阅读说明：本技术 用于管道爆破的聚能切割装置 (Energy-gathering cutting device for pipeline blasting ) 是由 郭为民 张要杰 王爱民 陈小芳 卢国强 雷继强 白海超 吕永斌 王正严 于 2020-06-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于管道爆破的聚能切割装置,包括聚能切割器和用于将聚能切割器安装在管道上的安装支架,所述聚能切割器包括炸药盒和与炸药盒连通的浇注盒,所述浇注盒的底面设置有倒V形槽。本申请中倒V型罩设计即可使爆轰波沿垂直两个斜边方向将爆红能量混集于药型罩顶点轴线部分形成一股速度超高的金属射流,从而切割试验管道,在管道上形成平行于钢管轴向的贯穿型裂纹,满足管道线性切割需要。通过调整炸高、顶锥角可以调节金属射流在试验管道上的切割宽度,调整药型罩底宽可以调整金属射流的切割深度。(The invention discloses an energy-gathering cutting device for pipeline blasting, which comprises an energy-gathering cutter and a mounting bracket for mounting the energy-gathering cutter on a pipeline, wherein the energy-gathering cutter comprises a explosive box and a pouring box communicated with the explosive box, and an inverted V-shaped groove is formed in the bottom surface of the pouring box. The design of falling V type cover in this application can make the detonation wave along two perpendicular hypotenuses directions will explode red energy and mix the collection in the super high metal efflux of a speed in type of a medicine cover summit axis part to cutting test pipeline forms the type of running through crackle that is on a parallel with the steel pipe axial on the pipeline, satisfies pipeline linear cutting needs. The cutting width of the metal jet on the test pipeline can be adjusted by adjusting the explosion height and the top cone angle, and the cutting depth of the metal jet can be adjusted by adjusting the bottom width of the liner.)

用于管道爆破的聚能切割装置

技术领域

本发明涉及爆炸聚能切割领域，具体涉及用于管道爆破的聚能切割装置。

背景技术

目前我国家天气气输气管道断裂控制试验模拟真实输气管道运行条件，采用天然气介质开展高压输气管道全尺寸断裂研究。随着管道所用钢材钢级、管径、管厚和设计系数的不断提升，管道会呈延性断裂特征。研究试验确定止裂韧性要求既能最大限度容忍初始缺陷，又能在延性断裂裂纹萌生后止裂，同时又能满足批量生产管材的经济性要求。

目前，我国试验所用天然气管道在20mm厚左右，为进一步提升天然气运输安全性，继续提升管道厚度至40mm，研究超厚型管道止裂韧性，对天然气储存运输安全性研究具有实际意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于管道爆破的聚能切割装置，解决对于厚度较大的管道爆破所需能量较高，现有技术难以实现的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于管道爆破的聚能切割装置，包括聚能切割器和用于将聚能切割器安装在管道上的安装支架，所述聚能切割器包括炸药盒和与炸药盒连通的浇注盒，所述浇注盒的底面设置有倒V形槽。

作为优选的，所述炸药盒包括顶盖板、罩在顶盖板下方的罩板和设置在顶盖板两端的端板。

作为优选的，所述罩板包括依次并肩排列的第一侧板、第一底板、第二底板和第二侧板，其中所述第一底板和第二底板之间的距离沿远离顶盖板的方向逐渐增加。

作为优选的，所述第一侧板、第一底板、第二底板和第二侧板呈W形，且所述第一侧板和第二侧板垂直于顶盖板。

作为优选的，所述第一侧板、第一底板、第二底板和第二侧板一体成型。

作为优选的，所述端板底部设置有地脚，所述地脚上设置有用于与安装支架连接的圆孔。

作为优选的，所述安装支架包括固定在管道上的立板，所述立板上设置有滑槽，有螺栓依次穿过滑槽和圆孔将聚能切割器与安装支架固定。

作为优选的，每个所述端板对应设置有一个安装支架。

作为优选的，所述立板底部设置有避让缺口。

作为优选的，所述立板呈倒U形，所述立板底端沿管道方向设置有加固条。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少是如下之一：

倒V型罩设计即可使爆轰波沿垂直两个斜边方向将爆红能量混集于药型罩顶点轴线部分形成一股速度超高的金属射流，从而切割试验管道，在管道上形成平行于钢管轴向的贯穿型裂纹，满足管道线性切割需要。通过调整炸高、顶锥角可以调节金属射流在试验管道上的切割宽度，调整药型罩底宽可以调整金属射流的切割深度。

本实施例中浇注盒的长度远远小于炸药盒的长度，增加浇注盒装药部分可使雷管起爆后混合炸药爆轰成长完全后到达药型罩上部，保证爆轰切割效果。

附图说明

图1为本发明中聚能切割器的主视图。

图2为本发明中聚能切割器的俯视图。

图3为本发明中图2的A-A剖面图。

图4为本发明中安装支架的主视图。

图5为本发明中安装支架的俯视图。

图6为本发明中图4的C-C剖面图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例公开了一种用于管道爆破的聚能切割装置，包括如图1-3所示的聚能切割器和如图4-6所示的用于将聚能切割器安装在管道上的安装支架，所述聚能切割器包括炸药盒2和与炸药盒2连通的浇注盒1，所述浇注盒1的底面设置有倒V形槽。

倒V型罩设计即可使爆轰波沿垂直两个斜边方向将爆红能量混集于药型罩顶点轴线部分形成一股速度超高的金属射流，从而切割试验管道，在管道上形成平行于钢管轴向的贯穿型裂纹，满足管道线性切割需要。通过调整炸高、顶锥角可以调节金属射流在试验管道上的切割宽度，调整药型罩底宽可以调整金属射流的切割深度。

本实施例中浇注盒1的长度远远小于炸药盒2的长度，增加浇注盒1装药部分可使雷管起爆后混合炸药爆轰成长完全后到达药型罩上部，保证爆轰切割效果。

本实施例中，所述炸药盒2可以包括顶盖板27、罩在顶盖板27下方的罩板和设置在顶盖板27两端的端板25，所述罩板可以包括依次并肩排列的第一侧板21、第一底板22、第二底板23和第二侧板24，其中所述第一底板22和第二底板23之间的距离沿远离顶盖板27的方向逐渐增加；所述第一侧板21、第一底板22、第二底板23和第二侧板24可以呈W形，且所述第一侧板21和第二侧板24可以垂直于顶盖板27；所述端板25底部可以设置有地脚，所述地脚上设置有用于与安装支架连接的圆孔26。

具体的，聚能切割器由W型罩、端板25、顶盖板27、浇注盒1组成，W型罩、顶盖板27长500mm。W型罩由2mm厚紫铜板轧制而成，所述第一侧板21、第一底板22、第二底板23和第二侧板24一体成型，其中第一侧板21和第二侧板24呈竖直方向、顶边与顶盖板27固定连接或一体成型，高度为50mm~80mm；第一底板22、第二底板23形成的中心顶锥角角度一般为30度至70度，W型罩底宽、顶盖板27宽度为40mm~60mm。顶盖板27和浇注盒1由2mm厚铝板制作而成，浇注盒1为上下开口的空心长方体，长100mm，高40mm，宽与W型罩底宽相等；顶盖板27由两个对称相同的盖板组成，每个长200mm，宽与W型罩底宽相等；顶盖板27和浇注盒1焊接在一起，浇注盒1位于顶盖板27正中心。2个端板25由2mm厚紫铜板制作而成，呈竖直方向焊接在W型罩两端，地脚部分各有一个5mm直径圆孔26，可用螺栓将聚能切割器通过安装支架的导槽安装固定在试验钢管上。

本实施例中，所述安装支架如图4-6所示，包括固定在管道上的立板3，所述立板3上设置有滑槽31，有螺栓依次穿过滑槽31和圆孔26将聚能切割器与安装支架固定。

通过将圆孔26与滑槽31的不同位置固定，可以调整聚能切割器的设置高度。具体实施时，安装支架可以焊接在管道上，更加稳固。

本实施例中，每个所述端板25对应设置有一个安装支架，两个安装支架分别设置在聚能切割器的两端，对聚能切割器的固定效果相对更好；其中所述立板3底部可以设置有避让缺口32，缺口可以与管道的弧度相适配。

进一步的，本申请中的所述立板3可以呈倒U形，所述立板3底端沿管道方向设置有加固条33，提高稳定性。

本实施例中的用于管道爆破的聚能切割装置，可以适用于管道壁厚较大的工况，当然对于管道壁较薄的也同样适用，装置设计的初始是为了适用于天然气管道，但实际上，对于其他类型的管道也是同样适用的。

本申请的用于管道爆破的聚能切割装置使用时，将炸药通过浇注盒1浇注在炸药盒2内，混合炸药由35%的黑索金、30%的太安、熔化的35%的梯恩梯混合而成。浇注前，将切割器正放入水槽中，顶端朝上，向水槽中倒入100℃的热水进行预热。分多次浇注，沿切割器开口框浇入物料。待冷却完成后将功能柱从切割器中拔出，切割器内即形成两个雷管功能孔。

试验时先将安装支架焊接固定在试验管道上，用螺栓将聚能切割器通过安装支架的导槽安装固定在试验钢管上，聚能切割器安装高度可调，安装高度即炸高W型罩底端距试验管道外表面垂直距离可调范围为10mm~35mm。将两发电子雷管插入聚能切割器的两个功能孔，通过起爆器、起爆连接线即可起爆。

梯恩梯、黑索金、太安浇注混合物中黑索金、太安的比例可以调整；梯恩梯和黑索金混合物因熔化后静置一段时间后黑索金、太安会沉降，且由于切割器结构特点，最好分三次浇注完成，第一次浇注，先将切割器模具右脚适当抬高，浇入物料，使物料充满切割器左下端。待切割器左下端物料冷却后，将切割器模具左脚适当抬高，浇入物料，使物料充满切割器右下端。按照同一次浇注的方法进行二次浇注，二次浇注物料冷却后，将切割器模具平放，三次浇注物料至切割器上表面。三次浇注物料冷却后，将物料浇注至切割器开口顶端，停止浇注。切割器开口处物料快凝固时，将两个功能柱并排插入浇注盒1正中心，最后补浇缩孔，使切割器开口处液面平整。浇注时应保证聚能切割器两侧装药量相同，通过热水预热和冷却可减少TNT冷凝缩孔，保证聚能切割器各装药部位装药密度一致，避免切割不均匀的情况。

本申请可以通过增大药型罩底宽，在顶锥角角度不变时即可提高聚能射流能量强度达到切割较厚钢管例如40mm厚钢管的目的；增加浇注盒1装药部分可使雷管起爆后混合炸药爆轰成长完全后到达药型罩上部，保证爆轰切割效果。浇注分多次且用热水介质保证了装药密度均一，避免500mm长度部分存在切不穿的现象。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。