NO752089L - - Google Patents

Description

"Fremgangsmåte og apparat for utløsning

av en detonator".

Denne, oppfinnelse angår generelt en fremgangsmåte,, og et apparat for fjerndetonering av eksplosiver, og mer spesielt én fremgangsmåte og et apparat for å sende et kodet détona-• sjonssignal gjennom en leder.

■Underjordiske eksplosiver er i mange år blitt anvendt for geologisk kartlegning og oppdagelsesformål, og for å aktiv-ere eller gjenopplive relativt passive underjordiske forekomster av petroleum, gass, vann eller damp. Vanligvis ble en gassformet,., .fast eller.flytende eksplosiv ladning pumpet ned en brønnforing for gjennomtrengning.av jordstrukturen-i nærheten av bunnen til'..

foringen som kan ha vært adskillige tusen fot under overflaten. En detonasjonsinnretning ble så anordnet i det gassformede eller flytende eksplosive medium eller dets'omgivelser og utløst ved hjelp"av en fjernlederstyrt eller tidsinnstilt'styreahordning. Fot å beskytte brønnforingen mot ødeleggelser på grunn av den . påfølgende eksplosjon ble en plugg plassert i foringen over lad-ningen slik at.ladningens forplantning oppover fra den nedre ende av brønnforingen ble begrenset. Over pluggen ble sement, væske eller.annet formålstjenelig fordemningsmateriaie (tamping) brukt.-Ladningen.ble eksplodert fra overflaten ved hjelp av elektriske'ledninger[forbundet til detonatoren under overflaten. Bruk av ledere for å utløse detonasjonen skapte imidlertid problemer når. det gjaldt , påliteligheten fordi slepepluggen (wiper plug) og fordémningshindret var i veien for lederne. Dessuten forår- ., saket de betraktelige dybder som var nødvendige for korrekt plassering av detonatorene til hvilke ledningene skulle for-bindes, ,vanskeligheter for plasseringen av ledningene. Dette

•hadde ført til bruk av tideinnstillingsanordninger i detonatorene: slik at behovet for elektriske ledninger ble unngått, Tids-innstillingsanordningene eliminerte imidlertid ikke sikkerhets-

problemene vedrørende detonasjoner ved uhell, og de introduserte pålitelighetsproblemer på grunn av mekanismefeil. Dette systemet manglet også fleksibilitet idet anordningene måtte innstilles med romslig tidsmargin for å tillate forsinkelser i arbeidet med å plassere detonatoren og fordemningspluggen. Følgelig måtte operatørene vente den hele og fulle innstilte tid før detonasjonen selv om det ikke oppsto noen forsinkelser og alle forbered-elser for eksplosjonen var fullført for lenge siden.

Hovedtrekket ved oppfinnelsen angår et forbedret apparat for sikker og .pålitelig utløsning av en detonator. Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for å utløse en detonator som befinner seg i en fjern posisjon og er forbundet med lederanord-ninger som er i stand til å besørge akustiske forplantninger, og

omfatter følgende trekk; akustisk tilkopling av mottakerinnret-ninger ved den fjerne ende lederanordningene idet mottakerinnretningene omfatter anordninger for å motta et akustisk bølgesignal fra lederen og generere et elektrisk utgangssignal for aktivering av detonatoren, og akustisk tilkopling av senderanordninger i avstand fra mottakerinnretningene idet senderanordningene er utstyrt for å generere et kodet signal samt for å sende det kodete akustiske bølge-slgnal til mottakerinnretningene.

Oppfinnelsen angår videre et apparat for å. utløse en detonasjon og omfatter forflyttbare akustiske senderanordninger for utsendelse av et akustisk signal med særskilt modulasjon og frekvens når senderanordningene når en forutbestemt posisjon; aktiveringsanordninger for utløsning av senderanordningene ved inngrep med disse idet aktiveringsanordningene er anordnet i nevnte forutbestemte posisjon; mottakerirmretnihger som er akustisk koplet til senderahordningen for mottakelse og demodulasjon av det akustiske signal fra senderanordningene og som respons på dette besørge et elektrisk utgangssignal idet mottakerinnretningene er anordnet i en forutbestemt posisjon relativt til aktiveringsanordningene; og detonasjonsmidler som responderer på det elektriske utgangssignal fra mottakeranordningene for å besørge detonasjonen.

Sikkerheten og påliteligheten til detonatoren kan fortrinnsvis økes ved å benytte en innstillbare tidsforsinkelsesanordning som kan innstilles for å besørge en forutbestemt tids forsinkelse før aktivering av detonator og dékodingsanordningene for derved å hindre falsk utløsning av detonatoren som følge av støysignaler.

De foran nevnte trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå klart av den følgende detaljerte beskrivelse av fore-trukne utførelser av oppfinnelsen sammen med de medfølgende tegninger hvor: ... Fig. 1 viser skjematisk en oljebrønn omfattende et borehull hvori er anordnet i bruksposisjon senderen og mottakeren i henhold til .oppfinnelsen;

Fig. 2 viser forstørret og delvis i snitt senderen

på fig. 1; samt detaljer ved forrigling, brytermekanismer og transduseranordhing, og viser videre plasseringen av senderen

i en rørstreng anordnet i et borehull;.

Fig. 3 viser forstørret og delvis i snitt mottakeren i henhold til oppfinnelsen installert i borehullet på fig..1; Fig. 4 viser et elektrisk funksjonelt blokk-diagram for detonasjonsapparatet; Fig. 5 viser et tidsdiagram for sender og mottaker-enhetene på fig. 4; og Fig. "6 viser ét logisk diagram for ,de elektriske funksjoner til mottakeren på fig. 4. Fig...1 viser en brønn hvor eksplosiver kan anvendes for å løse opp et underjordisk område hvor det kan forefinnes relativt passiv petroleum, gass og andre slike underjordiske fluidum-forekomster avstengt av den omgivende masse av berg, jord og liknende..

For å iverksette den styrte eksplosjon blir først en. akustisk mottaker-detonator 14 festet til den nedre ende av rør-strengens 10 siste seksjon 61. Så senkes rørstrengen 10' i still-ing slik at mottaker/detonatoren plasseres i underjordisk område i den ønskede detonasjonsregion. Deretter senkes en akustisk sender 16 ned i rørstrengen og anordnes en. forutbestemt avstand over mottakeren/detonatoren 14. Senderen 16 er anordnet inne i en konvensjonell slepe-plugg, montasjen 17 som er. modifisert for å oppta denne. Denne slepe-plugg blir brukt på velkjent måte til. å adskille eksplosivet fra fordemningsmaterialet- 18. En eks-pansjonspakning■20 plasseres på rørstrengen 10 og blir brukt som en forsegling mellom utsiden av rørstrengen 10 og brønnforingen 11 på en måte som er vel kjent. Kombinasjonen av fordemningsmaterialet 18 anordnet over slepe-pluggen 17 og ekspansjons-pakningen 20 tjener til å adskille det eksplosive materiale 21 fra den øvre del av rørstrengen 10 og brønnforingen 11.

Fig. 2 viser et eksempel på senderen 16 anordnet på plass inne i borestrengen 10. Senderen omfatter et bryterakti-vator-element 45 fortrinnsvis anordnet mellom to tilstøtende rørstreng seksjoner 10. Aktivatoren kan være i form av en avfaset ring anordnet mellom de to motstående ender av rørseksjon-ene 10, 10'.'En gjenget kopler 26 er anordnet for sammenkopling av to' tilstøtende ender av de to. rørstrengseksjoner ved aktiva-torelementet 45. Bryteraktivatoren 45 plasseres i rørstrengen 10 på det ønskede sted før denne senkes ned i brønnforingen 12

(fig. 1). Bryteraktivatoren 45 omfatter et fremspringende avfaset parti 34. Idet senderen 16 passerer forbi det avfasede parti 34 blir tilbaketrekkelige bryterarmer 36, 36' som er anordnet på senderen tvunget innover av den avfasede overflate slik at armene berører kontaktene 37»37'. Som respons til slut-ningen av begge kontaktene blir hensiktsmessige anordninger (ikke vist) for igangsetting av senderen aktivert. Igangsettings-anordningen kan være en konvensjonell monostabil startkrets som sørger for likestrømsforsyning fra et batteri 22 hensiktsmessig anordnet for formålet.

En passende fjærring 38 er anordnet på senderen som vist. Idet senderen passerer forbi det avfasede parti 34 trykkes fjærringeh sammen og tillater passeringen gjennom den avfasede bryter-aktivator 45. Etter at fjærringen er kommet klar av aktivatoren 45 går den tilbake til sin opprinnelige utvidete form i det utsparede parti 27 og snepper inn i utsparingen slik at senderen låses på plass rundt aktivatoren 45.

Det er besørget en tilpasset avfaset overflate 40 på senderen 16 til inngrep med avfasingen 34 til bryter-aktivatoren 45 for å hindre nedadbevegelse av senderen 16. Fjærringen 38 er i inngrep med den nedre side av bryter-aktivatoren 45 for å ^hindre oppadbevegelse av senderen 16. Den nedre side av bryter-aktivatoren 45 og den øvre side av fjærringen 38 er fortrinnsvis samsvarende avfaset slik at de passer sammen og derved sikrer en ønskelig tett pasning slik at det sørges for god mekanisk og akustisk kontakt, samt at senderen 16 holdes fast på plass inne i rørstrengen 10. Senderen 16 har en akustisk kopler 19 som er koplet internt til det avfasede parti 40 av senderhuset. Dette sørger for akustisk kopling fra senderen 16 til rørstrengen 10.. Senderen 16 er fortrinnsvis "bygget inn. i en vanlig slepe-plugg som omfatter et hult sylindrisk element 28 anordnet mellom et par fjærende-kuleformede plugger 17 og 17' av.vanlig design.

De elektriske deler av senderen slik som batteriet 22, bryter-ene 37 og 37' og elektronikk-kretsen 23 er anordnet inne i det sylindriske, element 28.

Fig. 3 viser delvis i snitt mottaker/detonator anordningen 14 til det foreliggende detonasjons-apparat. Mottaker/, detonatoren 14 er mekanisk koplet til rørstrengens 10 endesek-sjon ved, hjelp av en seksjon av et rørelement 61. Den indre diameter av rørseksjonen 61 er fortrinnsvis dimensjonert for å passe sammen med rø.rstrengene. Som illustrert er endepartiet til rør-strengen gjenget og det samme er rørseksjonen. • Dette tillater

lettvint kopling og dekopling av mottaker/detonatoren til rør-seksjonen ved en skruingsoperas jon.

Mottaker/detonatoren 14 er vanligvis anordnet i en passende boks 63. Mottaker/detonatoren omfatter en akustisk transduktor 65 som er stivt og mekanisk koplet til rørseksjonen 61 ved hjelp av et passende festeelement 67. Transduktoren som kan være laget av et piezoelektrlsk element, er koplet.til den elektroniske del 69 av mottakeren via ledere 71 og 73. Mottakeren omfatter et batteri for strømforsyning til de elektroniske kretser 69. Det er. videre foranstaltet en starte - eller ut-løsningsbryter 77 som er operasjonsmessig koplet til utsiden av boksen 63 via et trykkfølsomt element 79 som er innstilt eller ■ konstruert for å gi etter ved et forutbestemt utvendig trykknivå. For eksempel kan det trykkfølsomme element 79 være innstilt på et gitt høyt trykk som vil bli møtt under jorden. Når således hele mottaker/detonatoranordningen 14 blir.senket ned i borehullet og når en bestemt dybde hvor den møter det kritiske trykk som trykkelementet 79 er innstilt på, blir startbryteren 77 aktivert. Denne aktiverer igjen den elektroniske kretsdelen 69 som settes i stand til å motta innkomne akustiske signaler som forplanter seg nedover rørstrengen 10, rørseksjonen 61, til trans duktoren 65 og således til de elektroniske kretser 69. Den trykk-følsqmme mekanisme sørger derfor for en innretning hvorved mottaker/detonatoren omfattende en hjelpeladning ikke er armert ved håndteringen. Apparatet forblir sikkert inntil det er anbrakt under overflaten på et nivå hvor det omgivende trykk overstiger < terskeltrykket.

Mottaker/detonatoren 14 omfatter en detonator 81 som er elektrisk koplet til den elektroniske krets 69 via lederne , 82 og 83. Et forladningselement 85 er koplet til detonatoren

.81 når det er ønskelig å sørge for sterkere utløsningsaksjon enn den som blir besørget av detonatoren for å starte eksplosjonen. En hjélpeladning 91 som har en betraktelig ladningsmengde kan være' koplet til forladningselementet 85 gjennom en forseglings-vegg 93. Av åpenbare sikkerhetsgrunner er hjelpetrinnet 91 fortrinnsvis gjort■portabelt adskilt fra resten av. mottaker/detona-toranordningen 14i. Hjelpetrinnet kan komme i en boks 95 som er gjenget i en ende slik at den kan skrus inn pågjengene som'er foranstaltet i huset for mottaker/detonatoren, som illustrert. En slik design tillater adskilt transport og lagring av den for-holdsvis ,kraftige, hjélpeladning. 91 fra resten av mottaker/detonatoren., I. bruk blir mottaker/detonatoren 14. energisert ved hjelp .av den trykkaktivérte bryter 77 for å være klar til å motta det akustiske signal fra senderen. Mottaker/detonatoren responderer, på det akustiske signal idet dens piezoelektriske transduktor 65. . responderer på det akustiske signal, ved å omforme det til et elektrisk signal som påtrykkes den elektroniske krets -69. Den elektroniske krets genererer i sin tur et utløsningssignal- for utløsning av detonatoren 81. ' Den eksplosive ladning som blir gitt ..ut av detonatoren 81 kan muligens ikke være tilstrekkelig til å-utløse det eksplosive materiale som er pumpet inn i det -• underjordiske område og dets nærhet. Forladningen 85 responderer , på.eksplosjonen til detonatoren og besørger en utløsningskraft til. hjelpeladningen 91. I sin tur eksploderer hjelpeladhingen 91 pg får de eksplosive omgivelser til å eksplodere. Det refereres nå til de elektriske'kretser involvert ."'-i den foreliggende oppfinnelse hvor fig. 4 viser i et blokkdia-gram en senderkréts 16.' Senderkretsen omfatter en serie- kaskadé-kopling. av en startinnretning 48, en forsinkelsesanordning 101,

■en oscillator/kod.er 102 og en effektforsterker 104 for å genet-, ere et kodesignal til den akustiske kopler 19.

,•■ < . Eorsinkelsesanordningen 101 blir fortrinnsvis aktivert ved den samtidige slutning av. bryterkontrollene 37, 37'..-Eorsinkelseskretsen kan være av en hvilken som' helst formålstjenelig utforming av en inhstillbar tidsforsinkelsesanordning . som kan instille forsinkelsestiden til ethvert passende tidsrom fra null oppover til. en halv time, en time eller lenger varighet. Eorsinkelsesanordningen 101 styrer påtrykningen av. strømforsyn-ingen til. resten av senderelektronikken 16."'Ved utløpet av den aktuelle tidsforsinkelse blir oscillator/koderen 102 og effékt-forsterkeren 104. forsynt med strøm, og senderen 16 utsender et akustisk signal ved hjelp av en akustisk transduktor 19..'-; Oscillator/koderen 102 er fortrinnsvis av en type som modulerer eller koder utgangssignalet fra f orsinkelsesanordningen.' til en signalform som sikrer best mulig immunitet mot bakgrunns-støyen til,detonasjonsapparatet, slik at falsk, utløsning av detonatoren forhindres.

Det kodete signal som således er generert kan, være.

.■periodisk eller aperiodisk. : Hvis en ekstern støykilde, såsom . én pumpemotor, genererer periodiske akustiske bølger nedover rør-strengen, blir det foretrukket at senderen genererer aperiodiske signaler som er forskjellige fra de periodiske støysignaler som blir introdusert, i systemet av den eksterne pumpemotor. Således .. foranlediger kode eller modulasjonsoperasjonen generering av

periodiske pulstog i suksessive rammer med en forutbéstémt repeti-'-'sjonsfrekvens.• De periodiske pulser som er generert på denne •

måte er illustrert på fig. 5A ved 92. Eksempelvis kan bærefre-kyensen være valgt i området fra 4 KHz til 7 KHz og generert med

. en gitt varighet-som f.eks', fem millisekunder. Pulsene kan gjentas med .et vanlig intervall på omtrent 200 millisekunder. Det vil selvsagt være åpenbart for en fagmann på området at nevnte frekvensers varighet og répetisjons-frekyens eller tidsavsnitt bare er eksempler.. "• Som vist" på fig. 4 blir det kodete signal påtrykt ' transduktoren som igjen omformer det kodete elektriske signal til korresponderende akustiske bølgesignaler. Den resulterende -:.' akustiske, bølge blir sendt gjennom rørstrengen 10 som virker som

en .akustisk "bølgeleder.. '

•• . Den kodete akustiske bølge som forplanter seg ned- '■"o<y>er rørstrengen når transduktoren 65 og. blir således påtrykt mottakeren 14., Som/vist generelt i blokkdiagrammet omfatter mottakeren eh forsterker 112 seriekoplet med en dekoder 114. •Utgangssignare,t • f ra dekoderen blir'påtrykt .detonatoren 81 for, utløsning-av■ forladningen 85 (fig. 3). - Når, forladningen 85 eksploderer, forårsaker dette at hjelpeladningen 91 detonerer hvilket -igjen.forårsaker at eksplosivene som er' pumpet inn i det underjordiske, område eksploderer."• .Transduktoren 65 er fortrinnsvis koplet til forsterkeren 112 inne i mottakeren 14. Forsterkeren, er anordnet for å sørge for tilstrekkelig signalstyrke til dekoderen 114 og "er konstruert for å besørge impedanstilpashing for transduktoren 65..

Fig. 6 viser et eksempel på en krets for anvendelse'-til dekoding av det forannevnte kodete signal som kommer i. form-av et pulstog med en forutbestemt repetis jo.nsfrekvens og varig-:' het. t)et refereres nå mer spesielt til den detaljerte dekoder-krets på fig;.. 6. Utgangen til forsterkeren-112 er koplet-til inngangsterminalen 121' av en Schmidt Trigger 123. Utgangsterminalen til/Schmidt. Trigger .123 er forbundet til inngangs terminalen 127 til en 75 millisekund monostabil multivibrator 120. Utgangs--"terminalen i 130'til den monostabile multivibrator 120. er forbundet

. til.C inngangsterminalen 132 til et 8 bits■• skift register 133 og t;Q ■ C inngangsterminalen 137 til en 1.75 selcunds monostabil multivibrator 139. 0/utgangsterminalen 141, til den monostabile multivibrator 120 er forbundet til inngangsterminalen 143 til en.NOSI

7port 145 og til 0 inngangsterminalen' 147 til en .75 millisekunds mbnostabii multivibrator 149. ^ utgangsterminalen 151 til den monostabile multivibrator 149 er forbundet til< NOR portens 145

inngangsterminal 153.' Utgangsterminalen 154 til- NOR porten 145 ...

er forbundet til inngangsterminalen 155 eller NOR porten 157.

Q utgångstérmihalen 159 til -den monostabile multivibrator 139

er forbundet-.til inngangsterminalen til én NOR port" 157.: Utgangsterminalen 1'63 ' til NOR porten 157 er forbundet til inngangsterminalen 165 til en inverter 167. Utgangsterminalen'169 til inverteren'167 er forbundet til en reset R terminal 171.på 8 bits ' skift-registret 133. Utgangsterminalen til 8 bits • skift-registret

er forbundet til detonatoren 81.

Virkemåten til apparatet skal nå beskrives med generell henvisning .til tegningsfigurene og med spesiell refer-anse til fig.. 1.

Den korte rørseksjon 61 som bærer mottakeren 14 blir koplet til en første hedre seksjon av rørstrengen 10. ; Mottakeren 14 blir utstyrt med batteriet 75 på en konvensjonell måte på

et dertil egnet sted når detonasjonsapparatet blir oppbygd.

Batteriet bør fortrinnsvis være av en type som har'en bestemt levetid såsom fem dager, for sikker operasjon av mottakeren for denne varighet. Rørstrengen blir så senket ned i- brønnforingen 11. Suksessive rørstrengseksjoner 10 blir sammenføyd i serie ved hjelp av kopleren 26 og senket ned inntil en forutbestemt sammenføyning av rørstrengen 10 er plassert nær enden av foringen 12 som kan være adskillige hundre fot over mottakeren 14. Ytterligere seksjoner av rørstrengen 10 blir koplet i'tandem inntil mottakeren 14 er ført til en ønsket dybde nær bunnen av brønnforingen 12. ' Den trykkfølsomme anordning 79 aktiverer bryteren 77 når denne når punktet hvor det omgivende trykk når et bestemt nivå. I sin tur energiserer bryteren den elektroniske krets 69 slik at denne er i en tilstand for mottakelse av innkommende signaler.

Pumpen .8 ved. brønnhodet 6 blir på en måte som er vel kjent brukt til å tvinge en eksplosiv blanding 21 ned gjennom rørstrengen 10 for oppfylling av underjordiske furer i om-, givelsene nær den nedre ende av brønnforingen 12. Ved fremfør-ingen av senderen 16 anordnet mellom to fjærende endeseksjoner •17, 17', kan et adskillig høyt trykk, såsom 200 til 500 pund

pr. kvadrattomme, være nødvendig for å skyve frem de fjærende seksjoner 17, 17' og således senderen, hvilket er tilfellet ved en konvensjonell slepe-plugg fremføring. Når senderen når det

forutbestemte sted, d.v.s. sammenføyningen hvor bryteraktiva-■ toren 45 er anordnet, blir den fastlåst i denne posisjon.

Por å romme det eksplosive materiale kan konvensjon-elle blokkerings-'og steganordninger anvendes. Eksempelvis kan

en eksparisjonspakning 20 monteres på den ytre overflate av rør-.strehg 10 seksjonen nær kopleren 26 eller i en annen passende posisjon. Etter den endelige plassering av rørstrengen 10 blir

pakningen 20 .utvidet og fyller rommet mellom foringen 12 og rørstrengen 10 og skaper således en plugg for å -hindre utregn-ing av det éksplosive materiale.

Dersom en brønnvæske skal'anvendes somfordemnings-materiale 18.og den samme væske også anvendes for å tvinge senderen 16 ned hullet, bør senderens 16 forsinkelsestid fortrinnsvis velgé3 til null forsinkelse.' Men hvis'sement skal [ ■ benyttes som fordemningsmateriale bør senderens 16 forsinkelsestid innstilles for en tidsperiode som er tilstrekkelig til at sementen størkner tilstrekkelig til å besørge den nødvendige pluggvirkning som fordemningsmateriale 18.

Den ikke-aktive sender 16 blir ført inn i rørstrengen og pumpet ned i hullet fortrinnsvis ved hjelp av.kraften"som'leveres av pumpen 8 ved brønnhodet 6. Etter som senderen 16 drives ned hullet gjennom rørstrengen 10 (fig. 2) , beveger den . seg inn i den smalere diameter av bryteraktivatoren 45. Den.av-' fasede overflate 34 av bryteraktivatoren-45 går i inngrep med • , og presser bryterarmene 36, 36' til senderen 16 tilbake, hvilket forårsaker at tidsforsinkelsesfunksjonen i senderen 16 -blir startet.. Under kraften fra'pumpen 8 ved brønnhodet 6 fortsetter senderen 16 sin fremdrift gjennom hullet inntil det avfasede dverflateparti 34 av bryteraktivatoren 45 inngriper med og som ønskelig trykker sammen fjæringen 34 og tilsist det avfasede parti. 34 av bryteraktivatoren 45 går i inngrep med det avfasede parti 40. på senderen 16 og nedoverbevegelsen av senderen 16

fortrinnsvis blir stoppet. Ejærringen 38 trykkes sarimen mens den passerer og kommer klar av den smalere diameter av'bryter-aktivatoren 45. Ejærringen ekspanderer så inn i utsparingen 27 anordnet på bryteraktivatoren 45 og.sørger, derved for. den ønskede'fastlåsing av senderen i en forutbestemt fåst posisjon

i rørstrengen 10.'Dersom senderens 16 forsinkelsestid er. satt: , til null.før innføringen av senderen 16 i rørstrengen 10 ved brønnhodet 6, vil selvfølgelig senderen 16 begynne å sende med en gang bryteraktivatorarmene 36, 36' slutter kontaktene 37,

' 37'. Hvis senderens 16 forsinkelsestid er satt til et lenger tidsrom, begynner forsinkelsesanordningen 101 (fig. 4) å løpe, og man har tilstrekkelig tid'.til å anordne f ordemningsmateriale . 18 i rørstrengen 10 over senderen 16.

Senderen'16 er konstruert til fortrinnsvis, å utsende

en 4 - 7 KHz periodisk pulset signal som kan ha en omhylnings-kurve. (Bølgeform A på fig. 5). Ifølge et vist eksempel er pulsbrédden satt. til omtrentlig 5 millisekunder og pulsene er-adskilt fortrinnsvis cirka 200 millisekunder eiler i et område fra omtrent 150 millisekunder til omtrent 215 millisekunder. Senderen 16 omfatter, transduktoren 19 som fortrinnsvis er laget av piezoelektriske elementer og er i kontakt med foringselement-et utenfor, avfasningen 40 på senderen 16 som vist på fig. 2. Trahsduktoreh omformer de elektriske signaler som er generert av senderen 1.6' til akustiske signaler og påtrykker disse'streng-

en 10 via de avfasede kontakter 40, 34. De akustiske signaler forplanter seg gjennom .'avfasingen 40 på senderen 16, og avfasingen 34 på bryteraktivatoren 45 og så ned rørstrengen 10 til den nedre endes korte rørseksjon 61...

Det refereres.nå til fig. 3. De periodiske akustiske signaler forplanter seg fra den korte rørseksjon 61 til mottaker-ens 14•transduktor 65. Transduktoren 65 omformer de akustiske signaler .tilbake til den elektriske form og mater disse inn.på<:>m.ottakerens 14 forsterker 112. Forsterkeren. 112 forsterker signalene og mater dem inn på dekoderen 114.

Den illustrative krets 114 vist i detaljert logisk diagramform på- fig. 6 mottar og dekoder signalene fra forsterker--en 112. Signalene fra forsterkeren 112 blir brukt'til å trigge Schmidt'Trigger , kretsen 123. Denne kretsen sørger for terskel.- ; deteksjon og bølgeforming av inngangssignalene. Utgangen fra Schmidt-Triggeren 123 mates til C inngangsterminalen 127. til ,den

75 millisekunds.monostabile multivibrator 120. En utgang 13Q til den monostabile multivibrator 120 har høy verdi i en periode på 75 millisekunder som respons på én positiv gående bølgeform ved. C.inngangsterminalen 127. § utgangsterminalen 141 har Tav v.erdi 'i.'dette tidsrom. Telleren 133 er et åtte bits 'skift register; d.v.s. den gir ut et utgangssignal (high output) på-terminalen 174 som respons på åtte suksessive positivt'gående inngangspulser på C inngangsterminalen, hvilket utgangssignal forårsaker avfyringen av detonatoren 81. Multivibratoren 120 er imidlertid ikke i stand til å sende ut et.andre positivt, gående signal 1 en-periode på 75 millisekunder etter at den er trigget (se B, fig. 5). Dette forhindrer effektivt at tilbakekasting av de utsendte akustiske pulser i rørstrengen.10, feilaktig skal "bli oppfattet som suksessive sender 16 pulser. Ved utløpet av de 75 millisekunder vender den monostabile multivibrator 120 tilbake til utgangstilstanden og utgangen Q ved terminalen 141 har høy verdi. Den monostabile multivibrator 149 som har sin C inngang 147 forbundet til § utgangsterminalen 141 til den monostabile multivibrator 120 endrer tilstand. Q''terminalen 141 ..har høy verdi og holder seg høy i 75 millisekunder (se bølge-formC, fig. 5). Dersom den monostabile multivibrator 120 i tidsrommet den monostabile multivibrator 149 er på (§ har lav verdi på terminalen 151) blir trigget igjen av et utgangssignal fra Schmidt Triggeren 123, vil begge inngangsterminalene 143 og 153 til UTOR porten 145 ha lav verdi og dette vil generere et høyverdi utgangssignal på .terminalen 154' og inngangsterminalen 155 til lOR-porten 157. Dette forårsaker et lav-verdi .'utgangssignal 163 fra NOR-porten 157 uansett tilstanden på inngangsterminalen 161. Inverteren 167 som har sin inngangsterminal 1.65 forbundet til denne utgang, gir ut' et høy-verdi signal-på ^utgangsterminalen 169 og således på R terminalen 171 til telleren 133. Dette signal, tilbakestiller telleren 133 til null.' Dette betyr at siden signalet fra Schmidt Triggeren 123 som forårsaket tilbakestillingen opptrådte ikke mindre enn 75 millisekunder etter senderens 16 puls (fig. 6, bølgeform A) og.ikke mer enn 150 millisekunder etter senderens 16 puls på grunn av tidsforløpet for Q utgangen for den monostabile-multivibrator 149 (se bølgeform C, fig. 6), må signalet som forårsaket tilbake-stillingen være et uønsket signal som skyldes.omgivelsene. Således fremgår det at i en 75 millisekunders periode som starter 75 millisekunder etter mottakelsen av den første puls, vil mottakeren avvise støypulser ved å tilbakestille telleren 133 til null.- Dette beskytter apparatet mot fremmed omgivélsesstøy som. ellers kunne generere falske signaler til utløsning av detonatoren 81..

Den 1.75 sekunds monostabile multivibrator 139 som har sin C inngang 137 forbundet med Q utgangen 130 til den monostabile multivibrator 12.0 vil trioge på det første inngangssig-nalet fra Schmidt-Triggeren 123. Q-utgangsterminalen 159 til den monostabile multivibrator 139 vil ha bølgeformen D på fig. 6, og ha høy-verdi i 1.75 sekunder etter triggingen. utgangsterminalen 159 til multivibratoren 139 vil ha lav-verdi i et korresponderende tidsrom siden denne er komplementær til Q. Inngangsterminalen 161 til NOR porten som er forbundet med Q utgangsterminalen 159 til 1.75 sekunds multivibratoren 139 vil ha lav-verdi i dette tidsrom. Dette resulterer i høy-verdi-utgång på terminalen 163 til NOR porten 157 og lav-verdi utgang på inverterena 167 terminal 169 i Dersom det ved utløpet av den 1.75 sekunders periode ikke er blitt innmatet åtte sendersig-naler på tellerens 133 inngangsterminal 132, vil signalet fra

Q på den monostabile multivibrator 139 innta høy-verdi og virke gjennom NOR porten 157 og inverteren 167, og tellerens 133 R inngang 171 vil innta høy-verdi og tilbakestille telleren til null. Siden åtte senderpulser nominelt vil oppta 7 x 200 millisekunder, d.v.s. 1.4 sekunder i tid, betyr dette at denne 1.75 sekunders (forsinkede) tilbakestilling bare vil opptre som resultat av tilfeldige serier av støygenererte inngangspulser. Således fremgår det at apparatet i henhold til oppfinnelsen beskytter mot såvel enkelt- som åperiodlske støy-inngangspulser ved å tilbakestille telleren 133 til null. • Dette sørger for den nødvendige høye sikkerhet ved apparatet i henhold til oppfinnelsen.

Dersom imidlertid åtte suksessive periodiske senderpulser blir mottatt av mottakeren 14 og tellet i denne av det åtte bits skift-register, vil Q utgangsterminalen 174 til registret 133 innta høy-verdi og gi ut det nødvendige eléktriske signal for å avfyre detonatoren 81 som rommes av mottakeren 14 ved bunnen av brønnen. Tenningen av detonatoren 81 vil så for-årsake eksplosjon av forladningen 85 som igjen forårsaker eksplosjon av hjelpeladningen 95. Eksplosjonen av hjelpeladningen 95 forårsaker i sin tur at eksplosivene som er pumpet inn i sprekkene i brønnområdet som omgir mottakeren eksploderer.

I det forutgående er en illustrativ utførelse av oppfinnelsen beskrevet. Det vil være klart for en fagmann at andre utførelser av oppfinnelsen kan frembringes.

Således kan for eksempel kode- og dekodekretsen modi-fiseres eller omkonstrueres i forhold til kretsene som er vist og beskrevet ovenfor i tilknytning til fig. 4* 5 og 6, for å ta hensyn til de eksisterende omgivende forhold. I denne for-bindelse har man funnet at både den mekaniske resonansfrekvens til transduseren i senderen og den naturlige frekvens til den elektroniske drivoscillator har en tendens til å endre seg når anordningen blir utsatt for variasjoner i det omgivende trykk og temperaturen. For å sikre at transduseren blir eksitert i

sin mekaniske resonansfrekvens, blir den elektroniske drivoscillator frekvenssveipet og utgangen konsentrert til en smal puls ved en standard teknikk (Btandard chirping techniques).

I mottakerenden bør dekoderkretsen da være konstruert av vanlige kretselementer for mottaking og dekoding av det

chirpede signal.

Koderen og dekoderen kan også være konstruert for

å generere og motta aperiodiske pulser slik at apparatet blir ufølsomt overfor en periodisk støykilde såsom den støy som blir generert av brønnpumpen og forplanter seg nedover strengen.

Claims (26)

1. Fremgangsmåte for utløsning av en fjernt beliggende detonator koplet ved hjelp av en forbindelsesanordning eom er i etand til å besørge eignalforplantning, karakterisert ved tilkopling av en mottakeranordning ved den fjerne ende av forblndelaesanordningen som omfatter en leder og mottakeranordningen omfatter innretninger for å motta et akustisk bølgeeignal fra den nevnte leder og generere et elektrisk utgangssignal for aktivering av detonatoreni og tilkopling av en senderanordning 1 avstand fra nottakeranordningen hvilken senderanordning omfatter innretninger for å generere et kodet signal og innretninger for å sette senderanordnlngen i stand til å utsende det kodete akustiske bølgeeignal til mottakeranordningen.

2. fremgangsmåten ifølge krav 1»karakterisert ved at en justerbar tid innstilles for å forsinke genereringen av det kodete akustiske bølgesignal en forutbestemt tidsperiode etter aktiveringen av nevnte senderanordning.

3. Fremgangsmåten ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at lederen avtetteø når sendor-anordningen er plassert i sin posisjon for derved å hindre ut-trengning av eksplodert materiale gjennom nevnte leder.

4. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som holst av kravene 1 - 3» karaktorisert ved at det elektriske signal dekodes og detonatoren utløses bare når et forutbestemt kode-mønater i det akustiske bølgeeignal blir detektert.

5. Fremgangsmåten ifølge et hvilket som helat av kravene 1-4»karakterisert ved at støyen diskrimin-eres ved genereringen av utgangssignalet for å forhindre falsk utløsning av detonatoren.

6. Fremgangsmåten ifølge et hvilket som helst av kravene 1-5»karakterisert ved at en oktivatoran-ordning anbringes inne i lederen og at eenderanordningen føroa gjennom lederen forbi aktivatoren, og at senderanordningon omfatter i det minste en øtartbryter som blir aktivert av nevnte aktivator for igangsetting av senderen når denne passerer aktivatoren.

7. Fremgangsmåte ifølge ot hvilket son helst av kravene 1-6, karakterisert ved at den anvendes for å eksplodere et underjordisk område ved posisjonering av lederen gjennom en foring som forbinder omgivelsene med det underjordiske område gjennom et borehull.

8. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1-7»karakterisert ved at lederen omfatter i det minste to seriesammenføyde rørseksjonert posisjonering og akustisk tilkopling av mottakeranordningen i den ene ende og senking av rørlederen gjennom foringen ned til det underjordiske områdei senking av senoeranordningen gjennom lederen ned mot mottaker-anordningenj oppfanging av eenderanordnlngen ved hjelp av gripe-anordnlnger ved rørskjøten og hvor nevnte skjøt omfatter akustiske koplingsanordninger for kopling av senderanordninger til røret} og Igangsetting av eenderanordnlngen.

9. Fremgangsmåten ifølge krav 1, videre karakterisert ved : klargjøring av hule rørstreng-anordninger som er 1 stand til å besørge akustisk forplantning; akustisk tilkopling av mottakeranordningen^! den ene onde av rørB trengeni elektrisk tilkopling av mottakeranordningen til en detonator; føring av den hule rørstreng ned gjennom foringen ølik at detonatoren når en posisjon fra hvilken, den når den blir aktivert, antenner eksplosivene f . nedpumping av en eksplosiv gjennom foringen til et område i omgivelsene ved nevnte kilde i føring av eenderanordningen ned gjennom den hule rør-streng hvilken senderanordning er i stand til å generere det fiodete akustiske bølgeeignal| posisjonering av eenderanordningen i avstand fra mottakeranordningen,' avtetning av rørstrengen og foringen for å hindre utstrømning av eksplodert materialej og aktivering av eenderanordningen for påtrykning av det kodete akustiske bølgeeignal til forplantning gjennom rørstrengen, hvorved mottakeranordningen mottar og omformer det kodete akustiske bølgeeignal til det elektriske utgangesignal og utløser detonatoren som fyrer av eksplosivet for å løsne barrieren slik at væsken tillates å strømme til overflaten.

10. Fremgangsmåten ifølge krav 9, karakterisert ved at mottakeranordningen foroynes med en dekoder, og at mottakeranordningen har innretninger for diskriminering av støysignaler og bare genererer det elektrisk© utgangssignal når det er detektert et elektrisk utgangssignal8 om har et kodet elektrisk bølgesignal korresponderende til det kodete akustiske bølgeeignal slik at mottakeranordningen holdes upåvirket av støy.

11. Fremgangsmåten ifølge hvilket som helst av kravene 1 - 10, karakterisert ved at signalet ut fra eenderanordningen blir svelpot i frekvene og komprimert til en smal puls før det blir omformet til en akustisk bølge for å styreB enderanordningen til resonansfrekvensen for lederen.

12. Apparat for utløsning av en fjernt beliggende detonator som er koplet ved hjelp av forbindelsesanordninger oom leder detonasjonssignalet, karakterisert vedt en forflyttbar akustisk senderanordning (16) som sender et akustisk signal gjennom nevnte forbindelsesanordning (10) hvilket signal har on spesiell modulasjon og frekvens og utsendes etter at eenderanordningen har nådd en forutbestemt posiejoni en aktivatoranordning (45) som starter senderahordningen ved inngrep med denne hvilken aktivator er anordnet i nevnte forut bestemte posisjon* en mottakeranordning (14) som er akustisk, koplet til senderanordningen for å motta og uainodulere dot akustiske signal og som respons på dotte frembringer et elektrisk utgangssignal hvilken mottakeranordning er anbrakt i en forutbestemt posisjon relativt til aktivatoranordniagenj og en detbnatorandrdning (81) 3om rocponderer på det elektriske utgangssignal fra!mottåkoron for frembringeIss av detonasjonen.

13. -Apparat- ifølge krav 12, k ara kt e r is 0 r t vad at oenderanordningon omfatter en pulsmodulator-anordning (10 2).

14. •Apparat .ifølgo krav 12 oller 13» k ara k t 0 r i e ert ved at senderanordningen (16) omfatter bryteranordningor (37, 37') for styring av sin strømfor- - oyning.

15.' Apparat ifølgo ot hvilket som helst av kravene 12 14, ka r ak to r i s o r t vod at senderanordningen (16) omfatter innretninger (101) for å forsinke påtrykningen av strøm-forsyningen en forutbestemt tidsperiode ottor aktiveringen av bryteranordningeno.

16. Apparat ifølge et hvilket oom helst av kravene 12 15, k a r akt e ri sért vod at oonderanordningon (16) omfatter en kodeanbrdning (102) for generering av et forutbestemt kodet elektrisk signal) og en transduktoranordning (19) for om- • forming av nevnte elektriske signal til ot kodet akuotisk bølge-signal for forplantning gjennom forbindelaesanordningen.

17. Apparat ifølge et hvilket somholst åv kravene 12 - 16, karakterisert ved at mpttakeranordningoh.(14) .omfatter en dekodeanordning (114) for diskriminering av bak-grunna støy-signaler.

18. Apparat ifølge et hvilket som.heist av kravene 12 17, karakterisert ved at mottakeranordningen (14) omfatter en innretning (65) for omforming av det kodete akust iske bøigesignal til et elektrisk utgangssignal.

19. Apparat ifølgo krav 17 eller 18, karakterisert ved at dekodeanordningen (16) omfatter innretninger (120, 149, 139, 145, 157) for diskriminering.av støysignaler i et forutbestemt olektrisk kodesignal i .det elektriske utgangssignal som korresponderer til det kodete . teeteutc-pooie jpnv ..:.'c2i i» cttrJtcxcnprciiiiag (!<)" coxfi er..akuotiok. •' koplet ' til eonccrcinortniii^oii for. &' ciotta; dejaoaulcro <iot.; ■c.ku£ )tif)k"e; eigntil -oi "optt recpone på Cptte •'xVeabriågerv" ct clekt- V ri ok. ut&angcti (jnal hvilken &ottrJ;err.norå23ln£. er anbrakt i; en" forutbestemt- poci.sjoii rclitivt £11 ^Ji^iv^toranOrUnin^ oni ch dotenftt <p> ranordnie <g>' (ol; co& r-coponflGror: på: det cioktriako •• titeoni&o^ignsi*" f ia ^otu^icrer* for fre&brli^Piee' cv flctpE&cjonen. .. ■. Appriral;: ifLl^C'-krev. 1^, ka ra L-t é r i . c c rt ,•: • ved.at eenderanordningen onfattor en pulcoodulator-aaprdninc

14. '. • ••; Apparat' i folge ' krcx 12 .oller 13 p ' '■ ' "'.':, v/; kcr q k t c.f r 1 s e r t vc<2. at ccndcrnaordnin^cn (16) ©ia^ \. ■ f atter pryter^ordnlncer (37». 27'') for styring av • ein ctrcmfor*,

15. ■'." Appf trat" Ifclcc ct hvilket cori.-holet av- krevene 12 -: . 14, a k t o r -i c c. r t ...'v.©.fi c*t ..oen£©ran6rflninsen< -.(16): o^att©r: innrptnln^er ...(101) for å foi^ iuke påtrykningen av otroia-fprdyniagon en • f orutbeetciat tidsperiode ottor. aktiveringen av b?y toranorclningcno •:

16. , V .. Appercrfc ifolse et Iivilket poa hélct av kraveao 12 15» . ''k a -r. a k ;t'' p r i c e r -t Ved at 'spadfcranerania^Gn (16)-' oafatter,oa kodéisuaoranias (102) £ov goacj caritas, av, et forufbootoat kodet ©iéktri ek eignaii 03 on tranøduirtoranordninG (19) f or ©a-■ f 6vB& a&.av. nevnte clolztsrlo^o oi& iial til ot kodot.akuotiolt.bålfjp- . Qignal for forplantning gjciraoij forbindeloeoanordninsen.

17. '■' Apparat iføigo ot hvilkot oon holet' av kravene 12 - v' <;.> : 16B : k a r. a k' t e' r. i' .0 e, r t vod nt .i30 ttakpr'anordaisigcn,.(i4)v <;> omfatter én døkodoanordnin-2 (114) for diakricinoring av bok- .... Æ runnsatpy-aignaler. ••.' ,.'■.<■ • /' ■ : 18. : • Apparat ifalge ot hvilkot' oPa helst av-kravene 12 - 17 , . k ara k t e r i b ert vod at i2ottakorcmordMn2ea .(14)' oafatter on innrotnin{; (05) for oaforiiin^ dv dot %oaeto alruot-loké bQ lgeaignal til ,ot oloktrlok .ut^ungaai-gnal. >' '-V 19.. - Apparat ifol& o krav 17 ollor l(i.» ■ k a' rak to r i 3 0 r-t vea ut dpkodoG nordningen (16). omfatter itmre.tainje r (120, 140, 139, 145. 157) for diokrininor-Ing; av etoycisaaler i . et fpiaitbcutoov, Glektriok- kodøslgnal i ..det plQktriake utconGaci^al oon i^ orroeppndorer til dot kodeto \-, akustiske ba lge signal," og øn innretning (153) for generering åv det elektriske utgangssignal bare etter deteksjon av det forutbestemte elektriske kpdesignal.

20. : Apparat ifølgo krav 15, kara k t e r 1 sert ved at tideforeinkelsG sanorUningen (101) omfatter juoterbaro tidsanordninger og anordninger for å innstille den justerbare tidsanordning til en forutbestemt tidsperiode.

21. Apparat ifølge et hvilket som helst av kravene 12 - 20, kar a k .t e ris a r t ved at forbindolsesanordningen omfatter en røranordning (61) som kan anordnes i on foring (11) i et brønnhull, og mottalceranordningen (14) er anbrakt hoved-sakelig ved enden av røranordningen mot bunnen av borehullet og akustisk koplet til røranordningenj senderanordningen (16) anbrakt fjernt fra mottakeranordningen og borte fra bunnen av borehullet og akustisk koplet til røranordningoni og inrirétningor (17, 17') sjabrakt i mellomrommet mellom inngangen til borehullet og senderanordningen til avtetning av foringen for å hindre ut-otrømning a <y> eksplosive materialer til overflaten etter aktivering av.detonatoren.

22. Apparat ifølge krav 21, k a r ak te r i e o r t ved at røranordningen (61) omfatter i det minste to hule rør- seksjoner (10) med likt indre tverrsnitt hvori.bryteraktivatoren (45) og den akustiske koplingoanordning (19) er anbrakt i sammen-føyningen mellom de. to seksjoner.

23* Apparat ifølge krav 22, karakterisert ved at bryteraktivatoren (45) omfatter on avfaset overflate (34) som springer frem fra den indre overflate av sammenføyningen , mellom de to seksjoner (10), og bryteren (37) omfatter i dot minsto en bevegelig bryterana (36) som kan bringes i kontakt mod den indre overflate av røraekojonene, og som er i åpen still-ing-. - • •' \ ; ■ .. \ • .

24. Apparat ifolge et hvilket som holst av kravene 12 - 23. k a r akt e r i o e r t vod at senderanordningen (16) er innesluttet i et hus (28) som har et fremspringende ring-element (38) i 'glidende kontakt med det indre av røranordningen for sikker fastholding av senderanordningenvved rørsekDjonsaramén-føyningen. ' •

25. Apparat ifølge et hvilket com helst av kravene 12 -/ •• 24» k a rakt é r ia q r t vod at dot omfatter innretninger for a.frekyonoeyoipe03 konaontrorc.-til on oraal puls det. aodul-erte elektriske signal far dot blir onfornet til dot kodoto akustiske signal til sondorcsnordnin^ons (16) rooonansfrokvena.

26. Apparat ifol.-je larav 23». k a r a k t0 r A a o r t vod at frekvens- sveipe- oj -konoentras3onsanordningon sveipar over en rekke frekvennor oon oendoranordningens (16) roooaona-frelcvens kan endre seg.til ved vfiriaojonor i omgivondo trykk og temperatur.