NO161146B - Sprengningssystem for undervannsbruk. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår et på elektrisk måte igangsettbart sprengningssystem for undervannsbruk ifølge kravenes innledning.

Sprengningssystemet ifølge oppfinnelsen var opprin-nelig tenkt å anvendes for rørgravsprengning for nedleggelse av rørledninger for naturgass eller olje på havbunnen. For dette formål krevdes en løsbrytning av bunnsedimentet til en begrenset dybde under havbunnen, men over større nærmere bestemte bunnflater. Sprengningssystemet ifølge oppfinnelsen er derfor meget vel egnet for gruvebrytning på havbunnen og for enhver annen undervannssprengning der man samtidig må sette inn et større antall fordelte ladninger over en forutbestemt overflate. Dette innebærer i sin tur at spreng-ingssystemet også kan få militære anvendelser for eksempel som faste hurtigutlagte mineringer i havner, trange passasjer, fjorder m.m. og for aktivering av ubåtsnett. Dessuten kan det anvendes på land i ekstremt fuktige miljøer for eksempel ved minering av myr- og sumpmarker. Sluttelig kan også varianter av kabelsystemet ifølge oppfinnelsen og de ladejigger som utnyttes for å underlette utlegningen av kabelsystemet, utnyttes i forbindelse med utlegningen av hydrofon- og/eller ultralydsdetektorer, samt magnetsløyfer for detektering av ubåter.

Sprengnings- og tennmiddel for undervannsbruk må for det første oppfylle særlig høye sikkerhets- og pålitelig-hetskrav, og for det andre være så enkle å håndtere at de ikke unødig kompliserer det allerede vanskelige arbeide for dykkerne som allerede i dag arbeider under forhold som ligger på grensen til hva som er mulig. For fremtiden må man også regne med at undervannsladninger av dette aktuelle slag, skal kunne lades og koples av spesielle fjernstyrte under-vannsroboter. Slike roboter blir for eksempel nødvendig for kommende sprengningsarbeider på slike dyp som i dag ikke engang kan nåes med panserdykkere. Slike sprengningsarbeider kan for eksempel regnes å bli aktuelle ettersom de mer vanske-lig tilgjengelige deler av Nordsjøens oljefelt skal tas i bruk. Sprengningssystemet ifølge oppfinnelsen er beregnet på å oppfylle samtlige sikkerhets-, funksjons- og håndterings-krav som man med rimelighet kan stille til et slikt system.

Generelt kan oppfinnelsen anses å omfatte et på elektrisk måte igangsettbart sprengningssystem for undervannsbruk, omfattende et flertall ved hjelp av separate el-tennere forsynte ladninger, hvis el-tennere ved hjelp av elektrisk ledende kabler er forbundet med en sentral avfyringsenhet plassert over vannet, og som består av en interf ace-enhet med kombinerte styre- og avfyringsfunksjoner, hvorved forbindelsen mellom denne interface-enhet og ladningenes el-tennere går via en elektromagnetisk skjermet og jordet sjøkabel som avsluttes ved koplingsbare mellomkoplingsbokser under vannet, til hvilke i sin tur et bestemt antall ladeenheter kan tilsluttes ved hjelp av egne tilslutningskabler. Hver slik ladeenhet omfatter et antall ladninger som med egne tilslutnings-eller tenningskabler er koplet sammen til en enhet via spesielle koplingsbokser som i sin tur altså kan koples sammen med mellomkoplingsboksene via spesielle tilslutningskabler.

Alle inngående kabler som har en slik lengde at dette er motivert, er derved skjermet mot elektromagnetiske uønskede strømmer, samt beskyttelsesjordet. Dette gjelder også interface-enheten.

Systemet ifølge oppfinnelsen kan med fordel kombineres med spesielt tilpassede jigger for oppsamling av samtlige kabler som inngår i respektive ladeenheter slik at disse kabelsystemer kan holdes ferdig for utlegning på aktuell plass med minst mulig arbeidsinnsats. Jiggene kan også anvendes for oppsamling av kabelsystemene hvis sprengningssystemet skal flyttes før det igangsettes. Jiggene forsynes også med kortslutningsbokser for intern kortslutning av de inngående komponenter frem til den endelige sammenkopling. Dessuten kan hver jigg utformes for også å bære hele ladningene, bare booster-ladninger eller separate tilslutningsbokser for hver ladning.

Sprengningssystemet ifølge oppfinnelsen skal nå ytterligere bli beskrevet med henvisning til de medfølgende tegn-inger.

Av disse viser fig. 1 og 2 skjematisk en arbeidsplass for rørgravsprengning på havbunnen for nedlegning av rørled-ninger for gass eller olje, fig. 3-5 viser forskjellige typer av mellomkoplingsbokser for sprengningssystemet ifølge oppfinnelsen, fig. 6 viser en ladeenhet av den type som inngår i sprengningssystemet ifølge oppfinnelsen, fig. 7 viser en første type utlegningsjigg med plass for rørladninger, mens fig. 8-9 viser en andre type utlegnings j igg uten plass for ladninger, i to projeksjoner, mens fig. 10 viser en detalj til denne.

Ferdigkoplet kan det karakteristiske sprengningssystemet ifølge oppfinnelsen, danne to noe forskjellige grunn-mønster hvis prinsippielle oppbygning er vist på fig. 1, respektive 2. Begge disse grunnmønster tilveiebringes gjennom forskjellige oppkoplinger av samme basiskomponenter. Disse utgjøres for det første av en interf ace-enhet 1 for kontroll og avfyring av ladningene, som er anordnet på et dykkerfartøy F eller liknende, over vannet. Interface-enhetens tekniske oppbygning bygger på kjent teknikk og vil derfor ikke bli detaljdiskutert i denne forbindelse. Derimot kan det være hensiktsmessig å påpeke at interface-enheten 1 i seg selv omfatter en styreenhet, en dataenhet og en utløsningsenhet, hvor styreenheten sørger for at ikke noe utløsningssignal kan gis før motstand og isolering i den komplette krets, samt dennes deler hver for seg og som enhet er blitt kontrol-lert og vist godkjente verdier mens dataenheten sørger for alle målinger (utseendet av målepulser, samt kontroll av at disse kommer tilbake og registrering av de derved oppmålte verdier), datainnsamling, samt innstilling av tidsforsinkelsen mellom de forskjellige ladninger, mens utløsningsenheten til slutt omfatter en ladningsgenerator av vanlig type med tilhørende kondensatorer og nødvendige indikeringsorganer, samt utløsningsanordning. De styre- og sprengningspulser som dannes inn i interface-enheten, mates videre fra interface-enheten til sprengningsladningene via en sjøkabel 2 som løper over en kabeltrommel eller annet kabelmagasin 3. Sjøkabelen avsluttes med en mellomkoplingsboks 4, som kan koples av dykker eller robot under vannet, men på tilstrekkelig avstand fra sprengningsplassen for ikke å skades ved sprengningen. I oppfinnelsen inngår at de forskjellige sprengningsladningene samles til ladeenheter 5 som hver for seg inneholder et visst antall del-ladninger 19.

Hver slik ladeenhet 5, som av oss har fått navnet OCTOPUS, kan på forhånd koples med alle sine forskjellige del-ladninger 19 innkoplet, til et transportstativ eller jigg 6 på den måte som fremgår av fig. 6 og 7, hvorigjennom de vil være tilgjengelige for umiddelbar utlegning.

Et annet alternativ er at, som fremgår av fig. 8-10, bare å ha kabelsystemene og eventuelt booster-ladningene, men ikke de egentlige ladningene 19 oppkoplet på jiggen 6'. Begge alternativer er tilpasset for hurtigutlegning med dykkere eller undervannsrobot. Innkoplingen av tilslutningsboksen 15 mot mellomkoplingsboksen 4 er altså den siste kopling som gjøres, siden alle ladninger er anbrakt på plass i sine på forhånd borede hull h.

Tidligere nevnte funksjonskrav medfører at hver slik ladeenhet eller OCTOPUS 5 må ha sin egen matning fra interface-enheter via sjøkabelen 2. Den sistnevnte inneholder altså samme antall par-tvunnede, separate, frittliggende, fra hverandre isolerte matninger, som det antall ladeenheter den er beregnet til å betjene. Som regel er våre sjøkabler beregnet for ti ladeenheter der hver ladeenhet i sin tur inneholder et flertall forskjellige ladninger (for eksempel 10-40 stk.).

Sjøkabelens respektive matninger har videre egen beskyttelsesjord, komplettert med skjerming mot elektromagnetiske forstyrrelser. Den tilsluttede skjerming mot beskyttels-esjorden, utgjøres av aluminiumsbånd. Hver matningsenhet kan dessuten kortsluttes med spesielle kortslutningsbokser.

Mellomkoplingsboksene 4, som altså utgjør mellomtrin-net mellom den gjenvinningsbare eller stasjonære delen av sprengningssystemet og forbruksdelen, kan være forskjellig utformet. På fig. 3-5 vises tre forskjellige alternative utforminger, idet samtlige er beregnet for tilslutning av ti forskjellige ladeenheter av typen OCTOPUS. Den på fig.

3 viste mellomkoplingsboks av type I, er beregnet for tilslutning av fem forskjellige OCTOPUS, hver i to forskjellige grupper 7 respektive 8, anordnet i passende avstand fra hver-

andre.

Denne variant finnes også vist på fig. 1, men der brukes bare tre av de til sammen ti innganger i de forskjellige mellomkoplingsbokser.

Naturligvis kan flere enn to mellomkoplingsbokser anbringes i serie etter hverandre, men ettersom altfor mange ladninger ikke bør skytes i samme salve, så bør som regel to tilslutninger være tilstrekkelig.

Den på fig. 4 viste mellomkoplingsboks 9 har ti separate kabeltilslutninger i form av spredningskabler, mens den på fig. 5 viste mellomkoplingsboks 10, har ti innganger 11 anbrakt i en koplingsplate. Fig. 2 kan ses som et eksempel på denne type.

Samtlige av disse mellomkoplingsbokser mates, dvs. koples, altså under vann med bibeholdt skjerming. Som det fremgår av fig. 3-5, er mellomkoplingsboksene forsynt med egen tilslutningskabel 12 som avsluttes med en kontaktboks 13 for tilslutning til motsvarende kontaktboks 14 på sjøkabelen. Dette er for at skadede mellomkoplingsbokser lett skal kunne skiftes ut.

Hver ladeenhet eller OCTOPUS 5 ifølge oppfinnelsen omfatter en tilslutningskontakt 15 for tilslutning til mellomkoplingsboksen 4, en hovedmatnirigskabel 16 med tilstrekkelig lengde for at mellomkoplingsboksen skal komme så langt bort fra skyteområdet at den normalt ikke skades, og en koplingsboks 17, fra hvilken matningskabler 18 utgår til de forskjellige del-ladninger 19.

Disse matningskabler avsluttes med en kontaktboks 20 ved hvilken del-ladningene 19 tilsluttes. Den tilslutning kan gjøres over vann umiddelbart før jiggen med ladningene og tilhørende kabler fires ned til sprengningsplassen under vann. Den siste tilslutningskabel 21 fra del-ladningen 19 til kontaktboksen 20 er så kort (maks. 30 cm) at noen skjerming foreløpig ikke er nødvendig.

Selve del-ladningen 19 utgjøres her av en rørladning (sprengningsstav) forsynt med el-tenner og booster, samt eventuell forsinkelseskrets mellom del-tenneren og boosteren. Rørladningene 19 kan skjøtes for varierende hulldybde. De er beregnet å bli plassert i sitt på forhånd borede hull h, av dykkere eller laderobot.

Angående avfyringen av del-ladningene, gjelder at disse kan være innbyrdes tidsforsinket enten ved hjelp av pyrotekniske forsinkelseskretser anbrakt mellom el-tenneren og boosteren, eller på elektronisk måte ved interface-enheten som jo har separat kontakt med hver ladeenhet. Ofte kan en kombinasjon mellom elektronisk og pyroteknisk forsinkelse være praktisk, dvs. interface-enheten forsinker tenningen mellom ladeenhetene og de pyrotekniske kretser forsinker tenningen mellom del-ladningene innenfor hver ladeenhet.

For å underlette arrangeringen og utplasseringen av ladeenhetene 5, har vi konstruert den for systemet utmerk-ede jigg (kassetten eller transportstativet) 6. Denne har form av et bukk- eller takformet stativ, fortrinnsvis av stål med to i forhold til hverandre vinklede sidedeler 22, 23 og fortrinnsvis også en■plan øvre rammedel 24. Såvel sidedelene 22 , 23 som den øvre rammedel 24, i den utstrekning den sistnevnte finnes, ellers danner sidedelene en skarp toppkant, er med fordel utformet som åpne bjelkekonstruksjoner der sidedelene er slik utformet at de egentlige sprengnings-eller del-ladningene 19, som jo utgjøres av rørladningene, kan fastspennes langs hver sidedel. Koplingsboksen 17 er videre fastspent i eller under jiggens øvre del, fortrinnsvis umiddelbart under det nivå som danner jiggens øverste del, altså i de fleste tilfeller under den øvre rammedel 24. Kablene 18 som er anbrakt mellom koplingsboksen 17 og de respektive delladninger 19 via kontaktboksene 20 som er koplet over vannet ombord på dykkerfartøyet 1 eller liknende, henges opp under jiggen 6, mens hovedmatningskabelen 16 anbringes lett tilgjengelig på jiggens overside der også finnes en blindkontakt 25 for jording og kortslutning av kabelens strøm-og jordledere. Tilslutningen mellom tilslutningskontakten 15 og mellomkoplingsboksen 4 (7-10) er det absolutt siste moment som gjøres etter at samtlige ladninger plasseres i sine borehull h. Frem til tilslutningen til mellomkoplingsboksen skal altså tilslutningskontakten 15 være kortsluttet og jordet i jiggen 6 via blindkontakten 25. Som tidligere antydet, har jiggen, koplingsboksen, kablene, kontaktboksen, el-tennerne og rørladningene blitt tilkoplet og arrangert ombord på dykkerfartøyet F.

Siden kontakten 15 tilsluttes til mellomkoplingsboksen 4 og jiggene er blitt transportert vekk, ser sprengningsplassen ut som en av de to varianter som finnes illustrert på fig. 1 og 2. Disse figurer viser imidlertid bare tre ladeenheter hver, men dette antall kan gjøres betydelig større, for eksempel ti stykker, samtidig som hver ladeenhet på figur-ene omfatter ti rørladninger, men disse kan som vist på fig.

7 økes til tyve eller flere.

Den på fig. 8-10 viste jigg 6' for ladeenhetens kabelsystem er av en noe anderledes konstruksjon. Den består av en flytende bøye 30 forsynt med et, ved hjelp av kabler 29 festet bunnanker 27 og en firingskabel. 28. Endelig nedsenket på bunnen, holder bunnankeret 27 den stumpe koniske bøye 26 i en forutbestemt avstand over bunnen. Langs bøyens ytter-periferi er ladeenhetens ti tilslutningskabler 30 anbrakt med kablenes hoveddeler spiralformet oppviklet i hver sin beholder 31 fra hvilket kablene lett kan trekkes ut (se fig. 10). Kablene 30 er alle tilsluttet til koplingsboksen 17' hvorfra en hovedmatningskabel 16' leder mot en tilslutnings-kontaktboks 15' klar til å. tilsluttes til en mellomkoplingsboks 4. For tilslutningskontaktboksen . 15 ' finnes en jordings-kontakt 25' på jiggen- 6'. Tilslutningskablene 30 avsluttes med kontaktboks 20' for tilslutning til de respektive ladninger. Eventuelt .kan bøyen 26 også forsynes med plass for boost-ere eller igangsetningsladninger ved enden av hver tilslutningskabel 30.

Den på fig. 10 viste anordning for oppvikling av tilslutningskablene, bestå av en sylindrisk beholder 31 avdelt i to etter hverandre anbrakte kammer 34, 35 avskjermet fra hverandre av en mellomvegg 32, som er forsynt med en gjennom-gående åpning 33 for kabelen. Beholderen er passende også festet ved kabelen i denne åpning. I hver og en av beholderens 31 begge kamre 34, 35 ligger deretter ca. halvparten av den kabelmengde som finnes tilgjengelig spiralformet oppviklet og klar for utlegging, hvorved kabelen helt enkelt trekkes ut av beholderen tørn etter tørn.

Det på fig. 8-10 viste kabelsystem kan meget lett etter hvert hakes fra bøyen 26 i forbindelse med utleggingen, idet bøyen deretter passende kan føres til side før sprengning skjer.

Oppfinnelsen som altså angår et komplett undervanns-sprengningssystem har ytterligere blitt definert i de etter-følgende patentkrav.

Claims (6)

1. På elektrisk måte igangsettbart sprengningssystem for undervannsbruk som omfatter et flertall, med separate el-tennere forsynte ladninger (19), som ved hjelp av elektrisk ledende kabler er forbundet med en sentral avfyringsenhet, KARAKTERISERT VED at den i systemet inngående sentrale avfyringsenhet utgjøres av en over vannet anbrakt interface-enhet (1) med kombinerte styre- og avfyringsfunksjoner og at dennes styre- og avfyringspulser via en elektromagnetisk skjermet og jordet sjøkabel (2) mates videre til under vannet koplingsbare mellomkoplingsbokser (4, 7-10) til hvilke et bestemt antall ladeenheter (5) kan tilsluttes, hver med et antall ladninger (19) som med separate ledere er sammenkoplet til en felles koplingsboks (17).

2. Sprengningssystem ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at foruten sjøkabelen (2) er også interface-enheten (1), mellomkoplingsboksene (4) og tilhørende tilslutningskabler og koplingsbokser, forsynt med jordtilslutninger og skjerming mot elektromagnetiske forstyrrelser.

3. Sprengningssystem ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at hver ladning (19) er tilsluttet respektive koplingsboks (17) via en separat kontaktinnretning (20) der kabelen (21) fra ladningens el-tenner til kontaktinnretningen (20) er så kort at denne kabel ikke behøver å skjermes, men at kabelen fra kontaktinnretningen og helt frem til interface-enheten er skjermet mot elektromagnetiske forstyrrelser.

4. Sprengningssystem ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at tenningskretsene fra interface-enheten til respektive ladning er koplet slik at hver ladning oppnår samme tenningsstrøm.

5. Sprengningssystem ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at interface-enheten har en elektronisk forutbestemt tidsfor-sinkelse mellom ladeenhetene mens del-ladningene innenfor enhetene tidsforsinkes seg imellom på pyroteknisk måte.

6. Sprengningssystem ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at sjøkabelen inneholder en tvunnet dobbeltleder og separat jordkabel samt egen skjerming for hver ladeenhet som sjøkabelen skal betjene.