DE1012877B - Schussgeraet zum Durchlochen von Bohrrohren - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Schußgerät zum Durchlochen von Bohrrohren, das ein Gehäuse mit einer Reihe von Schußöffnungen aufweist, in welchen Sprenghohlladungen axial zu den Schußöffnungen ausgerichtet mittels einer Einstellhülse gehalten werden, wobei die Öffnungen mit Schraubverschlüssen versehen sind.

Gemäß den gegenwärtigen Betriebspraktiken werden die in einem bestimmten Abschnitt im Gehäuse angeordneten Sprengladungen im wesentlichen gleichzeitig mittels einer Zündschnur gezündet, die sich in Längsrichtung des Gehäuses erstreckt und durch die Explosivladungen hindurchgefädelt ist. Alle Einbauteile des Schußgerätes werden nach einmaliger Benutzung unbrauchbar und müssen jedesmal ersetzt werden. Jedoch müssen die Gehäuseabschnitte, um wiederverwendbar zu bleiben, auf enge Toleranzen aus Spezialstahllegierungen bearbeitet sein und sind somit ziemlich teuer. Infolgedessen muß alles getan werden, um die gerichteten Explosivkräfte, die bei der Detonation der Sprengladung entwickelt werden, daran zu hindern, die Gehäuseabschnitte zu beschädigen. Dies kann nur erreicht werden, wenn jede Sprengladung fest und genau in dem Gehäuserohr gehalten wird, so daß das hohle Ende der Ladung in genauer Ausrichtung mit der gegenüberliegenden Schußöffnung liegt. Um die gewünschte Ausrichtung mit den üblichen Ladungstragvorrichtungen zu erreichen, müssen bestimmte Abmessungen des Gehäuses mit solchen engen Toleranzen wie+0,381 und —0,000 mm eingehalten werden. Trotzdem gewähren solche übliche Lageranordnungen keinen zwangläufigen Schutz der Schußöffnungen gegen Beschädigung durch die Explosivkräfte.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Lagerung zu schaffen, um eine Hohlladung fest und genau in dem Gehäuse eines Düsenschußgerätes zu halten, ohne Rücksicht auf verhältnismäßig große Änderungen in den physikalischen Abmessungen des Gehäuses.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zwischen der Hohlladung und der Einstellhülse eine schalenförmige Ringfeder angeordnet und der Schraubverschluß mit Sägengewinde versehen ist. Der Schraubverschluß weist eine leicht zerstörbare Vorderwand auf, die bei der Detonation der Sprengladung durchbrochen wird. An der Innenkante der Ringfeder ist vorzugsweise ein Flansch ausgebildet, der in das innere Ende der Hülse vorragt.

Der Schraubverschluß kann schnell und leicht in dem Gehäuse angebracht werden, welche Arbeit im Freien ausgeführt werden kann. Schrottanfall im Bohrloch durch verformte Verschlußteile wird vermieden. Die Verschlußelemente können gegenüber bekannten Sctmßgerät zum Durchlochen
von Bohrrohren

Anmelder:

Perforating Guns Atlas Corporation,
Houston, Tex. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,

und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, München 13,

Ainmillerstr. 26, Patentanwälte

Jacques H. Castel, Houston, Tex. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Anordnungen mit größeren Fertigungstoleranzen hergestellt werden.

Das Schußgerät nach der Erfindung wird hinsichtlich seines Aufbaues und der Wirkungsweise an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht eines Schußgerätes,

Fig. 2 eine Ansicht, teilweise im Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1, welche Einzelheiten der Befestigung einer Hohlladung im Gehäuse veranschaulicht, und

Fig. 3 eine Schnittansicht, die mit der Fig. 2 identisch ist, aber die Teile in ihren vollständig zusammengebauten Stellungen zeigt.

Das Schußgerät 10 besteht aus einer größeren Anzahl zylinderförmiger Gehäuseabschnitte 11 und 12, die miteinander an ihren angrenzenden Enden mittels einer Zündmuffe 13 verbunden sind. An seinem oberen Ende ist der Abschnitt 11 mit einer zweiten Zündmuffe 15 verbunden, die ihrerseits mit einem Kontaktring 16 verbunden ist. Dessen oberes Ende ist mit dem unteren Ende einer Seilkopfabdichtung 17 verbunden, die an einer Seilschloßanordnung 18 angebracht ist. Diese dient zur Verankerung eines Seils 19, das zum Senken und Heben des Schußgerätes im Bohrloch benutzt wird. Das untere Ende des unteren Abschnitts 12 ist mit einer Kappe 14 verschlossen. Alle erwähnten Teile des Gerätes sind vorzugsweise miteinander verschraubt, so daß eine starre Gesamtanordnung entsteht und Zusammenbau und Auseinanderbau erleichtert werden.

Jeder der beiden Abschnitte 11 und-12 ist mit einer größeren Anzahl Schußöffnungen 20 in Längsabständen

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versehen. Diese Öffnungen können auch auf den Um- schraubt werden kann. Diese ist mit Innengewinde 34 T

fang in jedem Abschnitt in jeder gewünschten Weise zur Aufnahme des Außengewindes 32 c versehen, das ,'

verteilt sein. Die Sprengladungen jedes Abschnitts an dem röhrenförmigen Teil 32b des SchraubverH -if

können getrennt gezündet werden. Schlusses ausgebildet ist. Der Kopf des Verschlusses= '"|

In Fig. 2 und 3 ist die verbesserte Sprengladungs- 5 32 paßt in eine versenkte Bohrung 35, die in der i:'

tragvorrichtung dargestellt, die ein Hohlladungs- Außenwandung des Gehäuseabschnitts 11 koaxial mit !>

element 21 in dem Gehäuseabschnitt 11 gegenüber dem Gewindeteil der Öffnung20 ausgebildet ist. Dieser ""'

einer der Schuß öffnungen 20 lagert. Das Element 21 Verschlußkopf ist mit in Abstand befindlichen Werk-' S

besteht aus einem im wesentlichen zylindrischen Be- zeugaufnahmeaussparungen 32 d versehen, in die eii";'%

halter 22, der bevorzugt aus einem gepreßten Isolier- io geeignetes Werkzeug zwecks Verschraubung des Ver- I¹I

stoff hergestellt ist, wie beispielsweise Phenol- Schlusses eingesetzt werden kann. Zur Abdichtung <der Φ

formaldehydharz, und einen Hals 23 mit vermindertem öffnung 20 gegen Einsickern von Bohrlochfmssigieit |:

Durchmesser hat. Der Hals 23 paßt in eine Aussparung in das Gehäuse 11 ist eine Weichgummidichtung 3§ f

24, die genau in der Wandung des Gehäuseabschnitts vorgesehen, die zwischen den Kopf des Verschlusses |

11 gegenüber der Schußöffnung 20 ausgebildet ist. 15 32 und den Boden der Bohrung 35 geklemmt ist, wenn |

Das Element 21 ist teilweise mit einem geeigneten der Verschluß vollständig in die öffnung 20 eing-e*- ?

Sprengstoff 25 gefüllt, der in dem Hohlraum des schraubt ist. Der Verschluß 32 kann aus jedem ge* |

Halses 23 eine Metallhülse 26 umgibt, die quer zu dem eigneten Material hergestellt sein und besteht Vorzugs* f

Element 21 durch ausgerichtete öffnungen in dem weise aus einem Metall, das eine angemessene Festiget

Hals verläuft. Durch diese Hülse wird eine gemein- 20 keit hat und gleichzeitig leicht durch Explosivkräfte 'S,

same Zündschnur gefädelt, die von der Erdoberfläche der Hohlladung durchbohrt werden kann. Aluminium^:|^;

aus elektrisch entzündet werden kann. und verschiedene Aluminiumlegierungen sind füte ||

An dem Ende, das der Öffnung 20 gegenübersteht, diesen Zweck geeignet, obgleich auch Messing, Kupfer | ist die Sprengladung 25 mit einem konischen Hohl- und andere Metalle verwendet werden können, Die S raum 27 versehen, der mit einem kegelförmigen Ein- 25 Vorderwand 32 α kann aus einem Material undtlifer ί satzfutter 28 gefüttert ist, das aus Metall, z. B. Kupfer, röhrenförmige Teil 32 b erforderlichenfalls aus einem .;' Messing, Stahl, Aluminium od. dgl., oder aus einem anderen bestehen, wobei aber der gesamte Sehraub- φ anderen inaktiven Material, z. B. Glas, besteht. Der Verschluß 32 bevorzugt als einheitliche Konstruktion ΐ gefütterte konische Hohlraum in der Sprengladung 25 hergestellt ist. Ii bewirkt eine Lenkung der bei der Zündung der Ladung 30 Das innere Ende des röhrenförmigen Teils 32 & des ,,·' entwickelten Explosivkräfte längs eines begrenzten Verschlusses 32 greift in das äußere Ende der Ein¹- | Weges, auf dessen Mitte die Achse des konischen stellhülse 31 ein. Das obere Ende der Hülse 31 ist mit « Hohlraumes 27 liegt. Dieser Lenkungseffekt wird all- einer äußeren Schulter 31 α versehen, um das iim|ere:0 gemein als »Munroe-Wirkung« oder »Strahl- oder Ende des Verschlusses zu lagern. Außerdem ^aIIiSi':*!,; Düsenwirkung« bezeichnet. An dem Ende, das der 35 Teil 31 b der Einstellhülse 31, der über die Stüulltr 'Ij; Schußöffnung 20 gegenübersteht, ist der Behälter 22 31 α verlauft, mit einer nach innen konisch verlaufen- I mit einer versenkten Bohrung 29 versehen, die in den Außenfläche ausgebildet, die in der entsprechend Ϊ ■einem ringförmigen Sitz 30 endet, um einen der Be- konischen Innenfläche des röhrenförmigen Verschluß- jj; standteile der Tragvorrichtung in der weiter unten teils 32 & sitzt, um genaue axiale Ausrichtung der _; ausführlicher beschriebenen Weise zu lagern. Der Sitz 40 beiden Bauteile 31 und 32 zu gewährleisten. ■; 30 ist mit Abstand nach außen von der Basis des Zur Befestigung des Hohlladungselementes 2Ϊ¹ und „|: konischen Hohlraums 27 in der Sprengladung 25 an- der zugehörigen Bauteile wird die Ringfeder 33 zu- | geordnet, um einen kleinsten. Auslaufabstand d zu erst in die versenkte Bohrung 29 des Behälters 22 ein- ii schaffen. gefügt, bis dessen Außenkante fest gegen den Sitz 30 JJ Die verbesserte Vorrichtung zur Lagerung des 45 aufliegt. Der Reibungseingriff zwischen der Außen- |{ Hohlladungselementes 21 in dem Gehäuseabschnitt 11 kante der Feder 33 und der Wand der versenkten Bohbesteht aus einer Einstellhülse 31, einem Schraub- rung 29 reicht aus, um die Scheibe mit dem Element j Verschluß 32 und einer verformbaren Einstellscheibe 33. 21 vereinigt zu halten. Dann wird die ZündßAnUir ¹Ji Wie am besten aus Fig. 2 erkennbar ist, ist die Ein- durch die Hülse 26 gefädelt, wobei eine Zange benutzt _ύ Stellscheibe 33 normalerweise als schalenförmige Ring- 50 werden kann, das Element 21 in den Gehäuseabschnitt feder ausgebildet und mit einem Flansch 33 a an ihrer 11 eingesetzt und das Ende des Halses 23 in der AusInnenkante versehen, der in das Innere der Einstell- sparung 24 gegenüber der Schuß öffnung 20 angehülse 31 vorragt. Die Außenseitenkante der Feder 35 ordnet. Die Bedienungsperson kann jetzt die Einstellpaßt in die versenkte Bohrung 29, die in dem Element hülse durch die Schußöffnung 20 einsetzen und durch 22 ausgebildet ist, und sitzt auf dem Ringsitz 30. Die 55 Handhabung des Hohlladungselementes 21 das Innen-Feder 33 besteht vorzugsweise aus Leichtmetall, z. B. ende dieser Hülse über den Flansch 33 a herausziehen. Aluminium oder Magnesium, und hat eine geeignete Vor der Einfügung des Verschlusses 32 in die Schuß-Stärke, so. daß sie leicht verformbar ist und einen an- öffnung bleibt ein wesentlicher Teil der Einstellhülse nelimbaren Elastizitätswert besitzt. 31 in der Öffnung, um zu. vermeiden, daß die Hülse Der Schraubverschluß 32 ist so eingerichtet, daß 60 durch die öffnung rutscht und auf den Boden des Geer drei Funktionen ausübt, nämlich Λ/erschluß der häuses 11 fällt.

Schuß öffnung 20, gesicherte Lagerung des Hohl- Nachdem die Hülse 31 auf diese Weise in eine Lage

ladungselemeiites 21 in dem Gehäuse und Schutz der gebracht worden ist, in der ihr inneres Ende an der

Öffnung 20 vor Beschädigung durch die Explosiv- Tnnenkantenoberfläche der Feder 33 aufliegt, kann der

kräfte, die bei der Detonation der Sprengladung 25 in 65 Verschluß 32 mit dem darauf befindlichen DiGhtungs-

dem Element 21 entwickelt werden. Im besonderen ist ring 36 in die Öffnung 30 geschraubt werden. In diesem

der Verschluß 32 mit einer leicht zerstörbaren Vorder- Fall tritt der Endteil 31 b der Einstellhülse 31 in dien

wand 32 α versehen, die bei der Detonation der Spreng- röhrenförmigen Teil 32 b des Verschlusses ein, wobei

ladung 25 durchbrochen wird, sowie mit einem röhren- dessen Innenende in die Schulter 31 α der Hülse einnjii

förmigen Teil 326, der in die Schußöffnung ge- 70 greift. Während der fortgesetzten Einwärtsbewegumgi,,¹¹

des Verschlusses 32 wird die Hülse 31 axial nach innen gepreßt, so daß das Ende des Behälterhalses 23 in feste Auflage mit dem Boden der Aussparung 24 gedrückt wird. Auch während der abschließenden Einwärtsbewegung des Verschlusses 32 und der Einstellhülse 31 wird die Feder 33 von ihrer Innenkanten nach innen verformt, während ihre Außenkante in Auflage mit dem ringförmigen Sitz 30 gehalten wird, der an dem Ende des Behälters 22 vorgesehen ist. Nachdem der Verschluß 32 vollständig in die Öffnung 20 ge- ίο schraubt und der Dichtungsring 36 zusammengepreßt ist, ist die Öffnung 20 vollständig abgedichtet, so daß keine Flüssigkeit in das Gehäuse 11 eintritt. Nachdem die Bauteile in der beschriebenen Weise zusammengebaut sind, wird die Feder 33 in der in Fig. 3 veranschaulichten Form verformt, so daß sie zwischen dem Sitz 30 und dem Innenende der Einstellhülse 31 wirksam unter Spannung gehalten wird. Wenn man die Feder 33 aus leichtem, verformbarem Metall herstellt, hat sie einen annehmbaren Elastizitätswert. Mit der veranschaulichten Form und Größe wird eine gleichmäßige Verformung der Feder über ihren Kreisring erzeugt, so daß ein Kippen des Hohlladungselementes 21 aus der axialen Ausrichtung mit der Schußöffnung 20 zwanglaufig verhindert wird. Außerdem ist der zulässige Verformungswert der schalenförmigen Ringfeder 33 so gewählt, daß die Abmessungen des Schraubverschlusses 32 und der Einstellhülse 31 oder der Abstand zwischen dem Boden der Aussparung 24 und dem Boden der versenkten Bohrung 35 nicht auf extrem genauen Toleranzen gehalten werden müssen.

Wie oben erwähnt wurde, sind nach Detonationen der Sprengladung 25 alle Teile des Hohlladungselementes 21 und die beschriebene Tragvorrichtung, möglicherweise mit Ausnahme des Dichtungsringes 36, verbraucht. Im einzelnen ergibt die Detonation der Ladung 25 die Erzeugung eines in hohem Maße gerichteten Strahles von Explosivkräften, der nach außen durch den röhrenförmigen Teil 32 b des Ver-Schlusses 32 gerichtet ist. Diese Kräfte zerreißen die leicht zerstörbare Vorderwand 32 a des Verschlusses und durchbrechen das Gehäuse des Schußgerätes an der Öffnung 20 sowie auch die Erdschichten, die das Gehäuse umgeben. Die außerordentliche Gewalt der Explosivkräfte macht es erforderlich, daß die Achse des konischen Hohlraumes 27 in der Sprengladung 25 genau mit dem Mittelpunkt der Schußöffnung 20 zusammenfällt. Eine solche genaue Ausrichtung der konischen Hohlraumachse axial zu der Öffnung 20 wird durch Verwendung der beschriebenen Tragvorrichtung erhalten.

Gemäß einem anderen wesentlichen Merkmal der Erfindung wird der röhrenförmige Teil 32 b des Verschlusses 32 ebenfalls so angeordnet, daß er in der Öffnung 20 während der Detonation der Sprengladung 25 bleibt, um als Futter für die Öffnung zu dienen und zu verhindern, daß die Sprengladungen die Öffnungswandungen des Schußgerätgehäuses einkerben oder auf andere Weise beschädigen. Im besonderen sind die Sägengewinde 34 bzw. 32 c in der Öffnung 20 und an dem röhrenförmigen Teil des Verschlusses 32 vorgesehen, um diesen in seiner Lage innerhalb der Öffnung 20 zu halten. Darstellungsgemäß ist das Gewinde 34 in den Wandungen der Öffnung 20 mit den Druckseiten nach innen gewandt angeordnet, so daß maximaler Widerstand gegen Gewindeabscherung erhalten wird. Es hat sich gezeigt, daß durch eine solche Anwendung von Sägengewinde der röhrenförmige Teil 32 b des Schraubverschlusses 32 zwangläufig daran gehindert wird, aus der Schußöffnung 20 bei Detonation der Sprengladung 25 herauszufliegen, so daß die Seitenwandungen der Öffnung 20 gegen Beschädigungen geschützt sind.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schußgerät zum Durchlochen von Bohrrohren, das ein Gehäuse mit einer Reihe von Schußöffnungen aufweist, in welchen Sprenghohlladungen axial zum Gehäuse ausgerichtet mittels einer Einstellhülse gehalten werden, wobei die Öffnungen mit Schraubverschlüssen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Hohlladung (21) und der Einstellhülse (31) eine schalenförmige Ringfeder (33) angeordnet und daß der Schraubverschluß (32) mit Sägengewinde (32c) versehen ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubverschluß (32) eine leicht zerstörbare Vorderwand (32 α) aufweist, die bei der Detonation der Sprengladung (25) durchbrochen wird.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenkante der Ringfeder (33) ein Flansch (33 a) ausgebildet ist, der in das innere Ende der Hülse (31) vorragt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 842 035;
französische Patentschrift Nr. 1015 597;
deutsche Patentanmeldung S 22975 VI/5 a.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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