爆発物が使用された表面の破面を越え、また反対側 の破砕を越える目に見えるようなどんな変形も起こらなかった。よって損傷が目 に見えるような帯域は、破断中心線から約５．５ｍｍを越えて横方向に延在する ことはなかった。これは、既知の比較するに適当な切断力の破断又は切断炸薬の 場合に普通に生ずる損傷帯域に比べてかなり幅の狭い帯域である。Immerse the assembly in water to fill the void between the inner strip of explosive material and the plate. , a shock wave delay element. The explosive is detonated at the center of one end. mild steel The plates are separated by fracture surfaces that coincide with the longitudinal axis of the strip of explosive material. oh A small fracture measuring 11 mm in width and 5 mm in thickness occurred when the steel plate on the opposite side was destroyed using explosives. separated from the surface. The plate should be placed over the fracture surface of the surface where the explosive was used, and on the opposite side. No visible deformation beyond fracture occurred. Therefore, the damage is noticeable. The band, visible as , extends laterally beyond approximately 5.5 mm from the fracture centerline. That never happened. This is comparable to known cutting forces of rupture or cutting charges. This is a much narrower band than the damage band that normally occurs.
Ｆｗ；、２ ＦｔＧ、４゜ 屯 ■ 国際調査報告 Ａ、ＮＮＥＸ Ｔｏ ＴＨＥ ＩＮτＥＲＮＡ？工０ＮＡＬ ５ＥＡＲＣＨＲ三 ＰＯＲＴ ０ＮＴｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｐａｔｅｎｔ ０ｆｆｉｃｅ ｉｓ ｉｎ ｎｏ ｗａｙ １ｉａｂｌｅ ！ｏｒ ｔｈｅｓｅｐａｒｔｉｃｕｌａ ｒｓｗｈｉｃｈａｒｅｍｅｒｅｌｙｇｉｖｅｎｆｆＯｒｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏ ｆｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ。Fw;, 2 FtG, 4° tun ■ international search report A.NNEX To THE INτERNA? 0 NAL 5 EARCHR 3 PORT 0NThe European Patent office is In no way 1iable! or theseseparticula rswhicharemerelygivenffOrthepurposeo finformation.
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