WO2000057124A1 - Method for triggering detonators via a line of a large length - Google Patents

Method for triggering detonators via a line of a large length Download PDF

Info

Publication number
WO2000057124A1
WO2000057124A1 PCT/EP2000/001821 EP0001821W WO0057124A1 WO 2000057124 A1 WO2000057124 A1 WO 2000057124A1 EP 0001821 W EP0001821 W EP 0001821W WO 0057124 A1 WO0057124 A1 WO 0057124A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
voltage
detonators
line
triggering
detonator
Prior art date
Application number
PCT/EP2000/001821
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Heinz Schäfer
Ulrich Steiner
Andreas Zemla
Original Assignee
Dynamit Nobel Gmbh Explosivstoff- Und Systemtechnik
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dynamit Nobel Gmbh Explosivstoff- Und Systemtechnik filed Critical Dynamit Nobel Gmbh Explosivstoff- Und Systemtechnik
Priority to AT00920468T priority Critical patent/ATE267382T1/en
Priority to DE50006500T priority patent/DE50006500D1/en
Priority to AU41039/00A priority patent/AU4103900A/en
Priority to EP00920468A priority patent/EP1166037B1/en
Publication of WO2000057124A1 publication Critical patent/WO2000057124A1/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42D—BLASTING
    • F42D1/00—Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping
    • F42D1/04—Arrangements for ignition
    • F42D1/045—Arrangements for electric ignition
    • F42D1/05—Electric circuits for blasting

Definitions

  • the invention relates to a method for triggering detonators over a long length line according to the preamble of the first claim.
  • Drilling for the exploration and exploration of oil and gas fields extends over lengths that, in particular horizontally, already extend far beyond 10,000 m.
  • the borehole is usually perforated at several predetermined locations in order to allow, for example, the oil to enter the borehole.
  • suitable explosive charges are positioned at the intended locations, which are detonated in a predetermined sequence using detonators.
  • Several igniters in series are also ignited via a common line. Such a
  • Ignition circuit is known for example from EP 0 588 685 B1.
  • the detonators are controlled individually and then triggered.
  • the ignition signal consists of an information component for addressing and unlocking the individual detonators and an energy component that triggers the ignition.
  • Known electronic detonators require an unlocking sequence which consists of polarity changes in the nominal voltage which is present at the output of the detonator release device. In addition to the number of changes, the time between changes in the unlocking sequence is evaluated. This code is only accepted by the electronic detonator if the number of polarity changes is correct within a defined time and the slope of the polarity changes is defined.
  • the voltage level can be so low and the signals of the transmitted data can be so distorted that the detonator does not recognize the signals and no ignition is triggered becomes.
  • the distortion of the signals is primarily caused by the lack of edge steepness between the polarity changes in the nominal voltage.
  • the cause of these faults lies in the capacitive and inductive behavior of the long line and the consumers upstream of the detonators, such as the feed drive of the drill head in the horizontal direction, its protective relay, the auxiliary tools and the positioning device. These consumers are supplied with energy via the same line through which the detonators are triggered. When the supply voltage is switched off and the signal and ignition voltage are switched on for data transmission or triggering of the detonators, the discharging capacities of the consumers are charged by this voltage. The result is a voltage drop and therefore a signal weakening.
  • the effects of the capacitive resistances on the signals of the detonator release device are reduced in that, before the detonator is triggered, a DC voltage is applied to the line to the detonators, with which the capacities of the consumers are charged to such a level that the subsequent generation the signals for triggering the detonators no longer have any effect on the capacities of the consumers.
  • the capacities of the consumers are discharged again after being charged, but the previous charging to a high level ensures that, at least until the last detonator is triggered, there is no charge due to charge losses Capacities. As a result, the nominal voltage required to generate the signals does not drop below their required level.
  • the applied DC voltage is higher than the nominal voltage for generating the signals.
  • the nominal voltage is 24 volts
  • a voltage of 28 volts DC can be provided to charge the capacitors.
  • a corresponding time can be provided in which the increased voltage is applied. In the example provided, an activation period of about 5 seconds would be advantageous.
  • the increased voltage is below a critical voltage that can cause an igniter to trip.
  • the detonators are generally designed so that they are resistant to a certain extent beyond the nominal voltage that is provided for generating the signals for triggering an detonator, without triggering. According to the invention, however, the intended tolerance range is not exhausted in order to avoid any risk, on the other hand, the level of the voltage is chosen so that the intended charging of the capacities of the consumers is possible within a very short time.
  • the capacitive resistances vary depending on the length of the line and the additional consumers placed in the borehole and connected to it, it is advantageous if the capacitive resistance is determined before the capacitors are charged and, depending on its size, the capacitance is used to charge the capacitors at least the required DC voltage is determined. This ensures that the critical value of the voltage for triggering an igniter is not exceeded.
  • the DC voltage to be switched on can thus be individually tailored to the respective application.
  • the line to the detonators with their additionally connected consumers is a resonant circuit with a low-pass filter effect due to the inductances and capacitances. The low-pass filter effect is influenced in particular by the capacitances.
  • the critical frequency at which the low-pass filter effect occurs can be determined by determining the capacitive resistance. A suitable signal frequency is then selected in order to effectively exclude the low-pass filter effect. According to the invention, a frequency which is reduced to such an extent is chosen that the voltage rises again to the final voltage in each period. Furthermore, this voltage must be present at its nominal level for a predeterminable time until the next polarity change, so that the characteristic signal formation is maintained and the polarity changes are also recognized by the signal receivers of the detonator.
  • FIG. 1 shows an equivalent circuit diagram of a borehole assembly with detonators and additional consumers
  • FIG. 1 shows the conventional course of the signal and ignition voltage at
  • FIG. 3 shows the course of the signal and ignition voltage according to the invention.
  • a line 3 with two line strands 3a and 3b leads from the detonator triggering device 2 to the detonators 4a, 4b and 4c.
  • the charges 5a, 5b and 5c to be ignited are assigned to them.
  • the additional consumers are as ohmic resistors 6, inductive resistors 7 - o -
  • Designated 10 is a circuit breaker with which the detonators 4a to 4c are separated from the wiring harnesses 3a and 3b while the other consumers are being supplied via the voltage source 9.
  • a control device is designated, with which, as indicated by a ⁇ o line 12, the circuit breaker 10 can be operated.
  • a further switch 13 is provided which, as indicated by the line 14, can be actuated by the control device 11.
  • the circuit breaker 15 10 When the voltage source 9 is disconnected from the line 3, the circuit breaker 15 10 is closed and the voltage source 15 is connected to the line strands 3a, 3b without first generating signals for triggering the detonators for 4a to 4c. Then, in accordance with the present exemplary embodiment, the capacitive resistance and the voltage drop in line 3 are determined using a test device designated by 16, which is connected to lines 3a and 3b via lines 17 and 18. These values are transmitted via line 19 to the ignition trigger device 2. To charge the capacitors 8 of the consumers, a higher voltage is then applied from the voltage source 15 over a predefinable time than is provided for generating the signals for triggering the detonators.
  • test device 16 can also be provided to determine the capacitive low-pass filter effect of the line 3 and the connected additional consumers on the basis of the capacitive resistance and to report it to the detonator triggering device 2, so that one of the capacitive resistance of the line and the Frequency matched to the consumer Potential change in the voltage for generating the signals for triggering the igniter is set.
  • FIG. 2 shows the conventional course of a signal upon arrival at an igniter in a voltage-time diagram (U, t).
  • a direct voltage of the voltage source 15 is applied from the igniter triggering device 2 to the line 3 in the amount U n + . It is the nominal voltage required to generate the signals.
  • the signal sequence characterized by a change in polarity of the nominal voltage between the polarities U n + and U n-, begins with the frequency f. The duration of half a period is denoted by ti.
  • the capacities of the consumers are charged before the signals are generated.
  • the signal voltage no longer has to additionally charge the capacitors.
  • the respective nominal voltage U n + or U n - is reached with each change in polarity.
  • the frequency f e is reduced with respect to the low-pass filter effect compared to the original frequency f according to FIG. 2.
  • the interval according to FIG. 2 is extended by a time t 2 .
  • the voltage rises to the nominal voltage and is held at this level for a predefinable time t 3 before the next polarity change begins.
  • the nominal voltage is actually reached in its full amount with each polarity change and is held at this level for a certain, predefinable time t 3 , it is possible for the igniter electronics to receive and identify the signals correctly.
  • the invention thus enables a safe and interference-free signal transmission between the detonator triggering device and the detonators and thus ensures that each detonator is also triggered at the intended time.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Air Bags (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

When triggering detonators via lines of a large length, which is often the case in exploration wells in oil or natural gas fields, signal distortions occur due to the capacitive and inductive behavior of the long line (3) as well as of the consumers connected in incoming circuit to the detonators (4a, 4b, 4c). For this reason, a sure triggering of the detonators is no longer guaranteed. The invention thus provides that, before the detonators are triggered, the existing capacitors (8) are charged by applying a direct current to the line. Said capacitors (8) are charged to a level such that, at least up to the time at which the last detonator is triggered, the capacitors are not subjected to an additional charging that is induced by charge losses.

Description

Verfahren zum Auslösen von Zündern über eine Leitung großer Länge Method of triggering detonators over a long line
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auslösen von Zündern über eine Leitung großer Länge entsprechend dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.The invention relates to a method for triggering detonators over a long length line according to the preamble of the first claim.
Bohrungen, die der Exploration und dem Aufschluß von Öl- und Gasfeldern dienen, erstrecken sich über Längen, die insbesondere horizontal bereits weit über 10000 m hinausreichen. Das Bohrloch wird meist an mehreren, vorgegebenen Stellen perforiert, um den Zutritt beispielsweise des Öls zum Bohrloch zu ermöglichen.Drilling for the exploration and exploration of oil and gas fields extends over lengths that, in particular horizontally, already extend far beyond 10,000 m. The borehole is usually perforated at several predetermined locations in order to allow, for example, the oil to enter the borehole.
Andere Sprengungen lockern das Gestein in der Umgebung des Bohrlochs, um denOther blasts loosen the rock around the borehole
Zufluß des Öls zum Bohrloch zu erleichtern. Zu diesen Zwecken werden an den vorgesehenen Stellen geeignete Sprengladungen positioniert, die mit Sprengzündern in einer vorgegebenen Reihenfolge gezündet werden. Dabei werden auch mehrere, hintereinanderliegende Zünder über eine gemeinsame Leitung gezündet. Ein solcherFacilitate flow of oil to the borehole. For this purpose, suitable explosive charges are positioned at the intended locations, which are detonated in a predetermined sequence using detonators. Several igniters in series are also ignited via a common line. Such a
Zündkreis ist beispielsweise aus der EP 0 588 685 B1 bekannt. Die Zünder werden jeweils einzeln angesteuert und dann ausgelöst. Das Zündsignal besteht aus einer Informationskomponente zur Adressierung und Entsicherung der einzelnen Zünder und einer Energiekomponente, die die Zündung auslöst.Ignition circuit is known for example from EP 0 588 685 B1. The detonators are controlled individually and then triggered. The ignition signal consists of an information component for addressing and unlocking the individual detonators and an energy component that triggers the ignition.
Bekannte elektronische Zünder benötigen eine Entsicherungssequenz, die aus Polaritätswechseln der Nennspannung besteht, die am Ausgang der Zünderauslöseeinrichtung anliegt. Neben der Anzahl der Wechsel wird die Zeit zwischen den Wechseln der Entsicherungssequenz ausgewertet. Nur bei korrekter Anzahl von Polaritätswechseln in einer definierten Zeit und einer definierten Flankensteilheit der Polaritätswechsel wird dieser Code vom elektronischen Zünder akzeptiert.Known electronic detonators require an unlocking sequence which consists of polarity changes in the nominal voltage which is present at the output of the detonator release device. In addition to the number of changes, the time between changes in the unlocking sequence is evaluated. This code is only accepted by the electronic detonator if the number of polarity changes is correct within a defined time and the slope of the polarity changes is defined.
Bei großen Leitungslängen stößt die Informationsübertragung an ihre Grenzen. Der Spannungspegel kann so niedrig und die Signale der übermittelten Daten können so verzerrt sein, daß der Zünder die Signale nicht erkennt und keine Zündung ausgelöst wird. Die Verzerrung der Signale wird vorrangig durch die mangelnde Flankensteilheit zwischen den Polaritätswechseln der Nennspannung hervorgerufen. Die Ursache für diese Störungen liegt in den kapazitiven und induktiven Verhalten der langen Leitung sowie der den Zündern vorgeschalteten Verbrauchern wie beispielsweise dem Vorschubantrieb des Bohrkopfs in horizontaler Richtung, dessen Schutzrelais, den Hilfswerkzeugen und der Positioniereinrichtung. Diese Verbraucher werden über dieselbe Leitung mit Energie versorgt, über die die Zünder ausgelöst werden. Bei Abschaltung der Versorgungsspannung und Aufschaltung der Signal- und Zündspannung zur Datenübermittlung beziehungsweise Auslösung der Zünder werden die sich entladenden Kapazitäten der Verbraucher durch diese Spannung aufgeladen. Die Folge ist ein Spannungsabfall und dadurch bedingt eine Signalschwächung.With long cable lengths, information transmission reaches its limits. The voltage level can be so low and the signals of the transmitted data can be so distorted that the detonator does not recognize the signals and no ignition is triggered becomes. The distortion of the signals is primarily caused by the lack of edge steepness between the polarity changes in the nominal voltage. The cause of these faults lies in the capacitive and inductive behavior of the long line and the consumers upstream of the detonators, such as the feed drive of the drill head in the horizontal direction, its protective relay, the auxiliary tools and the positioning device. These consumers are supplied with energy via the same line through which the detonators are triggered. When the supply voltage is switched off and the signal and ignition voltage are switched on for data transmission or triggering of the detonators, the discharging capacities of the consumers are charged by this voltage. The result is a voltage drop and therefore a signal weakening.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine störungsfreie Auslösung von Zündern, insbesondere Sprengzündern, über eine Leitung großer Länge sicherzustellen.It is therefore the object of the present invention to ensure trouble-free triggering of detonators, in particular detonators, over a line of great length.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit Hilfe der kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen beansprucht.The problem is solved with the aid of the characterizing features of the first claim. Advantageous embodiments of the invention are claimed in the subclaims.
Erfindungsgemäß werden die Auswirkungen der kapazitiven Widerstände auf die Signale der Zünderauslöseeinrichtung dadurch vermindert, daß vor der Auslösung der Zünder auf die Leitung zu den Zündern eine Gleichspannung aufgeschaltet wird, mit der die Kapazitäten der Verbraucher auf ein solches Niveau aufgeladen werden, daß bei der nachfolgenden Generierung der Signale zur Auslösung der Zünder die Kapazitäten der Verbraucher keine Wirkung mehr zeigen. Die Kapazitäten der Verbraucher entladen sich nach ihrer Aufladung zwar wieder, aber die zuvor erfolgte Aufladung auf ein hohes Niveau stellt sicher, daß zumindest bis zum Zeitpunkt der Auslösung des letzten Zünders keine durch Ladungsverluste bedingte Aufladung der Kapazitäten erfolgt. Dadurch sinkt die zur Generierung der Signale erforderliche Nennspannung nicht unter ihr erforderliches Niveau.According to the invention, the effects of the capacitive resistances on the signals of the detonator release device are reduced in that, before the detonator is triggered, a DC voltage is applied to the line to the detonators, with which the capacities of the consumers are charged to such a level that the subsequent generation the signals for triggering the detonators no longer have any effect on the capacities of the consumers. The capacities of the consumers are discharged again after being charged, but the previous charging to a high level ensures that, at least until the last detonator is triggered, there is no charge due to charge losses Capacities. As a result, the nominal voltage required to generate the signals does not drop below their required level.
Um die Aufladung der Kapazitäten auf ein entsprechend hohes Niveau sicherzustellen, ist es von Vorteil, wenn die aufgeschaltete Gleichspannung höher ist als die Nennspannung zur Generierung der Signale. Beträgt beispielsweise die Nennspannung 24 Volt, so kann zum Aufladen der Kapazitäten eine Spannung von 28 Volt Gleichspannung vorgesehen sein. Um eine Aufladung der Kapazitäten auf das gewünschte Niveau sicherzustellen, kann eine entsprechende Zeit vorgesehen sein, in der die erhöhte Spannung aufgeschaltet wird. Beim vorgesehenen Beispiel wäre eine Aufschaltdauer von etwa 5 Sekunden vorteilhaft.In order to ensure that the capacities are charged to a correspondingly high level, it is advantageous if the applied DC voltage is higher than the nominal voltage for generating the signals. For example, if the nominal voltage is 24 volts, a voltage of 28 volts DC can be provided to charge the capacitors. In order to ensure that the capacities are charged to the desired level, a corresponding time can be provided in which the increased voltage is applied. In the example provided, an activation period of about 5 seconds would be advantageous.
Zu beachten ist, daß die erhöhte Spannung unterhalb einer kritischen Spannung liegt die die Auslösung eines Zünder verursachen kann. Die Zünder sind in der Regel so ausgelegt, daß sie eine im bestimmten Umfang über die Nennspannung, die zur Generierung der Signale zur Auslösung eines Zünders vorgesehen ist, resistent sind, ohne daß sie auslösen. Entsprechend der Erfindung wird allerdings der vorgesehene Toleranzbereich nicht ausgeschöpft, um jegliches Risiko zu vermeiden, andererseits wird die Höhe der Spannung so gewählt, daß innerhalb sehr kurzer Zeit die beabsichtigte Aufladung der Kapazitäten der Verbraucher möglich wird.It should be noted that the increased voltage is below a critical voltage that can cause an igniter to trip. The detonators are generally designed so that they are resistant to a certain extent beyond the nominal voltage that is provided for generating the signals for triggering an detonator, without triggering. According to the invention, however, the intended tolerance range is not exhausted in order to avoid any risk, on the other hand, the level of the voltage is chosen so that the intended charging of the capacities of the consumers is possible within a very short time.
Da die kapazitiven Widerstände je nach Länge der Leitung und der in das Bohrloch verbrachten und an ihr angeschlossenen zusätzlichen Verbraucher unterschiedlich ist, ist es vorteilhaft, wenn vor einer Aufladung der Kapazitäten der Verbraucher der kapazitive Widerstand ermittelt und in Abhängigkeit seiner Größe die zur Aufladung der Kapazitäten mindestens erforderliche Gleichspannung bestimmt wird. Dadurch ist sichergestellt, daß keine den kritischen Wert der Spannung zur Auslösung eines Zünders überschritten wird. Die aufzuschaltende Gleichspannung kann damit individuell auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmt werden. Die Leitung zu den Zündern mit ihren zusätzlich angeschlossenen Verbrauchern stellt aufgrund der Induktivitäten und Kapazitäten einen Schwingkreis mit einer Tiefpaßfilter-Wirkung dar. Die Tiefpaßfilter- Wirkung wird insbesondere durch die Kapazitäten beeinflußt. Durch Bestimmung des kapazitiven Widerstands läßt sich die kritische Frequenz ermitteln, ab der die Tiefpaßfilter-Wirkung eintritt. Daraufhin wird eine geeignete Signalfrequenz gewählt, um die Tiefpaßfilter-Wirkung wirksam auszuschließen. Es wird erfindungsgemäß eine so weit herabgesetzte Frequenz gewählt, daß in jeder Periode die Spannung wieder bis auf die Endspannung ansteigt. Weiterhin muß diese Spannung über eine vorgebbare Zeit bis zum nächsten Polaritätswechsel auf ihrem Nenn-Niveau anliegen, damit die charakteristische Signalprägung beibehalten wird und die Polaritätswechsel von den Signalempfängern des Zünders auch erkannt werden.Since the capacitive resistances vary depending on the length of the line and the additional consumers placed in the borehole and connected to it, it is advantageous if the capacitive resistance is determined before the capacitors are charged and, depending on its size, the capacitance is used to charge the capacitors at least the required DC voltage is determined. This ensures that the critical value of the voltage for triggering an igniter is not exceeded. The DC voltage to be switched on can thus be individually tailored to the respective application. The line to the detonators with their additionally connected consumers is a resonant circuit with a low-pass filter effect due to the inductances and capacitances. The low-pass filter effect is influenced in particular by the capacitances. The critical frequency at which the low-pass filter effect occurs can be determined by determining the capacitive resistance. A suitable signal frequency is then selected in order to effectively exclude the low-pass filter effect. According to the invention, a frequency which is reduced to such an extent is chosen that the voltage rises again to the final voltage in each period. Furthermore, this voltage must be present at its nominal level for a predeterminable time until the next polarity change, so that the characteristic signal formation is maintained and the polarity changes are also recognized by the signal receivers of the detonator.
Anhand folgender Darstellung wird die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail with the aid of the following illustration.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 ein Ersatzschaltbild einer Bohrlochbestückung mit Sprengzündern und zusätzlichen Verbrauchern,FIG. 1 shows an equivalent circuit diagram of a borehole assembly with detonators and additional consumers,
Figur 2 den herkömmlichen Verlauf der Signal- und Zündspannung bei derFigure 2 shows the conventional course of the signal and ignition voltage at
Ankunft an einem Zünder undArriving at a detonator and
Figur 3 den Verlauf der Signal- und Zündspannung entsprechend der Erfindung.Figure 3 shows the course of the signal and ignition voltage according to the invention.
In Figur 1 ist mit 1 das Ersatzschaltbild einer Bohrlochbestückung mit Sprengzündern und zusätzlichen Verbrauchern dargestellt. Von der Zünderauslöseeinrichtung 2 führt eine Leitung 3 mit zwei Leitungssträngen 3a und 3b zu den Zündern 4a, 4b und 4c. Ihnen zugeordnet sind die jeweils zu zündenden Ladungen 5a, 5b und 5c. Die zusätzlichen Verbraucher sind als ohmsche Widerstände 6, induktive Widerstände 7 - o -1 shows the equivalent circuit diagram of a borehole assembly with detonators and additional consumers. A line 3 with two line strands 3a and 3b leads from the detonator triggering device 2 to the detonators 4a, 4b and 4c. The charges 5a, 5b and 5c to be ignited are assigned to them. The additional consumers are as ohmic resistors 6, inductive resistors 7 - o -
sowie kapazitive Widerstände 8 symbolisiert. Es sind beispielsweise der Vorschubantrieb des Bohrkopfes, dessen Schutzrelais, die Hilfswerkzeuge sowie die Positioniereinrichtung. Zur Versorgung insbesondere des Vorschubantriebs des Bohrkopfs ist eine höhere Spannung erforderlich als zur Generierung der zum 5 Auslösen der Zünder erforderlichen Signale. Die Spannungsquelle zur Versorgung dieser zusätzlichen Verbraucher ist mit 9 bezeichnet. Mit 10 bezeichnet ist ein Schutzschalter, mit dem die Zünder 4a bis 4c während der Versorgung der übrigen Verbraucher über die Spannungsquelle 9 von den Leitungssträngen 3a und 3b getrennt werden. Mit 11 ist eine Steureinrichtung bezeichnet, mit der, wie durch eine ιo Leitung 12 angedeutet, der Schutzschalter 10 betätigt werden kann. Um die Spannungsquelle 9 von den Verbrauchern trennen, ist ein weiterer Schalter 13 vorgesehen, der, wie durch die Leitung 14 angedeutet, von der Steuereinrichtung 11 betätigt werden kann.as well as capacitive resistors 8 symbolized. For example, it is the feed drive of the drill head, its protective relay, the auxiliary tools and the positioning device. To supply the feed drive of the drill head in particular, a higher voltage is required than to generate the signals required to trigger the detonators. The voltage source for supplying these additional consumers is designated by 9. Designated 10 is a circuit breaker with which the detonators 4a to 4c are separated from the wiring harnesses 3a and 3b while the other consumers are being supplied via the voltage source 9. With 11 a control device is designated, with which, as indicated by a ιo line 12, the circuit breaker 10 can be operated. In order to separate the voltage source 9 from the consumers, a further switch 13 is provided which, as indicated by the line 14, can be actuated by the control device 11.
Wenn die Spannungsquelle 9 von der Leitung 3 getrennt ist, wird der Schutzschalter 15 10 geschlossen und die Spannungsquelle 15 auf die Leitungsstränge 3a, 3b aufgeschaltet, ohne daß zunächst Signale zur Auslösung der Zünder für 4a bis 4c generiert werden. Dann werden dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entsprechend über eine mit 16 bezeichnete Prüfeinrichtung, die über die Leitungen 17 und 18 an die Leitungsstränge 3a bzw. 3b angeschlossen ist, der kapazitive Widerstand sowie der 0 Spannungsabfall in der Leitung 3 ermittelt. Diese Werte werden über die Leitung 19 der Zündauslöseeinrichtung 2 übermittelt. Zur Aufladung der Kapazitäten 8 der Verbraucher wird dann über eine vorgebbare Zeit von der Spannungsquelle 15 eine höhere Spannung aufgeschaltet, als zur Generierung der Signale zur Auslösung der Zünder vorgesehen ist.When the voltage source 9 is disconnected from the line 3, the circuit breaker 15 10 is closed and the voltage source 15 is connected to the line strands 3a, 3b without first generating signals for triggering the detonators for 4a to 4c. Then, in accordance with the present exemplary embodiment, the capacitive resistance and the voltage drop in line 3 are determined using a test device designated by 16, which is connected to lines 3a and 3b via lines 17 and 18. These values are transmitted via line 19 to the ignition trigger device 2. To charge the capacitors 8 of the consumers, a higher voltage is then applied from the voltage source 15 over a predefinable time than is provided for generating the signals for triggering the detonators.
5 Mit der Prüfeinrichtung 16 kann auch vorgesehen werden, die kapazitiv bedingte Tiefpaßfilter-Wirkung der Leitung 3 und der angeschlossenen zusätzlichen Verbraucher aufgrund des kapazitiven Widerstandes zu ermitteln und an die Zünderauslöseeinrichtung 2 zu melden, damit von dieser eine auf den kapazitiven Widerstand der Leitung und der Verbraucher abgestimmte Frequenz der Potentialwechsel der Spannung zur Generierung der Signale zur Auslösung der Zünder eingestellt wird.5 With the test device 16 can also be provided to determine the capacitive low-pass filter effect of the line 3 and the connected additional consumers on the basis of the capacitive resistance and to report it to the detonator triggering device 2, so that one of the capacitive resistance of the line and the Frequency matched to the consumer Potential change in the voltage for generating the signals for triggering the igniter is set.
In Figur 2 ist der herkömmliche Verlauf eines Signals bei der Ankunft an einem Zünder in einem Spannungs-Zeitdiagramm (U, t) dargestellt. Zur Generierung der Zündsignale wird von der Zünderauslöseeinrichtung 2 auf die Leitung 3 eine Gleichspannung der Spannungsquelle 15 in der Höhe Un+ aufgeschaltet. Es ist die zur Generierung der Signale erforderliche Nennspannung. Zum Zeitpunkt t0 beginnt die Signalfolge, gekennzeichnete durch einen Polaritätswechsel der Nennspannung zwischen den Polaritäten Un+ und Un- mit der Frequenz f. Die Dauer einer halben Periode ist mit ti bezeichnet.FIG. 2 shows the conventional course of a signal upon arrival at an igniter in a voltage-time diagram (U, t). To generate the ignition signals, a direct voltage of the voltage source 15 is applied from the igniter triggering device 2 to the line 3 in the amount U n + . It is the nominal voltage required to generate the signals. At time t 0 , the signal sequence, characterized by a change in polarity of the nominal voltage between the polarities U n + and U n-, begins with the frequency f. The duration of half a period is denoted by ti.
Im Idealfall müßte eine Rechteckschwingung der Nennspannung zwischen den beiden Polaritäten Un+ und Un- eintreten. Insbesondere aufgrund der kapazitiven und induktiven Widerstände erfolgt aber eine Verzerrung des Signalverlaufs. Innerhalb der Polaritätswechsel fallen und steigen die Flanken der Signalspannung stark verzögert und erreichen die jeweilige Nennspannung nicht mehr. Durch den Abfall auf eine niedrigere Spannung U0 beziehungsweise Uu sowie die Verzerrung der Signalflanken ist die Elektronik des Zünders nicht mehr in der Lage, das Signal zu erkennen.Ideally, there should be a square wave of the nominal voltage between the two polarities U n + and U n -. However, due to the capacitive and inductive resistances in particular, the signal curve is distorted. Within the polarity changes, the edges of the signal voltage drop and rise with a considerable delay and no longer reach the respective nominal voltage. Due to the drop to a lower voltage U 0 or U u and the distortion of the signal edges, the electronics of the detonator are no longer able to recognize the signal.
Entsprechend der Erfindung erfolgt vor der Generierung der Signale eine Aufladung der Kapazitäten der Verbraucher. Dadurch muß die Signalspannung nicht mehr zusätzlich die Kapazitäten aufladen. Wie aus der Figur 3 ersichtlich, wird bei jedem Polaritätswechsel die jeweilige Nennspannung Un+ beziehungsweise Un- erreicht.According to the invention, the capacities of the consumers are charged before the signals are generated. As a result, the signal voltage no longer has to additionally charge the capacitors. As can be seen from FIG. 3, the respective nominal voltage U n + or U n - is reached with each change in polarity.
Weiterhin ist die Frequenz fe im Hinblick auf die Tiefpaßfilter-Wirkung gegenüber der ursprünglichen Frequenz f nach Figur 2 erniedrigt. Das Intervall nach Figur 2 wird um eine Zeit t2 verlängert. Innerhalb dieser Zeit steigt die Spannung jeweils auf die Nennspannung an und wird über eine vorgebbare Zeit t3 in dieser Höhe gehalten, bevor der nächste Polaritätswechsel einsetzt. Dadurch, daß bei jedem Polaritätswechsel die Nennspannung auch tatsächlich in ihrer vollen Höhe erreicht wird und über eine bestimmte, vorgebbare Zeit t3 in dieser Höhe gehalten wird, ist es der Elektronik des Zünders möglich, die Signale einwandfrei zu empfangen und zu identifizieren. Die Erfindung ermöglicht somit eine sichere und störungsfreie Signalübermittlung zwischen der Zünderauslöseeinrichtung und den Zündern und stellt damit sicher, daß auch jeder Zünder zu der vorgesehenen Zeit ausgelöst wird. Furthermore, the frequency f e is reduced with respect to the low-pass filter effect compared to the original frequency f according to FIG. 2. The interval according to FIG. 2 is extended by a time t 2 . During this time, the voltage rises to the nominal voltage and is held at this level for a predefinable time t 3 before the next polarity change begins. Characterized in that the nominal voltage is actually reached in its full amount with each polarity change and is held at this level for a certain, predefinable time t 3 , it is possible for the igniter electronics to receive and identify the signals correctly. The invention thus enables a safe and interference-free signal transmission between the detonator triggering device and the detonators and thus ensures that each detonator is also triggered at the intended time.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Auslösen von Zündern, insbesondere Sprengzündern, wobei die Zünder über eine Leitung großer Länge mit der Zünderauslöseeinrichtung in Verbindung stehen und über die Leitung zusätzlich Verbraucher mit elektrischer Energie versorgt werden und aufgrund der zusätzlichen1. A method for triggering detonators, in particular detonators, wherein the detonators are connected to the detonator triggering device over a long line and additional consumers are supplied with electrical energy via the line and because of the additional
Verbraucher und der Leitungslänge bei der Übermittlung mittels Potentialwechsels generierter Signale ein hoher kapazitiver Widerstand auftritt, dadurch gekennzeichnet,Consumer and the line length when transmitting signals generated by means of potential change, a high capacitive resistance occurs, characterized in that
daß vor einer Auslösung der Zünder die vorhandenen Kapazitäten mittels einer Aufschaltung einer Gleichspannung auf die Leitung auf ein solches Niveau aufgeladen werden, daß zumindest bis zum Zeitpunkt der Auslösung des letzten Zünders keine durch Ladungsverluste bedingte Aufladung der Kapazitäten erfolgt.that before triggering the detonator, the existing capacities are charged to such a level by applying a DC voltage to the line that, at least until the last detonator is triggered, there is no charging of the capacitors due to charge losses.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufladen der Kapazitäten eine höhere Spannung über eine vorgebbare Zeit aufgeschaltet wird als zur Generierung der Signale vorgesehen ist.2. The method according to claim 1, characterized in that a higher voltage is applied over a predetermined time for charging the capacitances than is provided for generating the signals.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erhöhte Spannung unterhalb einer kritischen Spannung zur Auslösung eines Zünders liegt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the increased voltage is below a critical voltage for triggering an igniter.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der kapazitive Widerstand ermittelt und in Abhängigkeit seiner Größe die zur Aufladung der Kapazitäten mindestens erforderliche Gleichspannung bestimmt wird. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the capacitive resistance is determined and the minimum voltage required for charging the capacitances is determined depending on its size.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kapazitiv bedingte Tiefpaßfilter-Wirkung der Leitung und der angeschlossenen zusätzlichen Verbraucher auf die von der Zünderauslöseeinrichtung generierten Signale durch eine auf den kapazitiven Widerstand abgestimmte Frequenz der Potentialwechsel ausgeglichen wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the capacitively induced low-pass filter effect of the line and the connected additional consumers on the signals generated by the igniter trigger device is compensated by a frequency of the potential changes matched to the capacitive resistance.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Potentialwechsel so gewählt wird, daß die Höhe der erforderlichen Signalspannung erreicht und über eine vorgebbare Zeit innerhalb einer Periode gehalten wird. 6. The method according to claim 5, characterized in that the frequency of the potential changes is selected so that the level of the required signal voltage is reached and is kept for a predetermined time within a period.
PCT/EP2000/001821 1999-03-20 2000-03-02 Method for triggering detonators via a line of a large length WO2000057124A1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT00920468T ATE267382T1 (en) 1999-03-20 2000-03-02 METHOD FOR TRIGGERING IGNITIONS THROUGH A LARGE LENGTH CABLE
DE50006500T DE50006500D1 (en) 1999-03-20 2000-03-02 METHOD FOR TRIGGERING IGNITIONS OVER A LONG LENGTH LINE
AU41039/00A AU4103900A (en) 1999-03-20 2000-03-02 Method for triggering detonators via a line of a large length
EP00920468A EP1166037B1 (en) 1999-03-20 2000-03-02 Method for triggering detonators via a line of a large length

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19912641.0 1999-03-20
DE19912641A DE19912641A1 (en) 1999-03-20 1999-03-20 Method of triggering detonators over a long line

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2000057124A1 true WO2000057124A1 (en) 2000-09-28

Family

ID=7901798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2000/001821 WO2000057124A1 (en) 1999-03-20 2000-03-02 Method for triggering detonators via a line of a large length

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1166037B1 (en)
AT (1) ATE267382T1 (en)
AU (1) AU4103900A (en)
DE (2) DE19912641A1 (en)
WO (1) WO2000057124A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10139810B4 (en) * 2000-11-09 2014-10-16 Orica Explosives Technology Pty. Ltd. Voltage sensor for monitoring electronic ignition circuits
CN102889161A (en) * 2012-09-11 2013-01-23 中国航天科工集团第六研究院二一〇所 Impulse engine ignition control device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3417259A (en) * 1966-10-26 1968-12-17 Conductron Corp Control systems for sequentially actuating a plurality of loads
US3564278A (en) * 1968-12-27 1971-02-16 Energy Conversion Devices Inc Squib control circuit
DE2356875A1 (en) * 1973-11-14 1975-05-15 Siemens Ag CIRCUIT ARRANGEMENT FOR GENERATING SUCCESSIVE CURRENT PULSES
EP0588685A1 (en) * 1992-09-17 1994-03-23 Bickford, Davey Programmable integrated detonator delay circuit

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2590344B2 (en) * 1987-10-20 1997-03-12 日本油脂株式会社 Electronic delay detonator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3417259A (en) * 1966-10-26 1968-12-17 Conductron Corp Control systems for sequentially actuating a plurality of loads
US3564278A (en) * 1968-12-27 1971-02-16 Energy Conversion Devices Inc Squib control circuit
DE2356875A1 (en) * 1973-11-14 1975-05-15 Siemens Ag CIRCUIT ARRANGEMENT FOR GENERATING SUCCESSIVE CURRENT PULSES
EP0588685A1 (en) * 1992-09-17 1994-03-23 Bickford, Davey Programmable integrated detonator delay circuit
EP0588685B1 (en) 1992-09-17 1997-07-30 Davey Bickford Programmable integrated detonator delay circuit

Also Published As

Publication number Publication date
EP1166037B1 (en) 2004-05-19
DE19912641A1 (en) 2000-09-21
DE50006500D1 (en) 2004-06-24
AU4103900A (en) 2000-10-09
ATE267382T1 (en) 2004-06-15
EP1166037A1 (en) 2002-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2838055C2 (en) Electric detonator
DE69024446T2 (en) Timing device
DE3925594A1 (en) ELECTRONIC DEVICE AND OPERATING METHOD
DE2945122A1 (en) ELECTRIC DELAY DEVICE
DE3904563C2 (en)
EP1068109A1 (en) Method for transmitting power and data in a bus system provided for occupant protection devices
EP0927358B1 (en) Impulse voltage generator circuit
DE1931928B2 (en) Method for selecting the conductor or conductors afflicted with an asymmetrical fault on a three-phase power transmission line
DE102005031673A1 (en) Ignition system for detonation has data bus and logic and control circuit over data line for control and monitoring of ignition levels with which detonator is connected over the line for transmission of ignition signal
WO1997021329A1 (en) Starter for a high-pressure gas-discharge lamp
DE1438673A1 (en) Electrical device for generating electrical impulses from sparkover
EP0845652A2 (en) Explosive train
DE10255519A1 (en) Detonator assembly for integrated activating devices for explosives, has capacitor and resistor which are electrically connected by thick film circuit
EP3481556B1 (en) Method for operating a high-voltage pulse system
DE19912688B4 (en) Method for exchanging data between a device for programming and triggering electronic detonators and the detonators
WO2000057124A1 (en) Method for triggering detonators via a line of a large length
DE102009012114B4 (en) Controlled cut-off spark gap and electrical system with a controlled cut-off spark gap
DE19546359A1 (en) System with two spatially separate electrical circuits connected via cable, e.g. for motor vehicle airbag triggering,
DE4433880C1 (en) Blasting chain with Zener diodes of progressively higher voltage
DE19803855A1 (en) Device for igniting and operating a high-pressure gas discharge lamp in a motor vehicle
EP1127242B1 (en) Circuit and method for detonating a priming cap
CH666771A5 (en) CIRCUIT ARRANGEMENT FOR AN ELECTRONIC RADIO CONTROL RECEIVER.
DE946452C (en) Circuit arrangement for counting pulses
EP3972064A1 (en) Spark gap assembly with ignition device for protecting a high voltage device and ignition device for same
DE19955682A1 (en) Current-limiting device for high voltages has at least one additional current limiter provided for high voltage use and discrete capacitor connected in parallel with each current limiter

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY CA CH CN CR CU CZ DE DK DM EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TR TT TZ UA UG US UZ VN YU ZA ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW SD SL SZ TZ UG ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE BF BJ CF CG CI CM GA GN GW ML MR NE SN TD TG

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2000920468

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2000920468

Country of ref document: EP

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8642

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 2000920468

Country of ref document: EP