RU2649201C1 - Скважинное запирающее устройство - Google Patents

Скважинное запирающее устройство Download PDF

Info

Publication number
RU2649201C1
RU2649201C1 RU2017104486A RU2017104486A RU2649201C1 RU 2649201 C1 RU2649201 C1 RU 2649201C1 RU 2017104486 A RU2017104486 A RU 2017104486A RU 2017104486 A RU2017104486 A RU 2017104486A RU 2649201 C1 RU2649201 C1 RU 2649201C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dome
elements
downhole
locking device
rod
Prior art date
Application number
RU2017104486A
Other languages
English (en)
Inventor
Алексей Николаевич Шустов
Original Assignee
Алексей Николаевич Шустов
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 Алексей Николаевич Шустов filed Critical Алексей Николаевич Шустов
Priority to RU2017104486A priority Critical patent/RU2649201C1/ru
Priority to EP17895649.6A priority patent/EP3628961A4/en
Priority to US16/484,671 priority patent/US11976913B2/en
Priority to AU2017398371A priority patent/AU2017398371B2/en
Priority to PCT/RU2017/000951 priority patent/WO2018147763A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2649201C1 publication Critical patent/RU2649201C1/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42DBLASTING
    • F42D1/00Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping
    • F42D1/08Tamping methods; Methods for loading boreholes with explosives; Apparatus therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42DBLASTING
    • F42D1/00Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping
    • F42D1/08Tamping methods; Methods for loading boreholes with explosives; Apparatus therefor
    • F42D1/18Plugs for boreholes
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12Packers; Plugs

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

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. Скважинное запирающее устройство выполнено из пластического полимерного материала. Устройство снабжено элементами с формой, внешний диаметр которых соизмерим с диаметром скважины. Осевой стержень выполнен крестообразным в поперечном сечении, на который с двух сторон установлены с возможностью фиксации однотипные куполообразные элементы, имеющие прорези. Куполообразные элементы содержат выступы, которыми зафиксированы посредством стопора о зазубрины, выполненные на стержне. Куполообразные элементы выполнены в виде лепестков. Лепестки выполнены разной длины с расположением длинного лепестка между короткими. На стержне зафиксировано от 2 до 4 куполообразных элементов. Куполообразные элементы выполнены с симметричным расположением прорезей. Техническим результатом изобретения является: снижение удельного расхода взрывчатого вещества на кубический метр отбитой горной массы, увеличение дробления горного массива, возможность заряда и полноценной работы взрывчатого вещества в скважине с избыточным давлением воды. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

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.
Известны скважинные забойки из породной мелочи и т.п., увеличивающие время действия расширяющихся газообразных продуктов взрыва на разрушаемый массив (Кутузов Б.Н. Взрывные работы. М.: Недра, 1988, с. 223).
Известна также забойка для скважин большого диаметра (патент РФ №2122178, F42D 1/20,1998 г.), представляющая собой цилиндр с внутренней полостью, имеющей вид полусферы, сопряженной с усеченным конусом, в состав материала для изготовления которой входит соль щелочноземельного металла (прототип). Забойка изготовлена из полиэтилена высокого давления в качестве пластификатора.
Недостатком данной конструкции является достаточно жесткая внешняя поверхность изделия. При наличии у разных горных пород различного коэффициента разбуривания и чистоты внутренней поверхности скважины это приводит к трудностям при размещении забойки внутри скважины. Кроме того, при увеличении диаметра забойки многократно увеличивается количество материала, затрачиваемого на изготовление одного изделия, что ведет к значительному росту его себестоимости, а существующие способы литья и прессовки не позволяют качественно и быстро изготавливать крупные партии подобных изделий.
Наиболее близким аналогом является скважинная забойка (патент RU 2229684, опубликовано: 27.05.2004), выполненная из пластического полимерного материала, имеющая форму цилиндра, внешний диаметр которого соизмерим с диаметром скважины и с осевой внутренней полостью, имеющей вид вытянутой полусферы, сопряженной с усеченным конусом, непосредственно примыкающая к заряду взрывчатого вещества, отличающаяся тем, что цилиндр выполнен полым и тонкостенным, при этом упомянутая осевая внутренняя полость выполнена в виде тонкостенной воронки, стенки которой имеют ту же толщину, что и стенки цилиндра, и выполнены из того же материала, причем пространство между воронкой и цилиндром заполнено инертным материалом.
В прототипе обеспечивается повышение эффективности и снижение себестоимости ведения взрывных работ скважинным методом путем запирания продуктов детонации в зарядной полости до полного разрушения массива.
Технической проблемой известных решений является сложность конструкции, неудобство транспортировки и хранения из-за неразборности до компактных размеров, достаточно большой вес забойки, недостаточно высокий КПД работы скважинного заряда.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков путем замены существующей в настоящее время технологии заполнения забойкой скважин на скважинное запирающее устройство.
Техническим результатом изобретения является: снижение удельного расхода взрывчатого вещества на кубический метр отбитой горной массы, увеличение дробления горного массива, возможность заряда и полноценной работы взрывчатого вещества в скважине с избыточным давлением воды (обводненные скважины), удобство в применении, простота конструкции, удобство транспортировки и хранения из-за разборности до компактных размеров, уменьшение веса конструкции. Также техническим результатом является возможность применения устройств одного типа для скважин разной длины и разных типов (обводненных и не обводненных), что позволяет использовать заявленное устройство как универсальное для всех типов скважин.
Указанный технический результат достигается за счет того, что заявлено скважинное запирающее устройство, выполненное из пластического полимерного материала, имеющее элементы с формой, внешний диаметр которых соизмерим с диаметром скважины, и с осевой внутренней полостью, отличающееся тем, что выполнено состоящим из крестообразного в поперечном сечении стержня, с двух сторон на который установлены с возможностью фиксации однотипные куполообразные элементы, имеющие прорези.
Предпочтительно, куполообразные элементы содержат выступы, которыми зафиксированы посредством стопора о зазубрины, выполненные на стержне.
Предпочтительно, куполообразные элементы выполнены в виде лепестков.
Предпочтительно, лепестки выполнены разной длины, с расположением каждого длинного лепестка между короткими.
Предпочтительно, на стержне зафиксировано от 2 до 4 куполообразных элементов.
Предпочтительно, куполообразные элементы выполнены с симметричным расположением прорезей.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 показано скважинное запирающее устройство в одном из возможных вариантов исполнения с разных ракурсов в объеме.
На Фиг. 2 показан пример принципа стыковки куполообразного элемента на стержне.
На Фиг. 3 показан пример укладки скважинного запирающего устройства в скважине.
На Фиг. 4 - Фиг. 6 показаны графики результатов экспериментов подрыва зарядов с использованием скважинного запирающего устройства.
На чертежах: 1 - стержень, 2 - куполообразный элемент, 3 - зазубрина на стержне, 4 - выступ на куполообразном элементе для фиксации на зазубрине, 5 - канал для средств инициализации, 6 - канал сброса, 7 - большой контакт, 8 - малый контакт.
Осуществление изобретения
Забойка - это процесс заполнения инертным материалом части зарядной полости; под забойкой понимают также инертный материал, применяемый для изоляции заряда взрывчатых веществ, снижения радиуса разлета осколков. Используется забойка для "запирания" продуктов детонации, повышения коэффициента полезного действия взрыва. Скважинное запирающее устройством по заявленному решению - это замена существующей в настоящее время технологии, заполнения забойкой скважин. Скважинное запирающее устройство (см. Фиг. 1) конструктивно состоит из трех элементов: стержня 1 и как минимум двух куполообразных элементов 2, один из которых зафиксирован на стержне с одного края, а другой с другого края стержня. Поперечное сечение стержня крестообразное. Подобное решение позволяет конструкции предать необходимую прочность и в то же время использовать меньшее количество материала для изготовления стержня. Тем самым снижается вес конструкции и упрощается ее производство.
Для фиксации куполообразных элементов 2 на стержне 1 могут быть расположены зазубрины 3 (зубчатые насечки) в местах верхнего и нижнего соединения куполообразных элементов. Для фиксации куполообразных элементов 2 на стержне 1 на данных зазубринах 3 куполообразные элементы 2 могут содержать выступы 4, которыми они и стопорятся (см. Фиг. 2).
Стержень 1 скважинного запирающего устройства может быть выполнен с возможностью установки от двух до четырех куполообразных элементов 2. Так же конструкция стержня позволяет использовать скважинное запирающее устройство в сборе, на большом диапазоне диаметров. Так как дробление горного массива открытым способом зависит от многих факторов: геология, используемое взрывчатое вещество, проект разработки, используемое буровое оборудование, бурятся разные диаметры скважин. Диаметры работы скважинного запирающего устройства привязаны к диаметрам скважин и составляют от 65 мм до 270 мм. Стержень в конструкции не меняется, а лепестки собираются на стержень относительно диаметра скважин.
В условиях обводненной скважины либо длина скважины превышает 15 м, на стержень устанавливается 3-4 куполообразных элемента, которые выполнены с прорезями. Эти прорези могут быть выполнены в виде лепестков, в т.ч. симметричных относительно центральной оси. Когда лепестки выполнены разной длины с расположением каждого длинного лепестка между короткими, прорези конструкции скважинного запирающего устройства при закладке в скважину обеспечивают наличие конструктивных особенностей, показанных на примере Фиг. 3, закладки скважинного запирающего устройства в скважине. Большой контакт 7 идет через большой лепесток, малый контакт идет через малый лепесток. В щелях между лепестками расположен канал сброса 6, через который выходит взрывная волна, идущая от канала средств инициации 5, заложенных в скважину.
Прорези, например в виде лепестков скважинного запирающего устройства, предназначены для прямого контакта со стенками скважины, в данной конструкции диапазон диаметров от 130 мм до 170 мм. Малые контакты 8 обеспечивают оптимальный угол атаки и угол сопротивления на диаметре от 130 мм до 150 мм. Большие контакты 7 обеспечивают оптимальный угол атаки и угол сопротивления от 150 мм до 170 мм. В конструкции скважинного запирающего устройства предусмотрены каналы для средств инициации 5, данное решение исключает повреждение средств инициации (ДШ, СИНВ) при продвижении конструкции по скважине. Канал сброса 6 предназначен для выпуска первоначального давления (поршневого эффекта). В случае заряда скважины с избыточным давлением воды каналы сброса пропускают воду, но взрывчатое вещество остается в зарядной камере скважины. В ходе опытно промышленных испытаний на предприятиях горной промышленности скважинное запирающие устройство, применяемое в скважинном заряде в качестве забойки, показало следующие результаты:
- снижение удельного расхода взрывчатого вещества на кубический метр отбитой горной массы;
- увеличение дробления горного массива;
- возможность заряда и полноценной работы взрывчатого вещества в скважине с избыточным давлением воды (обводненные скважины);
- удобство в применении, транспортировке и хранении из-за разборности до компактных размеров;
- уменьшение веса конструкции.
На Фиг. 4 - Фиг. 6 показаны результаты измерений при испытаниях скважинного запирающего устройства. Они показывают, что скорость детонации в экспериментальных скважинах практически одинакова, но прослеживается незначительное замедление детонации в скважинах с использованием скважинного запирающего устройства.

Claims (6)

1. Скважинное запирающее устройство, выполненное из пластического полимерного материала, имеющее элементы с формой, внешний диаметр которых соизмерим с диаметром скважины, и с осевой внутренней полостью, отличающееся тем, что выполнено состоящим из крестообразного в поперечном сечении стержня, с двух сторон на который установлены с возможностью фиксации однотипные куполообразные элементы, имеющие прорези.
2. Скважинное запирающее устройство по п. 1, отличающееся тем, что куполообразные элементы содержат выступы, которыми зафиксированы посредством стопора о зазубрины, выполненные на стержне.
3. Скважинное запирающее устройство по п. 1, отличающееся тем, что куполообразные элементы выполнены в виде лепестков.
4. Скважинное запирающее устройство по п. 3, отличающееся тем, что лепестки выполнены разной длины с расположением каждого длинного лепестка между короткими.
5. Скважинное запирающее устройство по п. 1, отличающееся тем, что на стержне зафиксировано от 2 до 4 куполообразных элементов.
6. Скважинное запирающее устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что куполообразные элементы выполнены с симметричным расположением прорезей.
RU2017104486A 2017-02-13 2017-02-13 Скважинное запирающее устройство RU2649201C1 (ru)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017104486A RU2649201C1 (ru) 2017-02-13 2017-02-13 Скважинное запирающее устройство
EP17895649.6A EP3628961A4 (en) 2017-02-13 2017-12-19 HOLE PLUG DEVICE
US16/484,671 US11976913B2 (en) 2017-02-13 2017-12-19 Borehole plugging device
AU2017398371A AU2017398371B2 (en) 2017-02-13 2017-12-19 Borehole plugging device
PCT/RU2017/000951 WO2018147763A1 (ru) 2017-02-13 2017-12-19 Скважинное запирающее устройство

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017104486A RU2649201C1 (ru) 2017-02-13 2017-02-13 Скважинное запирающее устройство

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2649201C1 true RU2649201C1 (ru) 2018-03-30

Family

ID=61867045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017104486A RU2649201C1 (ru) 2017-02-13 2017-02-13 Скважинное запирающее устройство

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11976913B2 (ru)
EP (1) EP3628961A4 (ru)
AU (1) AU2017398371B2 (ru)
RU (1) RU2649201C1 (ru)
WO (1) WO2018147763A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2732373C1 (ru) * 2020-06-02 2020-09-16 Общество с ограниченной ответственностью "Кузбасспецзатвор" (ООО "Кузбасспецзатвор") Устройство для создания воздушных промежутков и ликвидации перебура во взрывных скважинах
RU2799969C1 (ru) * 2022-08-05 2023-07-14 Закрытое акционерное общество "Творческое экспериментальное объединение "ЭКО" Устройство для рассредоточения взрывчатого вещества

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109539918A (zh) * 2018-12-24 2019-03-29 卢光亮 一种炮眼填塞装置
CN114412408A (zh) * 2022-01-06 2022-04-29 中国地质科学院探矿工艺研究所 一种水平绳索取心用钻孔内涌水阻隔装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2129439A (en) * 1934-12-18 1938-09-06 Cardox Corp Anchoring means
US2916995A (en) * 1956-05-17 1959-12-15 Du Pont Tamping plug
US3112701A (en) * 1960-08-11 1963-12-03 Dow Chemical Co Disc for upgrading work of explosives
WO2004088239A1 (en) * 2003-04-03 2004-10-14 Stoeckl Robert John Explosion container
CA2741802A1 (en) * 2010-07-23 2012-01-23 Samuel T. Sloan Hole covering and locator
RU147959U1 (ru) * 2014-07-08 2014-11-20 Алексей Алмазович Галимьянов Устройство для создания воздушных камер в скважинных зарядах
CN104792238A (zh) * 2015-05-08 2015-07-22 威海埃姆提爱矿山设备有限公司 扇形炮孔***

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2449645A (en) * 1947-02-13 1948-09-21 Du Pont Blasting plug
AU462018B2 (en) * 1970-09-21 1975-06-12 Ici Australia Limited Improvements in and relating to resilient stemming devices
US5841060A (en) * 1995-10-24 1998-11-24 Skaggs; Roger Dean Blast plug
RU2122178C1 (ru) 1997-04-10 1998-11-20 Санкт-Петербургский государственный горный институт им.Г.В.Плеханова (технический университет) Забойка для скважин большого диаметра
RU2229684C1 (ru) 2002-11-20 2004-05-27 Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (Технический университет) Скважинная забойка
WO2015103661A1 (en) * 2014-01-13 2015-07-16 Rise Mining Developments Pty Ltd Improved o-ring drill hole plug
US9816794B1 (en) * 2017-01-17 2017-11-14 William Jordan Rice Blasting plug

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2129439A (en) * 1934-12-18 1938-09-06 Cardox Corp Anchoring means
US2916995A (en) * 1956-05-17 1959-12-15 Du Pont Tamping plug
US3112701A (en) * 1960-08-11 1963-12-03 Dow Chemical Co Disc for upgrading work of explosives
WO2004088239A1 (en) * 2003-04-03 2004-10-14 Stoeckl Robert John Explosion container
CA2741802A1 (en) * 2010-07-23 2012-01-23 Samuel T. Sloan Hole covering and locator
RU147959U1 (ru) * 2014-07-08 2014-11-20 Алексей Алмазович Галимьянов Устройство для создания воздушных камер в скважинных зарядах
CN104792238A (zh) * 2015-05-08 2015-07-22 威海埃姆提爱矿山设备有限公司 扇形炮孔***

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2732373C1 (ru) * 2020-06-02 2020-09-16 Общество с ограниченной ответственностью "Кузбасспецзатвор" (ООО "Кузбасспецзатвор") Устройство для создания воздушных промежутков и ликвидации перебура во взрывных скважинах
RU2799969C1 (ru) * 2022-08-05 2023-07-14 Закрытое акционерное общество "Творческое экспериментальное объединение "ЭКО" Устройство для рассредоточения взрывчатого вещества

Also Published As

Publication number Publication date
US20200132424A1 (en) 2020-04-30
EP3628961A4 (en) 2021-03-31
AU2017398371A1 (en) 2019-09-26
EP3628961A1 (en) 2020-04-01
AU2017398371B2 (en) 2024-02-15
US11976913B2 (en) 2024-05-07
WO2018147763A1 (ru) 2018-08-16
WO2018147763A9 (ru) 2018-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4253523A (en) Method and apparatus for well perforation and fracturing operations
RU2649201C1 (ru) Скважинное запирающее устройство
US10370944B2 (en) Perforating gun with a holding system for hollow charges for a perforating gun system
NO342574B1 (no) Perforeringssystem med lite eller uten bruddstykker
BRPI1014536B1 (pt) sistema de perfuração e pistola de perfuração
CN107829768B (zh) 一种可***自动扩大锚固结构的大变形支护装置及工艺
EP3066411B1 (en) A cartridge
WO2014030139A1 (en) A stemming device
KR101972124B1 (ko) 터널 발파를 위한 데크차지 공법
KR20010039453A (ko) 에어튜브를 이용한 진동 및 폭음제어 터널발파방법
RU2678280C1 (ru) Контейнер для фиксации и установки патронов-боевиков и промежуточных детонаторов во взрывных скважинах
JPH10288500A (ja) 多段発破装置
RU176154U1 (ru) Скважинное запирающее устройство
CA2690037C (en) A device, charging unit and method of filling a borehole with an explosive material
US20150053106A1 (en) Blasting cartridge
RU2229684C1 (ru) Скважинная забойка
KR100317825B1 (ko) 미진동 암반파쇄방법
CN112611276A (zh) 一种深孔分段***的方法
CN107677167B (zh) 可***扩孔及自动填充的软弱地层预应力锚固装置及工艺
KR100762301B1 (ko) 도폭선에 의하여 기폭되는 파쇄체의 수용용기
RU29996U1 (ru) Шашка-детонатор
RU2451264C1 (ru) Скважинная забойка
RU2129252C1 (ru) Устройство для вскрытия грунта над шахтой
CN115127414A (zh) 基于杆射流和***成型弹丸的***穿孔装置
RU2138624C1 (ru) Устройство для перфорации скважины

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20181129

Effective date: 20181129