AT390997B

AT390997B - Vorrichtung zum einfuehren einer erdsonde

Info

Publication number: AT390997B
Application number: AT0158588A
Authority: AT
Inventors: Stefan Geser
Original assignee: Grundag Ag Gossau
Priority date: 1987-09-07
Filing date: 1988-06-20
Publication date: 1990-07-25
Also published as: CH671093A5; ATA158588A; DE8808676U1

Description

Nr. 390 997

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einführen einer aus einem Bündel von haamadelförmigen Kunststoffrohren bestehenden Erdsonde in ein vertikales Bohrloch.

Zur Gewinnung von Erdwärme ist es bekannt, Wasser oder ein anderes Trägermedium durch ein haamadelförmig ausgebildetes, in ein Bohrloch eingesetztes Rohr zu pumpen und einer Wärmepumpe zuzuführen. Solche Rohre werden üblicherweise aus Kunststoff, z. B. Polyäthylen, hergestellt und zu einem Ring geformt auf die Baustelle gebracht. Diese Rohre behalten die ihnen nach der Herstellung und bei der Lagerung aufgezwungene Krümmung auch nach dem Abwickeln vom Ring teilweise bei und lassen sich deshalb nur mit Mühe in das enge Bohrloch einführen. Um diesen Nachteil dieser Art von Erdsonden zu beheben, schlägt die Schweizer Patentschrift 653120 vor, an der Spitze der Sonde über einem Bereich von 1-2 m eine den Rohren eine gestreckte Gestalt aufzwingende Verstrebung in Form eines Stahl- oder Eisenprofilrohres einzusetzen.

Das Einführen einer mit einer Verstrebung ausgerüsteten Sonde gelingt auf diese Weise ohne weitere Probleme, sofern das Bohrloch die bis vor kurzem übliche Bohrtiefe von ca. 50 m nicht übersteigt. Übersteigt die Bohrlochtiefe 50 m und beträgt beispielsweise 100 oder 150 m, so weist die in das üblicherweise mit Wasser gefüllte Loch eingeführte und selbst auch mit Wasser gefüllte Sonde einen Auftrieb auf, der es verunmöglicht, die Sonde ohne Beschädigung nach unten zu stoßen. Je größer nämlich die Kraft zum Einschieben am oberen Ende der Sonde wird, umso mehr legt sich diese in Schlangenlinienform an die Wände des Bohrloches an, und es ergibt nebst dem Auftrieb zusätzlich ein hoher Widerstand infolge Reibung.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.

Die Erfindung löst die Aufgabe, eine Vorrichtung zum Einführen einer Erdsonde zu schaffen, die es ermöglicht, die Erdsonde ohne großen Kraftaufwand an der Sonde im Bereich des Einganges des Bohrloches einzuführen. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des auf den Grund des Bohrloches zu liegen kommenden Abschnittes des Bündels aus Rohren mindestens eine an diesen angreifende Einführstange aufgesetzt ist, an deren oberen Ende ein Haltemittel zum Herausziehen der Stange angebracht ist.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Erdsonde in vorteilhafter Weise nicht auf Druck belastet, sondern sie wird an deren vorderen Ende, d. h. an der Spitze, nach unten gezogen. Damit ergibt sich eine Streckung und folglich eine geringe Reibung der Sonde an der Bohrlochwand. Dar hilfsweise an der Sonde bzw. an deren Verstrebung befestigte Einführstab kann nach dem Einführen ohne Probleme mittels eines Seiles aus dem Bohrloch herausgehoben werden.

Gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung können mehrere Stangen miteinander kraftschlüssig verbunden werden. Dies kann in der Weise erfolgen, daß die Stangen miteinander verschraubt sind. Es kann günstig sein, wenn die Stange durch eine Steckverbindung mit der Erdsonde verbunden ist. Für eine solche Steckverbindung sind verschiedene Ausbildungen denkbar. Zweckmäßig ist es, wenn die Steckverbindung aus einem Dom oder einer Hülse besteht.

Eine praktische Ausführung ergibt sich, wenn das oben angeführte Haltemittel zum Herausziehen der Stange bzw. der Stangen aus einer am oberen Ende der obersten Stange befestigten Ringschraube besteht An sich kann die erwähnte Stange hohl oder massiv ausgebildet sein.

Anhand eines einen Ausführungsweg darstellenden Beispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine haamadelförmig ausgebildete Erdsonde ohne Verstrebung, Fig. 2 eine perspektivische Darstellung von zu einem Bündel zusammengefügten Erdsonden, Fig. 3 einen Querschnitt längs Linie (ΠΙ-ΠΪ) in Fig. 5, Fig. 4 zwei Einführstangen und Fig. 5 ein Bohrloch mit eingeführter Erdsonde.

Der in Fig. 1 dargestellte, an den Grund (1) eines Bohrloches (2) zu liegen kommende Abschnitt (3) eines mit einem 180-Grad-Bogen (4) verbundenen, eine Erdsonde (4) bildenden Rohrpaares (5) weist eine bogenförmige Krümmung (5) auf, deren Bogenhöhe (h) wesentlich größer sein kann als der Durchmesser (d) des Bohrloches (2). Mit einer Verstrebung (6), welche aus einem Rohr (7) oder aus einem beliebigen anderen stabförmigen Profil aus Stahl oder Eisen hergestellt sein kann und mindestens einem Paar die Verstrebung (6) und die Rohre (5) verbindenden Briden (8) werden die Rohre (5) parallel zur Verstrebung (6) und damit geradlinig bzw. gestreckt geführt (Figuren 2/3). Die Briden (8) sind mit Schrauben (9), die die Verstrebung (6) durchdringen können, axial unverschiebbar gehalten. Zum Schutze der an den Rohren (5) angeschweißten Bögen (4) kann eine schlauch- oder taschenförmige Hülse (10) aus Stahl oder einem mit Heißluft schrumpfbarem Material aufgesetzt sein (in strichpunktierten Linien in Fig. 2/5 sichtbar). Nebst der Schutzfunktion hält die Hülse (10) die außerhalb der Briden (8) liegenden Teile der Rohre (5) zusammen und bildet eine abgerundete Spitze.

In die Verstrebung (6) hinein kann, wenn diese als Rohr (7) ausgeführt ist, ein weiteres, bis an die Erdoberfläche reichendes Injektionsrohr (14) lose eingelegt sein, mit dem das Bohrloch (2) nach dem Einbringen der Rohre (5) mit einer gut wärmeleitenden Flüssigkeit, z. B. eine Mischung aus Wasser und Bentonit, gefüllt werden kann.

Auf das obere Ende (15) der Verstrebung (6) sind eine an die Tiefe des Bohrloches (2) angepaßte Anzahl von Einführstangen (17) aufgesetzt. Die Stangen (17) sind mittels Gewinden (19) miteinander verbunden. Auf das obere Ende der letzten Stange (17) ist ein Bügel oder Ring (21) aufgeschraubt, in den ein Haken (23) an einem Seil (25) eingreift Anstelle von Schraubverbindungen können auch andere Verbindungsmittel treten. Zwischen dem oberen Ende (15) der Verstrebung (6) und dem unteren Ende der Stangen (17) besteht keine auf Zug belastbare Verbindung. Entweder greift ein Dom (27) an der Stange (17) in die Verstrebung (6) ein, oder eine -2-

Claims

Nr. 390 997 Hülse (29) umfaßt die Verstrebung (6) (vgl. Figuren 4 und 5). Im folgenden wird das Einfuhren der Erdsonde (4) in ein tiefes Bohrloch (2) kurz erläutert. In herkömmlicher Weise wird der durch die Verstrebung (6) gestreckte Abschnitt (3) der Sonde (4) in das Bohrloch (2) eingeführt. Sobald dessen oberes Ende (15) den Eingang des Bohrloches (2) erreicht hat, wird eine erste Stange (17) 5 aufgesteckt. Das Gewicht der Stange (17), die vorzugsweise auch massiv ausgeführt ist, drückt nun die Sonde (4) gegen den Widerstand von deren Auftrieb durch die im Bohrloch (2) befindliche Flüssigkeit nach unten. Sobald jeweils das obere Ende der Stange (17) im Erdreich verschwindet, wird eine weitere auf diese aufgeschraubt. Je nach Tiefe der Bohrung und Volumen der Erdsonde (4) müssen mehr oder weniger Stangen (17) eingesetzt werden. 10 Auf die letzte Stange (17) wird der Ring (21) aufgeschraubt und der Haken (23) am Seil (25) eingehängt und zusammen mit der Sonde (4) in die Tiefe gefahren. Wenn die Sonde (4) ganz eingeführt ist, können die zusammengeschraubten Stangen (17) mit dem Seil (25) aus dem Bohrloch (2) herausgezogen werden, denn die Sonde (4) verklemmt sich infolge der ihr eigenen gebogenen Gestalt der Rohre (5). Die Stangen (17) können somit beliebig oft verwendet werden, und an der Sonde (4) müssen keine besonderen Maßnahmen getroffen 15 werden, wenn Einführstangen (17) zum Einsatz gelangen. 20 PATENTANSPRÜCHE 25 1. Vorrichtung zum Einführen einer aus einem Bündel von haamadelförmigen Kunststofffohren bestehenden Erdsonde in ein vertikales Bohrloch, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des auf den Grund (1) des Bohrloches (2) zu liegen kommenden Abschnittes (3) des Bündels aus Rohren (5) mindestens eine an diesen 30 angreifende Einführstange (17) aufgesetzt ist, an deren oberem Ende ein Haltemittel zum Herausziehen der Stange (17) angebracht ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Stangen (17) miteinander kraftschlüssig verbunden sind. 35
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen (17) miteinander verschraubt sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (17) durch eine 40 Steckverbindung mit der Erdsonde (4) verbunden ist
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckverbindung aus einem Dom (15) oder einer Hülse (29) besteht.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Haltemittel zum Herausziehen der Stange bzw. der Stangen (17) aus einer am oberen Ende der obersten Stange (17) befestigten Ringschraube (21) besteht
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (17) hohl oder 50 massiv ausgebildet ist. 55 Hiezu 1 Blatt Zeichnung -3-