DE69513319T2

DE69513319T2 - Ein Geschosslocher mit einer Mehrzahl von Ladungen

Info

Publication number: DE69513319T2
Application number: DE69513319T
Authority: DE
Inventors: Clifford L. Aseltine; James E. Brooks; Nolan C. Lerche; Robert A. Parrot; Kenneth E. Rozek
Original assignee: Schlumberger Technology BV
Current assignee: Schlumberger Technology BV
Priority date: 1994-03-29
Filing date: 1995-03-28
Publication date: 2000-06-08
Anticipated expiration: 2015-03-29
Also published as: GB9506310D0; GB2288005B; CA2145740C; AU1613095A; EP0675262A1; US5505134A; GB2288005A; CA2145740A1; DE69513319D1; AU697672B2; EP0675262B1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auslösen der Detonation mehrerer geformter Ladungen in einem Geschoßlocher, der in einem Bohrloch angeordnet werden kann.
Sprengbrückendraht-Zünder und Sprengfolien-Zünder sind im Stand der Technik bekannt. Beispielsweise offenbart das US-Patent 3.181.463 an Morgan u. a. einen Sprengbrückendraht-Detonator. Außerdem sind im Stand der Technik Sprengfolien-"Flugplatten"-Zünder (exploding foil "flying plate" initiator) bekannt: beispielsweise offenbart das US-Patent 4.788.913 an Stroud u. a. mit dem Titel "Flying Plate Detonator using a High Density High Explosive" einen Sprengfolien- Flugplatten-Zünder. Das an den Anmelder der vorliegenden Erfindung übertragene US-Patent 5.088.413 an Huber u. a. mit dem Titel "Method and Apparatus for Safe Transport Handling Arming and Firing of Perforating Guns using a Bubble Activated Detonator" offenbart einen "blasenaktivierten" Sprengfolien-Zünder, der zum Detonierenlassen eine Blase anstelle einer Flugplatte verwendet. Außerdem offenbart das an den Anmelder der vorliegenden Erfindung übertragene US-Patent 5.347.929 mit dem Titel "Firing System for a Perforating Gun including an Exploding Foil Initiator and an Outer Housing for conducting Wireline current and EFI current" einen Zündkopf, der einen Sprengfolien-Flugplatten-Zünder oder einen blasenaktivierten Zünder gemäß dem Patent von Huber u. a. für den Einsatz in einem Geschoßlocher verwendet.
Im Stand der Technik sind Geschoßlocher bekannt, die eine Zündschnur zum Auslösen der Detonation mehrerer geformter Ladungen verwendet. Das US-Patent 5.094.167 offenbart eine Zündeinrichtung zum gleichzeitigen Detonierenlassen mehrerer geformter Durchschlagladungen mit einem Scheitel, die Halbleiterbrücken-Zünder verwendet, die sich auf den geformten Ladungen befinden. Der Zünder besitzt Eingangs- und Ausgangsleitungen, einen Schalter und eine Halbleiterbrücke. Die Halbleiterbrücke weist zwei Metallschichten auf, die auf einem Halbleitersubstrat ausgebildet und mit den Eingangs- und Ausgangsleitungen verbunden sind. Die zwei leitfähigen Metallschichten werden durch ein pyrotechnisches Material überbrückt, das so beschaffen ist, daß es sich entzündet, wenn über die Leitungen ein Stromimpuls übertragen wird. Die vorliegende Erfin dung hat zum Ziel, eine zweckmäßige und vorteilhafte Alternative zu dieser Anordnung im Stand der Technik zu schaffen.
Gemäß einem Aspekt schafft die Erfindung eine Vorrichtung zum Detonierenlassen mehrerer geformter Durchschlagladungen nach Anspruch 1.
Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung eine Vorrichtung zum Detonierenlassen mehrerer geformter Durchschlagladungen nach Anspruch 2.
Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung ein Verfahren zum Zünden einer Durchschlagvorrichtung nach Anspruch 5.
Der weitere Umfang der Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung wird aus der im folgenden dargebotenen genauen Beschreibung deutlich. Selbstverständlich werden die genaue Beschreibung und die spezifischen Beispiele, die eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung repräsentieren, lediglich zur Veranschaulichung gegeben, da für den Fachmann nach Lektüre der folgenden genauen Beschreibung verschiedene Änderungen und Modifikationen im Rahmen der Erfindung offensichtlich sind.
Ein umfassendes Verständnis der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus der hier dargelegten genauen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform und aus der beigefügten Zeichnung, die lediglich zur Veranschaulichung und nicht in der Absicht, die vorliegende Erfindung einzuschränken, gegeben wird und worin:
Fig. 1 einen in einem Bohrloch angeordneten Geschoßlocher einschließlich mehrerer geformter Ladungen, die entweder mit einer Zündschnur oder einem elektrischen Leiter verbunden sind, zeigt,
die Fig. 2-3 die mehreren geformten Ladungen aus Fig. 1 zeigen, die mit einem elektrischen Strom transportierenden Leiter verbunden sind, wobei jede geformte Ladung einen Zünder wie etwa einen Sprengfolien-Flugplatten-Zünder oder einen blasenaktivierten Sprengfolien-Zünder oder einen Sprengbrückendraht-Zünder aufweist,
Fig. 4 einen Querschnitt des elektrischen Strom transportierenden Leiters aus Fig. 3 zeigt,
Fig. 5 einen Schnitt von Fig. 4 zeigt, der längs der Linien 5-5 in Fig. 4 vorgenommen wurde,
Fig. 6 eine auseinandergezogene Darstellung einer der geformten Ladungen aus Fig. 2 oder 3 einschließlich des elektrischen Strom transportierenden Leiters und eines zugeordneten Sprengfolien-"Flugplatten"-Zünders zeigt,
Fig. 7 einen Schnitt des elektrischen Strom transportierenden Leiters aus Fig. 6 längs der Linien 7-7 in Fig. 6 zeigt,
Fig. 8 eine auseinandergezogene Darstellung einer der geformten Ladungen aus Fig. 2 oder 3 einschließlich des elektrischen Strom transportierenden Leiters und eines zugeordneten "blasenaktivierte" Sprengfolien-Zünders zeigt,
Fig. 9 einen Schnitt des elektrischen Strom transportierenden Leiters aus Fig. 8 längs der Linien 9-9 in Fig. 8 zeigt,
Fig. 10 einen herkömmlichen Geschoßlocher mit geformten Ladungen zeigt, die mit einer herkömmlichen Zündschnur verbunden sind,
Fig. 11 einen Geschoßlocher mit geformten Ladungen zeigt, die mit einem elektrischen Leiter in Form eines Folienstreifens verbunden sind, der in dem Geschoßlocher in Längsrichtung angeordnet ist, so daß er jede geformte Ladung verbindet und mit einem Stromimpuls, beispielsweise von einem CMF- Stromimpulsgenerator (CMF = compressed magnetic flux = hohe magnetische Flußdichte), erregt,
Fig. 12 einen Geschoßlocher mit einer ersten Anzahl geformter Ladungen zeigt, die mit einem ersten elektrischen Leiter in Form eines Folienstreifens verbunden sind, der schraubenlinienförmig um den Geschoßlocher gewickelt ist, derart, daß die mehreren Zünder des Folienstreifens an ihre entsprechenden mehreren geformten Ladungen stoßen, wobei der erste elektrische Leiter von einem Stromimpuls von einem ersten CMF-Generator erregt wird, während ein zweiter elektrischer Leiter, ebenfalls in Form eines schraubenlinienförmig um den Locher gewickelten Folienstreifens, von einem zweiten CMF-Generator erregt wird,
Fig. 13 eine Außenansicht des Folienstreifens aus Fig. 12 darstellt,
Fig. 14 eine Innenansicht von nur einem der mehreren parallelgeschalteten und auf dem innenliegenden Abschnitt des Folienstreifens aus Fig. 12 angeordneten Zünder darstellt,
Fig. 15 den elektrischen Strompfad zeigt, der durch sämtliche parallelgeschaltete und auf dem gesamten innenliegenden Abschnitt des Folienstreifens aus Fig. 12 angeordnete Zünder verläuft,
Fig. 16 eine Querschnittsansicht darstellt, die sämtliche einzelne Schichten, aus denen der Folienstreifen aus den Fig. 12-15 gebildet ist, zeigt,
Fig. 17 eine geformte Ladung von Geschoßlochern aus den Fig. 11, 12 und 26 zeigt, die in Verbindung mit einem Sprengfolien-Zünder (mit Flugplatte oder blasenaktiviert) oder einem Sprengbrückendraht-Zünder verwendet wird, wobei die geformte Ladung eine Pille aus einem Sekundärsprengstoff enthält, die für eine Detonation ihres jeweiligen Zünders verantwortlich ist, der den Primärsprengstoff in der geformten Ladung detonieren läßt,
Fig. 18 eine erste Ausführungsform eines Stromimpulsgenerators des Standes der Technik zur Erzeugung eines Stromimpulses zeigt, wobei der Stromimpuls den Flachkabelleiter aus den Fig. 12, 13 und 15 oder die Zünderbahn aus Fig. 27 speist und die Zünder detonieren läßt,
Fig. 19 einen von dem Stromimpulsgenerator aus Fig. 18 erzeugten typischen Stromimpuls zeigt,
Fig. 20 eine zweite Ausführungsform eines Stromimpulsgenerators zeigt,
Fig. 21 eine dritte Ausführungsform eines Stromimpulsgenerators des Standes der Technik zeigt, die einen CMF-Stromimpulsgenerator mit einem Kondensatorentladeeingang umfaßt,
Fig. 22 eine vierte Ausführungsform eines Stromimpulsgenerators des Standes der Technik zeigt, die einen CMF-Stromimpulsgenerator mit einem Piezokeramikeingang umfaßt,
Fig. 23 die vierte Ausführungsform des mit mehreren parallelgeschalteten Zündern wie etwa mit Flugplatte versehenen oder blasenaktivierten Sprengfolien- Zündern oder Sprengbrückendraht-Zündern verbundenen Stromimpulsgenerators aus Fig. 22 auf den Geschoßlochern aus den Fig. 11 und 12 zeigt,
die Fig. 24-27 eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einschließlich einer Zünderbahn mit einer bestimmten Breite zeigt, wobei, anstatt den Flachkabelleiter aus den Fig. 12, 13 und 15 zu verwenden, die Zünderschicht soweit um den gesamten Umfang des Geschoßlochers aus Fig. 12 gewickelt ist, daß die Breite der Schicht annähernd gleich dem Umfang des Geschoßlochers ist,
Fig. 28 einen Schnitt von Fig. 27 längs der Schnittlinien 21-21 in Fig. 27 zeigt,
Fig. 29 eine Durchschlagvorrichtung zeigt, die einen ersten Geschoßlocher, einen zweiten Geschoßlocher und eine Zündübertragungseinheit gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält, wobei die Zündübertragungseinheit zwischen dem ersten Geschoßlocher und zweiten Geschoßlocher angeordnet ist, um eine Detonationswelle von einer ersten Zündschnur des ersten Geschoßlochers auf eine zweite Zündschnur des zweiten Geschoßlochers der Durchschlagvorrichtung zu übertragen, und
Fig. 30 einen detaillierteren Aufbau der Zündübertragungseinheit aus Fig. 29 zeigt.
In Fig. 1 ist ein Geschoßlocher 10 gezeigt, der in einem Bohrloch 12 angeordnet ist. Der Geschoßlocher 10 enthält einen Geschoßlocherträger 14, auf dem ein Laderohr 16 angeordnet ist. Das Laderohr 16 enthält mehrere in Stufen angeordnete Paßbohrungen und mehrere geformte Ladungen 18, die den mehreren in Stufen angeordneten Paßbohrungen entsprechen. Ein leitendes Medium 20 ist mit den mehreren geformten Ladungen 18 verbunden, wobei das leitende Medium 20 jeder geformten Ladung ein Energiepaket zuführt, um die mehreren geformten Ladungen 18 zur Detonation zu bringen. Das leitende Medium 20 kann ein elektrischen Strom transportierender Leiter, der zum Leiten eines elektrischen Stromimpulses geeignet ist, oder eine Zündschnur, die zum Leiten einer Detonationswelle geeignet ist, sein.
Normalerweise ist das leitende Medium 20 eine Zündschnur und das Energiepaket eine Zündwelle, wobei die Zündschnur die Zündwelle zu jeder geformten Ladung leitet und die geformten Ladungen in Reaktion auf die Zündwelle detonieren. Wenn die geformten Ladungen detonieren, wird von jeder Ladung ein Strahl erzeugt. Da das leitende Medium 20 in diesem Fall eine Zündschnur ist, muß jede Ladung 18 einen speziellen Zünder enthalten, der aus einem Sprengstoff besteht, der auf die Zündwelle mit der Erzeugung des Strahls aus jeder geformten Ladung 18 reagiert.
Jedoch wäre die Verwendung eines neuartigen leitenden Mediums 20, das ein neuartiges Energiepaket zu den mehreren geformten Ladungen 18 leitet, wünschenswert. In diesem Fall muß, da das neuartige Energiepaket über das leitende Medium 20 geführt wird, ein neuartiger Zünder für jede der mehreren geformten Ladungen verwendet werden. Der neuartige Zünder reagiert auf das neuartige über das leitende Medium geführte Energiepaket mit der Erzeugung des Strahls aus den geformten Ladungen 18. Das neuartige leitende Medium, das neuartige über das neuartige leitende Medium 20 geleitete Energiepaket und der in jeder geformten Ladung 18 angeordnete neuartige Zünder werden im folgenden unter Bezug auf die Fig. 2-31 der Zeichnung besprochen.
In den Fig. 2-9 ist ein elektrischen Strom transportierender Leiter 20-1 gezeigt, der mit den mehreren geformten Ladungen 18 einer Durchschlagvorrichtung 10 verbunden ist. Auf dem Strom transportierenden Leiter 20-1 sind mehrere mit Flugplatte versehene oder blasenaktivierte Sprengfolien-Zünder (exploding foil initiators = EFI-Zünder) 20a angebracht. Es könnten auch Sprengbrückendraht- Zünder verwendet werden. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung sind die mehreren EFI-Zünder 20a in physischem Kontakt mit den einzelnen Scheiteln der mehreren geformten Ladungen 18 angeordnet.
In Fig. 2 wird wieder der Geschoßlocher 10 aus Fig. 1 gezeigt, der die mehreren geformten Ladungen 18 enthält, die mit dem leitenden Medium 20 verbunden sind, das in diesem Fall aus einem gewöhnlichen elektrischen Strom transportierenden Leitungsdraht 20-1 besteht. Der stromleitende Draht 20-1 aus Fig. 2 ist physisch an der Innenseite des Geschoßlocherträgers 14 angebracht, wobei jede der mehreren geformten Ladungen 18 mit dem stromleitenden Draht 20-1 elektrisch verbunden ist. Wie in den Fig. 3-9 im einzelnen gezeigt wird, sind mehrere Sprengfolien- oder Sprengbrückendraht-Zünder 20a auf dem Leitungsdraht 20-1 angebracht und jeweils in Kontakt mit einem Scheitel der mehreren geformten Ladungen 18 angeordnet. Die elektrischen Zünder 20a reagieren auf einen gewöhnlichen, über den Leitungsdraht 20-1 geleiteten elektrischen Strom, um aus jeder der geformten Ladungen 18 einen Strahl zu erzeugen.
Die elektrischen Zünder 20a aus Fig. 2 sind als Sprengfolien-Zünder (EFI- Zünder) bekannt. Es gibt drei Typen von Sprengfolien-Zündern: den Sprengfolien- "Flugplatten"-Zünder, den "blasenaktivierten" Sprengfolien-Zünder und den Sprengbrückendraht-Zünder. Wie in den Fig. 3-9 gezeigt wird, ist zwischen jeder geformten Ladung der Durchschlagvorrichtung und dem Strom transportierenden Leiter 20-1 ein Sprengfolien-Flugplatten-Zünder 20a oder ein blasenaktivierter Sprengfolien-Zünder 20a oder ein Sprengbrückendraht-Zünder angeordnet.
In Fig. 3 besteht das leitende Medium 20 aus Fig. 1 aus einem elektrischen Strom transportierenden Leitungsdraht 20-1 zur Leitung eines elektrischen Stroms. Zwischen den mehreren geformten Ladungen 18 und dem Strom transportierenden Leiter 20-1 sind jeweils Trommeln 19 angeordnet. Wie in den folgenden Figuren der Zeichnung gezeigt wird, enthält der Strom transportierende Leitungsdraht 20-1 eine erste Kupferfolie mit mehreren EFI-Zündern 20a, eine zweite Kupferfolie, die an Erdpotential gelegt ist und mehrere Polyimid-Isolierschichten.
In Fig. 4 enthält der Strom transportierende Leitungsdraht 20-1 eine erste Kupferfolie 20-1 (a) mit mehreren darauf angeordneten EFI-Zündern 20a, die sich zwischen einer ersten Polyimidschicht 20b und einer zweiten Polyimidschicht 20c befindet. Eine zweite Kupferfolie 20d ist zwischen der zweiten Polyimidschicht 20c und einer dritten Polyimidschicht 20e angeordnet. Die Polyimidschichten 20b, 20c und 20e besitzen eine Dicke von ungefähr 0,025 Zoll. Ein Polyimidmaterialtyp, der für die Polyimidschichten 20b, 20c und 20e verwendet werden kann, ist als "KaptonTM" bekannt. Das Kapton-Polyimidmaterial wird von E. I. Dupont De Nemours, lncorporated (Dupont) hergestellt. Die erste Kupferfolie 20-1(a) dient als Strom transportierender Leiter, um zu jedem der mehreren EFI-Zündern 20a und letztlich zu jeder der mehreren Ladungen 18 elektrischen Strom zu leiten. Die zweite Kupferfolie 20d dient als Rückpfad für den Strom zur Erde.
In Fig. 5 wird ein Schnitt des Strom transportierenden Leiters 20-1 aus Fig. 4 gezeigt, der längs der Schnittlinien 5-5 in Fig. 4 vorgenommen wurde. In Fig. 5 wird die erste Kupferfolie 20-1 (a) über der zweiten Polyimidschicht 20c angeordnet gezeigt. Die erste Kupferfolie 20-1 (a) enthält mehrere auf ihrer Oberfläche voneinander beabstandete EFI-Zünder 20a, wovon jeder einen ersten Teil 20a2, eine Brücke 20a1 und einen zweiten Teil 20a3 aufweist. Wenn die Breite der Kupferfolie 20a "W" beträgt, besitzt jede Brücke 20a1 die Breite "w", wobei "w" sehr viel kleiner als die Breite "W" ist. Dies führt dazu, daß die Brücken 20a1 als Antwort auf einen Strom "I" ausreichender Größe und Dauer, der durch sie fließt, verdampfen, wodurch ein offener Kreis entsteht und unmittelbar über jeder Brücke ein Gasplasma erzeugt wird. Die zweite Kupferfolie 20d enthält keine solchen Brücken 20a1, wobei die Breite der zweiten Kupferfolie 20d konstant und gleich "W" ist.
In den Fig. 6 und 7 wird für jede geformte Ladung 18 des Geschoßlochers aus Fig. 2 ein Sprengfolien-Zünder 20a des Typs "Flugplatte" verwendet. In Fig. 6 wird eine der Trommeln 19 gezeigt, die zwischen einer der geformten Ladungen 18 und dem Strom transportierenden Leiter 20-1 (der den Flugplatten-Zünder 20a aufnimmt) des Geschoßlochers aus Fig. 2 angeordnet ist.
Die Fig. 6 und 7 betreffend wird in Fig. 6 eine Flugplatte 20b1 gezeigt, die in einer Bohrung 19a in der Trommel 19 "fliegt". Die Bohrung 19a der Trommel 19 ist in Fig. 7 unmittelbar über der Brücke 20a1 der ersten Kupferfolie 20-1(a) angeordnet. Die Flugplatte 20b1 ist eigentlich ein Teil der ersten Polyimidschicht 20b, wobei die Flugplatte 20b1 eine Scheibe ist, die aus der ersten Polyimidschicht 20b abgeschert wird, wenn ein ausreichend starker Strom "I" durch den EFI-Zünder 20a der ersten Kupferfolie 20-1 (a) aus Fig. 7 fließt und die Brücke 20a1 des EFI- Zünders 20a der ersten Kupferfolie 20a verdampft, wodurch das Gasplasma erzeugt wird. Ein Flugplatten-Detonator wird im US-Patent 4.788.913 an Stroud u. a. mit dem Titel "Flying Plate Detonator using a High Density High Explosive", des sen Offenbarung durch Literaturhinweis in diese Beschreibung aufgenommen wird, gezeigt und beschrieben.
In den folgenden Abschnitten wird mit Bezug auf die Fig. 6 und 7 der Zeichnung eine Funktionsbeschreibung der Arbeitsweise einer geformten Ladung 18 des Geschoßlochers aus Fig. 2 einschließlich des Sprengfolien-Flugplatten- Zünders, der in Verbindung mit der geformten Ladung 18 des Geschoßlochers verwendet wird, gegeben.
In Fig. 6 wird angenommen, daß in der ersten Kupferfolie 20-1 (a) ein Strom "I" fließt. Der Strom "I" ist kein transienter Strom, sondern ein direkter Strom ausreichender Dauer und Stärke, um sämtliche Brücken 20a1 des EFI-Zünders 20a der ersten Kupferfolie 20-1(a) aus Fig. 5 nahezu gleichzeitig zu verdampfen. Wenn die mehreren Brücken 20a1, die den mehreren EFI-Zündern 20a zugeordnet sind, verdampfen, wird eine entsprechende Menge eines Hochdruck-Gasplasmas erzeugt. Die den mehreren Brücken 20a1 zugeordnete Menge des Hochdruckgases erzeugt eine entsprechende Anzahl von Turbulenzbereichen, wobei sich diese direkt unter mehreren Abschnitten der ersten Polyimidschicht 20b befinden. Die mehreren Abschnitte der ersten Polyimidschicht 20b befinden sich wiederum direkt unter den mehreren Bohrungen 19a, die einer entsprechenden Anzahl von Trommeln 19 zugeordnet sind. Diese Turbulenzbereiche bewirken, daß mehrere Scheiben (die Flugplatten 20b1) von der ersten Polyimidschicht 20b abgeschert werden und gezwungen werden, innerhalb der Bohrungen 19a der Trommeln 19 zu fliegen. Deshalb wird in Fig. 6 eine "Flugplatte" 20b1 gezeigt, die innerhalb der Bohrung 19a einer Trommel 19 fliegt. Die geformten Ladungen 18 enthalten jeweils eine Sekundärsprengstoffpille 18a, wobei diese eine HE-Pille ist. Gegebenenfalls trifft die Flugplatte 20b1 den Sekundärsprengstoffabschnitt (den HE-Pillenabschnitt) 18a der geformten Ladung 18. Wenn dies geschieht, detoniert die Sekundärsprengstoffpille 18a, wodurch die geformte Ladung 18 gezündet wird, die einen Strahl bildet, der von der geformten Ladung 18 ausgeht und eine Formation, durch die das Bohrloch verläuft, durchdringt, wie in Fig. 1 gezeigt wird. Wie in Fig. 7 gezeigt wird, entsteht ein Zustand mit offenem Kreis, wenn die Brücke 20a1 des EFI-Zünders 20a der ersten Kupferfolie 20-1 (a) verdampft. Dies führt dazu, daß der erste Teil der ersten Kupferfolie 20a2 physisch und elektrisch von dem zweiten Teil der ersten Kupferfolie 20a3 getrennt wird.
In den Fig. 8 und 9 wird für jede der geformten Ladungen 18 des Geschoßlochers aus Fig. 2 ein Sprengfolien-Zünder des "blasenaktivierten" Typs verwendet. In Fig. 8 ist eine der Trommeln 19 zwischen einer der geformten Ladungen 18 und dem Strom transportierenden Leiter 20-1 (der den "blasenaktivierten" Sprengfolien-Zünder 20a aufnimmt) des Geschoßlochers aus Fig. 2 angeordnet.
In Fig. 8 wird eine Blase 20b2 gezeigt, die sich in einer Bohrung 19a in der Trommel 19 ausbreitet. Die Bohrung 19a der Trommel 19 ist direkt über der Brücke 20a1 der ersten Kupferfolie 20-1 (a) angeordnet. Die Blase 20b2 ist eigentlich ein Teil der ersten Polyimidschicht 20b, wobei sich die Blase 20b2 aus der ersten Polyimidschicht 20b bildet, wenn ein ausreichend starker Strom "I" durch den EFI-Zünder 20a der ersten Kupferfolie 20-1(a) fließt und die Brücke 20a1 des EFI-Zünders 20a der ersten Kupferfolie 20-1 (a) verdampft. Der blasenaktivierte Zünder wird im US-Patent 5.088.413 an Huber u. a. mit dem Titel "Method and Apparatus for Safe Transport Handling Arming and Firing of Perforating Guns using a Bubble Activated Detonator", dessen Offenbarung durch Literaturhinweis in diese Spezifikation aufgenommen wird, genau abgehandelt.
In den folgenden Abschnitten wird mit Bezug auf die Fig. 8 und 9 aus der Zeichnung eine Funktionsbeschreibung der Arbeitsweise der geformten Ladung 18 des Geschoßlochers aus Fig. 2 einschließlich des blasenaktivierten Sprengfolien-Zünders, der in Verbindung mit der geformten Ladung 18 des Geschoßlochers verwendet wird, gegeben.
In den Fig. 8 und 9 wird angenommen, daß in der ersten Kupferfolie 20-1 (a) ein Strom "I" fließt. Der Strom "I" ist kein transienter Strom, sondern ein Gleichstrom ausreichender Dauer und Stärke, um sämtliche Brücken 20a1 der EFI-Zünder 20a der ersten Kupferfolie 20-1 (a) aus Fig. 5 nahezu gleichzeitig zu verdampfen. Wenn eine der Brücken 20a1 verdampft, wird ein Gasplasma erzeugt, das direkt unter demjenigen Abschnitt der ersten Polyimidschicht 20b, der sich direkt unter der Bohrung 19a der Trommel 19 befindet, eine Turbulenz erzeugt. Diese Turbulenz bewirkt, daß aus der ersten Polyimidschicht 20b eine Blase 20b2 gebildet wird, wobei die Form und die Größe der Blase 20b2 durch die Form und die Größe der Bohrung 19a der Trommel 19 gesteuert wird. Deshalb wird in Fig. 8 eine Blase 20b2 gezeigt, die sich innerhalb der Bohrung 19a der Trommel 19 ausbreitet Die geformten Ladungen 18 enthalten jeweils einen Sekundärsprengstoffabschnitt (einen HE-Pillenabschnitt) 18a. Gegebenenfalls trifft die Blase 20b2 auf die Sekundärsprengstoffpille 18a der geformten Ladung 18. Wenn dies geschieht, detoniert die Sekundärsprengstoffpille 18a, wodurch die geformte Ladung 18 gezündet wird, die einen Strahl bildet, der von der geformten Ladung ausgeht und eine Formation, durch die das Bohrloch verläuft, durchdringt, wie in Fig. 1 gezeigt wird. Wie in Fig. 9 gezeigt wird, entsteht bei jeder Brücke 20a1 ein Zustand mit offenem Kreis, wenn die Brücken 20a1 der EFI-Zünder 20a der ersten Kupferfolie 20-1 (a) verdampfen. Da jede der Brücken 20a1 der EFI- Zünder 20a nun einen offenen Kreis darstellt, führt dies, wie in Fig. 9 gezeigt wird, zu einer physischen und elektrischen Trennung des ersten Teils 20a2 der EFI- Zünder 20a der ersten Kupferfolie von dem zweiten Teil 20a3 der EFI-Zünder 20a der ersten Kupferfolie.
Dies führt dazu, daß, wenn das leitende Medium 20 aus Fig. 1 ein elektrischen Strom transportierender Leiter wie etwa der Strom transportierende Leitungsdraht 20-1 aus Fig. 4 ist, wenn ein mit Flugplatte versehener oder blasenaktivierter Sprengfolien-Zünder des oben im Zusammenhang mit den Fig. 3-9 beschriebenen Typs zum Detonierenlassen der geformten Ladungen 18 verwendet wird und wenn ein Strom ausreichender Stärke und Dauer in der ersten Kupferfolie 20-1 (a) eines Leiters 20-1 fließt, die mit Flugplatte versehenen oder blasenaktivierten Sprengfolien-Zünder 20a gleichzeitig detonieren, wobei die gleichzeitige Detonation der EFI-Zünder 20a ihrerseits die gleichzeitige Detonation sämtlicher geformter Ladungen 18 des Geschoßlochers 10 aus den Fig. 1 und 2 bewirkt.
In Fig. 10 ist ein herkömmlicher Geschoßlocher gezeigt. Der herkömmliche Geschoßlocher enthält mehrere geformte Ladungen 30, die mit einer Zündschnur 32 verbunden sind. Ein Detonator 34 löst als Antwort auf einen Strom, der sich in dem elektrischen Leiter 36 ausbreitet, die Ausbreitung einer Zündwelle in der Zündschnur 32 aus. Die Zündwelle bewirkt die Detonation der geformten Ladungen, wodurch aus jeder geformten Ladung 30 ein Strahl 38 erzeugt wird.
In Fig. 11 ist ein neuartiger Geschoßlocher in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gezeigt, der dem neuartigen Geschoßlocher aus Fig. 2 ähnlich ist. Der neuartige Geschoßlocher aus Fig. 11 enthält mehrere geformte Ladungen 40, die mit einem elektrischen Strom transportierenden Leiter 42 verbunden sind. Wie weiter unten in dieser Spezifikation abgehandelt wird, enthält der Leiter 42 mehrere Zünder 20a wie etwa einen Sprengfolien-Flugplatten- Zünder 20a aus den Fig. 6-7 oder einen blasenaktivierten Sprengfolien-Zünder 20a aus den Fig. 8-9 oder einen Sprengbrückendraht-Zünder. Die mehreren Zünder 20a auf dem Leiter 42 sind angrenzend an die mehreren geformten La dungen 40 angeordnet, um sämtliche Ladungen als Antwort auf eine gleichzeitige Detonation der mehreren Zünder 20a gleichzeitig detonieren zu lassen. Der Leiter 42 ist mit einem Stromimpulsgenerator 44 elektrisch verbunden. Wie weiter unten in dieser Spezifikation angemerkt wird, kann der Stromimpulsgenerator entweder eine Ladekondensatorschaltung oder eine parallelgeschaltete Ladekondensatorschaltung oder ein CMF-Stromimpulsgenerator (CMF = compressed magnetic flux = hohe magnetische Flußdichte) sein.
In Fig. 12 ist eine bevorzugte Ausführungsform des neuartigen Geschoßlochers aus Fig. 11 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gezeigt.
In Fig. 12 ist eine erste Anzahl in Stufen angeordneter geformter Ladungen 40a auf einer Seite des neuartigen Geschoßlochers angeordnet. Ein elektrischen Strom führender erster Flachkabelleiter 42a (im folgenden "der Flachkabelleiter 42a" genannt) ist schraubenlinienförmig um die mehreren geformten Ladungen 40a gewickelt. Der Flachkabelleiter 42a wird gezeigt, wie er um die mehreren geformten Ladungen 40a innerhalb des Laderohrs 45 des neuartigen Geschoßlochers aus Fig. 12 gewickelt ist, obwohl der Flachkabelleiter 42a um die mehreren geformten Ladungen 40a ohne weiteres auch außen um das Laderohr 45 des neuartigen Geschoßlochers aus Fig. 12 gewickelt sein könnte. Der Flachkabelleiter 42a berührt den Scheitel jeder geformten Ladung der ersten Anzahl 40a. Der Flachkabelleiter 42a besitzt ein Breite von ungefähr 1,25 Zoll. Der Flachkabelleiter 42a ist ein flacher, elektrischen Strom führender Leiter und umfaßt mehrere Zünder 20a, die in periodischen Intervallen entlang des Flachkabelleiters 42a voneinander beabstandet sind. Wenn der Flachkabelleiter 42a um die mehreren geformten Ladungen 40a gewickelt ist, stoßen die mehreren Zünder 20a auf dem Flachkabelleiter 42a jeweils gegen die Scheitel der geformten Ladungen der ersten Anzahl 40a. Der Flachkabelleiter 42a ist mit einem ersten Stromimpulsgenerator 44a, der einen Stromimpuls erzeugt, der die fast gleichzeitige Detonation der mehreren Zünder 20a auf dem Flachkabelleiter 42a bewirkt, elektrisch verbunden. Der erste Stromimpulsgenerator 44a ist hier ein Stromimpulsgenerator mit hoher magnetischer Flußdichte (im folgenden "der erste CMF- Stromimpulsgenerator 44a" genannt). Der erste CMF-Stromimpulsgenerator 44a empfängt eine Zündwelle von einem Detonator 48 und erzeugt als Antwort auf die Zündwelle einen Stromimpuls. Der Detonator 48 kann irgendein üblicher Detonator wie etwa ein Schlagdetonator, ein elektrischer Detonator, ein Sprengfolien- Zünder-Detonator oder ein Sprengbrückendraht-Zünder-Detonator sein.
Jedoch ist zusätzlich eine zweite Anzahl in Stufen angeordneter geformter Ladungen 40b auf der anderen Seite des neuartigen Geschoßlochers aus Fig. 12 angeordnet. Ein elektrischen Strom führender zweiter Flachkabelleiter 42b (im folgenden "der Flachkabelleiter 42b" genannt) ist schraubenlinienförmig um die mehreren geformten Ladungen 40b innerhalb des Laderohrs 45 auf der anderen Seite des neuartigen Geschoßlochers aus Fig. 12 gewickelt, obwohl der Flachkabelleiter 42b um die mehreren geformten Ladungen 40b ohne weiteres auch außen um das Laderohr 45 gewickelt sein könnte. Der Flachkabelleiter 42b berührt den Scheitel jeder geformten Ladung der zweiten Anzahl 40b. Der Flachkabelleiter 42b ist ein flacher, elektrischen Strom führender Leiter. Im Ergebnis umfaßt der Flachkabelleiter 42b mehrere Zünder 20a, die in periodischen Intervallen entlang des Flachkabelleiters 42b voneinander beabstandet sind. Die Zünder 20a können Flugplatten-Zünder, blasenaktivierte Zünder oder Sprengbrückendraht-Zünder sein. Wenn der Flachkabelleiter 42b um die mehreren geformten Ladungen 40b gewickelt ist, stoßen die mehreren Zünder 20a auf dem Flachkabelleiter 42b jeweils gegen die Scheitel der geformten Ladungen der zweiten Anzahl 40b. Der Flachkabelleiter 42b ist mit einem zweiten Stromimpulsgenerator 44b, der hier ein zweiter Stromimpulsgenerator mit hoher magnetischer Flußdichte (CMF-Stromimpulsgenerator) ist, elektrisch verbunden.
Der erste und der zweite CMF-Stromimpulsgenerator 44a und 44b sind beide in einem mit "Small Helical Flux Compression Amplifiers" überschriebenen Artikel von J. E. Gover, O. M. Stuetzer und J. L. Johnson, Sandia Laboratories, Albuquerque, New Mexico, herausgegeben bei Megagauss Physics and Technology, 1979, dessen Offenbarung durch Literaturhinweis in diese Spezifikation aufgenommen wird, beschrieben.
Ein Zwischenadapter 46 trennt die eine Seite des neuartigen Geschoßlochers von deren anderen Seite und dient zur Umwandlung eines elektrischen Stromimpulses am Ende des ersten Kabels 42a in eine Zündwelle, die die Erzeugung eines Stromimpulses vom zweiten CMF-Stromimpulsgenerator 44b auslöst. Der Zwischenadapter 46 weist einen EFI-Zündkopf 46c auf, der mit dem Ende des ersten Flachkabelleiters 42a verbunden ist. Der EFI-Zündkopf 46c ist mit dem EFI-Zündkopf 126, der weiter unten mit Bezug auf Fig. 23 der Zeichnung besprochen wird, identisch. Der EFI-Zündkopf 46c dient zum Empfangen des Stromimpulses, der sich zum Ende des ersten Flachkabelleiters 42a hin ausbreitet und eine im ersten Zündkopf 46c angeordnete Sprengstoffpille detonieren läßt. Der Zwischenadapter 46 enthält ferner eine erste Zündschnur 46a, die mit dem EFI-Zündkopf 46c verbunden ist und auf die Detonation der Sprengstoffpille im EFI-Zündkopf 46c reagiert, um die Ausbreitung einer Zündwelle in der ersten Zündschnur auszulösen, und eine zweite Zündschnur 46b, die mit der ersten Zündschnur 46a seitlich aneinanderstoßend angeordnet ist. Während des Betriebs, wenn sich der zum Ende des ersten Flachkabelleiters 46a hin ausbreitende Stromimpuls den EFI-Zündkopf 46c erregt, detoniert in diesem eine Sprengstoffpille, die ihrerseits die Ausbreitung einer Zündwelle in der ersten Zündschnur 46a auslöst. Da die zweite Zündschnur 46b mit der ersten Zündschnur 46a seitlich aneinanderstoßend angeordnet ist, wird die Zündwelle in der ersten Zündschnur 46a auf die zweite Zündschnur 46b übertragen. Somit breitet sich nun eine Zündwelle in der zweiten Zündschnur 46b aus, die den zweiten CMF-Generator 44b erregt. Dies führt dazu, daß der zweite CMF- Generator 44b als Antwort darauf einen zweiten Stromimpuls erzeugt.
In den folgenden Abschnitten wird mit Bezug auf Fig. 12 der Zeichnung eine Funktionsbeschreibung der Arbeitsweise des neuartigen Geschoßlochers aus Fig. 12 gegeben.
Der erste CMF-Stromimpulsgenerator 44a empfängt vom Detonator 48 eine Zündwelle und erzeugt als Antwort darauf einen Stromimpuls. Der Stromimpuls breitet sich durch den Flachkabelleiter 42a aus, wodurch sämtliche auf diesem angeordneten Zünder 20a fast gleichzeitig detonieren. Da die Zünder 20a auf dem Flachkabelleiter 42a jeweils gegen eine geformte Ladung der Anzahl 40a stoßen, detoniert die erste Anzahl geformter Ladungen 40a, wenn die Zünder 20a auf dem Flachkabelleiter 42a gleichzeitig detonieren, ebenfalls fast gleichzeitig. Der Zwischenadapter 46 wandelt den Stromimpuls in dem Flachkabelleiter 42a in eine zweite Zündwelle um. Dies führt dazu, daß der zweite CMF-Stromimpulsgenerator 44b als Antwort auf die zweite Zündwelle einen zweiten Stromimpuls erzeugt. Der zweite Stromimpuls breitet sich durch den Flachkabelleiter 42b aus, wodurch sämtliche auf diesem angeordneten Zünder fast gleichzeitig detonieren. Da die Zünder auf dem Flachkabelleiter 42b jeweils gegen den Scheitel einer geformten Ladung der Anzahl 40b stoßen, detoniert die zweite Anzahl geformter Ladungen 40b, wenn die Zünder auf dem Flachkabelleiter 42b gleichzeitig detonieren, ebenfalls fast gleichzeitig.
In den Fig. 13-16 wird ein detaillierter Aufbau des elektrischen Strom transportierenden ersten Flachkabelleiters 42a und des elektrischen Strom transportierenden zweiten Flachkabelleiters 42b aus Fig. 12 gezeigt.
Da der erste und der zweite Flachkabelleiter 42a und 42b flache bandförmige Kabel sind, besitzen sie zwei Seiten, eine Außenseite, die an keinen Scheitel einer geformten Ladung stößt, und eine Innenseite, die an den Scheitel einer geformten Ladung stößt. In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind mehrere Sprengfolien-Zünder 20a (mit Flugplatte oder blasenaktiviert oder mit Sprengbrückendraht), die den in den Fig. 4 und 5 gezeigten EFI-Zündern 20a auf der ersten Kupferfolie 20-1 (a) ähnlich sind, auf der Innenseite der Flachkabel 42a und 42b angeordnet, wobei sie entlang deren Innenseiten in periodischen Intervallen voneinander beabstandet sind. Die Außenseite der Flachkabel 42a und 42b wird in Fig. 13 gezeigt, während die Innenseite der Flachkabel 42a und 42b in Fig. 14 gezeigt wird.
In Fig. 13 wird eine Ansicht eines Abschnitts der Außenseite des ersten und des zweiten Flachkabelleiters 42a und 42b aus Fig. 12 gezeigt. Da die Außenseiten der Flachkabel nach außen gewandt sind, stoßen die Außenseiten gegen keinen Scheitel einer geformten Ladung 40 aus Fig. 12. In Fig. 13 enthält die Außenseite der Flachkabelleiter 42a und 42b mehrere externe Zünderanschlüsse 42a1. Da in der bevorzugten Ausführungsform der bevorzugte Typ eines Zünders ein Sprengfolien-Zünder (EFI) (mit Flugplatte oder blasenaktiviert oder mit Sprengbrückendraht) ist, wird im folgenden jeder der mehreren Zünderanschlüsse 42a1 als "äußerer EFI-Anschluß 42a1" bezeichnet. Jeder äußere EFI- Anschluß 42a1 enthält ein Paar EFI-Befestigungsbohrungen 42a1 (a), eine EFI- Ausrichtungsbohrung 42a1 (b), eine Ladungsverkleidungs-Befestigungsbohrung 42a1(c), ein Erdungsrelief 42a1(d) und ein Hochspannungsrelief 42a1(e). Um den Aufbau des "äußeren" EFI-Anschlusses 42a1 vollständig begreifen zu können, muß der Aufbau der "inneren" Seite der Flachkabelleiter 42a und 42b aus Fig. 12 verstanden worden sein. Diesbezüglich wird auf die folgende Beschreibung von Fig. 14 verwiesen.
In Fig. 14 wird eine Ansicht eines Abschnitts der Innenseite des ersten und des zweiten Flachkabelleiters 42a und 42b aus Fig. 12 gezeigt. Da jeder der Flachkabelleiter 42a und 42b aus Fig. 12 mehrere Sprengfolien-Zünder 20a enthält, ist in Fig. 14 der Aufbau eines einzelnen Sprengfolien-Zünders (EFI-Zünders) 20a (dem EFI-Zünder 20a aus Fig. 5 ähnlich, der den ersten Teil 20a2, die Brücke 20a1 und den zweiten Teil 20a3 enthält) gezeigt.
Fig. 14 zeigt hier eine Ansicht des äußeren EFI-Anschlusses 42a1 aus Fig. 13 von der "inneren" Seite des ersten und des zweiten Flachkabelleiters 42a und 42b her gesehen. Aus der obigen Beschreibung im Zusammenhang mit den Fig. 6 und 7 sei daran erinnert, daß eine Flugplatte 20b1 aus einer ersten Polyimidschicht 20b abgeschert wird, wenn eine Brücke 20a1 des EFI-Zünders 20a auf einer ersten Kupferfolie 20-1 (a) als Antwort auch einen Strom, der von dem ersten Teil 20a2 der ersten Kupferfolie 20-1 (a) durch die schmale Brücke 20a1 mit der Breite "w" zum zweiten Teil 20a3 der ersten Kupferfolie fließt, verdampft.
In Fig. 14 enthält jeder Sprengfolien-Zünder 20a, der auf der "inneren" Seite des ersten und des zweiten elektrischen Strom transportierenden Flachkabelleiters 42a und 42b aus Fig. 12 angeordnet ist, einen ersten Teil 20a2 (siehe Fig. 7), der mit einer der EFI-Befestigungsbohrungen 42a1(a) aus Fig. 13, und einen zweiten Teil 20a3, der mit der anderen der EFI-Befestigungsbohrungen 42a1(a) aus Fig. 13 verbunden ist. Eine Brücke 20a1 (der Brücke 20a1 aus Fig. 7 ähnlich) ist der schmale Abschnitt des EFI-Zünders 20a, der mit dem ersten Teil 20a2 des EFI-Zünders 20a und dem zweiten Teü 20a3 des EFI-Zünders 20a elektrisch verbunden ist.
In Fig. 15 wird eine Ansicht der Innenseite des ersten und des zweiten Flachkabelleiters 42a und 42b aus Fig. 12 gezeigt.
Fig. 15 repräsentiert hier eine Ansicht des gesamten elektrischen Strompfades, der auf der Innenseite des ersten und des zweiten flachen Leitungskabels 42a und 42b aus Fig. 12 angeordnet ist und sämtliche der parallelgeschalteten Sprengfolien-Zünder 20a (mit Flugplatte oder blasenaktiviert oder mit Sprengbrückendraht) umfaßt.
Aus der obigen Beschreibung im Zusammenhang mit den Fig. 6-9 sei daran erinnert, daß ein EFI-Zünder 20a aus wenigstens zwei Schichten gebildet ist: einer ersten Kupferfolie 20-1 (a) zum Leiten des Stroms und einer zweiten Kupferfolie 20d, die als Rückpfad für den Strom zur Erde dient. Die erste Kupferfolie 20-1 (a) aus Fig. 6 leitet einen Stromimpuls über die Brücke 20a1 des EFI- Zünders 20a auf der ersten Kupferfolie 20-1 (a), wobei die Brücke 20a1 den ersten Teil 20a2 der ersten Kupferfolie 20-1 (a) von dem zweiten Teil 20a3 der ersten Kupferfolie trennt. Es sei außerdem daran erinnert, daß die zweite Kupferfolie 20d als Erdpotential dient, indem sie einen Rückpfad für den in der ersten Kupferfolie 20-1 (a) fließenden Strom bildet.
In Fig. 15 ist ein elektrischer Strompfad, der mehreren auf einer Innen seite der Flachkabelleiter 42a und 42b angeordneten parallelgeschalteten EFI- Zündern 20a zugeordnet ist, mit dem Bezugszeichen 54 gekennzeichnet. Ein elektrischer Strompfad, der dem Rückpfad zum Erdpotential zugeordnet ist, ist mit dem Bezugszeichen 56 gekennzeichnet. Der elektrische Strompfad 54, der eine erste Anzahl parallelgeschalteter EFI-Zünder 20a umfaßt, ist über einen Funkenstreckenschalter 52 mit einer Spannungsversorgung 50 verbunden. Es ist anzumerken, daß der Strompfad 54 eine erste Anzahl parallelgeschalteter Sprengfolien-Zünder 20a4, die Strom von der Spannungsversorgung 50 empfangen, eine zweite Anzahl parallelgeschalteter Sprengfolien-Zünder 20a5, eine dritte Anzahl parallelgeschalteter Sprengfolien-Zünder 20a6 und eine vierte Anzahl parallelgeschalteter Sprengfolien-Zünder 20a7 umfaßt. Die ersten, zweiten, dritten und vierten Mengen parallelgeschalteter Sprengfolien-Zünder 20a4-20a7 in Fig. 15 sind alle von der gleichen Art wie der in Fig. 14 der Zeichnung gezeigte Sprengfolien-Zünder 20a. Wie durch die Richtung der Pfeile in Fig. 15 angegeben wird, fließt der Strom von der Spannungsversorgung 50 über den elektrischen Strompfad 54 wie folgt: in einer ersten Richtung durch die erste Anzahl von Zündern 20a4, danach in einer zweiten, der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung durch die zweite Anzahl von Zündern 20a5, dann in einer dritten, der zweiten Richtung entgegengesetzten Richtung durch die dritte Anzahl von Zündern 20a6 und danach in einer vierten, der dritten Richtung entgegengesetzten Richtung durch die vierte Anzahl von Zündern 20a7. Der Strom fließt von der vierten Anzahl von Zündern 20a7 über den elektrischen Stromrückpfad 56 in Fig. 15 zur Spannungsversorgung 50 zurück. Im Ergebnis detonieren die ersten, zweiten, dritten und vierten Mengen von Sprengfolien-Zündern 20a4, 20a5, 20a6 und 20a7 als Antwort auf den von der Spannungsversorgung 50 stammenden und sich durch sämtliche Zünder ausbreitenden Stromimpuls im wesentlichen alle gleichzeitig.
In Fig. 16 wird eine Querschnittsansicht der Flachkabelleiter 42a und 42b aus Fig. 12 einschließlich ihrer einzelnen Schichten gezeigt.
In Fig. 16 enthalten die Flachkabelleiter 42a und 42b aus den Fig. 12, 13 und 15 jeweils: eine Zwei-Millizoll-Kapton-Schicht 42a2, eine Haftschicht 42a3, eine Zwei-Unzen-Kupferschicht 42a4, die den Strom zur ersten Kupferfolie 20-1 (a) aus den Fig. 6-9 leitet, eine Zwei-Millizoll-Kapton-Schicht 42a5, die die zweite Polyimidschicht 20c aus den Fig. 6-9 umfaßt, eine Zwei-Unzen-Kupferschicht 42a6, die den Stromrückpfad der zweiten Kupferfolie 20d aus den Fig. 6 und 8 umfaßt, eine Haftschicht 42a7, eine Zwei-Millizoll-Kapton-Schicht 42a8, die die dritte Polyimidschicht 20e aus den Fig. 6 und 8 umfaßt, und eine Ein-Millizoll- Kupfer-"EFI-Schicht" 20a, die über der Zwei-Millizoll-Kapton-Schicht 42a2, die die erste in Fig. 14 der Zeichnung gezeigte EFI-Schicht darstellt, angeordnet ist und den ersten Teil 20a2, die Brücke 20a1 und den zweiten Teil 20a3 der in den Fig. 7 und 9 der Zeichnung gezeigten ersten Kupferfolie 20-1 (a) enthält. Wie in Fig. 6 gezeigt wird, wird als Antwort auf den Strom (I), der in der Brücke 20a1 der EFI- Schicht 20a fließt, eine Platte 20b1 aus der ersten Polyimidschicht 20b abgeschert, die durch die Bohrung 19a in der Trommel 19 fliegt und gegebenenfalls auf eine Sekundärsprengstoffpille 40a1 der in Fig. 17 der Zeichnung gezeigten geformten Ladungen 40a/40b auftrifft.
In Fig. 17 wird eine Querschnittsansicht der in Fig. 12 gezeigten geformten Ladungen 40a und 40b gezeigt.
Die geformten Ladungen 40a und 40b enthalten jeweils eine Metallauskleidung 40a3, ein Metallgehäuse 40a4, einen Hauptkörper 40a2 aus einem brisanten Sprengstoff, der zwischen der Metallauskleidung 40a3 und dem Metallgehäuse 40a4 angeordnet ist, und eine Sekundärsprengstoffpille 40a1, die im Scheitel jeder geformten Ladung angeordnet ist. Wie in Fig. 16 gezeigt wird, ist der Scheitel jeder geformten Ladung so beschaffen, daß er in einer Weise, die sicherstellt, daß die Bohrung 19a der Trommel 19 direkt über und in direkter Flucht mit der Sekundärsprengstoffpille 40a1 der geformten Ladung 40a oder 40b angeordnet ist, gegen die Bohrung 19a der Trommel 19 eines EFI-Zünders 20a stößt.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht die Sekundärsprengstoffpille 40a1 der geformten Ladung 40a und 40b aus Fig. 17 aus einer speziellen Sprengstoffzusammensetzung, die zündet, wenn die Flugplatte 20b1 aus Fig. 6 oder die expandierende Blase 20b2 aus Fig. 8 oder eine Zündwelle in einer Zündschnur auf die Pille 40a1 trifft. Durch ausführliche Untersuchungen wurde festgestellt, daß die spezielle Sprengstoffzusammensetzung der Sekundärsprengstoffpille 40a1 aus einer Gruppe gewählt werden muß, die besteht aus: HNS-IV, NONA, HMX, RDX, PETN, TATB, ABH, BTX, DPO, DODECA, Tripikryltrinitrobenzol, Bariumstyphnat und metallischen Pikratsalzen. Bei niedrigen Temperaturen sollte die Sekundärsprengstoffpille 40a1 zur bestmöglichen Wirkung aus der folgenden Gruppe gewählt werden: PETN, RDX und HMX, während bei hohen Temperaturen die Sekundärsprengstoffpille 40a1 zur bestmöglichen Wirkung aus der folgenden Gruppe gewählt werden sollte: ABH, BTX, DPO, NONA, DODECA, Tripikryltrinitrobenzol, Bariumstyphnat und metallischen Pikratsalzen. Hingegen kann der Hauptkörper 40a2 aus Sprengstoff aus der folgenden Gruppe gewählt werden: RDX, HMX oder HNS. Jede der in der obigen Gruppe dargelegten speziellen Sprengstoffzusammensetzungen kann in Verbindung mit irgendeinem Art Sprengfolien-Zünder oder in Verbindung mit einem Halbleiterbrücken-Zünder (des im US-Patent 5.094.167 an Hendley Jr. offenbarten Typs) oder in Verbindung mit irgendeiner Art Sprengbrückendraht-Zünder arbeiten.
Bei der üblichen Herstellung einer geformten Ladung werden alle Sprengstoffe unter einer gemeinsamen Last gepreßt, so daß die Zündempfindlichkeit nur in Abhängigkeit von der Ladungsstärke gesteuert wird (höhere Preßkräfte führen zu einer stärkeren Unempfindlichkeit der Ladung und verursachen Fehlzündungen).
In Übereinstimmung mit einem nochmals weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Hauptkörper 40a2 aus Sprengstoff bei der Herstellung der geformten Ladung 40a und 40b aus Fig. 17 separat von der Sekundärsprengstoffpille 40a1 gepreßt. Der Hauptkörper 40a2 aus Sprengstoff wird zu einer eigenen "hohen" Dichte gepreßt, während die Sekundärsprengstoffpille 40a1 zu einer eigenen "niedrigen" Dichte gepreßt wird. Die "hohe" Dichte des Hauptkörpers 40a2 aus Sprengstoff kann als diejenige Dichte definiert werden, die über 90% der theoretischen maximalen Kristalldichte beträgt. Die optimale "niedrige" Dichte der "HNS-IV"-Sekundärsprengstoffpille 40a1 wäre beispielsweise 1,57 Gramm/Volumeneinheit. Es sei daran erinnert, daß die Zündung der Pille 40a1 als Antwort auf die Zündung entweder eines EFI-Zünders 20a oder einer Zündschnur erfolgen muß. Das Pressen der Sekundärsprengstoffpille 40a1 zu einer in bezug auf den Hauptkörper 40a2 aus Sprengstoff eigenen niedrigen Dichte, optimiert ihre Zündempfindlichkeit. Die soeben erwähnte optimierte Zündempfindlichkeit der Pille 40a1 ist erforderlich, weil diese durch Zündung entweder des EFI-Zünders 20a (mit Sprengbrückendraht) oder der Zündschnur gezündet werden muß.
In den Fig. 18-23 werden verschiedene Ausführungsformen des Stromimpulsgenerators aus Fig. 11 gezeigt.
In den Fig. 18 und 19 ist eine erste Ausführungsform des Stromimpulsgenerators 44 aus Fig. 11 gezeigt. Der Stromimpulsgenerator 44 kann aus einer herkömmlichen Ladekondensator- und Entladeschalteranordnung bestehen. In Fig. 18 ist beispielsweise eine Hochspannungsquelle 60 über einen Ladewiderstand 64 mit einem Ladekondensator 62 verbunden. Der Ladekondensator 62 ist mit einem Entladeschalter 66 verbunden. Die Spannungsquelle 60 lädt den Kondensator 62 auf. Wenn der Kondensator 62 vollständig aufgeladen ist, wechselt der Entladeschalter 66 aus einem Zustand des offenen Kreises in einen Kurzschlußzustand, wodurch bewirkt wird, daß sich der in Form von Ladung auf dem Kondensator 62 gespeicherte Entladestromimpuls über den kurzgeschlossenen Entladeschalter 66 entlädt. Der Entladestromimpuls (auch als Injektionsstrom bekannt) speist den Flachkabelleiter 42 aus Fig. 11 und das Flachkabel 42a aus Fig. 12.
Fig. 19 zeigt die genaue Beschaffenheit dieses Entladestromimpulses aus dem Kondensator 62.
In Fig. 20 wird eine zweite Ausführungsform des Stromimpulsgenerators 44 aus Fig. 11 gezeigt.
In Fig. 20 könnte der Stromimpulsgenerator 44 aus einer mit einem ersten Ladewiderstand 72, einem zweiten Ladewiderstand 74, einem dritten Ladewiderstand 76 und einem vierten Ladewiderstand 78 verbundenen Hochspannungsquelle 70 bestehen. Der erste Ladewiderstand 72 ist mit einem ersten Ladekondensator 80 verbunden, der seinerseits über einen Entladeschalter 82 mit einer ersten Ladebank (1) 84 verbunden ist. Die Ladebank (1) 84 enthält eine erste Anzahl der geformten Ladungen 40 aus Fig. 11 der Durchschlagvorrichtung. Der zweite Ladewiderstand 74 ist mit einem zweiten Ladekondensator 86 verbunden, der seinerseits über einen Spreng-Ionisationsspalt 90 mit einer Ladebank (2) 88 verbunden ist. Die Ladebank (2) 88 enthält eine zweite Anzahl der geformten Ladungen 40 der Durchschlagvorrichtung aus Fig. 11. Der dritte Ladewiderstand 76 ist mit einem dritten Ladekondensator 92 verbunden, der seinerseits über einen Spreng-Ionisationsspalt 96 mit einer Ladebank (3) 94 verbunden ist. Die Ladebank (3) 94 enthält eine dritte Anzahl der geformten Ladungen 40 der Durchschlagvorrichtung aus Fig. 11. Der vierte Ladewiderstand 78 ist mit einem vierten Ladekondensator 98 verbunden, der seinerseits über einen Spreng-Ionisationsspalt 102 mit einer Ladebank (4) 100 verbunden ist. Die Ladebank (4) 100 enthält eine vierte Anzahl der geformten Ladungen 40 der Durchschlagvorrichtung aus Fig. 11. Die Ladekondensatoren sind für ungefähr 0,3 uF mal der Anzahl der Ladungen, die er abfeuern soll, ausgelegt. Diese Kondensatoren werden abhängig von der Länge der Leitung und davon, ob er einen EFI- oder einen EBW-Zünder zünden soll, auf eine Spannung von ungefähr 2 bis 5 kV aufgeladen. Während des Betriebs lädt die Spannungsquelle 70 den ersten Ladekondensator 80 auf. Wenn der Entladeschalter in Antwort auf die Ladung auf dem Kondensator 80 seinen Kreis schließt, fließt ein erster Entladestrom vom Kondensator 80 zur Entladebank (1) 84, wodurch die erste Anzahl geformter Ladungen gleichzeitig detoniert. In der Zwischenzeit, hat die Spannungsquelle 70 die übrigen Ladekondensatoren, d. h. die zweiten, dritten und vierten Ladekondensatoren 86, 92 und 98, bereits vollständig aufgeladen. Sobald die letzte Ladung der ersten Anzahl geformter Ladungen der Ladebank (1) 84 detoniert ist, ermöglicht der Spreng-lonisationsspalt 90, daß ein zweiter Entladestrom vom zweiten Ladekondensator 86 zur Ladebank (2) 88 fließt, wodurch eine gleichzeitige Detonation der zweiten Anzahl geformter Ladungen bewirkt wird. Sobald die fetzte Ladung der zweiten Anzahl geformter Ladungen der Ladebank (2) 88 detoniert ist, ermöglicht der Spreng-Ionisationsspalt 96, daß ein dritter Entladestrom vom dritten Ladekondensator 92 zur Ladebank (3) 94 fließt, wodurch eine gleichzeitige Detonation der dritten Anzahl geformter Ladungen bewirkt wird. Sobald die letzte Ladung der dritten Anzahl geformter Ladungen der Ladebank (3) 94 detoniert ist, ermöglicht der Spreng-Ionisationsspalt 102, daß ein vierter Entladestrom vom vierten Ladekondensator 98 zur Ladebank (4) 100 fließt, wodurch eine gleichzeitige Detonation der vierten Anzahl geformter Ladungen bewirkt wird.
In Fig. 21 wird eine dritte Ausführungsform des Stromimpulsgenerators 44 aus Fig. 11 gezeigt.
In Fig. 21 könnte der Stromimpulsgenerator 44 aus einem CMF-Stromimpulsgenerator (CMF = compressed magnetic flux = hohe magnetische Flußdichte) bestehen. Der CMF-Generator ist in einem mit "Small Helical Flux Compression Amplifiers" überschriebenen Artikel von J. E. Gover, O. M. Stuetzer und J. L. Johnson, Sandia Laboratories, Albuquerque, New Mexico, herausgegeben bei Megagauss Physics and Technology, 1979, dessen Offenbarung durch Literaturhinweis in diese Spezifikation aufgenommen wird, beschrieben. Der CMF-Generator ist außerdem in einem mit "The Central Power Supply" überschriebenen Artikel, Showcase for Technology, conference and exposition, 1981, dessen Offenbarung durch Literaturhinweis in diese Spezifikation aufgenommen wird, beschrieben. Der CMF-Stromimpulsgenerator aus Fig. 21 enthält eine Injektions- oder Impfstromquelle 110 wie etwa ein Kondensatorentladesystem, die Energie von einem Kondensator in die Induktionsspule 114 umspeichert. Die Injektionsstromquelle 110 ist mit einem Crossbar-Schalter 112 verbunden. Der Crossbar- Schalter 112 ist ferner mit einer Induktionsspule 114 verbunden. In der Mitte der Induktionsspule 114 ist ein Anker 116 angeordnet. Der Anker 116 enthält einen Sprengstoff 116a, der in Antwort auf eine Zündwelle von einer Zündschnur oder einem Detonator detoniert. Die letzte Windung der Induktionsspule 114 ist mit einer Last 118 wie etwa dem Flachkabelleiter 42a oder dem Flachkabelleiter 42b aus Fig. 12 der Zeichnung verbunden. Wie bei den Flachkabelleitern 42a und 42b aus Fig. 12, die jeweils mehrere der in Fig. 14 der Zeichnung gezeigten Sprengfolien-Zünder 20a (mit Flugplatte oder blasenaktiviert) enthalten, umfaßt die Last 118 aus Fig. 21 mehrere der in Fig. 14 gezeigten Sprengfolien-Zünder 20a. Während des Betriebs wird Strom aus der Injektionsstromquelle 110 in die Induktionsspule 114 geleitet. Sobald der Strom in der Spule 114 in die Nähe seines Maximums gelangt, wird der mit Sprengstoff gefüllte Anker 116 von einem Ende (z. B. von einer Zündschnur) aus gezündet. Der Anker 116 beginnt, sich von einem Ende (dem linken Ende in Fig. 21) aus zu vergrößern. Wenn sich der Anker 116 vergrößert, werden der Crossbar-Schalter 112 und folglich die Windungen der Induktionsspule 114 kurzgeschlossen. Es sei daran erinnert, daß, wenn einzelne Windungen der Induktionsspule 114 kurzgeschlossen werden, jedoch das in der Induktionsspule 114 erzeugte Magnetfeld konstant bleiben muß, die Amplitude des Stroms in den übrigen nicht kurzgeschlossenen Windungen der Induktionsspule 114 ansteigen muß, wodurch ein Stromimpuls erzeugt wird, der eine wesentlich größere Amplitude besitzt. Deshalb steigt die Amplitude des Stroms in den restlichen Windungen der Induktionsspule 114 an, bis sie in der zuletzt übrigen Windung der Induktionsspule 114, die noch nicht von dem sich vergrößernden Anker 116 kurzgeschlossen worden ist, ein Maximum erreicht. Der Strom in der zuletzt übrigen Windung der Induktionsspule 114 beträgt üblicherweise das 50- bis 100fache des Injektionsstroms aus der Injektionsstromquelle 110. In dieser Weise kann durch Wahl der richtigen Anzahl von Windungen der Induktionsspule 114 und des Injektionsstroms aus der Injektionsstromquelle 110 ein Ausgangsstrom aus dem CMF-Stromimpulsgenerator 44 aus Fig. 21 erzielt werden, der ausreicht, um einige hundert Zünder (EFI- oder EBW-Zünder), die einigen hundert geformten Ladungen 40a oder 40b des Geschoßlochers aus Fig. 12 zugeordnet sind, zu zünden.
In Fig. 22 wird eine vierte Ausführungsform des Stromimpulsgenerator 44 aus Fig. 11 gezeigt.
Fig. 22 zeigt eine weitere Ausführungsform des in Fig. 21 gezeigten CMF- Stromimpulsgenerator (CMF = compressed magnetic flux = hohe magnetische Flußdichte). Jedoch, anstatt die separate, in Fig. 21 gezeigte Injektions- oder Impfstromquelle 110 zu verwenden, speichert eine Piezokeramik 120, die für einen hohen Ausgangsstrom und eine hohe Ausgangsspannung ausgelegt ist, Energie und kann deshalb als Injektionsstromquelle verwendet werden. Die Piezokeramik 120 umschließt einen Anker 116, der Sprengstoff 116a enthält, wobei dieser durch einen weiteren Sprengfolien-Zünder, einen Sprengbrückendraht- Detonator oder einen elektrischen Standarddetonator gezündet werden kann. Zusätzlich läßt ein durch einen der mehreren verfügbaren Zündköpfe aktivierter Schlagdetonator oder ladungsgetriggerter Booster (Spannungserhöher) den Sprengstoff 116a im Anker 116 detonieren. Ein Crossbar-Schalter ist mit einer Induktionsspule 114 verbunden, wobei diese den Anker umschließt. Die letzte Windung der Induktionsspule 114 ist mit einer Last 118 verbunden, die einer der mehreren Sprengfolien-Zünder 20a aus Fig. 14 sein kann, die auf einem den Flachkabel 42a und 42b aus Fig. 12 ähnlichen flachen Leitungskabel angeordnet sind. Zwischen der Piezokeramik 120 und der Induktionsspule 114 wird ein bestimmter Abstand gewählt. Dieser bestimmte Abstand muß so eingerichtet sein, daß das Feld in der Spule 114 nahezu ihr Maximum aufbauen kann, bevor das sequentielle Kurzschließen der Spule 114 beginnt. Dieser bestimmte Abstand entspricht der Detonationsgeschwindigkeit des Ankers multipliziert mit der zum Laden der Spule 114 erforderlichen Zeit. Dieser bestimmte Abstand beträgt bei einem typischen System ungefähr 100 mm, ändert sich jedoch in Abhängigkeit von der Abmessung der Spule 114, der Induktivität der Spule 114 und dem Sprengstofftyp des Sprengstoffs 116a. Während des Betriebs wird der Sprengstoff 116a im Anker 116 durch den Detonator 48 aus Fig. 12 gezündet. Die Detonation des Sprengstoffs 116a erzeugt im Anker 116 einen explosionsartigen Stoß. Der explosionsartige Stoß des Ankers 116 setzt die in der Piezokeramik 120 gespeicherte Energie frei und leitet diese in die Induktionsspule 114. In Antwort auf das Freisetzen der Energie aus der Piezokeramik 120 beginnt ein Strom von der Keramik 120 zur Induktionsspule 114 zu fließen. Der Ankersprengstoff 116a ist jedoch detoniert. Deshalb vergrößert sich der Anker 116 in seiner Halbmesserdimension, wobei sich die Erweiterung von der linken Seite des Ankers 116 in Fig. 22 zur rechten Seite verläuft. Diese sich ausbreitende Vergrößerung des Ankers 116 schließt den Crossbar-Schalter 112 und schließt dann beginnend mit der ersten Windung der Spule 114 in Fig. 22 links und endend mit der letzten Windung rechts sämtliche einzelnen Windungen der Induktionsspule 114 kurz. Da das von der Spule 114 erzeugte Magnetfeld konstant bleiben muß, sich die Anzahl der Windungen der Spule 114, die von dem sich vergrößernden Anker nicht kurzgeschlossen werden, jedoch abnimmt, muß der Strom in den restlichen Spulenwindungen bis zu einem Maximum ansteigen. Wenn alle Spulenwindungen 114 mit Ausnahme der letzten Windung kurzgeschlossen sind, hat der Strom in der letzten Windung 114a seinen Maximalwert erreicht. Dieser Strom in der letzten Windung 114a wird dazu verwendet, die Last 118 zu erregen. Dies führt dazu, daß die Brücken 20a1 sämtlicher Sprengfolien-Zünder 20a oder Sprengbrückendraht-Zünder auf den Flachkabeln 42a und 42b aus Fig. 12 im wesentlichen gleichzeitig verdampft werden.
In Fig. 23 wird wieder der CMF-Generator 44 aus Fig. 22 gezeigt. Der Ausgang des CMF-Generators 44 ist mit mehreren Sprengfolien-Zündern 20a aus Fig. 14 verbunden, wobei eine erste Anzahl von Sprengfolien-Zündern 20a mit einer zweiten Anzahl solcher Zünder 20a parallelgeschaltet ist, die zweite Anzahl mit einer dritten Anzahl solcher Zünder 20a parallelgeschaltet ist und die dritte Anzahl mit einer vierten Anzahl solcher Zünder 20a parallelgeschaltet ist. Der Sprengstoff 116a im Anker 116 wird durch eine Zündwelle, die sich in einer Zündschnur 122 ausbreitet, gezündet. Die Zündschnur 122 besitzt einen Booster 122a, der durch einen Zündkopf 124 gezündet wird. Der Zündkopf 124 ist im US-Patent 5.347.929 mit dem Titel "Firing System for a Perforating Gun including an Exploding Foil Initiator and an Outer Housing for Conducting Wireline Current and EFI Current", dessen Offenbarung durch Literaturhinweis in diese Spezifikation bereits aufgenommen worden ist, abgehandelt. Die Funktionsweise des CMF-Generators aus Fig. 23 gleicht derjenigen des oben im Zusammenhang mit Fig. 22 beschriebenen CMF-Generators. Jedoch entsteht in der letzten, von dem sich vergrößernden Anker nicht kurzgeschlossenen Windung 114a der Spule 114 ein maximaler Stromimpuls 114a1. Dieser maximale Stromimpuls 114a1 läßt sämtliche Sprengfolien-Zünder 20a, die auf der Oberfläche der Flachkabelleiter 42a und 42b aus Fig. 12 angeordnet sind, im wesentlichen gleichzeitig detonieren.
In den Fig. 24-28 wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. In dieser Ausführungsform wird, anstatt die Flachkabelleiter 42a und 42b mit mehreren darauf angeordneten Zündern, wie sie in den Fig. 12-16 gezeigt werden, zur Detonation der mehreren geformten Ladungen in einem Geschoßlocher, wie er in Fig. 12 gezeigt wird, zu verwenden, eine Bahn mit mehreren Zündern eingesetzt, die um den gesamten Umfang des Geschoßlochers aus Fig. 12 gewickelt werden kann. Wenn die Bahn mit den mehreren Zündern um den gesamten Umfang des Geschoßlochers aus Fig. 12 gewickelt ist, stößt jeder Zünder auf der Bahn gegen den Scheitel seiner zugeordneten geformten Ladung, um diese detonieren zu lassen. Die Zünder auf der Bahn können jeweils einen Sprengfolien-Zünder (mit Flugplatte oder blasenaktiviert) oder einen Sprengbrückendraht-Zünder umfassen.
In Fig. 24 enthält ein Geschoßlocher 130 eine geformte Ladung 132. In der vorliegenden Ausführungsform enthält der Geschoßlocher 130 mehrere geformte Ladungen 132. Der Geschoßlocher 130 gleicht dem in Fig. 12 gezeigten Geschoßlocher mit Ausnahme, daß die Flachkabelleiter 42a und 42b aus Fig. 12 beide durch eine Bahn 134 mit mehreren EFI-Zündern 20a (im folgenden "Zünderbahn" genannt) ersetzt sind, wie dies in den Fig. 24-28 gezeigt wird. In Fig. 24 ist die Zünderbahn 134 flachliegend gezeigt, bevor sie um den Umfang des Geschoßlochers 130 gewickelt ist. Die Bahn 134 besitzt eine Außenseite 134a und eine Innenseite 134b, wobei sie in Fig. 24 einen Zünder 136 enthält. In der vorliegenden Ausführungsform enthält die Bahn 134 mehrere Zünder 134, die jeweils mehreren geformten Ladungen 132 des Geschoßlochers 130 zugeordnet sind. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Zünder 136 ein Sprengfolien- Zünder 20a, der mit dem in Fig. 14 der Zeichnung gezeigten Sprengfolien-Zünder 20a identisch ist. Die Ladung 132 weist einen Scheitel 132a auf.
In Fig. 25 ist die Bahn 134 soweit um den gesamten Umfang des Geschoßlochers 130 gewickelt, daß der Zünder 136 gegen den Scheitel 132a der geformten Ladung 132 stößt.
In Fig. 26 ist eine dreidimensionale Ansicht des Geschoßlochers 130 aus den Fig. 24-25 gezeigt. Das die Breite "W" der Bahn 134 (siehe Fig. 27) annähernd gleich dem Umfang des Geschoßlochers 130 ist, ist die Zünderbahn 134 physisch soweit um den gesamten Umfang des Geschoßlochers 130 gewickelt, daß die Breite "W" der Bahn 134 gleich dem Umfang des Lochers 130 ist. Das Wickeln der Bahn 134 um den Umfang des Lochers 130 findet in der Weise statt, daß jeder der mehreren EFI-Zünder 136 auf der Bahn gegen den Scheitel 132a ihrer jeweiligen geformten Ladungen 132 stößt. Deshalb detonieren die geformten Ladungen 132, wenn der Zünder 136 detoniert. Der Zünder 136 umfaßt äußere Zünderanschlüsse 136a, die ähnlich wie die in Fig. 13 gezeigten äußeren Zünderanschlüsse 42a1 auf der äußeren Oberfläche der Bahn 134 angeordnet sind.
In Fig. 27 ist die Außenseite 134a der Zünderbahn 134 aus Fig. 26, die mehrere äußere Zünderanschlüsse 136a aufweist, auf einer Oberfläche flachliegend gezeigt. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Zünder 136 ein Sprengfolien-Zünder 20a, der dem in Fig. 14 der Zeichnung gezeigten Sprengfolien-Zünder gleicht. Deshalb sind die äußeren Zünderanschlüsse 136a in Fig. 27 Anschlüsse, die auf der Außenseite 134a der Zünderbahn 134 angeordnet und einem Sprengfolien-Zünder 20a zugeordnet sind. Jeder äußere Zünderanschluß 136a umfaßt eine EFI-Ausrichtungsbohrung 136a1, eine Ladungsverkleidungs- Befestigungsbohrung 136a2 und ein Paar EFI-Befestigungsbohrungen 136a3, die der Ausrichtungsbohrung 24a1(b), der Befestigungsbohrung 42a1(c) und den EFI- Befestigungsbohrungen 24a1 (a), die in Fig. 13 in Verbindung mit den Flachkabeln 42a und 42b gezeigt werden, ähnlich sind. Die EFI-Befestigungsbohrungen 136a3 sind erste und zweite Anschlüsse, wobei der erste Anschluß der EFI-Befestigungsbohrung 136a3 mit dem ersten Teil 20a2 des Sprengfolien-Zünders 20a aus Fig. 14 elektrisch verbunden ist, während der zweite Anschluß der EFI-Befestigungsbohrung 136a3 mit dem zweiten Teil 20a3 des Sprengfolien-Zünders 20a aus Fig. 14 elektrisch verbunden ist.
Fig. 28 zeigt einen teilweisen Querschnitt eines der Sprengfolien-Zünder 20a aus Fig. 27, der längs der Schnittlinien 28-28 in Fig. 27 vorgenommen wurde. In Fig. 28 enthält die Zünderbahn 134 im Querschnitt dieselben Schichten, wie jene, die oben im Zusammenhang mit Fig. 16 der Zeichnung besprochen wurden. Jedoch sind aus Gründen der Vereinfachung in Fig. 28 nur drei Schichten der Zünderbahn 134 gezeigt: eine erste Zwei-Unzen-Kupferschicht 42a4, die zu jedem der mehreren Sprengfolien-Zündern 20a Strom leitet, eine zweite Zwei-Millizoll-Kaptonschicht 42a5, die die zweite Polyimidschicht 20c aus den Fig. 6-9 repräsentiert, und eine dritte Zwei-Unzen-Kupferschicht 42a6, die die zweite Kupferfolie 20d repräsentiert, die in den Fig. 6 und 8 als Stromrückpfad zur Erde dient. Die Sprengfolien-Zünder 20a, die mit der ersten Kupferschicht 42a4 elektrisch verbunden sind, werden durch einen Strom, der vom Stromimpulsgenerator (CPG) 44 aus Fig. 11 über die erste Kupferschicht 42a4 geleitet wird, erregt und sind außerdem über die dritte Kupferschicht 42a6 mit Erdpotential verbunden. Wenn die Brücke 20a1 des Sprengfolien-Zünders 20a in Antwort auf den Strom über die Kupferschicht 42a4 verdampft, wird aus der ersten Polyimidschicht 20b ein Flieger oder eine Blase gebildet, wobei sich der Flieger/die Blase durch die Bohrung in der Trommel 19 ausbreitet und auf die Sekundärsprengstoffpille 40a1 in der geformten Ladung 40a auftrifft. Wie oben in der Erläuterung im Zusammenhang mit Fig. 17 angemerkt wurde, zündet die Pille 40a1, da diese aus der obenerwähnten speziellen Sprengstoffzusammensetzung besteht, die geformte Ladung 40a.
In Fig. 29 wird eine Durchschlagvorrichtung gezeigt. Diese Durchschlagvorrichtung enthält einen ersten Geschoßlocher 137, einen zweiten Geschoßlocher 141 und eine Zündübertragungseinheit 140, die zwischen dem ersten Geschoßlocher 137 und dem zweiten Geschoßlocher 141 angeordnet ist. Eine erste Zündschnur 138 ist dem ersten Geschoßlocher 137 zugeordnet und mit diesem verbunden. Eine zweite Zündschnur 142 ist dem zweiten Geschoßlocher 141 zugeordnet und mit diesem verbunden. Ein Detonator 158 ist mit der zweiten Zündschnur 142 verbunden. Der Detonator 158 kann ein Sprengfolien-Zünder- Detonator oder ein Sprengbrückendraht-Zünder-Detonator oder ein elektrischer Detonator sein Die Zündübertragungseinheit 140, die den ersten Geschoßlocher 137 von dem zweiten Geschoßlocher 141 trennt, ist zwischen die erste Zündschnur 138 und den Detonator 158 geschaltet. Der genaue Aufbau der Zündübertragungseinheit 140 aus Fig. 29 wird weiter unten im Zusammenhang mit Fig. 30 der Zeichnung besprochen.
In Fig. 30 wird ein detaillierterer Aufbau der Zündübertragungseinheit 140 aus Fig. 29 gezeigt.
In Fig. 30 enthält die Zündübertragungseinheit 140 eine Druckwand 152, die so beschaffen ist, daß sie den im Inneren des ersten Geschoßlochers 137 herrschenden Druck von dem im Inneren des zweiten Geschoßlochers 141 herrschenden Druck trennt und fernhält. Ein Ende der ersten Zündschnur 138 des ersten Geschoßlochers 137 aus Fig. 29 ist so angeordnet, daß sie gegen eine Seite eines Generators für eine ebene Zündwelle 138A stößt, der seinerseits so angeordnet ist, daß er gegen eine Seite der Druckwand 152 stößt. Eine Piezokeramikscheibe 156 ist so angeordnet, daß sie gegen die andere Seite der Druckwand 152 stößt. Die Piezokeramik 156 speichert Energie und ist mit dem Detonator 158 aus Fig. 29 verbunden, der der zweiten Zündschnur 142 des zweiten Geschoßlochers 141 aus Fig. 29 zugeordnet ist. Wenn eine erste Zündwelle von der ersten Zündschnur 138 auf den Generator für eine ebene Zündwelle 138A auftrifft, wird die resultierende ebene Zündwelle über die Druckwand 152 zur Piezokeramik 156, die auf der anderen Seite der Druckwand angeordnet ist, übertragen, wodurch die in der Piezokeramik 156 gespeicherte Energie in den Detonator 158 geleitet wird. Dies führt dazu, daß sich vom Detonator 158 aus eine zweiten Zündwelle in der zweiten Zündschnur 142 des zweiten Geschoßlochers 141 aus Fig. 29 ausbreitet.
In den folgenden Abschnitten wird mit Bezug auf Fig. 3 bis Fig. 31 der Zeichnung eine Funktionsbeschreibung der Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung gegeben.
Diese Funktionsbeschreibung betrifft den Geschoßlocher aus Fig. 12 mit den Flachkabelleitern 42a und 42b, die schraubenlinienförmig um die Durchschlagvorrichtung in der Weise gewickelt sind, daß sie am Scheitel jeder geformten Ladung anliegen, und die Durchschlagvorrichtung aus Fig. 26, deren Zünderbahn 134 um den gesamten Umfang der Durchschlagvorrichtung 130 gewickelt ist.
In Fig. 11 muß der Stromimpulsgenerator 44 einen Stromimpuls erzeugen, der dem in Fig. 19 gezeigten Stromimpuls gleicht, um die mehreren geformten Ladungen 40 der Durchschlagvorrichtung aus den Fig. 11 und 12 zur Detonation zu bringen. In der bevorzugten Ausführungsform entspricht der Stromimpulsgenerator 44 dem in Fig. 23 gezeigten CMF-Stromimpulsgenerator (CMF = compressed magnetic flux = hohe magnetische Flußdichte). Es sei daran erinnert, daß der CMF-Generator 44 in einem mit "Small Helical Flux Compression Amplifiers" überschriebenen ersten Artikel von J. E. Gover, O. M. Stuetzer und J. L. Johnson, Sandia Laboratories, Albuquerque, New Mexico, herausgegeben bei Megagauss Physics and Technology, 1979 und einem mit "The Central Power Supply" überschriebenen zweiten Artikel, Showcase for Technology, conference and exposition, 1981, wobei der erste und der zweite Artikel durch Literaturhinweis in diese Spezifikation aufgenommen wurden, beschrieben ist.
In Fig. 23 zündet der Sprengfolien-Zünder-(EFI)-Zündkopf 124 den Booster 112a der Zündschnur 122. Es sei daran erinnert, daß der Zündkopf 124 im US-Patent 5.347.929 mit dem Titel "Firing System for a Perforating Gun Including an Exploding Foil Initiator and an Outer Housing for Conducting Wireline Current and EFI Current", dessen Offenbarung durch Literaturhinweis in diese Spezifikation aufgenommen wurde, beschrieben ist. Die Zündschnur 122 zündet ihrerseits den Sprengstoff 116a des Ankers 116. Das Zünden des Sprengstoffs 116a bewirkt, daß die Piezokeramik 120 ihre gespeicherte Energie freisetzt. Daraus resultiert, daß in der Induktionsspule 114 ein Strom zu fließen beginnt. Das Zünden des Sprengstoffs 116a im Anker 116, bewirkt, daß der Anker 116 in seiner Durchmesserdimension vergrößert wird, wobei der vergrößerte Durchmesser in Fig. 23 sich von links nach rechts erweitert. Der vergrößerte Durchmesser des Ankers 116 beginnt, die Windungen der Induktionsspule 114 kurzzuschließen, wobei mit der am weitesten links liegenden Windung der Induktionsspule 114 begonnen wird. Das Kurzschließen der Spule 114 breitet sich von der linken Seite der Spule 114 in Fig. 23 zur rechten Seite aus, bis nur eine Windung 114a der Spule 114 übrigbleibt, die noch nicht kurzgeschlossen ist. Das durch die Spule 114 erzeugte Magnetfeld muß konstant bleiben. Da die Anzahl der Windungen der Spule 114 abnimmt, muß der Strom in der restlichen Windungen, die nicht kurzgeschlossen sind, somit ansteigen. Dies führt dazu, daß in der zuletzt übrigbleibenden Windung 114a der Induktionsspule 114 ein maximaler Stromimpuls 114a1 entsteht. Dieser in Fig. 23 gezeigte maximale Stromimpuls 114a1 breitet sich zu den mehreren Zündern 20a aus Fig. 23 aus.
In Fig. 12 breitet sich der maximale Stromimpuls vom CMF-Generator 44a in den Flachkabelleiter 42a aus.
In Fig. 15 breitet sich dieser maximale Stromimpuls aus der letzten Windung 114a der Spule 114 aus Fig. 23, wenn der Funkenstreckenschalter 52 leitend wird (von einem Zustand mit offenem Kreis in eine Kurzschlußzustand wechselt), auf der Innenseite (die in Fig. 14 gezeigt wird) des Flachkabelleiters 42a wie folgt aus: in den elektrischen Strompfad 54 aus Fig. 15, beginnt dann, zu der ersten Anzahl parallelgeschalteter Sprengfolien-Zünder 20a4 zu wandern, danach in die zweite Anzahl parallelgeschalteter Sprengfolien-Zünder 20a5, danach in die dritte Anzahl parallelgeschalteter Sprengfolien-Zünder 20a6, danach in die vierte Anzahl parallelgeschalteter Sprengfolien-Zünder 20a7 und danach in den elektrischen Stromrückpfad 56 zur Erde. Wo sich dieser maximale Stromimpuls zur ersten Anzahl parallelgeschalteter EFI-Zünder 20a4 ausbreitet, breitet er sich in die ersten, zweiten, dritten und vierten EFI-Zünder 20a aus.
In den Fig. 5 und 14, wandert der maximale Stromimpuls, wenn er in einen EFI-Zünder 20a eintritt, zuerst in den ersten Teil 20a2 des EFI-Zünders 20a, dann in die Brücke 20a1 und dann in den zweiten Teil 20a3 des EFI-Zünders 20a. Wenn der maximale Stromimpuls durch die Brücke 20a1 geht, verdampft diese, wodurch ein Gasplasma erzeugt wird, das im Bereich unmittelbar über der Brücke 20a1 eine Turbulenz erzeugt.
In den Fig. 6 und 8 wird in Antwort auf die im Bereich unmittelbar über der Brücke 20a1 erzeugte Turbulenz eine Scheibe 20b1 aus der ersten Polyimidschicht 20b abgeschert, siehe Fig. 6, die durch eine Bohrung 19a in der Trommel 19 fliegt und auf die Sekundärsprengstoffpille 18a auftrifft, siehe Fig. 6 (40a1 in den Fig. 16 und 17). Wenn die Scheibe auf die Pille 18a auftrifft, detoniert die geformte Ladung 18, siehe Fig. 6 (40a in Fig. 17). Hingegen wird in Fig. 8 als Antwort auf die Turbulenz aus der ersten Polyimidschicht 20b eine Blase gebildet, die gegen die Sekundärsprengstoffpille 18a (40a1 in den Fig. 16 und 17) stößt, wodurch die geformte Ladung 18 aus Fig. 8 und 40a aus Fig. 17 zur Detonation gebracht wird.
Wenn die letzte geformte Ladung 40a des ersten Geschoßlochers der Durchschlagvorrichtung aus Fig. 12 detoniert, erregt der Stromimpuls der sich zum Ende des ersten Flachkabelleiters 42a hin ausbreitet, den Zündkopf 46c des Zwischenadapters 46 aus Fig. 12.
In Fig. 12 detoniert eine Pille im EFI-Zündkopf 46c, wenn dieser den auf dem Flachkabelleiter 42a geleiteten Stromimpuls empfängt. Die Detonation der Pille im Zündkopf 46c löst die Ausbreitung einer ersten Zündwelle in der ersten Zündschnur 46a des Zwischenadapters 46 aus. Da die zweite Zündschnur 46b des Zwischenadapters 46 mit der ersten Zündschnur 46a seitlich aneinanderstoßend angeordnet ist, überträgt sich die erste Zündwelle in der ersten Zündschnur 46a auf die zweite Zündschnur 46b. Deshalb breitet sich nun eine zweite Zündwelle in der zweiten Zündschnur 46b aus, die den zweiten CMF-Generator 44b erregt. Dies bewirkt, daß der zweite CMF-Generator 44b einen weiteren maximalen Stromimpuls erzeugt, der sich über das zweite Flachleitungskabel 42b aus Fig. 12 ausbreitet, wodurch die mehreren geformten Ladungen 40b des zweiten Flachkabelleiters 42b in der oben im Zusammenhang mit dem ersten Flachleitungskabel 42a aus Fig. 12 beschriebenen Weise gezündet werden.
Nun wird angenommen, daß der Geschoßlocher aus Fig. 12 kein Flachleitungskabel verwendet. Statt dessen wird angenommen, daß eine Zünderbahn wie etwa die in Fig. 26 der Zeichnung gezeigte Zünderbahn 134 vollständig um den gesamten Umfang des Geschoßlochers aus Fig. 12 gewickelt ist. Unter dieser Annahme wird im folgenden mit Bezug auf die Fig. 23-28 der Zeichnung eine Funktionsbeschreibung dargeboten.
In Fig. 26 besitzt der Geschoßlocher 130 (derselbe Locher, wie er in Fig. 12 gezeigt wird mit Ausnahme, daß keine Flachkabelleiter 42a und 42b verwendet werden) eine Zünderbahn 134, die vollständig um den Umfang des Geschoßlochers 130 gewickelt ist.
In Fig. 23 erzeugt der CMF-Generator 44 den Stromimpuls 114a1 in derselben Weise, wie sie oben im Zusammenhang mit dem Geschoßlocher aus Fig. 12 beschrieben wurde.
In Fig. 26 breitet sich der Stromimpuls 114a1 in die Zünderbahn 134 aus.
In Fig. 28 breitet sich der Stromimpuls 114a1, nachdem er in die Zünderbahn 134 eingetreten ist, in die erste Zwei-Unzen-Kupferschicht 42a4, in die EFI- Befestigungsbohrung 136a3 und in den EFI-Zünder 20a aus. Unter Erinnerung, daß der EFI-Zünder 20a den ersten Teil 20a2, die Brücke 20a1 und den zweiten Teil 20a3 (siehe Fig. 14) enthält, breitet sich der Stromimpuls 114a1 über den ersten Teil 20a2, die Brücke 20a1, den zweiten Teil 20a3, die EFI-Befestigungsbohrung 136a3 und die dritte Zwei-Unzen-Kupferschicht 42a6 zum Erdpotential hin aus. Die Brücke 20a1 verdampft, wodurch direkt über der Brücke 20a1 des EFI-Zünders 20a eine Turbulenz erzeugt wird. Wie in der obigen Beschreibung dargelegt wurde, schert diese Turbulenz entweder eine Scheibe aus der ersten Polyimidschicht 20b ab, wobei die Scheibe durch die Bohrung 19a in einer Trommel fliegt (Fig. 6), oder eine Blase 20b2 in der ersten Polyimidschicht 20b bildet (Fig. 8), wobei die Blase 20b2 auf die Sekundärsprengstoffpille 18a/40a1 auftrifft und die geformte Ladung 18140a zur Detonation bringt.
Im Ergebnis detonieren sämtliche Zünder (ob sie nun mit EFI-Flugplatte versehene oder blasenaktivierte Zünder 20a oder Sprengbrückendraht-Zünder sind) auf dem Flachkabel 42a/42b oder auf der Zünderbahn 134 gleichzeitig, sobald der Stromimpuls 114a1 in den Flachkabelleiter 42a/42b aus Fig. 12 oder in die Zünderbahn 134 aus den Fig. 26 und 27 eintritt. Zudem sind, wenn ein elektrischen Strom führender Leiter verwendet wird, um mehrere geformte Ladungen in einem Geschoßlocher zur Detonation zu bringen, kein Zündschnüre mehr erforderlich.
Indem die Erfindung hiermit beschrieben ist, ist deutlich geworden, daß diese in vielfacher Weise abgewandelt werden kann. Diese Varianten werden nicht als von dem Grundgedanken und dem Rahmen der Erfindung abweichend betrachtet, statt dessen werden sämtliche Modifikationen, die für den Fachmann offensichtlich sind, als im Umfang der folgenden Ansprüche enthalten angesehen.

Claims

1. Vorrichtung zum Detonierenlassen mehrerer geformter Durchschlagsladungen (40a), wovon jede einen Scheitel besitzt, mit:

einer Stromimpuls-Erzeugungseinrichtung (44), die auf eine Anregung antwortet, um einen Stromimpuls zu erzeugen;

einer Flachkabel-Leitereinrichtung (42a), die mit der Stromimpuls- Erzeugungseinrichtung elektrisch verbunden ist, um die mehreren Ladungen (40a) schraubenlinienförmig gewickelt ist, mit diesen in Kontakt ist und auf den Stromimpuls anspricht, um ihn zu leiten; und

mehreren Sprengfolien-Zündeinrichtungen (20a), die mit der Leitereinrichtung elektrisch verbunden sind, jeweils mit dem Scheitel der mehreren Ladungen verbunden sind und auf den Stromimpuls, der in der Leitereinrichtung geleitet wird, anspricht, um als Antwort auf den Strom im wesentlichen gleichzeitig zu detonieren, wobei jede der mehreren Sprengfolien-Zündeinrichtungen enthält:

eine erste Leitereinrichtung (20a2), die den Stromimpuls empfängt und den Strom leitet,

eine elektrisch leitende Brückeneinrichtung (20a1), die mit der ersten Leitereinrichtung elektrisch verbunden ist und mit dem Scheitel einer der Ladungen verbunden ist, um den Strom zu leiten und um zu verdampfen, wenn der Strom einen vorgegebenen Pegel übersteigt, und

eine zweite Leitereinrichtung (20a3), die mit der Brückeneinrichtung elektrisch verbunden ist, um den Stromimpuls von der Brückeneinrichtung zu empfangen und den Strom zu leiten,

wobei die Brückeneinrichtungen der mehreren Sprengfolien- Zündeinrichtungen als Antwort auf den Strom im wesentlichen gleichzeitig verdampfen und von einem Kurzschlußzustand zu einem Zustand mit offenem Kreis wechseln, wenn der Strom den vorgegebenen Pegel übersteigt,

die mehreren geformten Ladungen im wesentlichen gleichzeitig detonieren, wenn die Brückeneinrichtungen der mehreren Zündeinrichtungen im wesentlichen gleichzeitig in den Zustand mit offenem Kreis wechseln.

2. Vorrichtung zum Detonierenlassen mehrerer geformter Durchschlagladungen (132), wovon jede einen Scheitel besitzt, mit:

einer Flachbahn-Leitereinrichtung (134) mit einer Länge und einer Breite, die mit der Stromimpuls-Erzeugungseinrichtung elektrisch verbunden ist, vollständig um einen Umfang der mehreren geformten Ladungen gewickelt ist, bis die Breite der Bahn-Leitereinrichtung angenähert gleich dem Umfang ist, in Kontakt mit den mehreren Ladungen angeordnet ist und auf den Stromimpuls von der Stromimpuls-Erzeugungseinrichtung antwortet, um den Stromimpuls zu leiten; und

mehreren Sprengfolien-Zündeinrichtungen (20a), die mit der Flachbahn-Leitereinrichtung verbunden sind, jeweils mit dem Scheitel der mehreren Ladungen verbunden sind und auf den Stromimpuls, den die Leitereinrichtung leitet, antwortet, um als Antwort auf den Stromimpuls im wesentlichen gleichzeitig zu detonieren, wobei jede der mehreren Sprengfolien- Zündeinrichtungen enthält:

eine elektrisch leitende Brückeneinrichtung (20a1), die mit der ersten Leitereinrichtung elektrisch verbunden ist, mit dem Scheitel einer der Ladungen verbunden ist, um den Strom zu leiten, und verdampft, wenn der Strom einen vorgegebenen Pegel übersteigt, und

eine zweite Leitereinrichtung (20a3), die mit der Brückeneinrichtung elektrisch verbunden ist, um

den Stromimpuls von der Brückeneinrichtung zu empfangen und den Strom zu leiten,

wobei die mehreren geformten Ladungen im wesentlichen gleichzeitig detonieren, wenn die Brückeneinrichtungen der mehreren Sprengfolien- Zündeinrichtungen im wesentlichen gleichzeitig zum Zustand mit offenem Kreis wechseln.

3. Durchschlagvorrichtung, die detonieren kann, mit:

mehreren geformten Durchschlagladungen, die detonieren können und wovon jede einen Scheitel besitzt; und

einer Detonationsvorrichtung nach Anspruch 1;

wobei die Durchschlagvorrichtung detoniert, wenn die Ladungen gleichzeitig detonieren.

4. Durchschlagvorrichtung von Anspruch 3, die detonieren kann, umfassend:

wobei die Durchschlagvorrichtung einen Umfang besitzt und wobei die den elektrischen Strom führende Leitereinrichtung umfaßt:

mehrere geformte Durchschlagladungen, die detonieren können und wovon jede einen Scheitel besitzt; und

eine Detonationsvorrichtung nach Anspruch 2;

5. Verfahren zum Detonierenlassen eines Geschoßlochers, wobei der Locher mehrere geformte Ladungen (40a) mit Scheitel enthält, mit den folgenden Schritten:

(a) Leiten eines Stromimpulses in einen elektrischen Strom transportierenden Leiter (42a), wobei der Leiter mehrere Sprengfolien-Zünder (20a) enthält, wovon jeder einen ersten Teil (20a2), der mit dem Leiter elektrisch verbunden ist, eine elektrisch leitende Brücke (20a1), die mit dem ersten Teil elektrisch verbunden und angrenzend an den Scheitel einer entsprechenden geformten Ladung angeordnet ist, sowie einen zweiten Teil (20a3), der mit der Brücke und mit dem Leiter elektrisch verbunden ist, enthält;

wobei der Leiter ein flaches Leiterkabel enthält, das so beschaffen ist, daß es um die mehreren geformten Ladungen schraubenlinienförmig wickelbar ist;

(b) Empfangen des Stromimpulses vom Leiter im ersten Teil des Sprengfolien-Zünders;

(c) Empfangen des Stromimpulses vom ersten Teil in der Brücke;

(d) Empfangen des Stromimpulses von der Brücke im zweiten Teil;

(e) Verdampfen der Brücke und Erzeugen einer Turbulenz als Antwort auf den Stromimpuls; und

(f) Detonierenlassen der Ladung als Antwort auf die Turbulenz, wobei der Geschoßlocher detoniert, wenn die Ladung detoniert.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Leiterschritt (a) den folgenden Schritt enthält:

(g) Senden des Stromimpulses von einem Stromimpulsgenerator (44); und

(h) Empfangen des Stromimpulses vom Stromimpulsgenerator in dem elektrischen Strom transportierenden Leiter, wobei der Stromimpuls im Leiter geleitet wird, wenn darin der Stromimpuls empfangen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Sendeschritt (g) den folgenden Schritt enthält:

Detonierenlassen von Sprengstoff in einem Anker;

Leiten eines Stroms in eine Induktionsspule (114), die Windungen besitzt; und

nacheinander Kurzschließen der Windungen der Spule als Antwort auf den Detonationsschritt, wobei der vom Stromimpulsgenerator gesendete Stromimpuls den Strom in wenigstens einer der Windungen (114a) der Spule, die nicht kurzgeschlossen ist, bildet.