[发明专利]一种用于CO2

说明书

本发明提供一种用于CO2致裂器的新型爆破片，属于安全泄压技术领域，包括爆破片本体，爆破片本体由上部圆环状的限位部位、中部圆筒状的抗拉部位以及下部圆柱状的增能部位组成，爆破片本体的爆破压力由抗拉部位决定，当压力容器内压力超过抗拉部位的强度，抗拉部位断裂完成泄压；本发明的爆破片解决了常规爆破片计算爆破压力困难且误差值较大的问题，破坏形势由剪切破坏变为张拉破坏，具有结构简单、设计压力准确等优点。

技术领域

本发明涉及爆破装置技术领域，尤其涉及一种用于CO2致裂器的新型爆破片。

背景技术

CO2致裂技术在20世纪30～50年代，成为高瓦斯煤矿的安全采煤技术，在美国、英国和加拿大被广泛应用，后来发展成为全球广泛应用的CARDOX系统，广泛应用于水泥厂、电厂、化工厂等工业清堵及岩石开挖、城市基建项目等领域。其工作原理是储液管内液态CO2快速吸收热量后，相变膨胀达到爆破片的剪切压力，形成高压射流致裂煤岩体，使得煤岩层产生复杂的裂隙网络。裂隙网络的复杂程度与单根CO2致裂器的液态CO2充装量、爆破片强度密切相关。液态CO2充装量、爆破片强度越大，煤岩体的裂隙越复杂、岩石开挖效率越高。

目前，为了提高坚硬煤岩体的开采效率，采用大液量、高压力、大直径的CO2致裂器，CO2致裂器外径直径达到108mm，爆破片直径80mm，爆破片厚度在15mm以上。但是，剪切破坏机制的圆板型爆破片CO2致裂器爆破压力与爆破片厚度和材料剪切强度密切相关，其存在剪切面积大与爆破压力低的矛盾，若要增大爆破片的压力需要增加爆破片的厚度，这样导致CO2致裂器使用过程因爆破片太厚而存在提前或延后泄压密封性问题，给工程施工带来巨大安全隐患。

发明内容

本发明为解决现有技术中的不足之处，提供一种用于CO2致裂器的新型爆破片，方便使用，同时提高了安全性。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种用于CO2致裂器的新型爆破片，包括爆破片本体，所述爆破片本体由上部圆环状的限位部位、中部圆筒状的抗拉部位以及下部圆柱状的增能部位组成，所述爆破片本体的爆破压力由抗拉部位决定，爆破压力计算公式为：P＝4*σ_t*(T²+DT)/D²；

其中：σ_t为抗拉部位材料的抗拉强度；

D为圆筒内径；

T为圆筒的厚度。

进一步的，所述增能部位的上端还设置有增能构件。

进一步的，所述增能构件设置为半球形或圆锥形。

进一步的，所述限位部位上下两面均设置有密封圈。

进一步的，所述限位部位与抗拉部位连接处为直角或弧状导角。

进一步的，所述抗拉部位与增能部位连接处为直角或弧状导角。

进一步的，限位部位的圆环内径为10～80mm，外径为20～90mm，抗拉部位的内径D为10～80mm，厚度T为0.1～10mm，所述限位部位的内径为10～80mm，外径为20～90mm，所述增能部位的高度为10～100mm。

进一步的，所限位部位、抗拉部位和增能部位一体成型。

进一步的，所限位部位、抗拉部位和增能部位相互之间通过螺纹连接。

上述方案的工作原理:

(1)将传统的剪切机制爆破片的密封、控压功能分部位设计，即新型爆破片设计为上部具有密封功能的圆环状限位部位、中部具有控压功能的圆筒状抗拉部位、和下部增加爆破能量的增能部位三部分组成。