NO860916L - Borehullplugg og metode. - Google Patents

Description

Teknisk område

Foreliggende oppfinnelse angår festing av plugger i borehull og anbringelse av eksplosiver i borehull. En ny borehullplugg er også en del av oppfinnelsen.

Kjent teknikk

Hvor borehull bores slik at en eksplosiv ladning kan utløses til en underjordisk jordstruktur, er det et problem at vann lokalisert ved de nedre områder av borehullet kan forhindre eller inhibere detonasjon av eksplosivet. I et forsøk på å overvinne dette problem anvendes vannfaste eksplosiver, men slike vannfaste eksplosiver er imidlertid generelt kostbare sammenlignet med andre eksplosiver.

Når mer enn én eksplosivdeponering skal anbringes ved adskilte intervaller i et borehull, har det vært vanlig å anbringe en søyle av betong eller lignende i en del av borehullet slik at en etterfølgende eksplosiv ladning kan adskilles i en distanse fra bunnen av borehullet. Anbringelse av betong eller lignende i dette område av borehullet er både tidkrevende og kostbart. Anbringelse av plugger ved valgte dyp i et borehull kalles generelt "dekkoppbygning". For tiden kjente dekkoppbygningsmetoder er kostbare og ineffektive.

Et eksempel på en dekkoppbygning er en tre- eller betongskive med et tverrsnitt hovedsakelig svarende til boretverrsnittet og som senkes med et rep til vannoverflaten. Det er også blitt foreslått å anvende som en dekkoppbygning en polyesterharpiks som flyter på vannet og som stivner etter ca. 45 minutter. Mer nylig er det blitt foreslått å erstatte dekkoppbygningen med en geleksplosiv oppslemning som flyter på vannlaget. Hver av de foregående metoder lider av ulemper. Tømmer eller betongdekkoppbygninger er ikke tilstrekkelig driftssikre, mens geleksplosiv-dekkopp-bygningssystemer er kostbare og er ikke lette å fremstille. Polyesterharpikser er vanskelige å anbringe uten forurens-ning av detoneringslunte, borevegg og/eller harpiksen og stivner langsomt. Det er således et behov for et dekkoppbyg- ningsystem som er billig, raskt, hensiktsmessig og som gir en pålitelig barriere over vannet.

Beskrivelse av oppfinnelsen

Et mål med foreliggende oppfinnelse er å overvinne de ovenfor angitte problemer. Oppfinnelsen omfatter i en bred form en borehullplugg omfattende to eller flere co-reagenser som ekspanderer når de blandes, hvilke co-reagenser er inneholdt på en slik måte at de ikke uforvarende blandes, men er blandbare når dette er nødvendig, hvilke co-reagenser enn videre er inneholdt i en ytre beholder, hvilken ytre beholder er tilpasset til å bibeholde co-reagensene mens disse blandes og som er dimensjonert for å slippes eller nedsenkes i et borehull.

Oppfinnelsen innbefatter også en metode for anbringelse av en eksplosiv ladning i et borehull omfattende trinnene for ekspandering av skummende reagenser ved en krevet posisjon i et borehull under dannelse av et dekk forankret til borehullveggen og anbringelse av eksplosiver på dekket. Reagensene kan blandes før eller etter nedsenkning i borehullet.

Oppfinnelsen medfører mange fordeler i forhold til kjente systemer - kompakt forpakning; lett, enkel å bære; rask operering, ca. 1 minutt for å lokaliseres i en ønsket posisjon; forpakningen har en holdbarhet på minst ett år; oljefeltarbeiderne som er utrenet i å håndtere farlige kjemikalier, kan ikke komme i kontakt med disse; fullstendig sikker i bruk, lagring og transport; er blitt fullt ut god-kjent av alle relevante bestemmende instanser; lav kostnad; er mangesidig, krever ikke spesialisert utstyr; er lett å lokalisere i borehull ved flyting på vannspeilet eller suspendering fra en lett streng.

Kort beskrivelse av tegninger

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet med hensyn til de medfølgende tegninger hvori: fig. 1 viser et eksempel på anvendelse av pluggen i et borehull;

fig. 2 viser et eksempel på pluggen ifølge oppfinnelsen.

Måter for utførelse av oppfinnelsen

I en foretrukket form av oppfinnelsen er det foreslått

å anvende en pose av et egnet materiale for å bli lokalisert ved en ønsket stilling i et borehull. Posen vil inneholde et ekspanderbart materiale som ekspanderes for å sikkert lokalisere posen i en ønsket stilling i borehullet. For å forsegle en eksplosiv ladning fra vann lokalisert i den nedre del av borehullet må f.eks. posen nedsenkes til en stilling over eller ved vannlinjen, og det ekspanderbare materiale tillates å ekspandere og derved danne en forsegling mellom vannet og den eksplosive ladning lokalisert over posen. Som et ytterligere alternativ kan posen inneholdende det ekspanderbare materiale, nedsenkes til en på forhånd bestemt posisjon på et rep eller lignende, og materialet tillates å ekspandere slik at materialet blir forankret til borehullveggene slik at posen vil lokalisere en eksplosiv ladning ved en posisjon adskilt fra bunnen av borehullet. Disse to eksempler er vist i fig. 1.

Det ekspanderende materiale kan være et hvilket som helst materiale som ekspanderer ved aktivering. Det vil van-ligvis omfatte minst to co-reagenser som ved blanding for-årsaker en nettoøkning i volum og som stivner til et fast materiale. Det vil generelt finne sted en forandring fra væsketilstand til fast tilstand under utvikling av en gass som fortrinnsvis danner et lukket-cellet skum. Det faste materiale kan være stivt eller fleksibelt. I foreliggende beskrivelse kalles slike foretrukne materialer for plastskum.

Eksempler på disse plastskum er polyurethan, polystyren, klorert eller klorsulfonert polyethylen, copolymerer av vinylidenfluorid og hexafluorpropylen, polyamider, polytetrafluorethylen, styren-acrylonitritt-copolymerer, polyvinylklorid, polyisocyanurater, polyfenoler, epoxyharpikser, silikonharpikser, celluloseacetat, cellulært gummi, latex-skumgummi, urea-formaldehydharpikser, polyimider og polyolefiner slik som polyethylen, polypropylen og ethylen-

propylen-copolymerer.

Den foretrukne ekspansjonsmekanisme er et polyurethan-skum.

Polyurethan er det generiske navn for et vidt område av produkter dannet ved omsetning av et isocyanat og en polyol.

Isocyanater

Det er to isocyanater kommersielt tilgjengelig i Australia. - Toluendiisocyanat (T.D.I.), (overveiende brukt i fleksible skum). - Polymert methylendiisocyanat (M.D.I.), (overveiende anvendt i stive, isolerende skum).

Det foretrukne isocyanat i systemet er M.D.I da dette er et mindre farlig materiale.

Imidlertid skal det bemerkes at M.D.I. er klassi-fisert som 6.1 (B) Farlig materiale, som må tas i betraktning ved utformingen av oppfinnelsen.

Polyoler

Det foreligger to hovedpolyolgrupper: polyetheroler og polyesteroler. Begge disse grupper er kommersielt til-gjengelige i Australia i et vidt område av produkter.

Egenskapene av det ferdige polyurethanprodukt varieres alt etter valg av polyol.

Den foretrukne polyol i systemet er en polyetherol hvor en del reagerer med 2 deler M.D.I. under dannelse av det stive polyurethan-sluttprodukt.

Skumming

Det foreligger to hovedmekanismer som anvendes for å oppnå den typiske vaffelmønstrede struktur som er forbundet med polyurethan. - Fluorert hydrocarbongass oppløst i polyolen, frigis under reaksjonen og innelukkes innen produktet. Skum med meget lav densitet kan produseres ved denne metode og også skum med glimrende isolerende egenskaper. - Carbondioxydgassutvikling. Fritt vann i polyolen vil reagere med isocyanatet under dannelse av carbondioxyd-gass som innelukkes, som danner den typiske cellulære struktur. Den foretrukne mekanisme er mekanismen ved "Water Blown System" som gir oppfinnelsen en glimrende holdbarhet selv ved forhøyede temperaturer.

Innerbeholdere ( 3 og 4 i fig. 2)

Det er viktig at co-reagensene holdes separat og holdes forseglet mot fuktighetsinngrep under lagring.

Materialsammensetningen av beholderne må være foren-lige med de kjemiske komponenter.

Konstruksjonen og forseglingen av beholderne må være slik at disse når de er fylt, oppfyller kravene fra de relevante bestemmende instanser med hensyn til transport, lagring og bruk.

Selv om en hvilken som helst egnet beholder kan anvendes, er den foretrukne beholder en formblåst polyethylen-krukke med lav densitet med et skrulokk. Denne beholder oppfyller alle de ovenfor angitte krav og er også betyd-ningsfull når det gjelder utøvelse av oppfinnelsen. - Co-reagensene kan frigis fra beholderne ved påføring av trykk. Eksempelvis fra trykk fra hælen av en fot. Dette betyr at co-reagensene kan lett frigis selv gjennom flere lag av innkapslende ytre poser.

Konstruksjonen og materialene anvendt for beholderne, er slik at selv ved brist vil ingen skarpe kanter eller punkter oppstå som ville kunne punktere de innkapslende poser.

Andre arrangementer tas i betraktning hvorved reagensene blandes in situ i borehullet. Eksempelvis kan en lang streng trekkes fra toppen av borehullet for å åpne de indre beholdere for å muliggjøre blanding av reagensene.

Ytre beholder ( indre pose) ( 2 i fig. 2)

Posen spiller en dobbeltrolle, for det første som en sikkerhet ved å holde co-reagensene som eventuelt lekker ut fra deres beholdere, og for det andre som reaksjonskar for kjemikaliene.

Posen er fortrinnsvis:

- transparent for at det kan observeres at alle co-reagensene er tømt fra sine individuelle beholdere og at tilstrekkelig blanding av co-reagensene er blitt oppnådd. - fleksibel nok til å muliggjøre rask og enkel blanding av co-reagensene for hånden, men likevel robust nok til å motstå punktering under revning av beholderne og den etterfølgende blanding. - være fremstilt av et materiale som er forenlig med co-reagensene. - være sterk nok til å inneholde reagensene under reaksjonen inntil i det minste posen er fullstendig fylt med skum. - tolerere den utviklede varme under reaksjonen uten å briste. - å være fremstilt av et materiale som er i stand til å bli skikkelig forseglet. - veggene og forseglingene av posen må være frie for lekkasjer. - dimensjonene av posen er slik at de tilkjenner skum å ekspandere lateralt til "borehull"-veggen før vertikal-ekspansjon opp "borehullet". - det relative volum av posen i forhold til det kjemiske skum er slik at det hindrer fri ekspansjon og således danner en sterk, stiv polyurethanplugg med høy densitet i tett kontakt med "borehull"-veggen.

Den foretrukne indre pose er fremstilt fra klar

"Lay Flat" slange av polyethylen med lav densitet, med en tilnærmet veggtykkelse på 0,0101 cm. Dimensjonene av slangen og lengden av posene er beregnet til å tilpasses "borehullet" i hvilket den anvendes. Posene er varmefor-seglet rundt kjemikaliebeholderne.

Det kan være tilveiebragt en ytterligere beholder (ytre pose) (1 i fig. 2). Posen spiller også en dobbeltrolle, for det første en sikkerhetsmessig rolle ved at den tilveiebringer ytterligere forsikring mot lekkasje av co-reagensene/og for det andre som en støtte for den indre pose under reaksjonen.

Posen er fortrinnsvis:

- transparent for at den tidligere angitte operasjon av den indre pose kan observeres. - fleksibel nok til å sikre lett blanding av reagensene, men likevel tilstrekkelig robust til å motstå uvøren håndtering, f.eks. påføring av trykk til beholderne med en fothæl. - være sterk nok til å understøtte den totale vekt og være i stand til å tolerere den varme som utvikles fra den indre pose uten lekkasje.

- være i stand til å kunne forsegles.

- veggene og forseglingene av posen må være frie for lekkasjer. - dimensjonene av den ytre pose er slik at de tillater full ekspansjon av den indre pose.

Den foretrukne ytre pose er fremstilt fra klar

"Lay Flat" slange av polyethylen med lav densitet med en veggtykkelse på ca. 0,015 cm.Dimensjonene av posen be-stemmes igjen av diameteren av "borehullet" i hvilket den skal anvendes.

Den ytre pose foldes og vikles pent rundt formen av de to beholdere, hvilket ytterligere øker den totale enhets evne til å motstå hårdhendt behandling ved transport og lagring.

Ved bruk bringes anordningen ifølge oppfinnelsen til et borehull, og de indre beholdere brytes og co-reagensene blandes. Den slippes deretter ned i borehullet for å

hvile på toppen av eventuelt tilstedeværende vann, eller den senkes ned til et krevet nivå hvor den ekspanderes og for-ankres til borehullveggen under dannelse av et dekk på hvilket eksplosivene anbringes.

Claims (16)

1. Borehullplugg omfattende to eller flere co-reagenser som ekspanderes når de blandes, hvilke co-reagenser er inneholdt på en måte slik at de ikke uforvarende blandes men er blandbare når nødvendig, hvilke co-reagenser ytterligere er inneholdt i en ytre beholder, hvilken ytre beholder er tilpasset til å holde co-reagensene mens disse blandes og som er dimensjonert for å slippes eller nedsenkes i et borehull.

2. Borehullplugg ifølge krav 1, karakterisert ved at co-reagensene er separat inneholdt i indre beholdere fra hvilke co-reagensene kan frigis uten åpning av ytre beholder.

3. Borehullplugg ifølge krav 2, karakterisert ved at de indre beholdere reagerer på trykk for å frigi co-reagensene inn i den ytre beholder.

4. Borehullplugg ifølge krav 2, karakterisert ved at de indre beholdere er plastkrukker med et skrulokk.

5. Borehullplugg ifølge krav 1, karakterisert ved at ytre beholder er en transparent og fleksibel pose.

6. Borehullplugg ifølge krav 5, karakterisert ved at ytre beholder er sterk nok til å inneholde co-reagensene inntil den i det minste er fullstendig fylt.

7. Borehullplugg ifølge krav 5, karakterisert ved at den ytre beholder er dimensjonert til å forårsake at co-reagensene ekspanderer lateralt.

8. Borehullplugg ifølge krav 5, karakterisert ved at det relative volum av ytre beholder i forhold til de reagerende co-reagenser er slik at det forhindres ekspansjon av co-reagensene.

9. Borehullplugg ifølge krav 1, karakterisert ved at co-reagensene omfatter komponentene av et polyurethanskumningssystem.

10. Borehullplugg ifølge krav 9, karakterisert ved at skumningssystemet omfatter et isocyanat og en polyol.

11. Borehullplugg ifølge krav 9, karakterisert ved at skumningssystemet omfatter to vektdeler polymert methylen-diisocyanat og en vektdel polyetherol.

12.B orehullplugg ifølge krav 1, karakterisert ved at co-reagensene omfatter komponentene som er nødvendige for å danne skum av ett eller flere av polystyren, klorert eller ikke-klorert polyethylen, copolymerer av vinylidenfluorid og hexafluorpropylen, polyamider, polytetrafluorethylen, styren-acrylonitritt-copolymerer, polyvinylklorid, polyisocyanurater, polyfenoler, epoxyharpikser, silikonharpikser, celluloseacetat, cellulær gummi, 1atex-skumgummi, urea-formaldehydharpikser, polyimider og polyolefiner.

13. Borehullplugg ifølge krav 1, karakterisert ved at den ytre beholder er innelukket i en ytterligere beholder.

14. Borehullplugg ifølge krav 13, karakterisert ved at den ytterligere beholder er av samme konstruksjon som den ytre beholder og stor nok til å tillate full ekspansjon av den ytre beholder.

15. Fremgangsmåte for anbringelse av en eksplosiv ladning i et borehull omfattende trinnene for å anvende en borehullplugg ifølge hvilket som helst av de foregående krav, blande co-reagensene slik at ekspansjon av blandingen starter, nedsenke pluggen i borehullet til den krevede posisjon, muliggjøre at ekspansjonen fortsetter under dannelse av et dekk tett festet til borehullveggen, nedsenkning av eksplosivet ned gjennom borehullet for å bli opplagret på dekket.

16. Fremgangsmåte for anbringelse av en eksplosiv ladning i et borehull, omfattende trinnene for ekspandering av skummende reagenser ved en krevet posisjon i et borehull under dannelse av et dekk forankret til borehullveggene og anbringelse av eksplosiver på dekket.