DE1102675B

DE1102675B - Hohlladungs-Schiessgeraet zum Perforieren der Bohrlochverrohrung

Info

Publication number: DE1102675B
Application number: DEP12407A
Authority: DE
Inventors: Jacques H Castel
Original assignee: Pan Geo Atlas Corp
Current assignee: Pan Geo Atlas Corp
Priority date: 1953-07-28
Filing date: 1954-07-27
Publication date: 1961-03-23

Description

Hohlladungs-Schießgerät zum Perforieren der Bohrlochverrohrung Die Erfindung betrifft ein Hohlladungs-Schießgerät zum Perforieren (Lochen) der Bohrlochverro:hrung, insbesondere für Zwecke der Erdölgewinnung, mit einem zylindrischen Gehäusekörper, der eine Mehrzahl von quer zu seiner Längsachse sich erstreckenden, hinten geschlossenen Hohlräumen aufweist, in welchen die mit einer Zündvorrichtung verbundenen Hohlladungen angeordnet sind.
Derartige Schießgeräte sind bekannt. Die bekanntem Schießgeräte zum Perforieren derBohrlochverrohrung haben den Nachteil, daß sie verhältnismäßig viel Raum benötigen und einen großen Durchmesser aufweisen, so daß se nicht durch ein übliches Einsatzrohr von etwa 5 cm lichter Weite in das Bohrloch herabgelassen werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zum Perforieren (Lochen) der Bohrlochverrohrung zu schaffen, welches durch ein übliches Einsatzrohr von etwa 5 cm lichter Weite in das Bohrloch herabgelassen werden kann. Trotz seiner Kleinheit im Durchmesser soll das Gerät eine sichere Perforation ermöglichen; es muß ferner imstande sein, den im Bohrloch herrschenden Drücken zu widerstehen.
Dies bedeutet, daß eine Mehrzahl teilweise widerspruchsvoller Forderungen erfüllt werden muß 1. Die Durchschlagskraft soll genügend groß sein. 2. Der Außendurchmesser des Gerätes soll klein sein.
3. Das Gerät soll gegen hohe Außendrücke widerstandsfähig sein.
4. Die Sprengladungen und deren Zündeinrichtungen müssen vor dem Zutritt -der Bohrlochflüssigkeit geschützt sein.
Die Problemlösung beruht auf der Vereinigung der folgenden Maßnahmen: 1. Es werden Hohlladungen mit Strahlwirkung verwendet.
2. Die Hohlladungen sind so angeordnet, daß sich vor ihrer trichterförmigen Höhlung ein freier Raum befindet, der zur Entfaltung .der Strahlwirkung erforderlich eist.
3. Das Gehäuse enthält einen. zylindrischen Gehäusekörper, der die Hohlladungen aufnimmt und imstande ist, den von außen einwirkenden Druckkräften zu widerstehen. Er besteht aus sprödem, bei der Detonation in kleine Stücke zerfallendem Matenial. Der Gehäusekörper weist fol:gemde Merkmale auf: a) Die Hohlladungen sind im Abstand voneinander angeordnet, so daß zwischen ihnen ungeisehwächte Wandungsteile entstehen, die den von außen einwirkenden Druck aufnehmen. b) Der die Sprengladung aufnehmende Hohlraum ist nach vorn hin abgedeckt, um die von außen einwirkenden Druckkräfte aufzunehmen.
c) In dieser Abdeckung befindet sich eine Bohrung; ohne das Vorhandensein der Bohrung wäre die erforderliche Durchschlagskraft nicht gewährleistet.
4. Der Gehäusekörper mit den Ladungen und der Zündeinrichtung ist von einem dünnen, dichtenden Abdeckrohr aus sprödem Material umgeben, welches die Sprengladungen und die Zündeinrichtungen vor dem Zutritt der Bohrlochflüssigkeit schützt. Dieser Rohrmantel ist zu dünn, um selbst äußere Druckkräfte aufzunehmen; er stützt sich daher auf dem Gehäusekörper ab. Der Rohrmantel sorgt also lediglich für die Dichtung, während der Gehäusekörper die über die Dichtung auf ihn einwirkenden Druckkräfte aufnimmt.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt Fig. 1 einen Lochungsapparat von geringem Durchmesser gemäß der Erfindung, der in ein verrohrtes Bohrloch zur Durchlochung der Bohrlochwandung unterhalb eines Rohrstrangs von geringem Durchmesser niedergebracht worden ist, welch letzterer in das Bohrloch bis oberhalb der zu durchlochenden Zone eingelassen worden ist, Fig. 2 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, einer bevorzugten Ausführungsform des Lochungsapparates gemäß der Erfindung, Fig. 3 eine schaubildliche und auseinandergezogene Darstellung in vergrößertem Maßstabs welche die Anordnung der Teile einer Ausführungsform des Trägers oder Körpers eines Lochungsapparates gemäß der Erfindung bilden, Fig. 4 A, 4 B und 4 C in der angegebenen Reihenfolge endweise aneinandergefügt in Seitenansicht und teilweise im Schnitt Einzelheiten bestimmter Merkmale der bevorzugten Ausführungsform des in Fig.2 gezeigten Lochungsapparates, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 der Fig.4 C im d Fig.6 und 7 eine Seitenansicht bzw. eine Schnittansicht nach der Linie 7-7 der Fit,. 6 °einer abgeänderten Konstruktion bestimmter Teile des Lochungsapparates.
In Fig.l ist der allgemein mit 10 bezeichnete Lochungsapparat gemäß der Erfindung in ein Bohrloch 11 eingelassen gezeigt, das in das Erdreich gebohrt worden ist und sich in oder durch eine ölzuführende Zone erstreckt, die mit 12 bezeichnet ist. Wie gezeigt, ist das Bohrloch 11 durch eine Verrohrung 13 ausgekleidet, die in das Bohrloch eingelassen und in dieser einzementiert worden ist.
In das Bohrloch ist ferner ein Rohr 14 von geringem Durchmesser eingelassen, das sich von der Tagesoberfläche bis zu einer Stelle oberhalb der ölzuführenden Zone 12 erstreckt. Wie gezeigt, ist das untere Ende 14a des Rohres 14 glockenförmig ausgebildet und gegen den oberen Teil des Bohrloches durch eine Packung 15 abgedichtet, die zwischen dem Rohr 14 und der Verrohrung 13 angeordnet ist. Der Lochungsapparat 10 ist im Bohrloch 11 durch ein Stahlmanteltragkabel 16 aufgehängt, das eine oder mehrere elektrisch isolierte Leitungen enthält. Für diesen Zweck ist das Tragkabel 16 am oberen Ende des Lochungsapparates 10 befestigt, wie nachstehend näher beschrieben, wobei das Tragkabel an der Tagesoberfläche über eine Ralle bzw. ein Meßrad 17 gelegt ist, das von einer nicht gezeigten Kabeltrommel beliefert wird, während die Leitungen mit einer nicht gezeigten elektrischen Stromquelle verbunden sind, wie in der Bohrtechnik üblich. Im allgemeinen hat das Rohr 14, durch welches der Lochungsapparat 10 hindurchgelassen werden muß, um die zu durchlochel:de Zone zu erreichen, einen Innendurchmesser von annähernd 5 cm, so daß der maximale Außendurchmesser .des Lochungsapparates 4 cm nicht übersteigen darf. Dieses Verhältnis der Abmessungen zwischen dem Innendurchmesser der Bohrlochverrohrung und .dem Durchmesser des Lochungsapparates liegt der nachfolgenden Beschreibung zugrunde.
Fi:g.2 zeigt einen vollständig zusammengebauten Lochungsapparat, bei welchem der durch die Klaminer 18 bezeichnete Teil die explosiven Lochungsladungen enthält und sich selbst verbraucht, während der mit der Klammer 19 bezeichnete Teil wieder verwendbar ist und den Teil 18 mit dem Tragkabel 16 verbindet.
Der Abschnitt 19 umfaßt eine Seilhülse und Fangglocke 21, die im allgemeinen aus Stahl besteht und innerhalb welcher der Kabelmantel verankert ist, z. B. mit Hilfe von Lagerweißmetall od..dgl., wie bei 22 gezeigt. Eine innerhalb des Tragkabels angeordnete elektrische Leitung 23 erstreckt sich durch die Glocke 21 zum Kontaktstück 24, von welchem ein federbelasteter Kontaktstift 25 absteht. Die Glocke 21 ist an einem Einsatzstück 26 befestigt, das im @allgemeinen ebenfalls aus Stahl besteht und beispielsiveise, wie bei 27 gezeigt, in die Glocke 21 eingeschraubt ist, wobei zwischen der Glocke 21: und dem Einsatzstück 26 eine flüssigkeitsdichte Abdichtung, beispielsweise durch einen Dichtungsring 28, vorgesehen ist. Das Einsatzstück 26 ist mit einer Mittelbohrung 29 ausgebildet, durch welche sich die elektrischen Leitungen 31 und 32, welche gegeneinander und gegen das: Einsatzstück 26 isoliert sind, erstrekken. Die Leitung 31 ist mit einer Klemme 33 verbunden, welche auf einer Scheibe 34 aus Isoliermaterial angeordnet ist, wobei die Klemme 33 zusammen mit dem Kontaktstift 25 den Stromkreis von der Leitung 31 zur Leitung 23 des Tragkabels 16 vervollständigt. Die Leitung 32 ist z. B. an der Klemme 35 geerdet. Der bisher beschriebene Teil des Apparates kann aus dem Bohrloch mittels des Kabels 16, nachdem die Durchlochungsladungen im Teil 18 zur Detonation gebracht worden sind und der Teil 18 vom Abschnitt 19, wie nachstehend näher beschrieben, getrennt worden ist, herausgezogen werden.
Der in Fig. 2 mit der Klammer 18 bezeichnete Teil weist, wie gezeigt, einen allgemein mit 36 bezeichneten länglichen zylindrischen Körper oder Träger auf, der zweckmäßig aus einer Anzahl zylindrischer Abschnitte 37 hergestellt ist, von denen jeder aus einem massiven spröden Material, wie Glas, Preßmasse, Keramik od. dgl., besteht. Um den Zusammenbau der Teile 37 zu erleichtern, sind sie vorzugsweise mit geeigneten Eingriffselementen ausgebildet, so daß sie zur Bildung-,des länglichen Körpers oder Trägers axial miteinander in Ausfluchtung gebracht werden können. Beispielsweise können die Abschnitte 37 an einem Ende mit einem überstehenden Ansatz 38 versehen sein und ari ihrem anderen Ende mit einer entsprechenden Ausnehmung 39, wie sich am besten in Fig. 3 und 4 ergibt.
Der Körper 36 ist in Abständen in seiner Längsrichtung mit einer Vielzahl von Aussparungen 41 ausgebildet, die sich in seiner Querrichtung erstrecken. Jede der Aussparungen 41 erstreckt sich über einen wesentlichen Teil des Körpers 36 und endet mit einem Teil 42 von verringertem Querschnitt. Wie gezeigt, verläuft die Achse jeder der Aussparungen 41 senkrecht zur Längsachse des Körpers oder Trägers 36, wobei es jedoch nur erforderlich ist, d@aß die Aussparungen 41, quer oder annähernd quer zum Körper verlaufen und die Achse des Apparats mit einem beliebigen Winkel von etwa 45 bis 90° schneiden können.
Innerhalb der Aussparungen sind explosive Durchlochungslad-ungen, die allgemein mit 43 bezeichnet sind, in der Weise angeordnet, daß ihre Lochungsenden zu den offenen oder breiteren Emden der Aussparung gerichtet sind. Wie gezeigt und für die Zwecke -der Erfindung bevorzugt, sind die Durchlochungsladungen 43 geformte Körper 44 von hochexplosivem Sprengstoff, die mit Eintiefungen 45 versehen sind, die mit nichtexplosivem Material 46 ausgekleidet sind, welches aus Glas oder Preßstoff und vorzugsweise aus einem Metall, wie Kupfer, Aluminium, Blei oder Stahl, bestehen kann. Diese geformten ausgekleideten und mit einer Eintiefung ausgebildeten Sprengstoffladungen und ihre Verwendung in Vorrichtungen für das Durchlochen von Bohrlochwänden mit Hilfe .des sogenannten Strahleffektes oder Munroe-Effektes sind bekannt und werden daher hier nicht näher beschrieben.
Bei der in Fig. 2, 3, 4 und 5 gezeigten bevorzugten Ausführungsform, der Erfindung dient jeder der Abschnitte 37 zur Aufnahme einer der Durchlochungsladungen 43, wobei jeder Abschnitt 37 nur eine Länge zu haben braucht, die für !die Aufnahme eines geeigneten Gehäuses für d-ie Ladung 43 erfo'rde'rlich ist. Zur Bildung des Körpers oder Ladungsträgers 36 kann jede beliebige Zahl von Abschnitten 3#7 zusammengebaut werden, wobei eine maximale Zahl von Durchlochungen bei einem Mindestmaß an Gesamtlänge -des Lochungswerkzeugs erzielt werden kann.
In der Oberfläche des Körpers oder Trägers 36 ist über seine gesamte Länge eine Nut 47 ausgebildet, 'die jede der Aussparungen 41 an ihren 'den Lochungsenden der Ladungen 43 entgegengesetzt liegenden Teilen 42 schneidet oder nahezu schneidet. Wie gezeigt, schneidet die Nut 47 bzw. steht sie -in offener Verbindung mit den Aussparungen 41, jedoch kann eine dünne Wand aus dem Material des Körpers 36, wenn gewünscht, zwischen den Aussparungen 41 und der Nut 47 belassen werden. Die Nut 47 dient zur Aufnahme einer Detonationsschnur 48, durch welche die Ladungen 43 unter Zwischenschaltung einer kleinen Zündladung 49 aus Explosivstoff zwischen den Explosivstoffkörpern 44 und der Detonationsschnur 48 zur Detonation gebracht werden können.
Um die Lochungen in winkeligem Abstand voneinander zu erzielen, sind einander benachbarte Aussparungen 41 im Winkel zueinander angeordnet, so daß die- Nut 47, die 'die Enden 42 der Aussparungen 47 schneidet, in bekannter Weise eine Schraubenlinie in der Oberfläche des Körpers oder Trägers beschreibt. Wie in Fig. 2, 3 und 4 gezeigt, beträgt der, Winkelabstand der Aussparungen 41 90°, und jeder der Abschnitte 37 ist mit einem Segment der Spiralnut 47 in seiner Oberfläche und über seine ganze Länge versehen. Wenn daher eine Vielzahl von Abschnitten endweise 'durch Zusammenfügen der Ansätze 38 mit den Ausnehmungen 39 zusammengefügt werden, können die Segmente der Nut 47 zur Bildung einer ununterbrochenen Spirale miteinander ausgefluchtet werden, wobei die Öffnungen der Aussparungen 41 in einem Winkelabstand von 90° zueinander zu liegen kommen. Die zusammengefügten Abschnitte 37 werden aneinander durch geeignete Mittel befestigt, beispielsweise 'durch versenkbare Schrauben 51, wie gezeigt, oder durch eingetriebene Stifte, Bajonettverschlüsse, Gewinde u. dgl. Wenn eine große Anzahl Lochungen gleichzeitig vorgenommen werden soll, kann es wünschenswert sein, zwei oder mehrere Gruppen zusammengefügter Abschnitte 37 in einem einzigen Lochungsapparat 10 zu verbinden. Ferner kann es unter bestimmten Verhältnissen wünschenswert sein, Lochungen oberhalb und unterhalb eines engelochten Abschnitts der Bohrlochwandung vorzunehmen. Für diesen Zweck ist eine Verbindungseinheit 52 (Fig. 2 und 413) vorgesehen. Die Verbindungseinheit 52 ist ein ho'h'ler Körper aus Aluminium, Messing oder einem anderen geeigneten Material von ausreichender Wandstärke, so daß erden auftretenden Drücken Widerstand leisten kann. Ein Ende 'der Verbindungseinheit 52 ist, wie bei 53 gezeigt, zur Aufnahme der Ansätze 3& der Abschnitte 3,7 ausgebildet, während das entgegengesetzte Ende, wie bei 54 gezeigt, für den Eingriff mit 'der Ausnehmung 39 abgesetzt ist. Die maximale Außenabmessung der Einheit 52 ist nicht größer, als diejenige ,dies vollständigen Lochungsapp,arats 10.
Der Lochungsapparat 10 endet mit einem Verschlußstopfen 55, der aus einem geeigneten Material, gewöhnlich Metall, wie Aluminium, Messing oder Stahl, bestehen kann. Der Abschlußstopfen kann massiv sein, ist jedoch vorzugsweise hohl und an einem Ende, wie in Fig. 2 und 4C gezeigt, geschlossen, wobei seine Wanddicke nicht stärker gehalten ist, als unter den auftretenden Drücken erforderlich.- Das offene Ende 56 des Abschlußstopfens 55 ist für den Eingriff mit den Ausnehmungen 39 der Abschnitte 37 mit einem verringerten Durchmesser ausgebildet.
Die zusammengebauten Teile,des sich verbrauchenden Teils 18 des Lochungsapparates sind am Einsatzstück 26 durch einen Metallring 57 befestigt, der in einem abgesetzten Teil 58 des Einsatzstücks 26 und auf einem Verbindungsstück 59 sitzt. Das Verbindungsstück 59 besteht aus dem gleichen spröden Material wie die Körperabschnitte 37 und ist mit einem Ansatz 6'1 und einer Ausnehmung 6'2 versehen, die den Ansätzen 38 und den Ausnehmungen 39 entsprechen. Der Ring 57 ist am Einsatzstück 26 und iam Verbindungsstück 59, das seinerseits an einem der Körperabschnitte 37 in der gleichen Weise, wie die Abschnitte 37 aneinander befestigt sind, z. B. durch versenkbare Schrauben 51, befestigt.
In der Oberfläche des Verbindungsstücks 59 sind eine besondere Umfangsnut 63 sowie eine Längsnut 64 (Fig. 4A) vorgesehen, die beide für 'die Aufnahme der Detonationsschnur 48 bestimmt sind. Die Ausnehmung 62 dient für den Eingriff mit dem Ansatz 38 des obersten Körpenabschnittes, während der Ansatz 61 in den Ring 57 eingreift.
Innerhalb des Ringes 57 ist ein Ende der Detonationsschnur 48 an einer Sprengkapsel 65 üblicher Art, die elektrisch zur Entzündung gebracht werden kann, mit s"cherer Vereinigung befestigt. Die Leitungen 'der Sprengkapsel 65 sind mit den vorerwähnten Leitungen 31 und 3'2 verbunden.
Von; der Sprengkapsel 65 aus liegt 'die Detonationsschnur 48 innerhalb der Nut 64 des Verbindungsstücks 59, und eine Windung 66 der Detonationsschnur 48 folgt der Umfangsnut 63. Vom Verbindungsstück 59,aus ist die Detonationsschnur 48 längs der Spiralnut 47 über 'die ganze Länge 'des Körpers 36 weitergeführt und endet im Abschlußstopfen 55, innerhalb welchem 'die Detonationsschnur 48 mindestens einmal zurückgebogen ist, wie bei 67 gezeigt. Innerhalb jeder der Einheiten 52, falls solche verwendet werden, ist eine zusätzliche Länge 68 der Detonationsschnur oder eine 'andere geeignete kleine Menge Explosivstoff festgemacht und so angeordnet, daß sie durch die Detonationsschnur 48, die durch das hohle Innere der Einheit 52 geführt ist, zur Entzün'dung gebracht wird.
Die zusammengebauten Teile vom unteren Ende des Einsatzstücks 26 bis zum Abschlußstopfen 55 sind von einem dünnwandigen Rohr 69, vorzugsweise aus Aluminium, Messing oder Stahl, umgeben. Das Rohr 69 kann sich über die ganze Länge .der zusammengefügten Teile erstrecken oder aus zwei oder mehreren Abschnitten, die voneinander durch die Einheit 52 getrennt sind, bestehen. Die Enden des Rohrs 69 (oder dessen gesonderte Längen) sind um Einsatzstück 26, am Abschlußstopfen 55 und an 'den Einheiten 52 befestigt, welche Teile in jedem Falle mit Teilen 26a, 55a un(d 52 a von geringerem Durchmesser versehen sind, auf denen das Rohr 69 mit enger Passung sitzt. Das Rohr 69 kann an den erwähnten Teilen durch beliebige geeignete Mittel, beispielsweise durch versenkte Schrauben 71 oder durch Sicken des Rohres, in einer entsprechenden Eintiefung oder Nut, wie bei 72 gezeigt, befestigt werden. An jeder Stelle, ian der das Rohr 69 an anderen Teilen des Apparates befestigt ist, ist eine flüssigkeitsdichte Abdichtung vorgesehen, die beispielsweise, wie bei 73 gezeigt, aus einem in eine Nut eingesetzten Dichtungsring bestehen kann. Die Aufgabe des Rohres 69 besteht darin, den zusammengefügten Teilen zusätzliche Festigkeit und Steifigkeit und eine Abdichtung gegen die Flüssigkeiten im Bohrloch zu vermitteln. Gleichzeitig wird Idas Rohr so dünn wie möglich gehalten, so daß es weitgehend zerkleinert wird, wenn der Apparat zur Entzündung gebracht wird und im Bohrloch eine Mindestmenge an Resten verbleibt. Aluminium ist als Material für das Rohr 69 bevorzugt, da dieses Metall mehr oder weniger spröde ist und bei der Detonation der verwendeten Explosivstoffe leicht in Bruchstücke zerfällt. Außerdem können die im Bohrloch verbleibenden Aluminiumbruchstücke leicht durch die Säuren zerstört werden, die im allgemeinen in Bohrlöchern verwendet werden, oder wenn keine Säure verwendet wird, wird' das Aluminium durch das sich gewöhnlich -an der Sohle des Bohrloches ansammelnde Salzwasser angegriffen und eliminiert.
Da das dünnwandige Rohr 69 für sich selbst keine ausreichende Festigkeit hat, um selbst den niedrigsten bei der Verwendung eines Lochungsapparates der beschriebenen Art auftretenden hydrostatischen Drücken Widerstand leisten zu können, ist es wesentlich, d'aß das Rohr 69 über einen so großen Teil seiner Oberfläche abgestützt ist wie möglich. Dies kann dadurch geschehen, daß die Außenabmessungen aller Teile fies durch das Rohr 69 umgebenen Apparates innerhalb enger Toleranzen gehalten werden, so d!aß sie mit enger Passung innerhalb des Rohres 69 sitzen.
Jede der Aussparungen 41 weist jedoch eine verhältnismäßig große Fläche auf, die keine Abstützung für das Rohr 69 bildet. Um dies zu vermeiden und um den Lochungsapparat gemäß :der Erfindung widerstandsfähig gegen hohe Drücke zu machen, sind für die Abdeckung der Aussparungen 41 besondere Versteifungsdeckel 74 vorgesehen. Diese Versteifungsdeckel 74 haben die Form eines Zylindersegments, dessen Außendurchmesser gleich dem Außendurchmesser des Körpers 36 (oder der Abschnitte 37) sind. Für das Aufbringen der Deckel 74 wird der Körper 36 (bzw. der Abschnitt 37) für einen Teil seines Umfangs um jede Aussparung 41 herum, wie bei 75 in Fig.3 gezeigt, auf eine Tiefe ausgeschnitten, die gleich der Dicke des Deckels 74 ist.
Um eine Verringerung des durch die Durchlochungs-Iadungen 43 erzielbaren Durchdringungsgrades durch die Notwendigkeit, daß die Versteifungsdeckel 74 durchschlagen werden müssen, zu vermeiden, sind in den Deckeln 74 in Ausfluchtung mit den Durchlochungsenden der Ladungen 43, d. h. auf den Achsen der Eintiefungen 45, Öffnungen 76 ausgebildet. Durch die Zwischenschaltung der Deckel 74 zwischen :den Ladungen 43 und dem Rohr 69 wird notwendigerweise auch der für diese geformten Ladungen verfüghare wirksame Abstandsraum verringert, was zu einer entsprechenden Herabsetzung der Wirksamkeit der Lochungswirkung des Strahles führt. Um diesen Abstandsraum, der sonst verlorengehen würde, soweit als mcglich wiederzugewinnen, sind die Öffnungen 76 in den Deckeln 74 verjüngt ausgebildet und auf der Innenseite der Deckel 74 größer in der Weise, daß sie in Richtung nach außen in ihrer Größe abnehmen. wie bei 77 dargestellt. Auf diese Weise wird der maximale Abstandsraum für die mit geformten Hohlräumen versehenen Lochungsladungen 43 erzielt, ,wobei eine geringstmögliche Fläche der Wand` :des Rohres 69 urabgestützt bleibt.
Im Betrieb wird der beschriebene Lochungsapparat in das Bohrloch durch das Einsatzrohr eingelassen und in der Höhenlage der zu lochenden Zone in der üblichen Weise gehalten. Hierauf wird eine Stromquelle, die sowohl eine Wechselstromquelle als auch eine Gleichstromquelle sein kann, mit der Leitung 23 des Tragkabels 16 an der Tagesoberfläche verbunden, wodurch ein Stromkreis vervollständigt wird, der über die Leitung 23, :den Kontakt 24, den Stift 25, die Klemme 33 ,. die Leitung 31, die Sprengkapsel 65, die Leitung 32 und. die Klemme 35 zur Masse verläuft. Durch das Schließen :des Stromkreises wird die Sprengkapsel 65 -und damit die! Detonationsschnur 48 zur Entzündung gebracht, welche ihrerseits -alle Ladungen 43 praktisch geichzeitig zur Detonation bringt. Die mit geformten Hohlräumen versehenen Ladungen 43 erzeugen Strahlwirkungen, welche durch den Abstandsraum zwischen den Ladungen 43 und dem Rohr 69 wirksam werden, die verrohrte Bohrlochwandung 13, (durchlochen, den Zement außerhalb der Verrohrunb durchdringen und in das umgebende Gestein eindringen. Der erzielte Durchdringungsgrad ist gleich oder annähernd gleich demjenigen, der bei Verwendung der üblichen Strahllochungsapp:arate von mindestens zweifacher Größe des Apparates gemäß der Erfindung erreichbar ist. Dieses überraschende Ergebnis wird durch die Konstruktion gemäß der Erfindung ermöglicht, welche die Verwendung einer verhältnismäßig großen Ladung trotz des geringen Durchmessers des Apparates gestattet.
Ebenfalls gleichzeitig mit der Detonation :der Lochungsladungen 43 kommen die kleinen Mengen Explosivstoff, welche :durch,' die Windung der Detonationsschnur 66, :die Schleife 67 und die zusätzliche Schnur 68 gebildet werden, zur Detonation. Hierdurch wird der sich verbrauchende Teil 18 des Lochungsapparates abgetrennt und die Zerkleinerung der schwereren Teile :des Apparates, insbesondere des Abschlußstopfens 55 und der Einheiten 52, unterstützt. Die Detonation der Schnur 48, :die sich in der tangential zur Innenwand des Rohres 69 verlaufenden Nut 47 befindet, vollendet zusammen mit der Detonation der Lochungsladungen 43 die völlige Zerkleinerung dies Restes :des Apparates.
Der wiederverwendbare Teil 19 des Apparates kann hierauf mit Hilfe des Tragkabels 16 wieder aus dem Bohrloch hochgezogen werden.
Diese Wirkungsweise ergibt ein Minimum an unerwünschten Resten im Bohrloch, und die verbliebenen Bruchstücke sind klein und praktisch unschädlich. Es ist jedoch wichtig, daß kleine :Mengen Sprengstoff innerhalb des Rohres 69 in der Nähe derjenigen Teile des Rohres oder anderer Teile des Apparates vorgesehen sind, die sich nicht in unmittelbarer Nähe der Detonationsschnur 48 oder der Ladungen 4.3 befinden. Selbstverständlich können auch andere Formen von Sprengstoffen die für diesen Zweck beschriebenen Teile der Detonationsschnur ersetzen.
Als Ausführungsbeispiel wurde für die Zwecke der Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung ein Lochungsapparat im wesentlichen nach den in Fig. 4 gezeigten Art gebaut. Der Außendurchmesser dieses Apparates betrug 4 cm, wobei zu erwähnen ist, !däß F ig. 4 der Zeichnungen eine maß,stäbliche Zeichnung .dieses Apparates darstellt, mit der Ausnahme, daß die Wanddicke des Aluminiumrohres 69 bei dem hergestellten Apparat nur 0,8 mm betrug. Der Apparat wurde einer Erprobung unterzogen, wobei sich ergab, daß er ohne Beschädigung hydrostatischen Außen--drücken von 700 kg/cm2 standhalten, kann. In den Fällen, in denen höhere Drücke vorkommen, kann eine zusätzliche Festigkeit dadurch erreicht werden, daß das Aluminiumrohr durch ein Messingrohr ersetzt wird. Zum Vergleich wurde festgestellt, daß ein hohler strahlhildender Lochungsapparat mit einem Aluminiumrohr vonl 4 cm Außendurchmesser, jedoch von einer vierfachen Wanddicke, :d. h. 3,2 mm, nur einem hydrostatischen Druck bis zum 280-kg/em2 standhalten kann. Hieraus ergibt sich, daß die Verwendungsfähigkeit des Apparates gemäß der Erfindung unteraußerordentlich hohen Drücken durch seine besondere beschriebene Konstruktion bedingt ist, insbesondere durch die Abstützung,des dünnwandigen Rohres durch die zylindrischen Körperabschnitte, :da, wie ohne weiteres festgestellt werden, kann, ein Aluminiumrohr von nur 0,8 mm Wanddicke ohne Abstützung bei einem Druck von nur wenigen kg/cm2 zusammengedrückt werden würde.
Die vorangehend beschriebene Konstruktion ist im allgemeinen bevorzugt, es sind jedoch Abänderungen von ihr möglich und können in manchen Fällen aus Gründen der Sparsamkeit oder anderen Gründen wünschenswert sein. Beispielsweise können die einteiligen Körperabschnitte 37: durch zweiteilige Abschnitte, wie in Fig. 6 und 7 gezeigt, ersetzt werden. In :diesem Falle besteht der längliche Träger oder Körper 36 aus Körperabschnitten 137, von denen jeder aus sich ergänzenden Teilen 137m und 137b besteht. Die Teile 137a und 137b sind im wesentlichen von halbzyliindrischer Form und können entweder massiv oder von einer gewünschten den Festigkeitserfordernissen des Apparates entsprechenden Wanddicke sein. Bei dem in F ig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Teile 13:7a. und 137b mit verhältnismäßig dicken Wänden dargestellt und schließen nach dem Zusammenbau eine Mittelöffnung 13,7c ein. Die Körperabschnitte 137 können aus einem beliebigen Material, beispielsweise aus Metallen, wie Aluminium, Messing oder Stahl, bestehen oder aus Preßstoff, Glas, Keramik od. dgl. hergestellt sein. Mehr oder weniger spröde Stoffe, wie Aluminium, Preßstoff, Glas oder Keramik, sind aus 'den vorerwähnten Gründen bevorzugt.
Die Körperabschnitte 137 sind mit entsprechenden Eingriffselementen ausgebildet, um sie beim Zusammenbau im Träger 36 in axiale Ausfluchtung bringen zu können. Diese Eingriffselemente können die Form von Ansätzen 138 bzw. Ausnehmungen 139 haben, wobei die Abschnitte 13:7 ,an ihrer Oberfläche eine Nut 147 für die Detonationsschnur 48 aufweisen.
Die zur Verwendung mit der in Fig. 6 und 7 darge= stellten Ausführungsform der Erfindung bestimmten Lochungsladungen 43 sind wie die voranstehend beschriebenen ausgebildet, jedoch sind,dieTeile jederLa, Jung 43 in einem verhältnismäßig dünnen Gehäuse 141 aus beliebigem Materialeingeschlossen, wie Preßstoff oder Glas, oderaus einem Metall, wieAluminium od. dgl. Die halbzylindrischen Teile 137a und 137b schließen zwischen sich geeignete Ausnehmungen für die Aufnahme der Ladungsgehäuse 141 ein. Beispielsweise dient :die Ausnehmung 142 im Teil 137a zur Aufnahme des dem Lochungsende der Ladung 43 entgegengesetzten Endes des Ladungsgehäuses 141 und entspricht im wesentlichen :dem verjüngten Endteil 42 der vorbeschrielyenen .Aussparungen 41. Dieser Aussparungsteil 142 steht mit der Nut 147 in Verbindung oder nahezu in Verbindung. Im Teil 137b ist eine Öffnung 176 vorgesehen, die sich in Ausfluchtung mit der Achse der Aussparung 142 befindet, wobei eine Erweiterung 177 von der Öffnung 176 zur Innenfläche des Teils 137 b führt und -die Aussparung 142 zur Aufnahme des Lochungsendes,der im Gehäuse 141 eingeschlossenen Ladung 43 dient. Auf diese Weise erübrigt sich die Verwendung gesonderter Versteifungsdeckel wie der in Fig. 4 und 5 gezeigten Deckel 74, wobei durch -die Wuhl des Grades der an die Öffnung 176 anschließenden Erweiterung 177 eine Materialdicke über der Ladung 43 vorgesehen werden kann, die die gewünschte Festigkeit der zusammengebauten Teile ergibt. Gleichzeitig ergeben die Erweiterung 177 und rdie Öffnung 176 den maximalen Abstandsraum für die Ladung 43:, wobei eine geringstmögliche Fläche des Rohres 69 unabgestützt bleibt.
Wie bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen sind die zusammengefügten Abschnitte 137 mit den Ladungen 43 und der Detonationsschnur 48 im Rohr 69 eingeschlossen, das gegen die Bohrlochflüssigkeiten iabgedichtet ist. Der übrige Teil des Apparates kann in )der vorbeschriebenen Art ausgeführt sein.
Wenn die beiden Teile 137 eine Mittelöffnung 137c, wie dargestellt, einschließen, kann eine Füllung aus Dämpfungsmaterial zwischen benachbarten: Ladungsgehäusen 141 innerhalb dieser Öffnung vorgesehen sein. Für diese Füllung können beispielsweise Papierschnitzel, Baumwolle, Vermiculite, gepuffte Getreidekörner oder ähnliche Stoffe verwendet werden, obwohl eine solche Füllung für den Betrieb -des Apparates nicht wesentlich ist. Der Zweck einer solchen Füllung besteht, wie an sich bekannt, darin, die Möglichkeit sogenannter »Interferenzen« zwischen. -d'en Ladungen zu verringern. Obwohl die Ladungen praktisch gleichzeitig zur Detonation kommen, bestehen jedoch sehr kleine Zeitunterschiede zwischen den einzelnen Detonationen, von :denen die erste eine Störung der Ausfluchtung der anderen Ladungen in :dem außerordentlich kleinen, jedoch tatsächlich vorhandenen Zeitraum, bevor die nachfolgenden Detonationen erfolgen, verursachen kann. Das Füllmaterial verlangsamt, dämpft oder absorbiert dia Stoßwellen in der Mittelöffnung 137c und trägt daher dazu bei, diese Interferenz zu verhindern.
Im vorangehenden sind die gegenwärtig als bevorzugt betrachteten Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, die jedoch innerhalb ihres Rahmens beliebige Abänderungen erfahren kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Hohlladungs-Schießgerät zum Perforieren der Bohrlochverrohrung mit einem zylindrischen Gehäusekörper, der eine Mehrzahl von quer zu seiner Längsachse sich erstreckenden, hinten gescblossene Hohlräumen aufweist, in welchen die mit einer Zündvorrichtung verbundenen Hohlladungen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusekörper (36) von solchem Durchmesser, daß er durch ein übliches Einsatzrohr (14) von 5 cm lichter Weite in :das Bohrloch herabgelassen werden kann, aus sprödem, bei der Detonation in kleine Bruchstücke zerfallendem Material besteht, daß die Hohlräume (41) nach vorn (in Schußrichtung der Ladungen) bis auf eine mittlere Öffnung (76) abgedeckt sind und daß der Gehäusekörper dichtend von einem dünnwandigen Rohrmantel (69) aus sprödem Material umgeben ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detonationsschnur (48) für die Hohlladungen (43) in einer Gehäusenut (47), die die Hohlräume (41) mindestens teilweise schneidet, untergebracht ist, wobei diese Nut schraubenlinienförmig um den Gehäusekörper (36) herumgeführt ist.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Öffnung (76) der Abdeckung der Hohlräume (41) nach außen hin verengt ist.
4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung der Hohlräume (41) als im Gehäusekörper (36) versenkt angeordneter Versteifungsdeckel (74) ausgebildet ist.
5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusekörper (36) aus zwei im wesentlichen halbzylindrischen Hälften (137 a und 137 b in Fig. 6 und 7) besteht.
6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusekörper (36) aus einer Mehrzahl von ineinander eingreifenden zylindrischen Teilstücken (37) zusammengesetzt ist, deren jedes einen eine Ladung (43) aufnehmenden Hohlraum (41) und ein zugehöriges Stück der Nut (47) für die Zündschnur enthält.
7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der bei der Detonation der Hohlladungen zu zertrümmernde, die Ladungen (43) enthaltende untere Teil (18) des Gerätes mittels eines Zwischenstücks (59) mit einem zur Verankerung des Trag- und Zündkabels (16) dienenden und wieder verwendbaren oberen Abschnitt (19) verbunden ist, wobei das Zwischenstück (59) mit einer umlaufenden, mit Sprengstoff (66) gefüllten Nut (63) versehen ist, so daß es bei der Detonation zertrümmert und der die Ladungen enthaltende untere Teil (18) von dem oberen Teil (19) abgetrennt wird. B. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den die Hohlladungen (43) enthaltenden Teilstücken des zylindrischen Gehäusekörpers (36) hohle Verbindungskörper (52) sowie unterhalb der Teilstücke ein hohler Abschlußstopfen (55) vorgesehen sind, wobei innerhalb dieser Teile (52, 55) kleine Mengen von Explosivstoff, vorzugsweise in Form eines zusammengerollten Stückes (68, 67) der Detonationsschnur, vorgesehen sind, die gleichzeitig mit den Hohlladungen gezündet werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 677 824; USA.-Patentschriften Nr. 2 402 153, 2 -133 231, 2565788.