DE102007002606A1 - eothermal probe foot for inserting into a borehole comprises an electric welding sleeve for producing a connection to a service pipe - Google Patents

eothermal probe foot for inserting into a borehole comprises an electric welding sleeve for producing a connection to a service pipe

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DE102007002606A1
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Böckler, Martin
Ludwig Heinloth
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Abstract

Foot (1) for a geothermal probe for inserting into a borehole comprises an electric welding sleeve (14) for producing a connection to a service pipe (2, 3). An independent claim is also included for the production of a geothermal probe foot. Preferred Features: The foot is made in one piece from a thermoplastic by an injection molding process. The electric welding sleeve at least partly surrounds an insertion opening (4a-4d) for the service pipe.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Sondenfuß für eine Erdwärmesonde zum Einführen in ein Bohrloch. The invention relates to a probe base for a geothermal probe for insertion into a borehole. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Sondenfußes. Moreover, the invention relates to a method for producing such a probe foot.
  • Erdwärmesonden werden zur Ausnutzung der Erdwärme als Wärmetauscher in Bohrlöcher eingeführt. Geothermal probes are introduced to the utilization of geothermal heat as a heat exchanger in well bores. Eine Wärmeträgerflüssigkeit wird zum Wärmeaustausch mit der Umgebung (Erdreich) und zum Transport der aufgenommenen Erdwärme verwendet. A heat transfer fluid is used to heat exchange with the environment (soil) and used to transport the captured geothermal energy. Die Wärmeträgerflüssigkeit wird dabei mit Hilfe eines Wärmeträgerzulaufrohres von der Erdoberfläche bis zu dem Sondenfuß geleitet. The heat transfer fluid is then guided by means of a heat transfer medium feed pipe from the surface to the probe base. Von dort aus wird die erwärmte Wärmeträgerflüssigkeit über ein Wärmeträgerrücklaufrohr an die Oberfläche zurückgeleitet. From there, the heated heat transfer fluid is returned via a heat transfer return pipe to the surface. Bei der Wärmeträgerflüssigkeit handelt es sich zumeist um ein Wasser-Glykol-Gemisch oder (in Wasserschutzgebieten) um Wasser. In the heat carrier liquid is generally a water-glycol mixture or in water (reserves) water.
  • Oft ist es wegen unklarer geologischer Verhältnisse schwierig, Bohrlöcher mit der gewünschten Tiefe zu bohren. It is often difficult because of uncertain geological conditions, drilling holes at the desired depth. Auf Großbaustellen werden daher in der Regel Probebohrungen durchgeführt, so daß die benötigte Länge der Erdwärmesonden frühzeitig feststeht. Therefore drill testing be performed on large construction sites usually so that the required length of the probes is established early. Ist die benötigte Länge bekannt, werden Erdwärmesonden oft bereits im Werk vorkonfektioniert, dh Sondenfuß und Wärmeträgerzulauf- und Wärmeträgerrücklaufrohre sind bereits fest miteinander verbunden. If the required length known geothermal probes are often pre-assembled at the factory, ie probe foot and Wärmeträgerzulauf- and heat transfer return pipes are connected to each other. So kann eine besonders hohe Verarbeitungsqualität sichergestellt werden. A particularly high build quality can be ensured. Von Nachteil bei diesen vorkonfektionierten Erdwärmesonden ist es jedoch, daß deren Transport vom Werk zum Bohrloch oft aufwendig und teuer ist. A disadvantage of this pre-assembled geothermal probes, however, is that their transport from the factory to the wellbore is often complex and expensive.
  • Auf Kleinbaustellen kann aus Kostengründen oft keine Probebohrung erfolgen. On small construction sites do not test well can often be done for cost reasons. Da die benötigte Länge der Erdwärmesonde nicht bekannt ist, muß flexibel auf die angetroffenen geologischen Verhältnisse reagiert werden. Since the required length of the borehole heat exchanger is not known to be a flexible response to the geological conditions encountered. In solchen Fällen werden die einzelnen Komponenten der Erdwärmesonde oft erst am Bohrloch vor Ort zusammenzubauen. In such cases, the individual components of the geothermal probe are often assemble only at the well-site. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die dann erreichten Verarbeitungsqualitäten den hohen Anforderungen im harten Baustellenbetrieb nicht genügen. It has, however, shown that the processing qualities then reached do not meet the high demands in tough operation.
  • Ein weiterer Nachteil bekannter Erdwärmesonden ist das schwierige Eintreiben des Sondenfußes in das Bohrloch. Another disadvantage of known geothermal probes is difficult driving the probe foot into the wellbore. Hierzu werden auf den Sondenfuß häufig sehr hohe Kräfte ausgeübt, so daß die Gefahr besteht, daß der Sondenfuß und/oder die Wärmeträgerzulauf- bzw. Wärmeträgerrücklaufrohre beschädigt werden. For this purpose, often very high forces are exerted on the probe base so that there is a danger that the probe base and / or the Wärmeträgerzulauf- or heat carrier return pipes are damaged.
  • Ein weiterer Nachteil bekannter Erdwärmesonden ist das Auftreten eines sogenannten thermischen Kurzschlusses zwischen dem Wärmeträgerzulaufrohr und dem Wärmeträgerrücklaufrohr. Another disadvantage of known geothermal probes is the occurrence of a so-called thermal short circuit between the heat transfer medium inlet pipe and the heat transfer medium return pipe. Dadurch kommt es zu ungewollten Wärmeverlusten, die zu einer Verringerung des Wirkungsgrades der Erdwärmesonde führen. This leads to unwanted heat losses, which lead to a reduction in the efficiency of the geothermal probe.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Technik bereitzustellen, die auf besonders einfache Art und Weise eine qualitativ hochwertige Verbindung von Sondenfuß und Anschlußrohren am Bohrloch ermöglicht. It is an object of the present invention to provide a technique that enables in a particularly simple manner, a high quality compound of the probe base and connecting pipes at the well.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Technik bereitzustellen, die ein besonders einfaches Eintreiben des Sondenfußes in das Bohrloch ermöglicht. Another object of the invention is to provide a technique which enables a particularly simple driving of the probe foot into the wellbore.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Technik bereitzustellen, die das Auftreten eines thermischen Kurzschlusses vermeidet. Another object of the invention is to provide a technique that avoids the occurrence of a thermal short circuit.
  • Diese Aufgaben werden durch einen Sondenfuß nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 16 bzw. durch einen Sondenfuß nach Anspruch 9 bzw. durch einen Sondenfuß nach Anspruch 15 gelöst. These objects are achieved by a probe foot according to claim 1 and a method according to claim 16 or by a probe foot according to claim 9 or by a probe foot according to claim 15 °.
  • Eine erste Kernidee der Erfindung ist es, die Verbindung zwischen den Wärmeträgerzulauf- und Wärmeträgerrücklaufrohren und dem Sondenfuß vor Ort auf der Baustelle durch ein Elektroschweißverfahren herzustellen, wobei die hierzu verwendete Elektroschweißmuffe bereits im Sondenfuß integriert ist. A first core idea of ​​the invention is to produce the connection between the heat carrier Wärmeträgerzulauf- and downcomers and the probe base site on the construction site by an electric welding process, wherein the electrofusion coupler used for this purpose is already integrated in the probe foot. Mit anderen Worten müssen die mit dem Sondenfuß zu verbindenden Rohre am Bohrloch lediglich mit dem Sondenfuß zusammengeführt werden. In other words, to be connected with the probe foot pipes only have to be brought together at the well site with the probe base. Aufwendige separate Schweißvorrichtungen, Haltekonstruktionen etc. sind nicht erforderlich. Elaborate separate welding devices, retaining structures, etc. are not required. Eine qualitativ hochwertige Schweißverbindung von Sondenfuß und Anschlußrohren kann daher direkt am Bohrloch mit einfachen Mitteln hergestellt werden. A high-quality welded connection of the probe base and connecting pipes can therefore be made directly at the well by simple means.
  • Die Erfindung ermöglicht es, unmittelbar vor Ort auf der Baustelle zu entscheiden, welche Länge die Wärmeträgerzulauf- und Wärmeträgerrücklaufrohre aufweisen müssen und im Anschluß daran den Sondenfuß mit Anschlußrohren exakt dieser Länge zu verbinden. The invention makes it possible to decide on the spot at the construction site, which length must have the heat carrier Wärmeträgerzulauf- and return pipes and connecting thereafter the probe base with connection tubes of this length exactly. Ein unnötiger Rohrverschnitt, wie er sehr häufig auftritt, wenn Rohre von standardisierter Länge bereits ab Werk fertig mit dem Sondenfuß montiert auf die Baustelle geliefert werden, kann dadurch vermieden werden. An unnecessary waste pipe as it often occurs when pipes of standard length at the factory finished with the probe foot mounted be delivered to the site, this can be avoided. Dadurch verringern sich die Gesamtkosten der Bohrung deutlich, insbesondere dann besonders, wenn auf einer Baustelle nur sehr wenige, bspw. drei oder vier Bohrlöcher benötigt werden. As a result, the total cost of drilling significantly reduced, especially especially when on a construction site, very few, eg. Three or four holes are needed.
  • Eine weitere Kernidee der Erfindung ist es, das Eintreiben des Sondenfußes in das Bohrloch dadurch zu vereinfachen, daß die vergleichsweise hohe relative Dichte des sich im Bohrloch befindenden Bohrwassers um den Sondenfuß herum durch das Einblasen von Gas verringert wird. Another key idea of ​​the invention is to simplify the driving of the probe foot into the wellbore by the fact that the comparatively high relative density of the downhole Bohrwassers is reduced by the probe foot around by the injection of gas. Durch die am Sondenfuß erzeugten Gasblasen wird Material (insbesondere Bohrwasser), welches sich im Bohrloch befindet verdrängt. By the generated gas bubbles at the probe material is displaced (in particular drilling water), which is located in the wellbore. Dadurch verringert sich der Eindringwiderstand, so daß die Erdwärmesonde besonders einfach in das Bohrloch eingebracht werden kann. This reduces the penetration resistance, so that the borehole heat exchanger can be particularly easily introduced into the wellbore. Die Verwendung von Luft als einzublasendes Gas ist besonders kostengünstig. The use of air as einzublasendes gas is particularly inexpensive. Es können jedoch auch andere Einblasgase verwendet werden, bspw. Helium. However, it is possible to use other Einblasgase, eg. helium. Helium hat gegenüber Luft den Vorteil einer geringeren Dichte, so daß sich der dem Eintreiben des Sondenfußes entgegenwirkende Widerstand im Bohrloch weiter verringert. Helium has the advantage of a lower density, so that the counteracting the driving of the probe foot resistance in the well bore is further reduced compared to air.
  • Eine weitere Kernidee der Erfindung ist es, den thermischen Kurzschluß zwischen dem Wärmeträgerzulaufrohr und dem Wärmeträgerrücklaufrohr zu verringern, indem Wärmeträgerzulaufrohre und Wärmeträgerrücklaufrohre mit unterschiedlichen Strömungsdurchmessern verwendet werden. Another key idea of ​​the invention is to reduce the thermal short circuit between the heat transfer medium inlet pipe and the heat transfer medium return pipe by heat transfer medium inlet tubes and heat medium return pipes are used with different flow diameters. Durch die sich dadurch ergebenden unterschiedlichen Fließgeschwindigkeiten der Wärmeträgerflüssigkeit wird die Möglichkeit des Wärmeaustausches zwischen den Rohren deutlich verringert. By the resulting thereby different flow rates of the heat transfer fluid, the possibility of the heat exchange between the tubes is significantly reduced. Unterstützend kann wenigstens eines der Rohre teilweise oder vollständig wärmeisoliert sein. In support may be one of the tubes partially or completely thermally insulated at least.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, die in den Unteransprüchen angegeben bzw. in den nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläuterten Ausführungsbeispielen beschrieben sind. Further advantages result from the preferred embodiments of the invention set forth in the dependent claims and described in more detail below with reference to the drawings described embodiments. Hierbei zeigen: show:
  • 1 1 eine erste Ausführung eines Sondenfuß in Draufsicht, a first embodiment of a probe base in plan view,
  • 2 2 den Sondenfuß aus the probe foot from 1 1 in einem Längsschnitt entlang der Linie II-II in in a longitudinal section along the line II-II in 1 1 , .
  • 3 3 den Sondenfuß aus the probe foot from 1 1 in einem zweiten Längsschnitt entlang der Linie III-III in in a second longitudinal section along the line III-III in 1 1 , .
  • 4 4 eine zweite Ausführungsform eines Sondenfuß in einem Längsschnitt entsprechend a second embodiment of a probe base in a longitudinal section corresponding to 2 2 . ,
  • Sämtliche Figuren zeigen die Erfindung lediglich schematisch und mit ihren wesentlichen Bestandteilen. All the figures show the invention only schematically and with its essential components.
  • Der in den In the 1 1 bis to 3 3 dargestellte Sondenfuß probe foot shown 1 1 ist zum Anschluß von jeweils zwei Wärmeträgerzulaufrohren is for the connection of two heat transfer medium inlet tubes 2 2 (mit durchbrochenen Linien angedeutet in (Broken lines indicated in 3 3 ) und zwei Wärmeträgerrücklaufrohren ) And two heat transfer downcomers 3 3 (mit durchbrochenen Linien angedeutet in (Broken lines indicated in 3 3 ) ausgebildet. ) educated. Jeweils ein Wärmeträgerzulaufrohr In each case a heat transfer medium inlet pipe 2 2 und ein Wärmeträgerrücklaufrohr and a heat transfer medium return pipe 3 3 bilden dabei ein gemeinsames Rohrleitungspaar, das mit dem Sondenfuß thereby form a common pipe line pair with the probe base 1 1 zur Ausbildung eines Wärmeträgerkreislaufes verbunden wird. is bonded to form a heat transfer circuit. Nachfolgend werden Wärmeträgerzulaufrohre Below are heat carrier inlet pipes 2 2 und Wärmeträgerrücklaufrohre and heat transfer return pipes 3 3 auch allgemein als Anschlußrohre bezeichnet. also commonly referred to as the connecting pipes. Die Anschlußrohre The connecting tubes 2 2 , . 3 3 weisen einen kreisförmigen Querschnitt auf. have a circular cross-section.
  • Die Verwendung von zwei Wärmeträgerkreisläufen ist besonders vorteilhaft, da diese gegenseitig als Ersatzkreisläufe dienen. The use of two heat exchanger circuits is particularly advantageous because these mutually serve as a replacement cycles. Bei dem Ausfall eines Rohrkreislaufes, bspw. in Folge von Undichtigkeiten, kann das Bohrloch mit dem zweiten Rohrkreislauf weiter verwendet werden. In the failure of a pipe circuit, eg. Due to leaks, the well may be used with the second pipe circuit on. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung von zwei Rohrpaaren beschränkt. However, the present invention is not limited to the use of two pairs of tubes. Die erfindungswesentlichen Grundgedanken lassen sich bei Erdwärmesonden mit einem, zwei, drei oder mehr Rohrpaaren verwirklichen. The invention essential basic principles can be at geothermal probes with one, carry two, three or more pairs of tubes.
  • Der Sondenfuß the probe base 1 1 weist daher insgesamt vier Einstecköffnungen therefore, has a total of four insertion 4a 4a , . 4b 4b , . 4c 4c , . 4d 4d auf, die sich in Sondenfußlängsrichtung , which in Sondenfußlängsrichtung 5 5 erstrecken und symmetrisch um die Mittellängsachse and extend symmetrically about the central longitudinal axis 6 6 des Sondenfußes the probe foot 1 1 angeordnet sind. are arranged. Die Einstecköffnungen the insertion 4a 4a , . 4b 4b , . 4c 4c , . 4d 4d münden in der Oberseite open into the top 7 7 des Sondenfußes the probe foot 1 1 . , Von dort aus können die Anschlußrohre From there, the connecting pipes can 2 2 , . 3 3 in die entsprechenden Einstecköffnungen in the corresponding insertion openings 4a 4a , . 4b 4b , . 4c 4c , . 4d 4d eingeführt werden. be introduced. Die Verbindung der jeweils zwei einem Wärmeträgerkreislauf zugeordneten Einstecköffnungen The connection of the two heat transfer circuit associated insertion openings 4a 4a , . 4b 4b und and 4c 4c , . 4d 4d untereinander erfolgt durch ein im wesentlichen U-förmiges, also ein um etwa 180° gekrümmtes, im Inneren des Sondenfußes together using a substantially U-shaped, so a to about 180 ° curved, in the interior of the probe foot 1 1 ausgebildetes Verbindungsstück trained Connector 8 8th , das die unteren Enden der Einstecköffnungen That the lower ends of the insertion openings 4 4 paarweise miteinander verbindet. paired with each other. Die Verbindungsstücke The connectors 8 8th weisen dabei vergleichsweise kurze U-Schenkel here have relatively short U-legs 9 9 auf und verbinden jeweils zwei Einstecköffnungen and connect two insertion openings 4a 4a , . 4b 4b bzw. or. 4c 4c , . 4d 4d kurz unterhalb der unteren Öffnungsenden. just below the lower opening ends. Der U-Grund The U-base 10 10 der Verbindungsstücke the connecting pieces 8 8th verläuft dabei im wesentlichen senkrecht zu der Mittellängsachse in this case runs substantially perpendicular to the central longitudinal axis 6 6 des Sondenfußes the probe foot 1 1 . , Die Verbindungsstücke The connectors 8 8th können abweichend von der hier dargestellten Form auch einen U-Grund mit einem deutlich größeren Radius aufweisen oder aber in einer im wesentlichen rechteckigen oder beliebig anderen Form ausgebildet sein, wenn dies für das Fließverhalten der Wärmeträgerflüssigkeit von Vorteil ist. Notwithstanding the exhibit of the form depicted here also have a U-base with a considerably larger radius or be formed in a substantially rectangular or any other shape, if this is the flow behavior of the heat transfer fluid is advantageous.
  • Das untere in die Eindringrichtung The lower the penetration 11 11 des Sondenfußes the probe foot 1 1 zeigende Ende facing end 12 12 des Sondenfußes the probe foot 1 1 verjüngt sich, so daß ein besonders leichtes Einführen des Sondenfußes tapered so that a particularly easy insertion of the probe foot 1 1 in das Bohrloch möglich ist. is possible in the well. Die vier in einem Quadrat angeordneten Einstecköffnungen The four arranged in a square insertion 4 4 sind von dem Sondenfußkörper derart umfaßt, daß dieses die Außenkonturen der kreiszylindrischen Einstecköffnungen are of the Sondenfußkörper comprises such a manner that the outer contours of this circular cylindrical insertion 4 4 nachbildet, so daß sich zwischen jeweils benachbarten Einstecköffnungen mimics, so that between each adjacent insertion openings 4 4 an der Außenseite des Sondenfußes on the outside of the probe foot 1 1 Nuten groove 13 13 ergeben, die sich in Sondenfußlängsrichtung yield, resulting in Sondenfußlängsrichtung 5 5 erstrecken. extend. Luft und Flüssigkeit, die in dem Bohrloch vorhanden sind, können bei Einbringen des Sondenfußes Air and liquid that are present in the borehole can for introducing the probe foot 1 1 in das Bohrloch durch die Nuten into the wellbore through the grooves 13 13 an dem Sondenfuß on the probe base 1 1 vorbeiströmen. flow past. Dadurch wird vermieden, daß sich in dem Bohrloch ein Druck aufbaut, der das Einreiben des Sondenfußes This avoids that a pressure builds up in the wellbore, the rubbing of the probe foot 1 1 erschwert. difficult.
  • Die Einstecköffnungen the insertion 4 4 und die Verbindungsstücke and the connecting pieces 8 8th sind derart ausgebildet, daß deren Strömungsquerschnitte annähernd identisch sind. are formed such that their flow cross sections are approximately identical. Die Wärmetransportflüssigkeit kann daher in der Erdwärmesonde mit minimalen Strömungsverlusten zirkulieren. The heat transfer fluid can therefore circulate in the geothermal probe with minimal flow losses.
  • Erfindungsgemäß ist in jeder Einstecköffnung According to the invention in any insertion 4a 4a , . 4b 4b , . 4c 4c , . 4d 4d eine Elektroschweißmuffe an electro socket 14 14 vorgesehen, die zum Herstellen einer Verbindung mit einem der Anschlußrohre provided which for establishing a connection with one of the connecting pipes 2 2 , . 3 3 dient. serves. Selbstverständlich ist es jedoch ebenfalls möglich, nur einen Teil der Einstecköffnungen Of course it is however also possible, only a portion of the insertion 4 4 mit Elektroschweißmuffen with electric sleeves 14 14 auszustatten. equip.
  • Die Elektroschweißmuffen The electric sleeves 14 14 umschließen die Einstecköffnungen enclose the insertion 4 4 jeweils vollständig. each complete. Selbstverständlich ist es jedoch ebenfalls möglich, daß die Elektroschweißmuffen Of course it is however also possible that the electric sleeves 14 14 die Einstecköffnungen the insertion 4 4 nur teilweise umschließen, sofern auch durch eine solche Teilumschließung eine ausreichend feste Verschweißung mit einem Anschlußrohr only partially surround, provided also by such a partial enclosure a sufficiently firm welding with a connection pipe 2 2 , . 3 3 hergestellt werden kann. can be produced.
  • Die Elektroschweißmuffen The electric sleeves 14 14 sind von der Oberseite are from the top 7 7 des Sondenfußes the probe foot 1 1 beabstandet in der oberen Hälfte der Einstecköffnungen spaced in the upper half of the insertion 4 4 angeordnet. arranged. Konstruktion und Anordnung der beteiligten Bauelemente (Einstecköffnung Construction and arrangement of the components involved (insertion 4 4 , Elektroschweißmuffe , Electro socket 14 14 , Anschlußrohr , Connection pipe 2 2 , . 3 3 ) ist derart gewählt, daß die Einstecktiefe ) Is chosen so that the insertion depth 15 15 der Einstecköffnungen the insertion 4 4 die Breite the width 16 16 der Elektroschweißmuffen the electric sleeves 14 14 in Sondenfußlängsrichtung in Sondenfußlängsrichtung 5 5 um wenigstens 1/3 Rohrdurchmesser by at least 1/3 of tube diameter 31 31 übersteigt. exceeds. Mit anderen Worten ragt ein in eine Einstecköffnung In other words, projects into an insertion 4 4 eingeschobenes Anschlußrohr be deferred connecting pipe 2 2 , . 3 3 mindestens so tief in die Einstecköffnung at least as deep into the insertion 4 4 hinein, daß der über die Elektroschweißmuffe in that the over the electrofusion coupler 4 4 hineinragende Teil protruding part 17 17 wenigstens einem Drittel des Durchmessers at least one third of the diameter 31 31 des Anschlußrohres the connecting tube 2 2 , . 3 3 entspricht. equivalent. Für ein sicheres Einstecken der Rohre For safe insertion of the tubes 2 2 , . 3 3 weist jede Einstecköffnung , each insertion opening 4 4 an ihrem unteren Ende, dh im Bereich des Übergangs zu dem Übergangsstück at its lower end, ie in the region of the transition to the transition piece 8 8th , einen mechanischen Anschlag , A mechanical stop 32 32 auf, so daß eine definierte Einstecktiefe , so that a defined insertion depth 15 15 gegeben ist. given is. Bei der Elektroschweißmuffe In the electro socket 14 14 handelt es sich daher um eine sogenannte Langmuffe, mit der auch schräg geschnittene Anschlußrohre Therefore, it is a so-called long coupler, with the obliquely cut connection pipes 2 2 , . 3 3 , beispielsweise solche mit einem Anschnittswinkel von 15°, sicher verschweißt werden können. , For example those which can be reliably welded to a lead angle of 15 °. Die Verwendung von Langmuffen ist besonders vorteilhaft, da hierdurch eine sichere Verbindung von Sondenfuß The use of long sleeves is particularly advantageous since a secure connection from the probe base 1 1 und Anschlußrohren and connecting pipes 2 2 , . 3 3 auch dann noch gewährleistet ist, wenn die bspw. von einem Ringbund abgewickelten Anschlußrohre is then guaranteed if the example. unwound from a collar connecting pipes 2 2 , . 3 3 eine Restbiegung aufweisen und dadurch den Sondenfuß have a residual bend and thereby the probe foot 1 1 nach mehreren Seiten verspannen. brace on several sides.
  • Bei der vorzugsweise verwendeten Elektroschweißmuffe In the preferably used electrofusion coupler 14 14 handelt es sich um eine Heizwendelmuffe, wie sie zur Durchführung eines Heizwendelmuffenschweißverfahren verwendet wird. is it a electrofusion sockets as it is used to perform a Heizwendelmuffenschweißverfahren. Das Heizwendelmuffenschweißverfahren zeichnet sich gegenüber anderen Schweißverfahren, wie bspw. dem Heizelementstumpfschweißverfahren oder dem Heizelementmuffendornschweißverfahren dadurch aus, daß an den Innenseiten The Heizwendelmuffenschweißverfahren distinguished from other welding processes, such as. The heating element butt welding or the Heizelementmuffendornschweißverfahren by the fact that on the inner sides 18 18 der Anschlußrohre the connecting pipes 2 2 , . 3 3 keine Schweißwulst entsteht, die den Durchfluß der Wärmeträgerflüssigkeit behindern und dadurch einen Druckverlust hervorrufen kann. No weld bead is formed which may impede the flow of heat transfer fluid and thereby cause a pressure loss.
  • Die Anschlußrohre The connecting tubes 2 2 , . 3 3 bestehen ebenso wie der Sondenfuß there are just as the probe base 1 1 vorzugsweise aus thermoplastischen Kunststoffmaterialien, die sich zum gegenseitigen Verschweißen eignen. preferably made of thermoplastic plastic materials, which are suitable for mutual welding. Ein Beispiel für ein solches Kunststoffmaterial ist Polyethylen (PE). An example of such a plastic material is polyethylene (PE). Polyethylen zeichnet sich darüber hinaus durch eine gute Korrosionsbeständigkeit und somit eine hohe Haltbarkeit aus. Polyethylene is also distinguished by good corrosion resistance and thus a high durability. Andere geeignete Materialien sind Polypropylen (PP), vernetztes Polyethylen (PE-X) und Polybuthen (PB), wobei die zwei zuletzt genannten Werkstoffe besonders für höhere Temperaturen geeignet sind. Other suitable materials are polypropylene (PP), cross-linked polyethylene (PE-X) and Polybuthene (PB), wherein the two last-mentioned materials are particularly suitable for higher temperatures.
  • Der Sondenfuß the probe base 1 1 ist vorzugsweise einstückig und mit Hilfe eines Spritzgußverfahrens gefertigt. is preferably in one piece and manufactured by means of an injection molding process. Durch die einstückige Herstellung lassen sich Sondenfüße The one-piece production to probe feet can 1 1 ohne Schweißnähte herstellen. produced without welds. Dies ist zum einen von Vorteil, da jede Schweißnaht eine Schwachstelle und damit einen Risikofaktor darstellt. This is on the one hand advantageous because each weld represents a weak point and thus a risk factor. Zum anderen ist der Arbeitsaufwand im Vergleich zum Spritzgießen deutlich erhöht. Secondly, the workload is increased significantly compared to injection molding. Die einstückige Ausführung bedeutet daher sowohl eine erhöhte Sicherheit als auch eine Verringerung der Herstellungskosten des Sondenfußes. Therefore, the one-piece design means both increased safety as well as a reduction in the manufacturing cost of the probe foot.
  • Bei Einsatz eines Spritzgußverfahrens wird der Sondenfuß When using an injection molding process of the probe base is 1 1 aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial mit Hilfe eines Spritzgießwerkzeuges und einer Anzahl von elektrische betreibbaren Heizelementen hergestellt. made of a thermoplastic plastic material by means of an injection mold and a plurality of electrical heating elements can be operated. Bei den Heizelementen handelt es sich vorzugsweise um Heizdrähte. The heating elements are preferably heating wires. Die Heizdrähte werden auf die vier den späteren Einstecköffnungen The heating wires are on the four subsequent insertion 4 4 entsprechenden Stempeln des Spritzgußwerkzeuges aufgelegt, so daß die Heizdrähte nach dem Einspritzen des Kunststoffmaterials in die Spritzgußform in dem Kunststoffmaterial eingegossen sind. placed corresponding stamps of the injection molding tool so that the heating wires are embedded after the injection of the plastic material into the injection mold in the plastic material. Nach dem Entfernen der Stempel und der Spritzgußform ist der Sondenfußrohling fertiggestellt. After removal of the plunger and the injection mold of Sondenfußrohling is completed. In den In the 1 1 bis to 4 4 sind die einzelnen Heizdrähte der Elektroschweißmuffen the individual filaments of the electric sleeves 14 14 nicht einzeln abgebildet. not shown separately.
  • Alternativ zu einem Einspritzen der Heizelemente ist auch ein nachträgliches Einbringen am Sondenfußrohling möglich. As an alternative to injecting the heating elements and the subsequent introduction on Sondenfußrohling is possible.
  • Die Heizdrähte von jeweils zwei benachbarten Elektroschweißmuffen The heating wires of each two adjacent electric sleeves 14 14 sind miteinander verbunden (nicht abgebildet) und bilden einen gemeinsamen Stromkreislauf, so daß jeweils zwei benachbarte Elektroschweißmuffen are connected to each other (not shown) and form a common electric circuit such that each two adjacent electric sleeves 14 14 gleichzeitig betrieben werden. be operated simultaneously. Bei der Herstellung des Sondenfußes In the preparation of the probe foot 1 1 werden die Enden der Heizdrähte jeweils derart positioniert, daß diese zur Anordnung von Anschlußkontakten an der Außenseite the ends of the heating wires are each positioned such that this arrangement of the terminal contacts on the outside 19 19 des fertigen Spritzgußrohlings geeignet sind. of the finished injection molded preform are suitable. Dabei ist jeder Elektroschweißmuffe Here, each electro socket 14 14 ein Anschlußkontakt zugeordnet. a terminal contact assigned. Diese Anschlußkontakt werden mit Anschlußsteckern These terminal contact are with connector plugs 20 20 versehen und dienen dem Anschluß eines Schweißgerätes (Stromversorgung) zum Durchführen des Elektroschweißens. provided and serve for connection of a welding device (power supply) for performing the arc welding.
  • Durch das Heizen der Drähte schmilzt der thermoplastische Kunststoff des Sondenfußes By heating the wires of the thermoplastic synthetic material of the probe foot melts 1 1 im Bereich der beiden benachbarten Elektroschweißmuffen in the area of ​​the two adjacent electric sleeves 14 14 einerseits und der thermoplastische Kunststoff der in die Einstecköffnungen on the one hand and the thermoplastic material of the insertion in 4 4 eingeführten Anschlußrohre inserted terminal pipes 2 2 , . 3 3 im Bereich der Elektroschweißmuffen in the field of electric sleeves 14 14 andererseits und verschweißen miteinander. the other, and welded together.
  • Anstelle eines kombinierten Betriebes jeweils benachbarter Elektroschweißmuffen Instead of a combined operation of respective adjacent electric sleeves 14 14 können die Elektroschweißmuffen auch derart ausgebildet sein, daß jede Muffe ihre eigenen zwei Anschlußkontakte bzw. Anschlußstecker the electric sleeves can also be formed such that each sleeve its own two connection contacts or connector plugs 20 20 aufweist, so daß jede Muffe einzeln und damit unabhängig von den benachbarten Muffen betrieben werden kann. , such that each sleeve individually and can therefore be operated independently of the adjacent sleeves.
  • Die Anschlußstecker The connector 20 20 können an beliebigen Stellen des Sondenfußes can anywhere in the probe foot 1 1 angeordnet sein, beispielsweise auch an der Sondenfußoberseite be arranged, for example also at the Sondenfußoberseite 7 7 . , Sie sind vorzugsweise derart ausgebildet, daß sie nach dem Verschweißen des Sondenfußes They are preferably designed such that after the welding of the probe foot 1 1 mit den Anschlußrohren with the connecting pipes 2 2 , . 3 3 einfach entfernt, bspw. abgesägt werden können. easily removed, for example. can be sawn off. Dadurch kann eine Behinderung beim Einbringen des Sondenfußes As a result, a hindrance when introducing the probe foot 1 1 in das Bohrloch ausgeschlossen werden. be excluded in the wellbore.
  • Neben den Einstecköffnungen Besides the insertion 4 4 können zugleich auch die U-förmigen Verbindungsstücke can at the same time the U-shaped connecting pieces 8 8th durch den Spritzgießvorgang bereitgestellt werden. be provided by the injection molding process. Eine besonders einfache Herstellung ist jedoch dadurch möglich, daß der Sondenfußrohling lediglich die vier Einstecköffnungen However, a particularly simple manufacture is possible because of the Sondenfußrohling only the four insertion openings 4 4 aufweist und die Verbindungsstücke and said connecting pieces 8 8th nachträglich in den Rohling eingebracht werden. are subsequently introduced into the blank. Für ein nachträgliches Einbringen der Verbindungsstücke For the subsequent insertion of the connecting pieces 8 8th hat sich die Verwendung eines Fräsverfahrens, beispielsweise unter Verwendung eines Kugelfräsers, bewährt. has the use of a milling process, for example using a ball mill, proven.
  • Wie in As in 2 2 abgebildet verfügt der Sondenfuß displayed features of the probe base 1 1 über eine zentrale Mittelbohrung from a single central hole 21 21 entlang der Mittellängsachse along the central longitudinal axis 6 6 des Sondenfußes the probe foot 1 1 . , Die Mittelbohrung The central bore 21 21 wird entweder ebenfalls während des Spritzgießens durch ein entsprechend ausgebildetes Spritzgußwerkzeug oder in Anschluß an das Spritzgießen durch einen Bohr- oder Fräsvorgang in den Sondenfuß is either also during the injection molding by a correspondingly designed injection molding tool or in connection to the injection molding by a drilling or milling process in the probe foot 1 1 eingebracht. brought in.
  • Die Mittelbohrung The central bore 21 21 kann mit einem Gewinde can with a threaded 22 22 versehen sein, bspw. um am unteren Ende des Sondenfußes be provided, for example. to the probe base at the lower end 1 1 ein Gewicht anzubringen (nicht abgebildet), das das Einbringen des Sondenfußes to attach a weight (not shown), the insertion of the probe foot 1 1 in das Bohrloch erleichtert. facilitated in the wellbore.
  • Darüber hinaus ist es in einer ebenfalls nicht abgebildeten Variante möglich, eine Einschiebevorrichtung in Form eines Gestänges mit dem Sondenfuß In addition, it is possible in a likewise not shown variant, an insertion device in the form of a linkage with the probe base 1 1 zu verbinden derart, daß eine Einschiebestange von oben in die Mittelbohrung to connect such that a Einschiebestange from above into the central bore 21 21 eingeführt und am spitz zulaufenden unteren Ende and introduced at the tapered lower end 12 12 des Sondenfußes the probe foot 1 1 fixiert wird, während eine mit einer zentralen Öffnung versehene Druckplatte auf die Schiebestange aufgeschoben und an der Oberseite is fixed, whereas a central opening provided with a pressure plate is pushed onto the push-rod and at the top 7 7 des Sondenfußes the probe foot 1 1 an der Schiebestange fixiert wird, so daß sich die über die Schiebestange von oben eingebrachten Druckkräfte vom Zentrum des Sondenfußes is fixed to the push rod, so that the push rod on the top introduced compressive forces from the center of the probe foot 1 1 ausgehend über die die Mittelbohrung starting on the center hole 21 21 umgebenden inneren Stege surrounding inner webs 23 23 des Sondenfußes the probe foot 1 1 gleichmäßig auf den gesamten Sondenfuß evenly over the entire probe base 1 1 verteilen können, ohne daß es zu einer Deformation und möglicherweise zu einer Beschädigung des Sondenfußkörpers kommt. can distribute without a potential loss of deformation and damage to the Sondenfußkörpers.
  • 4 4 zeigt einen weiteren Sondenfuß shows another probe foot 1' 1' , welcher ebenfalls integrierte Elektroschweißmuffen Which is also integrated electric sleeves 14 14 aufweist. having. Das besondere an diesem Sondenfuß The special feature of this probe base 1' 1' ist jedoch, daß die Mittelbohrung , However, is that the central bore 21 21 am unteren Ende des Sondenfußes mit einem Verschluß at the lower end of the probe foot with a closure 24 24 verschlossen ist und als Teil einer Zuführleitung zum Einblasen eines Gases in das Bohrloch dient. is closed and serves as a part of a supply pipe for blowing a gas into the wellbore. Von der Mittelbohrung From the center hole 21 21 zweigen im Inneren des Sondenfußes branch in the interior of the probe foot 1' 1' eine Anzahl von im wesentlichen quer zur Sondenfußlängsrichtung a number of substantially transverse to Sondenfußlängsrichtung 5 5 verlaufende Einblaskanäle extending injection holes 25 25 ab, die Austrittsöffnungen off the outlet openings 26 26 aufweisen, die sich an der Außenseite having, located at the outside 19 19 des Sondenfußes the probe foot 1 1 befinden. are located. Das Einblasen von Gas erfolgt vorzugsweise von der Erdoberfläche unter Verwendung von Preßluft, die bspw. durch einen herkömmlichen Kompressor zur Verfügung gestellt wird. The injection of gas is preferably carried out from the surface using compressed air which, for example, by a conventional compressor is provided.
  • Die Einblaskanäle the injection tubes 25 25 werden, ebenso wie die Mittelbohrung are, as is the center hole 21 21 , bei der Herstellung des Sondenfußes In the manufacture of the probe foot 1' 1' durch das Spritzgußwerkzeug vorgeben oder durch Bohren oder Fräsen in den Rohling eingebracht. preset by the injection mold or is introduced by drilling or milling in the blank. Im vorliegenden Beispiel sind genau vier Einblaskanäle In the present example, exactly four injection tubes 25 25 vorgesehen, die der Anordnung der Einstecköffnungen provided that the arrangement of the insertion openings 4a 4a , . 4b 4b , . 4c 4c , . 4d 4d entsprechend in gleichmäßigen Abständen zueinander angeordnet sind. are arranged corresponding to one another at equal intervals. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine genaue Anzahl von Einblaskanälen However, the invention is not limited to an exact number of injection holes 25 25 beschränkt. limited.
  • Vorzugsweise liegen die Austrittsöffnungen Preferably, the outlet apertures 26 26 der Einblaskanäle the injection tubes 25 25 derart im Sondenfußkörper, daß das Gas entgegen der Eindringrichtung such Sondenfußkörper in that the gas is opposite to the direction of penetration 11 11 des Sondenfußes the probe foot 1 1 in das Bohrloch eingeblasen wird. is injected into the wellbore. Die Formulierung „entgegen der Eindringrichtung" schließt dabei alle Fälle ein, bei denen die Senkrechten der Austrittsöffnungen The phrase "contrary to the direction of penetration" here includes all cases in which the vertical of the outlet openings 26 26 mit der Mittellängsachse with the central longitudinal axis 6 6 des Sondenfußes the probe foot 1 1 in Richtung Erdoberfläche (also entgegen der Eindringrichtung towards the surface (ie against the penetration 11 11 ) betrachtet einen Winkel von ≤ 90° einschließen. ) Is considered an angle of ≤ 90 ° to include. In In 4 4 ist ein einzelner solcher Einblaskanal mit durchbrochenen Linien angedeutet. is indicated by broken lines a single such blowing passage.
  • Vorzugsweise sind die Austrittsöffnungen Preferably, the outlet apertures 26 26 der Einblaskanäle the injection tubes 25 25 nicht in den Bereichen der Längsnuten not in the areas of the longitudinal grooves 8 8th , sondern in den zwischen den Längsnuten But in between the longitudinal grooves 8 8th vorgesehenen Bereichen mit vergrößertem Sondenfußdurchmesser angeordnet. designated areas arranged enlarged Sondenfußdurchmesser. Die vertikale Anordnung der Einblaskanäle The vertical arrangement of injection holes 25 25 ist vorzugsweise derart vorgesehen, daß sich die Austrittsöffnungen is preferably provided such that the outlet openings 26 26 in dem sich verjüngenden unteren Bereich des Sondenfußes in the tapered lower region of the probe foot 1 1 befinden. are located. Die Einblaskanäle the injection tubes 25 25 können aber auch derart vorgesehen sein, daß die Austrittsöffnungen but may also be provided such that the outlet openings 26 26 in dem sich nicht verjüngenden Bereich des Sondenfußes in the non-tapered region of the probe foot 1 1 angeordnet sind. are arranged. In diesem Fall sind die Austrittsöffnungen In this case, the outlet openings are 26 26 vorzugsweise in dem Bereich der Längsnuten preferably in the range of the longitudinal grooves 8 8th angeordnet. arranged.
  • Darüber hinaus sind die Austrittsöffnungen In addition, the outlet openings 26 26 der Einblaskanäle the injection tubes 25 25 vorzugsweise derart ausgeführt, daß sich beim Einblasen des Gases eine möglichst große Anzahl von Gasblasen bildet. preferably carried out so as to form the largest possible number of gas bubbles during the injection of the gas. Hierzu weisen die Austrittsöffnungen For this purpose, the outlet openings 26 26 vorzugsweise sehr kleine Öffnungen mit einem Öffnungsdurchmesser von vorzugsweise 5 bis 10 mm auf. preferably very small openings having an opening diameter of preferably 5 to 10 mm. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Einblaskanäle In a further embodiment of the invention, the injection holes are 15 15 zumindest in dem Bereich unmittelbar vor den Austrittsöffnungen at least in the region immediately in front of the outlet openings 26 26 spiralförmig ausgebildet, um eine Verwirbelung des austretenden Gases und zugleich eine Verringerung der Gasblasengröße zu bewirken. spirally formed to cause a swirling of the exiting gas and also a reduction of the gas bubble size.
  • Selbstverständlich können die von der Mittelbohrung Of course, the central bore of the can 21 21 abgehenden Einblaskanäle outgoing injection tubes 25 25 auch dann vorgesehen sein, wenn der Sondenfuß also be provided when the probe base 1 1 nicht mit der erfindungsgemäßen Gaseinblastechnik betrieben werden soll. should not be operated with the inventive Gaseinblastechnik. Dann kann die Mittelbohrung Then the center hole 21 21 zur Befestigung eines Gewichtes oder eines Schiebegestänges verwendet werden, wie oben beschrieben. be used for attaching a weight or a shift linkage, as described above.
  • Soll der Sondenfuß If the probe base 1 1 nicht zur Befestigung eines Gewichtes oder eines Schiebegestänges dienen, so muß die Mittelbohrung does not serve to fix a weight or a pushing rod, the central bore must 21 21 nicht durchgehend ausgebildet sein. not be continuous. Die Mittelbohrung The central bore 21 21 muß lediglich sicherstellen, daß die Einblaskanäle that the injection tubes must ensure only, 25 25 mit Gas versorgt werden können. can be supplied with gas.
  • Soll ein Gas durch den Sondenfuß If a gas through the probe base 1 1 in das Bohrloch eingeblasen werden, ist vorzugsweise eine separate Zufuhrleitung be injected into the well, is preferably a separate supply line 27 27 vorgesehen, die mit dem oberen Ausgang der Mittelbohrung provided that the upper exit of the central bore 21 21 verbunden ist. connected is. Die Mittelbohrung The central bore 21 21 weist zu diesem Zweck auch an ihrem oberen Ende ein Gewinde for this purpose has also at its upper end a thread 22 22 auf, so daß die Zufuhrleitung , so that the supply line 27 27 in die Mittelbohrung in the center hole 21 21 eingeschraubt werden kann. can be screwed. Die Zufuhrleitung The supply line 27 27 , die einen vergleichsweise geringen Querschnitt aufweist, der in etwa mit dem Querschnitt der Mittelbohrung Which has a comparatively small cross section approximately with the cross-section of the center bore 21 21 übereinstimmt, ist über einen Verbindungsadapter matches, is connected via a connection adapter 28 28 mit einem Injektionsrohr with an injection tube 29 29 verbunden. connected. Das Injektionsrohr The injection pipe 29 29 weist einen deutlich größeren Querschnitt als die Zuführleitung has a significantly larger cross section than the supply conduit 27 27 auf. on. Das in das Bohrloch einzublasende Gas wird von oben über das Injektionsrohr The be injected into the well gas is from above via the injection tube 29 29 und die Zuführleitung and the supply line 27 27 in die Mittelbohrung in the center hole 21 21 des Sondenfußes the probe foot 1 1 und von dort über die Einblaskanäle and from there via the injection tubes 25 25 aus den Austrittsöffnungen from the outlet openings 26 26 an die Sondenfußaußenseite the Sondenfußaußenseite 19 19 geleitet. directed.
  • Der Verbindungsadapter The connection adapter 28 28 weist eine Sollbruchstelle has a predetermined breaking point 30 30 auf, bspw. in Form einer Materialverjüngung (Nut oder dergleichen), die sich beim Überschreiten eines definierten Krafteintrages öffnet. on, for example. in the form of a material tapering (groove or the like) that opens when exceeding a defined force entry. Der Grenzwert der Sollbruchstelle The limit of the predetermined breaking point 30 30 ist dabei so gewählt, daß die Sollbruchstelle is selected such that the predetermined breaking point 30 30 bei dem Einblasen des Gases in jedem Fall unversehrt bleibt. remains intact during the injection of the gas in each case. Aufgrund des deutlich größeren Durchmessers des Injektionsrohres Due to the significantly larger diameter of the injection tube 29 29 kann dieses jedoch im Anschluß an das Einblasen des Gases zum Verfüllen des Bohrloches mit Bohrsuspension dienen. However, this can be used subsequent to the injection of the gas for filling the borehole with drilling fluid. Die Sollbruchstelle The breaking point 30 30 ist nun derart ausgebildet, daß sie sich öffnet, und damit den vollen Querschnitt des Injektionsrohres is now formed such that it opens, and thus the full cross section of the injection tube 29 29 freigibt, wenn das Bohrloch mit Bohrsuspension verfüllt wird. releases, when the well is filled with drilling fluid. Über das Injektionsrohr About the injection tube 29 29 wird dann der nicht durch den Sondenfuß is then not by the probe base 1 1 und die Anschlußrohre and the connecting pipes 2 2 , . 3 3 ausgefüllte Raum des Bohrlochs nach dem Einbringen des Sondenfußes plenum of the well after insertion of the probe foot 1 1 verfüllt, um einen möglichst guten Wärmeübergang zwischen dem Bohrloch und den Anschlußrohren filled to the best possible heat transfer between the well and the connection pipes 2 2 , . 3 3 zu ermöglichen. allow. Da die Bohrsuspension sehr dickflüssig ist kommt es rasch zu einem Verstopfen der Einblaskanäle Since the drilling fluid is very thick it comes quickly to blockage of the injection tubes 26 26 , der Mittelbohrung , The central bore 21 21 und der Zuführleitung and the supply line 27 27 , so daß im Anschluß daran auf die Sollbruchstelle So that subsequently to the predetermined breaking point 30 30 vergleichsweise hohe Drücke einwirken und sich die Sollbruchstelle act comparatively high pressures and the predetermined breaking point 30 30 öffnet. opens. Als Bohrsuspension kommt bspw. Bentonit zum Einsatz. As drilling suspension eg. Bentonite is used. Somit kann das Verfüllen des Bohrloches unmittelbar nach dem Einbringen des Sondenfußes Thus, the filling of the borehole can immediately after the introduction of the probe foot 1 1 in das Bohrloch erfolgen, ohne daß weitere Zwischenschritte notwendig sind. take place in the borehole without further intermediate steps are necessary.
  • Die Sollbruchstelle The breaking point 30 30 muß nicht zwingend an dem Verbindungsadapter does not necessarily have on the connecting adapter 28 28 vorgesehen sein. be provided. Sie kann bspw. auch an dem unteren Ende des Injektionsrohres You can, for example, even at the lower end of the injection tube 29 29 angeordnet sein. be disposed. Wesentlich ist nur, daß bei einem Öffnen der Sollbruchstelle Essential that upon opening of the predetermined breaking point is only 30 30 der volle Querschnitt des Injektionsrohres the full cross-section of the injection tube 29 29 zur Verfügung steht, um die Bohrsuspension in das Bohrloch einzuleiten. is available to initiate the drilling fluid in the wellbore.
  • Ist ein Einblasen von Gas nicht vorgesehen, sondern wird ein Schiebegestänge verwendet, so kann auch das Schiebegestänge mit Hilfe eines entsprechenden Adapters an dem Injektionsrohr Is a blowing gas is not provided, but is a shift linkage is used, and the shift linkage can using an appropriate adapter to the injection tube 29 29 befestigt werden (nicht abgebildet). be attached (not shown). Auch hier kommt vorzugsweise ein Verbindungsadapter mit der oben beschriebenen Sollbruchstelle zur Anwendung. Here, too, preferably a connection adapter comes with the above-described predetermined breaking point for the application.
  • In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung weisen Wärmeträgerzulaufrohre In a further, not illustrated embodiment of the invention, heat transfer medium inlet pipes 2 2 und Wärmeträgerrücklaufrohre and heat transfer return pipes 3 3 unterschiedliche Durchmesser auf. different diameters. Im Ergebnis wird der thermischen Kurzschluß zwischen den Wärmeträgerzulaufrohren As a result, the thermal short-circuit between the heat transfer medium inlet tubes is 2 2 und den Wärmeträgerrücklaufrohren and the heat transfer medium return pipes 3 3 wegen der unterschiedlichen Fließgeschwindigkeiten der Wärmeträgerflüssigkeit in den benachbarten Rohren verringert. because of the different flow rates of the heat transfer liquid is reduced in the adjacent tubes. Als ganz besonders vorteilhaft hat sich eine Ausgestaltung erwiesen, bei der das Wärmeträgerzulaufrohr Very particularly advantageous a design has been proven in the heat transfer inlet pipe 2 2 mit einem kleineren Strömungsquerschnitt versehen ist als das Wärmeträgerrücklaufrohr is provided with a smaller flow cross section than the heat transfer medium return pipe 3 3 . , Mit anderen Worten ist die Fließgeschwindigkeit der Wärmeträgerflüssigkeit (bspw. mit einer Temperatur von 0°C) in dem Wärmeträgerzulaufrohr In other words, the flow rate of the heat carrier liquid (eg. At a temperature of 0 ° C) in the heat transfer medium inlet pipe 2 2 größer als die Fließgeschwindigkeit der (bspw. auf 3°C erwärmten) Wärmeträgerflüssigkeit in dem Wärmeträgerrücklaufrohr greater than the flow rate of the (eg. at 3 ° C heated) heat transfer fluid in the heat transfer medium return pipe 3 3 . , Ein thermischer Kurzschluß wird darüber hinaus dadurch vermieden, daß vorzugsweise das Wärmeträgerzulaufrohr A thermal short-circuit is furthermore avoided that, preferably, the heat carrier inlet pipe 2 2 wärmeisoliert ist, während das Wärmeträgerrücklaufrohr is thermally insulated, while the heat transfer medium return pipe 3 3 unisoliert bleibt. remain uninsulated. Hierzu können an sich bekannte Wärmeisolierungen, wie beispielsweise Dämmstoffummantelungen etc., verwendet werden. This may include a known heat insulation, such as insulation sheathing, etc., are used.
  • Werden zu diesem Zweck Rohre To this end pipes 2 2 , . 3 3 mit unterschiedlichen Innendurchmessern aber gleichen Außendurchmessern verwendet, brauchen die Einstecköffnungen with different inner diameters but uses the same outer diameters, the insertion need 4 4 des Sondenfußes the probe foot 1 1 nicht modifiziert werden. are not modified. Die Einstecköffnungen the insertion 4 4 des Sondenfußes the probe foot 1 1 können ebenfalls unverändert bleiben, wenn Rohre can also remain unchanged when pipes 2 2 , . 3 3 mit unterschiedlichen Innendurchmessern und unterschiedlichen Außendurchmessern verwendet werden, sofern gleichzeitig entsprechende Adapterstücke zum Einsatz kommen, die eine sichere Verschweißung der Rohre be used with different inside diameters and different outside diameters, where such adapters are used simultaneously, the reliable welding of the tubes 2 2 , . 3 3 in den Einstecköffnungen the insertion 4 4 erlauben. allow. Dabei sind die Adapterstücke vorzugsweise ebenfalls auf einem thermoplastischen Kunststoffmaterial gefertigt und somit zum Verschweißen mit den Einstecköffnungen The adapter pieces are also preferably fabricated on a thermoplastic plastic material and thus for welding with the insertion openings 4 4 bzw. den Rohren or the tubes 2 2 , . 3 3 geeignet. suitable. Werden keine Adapterstücke verwendet, müssen die Einstecköffnungen If no adapters used, the insertion must 4 4 des Sondenfußes the probe foot 1 1 unterschiedliche Durchmesser aufweisen, um die Rohre have different diameters around the tubes 2 2 , . 3 3 aufzunehmen und fest mit diesen verscheißt zu werden. accept and be with these verscheißt. Im übrigen ist es – auch unabhängig von dieser besonderen Ausführungsform der Erfindung – möglich, Einstecköffnungen mit unterschiedlichen Abmessungen (Durchmesser, Tiefe, etc.) in ein und demselben Sondenfuß zu verwenden, sofern dies die speziellen Anforderungen der Sonde erfordert. Moreover, it is - also independently of this particular embodiment of the invention - possible to use insertion openings with different dimensions (diameter, depth, etc.) in one and the same probe foot, if this requires the special requirements of the probe.
  • Anstelle von Langmuffen kommen in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung (nicht abgebildet) Kurzmuffen zum Einsatz, bei der Anschlag bereits unmittelbar unterhalb der Heizdrähte der Elektroschweißmuffe Instead of long couplers are used in a further embodiment of the invention (not shown) short sleeves for use in the stop already immediately below the heating wires of the electric welding sleeve 14 14 angeordnet sein kann. may be positioned. Durch die Verwendung von Kurzmuffen kann die Baulänge des Sondenfußes By using short sleeves, the overall length of the probe foot can 1 1 gegenüber der oben beschriebenen Lösung verkürzt werden. be shortened compared to the solution described above.
  • Schließlich kann der Sondenfuß in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auch aus mehreren Teilen zusammengefügt werden, wobei die einzelnen (beispielsweise halbschalenförmigen) Teile vorzugsweise wiederum in einem Spritzgußverfahren hergestellt sind. Finally, the probe base can be assembled in a further embodiment of the invention of several parts, the individual (for example, shell-shaped) portions are preferably once again made in an injection molding process.
  • Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein. All in the description, the following claims and the drawings can, both separately and in any combination be essential to the invention. Insbesondere ist die in den Ansprüchen 9 bis 14 beschriebene Ausführungsform auch separat, dh unabhängig von der in den Ansprüchen 1 bis 8 beschriebenen Ausführungsform, realisierbar und stellt bereits für sich genommen eine schutzfähige Erfindung dar. In particular, the embodiment described in claims 9 to 14 is also separately, ie independently of the type described in claims 1 to 8 embodiment, feasible and is already in itself a patentable invention.
  • Zugleich ist auch die in dem Anspruch 15 beschriebene Ausführungsform separat, dh unabhängig von den in den Ansprüchen 1 bis 14 beschriebenen Ausführungsformen, realisierbar und stellt bereits für sich genommen eine schutzfähige Erfindung dar. At the same time, the embodiment described in the claim 15 is separate, ie independently of the processes described in claims 1 to 14 embodiments, and is realized in itself is a patentable invention.
  • 1 1
    Sondenfuß probe base
    2 2
    Wärmeträgerzulaufrohr Heat transfer inlet pipe
    3 3
    Wärmeträgerrücklaufrohr Heat transfer return pipe
    4 4
    Einstecköffnung insertion
    5 5
    Sondenfußlängsrichtung Sondenfußlängsrichtung
    6 6
    Mittellängsachse central longitudinal axis
    7 7
    Sondenfußoberseite Sondenfußoberseite
    8 8th
    Verbindungsstück joint
    9 9
    U-Schenkel U-leg
    10 10
    U-Grund U-Grund
    11 11
    Eindringtiefe penetration depth
    12 12
    Unteres Sondenfußende lower Sondenfußende
    13 13
    Nut groove
    14 14
    Elektroschweißmuffe Electro socket
    15 15
    Einstecktiefe insertion
    16 16
    Muffenbreite sleeve width
    17 17
    Überstehender Teil Projecting part
    18 18
    Anschlußrohrinnenseite Connection pipe inside
    19 19
    Sondenfußaußenseite Sondenfußaußenseite
    20 20
    Steckerelement male member
    21 21
    Mittelbohrung center bore
    22 22
    Gewinde thread
    23 23
    Innensteg inner web
    24 24
    Verschluß shutter
    25 25
    Einblaskanal blowing passage
    26 26
    Austrittsöffnung outlet opening
    27 27
    Zufuhrleitung supply line
    28 28
    Verbindungsadapter connection adapter
    29 29
    Injektionsrohr injection tube
    30 30
    Sollbruchstelle Breaking point
    31 31
    Rohrdurchmesser Pipe diameter
    32 32
    Anschlag attack

Claims (16)

  1. Sondenfuß ( probe foot ( 1 1 , . 1' 1' ) für eine Erdwärmesonde zum Einführen in ein Bohrloch, gekennzeichnet durch eine Elektroschweißmuffe ( ) For a geothermal probe for insertion in a borehole, characterized (by an electrical welding sleeve 14 14 ) zum Herstellen einer Verbindung mit einem Anschlußrohr ( ) For establishing a connection (using a connecting pipe 2 2 , . 3 3 ). ).
  2. Sondenfuß ( probe foot ( 1 1 , . 1' 1' ) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einstecköffnung ( ) According to claim 1, characterized (by an insertion 4 4 ) für das Anschlußrohr ( ) (For the connecting pipe 2 2 , . 3 3 ), wobei die Elektroschweißmuffe ( ), Wherein the electric welding sleeve ( 14 14 ) die Einstecköffnung ( ) The insertion opening ( 4 4 ) zumindest teilweise umschließt. ) At least partially surrounds.
  3. Sondenfuß ( probe foot ( 1 1 , . 1' 1' ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstecktiefe ( ) According to claim 2, characterized in that the insertion depth ( 15 15 ) der Einstecköffnung ( () Of the insertion opening 4 4 ) die Breite ( ) the width ( 16 16 ) der Elektroschweißmuffe ( () Of the electric welding sleeve 14 14 ) in Längsrichtung ( ) longitudinal ( 5 5 ) um wenigstens 1/3 des Rohrdurchmessers übersteigt. ) Exceeds by at least 1/3 of the pipe diameter.
  4. Sondenfuß ( probe foot ( 1 1 , . 1' 1' ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroschweißmuffe ( ) According to one of claims 1 to 3, characterized in that the electric welding sleeve ( 14 14 ) eine Heizwendelmuffe zur Durchführung eines Heizwendelmuffenschweißverfahrens ist. ) Is an electrofusion sockets for performing a Heizwendelmuffenschweißverfahrens.
  5. Sondenfuß ( probe foot ( 1 1 , . 1' 1' ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er einstückig ist. ) According to one of claims 1 to 4, characterized in that it is in one piece.
  6. Sondenfuß ( probe foot ( 1 1 , . 1' 1' ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial besteht. ) According to one of claims 1 to 5, characterized in that it consists of a thermoplastic plastic material.
  7. Sondenfuß ( probe foot ( 1 1 , . 1' 1' ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er mit Hilfe eines Spritzgußverfahrens hergestellt ist. ) According to one of claims 1 to 6, characterized in that it is produced using an injection molding process.
  8. Sondenfuß ( probe foot ( 1 1 , . 1' 1' ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an dessen Außenseite ( ) According to one of claims 1 to 7, characterized in that (on the outside of 19 19 ) eine Anzahl von sich in Sondenfußlängsrichtung ( ) In a number of Sondenfußlängsrichtung ( 6 6 ) erstreckenden Nuten ( ) Extending grooves ( 8 8th ) angeordnet ist. ) Is arranged.
  9. Sondenfuß ( probe foot ( 1 1 , . 1' 1' ) für eine Erdwärmesonde zum Einführen in ein Bohrloch, vorzugsweise auch nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine mit wenigstens einer Austrittsöffnung ( ) For a geothermal probe for insertion in a borehole, preferably also according to one of claims 1 to 8, characterized by a (at least one outlet opening 26 26 ) versehene Leitung ( ) Provided line ( 21 21 , . 25 25 ) zum Einblasen eines Gases in das Bohrloch. ) For blowing a gas into the wellbore.
  10. Sondenfuß ( probe foot ( 1 1 , . 1' 1' ) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung ( ) According to claim 9, characterized in that the line ( 21 21 , . 25 25 ) im Inneren des Sondenfußes ( ) (In the interior of the probe foot 1 1 ) angeordnet ist. ) Is arranged.
  11. Sondenfuß ( probe foot ( 1 1 , . 1' 1' ) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung ( ) According to claim 9 or 10, characterized in that the outlet opening ( 26 26 ) derart angeordnet ist, daß das Gas entgegen der Eindringrichtung ( ) is arranged such that the gas counter to the direction of penetration ( 11 11 ) des Sondenfußes ( () Of the probe foot 1 1 ) in das Bohrloch eingeblasen wird. ) Is injected into the wellbore.
  12. Sondenfuß ( probe foot ( 1 1 , . 1' 1' ) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, gekennzeichnet durch ein an die Leitung ( ) According to one of claims 9 to 11, characterized by a (to the line 21 21 , . 25 25 ) angeschlossenes oder anschließbares Zufuhrelement ( ) Connected or connectable feed element ( 27 27 , . 28 28 , . 29 29 ) mit einer Sollbruchstelle ( ) (With a predetermined breaking point 30 30 ), die sich beim Verfüllen des Bohrloches mit Bohrsuspension öffnet. ) That opens when filling the drill hole with drilling suspension.
  13. Sondenfuß ( probe foot ( 1 1 , . 1' 1' ) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Zufuhrelement zwei Längsabschnitte ( ) According to claim 12, characterized in that the feed element (two longitudinal portions 27 27 , . 29 29 ) mit unterschiedlichen Querschnitten aufweist und ein Öffnen der Sollbruchstelle ( ) With different cross sections and (opening of the predetermined breaking point 30 30 ) ein Öffnen des Querschnitts des Längsabschnittes ( ) (Opening of the cross section of the longitudinal section 29 29 ) mit dem größeren Querschnitt zur Folge hat. ) Having the larger cross-sectional result.
  14. Sondenfuß ( probe foot ( 1 1 , . 1' 1' ) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung ( ) According to one of claims 9 to 13, characterized in that the line ( 21 21 , . 25 25 ) wenigsten entlang eines Teilabschnittes spiralförmig ausgebildet ist. ) Is at least a spiral shape along a partial section.
  15. Sondenfuß ( probe foot ( 1 1 , . 1' 1' ) für eine Erdwärmesonde zum Einführen in ein Bohrloch, vorzugsweise auch nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß Wärmeträgerzulaufrohr ( ) For a geothermal probe for insertion in a borehole, preferably also according to one of claims 1 to 14, characterized in that the heat transfer medium inlet tube ( 2 2 ) und Wärmeträgerrücklaufrohr ( (), And heat transfer medium return pipe 3 3 ) unterschiedliche Strömungsquerschnitte aufweisen. have) different flow cross sections.
  16. Verfahren zur Herstellung eines Sondenfußes ( A method for producing a probe foot ( 1 1 , . 1' 1' ) für eine Erdwärmesonde, gekennzeichnet durch ein Spritzgießen des Sondenfußrohlings aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial mit Hilfe eines Spritzgießwerkzeuges und einer Anzahl von elektrisch betreibbaren Heizelementen derart, daß die Heizelemente wenigstens in einem Teil des fertigen Sondenfußes ( ) For a geothermal probe, characterized by an injection molding of the Sondenfußrohlings of a thermoplastic plastic material by means of an injection mold and a plurality of electrically operable heating elements such that the heating elements (at least in a part of the finished probe foot 1 1 , . 1' 1' ) eine Elektroschweißmuffe ( ) An electric welding sleeve ( 14 14 ) zum Herstellen einer Verbindung mit einem Anschlußrohr ( ) For establishing a connection (using a connecting pipe 2 2 , . 3 3 ) ausbilden. ) Form.
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