Die Erfindung ist gemeinsam mit weiteren Vorteilen davon am besten durch Verweis auf die folgende Beschreibung bei Betrachtung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung zu verstehen, wobei:

1 ein Querschnittsdiagramm ist, welches eine zusammengesetzte Sprengpatronenanordnung mit einer konischen Beschichtung, welche einen halbkugelförmigen Scheitelbereich aufweist, darstellt;

2 ein Querschnittsdiagramm ist, welches eine zusammengesetzte Sprengpatronenanordnung darstellt, welche einen einzigen Zünder umfaßt, welcher an einem Ort zwischen mehreren Zündern angeordnet ist;

3 ein Querschnittsdiagramm ist, welches eine Sprengpatronenanordnung darstellt und gegenläufige Wellenfronten und eine Formladung umfaßt;

4 ein Querschnittsdiagramm ist, welches eine Sprengpatronenanordnung darstellt und mehrere gegenläufige Wellenfronten umfaßt;

5 ein Querschnittsdiagramm ist, welches eine Sprengpatronenanordnung mit einer Formladung mit einer konischen Beschichtung darstellt;

6 ein Querschnittsdiagramm ist, welches eine Formladung mit einer konischen Beschichtung mit mehreren Zündern, welche an dem Außenumfang der konischen Ladung angeordnet sind, darstellt;

7 ein Querschnittsdiagramm ist, welches eine Sprengpatronenanordnung und eine Formladung, welche eine konische Beschichtung mit einem halbkugelförmigen Scheitelbereich umfaßt, darstellt und ferner ein Mehrgeschwindigkeits-Sprengmaterial mit relativ unterschiedlichen Detonationsgeschwindigkeiten darstellt.

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Spreng-Abtrennvorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen des Phänomens einer verstärkten Druckwelle. Die Vorrichtung wird typischerweise zum Abtrennen dickwandiger rohrförmiger Zielobjekte durch Detonieren einer Sprengladung in dem ringförmigen Umfang eines Zielrohrs verwendet, wo die Wirkung herkömmlicher Trennvorrichtungen aufgrund der extremen Dicke des Zielrohrs oder aufgrund extremer hydrostatischer Drücke, welche die Wirkung der Explosion dämpfen, wie etwa in einem tiefen Öl- oder Gasförderschacht, begrenzt ist bzw. diese unwirksam sind. Die Vorrichtung und das Verfahren sind nicht auf diese Typen von Zielobjekten beschränkt und können auch für dünnwandige Zielobjekte und weniger extreme hydrostatische Drücke verwendet werden.

Die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Offenbarung verwenden typischerweise ein Sprengmaterial oder eine Ansammlung von Sprengmaterialien zum Erzeugen mehrerer Druckwellen. Ein Sprengmaterial ist ein Material, welches unter definierten Bedingungen unter Erzeugung einer Druckwelle explodiert. Ein Sprengmaterial kann aus mehreren Komponenten zusammengesetzt sein, welche mehrere Sprengstoffe umfassen und nichtexplosive Materialien umfassen können, solange die gesamte Ansammlung explosionsfähig ist. Ferner können benachbarte Gruppen mit verschiedenen Kombinationen bzw. Mischungen von Sprengstoffen vorhanden sein. Wenn eine Explosionskopplung derartiger Gruppen vorliegt, können diese weiterhin gemeinsam als „Sprengmaterial" bezeichnet werden, obgleich mehrere Materialien vorhanden sein können und sogar mehrere unterschiedliche benachbarte Gruppen, welche jeweils aus mehreren Materialien bestehen, vorhanden sein können.

Für die vorliegende Offenbarung wird „explodieren" als Durchlaufen einer schnellen chemischen Reaktion unter Erzeugung von Lärm, Wärme und gewaltsamer Ausdehnung von Gasen definiert und umfaßt keine Kernreaktionen. Die Explosion läuft durch das Material und wird durch das Sprengmaterial mit Brennstoff versorgt. Wenn die Druckwelle, welche durch die Explosion erzeugt und angetrieben wird, schneller als mit Schallgeschwindigkeit läuft, so kann die Druckwelle speziell als Schockwelle bezeichnet werden und kann die Explosion als Detonation bezeichnet werden. Wenn die Druckwelle, welche durch die Explosion erzeugt und angetrieben wird, langsamer als mit Schallgeschwindigkeit läuft, so kann die Druckwelle allgemeiner als Druckwelle bezeichnet werden und kann die Explosion als Verpuffung bezeichnet werden. Obgleich das Sprengmaterial bei vielen Beispielen durch eine Detonation explodiert und Schockwellen erzeugt, können alternative Beispiele, welche viele der Vorteile der vorliegenden Erfindung bieten, Druckwellen verwenden, welche durch eine Verpuffung eines Sprengmaterials erzeugt werden. Für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung werden Schockwellen und Druckwellen gemeinsam als Druckwellen bezeichnet.

Ferner werden, wenn benachbarte Gruppen oder Abschnitte eines Sprengmaterials anliegend oder in ausreichender Nähe angeordnet sind, so daß eine Explosion einer Gruppe bzw. eines Abschnitts des Sprengmaterials (durch Detonation oder durch Verpuffung) zu einer Explosion einer benachbarten Gruppe bzw. eines benachbarten Abschnitts führt, die zwei benachbarten Gruppen bzw. Abschnitte als explosionsgekoppelt bezeichnet. Es können Sperren bzw. Zwischenmaterialien zwischen den explosionsgekoppelten Materialien vorhanden sein, solange eine Explosion von mindestens einem davon zu einer Explosion der gekoppelten Gruppe führt.

Die mehreren Ausführungsbeispiele der Erfindung bestehen aus zwei allgemeinen geometrischen Anordnungen. Bei einem Ausführungsbeispiel sind eine Säule aus einem Sprengmaterial und mehrere Zünder entsprechend den Explosionszeitsteuerungs- und Trennanforderungen geometrisch entlang einer gemeinsamen Achse verteilt. Die Säule kann eine anliegend angeordnete Ansammlung von Sprengmaterial, eine Ansammlung von Abschnitten verschiedener Kombinationen von Sprengmaterialien, welche anliegend angeordnet sind, oder eine Säule von Abschnitten aus einem Sprengmaterial (aus Sprengmaterialien), welche durch Wände oder andere Materialien getrennt sein können, jedoch weiterhin explosionsgekoppelt sind, sein. Bei jedem der obigen Fälle ist das Sprengmaterial (sind die Sprengmaterialien) üblicherweise explosionsgekoppelt. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist eine Formladungspatronenanordnung oder eine andere Wellenformungs- oder Metallstrahlprojektilformungsanordnung zwischen zwei Säulen aus einem Sprengmaterial angeordnet, welche entlang einer gemeinsamen Achse angeordnet sind. Die Sprengstoffsäulen können bezüglich der gemeinsamen Achse die gleiche Länge aufweisen oder nicht, und die Sprengstofftypen können den gleichen Typen zugehören oder nicht, basierend auf den Anforderungen hinsichtlich der Explosionsgeschwindigkeit. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Sprengmaterial bzw. können Abschnitte des Sprengmaterials explosionsgekoppelt und in einer nicht säulenförmigen Gestalt, wie etwa einer kugelförmigen Masse oder einer anderen Gestalt, welche für bestimmte erwünschte Wellenwechselwirkungen oder Wirkungsabgabebedingungen nützlicher sein kann, angeordnet sein.

Die vorliegende Offenbarung beschreibt hinsichtlich Geometrie und Zeitsteuerung mehrere Anordnungen zur Zündung der Explosion in dem Sprengmaterial. Generell sind die geometrische Anordnung und die Zeitsteuerung der Initialzündung der Explosion in dem Sprengmaterial geeignet abgestimmt, um zu bewirken, daß mehrere Druckwellen an gegenüberliegenden Enden des Sprengmaterials entstehen, und zu bewirken, daß die Druckwellen bei bzw. nahe bei einem Mittelpunkt kollidieren.

Eine weitere Zündung einer Explosion in dem Sprengmaterial ist geeignet abgestimmt, um vor, nach oder gleichzeitig mit den Initialzündungen bei bzw. nahe bei dem Ort der Kollision der ursprünglichen Druckwellen zu erfolgen. Der Vorgang wird gewöhnlich durch eine primäre Zündvorrichtung ausgelöst, welche mit den jeweiligen Zündern verbunden ist, wobei die Zeitsteuerung zwischen dem ursprünglichen Auslösen der Zündvorrichtung bis zu der tatsächlichen Zündung bei den mehreren Zündungspunkten durch die jeweiligen Zünder gesteuert wird. Für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung umfaßt der Ausdruck „verbunden" bzw. „gekoppelt" sowohl eine direkte Verbindung bzw. Berührung als auch eine indirekte Verbindung, wobei beispielsweise Wirkungen auf oder durch ein Element eines verbundenen Paars das andere Element des verbundenen Paars selbst in Abwesenheit einer direkten Verbindung wirksam beeinflussen. Die kombinierte Wirkung der mehreren Druckwellen erzeugt einen verstärkten Druckstoß bzw. verstärkte Druckstöße, wodurch eine Abtrennung des Zielrohrs bewirkt wird. Obgleich die Initialauslösungsvorrichtung als primäre Zündvorrichtung bezeichnet wird, soll der Ausdruck eine beliebige Vorrichtung, einen Schalter, eine Maschine oder ein anderes Instrument bezeichnen, welches verwendet wird, um den Ablauf zu starten, welcher zu der Zündung von Explosionen (Detonationen oder Verpuffungen) in dem Sprengmaterial führt. Ferner können, obgleich in vielen Fällen eine einzige Zündvorrichtung vorhanden ist, um die Zeitsteuerung der mehreren Zündungen sehr genau zu steuern, bei alternativen Ausführungsbeispielen mehrere Zündvorrichtungen vorhanden sein, welche verschiedene Aspekte der Zündungsabfolge getrennt und unabhängig auslösen.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Zündungsort, welcher sich bei bzw. nahe bei dem Ort der Kollision der ursprünglichen Druckwellen befindet, eine Formladungsvorrichtung mit einer Beschichtung, welche unmittelbar vor der Ankunft der Druckwellen zu einer Strahlausbildungswirkung des Beschichtungsmaterials, welche gegen das Zielrohr gerichtet ist, führt, was zu einer Vorkerbung des Zielrohrs führt, welche das Zielrohr schwächt und dessen Abtrennung fördert. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Formladung unbeschichtet sein.

Es kann eine Anzahl möglicher Verfahrensweisen verwendet werden, um die Zeitsteuerung der Zündung des Sprengmaterials und den Ort der Verstärkung der resultierenden Druckwellen und des Druckstoßes abzustimmen. Die Zündtechnik erfordert, daß mindestens zwei genau zeitgesteuerte Zündungsereignisse zu dem Zweck ausgelöst werden, daß diese mit einem dritten Zündungsereignis oder mehreren nachfolgenden Zündungsereignissen, welches bzw. welche zwischen den ursprünglichen Druckfronten erfolgt bzw. erfolgen, oder mit den mehreren Druckfronten, welche erzeugt werden, wechselwirken. Die ersten zwei Druckfronten dienen dazu, eine dritte, ursprüngliche Druckfront zu verstärken oder ein drittes, nachfolgendes Druckereignis zu begrenzen. Die verbesserte Druckwechselwirkung bewirkt aufgrund der Druckwellenwechselwirkung und der Zerstörungswirkung auf das Zielrohr eine wirksamere Trennung des Zielrohrs.

Eine Verfahrensweise besteht darin, gleichzeitige Zündungen an gegenüberliegenden Enden einer Säule aus einem Sprengmaterial erfolgen zu lassen, wobei mehrere Wellenfronten erzeugt werden, welche zu einem Zwischenpunkt der Säule aus Sprengmaterial laufen, und ein drittes Zündungereignis einer Formladung oder einer anderen Wellenformungsanordnung mit einer Beschichtung, welche einen Strahl in Radialrichtung von der dritten Explosionsstelle gegen die Innenwand des Zielrohrs erzeugt, erfolgen zu lassen, was zu einer Schwächung und Vorkerbung des Zielrohrs unmittelbar vor der Ankunft des Druckstoßes, welcher durch die gegenüberliegenden Initialzündungen des Sprengmaterials erzeugt wird, führt. Das dritte Zündungsereignis kann derart zeitgesteuert werden, daß dieses unmittelbar vor der Ankunftszeit des Druckstoßes erfolgt, welcher durch die gegenüberliegenden Initialzündungen des Sprengmaterials erzeugt wird.

Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Auslösung des dritten Explosionsereignisses gleichzeitig mit der Ankunftszeit des Druckstoßes, welcher durch die gegenüberliegenden Initialzündungen des Sprengmaterials erzeugt wird, oder danach erfolgen.

Die Zündung der Sprengstoffe kann durch eine beliebige Anzahl verschiedener Zünder, welche optische Zünder, elektrische Zünder oder elektrische Zündvorrichtungen (in der vorliegenden Schrift gemeinsam als Sprengzünder bezeichnet), Schwachsprengzündschnüre oder eine zeitgesteuerte Sprengkette (in der vorliegenden Schrift gemeinsam als Sprengzünder bezeichnet) umfassen, erreicht werden. Eine elektrische Zündung kann durch Verwenden eines Hochspannungsentladungssystems und Zünder des EBW- oder EFI-Typs erreicht werden, wobei das Hochspannungsentladungssystem eine zusätzliche Zeitsteuerungsschaltungsanordnung aufweisen kann, um die erforderlichen Verzögerungen zwischen Zündungsereignissen zu erzeugen. Eine Sprengzündung kann ferner durch Verwenden einer Schwachsprengzündschnur (MDF; für engl.: Mild Detonation Fuze; A.d.Ü.) zum Herstellen einer ununterbrochenen Zündungssprengkette in Verlauf durch die Sprengstoffsäule (ohne vorherige Zündung der Säule) erreicht werden, wobei die Zeitsteuerung durch Verwenden zuvor abgemessener MDF-Längen verwirklicht wird. Ein weiteres Verfahren zum Verwirklichen einer Zeitsteuerung durch eine Sprengkette besteht darin, verschiedene Sprengstofftypen zu verwenden, welche entsprechend den Änderungen der Zeit, welche zum Verbrauchen verschiedener Abschnitte der Sprengstoffsäule benötigt wird, ausgewählt sind. Die Druckwellenform kann gleichfalls in dieser Weise manipuliert werden, beispielsweise mit einem Kern, welcher aus einem schneller verbrennenden Sprengstoff hergestellt ist, und einem umgebenden Zylinder aus einem langsamer verbrennenden Sprengstoff, welche beide Bestandteil des gleichen Sprengstoffbereichs bzw. der gleichen Sprengstoffgruppe sein können. Ungeachtet des Verfahrens der Zeitsteuerung werden mehrere Zündungspunkte eingerichtet, um wechselwirkende Druckfronten zu erzeugen. Ähnlich sind die Zünder ungeachtet des verwendeten Verfahrens dadurch mit dem Sprengmaterial verbunden, daß sich diese in Kontakt mit dem Sprengmaterial oder in der Nähe davon befinden und über einen ausreichenden Wirkungszugang verfügen, so daß der Zünder eine Explosion in dem Sprengmaterial auslösen kann. Wechselwirkungen mehrerer Druckwellen können durch Einführen nachfolgender Zündungspunkte und Einrichten weiterer Orte von Druckwellenkollisionen und Druckwellenwechselwirkungen erreicht werden.

Ungeachtet der Endgestaltung besteht die verbesserte Vorrichtung aus mehreren Zündungspunkten (es werden mindestens 3 Zündungspunkte verwendet), um eine Begrenzung oder eine Wechselwirkung von Druckwellenfronten zu erreichen, welche den Druck und die Wirkung der mehreren Zündungsereignisse verstärkt, um eine Abtrennungswirkung auf das Zielrohr durch Vorkerbungs- oder Druckwellenwechselwirkungstechniken zu erreichen.

Die Sprenganordnung umfaßt generell eine Säule aus einem Sprengmaterial, wobei Zünder an mehreren gegenüberliegenden oder geometrisch verteilten Orten an oder in dem Sprengmaterial angeordnet sind. 1 stellt die zweiendige gleichzeitige Zündung mit einer Formladung und einer Beschichtung in Anordnung an einem Ort zwischen den mehreren Zündern dar. Eine Sprenganordnung kann unter Verwendung einer Anzahl von Zündungsvorrichtungen, wie etwa Schwachsprengzündschnur- und -Zwischendetonator-Anordnungen oder unter Verwendung von Sprengbrückendrahtzündern (EBW-Zündern) oder eines Sprengfolienzünders (EFI's) oder anderer Zünder hergestellt werden, um eine Explosion des Sprengmaterials auszulösen.

1 ist eine Querschnittsansicht der Sprenganordnung 10, welche ein rohrförmiges Patronenaußengehäuse 12 und eine Innenbohrung 14 aufweist und eine obere Säule aus einem Sprengmaterial 2 in Abschluß durch einen Verbindungsverschluß 16 an einem oberen Ende und an dem gegenüberliegenden unteren Ende eine untere Säule aus einem Sprengmaterial 3 in Abschluß durch einen Klemmschnauzenverschluß 18 enthält. Der Verbindungsverschluß 16 umfaßt eine Axialbohrung 20 zum Führen von Zündsignalleitungen zu einem Zündschnurgehäuse 22, wobei dies allgemeiner als Bestandteil der Zündungsvorrichtung bzw. -vorrichtungen bezeichnet wird. Ein Vorsprung 17, welcher von der Basis des unteren Endes des Verbindungsverschlusses 16 hervorsteht, ist außen mit einem Gewinde zur Befestigung des erwünschten Hängezugs, wie etwa eines Stromkabels oder eines Versorgungsrohrs, an dem Patronenaußengehäuse 12 versehen. Das Zündschnurgehäuse 22 ist nahe bei einem oberen Sprengmaterial 2 angeordnet.

Das untere Ende des Patronenaußengehäuserohrs 12 wird durch einen Klemmschnauzenverschluß 18 wirksam geöffnet und geschlossen. Der Klemmschnauzenverschluß 18 umfaßt eine Verschlußbasis 26, welche einen Dichtungsring aufweist, welcher in dem unteren Ende der Bohrung 28 des Patronenaußengehäuses angebracht ist. Von dem inneren Ende der Verschlußbasis 26 steht ein Führungsrohrvorsprung 30 hervor, welcher eine Axialdurchbohrung 49 und eine Aufnahmefassung 51 für eine untere Zünderanordnung aufweist. Die Verschlußbasis 26 ist durch Befestigungselemente, wie etwa Scherstifte oder Schrauben, an dem Patronenaußengehäuse 12 befestigt oder ist außen mit einem geeigneten Gewinde versehen, so daß diese mit der Innenbohrung des unteren Endes des Patronenaußengehäuses übereinstimmt. Von dem oberen inneren Ende des Basisverschlusses 26 steht ein Führungsrohrvorsprung 30 zum Berühren eines unteren Endes einer Kompressionsfeder 33 hervor. Das obere Ende der Kompressionsfeder 33 befindet sich in proximalem Kontakt mit dem unteren Ende einer unteren Masse des Sprengmaterials 3.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist ein drittes Sprengmaterial 4 proximal zwischen einer unteren Seite des oberen Sprengmaterials 2 und einer oberen Seite des unteren Sprengmaterials 3 angeordnet. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel umfaßt das dritte Sprengmaterial eine Formladungsvorrichtung mit einer Beschichtung 5 mit konischem Profil. Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen kann das Sprengmaterial 2, 3 und 4 aus dem gleichen Materialtyp oder aus verschiedenen Materialien oder verschiedenen Kombinationen von Materialien bestehen. Ferner kann jedes Sprengmaterial ein gleichförmiges Material oder ein Verbund bzw. eine Mischung verschiedener Materialien sein. Derartige verschiedene Materialien können gleichmäßig gemischt werden, generell in Bereichen, welche in Radial- oder Axialrichtung verlaufen, angeordnet werden, wie etwa als Kern und ein umgebender Zylinder oder als eine Reihe von Scheiben, oder in anderer Weise in einer anliegenden Weise bzw. allgemeiner in einer explosionsgekoppelten Weise kombiniert werden.

Das obere Ende des Zündschnurgehäuses 22 befindet sich in proximalem Kontakt mit dem unteren Ende des Verbindungsverschlusses 16. Das Zündschnurgehäuse 22 bzw. allgemeiner die Zündungsanordnung umschließt eine primäre Zündvorrichtung, wie etwa eine kapazitive Auslösepatrone zum Auslösen der sequentiellen zeitgesteuerten Auslösung eines oberen Zünders 42 und eines unteren Zünders 40 und eines mittleren Zünders 44, welcher an einem Ort zwischen dem ersten und dem zweiten Zünder angeordnet ist.

Bei einem ersten Ausführungsbeispiel läuft eine erste Schwachsprengzündschnur 46 in einem Rohr 50, welches in Axialrichtung durch die Säule aus Sprengstoffpellets verläuft, nach unten, und eine zweite Schwachsprengzündschnur 47 von gleicher Länge ist spiralförmig über der Säule aus Sprengstoffpellets angeordnet. Aufgrund der gleichen Längen davon bewirken diese eine gleichzeitige Zündung der Oberseite und der Unterseite der Säule. Bei diesem Ausführungsbeispiel läuft eine dritte Schwachsprengzündschnur 48 durch das Rohr 50 zu einem Zünder 44 an einem Ort zwischen dem ersten und dem zweiten Zündungspunkt. Für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung kann jede dieser Zündschnüre als Zündungsanordnung bezeichnet werden, welche eine Leitungsbahn zwischen der primären Zündvorrichtung und einem der Zündungspunkte herstellt. Da jede Zündungsanordnung mit der Zündvorrichtung verbunden ist, ist für gewöhnlich Fachkundige zu ersehen, daß die Gruppe von Zündungsanordnungen auch als eine einzige Zündungsanordnung bezeichnet werden kann, welche die getrennten Leitungsbahnen verbindet. In der vorliegenden Offenbarung sollen Ausdrucksweisen, welche getrennte Anordnungen für jede Leitungsbahn betreffen, beide Gesichtspunkte gleichermaßen betreffen.

Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann die Sprenganordnung mit Sprengbrückendrahtzündern (EBW-Zündern) oder einem Sprengfolienzünder (EFI) oder anderen Zündern hergestellt werden, um die Explosion des Sprengmaterials auszulösen.

Bei weiteren Ausführungsbeispielen können mehrere Zündungen vorhanden sein, nämlich eine erste, eine zweite und eine dritte. Bei sämtlichen Ausführungsbeispielen sind mindestens drei Zündungen vorhanden, bei welchen eine geeignete Zeitsteuerung erfolgt, um eine erste Druckwelle (bzw. eine Gruppe von Druckwellen), welche an einem ersten Ort einer Sprengstoffmasse beginnt, und eine zweite Druckwelle (bzw. eine Gruppe von Druckwellen), welche an einem zweiten Ort einer Sprengstoffmasse beginnt, und eine dritte bzw. nachfolgende Zündung an einem Ort zwischen dem ersten Ort und dem zweiten Ort, vorzugsweise einem Ort, welcher derart angeordnet ist, daß sich die Druckwellen von der ersten und der zweiten Zündung bei bzw. nahe bei dem dritten bzw. nachfolgenden Zündungspunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Zündungspunkt kreuzen, auszulösen.

Ein Zündschnurgehäuse 22 ist an dem unteren Ende des Verbindungsverschlusses 16 befestigt und erstreckt sich von diesem ausgehend in die Innenbohrung des Patronenaußengehäuses 12. Unter dem Zündschnurgehäuse 22 befindet sich ein oberes Zündergehäuse 32. Ein oberer Zünder, wie etwa ein Sprengbrückenzünder (EBW-Zünder) oder ein Sprengfolienzünder (EFI), ist in eine Aufnahmefassung eingesetzt, welche in dem oberen Zündergehäuse seitlich von der Gehäuseachse ausgebildet ist. Eine Rohrleitung 50 verbindet die kapazitive Auslösepatrone in dem Zündschnurgehäuse mit dem oberen Zünder. Die Rohrleitung 50 verbindet die kapazitive Auslösepatrone ferner mit einem unteren Zünder. Die gleiche Rohrleitung 50, bzw. bei einigen Ausführungsbeispielen verschiedene Rohrleitungen, verbindet die kapazitive Auslösepatrone mit einem Zünder, welcher an einem Ort zwischen dem oberen und dem unteren Zünder angeordnet ist. Zündsignalleitungen 46 und 48 laufen von der Auslösepatrone zu dem oberen Zündergehäuse und entlang der Wand der Gehäusebohrung 14. Ein Leitungskanal führt die Leitungen 46 durch die Schnauzenverschlußbasis 26 in das Innere 51 des Schnauzenrohrs.

Ein weiteres Verfahren, welches verwendet wird, um zeitgesteuerte sequentielle Zündungen der Sprengstoffsäule zu erzeugen, besteht darin, elektrische Zünder, wie etwa Sprengbrückendrahtzünder (EBW-Zünder) und Sprengfolienzünder (EFI's), zu verwenden. Ein Sprengbrückendrahtzünder (EBW-Zünder) umfaßt eine kleine Menge eines mäßig starken bis starken Sprengstoffs, welche durch die explosive Verdampfung eines Metallfilaments bzw. einer -folie (EFI) aufgrund eines Hochspannungsstoßes, welcher auf das Filament wirkt, gezündet wird. Eine kapazitive Auslösepatrone ist grundsätzlich eine elektrische Kondensatorentladungsschaltung, welche geeignet wirkt, um sich mit einer hohen Schwellenspannung abrupt zu entladen. Bedeutsamerweise ist der EBW-Zünder oder der EFI relativ unempfindlich gegen statische oder Hochfrequenzspannungen. Infolgedessen wirken die kapazitive Auslöseschaltung und der EBW bzw. EFI zusammen, um einen bedeutenden Sicherheitsvorteil zu erreichen. Es ist ein Stoß ungewöhnlich hoher Spannung erforderlich, um den EBW-Zünder (bzw. den EFI) zu zünden, und die kapazitive Auslösepatrone liefert den Hochspannungsstoß in einer genau gesteuerten Weise. Das System ist relativ unempfindlich gegen statische Entladungen, elektrische Streufelder und Hochfrequenzemissionen. Aufgrund der Tatsache, daß die EBW- und EFI-Zündersysteme funktional gleich sind, soll ein Verweis auf einen EBW-Zünder einen EFI im folgenden und in den beigefügten Ansprüchen der Erfindung umfassen und einschließen.

2 stellt ein getrenntes Ausführungsbeispiel einer Sprenganordnung dar, welches generell eine Säule aus Sprengmaterial umfaßt, wobei Zünder an mehreren gegenüberliegenden oder geometrisch verteilten Orten an bzw. in dem Sprengmaterial angeordnet sind. 1 stellt die zweiendige gleichzeitige Zündung, wobei ein dritter Zünder an einem Ort zwischen den mehreren Zündern angeordnet ist, dar. Ferner können elektrische und nichtelektrische Techniken, welche Fachkundigen bekannt sind, gleichfalls verwendet werden, um das Zündsignal bzw. den Detonationsvorgang wirksam von der primären Zündvorrichtung zu den mehreren Zündungspunkten in, an oder in Verbindung mit der explosionsgekoppelten Anordnung des Sprengmaterials zu übertragen.

3 stellt ein Ausführungsbeispiel eines Mehrpunktzündungssystems dar, wobei genau zeitgesteuerte Zündungspunkte mehrere Druckwellenfronten und Wechselwirkungen mehrerer Druckwellen erzeugen. Ein erster Zünder 40 und ein zweiter Zünder 42 sind geeignet, gleichzeitig und vorzugsweise vor einem dritten Zünder 44 ausgelöst zu werden. Zu einer vorbestimmten Zeit sind die Druckwellenfronten, welche durch den ersten und den zweiten Zünder erzeugt wurden, in gleichachsige, jedoch entgegengesetzte Richtungen entlang der gemeinsamen Achse 60 gelaufen. Zu einer vorbestimmten Zeit beginnt ein dritter Zünder 44 an einem dritten Zündungspunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Zünder. Die dritte Druckwelle läuft in gleichachsigen und entgegengesetzten Richtungen in Axialrichtung durch die Säule aus Sprengmaterial und in Radialrichtung durch die Säule aus Sprengmaterial. Die Druckwellenfronten, welche durch den ersten und den zweiten Zünder erzeugt werden, sind von begrenzendem Charakter und erzeugen jeweils eine relativ inkompressible Wellenfront, welche in Axialrichtung zu einem Ort zwischen dem ersten und dem zweiten Zünder läuft. Die Amplitude der Druckwellen, welche durch den dritten Zünder 44 erzeugt werden (welche sich auf die Druckwellen zubewegen, welche durch den ersten und den zweiten Zünder erzeugt wurden), steigt an, und diese kollidieren mit den Druckwellenfronten, welche durch den ersten und den zweiten Zünder erzeugt wurden. Die Wechselwirkung dieser Druckwellenfronten pflanzt sich in Radialrichtung fort und bewirkt eine Druckwellenwechselwirkung mit dem Zielrohr. Ferner werden tertiäre und nachfolgende Druckwellenkollisionen durch die sekundären Kollisionen erzeugt.

4 stellt das weitere Ausführungsbeispiel eines Mehrpunktzündungssystems dar, wobei genau zeitgesteuerte Zündungspunkte und eine Formladungs-Sprenganordnung mehrere Druckwellenfronten und Wirkungen erzeugen, welche die Abtrennung des Zielrohrs durch Vorkerben der Innenwand des Zielrohrs verbessern. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind ein erster Zünder 40 und ein zweiter Zünder 42 geeignet, gleichzeitig ausgelöst zu werden. Zu einer vorbestimmten Zeit sind die Druckwellenfronten, welche durch den ersten und den zweiten Zünder erzeugt wurden, in gleichachsige, jedoch entgegengesetzte Richtungen entlang der gemeinsamen Achse 60 gelaufen. Zu einer vorbestimmten Zeit beginnt ein dritter Zünder 44 an einem dritten Zündungspunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Zünder. Bei diesem Ausführungsbeispiel befindet sich der dritte Zündungspunkt in einer Formladungsanordnung. Die Sprengkraft der Formladungsanordnung bewirkt eine Strahlwirkung der Beschichtung der Formladungsanordnung, welche gegen die Innenwand des Zielrohrs gerichtet ist. Bei alternativen Ausführungsbeispielen ist es möglich, daß diese Formladung keine Beschichtung aufweist, jedoch weiterhin einige der gleichen vorteilhaften Ergebnisse liefert. Die Druckwellenfronten, welche durch den ersten und den zweiten Zünder erzeugt werden, erzeugen jeweils eine relativ inkompressible Wellenfront, welche zu einem Punkt zwischen dem ersten und dem zweiten Zünder läuft, wo der dritte Zünder und die Formladungsanordnung angeordnet sind. Die Wirkung der Zündung und eines nachfolgenden Strahls bzw. nachfolgender Metallteilchen, welche durch den dritten Zünder erzeugt wird, wird fokussiert und wirkt in Radialrichtung in Richtung der Zielwand. Vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, wird die Zeitsteuerung derart verwirklicht, daß eine erste Abtrennungswirkung durch die Vorkerbung des Zielrohrs vor einer zweiten Wirkung, welche durch die Kollision der ersten und zweiten Wellenfront, welche gegenläufig sind, erzeugt wird. Eine stark fokussierte Radialrichtungswirkung wird aufgrund der begrenzenden Druckwellenfronten, welche konvergierend auf den Punkt der dritten Zündung zulaufen, erzeugt. Die Verstärkung und die Fokussierung, welche durch dieses Prinzip erreicht werden, liefern eine sehr wirksame Trennwirkung, wenn die Vorrichtung in einem rohrförmigen Zielobjekt angeordnet und gezündet wird, und können vorteilhafte Wirkungen bei anderen Zielobjekten liefern. Die Abtrennung wird durch Stahldurchschlags- und Druckwellenwechselwirkungs-Bruchmechanismen infolge des starken angewandten Druckstoßes innerhalb der Begrenzung der ersten und der zweiten Druckwellenfront und der nachfolgenden Kollision davon erreicht.

5 stellt ein Ausführungsbeispiel einer Sprengpatronenanordnung dar, welche eine Formladung mit einer konischen Beschichtung umfaßt. Die Anordnung umfaßt einen ersten Bereich eines Sprengmaterials 2, einen zweiten Bereich eines Sprengmaterials 3 und einen dritten Bereich eines Sprengmaterials 4, welches aus einer anderen Materialkombination als Material 2 oder Material 3 bestehen kann. Der dritte Bereich eines Sprengmaterials 4 ist in einer Formladung enthalten, welche eine Beschichtung 5 und einen Zünder 44 aufweist.

6 stellt ein Ausführungsbeispiel einer Ansammlung von Sprengmaterial dar, welche generell eine kugelförmige Gesamtgestalt aufweist. Das dargestellte spezielle Ausführungsbeispiel umfaßt eine Formladung in der Mitte, jedoch können andere Ausführungsbeispiele einfach eine Ansammlung von explosionsgekoppeltem Sprengmaterial umfassen, ohne eine Formladung zu umfassen.

7 stellt ein Ausführungsbeispiel eines Abschnitts einer Ansammlung von Sprengmaterial dar, wobei ein Bereich eines Sprengmaterials 4 aus einem äußeren Ring eines Sprengmaterialtyps und einem inneren Kern eines alternativen Sprengmaterialtyps, welcher eine andere Explosionsgeschwindigkeit aufweisen kann, hergestellt ist.

Ein Abtrennungsgerät mit Mehrpunktzündung des offenbarten Typs und eine Verfahrensweise gemäß Beschreibung führen aufgrund der erreichten Fokussierungs- und Richtungsabstimmung der Explosionsdruckwelle zu einer wirksameren Sprengvorrichtung. Die Säulenlänge und der Durchmesser des Geräts sind durch die Zielgröße und betriebliche Anforderungen bestimmt. Das Gerät soll einen relativ schmalen Durchmesser aufweisen und kann eine beliebige Länge aufweisen.

Obgleich lediglich einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, sei darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung in vielen weiteren speziellen Formen verwirklicht werden kann, ohne von Prinzip oder Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Daher sind die vorliegenden Beispiele in erläuterndem Sinne und nicht in beschränkendem zu verstehen, und die Erfindung soll nicht auf die in der vorliegenden Schrift angegebenen Einzelheiten beschränkt sein, sondern kann innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche samt dem vollständigem Umfang von Äquivalenten davon abgewandelt werden.