DE102019112351A1

DE102019112351A1 - Measuring device for examining a well shaft or a borehole

Info

Publication number: DE102019112351A1
Application number: DE102019112351.8A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Wedderhoff
Original assignee: Bps Celle GmbH
Current assignee: Bps Celle GmbH
Priority date: 2019-05-10
Filing date: 2019-05-10
Publication date: 2020-11-12

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messvorrichtung (3) zur Untersuchung eines Brunnenschachts (10) oder eines Bohrlochs (10) mit einem Zugkraftübertragungselement (35), mit einem Messkörper (36), welcher mit dem Zugkraftübertragungselement (35) verbunden und ausgebildet ist, von dem Zugkraftübertragungselement (35) in dem Brunnenschacht (10) oder in dem Bohrloch (10) in der vertikalen Richtung (Z) bewegt zu werden, und mit einem Längensensor (38) des Zugkraftübertragungselements (35), welcher ausgebildet ist, die Länge und/oder die Längenänderung des Zugkraftübertragungselements (35) zu erfassen. Die Messvorrichtung (3) ist gekennzeichnet durch ein Kraftmesselement (37), welches ausgebildet ist, die Kraft und/oder die Kraftänderung des Mess-körpers (36) gegenüber einem Untergrund (20) zu erfassen.

The present invention relates to a measuring device (3) for examining a well shaft (10) or a borehole (10) with a tensile force transmission element (35), with a measuring body (36) which is connected to and formed with the tensile force transmission element (35) Tensile force transmission element (35) to be moved in the well shaft (10) or in the borehole (10) in the vertical direction (Z), and with a length sensor (38) of the tensile force transmission element (35) which is designed to measure the length and / or to detect the change in length of the tensile force transmission element (35). The measuring device (3) is characterized by a force measuring element (37) which is designed to detect the force and / or the change in force of the measuring body (36) with respect to a substrate (20).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messvorrichtung zur Untersuchung eines Brunnenschachts oder eines Bohrlochs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Untersuchung eines Brunnenschachts oder eines Bohrlochs mittels einer derartigen Messvorrichtung gemäß dem Patentanspruch 15.The present invention relates to a measuring device for examining a well shaft or a borehole according to the preamble of claim 1 and a method for examining a well shaft or a borehole by means of such a measuring device according to claim 15.

Die Förderung von Grundwasser stellt vielerorts einen zumindest wesentlichen Bestandteil der Trinkwasserversorgung dar. Daher werden Brunnen errichtet und betrieben, um die Wassergewinnung aus einem Grundwasserleiter, d.h. aus einem Gesteinskörper mit Hohlräumen zur Leitung von Grundwasser, zu ermöglichen. Aus dem Brunnen kann dann Grundwasser mittels Pumpen gefördert werden. Bohrbrunnen können dabei eine Tiefe von über ca. 1.000 m erreichen, wobei heutzutage Bohrungen von ca. 200 m bis ca. 300 m, bei älteren Bohrungen auch bis ca. 500 m, üblich sind.In many places, the pumping of groundwater represents at least an essential part of the drinking water supply. Therefore, wells are built and operated in order to obtain water from an aquifer, i.e. from a rock body with cavities for the conduction of groundwater. Groundwater can then be pumped from the well. Drilled wells can reach a depth of more than 1,000 m, whereas nowadays drillings of approx. 200 m to approx. 300 m, with older drillings also up to approx. 500 m, are common.

Der Brunnenschacht eines errichteten Brunnens weist üblicherweise einen zylindrischen Querschnitt auf, welcher von der Erdoberfläche in der vertikalen Richtung senkrecht in die Tiefe ragt, bis das untere Ende des Brunnenschachts, die Endteufe, erreicht ist. Das obere Ende des Brunnenschachts ist üblicherweise befestigt, da dort z.B. Anschlüsse für die Pumpe und dergleichen angeordnet werden.The well shaft of an established well usually has a cylindrical cross-section which protrudes from the surface of the earth in the vertical direction downwards until the lower end of the well shaft, the final depth, is reached. The upper end of the well shaft is usually fixed because there e.g. Connections for the pump and the like are arranged.

Von dem oberen Ende des Brunnenschachts in der vertikalen Richtung nach unten bis zur Endteufe wird der Brunnenschacht üblicherweise von einem Rohr oder dergleichen ausgekleidet, um einen fluiddichten Abschluss in der radialen Richtung zu erreichen. Da die oberen Gesteins- bzw. Erdschichten keine Wasserleiter sind sondern vielmehr Wasser aufnehmen und ableiten können, soll hierdurch ein Verlust des geförderten Grundwassers vermieden werden. Entsprechend erstreckt sich diese fluidundurchlässige Auskleidung etwa soweit entlang des Brunnenschachts in der vertikalen Richtung nach unten, bis der Grundwasserleiter erreicht ist.From the upper end of the well shaft in the vertical direction down to the final depth, the well shaft is usually lined with a pipe or the like in order to achieve a fluid-tight seal in the radial direction. Since the upper layers of rock or earth are not aquifers, but rather can absorb and drain water, this is intended to avoid a loss of the extracted groundwater. Correspondingly, this fluid-impermeable lining extends approximately so far down the well shaft in the vertical direction until the aquifer is reached.

Im Bereich des Grundwasserleiters wird der Brunnenschacht radial von einem fluiddurchlässigen Filtermaterial ausgekleidet, welches den Brunnenschacht von innen radial nach außen abstützt sowie feste Bestandteile zurückhalten jedoch vom Grundwasser durchdrungen werden kann. Mit anderen Worten kann im Filterbereich des Brunnenschachts Grundwasser seitlich durch eine fluiddurchlässige Auskleidung in das Innere des Brunnenschachts eintreten. Auf diese Art und Weise kann sich das Grundwasser im unteren Bereich des Brunnenschachts sammeln und von dort in der vertikalen Richtung nach oben zur Oberfläche abgepumpt werden.In the area of the aquifer, the well shaft is lined radially by a fluid-permeable filter material, which supports the well shaft from the inside radially outwards and holds back solid components but can be penetrated by the groundwater. In other words, in the filter area of the well shaft, groundwater can enter the interior of the well shaft laterally through a fluid-permeable lining. In this way, the groundwater can collect in the lower area of the well shaft and from there it can be pumped off in the vertical direction up to the surface.

Im Laufe der Zeit und des Betriebs eines derartigen Brunnens kann es zu Veränderungen der geologischen Verhältnisse im Bereich um den Brunnenschacht herum kommen, welche zu Beschädigungen des Brunnenschachts führen können. Auch kann es zu Ermüdungen der Materialien des Brunnenschachts kommen, welche ebenfalls zu Beschädigungen führen können. Dies kann für das Material der oberen fluidundurchlässigen Auskleidung ebenso gelten wie für das Material der unteren fluiddurchlässigen Auskleidung. Derartige Beschädigungen können entweder das Sammeln des Grundwassers im unteren Bereich der Filterung des Brunnenschachts beeinträchtigen oder zu einem Abfluss von Grundwasser bei der Förderung im oberen Bereich der an sich fluidundurchlässigen Auskleidung führen. In jedem Fall kann die Menge des geförderten Grundwassers, d.h. die Förderleistung des Brunnens, hierdurch gemindert werden.In the course of time and the operation of such a well, changes in the geological conditions in the area around the well shaft can occur, which can lead to damage to the well shaft. It can also lead to fatigue of the materials of the well shaft, which can also lead to damage. This can apply to the material of the upper fluid-impermeable lining as well as to the material of the lower fluid-permeable lining. Such damage can either impair the collection of the groundwater in the lower area of the filtering of the well shaft or lead to an outflow of groundwater during the conveyance in the upper area of the lining, which is inherently fluid-impermeable. In any case, the amount of groundwater extracted, i.e. the output of the well can be reduced as a result.

Daher ist es üblich, im Falle einer merklichen Reduzierung der Förderleistung eines Grundwassersbrunnens oder auch in gewissen zeitlichen Abständen bzw. aus anderen Anlässen den Brunnenschacht auf seinen aktuellen Zustand sowie auf mögliche Beschädigungen zu untersuchen.It is therefore customary to examine the well shaft for its current condition as well as for possible damage in the event of a noticeable reduction in the delivery rate of a groundwater well or also at certain time intervals or for other reasons.

Dies kann z.B. mittels optischer Systeme durchgeführt werden. Hierzu ist üblicherweise der Betrieb des Grundwasserbrunnens zu unterbrechen und ggfs. das obere Ende des Brunnenschachts freizulegen, um den Brunnenschacht zugänglich zu machen. Dann wird eine optische Vorrichtung z.B. in Form einer Kamera an einem Kabel in den Brunnenschacht in der vertikalen Richtung nach unten hinabgelassen und dabei die Innenseite des Brunnenschachts optisch erfasst. Die Kamera kann hierzu um die Hochachse des Brunnenschachts, d.h. um die Achse der vertikalen Richtung, verschwenkbar sein, um die Innenseite des Brunnenschachts in jeder Tiefe um 360° in der Umfangsrichtung erfassen zu können. Die erfassten Bilder können über das Kabel an eine Anzeigevorrichtung außerhalb des Brunnenschachts übertragen werden, um dort z.B. von einem Benutzer betrachtet und beurteilt zu werden. Über das Erfassen der Länge des in den Brunnenschacht hinabgelassenen Kabels kann die Tiefe in der vertikalen Richtung erfasst werden, in welcher die Bilder erfasst werden. Hierdurch können Beschädigungen und dergleichen vom Benutzer erkannt und einer Tiefe des Brunnenschachts zugeordnet werden.This can e.g. be carried out by means of optical systems. For this purpose, the operation of the groundwater well is usually to be interrupted and, if necessary, the upper end of the well shaft is to be exposed in order to make the well shaft accessible. Then an optical device e.g. in the form of a camera on a cable lowered into the well shaft in the vertical direction downwards and optically captured the inside of the well shaft. The camera can for this purpose around the vertical axis of the well shaft, i.e. be pivotable about the axis of the vertical direction in order to be able to grasp the inside of the well shaft at any depth by 360 ° in the circumferential direction. The captured images can be transmitted via the cable to a display device outside the well shaft in order to e.g. to be viewed and judged by a user. By detecting the length of the cable lowered into the well shaft, the depth in the vertical direction in which the images are recorded can be detected. In this way, damage and the like can be recognized by the user and assigned to a depth of the well shaft.

Nachteilig ist an dieser Vorgehensweise, dass sie sehr aufwendig und umständlich ist. So umfasst das optische System die optische Vorrichtung, das Kabel sowie weitere Geräte zur Aufzeichnung und bzw. oder zur optischen Anzeige der erfassten Bilddaten. Alle diese Geräte sind für die Untersuchung eines Brunnenschachts zu transportieren, aufzubauen, zu handhaben und anschließend wieder abzubauen und abzutransportieren. Dies führt nicht nur zu einem erheblichen Aufwand sondern auch zu nicht unerheblichen Kosten. Ferner ist bei den elektronischen und optischen Geräten eine erhöhte Vorsicht bei der Handhabung angesagt, um Beschädigungen der vergleichsweise empfindlichen Geräte zu vermeiden. Des Weiteren sind alle optischen und elektronischen bzw. elektrischen Elemente fluiddicht einzukleiden, um Beschädigungen durch das Wasser zu vermeiden. Dies gilt auch für größere Tiefen, in denen es zu erhöhten Drücken kommen kann.The disadvantage of this procedure is that it is very complex and cumbersome. The optical system thus comprises the optical device, the cable and further devices for recording and / or for optical display of the captured image data. All of these devices have to be transported, set up, handled and then re-used for the investigation of a well shaft dismantle and transport away. This not only leads to considerable effort but also to not inconsiderable costs. In addition, greater care is required when handling electronic and optical devices in order to avoid damage to the comparatively sensitive devices. Furthermore, all optical and electronic or electrical elements must be clad in a fluid-tight manner in order to avoid damage from the water. This also applies to greater depths, in which increased pressures can occur.

Dies führt, neben den Kosten des optischen Systems an sich, dazu, dass eine derartige Untersuchung von Brunnenschächten vom Betreiber üblicherweise erst dann selbst durchgeführt oder durch einen externe Anbieter veranlasst wird, wenn bereits eine offensichtliche Reduzierung der Förderleistung eingetreten ist, welche auf eine Verschlechterung des Zustands des Brunnenschachts zurückzuführen ist.In addition to the costs of the optical system itself, this means that such an examination of well shafts is usually only carried out by the operator himself or by an external provider when an obvious reduction in the conveying capacity has already occurred, which indicates a deterioration in the The condition of the well shaft.

Es ist ferner bekannt, bei Brunnenschächten sowie bei Bohrlöchern z.B. zur Erdgas- bzw. Erdölförderung eine Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit des zu fördernden Fluids wie z.B. Wasser, Erdgas oder Erdöl mittels eines Durchflusssensors (Englisch: Flowmeter) durchzuführen. Dabei wird, vergleichbar der zuvor beschriebenen Kamera, ein Durchflusssensor an einem Kabel in der vertikalen Richtung in den Brunnenschacht bzw. in das Bohrloch hinabgelassen und die Strömungsgeschwindigkeit der jeweiligen Tiefe erfasst. Auf diese Art und Weise kann eine Aufzeichnung der Strömungsgeschwindigkeit über der Tiefe, ggfs. sowohl beim Hinablassen als auch beim Heraufziehen, des Durchflusssensors als Kennlinie des Brunnenschachts bzw. des Bohrlochs erfolgen, siehe z.B. die DE 26 315 14 A1 , die US 2 333 164 A , die US 3 039 302 A und die US 3 630 078 A . Aus derartigen Kennlinien können nicht nur Rückschlüsse auf den Zustand des Brunnenschachts bzw. Bohrlochs gezogen werden, sondern es kann auch eine Beurteilung der Fluidabgabe verschiedener Gesteinsschichten im unteren fluiddurchlässigen Bereich des Brunnenschachts bzw. des Bohrlochs erfolgen.It is also known to record the flow rate of the fluid to be pumped, such as water, natural gas or oil, by means of a flow meter in well shafts and boreholes, for example for natural gas or oil production. In this case, comparable to the camera described above, a flow sensor on a cable is lowered in the vertical direction into the well shaft or into the borehole and the flow velocity of the respective depth is recorded. In this way, the flow velocity can be recorded over the depth, if necessary both when lowering and when pulling up, of the flow sensor as a characteristic of the well shaft or the borehole, see e.g. DE 26 315 14 A1 , the U.S. 2,333,164 A , the U.S. 3,039,302 A and the U.S. 3,630,078 A . From such characteristics not only conclusions can be drawn about the condition of the well shaft or borehole, but an assessment of the fluid release of various rock layers in the lower fluid-permeable area of the well shaft or borehole can also be made.

Die Durchflusssensoren der DE 26 315 14 A1 , der US 2 333 164 A , der US 3 039 302 A und der US 3 630 078 A besitzen dabei jeweils wenigstens einen Propeller, ein Flügelrad oder dergleichen, welcher sich im bestimmungsgemäßen Gebrauch im vertikalen Strömungsfluss des Fluids befindet und von diesem angetrieben wird. Über die erfasste Drehzahl des Propellers etc. kann dann die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids bestimmt werden.The flow sensors of the DE 26 315 14 A1 , the U.S. 2,333,164 A , the U.S. 3,039,302 A and the U.S. 3,630,078 A each have at least one propeller, an impeller or the like which, when used as intended, is located in the vertical flow of the fluid and is driven by it. The flow speed of the fluid can then be determined via the detected speed of the propeller etc.

Nachteilig ist hierbei, dass sich mit dem Propeller ein drehbewegliches Element im Strömungsfluss des Fluids befindet. Dies erfordert einen gewissen mechanischen Aufwand hinsichtlich der drehbaren Lagerung des Propellers. Dabei muss die Lagerung des Propellers beständig gegenüber dem jeweiligen Fluid sein. Auch sind Verschmutzungen der Lagerung des Propellers durch den Betrieb zu vermeiden, da sie die Drehbeweglichkeit des Propellers einschränken oder sogar vollständig verhindern können.The disadvantage here is that the propeller is a rotatable element in the flow of the fluid. This requires a certain mechanical effort with regard to the rotatable mounting of the propeller. The bearing of the propeller must be resistant to the respective fluid. Contamination of the propeller bearing during operation must also be avoided, since it can restrict or even completely prevent the propeller's rotational mobility.

Nachteilig ist ferner, dass das drehbewegliche Element im bestimmungsgemäßen Gebrauch derart im Strömungsfluss des Fluids angeordnet sein muss, dass der Propeller vom Fluid auch tatsächlich angetrieben wird. Dies muss ferner derart erfolgen, dass bei jedem Einsatz des Durchflusssensors der Propeller auf dieselbe Art und Weise im vertikalen Strömungsfluss des Fluids angeordnet ist, um vergleichbare und reproduzierbare Messdaten zu liefern. Dies gilt neben der horizontalen Ausrichtung des Propellers auch für die radiale Ausrichtung des Propellers gegenüber der Innenseite des Brunnenschachts bzw. des Bohrlochs bzw. der Anordnung des Propellers auf der Achse der vertikalen Richtung des Brunnenschachts bzw. des Bohrlochs.Another disadvantage is that the rotatable element, when used as intended, must be arranged in the flow of the fluid in such a way that the propeller is actually driven by the fluid. This must also be done in such a way that each time the flow sensor is used, the propeller is arranged in the same way in the vertical flow of the fluid in order to provide comparable and reproducible measurement data. In addition to the horizontal alignment of the propeller, this also applies to the radial alignment of the propeller with respect to the inside of the well shaft or the borehole or the arrangement of the propeller on the axis of the vertical direction of the well shaft or the borehole.

Zu beachten ist dabei, dass dies im Gebrauch nicht vom Benutzer kontrolliert werden kann, da sich der Durchflusssensor im Brunnenschacht bzw. im Bohrloch befindet. Diese Ausrichtung kann zwar über entsprechende Halterung des Propellers sowie Abstandshalter gegenüber der Innenseite des Brunnenschachts bzw. des Bohrlochs erfolgen, wie in der DE 26 315 14 A1 , der US 2 333 164 A , der US 3 039 302 A und der US 3 630 078 A beschrieben. Jedoch führt dies jeweils zu einem nicht unerheblichen zusätzlichen mechanischen Aufwand.It should be noted that this cannot be checked by the user during use, as the flow sensor is located in the well shaft or in the borehole. This alignment can take place via a corresponding holder of the propeller and spacers opposite the inside of the well shaft or the borehole, as in FIG DE 26 315 14 A1 , the U.S. 2,333,164 A , the U.S. 3,039,302 A and the U.S. 3,630,078 A described. However, this leads to a not inconsiderable additional mechanical effort.

Nachteilig ist des Weiteren, dass die Drehzahl des Propellers unmittelbar an diesem erfasst wird. Somit muss eine entsprechende Sensorik am Durchflusssensor vorhanden sein, welche üblicherweise mechanisch mit dem Propeller gekoppelt ist, um dessen Drehung erfassen zu können, gleichzeitig jedoch vor dem Fluid geschützt sein muss. Auch müssen Dichtungen vorgesehen werden, um die Sensorik gegenüber dem Fluid abzugrenzen. Dies muss trotz der Übertragung der Drehung des Propellers sichergestellt werden. Ferner muss die Sensorik elektrisch von der Oberfläche versorgt sowie die erfassten Messdaten an die Oberfläche übertragen werden.Another disadvantage is that the speed of the propeller is recorded directly on it. A corresponding sensor system must therefore be present on the flow sensor, which is usually mechanically coupled to the propeller in order to be able to detect its rotation, but at the same time must be protected from the fluid. Seals must also be provided in order to separate the sensor system from the fluid. This must be ensured despite the transmission of the rotation of the propeller. Furthermore, the sensor system must be supplied electrically from the surface and the recorded measurement data must be transmitted to the surface.

Nachteilig ist auch, dass die o.g. Kriterien des Durchflusssensors bei allen möglichen Anwendungen erfüllt werden müssen. Somit sind die Dichtungen, die Lagerungen, die Sensorik, der Propeller etc. auch für Drücke auszulegen, welche bei Anwendungen z.B. bis ca. 200 m, bis ca. 300 m, bis ca. 500m und sogar bis ca. 1.000 m auftreten können.It is also disadvantageous that the above Criteria of the flow sensor must be met in all possible applications. Thus, the seals, the bearings, the sensors, the propeller, etc. must also be designed for pressures, which in applications e.g. up to approx. 200 m, up to approx. 300 m, up to approx. 500 m and even up to approx. 1,000 m.

Nachteilig ist ferner, dass eine Durchflussmessung mittels Durchflusssensor ein strömendes Fluid voraussetzt, da schließlich dessen Strömung sensorisch erfasst werden soll. Somit ist der Durchflusssensor derart anzuwenden, dass gleichzeitig ein Betrieb des Brunnenschachts bzw. des Bohrlochs zur Förderung des Fluids erfolgen kann. Dies kann einen zusätzlichen Aufwand erfordern. Ferner können aufgrund des Messprinzips eines Durchflusssensors keine Messungen im ruhenden Fluid, d.h. bei nicht betriebener Förderung des Fluids, erfolgen. Somit scheiden Untersuchungen eines Brunnenschachts bzw. eines Bohrlochs mit ruhendem Fluid grundsätzlich aus.A further disadvantage is that a flow measurement by means of a flow sensor requires a flowing fluid, since its flow is ultimately to be detected by sensors. Thus, the flow sensor can be used in such a way that the well shaft or the borehole can be operated at the same time for conveying the fluid. This can require additional effort. Furthermore, due to the measuring principle of a flow sensor, no measurements can be made in the fluid at rest, ie when the fluid is not being conveyed. Investigations of a well shaft or a borehole with resting fluid are therefore fundamentally ruled out.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Untersuchung von Brunnenschächten, Bohrlöchern und dergleichen der eingangs beschriebenen Art bereit zu stellen, so dass die Untersuchung einfacher, schneller und bzw. oder kostengünstiger als bisher bekannt ausgeführt werden kann. Zusätzlich oder alternativ soll dies möglichst robust und störunanfällig erfolgen können. Insbesondere soll dies bei ruhendem Fluid, d.h. bei nicht betriebener Förderung des Fluids, ermöglicht werden. Zumindest soll eine Alternative zu bekannten derartigen Vorrichtungen und Verfahren geschaffen werden.An object of the present invention is to provide a device and a method for examining wells, boreholes and the like of the type described at the outset, so that the examination can be carried out more simply, faster and / or more cost-effectively than previously known. In addition or as an alternative, this should be able to take place as robustly and insusceptibly as possible. In particular, when the fluid is at rest, i.e. when the fluid is not being conveyed. At least an alternative to known such devices and methods is to be created.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Messvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The object is achieved according to the invention by a measuring device with the features of claim 1 and by a method with the features of claim 15. Advantageous further developments are described in the subclaims.

Somit betrifft die vorliegende Erfindung eine Messvorrichtung zur Untersuchung eines Brunnenschachts oder eines Bohrlochs mit einem Zugkraftübertragungselement. Ein Zugkraftübertragungselement kann ein jeglicher länglicher Körper sein, welcher in der Lage ist, Zugkräfte entlang seiner länglichen Erstreckungsrichtung zu übertragen. Beispielsweise kann ein Zugkraftübertragungselement ein Kabel, ein Seil und dergleichen sein. Neben der Übertragung von Zugkräften kann das Zugkraftübertragungselement z.B. in Form eines Kabels ggfs. noch weitere Funktionen wie die Übertragung von elektrischer Energie, von Signalen und dergleichen besitzen.The present invention thus relates to a measuring device for examining a well shaft or a borehole with a tensile force transmission element. A tensile force transmission element can be any elongate body which is capable of transmitting tensile forces along its longitudinal direction of extension. For example, a tensile force transmission element can be a cable, a rope and the like. In addition to the transmission of tensile forces, the tensile force transmission element can e.g. in the form of a cable may have other functions such as the transmission of electrical energy, signals and the like.

Die Messvorrichtung weist auch einen Messkörper auf, welcher mit dem Zugkraftübertragungselement verbunden ist. Diese Verbindung kann lösbar, z.B. durch Lösen einer Schraube, durch Öffnen eines Schäkels, durch Aufbiegen eines Rasthakens oder dergleichen sein. Dies kann ein einfaches Verbinden des Messkörpers mit dem Zugkraftübertragungselement sowie ein einfaches zerstörungsfreies Trennen des Messkörpers von dem Zugkraftübertragungselement ermöglichen. Diese Verbindung kann jedoch auch nicht lösbar, d.h. nicht zerstörungsfrei lösbar, sein, z.B. als Schweißverbindung, als Lötverbindung, als Klebeverbindung, als nicht-aufbiegbare Rastverbindung und dergleichen. Dies kann die dauerhafte Haltbarkeit der Verbindung erhöhen.The measuring device also has a measuring body which is connected to the tensile force transmission element. This connection can be releasable, e.g. by loosening a screw, by opening a shackle, by bending open a locking hook or the like. This can enable a simple connection of the measuring body to the tensile force transmission element as well as a simple non-destructive separation of the measuring body from the tensile force transmission element. However, this connection can also be non-releasable, i. E. not be non-destructive detachable, e.g. as a welded connection, as a soldered connection, as an adhesive connection, as a non-bendable snap-in connection and the like. This can increase the long-term durability of the connection.

Der Messkörper ist ausgebildet, von dem Zugkraftübertragungselement in dem Brunnenschacht oder in dem Bohrloch in der vertikalen Richtung bewegt zu werden. Die vertikale Richtung kann auch als Höhe oder als Tiefe bzw. als Teufe bezeichnet werden. Die Bewegung kann in beide Richtungen, d.h. nach unten und nach oben, entlang der vertikalen Richtung erfolgen. Dabei kann eine Bewegung des Mess-körpers nach unten aufgrund seiner Gewichtskraft in Kombination mit einem Nachlassen des Zugkraftübertragungselements in den Brunnenschacht bzw. in das Bohrloch hinein erfolgen. Eine Bewegung des Messkörpers nach oben kann durch ein Verkürzen, Einholen bzw. Herausziehen des Zugkraftübertragungselements aus dem Brunnenschacht bzw. aus dem Bohrloch heraus erfolgen.The measuring body is designed to be moved in the vertical direction by the tensile force transmission element in the well shaft or in the borehole. The vertical direction can also be referred to as height or depth or depth. The movement can be in either direction, i.e. down and up, along the vertical direction. A downward movement of the measuring body can take place due to its weight in combination with a decrease in the tensile force transmission element into the well shaft or into the borehole. An upward movement of the measuring body can take place by shortening, retrieving or pulling the tensile force transmission element out of the well shaft or out of the borehole.

Die Messvorrichtung weist ferner einen Längensensor des Zugkraftübertragungselements auf, welcher ausgebildet ist, die Länge und bzw. oder die Längenänderung des Zugkraftübertragungselements zu erfassen. Beispielsweise kann ein derartiger Längensensor durch die Bewegung des Zugkraftübertragungselements in den Brunnenschacht bzw. in das Bohrloch hinein von dem Zugkraftübertragungselement bzw. mit dem Zugkraftübertragungselement mit bewegt werden, so dass das Maß der Bewegung und die damit verbundene Längenzunahme des Zugkraftübertragungselements in den Brunnenschacht bzw. in das Bohrloch hinein sensorisch erfasst werden können. Dies gilt entsprechend für die Längenabnahme des Zugkraftübertragungselements in der entgegengesetzten Bewegungsrichtung. Dies kann beispielsweise durch ein drehbewegliches Kontaktelement eines derartigen Längensensors erfolgen, dessen Drehbewegung in eine translatorische Länge umgerechnet werden kann. Dabei kann fortlaufend die Länge des Zugkraftübertragungselements über dessen Gesamtlänge erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Vorgabe eines Startpunkts der Erfassung der Länge erfolgen, von dem an die Länge des Zugkraftübertragungselements als Längenänderung gegenüber diesem Startpunkt erfasst wird. Es kann sozusagen ein Tarieren bzw. Nullen der Erfassung der Länge erfolgen.The measuring device also has a length sensor of the tensile force transmission element which is designed to detect the length and / or the change in length of the tensile force transmission element. For example, such a length sensor can be moved by the tensile force transmission element or with the tensile force transmission element by the movement of the tensile force transmission element into the well shaft or into the borehole, so that the amount of movement and the associated increase in length of the tensile force transmission element in the well shaft or in the borehole can be detected by sensors. This applies accordingly to the decrease in length of the tensile force transmission element in the opposite direction of movement. This can be done, for example, by a rotatable contact element of such a length sensor, the rotational movement of which can be converted into a translational length. The length of the tensile force transmission element can be recorded continuously over its entire length. Alternatively or additionally, a starting point for the detection of the length can also be specified, from which the length of the tensile force transmission element is detected as a change in length with respect to this starting point. The length can be tared or zeroed, so to speak.

Derartige Messvorrichtungen, bei denen eine Kamera oder ein Durchflusssensor an einem Kabel als Zugkraftübertragungselement in den Brunnenschacht oder in das Bohrloch hinabgelassen werden, um dessen Innenseite optisch oder dessen Durchfluss sensorisch zu erfassen, sind aus dem Stand der Technik bekannt, weisen jedoch die eingangs beschriebenen Nachteile auf. Diese führen insbesondere aufgrund des Aufwands und der Kosten dazu, dass derartige Untersuchungen von z.B. Brunnenschächten seltener und später als eigentlich erforderlich bzw. sinnvoll durchgeführt werden.Such measuring devices, in which a camera or a flow sensor on a cable as a tensile force transmission element are lowered into the well shaft or into the borehole in order to optically detect its inside or its flow through sensors, are known from the prior art, but have the above disadvantages described. Because of the effort and expense involved, these lead to such examinations of, for example, well shafts being carried out less often and later than actually necessary or sensible.

Daher weist die erfindungsgemäße Messvorrichtung ein Kraftmesselement auf, welches ausgebildet ist, die Kraft und bzw. oder die Kraftänderung des Messkörpers gegenüber der Umgebung, vorzugsweise gegenüber einem Untergrund, zu erfassen. Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß ein passiver Messkörper in den Brunnenschacht oder in das Bohrloch hinabgelassen und dabei die Kraft des Messkörpers erfasst, welche zwischen dem Messkörper und seiner ruhenden bzw. feststehenden Umgebung auftritt. Die Umgebung kann jegliches relativ zum sich bewegenden Messkörper feststehend angeordnete Objekt bzw. Element der Messvorrichtung selbst bzw. dessen Umgebung wie z.B. ein Untergrund sein, auf dem die Messvorrichtung angeordnet ist. Das Kraftmesselement kann insbesondere ein Kraftmesssensor wie z.B. eine Kraftmessdose sein.The measuring device according to the invention therefore has a force measuring element which is designed to detect the force and / or the change in force of the measuring body relative to the environment, preferably relative to a substrate. In other words, according to the invention, a passive measuring body is lowered into the well shaft or into the borehole and the force of the measuring body which occurs between the measuring body and its stationary or stationary environment is detected. The environment can be any object or element of the measuring device itself or its environment that is fixed relative to the moving measuring body, e.g. be a surface on which the measuring device is arranged. The force measuring element can in particular be a force measuring sensor such as e.g. be a load cell.

Der vorliegenden Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass eine Aussage über den Zustand eines Brunnenschachts, eines Bohrlochs und dergleichen auch basierend auf einer erfassten Kraft und bzw. oder Kraftänderung erfolgen kann. Auch hierdurch ist es möglich, Veränderungen der Kraft bzw. Kraftänderung gegenüber einer vorangehenden derartigen Messung desselben Brunnenschachts, Bohrlochs und dergleichen zu erkennen, wie weiter unten noch näher beschrieben werden wird. Auch kann zusätzlich oder alternativ ein Vergleich mit einer vorbestimmten Kraft bzw. Kraftänderung erfolgen, um aus Abweichungen bzw. Übereinstimmungen eine Aussage über den Zustand eines Brunnenschachts, eines Bohrlochs und dergleichen treffen zu können, wie weiter unten noch näher beschrieben werden wird. Dies kann aufgrund der erfassten Länge und bzw. oder der erfassten Längenänderung des Zugkraftübertragungselements über die vertikale Erstreckung des Brunnenschachts, Bohrlochs und dergleichen erfolgen, so dass positionsabhängige Aussagen möglich sind.The present invention is based on the knowledge that a statement about the state of a well shaft, a borehole and the like can also be made based on a detected force and / or force change. This also makes it possible to detect changes in the force or force change compared to a previous such measurement of the same well shaft, borehole and the like, as will be described in more detail below. Additionally or alternatively, a comparison with a predetermined force or force change can be made in order to be able to make a statement about the condition of a well shaft, a borehole and the like from deviations or correspondences, as will be described in more detail below. This can take place on the basis of the detected length and / or the detected change in length of the tensile force transmission element over the vertical extension of the well shaft, borehole and the like, so that position-dependent statements are possible.

Vorteilhaft ist hierbei, dass anstelle „aktiver“ Sensoren wie z.B. einer Kamera oder eines Durchflusssensors, welche im Betrieb über ein Kabel als Zugkraftübertragungselement mit elektrischer Energie zu versorgen sowie deren erfasste Daten über das Kabel nach außerhalb des Brunnenschachts, Bohrlochs und dergleichen zu übertragen sind, erfindungsgemäß ein „passiver“ Messkörper verwendet werden kann, dessen einzige bzw. entscheidende Funktion sein Gewicht ist. Das Gewicht des Messkörpers ist dabei in Abhängigkeit der Anwendung derart zu wählen, dass der Messkörper aufgrund seines Gewichts und trotz seiner statischen Auftriebskraft des verdrängten Volumens wirksam in das jeweilige Fluid absinken kann. Insbesondere ist das Gewicht des Messkörpers in Abhängigkeit der Anwendung derart zu wählen, dass das Zugkraftübertragungselement beim Absinken des Messkörpers in dem Fluid auf Spannung gehalten wird. Dies kann die Umsetzung einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung gegenüber den o.g. bekannten Messvorrichtungen deutlich vereinfachen. Insbesondere kann der Messkörper ohne Sensoren, ohne elektrische und elektronische Komponenten, ohne elektrische Anschlüsse, ohne Lagerung, ohne Dichtung etc. auskommen. Dies kann die Kosten der Messvorrichtung sowie deren Wartungsaufwand deutlich reduzieren. Ferner kann dies die Robustheit und Langlebigkeit erhöhen. Dies gilt entsprechend für das Zugkraftübertragungselement, welches z.B. als Seil einfacher, kostengünstiger, wartungsärmer, robuster, langlebiger etc. ausgebildet sein kann als z.B. ein Kabel, wie weiter unten noch näher beschrieben werden wird.The advantage here is that instead of "active" sensors such as a camera or a flow sensor, which is to be supplied with electrical energy during operation via a cable as a tensile force transmission element and whose recorded data are to be transmitted via the cable to the outside of the well shaft, borehole and the like, according to the invention a “passive” measuring body can be used whose only one or the decisive function is its weight. The weight of the measuring body is to be selected depending on the application in such a way that the measuring body can effectively sink into the respective fluid due to its weight and despite its static buoyancy force of the displaced volume. In particular, the weight of the measuring body is to be selected depending on the application in such a way that the tensile force transmission element is kept under tension when the measuring body sinks in the fluid. This can be the implementation of a measuring device according to the invention compared to the above. significantly simplify known measuring devices. In particular, the measuring body can manage without sensors, without electrical and electronic components, without electrical connections, without bearings, without seals, etc. This can significantly reduce the cost of the measuring device and its maintenance effort. Furthermore, this can increase the robustness and longevity. This applies accordingly to the tensile force transmission element, which e.g. can be designed as a rope that is simpler, cheaper, less maintenance, more robust, more durable, etc. than e.g. a cable, as will be described in more detail below.

Vorteilhaft ist insbesondere, dass derartige Untersuchungen sowohl bei ruhender Förderung als auch im Betrieb des Brunnenschachts, Bohrlochs und dergleichen ausgeführt werden können. Dies kann mit derselben Messvorrichtung und mit demselben Messverfahren erfolgen. Mittels der jeweils erfassten Daten können dabei unterschiedliche Eigenschaften des Brunnenschachts, des Bohrlochs und dergleichen oder auch dieselben Eigenschaften des Brunnenschachts, des Bohrlochs und dergleichen untersucht und beurteilt werden, wie weiter unten noch näher erläutert werden wird.It is particularly advantageous that such investigations can be carried out both when the production is idle and when the well shaft, borehole and the like are in operation. This can be done with the same measuring device and with the same measuring method. By means of the respectively recorded data, different properties of the well shaft, the borehole and the like or also the same properties of the well shaft, the borehole and the like can be examined and assessed, as will be explained in more detail below.

Auf diese Art und Weise kann erfindungsgemäß die Untersuchung von Brunnenschächten, Bohrlöchern und dergleichen auf ihren Zustand hin in vergleichbarer Qualität wie mit den eingangs beschriebenen bekannten Messvorrichtungen oder sogar aussagekräftiger bzw. umfangreicher als bisher bekannt ermöglicht werden. Dies kann jedoch einfacher, robuster und bzw. oder kostengünstiger erfolgen als bisher bekannt. Hierdurch können derartige Untersuchungen häufiger ermöglicht werden als dies bisher insbesondere aus Kostengründen der Fall ist, so dass Verschlechterungen der Förderleistung früher erkannt und deren Ursache früher behoben werden können. Dies kann die Förderleitung und die Effizienz der Brunnenschächte, Bohrlöcher und dergleichen steigern.In this way, according to the invention, the examination of well shafts, boreholes and the like for their condition can be made possible in a quality comparable to that with the known measuring devices described at the beginning or even more meaningful or more extensive than previously known. However, this can be done more simply, more robustly and / or more economically than previously known. As a result, such examinations can be made possible more frequently than has previously been the case, in particular for reasons of cost, so that deterioration in the delivery rate can be recognized earlier and the cause can be eliminated earlier. This can increase the production line and the efficiency of the wells, boreholes and the like.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der Messkörper ein starrer Messkörper. Unter einem starren Messkörper ist ein jeglicher Körper zu verstehen, welcher in sich keine beweglichen Teile besitzt. Insbesondere kann dies ein einteilig oder einstückig ausgebildeter Messkörper sein. Insbesondere kann der Messkörper ein einstückig ausgebildeter Gewichtskörper sein. Auf diese Art und Weise kann ein möglichst einfacher Messkörper zur Verfügung gestellt werden, welcher auf einfache Art und Weise und entsprechend kostengünstig hergestellt, gehandhabt und montiert werden kann sowie möglichst keine Wartung und Pflege erfordert. Dies kann besonders einfach durch einen Gusskörper umgesetzt werden.According to one aspect of the invention, the measuring body is a rigid measuring body. A rigid measuring body is to be understood as any body that does not have any moving parts. In particular, this can be a one-piece or one-piece measuring body. In particular, the measuring body can be an integral weight body. In this way, the simplest possible measuring body can be available be provided, which can be manufactured, handled and assembled in a simple manner and correspondingly inexpensive and requires no maintenance and care if possible. This can be implemented particularly easily using a cast body.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der Messkörper ein rotationssymmetrischer Messkörper. Unter einem rotationssymmetrischen Messkörper ist ein Messkörper zu verstehen, welcher rotationssymmetrisch aufgebaut ist, d.h. dass eine Drehung um jeden beliebigen Winkel um eine vertikale Achse als Symmetrieachse des Messkörper auf sich selbst abbildet. Eine derartige Form kann z.B. zylinderförmig, kugelförmig, kegelförmig und dergleichen sein. Dies kann insbesondere eine möglichst gleichmäßige und drehungsfreie Bewegung in der vertikalen Richtung hinab und hinauf des Brunnenschachts bzw. des Bohrlochs ermöglichen. Insbesondere kann hierdurch der Strömungswiderstand entlang der Achse der vertikalen Richtung möglichst gleichmäßig auf den Messkörper wirken, so dass Bewegungen um die Symmetrieachse herum ausgeschlossen bzw. reduziert werden können, welche sich störend auf die Erfassung der Kraft bzw. Kraftänderung auswirken könnten.According to one aspect of the invention, the measuring body is a rotationally symmetrical measuring body. A rotationally symmetrical measuring body is to be understood as a measuring body which is constructed rotationally symmetrical, i.e. that a rotation by any angle around a vertical axis as the axis of symmetry of the measuring body maps onto itself. Such a shape can e.g. be cylindrical, spherical, conical and the like. This can in particular enable a movement in the vertical direction that is as uniform and rotation-free as possible, down and up the well shaft or the borehole. In particular, this allows the flow resistance to act as uniformly as possible on the measuring body along the axis of the vertical direction, so that movements around the axis of symmetry can be excluded or reduced, which could have a disruptive effect on the detection of the force or change in force.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Zugkraftübertragungselement ein Seil. Unter einem Seil ist ein längliches und üblicherweise zylindrisches Element zu verstehen, welches der Übertragung von Zugkräften dient. Ein Seil besteht dabei üblicherweise aus Materialien wie z.B. Textilien und bzw. oder Metall, welche für die Übertragung der geforderten Zugkräfte in der länglichen Erstreckungsrichtung des Seils ausreichend sind. Dabei kann ein Seil je nach Anwendungsfall hinsichtlich seiner Materialien sowie seiner Dicke gewählt werden. Auf diese Art und Weise kann ein möglichst einfaches, kostengünstiges und dennoch wirkungsvolles Zugkraftübertragungselement zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere kann im Vergleich zu den bekannten Messvorrichtungen gemäß des Standes der Technik auf die Möglichkeit zur Übertragung elektrischer Energie und bzw. oder von Daten über ein Zugkraftübertragungselement verzichtet werden. Dies rührt aus der einfachen und rein mechanischen gewichtserzeugenden Funktion des Messkörpers, welcher als reines Gewichtselement ausgeführt ist. Entsprechend einfach kann das Zugkraftübertragungselement als Seil ausgeführt sein.According to a further aspect of the invention, the tensile force transmission element is a rope. A rope is to be understood as an elongated and usually cylindrical element which is used to transmit tensile forces. A rope usually consists of materials such as Textiles and / or metal which are sufficient for the transmission of the required tensile forces in the longitudinal direction of the rope. A rope can be selected depending on the application in terms of its materials and its thickness. In this way, the simplest possible, inexpensive and yet effective tensile force transmission element can be made available. In particular, in comparison to the known measuring devices according to the prior art, the possibility of transmitting electrical energy and / or data via a tensile force transmission element can be dispensed with. This is due to the simple and purely mechanical weight-generating function of the measuring body, which is designed as a pure weight element. The tensile force transmission element can be designed as a cable in a correspondingly simple manner.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Messvorrichtung ein Gestell auf, welches das Zugkraftübertragungselement, vorzugsweise ferner einen Zugkraftübertragungselementspeicher und bzw. oder eine Zugkraftübertragungselementführung, aufnimmt, wobei das Kraftmesselement zwischen dem Gestell und dem Untergrund angeordnet ist. Unter einem Gestell kann jegliche Vorrichtung verstanden werden, welche zumindest die wesentlichen bis sämtliche Elemente der erfindungsgemäßen Messvorrichtung aufnehmen kann. Zu den wesentlichen Elementen können neben dem Messkörper und dem Zugkraftübertragungselement das Kraftmesselement sowie der Längensensor gehören. Dabei kann das Kraftmesselement derartig an dem Gestell angeordnet sein, dass es gegenüber einem Untergrund eine Kraftmessung bzw. Kraftänderungsmessung ausführen kann.According to a further aspect of the invention, the measuring device has a frame which accommodates the tensile force transmission element, preferably also a tensile force transmission element store and / or a tensile force transmission element guide, the force measuring element being arranged between the frame and the substrate. A frame can be understood to mean any device which can accommodate at least the essential to all elements of the measuring device according to the invention. In addition to the measuring body and the tensile force transmission element, the essential elements can include the force measuring element and the length sensor. In this case, the force measuring element can be arranged on the frame in such a way that it can carry out a force measurement or force change measurement against a substrate.

Auf diese Art und Weise kann mittels des Gestells ein kompakter und in sich geschlossen zu transportierender Aufbau der erfindungsgemäßen Messvorrichtung geschaffen werden. Gleichzeitig kann über das Kraftmesselement und seiner Anordnung gegenüber dem Untergrund eine möglichst einfache Anordnung im Kraftfluss geschaffen werden, welche die zuvor beschriebenen Messungen ermöglichen kann. Das Kraftmesselement kann dabei direkt zwischen dem Gestell und dem Untergrund angeordnet sein oder an Auflagepunkten, Füßen und dergleichen der Messvorrichtung, mittels derer das Gestell auf dem Untergrund angeordnet werden kann.In this way, by means of the frame, a compact structure of the measuring device according to the invention that can be transported in a closed manner can be created. At the same time, the force measuring element and its arrangement relative to the ground can be used to create the simplest possible arrangement in the force flow, which can enable the measurements described above. The force measuring element can be arranged directly between the frame and the ground or at support points, feet and the like of the measuring device, by means of which the frame can be arranged on the ground.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Messvorrichtung eine Rechnereinheit auf, welche ausgebildet ist, ein Messsignal einer erfassten Länge und bzw. oder Längenänderung des Zugkraftübertragungselements sowie ein Messsignal einer erfassten Kraft und bzw. oder Kraftänderung des Messkörpers zu erhalten, wobei die Rechnereinheit ferner ausgebildet ist, aus den beiden Messsignalen einen Verlauf der erfassten Kraft und bzw. oder Kraftänderung des Messkörpers über der erfassten Länge und bzw. oder Längenänderung des Zugkraftübertragungselements zu erstellen, oder umgekehrt.According to a further aspect of the invention, the measuring device has a computer unit which is designed to receive a measuring signal of a detected length and / or change in length of the tensile force transmission element and a measuring signal of a detected force and / or change in force of the measuring body, the computer unit also being designed is to create a course of the detected force and / or change in force of the measuring body over the detected length and / or change in length of the tensile force transmission element from the two measurement signals, or vice versa.

Eine Rechnereinheit kann jegliche Art von elektronischer Datenverarbeitungseinheit sein, welche in der Lage ist, die entsprechenden Funktionen auszuführen. Die Rechnereinheit kann auch als Auswerteeinheit, als Steuerungseinheit, als Rechner, als Computer oder dergleichen bezeichnet werden. Mittels der Rechnereinheit kann es erfindungsgemäß ermöglicht werden, einen Verlauf der erfassten Kraft und bzw. oder der erfassten Kraftänderung des Messkörpers über der erfassten Länge und bzw. oder über der erfassten Längenänderung des Zugkraftübertragungselements zu erstellen. Auf diese Art und Weise kann ein derartiger Verlauf über einen Teil der Länge des Brunnenschachts oder Bohrlochs oder über dessen gesamte Länge aufgezeichnet und erstellt werden. Dieser Verlauf von Kraft über Länge eines Brunnenschachts, Bohrlochs und dergleichen kann auf vielfältige Art und Weise zur Untersuchung und bzw. Bewertung des Brunnenschachts, Bohrlochs und dergleichen verwendet werden, wie im Folgenden näher beschrieben werden wird.A computer unit can be any type of electronic data processing unit which is able to carry out the corresponding functions. The computer unit can also be referred to as an evaluation unit, a control unit, a computer, a computer or the like. By means of the computer unit it can be made possible according to the invention to create a course of the detected force and / or the detected change in force of the measuring body over the detected length and / or over the detected change in length of the tensile force transmission element. In this way, such a course can be recorded and created over part of the length of the well shaft or borehole or over its entire length. This course of force over the length of a well shaft, borehole and the like can be used in a variety of ways for examining and or evaluating the well shaft, borehole and the like, as will be described in more detail below.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Rechnereinheit ferner ausgebildet, den erstellten Verlauf zu speichern und bzw. oder den erstellten Verlauf drahtgebunden und bzw. oder drahtlos zu übertragen und bzw. oder den erstellten Verlauf einem Benutzer anzuzeigen. Somit kann der zuvor beschriebene Verlauf innerhalb der Rechnereinheit gespeichert werden, um ihn zu einem späteren Zeitpunkt zur Verfügung zu stellen. Insbesondere kann auf diese Art und Weise das Erfassen eines derartigen Verlaufs an einem Brunnenschacht, Bohrloch und dergleichen erfolgen und gespeichert werden, so dass nach einem Abbau und Abtransport der erfindungsgemäßen Messvorrichtung an einem Ort der Auswertung der entsprechende Verlauf mittels der Messvorrichtung selbst oder mittels einer weiteren Vorrichtung ausgewertet, dargestellt etc. werden kann.According to a further aspect of the invention, the computer unit is also designed to store the created course and / or to transmit the created course by wire and / or wirelessly and / or to display the created course to a user. The previously described course can thus be stored within the computer unit in order to make it available at a later point in time. In particular, such a course can be recorded and stored in this way at a well, borehole and the like, so that after the measuring device according to the invention has been dismantled and transported away, the corresponding course can be evaluated at a location using the measuring device itself or another Device can be evaluated, displayed, etc.

Zusätzlich oder alternativ ist es auch möglich, einen derartig erstellten Verlauf drahtgebunden und bzw. oder drahtlos zu übertragen. Dies kann direkt am Ort des zu untersuchenden Brunnenschacht, Bohrloch und dergleichen erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann dies auch zu einem späteren Zeitpunkt, z.B. nach einem Abbau und Abtransport der Messvorrichtung, an einem Ort der Auswertung erfolgen. Dies kann insbesondere in Kombination mit einem Speichern des erstellten Verlaufs, wie zuvor beschrieben, erfolgen, um den erstellten Verlauf an einem Ort einer Messauswertung später zur Verfügung stellen zu können und hierzu drahtgebunden und bzw. oder drahtlos zu übertragen.Additionally or alternatively, it is also possible to transmit a course created in this way in a wired and / or wireless manner. This can be done directly at the location of the well shaft, borehole and the like to be examined. Alternatively or additionally, this can also be done at a later point in time, e.g. after dismantling and removal of the measuring device, take place at a location of the evaluation. This can take place in particular in combination with a storage of the created course, as described above, in order to be able to later make the created course available at a location for a measurement evaluation and to transmit it wired and / or wirelessly for this purpose.

Alternativ oder zusätzlich kann der erstellte Verlauf auch einem Benutzer angezeigt werden. Dies kann ebenfalls sowohl am Ort der Untersuchungen an dem entsprechenden Brunnenschacht, Bohrloch und dergleichen erfolgen oder an einem Ort einer Messauswertung, nachdem die Messvorrichtung abgebaut und abtransportiert wurde. In jedem Fall bieten sich zahlreiche Möglichkeiten, den erstellten Verlauf zu nutzen, auszuwerten und einem Benutzer anzuzeigen.Alternatively or in addition, the created history can also be displayed to a user. This can also take place both at the location of the examinations at the corresponding well shaft, borehole and the like or at a location of a measurement evaluation after the measurement device has been dismantled and transported away. In any case, there are numerous options for using the created history, evaluating it and displaying it to a user.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Rechnereinheit ferner ausgebildet, den erstellten Verlauf zusammen mit einem vorbestimmten Verlauf der Kraft und bzw. oder Kraftänderung des Messkörpers über der Länge und bzw. oder Längenänderung des Zugkraftübertragungselements, oder umgekehrt, insbesondere desselben Brunnenschachts oder desselben Bohrlochs, einem Benutzer anzuzeigen.According to a further aspect of the invention, the computer unit is also designed to process the created course together with a predetermined course of the force and / or change in force of the measuring body over the length and / or change in length of the tensile force transmission element, or vice versa, in particular of the same well shaft or the same borehole, to display to a user.

Ein derartiger vorbestimmter Verlauf kann z.B. ein gespeicherter Verlauf der Kraft und bzw. oder der Kraftänderung des Messkörpers über der Länge und bzw. oder der Längenänderung des Zugkraftübertragungselements eines Brunnenschachts oder Bohrlochs sein, um einem Benutzer beim Anzeigen einen Anhaltspunkt zur Auswertung zu geben, ob der aktuell erstellte Verlauf mit dem angezeigten vorbestimmten Verlauf übereinstimmt oder nicht. Dies kann es dem Benutzer erleichtern, in dem erstellten Verlauf Abweichungen gegenüber dem vorbestimmten Verlauf zu erkennen.Such a predetermined course can e.g. be a stored course of the force and / or the change in force of the measuring body over the length and / or the change in length of the tensile force transmission element of a well shaft or borehole, in order to give a user a clue for evaluating whether the currently created course matches the displayed one predetermined course matches or not. This can make it easier for the user to recognize deviations from the predetermined course in the created course.

Der vorbestimmte Verlauf kann hierzu ein beispielhafter, idealer bzw. mustergültiger Verlauf der entsprechenden Werte sein. Dies kann es dem Benutzer ermöglichen, Abweichungen gegenüber einem idealen Verlauf der Kraft und bzw. oder der Kraftänderung des Messkörpers über der Länge und bzw. oder über der Längenänderung des Zugkraftübertragungselements zu erkennen. Es kann auch der vorbestimmte Verlauf eine vorherige Messung desselben Brunnenschachts oder desselben Brunnens sein, um aus möglichen Abweichungen des aktuell erstellten Verlaufs eine Veränderung desselben Brunnenschachts bzw. Bohrlochs über die Zeit gegenüber der vorherigen Messung zu erkennen. Auch kann neben dem vorherigen Verlauf auch ein weiter zurückliegender Verlauf verwendet werden.For this purpose, the predetermined course can be an exemplary, ideal or exemplary course of the corresponding values. This can enable the user to recognize deviations from an ideal course of the force and / or the change in force of the measuring body over the length and / or over the change in length of the tensile force transmission element. The predetermined course can also be a previous measurement of the same well shaft or the same well in order to identify a change in the same well shaft or borehole over time compared to the previous measurement from possible deviations in the currently created course. In addition to the previous course, a course further back can also be used.

Es können auch mehrere vorbestimmte Verläufe gleichzeitig gegenüber dem erstellten aktuellen Verlauf angezeigt werden. Dies können zum einen mehrere erfasste Verläufe desselben Brunnenschachts oder desselben Bohrlochs aus der Vergangenheit sein, um eine zeitliche Entwicklung über die Anzahl der erstellten Verläufe zu ermöglichen. Auch dies kann dem Benutzer die Auswertung und Beurteilung des Zustands des Brunnenschachts bzw. Bohrlochs erleichtern.Several predetermined courses can also be displayed at the same time compared to the current course that has been created. On the one hand, this can be several recorded courses of the same well shaft or the same borehole from the past in order to enable a development over time over the number of courses created. This can also make it easier for the user to evaluate and assess the condition of the well shaft or borehole.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Rechnereinheit ferner ausgebildet, den erstellten Verlauf mit einem vorbestimmten Verlauf der Kraft und bzw. oder Kraftänderung des Messkörpers über der Länge und bzw. oder Längenänderung des Zugkraftübertragungselements, oder umgekehrt, insbesondere desselben Brunnenschachts oder desselben Bohrlochs, zu vergleichen und Abweichungen zwischen den beiden Verläufen zu erkennen.According to a further aspect of the invention, the computer unit is also designed to add the created course with a predetermined course of the force and / or change in force of the measuring body over the length and / or change in length of the tensile force transmission element, or vice versa, in particular of the same well shaft or the same borehole compare and identify deviations between the two courses.

Diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, eine Auswertung, wie vorher beschrieben, durch die Rechnereinheit selbst anstelle durch einen Benutzer vornehmen zu lassen. Entsprechend können neben dem erstellten Verlauf wenigstens ein vorbestimmter Verlauf als ein idealer Verlauf oder als eine vorherige Messung desselben Brunnenschachts bzw. Brunnenlochs von der Rechnereinheit selbstständig mit dem aktuell erstellten Verlauf verglichen und hieraus Abweichungen erkannt werden. Diese Abweichungen können beispielsweise durch das Überschreiten bestimmter Fehler bzw. Toleranzgrenzen erkannt werden. Dies kann eine selbstständige Auswertung des Zustands des zu untersuchenden Brunnenschachts bzw. Bohrlochs durch die Rechnereinheit ermöglichen.This aspect of the present invention is based on the idea of having an evaluation, as previously described, carried out by the computer unit itself instead of by a user. Correspondingly, in addition to the created course, at least one predetermined course can be compared independently as an ideal course or as a previous measurement of the same well shaft or well hole by the computer unit with the currently created course and discrepancies can be recognized from this. These deviations can be recognized, for example, when certain errors or tolerance limits are exceeded. This can be an independent evaluation of the condition of the well shaft or borehole to be examined by the computer unit.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Rechnereinheit ferner ausgebildet, eine erkannte Abweichung zwischen den beiden Verläufen zu markieren. Auf diese Art und Weise kann die Rechnereinheit selbstständig eine erkannte Abweichung darstellen bzw. markieren, so dass ein Benutzer eine Unterstützung beim Betrachten des erstellten Verlaufs erhalten kann, um Abweichungen wahrzunehmen, welche durch die Rechnereinheit bereits erkannt wurden. Dies kann den Benutzer bei der Auswertung des erstellten Verlaufs unterstützen.According to a further aspect of the invention, the computer unit is also designed to mark a detected discrepancy between the two courses. In this way, the computer unit can independently display or mark a recognized deviation, so that a user can receive support when looking at the created curve in order to perceive deviations which have already been recognized by the computer unit. This can support the user in evaluating the course created.

Insbesondere können derartige Abweichungen und Markierungen durch den Benutzer beeinflusst werden, um eine Unterstützung durch die Rechnereinheit zu erfahren. So können die Abweichungen, welche von der Rechnereinheit selbstständig erkannt werden sollen, durch entsprechende Vorgaben des Benutzers an die Rechnereinheit z.B. durch die Vorgabe von Toleranz- bzw. Grenzwerten beeinflusst werden. Ebenso kann die Darstellung der Abweichungen und deren Markierungen gestaltet werden. Hierdurch können gegebenenfalls auch unterschiedlich starke Abweichungen unterschiedlich markiert werden, was dem Benutzer die Auswertung und Beurteilung des Zustands des untersuchten Brunnenschachts bzw. Bohrlochs weiter erleichtern kann.In particular, such deviations and markings can be influenced by the user in order to receive support from the computer unit. In this way, the deviations, which should be recognized by the computer unit independently, can be made to the computer unit e.g. can be influenced by the specification of tolerance or limit values. The display of the deviations and their markings can also be designed. As a result, deviations of differing strengths can optionally also be marked differently, which can further facilitate the evaluation and assessment of the condition of the examined well shaft or borehole for the user.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Rechnereinheit ferner ausgebildet, einen Hinweis auf eine erkannte Abweichung zwischen den beiden Verläufen an einen Benutzer und bzw. oder an eine weitere Vorrichtung auszugeben. Ein derartiger Hinweis kann optisch, akustisch und bzw. oder haptisch erfolgen. Beispielsweise kann im Falle, dass die Rechnereinheit eine Abweichung zwischen den beiden Verläufen erkannt hat, ein optisches Signal erfolgen, um die Aufmerksamkeit des Benutzers zu erlangen. Dies kann zusätzlich oder alternativ akustisch und bzw. oder haptisch, z.B. durch ein Vibrieren, erfolgen. In jedem Fall kann hierdurch der Benutzer während der Erstellung des Verlaufs und bzw. oder danach von der Rechnereinheit auf eine derartig erkannte Abweichung aufmerksam gemacht werden. Zusätzlich oder alternativ kann eine derartige Information z.B. als Hinweis in Form einer Datenübertragung an eine weitere Vorrichtung erfolgen, um auch dort die Aufmerksamkeit auf eine erkannte Abweichung seitens der Rechnereinheit zu erzielen. Dies kann auch einer weiteren Vorrichtung, z.B. einer übergeordneten Rechnereinheit, das Erkennen von Abweichungen ermöglichen.According to a further aspect of the invention, the computer unit is also designed to output an indication of a detected discrepancy between the two courses to a user and / or to a further device. Such a notice can be given optically, acoustically and / or haptically. For example, in the event that the computer unit has detected a discrepancy between the two courses, an optical signal can ensue in order to attract the user's attention. This can additionally or alternatively be acoustically and / or haptically, e.g. by vibration. In any case, this allows the user to be made aware of such a detected deviation during the creation of the course and / or afterwards by the computer unit. Additionally or alternatively, such information can e.g. take place as an indication in the form of a data transmission to another device in order to draw attention there to a detected deviation on the part of the computer unit. This can also be transferred to another device, e.g. a higher-level computer unit, enable the detection of deviations.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Rechnereinheit ferner ausgebildet, aus der erfassten Kraft und bzw. oder Kraftänderung des Messkörpers die bekannte Gewichtskraft und bzw. oder die bekannte statische Auftriebskraft des Messkörpers herauszurechnen. Da der Messkörper während der Durchführung eines Verfahrens zur Nutzung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung sein Gewicht nicht ändert, kann dieses z.B. durch Messen und bzw. oder durch Berechnen bestimmt und seitens der Rechnereinheit aus der erfassten Kraft und bzw. oder aus der erfassten Kraftänderung des Messkörpers herausgerechnet werden. Dies gilt entsprechend für das Volumen des Messkörpers, welches sich ebenfalls während der Durchführung des erfindungsgemäßen Messverfahrens mit der erfindungsgemäßen Messvorrichtung nicht verändert und entsprechend bekannt ist, so dass auch die statische Auftriebskraft des Messkörpers aus dem erfassten Verlauf herausgerechnet werden kann.According to a further aspect of the invention, the computer unit is also designed to calculate the known weight force and / or the known static buoyancy force of the measuring body from the detected force and / or change in force of the measuring body. Since the measuring body does not change its weight while a method for using the measuring device according to the invention is being carried out, this can e.g. determined by measurement and / or by calculation and calculated by the computer unit from the recorded force and / or from the recorded force change of the measuring body. This applies accordingly to the volume of the measuring body, which also does not change while the measuring method according to the invention is being carried out with the measuring device according to the invention and is accordingly known, so that the static buoyancy of the measuring body can also be calculated from the recorded curve.

Auf diese Art und Weise können die erfassten Daten der Kraft und bzw. oder Kraftänderung des Messkörpers seitens der Rechnereinheit um diese bekannten konstanten Effekte bereinigt werden, d.h. als konstante Störgrößen herausgerechnet werden können. Dies kann die Auswertung des erfassten bzw. erstellten Verlaufs vereinfachen, da die übrigen Effekte, welche zu Abweichungen bzw. Veränderung in dem Verlauf führen können, besser und deutlich erkannt werden können.In this way, the recorded data of the force and / or force change of the measuring body can be corrected by the computer unit to remove these known constant effects, i.e. can be calculated as constant disturbance variables. This can simplify the evaluation of the recorded or created course, since the other effects, which can lead to deviations or changes in the course, can be better and clearly recognized.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Rechnereinheit ferner ausgebildet, die Gewichtskraft und bzw. oder die statische Auftriebskraft des Zugkraftübertragungselements in Abhängigkeit der erfassten Länge und bzw. oder Längenänderung des Zugkraftübertragungselements zu bestimmen, wobei die Rechnereinheit ferner ausgebildet ist, aus der erfassten Kraft und bzw. oder Kraftänderung des Messkörpers die bestimmte Gewichtskraft und bzw. oder die bestimmte statische Auftriebskraft des Zugkraftübertragungselements herauszurechnen.According to a further aspect of the invention, the computer unit is further designed to determine the weight force and / or the static buoyancy force of the tensile force transmission element as a function of the detected length and / or change in length of the tensile force transmission element, the computer unit also being designed from the recorded force and or or change in force of the measuring body to calculate out the specific weight force and / or the specific static buoyancy force of the tensile force transmission element.

Diesem Aspekt der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch das Erfassen der Länge und bzw. oder der Längenänderung des Zugkraftübertragungselements auch dessen längenabhängiger Einfluss als Gewichtskraft bzw. als statische Auftriebskraft bekannt bzw. bestimmbar ist, welcher sich auf den erfassten Verlauf der Kraft und bzw. oder Kraftänderung des Messkörpers auswirken kann. Ist entsprechend die Gewichtskraft pro Länge bzw. die statische Auftriebskraft pro Länge des Zugkraftübertragungselements bekannt, so kann diese in Abhängigkeit der erfassten Länge und bzw. oder Längenänderung des Zugkraftübertragungselements aus dem erfassten Verlauf der Kraft und bzw. oder Kraftänderung des Messkörpers herausgerechnet werden.This aspect of the invention is based on the knowledge that by detecting the length and / or the change in length of the tensile force transmission element, its length-dependent influence is known or can be determined as weight force or as static buoyancy force, which affects the recorded course of the force and / or or a change in the force of the measuring body. If the weight force per length or the static buoyancy force per length of the tensile force transmission element is known, this can be calculated from the recorded curve of the force and / or force change of the measuring body depending on the recorded length and / or change in length of the tensile force transmission element.

Auf diese Art und Weise können die erfasste Kraft und bzw. oder Kraftänderung des Messkörpers, wie zuvor beschrieben, auch um diesen längenabhängigen und damit nicht konstanten Einfluss des Zugkraftübertragungselements bereinigt werden. Auch hierdurch kann der erstellte Verlauf deutlicher hinsichtlich der übrigen Einflüsse, welche in dem Messverlauf auftreten können und zu untersuchen sind, betrachtet werden, um den Zustand des Brunnenschachts bzw. Bohrlochs untersuchen bzw. bestimmen zu können. Auch hierdurch kann die Genauigkeit des erstellten Verlaufs erhöht werden.In this way, the detected force and / or force change of the measuring body, as described above, can also be influenced by this length-dependent and therefore not constant influence of the tensile force transmission element are cleaned up. This also allows the created course to be viewed more clearly with regard to the other influences that can occur in the measurement course and are to be examined in order to be able to examine or determine the condition of the well shaft or borehole. This can also increase the accuracy of the profile created.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Messvorrichtung ausgebildet, den Messkörper in der vertikalen Richtung in dem Brunnenschacht oder in dem Bohrloch mit einer vorbestimmten konstanten Geschwindigkeit zu bewegen. Das Maß der vorbestimmten konstanten Geschwindigkeit kann dabei von dem zu untersuchenden Brunnenschacht bzw. Bohrloch sowie von dem entsprechenden Fluid abhängen. Sollten über die Zeit mehrere Untersuchungen desselben Brunnenschachts bzw. Bohrlochs erfolgen, so sollte stets dieselbe vorbestimmte konstante Geschwindigkeit wie bei der vorherigen Untersuchung verwendet werden, um die erstellten Verläufe miteinander vergleichen zu können.According to a further aspect of the invention, the measuring device is designed to move the measuring body in the vertical direction in the well shaft or in the borehole at a predetermined constant speed. The extent of the predetermined constant speed can depend on the well shaft or borehole to be examined and on the corresponding fluid. If several examinations of the same well shaft or borehole are to be carried out over time, the same predetermined constant speed should always be used as in the previous examination in order to be able to compare the courses created.

In jedem Fall kann auf diese Art und Weise über eine vorbestimmte konstante Geschwindigkeit der Bewegung des Messkörpers in der vertikalen Richtung in dem Brunnenschacht oder in dem Bohrloch hinab oder hinauf zur Erdoberfläche ein Verlauf der Kraft und bzw. oder Kraftänderung über die Länge und bzw. oder Längenänderung erzeugt werden, welcher repräsentativ für den Zustand des entsprechenden Brunnenschachts bzw. Bohrlochs sein kann. Dies kann die Auswertung bzw. Beurteilung des Zustands des Brunnenschachts bzw. Bohrlochs, wie zuvor beschrieben, ermöglichen bzw. begünstigen. Insbesondere kann auf diese Art und Weise eine Untersuchung des dynamischen Auftriebs erfolgen, welcher sich in dem erstellten Verlauf der Kraft und bzw. oder Kraftänderung des Messkörpers über die Länge bzw. über die Längenänderung des Zugkraftübertragungselements ausdrücken lässt.In any case, over a predetermined constant speed of the movement of the measuring body in the vertical direction in the well shaft or in the borehole down or up to the surface of the earth, a course of the force and / or force change over the length and / or Change in length can be generated, which can be representative of the condition of the corresponding well shaft or borehole. This can enable or facilitate the evaluation or assessment of the condition of the well shaft or borehole, as described above. In particular, an investigation of the dynamic lift can be carried out in this way, which can be expressed in the created course of the force and / or force change of the measuring body over the length or over the change in length of the tensile force transmission element.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Untersuchung eines Brunnenschachts oder eines Bohrlochs mittels einer Messvorrichtung wie zuvor beschrieben mit wenigstens den Schritten:

• Bewegen des Messkörpers von dem Zugkraftübertragungselement in dem Brunnenschacht oder in dem Bohrloch in der vertikalen Richtung,
• Erfassen der Länge und bzw. oder der Längenänderung des Zugkraftübertragungselements mit dem Längensensor des Zugkraftübertragungselements und
• Erfassen der Kraft und bzw. oder der Kraftänderung des Messkörpers gegenüber der Umgebung, vorzugsweise gegenüber einem Untergrund, mit dem Kraftmesselement.

The present invention also relates to a method for examining a well shaft or a borehole by means of a measuring device as described above with at least the following steps:

• moving the measuring body of the tensile force transmission element in the well shaft or in the borehole in the vertical direction,
• Detecting the length and / or the change in length of the tensile force transmission element with the length sensor of the tensile force transmission element and
• Detecting the force and / or the change in force of the measuring body in relation to the environment, preferably in relation to a substrate, with the force measuring element.

Auf diese Art und Weise kann eine erfindungsgemäße Messvorrichtung wie zuvor beschrieben verwendet werden, um eine Untersuchung eines Brunnenschachts oder eines Bohrlochs wie zuvor beschrieben durchzuführen. Hierdurch können die zuvor beschriebenen Eigenschaften umgesetzt und die zuvor beschriebenen Vorteile genutzt werden.In this way, a measuring device according to the invention can be used as described above in order to carry out an examination of a well shaft or a borehole as described above. This enables the properties described above to be implemented and the advantages described above to be used.

Mit anderen Worten lässt sich hinsichtlich der erfindungsgemäßen Messvorrichtung sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens allgemein anmerken, dass auf diese Art und Weise über die erfasste Kraft und bzw. oder über die erfasste Kraftänderung des Messkörpers über die Länge und bzw. oder über die Längenänderung des Zugkraftübertragungselements ein Verlauf für den jeweiligen Brunnenschacht bzw. für das jeweilige Bohrloch erfasst bzw. erstellt werden kann, welcher eine Beurteilung des aktuellen Zustands des Brunnenlochs bzw. Bohrlochs ermöglichen kann. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass sich innerhalb eines derartig erfassten bzw. erstellten Verlaufs der dynamische Auftrieb des Messkörpers widerspiegelt. Dies ist insbesondere bei einer Bewegung des Messkörpers mit konstanter Geschwindigkeit in der vertikalen Richtung der Fall.In other words, with regard to the measuring device according to the invention and the method according to the invention, it can be noted in general that in this way a course over the detected force and / or over the detected force change of the measuring body over the length and / or over the length change of the tensile force transmission element can be recorded or created for the respective well shaft or for the respective borehole, which can enable an assessment of the current state of the well hole or borehole. The invention is based on the knowledge that the dynamic lift of the measuring body is reflected within such a recorded or created curve. This is the case in particular when the measuring body moves at a constant speed in the vertical direction.

Auf den dynamischen Auftrieb können sich Beschädigungen des Brunnenschachts bzw. des Bohrlochs auswirken, indem das Maß des radial einströmenden Fluids in den Brunnenschacht bzw. in das Bohrloch bzw. das Maß des radial austretenden Fluids aus dem Brunnenschacht bzw. aus dem Bohrloch den dynamischen Auftrieb beeinflussen kann. Auf diese Art und Weise können reduzierte Kraftwerte an einer bestimmten Stelle der Länge bzw. der Längenänderung des Zugkraftübertragungselements auf eine Beschädigung der Wandung des Brunnenschachts bzw. des Bohrlochs an dieser Stelle hindeuten, da sie sich durch Reduzierungen des dynamischen Auftriebs an dieser Stelle erklären lassen.Damage to the well shaft or the borehole can affect the dynamic buoyancy in that the amount of the radially inflowing fluid into the well shaft or into the borehole or the amount of the radially exiting fluid from the well shaft or from the borehole influence the dynamic buoyancy can. In this way, reduced force values at a certain point in the length or the change in length of the tensile force transmission element indicate damage to the wall of the well shaft or the borehole at this point, as they can be explained by reductions in dynamic lift at this point.

Derartige Abweichungen gegenüber einem z.B. idealen Verlauf können gerade dann genauer hervortreten, wenn bekannte Größen wie z.B. der statische Auftrieb sowie die Gewichtskraft des Messkörpers selbst sowie des Zugkraftübertragungselements in Abhängigkeit dessen Länge aus dem erstellten Verlauf herausgerechnet werden. Ein derartig idealer Verlauf der Kraft über der Länge kann bei einem fluidundurchlässigen Abschnitt der Auskleidung eines Brunnenschachts bzw. Bohrlochs eine konstante Kraft sein, da im Idealfall in diesem Abschnitt des Brunnenschachts bzw. des Bohrlochs das Fluid lediglich in der vertikalen Richtung strömen kann. Tritt in diesem Abschnitt des Brunnenschachts bzw. Bohrlochs eine Abweichung gegenüber diesem Idealverlauf z.B. in Form eines reduzierten Kraftwertes im Kraftverlauf auf, so kann an dieser Stelle auf einen Abfluss des Fluids in radialer Richtung aus dem Brunnenschachts bzw. aus dem Bohrloch heraus geschlossen werden. Auf diese Art und Weise kann eine derartige Beschädigung aus dem erfindungsgemäß erstellten Verlauf erkannt werden.Such deviations from an ideal course, for example, can be more precisely identified when known variables such as static buoyancy and the weight of the measuring body itself and the tensile force transmission element are calculated from the created course depending on its length. Such an ideal course of the force over the length can be a constant force in a fluid-impermeable section of the lining of a well shaft or borehole, since in the ideal case the fluid can only flow in the vertical direction in this section of the well shaft or borehole. If a deviation from this ideal curve occurs in this section of the well shaft or borehole, for example in the form of a reduced force value in the force curve, then at this point the fluid can flow out of the radial direction Well shaft or from the borehole are closed. In this way, such damage can be recognized from the course created according to the invention.

Dies gilt für eine erfindungsgemäße Untersuchung sowohl bei einem stillstehenden Fluid als auch bei einem sich bewegenden, d.h. geförderten, Fluid, wobei im Falle eines geförderten Fluids eine insgesamt größere Kraft bzw. Kraftänderung des Messkörpers zu erwarten ist. Vergleichbar können auch in einem Abschnitt einer fluiddurchlässigen Auskleidung eines Brunnenschachts bzw. eines Bohrlochs reduzierte Kraftwerte im Kraftverlauf erkannt werden. Hier kann unterschieden werden, dass im Falle eines stehenden Fluids im Bereich einer fluiddurchlässigen Auskleidung idealerweise eine konstante Kraft vorliegt, in der reduzierte Kraftwerte im Kraftverlauf, vergleichbar wie zuvor beschrieben, als Abflüsse des Fluids in der radialen Richtung durch das fluiddurchlässige Auskleidungsmaterial hindurch erkannt werden können. Wird eine derartige Untersuchung bei einer Förderung des Fluids durchgeführt, so ist im Bereich der fluiddurchlässigen Auskleidung ein grundsätzlich linear zur Endteufe abfallender Verlauf zu erwarten. Auch reduzierte Kraftwerte im Kraftverlauf im linear abfallenden Verlauf können als vergleichbare Beschädigung der fluiddurchlässigen Auskleidung erkannt werden.This applies to an investigation according to the invention both in the case of a stationary fluid and in the case of a moving, i.e. conveyed, fluid, wherein in the case of a conveyed fluid, an overall greater force or force change of the measuring body is to be expected. In a comparable manner, reduced force values in the force profile can also be recognized in a section of a fluid-permeable lining of a well shaft or a borehole. A distinction can be made here that in the case of a standing fluid in the area of a fluid-permeable lining, there is ideally a constant force, in which reduced force values in the force curve, comparable to those described above, can be recognized as outflows of the fluid in the radial direction through the fluid-permeable lining material . If such an investigation is carried out while the fluid is being conveyed, then in the area of the fluid-permeable lining a gradient that generally falls linearly towards the final depth can be expected. Reduced force values in the force curve in the linearly falling curve can also be recognized as comparable damage to the fluid-permeable lining.

Ein Ausführungsbeispiel und weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang mit den folgenden Figuren erläutert. Darin zeigt:

1 eine schematische Schnittdarstellung eines Brunnenschachts mit erfindungsgemäßer Messvorrichtung;
2 eine Detaildarstellung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung der 1;
3 ein schematischer Messverlauf einer erfassten Kraft über der Länge bei stehendem Fluid des Brunnenschachts; und
4 ein schematischer Messverlauf einer erfassten Kraft über der Länge bei gefördertem Fluid des Brunnenschachts.

An exemplary embodiment and further advantages of the invention are explained below in connection with the following figures. It shows:

1 a schematic sectional view of a well shaft with a measuring device according to the invention;
2 a detailed representation of the measuring device according to the invention 1 ;
3 a schematic measurement curve of a detected force over the length with the fluid in the well shaft; and
4th a schematic measurement curve of a detected force over the length when the fluid is pumped from the well shaft.

Die o.g. Figuren werden im Wesentlichen in kartesischen Koordinaten betrachtet. Es erstreckt sich eine vertikale Richtung Z, welche auch als Höhe Z, als Tiefe Z oder als Teufe Z bezeichnet werden kann. Hierzu jeweils senkrecht erstrecken sich eine Längsrichtung (nicht dargestellt) und eine Querrichtung (nicht dargestellt), welche gemeinsam die Horizontale (nicht dargestellt) bzw. die horizontale Ebene bilden. Senkrecht zur Achse X der vertikalen Richtung Z erstreckt sich ferner, in zylindrischen Koordinaten betrachtet, eine radiale Richtung R.The above figures are essentially viewed in Cartesian coordinates. It extends in a vertical direction Z which also called height Z , as depth Z or as a depth Z can be designated. To this end, a longitudinal direction (not shown) and a transverse direction (not shown), which together form the horizontal (not shown) or the horizontal plane, extend perpendicularly. Perpendicular to the axis X the vertical direction Z also extends, viewed in cylindrical coordinates, a radial direction R. .

Die erfindungsgemäße Messvorrichtung 3 dient der Untersuchung eines Brunnenschachts 10 oder eines Bohrlochs 10 eines Brunnens 1 bzw. einer Bohrung 1. Gemäß der 1 und 2 wird ein Brunnen 1 mit einem Brunnenschacht 10 stellvertretend betrachtet. Der Brunnenschacht 10 erstreckt sich in der vertikalen Richtung Z von einer Erdoberfläche 20 der Erde 2 in der vertikalen Richtung Z nach unten, bis der Brunnenschacht 10 eine Endteufe 13 erreicht. Die Erdoberfläche 20 stellt die Oberkante 20 des Brunnenschachts 10 und damit einen Untergrund 20 dar, auf dem die Messvorrichtung 3 aufgestellt wird.The measuring device according to the invention 3 is used to examine a well shaft 10 or a borehole 10 of a well 1 or a hole 1 . According to the 1 and 2 becomes a fountain 1 with a well shaft 10 considered representative. The well shaft 10 extends in the vertical direction Z from a surface of the earth 20th the earth 2 in the vertical direction Z down to the well shaft 10 a final depth 13 reached. The surface of the earth 20th represents the top edge 20th of the well shaft 10 and thus an underground 20th on which the measuring device 3 is set up.

Der Brunnenschacht 10 ist zylindrisch ausgebildet mit der Achse X der vertikalen Richtung Z als symmetrische Mittelachse. Im oberen Bereich ist der Brunnenschacht 10 durch eine fluidundurchlässige Auskleidung 11 in Form eines Rohrs 11 ausgebildet. In diesem Bereich des Brunnenschachts 10 kann kein Fluid radial aus dem Brunnenschacht 10 heraustreten, sofern die fluidundurchlässige Auskleidung 11 unbeschädigt und bestimmungsgemäß intakt ist. Im unteren Bereich des Brunnenschachts 10 weist dieser eine fluiddurchlässige Auskleidung 12 in Form eines fluiddurchlässigen Filtermaterials 12 auf. In diesem Bereich kann ein Fluid, wie in diesem Fall Grundwasser, in der radialen Richtung R in diesen Bereich des Brunnenschachts 10 eindringen und sich dort sammeln. Auf diese Art und Weise kann sich der Brunnenschacht 10 mit Grundwasser füllen, bis in der vertikalen Richtung Z nach oben hin ein Wasserspiegel 14 erreicht ist.The well shaft 10 is cylindrical with the axis X the vertical direction Z as a symmetrical central axis. In the upper area is the well shaft 10 through a fluid-impermeable lining 11 in the form of a tube 11 educated. In this area of the well shaft 10 no fluid can radially out of the well shaft 10 emerge, provided the fluid-impermeable lining 11 is undamaged and intact as intended. In the lower area of the well shaft 10 this has a fluid-permeable lining 12 in the form of a fluid-permeable filter material 12 on. In this area, a fluid, such as groundwater in this case, can flow in the radial direction R. in this area of the well shaft 10 penetrate and gather there. In this way the well shaft can 10 fill with groundwater up in the vertical direction Z upwards a water level 14th is reached.

Wie bereits erwähnt, wird zur Untersuchung des Brunnenschachts 10 die erfindungsgemäße Messvorrichtung 3 an der Erdoberfläche 20 im Bereich der Oberkante 20 des Brunnenschachts 10 aufgestellt, vgl. 1 und 2. Die Messvorrichtung 3 weist ein Gestell 30 auf, welches auch als Plattform 30 bezeichnet werden kann. Das Gestell 30 ist mittels vier Gestellfüßen 30a, welches jeweils an den Ecken des Gestells 30 angeordnet sind, auf dem Untergrund 20 aufgestellt. An wenigstens einem Gestellfuß 30a ist ein Kraftmesselement 37 in Form eines Kraftsensors 37 bzw. einer Kraftmessdose 37 zwischen dem entsprechenden Gestellfuß 30a und dem Gestell 30 angeordnet, so dass an dieser Stelle ein Kraftfluss in der vertikalen Richtung Z von dem Gestell 30 über den Gestellfuß 30a zum Untergrund 20 hin erfasst werden kann.As already mentioned, the well shaft is examined 10 the measuring device according to the invention 3 on the surface of the earth 20th in the area of the upper edge 20th of the well shaft 10 set up, cf. 1 and 2 . The measuring device 3 has a frame 30th on, which also serves as a platform 30th can be designated. The frame 30th is by means of four frame feet 30a , which each at the corners of the frame 30th are arranged on the ground 20th set up. On at least one frame base 30a is a force measuring element 37 in the form of a force sensor 37 or a load cell 37 between the corresponding frame feet 30a and the frame 30th arranged so that at this point there is a flow of force in the vertical direction Z from the rack 30th over the frame base 30a to the underground 20th can be detected.

Die Messvorrichtung 3 weist ein Zugkraftübertragungselement 35 in Form eines Seils 35 auf, an dessen einen Ende ein rotationssymmetrischer, starrer Messkörper 36 angeordnet ist. Der Messkörper 36 kann mittels des Seils 35 in der vertikalen Richtung Z in den Brunnenschacht 10 hineingelassen und auch wieder herausgezogen werden. Die dabei erfolgenden Messungen werden im Anschließenden näher beschrieben. Zunächst sollen die Elemente der Messvorrichtung 3 weiter erläutert werden.The measuring device 3 has a tensile force transmission element 35 in the form of a rope 35 on, at one end a rotationally symmetrical, rigid measuring body 36 is arranged. The measuring prism 36 can by means of the rope 35 in the vertical direction Z in the well shaft 10 let in and pulled out again. The measurements that take place are subsequently described in more detail. First, the elements of the measuring device 3 further explained.

Die Messvorrichtung 3 weist auf dem Gestell 30 angeordnet einen Zugkraftübertragungselementspeicher 31 in Form einer Seilwinde 31 auf, auf welcher das Seil 35 aufgerollt bzw. von welcher das Seil 35 abgegeben werden kann. Die Seilwinde 31 ist im Bereich des Gestells 30 angeordnet, welcher dem Brunnenschacht 10 beim bestimmungsgemäßen Gebrauch abgewandt ist. Die Seilwinde 31 ist mittels einer Seilwindenhalterung 32 um ihre Rotationsachse drehbeweglich gegenüber dem Gestell 30 angeordnet und kann mittels eines Seilwindenantriebs (nicht dargestellt) in beiden Rotationsrichtungen gedreht werden, um das Seil 35 in den Brunnenschacht 10 hinabzulassen bzw. aus dem Brunnenschacht 10 herauszuziehen.The measuring device 3 points on the rack 30th arranged a tensile force transmission element memory 31 in the form of a winch 31 on which the rope 35 rolled up or from which the rope 35 can be delivered. The winch 31 is in the area of the frame 30th arranged which the well shaft 10 is turned away when used as intended. The winch 31 is by means of a winch bracket 32 rotatable about its axis of rotation with respect to the frame 30th arranged and can be rotated in both directions of rotation by means of a cable winch drive (not shown) around the cable 35 in the well shaft 10 lower or from the well shaft 10 pull out.

Das Seil 35 wird von der Seilwinde 31 über eine Zugkraftübertragungselementführung 33 in Form einer Seilführung 33, welche auch als Seilrolle 33 bezeichnet werden kann, über die horizontalen Abmaße des Gestells 30 hinausgeführt, so dass das Seil 35 auf der Achse X der vertikalen Richtung Z in den Brunnenschacht 10 hineingeführt sowie herausgezogen werden kann. Die Seilführung 33 bzw. die Seilrolle 33 ist mittels einer Seilführungshalterung 34 bzw. einer Seilrollenhalterung 34 um ihre Rotationsachse drehbeweglich mit dem Gestell 30 verbunden. Die Seilrolle 33 läuft freibeweglich.The rope 35 is from the winch 31 via a tensile force transmission element guide 33 in the form of a rope guide 33 , which is also called a pulley 33 can be designated via the horizontal dimensions of the frame 30th led out so that the rope 35 on the axis X the vertical direction Z in the well shaft 10 can be inserted and pulled out. The rope guide 33 or the pulley 33 is by means of a cable guide bracket 34 or a pulley bracket 34 rotatable around its axis of rotation with the frame 30th connected. The pulley 33 runs freely.

An der Rotationsachse der Seilrolle 33 ist ein Längensensor 38 des Zugkraftübertragungselements 35 bzw. des Seils 35 angeordnet, welcher auch als Seillängensensor 38 bezeichnet werden kann. Mittels des Seillängensensors 38 kann die Länge erfasst werden, um welche das Seil 35 über die Seilrolle 33 läuft bzw. von der Seilwinde 31 abgegeben wird. Diese Längenerfassung kann auch genullt werden, um z.B. das Seil 35 um ein vorbestimmtes Maß in den Brunnenschacht 10 hineinzuführen und ab diesem Punkt die weitere Länge in Form einer Längenänderung gegenüber dem vorbestimmten Ausgangspunkt zu erfassen.On the axis of rotation of the pulley 33 is a length sensor 38 of the tensile force transmission element 35 or the rope 35 arranged, which is also used as a rope length sensor 38 can be designated. By means of the rope length sensor 38 the length can be determined by which the rope 35 over the pulley 33 runs or from the winch 31 is delivered. This length measurement can also be zeroed, for example around the rope 35 by a predetermined amount into the well shaft 10 and from this point to detect the further length in the form of a change in length compared to the predetermined starting point.

Da der bereits erwähnte Messkörper 36 am unteren Ende des Seils 35 angeordnet ist und eine ausreichende Gewichtskraft aufweist, kann der Messkörper 36 von dem Seil 35 entlang der Achse X der vertikalen Richtung Z in den Brunnenschacht 10 des Brunnens 1 hinabgelassen bzw. in der umgekehrten Richtung aus dem Brunnenschacht 10 herausgezogen werden. Da der Brunnenschacht 10 bis zum Wasserspiegel 14 mit Grundwasser gefüllt ist, kann auf diese Art und Weise eine Bewegung des Messkörpers 36 durch das Seil 35 in dem Grundwasser im Bereich zwischen dem Wasserspiegel 14 und der Endteufe 13 entlang der Achse X der vertikalen Richtung Z erfolgen. Die hierbei auf den Messkörper 36 wirkenden Kräfte können erfindungsgemäß mit der Kraftmessdose 37 gegenüber dem Untergrund 20 erfasst werden. Gleichzeitig kann die jeweils aktuelle Länge des Seils 35 mittels des Seillängensensors 38, insbesondere gegenüber dem Wasserspiegel 14 als Nullpunkt, erfasst werden.Since the already mentioned measuring body 36 at the bottom of the rope 35 is arranged and has a sufficient weight, the measuring body 36 from the rope 35 along the axis X the vertical direction Z in the well shaft 10 of the well 1 lowered or in the opposite direction from the well shaft 10 be pulled out. There the well shaft 10 up to the water level 14th is filled with groundwater, a movement of the measuring body can in this way 36 through the rope 35 in the groundwater in the area between the water level 14th and the final depth 13 along the axis X the vertical direction Z respectively. The here on the measuring body 36 Acting forces can according to the invention with the load cell 37 compared to the ground 20th are recorded. At the same time, the current length of the rope 35 by means of the rope length sensor 38 , especially in relation to the water level 14th as the zero point.

Auf diese Art und Weise ist es erfindungsgemäß möglich, einen Verlauf der Kraft bzw. der Kraftänderung des Messkörpers 36 gegenüber dem Untergrund 20 in Abhängigkeit der Länge bzw. der Längenänderung des Seils 35 zu erstellen. Dies kann mittels einer Rechnereinheit 39 erfolgen, welche fortlaufend die Daten des Seillängensensors 38 und der Kraftmessdose 35 erhalten kann. Auch kann die Rechnereinheit 39 die konstante Geschwindigkeit der Seilwinde 31 steuern bzw. regeln. Mittels der Rechnereinheit 39 können die Verläufe der 3 sowie 4 erstellt werden. Gleichzeitig kann aus den erfassten Messdaten die Gewichtskraft sowie die statische Auftriebskraft des Messkörpers 36 herausgerechnet werden, da das Gewicht sowie das Volumen des Messkörpers 36 während der Messung unveränderlich und bekannt sind. Vergleichbar kann das Gewicht des Seils 35 sowie dessen statische Auftriebskraft, welche beide längenabhängig und dank der bekannten Seillänge über den Seillängensensor 38 bestimmbar sind, ebenfalls aus der erfassten Kraft der Kraftmessdose 37 herausgerechnet werden.In this way, according to the invention, it is possible to determine a course of the force or the change in force of the measuring body 36 compared to the ground 20th depending on the length or the change in length of the rope 35 to create. This can be done by means of a computer unit 39 which are continuously updated with the data from the rope length sensor 38 and the load cell 35 can get. The computer unit can also 39 the constant speed of the winch 31 control or regulate. By means of the computer unit 39 can show the gradients of the 3 as 4th to be created. At the same time, the weight force and the static buoyancy force of the measuring body can be obtained from the recorded measurement data 36 can be deducted because the weight and volume of the measuring body 36 are unchangeable and known during the measurement. The weight of the rope can be compared 35 as well as its static buoyancy force, both of which are length-dependent and thanks to the known rope length via the rope length sensor 38 can be determined, also from the recorded force of the load cell 37 can be deducted.

Zur Erfassung der jeweiligen Messdaten kann somit jeweils, wie bereits erwähnt, der Messkörper 36 in den Wasserspiegel 14 eingetaucht und angehalten werden. An dieser Stelle kann ein Nullen bzw. Tarieren sowohl der Seillänge als auch der erfassten Kraft erfolgen, um die Messgenauigkeit der erfassten Größen zu erhöhen bzw. da erst ab diesem Punkt die Untersuchung des Brunnenschachts 10 erfolgen soll. Nun kann der Messkörper 36 von dem Seil 35 bei einer konstanten Geschwindigkeit der Seilwinde 31 bis zur Endteufe 13 in den Brunnenschacht 10 abgesenkt werden.As already mentioned, the measuring body can thus in each case be used to acquire the respective measurement data 36 in the water level 14th immersed and stopped. At this point, both the rope length and the recorded force can be zeroed or tared in order to increase the measurement accuracy of the recorded variables, or since the well shaft is only examined from this point on 10 should take place. Now the measuring prism can 36 from the rope 35 at a constant speed of the winch 31 to the final depth 13 in the well shaft 10 be lowered.

Dies kann zum einen bei einem stehenden Grundwasser erfolgen, so dass in diesem Fall der Messung die Förderung des Grundwassers seitens des Brunnens 1 unterlassen wird. Einen entsprechenden Verlauf zeigt die 3. Da der Messkörper 36 sich mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt, erfährt dieser auch eine konstante dynamische Auftriebskraft, welche von der Kraftmessdose 37 erfasst und in der 3 über die Seillänge L1 des Bereichs der fluidundurchlässigen Auskleidung 11 des Brunnenschachts 10 dargestellt wird. Hierdurch ergibt sich bei der fluidundurchlässigen Auskleidung 11 der Länge L1 ein grundsätzlich idealer konstanter Verlauf der Kraft.On the one hand, this can take place in the case of standing groundwater, so that in this case the measurement means that the groundwater is conveyed by the well 1 is omitted. The shows a corresponding course 3 . Since the measuring prism 36 moves at a constant speed, it also experiences a constant dynamic buoyancy force, which is generated by the load cell 37 recorded and in the 3 over the pitch L1 the area of the fluid impermeable liner 11 of the well shaft 10 is pictured. This results in the fluid-impermeable lining 11 the length L1 a fundamentally ideal constant course of the force.

Tritt in diesem Bereich eine Beschädigung B der fluidundurchlässigen Auskleidung 11 des Brunnenschachts 10 auf, so ist dies im Verlauf der erfassten Kraft der 3 als Einschnitt nach unten zu erkennen. Auf diese Art und Weise kann aus dem erstellten Verlauf der Kraft von einem Benutzer eine derartige Beschädigung B erkannt werden. Da gleichzeitig die Länge des Seils 35 erfasst wird, kann auch die Tiefe der Beschädigung B sehr genau bestimmt werden, was die Reparatur einer derartigen Beschädigung B erleichtern kann.If damage occurs in this area B. the fluid impermeable lining 11 of Well shaft 10 on, so this is in the course of the recorded force of the 3 recognizable as a cut down. In this way, such damage can be caused by a user from the created curve of the force B. be recognized. Because at the same time the length of the rope 35 The depth of the damage can also be detected B. very accurately determine what the repair of such damage B. can facilitate.

Geht der Messkörper 36 in den Abschnitt der Seillänge L2 der fluiddurchlässigen Auskleidung 12 des Brunnenschachts 10 über, so ergibt sich ein weiterhin im Wesentlichen konstanter Verlauf der Kraft, welcher jedoch einen geringeren Wert aufweist, da in diesem Bereich das Grundwasser von dem Messkörper 36 radial aus dem Brunnenschacht 12 herausgedrückt werden kann und somit dem Messkörper 36 weniger Widerstand entgegensetzt, so dass dieser in diesem Bereich einen geringeren dynamischen Auftrieb erfährt. Auch in diesem Bereich könnte eine Beschädigung B der fluiddurchlässigen Auskleidung 12 erkannt werden (nicht dargestellt).The measuring prism goes 36 in the section of the pitch L2 the fluid-permeable lining 12 of the well shaft 10 over, the result is a further essentially constant course of the force, which, however, has a lower value because the groundwater from the measuring body is in this area 36 radially out of the well shaft 12 can be pushed out and thus the measuring body 36 opposes less resistance, so that it experiences less dynamic lift in this area. Damage could also occur in this area B. the fluid-permeable lining 12 recognized (not shown).

Der dargestellte Verlauf der Kraft in der 3 endet mit Erreichen der Endteufe 13 durch den Messkörper 36. Anschließend kann auf dem Weg des Messkörpers 36 in der vertikalen Richtung Z nach ohne zum Wasserspiegel 14 hin ein weiterer derartiger Verlauf aufgenommen werden. Beide Verläufe der Kraft über die Seillänge können jeweils einzeln betrachtet oder gegebenenfalls auch durch Mittelwertbildung zusammengefasst werden.The course of the force shown in the 3 ends when the final depth is reached 13 through the measuring prism 36 . Then on the way of the measuring body 36 in the vertical direction Z after without to the water level 14th another such course can be recorded. Both curves of the force over the rope length can each be viewed individually or, if necessary, also combined by averaging.

Die 4 zeigt eine vergleichbare Untersuchung wie bei der 3, wobei im Falle der 4 Grundwasser aus dem Brunnen 1 herausgefördert wird. Das geförderte Grundwasser strömt somit dem Messkörper 36 entgegen, wenn sich dieser auf seinem Weg entlang der Achse X in der vertikalen Richtung Z zur Endteufe 13 befindet, wie in der 4 dargestellt. In diesem Fall stellt sich somit ein deutlich größerer konstanter Wert der dynamischen Auftriebskraft des Messkörpers 36 ein, siehe Abschnitt der Seillänge L1 der fluidundurchlässigen Auskleidung 11 des Brunnenschachts 10 der 4. Auch in diesem Fall kann eine Beschädigung B in Form eines Einschnitts des erfassten Kraftwerts erkannt werden.The 4th shows a study comparable to that of the 3 , in the case of 4th Groundwater from the well 1 is promoted. The pumped groundwater thus flows through the measuring body 36 contrary, if this is on its way along the axis X in the vertical direction Z to the final depth 13 located, as in the 4th shown. In this case, the dynamic buoyancy force of the measuring body is significantly greater 36 a, see section of the pitch L1 the fluid impermeable lining 11 of the well shaft 10 the 4th . In this case, too, damage can occur B. can be recognized in the form of an incision in the detected force value.

Im Abschnitt der Seillänge L2 der fluiddurchlässigen Auskleidung 12 des Brunnenschachts 10 tritt nunmehr ein konstanter linearer Abfall der dynamischen Auftriebskraft des Messkörpers 36 ein. Dies rührt daher, dass durch die Förderung des Grundwassers die Strömung des geförderten Grundwassers entlang der Achse X der vertikalen Richtung Z in dem Brunnenschacht 10 nach oben hin umso stärker ist, je mehr Grundwasser durch die verbleibende Länge der fluiddurchlässigen Auskleidung 12 des Brunnenschachts 10 in diesen eintreten kann. Somit ist anfänglich der dynamische Auftrieb des Messkörpers 36 am größten und nimmt mit zunehmender Tiefe in Richtung der Endteufe 13 linear ab. Ist die Endteufe 13 erreicht, so ist der dynamische Auftrieb des Messkörpers 36 etwa Null und der lineare Kraftverlauf gemäß der 4 erreicht entsprechend den Nullwert. Wird der Messkörper 36 nun in der entgegengesetzten Richtung zum Wasserspiegel 14 hinaufbefördert, so würde sich auch in diesem Fall ein im Wesentlichen vergleichbarer Verlauf ergeben, welcher ebenfalls separat betrachtet oder mit dem vorher aufgenommenen Verlauf durch Mittelwertbildung zusammengefasst werden könnte.In the section of the pitch L2 the fluid-permeable lining 12 of the well shaft 10 There is now a constant linear decrease in the dynamic lift force of the measuring body 36 one. This is due to the fact that by conveying the groundwater the flow of the conveyed groundwater along the axis X the vertical direction Z in the well shaft 10 Towards the top, the stronger, the more groundwater through the remaining length of the fluid-permeable lining 12 of the well shaft 10 can enter into this. Thus, initially there is the dynamic buoyancy of the measuring body 36 largest and decreases with increasing depth towards the final depth 13 linearly. Is the final depth 13 reached, the dynamic buoyancy of the measuring body is achieved 36 about zero and the linear force curve according to 4th accordingly reaches the zero value. Will the measuring prism 36 now in the opposite direction to the water level 14th promoted upwards, an essentially comparable course would also result in this case, which could also be considered separately or combined with the previously recorded course by averaging.

Erfindungsgemäß kann auf diese Art und Weise sowohl während einer Förderung des Grundwassers als auch bei stillstehendem Brunnen 1 jeweils eine Untersuchung der dynamischen Auftriebskraft des Messkörpers 36 über die Länge des Seils 35 bzw. über die Tiefe des Brunnenschachts 10 in der vertikalen Richtung Z erfolgen. In jedem Fall können Abweichungen aus einem vorbestimmten bzw. idealen Verlauf der Kraft als Beschädigungen B oder sonstige Abweichungen erkannt werden. Hierdurch kann auf einfache, kostengünstige sowie robuste Art und Weise eine Untersuchung eines Brunnenschachts 10 erfolgen. Auch können die Stellen der Beschädigungen lokalisiert werden, was eine Reparatur des Brunnenschachts 10 vereinfachen und beschleunigen kann. Dies kann erfindungsgemäß über die Messung der Kraft der Messvorrichtung 3 gegenüber dem Untergrund 20 deutlich einfacher und kostengünstiger als mit bekannten Vorrichtungen erfolgen, welche üblicherweise optische Messeinrichtungen oder Durchflussmeter benötigen. Dies kann es für einen Betreiber eines Brunnens 1 oder einer Bohrung 1 attraktiver machen, die erfindungsgemäße Messvorrichtung 3 mit dem entsprechenden erfindungsgemäßen Messverfahren rechtzeitig bzw. häufiger als bisherige Vorrichtung und Verfahren einzusetzen, um Beschädigungen frühzeitiger erkennen und reparieren zu können. Dies kann die Verfügbarkeit derartiger Brunnen 1 bzw. Bohrungen 1 steigern und insbesondere helfen, die Förderleistung aufrechtzuerhalten bzw. zu erhöhen.According to the invention can in this way both during a pumping of the groundwater and when the well is idle 1 an investigation of the dynamic lift force of the measuring body 36 along the length of the rope 35 or over the depth of the well shaft 10 in the vertical direction Z respectively. In any case, deviations from a predetermined or ideal course of the force can be considered damage B. or other deviations are recognized. This allows an examination of a well shaft in a simple, inexpensive and robust manner 10 respectively. The points of damage can also be localized, which means that the well shaft can be repaired 10 can simplify and accelerate. According to the invention, this can be done by measuring the force of the measuring device 3 compared to the ground 20th are made much easier and cheaper than with known devices which usually require optical measuring devices or flow meters. This can be the case for an operator of a well 1 or a hole 1 make the measuring device according to the invention more attractive 3 using the corresponding measuring method according to the invention in good time or more frequently than previous devices and methods in order to be able to detect and repair damage earlier. This can increase the availability of such wells 1 or holes 1 increase and in particular help to maintain or increase the delivery rate.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

BB.: Beschädigung der Auskleidung 11, 12 des Brunnenschachts 10 Damage to the lining 11 , 12 of the well shaft 10
FF.: erfasste Kraftänderungdetected change in force
LL.: erfasste Seillängenänderungdetected change in rope length
L1L1: Seillänge der fluidundurchlässigen Auskleidung 11 des Brunnenschachts 10 Rope length of the fluid-impermeable lining 11 of the well shaft 10
L2L2: Seillänge der fluiddurchlässigen Auskleidung 12 des Brunnenschachts 10 Rope length of the fluid-permeable lining 12 of the well shaft 10
RR.: radiale Richtungradial direction
XX: Achse der vertikalen Richtung ZZ axis of vertical direction
ZZ: vertikale Richtung; Höhe; Tiefe; Teufe vertical direction; Height; Depth; Depth
11: Brunnen; BohrungFountain; drilling
1010: Brunnenschacht; BohrlochWell shaft; Borehole
1111: fluidundurchlässige Auskleidung; Rohrfluid impermeable lining; pipe
1212: fluiddurchlässige Auskleidung; fluiddurchlässiges Filtermaterialfluid pervious liner; fluid-permeable filter material
1313: EndteufeFinal depth
1414th: Wasserspiegel Water level
22: Erdeearth
2020th: Untergrund; Erdoberfläche; Oberkante des Brunnenschachts 10 Underground; Earth surface; Upper edge of the well shaft 10
33: MessvorrichtungMeasuring device
3030th: Gestell; PlattformFrame; platform
30a30a: GestellfüßeFrame feet
3131: Zugkraftübertragungselementspeicher; SeilwindeTensile force transmission element storage; Winch
3232: SeilwindenhalterungWinch bracket
3333: Zugkraftübertragungselementführung; Seilführung; SeilrolleTraction transmission element guide; Rope guide; Pulley
3434: Seilführungshalterung; SeilrollenhalterungRope guide bracket; Pulley holder
3535: Zugkraftübertragungselement; SeilTraction transmission element; rope
3636: (rotationssymmetrischer, starrer) Messkörper(rotationally symmetrical, rigid) measuring body
3737: Kraftmesselement; Kraftsensor; KraftmessdoseForce measuring element; Force sensor; Load cell
3838: Längensensor des Zugkraftübertragungselements 35; SeillängensensorLength sensor of the tensile force transmission element 35 ; Rope length sensor
3939: RechnereinheitComputing unit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 2631514 A1 [0011, 0012, 0015]
US 2333164 A [0011, 0012, 0015]
US 3039302 A [0011, 0012, 0015]
US 3630078 A [0011, 0012, 0015]

Claims

Measuring device (3) for examining a well shaft (10) or a borehole (10) with a tensile force transmission element (35), with a measuring body (36) which is connected and designed with the tensile force transmission element (35) from the tensile force transmission element (35) in the well shaft (10) or in the borehole (10) to be moved in the vertical direction (Z), and with a length sensor (38) of the tensile force transmission element (35) which is formed, the length and / or the change in length of the tensile force transmission element ( 35), characterized by a force measuring element (37) which is designed to detect the force and / or the change in force of the measuring body (36) in relation to the environment, preferably in relation to a substrate (20).

Measuring device (3) according to Claim 1 , characterized in that the measuring body (36) is a rigid measuring body (36).

Measuring device (3) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the measuring body (36) is a rotationally symmetrical measuring body (36).

Measuring device (3) according to one of the preceding claims, characterized in that the tensile force transmission element (35) is a rope (35).

Measuring device (3) according to one of the preceding claims, characterized by a frame (30) which holds the tensile force transmission element (35), preferably also a tensile force transmission element store (31) and / or a tensile force transmission element guide (33), the force measuring element (37) between the frame (30) and the base (20) is arranged.

Measuring device (3) according to one of the preceding claims, characterized by a computer unit (39) which is designed, a measurement signal of a detected length and / or change in length of the tensile force transmission element (35) and a measurement signal of a detected force and / or force change of the measuring body (36) ), wherein the computer unit (39) is also designed to create a profile of the detected force and / or force change of the measuring body (36) over the detected length and / or length change of the tensile force transmission element (35) from the two measurement signals, or vice versa .

Measuring device (3) according to Claim 6 , characterized in that the computer unit (39) is further designed to store the created course and / or to transmit the created course by wire and / or wirelessly and / or to display the created course to a user.

Measuring device (3) according to one of the Claims 6 or 7th , characterized in that the computer unit (39) is further designed, the created course together with a predetermined course of the force and / or force change of the measuring body (36) over the length and / or length change of the tensile force transmission element (35), or vice versa, in particular of the same well shaft (10) or the same borehole (10) to display to a user.

Measuring device (3) according to one of the Claims 6 or 7th , characterized in that the computer unit (39) is further designed, the created course with a predetermined course of the force and / or force change of the measuring body (36) over the length and / or length change of the tensile force transmission element (35), or vice versa, in particular the same Well shaft (10) or the same borehole (10), to compare and to identify deviations between the two courses.

Measuring device (3) according to Claim 9 , characterized in that the computer unit (39) is also designed to mark a detected discrepancy between the two courses.

Measuring device (3) according to Claim 9 or 10 , characterized in that the computer unit (39) is also designed to output an indication of a detected discrepancy between the two courses to a user and / or to another device.

Measuring device (3) according to one of the Claims 6 to 11 , characterized in that the computer unit (39) is further designed to calculate the known weight force and / or the known static buoyancy force of the measuring body (36) from the detected force and / or change in force of the measuring body (36).

Measuring device (3) according to one of the Claims 6 to 12 , characterized in that the computer unit (39) is further designed to determine the weight force and / or the static buoyancy force of the tensile force transmission element (35) as a function of the detected length and / or change in length of the tensile force transmission element (35), the computer unit (39) is also designed from the detected force and / or force change of the To calculate out the measuring body (36) the specific weight and / or the specific static buoyancy force of the tensile force transmission element (35).

Measuring device (3) according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring device (3) is designed to move the measuring body (36) in the vertical direction (Z) in the well shaft (10) or in the borehole (10) with a predetermined moving constant speed.

Method for examining a well shaft (10) or a borehole (10) by means of a measuring device (3) according to one of the preceding claims with at least the following steps: Moving the measuring body (36) from the tensile force transmission element (35) in the well shaft (10) or in the borehole (10) in the vertical direction (Z), Detecting the length and / or the change in length of the tensile force transmission element (35) with the length sensor (38) of the tensile force transmission element (35) and Detecting the force and / or the change in force of the measuring body (36) in relation to the environment, preferably in relation to a substrate (20), with the force measuring element (37).