SE449661B

SE449661B - Underwater complete explosive system

Info

Publication number: SE449661B
Application number: SE8504272A
Authority: SE
Inventors: S E Bratt
Original assignee: Nobel Kemi Ab
Priority date: 1985-09-16
Filing date: 1985-09-16
Publication date: 1987-05-11
Also published as: SE8504272L; SE8504272D0

Abstract

The electrically detonatable blasting system comprises charges (19) provided with separate electric detonators. The charges are interconnected by electrically conductive cables, with a central firing unit. The central firing unit included in the system consists of an interface unit (1) disposed above the waterline with combined control and firing functions. The control and firing pulses of the unit are transmitted, via an electromagnetically shielded and earthed sea cable (2) to junction boxes (4,7-10) connectable below the waterline. To these junction boxes, a predetermined number of charge units (5) may be connected each comprising a number of charges (19) interconnected to a common coupling device (17) by separate conductors.

Description

449 661 2 i bruk. Sprängsystemet enligt uppfinningen är avsett att uppfylla samtliga de säkerhets-, funktions- och hanteringskrav som man rimligen kan ställa på ett dylikt system. 449 661 2 in use. The blasting system according to the invention is intended to meet all the safety, functional and handling requirements that can reasonably be imposed on such a system.

Det för uppfinningen utmärkande sprängsystemet skall nu beskrivas närmare i samband med bifogade figurer av vilka fig 1 och 2 schematiskt visar arbetsplatsen för rörgravsprängning på havs- botten t ex för nedläggning av rör för naturgas eller olja medan fig 3-5 visar olika typer av mellankopplingsboxar avsedda för sprängsystemet enligt uppfinningen, fig 6 en laddenhet enligt uppfinningen och fig 7 en laddjigg eller transportenhet för ladd- enheten enligt fig 6.The blasting system characteristic of the invention will now be described in more detail in connection with the accompanying figures, of which Figures 1 and 2 schematically show the work site for pipe trench blasting on the seabed, for example for laying pipes for natural gas or oil, while Figures 3-5 show different types of intermediate junction boxes intended. for the blasting system according to the invention, Fig. 6 a charging unit according to the invention and Fig. 7 a charging jig or transport unit for the charging unit according to Fig. 6.

Färdigkopplat kan det för uppfinningen kännetecknande spräng- systemet bilda två något olika grundmönster vars principiella upp- byggnad finns illustrerade på figur 1 respektive 2. Båda dessa grundmönster åstadkommes genom olika uppkoppling av samma bas- komponenter. Dessa utgörs för det första av en på ett dykerifar- tyg F eller dylikt ovan vattnet anordnad interfaceenhet 1 för kontroll och avfyring av laddningarna. Interfaceenhetens tekniska uppbyggnad bygger på känd teknik och kommer därför ej att detalj- diskuteras i detta sammanhang. Däremot kan det vara motiverat att påpeka att interfaceenheten 1 i sig innefattar en kontrollenhet, en dataenhet och en utlösningsenhet där kontrollenheten svarar 'för att ingen utlösningssignal kan ges förrän motstånd och iso- lering i den kompletta kretsen samt dess delar var för sig och som enhet kontrollerats och visat godkända värden medan dataenheten svarar för alla mätningar (utsändandet av mätpulser samt kontroll av att dessa kommer tillbaka och registrering av därvid uppmätta 'värden), datainsamling samt inställningen av tidsfördröjningen mellan de olika laddningarna/medan utlösningsenheten slutligen innefattar en laddningsgenerator av gängse typ med tillhörande kondensatorer och erforderliga indikeringsorgan samt utlösningsan- Ordning. De inom interfaceenheten alstrade kontroll- och spräng- pulserna matas vidare från interfaceenheten till sprängladdningarna via en sjökabel 2 som löper över en kabeltrumma eller annat kabel- magasin 3. Sjökabeln avslutas med en mellankopplingsbox 4 avsedd att kopplas av dykare under vattnet men på tillräckligt avstånd från sprängplatsen för att ej skadas vid sprängningen. I upp- finningen ingår att de olika sprängladdningarna samlas till ladd-' enheter 5 var och en innehållande ett visst antal delladdningar 19. 449 661 Varje sådan laddenhet 5, som av oss fått namnet OCTOPUSC) kopplas i förväg upp med sina olika delladdningar 19 ovan vattnet med hjälp av en speciell transportställning eller jigg 6 ända fram till anslutningsdonet 15 mot mellankopplingsboxen 4 som alltså är den sista koppling som görs sedan alla laddningar anbringats på plats i sina på förhand borrade hål h.When connected, the blasting system characteristic of the invention can form two slightly different basic patterns, the basic structure of which is illustrated in Figures 1 and 2, respectively. Both of these basic patterns are achieved by different connections of the same basic components. These consist first of all of an interface unit 1 arranged on a diving vessel F or the like above the water for controlling and firing the charges. The technical structure of the interface unit is based on known technology and will therefore not be discussed in detail in this context. On the other hand, it may be justified to point out that the interface unit 1 itself comprises a control unit, a data unit and a trip unit where the control unit is responsible for no trip signal can be given until resistance and isolation in the complete circuit and its parts individually and as a unit checked and shown approved values while the data unit is responsible for all measurements (the sending of measurement pulses and checking that these return and registration of measured values), data collection and the setting of the time delay between the different charges / while the trip unit finally includes a charge generator of normal type with associated capacitors and required indicating means as well as tripping device. The control and explosive pulses generated within the interface unit are fed further from the interface unit to the explosive charges via a submarine cable 2 which runs over a cable drum or other cable magazine 3. The submarine cable ends with an intermediate connection box 4 intended to be connected by divers underwater but at a sufficient distance from the blasting site so as not to be damaged by the blast. The invention includes that the various explosive charges are collected into charging units 5 each containing a certain number of subcharges 19. 449 661 Each such charging unit 5, which has been given the name OCTOPUSC by us) is connected in advance with its various subcharges 19 above the water by means of a special transport stand or jig 6 all the way to the connector 15 towards the intermediate connection box 4, which is thus the last connection made after all charges have been applied in place in their pre-drilled holes h.

Tidigare nämnda funktionskrav medför att varje sådan laddenhet eller OCTOPUS Scmåste ha sin egen matning från interfaceenheten via sjökabeln 2. Den senare innehåller alltså samma antal par- tvinnade separata friliggande från varandra isolerade matningar som det antal laddenheterden är avsedd att betjäna.Som regel är våra siökabkm avsedda för tio laddenheter där varje laddenhet i sin tur innehåller ett flertal olika laddningar (t ex 10-40 st).The previously mentioned functional requirements mean that each such charging unit or OCTOPUS Sc must have its own supply from the interface unit via the submarine cable 2. The latter thus contains the same number of twisted pair separate separate feeds as the number of the charging unit is intended to serve. intended for ten charging units where each charging unit in turn contains a number of different charges (eg 10-40 pcs).

Sjökabelns respektive matningar har vidare egen skyddsjord kompletterad med skärmning mot elektromagnetiska störningar.The submarine cable's respective feeds also have their own protective earth supplemented with shielding against electromagnetic interference.

Den till skyddsjorden anslutna skärmningen utgöres av aluminium- band.Varje matningsenhet kan dessutom kortslutas med speciella kortslutningsdon.The shield connected to the protective earth consists of aluminum strips. Each supply unit can also be short-circuited with special short-circuit devices.

Mellankopplingsboxarna 4, som alltså utgör mellansteget mellan den återanvändbara eller stationära delen av sprängssytemet och förbrukningsdelen, kan vara av olika utformning. På fig 3~5 visas tre olika alternativa utformningar samtliga avsedda för anslutning av tio olika laddenheter av typen OCTOPUš? Den på figur 3 visade mellankopplingsboxen av typ I är avsedd för anslutning av fem olika OCTOPU§3var i två olika grupper 7 respektive 8 anordnade på lämpligt avstånd från varandra. " Denna variant finns även illustrerad på fig 1 men där användes endast tre av de sammanlagt tio ingångarna i de olika mellankopp- lignsboxarna.The intermediate connection boxes 4, which thus constitute the intermediate stage between the reusable or stationary part of the blasting system and the consumption part, can be of different design. Figures 3 ~ 5 show three different alternative designs, all intended for connection of ten different charging units of the type OCTOPUš? The type I interconnection box shown in Figure 3 is intended for connecting five different OCTOPUs in two different groups 7 and 8, respectively, arranged at a suitable distance from each other. This variant is also illustrated in Fig. 1, but only three of the total of ten inputs in the various intermediate coupling boxes are used.

Givetvis kan fler än två mellankopplingsboxar anordnas i serie efter varandra men eftersom allt för många laddningar ej bör skjutas i samma salva så torde som regel tio anslutningar vara tillfylles.Of course, more than two interconnection boxes can be arranged in series one after the other, but since too many charges should not be fired in the same volley, ten connections should as a rule be filled.

Den på figur 4 visade mellankopplingsboxen 9 har tio separata kabelanslutningar i form av spridarkablar medan den på fig 5 449 661 4 visade mellankopplingsboxen 10 har tio ingångar 11 anordnade i en kopplingsplatta. Figur 2 kan ses som ett exempel på denna typ.The interconnection box 9 shown in Fig. 4 has ten separate cable connections in the form of diffuser cables, while the interconnection box 10 shown in Fig. 449 661 4 has ten inputs 11 arranged in a coupling plate. Figure 2 can be seen as an example of this type.

Samtliga dessa mellankopplingsboxar matas, d v s kopplas, alltså under vattnet med bibehållen skärmning. Som framgår av figurerna 3-5 är mellankopplingsboxarna försedda med en egen anslutnings- kabel 12 som avslutas med ett kontaktdon 13 för anslutning till motsvarande kontaktdon 14 på sjökabeln. Detta för att skadade mel- lankopplingsboxar lätt skall kunna bytas.All these intermediate connection boxes are fed, ie connected, ie underwater with retained shielding. As can be seen from Figures 3-5, the interconnection boxes are provided with their own connection cable 12 which terminates with a connector 13 for connection to the corresponding connector 14 on the submarine cable. This is so that damaged intermediate junction boxes can be easily replaced.

Varje laddenhet eller OCTOPUSCÉ enligt uppfinningen innefattar en anslutningskontakt 15 för anslutning till mellankopplingsboxen 4 en huvudmatningskabel 16 med tillräcklig längd för att mellankopp~ lingsboxen skall komma så långt bort från skjutområdet att den normalt ej skadas, en kopplingsdosa 17 från vilken matningskablar 18 utgår till de olika delladdningarna 19.Each charging unit or OCTOPUSCÉ according to the invention comprises a connection connector 15 for connection to the intermediate connection box 4, a main supply cable 16 of sufficient length for the intermediate connection box to come so far away from the firing area that it is not normally damaged, a connection box 17 from which supply cables 18 to the various the subcharges 19.

Dessa matningskablar avslutas med ett kontaktdon 20 vid vilket delladdningarna 19 anslutes. Denna anslutning görs ovan vattnet omedelbart innan transportställningen med laddningarna och till- hörande "kablage“ firas ned till sprängplatsen under vattnet.These supply cables are terminated by a connector 20 to which the subcharges 19 are connected. This connection is made above the water immediately before the transport stand with the charges and the associated "cabling" is celebrated down to the blasting site under the water.

Den sista anslutningskabeln 21 från delladdningen 19 till kontakt- donet 20 är så kort (max 30 cm) att någon skärmning för närvarande ej är påkallad.The last connection cable 21 from the partial charge 19 to the connector 20 is so short (max. 30 cm) that no shielding is currently required.

Själva delladdningen 19 utgöres av en rörladdningfsprängstavjför- sedd med eltändare och booster samt eventuell fördröjninossats mellan eltändaren och boostern. Rörladdningarna 19 är skarvnara för varierande håldjup.Be är avsedda att placeras i sin i förväg borrade hål h av dykare eller laddrobot.The partial charge 19 itself consists of a tube charge detonating rod equipped with an electric lighter and booster and any delay between the electric lighter and the booster. The pipe charges 19 are splices for varying hole depths. They are intended to be placed in their pre-drilled holes h by divers or loading robots.

Beträffande avfyrningen av delladdningarna gäller att dessa kan vara inbördes tidsfördröjda antingen med hjälp av pyrotekniska fördröjningssatser anordnade mellan eltändare och booster eller på elektronisk väg av interfaceenheten som ju har separat kontakt med varje laddenhet. Ofta kan en kombination mellan elektronisk- och pyroteknisk fördröjning vara praktisk d v s interfaceenhten fördröjer tändningen mellan laddenheterna och pyrotekniska satser fördröjer tändningen mellan delladdningarna inom varje laddenhet. s 44-9 661 För att underlätta iordningställandet och utplaceringen, av ladd- enheterna 5 har vi konstruerat den för systemet utmärkande jiggen (kasetten eller transportställning)6. Denna har formen av ett bock- eller takformat stativ företrädesvis av stål med två rela- tivt varandra vinklade sidodelar 22, 23 och företrädesvis även en plan övre ramdel 24. Såväl sidodelarna 22, 23 som den övre ram» delen 24 i den mån den senare finns, eljest bildar sidodelarna en vass toppkant, är med fördel utformade som öppna balkkonstruktioner där sidodelarna är så utformade att de egentliga språng- eller del= laddnignarna 19, som ju utgöres av rörladdningar, kan spännas fast längs vardera sidodelen. Kopplingsdosan 17 spänns vidare fast i eller under jiggens övre del företrädesvis omedelbart under den nivå som bildar jiggens översta del alltså i de flesta fall under den övre ramdelen 24. De mellan kopplingsdosan 17 och respektive delladdningarna 19 via de över vattnet ombord på dykerifartyget 1 eller motsvarande kopplade kontaktdonen 20 anordnade kablarna 18 hängs upp under jiggen 6 medan huvudmatningskabeln 16 anordnas lätt tillgänglig på jiggens ovansida där det även finns en blind- kontakt 25 för jordning och kortslutning av kabelns ström- och jordledare. Anslutningen mellan anslutningskontakten 15 och mellan- kopplingsboxen 4 (7 - 10) är det absolut sista momentet som görs efter det att samtliga laddningar placerats i sina borrhâl h.Regarding the firing of the subcharges, these can be mutually time-delayed either by means of pyrotechnic delay kits arranged between electric lighters and boosters or by electronic means of the interface unit, which of course has separate contact with each charging unit. Often a combination of electronic and pyrotechnic delay can be practical, ie the interface unit delays the ignition between the charging units and pyrotechnic charges delay the ignition between the subcharges within each charging unit. pp. 44-9 661 To facilitate the preparation and placement of the charging units 5, we have designed the jig (cassette or transport rack) that characterizes the system 6. This has the shape of a frame or roof-shaped frame, preferably of steel, with two relatively angled side parts 22, 23 and preferably also a flat upper frame part 24. Both the side parts 22, 23 and the upper frame part 24 insofar as the latter are present, otherwise the side parts form a sharp top edge, are advantageously designed as open beam constructions where the side parts are designed so that the actual jump or part charges 19, which of course consist of pipe charges, can be clamped along each side part. The junction box 17 is further clamped in or below the upper part of the jig, preferably immediately below the level which forms the upper part of the jig, i.e. in most cases below the upper frame part 24. Those between the junction box 17 and the respective subcharges 19 via the above water on board the diving vessel 1 or equivalent The cables 18 arranged on the connected connectors 20 are hung under the jig 6, while the main supply cable 16 is arranged easily accessible on the upper side of the jig, where there is also a blind contact 25 for grounding and short-circuiting the cable's current and earth conductors. The connection between the connection contact 15 and the intermediate connection box 4 (7 - 10) is the absolute last step that is made after all charges have been placed in their drill holes h.

Fram till anslutningen till mellankopplingsboxen skall alltså an» slutningskontakten 15 vara_kortsluten och jordad i jiggen 6 via blindkontakten 25. Som tidigare antytts har jiggen , kopplinge- dosan, kablarna/kontaktdonen ,eltändarna och rörladdningarna kopplats och iordningställts ombord på dykerifartyget F.Until the connection to the intermediate connection box, the connection contact 15 must therefore be short-circuited and grounded in the jig 6 via the blind contact 25. As previously indicated, the jig, the connection box, the cables / connectors, the lighters and the pipe charges have been connected and prepared on board the diving vessel F.

Sedan kontakten 15 anslutits till mellankopplingsboxen 4 och jiggarna transporteras undan ser sprängplatsen ut som endera av de bägge varianter som finns illustrerade på figurerna 1 och 2.After the contact 15 has been connected to the intermediate connection box 4 and the jigs have been transported away, the blasting site looks like either of the two variants illustrated in Figures 1 and 2.

Dessa figurer visar emellertid endast vardera tre laddenehter men detta antal kan göras betydligt större t ex 10 st samtidigt som varje laddenhet på figurerna innefattar tio rörladdningar men dessa kan som visas på figuren 7 ökas till tjugoeller fler.However, these figures only show three charging units each, but this number can be made significantly larger, eg 10 at the same time as each charging unit in the figures comprises ten pipe charges, but these can be increased to twenty or more as shown in Figure 7.

Uppfinningen som alltså avser ett komplett undervattensprängsystem har ytterligare definierats i de efterkommande patentkravenqThe invention thus relating to a complete underwater blasting system has been further defined in the appended claims.

Claims

(can) -šß Vi? LR. PATENT REQUIREMENTS

Electrically initiated underwater blasting system comprising a plurality of separate electric lighters or explosive rods (19) fitted with separate electrical igniters which are connected by electrically conductive cables to a central firing unit characterized in that the central firing unit included in the system is an interface arranged above the water (1) with combined control and firing functions and that its control and firing pulses are fed via an electromagnetically shielded and with protective earthed submarine cable (2) to submersible interconnection boxes (4, 7-10) to which a certain number of charging units ( 5), each comprising a number of pipe charges or explosive rods (19) connected to a common junction box (17) by means of separate conductors, can be connected.

Explosion system according to Claim 1, characterized in that in addition to the submarine cable (2), the interface unit (1) also the intermediate connection boxes (4) and associated connection cables and junction boxes are provided with earth connections and shielding against electromagnetic interference currents. .

3. An explosive system according to claim 2, characterized in that each tubular charge or explosive rod (19) is connected to the respective junction box (17) via a separate connector (20) where the cable (21) from the charging igniter 7 449 661 to the connector ( 20) is so short that this cable does not need to be shielded but that the cable from the connector and all the way to the interface unit is shielded against electromagnetic interference currents.

Explosion system according to claim 3, characterized in that the ignition circuits from the interface unit to the respective charge are so connected that each charge receives the same ignition current.

Explosion system according to claim 4, characterized in that the interface unit is electronically responsible for a predetermined time delay between the charging units while the subcharges within the units are time delayed among themselves in a pyrotechnic manner.

Blasting system according to one of the preceding claims, characterized in that the submarine cable (2) contains a twisted double conductor and a separate earth cable as well as its own shielding for each charging unit that it (submarine cable) is to serve.