NO339841B1

NO339841B1 - Seismic charge pack and system for use in seismic surveys, and seismic survey method

Info

Publication number: NO339841B1
Application number: NO20071665A
Authority: NO
Inventors: Philip Kneisl
Original assignee: Schlumberger Technology Bv
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2017-02-06
Also published as: GB0703922D0; CA2580911A1; NO20071665L; GB2442975B; RU2007111803A; RU2457510C2; GB2442975A; CA2580911C; US20120180678A1

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et eksplosivsystem for seismiske ladninger som er sikkert mot detonasjon på grunn av radiofrekvens (RF) -signaler og elektrostatisk utladning (electrostatic discharge (ESD). The present invention relates to an explosive system for seismic charges which is safe against detonation due to radio frequency (RF) signals and electrostatic discharge (ESD).

Den inneværende teknikk for eksplosive seismiske undersøkelser er avhengig av hurtigvirkende elektriske detonatorer som typisk funksjonerer i mindre enn ett millisekund, og opp til 1000 detonatorer kan avfyres hovedsakelig samtidig ved hjelp av utladning fra en kondensator med relativt lav spenning. På grunn av sin hurtige virkning, er seismiske elektriske detonatorer avhengig av et svært sensitivt primæreksplosiv, så som bly-2,4,6-trinitroresorcinolat, blyazid og diazo-dinitrofenol (DDNP). Disse seismiske detonatorer kan aldri anses som fullstendig sikre, fordi de kan aktiveres av elektrostatisk utladning eller strøspenning, og er også tilbøyelige til å aktueres av lekkstrøm og fjerne lynnedslag. The current technique for explosive seismic surveys relies on fast-acting electrical detonators that typically operate for less than one millisecond, and up to 1,000 detonators can be fired essentially simultaneously by discharge from a relatively low-voltage capacitor. Because of their rapid action, seismic electric detonators rely on a highly sensitive primary explosive, such as lead 2,4,6-trinitroresorcinolate, lead azide, and diazo-dinitrophenol (DDNP). These seismic detonators can never be considered completely safe, because they can be activated by electrostatic discharge or stray voltage, and are also prone to actuation by leakage current and remote lightning strikes.

Følgelig blir seismiske ladninger, av sikkerhetsårsaker, for det inneværende sendt fra fabrikken uten detonatorer, og detonatorene og ladningene sammenstilles og kombineres på feltet. Sammenstilling av ladningene og detonatorene på feltet byr selvsagt på sikkerhetsproblemer, siden RF-signaler og elektrostatisk utladning kan forårsake detonasjon når ladningene blir sammenstilt på feltet. Consequently, for safety reasons, seismic charges are currently shipped from the factory without detonators, and the detonators and charges are assembled and combined in the field. Assembling the charges and detonators in the field obviously presents safety concerns, since RF signals and electrostatic discharge can cause detonation when the charges are assembled in the field.

Et eksempel på en eksploderende brotråd (exploding bridge wire, EBW) -detonator er illustrert i US-patent nr. 4,777,878. En EBW-detonator kan f.eks. an-vende et arrangement med to elektroder i detonatoren, og ha en eksploderende broleder mellom de to elektroder. Den eksploderende bro er lokalisert ved én ende av en søyle av eksplosivt materiale som anvendes i innretningen. Inne i søylen av eksplosiv og i en avstand bort fra det eksploderende broparti av detonatoren, er det et sjokkreflektorelement på et inert, men relativt tett, materiale, som har en høy sjokkbølgeimpedans. Samvirkningen av den eksploderende bro og sjokkreflek-toren intensiverer den sjokkbølge som forplantes gjennom eksplosivet og forårsaker en detonasjon på grunn av denne intensiveringen. An example of an exploding bridge wire (EBW) detonator is illustrated in US Patent No. 4,777,878. An EBW detonator can e.g. use an arrangement with two electrodes in the detonator, and have an exploding bridge conductor between the two electrodes. The exploding bridge is located at one end of a column of explosive material used in the device. Inside the column of explosive and at a distance away from the exploding bridge portion of the detonator, there is a shock reflector element of an inert, but relatively dense, material, which has a high shock wave impedance. The interaction of the exploding bridge and the shock reflector intensifies the shock wave propagated through the explosive and causes a detonation due to this intensification.

Eksploderende folieinitiator, (exploding foil initiator, EFI) -detonatorer har også vært tilgjengelige, og en slik detonator er illustrert i US-patent nr. 6,752, 083, som eies av rettsetterfølgeren for den foreliggende søknad. En EFI-detonator inkluderer en elektrisk ledende metallfolie som er forbundet til en strømkilde. Metallfolien inkluderer en smal halsseksjon som eksploderer eller fordamper når en høy strøm lades hurtig ut gjennom halsseksjonen. Den eksploderende halssek sjon av folien klipper et lite flygende organ fra en skive som er anordnet i kontakt med folien. Det flygende organ beveger seg eller flyr gjennom et kammer for å støte mot et sekundært eksplosiv, eksempelvis dynamitt, for å igangsette en detonasjon. Exploding foil initiator (EFI) detonators have also been available, and one such detonator is illustrated in US Patent No. 6,752,083, which is owned by the assignee of the present application. An EFI detonator includes an electrically conductive metal foil that is connected to a power source. The metal foil includes a narrow throat section that explodes or vaporizes when a high current is rapidly discharged through the throat section. The exploding throat section of the foil shears a small flying organ from a disk arranged in contact with the foil. The flying body moves or flies through a chamber to strike a secondary explosive, eg dynamite, to initiate a detonation.

Fordi EBW- og EFI-detonatorer kun inneholder sekundære eksplosiver (eksempelvis HNS, Nona og RDX), og krever svært høy effekt for å funksjonere, er de kjent for å gi sikkerhet mot elektrostatisk utladning, lekkstrøm og til og med farer ved lynnedslag. Disse detonatorer har også ekstremt korte funksjonstider som oppfyller eller overgår det standard seismiske krav på mindre enn 1 millisekund. Ulempen ved denne teknologi er kravet om svært høye spenninger, eksempelvis over ett tusen volt, og ekstremt høye strømmer, vanligvis over ett tusen ampere, for å aktivere disse innretninger. Den påkrevde spenning og strøm behøver kun å påføres i en svært kort tidsperiode (eksempelvis 1-2 mikro-sekunder, og oppnås typisk ved utladning av en høyspentkondensator i en tennkrets med lav induktans. Because EBW and EFI detonators contain only secondary explosives (eg HNS, Nona and RDX) and require very high power to function, they are known to provide safety against electrostatic discharge, leakage current and even lightning hazards. These detonators also have extremely short operating times that meet or exceed the standard seismic requirement of less than 1 millisecond. The disadvantage of this technology is the requirement for very high voltages, for example over one thousand volts, and extremely high currents, usually over one thousand amperes, to activate these devices. The required voltage and current only need to be applied for a very short period of time (for example 1-2 micro-seconds, and is typically achieved by discharging a high-voltage capacitor in an ignition circuit with low inductance.

En ny teknologi som kan operere ved lavere spenninger og strømmer, men likevel tilveiebringer svært god sikkerhet, er å bruke halvlederbroer (semiconductor bridges) istedenfor metallfoliebro i EFI. SCB'er kan anvendes på to måter. De kan plasseres i direkte kontakt med sensitive pyrotekniske og primære eksplosiver, i hvilket tilfelle deres bruk kun gir en liten forbedring i forhold til typiske varmtråds lavspentdetonatorer, fordi de likevel er påvirkelige fra strøspenninger, lekk-strømmer og ESD. SCB kan imidlertid også anvendes for å erstatte metallfolie-broen i en detonator av slapper-typen. Når den brukes spå denne måte med kun sekundære eksplosiver, er den resulterende detonator ESD-sikker. Når en SCB-slapper-detonator også er koplet til en adresserbar bryter, så blir hele sammen-stillingen sikker mot strøspenninger og lekkstrømmer og ESD. A new technology that can operate at lower voltages and currents, but still provides very good safety, is to use semiconductor bridges instead of metal foil bridges in EFI. SCBs can be used in two ways. They can be placed in direct contact with sensitive pyrotechnic and primary explosives, in which case their use provides only a slight improvement over typical hot-wire low-voltage detonators, because they are still susceptible to stray voltages, leakage currents and ESD. However, SCB can also be used to replace the metal foil bridge in a slapper-type detonator. When used in this manner with only secondary explosives, the resulting detonator is ESD safe. When an SCB relaxer detonator is also connected to an addressable switch, the entire assembly becomes safe against stray voltages and leakage currents and ESD.

Teknologi med adresserbare brytere har vært kommersielt tilgjengelig innen gruve- og sprengningsindustrien i flere år. Hvert av disse systemer inkorporerer en adresserbar bryter for å isolere tennkretsen i detonatoren fra blytrådinngangen inntil detonatoren har blitt korrekt adressert og deretter armert. Alle systemer som er i stand til å tenne flere detonatorer har også innebygget tennkretsdiagnostikk-ev-ne som tillater identifikasjon av detonatorer som ikke er korrekt tilknyttet til tennkretsen. Addressable switch technology has been commercially available in the mining and blasting industry for several years. Each of these systems incorporates an addressable switch to isolate the ignition circuit in the detonator from the lead wire input until the detonator has been properly addressed and then armed. All systems capable of igniting multiple detonators also have built-in ignition circuit diagnostics that allow identification of detonators that are not correctly connected to the ignition circuit.

U.S. Department of Defense og U.S. Department of Transportation anser det som usikkert å transportere eller lagre eksplosive ladninger som har blitt sammenstilt med igangsettingssystemer uten ytterligere sikkerhetsforholdsregler. Igangsettingssystemer som er avhengig av primære eksplosiver må ha en lukker som fysisk isolerer det primære eksplosiv fra resten av den eksplosive serie, slik at selv om det primære eksplosiv tilfeldigvis detonerer, vil det ikke igangsette hovedladningen. Det er også påkrevd at disse lukkerinnretningene krever to uavhengige signaler eller handlinger for å armeres, dvs. å kople den primære eksplosive komponent til igangsettingskretsen. Hvis en eksplosiv innretning som inneholder primær eksplosiv i sin igangsettingskjede har en slik lukker som krever to uavhengige signaler for å armeres og et annet uavhengig signal for å tenne, så anses en slik innretning for å være sikker for transport og lagring med sitt igangsettingssystem installert. For igangsettingssystemer som ikke inneholder primære eksplosiver, er det ikke påkrevd å ha en fysisk barriere, lukker, som avbryter igangsettingskjeden. Isteden er det i disse systemer akseptabelt å kreve kun to uavhengige signaler for å armere innretningen og et tredje signal for å tenne innretningen. Disse signaler kan være mekaniske eller elektriske. En ytterligere restriksjon på slike ikke-primære systemer er at et signal på minst 500 volt er påkrevd for å tenne innretningen. U.S. Department of Defense and the U.S. The Department of Transportation considers it unsafe to transport or store explosive charges that have been assembled with initiation systems without additional safety precautions. Initiation systems that rely on primary explosives must have a shutter that physically isolates the primary explosive from the rest of the explosive series, so that even if the primary explosive accidentally detonates, it will not initiate the main charge. It is also required that these shutter devices require two independent signals or actions to arm, ie to connect the primary explosive component to the initiation circuit. If an explosive device containing a primary explosive in its initiation chain has such a shutter that requires two independent signals to arm and another independent signal to ignite, then such a device is considered to be safe for transport and storage with its initiation system installed. For initiation systems that do not contain primary explosives, it is not required to have a physical barrier, shutter, that interrupts the initiation chain. Instead, in these systems it is acceptable to require only two independent signals to arm the device and a third signal to ignite the device. These signals can be mechanical or electrical. A further restriction on such non-primary systems is that a signal of at least 500 volts is required to ignite the device.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en seismisk ladningspakke for anvendelse i seismiske undersøkelser,karakterisert vedat pakken krever to armeringssignaler og ett tennsignal, alle fra en ytre kilde, for å bli detonert, og omfatter: en seismisk ladning; en adresserbar bryter som reagerer på det første armeringssignal for å velge den seismiske ladning for detonasjon; et tennsett som driftsmessig er koplet til den adresserbare bryter for å motta det andre armeringssignal og som reagerer på dette for å produsere en aktueringsspenning ved sin utgang; og en detoneringsinnretning som driftsmessig er koplet til utgangen fra tennsettet, der tennsettet reagerer på tennsignalet for å presentere aktueringsspenningen til detoneringsinnretningen, og derved detonere den seismiske ladningen. Ytterligere utførelsesformer av den seismiske ladningspakken i henhold til oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige patentkrav. The present invention provides a seismic charge package for use in seismic surveys, characterized in that the package requires two arming signals and one ignition signal, all from an external source, to be detonated, and comprises: a seismic charge; an addressable switch responsive to the first arming signal to select the seismic charge for detonation; an ignition assembly operatively coupled to the addressable switch to receive the second arming signal and responsive thereto to produce an actuation voltage at its output; and a detonating device operatively connected to the output of the igniter, where the igniter responds to the ignition signal to present the actuation voltage to the detonating device, thereby detonating the seismic charge. Further embodiments of the seismic charge package according to the invention appear from the independent patent claims.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer også et system for anvendelse i seismiske undersøkelser,karakterisert vedat systemet omfatter: en flerhet av seismiske ladningspakker i henhold til oppfinnelsen, der minst to av de adresserbare bryterne har ulike adresser og en ytre kilde for å tilføre respektive armerings- og tennsignaler til de seismiske ladningspakkene. The present invention also provides a system for use in seismic surveys, characterized in that the system comprises: a plurality of seismic charge packages according to the invention, where at least two of the addressable switches have different addresses and an external source for supplying respective arming and ignition signals to the seismic charge packages.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer videre en fremgangsmåte for seismisk undersøkelse ved anvendelse av systemet i henhold til oppfinnelsen, hvori de seismiske ladningspakker er distribuert i lokaliseringer med innbyrdes avstand langs overflaten over et område som skal undersøkes seismisk, og hver én av pakkene blir detonert ved respektive første armeringssignaler, fulgt av andre armeringsignaler og tennsignaler fra den ytre kilden. The present invention further provides a method for seismic investigation using the system according to the invention, in which the seismic charge packages are distributed in locations spaced along the surface over an area to be seismically investigated, and each one of the packages is detonated at the respective first arming signals, followed by other arming signals and firing signals from the external source.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en seismisk eksplosiv pakke som omfatter en seismisk ladning, og en adresserbar bryter til bruk ved velging av denne seismiske ladning for detonasjon. En seismisk eksplosiv pakke i henhold til den foreliggende oppfinnelse omfatter videre et tennsett som er innsatt mellom den adresserbare bryter og den seismiske ladning. Tennsettet er for mottaking av en tennspenning via den adresserbare bryter, og for bruk av tennspenningen til å produsere en aktueringsspenning. I en utførelse kan aktueringsspenningen dannes ved øking av størrelsen av tennspenningen, og tennsettet kan f.eks. omfatte en spenningsmultiplikator for øking av størrelsen av tennspenningen. En seismisk eksplosiv pakke i henhold til den foreliggende oppfinnelse omfatter videre en detoneringsinnretning, som omfatter et sekundært eksplosiv. Detoneringsinnretningen kan f.eks. enten være en EBW-detonator, en EFI-detonator eller en halvlederbro (Semiconductor Bridge, SCB) slapper-detonator, som er innsatt mellom tennsettet og den seismiske ladning. Aktueringsspenningen fra tennsettet er tilstrekkelig til å forårsak at detoneringsinnretningen detonerer, hvilken i sin tur detonerer den seismiske ladning. In accordance with the present invention, there is provided a seismic explosive package comprising a seismic charge, and an addressable switch for use in selecting this seismic charge for detonation. A seismic explosive package according to the present invention further comprises an ignition set which is inserted between the addressable switch and the seismic charge. The ignition set is for receiving an ignition voltage via the addressable switch, and for using the ignition voltage to produce an actuation voltage. In one embodiment, the actuation voltage can be formed by increasing the magnitude of the ignition voltage, and the ignition set can e.g. include a voltage multiplier for increasing the magnitude of the ignition voltage. A seismic explosive package according to the present invention further comprises a detonation device, which comprises a secondary explosive. The detonation device can e.g. either an EBW detonator, an EFI detonator or a Semiconductor Bridge (SCB) slapper detonator, which is inserted between the igniter and the seismic charge. The actuation voltage from the igniter is sufficient to cause the detonating device to detonate, which in turn detonates the seismic charge.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes et system for detonering av seismiske eksplosiver, hvilket omfatter en flerhet av eksplosive innretninger, som beskrevet ovenfor. Flerheten av eksplosive innretninger kan utplasseres i ønskede mønstre i intervaller med innbyrdes avstand ved eller nær jordens overflate, og et system i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan videre omfatte en basisenhet som har en datamaskin og en strømforsyning for tilveiebringelse av velgingssignaler, tennsignaler og utløsningssignaler til flerheten av eksplosive innretninger. Basisenheten velger en eksplosiv innretning for detona sjon ved tilveiebringelse av et velgingssignal til den adresserbare bryter som er forbundet med den eksplosive innretning. Basisenheten tilveiebringer også tennsignalet via den adresserbare bryter til tennsettet i den valgte eksplosive innretning. Når et utløsningssignal mottas fra basisenheten av tennsettet, blir aktueringsspenningen presentert til detoneringsinnretningen. Denne aktueringsspenningen forårsaker detonasjon av detoneringsinnretningen, hvilket i sin tur forårsaker detonasjon av den seismiske ladning. In accordance with the present invention, a system for detonating seismic explosives is provided, which comprises a plurality of explosive devices, as described above. The plurality of explosive devices may be deployed in desired patterns at spaced intervals at or near the Earth's surface, and a system according to the present invention may further comprise a base unit having a computer and a power supply for providing selection signals, ignition signals and release signals to the plurality of explosive devices. The base unit selects an explosive device for detonation by providing a selection signal to the addressable switch associated with the explosive device. The base unit also provides the ignition signal via the addressable switch to the ignition set in the selected explosive device. When a trigger signal is received from the base unit of the igniter, the actuation voltage is presented to the detonating device. This actuation voltage causes detonation of the detonating device, which in turn causes detonation of the seismic charge.

På de ledsagende tegninger: On the accompanying drawings:

Fig. 1 er en billedlig tegning som illustrerer et system for bruk i seismiske undersøkelser i samsvar med den foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 er et skjematisk diagram, delvis i blokkdiagramform, som illustrerer en eksplosiv innretning i samsvar med den foreliggende oppfinnelse for bruk i seismiske undersøkelser. Fig. 1 is a pictorial drawing illustrating a system for use in seismic surveys in accordance with the present invention. Fig. 2 is a schematic diagram, partially in block diagram form, illustrating an explosive device in accordance with the present invention for use in seismic surveys.

Det vil forstås at den foreliggende oppfinnelse kan anta mange former og ut-førelser. I den følgende beskrivelse er enkelte utførelser av oppfinnelsen beskrevet og tallrike detaljer er fremsatt for å tilveiebringe en forståelse av den foreliggende oppfinnelse. De som har fagkunnskap innen teknikken vil imidlertid forstå at den foreliggende oppfinnelse kan praktiseres uten disse detaljer, og at tallrike variasjoner og modifikasjoner fra de beskrevne utførelser kan være mulige. Den følgende beskrivelse er således ment å illustrere og ikke å begrense den foreliggende oppfinnelse. It will be understood that the present invention can assume many forms and designs. In the following description, certain embodiments of the invention are described and numerous details are presented to provide an understanding of the present invention. However, those skilled in the art will understand that the present invention can be practiced without these details, and that numerous variations and modifications from the described embodiments may be possible. The following description is thus intended to illustrate and not to limit the present invention.

I denne beskrivelse og de vedføyde krav: (a) uttrykket "detoneringsinnretning" betyr en innretning som inneholder kun sekundære eksplosiver, og som når den detoneres forårsaker at en seismisk ladning detonerer. Eksempler på detonerende innretning inkluderer EBWer, EFI'er og SBC slapper-detonatorer; og (b) to gjenstander er "driftsmessig koplet" hvis de er direkte forbundet eller forbundet gjennom en mellomliggende innretning. In this specification and the appended claims: (a) the term "detonating device" means a device containing only secondary explosives, which when detonated causes a seismic charge to detonate. Examples of detonating devices include EBWs, EFIs and SBC slapper detonators; and (b) two items are "operationally linked" if they are directly connected or connected through an intermediate device.

Med henvisning til fig. 1 illustreres det et system 100 i samsvar med den foreliggende oppfinnelse for anvendelse i seismiske undersøkelser. Systemet 100 omfatter en basisenhet 102 som inkluderer en datamaskin og en strømforsyning for tilveiebringelse av velgingssignaler, tennsignaler og utløsningssignaler til eks plosive pakker 101(1), 101(2). 101(n), hvor n representerer det antall eksplosive pakker som er anordnet i et forhåndsbestemt mønster ved eller nær jordens overflate. Hver av de eksplosive innretninger 101(1), 101(2), .101(n) er tilvirket som illustrert på fig. 2 og beskrevet nedenfor. Basisenheten 102 anvender data-maskinen som er deri for å generere et velgingssignal eller -signaler for å velge hvilken eksplosive pakke 101 (i) som skal detoneres. Etter velging av den eksplosive pakke 101 (i) som skal detoneres, genererer basisenheten 102 ettennsignal som mottas av den valgte eksplosive innretning 101 (i). Mottakingen av et utløsningssignal av den valgte eksplosive innretning forårsaker at seismisk ladning i den valgte eksplosive innretning detoneres. With reference to fig. 1 illustrates a system 100 in accordance with the present invention for use in seismic surveys. The system 100 comprises a base unit 102 which includes a computer and a power supply for providing selection signals, ignition signals and release signals to explosive packages 101(1), 101(2). 101(n), where n represents the number of explosive packages arranged in a predetermined pattern at or near the Earth's surface. Each of the explosive devices 101(1), 101(2), .101(n) is manufactured as illustrated in fig. 2 and described below. The base unit 102 uses the computer therein to generate a selection signal or signals to select which explosive package 101 (i) is to be detonated. After selecting the explosive package 101 (i) to be detonated, the base unit 102 generates an ignition signal which is received by the selected explosive device 101 (i). The receipt of a trigger signal by the selected explosive device causes the seismic charge in the selected explosive device to detonate.

Det vises nå til fig. 1 og 2, hvor strukturen og operasjonen av hver eksplosive pakke 101 (i) for i=1,2,...n på fig. 1 er illustrert. Den eksplosive pakke 101 (i) omfatter en seismisk ladning 204, som f.eks. kan være dynamitt. Den eksplosive pakke 101 (i) omfatter også en adresserbar bryter 201 som, når den er valgt av velgingssignalene fra basisenheten, tillater at et tennsignal presenteres til tennsettet 202 som er driftsmessig koplet til den adresserbare bryter 201. Utgangen fra tennsettpakken 102 er driftsmessig koplet til den detonerende innretning 203, som i sin tur er koplet til den seismiske ladning 204. Reference is now made to fig. 1 and 2, where the structure and operation of each explosive package 101 (i) for i=1,2,...n in fig. 1 is illustrated. The explosive package 101 (i) comprises a seismic charge 204, which e.g. could be dynamite. The explosive package 101 (i) also includes an addressable switch 201 which, when selected by the selection signals from the base unit, allows an ignition signal to be presented to the igniter 202 which is operatively coupled to the addressable switch 201. The output of the igniter pack 102 is operatively coupled to the detonating device 203, which in turn is connected to the seismic charge 204.

I operasjon er den eksplosive pakke 101 (i) koplet til basisenheten 102 ved hjelp av passende kabling 103, og basisenheten 102 tilveiebringer velgingssignaler, tennsignaler og utløsningssignaler til den eksplosive pakke 101 (i) via kabling 103. Først tilveiebringes et velgingssignal som velger den adresserbare bryter som er forbundet med den seismiske ladning 204 i den eksplosive pakke 101 (i) for detonasjon. Deretter tilveiebringes et tennsignal av basisenheten 102, og dette tennsignalet kan f.eks. være en spenning mellom 300 og 500 volt. Den adresserbare bryter 201, som har blitt valgt, tillater at tennspenningen presenteres til tennsettet 202, som bruker tennspenningen til å lade en kondensator for å produsere en aktueringsspenning. Tennsettet kan f.eks. også omfatte kretssystem for øking av størrelsen av tennspenningen fra basisenheten 102 for å produsere aktiveringsspenningen. Denne økningen i tennspenning kan f.eks. være nødven-dig når detoneringsinnretningen er en EBW eller en EEI detonator, og kan oppnås ved anvendelse av en spenningsmultiplikatorkrets i tennsettet 202. Et slikt spenningsmultiplikatorkretssystem er velkjent for de som har fagkunnskap innen teknikken. Utgangen fra tennsettet 202 er driftsmessig koplet til inngangen til detoneringsinnretningen 203, og når basisenheten 102 tilveiebringer et utløsnings-signal til den valgte eksplosive innretning, blir aktueringsspenningen, som er tilstede ved utgangen fra tennsettet 202, presentert til detoneringsinnretningen 203. Detoneringsinnretningen blir således detonert, hvilket i sin tur detonerer den seismiske ladning 204. In operation, the explosive package 101 (i) is coupled to the base unit 102 by means of suitable wiring 103, and the base unit 102 provides selection signals, ignition signals and release signals to the explosive package 101 (i) via wiring 103. First, a selection signal is provided which selects the addressable switch connected to the seismic charge 204 in the explosive package 101 (i) for detonation. An ignition signal is then provided by the base unit 102, and this ignition signal can e.g. be a voltage between 300 and 500 volts. The addressable switch 201, which has been selected, allows the ignition voltage to be presented to the ignition set 202, which uses the ignition voltage to charge a capacitor to produce an actuation voltage. The ignition set can e.g. also include circuitry for increasing the magnitude of the ignition voltage from the base unit 102 to produce the activation voltage. This increase in ignition voltage can e.g. be necessary when the detonating device is an EBW or an EEI detonator, and can be achieved by using a voltage multiplier circuit in the igniter 202. Such a voltage multiplier circuit system is well known to those skilled in the art. The output from the igniter 202 is operationally connected to the input to the detonating device 203, and when the base unit 102 provides a release signal to the selected explosive device, the actuation voltage, which is present at the output from the igniter 202, is presented to the detonating device 203. The detonating device is thus detonated, which in turn detonates the seismic charge 204.

En eksplosiv pakke 101 (i) som er laget i samsvar med den foreliggende oppfinnelse har en fordel i forhold til den kjente teknikk ved at alle eksplosive innretninger til bruk i en bestemt seismisk operasjon kan sammenstilles i en fabrikk, i motsetning til at de blir sammenstilt på feltet. Fabrikksammenstilling av den eksplosive pakke 101 (i) bør ikke bare bli billigere, men også sikrere enn feltsammen-stilling av seismiske ladninger, som for det inneværende er praksis. An explosive package 101 (i) made in accordance with the present invention has an advantage over the prior art in that all explosive devices for use in a particular seismic operation can be assembled in a factory, as opposed to being assembled on the field. Factory assembly of the explosive package 101 (i) should not only be cheaper, but also safer than field assembly of seismic charges, which is currently the practice.

En eksplosiv pakke i samsvar med den foreliggende oppfinnelse kan også sikkert transporteres og lagres mens den er sammenstilt med sitt eget kretssystem for igangsetting; hvilket er en stor fordel for industrien som vedrører seismiske undersøkelser. Slike innretninger har ikke tidligere blitt brukt eller vært tilgjengelige for det seismiske undersøkelses-fellesskap, og er mulige kun ved sammenkopling av flere ulike teknologier for å danne en ny oppfinnelse. Denne oppfinnelse kopler direkte igangsetting av sekundær eksplosiv via EBW, EFI eller FCB slapperteknolo-gi med bruken av adresserbar bryter-teknologi og en seismisk lagring for å danne et seismisk eksplosiv-system med en igangsettingsserie som krever to uavhengige armeringssignaler, og et uavhengig tennsignal, og en initiator (detonator) som krever mer enn 500 volt for å funksjonere. Et slikt system er sikkert mot tilfeldig igangsetting på grunn av de strøspenninger, lekkstrømmer, elektrostatisk utladning og enkle menneskelige feil som man vanligvis møter på. An explosive package in accordance with the present invention may also be safely transported and stored while assembled with its own initiation circuitry; which is a great advantage for the industry concerned with seismic surveys. Such devices have not previously been used or been available to the seismic research community, and are only possible by connecting several different technologies to form a new invention. This invention couples direct initiation of secondary explosive via EBW, EFI or FCB slapper technology with the use of addressable switch technology and a seismic storage to form a seismic explosive system with an initiation sequence requiring two independent arming signals, and an independent ignition signal, and an initiator (detonator) that requires more than 500 volts to function. Such a system is safe from accidental actuation due to the stray voltages, leakage currents, electrostatic discharge and simple human error commonly encountered.

Det vil av de som har fagkunnskap innen teknikken forstås at de eksplosive innretninger 101(1), 101 (2),... 101 (n) kan være anordnet i et hvilket som helst møn-ster som brukeren anser hensiktsmessig for den seismiske undersøkelsesopp-gave som er for hånden. En flerhet av de eksplosive innretninger kan f.eks. være anordnet i serie med hverandre, og serieforbindelsen av eksplosive innretninger kan være anordnet i parallell med hverandre. Det vil også av de som har fagkunnskap innen teknikken forstås at det foreliggende oppfinneriske konsept kan brukes i en detonatorpakke for nedihullsoperasjon, eksempelvis for detonering av en perforeringskanon, strålekutter, drivladning eller annen nedihullsinnretning. It will be understood by those skilled in the art that the explosive devices 101(1), 101 (2),... 101 (n) can be arranged in any pattern that the user considers appropriate for the seismic survey -gift that is at hand. A plurality of the explosive devices can e.g. be arranged in series with each other, and the series connection of explosive devices can be arranged in parallel with each other. It will also be understood by those skilled in the art that the present inventive concept can be used in a detonator package for downhole operation, for example for detonating a perforating gun, beam cutter, propellant charge or other downhole device.

Claims

1. Seismic charge package for use in seismic surveys, characterized in that the package requires two arming signals and one ignition signal, all from an external source, to be detonated, and comprises: a seismic charge (204); an addressable switch (201) responsive to the first arming signal to select the seismic charge for detonation; an ignition set (202) operatively coupled to the addressable switch to receive the second arming signal and responsive thereto to produce an actuation voltage at its output; and a detonating device (203) operatively connected to the output of the igniter, wherein the igniter responds to the ignition signal to present the actuation voltage to the detonating device, thereby detonating the seismic charge.

2. A seismic charge package as set forth in claim 1, wherein the detonating device (203) is selected from the group consisting of exploding bridge wire detonators, exploding foil initiator detonators and semiconductor bridge slap detonators.

3. Seismic charge pack as set forth in claim 1 or claim 2, wherein the ignition set (202) comprises circuitry for increasing the magnitude of the ignition voltage to produce the actuation voltage.

4. System for use in seismic surveys, characterized in that the system comprises: a plurality of seismic charge packs according to any one of the preceding claims, wherein at least two of the addressable switches have different addresses and an external source for supplying respective arming and ignition signals to the seismic charge packs.

5. Seismic survey method using the system of claim 4, wherein the seismic charge packages are distributed in spaced locations along the surface over an area to be seismically surveyed, and each one of the packages is detonated at respective first arming signals, followed by others arming signals and ignition signals from the external source.