УСТРОЙСТВО ФИКСАЦИИ ЗАРЯДА В СКВАЖИНЕ

Заявляемая полезная модель «Устройство фиксации заряда в скважине» относится к горной промышленности и предназначено для использования при взрывных работах в сейсморазведке.
Известен заряд взрывчатого вещества в обводненной скважине, размещенный в. пакете (см. патент №2058012, приоритет заявки 1993.08.06, опубликовано 1996.04.10, МПК F42D 1/08), содержащий водонепроницаемую многослойную оболочку, выполненную в виде цилиндрической гильзы, наружная поверхность которой пропитана водоотталкивающей смесью, слои плотной бумаги, образующие гильзу, склеены между собой, а донная часть гильзы выполнена в виде металлического колпачка.
Недостатком известного устройства является низкое качество и точность, а также возможная опасность взрывных работ.
Эти недостатки обусловлены конструктивными особенностями известного устройства, а именно возможностью всплытия герметично закрытой оболочки, внутри которой находится заряд, удельный вес которого меньше удельного веса жидкости, заполняющей скважину, кроме того, наличие металлических частей, в частности,
металлического колпачка, в виде которого выполнена донная часть гильзы, не исключает возможности возникновения искр при соприкосновении с металлосодержащими частями.
Известен также заряд для перфорации скважины (см. патент №2090741, приоритет 1994.07.13. опубликовано 1997.09.20 МПК Е 21 43/117), содержащий корпус с определенной толщиной стенки с зарядом взрывчатого вещества и детонирующий шнур, со стороны которого заряд взрывчатого вещества относительно стенки корпуса установлен с зазором, при этом величина зазора, толщина стенки корпуса и параметры детонирующего шнура выбираются из экспериментально определенных соотношений.
Недостатком известного заряда для перфорации скважин является низкое качество и точность, а также высокая опасность взрывных работ.
Данный недостаток обусловлен возможностью всплытия корпуса вместе с зарядом взрывчатого вещества, в результате чего взрыв будет произведен не на планируемой глубине и данные сейсмических исследования будут искаженными.
Кроме этого, существует принятое за прототип устройство заряда для скважин (см. патент РФ на полезную модель №65204, МПК Е21В 43/17, оп. 27.07.2007), содержащее заряд для взрыва в скважине,
размещенный в корпусе, выполненном в виде якорного устройства, состоящего из двух или более раздельных щечек, являющихся стенками корпуса, жестко связанных с верхними концами двух или более планок-плечей, нижние концы которых связаны между собой посредством якорного замка, который в свою очередь связан с размещенным в корпусе зарядом, корпус выполнен из пластика, нижние концы планок-плечей связаны между собой якорным замком в виде шарнира, связывающим нижние концы планок-плечей, выполненным сквозным в виде полого цилиндра, раздельные щечки выполнены в виде дугообразных пластин или в виде вертикально сориентированной, разрезанной мнимой вертикальной плоскостью на две половины пластиковой трубы, причем заряд устанавливается с зазором относительно стенок корпуса и связан с якорным замком, выполненным в виде шарнира, посредством металлической проволоки.
Недостатком известного технического решения является недостаточная надежность и отсутствие возможности, при проведении сейсморазведочных работ буровзрывным способом, четкой фиксации заряда (взрывчатого материала) на забое в скважине на заданной глубине при наличии напорных и вялотекущих плавунов, а также, при производстве работ, связанных с использованием взрывчатого материала, практически, на дневной поверхности, наличие
возможности несанкционированного доступа посторонних лиц к взрывчатым материалам.
Данные недостатки обусловлены тем, что конструкция корпуса, в котором помещают заряд взрывчатого вещества, не обеспечивает полное скрытие заряда, исключающего возможность несанкционированного доступа посторонних лиц к взрывчатым материалам.
Техническим результатом заявляемой полезной модели «Устройство фиксации заряда в скважине» является повышение качества взрывных работ, надежности, четкой фиксации устройства не только в скважине, но и на дневной поверхности, ограничение возможности несанкционированного доступа посторонних лиц к взрывчатым материалам и безопасности взрывных работ в скважинах.
Поставленный технический результат достигается тем, что в известном, устройстве фиксации заряда в скважине, содержащем корпус, выполненный в виде якорного устройства, согласно полезной модели, корпус выполнен со сквозным окном и оснащен переходником для капсулы с зарядом и установленным в упомянутом сквозном окне фиксирующим механизмом, состоящим из двух подпружиненных лепестков, внутренние концы которых связаны общей осью, установленной в стенках корпуса, причем верхняя часть корпуса выполнена с гнездом в виде отверстия для установки упомянутого
переходника, с помещенным в него зарядом взрывчатого вещества, переходник выполнен с защелкой на нижнем конце, а гнездо переходника выполнено с ловушкой для защелки, корпус выполнен в виде прямоугольной призмы с пирамидальным наконечником, корпус может быть также выполнен в виде цилиндра с конусообразным наконечником, сквозное окно выполнено в форме прямоугольного тоннеля, связывающего две параллельные грани центральной части корпуса, выполненного в виде прямоугольной призмы, сквозное окно может быть выполнено в форме прямоугольного тоннеля, связывающего диаметрально противоположные стороны центральной части корпуса, выполненного в виде цилиндра, причем корпус выполнен из пластика
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.
В отличие от аналогов и прототипа, в конструкции заявляемой полезной модели «Устройство фиксации заряда в скважине», выполнение корпуса со сквозным окном и оснащение его переходником и установленным в упомянутом сквозном окне фиксирующим механизмом, состоящим из двух подпружиненных лепестков, внутренние концы которых связаны общей осью, установленной в стенках корпуса, повышает точность установки заряда в скважине на нужном уровне, исключая его всплытие, как в
объектах-аналогах, надежность установки корпуса с зарядом и четкую фиксацию корпуса с зарядом в скважине, кроме того, предлагаемое устройство фиксации заряда в скважине, в отличие от объекта - прототипа, ограничивает возможность несанкционированного доступа посторонних лиц к взрывчатым материалам, поскольку взрывчатый материал, помещенный в специальную капсулу, не устанавливается непосредственно в корпус, а связан с последним через переходник, что повышает безопасность взрывных работ не только на глубине в скважинах, но и на дневных поверхностях, т.е. неглубоко от поверхности земли. Выполнение верхней части корпуса с гнездом в виде отверстия для установки переходника, с помещенным в него зарядом взрывчатого вещества (капсулой), и выполнение переходника для заряда взрывчатого вещества с защелкой на нижнем конце, повышает надежность фиксации заряда в устройстве, что также способствует повышению безопасности взрывных работ в скважине. Результаты проведенных экспериментов использования устройства фиксации заряда в скважине при взрывных работах в сейсморазведке на исследуемых полигонах севера Тюменской области подтверждают возможность реализации заявляемой полезной модели признаками, ее характеризующими, при этом значительно повышалась точность установки заряда на нужном уровне, надежность установки, качество и четкая фиксация корпуса с зарядом в скважине. Кроме того, выявлен дополнительный эффект - это возможность использования
заявляемого взрывчатого материала в устройстве фиксации заряда в скважине на дневной поверхности, также с исключением возможности несанкционированного доступа посторонних лиц к заряду, т.е. к взрывчатому материалу, поскольку последний поставляется в неразборной капсуле и устанавливается в переходник непосредственно перед спуском заявляемого устройства в скважину.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявления источников, содержащих сведения об аналогах заявляемой полезной модели «Устройство фиксации заряда в скважине», позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными признакам заявляемой полезной модели, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле полезной модели.
Следовательно, заявленная полезная модель «Устройство фиксации заряда в скважине» соответствует критерию «новизна», согласно действующего законодательства.
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемой полезной модели «Устройство фиксации заряда
в скважине», может быть многократно использовано в производстве и применении аналогичных якорных устройств зарядов для перфорации нефтяных и газовых скважин с получением технического результата, заключающегося в повышении качества взрывных работ при проведении сейсмических работ, а также повышения технических и эксплуатационных качеств заявляемой полезной модели «Устройство фиксации заряда в скважине», что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели критерию «промышленная применимость».
Таким образом, приведенная совокупность существенных признаков в заявляемой полезной модели отсутствует в вышеописанных аналогах и не известна из уровня техники в области горной промышленности, в частности, при взрывных работах в сейсморазведке, а результаты проведенных экспериментов подтверждают возможность реализации заявляемой полезной модели с получением нового полезного технического результата, в связи с чем можно сделать вывод, что заявляемое «Устройство фиксации заряда в скважине» соответствует критериям его патентоспособности.
Сущность заявляемой полезной модели «Устройство фиксации заряда в скважине», поясняется примером конкретного выполнения, где:
- на фиг.1 изображен корпус предлагаемого устройства в виде призмы с пирамидальным наконечником с закрытыми лепестками (вид в оксанометрии);
- на фиг.2 изображен корпус предлагаемого устройства в виде призмы с пирамидальным наконечником с открытыми лепестками (вид в оксанометрии);
- на фиг.3 изображен лепесток устройства фиксации заряда на забое в скважинах (вид в оксанометрии);
- на фиг.4 изображено предлагаемое устройство в виде цилиндра с конусообразным наконечником (вид с фотографии в оксанометрии);
- на фиг.5 изображено предлагаемое устройство фиксации заряда на забое в скважинах в сборе с зарядом (вид с фотографии в оксанометрии);
- на фиг.6 изображен переходник (вид в оксанометрии).
Устройство фиксации заряда в скважине, содержит корпус 1, представляющим собой якорное устройство. Корпус 1 выполнен со сквозным окном 2 и оснащен переходником 3 и фиксирующим механизмом 4, расположенном в упомянутом сквозном окне 2. В упомянутом сквозном окне 2 фиксирующий механизм 4 состоит из двух подпружиненных плоскими пружинами 5 лепестков 6, внутренние
концы 7 которых связаны общей осью 8, которая установлена в стенках 9 корпуса 1. Верхняя часть 10 корпуса 1 выполнена с гнездом 11, которое представляет собой отверстие 12 для установки переходника 3, который держит на себе заряд 13 взрывчатого вещества. Переходник 3 выполняется с защелкой 14 на нижнем конце 15, а гнездо 11 переходника выполнено с ловушкой 16 для защелки 14. Корпус 1 устройства фиксации заряда в скважине выполнен в виде прямоугольной призмы 17 с пирамидальным наконечником 18, сквозное окно 2 выполнено в форме прямоугольного тоннеля 19, связывающего две параллельные грани 20 и 21 центральной части 22 корпуса 1, выполненного в виде прямоугольной призмы 17. Возможно выполнение корпуса 1 с виде цилиндра с конусообразным наконечником (показано на фото), в этом случае сквозное окно 2, выполненное в форме прямоугольного тоннеля 19, будет связывать диаметрально противоположные стороны центральной части корпуса, выполненного в виде цилиндра. У корпуса, выполненного в виде прямоугольной призмы 17 с пирамидальным наконечником 18, ниже сквозного окна 2, на параллельных гранях 20 и 21, центральной части 22 расположены ограничивающие упоры 23, предупреждающие чрезмерное раскрывание лепестков 6 (свыше 90°) фиксирующего механизма 4 по отношению к параллельным граням 20 и 21, чтобы внешние концы 24 не опустились ниже уровня общей оси 8, которая
установлена в стенках 9 корпуса 1, и не произошло нарушение фиксации корпуса устройства.
Установка заявляемого устройства фиксации заряда непосредственно в скважину для проведения, например, сейсмических работ осуществляется следующим образом.
Перед спуском заявляемого устройства в скважину тротиловый заряд 13 (капсула) устанавливается в переходнике 3, который в свою очередь устанавливают в гнездо 11 верхней торцевой части 10 корпуса 1. Переходник 3 помещают в отверстие 12 гнезда 11 таким образом, чтобы расположенная на нижнем конце 15 переходника 3 защелка 14 свободно вошла в ловушку 16 для защелки. После чего переходник 3 поворачивается влево или вправо на угол 90°, и защелка 14 входит в ловушку 16. После закрепления в корпусе 1 переходника 3 с тротиловым зарядом  13 производится спуск корпуса 1 устройства в скважину на определенную глубину. При достижении заданной отметки глубины производится небольшой реверс (до 5 см.) заявляемого устройства вверх и фиксирующий механизм 4, который состоит из двух подпружиненных плоскими пружинами 5 лепестков 6, внутренние концы 7 которых связаны общей осью 8, которая установлена в стенках 9 корпуса 1, сработает, т.е. наружные концы 24 лепестков 6, вышедших из сквозного окна 2 и раскрывшихся под действием плоских пружин 5, врежутся (или упрутся) в стенки скважины (не показана).
Использование настоящей полезной модели «Устройство фиксации заряда в скважине» позволило повысить, качество взрывных работ, надежность, четкую фиксацию устройства не только в скважине, но и на дневной поверхности, а также ограничить возможность несанкционированного доступа посторонних лиц к взрывчатым материалам и обеспечить безопасность взрывных работ в скважинах.