專利名稱：一種震源彈定時(shí)失效控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及地質(zhì)勘探和油田勘測用震源彈的失效控制，特別是一種震源彈定時(shí)失效控制裝置。
背景技術(shù)：
震源彈在地質(zhì)勘探和油田勘測中被廣泛使用，其主要結(jié)構(gòu)為在特定形狀的密封容器內(nèi)裝配一定質(zhì)量的高能量炸藥，在強(qiáng)光、強(qiáng)熱、或電磁波的激發(fā)下，炸藥通過雷管引爆，產(chǎn)生高的能量和振動(dòng)波。借助特定的分析方法，對(duì)產(chǎn)生的能量和振動(dòng)波進(jìn)行分析，從而判斷地質(zhì)狀況和油田狀況，為地質(zhì)勘探和油田勘測提供可靠的數(shù)據(jù)，因此，震源彈及其技術(shù)在地質(zhì)勘探和油田勘測中有著重要的地位和作用。但是，由于生產(chǎn)、裝配、運(yùn)輸、施工和引爆等環(huán)節(jié)中存在偶然的不可控因素，造成極少數(shù)的震源彈不能被正常引爆，形成啞彈，由于啞彈的殼體材料為耐酸、耐堿和耐絕大數(shù)溶劑腐蝕的聚合物，需要幾十年甚至上百年才能被環(huán)境降解從而使殼體失去密封特性，殼體內(nèi)的炸藥才能因混合液體介質(zhì)而喪失爆炸功能。顯然，在一定的時(shí)間內(nèi)(一般為1 3個(gè)月)，為確保后續(xù)施工和周邊環(huán)境的安全，必須對(duì)啞彈進(jìn)行排除。排除啞彈的傳統(tǒng)方式是工程挖掘，即對(duì)通過GPS技術(shù)對(duì)未引爆的啞彈進(jìn)行定位后，工程人員通過挖掘的辦法將埋入地下的 彈挖出排除，該法的組要缺點(diǎn)有二 一是挖掘過程有安全隱患，不當(dāng)?shù)氖┕し绞娇赡芤F(xiàn)彈，造成人員傷亡；二是挖掘影響施工進(jìn)度， 導(dǎo)致工程造價(jià)升高。除該傳統(tǒng)的排除方法外，可選用的方法還有降解殼體法、電子控制法。降解殼體法的實(shí)現(xiàn)方式是利用可降解塑料制備震源彈殼體，這種材質(zhì)在環(huán)境中經(jīng)過一定的時(shí)間后將會(huì)降解，使殼體失去密封特性，達(dá)到控制 彈的目的。但該材料沒有被大量推廣使用，有幾方面的原因一是由于影響高聚物材料在液體介質(zhì)中變化的因素太多，還有許多科學(xué)技術(shù)問題尚待解決，所以 彈的失效時(shí)間無法精確控制；二是可降解塑料較當(dāng)前震源彈使用的殼體材料價(jià)格高十倍左右，推廣使用的市場阻力較大。電子控制法的主要原理是在震源彈殼體上安裝定時(shí)引爆器(也稱定時(shí)炸彈)，當(dāng)出現(xiàn) 彈后，可通過外部信號(hào)或引爆器自帶的定時(shí)信號(hào)使引爆器爆炸，破壞 彈的殼體密封性。該法的主要優(yōu)點(diǎn)是失效時(shí)間控制非常精準(zhǔn)。缺點(diǎn)主要有一是引爆器本生的電信號(hào)對(duì)震源彈的安全引爆有干涉，提高了震源彈引爆的技術(shù)要求；二是引爆器的生產(chǎn)、安裝、運(yùn)輸和使用要求非常嚴(yán)格，也會(huì)增加震源彈的整體成本；三是在引爆引爆器時(shí)，可能導(dǎo)致 彈被引爆，帶來安全事故。因此，實(shí)用新型一種震源彈定時(shí)失效控制裝置成為本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種震源彈定時(shí)失效控制裝置，該定時(shí)失效裝置能與市場上使用的震源彈殼體有效兼容，在不改變現(xiàn)有震源彈的使用方式和性能要求情況下，能夠有效地保持震源彈 殼體的密封狀態(tài)，確保震源彈爆炸功能；在出現(xiàn) 彈的情況下，能定時(shí)地控制震源彈的失效時(shí)間，為一種高效、低廉、安全和便于操作的排除啞彈的裝置。本實(shí)用新型的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。一種震源彈定時(shí)失效控制裝置，包括一外筒及設(shè)置于外筒內(nèi)腔底部的炸藥，外筒內(nèi)腔的上部設(shè)有用于放置雷管的圓柱管，所述與外筒內(nèi)腔上部的圓柱管相并列還分布有底部成密封結(jié)構(gòu)的圓柱錐形管；所述圓柱錐形管內(nèi)腔下部填充有失效控制液，且圓柱錐形管內(nèi)壁設(shè)有置于失效控制液液面下方的限位圈，工字件緊配合于圓柱錐形管內(nèi)腔、且在失效控制液液面上方，工字件外側(cè)的圓柱錐形管管壁上開有連通孔；工字件的上端搭接有圓柱錐形管外蓋，在工字件上端與圓柱錐形管外蓋之間填充有吸液膨脹材料；所述工字件通過 〇型密封圈與圓柱錐形管密封；所述外筒頂壁通過外蓋密封。本實(shí)用新型進(jìn)一步的特征在于所述工字件由截面呈工字形的外管嵌套中空管構(gòu)成，工字形外管上部管口內(nèi)腔為介質(zhì)通道，工字形外管與中空管相嵌套的一側(cè)壁設(shè)反應(yīng)界面孔；沿工字形外管上部翼緣周壁上設(shè)有〇型密封圈的凹槽，工字形外管下部翼緣為限位頂板，限位頂板上垂直均布有透孔。所述圓柱錐形管外蓋為中心設(shè)有外通孔、且周壁向下延伸并套接于圓柱錐形管上頂壁的端蓋結(jié)構(gòu)；外通孔與圓柱錐形管內(nèi)腔工字件的介質(zhì)通道相連通。所述外筒與外蓋之間、圓柱錐形管外蓋與圓柱錐形管之間采用熱合、鉚合或螺紋連接密封，密封承液體介質(zhì)壓力為0 0. 3Mpa。所述圓柱錐形管外蓋和密封圈的材質(zhì)為聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯材料。所述吸液膨脹材料為丙烯酸吸水樹脂、丙烯酸_丙烯酰胺吸水樹脂或丙烯酸_淀粉吸水樹脂。所述失效控制液為甲酸、苯甲酸、乙二酸或乙酸有機(jī)酸類溶液。所述中空管材質(zhì)為鐵、鋁、鎂、銅或鈦的金屬材料。本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有排除 彈可能使用的工程挖掘法、降解殼體法和電子控制法等方法具有下述有益效果1)成本低廉。同是排除一枚 彈，使用本實(shí)用新型裝置的定時(shí)失效控制法其成本僅為工程挖掘法的3%，價(jià)格優(yōu)勢明顯。2)安全性高。本實(shí)用新型涉及的定時(shí)失效裝置本身不含任何電子元器件，沒有電磁信號(hào)，不會(huì)附加安全風(fēng)險(xiǎn)，不會(huì)對(duì)震源彈的引爆產(chǎn)生電磁干擾，影響震源彈的正常使用性能。3)失效時(shí)間可調(diào)節(jié)。在失效時(shí)間(從震源彈被埋入地下接觸液體介質(zhì)至液體介質(zhì)進(jìn)入震源彈殼體致震源彈失效的時(shí)間段)內(nèi)，裝置及震源彈殼體保持密封狀態(tài)，震源彈的一切性能不受影響；震源彈被引爆后，如果存在 彈，超過失效時(shí)間，可根據(jù)工期的需要，通過調(diào)整失效控制液配方和中空管材質(zhì)種類來調(diào)整失效時(shí)間后，液體介質(zhì)流入殼體內(nèi)，殼體密封性將被破壞，炸藥吸水后導(dǎo)致 彈失效。本實(shí)用新型為一種高效、低廉、安全和便于操作的排除 彈的裝置，能夠?yàn)檎鹪磸椩诘刭|(zhì)勘探和油田勘測中的廣泛使用提供技術(shù)安全保障。
圖1是本實(shí)用新型定時(shí)失效控制裝置剖面圖。圖2是本實(shí)用新型定時(shí)失效控制裝置工字件3剖視圖。圖3是本實(shí)用新型定時(shí)失效控制裝置圓柱錐形管外蓋7剖視圖。圖中1、外筒；2、外蓋；3、工字件；4、吸液膨脹材料；5、失效控制液；6、炸藥；7、圓柱錐形管外蓋；8、圓柱管；9、限位圈；10、圓柱錐形管；11、連通孔；12、介質(zhì)通道；13、〇型密封圈；14、中空管；15、反應(yīng)界面孔；16、透孔；17、限位頂板；18、外通孔。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示，本震源彈定時(shí)失效控制裝置由7個(gè)獨(dú)立的部分組合而成即外筒1， 外蓋2，工字件3，吸液膨脹材料4，失效控制液5，炸藥6，圓柱錐形管外蓋7 ；該震源彈定時(shí)失效控制裝置，具體結(jié)構(gòu)為，包括一外筒1及設(shè)置于外筒1內(nèi)腔底部的炸藥6，外筒1內(nèi)腔的上部設(shè)有用于放置雷管的圓柱管8，其中，所述與外筒1內(nèi)腔上部的圓柱管8相并列還分布有底部成密封結(jié)構(gòu)的圓柱錐形管10 ；所述圓柱錐形管10內(nèi)腔下部填充有失效控制液5，且圓柱錐形管10內(nèi)壁設(shè)有置于失效控制液5液面下方的限位圈9，工字件3緊配合于圓柱錐形管10內(nèi)腔、且在失效控制液5液面上方，工字件3外側(cè)的圓柱錐形管10管壁上開有連通孔11 ；工字件3的上端搭接有圓柱錐形管外蓋7，在工字件3上端與圓柱錐形管外蓋7之間填充有吸液膨脹材料4 ；工字件3通過〇型密封圈13與圓柱錐形管10密封；外筒1頂壁通過外蓋2密封。如圖2所示，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)中，工字件3由截面呈工字形的外管嵌套中空管14 構(gòu)成，工字形外管上部管口內(nèi)腔為介質(zhì)通道12，工字形外管與中空管14相嵌套一側(cè)壁設(shè)反應(yīng)界面孔15 ；沿工字形外管上部翼緣周壁上設(shè)有〇型密封圈13的凹槽，工字形外管下部翼緣為限位頂板17，限位頂板17上垂直均布有透孔16。圖2所示的中空管14用注塑的塑料加工工藝埋在工字件3內(nèi)，工字件3上套有〇 型密封圈13，該設(shè)計(jì)能保證工字件3在圓柱錐形管10內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，定時(shí)失效控制裝置外部的液體介質(zhì)不會(huì)進(jìn)入外筒1內(nèi)。如圖3所示，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)中，圓柱錐形管外蓋7為中心設(shè)有外通孔18、周壁向下延伸且套接于圓柱錐形管10上頂壁的端蓋結(jié)構(gòu)；外通孔18與圓柱錐形管10內(nèi)腔工字 3的介質(zhì)通道12相連通。圓柱錐形管外蓋7被固定在外筒1上，在吸液膨脹材料4溶脹時(shí)，保證了溶脹推力使工字件3向圓柱錐形管10的尖端部分移動(dòng)；圓柱錐形管外蓋7上的外通孔18提供液體介質(zhì)通道的作用。外筒1與外蓋2之間、圓柱錐形管外蓋7與圓柱錐形管10之間采用熱合、鉚合或螺紋連接密封，密封承壓液體介質(zhì)壓力為0 0. 3Mpa。本實(shí)用新型裝置中，限位圈9在圓柱錐形管10內(nèi)壁，呈凸起環(huán)狀，凸高1 20mm 之間，其主要功能是當(dāng)將工字件3的限位頂板17被吸液材料4推至限位圈9時(shí)，將工字件 3定位不再向圓柱錐形管10的尖端部分移動(dòng)。本實(shí)用新型裝置中，外筒1、外蓋2、工字件3、圓柱錐形管外蓋7和密封圈13的材質(zhì)為聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯材料。炸藥6可以是硝酸銨、三硝基甲苯(TNT)。吸液膨脹材料4是粉狀(或有一定外形)的丙烯酸吸水樹脂、丙烯酸-丙烯酰胺吸水樹脂或丙烯酸_淀粉吸水樹脂等高分子溶膠凝膠化合物。失效控制液5是甲酸、苯甲酸、乙二酸或乙酸有機(jī)酸類溶液。中空管14材質(zhì)是鐵、鋁、鎂、銅或鈦的金屬材料。本實(shí)用新型的原理是，在震源彈不能被正常引爆、形成啞彈的情況下，外部液體介質(zhì)通過圓柱錐形管10上端的圓柱錐形管外蓋7中心的外通孔18端口，向設(shè)在圓柱錐形管外蓋7內(nèi)的吸液膨脹材料4滲透，導(dǎo)致吸液膨脹材料4溶脹，推動(dòng)工字件3沿圓柱錐形管10 內(nèi)壁向管體下方尖端方向移動(dòng)，將工字件3的限位頂板17推至限位圈9處，工字件3的限位頂板17與失效控制液5接觸；同時(shí)，失效控制液5從透孔16流至反應(yīng)界面孔15處，將反應(yīng)界面孔15浸入失效控制液5中；失效控制液5與中空管14進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)過失效時(shí)間， 中空管14在反應(yīng)界面孔15處的管壁被反應(yīng)穿孔。此時(shí)，定時(shí)失效控制裝置外部的液體介質(zhì)由外通孔18通過介質(zhì)通道12從反應(yīng)界面孔15處流入圓柱錐形管10內(nèi)后，再經(jīng)由連通孔11流入外筒1中，炸藥6將吸水，啞彈失效。致使吸液膨脹材料4膨脹的液體可也為水溶液、油溶液或油水懸浮液；吸液溫度 0°C 100°C之間，壓力OMpa IMpa之間，失效控制液5與中空管14進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)溫度在 0°C 80°C之間。失效控制液5的摩爾濃度在萬分之一至200之間。吸液膨脹材料4用量在1毫克至100克之間，其形狀可為粉狀或其他形狀。本實(shí)用新型具有兩個(gè)功能a、本定時(shí)失效控制裝置在失效時(shí)間內(nèi)要求有良好的密封性能，其原理是外筒1 與外蓋2之間、圓柱錐形管外蓋7與圓柱錐形管10之間可采用熱合、鉚合或螺紋連接等方式進(jìn)行密封，各密封能承受至0. 3Mpa的液體介質(zhì)壓力；中空管14用注塑的塑料加工工藝被埋在工字件3內(nèi)，工字件3上套有〇型密封圈13，該設(shè)計(jì)能保證工字件3在圓柱錐形管10 內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，定時(shí)失效控制裝置外部的液介質(zhì)不會(huì)進(jìn)入外筒1內(nèi)。b、本定時(shí)失效控制裝置在失效時(shí)間外要求失去密封性能，其原理是液體介質(zhì)作用下，吸液膨脹材料4吸液溶脹，推動(dòng)工字件3向圓柱錐形管10的尖端方向移動(dòng)，將工字件 3的限位頂板17推至限位圈9處，將反應(yīng)界面孔15浸入失效控制液5中，失效控制液5與中空管14在反應(yīng)界面孔15接觸后，中空管14與失效控制液5發(fā)生化學(xué)反應(yīng)致使中空管14 沿著反應(yīng)界面孔15穿孔，液體介質(zhì)通過介質(zhì)通道12流入圓柱錐形管10內(nèi)后，再經(jīng)由連通孔11流入外筒1中，裝置失去密封性。本實(shí)用新型失效控制原理通過兩個(gè)控制過程實(shí)現(xiàn)。第一控制過程在外部液體介質(zhì)作用下，在圓柱錐形管10內(nèi)，吸液膨脹材料4吸液溶脹，推動(dòng)工字件3向圓柱錐形管10 的尖端方向移動(dòng)，將工字件3的限位頂板17推至限位圈9處，將反應(yīng)界面孔15浸入失效控制液5中。第二控制過程失效控制液5與中空管14在反應(yīng)界面孔15接觸后，中空管14 與失效控制液5發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)過失效時(shí)間，中空管14沿著反應(yīng)界面孔15被溶解，液體介質(zhì)通過介質(zhì)通道12流入圓柱錐形管10內(nèi)后，再經(jīng)由連通孔11流入外筒1中，炸藥6與液體介質(zhì)混合，啞彈失效。該裝置實(shí)施后，可根據(jù)工期要求調(diào)整震源彈失效時(shí)間，工期結(jié)束后，無需再對(duì)啞彈進(jìn)行挖掘，在節(jié)約工程成本的同時(shí)消除了啞彈對(duì)人和環(huán)境造成的安全隱患。 以上所述，僅是本實(shí)用新型針對(duì)本實(shí)用新型的震源彈定時(shí)失效控制裝置實(shí)施例，上述實(shí)施例并非對(duì)本實(shí)用新型做任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)方 案所給出的范圍和對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種震源彈定時(shí)失效控制裝置，包括一外筒(1)及設(shè)置于外筒(1)內(nèi)腔底部的炸藥 (6)，外筒(1)內(nèi)腔的上部設(shè)有用于放置雷管的圓柱管(8)，其特征在于，所述與外筒(1)內(nèi)腔上部的圓柱管(8)相并列還分布有底部成密封結(jié)構(gòu)的圓柱錐形管(10)；所述圓柱錐形管 (10)內(nèi)腔下部填充有失效控制液(5)，且圓柱錐形管(10)內(nèi)壁設(shè)有置于失效控制液(5)液面下方的限位圈(9)，工字件(3)緊配合于圓柱錐形管(10)內(nèi)腔、且在失效控制液(5)液面上方，工字件(3)外側(cè)的圓柱錐形管(10)管壁上開有連通孔(11)；工字件(3)的上端搭接有圓柱錐形管外蓋(7)，在工字件(3)上端與圓柱錐形管外蓋(7)之間填充有吸液膨脹材料 (4)；所述工字件(3)通過〇型密封圈(13)與圓柱錐形管(10)密封；所述外筒⑴頂壁通過外蓋⑵密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種震源彈定時(shí)失效控制裝置，其特征在于，所述工字件(3) 由截面呈工字形的外管嵌套中空管(14)構(gòu)成，工字形外管上部管口內(nèi)腔為介質(zhì)通道(12)， 工字形外管與中空管(14)相嵌套的一側(cè)壁設(shè)反應(yīng)界面孔(15)；沿工字形外管上部翼緣周壁上設(shè)有鑲嵌〇型密封圈(13)的凹槽，工字形外管下部翼緣為限位頂板(17)，限位頂板 (17)上垂直均布有透孔(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種震源彈定時(shí)失效控制裝置，其特征在于，所述圓柱錐形管外蓋(7)為中心設(shè)有外通孔(18)、且周壁向下延伸并套接于圓柱錐形管(10)上頂壁的端蓋結(jié)構(gòu)；外通孔(18)與圓柱錐形管(10)內(nèi)腔工字件(3)的介質(zhì)通道(12)相連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種震源彈定時(shí)失效控制裝置，其特征在于，所述外筒(1)與外蓋⑵之間、圓柱錐形管外蓋(7)與圓柱錐形管(10)之間采用熱合、鉚合或螺紋連接密封，密封承液體介質(zhì)壓力為0 0. 3Mpa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種震源彈定時(shí)失效控制裝置，其特征在于，所述圓柱錐形管外蓋(7)和密封圈(13)的材質(zhì)為聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種震源彈定時(shí)失效控制裝置，其特征在于，所述吸液膨脹材料(4)為丙烯酸吸水樹脂、丙烯酸-丙烯酰胺吸水樹脂或丙烯酸-淀粉吸水樹脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種震源彈定時(shí)失效控制裝置，其特征在于，所述失效控制液(5)為甲酸、苯甲酸、乙二酸或乙酸溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種震源彈定時(shí)失效控制裝置，其特征在于，所述中空管 (14)材質(zhì)為鐵、鋁、鎂、銅或鈦。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種震源彈定時(shí)失效控制裝置，包括一外筒及設(shè)置于外筒內(nèi)腔底部的炸藥，外筒內(nèi)腔的上部設(shè)有用于放置雷管的圓柱，與外筒內(nèi)腔上部的圓柱管相并列還分布有圓柱錐形管；圓柱錐形管內(nèi)腔下部填充有失效控制液，且圓柱錐形管內(nèi)壁設(shè)有置于失效控制液液面下方的限位圈，工字件于圓柱錐形管內(nèi)腔、且在失效控制液液面上方，工字件外側(cè)圓柱錐形管管壁上開有連通孔；工字件上端搭接有圓柱錐形管外蓋，工字件上與圓柱錐形管外蓋之間的填充有吸液膨脹材料；工字件通過○型密封圈與圓柱錐形管密封；外筒頂壁通過外蓋密封。本實(shí)用新型能夠有效保持震源彈殼體的密封狀態(tài)，確保震源彈爆炸功能；在出現(xiàn)啞彈的情況下，能定時(shí)地控制震源彈的失效時(shí)間。
文檔編號(hào)G01V1/104GK202119919SQ20112021609
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者尚文靜, 龐清濤, 彭龍貴, 王妮, 王宇, 邵水源 申請人:彭龍貴, 邵水源