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Vorrichtung zum Fernzünden mehrerer Sprengladungen bei Tiefbohrungen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Fernzünden mehrerer Sprengladungen
bei Tiefbohrungen, insbesondere bei der Geschoßprobenahme und Durchbohrung der Vorrohrung
von Bohrlöchern, nacheinander auf elektrischem Wege mit in die verschiedenen, die
zur Explosion zu bringenden Ladungen enthaltenden Kammern eingebetteten Schmelzdrähten.
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Es ist bereits bekannt, Sprengladungen dädurch mittels elektrischen
Stromes nacheinander fernzuzünden, .daß Schmelzdrähte mit verschiedenen Widerständen
parallel geschaltet werden. Eine solche Anordnung hätte für den Fall der Erfindung
den Nachteil, daß die im Bohrloch befindliche leitende Spülung nach Entzündung der
ersten Sprengladung unter Einwirkung ihres Eigendruckes in die Kammer eindringen
würde, in der -die Explosion hervorgerufen wurde, und die Leitung an der Stelle,
an der der Schmelzdraht geschmolzen ist, an .die Masse legen würde. Es wäre infolgedessen
unmöglich, den folgenden Schmelzdraht zum Schmelzen zu bringen.
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Die Erfindung ermöglicht, diese Nachteile zu beseitigen, und besteht
darin; daß die Schmelzdrähte eine steigende Erhitzbarkeit, beispielsweise durch
wachsende Kaliber, besitzen und in Reihe in den elektrischen Steuerkreis der Explosionen
eingeschaltet sind. Im Falle.von Arbeiten in Bohrlöchern und von tatsächlich schmelzenden
Schmelzdrähten ist das an der Stelle jeder Explosion erfolgende An-die-Masse-Legendann
inichtmehr nachteilig wie im zuvor beschriebenen Fall, sondern vielmehr unerläßlich,
da das An-de--Masse-Legen durch Einbruch der leitenden Spülung in die entsprechende
Explosionskammer selbsttätig die Unterbrechung des Stromkreises wieder aufhebt.
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Wenn dieses An-die-Masse-Legen uv.cht frei vor sich geht, kann man
außerdem gemäß der Erfindung Vorrichtungen vorsehen, um dieses freie An-die-Masse-Legen
unter Wirkung der Explosion selbst hervorzurufen. Diese Vorrichtungen können beispielsweise
durch unmittelbares Inkontaktbringen des an jedem Schmelzdraht endenden Leiters
mit einer der Wandungen der entsprechenden Explosionskammer arbeiten. So kann erfindungsgemäß
zwischen dem Körper des Gerätes und dem an jedem Schmelzdraht endigenden Leiter
ein Isolierstoff derart eingeschaltet sein, daß er unter der Wirkung der Explosion
zerdrückt wird. , Die Zuführung des Stromes zu -den verschiedenen Schmelzdrähten
und ihre Verbindung miteinander kann mittels Stöpseln erfolgen, die in einer Art
vom Veintilköpfenenden, welche sich mittels passender Isolierstoffe an Sitze anlegen,
die in den Wandungen selbst der Explosionskammer vorgesehen sind.
Auf
der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch
veranschaulicht.
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Es zeigen: Fig. i ein Schema, welches die Reihenschaltung von Schmelzdrähten
gemäß der Erfindung zeigt, Fig. 2 einen Längsschnitt einer Geschoßperforiervorrichtung
nach der Erfindung, Fig.3 einen Längsschnitt eines Geschoßprobenehmers, Fig. ,I
und 5 eine Einzelheit der Vorrichtung nach Fig.3 imQuerschnitt und in Seitenansicht
in größerem Maßstabe.
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In Fig. i bezeichnet i den elektrischen isolierten Leiter, welcher
die Stelle, von wo man die Zündung steuert (beispielsweise die Erdoberfläche), mit
der Stelle verbindet, an zier die Zündung eintreten soll (beispielsweise ein in
die Spülung eines Bohrloches eingetauchter Probenehmer oder Perforiergerät). An
den isolierten Leiter sirrd in den verschiedenen Explosionskammern des Gerätes in
Reihe mehrere Schmelzdrähte, z: B. vier (3, 4., 5, 6), mit wachsendem Durchmesser
angeordnet. Das untere Ende des unteren Schmelzdrahtes 3 ist an die Masse-2 gelegt.
Diese Masse wird beispielsweise durch den metallischen Körper selbst des Gerätes
gebildet, welcher infolge seiner Eintauchung in die leitende Spülung eine gute Erdung
gewährleistet. Wenn man dann den Leiter i mit einem der Pole einer Stromquelle verbindet,
deren anderer Pol geerdet ist, so daß in diesen Leiter Ströme allmählich wachsender
Stromstärken gesandt werden, so wird der Schmelzdraht 3 zuerst durchschmelzen und
die Explosion in einer der Kammern bewirken. Diese Explosion ruft durch das Wiedereindringen
der leitenden Spülung beispielsweise in die Explosionskammer selbsttätig die Erdung
des Endes des Schmelzdrahtes q. bei 7 hervor. Sendet man dann einen Strom größerer
Stromstärke hindurch, so schmilzt der Draht 4 seinerseits und bewirkt die Zündung
in der entsprechenden Kammer und sodann die Erdung des Schmelzdrahtes 5 bei 8, usw.
fort.
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Fig. z veranschaulicht ein Geschoßperforiergerät, wie es im .deutschen
Patent. 647 914, betreffend Geschütz mit beschränkter Rohr-1<inge, insbesondere
Geschütz zum Abschießen von Geschossen im Innern eines Bohrloches, beschrieben ist.
Es enthält einen zylindrischen Stahlblock i i, in welchem untereinander verschiedene
ringförmige Explosionskammern 12, 13, 14 usw. angeordnet sind. In diese Explosionskammern
sind Rohre 15 eingeschraubt, welche die zum Ausstoßen von Perforiergeschossen 16
dienenden Geschütze darstellen. Die Mündungsöffnungen dieser Geschütze sind nicht
untereinander angeördriet, sondern sind vorzugsweise schraubenförmig um den zylindrischen
Körper gelegt.
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Die Explosionsladung- ist in den Kammern 1z,13, 1-4 untergebracht,
die urn die Geschützrohre 15 angeordnet sind; in diesen Kammern werden folglich
die Schmelzdrähte angeordriet; deren Kaliber abnimmt und deren Widerstand folglich
von oben nach unten wächst. Der Schmelzdraht der unteren Kammer ist an seinem unteren
Ende mit der Masse des zylindrischen Körpers i verbunden. Die verschiedenen Schmelzdrähte
sind miteinander und mit dem Stromzuführungsleiter durch leitende Vorrichtungen
verbunden, die im folgenden beschrieben werden.
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Der zylindrische Körper i ist in seiner Achse von einer Anzahl von
Löchern durchbohrt, die die verschiedenen Kammern 12, 13, 14 miteinander verbinden.
In diesen Löchern sind durch zwei Stöpsel 17, 18 gebildete Zwischenleiter
angeordnet, die beispielsweise ineinander eingesteckt oder ineinander eingeschraubt
sind; derart, daß ein ringförmiger Raum zwischen ihnen und den Wandungen des Loches;
in dem sie untergebracht sind, verbleibt. Diese beiden Stöpsel endigen an-: dererseits
in zwei Ventilköpfen i9, i9', die sich an im Körper i vorgesehene Ventilsitze 2o
und =i unter einfacher Zwischenfügung von Kautschuklösung, welche die Isolierung
des Leiters 17-r8 gewährleistet; anlegen. In jeder Explosionskammer 12, 13, 14 mündet.
so in ihrem oberen Teil und ihrem unteren Teil ein oben als Ventilkopf bezeichnetes
Organ, und diese beiden Köpfe sind miteinander durch den Schmelzdraht 35 verbunden.
Die Befestigung dieses Schmelzdrahtes kann in irgrldeiner passenden, in den Zeichnungen
nicht dargestellten Weise erfolgen. Der sich am oberen Teil der oberen Explosionskammer
i -q befindende Ventilkopf i g' ist unmittelbar mit dem Stromzuleitungskabel i verbunden,
welches in beliebiger geeigneter Weise isoliert ist und nicht nur zur Stromzuführung,
sondern ebenfalls zum Tragen der gesamten Perforiereinrichtung ii dient.
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Wenn das Gerät in der Spülung Lies Bohrloches in der Höhe, in der
man es zu verwenden wünscht, angebracht ist und wenn man Strom durch den Leiter
i hindurchsendet; so schmilzt der in der unteren Explosionskammer gelegene Schmelzdraht
geringeren Kalibers und bewirkt die Explosion des in dieser Kammer befindlichen
Explosivmittels und folglich das Austreiben des entsprechenden Geschosses 16 durch
das GeschÜtz i 5. Diese Explosion hat andererseits zur Folge, daß die in dieser
Kaitimer enthaltenen Ventilköpfe, wie i9, i9', auf ihre Sitze gedrückt werden, wobei
die Kautschuk-
Lösung weggepreßt wird, so daß ein metallischer Kontakt
zwischen diesen Ventilköpfen und ihren Sitzen hergestellt wird. , Andererseits dringt
die im Bohrloch befindliche Spülung nach dem Austritt des Geschosses unter Einfluß
des hohen Druckes, unter der sie sich befindet, in das Innere des Geschützrohres
15 und der Explosionskammer ein und gewährleistet so das An-die-Masse-Legen des
oberen Ventilkopfes i9.
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Wenn man dann einen Strom höherer Stromstärke durch den Leiter i sendet,
so schmilzt der zweite Schmelzdraht durch und erzeugt die Explosion des Pulvers
in der entsprechenden Kammer und das Auftreten der beschriebenen Erscheinungen,
usw. fort.
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In Fig. 3, die eine Ausführungsform eines Geschoßprobenehmers zeigt,
wie er in dem Patent 64.7 9i4 beschrieben wurde, erfolgt das Zünden in ähnlicher
Weise. Wegen des Vorhandenseins bestimmter Vorrichtungen, wie die oder das Haltekabel
des Geschosses in der Explosionskammer, oder wegen des Umstandes, daß diese Explosionskammer
hinter der Achse x-y des Probenehmers gelegen ist, kann der Fall eintreten, daß
die Stromübertragung in dieser Achse r-y nicht möglich ist. Man kann dann eine bestimmte
Anzahl von isolierten Leitern 23, 24, 25 vorsehen, welche den Strom den Ventilköpfen
26 und 30 zuführen, die, wie vorher, im Boden jeder Explosionskammer, wie
27, angeordnet sind. In dem zylindrischen Körper i i des Probenehmers sind Öffnungen
vorgesehen, um die Anbringung dieser verschiedenen isolierten Or # gane zu ermöglichen,
wobei diese Öffnungen entweder durch Schraubstöpsel 28 oder durch verschraubte Teile
29 verschlossen sind.
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Die Ventilköpfe 26 und 3o, die, wie vorher, vom Körper des Gerätes
beispielsweise mittelsKautschuklösung isoliert sind, legen sich mit ihrem Rand (Fig.
3, 4, 5) an metallische kreisbogenförmige Teile 31 und 32, die ihrerseits an einem
ringförmigen Teil 33 aus Karton anliegen, der am Boden der Explosionskammer a7 angebracht
ist: Der Zündungsschmelz-draht ist unmittelbar mit den ringförmigen Teilen 3 i,
32 verbunden (Fg. 4).
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Wie im vorhergehenden Falle besitzen die Schmelzdrähte 35 von unten
nach oben wachsenden Durchmesser; so daß die Explosionen nacheinander von unten
nach oben erfolgen, wenn man Ströme wachsender Stromstärke durch die Vorrichtung
hindurchsendet. Unter Wirkung der in einer der Kammern erzeugten Explosion erzeugt
die Ausstoßung des Geschosses wie vorher das Wiedereintreten der Spülung, welche
dann den Ventilkopf 26 an die Masse anlegt.
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Um ein noch- wirksameres An-die-Masse-Legen der Ventilköpfe zu erzielen,
kann man ferner in dem Kartonstück 33 an der Stelle, an der es durch das leitende
Element 3 i bedeckt ist, ein Loch 34 vorsehen. Unter Wirkung der Explosion wird
derjenige Stoff des Elementes 3i, der sich vor dem Loch 34 befindet, in .gewisser
Weise ausgebaucht und macht Kontakt mit dem metallischen Boden der Explosionskammer
27 und gewährleistet so ein völlig freies An-die-Masse-Legen.
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Wohl verstanden kann man an den beschriebenen Vorrichtungen zahlreiche
Abänderungen vornehmen, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen. Insbesondere
kann die Erfindung an jedem beliebigen anderen System von Geschoßprobenehmern oder
Perforiervorrichtungen, als sie beschrieben wurden, angewendet werden.