DE10255519A1 - Zündeinrichtung, Auslösevorrichtung für eine Zündeinrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Zündeinrichtung - Google Patents

Zündeinrichtung, Auslösevorrichtung für eine Zündeinrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Zündeinrichtung

Info

Publication number
DE10255519A1
DE10255519A1 DE10255519A DE10255519A DE10255519A1 DE 10255519 A1 DE10255519 A1 DE 10255519A1 DE 10255519 A DE10255519 A DE 10255519A DE 10255519 A DE10255519 A DE 10255519A DE 10255519 A1 DE10255519 A1 DE 10255519A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
capacitor
resistor
ignition device
ignition
switch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10255519A
Other languages
English (en)
Inventor
James E Brooks
Nolan C Lerche
Frank A Duva
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schlumberger Technology BV
Original Assignee
Schlumberger Technology BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schlumberger Technology BV filed Critical Schlumberger Technology BV
Publication of DE10255519A1 publication Critical patent/DE10255519A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/10—Initiators therefor
    • F42B3/12—Bridge initiators
    • F42B3/121—Initiators with incorporated integrated circuit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/10—Initiators therefor
    • F42B3/12—Bridge initiators
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/16—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor
    • H05K1/162—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor incorporating printed capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/16—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor
    • H05K1/167—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor incorporating printed resistors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Air Bags (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)

Abstract

Zündeinrichtung (22, 36) mit einer Energiequelle, wobei die Energiequelle eine Oberfläche und Elektroden aufweist und ein Widerstand (110, 112) auf der Oberfläche der Energiequelle gebildet und mit einem Ende elektrisch mit einer der Elektroden verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Auslösevorrichtung für eine Zündeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 27 und ein Verfahren zum Herstellen einer Zündeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 33.
  • Sprengstoffe werden für viele Anwendungen verwendet, beispielsweise bei Kohlenwasserstoff-Bohrlöchern, für seismische, Rüstungs- und Bergbauzwecke. Für seismische Zwecke werden Sprengstoffe an der Erdoberfläche gezündet, um Schockwellen in die darunterliegenden Erdschichten einzuleiten, so daß Daten betreffend die Eigenschaften der Erdschichten durch verschiedene Sensoren gemessen werden können. Bei Kohlenwasserstoff- Bohrlöchern weist eine häufig verwendete Art von Sprengstoff Hohlladungen in Perforationskanonen auf. Die Hohlladungen erzeugen Perforationsjets, wenn sie gezündet werden, um sie umgebende Gehäuse oder Rohre sowie umgebende Formationen zu perforieren, so daß eine Verbindung für Flüssigkeiten zwischen der Formation und dem Bohrloch geschaffen wird. Zudem können in einem Bohrloch auch andere Werkzeuge Sprengstoffe enthalten. Beispielsweise können Sprengstoffe verwendet werden, um Dichtungen zu setzen oder andere Werkzeuge zu aktivieren.
  • Zum Zünden von Sprengstoffen werden Zünder verwendet. Es gibt prinzipiell zwei Arten von Zündern: elektrische und Schlagzünder. Ein Schlagzünder reagiert auf eine mechanische Kraft, um einen Sprengstoff zu zünden. Ein elektrischer Zünder reagiert auf ein vordefiniertes elektrisches Signal, um einen Sprengstoff zu zünden. Eine Art eines elektrischen Zünders wird als elektro-explosive Vorrichtung (elecro-explosive device, EED) bezeichnet, die Heißkabelzünder (hotwire initiator), Halbleiterbrücken-Zünder (semiconductor bridges, SCB), Zünder mit explosiven Drahtbrücken (exploding bridge wire, EBW) oder Zünder mit explosiven Folien (exploding foil initiator, EFI) umfaßt.
  • Bei bestimmten elektrischen Zündern wird eine elektrische Energiequelle in der Nähe des Zünders angeordnet. Derartige elektrische Energiequellen können Kondensator-Auslösevorrichtungen sein, die einen Kondensator enthalten, der auf eine vorbestimmte Spannung geladen ist. Die im Kondensator gespeicherte Ladung wird in Reaktion auf ein Aktivierungssignal in eine andere Vorrichtung entladen, um eine Zündoperation durchzuführen. Üblicherweise ist die Kondensator-Auslösevorrichtung wegen der relativ großen Menge an Energie, die benötigt wird, ziemlich groß, was zu großen Gehäusegrößen von Bohrlochwerkzeugen führt, die derartige Kondensator-Auslösevorrichtungen aufweisen. Zudem ist wegen der relativ großen Größen die Effizienz konventioneller Kondensator-Auslösevorrichtungen aufgrund erhöhter Widerstände und Induktivitäten elektrischer Wege in einem Zünder gering.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zündeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die kleiner und effizienter ist.
  • Diese Aufgabe wird entsprechend den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • Fig. 1A und 1B zeigen zwei Werkzeugstränge.
  • Fig. 2 zeigt schematisch einen Schaltkreis einer Zündeinrichtung, die im Werkzeugstrang aus Fig. 1A oder 1B verwendbar ist.
  • Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht der Zündeinrichtung aus Fig. 2.
  • Fig. 4 ist eine Draufsicht auf eine Unterseite der Zündeinrichtung aus Fig. 2.
  • Fig. 5 ist eine schematisierte Seitenansicht eines Kondensators der Zündeinrichtung aus Fig. 2.
  • Fig. 6 und 7 zeigen zwei verschiedene Arten von Schaltern, die in der Zündeinrichtung aus Fig. 2 verwendet werden.
  • Der in Fig. 1A gezeigte Werkzeugstrang umfaßt einen Perforationsstrang mit einer Perforationskanone 20 und einen Zündkopf 18. Der Perforationsstrang ist am Ende einer Trägerleitung 12, wie zum Beispiel einem Drahtseil, einem elektrischen Kabel, einer Schlammleitung, einer Rohrleitung usw., befestigt. In der gezeigten Ausführungsform umfaßt der Zündkopf 18 eine Zündeinrichtung 22 mit einem Zündsatz mit einer explosiven Folie (EFI). Wie nachstehend beschrieben, sind in die EFI-Zündeinrichtung 22 eine Kondensator-Auslösevorrichtung (CDU) und ein EFI integriert.
  • Die Kondensator-Auslösevorrichtung umfaßt einen Kondensator, einen Lade- und Ableit-Widerstand und einen Dickfilm-Schaltkreis, der den Kondensator und den Widerstand sowie andere Komponenten elektrisch miteinander verbindet.
  • Die Zündeinrichtung 22 ist an eine Zündleitung 24 gekoppelt, die mit einer Vielzahl von Hohlladungen 26 verbunden ist. Aktivierung der Zündeinrichtung 22 führt zur Zündung der Zündleitung 24, die wiederum die Hohlladungen 26 zündet. Zündung der Hohlladungen 26 führt zur Erzeugung von Perforationsjets von den Hohlladungen 26, die Öffnungen in das umgebende Gehäuse 10 und Perforationskanäle in die umgebenden Formation 14 schlagen.
  • Fig. 1B zeigt eine weitere Ausführungsform des Perforationsstrangs mit einem Zündkopf 30 und einer Perforationskanone 32. Die Perforationskanone 32 weist gleichfalls mehrere Hohlladungen 34 auf. Jedoch sind die Hohlladungen 34 nicht mit einer Zündleitung verbunden. Vielmehr ist jeder Hohlladung 34 eine entsprechende örtliche Zündeinrichtung 36 zugeordnet. In einer Ausführungsform weist jede der Zündeinrichtungen 36 EFI-Zündeinrichtungen auf, die ähnlich der Zündeinrichtung 22 aus Fig. 1A konfiguriert sind. Die Zündeinrichtungen 36 sind durch ein elektrisches Kabel 38 verbunden, das den Zündeinrichtungen 36 ein elektrisches Signal bereitstellt, um die Zündeinrichtungen 36 zu aktivieren. Der Zündkopf 30 empfängt einen Befehl von einem anderen Ort im Bohrloch 16 oder von der Oberfläche des Bohrlochs.
  • Ein Vorteil des Perforationsstrangs aus Fig. 1B liegt darin, daß die Hohlladungen 34 im wesentlichen gleichzeitig in Reaktion auf ein Aktivierungssignal oder eine Spannung, die entlang des elektrischen Kabels 38 geliefert werden, detoniert werden können. Demgegenüber ist die Zündung aufeinanderfolgender Hohlladungen 26 in der Anordnung nach Fig. 1A durch die Geschwindigkeit der in der Zündleitung 24 sich ausbreitenden Detonationswelle beschränkt.
  • Obwohl die Anordnung gemäß Fig. 1B im Gegensatz zur einzigen Zündeinrichtung 22 der Anordnung gemäß Fig. 1A mehrere Zündeinrichtungen 36 aufweist, erlaubt es die geringe Größe der Zündeinrichtungen 36 gemäß einiger Ausführungsformen, daß solche Zündeinrichtungen 36 in der Perforationskanone 32 enthalten sein können, ohne die Größe der Perforationskanone 32 wesentlich zu vergrößern.
  • In einer Ausführungsform wird ein elektrisches Signal an den Zündkopf 22 oder 30 geliefert, um die Perforationskanone 20 bzw. 32 zu aktivieren. In anderen Ausführungsformen kann das Aktivierungssignal jedoch in Form eines Druckimpuls-Signals, hydraulischen Drucks oder eines Bewegungssignals usw. entlang der Trägerleitung 12 übertragen werden.
  • Anstelle von Perforationssträngen können Zündeinrichtungen gemäß einiger Ausführungsformen in anderen Arten von Werkzeugsträngen verwendet werden. Beispiele anderer Werkzeugstränge, die Sprengstoff enthalten, sind u. a. Rohrschneider und Setzeinrichtungen. Zudem können Zündeinrichtungen gemäß einiger Ausführungsformen auch für andere Anwendungen verwendet werden, beispielsweise für seismische, Bergbau- oder Rüstungsanwendungen. Bei seismischen Anwendungen sind die Zündeinrichtungen ballistisch mit Sprengstoff verbunden, um Schallwellen unter der Erdoberfläche zu erzeugen, damit verschiedene Eigenschaften der Erdschichten unter der Erdoberfläche bestimmt werden können.
  • Die Zündeinrichtung 22 umfaßt in einer Ausführungsform eine EFI- Zündeinrichtung. EFIs umfassen einen "Überschlagplatten"-Zündsatz (flyer plate initiator) mit einer explosiven Folie oder einen "blasenaktivierten" Zündsatz (bubble activated initiator) mit einer explosiven Folie. Andere Arten von Zündeinrichtungen können andere Arten elektrischer Zündsätze verwenden, beispielsweise Zündsätze mit explosiven Drahtbrücken (exploding bridge wire, EBW) und Zündsätze mit einer Halbleiterbrücke (semiconductor bridge, SCB).
  • Die in Fig. 2 schematisch gezeigte Zündeinrichtung 100 kann entweder die Zündeinrichtung 22 aus Fig. 1A oder die Zündeinrichtung 36 aus Fig. 1 B sein. Die Zündeinrichtung 100 umfaßt eine Kondensator-Auslösevorrichtung (CDU) 102, einen EFI 104 und einen hochexplosiven Sprengstoff (HE) 106.
  • Die CDU 102 weist einen Kondensator 108, einen Ladewiderstand 110 und einen Ableit-Widerstand 112 auf. Zudem umfaßt die CDU 102 einen Schalter 114 zum Koppeln von im Kondensator 108 gespeicherter Ladung an den EFI 104, um den EFI 104 zu aktivieren. Wenn der EFI 104 aktiviert ist, erzeugt er einen Überschlag, der eine Lücke 116 durchquert, um auf den hochexplosiven Sprengstoff 106 einzuwirken. Die Einwirkung des Überschlags auf den hochexplosiven Sprengstoff 106 führt zur Zündung des Sprengstoffs 106. Der Sprengstoff 106 ist ballistisch entweder an die Zündleitung 24 (Fig. 1A) oder an Sprengstoff einer Hohlladung 34 (Fig. 1B) gekoppelt. In einigen Ausführungsformen kann der innere Widerstand des Kondensators ausreichen, so daß ein zusätzlicher Ladewiderstand nicht erforderlich ist.
  • Der Kondensator 108 wird durch Anlegen einer Spannung an Leitung 118 geladen. Die Spannung wird durch den Ladewiderstand 110 in den Kondensator 108 geleitet. Der Ladewiderstand 110 ist zum Begrenzen des Stroms vorgesehen (für den Fall eines Kurzschlusses im Kondensator 108 oder an anderer Stelle in der CDU 102). Der Ladewiderstand 110 isoliert zudem die CDU 102 von anderen CDUs in dem Werkzeugstränge.
  • Durch den Ableit-Widerstand 112 kann die Ladung langsam aus dem Kondensator 108 abgeleitet werden. Dies erfolgt in dem Fall, wenn die Zündeinrichtung 100 nicht gezündet wird, nachdem der Werkzeugstrang in das Bohrloch hinabgelassen worden ist. Der Ableit-Widerstand 112 verhindert, daß die CDU 102 ein Sicherheitsrisiko wird, wenn ein Werkzeugstrang mit ungezündeten Zündeinrichtungen 100 wieder zurück zur Oberfläche gezogen werden muß.
  • In anderen Ausführungsformen können andere Zündeinrichtungen mit anderen Arten von Energiequellen (vom Kondensator 108 verschieden) verwendet werden.
  • Die Zündeinrichtung 100 umfaßt eine integrierte Einrichtung aus CDU 102 und EFI 104, um eine kleinere Zündeinrichtungs-Packung zu schaffen sowie die Effizienz der Zündeinrichtung 100 zu steigern. Effiziente CDUs müssen schnelle Entladezeiten (zum Beispiel Reaktionsgeschwindigkeiten von Nanosekunden durch Leitungen mit niedriger Induktivität) durch den EFI mit geringem Energieverlust (geringem Widerstand) aufweisen. Ein Weg, um die Effizienz zu erhöhen, besteht darin, die Induktivität (L) und den Widerstand (R) des gesamten Schaltkreises in der Auslöseschleife der CDU 102 soweit wie möglich zu verringern. Durch Integrieren der CDU 102 in eine kleinere Packung können die Induktivität und der Widerstand verringert werden, wodurch die Effizienz der CDU 102 verbessert wird.
  • In einigen Ausführungsformen sind der Ladewiderstand 110 und der Ableit-Widerstand 112 als Widerstände ausgeführt, die auf einer Oberfläche des Kondensators 108 gebildet sind. Zudem ist der Schalter 114 in einigen Ausführungsformen auch auf der Oberfläche des Kondensators 108 integriert, wodurch die Gesamtgröße der CDU 102 weiter verringert wird.
  • Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der CDU 102. Der Kondensator 108 kann einen keramischen Kondensator umfassen, der ein keramisches Außengehäuse 202 aufweist, das aus keramischem Material gebildet ist. Es können jedoch auch andere Arten von Kondensatoren verwendet werden. Der Kondensator 108 weist eine erste Gruppe aus einer oder mehreren elektrisch leitenden Schichten auf, die mit einer Elektrode verbunden sind, die als Kathode bezeichnet wird. Eine zweite Gruppe von einer oder mehreren elektrisch leitenden Schichten im Kondensator 108 ist mit einer anderen Elektrode des Kondensators verbunden, die als Anode bezeichnet wird. Eine oder mehrere Schichten dielektrischen Materials sind zwischen den elektrisch leitenden Schichten der Kathode und der Anode vorgesehen. Die Schichten der Kathode, der Anode und die dielektrischen Schichten sind im Inneren des Außengehäuses 202 des Kondensators 108 vorgesehen. Wie in Fig. 3 gezeigt, weist der Kondensator 108 eine erste Elektrode 204 und eine zweite Elektrode 206 auf. Die Elektroden 204 und 206 bilden die Kathode bzw. die Anode des Kondensators 108.
  • Die Elektrode 206 ist elektrisch mit dem elektrischen Kabel 208 verbunden. Ein weiteres elektrisches Kabel 210 ist mit einem Anschluß des Ladewiderstands (nicht gezeigt in Fig. 3) verbunden, der auf der unteren Oberfläche 212 des Kondensators 108 gebildet ist.
  • Zudem ist der EFI 104 an der oberen Oberfläche 222 des Kondensators 108 befestigt. Eine Seite des EFI 104 ist durch eine elektrisch leitende Platte 215 mit der Elektrode 206 des Kondensators 108 verbunden. Die andere Seite des EFI 104 ist elektrisch mit einer elektrisch leitenden Platte 214 verbunden, die wiederum mit einer Seite des Schalters 114 verbunden ist. Die andere Seite des Schalters 114 ist elektrisch durch eine weitere elektrisch leitende Platte 216 mit der Elektrode 204 des Kondensators 108 verbunden. Die elektrischen Verbindungen sind durch Dickfilm-Ablagerungen gebildet. Es kann eine beliebige Anzahl kleiner Schalter verwendet werden, wie zum Beispiel die in US 6,385,031 und der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 09/946,249 mit Anmeldetag 5. September 2001. Der EFI kann zudem einen integrierten Schalter als Teil seines Aufbaus umfassen.
  • Die CDU 102 ist in Fig. 4 von unten gezeigt. Der Ableit-Widerstand 112 und der Lade-Widerstand 110 sind beide als Dickfilm- oder Dünnfilm-Widerstände auf der unteren Oberfläche 212 des Kondensators 108 angeordnet. Ein Ende 302 des Ableit-Widerstandes 112 ist elektrisch mit der Elektrode 204 verbunden, während das andere Ende 304 des Widerstandes 112 elektrisch mit der Elektrode 206 verbunden ist. Ein Ende 306 des Lade-Widerstands 110 ist elektrisch mit der Elektrode 204 verbunden, während das andere Ende 308 des Widerstands 110 elektrisch mit einem Kontakt 310 verbunden ist. Der Kontakt 310 dient der elektrischen Verbindung des Ladewiderstands 110 mit dem elektrischen Kabel 210.
  • Das Material und die Geometrie (Dicke, Breite) jedes Widerstands 110 und 112 werden so ausgewählt, daß ein gewünschter Flächenwiderstand erreicht wird, so daß die gewünschten Widerstandswerte für die Widerstände 110 und 112 erzielt werden. In anderen Ausführungsformen können anstelle von Dickfilm- oder Dünnfilmwiderständen andere Arten von Widerständen verwendet werden, die aufgetragen oder anders auf dem Gehäuse des Kondensators gebildet werden können.
  • Um die Widerstände auf der Oberfläche oder den Oberflächen des Kondensator-Gehäuses zu bilden, können eine Rille oder eine Kerbe in der äußeren Oberfläche des Kondensatorgehäuses gebildet werden, wonach Widerstandsmaterial auf die Rille oder Kerbe aufgebracht oder in diese eingeführt wird.
  • Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung der Schichten des Kondensators 108. Elektrisch leitende Schichten 312 sind mit der Elektrode 204 verbunden, während elektrisch leitende Schichten 314 mit der Elektrode 206 verbunden sind. In einigen Ausführungsformen sind die elektrisch leitenden Schichten 312 und 314 aus Metall gebildet, wie zum Beispiel Kupfer oder anderem elektrisch leitenden Metall. Zwischen den aufeinanderfolgenden Schichten 312 und 314 sind dielektrische Schichten vorgesehen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Schalter 114 (Fig. 2) als Überspannungs-Schalter ausgeführt. Wie in Fig. 6 gezeigt, umfaßt eine Ausführungsform des Überspannungs-Schalters 114 eine erste elektrisch leitende Schicht 402 und eine zweite elektrisch leitende Schicht 406. Eingebettet zwischen die beiden elektrisch leitenden Schichten 402 und 406 ist eine isolierende (dielektrische) Schicht 404. In einer Ausführungsform sind die elektrisch leitenden Schichten 402 und 406 aus Kupfer oder anderem elektrisch leitenden Metall gebildet. Die isolierende Schicht 404 kann auch aus Polyimidmaterial gebildet sein.
  • Die isolierende Schicht 404 weist eine Dicke und Dotierungskonzentration auf, die so gewählt ist, daß der Schalter 114 eine gewählte Spannungsdifferenz zwischen die elektrisch leitenden Schichten 402 und 406 anlegt. Sobald die Spannung einen vordefinierten Wert überschreitet, bricht die isolierende Wirkung der isolierenden Schicht 404 ein, so daß die elektrisch leitenden Schichten 402 und 406 elektrisch verbunden werden, wodurch der Schalter 114 geschlossen wird.
  • Gegebenenfalls kann die Durchbruchspannung der isolierenden Schicht 404 dadurch gesteuert werden, daß die Geometrie der überlappenden elektrisch leitenden Schichten 402 und 406 Spitzen aufweist, um den Potentialgradienten an den Spitzen zu erhöhen. Zudem kann ein hartes Metall wie Wolfram auf Kontaktflächen der elektrisch leitenden Schichten 402 und 406 aufgebracht werden, um ein Wegbrennen der elektrisch leitenden Schichten 402, 406 zu verhindern. Die Kontaktflächen sind vorgesehen, um die elektrisch leitenden Schichten 402 und 406 mit entsprechenden Leitungen zu verbinden. Das harte Metall schafft zudem einen effizienteren Schalter. Zur Erhöhung der Effizienz ist die Lücke zwischen den Spitzen klein, beispielsweise in der Größenordnung einiger tausendstel Zentimeter.
  • Fig. 7 zeigt einen anderen Schalter 114. Es handelt sich um einen getriggerten Schalter, der eine weitere elektrisch leitende Schicht aufweist, die mit einer Triggerspannung verbunden ist. Wie in Fig. 7 gezeigt, weist der getriggerte Schalter 114 obere und untere elektrisch leitende Schichten 410 und 414 zusätzlich zu einer mittleren elektrisch leitenden Schicht 412 auf. Isolierende Schichten 416 und 418 sind zwischen aufeinanderfolgenden elektrisch leitenden Schichten vorgesehen. Im Betrieb wird eine relativ zur Masse hohe Spannung mit einer schnellen Anstiegszeit an die Triggeranode 412 angelegt. Die Triggerspannung hat eine ausreichende Amplitude, um die isolierenden Schichten 416 und 418 zu durchbrechen, so daß eine elektrische Leitung zwischen der oberen und der unteren elektrisch leitenden Schicht 410 und 414 ermöglicht wird.

Claims (38)

1. Zündeinrichtung (22, 36) mit einer Energiequelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle eine Oberfläche und Elektroden aufweist und ein Widerstand (110, 112) auf der Oberfläche der Energiequelle gebildet und mit einem Ende elektrisch mit einer der Elektroden verbunden ist.
2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle einen Kondensator (108) umfaßt.
3. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine integrierte Kondensator-Auslösevorrichtung (102) vorgesehen ist, die den Kondensator (108) und den Widerstand (110, 112) umfaßt.
4. Zündeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die integrierte Kondensator-Auslösevorrichtung (102) einen Dickfilm-Schaltkreis umfaßt, der den Kondensator (108) und den Widerstand (110, 112) elektrisch miteinander verbindet.
5. Zündeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die integrierte Kondensator-Auslösevorrichtung (102) wenigstens eine weitere Komponente umfaßt, die durch den Dickfilm-Schaltkreis elektrisch angeschlossen ist.
6. Zündeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (110, 112) einen Ladewiderstand umfaßt, der durch Dickfilm- Ablagerung gebildet ist.
7. Zündeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schalter (114) vorgesehen ist, der elektrisch mit der Kondensator- Auslösevorrichtung (102) verbunden ist.
8. Zündeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisch mit der Kondensator-Auslösevorrichtung (102) verbundener Zündsatz vorgesehen ist.
9. Zündeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündsatz einen Zünder mit einer Halbleiterbrücke, einen Zünder mit einer explosiven Drahtbrücke oder einen Zünder (104) mit einer explosiven Folie umfaßt.
10. Zündeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (108) ein Gehäuse (202) umfaßt, das die Oberfläche definiert.
11. Zündeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (110, 112) elektrisch mit einer weiteren der Elektroden verbunden ist.
12. Zündeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand einen Ableit-Widerstand (112) zum Ableiten von Ladung aus dem Kondensator umfaßt.
13. Zündeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (108) ein Gehäuse (202) mit mehreren Oberflächen (212, 222) aufweist und ein zweiter Widerstand (110) vorgesehen ist, der auf einer der Oberflächen (212) des Gehäuses (202) des Kondensators (108) gebildet und mit einem Ende elektrisch mit einer der Elektroden verbunden ist.
14. Zündeinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Widerstand (110) ein zweites Ende zum Empfangen einer Ladespannung für den Kondensator (108) aufweist.
15. Zündeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kontakt (310) vorgesehen ist, der elektrisch mit dem zweiten Ende des zweiten Widerstands (110) verbunden ist.
16. Zündeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (108) ein Gehäuse (202) mit mehreren Oberflächen (212, 222) aufweist und auf einer der Oberflächen ein Schalter (114) vorgesehen ist, der einseitig mit einem Ende der Elektroden des Kondensators (108) verbunden ist.
17. Zündeinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (114) einen Überspannungs-Schalter umfaßt, der auf Anlegen einer vorbestimmten Spannung anspricht.
18. Zündeinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Überspannungs-Schalter mehrere elektrisch leitende Schichten (312, 314; 402, 406) und mindestens eine zwischen den elektrisch leitenden Schichten angeordnete isolierende Schicht (404) umfaßt.
19. Zündeinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (114) einen getriggerten Schalter umfaßt.
20. Zündeinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (114) wenigstens drei elektrisch leitende Schichten (410, 412, 414) und zwei isolierende Schichten (416, 418) aufweist, wobei jede isolierende Schicht (416, 418) zwischen zwei aufeinanderfolgenden elektrisch leitenden Schichten (410, 412, 414) angeordnet ist.
21. Zündeinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (114) eine zweite, mit einem Zündsatz (104) verbundene Seite umfaßt, wobei der Schalter bei Aktivierung Ladung vom Kondensator (108) an den Zündsatz (104) koppelt.
22. Zündeinrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündsatz (104) einen Zündsatz mit einer explosiven Folie umfaßt.
23. Zündeinrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündsatz (104) mit einer explosiven Folie auf einer der Oberflächen des Kondensators (108) angeordnet ist.
24. Zündeinrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß Sprengstoff (106) nahe dem Zündsatz (104) vorgesehen ist.
25. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle einen keramischen Kondensator (108) umfaßt.
26. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (110, 112) ein Dickfilm-Widerstand oder ein Dünnfilm-Widerstand ist.
27. Auslösevorrichtung für eine Zündeinrichtung (100), gekennzeichnet durch einen Kondensator (108), der ein Gehäuse mit einer Oberfläche aufweist, einen auf dem Gehäuse des Kondensators (108) gebildeten Widerstand (110, 112).
28. Auslösevorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (108) einen keramischen Kondensator umfaßt.
29. Auslösevorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (110, 112) einen Dickfilm-Kondensator umfaßt, der auf der Oberfläche gebildet ist.
30. Auslösevorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (110, 112) einen Dünnfilm-Kondensator umfaßt, der auf der Oberfläche gebildet ist.
31. Auslösevorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand einen Ladewiderstand (110) umfaßt, dessen eines Ende elektrisch mit einer ersten Elektrode des Kondensators (108) und dessen anderes Ende zum Empfangen einer Ladespannung elektrisch angeschlossen ist.
32. Auslösevorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisch zwischen die erste Elektrode und eine zweite Elektrode des Kondensators (108) geschalteter Ableitwiderstand (112) vorgesehen ist.
33. Verfahren zum Herstellen einer Zündeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (108) mit einem Gehäuse (202) mit einer Oberfläche (212, 222) bereitgestellt und ein Widerstand (110, 112) auf der Oberfläche (212, 222) des Gehäuses (202) des Kondensators (108) gebildet wird.
34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des Widerstandes (110, 112) elektrisch mit einer ersten Elektrode des Kondensators (108) verbunden ist.
35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ableit- Widerstand (110) zwischen die Elektroden des Kondensators (108) geschaltet wird, wobei der Widerstand einen Ladewiderstand (112) umfaßt.
36. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zündsatz (104) und ein Schalter (114) auf dem Kondensator (108) bereitgestellt werden, wobei der Schalter (114) Ladung vom Kondensator (108) auf den Zündsatz (104) koppelt.
37. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sprengstoff (106) nahe dem Zündsatz (104) bereitgestellt wird.
38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündsatz (104) aktiviert wird, um den Sprengstoff (106) zu zünden.
DE10255519A 2001-11-27 2002-11-27 Zündeinrichtung, Auslösevorrichtung für eine Zündeinrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Zündeinrichtung Withdrawn DE10255519A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US33358601P 2001-11-27 2001-11-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10255519A1 true DE10255519A1 (de) 2003-07-03

Family

ID=23303413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10255519A Withdrawn DE10255519A1 (de) 2001-11-27 2002-11-27 Zündeinrichtung, Auslösevorrichtung für eine Zündeinrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Zündeinrichtung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7549373B2 (de)
CA (1) CA2412192C (de)
DE (1) DE10255519A1 (de)
GB (1) GB2388420B (de)
NO (1) NO329154B1 (de)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8091477B2 (en) * 2001-11-27 2012-01-10 Schlumberger Technology Corporation Integrated detonators for use with explosive devices
US7021218B2 (en) * 2002-11-21 2006-04-04 The Regents Of The University Of California Safety and performance enhancement circuit for primary explosive detonators
US20060144278A1 (en) * 2004-12-20 2006-07-06 Schlumberger Technology Corporation Methods for Testing Single-Use Devices
US7874250B2 (en) * 2005-02-09 2011-01-25 Schlumberger Technology Corporation Nano-based devices for use in a wellbore
US7629604B2 (en) * 2005-11-10 2009-12-08 Schlumberger Technology Corporation Nano-based device and method
US20120180678A1 (en) * 2006-03-31 2012-07-19 Schlumberger Technology Corporation Seismic Explosive System
US9534875B2 (en) * 2007-10-23 2017-01-03 Excelitas Technologies Corp. Initiator
US7661366B2 (en) * 2007-12-20 2010-02-16 Schlumberger Technology Corporation Signal conducting detonating cord
US8359977B2 (en) 2008-12-27 2013-01-29 Schlumberger Technology Corporation Miniature shaped charge for initiator system
EP2670948B1 (de) 2011-02-03 2017-05-31 Baker Hughes Incorporated Vorrichtung zur überprüfung einer zünderverbindung
CA2955262C (en) * 2014-08-29 2018-10-16 Hunting Titan, Inc. High voltage explosive assembly for downhole detonations
BR112018011899A2 (pt) * 2016-10-07 2018-11-27 Detnet South Africa (Pty) Ltd tubo de choque condutor
US11078763B2 (en) 2018-08-10 2021-08-03 Gr Energy Services Management, Lp Downhole perforating tool with integrated detonation assembly and method of using same
US11994008B2 (en) 2018-08-10 2024-05-28 Gr Energy Services Management, Lp Loaded perforating gun with plunging charge assembly and method of using same
US10858919B2 (en) 2018-08-10 2020-12-08 Gr Energy Services Management, Lp Quick-locking detonation assembly of a downhole perforating tool and method of using same
CN111750751A (zh) * 2020-07-06 2020-10-09 深圳市开步电子有限公司 一种起爆电阻及其应用方法
AT524354B1 (de) * 2020-10-19 2022-04-15 Juergen Hoff Zündvorrichtung

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2247279A1 (de) * 1972-09-27 1974-04-04 Siemens Ag Verfahren zur kontaktierung und/oder verdrahtung von elektrischen bauelementen
US4421030A (en) * 1981-10-15 1983-12-20 The Boeing Company In-line fuze concept for antiarmor tactical warheads
US4538088A (en) * 1983-08-11 1985-08-27 Reynolds Industries, Inc. Spark gap device
SE456939B (sv) * 1987-02-16 1988-11-14 Nitro Nobel Ab Spraengkapsel
US5309841A (en) * 1991-10-08 1994-05-10 Scb Technologies, Inc. Zener diode for protection of integrated circuit explosive bridge
US5179248A (en) * 1991-10-08 1993-01-12 Scb Technologies, Inc. Zener diode for protection of semiconductor explosive bridge
US5444598A (en) * 1993-09-29 1995-08-22 Raymond Engineering Inc. Capacitor exploding foil initiator device
US5847309A (en) * 1995-08-24 1998-12-08 Auburn University Radio frequency and electrostatic discharge insensitive electro-explosive devices having non-linear resistances
US6199484B1 (en) * 1997-01-06 2001-03-13 The Ensign-Bickford Company Voltage-protected semiconductor bridge igniter elements
US5731538A (en) * 1997-02-19 1998-03-24 The Regents Of The University Of California Method and system for making integrated solid-state fire-sets and detonators
DE19756603C1 (de) * 1997-12-18 1999-06-24 Siemens Ag Integrierte Schaltungsanordnung mit einem Kondensator und einem Zündelement sowie Verwendung einer solchen Schaltungsanordnung
DE19756563C1 (de) * 1997-12-18 1999-08-19 Siemens Ag Integrierte Schaltungsanordnung zum Aufheizen von Zündmaterial sowie Verwendung einer solchen integrierten Schaltungsanordnung
CA2345387C (en) * 1998-09-24 2005-01-25 Schlumberger Technology Corporation Detonators for use with explosive devices
US6356455B1 (en) * 1999-09-23 2002-03-12 Morton International, Inc. Thin integral resistor/capacitor/inductor package, method of manufacture
US6324979B1 (en) * 1999-12-20 2001-12-04 Vishay Intertechnology, Inc. Electro-pyrotechnic initiator
DE10139707A1 (de) * 2001-08-11 2003-02-20 Philips Corp Intellectual Pty Leiterplatte
US6911373B2 (en) * 2002-09-20 2005-06-28 Intel Corporation Ultra-high capacitance device based on nanostructures

Also Published As

Publication number Publication date
NO20025678D0 (no) 2002-11-26
GB0226950D0 (en) 2002-12-24
GB2388420B (en) 2004-05-12
NO329154B1 (no) 2010-08-30
US20040003743A1 (en) 2004-01-08
US7549373B2 (en) 2009-06-23
NO20025678L (no) 2003-05-28
CA2412192C (en) 2007-04-10
CA2412192A1 (en) 2003-05-27
GB2388420A (en) 2003-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19983586B4 (de) Zünden von Sprengeinrichtungen
DE10255519A1 (de) Zündeinrichtung, Auslösevorrichtung für eine Zündeinrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Zündeinrichtung
DE2827597C2 (de) Vorrichtung zum Zertrennen von Rohren in einem Bohrloch
DE4218881C2 (de) Verzögerungszünder
DE19983440B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung von seismischer Energie in unterirdischen Formationen
DE3022654C2 (de) Schneidvorrichtung für Rohrleitungen
EP1164349B1 (de) Zündeinrichtung für eine Insassenschutzvorrichtung eines Kraftfahrzeugs
CH635673A5 (de) Elektrisches anzuendelement.
DE2604435A1 (de) Nicht-elektrische, zweifach verzoegernde sprengloch-ausfahrleitung
DE19628288A1 (de) Zweifach redundantes Detonationssystem für Ölbrunnenperforatoren
CH674570A5 (de)
DE102005031673A1 (de) Initialsprengstofffreies Zündsystem
DE112017007928T5 (de) Sprengkapselbaugruppe für einen transportierbaren Bohrlochperforator
DE3003172A1 (de) Pyrotechnische anordnung
DE112010003824T5 (de) Sprengpatrone, Sprengeinrichtung und Sprengverfahren
EP0845652A2 (de) Sprengkette
DE112013006659B4 (de) Plasmaspaltzündvorrichtung mit neuartigem Zündsystem
DE102013011404A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Leistungssteuerung eines Wirksystems
DE2951113A1 (de) Verfahren zur erzeugung einer elektrischen detonatoreinheit
DE4131612A1 (de) Pyrotechnische vorrichtung zur herstellung von materiestrahlen sehr hoher geschwindigkeiten
DE1796082B1 (de) Zuender fuer die punktfoermige Initiierung von Sprengladungen
DE1927519C3 (de)
DE60203596T2 (de) Ölbohrlochperforator
DE2714279C3 (de) Sprengsystem
EP0963539A1 (de) Sprengperforationsvorrichtung für bohrlöcher

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
R016 Response to examination communication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20120601