DE920233C - Vorrichtungen fuer die Fernzuendung von Pulverladungen, insbesondere im Innern von Bohrloechern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen, die eine wahlweise auszulösende Fernzündung von mehreren Pulverladungen, insbesondere im Innern vor Bohrlöchern, ermöglichen und hauptsächlich für die Zündung der Ladungen von Geschoßkörpern zum seitlichen Durchschlagen der Verrohrung der Bohrlöcher oder zur Entnahme von Proben usw. benutzt werden.

Sie betrifft Zündvorrichtungen, bei denen die Zündung einer Zündvorrichtung durch irgendwelche mechanische Mittel· die Zündbereitschaft einer folgenden Ladung auslöst, wobei sie in erster Linie auf Vorrichtungen abgestellt ist, bei denen die Zündung auf elektrischem Wege vor sich geht.

Für gewisse Apparate, z. B. für die Entnahme von Kernproben, die eine große Anzahl von Werkzeugen für die Probeentnahme enthalten können, die nacheinander abgeschossen werden, und in Fällen, wo man in jedem Augenblick genau wissen will, welches Probeentnahmewerkzeug gerade zum Einsatz gelangt, um in einer bestimmten Tiefe des Bohrloches seitlich Proben zu entnehmen, ist es von entscheidender Bedeutung, daß man unter keinen Umständen Gefahr läuft, die gleichzeitige Zündung von Ladungen mehrerer Werkzeuge hervorzurufen. Diese gleichzeitige Zündung würde auch mit dem Nachteil verbunden sein, daß die in den Boden eingedrungenen und mit dem Apparat durch Kabel verbundenen Werkzeuge durch Zugausübung an dem Tragseil des Apparats !gleichzeitig herausgezogen werden müßten, was die Gefahr in sich birgt, daß das Tragseil zu stark beansprucht wird.

Die Erfindung hat zum Hauptgegenstand, die Möglichkeit einer gleichzeitigen Entzündung mehrerer Ladungen praktisch auszuschließen.

Die Mehrzahl der bekannten Vorrichtungen dieser Art haben übrigens den Nachteil, daß, wenn aus dem einen oder anderen Grund eine Fehlzündung auftritt und die betreffende Ladung nicht losgeht, es unmöglich ist, die folgenden Ladungen zum Zünden zu bringen, da ihnen die Zündbereitschaft fehlt. Befinden sich solche Apparate im Innern eines Bohrloches, so ist man einfach gezwungen, die gesamte Apparatur an die Erdoberfläche hochzuziehen.

Die Erfindung bezweckt unter anderem, auch diesen Mangel ganz oder zumindest teilweise zu beheben, und ermöglicht es, trotz der Fehlzündung einer Ladung, die nachfolgenden Ladungen zum Zünden zu bringen.

Diese Ergebnisse werden erfindungsgemäß durch *o Ausnutzung der nachstehend beschriebenen Vorgänge erzielt, die einzeln oder kombiniert in Erscheinung treten können.

Als erstes werden die verschiedenen Ladungen, deren auswählbare Zündung angestrebt wird,- in ^a5 drei oder mehrere getrennte elektrische Kreise gelegt, die nicht gleichzeitig mit Strom versorgt werden können, da jeder Stromkreis einer bestimmten Reihe von Ladungen zugeordnet ist, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß es in jeder Reihe zu gleicher Zeit nur eine einzige zündfähige Ladung gibt, und der Abschuß einer Ladung in einer Reihe die Zündbereitschaft einer bestimmten Ladung in jeder der anderen Reihen hervorruft, sofern die betreffende oder betreffenden anderen Ladungen durch vorher erfolgte Abschüsse nicht bereits zündfähig gemacht worden sind.

Außerdem sind gemäß der Erfindung die elektrischen Zündvorrichtungen der nicht zündfähig gemachten Ladungen mit ihren beiden Enden an die Masse des Apparats angelegt, um zu verhindern, daß Ableitungsströme unter Umständen eine unzeitgemäße Zündung einer Ladung verursachen könnten. Schließlich wird die Aufteilung der Ladungen auf drei oder mehr Kreise vorzugsweise so vorgenommen, daß es im Falle von drei Kreisen beispielsweise stets zwei zündbereit gemachte Ladungen gibt, die zu zwei verschiedenen Kreisen gehören. Zwei Ladungen, die zu zwei verschiedenen Kreisen gehören, werden von vornherein zündbereit angeordnet.

Auf diese Weise ist es, selbst wenn der Abschuß einer der Ladungen fehlgeht, auf Grund der Tatsache, daß es in jedem Augenblick stets zwei zündbereite Ladungen gibt, möglich, die andere Ladung zur Zündung zu bringen, um die Abschüsse fortführen zu können, da der Abschuß dieser anderen Ladung seinerseits die Zündbereitschaft von wenigstens zwei anderen Ladungen usf. auslöst. Nun kann es aber auch vorkommen, daß der Abschuß von zwei aufeinanderfolgenden Ladungen fehlgeht. Die Erfindung bietet auch für diesen Fall die Möglichkeit, die Abschüsse fortzuführen. Hierfür genügt es, durch den Abschuß jeder Ladung die Zündbereitschaft von drei anderen Ladungen auslösen zu lassen und außerdem die Ladungen in vier getrennte Gruppen aufzuteilen, die getrennt und nacheinander durch vier Kreise mit Strom versorgt werden, wobei dann der Abschuß einer Ladung einer Gruppe die Zündbereitschaft von drei Ladungen auslöst, die entsprechend in den drei anderen Gruppen gelegen sind.

Wenn es notwendig erscheint, kann man auch für den Fall von drei aufeinanderfolgenden Fehlzündungen Vorsorge treffen, indem man vier aufeinanderfolgende Ladungen in vier verschiedenen Kreisen zündbereit machen läßt usf.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen hervor, die nur eine besondere Ausführungsform der Erfindung veranschaulichen sollen.

Fig. ι ist das Schema einer elektrischen Zündvorrichtung mit drei Kreisen, die beispielsweise zur Zündung von Ladungen für Geschoßkörper zur Entnahme von Proben in einem Bohrloch bestimmt ist;

Fig. 2 und 3 sind entsprechende Schemata, die den Zustand der Zündvorrichtung nach dem Abschuß, des ersten und zweiten Schusses veranschaulichen ;

Fig. 4 und 5 zeigen in Seitenansicht und in einem Schnitt entsprechend der Schnittlinie V- V der Fig. 4 einen Teil einer Vorrichtung mit Probeentnahmewerkzeugen und einer Zündvorrichtung gemäß der Erfindung.

Die dargestellte Zündvorrichtung besitzt drei Gruppen von Einzelzündvorrichtungen, die getrennt in drei elektrischen Kreisen liegen, wobei die Zündung jeder Einzelzündvorrichtung in einem der Kreise die Zündbereitschaft für zwei Einzelzündvorrichtungen in den anderen Kreisen auslöst.

In der Fig. 1 sind die einzelnen Zündvorrichtungen schematisch durch kleine elektrische Widerstände R dargestellt, die aus Drähten bestehen, welche infoige des Stromdurchtritts zum Glühen kommen und dadurch die Zündung bewirken.

Diese Widerstände, von denen die dargestellte Anordnung neun aufweist, können in ihrer Anzahl wesentlich erhöht werden. In der Praxis kann man ohne Schwierigkeiten die aufeinanderfolgende und wahlweise auslösbare Zündung von dreißig Ladungen oder mehr vorsehen.

Wie schon erwähnt wurde, sind diese Zündvorrichtungen in drei Gruppen unterteilt, die durch drei verschiedene elektrische Kreise gespeist werden, wobei die Zündvorrichtungen der ersten Gruppe durch R₁, diejenigen der zweiten Gruppe durch R₂ und jene der dritten Gruppe durch R₃ bezeichnet sind.

Die drei Gruppen von Zündvorrichtungen werden getrennt mittels dreier elektrischer Leitungen 1, 2 und 3 gespeist, die von dem im Innern des Bohr- iao lochs befindlichen Apparat zur Erdoberfläche hinführen, wo sie jede gesondert und aufeinanderfolgend mittels eines Verteilers mit drei Kontakten beispielsweise mit einer Stromquelle und einem nicht dargestellten. Unterbrecher verbunden werden, deren entgegengesetzter Pol geerdet ist.

Die verschiedenen Zündvorrichtungen, die zu

jeder Gruppe gehören, sind zwischen dem ent-

, sprechenden Leiter und einer Erdung eingeschaltet, die durch die Masse des Apparats gebildet wird und schematisch mit 4 bezeichnet ist, wobei diese Einschaltung in der nachfolgend erläuterten Weise vor sich geht.

Die beiden unteren Zündvorrichtungen .R₁ _ _t und i?₂₁ werden vor dem Absenken des Apparats in das Bohrloch unmittelbar an die Leitungen 1 und 2 einerseits und die Masse 4 andererseits angelegt, so daß sie vor dem Ablauf der Vorgänge gezündet werden können. Die anderen Zündvorrichtungen sind dagegen nicht zündbereit und sind nur mit ihren beiden Enden zu Beginn an die Masse gelegt. Die Zündbereitschaft, die beispielsweise in der nachstehend im Zusammenhang mit der Vorrich- ; tung zur Entnahme von Proben beschriebenen Weise oder auch sonstwie bewirkt werden kann, so besteht darin, das eine Ende des Glühdrahtes aus der Verbindung mit der Masse zu lösen und mit dem entsprechenden Leiter zu verbinden. Der so ■ ' umgestellte Apparat arbeitet dann in folgender Weise: Man beginnt mit der Zündung der ersten Ladung, indem in die Leitung 1 ein elektrischer Strom hineingesandt wird. Ausgehend von unten kommt dann die erste Ladung Ji_1-1 zur Explosion. Der Abgang des Schusses hat die Zündbereitschaft der ersten Zündvorrichtung R₃ (R_s_₁), ausgehend von unten, zur Folge, so daß sich das Ganze in Übereinstimmung mit Fig. 2 darstellt, d. h. daß die beiden letzten Zündvorrichtungen R₂ _ _t und -K_3-1 ■- ν die einzigen zündbereiten sind. Man läßt dann den Strom in die Leitung 2 eintreten, und der Abgang des SdIUSSeS-R₂^₁ löst die Zündbereitschaft der zweiten Zündvorrichtung R₁ '(^-2) aus. Die Vorrichtung befindet sich dann in dem in Fi'g. 3 dargestellten Zustand. In diesem Augenblick kann man die erste Zündvorrichtung R₃ (R₃ _₁) zur Zündung bringen, indem man einen Strom in die Leitung 3 eintreten läßt. Der Abgang des Schusses bewirkt die Zündbereitschaft der zweiten Zündvorrichtung.^ (R₂^₂) usf.

Hieraus ist ersichtlich, daß dank dieser Anordnung und in normalem Betrieb stets zwei zündbereite Zündvorrichtungen vorhanden sind. Mit einer einzigen Stromquelle, die nacheinander an jede Leitung angelegt wird, ist es möglich, nur einen einzigen Schuß gleichzeitig abgehen zu lassen.

In dem Fall, wo aus dem einen oder anderen Grunde ein Schuß ausfällt, z. B. der dritte Abschuß der Zündvorrichtung i?₃__1; ist es nichtsdestoweniger möglich, Strom durch die Leitung 1 und die Zündvorrichtung .R_1-2 (Fig. 2) eintreten zu lassen. Der Abgang des Schusses dieser Zündvorrichtung wirkt sich dann dahingehend aus, daß gleichzeitig die Zündvorrichtungen R₂.₂ ^un<i -^3-3 zündbereit gemacht werden. Dadurch, daß man von diesem Moment an nacheinander Strom in die Leitungen 2 und 3 eintreten läßt, erfolgt der Abschuß seitens der Zündvorrichtungen R₂_₂ und R₃_ ₂, die ihrerseits die Schüsse R₁^₃ und R₂.₃ vorbereiten usf. Die Fehlzündung einer Zündvorrichtung verhindert also nicht das Abgehen der folgenden Schüsse.

Die Fig. 4 und 5 veranschaulichen einen Teil einer Vorrichtung mit Probeentnahmewerkzeugen, die mit einer Zündvorrichtung gemäß der Erfindung ausgerüstet ist.

Bekanntlich werden diese Vorrichtungen von länglichen Hohlkörpern gebildet, in denen Querbohrungen vorgesehen sind, die zur Aufnahme der Geschoßkörper dienen, wobei ein Hohlkörper dreißig und mehr über seine ganze Höhe verteilt angeordnete Geschoßkörper enthalten kann. In der Zeichnung ist nur ein Teil einer solchen Vorrichtung mit drei Schießvorrichtungen dargestellt. Im Innern der Bohrungen sind die Probeentnahme- .- , werkzeuge untergebracht, die aus Rohren bestehen, welche durch die Explosion einer PulverJ'adung in den Boden abgeschossen werden. An dem Körper der Vorrichtung sind die Probeentnahmewerkzeuge mittels Kabeln befestigt, so daß man sie mit dem , Apparat nach oben hinausziehen kann.

In der Zeichnung 4 besitzt der mit 5 bezeichnete Körper des Apparats Bohrungen oder Ausnehmungen 6 (O₁, 6₂, 6_S), die Pulverkammer bilden. Über diesen Pulverkammern sind die Probeentnahmewerkzeuge 7 (J₁, 7₂, 7₃) angeordnet, die Geschoßkörper bilden, welche mit dem Körper des Apparats durch die Kabel 8 (8₁₍ 8₂, 8₃) verbunden sind. Die Zündvorrichtungen der Pulverkammern6₁, 6₂, 6„ sind entsprechend, wie bereits beschrieben, mit den drei Leitern 1, 2, 3 verbunden, von denen, in der Fig. 5 nur der Leiter 3 sichtbar ist.

Am Ende einer metallischen Hohlnadel 9, die außen an die Masise angelegt ist, ist der Zünddraht R₃ angeordnet, der in die Pulverkammer eindringt und einerseits mit der Nadel 9 und infolgedessen mit der Masse und andererseits durch die Zwischenschaltung eines isolierten Leiters 15, der im Innern der Nadel verläuft, mit einer Fahne 10 verbunden ist, die durch ein elastisches Federelement 11 getragen wird. Vor dem Abschuß des Schusses stützt (sich diese Fahne 10, wie es aus Fig. 5 ersichtlich ist, die sich auf die Zündvorrichtung¹ R₃ bezieht, auf einem Metalldraht 12 ab, der sie von einem isolierten Kontakt 13 entfernt hält, welcher durch den Leiter 3 getragen wiTd und gleichzeitig die Fahne mit der Masse verbindet. Der Draht 12, no der dem Probeentnahmewerkzeug 7₃ entspricht, das durch die Explosion der Ladung 6₃ abgeschlossen werden soll, durchquert das Kabel 8₂, das das Probeentnahmewerkzeug 7₂ mit dem Hohlkörper verbindet, und ist am Kabel 8_X befestigt, welches das Probeentnahmewerkzeug J₁ mit der Vorrichtung verbindet.

Die Fig. 5 zeigt die nicht zündbereite Zündvorrichtung R₃ und die zündbereite Zündvorrichtung R₂. iao

In der Zündlage ist der Draht 12 verschwunden, und die Fahne io₂ kommt infolge der Elastizität des Elements 11 mit dem Kontakt I3₂ in Berührung. In dieser Lage ist die Zündvorrichtung R₂ zwischen die Masse und den entsprechenden Leiter 2 geschaltet.

Es sei nun angenommen, daß die Zündvorrichtung R₁ zündbereit ist und der Abschuß erfolgt. Das Probeentnahmewerkzeug ¹J_x wird dann nach außen geschleudert und nimmt hierbei dais Kabel 8_X und infolgedessen den Draht i2₃, der an ihm befestigt ist, mit. Indem dieser Draht I2₃ herausgerissen wird, kommt die Fahne io₃ in Berührung mit dem Kontakt I3₃, wodurch die Zündvorrichtung R_s
genommen, die

zündbereit gemacht wird. AnZündvorrichtung .R₁ würde nicht zünden, so würde das Probentnahmewerkzeug ¹J₁ an seinem Platz verbleiben. Da aber die Zündvorrichtung R₂ zündberei't ist, kann man durch Unter'stroinsetzung dieser vermittels des Leiters 2 den Abschuß des Geschosses 7₂ auslösen. Das Kabel 8₂, das vom Draht i2₃ durchquert wird, reißt diesen mit, so daß nun die Zündvorrichtung R₃ zündbereit gemacht wird. Indem gleichzeitig das Kabel 8₂ selbst mit dem Ende des nicht dargestellten Drahtes 12, der zu der der Zündvorrichtung 7₃ unmittelbar folgenden Zündvorrichtung führt, verbunden ist, bewirkt der Abschuß des Probeentnahmewerkzeugs7₂ auf diese Weise, daß auch die folgende Zündvorrichtung zündbereit wird, so daß in allen Fällen nach dem Abgang dieses Schusses noch zwei Zündvorrichtungen zündbereit sind.

An der zuvor beschriebenen Vorrichtung können selbstverständlich zahlreiche Änderungen vorgenommen werden. Insbesondere kann man es einrichten, daß mehr als zwei' Zündvorrichtungen; jeweils zündbereit gemacht werden, um auch dann noch arbeiten zu können, wenn nacheinander zwei Fehlzündungen erfolgen sollten,

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Vorrichtung für die wahlweise auslösbare Fernzündung von mehreren Pulverladungen, insbesondere im Innern von Bohrlöchern, bei der die Zündung einer Zündvorrichtung durch mechanische oder sonstige Mittel eine nachfolgende Ladung zündbereit macht und die Zündung im besonderen auf elektrischem Wege erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Ladungen, die wahlweise zur Zündung gebracht werden sollen, in verschiedenen getrennten elektrischen Kreisen angeordnet sind, die nicht gleichzeitig mit Strom versorgt werden können, wobei jeder Stromkreis eine Reihe von Ladungen steuert und das Ganze so zusammenarbeitet, daß es in jeder Serie zur selbem Zeit immer nur eine einzige zündfähige Ladung gibt und der Abschuß einer Ladung einer Reihe die Zündbereitschaft einer bestimmten Ladung in jeder der anderen Reihen auslöst, sofern nicht die betreffende oder die betreffenden bestimmten Ladungen bereits durch voraufgegangene Abschüsse zündfähig gemacht worden sind.
2. 2. Vorrichtung· nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Zündvorrichtungen der nicht zündfähigen Ladungen mit ihren beiden Enden an die Masse des Apparats angelegt sind, um zu verhindern, daß Ableitungsströme! die unzeitgemäße Zündung einer Ladung verursachen können.
3. 3. Vorrichtung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungen, auf drei Kreise oder mehr verteilt sind, so daß es im Falle von drei Kreisen beispielsweise stets zwei zündfähige Ladungen gibt, die zu zwei verschiedenen Kreisen gehören, wobei zwei Ladungen zumindest in zwei verschiedene Kreise gelegt sind, die von vornherein für eine unmittelbare Zündung eingerichtet sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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