Инициирующий блок (варианты), скользящее устройство (варианты), способ расположения ввода детонатора и способ размещения ввода детонатора (варианты) - RU2161291C2

Чертежи

Показать все 10 чертежа(ей)

Описание

Изобретение относится к передаче инициирующих сигналов от детонирующего шнура к одной или нескольким принимающим сигналы линиям и, в частности, к передаче инициирующих сигналов от детонирующего шнура на ввод детонатора.

Детонирующий шнур широко используют в различных областях взрывного дела для передачи не электрического инициирующего сигнала от инициирующего устройства к принимающему сигнал устройству. Например, детонирующий шнур используют для инициирования детонатора внутри усилительного заряда для проведения взрывов в буровых скважинах. Детонатор не только усиливает инициирующий сигнал детонирующего шнура для инициирования усилительного заряда, но и является обычно замедленным детонатором, который обеспечивает предварительно выбранный период задержки между передачей сигнала с детонирующего шнура на детонатор и инициированием усилительного заряда. Такие детонаторы размещают внутри выемки в усилительном заряде, при этом ввод детонатора находится в контакте с детонирующим шнуром. Ввод детонатора может содержать низкоэнергетический детонирующий шнур, ударную трубку или низкоскоростную сигнальную трубку, которые все хорошо известны из уровня техники.

Патент США N 4796533 от 10 января 1989 г., выданный Юнану, раскрывает запальный блок для изготовленного отливкой усилительного заряда, который имеет расположенный в нем детонатор, приводимый в действие ударным капсюлем. Отрезок низкоэнергетического детонирующего шнура проходит через усилительный заряд параллельно детонатору. Инициирующий сигнал, передаваемый детонирующим шнуром, передается к детонатору с помощью взрывного соединительного элемента, который содержит чувствительное к удару взрывчатое вещество, например азид свинца.

Переиздание 30621 патента США N 4141296, выданного Кальдеру, юн. и др., переизданного 26 мая 1981 г., раскрывает усилительный блок, в котором используется несущее устройство для скользящего перемещения усилительного заряда вдоль проходящего вниз детонирующего шнура. Согласно изобретению несущее устройство служит для отделения проходящей вниз линии от усилительного заряда, для предотвращения непосредственного инициирования усилительного заряда от проходящей вниз линии. Как показано на фиг. 1 и 4 и описано в столбце 7, строка 33 до столбца 8, строка 4, блок содержит детонатор (160), расположенный в усилительном заряде. Инициирующий сигнал передается с проходящей вниз линии (10) к детонатору (160) с помощью передающей линии, имеющей два конца, один из которых закреплен в детонаторе, а другой расположен во внешней конструкции (70), (76), (80), (94), (96) и др., которая удерживает линию так, что она проходит по кругу вокруг усилительного заряда и несущего устройства и частично петлей вокруг проходящей вниз линии. Петля не удерживается в зажимном приспособлении для удерживания ее на месте, где она контактирует с проходящей вниз линией, т.е. она располагается свободно. При установке усилительного заряда вдоль проходящей вниз линии он может перекашиваться, что может приводить к чрезмерно плотному контакту между петлей входной линии (134) и проходящей вниз линией (10), приводя к захвату проходящей вниз линии, как это показано на фиг. 10 данной заявки, препятствуя правильному размещению усилительного заряда в скважине.

Патент США N 4295424 от 20 октября 1981 г., выданный Смиту и др., раскрывает запальный блок для заряда в буровой скважине. Блок содержит усилительный заряд, внутри которого размещен детонатор. Проходящий вниз детонирующий шнур проходит вдоль периферии усилительного заряда в точке, диаметрально противоположной детонатору. Инициирующий сигнал передается от проходящей вниз линии к детонатору с помощью ввода детонатора, содержащего промежуточное инициирующее средство (36) на фиг. 5, которое содержит взрывной заряд и которое расположено вблизи проходящего вниз детонирующего шнура, и пустой полый трубчатый радиатор (38), проходящий между инициирующим средством (36) и детонатором.

Один широкий аспект данного изобретения относится к скользящему устройству для размещения в усилительном заряде детонатора, имеющего ввод, который расположен с возможностью улучшенной сигнальной связи с проходящим вниз детонирующим шнуром. Скользящее устройство содержит опорный зажим, имеющий проходное отверстие для размещения и удерживания в нем проходящего вниз детонирующего шнура. Средство для удерживания ввода расположено на устройстве для расположения ввода такого детонатора с обеспечением возможности улучшенной сигнальной связи с детонирующим шнуром, который может проходить через проходное отверстие.

В специальном варианте выполнения средство для удерживания ввода может иметь размеры и конфигурацию, которые позволяют расположить ввод с по меньшей мере частично охватывающим контактом с детонирующим шнуром, который может проходить через сквозное отверстие. В качестве альтернативного решения средство для удерживания ввода может иметь такие размеры и конфигурацию, которые позволяют расположить ввод с множественным прилегающим контактом с детонирующим шнуром. Устанавливаемый по выбору на устройстве держатель детонатора служит для размещения и удерживания в нем детонатора.

Согласно другому варианту выполнения изобретения опорный зажим может содержать опорную пластину, крышку и шарнир для шарнирного соединения крышки с опорной пластиной. Крышку можно перемещать между открытым положением и закрытым положением. В открытом положении средство для удерживания ввода доступно и позволяет манипулировать вводом для сцепления со средством для удерживания ввода. В закрытом положении опорная пластина и крышка совместно образуют опорную камеру, внутри которой располагается средство для удерживания ввода. По выбору средство для удерживания ввода может содержать первый компонент, установленный на опорной пластине, и второй компонент, установленный на крышке. В частном варианте выполнения второй компонент средства для удерживания ввода может иметь такие размеры и форму, которые позволяют расположить первую часть ввода поперек второй части ввода, сцепленного с первым компонентом средства для удерживания ввода.

Изобретение также относится к инициирующему блоку, содержащему скользящее устройство, указанное выше, в комбинации с детонатором, содержащим ввод. Ввод расположен в средстве для удерживания ввода с возможностью улучшенной сигнальной связи с детонирующим шнуром, который может проходить через сквозное отверстие скользящего устройства.

В частном варианте выполнения ввод может содержать по меньшей мере одну нитевую входную линию. В качестве альтернативного решения ввод может содержать по меньшей мере один петлевой сегмент входной линии, имеющий среднюю часть и две концевые части, каждая из которых образует входную линию детонатора. (Такой ввод иногда называется в описании и в формуле изобретения как "ввод в виде проушины"). Средство для удерживания ввода может располагать ввод в виде проушины в положении, обеспечивающем прилегающий контакт с детонирующим шнуром, проходящим через сквозное отверстие. Согласно другому альтернативному решению средство для удерживания ввода может располагать ввод в виде проушины вокруг сквозного отверстия, так что детонирующий шнур проходит через ввод в виде проушины.

Ввод может содержать по меньшей мере две нитевые входные линии, и средство для удерживания ввода на опорной пластине может располагать первые части входных линий в целом параллельно друг другу в положении, обеспечивающем прилегающий контакт с детонирующим шнуром, проходящим через проходное отверстие. По выбору средство для удерживания ввода располагает вторые части нитевых входных линий в положении, обеспечивающем прилегающий контакт с детонирующим шнуром, и поперек первым частям.

В специальном варианте выполнения изобретения средство для удерживания ввода может иметь такие размеры и форму, которые позволяют располагать последовательные секции ввода в положении, обеспечивающем прилегающий контакт с детонирующим шнуром, проходящим через сквозное отверстие, как будет показано ниже. Первая секция, с одним укрепленным в детонаторе, концом может быть расположена так, чтобы образовывать первую точку прилегающего контакта с детонирующим шнуром. Вторая секция может образовывать петлю и проходить поперечно вал и за первой секцией для образования второй точки прилегающего контакта с детонирующим шнуром. Третья секция может образовывать вторую петлю и проходить поперечно к и за второй секцией для образования третьей точки прилегающего контакта с детонирующим шнуром.

Опорный зажим может содержать опорную пластину, крышку и шарнир для шарнирного соединения крышки с опорной пластиной. Средство для удерживания ввода может содержать элемент опорной пластины для удерживания соединенных первой и второй секций ввода, в целом, параллельно друг друга в прилегающем контакте с детонирующим шнуром, проходящим через сквозное отверстие. Может быть также предусмотрен элемент на крышке для удерживания соответствующей второй секции ввода поперек секций, связанных с элементом опорной пластины, и в прилегающем контакте с детонирующим шнуром. В предпочтительном варианте выполнения третья секция ввода может иметь один конец закрепленным в детонаторе, т.е. ввод может содержать ввод в виде проушины.

Изобретение относится также к способам расположения детонатора с возможностью улучшенной сигнальной связи с детонирующим шнуром. Один способ относится к вводу, содержащему по меньшей мере одну нитевую входную линию. Способ включает расположение ввода с множественным прилегающим контактом с детонирующим шнуром. Другой способ относится к вводу, содержащему по меньшей мере две входные линии, способ включает расположение каждой из по меньшей мере двух входных линий с прилегающим контактом с детонирующим шнуром.

Изобретение относится также, в целом, к способу придания формы вводу детонатора с обеспечением возможности сигнальной связи с детонирующим шнуром с использованием скользящего блока, содержащего опорный зажим, имеющий сквозное отверстие для размещения в нем детонирующего шнура. Способ заключается в сцеплении ввода с опорным зажимом так, что обеспечивается возможность улучшенной сигнальной связи с детонирующим шнуром, проходящим через сквозное отверстие.

Согласно одному из аспектов изобретения способ может включать размещение ввода в опорном зажиме в положении, образующем по меньшей мере частично охватывающий контакт с детонирующим шнуром. В качестве альтернативного решения способ может включать размещение ввода в опорном зажиме в положении, обеспечивающем по меньшей мере две точки прилегающего контакта с детонирующим шнуром. Если ввод содержит по меньшей мере две входные линии, то способ может дополнительно включать расположение по меньшей мере части каждой входной линии, в целом, параллельно друг другу.

Способ может быть реализован в комбинации со скользящим блоком, в котором опорный зажим содержит опорную пластину, крышку и шарнир для шарнирного соединения крышки с опорной пластиной, при этом крышку можно перемещать между открытым положением и закрытым положением по отношению к опорной пластине. Опорная пластина и крышка имеют соответствующие отверстия, которые совмещаются, когда крышка находится в закрытом положении, образуя сквозное отверстие опорного зажима. Средство для удерживания ввода может содержать первый элемент на опорной пластине и второй элемент на крышке. В этом случае способ может включать расположение крышки в открытом положении, сцепление первой части ввода с первым элементом средства для удерживания ввода и сцепления второй части ввода с вторым элементом средства для удерживания ввода. В этом случае способ содержит закрывание крышки на опорную пластину для удерживания ввода в опорном зажиме, при этом первая часть и вторая часть находятся в прилегающем контакте с детонирующим шнуром, проходящим через сквозное отверстие. Посредством закрывания крышки располагают вторую часть ввода поперек первой части.

Способ может быть реализован применительно к вводу, содержащему ввод в виде проушины, имеющий два закрепленных в детонаторе конце. Ввод в виде проушины содержит первую часть, содержащую первую и вторую входные линии, при этом каждая входная линия содержит излучающий сигналы конец, закрепленный в детонаторе, ввод содержит кроме того изогнутую часть между первой и второй входными линиями. В этом случае способ может содержать сцепление первой и второй входных линий с первым компонентом средства для удерживания ввода для расположения первой и второй входных линий в положении, обеспечивающем образование прилегающего контакта с детонирующим шнуром, проходящим через сквозное отверстие, и, в целом, параллельно друг другу. Изогнутая часть сегмента ударной трубки может быть в этом случае сцеплена со вторым компонентом средства для удерживания ввода, и крышка может быть затем закрыта для расположения изогнутой части поперек первой и второй входных линий и с прилегающим контактом с детонирующим шнуром.

Как используется здесь и в формуле изобретения, понятие "входная линия", используемое в связи с детонатором, относится к линии передачи сигналов, которая имеет один конец, закрепленный в детонаторе, для передачи инициирующего сигнала к детонатору.

Понятие "нить", используемое в связи с вводом в детонатор, обозначает входную линию, имеющую два конца, из которых только один закреплен в детонаторе.

Понятие "петлевой сегмент входной линии" и "ввод в виде проушины" относятся к сегменту линии передачи сигналов, имеющей два конца, которые закреплены в детонаторе. Таким образом, петлевой сегмент входной линии образует две входные линии для детонатора.

Понятие "ввод" относится собирательно ко всем входным линиям детонатора.

Изобретение поясняется ниже с помощью следующих чертежей, на которых соответствующие элементы обозначены одинаковыми позициями и на которых изображено:
Фиг. 1 - боковая проекция детонатора, имеющего ввод с частичным охватывающим контактом с детонирующим шнуром согласно одному варианту выполнения изобретения;
Фиг. 2A - вид, аналогичный виду по фиг. 1, детонатора, имеющего ввод, содержащий две входные линии, каждая из которых находится в прилегающем контакте с детонирующим шнуром;
Фиг. 2B - детальное изображение входной линии в прилегающем контакте с детонирующим шнуром 60;
Фиг. 2C - боковая проекция детонатора, имеющего ввод, содержащий ввод в виде проушины, расположенный с возможностью улучшенной сигнальной связи с детонирующим шнуром;
Фиг. 3A - перспективная проекция скользящего блока согласно одному варианту выполнения настоящего изобретения вместе с расположенным в нем детонатором и детонирующим шнуром, при этом ввод детонатора расположен с возможностью улучшенной сигнальной связи с детонирующим шнуром;
Фиг. 3B - вид сверху блока по фиг. 3A;
Фиг. 4 - поперечный разрез усилительного заряда, снабженного блоком по фиг. 3A;
Фиг. 5 - перспективная проекция скользящего блока согласно другому варианту выполнения изобретения;
Фиг. 5A - вид сверху на опорную пластину скользящего блока по фиг. 5;
Фиг. 5B - вид, аналогичный виду по фиг. 5A, показывающий ввод детонатора в средстве для удерживания ввода на опорной пластине для расположения ввода с прилегающим контактом с детонирующим шнуром;
Фиг. 5C - вид, аналогичный виду по фиг. 5B, за исключением того, что ввод детонатора содержит петлевой сегмент ударной трубки, расположенный с частично охватывающим контактом с детонирующим шнуром;
Фиг. 6A - вид сверху опорного зажима скользящего блока согласно другому варианту выполнения настоящего изобретения вместе с детонатором согласно фиг. 1 с вводом, расположенным в средстве для удерживания ввода опорной пластины и крышки;
Фиг. 6B - вид опорного зажима по фиг. 6A, иллюстрирующий конфигурацию ввода при закрытой крышке, при этом крышка для ясности не показана;
Фиг. 7 - вид, аналогичный виду по фиг. 6A, однако с детонатором, имеющим ввод, содержащий две входные линии;
Фиг. 8A - вид, аналогичный виду по фиг. 7, однако с детонатором, имеющим ввод, содержащий петлевой сегмент ударной трубки, расположенной в средстве для удерживания ввода на опорной пластине и на крышке;
Фиг. 8B - вид, аналогичный виду по фиг. 8A, иллюстрирующий конфигурацию ввода при закрытой крышке, при этом крышка для ясности не показана;
Фиг. 8C - вид, относящийся к виду по фиг. 8B, иллюстрирующий другой вариант выполнения ввода;
Фиг. 9 - перспективная проекция скользящего блока по фиг. 5 с закрытой крышкой и с детонирующим шнуром, проходящим через скользящий блок и через его проходное отверстие; и
Фиг. 10 - частичный вид сбоку деталей устройства согласно уровню техники.

Подробное описание изобретения и предпочтительных вариантов его выполнения
Настоящее изобретение относится к способу и устройству для передачи инициирующего взрыв сигнала от проходящего вниз детонирующего шнура к вводу детонатора для усилительного заряда, используемого для взрыва находящихся в буровой скважине реагирующих средств. Изобретение относится к конфигурациям для улучшенной передачи сигнала к детонатору, которые не требуют расположения ввода на большом участке параллельно детонирующему шнуру. Согласно настоящему изобретению один способ для достижения такой конфигурации улучшенной передачи сигнала между детонирующим шнуром и вводом детонатора состоит в том, что ввод располагают с по меньшей мере частично охватывающим контактом с детонирующим шнуром. Понятие "охватывающий контакт" означает, что ввод вынужден принять изогнутую конфигурацию, имеющую внутренний радиус, позволяющий расположить ввод в контакте с по меньшей мере частью поперечной окружности детонирующего шнура. Другой способ достижения конфигурации для улучшенной передачи сигнала состоит в том, что создают по меньшей мере две точки прилегающего контакта между вводом и детонирующим шнуром, например, посредством изгибания ввода в петлю, так что по меньшей мере две части прилегают к детонирующему шнуру, или посредством расположения по меньшей мере двух входных линий с прилегающим контактом с детонирующим шнуром по меньшей мере один раз. Понятие "прилегающий контакт" означает контакт, который образуется в результате касательного соприкосновения ввода и детонирующего шнура, по выбору с небольшим боковым усилием для обеспечения поверхностного контакта между ними, как показано на фиг. 2B. Такой же надежной передачи сигнала, как и с помощью одной точки плотного контакта, достигают с помощью множества точек прилегающего или "легкого" контакта, при этом плотный контакт достигается с помощью давления, оказываемого при прижимании ввода к детонирующему шнуру, для того чтобы деформировать один из них или оба для образования значительной площади поверхности контакта. Хотя плотный контакт в целом улучшает надежность передачи сигнала по сравнению с легким контактом, достаточно только одной точки плотного контакта, чтобы затормозить скольжение детонирующего шнура через проходное отверстие, что может препятствовать правильному расположению усилительного заряда, с которым используется изобретение. Таким образом, легкий множественный прилегающий контакт обеспечивает более надежную передачу сигнала и лучшую способность скольжения, чем плотный контакт.

Способ и устройство согласно настоящему изобретению повышают надежность передачи сигналов между детонирующим шнуром и вводом посредством увеличения доступной для передачи сигнала области между проходящей вниз линией и вводом детонатора. Изобретение относится также к устройствам, которые можно использовать для образования конфигурации с улучшенной передачей сигнала между вводом детонатора и проходящим вниз детонирующим шнуром.

Один тип детонатора, который можно использовать с настоящим изобретением, показан на фиг. 1. В детонаторе 10а ввод 29а содержит одиночную входную линию 30 передачи сигналов, которая содержит одну нить ударной трубки, имеющей два конца. Один конец нити ударной трубки является излучающим сигналы концом и расположен с возможностью передачи сигнала к целевому заряду (не показан) внутри детонатора 10а. Целевой заряд содержит по меньшей мере выходной взрывной заряд и по выбору другие компоненты, такие как рецепторный заряд и пиротехнический или цифровой замедлительный блок, которые известны из уровня техники, так что детонатор 10а может быть обычным замедленным или "мгновенным" (т.е. не замедленным) не электрическим детонатором, конструкция и принцип действия которого хорошо известны специалистам. Входная линия 30 выходит наружу из входного конца 12b оболочки 12 детонатора 10а и заканчивается дальним концом 30b, который герметизирован уплотнением 33, так что полное внутреннее пространство ударной трубки не подвергается влиянию окружающей среды. Так как ударную трубку обычно изготовляют из термопластичного полимерного материала, то можно использовать ультразвуковую сварку или другой подходящий способ для герметизации дальнего конца 30b. Входная линия 30 имеет конфигурацию улучшенной передачи сигнала с линии задающего сигнала, такой как детонирующий шнур 60, показанный в разрезе, посредством частично охватывающего контакта с детонирующим шнуром 60. При инициировании детонирующего шнура 60 по фиг. 1 сигнал передается на входную линию 30, выполненную из ударной трубки. За счет этого инициируется детонатор 10а. Охватывающий контакт, показанный на фиг. 1, является только частично охватывающим контактом, так как ввод находится в контакте только с дугой окружности, равной примерно 180^o, проходящей вокруг центра детонирующего шнура. Следует отметить, что ввод может согласно настоящему изобретению полностью охватывать детонирующий шнур, если это желательно, при условии, что охват достаточно неплотный, так что он не препятствует скольжению ввода вдоль детонирующего шнура.

Другой вариант выполнения детонатора, который можно использовать при реализации настоящего изобретения, показан на фиг. 2A. Детонатор 10b содержит ввод 29b, который содержит две нитевые входные линии 30 и 31, каждая из которых имеет два конца; излучающий конец закреплен во входном конце детонатора 10b и дальний конец герметизирован, т.е. концы 33 и 35. В остальном детонатор 10b аналогичен по конструкции и принципу действия детонатору 10а, соответствующие структуры обозначены одинаковыми позициями. Конфигурация улучшенной передачи сигнала между детонирующим шнуром 60 и вводом 29b достигается согласно фиг. 2A посредством расположения обеих входных линий 30 и 31 с прилегающим контактом с детонирующим шнуром 60. Детонирующий шнур 60 может передавать инициирующий сигнал на обе входные линии, так что детонатор 10b принимает два, по существу одновременных, инициирующих сигнала для инициирования его выходного заряда. Если одной входной линии не удастся инициировать выходной заряд детонатора 10b, то может сработать другая входная линия. Кроме того, если детонирующему шнуру не удастся передать сигнал на одну входную линию, имеется вероятность того, что сигнал будет успешно передан на другую входную линию. Таким образом, конфигурация улучшенной передачи сигнала по фиг. 2A обеспечивает двумя путями дополнительную уверенность в том, что сигнал детонирующего шнура инициирует детонатор по сравнению с детонатором, имеющим единственную входную линию с прилегающим контактом с детонирующим шнуром.

В варианте выполнения по фиг. 2C ввод 29с детонатора 10с содержит сегмент ударной трубки, изогнутой в петлю с образованием центральной изогнутой части 29'с между противоположными излучающими сигналы концами, которые закреплены в детонаторе 10с с образованием входных линий 30' и 31'. Как указывалось выше, такой ввод здесь называется "вводом в виде проушины". Задающая линия, т.е. детонирующий шнур 60, может проходить через петлю, образованную вводом в виде проушины 29с, как показано на фиг. 2C, и может быть расположен с обеими входными линиями 30 и 31', так что он имеет две точки прилегающего контакта с вводом 29с. При таком расположении детонирующий шнур 60 может передавать сигнал к детонатору 10с через одну или обе входные линии 30' и 31' с той же повышенной надежностью, обусловленной избыточностью входных линий, что и в описанном случае для детонатора 10b. Однако петлевой ввод 29с детонатора 10с имеет преимущество даже по сравнению с вводом 29b с двумя нитями, так как сигнал будет проходить от каждой точки на вводе 29с, в которой он принят, в направлении излучающих сигналы концов, которые закреплены в детонаторе 10с. Поэтому детонатор 10с будет принимать два входных сигнала независимо от того, будет ли принят сигнал в обеих точках прилегающего контакта или только в одной. Наконец, ввод в виде проушины можно легко расположить с частично охватывающим контактом с задающей линией, посредством пропускания задающей линии через петлю проушины и в соприкосновении с изогнутой частью 29с', как это показано детонирующим шнуром 60''. В такой конфигурации детонатор получает одновременно преимущества увеличения площади поверхности контакта и избыточности входных сигналов. По этой причине вариант выполнения по фиг. 2C является предпочтительнее, чем вариант выполнения с несколькими нитями по фиг. 2A. Другой причиной этой предпочтительности является то, что так как оба конца ввода в виде проушины 29с закреплены в детонаторе 10с, то нет необходимости в проведении дополнительной операции по герметизации дальних концов линии передачи сигналов, выполненной из ударной трубки, которую необходимо производить в варианте выполнения по фиг. 2A.

Многовводные детонаторы по фиг. 2A и 2C более подробно описаны в находящейся одновременно на рассмотрении заявке на патент N 08/548815, зарегистрированной 11 января 1996 г. на имя Эрнест Л. Глэдден и др., "Детонаторы, имеющие вводы с многими линиями" (реестровый N Р-1462).

На фиг. 3A показано инициирующее устройство, содержащее скользящий блок согласно настоящему изобретению с расположенным в нем детонатором. Детонатор 10а содержит ввод, содержащий входную линию 30 с одной нитью. Скользящий блок 72 выполнен так, что он обеспечивает по меньшей мере частично охватывающую конфигурацию для улучшения передачи сигналов между единственной входной линией 30 детонатора 10а и проходящим вниз детонирующим шнуром 60. Скользящий блок 72 содержит опорный зажим 74, который образует сквозное отверстие (не обозначено позицией), через которое проходит детонирующий шнур 60. Кроме того, скользящий блок 72 содержит держатель детонатора, который содержит стакан 76, установленный на опорном зажиме 74. Стакан 76 имеет внутреннее отверстие, имеющее такие размеры и конфигурацию, что в нем размещается и удерживается оболочка 12 детонатора 10а, имеющего входную линию 30, выходящую из него в опорный зажим 74. Опорный зажим 74 образует канал или другое расположенное в нем средство для удерживания ввода, внутри которого может быть расположена по меньшей мере часть входной линии перед пропусканием детонирующего шнура 60 через сквозное отверстие. (Как показано на фиг. 3A, 3B и 4, внешняя часть ввода, которая может содержать герметизированный конец 33, может выходить из опорного зажима). Опорный зажим 74 может содержать опорную пластину, образующую по меньшей мере первый компонент средства для удерживания ввода для расположения входной линии с частичным охватом сквозного отверстия. Затем опорная пластина может быть закрыта крышкой для закрепления входной линии в опорном зажиме 74. По выбору крышка может быть шарнирно соединена с опорной пластиной. После закрепления детонатора в стакане 76 при расположении его ввода в опорном зажиме 74 детонирующий шнур может быть расположен в сквозном отверстии. Затем, как наиболее наглядно показано на фиг. 3B, входную линию 30 располагают в опорном зажиме 74 с приблизительно полуохватывающим контактом с детонирующим шнуром 60.

Входные линии содержат предпочтительно отрезки ударной трубки, имеющие внешний диаметр не более 2,380 мм (0,0937 дюйма), например внешний диаметр трубки равен примерно 0,397-2,380 мм (0,0156-0,0937 дюйма), и соотношение внутреннего диаметра трубки к радиальной толщине стенки трубки составляет примерно от 0,18 до 2,5. Внутренний диаметр трубки может составлять примерно 0,198-1,321 мм (около 0, 0078 - 0, 0520 дюйма). Поверхностная плотность порошка реактивного материала, содержащегося внутри отверстия трубки, может быть, но не должна быть, значительно меньше плотности, которая согласно уровню техники считалась минимально допустимой поверхностной плотностью порошка. Такая ударная трубка описана в находящейся одновременно на рассмотрении заявке на патент N 08/380839, заявленной 30 января 1995 г. на имя Эрнест Л. Глэдден и др., "Огнепроводный шнур с улучшенной передачей сигнала" (реестровый N Р-1385).

На фиг. 4 показано окружение при использовании скользящего блока 72, детонатора 10а и детонирующего шнура 60. Усилительный заряд 36 представляет собой изготовленный отливкой усилительный заряд, который содержит, в целом, вторичное взрывчатое вещество, и отлит так, что он образует внутренний колодец, внутри которого могут быть размещены и закреплены скользящий блок 72 и детонатор 10а. Усилительный заряд 36 образует также центральное отверстие, внутри которого закреплен экранирующий стакан 46. Экранирующий стакан 46 имеет также полое отверстие, имеющее размеры и конфигурацию для размещения детонирующего шнура. Скользящий блок 72 имеет такие размеры и форму, что при установке в колодце для инициирующего устройства сквозное отверстие находится на одной линии с центральным отверстием усилительного заряда. Затем, после установки инициирующего блока 72 в колодец для инициирующего устройства усилительного заряда 36, детонирующий шнур 60 может быть продет через экранирующий стакан 46 и сквозное отверстие опорного зажима 74. Затем усилительный заряд опускают вдоль детонирующего шнура 60 в желаемое положение для производства взрыва. Обычно усилительный заряд 36 помещают в буровую скважину с взрывчатым реагентом, таким как нитрат аттония и мазут ("ANFO") или т. п. (не показано). При инициировании детонирующего шнура 60 он не инициирует усилительный заряд 36 вследствие экранирующего действия экранирующего стакана 46. Однако детонирующий шнур 60 может передать инициирующий сигнал на входную линию 30 и тем самым на детонатор 10а, имеет достаточную силу, чтобы инициировать усилительный заряд 36, который, в свою очередь, инициирует взрывчатое вещество в скважине. Скользящий блок 72 обеспечивает повышенную надежность передачи инициирующего сигнала с детонирующего шнура 60 к детонатору 10с с помощью средства для удерживания ввода в опорном зажиме, который создает конфигурацию для улучшения передачи сигнала между ними, не требуя какого-либо устройства для прохождения ввода вокруг усилительного заряда. За счет наличия опорного зажима, имеющего сквозное отверстие для проходящей вниз линии и средство для удерживания ввода, описанного здесь, такой контакт достигается с помощью более короткого ввода, чем это необходимо, например, при использовании устройства, раскрытого в переизданном патенте США 30621 (пояснен выше). Кроме того, такая конфигурация позволяет снизить затраты на изготовление скользящего блока, так как нет необходимости во внешних структурах, необходимых для соединения ввода детонатора с проходящей вниз линией, которые выполнены отдельно от усилительного заряда, с которым используется детонатор.

Другой скользящий блок согласно настоящему изобретению показан на фиг. 5, на которой изображена перспективная проекция в направлении снизу вверх дна скользящего блока 44. Скользящий блок 44 используется для удерживания детонатора внутри усилительного заряда аналогично размещению, показанному на фиг. 4, при этом изображение на фиг. 5 увеличено по сравнению с фиг. 4. Скользящий блок 44 приспособлен для использования с усилительным зарядом, который заключен внутри внешней оболочки, на которой имеются средства, например вырезы, расположенные на дне усилительного заряда, которые сцепляются с выступами 64 для установки скользящего блока 44 и расположенного в нем детонатора внутри усилительного заряда, как описано более подробно в находящейся одновременно на рассмотрении заявке на патент N 08/575244, поданной 16 января 1996 г. на имя Дэниел П. Сутула, юн. и др. "Скользящий элемент для усилительных взрывных зарядов" (реестровый N Р-1480-2).

Скользящий блок 44 содержит экранирующую трубку 46, имеющую внутреннее отверстие, через которое проходит проходящий вниз детонирующий шнур. Экранирующая трубка 46 не только облегчает скольжение усилительного заряда вдоль детонирующего шнура, но и служит также для защиты усилительного заряда от повреждений или от инициирования непосредственно от проходящего вниз детонирующего шнура, который является предпочтительно низкоэнергетическим детонирующим шнуром. Держатель 48 детонатора расположен на экранирующей трубке 46 для удерживания детонатора, например одного из показанных или описанных выше детонаторов. Скользящий блок 44 включает в себя также опорный зажим 74', соединенный с трубкой 46. Опорный зажим 74' содержит опорную пластину 50, компонент 52а опорной пластины средства для удерживания ввода и шарнирную крышку 54, соединенную с опорной пластиной 50 с помощью шарнира 54а. Компонент 52а опорной пластины средства для удерживания ввода содержит выступы 66а, 66b, которые образуют седлообразное углубление 78, назначение которого будет описано ниже. На крышке 54 устанавливается по выбору компонент 52b крышки средства для удерживания ввода, который содержит в показанном варианте выполнения выступ 57 и уплотняющее кольцо или выступающее кольцевое уплотнение 59, которое окружает отверстие 58b. На фиг. 5 шарнирная крышка 54 показана в открытом положении; как показано на фиг. 9, крышка может быть закрыта посредством поворота вокруг шарнира 54а, при этом крышка 54 и опорная пластина 50 образуют совместно закрытую опорную камеру 51 (обозначена на фиг. 5), внутри которой расположена принимающая сигнал часть ввода детонатора. Опорная пластина 50 и крышка 54 имеют, соответственно, отверстия 58а, 58b. Эти отверстия находятся на одной линии друг с другом, когда крышка 54 закрыта над опорной пластиной 50, и образуют совместно проходное отверстие 58 (фиг. 8B, 8C и 9), которое позволяет проходить детонирующему шнуру 62 через опорный зажим. Опорная пластина 50 (фиг. 5) содержит сцепляющиеся с крышкой фиксаторы, один из которых, фиксатор 53, показан на фиг. 5. Крышка 53 содержит прорези 56 для вхождения фиксаторов, которые сцепляются с соответствующими фиксаторами 53 при закрывании крышки 54 на опорную пластину 50, что удерживает крышку 54 в закрытом положении. Внутри опорной камеры 51 компонент 52а опорной пластины и компонент 52b крышки средства для удерживания ввода совместно удерживают ввод детонатора в конфигурации, обеспечивающей улучшенную передачу сигналов по отношению к проходному отверстию, например, в положении, обеспечивающем легкий, прилегающий контакт с детонирующим шнуром в сквозном отверстии, как будет описано более подробно ниже.

Как показано на фиг. 5A, компонент 52a опорной пластины средства для удерживания ввода содержит выступы 66а, 66b, 66с и 66d, которые имеют такие размеры и форму, что образуют удерживающие каналы для размещения первой части ввода детонатора с прилегающим контактом с отверстием 58а. На противоположных сторонах отверстия 58а выступы 66а и 66b образуют области 68 сжатия, где пара входных линий располагается слишком близко друг к другу, чтобы позволить проходить типичному детонирующему шнуру между ними. Между областями 68 сжатия выступы 66а и 66b слегка расходятся вокруг отверстия 58а, что позволяет входным линиям изгибаться вокруг детонирующего шнура или другой проходящей вниз линии, проходящих через отверстие 58а, как описано более подробно ниже. Выступы 66a, 66b, 66c и 66d имеют такие размеры и конфигурацию, которые позволяют размещать в них ввод, так что пользователь может просто и надежно зафиксировать ввод в средстве для удерживания ввода.

Как показано на фиг. 5В, когда детонатор 10b установлен на место в скользящем блоке для образования инициирующего блока, то входные линии 30 и 31 расположены в компоненте 52а опорной пластины средства для удерживания ввода. Области 68 сжатия и находящаяся между ними расширенная область заставляют линии 30 и 31 изгибаться вокруг детонирующего шнура 62, проходящего через отверстие 58а (фиг. 5A), т.е. входные линии 30 и 31 каждая располагаются с легким прилегающим контактом с детонирующим шнуром 62 в точках на уровне уплотняющего кольца 70. В результате образуются две точки прилегающего контакта между детонирующим шнуром 62 и вводом 29а и каждая из этих точек может служить точкой, где инициирующий сигнал передается от детонирующего шнура 62 к детонатору. Такая избыточность в возможности передачи сигналов повышает надежность передачи сигнала с детонирующего шнура 62 к детонатору.

Выступы 66а, 66b предпочтительно не упираются в линии 30, 31 в области отклонения, даже когда линии 30, 31 отклонены вокруг детонирующего шнура, т. е. они расположены с небольшим зазором от входных линий в отклоняющей области для предотвращения образования плотного контакта между входными линиями и детонирующим шнуром вследствие возможных отклонений диаметров входных линий и детонирующего шнура. Внутренняя упругость входных линий и небольшой зазор выступов 66а, 66b позволяет им находиться в легком прилегающем контакте с детонирующим шнуром в отклоняющей области. Однако выступы 66а, 66b имеют такую форму, чтобы не позволять линиям 30, 31 отклоняться в значительной мере от детонирующего шнура при инициировании детонирующего шнура, так как это приводило бы к срыву передачи инициирующего сигнала на входную линию. Вставки 70 усиливают выступы 66а, 66b в направлении продольных сил инициирования детонирующего шнура и тем самым повышают надежность передачи сигнала на ввод.

На фиг. 5C показан детонатор 10с по фиг. 2C, установленный внутри скользящего блока 44 с входными линиями 30' и 31' в прилегающем контакте с детонирующим шнуром 62. Как показано на фиг. 6A и 6B, скользящий блок, описанный в целом применительно к фиг. 5 и 5A, можно использовать для реализации настоящего изобретения совместно с детонатором, ввод которого содержит единственную входную линию. Скользящий блок 44' имеет, по существу, ту же конструкцию, что и скользящий блок 44 за исключением того, что выступы 66а и 66b компонента 52а' опорной пластины средства для удерживания ввода имеют выполненные по выбору изогнутые концы и что компонент 52b' крышки средства для удерживания ввода содержит выполненные по выбору стойки 61. Детектор 10а установлен в скользящем блоке 44' и, как показано на фиг. 6A, первая часть 166 однонитевой входной линии 30 расположена в компоненте 52a' опорной пластины средства для удерживания ввода для закрепления линии 30 в прилегающем контакте с отверстием 58а в точке вблизи выступа 70а. Другими словами, первая часть входной линии 30 соединена с компонентом 52а опорной пластины средства для удерживания ввода. Вторая часть 161 линии 30 расположена в компоненте 52b' крышки средства для удерживания ввода, т.е. между выступом 57 на одной стороне линии 30 и выступом 59 и стойками 61 на другой стороне. Выступ 57, выступ 59 и стойки 61 совместно удерживают вторую часть линии 30 в прилегающем контакте с отверстием 58b в крышке. Таким образом, вторая часть линии 30 соединена с компонентом крышки средства для удерживания ввода.

Средство для удерживания ввода имеет такие размеры и конфигурацию, что при перемещении крышки 54 в закрытое положение над опорной пластиной 50 входная линия складывается в конфигурацию, в которой вторая часть 161 входной линии 30 располагается в седлообразном углублении 78. При таком расположении вторая часть 161 находится в прилегающем контакте с отверстием 58а и поперек первой части 166 линии 30, как это показано на фиг. 6В. Когда детонирующий шнур проходит через сквозное отверстие 58 и тем самым через отверстие 58а в опорной пластине, то он вступает в прилегающий контакт с линией 30 в двух точках, одна из которых находится на первой части 166 вблизи выступа 70а, а вторая точка - на второй части 161 у выступа 66с. Наличие двух точек прилегающего контакта обеспечивает дополнительную надежность того, что инициирующий сигнал с детонирующего шнура будет передан на ввод.

Как показано на фиг.7, детонатор 10b', имеющий две нитевые входные линии 30 и 31, может быть расположен в скользящем блоке 44' с зеркальным расположением каждой нити на опорной пластине 50 и крышке в конфигурации, показанной в открытом положении крышки 54. При закрывании крышки 54 на опорную пластину 50 соответствующие вторые части двух нитей принимают конфигурацию, изображенную пунктирными линиями.

Скользящий блок согласно настоящему изобретению можно использовать также вместе с детонатором 10с', имеющим ввод в виде проушины 29с'', показанный на фиг. 8A. Первая часть 266 ввода в виде проушины 29с'' содержит входные линии 30' и 31' для детонатора 10с'. Первая часть 266 ввода в виде проушины 29с'' расположена в опорном зажиме 74' между выступами 66а и 66b компонента 52а опорной пластины средства для удерживания ввода в прилегающем контакте с отверстием 58а в точках вблизи выступов 70а и 70b. Вторая часть (называемая также изогнутой частью) 29с' на дальнем конце соединяет входные линии 30' и 31' с образованием замкнутой петли напротив детонатора. Вторая часть 29с' расположена в компоненте 52b' крышки средства для удерживания ввода, например, между выступом 57 и столиками 61 и круглым выступом 59. При перемещении крышки 54 вокруг шарнира 54а в закрытое положение ввод в виде проушины 29с'' складывается так, что он принимает форму кренделя, показанную на фиг. 8B, при которой обе входные линии 30' и 31' первой части 266 расположены с прилегающим контактом с сквозным отверстием 58 и вторая часть, т.е. изогнутая часть 29с', расположена с обеспечением прилегающего контакта с детонирующим шнуром, проходящим через отверстие 58а в опорной пластине в точке на изогнутой части 29с' у выступа 66с.

Таким образом, изогнутая часть 29с' расположена поперечно к входным линиям 30' и 31' первой части 266. При такой конфигурации ввод 29с'' в виде проушины может быть охарактеризован как имеющий первую секцию (которая содержит входную линию 30' первой части 266), один конец которой закреплен в детонаторе и расположен с прилегающим контактом с детонирующим шнуром, проходящим через сквозное отверстие. Вторая секция ввода 29с'', содержащая изогнутую часть 29с', образует первую петлю и проходит поперек над и за первой секцией для создания второй точки прилегающего контакта с детонирующим шнуром, проходящим через сквозное отверстие. Наконец, третья секция, содержащая входную линию 31', образует вторую петлю, которая проходит поперек к и за вторую секцию к третьей точке прилегающего контакта с детонирующим шнуром. В альтернативном по выбору решении можно расположить единственную входную линию 30'' в похожей на крендель конфигурации, аналогичной показанной на фиг. 8B, за исключением того, что конец третьей секции 131 герметизирован в точке 33 вместо закрепления в наконечнике детонатора, как показано на фиг. 8C.

При повороте крышки 54 в закрытое положение для закрывания расположенного в ней ввода детонатора можно пропустить через сквозное отверстие 58а проходящий вниз детонирующий шнур 62, как показано на фиг. 9. Расположенный таким образом детонирующий шнур находится в положении улучшенной передачи сигнала на ввод детонатора, установленного в держатель детонатора. При расположении ввода в опорном зажиме, через который проходит проходящая вниз линия, скользящие устройства согласно настоящему изобретению обеспечивают надежность того, что ввод не может зацепиться за проходящую вниз линию при скольжении вдоль нее.

Детонирующий шнур, проходящий через усилительный заряд имеет предпочтительно плоскую главную периферийную дугу поперечного сечения, с которой сигнал со шнура передается более эффективно, чем с других периферийных областей. Например, детонирующий шнур может иметь овальную форму поперечного сечения, имеющую главную ось поперечного сечения и малую ось поперечного сечения, и более плоская главная периферийная дуга проходит вдоль главной оси поперечного сечения. Ввод детонатора расположен предпочтительно в контакте с главной плоской периферийной дугой детонирующего шнура. По выбору ввод может содержать входную линию, имеющую главную плоскую периферийную дугу для увеличения чувствительности к сигналу детонирующего шнура, и главная плоская периферийная дуга детонирующего шнура находится в контакте с главной плоской периферийной дугой ввода. Скользящий блок может быть выполнен так, что он облегчает такой контакт. Например, сквозное отверстие 58 опорного зажима 74 может быть овальным, чтобы соответствовать детонирующему шнуру и придавать детонирующему шнуру определенную ориентацию, а средство для удерживания ввода может быть выполнено так, что ввод располагается предпочтительно, в контакте своей главной плоской периферийной дугой с главной плоской периферийной дугой детонирующего шнура.

Хотя изобретение описано детально применительно к частным вариантам выполнения, понятно, что после чтения и усвоения предшествующего описания, специалист может представить себе различные изменения в описанных вариантах выполнения, поэтому все изменения включаются в объем прилагаемой формулы изобретениях

Реферат

Изобретение относится к области производства взрывных работ. Технический результат - повышение надежности. Для передачи неэлектрических инициирующих сигналов с детонирующего шнура задающих сигнальных линий к передающим сигнал трубкам принимающей линии принимающая линия расположена в конфигурации улучшенной сигнальной связи с задающей линией. Принимающая линия может образовывать ввод детонатора. Конфигурация улучшенной передачи сигналов между вводом и детонирующим шнуром может быть образована посредством расположения входной линии с по меньшей мере частично охватывающим контактом с детонирующим шнуром или с множественным прилегающим контактом с детонирующим шнуром. Конфигурация улучшенной передачи сигналов может быть также достигнута для детонатора, имеющего по меньшей мере две входные линии с прилегающим контактом с детонирующим шнуром. Скользящее устройство предназначено для улучшения контакта между вводом детонатора и действующим шнуром. Скользящее устройство содержит держатель для удерживания детонатора и опорный зажим, в котором выполнено сквозное отверстие для детонирующего шнура. Средство для удерживания ввода в опорном зажиме располагает ввод в положении улучшенной сигнальной связи с детонирующим шнуром, который может проходить через сквозное отверстие. 8 с. и 20 з.п.ф-лы, 10 ил.

Формула