2010-04-21
УДК 622.235.132/622.235.431.34

Обзор технологий безопасного инициирования прострелочно-взрывных систем при электрическом способе взрывания (Взрывное дело, №1-2 2008 г.).

Наиболее опасными и ответственными, при проведении прострелочно-взрывных работ, являются манипуляции по присоединению электродетонаторов к электровзрывной цепи. К сожалению, современные технологии инициирования прострелочно-взрывных систем, культивируемые «западными» Компаниями, ограниченно применяются на территории Республики Казахстан. С одной стороны, этому способствует хотя и незначительное, но удорожание работ, а, с другой стороны, недостаточная популяризация современных технологий инициирования.
Уровень безопасного использования инициирующих систем в частности зависит от их нечувствительности к паразитным напряжениям, например, вызванными: блуждающими токами земной поверхности, катодной защитой, работой сварочных аппаратов, переменными электромагнитными полями и другими источниками.
Говоря о «нечувствительности инициирующей системы», считаем необходимым напомнить, что это относительное понятие и правильнее говорить об уровне «нечувствительности инициирующей системы». Например, для резисторных электродетонаторов и электровоспламенителей уровень их нечувствительности зависит от их внутреннего электрического сопротивления (1,8-3,2 Ом, 50 Ом и 12,5 кОм) при прочих равных условиях.
Поиск методов снижения чувствительности электродетонаторов и электровоспламенителей и современный уровень научно-технического развития определил три направления снижения чувствительности средств инициирования при электрическом способе взрывания:
  1. повышение внутреннего электрического сопротивления системы (инициирование высокими значениями импульса напряжения – 5 кВ),
  2. снижение чувствительности к тепловому воздействию (инициирование высокими значениями импульса тока – 150 А и более),
  3. применение высокочастотных инициирующих импульсов с гальванической развязкой цепи детонатора и магистрали (инициирование импульсами высокой частоты – 15 кГц),
  4. применение электронных управляющих систем.

Ниже приведен краткий обзор двух современных технологии инициирования, применяемых при проведении прострелочно-взрывных работ в скважинах.

Системы инициирования с электронным устройством PX-1.

Внешний вид PX-1.

Серия высокоэффективных пусковых инициирующих систем разработана (Core Lab Owen Oil Tools) для инициирования взрыва посредством применения специального электронного устройства PX-1 производства компании Ecosse Inc. Электронная схема устройства PX-1 состоит из трех функциональных блоков: предохранительная схема распознавания напряжения питания и электронных ключей, схема высоковольтного преобразователя, выходная схема с накопительным конденсатором.
Предохранительный контур обеспечивает нечувствительность системы к любым иным электрическим токам, кроме как к токам установленной формы подаваемого на устройство напряжения.

Напряжение постоянного тока на входе должно плавно увеличиваться до +200 V, что позволит включить источник высоковольтного питания PX-1. Иной переходный режим или сигнал переменного тока на входе устройства отключает PX-1.
Высоковольтный преобразователь увеличивает напряжение до 5 kV.
Выходная схема имеет искровой разрядник в качестве переключателя напряжения. Когда напряжение на выходе устройства достигает 5 kV, искровой разрядник пробивается и сбрасывает накопленную энергию в подключенный электродетонатор. Собственно электровоспламенители и электродетонаторы “EBW”-исполнения имеют внутреннее электрической сопротивление 12,7 kOm и, в связи с этим, тоже обладают определенной нечувствительностью к паразитным напряжениям.

Безопасная система инициирования: 2 – контактный переводник, 3 – электрические провода, 5 – верхний переводник запальной системы, 6 – гильза запальной системы, 8 – пусковое электронное устройство PX-1, 11 – диск поддерживающий, 12 – держатель, D – электродетонатор типа EBW.

Инициирование электронными детонаторами.

Другая технология инициирования представлена DYNAenergetics GmbH & Co KG. Электронные детонаторы этой компании содержат встроенное электронное устройство (чип) распознавания электрических сигналов управления и формирования инициирующего импульса. Внешние размеры и конструкция этих электродетонаторов не отличаются от серийных резисторных электродетонаторов и позволяют их применять в прострелочно-взрывной аппаратуре без каких-либо дополнительных условий.
Функционально чип состоит из трех блок-схем: аналогового элемента, цифрового элемента и пускового каскада. Аналоговый элемент чипа производит анализ поступающего на детонатор электрического напряжения, исключая попадание в схему напряжений выше 20 В, выпрямляет переменный ток и содержит управляемый регулятор напряжения. Цифровой элемент чипа анализирует последовательность приходящих от наземной панели импульсов управления и при их совпадении с установленным порядком следования поочередно включает электронные ключи системы, последовательно заряжая выходной конденсатор пускового каскада до достаточного напряжения и последующего подключения к мостику накаливания.
Сравнительные испытания электронного детонатора показали хорошие результаты при воздействии постоянных и переменных электрических полей напряженностью свыше 170 В/м.

Электрический (резисторный, слева) и электронный (два вида справа) детонаторы.

Источники обзора:

Техническая информация компании Core Lab (Owen Oil Tools), интернет-сайт: www.corelab.com.
Техническая информация компании DYNAenergetics GmbH & Co KG, интернет-сайт: www.dynawell.de.

Обзор подготовил директор ТОО «ВИАЛ-сервис» Алякишев В. Н.