DE1182999B - Hohlladung mit exotherm reagierender Auskleidung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: C 06 c

Deutsche KL: 78 e-5

Nummer: 1182 999

Aktenzeichen: S 50881VI b/78 e

Anmeldetag: 15. Oktober 1956

Auslegetag: 3. Dezember 1964

Die Erfindung betrifft Hohlladungen mit exotherm reagierender Auskleidung, insbesondere zur Verwendung in Bohrlöchern zur Durchlochung und zum Aufreißen der die Innenwände von Bohrlöchern auskleidenden Verrohrung sowie dahinterliegender Zementschichten und Erdformationen und zur Verwendung in Gesteinsbohrungen zum Aufreißen von Gesteinsblöcken.

Es ist bekannt, Magnesium als Bestandteil der Auskleidung von Hohlladungen anzuwenden, die für militärische Zwecke benutzt werden, d. h. insbesondere für das Durchlöchern der Panzerung von Panzern dienen, um nach dem Durchlöchern der Panzerungen das Innere des gepanzerten Fahrzeugs in Brand zu setzen. Hierbei kommen die allgemein bekannten exothermen Eigenschaften des Magnesiums in Anwendung.

Es sind Untersuchungen unternommen worden, um diese Arbeitsweise direkt bei der Erdölgewinnung nutzbar zu machen, obgleich die Schießbedmgungen hier ganz unterschiedlich sind. Bei Erdölbohrungen muß man die die Innenwände von Bohrlöchern auskleidenden Verrohrungen sowie die dahinterliegenden Zementschichten und Erdformationen durchlöchern und aufreißen, um so einen Zugang zu den erdöl- oder wasserführenden Schichten zu erreichen. Es handelt sich somit um die Bearbeitung eines praktisch halbunendlichen Mediums.

Die Bedingungen eines Arbeitens in einem Bohrloch unter Durchlöchern oder Aufreißen lassen sich nachahmen, indem mit einer Stahlplatte mit einer Dicke von 1 cm und dahinter angeordnetem Zementblock mit einer Dicke von 2 cm gearbeitet wird. Der Versuch einer Durchlöcherung vermittels einer Hohlladung mit Magnesiumauskleidung führt zu einem außerordentlich ungünstigen Ergebnis, da das erhaltene Loch praktisch einen Zylinder mit einem Durchmesser von 18 mm in dem Stahl darstellt und in dem Zement in Form einer kugelförmigen Tasche mit einem Durchmesser von 45 mm vorliegt.

Es ist weiterhin bekanntgeworden, sehr geringe Titanmengen in die Masse der Auskleidung von Hohlladungen einzubringen. So beschreibt eine Literaturstelle die Anwendung von etwa 1 bis 2 % Titan in den Auskleidungen, wodurch sich ein Gasstrahl während der Explosion ausbildet, der relativ langgestreckt ist und somit der Hohlladung eine höhere Wirkung vermittelt. Diese Verbesserung, die für Hohlladungen wertvoll ist, die auf militärischem Gebiet Anwendung finden, ist jedoch für die hier vorgesehene Anwendung auf dem Gebiet der Durchlöche-Hohlladung mit exotherm reagierender
Auskleidung

Anmelder:

Societe de Prospection Electrique

Procedos Schlumberger* Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Marsch, Patentanwalt,

Schwelm, Westfalendämm 1€

Als Erfinder benannt:
Jacques Delacour, Paris

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 9. November 1955 (702 313),
vom 4. Januar 1956 (705 891),
vom 23. Februar 1956 (709143)

rung und dem Aufreißen von Bohrlöchern von keinerlei Bedeutung.

Erfindungsgemäß wird nun eine derartige Hohlladung in Vorschlag gebracht, diirch die einmal ein Aufbrechen im Inneren der Erdformationen und zum anderen ein Reinigen der in den Erdformationen ausgebildeten Perforationen bedingt wird, da der Sprengschmutz aus der Durchlochung herausgetrieben wird.

Die erfindungsgemäße Hohlladung mit exotherm reagierender Auskleidung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung aus Titan oder einem Aluminium-Eisenoxyd-Gemisch besteht, gegebenenfalls als zusätzliche Schicht auf eimer üblichen Auskleidung.

Erfindungsgemäß kann man im einzelnen dergestalt verfahren, daß die Auskleidung einmal vor der Auskleidung üblicher Axt und zum änderen hinter der Auskleidung üblicher Art angeordnet ist, wobei die Auskleidung zonenweise vorgesehen ist.

Die Auskleidung 4ex neuartigen Hohlladung enthält erhebliche Anteile an Titan, und zwar mehr als etwa 20%, bzw. es findet ein Gemisch aus Eisenoxyd und Aluminium als Thermitgemisch Anwendung.

Nach dem Auslösen der HoWadung setzt sich das Titan heftig mit den durch die Detonation in Freiheit gesetzten Gasen um. Bei diesen Gasen handelt es sich insbesondere «aa .KaM^nmea^äBSi^-Kahlendioxyd und Stickstoffdioxyd. Das Titan kann sich ebenfalls heftig

409 730/111

mit den in den Erdformationen vorliegenden Materialien, wie Wasser, Kalkstein oder den Kohlenwasserstoffen, umsetzen. Es ist somit nicht notwendig, für das Titan speziell ein Oxydationsmittel vorzusehen. Unter bestimmten Arbeitsbedingungen ist der Zusatz eines speziellen Oxydationsmittels für das Titan ungünstig, da hierdurch erheblich die Geschwindigkeit der exothermen Reaktion erhöht wird, wodurch sich die Nachteile ergeben, wie sie weiter oben bezüglich

rohrung 9 und gegebenenfalls der zwischen die Verrohrung und die Bohrlochwand eingegossenen Zementschicht dienen. In der Zeichnung ist nur ein Teilausschnitt eines solchen Geräts in Höhe einer der 5 Hohlladungen gezeigt. Es versteht sich, daß das Gerät eine ganze Reihe von Hohlladungen besitzen kann¹, die dann übereinander angeordnet liegen. Wie vorher ist auch in dieser Figur mit 1 die Außenhülle der Hohlladung, mit 2 der Sprengstoff und mit 3 die der Anwendung von Magnesium angegeben worden io Zündvorrichtung bezeichnet, die von einer Zündsind, schnur gebildet wird, die sämtliche Hohlladungen des Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise Geräts untereinander verbindet. In dem vorderen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert: Hohlraum ist die Auskleidung 5 angeordnet. Die F i g. 1 ist ein schematischer Querschnitt einer Hohlladung ist im ganzen seitlich durch eine öffnung Hohlladung gemäß einer ersten Ausführungsform der i₅ in der Vorderwand des zylindrischen Hohlkörpers 8 Erfindung; einzuführen und wird durch einen Stopfen 10 in ihrer F i g. 2, 3, 4, 5 und 6 zeigen Abänderungen der in Lage gehalten, der in die öffnung eingeschraubt ist. der Fig. 1 dargestellten Hohlladung; Die Hülle 1 stützt sich auf dem Rand der Öffnung in . F i g. 7 zeigt eine Hohlladung irgendeiner der in der Vorderwand einerseits und in einer Aussparung den vorstehenden Figuren dargestellten Arten, die in 20 11 in der rückwärtigen Wand des Hohlkörpers andeeiner Vorrichtung untergebracht ist, welche für die rerseits ab. Der Stopfen 10 wird in seinem mittleren Durchlochung der Verrohrung eines Bohrloches und Teil von dem Explosionsstrahl durchdrungen, der dahinterliegenden Formationen bestimmt ist. Gemäß der Erfindung besteht die Auskleidung 5 F i g. 8 zeigt eine Variante der Erfindung. entweder aus einem Material, das selbst die exo-In der F i g. 1 ist mit 1 die Außenhülle der Hohl- 25 therme Reaktion auslöst, oder aus einem neutralen ladung bezeichnet, die einen Hohlraum 2 besitzt, in Material, das ganz oder teilweise mit einem solchen dem der Sprengstoff untergebracht ist. Letzterer wird Stoff bedeckt ist, der zu einer exothermen Reaktion durch ein Zündorgan 3 beliebiger Art gezündet, das Anlaß gibt.

beispielsweise am rückwärtigen Teil der Ladung an- Die Erfindung hat erwiesen, daß die Verwendung

geordnet ist. Vor dem Sprengstoff ist ein konischer 30 einer solchen Hohlladung in diesem besonderen Fall Hohlraum 4 vorgesehen, der von der Sprengstoff- nicht nur eine stärkere Aufspaltung des Zements und ladung 2 durch eine Auskleidung 5 abgetrennt ist, die
gemäß der Erfindung beispielsweise aus Titan oder
auch aus einem anderen Stoff hergestellt ist, der eine
exotherme Reaktion auslöst.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 besteht die konische Auskleidung 5 aus Kupfer oder einem anderen neutralen Stoff. Auf diese Auskleidung ist auf der Seite des Hohlraums bei 6 eine Schicht aus

einem Stoff aufgebracht, der die zuvor erwähnte exo- 40 nach dem Vorbild der F i g. 1 bis 6, die in an sich thermische Reaktion auslöst. Diese Schicht besitzt bekannter Weise in einer Hülle 1 untergebracht ist, eine Stärke in der Größenordnung von etwa 1 mm. die durch einen Stopfen 12 verschlossen ist. Das

Die in F i g. 3 dargestellte Hohlladung unterschei- Ganze bildet ein in sich geschlossenes Element, das det sich von derjenigen gemäß F i g. 2 einzig darin, gegen Drücke widerstandsfähig ist und so frei in das daß die Schicht 6' zur Auslösung der exothermen Re- 45 Bohrloch hinabgesenkt werden kann, ohne daß es im aktion nicht auf seiteri des Hohlraums, sondern zwi- Innern eines Hohlkörpers, wie der Hohlkörper 8 der sehen der Auskleidung 5 und der Sprengstoffladung 2 F i g. 7, untergebracht zu sein braucht. Eine Mehrzahl angeordnet ist. dieser Elemente kann in an sich bekannter Weise

Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 entspricht übereinander in das Innere des Bohrlochs hinabderjenigen gemäß F i'g. 2, jedoch ist die Schicht nur 50 gesenkt werden. Eine solche Ladung kann übrigens in Form eines kegelstumpfförmigen Kranzes 7 auf- auch ohne Abänderung als Sprengblock benutzt Wer

der hinter der. Verrohrung 9 gelegenen geologischen Formationen bewirkt, sondern darüber hinaus ein Reinhalten der Perforation zur Folge hat, die sich sonst mit Rückständen der verschiedensten Arten verstopft, jetzt aber frei und unverschmutzt bleibt, wodurch erklärlicherweise die Ausbeute an Flüssigkeit aus den Formationen erhöht wird.
Die Variante der Fig. 8 zeigt eine Hohlladung

gebracht.

In der F i g. 5 ist ein entsprechender Kranz 7' auf der Rückseite der Verkleidung 5 angebracht.

In der F i g. 6 ist der Kranz der zuvor erläuterten Ausführungsbeispiele durch einzelne Platten ersetzt, die auf die Auskleidung verteilt sind.

Alle die zuvor beschriebenen Ausführungsformen von Hohlladungen können entweder unmittelbar als Sprengblöcke oder auch zur Perforation der Verrohrung von Bohrlöchern benutzt werden.

F i g. 7 veranschaulicht die Anordnung einer solchen Hohlladung in einem Gerät zu Perforierungszwecken. In dieser Figur ist mit 8 ein langgestreckter zylindrischer Hohlkörper bezeichnet, in dessen Innerem eine bestimmte Anzahl von Hohlladungen übereinander untergebracht ist, die zur Perforierung der die Innenwand des Bohrloches auskleidenden Ver-

den. Gemäß der Erfindung kann die Auskleidung 5 nach den Vorbildern der Fig. 1 bis 6 ausgebildet sein.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele, sondern diese sollen lediglich den Grundgedanken der Erfindung erläutern.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hohlladung mit exotherm reagierender Auskleidung, insbesondere zur Verwendung in Bohrlöchern zur Durchlochung und zum Aufreißen der die Innenwände von Bohrlöchern auskleidenden Verrohrung sowie darunterliegender Zementschichten und Erdformationen und zur Verwendung in Gesteinsbohrungen zum Aufreißen von Gesteinsblöcken, dadurch gekennzeichnet,

daß die Auskleidung aus Titan oder einem Aluminium-Eisenoxyd-Gemisch besteht, gegebenenfalls als zusätzliche Schicht auf einer üblichen Auskleidung.

2. Hohlladung mit exotherm reagierender Auskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung vor der Auskleidung üblicher Art angeordnet ist.

3. Hohlladung mit exotherm reagierender Auskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-

net, daß die Auskleidung hinter der Auskleidung üblicher Art angeordnet ist.

4. Hohlladung mit exotherm reagierender Auskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung zonenweise angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:.
Deutsche Patentschrift Nr. 864 527;
französische Patentschrift Nr. 1057 294.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 730/111 11.64 © Bundesdruckerei Berlin