EP1166037B1 - Method for triggering detonators via a line of a large length - Google Patents
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- EP1166037B1 EP1166037B1 EP00920468A EP00920468A EP1166037B1 EP 1166037 B1 EP1166037 B1 EP 1166037B1 EP 00920468 A EP00920468 A EP 00920468A EP 00920468 A EP00920468 A EP 00920468A EP 1166037 B1 EP1166037 B1 EP 1166037B1
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- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42D—BLASTING
- F42D1/00—Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping
- F42D1/04—Arrangements for ignition
- F42D1/045—Arrangements for electric ignition
- F42D1/05—Electric circuits for blasting
Definitions
- the invention relates to a method for triggering detonators via a line great length.
- Drilling for the exploration and digestion of oil and gas fields extend over lengths, especially horizontally already well over 10000 m transcend.
- the hole is usually at several predetermined locations perforated to allow access, for example, of oil to the wellbore. Other blasts loosen the rock around the hole to the To facilitate inflow of oil to the wellbore.
- the provided appropriate explosive charges positioned with detonators be ignited in a predetermined order.
- Such a Ignition circuit is known for example from EP 0 588 685 B1.
- the detonators will be each individually controlled and then triggered.
- the ignition signal consists of a Information component for addressing and unlocking the individual detonators and an energy component that triggers the ignition.
- DE-OS 23 56 875 a circuit arrangement for generating time successive surges, which, inter alia, for each other the following ignition of explosive devices can be used, with several each generating a surge of a series of power surges Surge units are connected in series. There are two signals different delay time generated, of which with the shorter time to Recharging Energyspeichem and with the longer time exclusively for Connecting the serving as an energy source for the surge energy storage with the detonator serves.
- the information transfer reaches its limits.
- the signals of the transmitted data can be so be distorted so that the detonator does not recognize the signals and does not fire the ignition becomes.
- the distortion of the signals is primarily due to the lack of edge steepness caused between the polarity changes of the rated voltage.
- the cause of these disturbances lie in the capacitive and inductive behavior of the long line as well as the detonators upstream consumers such as the Feed drive of the drill head in the horizontal direction, its protective relay, the Auxiliary tools and positioning. These consumers are over the same line is supplied with energy over which the detonators are triggered.
- the discharging capacities of consumers are affected by this voltage charged. The result is a voltage drop and therefore requires a Signal attenuation.
- the effects of capacitive resistances on the Signals of the detonator device thereby reduced that before the release of the Igniter on the line to the detonators a DC voltage is switched on, with the capacity of consumers are charged to such a level that in the subsequent generation of the signals for triggering the detonator the Consumer capacity is no longer effective.
- the capacities of Consumers will recharge themselves after being charged, but the one before Charging to a high level ensures that at least until the time of Triggering of the last igniter no charging losses due to the charge Capacities done. This reduces the time required to generate the signals Rated voltage not below its required level.
- the switched DC voltage is higher as the rated voltage for generating the signals.
- the Rated voltage 24 volts it can charge a capacity of 28 for charging the capacity Voltage DC be provided.
- a corresponding time may be provided for in which the increased voltage is switched. In the proposed example would be a switch-on of about 5 seconds advantageous.
- the increased voltage is below a critical voltage which can cause the triggering of an igniter.
- the detonators are usually like that they are designed to be of a certain magnitude above the rated voltage required for Generating the signals intended to trigger a detonator, are resistant, without it triggering. According to the invention, however, the intended Tolerance range not exhausted to avoid any risk, on the other hand the amount of voltage is chosen so that within a very short time intended to boost the capacity of consumers.
- the capacitive resistances vary depending on the length of the pipe and the hole different and additional consumers connected to it, it is advantageous if, prior to charging the capacity of the consumer of Capacitive resistance is determined and depending on its size for charging the capacity is determined at least required DC voltage. This is ensures that no the critical value of the voltage for triggering a Igniter is exceeded.
- the réellesaltende DC voltage can thus be tailored to the particular application.
- the line to the detonators with their additionally connected consumers provides due to the inductances and capacities a resonant circuit with a Low-pass filter effect.
- the low-pass filter effect is in particular by the Capacities affected.
- By determining the capacitive resistance can be determine the critical frequency at which the low-pass filter effect occurs. Thereupon becomes a suitable signal frequency is chosen to make the low pass filter effect effective excluded. It is inventively such a reduced frequency chosen that in each period, the voltage rises again up to the final voltage. Furthermore, this voltage must over a predetermined time until the next Polarity change at their nominal level, so that the characteristic Signaling is retained and the polarity change of the signal receivers the detonator can also be detected.
- FIG. 1 shows the equivalent circuit diagram of a borehole assembly with detonators and additional consumers.
- From the detonator device 2 leads a conduit 3 with two strands 3a and 3b to the detonators 4a, 4b and 4c. Assigned to them are each to be ignited charges 5a, 5b and 5c.
- the additional consumers are as ohmic resistors 6, inductive resistors. 7 and capacitive resistors 8 symbolizes. It is for example the Feed drive of the drill head, its protective relay, the auxiliary tools and the Positioning. To supply in particular the feed drive of Drill head is a higher voltage required than to generate the Trigger the detonator necessary signals.
- the voltage source for supply this additional consumer is designated 9.
- Denoted by 10 is a Circuit breaker with which the igniter 4a to 4c during the supply of the rest Consumer via the voltage source 9 of the strands 3a and 3b be separated.
- a steering means 11 is designated, with, as by a Line 12 indicated, the circuit breaker 10 can be operated.
- To the Disconnect voltage source 9 from the consumer is another switch 13th provided, which, as indicated by the line 14, from the control device 11th can be operated.
- FIG. 2 shows the conventional course of a signal on arrival at a detonator in a voltage-time diagram (U, t).
- a DC voltage of the voltage source 15 in the amount U n + is applied by the fuze triggering device 2 to the line 3. It is the nominal voltage required to generate the signals.
- the signal sequence begins, characterized by a polarity change of the nominal voltage between the polarities U n + and U n- with the frequency f. The duration of half a period is designated t 1 .
- the signal voltage no longer has to additionally charge the capacitors.
- the respective nominal voltage U n + or U n- is reached at each polarity change.
- the interval t 1 according to FIG. 2 is extended by a time t 2 .
- the voltage increases in each case to the nominal voltage and is held for a predetermined time t 3 at this level before the next polarity change begins.
- the electronics of the detonator possible to receive the signals properly and identify.
- the invention thus enables a secure and trouble-free signal transmission between the fuze triggering device and the detonators and thus ensures that each detonator is triggered at the intended time.
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auslösen von Zündern über eine Leitung großer Länge.The invention relates to a method for triggering detonators via a line great length.
Bohrungen, die der Exploration und dem Aufschluß von Öl- und Gasfeldern dienen,
erstrecken sich über Längen, die insbesondere horizontal bereits weit über 10000 m
hinausreichen. Das Bohrloch wird meist an mehreren, vorgegebenen Stellen
perforiert, um den Zutritt beispielsweise des Öls zum Bohrloch zu ermöglichen.
Andere Sprengungen lockern das Gestein in der Umgebung des Bohrlochs, um den
Zufluß des Öls zum Bohrloch zu erleichtern. Zu diesen Zwecken werden an den
vorgesehenen Stellen geeignete Sprengladungen positioniert, die mit Sprengzündern
in einer vorgegebenen Reihenfolge gezündet werden. Dabei werden auch mehrere,
hintereinanderliegende Zünder über eine gemeinsame Leitung gezündet. Ein solcher
Zündkreis ist beispielsweise aus der EP 0 588 685 B1 bekannt. Die Zünder werden
jeweils einzeln angesteuert und dann ausgelöst. Das Zündsignal besteht aus einer
Informationskomponente zur Adressierung und Entsicherung der einzelnen Zünder
und einer Energiekomponente, die die Zündung auslöst.Drilling for the exploration and digestion of oil and gas fields,
extend over lengths, especially horizontally already well over 10000 m
transcend. The hole is usually at several predetermined locations
perforated to allow access, for example, of oil to the wellbore.
Other blasts loosen the rock around the hole to the
To facilitate inflow of oil to the wellbore. For these purposes, the
provided appropriate explosive charges positioned with detonators
be ignited in a predetermined order. There are also several,
one behind the other ignition ignited on a common line. Such a
Ignition circuit is known for example from
Aus dem Patent US-A 3,417,259 ist es bekannt, Hilfe eines Kontrollsystems eine Vielzahl von Sprengladungen nacheinander über eine Leitung zu zünden, an der keine weiteren Verbraucher angeschlossen sind. Um die dazu erforderliche Energie bereitstellen zu können, wird über eine erste Energiequelle ein Kondensator aufgeladen. Die Ladespannung liegt aber knapp unter der Spannung, die zum Auslösen der Zünder zum Zünden der Sprengladungen erforderlich ist, so dass kein Zünder ausgelöst wird. Erst das Zuschalten einer zweiten Energiequelle liefert eine so hohe Spannung, dass der Widerstand eines der ersten Sprengladung vorgeschalteten Schwellwertschalters überwunden und die erste Sprengladung gezündet werden kann. Die zweite Energiequelle kann klein sein, da auf Grund der bereits von der ersten Energiequelle bereitgestellten Energie nur noch die zum Erreichen der Zündspannung erforderliche Differenz bereitgestellt werden muss.From the patent US-A 3,417,259 it is known to use a control system Variety of explosive charges successively over a line to ignite, at the no other consumers are connected. To the required energy to be able to provide, via a first power source, a capacitor charged. The charging voltage is just below the voltage, the Triggering the detonator to detonate the explosive charges is required, so no Igniter is triggered. Only the connection of a second energy source provides a so high voltage that the resistor is one of the first explosive charge overcome threshold switch and the first explosive charge can be ignited. The second energy source may be small because of the energy already provided by the first energy source only the Reaching the ignition voltage required difference must be provided.
Aus dem Patent US-A 3,564,278 ist eine vergleichbare Schaltung zum Auslösen von Zündern bekannt.From the patent US-A 3,564,278 is a comparable circuit for triggering Known fuses.
In der DE-OS 23 56 875 wird eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen zeitlich aufeinander folgender Stromstöße vorgestellt, die unter anderem für die aufeinander folgende Zündung von Sprengsätzen eingesetzt werden können, wobei mehrere, jeweils einen Stromstoß einer Reihe von Stromstößen erzeugenden Stromstoßeinheiten hintereinander geschaltet sind. Es werden zwei Signale unterschiedlicher Verzögerungszeit erzeugt, wovon das mit der kürzeren Zeit zum Aufladen von Energiespeichem und das mit der längeren Zeit ausschließlich zum Verbinden der als Energiequelle für den Stromstoß dienenden Energiespeicher mit dem Zünder dient.In DE-OS 23 56 875 a circuit arrangement for generating time successive surges, which, inter alia, for each other the following ignition of explosive devices can be used, with several each generating a surge of a series of power surges Surge units are connected in series. There are two signals different delay time generated, of which with the shorter time to Recharging Energiespeichem and with the longer time exclusively for Connecting the serving as an energy source for the surge energy storage with the detonator serves.
Bekannte elektronische Zünder benötigen eine Entsicherungssequenz, die aus Polaritätswechseln der Nennspannung besteht, die am Ausgang der Zünderauslöseeinrichtung anliegt. Neben der Anzahl der Wechsel wird die Zeit zwischen den Wechseln der Entsicherungssequenz ausgewertet Nur bei korrekter Anzahl von Polaritätswechseln in einer definierten Zeit und einer definierten Flankensteilheit der Polaritätswechsel wird dieser Code vom elektronischen Zünder akzeptiert.Known electronic detonators require a Entsicherungssequenz, the Polarity changes the rated voltage, which at the output of Igniter triggering device is applied. In addition to the number of bills is the time Evaluated between the changes of the arming sequence Only if correct Number of polarity changes in a defined time and a defined time Slope of the polarity change is this code from the electronic detonator accepted.
Bei großen Leitungslängen stößt die Informationsübertragung an ihre Grenzen. Der Spannungspegel kann so niedrig und die Signale der übermittelten Daten können so verzerrt sein, daß der Zünder die Signale nicht erkennt und keine Zündung ausgelöst wird. Die Verzerrung der Signale wird vorrangig durch die mangelnde Flankensteilheit zwischen den Polaritätswechseln der Nennspannung hervorgerufen. Die Ursache für diese Störungen liegt in den kapazitiven und induktiven Verhalten der langen Leitung sowie der den Zündern vorgeschalteten Verbrauchern wie beispielsweise dem Vorschubantrieb des Bohrkopfs in horizontaler Richtung, dessen Schutzrelais, den Hilfswerkzeugen und der Positioniereinrichtung. Diese Verbraucher werden über dieselbe Leitung mit Energie versorgt, über die die Zünder ausgelöst werden. Bei Abschaltung der Versorgungsspannung und Aufschaltung der Signal- und Zündspannung zur Datenübermittlung beziehungsweise Auslösung der Zünder werden die sich entladenden Kapazitäten der Verbraucher durch diese Spannung aufgeladen. Die Folge ist ein Spannungsabfall und dadurch bedingt eine Signalschwächung.With large cable lengths, the information transfer reaches its limits. Of the Voltage level can be so low and the signals of the transmitted data can be so be distorted so that the detonator does not recognize the signals and does not fire the ignition becomes. The distortion of the signals is primarily due to the lack of edge steepness caused between the polarity changes of the rated voltage. The cause of these disturbances lie in the capacitive and inductive behavior of the long line as well as the detonators upstream consumers such as the Feed drive of the drill head in the horizontal direction, its protective relay, the Auxiliary tools and positioning. These consumers are over the same line is supplied with energy over which the detonators are triggered. at Disconnection of the supply voltage and connection of the signal and Ignition voltage for data transmission or triggering of the detonators The discharging capacities of consumers are affected by this voltage charged. The result is a voltage drop and therefore requires a Signal attenuation.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine störungsfreie Auslösung von Zündern, insbesondere Sprengzündem, über eine Leitung großer Länge sicherzustellen.It is therefore the object of the present invention, a trouble-free release of detonators, in particular explosive detonators, over a long line sure.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit Hilfe der Merkmale des ersten Anspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen beansprucht.The solution of the task is done using the features of the first Claim. Advantageous embodiments of the invention are in the Claimed subclaims.
Erfindungsgemäß werden die Auswirkungen der kapazitiven Widerstände auf die Signale der Zünderauslöseeinrichtung dadurch vermindert, daß vor der Auslösung der Zünder auf die Leitung zu den Zündern eine Gleichspannung aufgeschaltet wird, mit der die Kapazitäten der Verbraucher auf ein solches Niveau aufgeladen werden, daß bei der nachfolgenden Generierung der Signale zur Auslösung der Zünder die Kapazitäten der Verbraucher keine Wirkung mehr zeigen. Die Kapazitäten der Verbraucher entladen sich nach ihrer Aufladung zwar wieder, aber die zuvor erfolgte Aufladung auf ein hohes Niveau stellt sicher, daß zumindest bis zum Zeitpunkt der Auslösung des letzten Zünders keine durch Ladungsverluste bedingte Aufladung der Kapazitäten erfolgt. Dadurch sinkt die zur Generierung der Signale erforderliche Nennspannung nicht unter ihr erforderliches Niveau.According to the invention, the effects of capacitive resistances on the Signals of the detonator device thereby reduced that before the release of the Igniter on the line to the detonators a DC voltage is switched on, with the capacity of consumers are charged to such a level that in the subsequent generation of the signals for triggering the detonator the Consumer capacity is no longer effective. The capacities of Consumers will recharge themselves after being charged, but the one before Charging to a high level ensures that at least until the time of Triggering of the last igniter no charging losses due to the charge Capacities done. This reduces the time required to generate the signals Rated voltage not below its required level.
Um die Aufladung der Kapazitäten auf ein entsprechend hohes Niveau sicherzustellen, ist es von Vorteil, wenn die aufgeschaltete Gleichspannung höher ist als die Nennspannung zur Generierung der Signale. Beträgt beispielsweise die Nennspannung 24 Volt, so kann zum Aufladen der Kapazitäten eine Spannung von 28 Volt Gleichspannung vorgesehen sein. Um eine Aufladung der Kapazitäten auf das gewünschte Niveau sicherzustellen, kann eine entsprechende Zeit vorgesehen sein, in der die erhöhte Spannung aufgeschaltet wird. Beim vorgesehenen Beispiel wäre eine Aufschaltdauer von etwa 5 Sekunden vorteilhaft.To charge the capacity to a correspondingly high level To ensure it is advantageous if the switched DC voltage is higher as the rated voltage for generating the signals. For example, is the Rated voltage 24 volts, it can charge a capacity of 28 for charging the capacity Voltage DC be provided. To charge the capacities on the to ensure the desired level, a corresponding time may be provided for in which the increased voltage is switched. In the proposed example would be a switch-on of about 5 seconds advantageous.
Zu beachten ist, daß die erhöhte Spannung unterhalb einer kritischen Spannung liegt die die Auslösung eines Zünder verursachen kann. Die Zünder sind in der Regel so ausgelegt, daß sie eine im bestimmten Umfang über die Nennspannung, die zur Generierung der Signale zur Auslösung eines Zünders vorgesehen ist, resistent sind, ohne daß sie auslösen. Entsprechend der Erfindung wird allerdings der vorgesehene Toleranzbereich nicht ausgeschöpft, um jegliches Risiko zu vermeiden, andererseits wird die Höhe der Spannung so gewählt, daß innerhalb sehr kurzer Zeit die beabsichtigte Aufladung der Kapazitäten der Verbraucher möglich wird.It should be noted that the increased voltage is below a critical voltage which can cause the triggering of an igniter. The detonators are usually like that they are designed to be of a certain magnitude above the rated voltage required for Generating the signals intended to trigger a detonator, are resistant, without it triggering. According to the invention, however, the intended Tolerance range not exhausted to avoid any risk, on the other hand the amount of voltage is chosen so that within a very short time intended to boost the capacity of consumers.
Da die kapazitiven Widerstände je nach Länge der Leitung und der in das Bohrloch verbrachten und an ihr angeschlossenen zusätzlichen Verbraucher unterschiedlich ist, ist es vorteilhaft, wenn vor einer Aufladung der Kapazitäten der Verbraucher der kapazitive Widerstand ermittelt und in Abhängigkeit seiner Größe die zur Aufladung der Kapazitäten mindestens erforderliche Gleichspannung bestimmt wird. Dadurch ist sichergestellt, daß keine den kritischen Wert der Spannung zur Auslösung eines Zünders überschritten wird. Die aufzuschaltende Gleichspannung kann damit individuell auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmt werden. As the capacitive resistances vary depending on the length of the pipe and the hole different and additional consumers connected to it, it is advantageous if, prior to charging the capacity of the consumer of Capacitive resistance is determined and depending on its size for charging the capacity is determined at least required DC voltage. This is ensures that no the critical value of the voltage for triggering a Igniter is exceeded. The aufzusaltende DC voltage can thus be tailored to the particular application.
Die Leitung zu den Zündern mit ihren zusätzlich angeschlossenen Verbrauchern stellt aufgrund der Induktivitäten und Kapazitäten einen Schwingkreis mit einer Tiefpaßfilter-Wirkung dar. Die Tiefpaßfilter-Wirkung wird insbesondere durch die Kapazitäten beeinflußt. Durch Bestimmung des kapazitiven Widerstands läßt sich die kritische Frequenz ermitteln, ab der die Tiefpaßfilter-Wirkung eintritt. Daraufhin wird eine geeignete Signalfrequenz gewählt, um die Tiefpaßfilter-Wirkung wirksam auszuschließen. Es wird erfindungsgemäß eine so weit herabgesetzte Frequenz gewählt, daß in jeder Periode die Spannung wieder bis auf die Endspannung ansteigt. Weiterhin muß diese Spannung über eine vorgebbare Zeit bis zum nächsten Polaritätswechsel auf ihrem Nenn-Niveau anliegen, damit die charakteristische Signalprägung beibehalten wird und die Polaritätswechsel von den Signalempfängern des Zünders auch erkannt werden.The line to the detonators with their additionally connected consumers provides due to the inductances and capacities a resonant circuit with a Low-pass filter effect. The low-pass filter effect is in particular by the Capacities affected. By determining the capacitive resistance can be determine the critical frequency at which the low-pass filter effect occurs. Thereupon becomes a suitable signal frequency is chosen to make the low pass filter effect effective excluded. It is inventively such a reduced frequency chosen that in each period, the voltage rises again up to the final voltage. Furthermore, this voltage must over a predetermined time until the next Polarity change at their nominal level, so that the characteristic Signaling is retained and the polarity change of the signal receivers the detonator can also be detected.
Anhand folgender Darstellung wird die Erfindung näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to the following description.
Es zeigen:
- Figur 1
- ein Ersatzschaltbild einer Bohrlochbestückung mit Sprengzündern und zusätzlichen Verbrauchern,
Figur 2- den herkömmlichen Verlauf der Signal- und Zündspannung bei der Ankunft an einem Zünder und
- Figur 3
- den Verlauf der Signal- und Zündspannung entsprechend der Erfindung.
- FIG. 1
- an equivalent circuit diagram of a borehole assembly with detonators and additional consumers,
- FIG. 2
- the conventional course of the signal and ignition voltage on arrival at a detonator and
- FIG. 3
- the course of the signal and ignition voltage according to the invention.
In Figur 1 ist mit 1 das Ersatzschaltbild einer Bohrlochbestückung mit Sprengzündern
und zusätzlichen Verbrauchern dargestellt. Von der Zünderauslöseeinrichtung 2 führt
eine Leitung 3 mit zwei Leitungssträngen 3a und 3b zu den Zündern 4a, 4b und 4c.
Ihnen zugeordnet sind die jeweils zu zündenden Ladungen 5a, 5b und 5c. Die
zusätzlichen Verbraucher sind als ohmsche Widerstände 6, induktive Widerstände 7
sowie kapazitive Widerstände 8 symbolisiert. Es sind beispielsweise der
Vorschubantrieb des Bohrkopfes, dessen Schutzrelais, die Hilfswerkzeuge sowie die
Positioniereinrichtung. Zur Versorgung insbesondere des Vorschubantriebs des
Bohrkopfs ist eine höhere Spannung erforderlich als zur Generierung der zum
Auslösen der Zünder erforderlichen Signale. Die Spannungsquelle zur Versorgung
dieser zusätzlichen Verbraucher ist mit 9 bezeichnet. Mit 10 bezeichnet ist ein
Schutzschalter, mit dem die Zünder 4a bis 4c während der Versorgung der übrigen
Verbraucher über die Spannungsquelle 9 von den Leitungssträngen 3a und 3b
getrennt werden. Mit 11 ist eine Steureinrichtung bezeichnet, mit der, wie durch eine
Leitung 12 angedeutet, der Schutzschalter 10 betätigt werden kann. Um die
Spannungsquelle 9 von den Verbrauchern trennen, ist ein weiterer Schalter 13
vorgesehen, der, wie durch die Leitung 14 angedeutet, von der Steuereinrichtung 11
betätigt werden kann.1 shows the equivalent circuit diagram of a borehole assembly with detonators
and additional consumers. From the
Wenn die Spannungsquelle 9 von der Leitung 3 getrennt ist, wird der Schutzschalter
10 geschlossen und die Spannungsquelle 15 auf die Leitungsstränge 3a, 3b
aufgeschaltet, ohne daß zunächst Signale zur Auslösung der Zünder für 4a bis 4c
generiert werden. Dann werden dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entsprechend
über eine mit 16 bezeichnete Prüfeinrichtung, die über die Leitungen 17 und 18 an die
Leitungsstränge 3a bzw. 3b angeschlossen ist, der kapazitive Widerstand sowie der
Spannungsabfall in der Leitung 3 ermittelt. Diese Werte werden über die Leitung 19
der Zündauslöseeinrichtung 2 übermittelt. Zur Aufladung der Kapazitäten 8 der
Verbraucher wird dann über eine vorgebbare Zeit von der Spannungsquelle 15 eine
höhere Spannung aufgeschaltet, als zur Generierung der Signale zur Auslösung der
Zünder vorgesehen ist.When the power source 9 is disconnected from the line 3, the circuit breaker becomes
10 closed and the
Mit der Prüfeinrichtung 16 kann auch vorgesehen werden, die kapazitiv bedingte
Tiefpaßfilter-Wirkung der Leitung 3 und der angeschlossenen zusätzlichen
Verbraucher aufgrund des kapazitiven Widerstandes zu ermitteln und an die
Zünderauslöseeinrichtung 2 zu melden, damit von dieser eine auf den kapazitiven
Widerstand der Leitung und der Verbraucher abgestimmte Frequenz der
Potentialwechsel der Spannung zur Generierung der Signale zur Auslösung der
Zünder eingestellt wird.With the
In Figur 2 ist der herkömmliche Verlauf eines Signals bei der Ankunft an einem
Zünder in einem Spannungs-Zeitdiagramm (U, t) dargestellt. Zur Generierung der
Zündsignale wird von der Zünderauslöseeinrichtung 2 auf die Leitung 3 eine
Gleichspannung der Spannungsquelle 15 in der Höhe Un+ aufgeschaltet. Es ist die zur
Generierung der Signale erforderliche Nennspannung. Zum Zeitpunkt t0 beginnt die
Signalfolge, gekennzeichnete durch einen Polaritätswechsel der Nennspannung
zwischen den Polaritäten Un+ und Un- mit der Frequenz f. Die Dauer einer halben
Periode ist mit t1 bezeichnet.FIG. 2 shows the conventional course of a signal on arrival at a detonator in a voltage-time diagram (U, t). In order to generate the ignition signals, a DC voltage of the
Im Idealfall müßte eine Rechteckschwingung der Nennspannung zwischen den beiden Polaritäten Un+ und Un- eintreten. Insbesondere aufgrund der kapazitiven und induktiven Widerstände erfolgt aber eine Verzerrung des Signalverlaufs. Innerhalb der Polaritätswechsel fallen und steigen die Flanken der Signalspannung stark verzögert und erreichen die jeweilige Nennspannung nicht mehr. Durch den Abfall auf eine niedrigere Spannung Uo beziehungsweise Uu sowie die Verzerrung der Signalflanken ist die Elektronik des Zünders nicht mehr in der Lage, das Signal zu erkennen.Ideally, a square wave of the nominal voltage between the two polarities U n + and U n - would occur. In particular, due to the capacitive and inductive resistors, however, a distortion of the signal waveform occurs. Within the polarity changes, the edges of the signal voltage fall and rise greatly delayed and no longer reach the respective rated voltage. Due to the drop to a lower voltage U o or U u and the distortion of the signal edges, the electronics of the igniter is no longer able to detect the signal.
Entsprechend der Erfindung erfolgt vor der Generierung der Signale eine Aufladung der Kapazitäten der Verbraucher. Dadurch muß die Signalspannung nicht mehr zusätzlich die Kapazitäten aufladen. Wie aus der Figur 3 ersichtlich, wird bei jedem Polaritätswechsel die jeweilige Nennspannung Un+ beziehungsweise Un- erreicht.According to the invention, before the generation of the signals, a charging of the capacitors of the consumers takes place. As a result, the signal voltage no longer has to additionally charge the capacitors. As can be seen from FIG. 3, the respective nominal voltage U n + or U n- is reached at each polarity change.
Weiterhin ist die Frequenz fe im Hinblick auf die Tiefpaßfilter-Wirkung gegenüber der ursprünglichen Frequenz f nach Figur 2 erniedrigt. Das Intervall t1 nach Figur 2 wird um eine Zeit t2 verlängert. Innerhalb dieser Zeit steigt die Spannung jeweils auf die Nennspannung an und wird über eine vorgebbare Zeit t3 in dieser Höhe gehalten, bevor der nächste Polaritätswechsel einsetzt. Furthermore, the frequency f e is lowered with respect to the low-pass filter effect with respect to the original frequency f of FIG. The interval t 1 according to FIG. 2 is extended by a time t 2 . Within this time, the voltage increases in each case to the nominal voltage and is held for a predetermined time t 3 at this level before the next polarity change begins.
Dadurch, daß bei jedem Polaritätswechsel die Nennspannung auch tatsächlich in ihrer vollen Höhe erreicht wird und über eine bestimmte, vorgebbare Zeit t3 in dieser Höhe gehalten wird, ist es der Elektronik des Zünders möglich, die Signale einwandfrei zu empfangen und zu identifizieren. Die Erfindung ermöglicht somit eine sichere und störungsfreie Signalübermittlung zwischen der Zünderauslöseeinrichtung und den Zündern und stellt damit sicher, daß auch jeder Zünder zu der vorgesehenen Zeit ausgelöst wird.Characterized in that at each polarity change, the nominal voltage is actually reached in its full height and t 3 held at this level over a certain predetermined time, it is the electronics of the detonator possible to receive the signals properly and identify. The invention thus enables a secure and trouble-free signal transmission between the fuze triggering device and the detonators and thus ensures that each detonator is triggered at the intended time.
Claims (6)
- Method for triggering detonators, in particular blasting detonators, wherein the detonators communicate with the detonator-triggering device by way of a line of a large length and in addition loads are supplied with electrical energy by way of the line and on account of the additional loads and the line length a high capacitive reactance occurs during the transmission of signals that are generated by means of potential change, wherein before the detonators are triggered, the capacitances that are present are charged by applying a direct voltage to the line to such a level that at least up to the time of triggering the last detonator during the transmission of signals that are generated by means of potential changes the capacitances are not charged in a way caused by charge losses.
- Method according to claim 1, characterised in that in order to charge the capacitances a higher voltage is applied over a predeterminable time than that provided to generate the signals.
- Method according to claim 1 or 2, characterised in that the increased voltage lies below a critical voltage for triggering a detonator.
- Method according to one of claims 1 to 3, characterised in that the capacitive reactance is ascertained and as a function of its magnitude the direct voltage that is at least required to charge the capacitances is determined.
- Method according to one of claims 1 to 4, characterised in that the capacitively caused low-pass filter effect of the line and of the additional loads that are connected on the signals that are generated by the detonator-triggering device is compensated for by a frequency of the potential changes that is matched to the capacitive reactance.
- Method according to claim 5, characterised in that the frequency of the potential changes is selected so that the level of the required signal voltage is reached and maintained over a predeterminable time within a period.
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