NO137975B - Anordning for utf¦relse av undervannssprengning - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en anordning for utførelse av undervanns-sprengning ved tenning av en eksplosiv ladning under vann under påvirkning av en sjokkbølge frembragt i vannet på et sted i avstand fra ladningen, hvilken anordning har form av en trykkdrevet anordning for utl-øsning av en elektrisk detonator hvorved detonatorer for flere i avstand fra hverandre plasserte sprengladninger kan utløses i en sprengrunde.

Ved sprengnings operasjoner under vann så.som fjerning av klipper

fra sjøbunnen for kanal- og havneutgravningsoperasjoner,er den vanlige praksis å plassere ladningene i intervaller enten på sjøbunnen eller i borehull og så utløse ladningene. Ved enkelte operasjoner blir.eksplosivenes følsomhet brukt og intervallene blir valgt slik at bare en ladning behøver å bli utløst av en detonator, idet de resterende ladningene utløses ved indusert detonasjon. Denne metode krever svært følsomme eksplosiver som er uønsket farlige ved behandling på et fartøy til sjøs, og det er derfor mer vanlig å starte hver ladning med sin egen utløser som kan være en elektrisk sprengningsdetonator eller en enkel detonator med en overføringslinje av detoneringsnor. Dette med-fører lange forbindelseslinjer av elektriske ledninger eller deto-neringssnorer mellom en overflate-sprengestasjon og de plasserte ladninger, og disse linjer er det vanskelig å holde på plass uten at de blir sammenfloket. Med elektrisk ledende snorer kan feil utløsning skyldes feil forbindelse med energikilden, og for tid-lige tenninger kan forårsakes av uvedkommende elektrisitet, så

som lyn og elektromagnetisk stråling. Med detoneringsnor kan feil utløsning forårsakes av sammenfloking av snorene med tilhørende "cut-off" i enkelte deler av snoren.

For å unngå å føre en ledning eller en detoneringssnor fra hver ladning til overflaten, har det vært foreslått sprengningssys-temer hvor ladningene har vært påsatt slagfølsomme detonatorer som var utformet for å bli tent av sjokkbølgen overført gjennom vannet fra en tidligere eksplodert ladning. I et annet system hadde ladningene blitt påsatt detonatorer som var tilpasset for tenning av et ultrasonisk signal overført gjennom vannet. Disse såkalte "trådløse" systemer har av forskjellige grunner ikke vun-net innpass hos sprengningsoperatører på grunn av risikoen ved å bruke slagdetonatorer i stormfull sjø og utgiftene til det aktuel-le utstyr.

Det er et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe

en forbedret anordning for detonering av flere ladninger i en sprengningsrunde som ikke krever elektriske ledninger eller tenn-overføringslinjer mellom de individuelle sprengningsladninger eller fra ladningene til en utløsestasjon.

Til grunn for denne oppfinnelse ligger den idé at utløsning av

en detonator for multiple sprengninger kan skje ved at bevegelsen av et element som beveger seg som følge av et sjokkbølgetrykk fra en detonert ladning, blir brukt for å etablere en elektrisk utløsestrøm gjennom et elektrisk tennelement i en detonator for utløsning av andre eksplosive ladninger som detonatoren er i kontakt med.

Nærmere bestemt består de nye og særegne trekk ved anordningen ifølge oppfinnelsen i et forseglet, vanntett hus med et veggparti dannet av et belgelement som er deformerbart i avhengighet av det trykk som utøves mot huset av sjokkbølgen, et piezo-elektrisk transduserelement anbragt i huset slik at det kan sammentrykkes ved deformasjonen av belgelementet under påvirkning av sjokk-bølgen, og en elektrisk detonator med et tennhode som er elektrisk innkoblet i strømkretsen med det piezo-elektriske transduserelement, hvorved detonatoren blir utløst når belgelementet deformeres tilstrekkelig av det utvendige trykk til å bevirke at transduserelementet genererer den nødvendige spenning.

Det foretrekkes et belgelement som strekker seg innover i huset. Videre er belgelementet fortrinnsvis fylt med en væske, som eventuelt kan være gelaktig. Dette vil øke elementets reaksjons-hastighet overfor sjokkbølgen.

Det foretrukne piezo-elektriske element er et piezo-elektrisk keramisk element, for eksempel et element av bly-zirkonat-titanat, barium-titanat, blymetaniobat eller bly-strontium-titanat-zirkonat.

Anordningen blir fortrinnsvis anvendt ved den type sprengning, hvor en eller flere individuelle ladninger hver er påsatt en elektrisk detonator-anordning ifølge oppfinnelsen og en ytter-liggere sprengladning blir sprengt tilstrekkelig nær i det minste en av de nevnte individuelle ladninger for å overføre til deto-natoranordningen en tilstrekkelig sterk sjokkbølge til å utløse den elektriske detonator og sprenge ladningen. Selv om den ytterligere sprengladningen kan være en ladning plassert i et hvilket som helst trykkoverførende medium, er det fortrinnsvis en naboladning i en sprengerundemed flere ladninger bestående av de nevnte individuelle sprengladninger, som blir utløst fra en fjerntliggende sprengestasjon på vanlig måte.

Til nærmere forklaring av oppfinnelsen skal et eksempel på en detonatoranordning beskrives i det følgende under henvisning til tegningene, hvor: figur 1 viser en anordning ifølge oppfinnelse i aksielt snitt

og

figur 2 skjematisk viser et arrangement av ladninger i en

undervannssprengningsrunde.

Anordningen på figur 1 består av et rørformet hus 10 av metall og med et radielt perforert endestykke 11 skrudd inn i den ene ende og et aksielt perforert endestykke 12 fastholdt av en ring 13 og forseglet med en O-ring 14 av gummi i den annen ende.

Et belgelement 15 av metall og fylt med en vannholdig gel 16 er ved omkretsen av sin åpne ende ved hjelp av et harpiksbindemiddel festet til endestykket 11 slik at det indre av belgelementet 15 står i forbindelse med den radielle perforering 17 i endestykket 11.

En elektrisk detonator 18 omfattende en basisladning 19, en primærladning 20, et elektrisk høyspenningstennhode 21 foret med silikongummi og plastisolerte elektriske ledninger 22 og 23,

er ved hjelp av et harpiksbindemiddel montert i en aksiell bøs-sing 24 på endestykket 12. I huset 10 er det plassert et ambolt-element 25 som hviler på endestykket 12, £>g et sylindrisk keramisk piezo-elektrisk element 26 innkapslet i en hul plastbeholder 27 som presses mot elementet 25 ved hjelp av en fjær 28 plassert mellom beholderen 27 og endestykket 11. Beholderen 27 består av et sylindrisk, hult legeme, .med et innfelt., sylindrisk rom. 30

som er lukket ved den ene ende og et fleksibelt plastdeksel omfattende en tynn, fleksibel plate 31 med en nedadstikkende, ring-formet kant 32. Kanten 32 er anbragt med glidepasning i åpningen til rommet 30 og virker som føring for platen 31. Plateformede metallelektroder 33 og 34 svarende i tverrsnittdimensjoner til elementet 26, er plassert ved hver sin ende av det keramiske element 26 og i direkte kontakt med dette. Elementet 26 og elektrodene er tettsluttende innkapslet i det rom som dannes av legemet 29 og dekslet. Elektrodene 33 og 34 er elektrisk forbundet med de respektive ledninger 22 og 23, mens legemet 29, kanten 32 og amboltelementet 25 er utformet med trange passasjer som vist på tegningsfiguren, for å oppta de isolerte ledninger. Den indre flate av endestykket 12 er utformet med en utsparing 3 5 for å oppta overskytende lengde eller koblinger i ledningene 22 og 23 med sikte på å lette sammenstillingen.

Basis for belgelementet 15 er en flat metallplate 36 som under drift under påvirkning av rask kompresjon av gelen 16, leverer et hammerslag mot platen 31 og sammentrykker det keramiske element 26. I anordninger som skal brukes under forhøyet trykk, er platen 36 plassert slik at den ved atmosfæretrykk ligger i avstand fra den fleksible plate 31, men når anordningen settes i sin arbeidsstilling og belgelementet 15 er uttrukket, hviler platen 36 på platen 31. Derved er anordningen sikker med hen-syn til for tidlig tenning ved tilfeldig bevegelse av belgelementet 15 ved atmosfæretrykk og blir først armert når anordningen utsettes for det ønskede arbeidstrykk.

Ved sammenstilling av anordningen blir endestykket 11 med belgelementet 15 festet på dette, skrudd inn i den ene ende av huset 10 og de øvrige elementer blir innsatt fra den motsatte ende. Det er hensiktsmessig at beholderen 27, det keramiske element 26 og de tilhørende elektriske forbindelser er sammensatt som en enhet mens endestykket 12 og. detonatoren 18 utgjør en annen enhet, idet de isolerte ledninger fra disse enheter så blir sammenkoblet elektrisk.

Ved bruk blir anordningen plassert med sin detonator i en sprengladning og omgitt av et trykkoverførende medium. Entrykk-sjokkbølge blir frembragt i det trykkoverførende medium og trykk-bølgen gjennom perforeringene 17 forårsaker forlengelse eller utvidelse av belgelementet 15. Platen 36 avgir et hammerslag som sammentrykker det keramiske element 26 mot amboltelementet 25. Derved blir det generert en spenning mellom elektrodene 33 og 34 og det flyter strøm i tennhodet 21, slik at dette blir utløst og detonatorladningene 19 og 2 0 samt sprengladningen eksploderer.

I den undervannssprengrunde som er illustrert ,på figur 2, er anordninger 40 i henhold til denne oppfinnelse nedsenket i en sprengladning 41 i form av vandig slurry plassert i borehull 42

i fjellgrunn 43 under vann 44. Belgelementet blir da fylt med slurry-eksplosiv. I et annet borehull 42a er den eksplosive ladning 41 ladet med en konvensjonell elektrisk detonator 45 som ved hjelp av elektriske isolerte ledninger 4 6 er forbundet med en elektrisk strømkilde i en fjerntliggende avfyringsstasjon 47 over vannflaten. Når detonatoren 45 utløses og ladningen 41a eksploderer, vil den resulterende sjokkbølge som overføres gjennom fjellgrunnen og slurry-eksplosivet, bevirke slik kompresjon av det flytende materiale i belgelementet i anordningen for den neste eller tilstøtende eksplosive ladning 41, at detonatoren i denne anordning blir utløst og ladningen eksploderer. Sjokk-bølgen fra denne eksplosjon vil så bli overført til anordningen i den neste ladning og denne eksploderer. På tilsvarende måte vil det bli bevirket detonering av alle anordninger som befin-

ner seg tilstrekkelig nær en eksploderende ladning til å motta en tilstrekkelig sterk trykk- eller sjokkbølge.

Claims (5)

1. Anordning for utførelse av undervanns-sprengning ved tenning av en eksplosiv ladning under vann under påvirkning av en sjokk- bølge frembragt i vannet på et sted i avstand fra ladningen, karakterisert ved et forseglet, vanntett hus (10) med et veggparti dannet av et belgelement (15) som er deformerbart i avhengighet av det trykk som utøves mot huset av sjokk-bølgen, et piezo-elektrisk transduserelement (26) anbragt i huset slik at det kan sammentrykkes ved deformasjonen av belgelementet under påvirkning av sjokkbølgen, og en elektrisk detonator (18) med et tennhode (21) som er elektrisk innkoblet i strømkretsen med det piezo-elektriske transduserelement, hvorved detonatoren blir utløst når belgelementet deformeres tilstrekkelig av det utvendige trykk til å bevirke at transduserelementet genererer den nødvendige spenning.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at det piezo-elektriske element (26) er plassert mellom et ambolt-element (25) forbundet med huset og et hammerelement (36) forbundet med hoveddelen av belgelementet, og at motstående flater av det piezo-elektriske element nær henholdsvis amboltelementet og hammerelementet, er innkoblet i kretsen med tennhodet (21) og den elektriske detonator.

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at hammerelementet er plassert slik at det kreves en forutbestemt deformasjon av belgelementet, hvilken deformasjon er større enn hvilken som helst deformasjon som forårsakes av normal håndtering, for å sammentrykke det piezo-elektriske transduserelement tilstrekkelig til å utløse detonatoren.

4. Anordning ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at belgelementet (15) strekker seg inn i huset .

5. Anordning ifølge krav 4, karakterisert ved at belgelementet er fylt med en væske (16) som eventuelt kan være gel-aktig.