Введение к работе
При поиске, разведке и разработке месторождений нефти и газа широко используются взрывные работы. В геофизических работах основными являются прострелочно-взрывные работы в скважинах и взрывное возбуждение сейсмических волн. К первым относятся: вскрытие пластов, труб перфораторами, взрывное воздействие на призабойную зону пласта, отбор образцов стреляющими грунтоносами, взрывные изоляционные работы, специальные работы по предотвращению осложнений и ликвидации аварий и др.
Для инициирования взрывчатых веществ (ВВ) наибольшее распространение получил электрический способ, который дает возможность производить одновременный взрыв большого количества зарядов, производить взрыв зарядов в точно назначенный момент времени, проверять исправность электровзрывной сети в процессе монтажа и перед взрыванием, производить взрывание с большого расстояния, что значительно повышает безопасность работ. При электрическом способе взрывания зарядов решающее значение в отношении безопасности и безотказности играют технические средства, в первую очередь такие средства взрывания, как электродетонаторы (ЭД), взрывные патроны.
. Практика ведения взрывных работ показывает, что при обращении с ЭД случаются несанкционированные взрывы, которые представляют большую опасность, особенно если случаются во время ручных операций.
Несмотря на постоянную работу по совершенствованию ЭД, пока не удается избежать несчастных случаев при обра-
щении с ними. Причиной преждевременных взрывов является высокая чувствительность к внешним воздействиям ЭД и иных средств взрывания (СВ), выпускаемых в настоящее время.
Наиболее очевидный способ повышения безопасности - создание ЭД с более высокими параметрами начальных импульсов или с избирательной чувствительностью, что гарантировало бы защищенность ЭД к внешним воздействиям меньшей интенсивности. Это, как правило, требует использования более мощных взрывных приборов для задействования ЭД, то есть - замену существующих средств взрывания.
Переход на новые СВ и их освоение требует серьезных затрат, что в современных экономических условиях для геофизических предприятий представляется сложным. Более целесообразным представляется направление повышения безопасности взрывных работ без изменения взрывных сетей и приборов.
Данная работа посвящена обобщению накопленного опыта по совершенствованию ЭД, повышению их безопасности, анализу возможности создания ЭД повышенной безопасности для геофизических работ, не требующих замены средств взрывания, исследованиям и изысканиям конструкторских решений путей создания ЭД повышенной безопасности.
Цель работы - разработка высоко безопасных средств инициирования взрыва для геофизических работ, не требующих изменения технологии ведения взрывных геофизических работ, оборудования и приборов.
Основные задачи исследований:
анализ путей повышения безопасности средств инициирования;
обоснование возможности создания средств инициирования повышенной безопасности;
изыскание технических решений, обеспечивающих безопасность средств инициирования;
разработка конструкций средств инициирования повышенной безопасности;
разработка технологии их изготовления;
оценка безопасности разработанных средств инициирования и их промышленное опробование.
Методы исследований:
обобщение и анализ отечественного и зарубежного опыта совершенствования средств инициирования;
теоретический анализ и экспериментальные исследования взрывчатых превращений в СВ;
опытно-конструкторские работы, стендовые и промышленные испытания СВ и их элементов;
освоение технологии промышленного производства средств инициирования повышенной безопасности.
Научная новизна:
доказана возможность создания средств инициирования взрыва, основанных на реализации процесса перехода горения в детонацию и обеспечивающих требуемую к ним надежность;
исследована и экспериментально доказана возможность ре-
ализации процесса перехода горения в детонацию вторичных ВВ в тонкостенных деформируемых оболочках;
выявлены характеристики ВВ и конструкции, обеспечивающие перевод горения в детонацию вторичных ВВ;
разработан способ повышения безопасного тока ЭД нормальной чувствительности;
разработаны конструкции средств инициирования .без инициирующих ВВ для геофизических работ, основанные на применении перехода горения в детонацию вторичных ВВ.
Основные защищаемые положения:
- механизм возбуждения детонации вторичного ВВ в тонко
стенной деформируемой оболочке;
- конструкция, технико-эксплуатационные характеристики
средств инициирования взрыва для геофизических работ, ос- ,
нованных на реализации процесса перехода горения в дето
нацию вторичных ВВ.
Практическая значимость работы: разработка ЭД без инициирующих ВВ повышенной безопасности для геофизических работ и технологии их промышленного производства.
Внедрение результатов работы. ЭД без инициирующих ВВ нормальной чувствительности (ЭДБИ) прошел приемочные испытания; ЭД без инициирующих ВВ повышенной безопасности (ЭДБИ-1) прошел предварительные испытания; на ГП "Металлист" г. Чапаевска подготовлено производство для их серийного выпуска.
Апробация и публикация работы. По теме диссертации опуб-
ликованы 3 печатные работы, подано 3 заявки на патенты РФ. Основные положения работы докладывались в 1995 г. на НТС ИТЦ "Взрывиспытания", в 1996 г. на секции Совета РАН по народнохозяйственному использованию взрыва.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения; содержит 125 страниц текста, в том числе 56 рисунков, 20 таблиц, библиографию из 107 наименований. Автор выражает благодарность научным руководителям А. С. Державцу, С. Н. Пузыреву, а также сотрудникам ВНИПИвзрывгеофизика, способствовавшим выполнению работы. Данная работа стала возможной благодаря поддержке и участию сотрудников ГП "Металлист".