DE2539947B2

DE2539947B2 - Hohlladungsanordnung für Bohrlöcher

Info

Publication number: DE2539947B2
Application number: DE2539947A
Authority: DE
Inventors: Gerard Plaisir Bouguyon; Pierre Savigny-Sur-Orge Chesnel; Jean Chevreuse Lavigne
Original assignee: Societe de Prospection Electrique Schlumberger SA
Current assignee: Services Petroliers Schlumberger SA
Priority date: 1974-09-20
Filing date: 1975-09-09
Publication date: 1979-08-23
Also published as: NL183664B; NO145388B; NL7510266A; JPS5633557B2; TR19066A; JPS5156701A; ES441057A1; NL183664C; GB1518977A; SU1223845A3; EG11962A; IN143583B; NO145388C; AR209438A1; BR7506078A; DE2539947C3; DE2539947A1; AU8433775A; NO753210L; OA05110A

Description

Die Erfindung betrifft eine Hohlladungsanordnung für Bohrlöcher nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Für die Einleitung der Förderung in Bohrlöchern ist es bekannt, Hohlladungen zu verwenden, die an einem Träger in Form einer flachen Stange befestigt sind, vgl. beispielsweise US-PS 31 77 808. Da diese Hohlladungen in Bohrlöchern gezündet werden, welche eine Flüssigkeit enthalten (Bohrschlamm, öl oder Wasser), unterliegt der Träger während der Zündung einer Stoßbelastung, die hinreichend durch die Flüssigkeit gedämpft wird, damit in dem Träger keinerlei Rißbildung auftritt Darüber hinaus ist die Deformation, der ein solcher Träger unter der Wirkung der Stoßbelastung ausgesetzt ist, in diesem Falle relativ gering, wodurch es ermöglicht wird, den Träger durch die Fördervorrichtung ohne besondere Schwierigkeiten wieder heraufzuholen.

Wenn jedoch die auf Trägern bekannter Bauart befestigten Hohlladungen in gasgefüllten Bohrlöchern gezündert werden, d. h. in Gasförderbohrlöchern, aus denen das Wasser oder der Bohrschlamm vorher entfernt worden ist, ergibt sich ein erhebliches Problem, sobald sich die Ladungsanordnung, die auf einem Träger montiert ist, nicht in korrekter Anlage an der zu perforierenden Bohrlochverrohrung befindet in einem solchen Fall nämlich wird der im Augenblick der Zündung der Ladungen auf den Träger ausgeübte Stoß von diesem selbst vollständig absorbiert, weil das Gas nicht die Bewegung des Trägers dämpft Unter diesen Bedingungen sind die auf der Teile, welche die Träger untereinander verbinden, oder auf die Träger selbst ausgeübten Kräfte, insbesondere, wenn diese selbst eine erhebliche Länge (3 bis 5 m) besitzen, sehr häufig höher als die Zugfestigkeit des Stahls, aus dem der Träger besteht Dies hat zur Folge, daß der Träger in unterschiedlich lange Stücke zersprengt wird, die nicht mehr an die Erdoberfläche geholt werden können. Die < Erfahrung hat beispielsweise gezeigt, daß ein Träger aus Stahl mit einem Querschnitt in Form eines Kreissegments mit einem Verhältnis der Sehnenlänge zur Dicke in der Mitte zwischen 6 und 8 sich zwar in einem flüssigkeitsgefüllten Bohrloch korrekt verhält, was' jedoch bei einem gasgefüllten Bohrloch nicht der Fall ist; dort weist der Träger nämlich nach der Zündung zahlreiche Risse auf, die v/im jegliche Festigkeit nehmen.

Hinzu kommt, daß sich unter der Wirkung des Schocks, der bei jeder Explosion hervorgerufen wird, der Rumpf des betreffsnden Trägers etwas verwölbt und beim Heraufholen verklemmt

Aus der US-PS 3048 101 ist eine Hohlladungsanoi dnung der eingangs genannten Art bekannt, bei der der Träger aus einem flachen, flexiblen Blechstreifen besteht, in dem die Hohlladungen angeordnet werden und der zusätzlich seitliche Ausnehmungen zur Aufnahme einer Zündleitung aufweist Ähnlich ist die Hohlladungsanordnung nach der US-PS 27 56 677 ausgebildet, die einen flachen dünnen Blechstreifen aus relativ biegsamem Metall umfaßt, der an beiden Längsseiten um Drähte als Verstärkung umgelegt ist, während in seiner Längsachse Ausnehmungen zur Aufnahme der Hohlladungen und ferner Ausnehmungen zum Hindurchführen der Zündleitung vorgesehen sind. Derartige Hohlladungsanordnungen eignen sich jedoch nicht zur Verwendung in gasgefüllten Bohrlöchern.

Aufgabe der vorliegenden Erfirr^jng ist es, eine Hohlladungsanordnung nach dem Or erbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die Zündungen in gasgefüllten Bohrlöchern ermöglicht, weiche weder eine Rißbildung noch ein Verklemmen des Trägers zur Folge haben.

Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Bevorzugte Ausführungsformen des, Gegenstandes der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert

F i g. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Innenseite eines Abschnitts eines Stangen trägers gemäß der Erfindung,

F i g. 2 zeigt einen Schnitt nach Linie H-Il der F i g. 1,

Fig.3 und 4 zeigen in schematischer Darstellung zwei Ausführungsformen von Verbindungen zwischen zwei Stangenträgern gemäß der Erfindung,

F i g. 5 zeigt im Querschnitt eine Hohlladung gemäß der Erfindung, wie sie in einem entsprechend angepaßten 1 rager eingeschraubt ist und

F i g. 6 und 7 zeigen eine Variante gemäß der Erfindung für den Zündschnuraufnehmer.

Gemäß F i g. 1 und 2 umfaßt ein Stangenträger 10 aus Stahl in regelmäßigen Intervallen eine Serie von Gewindelöchern 12, ausgebildet zur Aufnahme des Befestigungskopfes von Hohlladungen 14. Die Löcher 12 sind in der Achse der Stange eingebracht, und ihr Durchmesser ist im wesentlichen gleich der Breite der Zentralplatte 16, welche die Innenseite der Stange zeigt Die Außenseite 18 des Stangenträgers 10 ist rund. Darüber hinaus umfaßt die Innenseite der Stange zwei seitliche Abflachungen 21, 22 mit einem Profil entsprechend dem äußeren Vorderprofil der zu verwendenden Ladungen, in der Praxis ist der öffnungswinkel dieser seitlichen Abflachungen 21, 22 ganz geringfügig kleiner (etwa '/2°) als der Frontwinkel der Ladungen. Auf diese Weise wird das Einschrauben bis zum Boden oes Kopfes der Ladungen in die Gewindelöcher des Stangenträgers von einer geringfügigen Deformation der Stange begleitet, was ζί einem Blockieren der Ladungen durch Reibung führt

In der Mitte der Intervalle, welche jeweils zwei benachbarte Befesligungslöcher voneinander trennen, und in Ausbuchtung mit diesen ist ein Hilfsloch 20 eingebracht mit einem Durchmesser gleich dem der Befestigungslöcher. Der Querschnitt der Stange 10, wie

er in Fig.2 erkennbar ist, hat eine im wesentlichen konstante Dicke.

In der Praxis wird die Breite der Stange festgelegt durch die frontseitigen Abmessungen der zu zündenden Ladungen, während ihre Dicke bestimmt wird durch die mechanischen Qualitäten des verwendeten Stahls. Drei bestimmte Qualitäten sind zu berücksichtigen. Die erste ist die Maximallängung (oder die Längung bei Zugspannungsbruch) des Stahls, die gewählt wird in Abhängigkeit von der permanten Deformation, welche die Stange unter der Wirkung der Zündung aushalten kann: Werte zwischen IO und 15% (französiche Normen) wurden mit Erfolg eingesetzt. Die zweite Qualität ist der Widerstand gegen Bruch des Stahls. Die Erfahrung hat gezeigt, daß ein Stahl mit einer Zugfestigkeit zwischen 70 und 90 Hektobar ausgezeichnet geeignet ist. Die dritte Eigenschaft, die zu berücksichtigen ist, ist die Kerbschlagzähigkeit, d. h. die

von etwa 120° besitzt, wobei die Öffnungswinkel der seitlichen Abflachungen des Stangenträgers 68 demgegenüber ganz geringfügig (etwa Vj°) kleiner ist, derart, daß nach dem Einschrauben des Befestigungskopfes 66 in das Loch 67 eine geringfügige Deformation des Stangenträgers eintritt, um so eine Reibungsbremse für den Kopf 66, der in das Loch 67 geschraubt ist, auszubilden. Der öffnungswinkel im Inneren des Deckels 64 beträgt etwa 110°. Da sein äußerer öffnungswinkel 120° beträgt, hat der Deckel 64 eine von der Basis bis zum Zentrum abnehmende Dicke. Der Deckel 64 umfaßt nahe seiner Basis einerseits eine runde Eindrehung 70, so daß sich ein Anschlag ergibt, an den die Vorderkante des Ladungsbehälters 62 zur Anlage kommt, sowie andererseits eine Ringschulter 72, die zusammenwirkt mit einem Kragen 70, einstückig ausgebildet mit dem Ladungsbehälter 62, zum Einspannen einer O-Ring-Dichtung 73. Die hintere Flanke 75

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das Verhältnis zwischen der absorbierten kinetischen Ernergie, notwendig zum Hervorrufen eines Bruchs des Metalls, und der Oberfläche des belasteten Querschnitts. Ein Stahl, dessen Kerbschlagzähigkeit zwischen drei und sieben Dekajoules/cm² liegt, wurde erfolgreich eingesetzt.

Bei Verwendung von Stahl für die Stange mit einer Maximallängung oberhalb 10%, einer Kerbschlagzähigkeit oberhalb 3 Dekajoule/cm² und einer Zugfestigkeit innerhalb der oben angegebenen Grenzen ergibt sich eine mittlere Dicke der Stange gleich etwa einem Zehntel der Länge ihres Außenprofils.

Gemäß Fig.3 umfaßt ein Verbindungsstück zwischen zwei Stangenträgern 10a, 10ό, zwei Verbindungsabschnitte 11a bzw. lift, jeweils verbunden mit den Stangen 10a bzw. lOfc durch stufenförmige Biegungen 24a bzw. 246, die durch Pressen auf der Innenseite der Stangen erzeugt werden. Die Höhe dieser Stufen ist im wesentlichen gleich oder etwas größer als die zentrale Dicke der Stangen 10. Die Länge der Verbindungsabschnitte 11a, Ub ist etwas größer als ein Intervall, das ein Ladungsbefestigungsloch voneinander trennt. Jeder Abschnitt 11 umfaßt ein Befestigungsloch 12a, das aufgeweitet ist derart, daß die ursprünglichen Gewindegänge beseitigt werden, sowie ein Zwischenloch 20a, das in gleicher Weise aufgeweitet ist Zusätzlich zu den Verbindungsabschnitten lla, life umfaßt eine Verbindung gemäß der Erfindung eine Verbindungstraverse 25, die aus einem Stangenträger, wie dem Material, aus dem die Stange 10 besteht, geschnitten ist, und zwei Paare von Gewindelöchern 12 und 20 umfaßt, d. h. zwei Befestigungslöcher 12 und zwei Hilfslöcher 20, die speziell mit Gewinde versehen wurden, um ihre neue Funktion zu erfüllen. Die Verbindungstraverse 25 wird auf den Außenseiten der beiden Stangen 10a, 106 durch vier Schrauben 17a- 17dbefestigt.

Gemäß Fig.5 umfaßt eine Hohlladung 60 einen Behälter 62 in generell zylindrischer Form sowie einen Deckel 64 in generell Kegelstumpfform. Der Deckel 64 umfaßt in seinem Zentrum einen Gewindebefestigungskopf 66, eingeschraubt in ein Gewindeloch 67 in einem Stangenträger 68, wobei die Höhe des Kopfes 66 im wesentlichen gleich der Dicke der Stange 68 im Bereich des Loches 67 ist Die Außenprofile der Frontwandung des Kopfes 66 und des Querschnitts des Stangenträgers 68 sind rund und fluchten darüber hinaus im wesentlichen. Das innenprofil des Querschnitts des Stangenträgers 68 entspricht im wesentlichen dem Außenprofil des Deckels 64, der einen öffnungswinkel Uta rviag

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des Deckels 64 ist auf diese Flanke derart zurückgewölbt, daß sich ein begrenztes Einklemmen des Behälters 62 der Ladung in dem Deckel 64 ergibt. In der Praxis ist die Kante 76 des Deckels 64 zunächst sanft auf die Flanke 75 des Kragens 74 derart hintergezogen, daß der Behälter 62 der Ladung ieichl von Hand reiaiiv zum Deckel 64 gedreht werden kann, wobei jedoch eine gute Abdichtung aufrechterhalten bleibt wegen der Teileinspannur^ der Dichtung 73. Danach wird an drei oder vier Zonen geringer Ausdehnung, jedoch in regelmäßigern Abstand verteilt, die Kante 76 kräftig mittels einer Presse heruntergebogen, derart, daß nur ein Drehmoment oberhalb einer gegebenen Grenzgröße (1—3 mkg) hinreichend ist, um den Ladungsbehälter relativ zu seinem Deckel zu verdrehen.

Auf der Rückseite des Behälters 62 der Ladung ist ein Vorsprung 78 angeformt, der eine gene, eil zylindrische Form aufweist und in den ein Durchgang 80 gebohrt ist als Aufnahme für die Zündschnur. Beidseits des Durchgangs 80 sind die Kanten des Vorsprungs 78 bei 82 und 84 derart abgeschrägt, daß der Kreis 85, welcher die Verlängerung des Profils der Außenwandung des Stangenträgers 68 bildet, im wesentlichen tangential verläuft bezüglich der Kante 86, welche so durch den Vorsprung 78 definiert wird. Der Durchmesser des Durchgangs 80 ist etwas größer als der der zu verwendenden Zündschnur. Die Dicke der Außenwandung des Durchgangs in Höhe der Kante 86 beträgt etwa einen Millimeter in dem Fail, wo der Ladungsbehälter aus Stahl besteht. In dem gleichen Falle ist der Durchmesser des Vorsprungs 78 etwa dreimal so groß wie der Durchmesser des Durchgangs 80.

Im Inneren des Behälters 62 der Ladung ist ein zylindrischer Hohlraum 88 eingearbeitet mit einem Boden 90, der etwas eingetieft ist Im Zentrum des Bodens 90 ist ein kleiner Hohlraum 92 ausgearbeitet, der eine Zündladung 94 aufnimmt, gebildet von einem Primärdetonationsstoff. Die maximale Dicke der Wandung 93, welche die Ausnehmung 92 von dem Durchgang 80 trennt, wird bestimmt durch die Natur des Metalls, aus dem der Ladungsbehälter 62 gearbeitet ist je höher die mechanische Festigkeit des Metalls ist, desto geringer wird die Dicke dieser Wandung sein (zwei bis vier Zehntel Millimeter beispielsweise für einen Behälter aus Stahl). Es ist hier festzuhalten, daß das Verhältnis zwischen den Durchmessern des Vorsprungs 78 und des Durchgangs 30 gewählt wurde in direkter Funktion von dieser mechanischen Festigkeit (während die Dicke des Durchgangs 80 in Höhe der

Kante 86 in Abhängigkeit von derselben Festigkeit sich verringern kann), derart, daß die Detonation der Zündschnur in dem Durchgang 80 besser eingeschlossen wird und auf diese Weise die Sicherheit der Explosivkupplung quer durch die Wandung 93 zwischen dem Abschnitt der Zündschnur, der in dem Durchgang 80 explodiert, und der Übertragungsladung 94 in der Ausiürlmung 92 verbessert wird.

Der Hohlraum 88 enthält eine Hohlladung % aus sekundärem Zündstoff, in die ein Hohlraum 98 in generell konischer Form eingearbeitet ist, wobei die Wandung des Hohlraums eine Auskleidung 100 aufweist, beispielsweise aus komprimiertem Metallpulver. Die Hohlladung 96 wird direkt in dem Hohlraum 88 gebildet, und aus diesem Grunde hält sie sich selbst in ^|5 dem Hohlraum. Ein Klebfaden 102 ist jedoch an der Basis der Auskleidung 100 derart angebracht, daß vermieden wird, daß Pulverkörnchen sich von der LJ nUI In «Ί· an rr rw Infnn ι·η/4 nut Alnfn VL/nirn c in It in LlrtUö

des Anschlags 70 oder der Schulter 72 festsetzen, was die Gefahr einer vorzeitigen Entzündung mit sich bringen könnte im Augenblick der Ausfluchtung der Zündschnuraufnehmer durch Drehung des Ladungsbehälters relativ zu seinem Deckel.

Das Innere des Befestigungskopfes 66 ist hohl, wobei die inneren und äußeren Verbindungskanten des Kopfes 66 und des Deckels 64 im wesentlichen in derselben Ebene liegen. Die Dicke der Frontwandung (in Form eines Kugelsektors) des Kopfes 66 wird bestimmt durch die mechanische Festigkeit des verwendeten Metalles und 'urch den maximalen Druck, der im Bohrloch herrscht. Die seitliche Wandungsdicke des Kopfes 66 wird bestimmt unter Berücksichtigung der Tatsache, daß diese Wandung dem Borhlochdruck nur durch den Stangenträger 68 hindurch unterworfen ist, was es ermöglicht, die Wanddicke erheblich zu verringern. In der Praxis wird diese Dicke bestimmt durch den minimalen Durchmesser für die Ausnehmung des Kopfes 66, welcher Durchmesser erheblich größer sein muß als der Durchmesser (etwa 8 mm) der Perforation, *° die durch den Stößel in der Frontwandung des Kopfes 66 bei der Zündung der Ladung realisiert werden wird. Es ist im übrigen wichtig, daß die Bildung des Perforationsstößels in keiner Weise durch die Innenwnndung des Deckels 64 gehindert wird. Bei Hohlladungen für militärische Anwendungsfäüe wird die Frontwandung des Deckels von der Basis der Auskleidung so weit entfernt wie möglich angeordnet, was es dem sich bildenden Stößel ermöglicht, sich besser zu kozentrieren, bevor er in Kontakt gelangt mit dem ersten Ziel (Deckel), das sich ihm in den Weg stellt, womit man eine Maximalwirkung erzielt Wegen der begrenzten zulässigen Abmessungen für Hohlladungen, welche in der Erdölförderung zulässig sind, ist eine ähnliche Lösung nicht möglich. Die maximale Verringerung der Abmes- ^M sung der äußeren Vorspränge der Ladung ermöglicht, einige zusätzliche Millimeter zu gewinnen, sowohl für die Höhe der Auskleidung wie auch des Deckels. Ein vorteilhafter Kompromiß, bestätigt durch die Erfahrung (die Kante der Kopfausnehmung wird von dem Stößel nicht getroffen), besteht darin, wie oben erläutert, einen inneren öffnungswinkel von 110° für den Deckel 64 zu wählen, wobei die virtuelle Spitze dieses Kegelstumpfes sich im wesentlichen auf der inneren Frontwandung des Kopfes 66 befindet ^M

Das Anbringen der Ladung 14 oder 60 auf den Stangenträgern 10 (Fig. 1) oder 68 (Fig.5) ist ganz einfach. Die Ladungsköpfe werden zunächst von Hand auf die Stange 68 geschraubt und dann mittels einer Zange blockiert, mit der die Bördelkante 76 des Deckels geklemmt wird. Die Stange 78 verformt sich dabei leicht und blockiert auf diese Weise die Ladungsköpfe in ihrem Platz. Wenn diese ersten Arbeitsgänge durchgeführt worden sind, wird mittels eines Werkzeugs diesmal der Behälter 62 der Ladung erfaßt und relativ zum Deckel 64 verdreht, und der Durchgang 80 jeder Ladung wird auf diese Weise so ausgerichtet, daß er parallel steht zur Achse der Stange 68. Es genügt dann, eine Zündschnur in die Durchgangsaufnehmer, die auf diese Weise ausgefluchtet sind, einzuführen.

Die Tatsache, daß die Zündschnur sich an einer Stelle längs einer geraden Linie befindet, ist von Bedeutung. Unter der Wirkung der Druckkräfte in den Bohrlöchern zieht sich nämlich die Zündschnur um 5 bis 10% zusammen, was bei Stangenträgern von 3 bis 5 m Länge zu Verkürzungen von einigen 10 cm führt. Eine Unl/nnn»n I "piiniT fitt· siinrne- Dr-nUlnm linr-tn\*l· dnr-ϊη sitn»

deformierbare Schlaufe zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ladungen vorzusehen, derart, daß die Zündschnur sich nicht in Höhe ihrer Aufnehmer verschieben kann.

Im allgemeinen versucht man, den Ladungen eine maximale Robustheit zu geben, und verwendet aus diesem Grunde einen Aufnehmer für die Zündschnur, der einstückig mit dem Deckel ausgebildet ist oder vorzugsweise mit dem Ladungsbehälter. In diesem Falle betrachtet man die Ausbildung von Schlaufen in der Zündschnur als eine wenig wünschenswerte Lösung wegen der praktischen Schwierigkeiten, sie anzuwenden, während die geradlinige Ausfluchtung der Zündschnur nämlich in einem solchen Falle die bei weitem einfachste Technik unter dem Gesichtspunkt des Bedienungsmannes ist. Die Beibehaltung dieser letzteren Lösung bedeutet nämlich unter allen Arbeitsbedingungen, daß innerhalb des Bohrlochs die Zündschnur in den Durchgängen gleiten kann ohne das Risiko des Zerreißens. Dieses Ziel wird zunächst dadurch erreicht, daß man den Durchgängen einen hinreichend großen Durchmesser gibt. Dies hat zur Folge, daß man die Länge der Durchgänge 80 vergrößert, um einen guten Einschluß beizubehalten, und bedingt schließlich, daß eine gute Ausfluchtung der Durchgangsaufnehmer derart vorgesehen werden muß, daß man die Ausbildung von Schlaufen in der Zündschnur unterbindet, was ein leichtes Gleiten derselben stören würde.

Man erkennt somit, daß die Optimierung der Außenabmessungen der Ladungen auf ihrem Träger, was zu einem Wegfall der Befestigungsmutter für die Köpfe führt und zum direkten Einschrauben dieser Kopfe in den Stangenträger andererseits bedingt, daß in dem Falle, wo die Zündsehnuraufnehmer integrale Bestandteile des Ladungsbehälters sind, die Möglichkeit zum Drehen des Ladungsbehälters relativ zu seinem Deckel gegeben sein muß, um das Einbringen der Zündschnur zu vereinfachen.

Sobald die gesamte Hohlladungsanordnung gemäß der Erfindung vorbereitet ist zum Ablaß in ein Bohrloch, so erkennt man, daß die Außenabmessungen ihres Querschnitts maximal verringert sind, was es ermöglicht, die Anordnung in Förderverrohrungen mit einem Durchmesser abzulassen, der kaum größer ist als diese Abmessungen.

Die Erfindung ist nicht auf den beschriebenen Hohüadungstyp beschränkt. Ais Variante ist es z.B. möglich, einen Deckel, der sich in den Vorderteil des Ladungsbehälters einfügt, und eine Vorderkante am

Ladungsbehälter vorzusehen, auf die der Deckel aufgebördelt werden kann.

Eine andere Variante besteht darin, die Rollen des Deckels 64 und des Bodens 90 des Ladungsbehälter» 62 zu vertauschen. In diesem Falle wird die Hohlladung in einer Ausführungsform montiert, die an sich bekannt ist, und zwar in eine Hülle, die (vor allem durch Verkleben) im Deckel befestigt ist, welche Hülle ohne große Reibung in einen Ladungsbehälter einführbar ist, dessen Innen- und Außenprofile im wesentlichen identisch «ind (mit Ausnahme der Mittel zum Verbördeln), die auf die Rückseite des Behälters verlegt sind (mit jenen, wie sie in F i g. 5 vor dem Boden 90 dargestellt sind).

Bine weitere Variante ist in Fig. 6 und 7 dargestellt. In diesem Falle ist das Verklemmen des Deckels im Behälter stramm, weil keine Drehung eines Elementes relativ zum anderen mehr notwendig ist. Gemäß F i g. 6 und 7 wird der Aufnehmer für die Zündschnur im wesentlichen gebildet von einer Metallklemme 83 großer Festigkeit, im wesentlichen in der Form eines Halbzylinders, in dessen Seitenwände jeweils zwei Einschnitte 85 eingebracht sind in Form eines Schwalbenschwanzes, so daß sich Krallen, wie 87a, t\7b, ergeben. Diese Klemme 83 ist so ausgebildet, daß sie kraftschlüssig mit Hilfe eines entsprechenden Werküeuges auf einen runden Vorsprung 79 geringer Dicke gesetzt werden kann, der eine schräge Flanke 81 aufweist (der Boden 90 des Ladungsbehälters, die Ausnehmung 92 für die Detonationsladung und die dünne Wandung 93 sind hier mit eingezeichnet, um die Stelle zu verdeutlichen, auf welche sich diese Einzelheit in etwa Fig.5 bezieht). Mit einer solchen Anordnung wird nach Einschrauben des Befestigungskopfes der Ladung in die Löcher des Stangenträgers die Zündschnur leicht an Ort und Stelle gebracht. Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ladungen erlaubt eine Schlaufe das Zusammenziehen der Zündschnur, und die Zündschnur wird auf dem Vorsprung 79 festgehalten durch Jas Plazieren der Klemme 83 in geeigneter Orientierung, deren Krallen 87a und 876 sich in die Nut 81 legen. Die große Festigkeit der Klemmen 83 stellt ihre Halterung während des Herablassens der Anordnung in das Bohrloch sicher, wä'irend die totale Sicherheit bei der Ausführungsform des Aufnehmers nach F i g. 5 in jedem Falle befriedigender ist.

Es soll noch einmal auf den Träger für die Hohlladung, der unter Bezugnahme auf F i g. 1 bis 4 beschrieben wurde, zurückgekommen werden.

Zunächst ist festzuhalten, daß der Hohlladungsträger gemäß der Erfindung es ermöglicht, eine Anzahl von Ladungen pro Meter zu erzielen, die erheblich erhöht ist (beispielsweise ein Dutzend), wobei das Intervall zwischen den Befestigungslöchern der Ladungen kleiner sein kann als das Zweifache der Breite der Stange, d. h. als das Zweifache des Gesamtaußendurchmessers des Ladungsbehälters.

Wenn es erwünscht ist, zwei Stangenträger miteinander zu verbinden, wird eine Verbindungstraverse an den Verbindungsabschnitten dieser Stangen mittels vier Schrauben 17 befestigt, wie in Fig.3 erkennbar. Die Zündschnur und danach die elektrische Zündeinrichtung werden dann in an sich bekannter Weise angebracht Der obere Verbindungsabschnitt des Stangenträgers wird demgemäß an einem Zündkopf befestigt, der seinerseits verbunden ist mit einem Ablaßkabel und einer elektrischen Spannungsquelle.

Wenn eine so aufgebaute Hohlladungsanordnung zu

dem Bohrloch von einer benachbarten Montagestelle transportiert wird, genügen die Elastizität und die Festigkeit der Stange bei weitem, um das Gewicht der Ladungen ohne permanente Deformationen zu tragen. S Darüber hinaus ist das ln-vertikale-Position-Bringen eines erheblichen Teils der Anordnung während der restliche Teil horizontal bleibt, erleichtert, weil das vorgesehene Profil für den Stangenträger eine vorteilhafte Verteilung der Zugspannungen in der Stange

ίο bewirkt, was einen Krümmungsradius ermöglicht (wobei sich die Ladungen auf der konkaven Seite befinden), der relativ klein ist (beispielsweise 2 m).

Das Ablassen einer Hohlladungsanordnung mit einem Stangenträger gemäß der Erfindung in eine Förderverrohrung eines Gasbohrlochs erfolgt ohne Probleme. In der gewünschten Tiefe angekommen, werden die Ladungen in an sich bekannter Weise gezündet.

In einem Gasbohrloch wird der Explosionsschock vollständig von der Stange absorbiert, jedoch verformt sich diese dank den Merkmalen der Erfindung ohne Rißbildung, indem sie das Aussehen einer fortlaufenden Linie mit kleinen Krümmungen annimmt, deren Füße sich in Höhe der Hilfslöcher, welche in die Stange gebohrt sind, befinden. Wegen der Qualitäten des verwendeten Stahles ist die Höhe dieser kleinen Krümmungen kleiner als die Außenabmessungen der ursprünglichen Ladungen, was es nach der Zündung ermöglicht, die Stange ohne Schwierigkeit durch die Fördervorrichtung herauszuziehen, womit in dem

jo Bohrloch ein Minimum an Abfällen verbleibt.

Als Beispiel für eine Variante sei angemerkt, daß das Hilfsloch auch als Sackloch ausgebildet werden kann, anstatt durchgehend zu sein, oder auch als Langloch anstelle eines runden Loches oder auch etwas versetzt angeordnet sein kann anstelle der genauen Plazierung mitten im Intervall zwischen zwei Befestigungslöchern. Eine andere Variante besteht darin, das Hilfsloch mit großem Durchmesser, das dargestellt ist, durch zwei Löcher kleineren Durchmessers zu ersetzen, die quer bezüglich der Stange angeordnet sind, wobei die Quantität an stehenbleibendem Material beidsein dieser Löcher hinreichend sein muß. um ohne Rißbildung dem Explosionsschock standzuhalten.

Eine weitere, in F i g. 4 dargestellte Variante betrifft die Verbindung zwischen zwei Stangen. Anstelle der Verwendung einer Verbindungstraverse, wie 25, ist es möglich, direkt eine erste Stange 10a mit einem Verbindungsabschnitt II mit einer zweiten Stange zu verbinden, die keinen Verbindungsabschnitt aufweist. In diesem Falle umfaßt der Verbindungsabschnitt jedoch drei erweiterte Löcher anstelle der zwei, und das Ende 26 läuft in eine Abschrägung aus, die sich bis unmittelbar zum ersten Befestigungsloch 12 der zweiten Stange 106 erstreckt, derart, daß dieses Ende 26 von der Ladung 146 in diesem Loch übergriffen wird. Unter diesen Bedingungen nimmt das Ende 26 des Verbindungsabschnittes teilweise den Explosionsschock der Ladung 146 auf, die das Ende einklemmt, und überträgt ihn auf den Verbindungsabschnitt der zweiten Stange 106, dank

go welcher Anordnung die drei Befestigungsschrauben 17a, 176, 17t; die verwendet werden, hinreichen, um ohne Reißen dem Explosionsschock standzuhalten. Ein Vorteil dieser letzteren Anordnung besteht darin, daß man für die Verbindung nur einen Längenabschnitt verbraucht gleich zwei Lochintervallen wischen Befestigungsloch und Hilfsloch anstelle von drei, wie bei der Ausführungsform nach F i g. 3.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hohlladungsanordnung für Bohrlöcher, mit einem Träger in Form einer flachen Stange van im wesentlichen gleichbleibender Dicke, die Ober ihre Länge verteilte Befestigungslöcher für die Hohlladungen aufweist, zwischen denen jeweils SchwHchezonen in Form einer Materialausnehmung ausgebildet sind, durch welche die Biegefestigkeit gegenüber den ungeschwächten Abschnitten der Stange herabgesetzt ist, wobei die Hohlladungen jeweils einen eine Explosivladung mit Auskleidung aufnehmenden Behälter, einen abgedichtet auf diesem angeordneten Deckel, eine Einrichtung zum Festlegen der jeweiligen Hohlladung in den Befestigungslöchern der Stange und am rückseitigen Ende einen Aufnehmer für eine Zündleitung umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (10) einen bogenförmigen Querschnitt aufweist, dessen Außenprofil rund ausgebildet ist

2. Aneignung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenprofil der Stange eine Zentralplatte (16) und zwei symmetrisch zu dieser angeordnete seitliche Abflachungen (21, 22) aufweist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale PIaUe (16) mindestens ein Hilfsloch (20) aufweist, das als Durchgangs- oder Sackloch ausgebildet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungslöcher (12) für die Hohlladungc, (16) längs der Stange (10) gleiche Abstände aufweisen, daß dc- Abschnitt zwischen zwei benachbarten Befestigungslöchern ein einziges Hilfsloch (20) runder Form urh"! mit einem Durchmesser gleich dem der Befestigungslöcher (12) aufweist, und daß das Hilfsloch (20) in Ausfluchtung mit den Befestigungslöchern (12) in der Mitte jeweils einer Abstandsstrecke eingebracht ist

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Trägerstange (10) aus einem Stahl mit einer Reißfestigkeit zwischen 70 und 90 Hektobar besteht einer Federsteife höher als 3 Dekaijocle/cm² und einer Maximallängsdehnung oberhalb 10%.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die mittlere Dicke der Stange (10) gleich etwa einem Zehntel der Länge ihres Außenprofils ist

7. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß mindestens ein Ende der Stange (10) einen Befestigungsabschnitt (11) aufweist gebildet von einem Stangenabschnitt mit mindestens einem Hilfsloch (20) und einem Befestigungsloch (12), welcher Stangenabschnitt mit der Hauptstange aber eine Doppelbiegung (24a, 24b) in Stufenform verbunden ist, wobei die Stufe eine im wesentlichen der mittleren Dicke der Stange (10) entsprechende oder geringfügig größere Höhe aufweist und die Doppelbiegung von der Innenseite des Stangen profils her eingepreßt ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß zwei als Träger dienende Stangen, die mit einem Verbindungsabschnitt (lie, lla,} versehen sind, mittels einer Verbindungstraverse (2S) verbunden sind, welche aus einem Stangenabschnitt mit mindestens zwei Befestigungslöchern (12) für Hohlladungen und zwei Hilfslöchern (20) besteht und mittels vier Schrauben (i7a—i7d) am Außenprofil der Verbindungsabschnitte (Ha₁11 öjbefestigt ist

9. Anordnung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (12, 20) in

ϊ den Verbindungsabschnitten (11) aufgeweitet und die Hilfslöcher (20) der Verbindungstraverse (25) mit Gewinde versehen sind.

10. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsabschnitt (11) einer

'» Stange (10a; zwei Hilfslöcher (20(^ und ein Befestigungsloch (12) umfaßt und daß das Ende (26) des Verbindungsabschnittes eine Abfasung einer solchen Abmessung aufweist, daß das Ende von der letzten Hohlladung (146; einer weiteren Stange > (1061 die an dem Verbindungabschnitt (11) befestigt ist eingeklemmt ist

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet daß die Löcher (12, 20t; in dem Verbindungsabschnitt (U) aufgeweitet sind und die

-'» beiden Hilfslöcher (2Or) nahe dem Ende der zweiten Stange (10b) mit Gewinde versehen sind, wobei die Verbindung der beiden Stangen durch drei Schrauben (17a— 17c; erfolgt

12. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Festlegen der Hohlladungen (60) in den Stangen (68) Befestigungsköpfe (66) sind, welche Gewinde aufweisen, wobei die Befestigungslöcher (67) der Stange (68) Gegengewinde aufweisen und die Höhe

^;" der Befestigungsköpfe (66) im wesentlichen gleich der Dicke in der Mitte der Stange (68) ist

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet daß die Hohlladungen (60) jeweils eine Einrichtung für die Orientierung des Zündlei-

'■'■ tungsaufnehmers unabhängig von der Orientierung des Befestigungskopfes (66) aufweisen.

14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungskopf (66) einerseits und der Zündleilungsaufpehmer andererseits

"' jeweils einen integrierenden TuI eines der beiden Elemente, gebildet von dem Behälter (62) und dem Deckel (64) sind, wobei das jeweils kleinere in das andere Element derart eingesetzt ist daß das eine der Elemente relativ zum anderen nur unter einem

• ■ Drehmoment verdrehbar ist das größer ist als ein vorgegebenes Grenzdrehmoment

15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet daß der Befestigungskopf (66) einstükkiger Teil des Deckels (64) der Hohlladungen (60) ist

>"■ und der Zündleitungsaufnehmer einteilig mit dem Hohlladungsbehälter (62) verbunden ist

16. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet daß der Zündleitungsaufnehmer Krallen (87a, 87/iJund der Behälter (62) oder der Deckel (64) schräge Flanken (81) aufweisen, in die die Krallen des Aufnehmers je nach der Position, die der Zündleitung zuzuordnen ist eingreifen.

17. Anordnung nach den Ansprüchen 2 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenprofil der

^h" Stange (68) dem Außenprofil desjenigen Teils der Hohlladung (60) entspricht das einstückig mit dem Befestigungskopf (66) verbunden ist wobei nach dem Einschrauben des Kopfes (66) in ein Befestigungsloch (67) die Stange geringfügig durch die

'■' Hohlladung deformiert ist unter Ausbildung einer Reibungsblockierung für den Befestigungskopf in dem Befestigungsloch.

18. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch ge-

kennzeichnet, daß das Profil der Frontaußenwand des Befestigiingskopfes (66) abgerundet ist und die Kanten des Zündleitungsaufnehmers abgeschrägt sind.

19. Anordnung nach einem der vorangehenden ί Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungskopf (66) jeder Hohlladung (60) hohl ausgebildet ist und die Dicke der Frontwand des Befestigungskopfes einen Minimalwert aufweist, vorgegeben durch die Drücke, denen die Anordnung ι η im Bohrloch ausgesetzt ist, daß die inneren und äußeren Verbindungslinien des Befestigungskopfes auf demjenigen Teil der Hohlladung, mit dem er verbunden ist, im wesentlichen in ein und derselben Ebene liegen und daß die Innenwandung dieses r> Verbindungsteils kegelstumpfförmig ausgebildet ist mit einem öffnungswinkel in der Größenordnung von '.10°, wobei die gedachte Spitze des Kegelstumpfes im wesentlichen in der Innenfrontwandung des Befestigungskopfes (66) liegt ->o