EP0679858A2 - Zünder im Isolierbehälter - Google Patents

Zünder im Isolierbehälter Download PDF

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EP0679858A2
EP0679858A2 EP95106038A EP95106038A EP0679858A2 EP 0679858 A2 EP0679858 A2 EP 0679858A2 EP 95106038 A EP95106038 A EP 95106038A EP 95106038 A EP95106038 A EP 95106038A EP 0679858 A2 EP0679858 A2 EP 0679858A2
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EP
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detonator
insulating container
igniter
dewar
detonator according
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Withdrawn
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EP95106038A
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EP0679858A3 (de
Inventor
Uwe Dr. Gessel
Rolf Rospek
Helmut Dr. Zöllner
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Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff und Systemtechnik
Original Assignee
Dynamit Nobel AG
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Publication date
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Publication of EP0679858A3 publication Critical patent/EP0679858A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/10—Initiators therefor
    • F42B3/11—Initiators therefor characterised by the material used, e.g. for initiator case or electric leads

Definitions

  • the invention relates to an igniter.
  • perforated hollow charge carrier systems with electrical detonators are often used.
  • These perforation systems consist of the aforementioned electrical detonator, to which a detonating cord is coupled, and the perforation charges (perforators), which are detonated by the detonating cord.
  • Such perforators are used for perforating boreholes.
  • the ignition systems are difficult to use, not very reliable and their operating temperature is limited.
  • the ignition systems are ignited by voltages that cannot be generated without an underground high-voltage generator.
  • the ignition cables from the high-voltage generator are coaxial and limited in length. The entire system is therefore very complex.
  • the applicant has developed an electronic detonator (DE-OS 34 40 016) that cannot be ignited unintentionally by external currents.
  • the igniter can only be used up to a temperature of 150 ° C. At higher temperatures, the electronics are destroyed and the igniter loses its functionality.
  • the invention has for its object to be able to use an igniter, especially an electronic igniter, even at higher temperatures.
  • this object is achieved in that the igniter is protected against the influence of temperature by means of an insulating container (Dewar vessel).
  • the igniter can therefore also be used at temperatures higher than 150 ° C without damaging the electronics.
  • the insulation effect depends on the structure of the container.
  • a container has already been developed in which the outside temperature does not rise above 110 ° C after 3 hours at an outside temperature of 250 ° C.
  • the system is also generally suitable for improving the operating temperatures of electrical and non-electrical detonators.
  • the detonator is advantageously an electronic detonator, as it is e.g. is described in the aforementioned DE-OS 34 40 016.
  • an electronic igniter that is insensitive to external currents can also be used at high temperatures.
  • the insulating container consists of a glass dewar with an outer protective cover and a sealing plug, possibly with an upper lid.
  • the protective cover is expediently made of aluminum, as a result of which the insulating container is light in weight, so that it can also be transported to the place of use by plane without particularly high costs.
  • At least one bore with fastening means is arranged on the upper cover of the insulating container.
  • a hole must also be provided in the sealing plug, which is aligned with the hole in the upper cover.
  • the detonator cables and / or an detonating cord coupled to the detonator are attached to these fastening means, so that the detonator cannot be pulled out of the insulating container by pulling the detonator cables or detonating cord.
  • the igniter in the insulating container is advantageously surrounded by a heat buffer.
  • the heat buffer advantageously consists of copper rings, the igniter being arranged in the axis of symmetry of the copper rings.
  • the copper rings are expediently surrounded by a shrink tube to protect the glass dewar.
  • the igniter is used in the oil field industry to trigger the perforation systems for perforating boreholes.
  • an detonating cord is coupled to the detonator and is led out of the insulating container.
  • the igniter expediently does not ignite on contact with liquid such as water.
  • the figure shows an insulating container 2 according to the invention with a glass dewar 3, which is surrounded by an outer protective cover 4.
  • Glass-Dewar means a double-walled tube made of glass, closed on one side, the space between which is evacuated.
  • the glass dewar 3 is in a holding means 10, e.g. Silicone, embedded, which completely fills the lower end of the outer protective cover 4.
  • the lower lid 11 is e.g. attached by gluing or shrinking.
  • the glass dewar 3 lies against the inner wall of the outer protective cover 4 by means of two spacer rings 12 which are spaced apart from one another.
  • the glass dewar 3 is covered with a sealing plug 5 - hereinafter referred to as a plug - the plug 5 consisting of an outer disk which rests on the end face of the glass dewar 3 and the inner diameter of the outer protective cover 4 completely fills out.
  • a screwing of this outer disc of the plug 5 protrudes into the glass dewar 3 and fills the clear inner width of the glass dewar 3 completely.
  • a bore 6 is arranged in the center of the stopper 5, the meaning of which will be described later. However, it may also be expedient not to manufacture the plug 5 in one piece.
  • the plug 5 is made of silicone, for example.
  • An upper cover 16 engages around the upper end of the outer protective cover 4 and clamps the end faces of the glass dewar 3 between the holding means 10 and the stopper 5.
  • the upper cover 16 like the stopper 5, has a bore which is arranged above it.
  • the upper cover 16 is also e.g. attached by gluing or shrinking.
  • a fastening means 7 made of e.g. Aluminum arranged, which consists of a web arranged in the longitudinal direction of the insulating container 2, on which bendable tabs are arranged. With these bendable tabs detonator cable 13 and / or an detonating cord 9 can be fixed.
  • An insert 14 is inserted on the bottom of the glass dewar 3 for protection. Above this insert 14 there is an electronic detonator 1, at the front end of which is directed towards the floor, two detonator cables 13 are led out. However, the figure shows only one detonator cable 13. A detonating cord 9 is coupled to the opposite end of the detonator 1 by means of a push-on sleeve. Detonator cable 13 and detonating cord 9 are led out of the insulating container 2 via the bore 6 and the overlying bore in the upper cover 16. Both can be clamped with the tabs of the fastening means 7 (not shown here), so that the detonator cannot be pulled out of the insulating container by pulling the detonator cables 13 or the detonating cord 9.
  • copper rings 8 are arranged around the detonator 1 or also part of the detonating cord 9 as a heat buffer. These copper rings 8 are connected or covered with one another via spacer rings 15.
  • the spacer rings 15 are advantageously made of soft foam, for example polyethylene (PE), so that the heat transfer between the individual copper rings 8 is minimized.
  • the bore 6 in the plug 5 or the overlying bore in the upper cover 16 must have a larger diameter than the igniter 1 so that it can be pushed into the insulating container 2. In order to keep the heat input as low as possible, these holes should only be slightly larger.
  • the detonating cord 9 shown here ignites perforators which are used in the oil field industry for perforating boreholes.
  • the thermal insulating container 2 is destroyed by the detonation of the detonator during the triggering of the perforation system.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zünder. Damit ein Zünder, speziell ein elektronischer Zünder (1) auch bei höheren Temperaturen einzusetzen ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Zünder (1) von einem thermischen Isolierbehälter (2) (Dewar-Gefäß) umgeben ist. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Zünder.
  • In der Ölfeldindustrie werden vielfach Perforationshohlladungsträgersysteme (Perforationssyteme) mit elektrischen Zündern eingesetzt. Diese Perforationssysteme bestehen aus dem genannten elektrischen Zünder, an dem eine Sprengschnur angekoppelt ist, und den Perforationshohlladungen (Perforatoren), die durch die Sprengschnur zur Detonation gebracht werden. Derartige Perforatoren werden zur Perforierung von Bohrlöchern verwendet.
  • Zur Verhinderung eines frühzeitigen Auslösens des Zünders und damit des gesamten Perforationssystems durch Fremdströme, müssen bei Perforationen Sender-, Radaranlagen und andere Fremdspannungserzeuger abgeschaltet werden. Um solche aufwendigen und für die Bohranlagen sicherheitsrelevanten Vorkehrungen nicht treffen zu müssen, wurden bereits elektrische Zünder entwickelt, die durch solche Fremdströme nicht ausgelöst werden (EBW (Exploding Bridgewire) - und EFI (Exploding Foil Initiator)-Zündsysteme).
  • Diese Zündsysteme sind aufwendig zu handhaben, nicht sehr zuverlässig und in ihrer Einsatztemperatur begrenzt. Die Zündsysteme werden nämlich durch Spannungen gezündet, die nicht ohne untertägige Hochspannungserzeuger generiert werden können. Die Zündleitungen vom Hochspannungserzeuger sind Koaxialleiter und in ihrer Länge limitiert. Das gesamte System ist somit sehr aufwendig.
  • Die Anmelderin hat einen elektronischen Zünder (DE-OS 34 40 016) entwickelt, der durch Fremdströme nicht ungewollt gezündet werden kann. Der Zünder ist jedoch nur bis zu einer Temperatur von 150°C einsetzbar. Bei höheren Temperaturen wird die Elektronik zerstört und der Zünder verliert damit seine Funktionsfähigkeit.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zünder, speziell einen elektronischen Zünder, auch bei höheren Temperaturen einsetzen zu können.
  • Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Zünder mit Hilfe eines Isolierbehälters (Dewar-Gefäß) gegen Temperatureinfluß geschützt wird. Der Zünder kann somit auch bei höheren Temperaturen als 150°C eingesetzt werden, ohne daß die Elektronik beschädigt wird. Die Isolationswirkung ist vom Aufbau des Behälters abhängig. Es wurde bereits ein Behälter entwickelt, in dem bei einer Außentemperatur von 250°C die Innentemperatur nach 3 Stunden nicht über 110°C steigt.
  • Das System ist allgemein auch zur Verbesserung der Einsatztemperaturen von elektrischen und nichtelektrischen Zündern geeignet.
  • Erfindungsgemäß ist der Zünder vorteilhafterweise ein elektronischer Zünder, wie er z.B. in der schon genannten DE-OS 34 40 016 beschrieben ist. Hierdurch ist ein gegen Fremdströme unempfindlicher elektronischer Zünder auch bei hohen Temperaturen einsetzbar.
  • In vorteilhafter Ausführungsform besteht der Isolierbehälter aus einem Glas-Dewar mit einer äußeren Schutzhülle und einem Verschlußstopfen ggf. mit einem oberen Deckel. Es können jedoch auch andere Dewar-Typen zur Anwendung kommen. Die Schutzhülle wird zweckmäßigerweise aus Aluminium gefertigt, wodurch der Isolierbehälter ein geringes Gewicht aufweist, so daß er ohne besonders hohe Kosten auch mit dem Flugzeug zum Einsatzort transportiert werden kann.
  • In bevorzugter Ausführungsform ist am oberen Deckel des Isolierbehälters zumindest eine Bohrung mit Befestigungsmitteln angeordnet. Gleichfalls ist auch im Verschlußstopfen eine Bohrung vorzusehen, die mit der Bohrung im oberen Deckel fluchtet. An diesen Befestigungsmitteln werden die Zünderkabel und/oder eine am Zünder angekoppelte Sprengschnur befestigt, so daß der Zünder nicht durch Ziehen an den Zünderkabeln bzw. an der Sprengschnur aus dem Isolierbehälter gezogen werden kann.
  • Damit der Zünder im Isolierbehälter nicht sofort auf eine geringfügige Temperaturerhöhung reagiert, ist der Zünder im Isolierbehälter vorteilhafterweise von einem Wärmepuffer umgeben. Erfindungsgemäß besteht der Wärmepuffer vorteilhafterweise aus Kupferringen, wobei der Zünder in der Symmetrieachse der Kupferringe angeordnet ist. Die Kupferringe sind zweckmäßigerweise zum Schutz des Glas-Dewars mit einem Schrumpfschlauch umgeben.
  • In bevorzugter Ausführungsform wird der Zünder in der Ölfeldindustrie zur Auslösung der Perforationssysteme für die Perforierung von Bohrlöchern verwendet. Hierzu ist am Zünder eine Sprengschnur angekoppelt, die aus dem Isolierbehälter herausgeführt ist. Aus Sicherheitsgründen zündet zweckmäßigerweise der Zünder bei Kontakt mit Flüssigkeit wie Wasser nicht.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches nachfolgend an Hand einer Figur näher erläutert wird.
  • Die Figur zeigt einen erfindungsgemäßen Isolierbehälter 2 mit einem Glas-Dewar 3, welcher von einer äußeren Schutzhülle 4 umgeben ist. Mit Glas-Dewar ist ein doppelwandiges, einseitig geschlossenes Rohr aus Glas gemeint, dessen Raum zwischen der Doppelwand evakuiert ist. An seinem geschlossenen Ende ist das Glas-Dewar 3 in einem Haltemittel 10, z.B. Silikon, eingebettet, welches das untere Ende der äußeren Schutzhülle 4 vollständig ausfüllt. Ein unterer Deckel 11, der die äußere Schutzhülle 4 umgreift, verschließt diese. Der untere Deckel 11 ist z.B. durch Kleben oder Schrumpfen befestigt.
  • Das Glas-Dewar 3 liegt über zwei im Abstand voneinander angebrachte Distanzringe 12 an der inneren Wand der äußeren Schutzhülle 4 an. An seinem offenen Ende ist das Glas-Dewar 3 mit einem Verschlußstopfen 5 - nachfolgend Stopfen genannt - abgedeckt, wobei der Stopfen 5 aus einer äußeren Scheibe besteht, die auf der Stirnseite des Glas-Dewars 3 aufliegt und den inneren Durchmesser der äußeren Schutzhülle 4 vollständig ausfüllt. Eine Eindrehung dieser äußeren Scheibe des Stopfens 5 ragt in das Glas-Dewar 3 hinein und füllt die lichte innere Weite des Glas-Dewars 3 dabei vollständig aus. Mittig im Stopfen 5 ist eine Bohrung 6 angeordnet, deren Bedeutung später beschrieben wird. Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, den Stopfen 5 nicht einstückig herzustellen. Der Stopfen 5 ist z.B. aus Silikon hergestellt.
  • Ein oberer Deckel 16 umgreift das obere Ende der äußeren Schutzhülle 4 und klemmt die Stirnseiten des Glas-Dewars 3 zwischen dem Haltemittel 10 und dem Stopfen 5 ein. Der obere Deckel 16 weist gleichfalls wie der Stopfen 5 eine Bohrung auf, die über dieser angeordnet ist. Auch der obere Deckel 16 ist z.B. durch Kleben oder Schrumpfen befestigt.
  • Am oberen Deckel 16 ist ferner noch ein Befestigungsmittel 7 aus z.B. Aluminium angeordnet, welches aus einem in Längsrichtung des Isolierbehälters 2 angeordneten Steg besteht, an dem biegbare Laschen angeordnet sind. Mit diesen biegbaren Laschen sind Zünderkabel 13 und/oder eine Sprengschnur 9 festlegbar.
  • Auf dem Boden des Glas-Dewars 3 ist zum Schutz eine Einlage 14 eingelegt. Oberhalb dieser Einlage 14 befindet sich ein elektronischer Zünder 1, an dessen zum Boden gerichteten stirnseitigen Ende zwei Zünderkabel 13 herausgeführt sind. Die Figur zeigt jedoch nur ein Zünderkabel 13. Am entgegengesetzten stirnseitigen Ende des Zünders 1 ist eine Sprengschnur 9 mittels einer Aufsteckhülse angekoppelt. Zünderkabel 13 und Sprengschnur 9 sind über die Bohrung 6 und der darüberliegenden Bohrung im oberen Deckel 16 aus dem Isolierbehälter 2 herausgeführt. Mit den Laschen des Befestigungsmittels 7 lassen sich beide festklemmen (hier nicht gezeigt), so daß der Zünder durch Ziehen an den Zünderkabeln 13 oder an der Sprengschnur 9 nicht aus dem Isolierbehälter gezogen werden kann.
  • Zur Erhöhung der Wärmekapazität im Inneren des Glas-Dewars 3 sind um den Zünder 1 bzw. auch einen Teil der Sprengschnur 9 Kupferringe 8 als Wärmepuffer angeordnet. Diese Kupferringe 8 sind über Distanzringe 15 miteinander verbunden bzw. abgedeckt. Die Distanzringe 15 bestehen vorteilhafterweise aus Weichschaumstoff z.B. Polyethylen (PE), damit der Wärmeübergang zwischen den einzelnen Kupferringen 8 minimiert ist.
  • Die Bohrung 6 im Stopfen 5 bzw. die darüberliegende Bohrung im oberen Deckel 16 müssen einen größeren Durchmesser haben als der Zünder 1, so daß dieser in den Isolierbehälter 2 geschoben werden kann. Um den Wärmeeintrag möglichst gering zu halten, sollten diese Bohrungen jedoch nur geringfügig größer sein.
  • Die hier gezeigte Sprengschnur 9 zündet Perforatoren, die in der Ölfeldindustrie zur Perforierung von Bohrlöchern verwendet werden. Der thermische Isolierbehälter 2 wird während der Auslösung des Perforationssystems durch die Detonation des Zünders zerstört.

Claims (10)

  1. Zünder, dadurch gekennzeichnet, daß der Zünder (1) von einem thermischen Isolierbehälter (2) (Dewar-Gefäß) umgeben ist.
  2. Zünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zünder (1) ein elektronischer Zünder ist.
  3. Zünder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierbehälter (2) aus einem Glas-Dewar (3) mit einer äußeren Schutzhülle (4), einem oberen Deckel (16) und/oder einem Verschlußstopfen (5) besteht.
  4. Zünder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Deckel (16) zumindest eine Bohrung (6) mit Befestigungsmitteln (7) angeordnet ist.
  5. Zünder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülle (4) aus Aluminium gefertigt ist.
  6. Zünder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zünder (1) im Isolierbehälter (2) von einem Wärmepuffer umgeben ist.
  7. Zünder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmepuffer aus Kupferringen (8) besteht.
  8. Zünder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Zünder (1) eine Sprengschnur (9) angekoppelt ist, die aus dem Isolierbehälter (2) herausgeführt ist.
  9. Zünder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zünder (1) in der Ölfeldindustrie zur Auslösung der Perforationssysteme für die Perforierung von Bohrlöchern verwendet wird.
  10. Zünder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zünder (1) bei Kontakt mit Flüssigkeit nicht mehr zündet.
EP95106038A 1994-04-26 1995-04-22 Zünder im Isolierbehälter. Withdrawn EP0679858A3 (de)

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DE4414411A DE4414411A1 (de) 1994-04-26 1994-04-26 Zünder im Isolierbehälter
DE4414411 1994-04-26

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