CZ2016130A3

CZ2016130A3 - Sestava perforátoru vrtů a rozbušky

Info

Publication number: CZ2016130A3
Application number: CZ2016-130A
Authority: CZ
Inventors: Christian Eitschberger; Frank Haron Preiss; Thilo Scharf; Liam Mcnelis
Original assignee: Dynaenergetics Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2013-08-26
Filing date: 2014-07-22
Publication date: 2016-04-20
Also published as: US20170030693A1; CZ307065B6; AR097424A1; CN109372475A; US9605937B2; US9581422B2; US20160061572A1; RU2662840C2; AR115658A2; CN105492721B; WO2015028204A3; CN109372475B; WO2015028204A2; RU2016110014A; CN105492721A

Abstract

Bezdrátově připojitelná, selektivně iniciovatelná elektronická sestava (10) rozbušky. Sestava (10) rozbušky zahrnuje alespoň plášť (12) rozbušky a hlavu (14) rozbušky, přičemž hlava (14) i plášť (10) slouží jako elektrické kontakty, k jejichž elektrickému připojování se nepoužívá drátový vodič. Způsob montáže sestavy (40) perforátoru vrtů, která zahrnuje sestavu pro umísťování rozbušek uzpůsobenou k tomu, aby v ní byla uložena a zajištěna uvedená sestava (10) rozbušky.

Description

SESTAVA PERFORÁTORU VRTŮ A ROZBUŠKY

Oblast techniky

[0001] Způsoby selektivního uvádění nástrojů k hlubinnému vrtání v činnost a zařízení k provádění těchto způsobů jsou známy z obecných popisů. Konkrétně jsou z těchto obecných popisů známy způsoby selektivního odjišťování sestavy rozbušky zahrnuté v sestavě perforátoru vrtů.

Dosavadní stav techniky

[0002] Těžba surovin na bázi uhlovodíků, jako například fosilních paliv (zejména ropy) a zemního plynu, se uskutečňuje z podzemních hlubinných vrtů, které se rozprostírají hluboko pod povrchem, za použití složitého strojního vybavení a výbušných zařízení. Jakmile je hlubinný vrt založen umístěním pažení po vyvrtání, spustí se do tohoto hlubinného vrtu sestava perforátoru vrtů nebo sled či kolona perforátorů vrtů s umístí se do polohy, ve které přiléhá k jednomu nebo více ložiskům uhlovodíkové suroviny v podzemních horninových útvarech. Perforator vrtů obsahuje výbušné nálože, zpravidla tvarové, duté nebo projektilové nálože, které se odpalují za účelem vytvoření otvoru v pažení a odstřelení horninového útvaru za vzniku průchodu umožňujícího proudění uhlovodíkové suroviny skrze pažení. Po řádném umístění perforátoru(ů) vrtů je signálem vyslaným z povrchu nad vrtem iniciována roznětka, která pak zažehne bleskovici, která následně způsobí odpálení tvarových náloží. Výbuch těchto náloží způsobí proboření / proražení pažení, čímž se umožní proudění uvolněných tekutin, které jsou obsaženy mezi horninovými útvary, skrze takto vzniklé otvory a dále do výrobního řetězce. Uvedený iniciační signál je z povrchu návrtem zpravidla přenášen po elektrických drátových vodičích, které vedou od uvedeného povrchu k jedné nebo více rozbušek umístěných uvnitř sestavy perforátoru vrtů.

[0003] Vytvoření sestavy perforátoru vrtů vyžaduje smontování většího počtu dílů, které zpravidla zahrnují alespoň následující součásti: těleso neboli vnější hlaveň, uvnitř kterého resp. které je umístěn elektrický drátový vodič pro navázání spojení s povrchem nad vrtem za účelem iniciace odpálení, nárazovou zápalníci a/nebo rozbušku, bleskovici, jednu nebo více náloží, které jsou uloženy ve vnitřní trubce, pásové nebo obdobné nosné zařízení a, v případě potřeby, jeden nebo více zesilovačů používaných při střílení vrtů. Sestava zpravidla dále zahrnuje závitovou vložku umožňující vzájemné zašroubování jednotlivých součástí nebo umísťování součástí do potřebné polohy otáčivým pohybem, volitelně za použití tandemového nástavce. Jelikož elektrický drátový vodič musí procházet převážnou částí sestavy perforátoru vrtů, během montáže může snadno docházet k jeho kroucení a přehýbání. Používá-li se rozbuška uváděná v činnost pomocí drátového elektrického vodiče, musí se její připojení k tomuto vodiči provádět ručním způsobem, což má za následek vznik řady problémů. V důsledku vzájemného otočného uložení součástí sestavy dochází k přetrhávání, kroucení a/nebo přehýbání / přelamování drátových vodičů, k neúmyslnému odpojování vodičů nebo dokonce k jejich chybnému zapojení během montáže, nehledě na vznik problémů souvisejících s bezpečností při ručně prováděném fyzickém připojování aktivních trhavin pomocí drátových vodičů.

[0004] Podle dosavadního stavu techniky, který představuje uspořádání znázorněné na obr. 1, je rozbuška 60, která se připojuje pomocí drátových vodičů, zpravidla uzpůsobena tak, že se při přípravě sestavy perforátoru vrtů musí ručně provádět fyzické připojení těchto vodičů. Z uvedeného znázornění je zřejmé, že rozbuška 60 se zpravidla připojuje pomocí tri (nebo více) drátových vodičů (i když možné je i uspořádání s jedním nebo více vodiči, přičemž jeden připojovací vodič by mohl být tvořen kontaktem, jak je podrobněji popsáno níže a jak je tomu například u rozbušky s pružinovými kontakty, která je dodávána společností DynaEnergetics GmbH & Co. KG a u které nelze využívat výhody spočívající v možnosti selektivní iniciace, a druhý připojovací vodič by mohl být tvořen pláštěm nebo hlavou rozbušky), což vyžaduje uvedené ruční provádění fyzického připojení rozbušky po jejím umístění do sestavy perforátoni vrtů. U rozbušek, které jsou opatřeny integrovaným spínačem připojeným pomocí drátových vodičů a které jsou určeny k použití v selektivně iniciovaných perforátorech vrtů, tyto drátové vodiče zpravidla zahrnují alespoň drátový vodič 61 pro přenos vstupního signálu, drátový vodič 62 pro přenos výstupního signálu a uzemňovací drátový vodič 63, přičemž je možné i uspořádání s pouze dvěma drátovými vodiči, kdy třetí neboli uzemňovací připojení je realizováno prostřednictvím pláště nebo hlavy rozbušky namísto třetího drátového vodiče. Při typickém, ručně prováděném fyzickém připojování se drátové vodiče procházející podél sestavy perforátom vrtů spárují s příslušnými vodiči rozbušky a vnitřní kovový úsek každého připojovacího drátového vodiče se zakroucením spojí s vnitřním kovovým úsekem příslušného drátového vodiče rozbušky a toto spojení se zajistí pomocí krycího uzávěru elektrického konektoru, pomocí svorkové matice nebo pomocí konektoru typu Scotchlock.

Podstata vynálezu

[0005] Sestava rozbušky, která je zde popsána, se dokáže obejít bez připojování realizovaného pomocí drátových vodičů, a to tím, že zahrnuje bezdrátově připojitelnou, selektivně iniciovatelnou rozbušku, konkrétněji takovou rozbušku, kterou je po umístění do sestavy pro umísťování rozbušek možno uvádět v činnost prostřednictvím bezdrátového spojení, tedy bez potřeby připojování drátových vodičů k této rozbušce. V zájmu jednoznačné srozumitelnosti je třeba uvést, že pojem „bezdrátové“ připojení se zde nevztahuje na připojení prostřednictvím sítí WiFi. Sestava rozbušky, která je zde popsána, tedy řeší problémy související s rozbuškami připojovanými pomocí drátových vodičů, ktere představují dosavadní stav techniky, a to zejména tím, že se jednoduše sestavuje a že téměř znemožňuje vytvoření chybného připojení.

[0006] Popisovaná přednostní forma provedení vynálezu se týká bezdrátově připojitelné, selektivně iniciovatelné sestavy rozbušky, která je uzpůsobena k ukládání do sestavy perforátoru vrtů za současného vytváření elektrického spojení bez použití elektrických drátových vodičů, podle patentového nároku 1.

[0007] Další přednostní forma provedení vynálezu se týká sestavy perforátoru vrtů zahrnující bezdrátově připojitelnou, selektivně iniciovatelnou sestavu rozbušky a sestavu pro umísťování rozbušek podle nezávislého patentového nároku.

[0008] Další přednostní forma provedení vynálezu se týká způsobu montáže sestavy perforátoru vrtů podle nezávislého patentového nároku.

Objasnění výkresů

[0009] Následující podrobnější popis, který navazuje na výše uvedený stručný popis, se odkazuje na konkrétní přednostní formy provedení, které jsou znázorněny na připojených výkresech. Za předpokladu, že připojené výkresy znázorňují pouze typické formy provedení a nemají tudíž být považovány za vyobrazení vymezující rozsah vynálezu, budou s odkazem na tyto výkresy popsány a vysvětleny přednostní formy provedení s doplňujícími specifickými údaji a podrobnostmi. Na těchto výkresech:

_ 4 —

[0010] obr. 1 znázorňuje v perspektivním pohledu rozbušku připojitelnou pomocí drátových vodičů podle dosavadního stavu techniky;

[0011] obr. 2 znázorňuje v bokorysném řezu bezdrátově připojitelnou, selektivně iniciovatelnou sestavu rozbušky podle jednoho aspektu vynálezu;

[0012] obr. 3 znázorňuje sestavu rozbušky podle obr. 2 v perspektivním pohledu;

[0013] obr. 4 znázorňuje v částečném bokoiysném řezu sestavu perforátoru vrtů obsahující sestavu rozbušky uloženou uvnitř sestavy pro umísťování rozbušek podle dalšího aspektu vynálezu;

[0014] obr. 5 znázorňuje, v souladu s dalším aspektem vynálezu, sestavu z obr. 4 v rozloženém bokorysném řezu, ve kterém je zřejmý vzájemný kontakt vytvářející elektrické spojení bez použití elektrických drátových vodičů; a

[0015] obr. 6 znázorňuje v perspektivním pohledu sestavu pro umísťování rozbušek podle jednoho aspektu vynálezu, přičemž sestávaje uspořádána tak, jako by v ní byla použita rozbuška připojovaná pomocí drátových vodičů.

[0016] Různé znaky, aspekty a výhody přednostních forem provedení budou lépe patrné z následujícího podrobného popisu odkazujícího se na připojené obrázky, v nichž stejné či podobné číselné vztažné značky označují stejné či podobné součásti, což se týká celého textu popisu. Různé popisované znaky nejsou vždy nutně zakresleny v přesném měřítku, nýbrž tak, aby byly zdůrazněny ty konkrétní znaky, které jsou pro jednotlivé přednostní formy provedení podstatné.

Poklady uskutečnění

[0017] Následuje podrobný popis přednostních forem provedení. Každý příklad je popsán vysvětlujícím způsobem, přičemž není míněn jako vymezení a nepředstavuje definici vztahující se na všechny možné formy provedení.

[0018] V jedné z přednostních forem provedení je poskytnuta sestava rozbušky, kterou je při vynaložení minimálního úsilí možno umísťovat nebo vkládat do sestavy perforátoru vrtů, přičemž toto umísťování / vkládání se uskutečňuje prostřednictvím sestavy pro umísťování rozbušek. V jedné z přednostních forem provedení obsahuje sestava pro umísťování rozbušek sestavu rozbušky, která je umístěna uvnitř sestavy pro umísťování rozbušek uspořádané uvnitř sestavy perforátoru vrtů. Sestava rozbušky je do sestavy pro umísťování rozbušek umístitelná za — 5* vzniku elektrického kontaktu vytvářejícího elektrické spojení, což znamená, že při jejím použití odpadá potřeba ručního provádění fyzického připojování, odstříhávání nebo zamačkávání drátových vodičů, jako je tomu naopak u elektrického připojení vytvářeného prostřednictvím takových drátových vodičů. Zde popisovanou sestavou rozbušky je tedy, namísto sestavy rozbušky připojované prostřednictvím drátových vodičů, bezdrátově připojitelná a selektivně iniciovatelná sestava rozbušky.

[0019] V jedné z přednostních forem provedení je sestava rozbušky obzvláště vhodná k použití v modulární sestavě perforátoru vrtů, která je popsána v kanadské patentové přihlášce č.

2,824,838 podané 26. srpna 2013 pod názvem Součásti a systém perforátoru vrtů (dále uváděné pouze jako „kanadská patentová přihláška“), jejíž celý obsah je zde začleněn formou odkazu. Uvedená kanadská patentová přihláška popisuje perforator vrtů modulárního typu, což znamená, že alespoň některé ze součástí tohoto perforátoru se typicky vzájemně spojují zapadnutím, zaskočením či vzájemným zasunutím namísto vzájemného spojování sešroubováním, zakrucováním či pootáčením. To znamená, že modulární perforator vrtů zahrnuje součásti, které lze vzájemně rozebíratelně spojovat pomocí čepů nebo kolíků vyčnívajících z jedné součásti a zahloubených oblastí nebo zdířek vytvořených v příslušné přiléhající, přičemž mezi těmito spojovacími prvky dochází k třecímu styku.

[0020] Pojem „bezdrátově“ ve zde použitém smyslu znamená, se samotná sestava rozbušky se uvnitř sestavy perforátoru vrtů fyzicky nepřipojuje ručním způsobem, jako je tomu u tradičních připojení pomocí drátových vodičů, nýbrž se, jak je zde popsáno, pouze vytváří elektrický kontakt prostřednictvím různých součástí, čímž se současně vytvářejí potřebná elektrická spojení. Po vytvoření uvedených kontaktů se tedy signál dále nepřenáší bezdrátově, nýbrž je uvnitř sestavy perforátoru vrtů postupně předáván prostřednictvím jednotlivých přímých elektrických kontaktů nahrazujících elektrické kabely / drátové vodiče.

[0021] Podle přednostní formy provedení, která se odkazuje na obr. 2 a 3, je poskytnuta bezdrátově připojitelná, selektivně iniciovatelná sestava 10 rozbušky, která je určena k použití v sestavě 40 perforátoru vrtů. Sestava 10 rozbušky zahrnuje plášť 12 rozbušky a hlavu 18 rozbušky a je uzpůsobena k ukládání do sestavy 40 perforátoru vrtů za současného vytváření elektrického kontaktu bez použití elektrických drátových vodičů, tedy bez přímého připojování jednoho nebo více drátových vodičů k sestavě 10 rozbušky.

• · ··· · · ·· ··· • · · · · · ····· • · · · · · ····

[0022] V jedné z forem provedení je plášť 12 rozbušky uspořádán jako kryt nebo pouzdro, zpravidla z kovového materiálu, ve kterém jsou uloženy alespoň jeden zástrčný kolík 14 rozbušky, roznětková hlava 15, deska 16 s elektronickými obvody a výbušná slož. Podle jednoho aspektu vynálezu může být roznětkovou hlavou 15 jakékoli zařízení, které je schopno převádět elektrický signál na výbuch. Ve formě provedení, která je znázorněna na obr. 2, je plášť 12 rozbušky vytvořen jako těleso mající tvar dutého válce. Deska 16 s elektronickými obvody je připojena k roznětkové hlavě 14 a je uzpůsobena k tomu, aby umožňovala selektivní odpalování sestavy 10 rozbušky. V jedné z forem provedení je deska 16 s elektronickými obvody uzpůsobena k bezdrátovému, selektivnímu přijímání rozněcovacího signálu I (zpravidla digitálního kódu s jedinečnou konfigurací přiřazenou konkrétní rozbušce) za účelem odpalování sestavy 40 perforátoru vrtů. Pojem „selektivně iniciovatelná“ ve smyslu tohoto popisu znamená, že sestava rozbušky je uzpůsobena k tomu, aby přijímala jeden nebo více specifických sledů digitálních impulzů, které se liší od sledu digitálních impulzů, jenž by mohl být použitelný k odjišťování a/nebo odpalování jiné sestavy rozbušky uspořádané v jiné, sousední sestavě perforátoru vrtů, například tehdy, je-li více sestav perforátorů vrtů uspořádáno tak, že tvoří kolonu. Odpalování různých sestav se tedy nemusí nezbytně uskutečňovat v pevně určeném sledu. Je možno selektivně odpalovat kteroukoli konkrétní sestavu. Podle jedné z přednostních forem provedení se odpalování uskutečňuje ve sledu zdola nahoru neboli ode dna k povrchu. [0023] Podle jednoho aspektu vynálezu se hlava 18 rozbušky rozprostírá od jednoho konce pláště 12 rozbušky a zahrnuje více než jednu součást pro vytváření elektrického kontaktu, včetně úseku 20 vstupního vedení umožňujícího vytváření elektrického kontaktu a úseku 22 výstupního vedení umožňujícího vytváření elektrického kontaktu. Podle dalšího aspektu vynálezu může sestava 10 rozbušky zahrnovat také uzemňovací úsek 13 umožňující vytváření elektrického kontaktu.

V jedné z přednostních forem provedení může být hlava 18 rozbušky tvořena tělesem kotoučového tvaru. V jiné přednostní formě provedení je alespoň jeden úsek pláště 12 rozbušky uspořádán jako uzemňovací úsek 13. Úsek 20 vstupního vedení, úsek 22 výstupního vedeni a uzemňovací úsek 13 ve vzájemné kombinaci zaujímají uspořádání, při kterém nahrazuji elektrické připojení rozbušky 60 uskutečňované, podle dosavadního stavu techniky, prostřednictvím drátových vodičů a samy zajišťují elektrické připojení pouhým vytvářením kontaktu s dalšími připojovanými elektrickými součástmi. Při tomto uspořádání nahrazuje usek 20 vstupního vedení sestavy 10 rozbušky drátový vodič 61 pro přenos vstupního signálu do

rozbušky 60 připojitelné pomocí drátových vodičů, zatímco úsek 22 výstupního vedení a uzemňovací úsek 13 nahrazují drátový vodič 62 pro přenos výstupního signálu resp. uzemňovací drátový vodič 63. Je-li tedy sestava 10 rozbušky vložena do sestavy 30 pro umísťování rozbušek (viz obr. 4), o čemž je podrobněji pojednáno níže, vytvářejí úsek 20 vstupního vedení, úsek 22 výstupního vedení a uzemňovací úsek 13 elektrické spojení pouhým kontaktem s odpovídajícími elektrickými kontaktními součástmi (o čemž je rovněž podrobněji pojednáno níže). To znamena, že sestava 10 rozbušky je bezdrátově připojitelná pouhým vytvářením a udržováním elektrického kontaktu s odpovídajícími elektrickými kontaktními součástmi, čímž nahrazuje elektrické připojení pomocí drátových vodičů, jejichž použití tak již není potřebné.

[0024] Hlava 18 rozbušky zahrnuje také izolátor 24, který je umístěn mezi úsekem 20 vstupního vedení a úsekem 22 výstupního vedení. Funkce tohoto izolátoru 24 spočívá v elektrickém oddělování úseku 20 vstupního vedení od úseku 22 výstupního vedení. Izolace může být umístěna také mezi dalšími vedeními připojenými k hlavě rozbušky. Jak již bylo uvedeno výše ve spojení s popisem jedné z přednostních forem provedení, je možno uspořádat všechny kontakty jako součást hlavy 18 rozbušky (není znázorněna), tedy tak, jako je tomu například u koaxiálního konektoru používaného k připojování kabelu sluchátek, kdy jsou jednotlivé kontakty umístěny podélně za sebou ve směru středové osy konektoru, přičemž mezi těmito kontakty jsou umístěny jednotlivé izolační úseky.

[0025] V jedné z přednostních forem provedení je jako součást desky 16 s elektronickými obvody umístěn nebo jinak začleněn do sestavy také kondenzátor 17. Tento kondenzátor 17 je uzpůsoben k tomu, aby jeho vybitím byla iniciována sestava 10 rozbušky při přijetí digitálního odpalovacího sledu prostřednictvím rozněcovacího signálu I, přičemž rozněcovací signal je postupně elektricky přenášen přímo prostřednictvím úseku 20 vstupního vedení a úseku 22 výstupního vedení hlavy 18 rozbušky. Při typickém uspořádání je první digitální kód přenášen směrem k níže umístěné desce s elektronickými obvody, kterou je následně přijímán. Jakmile je potvrzeno, že první digitální kód je správným kódem pro příslušnou konkrétní sestavu rozbušky, zavře se elektronické hradlo a nabije se kondenzátor. Při typickém uspořádání je první digitální kód přenášen směrem k níže umístěné desce s elektronickými obvody, kterou je následně přijímán. Druhý digitální kód, který je také potvrzován jako správný kód pro konkrétní rozbušku, zavírá druhé hradlo, které následně vybíjí kondenzátor prostřednictvím roznětkové hlavy, cimz se iniciuje odpájení.

[0026] V jedné z přednostních forem provedení může být sestava 10 rozbušky deaktivovatelná tekutinou. Pojem „deaktivovatelná tekutinou“ ve smyslu tohoto popisu znamená, že není-li perforator vrtů zcela utěsněn, může do odpalovacího systému vniknout tekutina, načež se účinkem této tekutiny deaktivuje rozbuška a tím se přeruší řetězec potřebný k odpalování trhavin. Tím je zabráněno otevření a následnému rozdělení perforátoru vrtů uvnitř hlubinného vrtu v případě vzniku netěsnosti perforátoru a tím i ucpání toto vrtu součástmi uvolněnými z roztrženého perforátoru. V jedné z přednostních forem provedení může být sestavou 10 rozbušky elektronická sestava rozbušky deaktivovatelná tekutinou (SFDE).

[0027] Sestava 10 rozbušky může, podle příslušného aspektu vynálezu, zahrnovat buď elektrickou nebo elektronickou rozbušku. U elektrické rozbušky je drátový vodič, který je přiveden přímo z povrchu nad vrtem, připojen k sestavě rozbušky za vzniku elektrického kontaktu a zvýšením elektrického proudu procházejícího tímto drátovým vodičem se provádí přímá iniciace roznětkové hlavy. U elektronické sestavy rozbušky se k iniciaci roznětkové hlavy používají určité obvody, ktere jsou uspořádány na desce s elektronickými obvody.

[0028] V jedné z forem provedení může být sestava 10 rozbušky odolná proti rozptylovému proudu či napětí a/nebo proti vysokofrekvenčním (VF) signálům tak, aby nemohla být neúmyslně odjištěna nebo iniciována. Tím je zabráněno možnosti nechtěného odpálení perforátoru vrtu.

V této přednostní formě provedení je tedy poskytnuta sestavy zahrnující prostředky pro zajištění odolnosti proti rozptylovému proudu či napětí a/nebo proti vysokofrekvenčním (VF) signálům tak, aby sestava 10 rozbušky nemohla být iniciována prostřednictvím nahodilých vysokofrekvenčních signálů, rozptylných napětí či rozptylných proudů. Jinými slovy to znamená, že sestava 10 rozbušky je uspořádána tak, aby zabraňovala nežádoucí iniciaci a poskytovala zabezpečení proti selhání.

[0029] Sestava rozbušky 10 je uzpůsobena k tomu, aby byla za vzniku vzájemného kontaktu vytvářejícího elektrické spojení umístitelná do sestavy 30 pro umísťování rozbušek, která je ve formě provedení znázorněné na obr. 4-6 uložena nebo umístěna uvnitř sestavy 40 perforátoru vrtů, bez použití elektrických drátových vodičů. V jedné z přednostních forem provedení je sestava 40 perforátoru vrtů provedena jako modulární sestava, o které je pojednáno výše. Sestava 30 pro umísťování rozbušek je přitom uzpůsobena k tomu, aby do ní bylo možno ukládat, také za vzniku vzájemného kontaktu vytvářejícího elektrické spojení, sestavu 10 rozbušky, a to opět bez použití elektrických drátových vodičů.

[0030] V přednostní formě provedení, která je znázorněna na obr. 6, se od jednoho konce sestavy 30 pro umísťování rozbušek rozprostírá pouzdro 31. Ze zde popisovaného znázornění je zřejmé, že sestava 30 pro umísťování rozbušek zahrnuje připojovací úsek 37 rozprostírající se od konce protilehlého vůči pouzdru 31, kterýžto úsek je užitečný v modulární sestavě, která by pak mohla zahrnovat čepy nebo vybrání vycházející z resp. zapuštěná do uvedeného připojovacího úseku (tyto prvky nejsou znázorněny). Pouzdro 31 je uzpůsobeno k tomu, aby v něm mohla být uložena a alespoň částečně polohově zajištěna hlava 18 sestavy 10 rozbušky. Ve zde použitém smyslu znamená pojem „polohově zajišťovat“ uzavření uvnitř hranic, omezení pohybu, bránění v pohybu nebo zadržování v určité poloze. Ze zde popisovaného znázornění je dále zřejmé, že sestava 30 pro umísťování rozbušek zahrnuje úsek, který se rozprostírá od pouzdra 31 a ve kterém je vytvořen otvor 29 pro zasouvání elektrických drátových vodičů pocházejících podél sestavy perforátoru vrtů ve směru jejího délkového rozměru. Na obrázku 6 jsou znázorněny také směrové pojistné lamely 34, které lze uvádět do vzájemného záběru s odpovídajícími konstrukčními prvky 47 komplementárního tvaru, které jsou uloženy uvnitř tělesa 42 perforátoru vrtů a které při otáčení horního konektoru (není znázorněn) zajišťují polohu tohoto horního konektoru ve směru délky nosiče tvořeného tělesem 42, jak je úplněji popsáno v uvedené kanadské patentové přihlášce.

[0031] Jak je patrné zejména z obr. 4 znázorňujícího další aspekt vynálezu, je sestava 30 pro umísťování rozbušek uložena uvnitř sestavy 40 perforátoru vrtů a její íúnkce spočívá v tom, že je v ní uložena a polohově zajištěna sestava 10 rozbušky. Kromě toho zahrnuje funkce sestavy 30 pro umísťování rozbušek také poskytování elektrických kontaktních součástí, které umožňují ukládání sestavy rozbušky 10 za vzniku bezdrátového elektrického spojení, jak bude podrobněji popsáno níže.

[0032] Sestava 30 pro umísťování rozbušek přiléhá k uzemňovacím prostředkům, se kterými je spojena volně nebo vzájemným zapadnutím za účelem uzemnění sestavy 10 rozbušky, přičemž tyto uzemňovací prostředky jsou zde znázorněny jako těleso, hlaveň, nosič či pouzdro 42 sestavy perforátoru vrtů. Tandemový těsnicí nástavec 44 je uzpůsoben k tomu, aby pomocí těsnicích prostředků utěsňoval vnitřní součásti uvnitř tělesa 42 perforátoru vrtů vůči vnějšímu prostředí. Uvedený tandemový těsnicí nástavec 44 umožňuje, společně se sestavou 46 přepážek, vzájemné utěsňování (blíže neznázoměných) sousedících sestav perforátorů vrtů.

10^,

[0033] Funkcí sestavy 46 přepážek je přitom také postupné zprostředkování bezdrátového elektrického kontaktu mezi vstupními vývody 38 pro iniciaci kontaktu a úseků 20 vstupních vedení hlav 18 rozbušek.

[0034] V přednostní formě provedení sestavy 30 pro umísťování rozbušek zahrnuje pouzdro 31 zapuštěný úsek 32, kteiý zahrnuje otvor na svém jednom konci a dno na svém protilehlém konci. Pouzdro 31 přednostně zahrnuje také otvor 33 umístěný ve dně, přednostněji ve středu dna zapuštěného úseku 32. Vrtaný otvor 33 se rozprostírá se uvnitř a podél alespoň části sestavy 30 pro umísťování rozbušek ve směru jejího délkového rozměru tak, aby při umístění sestavy 10 rozbušky uvnitř pouzdra 31 byl plášť 12 rozbušky umístěn ve vrtaném otvoru 33.

[0035] V jedné z přednostních forem provedení mají zapuštěný úsek 32 a hlava 18 rozbušky komplementární rozměry a tvar umožňující ukládání a vsazování sestavy 30 pro umísťování rozbušek do uvedeného úseku resp. ukládání a vsazování uvedené hlavy do uvedené sestavy, a to v alespoň částečně zajištěné poloze.

[0036] V další z přednostních forem provedení zahrnuje pouzdro 31 úsek 36 pro uložení výstupního kontaktu, který je uspořádán tak, aby do něho zapadal úsek 22 výstupního vedení hlavy 18 rozbušky za vzniku vzájemného kontaktu vytvářejícího první elektrické spojení. Jinými slovy to znamená, že elektrické spojení se zde vytváří pouze kontaktem s úsekem výstupního vedení hlavy rozbušky, tedy pouhým fyzickým dotykem.

[0037] Přednostně je dále zahrnut vstupní vývod 38 pro iniciaci kontaktu, který je uzpůsoben k tomu, aby byl uváděn do vzájemného elektrického kontaktu s úsekem 20 vstupního vedení hlavy 18 rozbušky za vzniku druhého elektrického spojení, zatímco uzemňovací úsek 13 je uzpůsoben k tomu, aby byl uváděn do vzájemného elektrického kontaktu s úsekem s vnitřní stěnou tělesa 42 tvořícího nosič perforátoru vrtů, kterážto stěna je jinak označována jako úsek 39 pro uložení uzemňovacího kontaktu, za vzniku třetího elektrického spojení. V této přednostní formě provedení se spojení vytváří prostřednictvím uzemňovacích kontaktů začleněných v sestavě 30 pro umísťování rozbušek a v pojistných lamelách 34. V jedné z přednostních forem provedení mohou být sestava 30 pro umísťování rozbušek a pojistné lamely 34 vyrobeny z vodivého materiálu. Je-li tedy sestava 10 rozbušky umístěna uvnitř sestavy 30 pro umísťování rozbušek, jsou první, druhé a třetí elektrické spojení vytvořena bez použití připojovacích elektrických drátkových vodičů. V jedné z přednostních forem provedení je úsek 36 pro uložení výstupního kontaktu umístěn na dně zapuštěného úseku 32 pouzdra 31.

[0038] V jedné z přednostních forem provedení jsou vstupní vývod 38 pro iniciaci kontaktu, úsek 36 pro uložení výstupního kontaktu a úsek 39 pro uložení uzemňovacího kontaktu, jakož i úsek 20 vstupního vedení, úsek 22 výstupního vedení a uzemňovací úsek 13 jednotlivě vzájemně fyzicky odděleny

[0039] V jedné z přednostních forem provedení se mezi úsekem 36 pro uložení výstupního kontaktu sestavy 40 perforátoru vrtů a přiléhající sestavou perforátoru vrtů rozprostírá průchozí drátový vodič 35, jsou-li tyto sestavy součástmi společného uspořádání většího počtu perforátoru vrtů nebo kolony perforátorů vrtů.

[0040] V jedné z přednostních forem provedení je uvnitř sestavy 30 pro umísťování rozbušek uspořádána bleskovice 48 přiléhající k vrtanému otvoru 33, přičemž alespoň jeden úsek bleskovice 48 je na konci protilehlém vůči hlavě 18 rozbušky v kontaktu s alespoň jedním vedle něho uspořádaným úsekem pláště 12 rozbušky.

[0041] Je-li tato přednostní forma provedení v provozuje sestavou 10 rozbušky přijímán rozněcovací signál I, jenž zapaluje bleskovici 48, která následně odpaluje každou z náloží 50, které jsou k ní připojeny. Přenos rozněcovacího signálu I se uskutečňuje podél průchozího drátového vodiče 32 bez potřeby ručního připojování tohoto drátového vodiče 35 k sestavě 10 rozbušky, tedy bez použití pevného elektrického spojení, přičemž potřebné elektrické kontakty se vytvářejí vložením sestavy 10 rozbušky do sestavy 30 pro umísťování rozbušek.

[0042] Podle dalšího aspektu vynálezu je poskytnut také způsob montáže sestavy 40 perforátoru vrtů bez použití elektrického spojení vytvářeného pomocí drátových vodičů. Způsob zahrnuje kroky, jimiž jsou uložení sestavy 30 pro umísťování rozbušek uvnitř sestavy 40 perforátoru vrtů a uložení bezdrátově připojitelné, selektivně iniciovatelné sestavy 10 rozbušky uvnitř sestavy 30 pro umísťování rozbušek. V další z přednostních forem provedení pak způsob zahrnuje montáž modulární sestavy perforátoru vrtů a vzájemné rozebíratelné spojení jejích součástí prostřednictvím třecího styku.

[0043] Součásti sestav a způsoby podle vynálezu se neomezují pouze na konkrétní formy provedení, které jsou zde popsány a znázorněny, což znamená, že znaky popsané nebo znázorněné v souvislosti s jednou přednostní formou provedení mohou být použity i ve spojení s jinými přednostními formami provedení za případného vzniku ještě dalších forem provedení. Záměrem je, aby rozsah vynálezu zahrnoval všechny takové modifikace a obměny. Popisované kroky způsobu mohou být navíc využívány nezávisle na a odděleně od jiných kroků, které jsou zde popsány.

_12

[0044] Přestože zde byly zařízení i způsob popsány s odkazem na příslušné přednostní formy provedení, osobám s odbornými znalostmi z oblasti techniky bude zřejmé, že lze provádět různé obměny těchto forem provedení, přičemž prvky těchto forem provedení mohou být nahrazovány rovnocennými prvky, aniž by tím došlo k odchýlení od zamýšleného rozsahu vynálezu. Kromě toho je možno realizovat mnoho dalších obměn za účel přizpůsobení dalších konkrétních uspořádání nebo materiálů znakům a poznatkům vyplývajícím z tohoto popisu, aniž by tím došlo k odchýlení od podstaty či rozsahu vynálezu

[0045] V tomto popisu i v patentových nárocích, které následují, je obsaženo několik odkazů na pojmy, které mají následující významy. Ve zde použitém smyslu zahrnují tvary jednotného čísla rovněž tvary množného čísla, pokud ze souvislosti jednoznačně nevyplývá jinak. Mimoto nejsou odkazy na Jednu z přednostních forem provedení, přednostní formu provedení“ apod. míněny tak, aby byly vykládány jako tvrzení vylučující existenci dalších forem provedení, které rovněž zahrnují znaky uvedené v příslušných výčtech. Pojmy, jako „první“, „druhé“ atd. jsou zde použity tak, aby odlišovaly jeden prvek od jiného prvku, a - není-li výslovně uvedeno jinak - nemají se vztahovat ke konkrétnímu pořadí nebo počtu prvků.

[0046] Ve zde použitém významu označují pojmy „může“ a „může být“ možnost výskytu došlo k odchýlení od zamýšleného rozsahu vynálezu rámci určité množiny výskytu; existenci určité vlastnosti, charakteristiky nebo funkce; a/nebo bližší vymezení významu jiného slovesa vyjádřením jedné nebo více schopností, způsobilostí nebo možností ztotožňovaných s takto vymezeným slovesem. V souladu s tím udává použití pojmů „může“ a „může být“ skutečnost, že takto blíže vymezený pojem označuje zjevnou přiměřenost, způsobilost nebo vhodnost pro uvedený výkon, uvedenou funkci či uvedené použití, přičemž se bere v úvahu, že za určitých okolností může takto blíže vymezený pojem označovat také nepřiměřenost, nezpůsobilost nebo nevhodnost. Je tedy například možno očekávat určitou událost nebo schopnost za určitých okolností, zatímco za jiných okolností se tato událost nebo schopnost nemůže vyskytnout; právě tato odlišnost je vystižena uvedenými pojmy „může“ a „může být“.

[0047] Ve smyslu použitém v patentových nárocích je slovo „zahrnuje“ a jeho další gramatické tvary třeba chápat tak, že také logicky vymezuje a obsahuje slovní spojení označující proměnný a lišící se rozsah, jako například „sestávající v podstatě ze“ a „sestávající ze apod.

[0048] Vědecký a technický pokrok může umožnit vznik a použití ekvivalentů a náhrad, které zde nyní nejsou zvažovány. Tyto obměny by však měly být pokryty připojenými patentovými nároky.

^13*

V tomto písemném popisu jsou zařízení a způsob podle vynálezu objasněny za použití příkladů nejvýhodnějších forem provedení tak, aby jakékoli osobě disponující běžnými odbornými znalostmi v oblasti techniky bylo umožněno vytvářet toto zařízení a způsob za použití jakýchkoli vhodných zařízení nebo systémů a následně toto zařízení a způsob využívat v praxi. Rozsah tohoto vynálezu je definován patentovými nároky a může zahrnovat i další příklady, na které snadno přijdou osoby s odbornými znalostmi z dané oblasti techniky. Takové další příklady jsou považovány za spadající do rozsahu ochrany vymezeného patentovými nároky, pokud zahrnují konstrukční prvky, které se neliší od doslovného znění patentových nároků, nebo pokud zahrnují ekvivalenty, tedy rovnocenné konstrukční prvky s nepodstatnými odlišnostmi od doslovného znění patentových nároků.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1 Bezdrátově připojitelná, selektivně iniciovatelná sestava (10) rozbušky, která je uzpůsobena k ukládání do sestavy (40) perforátoru vrtů za současného vytváření elektrického kontaktu bez použití elektrických drátových vodičů a která zahrnuje:

plášť (12) rozbušky uzpůsobený pro uložení roznětkové hlavy (14) a desky (16) s elektronickými obvody, přičemž deska (16) s elektronickými obvody je připojena k roznětkové hlavě (14) a uzpůsobena k selektivnímu odpalování sestavy (10) rozbušky;

hlavu (18) rozbušky rozprostírající se od jednoho konce pláště (12) rozbušky), přičemž hlava (18) rozbušky zahrnuje úsek (20) vstupního vedení umožňující vytváření elektrického kontaktu, úsek (22) výstupního vedení umožňující vytváření elektrického kontaktu a izolátor (24) umístěný mezi úsekem (20) vstupního vedení a úsekem (22) výstupního vedení, kteiýžto izolátor (24) elektricky odděluje úsek (20) vstupního vedení od úseku (22) výstupního vedení; a uzemňovací úsek (13) umožňující vytvářeni elektrického kontaktu, kde uzemňovací úsek (13), úsek (20) vstupního vedení a úsek (22) výstupního vedení jsou ve vzájemné kombinaci uspořádány tak, že nahrazují elektrické připojení uskutečňované prostřednictvím drátových vodičů a samy zajišťují elektrické připojení pouhým vytvářením kontaktu;

kde sestava rozbušky (10) je uzpůsobena k ukládání do sestavy (30) pro umísťování rozbušek, která je uspořádána v sestavě (40) perforátoru vrtů, za současného vzniku vzájemného elektrického kontaktu vytvářejícího spojení bez použití elektrických drátových vodičů a k selektivnímu přijímání rozněcovacího signálu (I) za účelem odpálení sestavy (40) perforátora vrtů.

2 . Sestava (10) rozbušky podle nároku 1, dále zahrnující:

kondenzátor (17) umístěný na desce (16) s elektronickými obvody, přičemž tento kondenzátor (17) je uzpůsoben k tomu, aby jeho vybitím byla iniciována sestava (10) rozbušky při přijeti digitálního odpalovacího sledu prostřednictvím rozněcovacího signálu (I), přičemž roznecovací signál je postupně elektricky přenášen přímo prostřednictvím úseku (20) vstupního vedeni a úseku (22) výstupního vedení hlavy (18) rozbušky.

3 Sestava (10) rozbušky podle nároků 1 nebo 2, kde sestava (10) rozbušky je deaktivovatelná tekutinou.

4. Sestava (10) rozbušky podle kteréhokoli z předcházejících nároků, zahrnující: prostředky pro zajišťování odolnosti proti rozptylovému proudu či napětí nebo proti rádiovým vlnám tak, aby sestava (10) rozbušky nemohla být neúmyslně odjištěna nebo iniciována.

5. Sestava (10) rozbušky podle kteréhokoli z předcházejících nároků, kde hlava (18) rozbušky je kotoučového tvaru a plášť (12) rozbušky je vytvořen jako těleso mající tvar dutého válce, přičemž hlava (18) rozbušky má komplementární rozměry a tvar umožňující její ukládání a vsazování do sestavy (30) pro umísťování rozbušek v alespoň částečně zajištěné poloze.

6. Sestava (10) rozbušky podle kteréhokoli z předcházejících nároků, kde sestava (10) rozbušky je uspořádána tak, aby byla umístitelná uvnitř modulární sestavy perforátora vrtů za současného vytváření elektrického kontaktu.

7. Sestava (10) rozbušky podle kteréhokoli z předcházejících nároků, kde alespoň jeden úsek pláště (12) rozbušky je uspořádán jako uzemňovací úsek (13).

8. Sestava (40) perforátoru vrtů, zahrnující:

bezdrátově připojitelnou, selektivně iniciovatelnou sestavu (10) rozbušky, která je uzpůsobena k selektivnímu přijímání rozněcovacího signálu (1) za účelem odpalování sestavy (40) perforátoru vrtů, kterážto sestava (10) rozbušky zahrnuje:

plášť (12) rozbušky uzpůsobený pro uložení roznětkové hlavy (14) a desky (16) s elektronickými obvody, přičemž deska (16) s elektronickými obvody je připojena k roznětkové hlavě (14) a uzpůsobena k tomu, aby umožňovala selektivní odpalování sestavy (10) rozbušky, hlavu (18) rozbušky rozprostírající se od jednoho konce pláště (12) rozbušky), přičemž hlava (18) rozbušky zahrnuje úsek (20) vstupního vedení umožňující vytváření elektrického kontaktu, usek (22) výstupního vedení umožňující vytváření elektrického kontaktu a izolátor (24) umístěný mezi úsekem (20) vstupního vedení a úsekem (22) výstupního vedení, kterýžto izolátor (24) elektricky odděluje úsek (20) vstupního vedení od úseku (22) výstupního vedení; a elektricky připojitelný uzemňovací úsek (13);

kde uzemňovací úsek (13), úsek (20) vstupního vedení a úsek (22) výstupního vedení jsou ve vzájemné kombinaci uspořádány tak, že nahrazují elektrické připojení uskutečňované prostřednictvím drátových vodičů a samy zajišťují elektrické připojení pouhým vytvářením kontaktu; a sestava (30) pro umísťování rozbušek je uzpůsobena k tomu, aby do ní byla ukládána sestava (10) rozbušky uvnitř sestavy (40) perforátoru vrtů za současného vzniku vzájemného elektrického

kontaktu vytvářejícího elektrické spojení bez použití elektrických drátových vodičů, a k selektivnímu přijímání rozněcovacího signálu (I) za účelem odpálení sestavy (40) perforátoru vrtů.

9. Sestava (40) perforátoru vrtů podle nároku 8, dále zahrnující:

bleskovici (48) uspořádanou uvnitř sestavy (30) pro umísťování rozbušek, přičemž alespoň jeden úsek bleskovice (48) je na konci protilehlém vůči hlavě (18) rozbušky v kontaktu s alespoň jedním vedle něho uspořádaným úsekem pláště (12) rozbušky.

10. Sestava (40) perforátoru vrtů podle nároků 8 nebo 9, kde sestava (30) pro umísťování rozbušek zahrnuje pouzdro (31) rozprostírající se od jednoho konce sestavy (30) pro umísťování rozbušek, přičemž toto pouzdro (31) je uzpůsobeno k tomu, aby v něm byla uložena a polohově zajištěna hlava (18) sestavy (10) rozbušky.

11 Sestava (40) perforátoru vrtů podle nároku 10, kde pouzdro (31) zahrnuje úsek (36) pro uložení výstupního kontaktu, který je uspořádán tak, aby do něho zapadal úsek (22) výstupního vedení hlavy (18) rozbušky za vzniku vzájemného kontaktu vytvářejícího první elektrické spojení.

12. Sestava (40) perforátoru vrtů podle nároku 11, kde pouzdro (31) zahrnuje zapuštěný úsek (32) zahrnující otvor na jednom konci a dno na protějším konci, přičemž úsek (36) pro uložení výstupního kontaktu je umístěn na dně zapuštěného úseku (32) pouzdra (31).

13. Sestava (40) perforátoru vrtů podle nároku 12, kde pouzdro (31) zahrnuje vrtaný otvor (33) umístěný ve dně zapuštěného úseku (32) a rozprostírající se uvnitř a podél alespoň části sestavy (30) pro umísťování rozbušek ve směru jejího délkového rozměru tak, aby při umístění sestavy (10) rozbušky uvnitř pouzdra (31) byl plášť (12) rozbušky umístěn ve vrtaném otvoru (33), přičemž zapuštěný úsek (32) má komplementární rozměry a tvar umožňující ukládání a vsazování hlavy (18) rozbušky v alespoň částečně zajištěné poloze.

14. Sestava (40) perforátoru vrtů podle kteréhokoli z nároků 11-13, dále zahrnující: vstupní vývod (38) pro iniciaci kontaktu, který je uzpůsoben pro vytvoření záběru s úsekem (20) vstupního vedení hlavy (18) rozbušky za vzniku vzájemného kontaktu vytvářejícího druhé elektrické spojení, přičemž uzemňovací úsek (13) je uzpůsoben pro vytvoření záběru s úsekem (39) pro uložení uzemňovacího kontaktu za vzniku vzájemného kontaktu vytvářejícího třetí elektrické spojení tak,

aby při umístění sestavy (10) rozbušky uvnitř sestavy (30) pro umísťování rozbušek bylo první, druhé i třetí elektrické spojení navázáno bez použití elektrických drátových vodičů.

15. Sestava (40) perforátoru vrtů podle nároku 14, dále zahrnující průchozí drátový vodič (35) rozprostírající se mezi úsekem (36) pro uložení výstupního kontaktu sestavy (40) perforátoru vrtů a přiléhající sestavou perforátoru vrtů, jsou-li tyto sestavy součástmi společného uspořádání většího počtu perforátorů vrtů.

— 15^

16. Sestava (40) perforátoru vrtů podle nároků 14 nebo 15, kde vstupní vývod (3 8) pro iniciaci kontaktu, úsek (36) pro uložení výstupního kontaktu a úsek (39) pro uložení uzemňovacího kontaktu jsou jednotlivě vzájemně fyzicky odděleny.

17. Sestava (40) perforátoru vrtů podle kteréhokoli z nároků 8-16, dále zahrnující: prostředky pro zajišťování odolnosti proti rozptylovému proudu či napětí a/nebo proti rádiovým vlnám tak, aby sestava (10) rozbušky nemohla být neúmyslně odjištěna nebo iniciována.

18. Sestava (40) perforátoru vrtů podle kteréhokoli z nároků 8-17, kde sestava (40) perforátoru vrtů je uspořádána jako modulární sestava perforátoru vrtů a sestava (10) rozbušky je uspořádána tak, aby byla umístitelná uvnitř modulární sestavy perforátoru vrtů za současného vytváření elektrického kontaktu.

19. Sestava (40) perforátoru vrtů podle kteréhokoli z nároků 8-18, kde alespoň jeden úsek pláště (12) rozbušky je uspořádán jako uzemňovací úsek (13).

20. Způsob montáže sestavy (40) perforátoru vrtů bez použití elektrického spojení vytvářeného pomocí drátových vodičů, zahrnující:

uložení sestavy (30) pro umísťování rozbušek uvnitř sestavy (40) perforátoru vrtů;

uložení bezdrátově připojitelné, selektivně iniciovatelné sestavy (10) rozbušky uvnitř sestavy (30) pro umísťování rozbušek, přičemž sestava (10) rozbušky zahrnuje:

plášť (12) rozbušky uzpůsobený pro uložení roznětkové hlavy (14) a desky (16) s elektronickými obvody, přičemž deska (16) s elektronickými obvody je připojena k roznětkové hlavě (14) a přičemž alespoň jeden úsek pláště (12) rozbušky je uspořádán jako uzemňovací úsek (13);

hlavu (18) rozbušky rozprostírající se od jednoho konce pláště (12) rozbušky, přičemž hlava (18) rozbušky zahrnuje úsek (20) vstupního vedení umožňující vytváření elektrického kontaktu, úsek (22) výstupního vedení umožňující vytváření elektrického kontaktu a izolátor (24) umístěný mezi úsekem (20) vstupního vedení a úsekem (22)

—18**** výstupního vedení, kterýžto izolátor (24) elektricky odděluje úsek (20) vstupního vedení od úseku (22) výstupního vedení; a vytvoření elektrických kontaktů pro připojení sestavy (10) rozbušky tak, aby uzemňovací úsek (13), úsek (20) vstupního vedení a úsek (22) výstupního vedení ve vzájemné kombinaci zaujímaly uspořádání, při kterém nahrazují elektrické připojení uskutečňované prostřednictvím drátových vodičů a samy zajišťovaly elektrické připojení pouhým vytvářením kontaktu.