DE10245425A1 - Locating material discontinuities in environment, for geological and geotechnical prospecting, involves using electromagnetic reflection measurements with borehole probe containing emitter and receiver - Google Patents

Locating material discontinuities in environment, for geological and geotechnical prospecting, involves using electromagnetic reflection measurements with borehole probe containing emitter and receiver

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Abstract

Process for locating material discontinuities while prospecting drilling involves using electromagnetic reflection measurements with a borehole probe containing an emitter emitting high frequency electromagnetic wave impulses and a receiver for the reflected electromagnetic waves. Process for locating material discontinuities in the environment of geological and geotechnical prospecting drilling comprises using electromagnetic reflection measurements with a borehole probe containing an emitter emitting high frequency electromagnetic wave impulses and a receiver for the reflected electromagnetic waves. The pulse frequency of the wave impulse is continuously measured to simultaneously obtain a further measured value for documenting layers and layer boundaries formed by the bore and for determining the physical parameters of the rocks along the bore profile. Preferred Features: An electronic pulse generator is used for the emitter of the probe whose pulse frequency repetition is controlled by the emitter antenna or a separate waveguide connected to the pulse generator.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur simultanen Messung von

  • a) stofflichen Diskontinuitäten in geologischen Räumen aus einer Bohrung heraus und
  • b) physikalischen Eigenschaften der von der Bohrung durchörterten, petrologisch definierten Gesteine mit Erfassung von physikalisch markanten Schichten und Schichtgrenzen
mit einer EMR-Bohrlochsonde mit freilaufendem Funkensender während einer Bohrlochbefahrung gemäß Patentanspruch 1 und Patentanspruch 2, ebenso wie auf ein Verfahren, bei dem nur die unter b) genannten Ziele (geophysikalische Bohrlochmessung) verfolgt werden. Für den Fall, dass das Datenerfassungssystem der EMR-Meßeinrichtung eine konstante Pulsfolgefrequenz erfordert, wird für das Verfahren der Erfindung ein Pulssender mit umschaltbaren Pulsgeneratoren gemäß Patentanspruch 3 eingesetzt. Soll allein ein Pulssender mit elektronischem Pulsgenerator verwendet werden, so wird die Sonde gemäß Patentanspruch 4 um einen Kapazitäts-Meßsensor erweitert, der die Pulsfolgefrequenz des Senders entsprechend dem Meßwert steuert (Abbildung oben, Modul F). Ebenso kann die Sendeantenne selbst in einen kapazitiv messenden Schaltkreis einbezogen werden, der die Triggerung des Senders,, dem Meßwert folgend, übernimmt. The invention relates to a method for the simultaneous measurement of
  • a) material discontinuities in geological spaces from a well and
  • b) physical properties of the petrologically defined rocks explored by the drilling with detection of physically striking layers and layer boundaries
with an EMR borehole probe with a free-running spark transmitter during a borehole survey according to claim 1 and claim 2, as well as a method in which only the objectives mentioned under b) (geophysical borehole measurement) are pursued. In the event that the data acquisition system of the EMR measuring device requires a constant pulse repetition frequency, a pulse transmitter with switchable pulse generators is used for the method of the invention. If only a pulse transmitter with an electronic pulse generator is to be used, the probe is expanded according to claim 4 by a capacitance measuring sensor which controls the pulse repetition frequency of the transmitter according to the measured value (figure above, module F). Likewise, the transmitter antenna itself can be included in a capacitively measuring circuit which takes over the triggering of the transmitter, following the measured value.

Die Erkundung geologisch unerschlossener Gebiete und wirtschaftlich nutzbarer Lagerstätten mittels über- und untertägiger Bohrungen mit anschließender detaillierter geophysikalischer Vermessungen dieser Bohrungen ist Stand der Technik im Bereich der geologischen Forschung sowie technisch und wirtschaftlich notwendig für die bergmännische Abbauplanung ebenso wie für lebenswichtige sicherheitliche Vorsorgen in Bergwerken. Exploring geologically undeveloped areas and economically usable deposits with surface and underground drilling subsequent detailed geophysical surveys of these holes is state of the art in the field of geological research as well as technical and economically necessary for mining planning as well for vital safety precautions in mines.

Von Bohrlöchern aus werden hochfrequente elektromagnetische Reflexions- Messungen (EMR-) durchgeführt, die Auskunft geben über die umliegende räumliche geologische Struktur, über die Grenzen einer Lagerstätte, über Störungen und Gefahrenzonen, die nach Kenntnis bei der bergmännischen Auffahrung umgangen werden können. Je nach Eigenschaft des betreffenden Gesteins beträgt die Erkundungsreichweite moderner Bohrloch-EMR-Sonden bis zu mehreren Hundert Meter von der Bohrlochachse. High-frequency electromagnetic reflection Measurements (EMR-) carried out, which provide information about the surrounding area spatial geological structure, across the boundaries of a deposit, across Disruptions and danger zones, to the knowledge of mining Driveway can be bypassed. Depending on the property of the person concerned Rock is the exploration range of modern borehole EMR probes up to several hundred meters from the borehole axis.

Die geophysikalische Vermessung des Bohrprofils mit Bestimmung der Gesteinsparameter im Bohrloch (Bohrloch-Log) ergänzt die geologische Bohrkernaufnahme. Sie ermöglicht darüber hinaus eine genauere Teufenzuordnung der erbohrten Schichtenfolge, insbesondere bei klüftigen Gesteinen und Lockergesteinen, die teilweise kernfreie Abschnitte oder Bohrklein - also Kernverluste - zur Folge haben. Bei nichtgekernten Bohrungen oder mangelhaft dokumentierten (Alt-)Bohrungen ist die nachfolgende Vermessung häufig die einzige Möglichkeit, Informationen über den durchörterten Bereich zu gewinnen. The geophysical measurement of the drilling profile with determination of the Rock parameters in the borehole (borehole log) complement the geological Core recording. It also enables more precise Devil assignment of the drilled layer sequence, especially in the case of cracked rocks and loose rock, the partially coreless sections or cuttings - so Core losses - result. In the case of non-core holes or defective documented (old) holes, the subsequent measurement is often the only way to get information about the area being searched win.

Beide Messungen erfordern einen erheblichen personellen und zeitlichen - mithin kostenmäßigen - Aufwand für Vorbereitung und Durchführung. Das Verfahren der Erfindung hat zum Ziel, durch Simultanmessung den Arbeits- und Kostenaufwand ohne Einschränkung der Qualität der Einzelmessverfahren annähernd zu halbieren. Both measurements require considerable personnel and time - therefore costly - effort for preparation and implementation. The The aim of the method of the invention is to measure the working and costs without restricting the quality of the individual measurement methods cut in half.

Für die geophysikalische Vermessung von Bohrlöchern sind bereits verschiedene Meßverfahren im Einsatz. Es sind im wesentlichen 4 Gruppen elektrischer Verfahren zu nennen:

  • 1. Gleichstrom- und niederfrequente Wechselstromverfahren, die mit galvanischer Ankopplung an das Gebirge - häufig über die Bohrlochspülung - arbeiten und durch Strom-/Spannungsmessungen die Gesteinsleitfähigkeiten ermitteln.
  • 2. Wechselstromverfahren, bei denen Schwingkreise durch das anstehende Gestein in der Amplitude bedämpft sowie je nach Wahl einer Spule oder eines Kondensators als Meßkomponente induktiv oder kapazitiv verstimmt werden. Aus der bei feststehender Frequenz gemessenen Impedanz lassen sich Real- und Blindwiderstände der Gesteine berechnen.
  • 3. Hochfrequente Meßverfahren, die mittels Sende- und Empfangsspulen über die Wellenausbreitung im Gestein Werte der charakteristischen Parameter Permittivität und Leitfähigkeit ergeben.
  • 4. Hochfrequente Meßverfahren, die mit Antennen arbeiten. Physikalische Grundlage dieser Verfahren ist die Abhängigkeit der Impedanz und der Resonanzfrequenz einer Antenne von den elektrischen Parametern des umgebenden Mediums. Die elektrische Leitfähigkeit, die Permittivität (Dielektrizitätszahl) und die magnetische Permeabilität des betreffenden Gesteins beeinflussen das Schwingungsverhalten der Antenne in dem Sinne, daß - in vereinfachter Darstellung - die elektrische Leitfähigkeit die Amplitude beeinflusst und die dielektrische wie auch die magnetische Eigenschaft das Frequenzverhalten steuern ("Resonanzverstimmung").
Various measuring methods are already in use for the geophysical measurement of boreholes. There are four main groups of electrical processes:
  • 1. Direct current and low frequency alternating current methods that work with galvanic coupling to the mountains - often via borehole flushing - and determine the rock conductivities by means of current / voltage measurements.
  • 2. AC methods in which resonant circuits are damped in amplitude by the rock present and, depending on the choice of a coil or a capacitor, are inductively or capacitively detuned as a measuring component. Real and reactive resistances of the rocks can be calculated from the impedance measured at a fixed frequency.
  • 3. High-frequency measuring methods which, by means of transmitting and receiving coils, result in values of the characteristic parameters permittivity and conductivity via the wave propagation in the rock.
  • 4. High-frequency measuring methods that work with antennas. The physical basis of these methods is the dependence of the impedance and the resonance frequency of an antenna on the electrical parameters of the surrounding medium. The electrical conductivity, the permittivity (dielectric constant) and the magnetic permeability of the rock in question influence the vibration behavior of the antenna in the sense that - in a simplified representation - the electrical conductivity influences the amplitude and the dielectric as well as the magnetic property control the frequency behavior (" resonance detuning ").

Alle genannten Verfahren werden in der Praxis durch eine entsprechende Sonde realisiert, die das jeweilige Meßgerät und einen Signalwandler - heute allgemein in Form eines Analog/digital-Wandlers - enthält, der den Signal-Datentransfer auf den internen Datenspeicher oder über das Bohrlochkabel zur Empfangsstation am Bohrlochmund ermöglicht. In practice, all of the methods mentioned are carried out by means of an appropriate probe realized that the respective measuring device and a signal converter - today generally in the form of an analog / digital converter - which contains the Signal data transfer to the internal data storage or via the downhole cable Receiving station at the borehole mouth enables.

Die genannten Verfahren berühren das Verfahren der Erfindung nicht, da jeweils nur geophysikalische Bohrlochmessungen nach einem Meßverfahren mit einer eigenständigen Sonde erfolgen, während das gegenständliche Verfahren der Erfindung zwei verschiedene Meßverfahren, nämlich die geophysikalische Bohrlochvermessung und die elektromagnetische Reflexions-Messung gleichzeitig durchzuführen gestattet. The methods mentioned do not affect the method of the invention because only geophysical borehole measurements in each case according to a measuring method with an independent probe, while the objective Methods of the invention two different measuring methods, namely the geophysical borehole measurement and electromagnetic reflection measurement allowed to perform simultaneously.

Das Verfahren der Erfindung nutzt den Effekt der kapazitiven- und Leitfähigkeits-Beeinflussung der Sendeantenne durch das umgebende Gestein. The method of the invention takes advantage of the capacitive and Conductivity influence of the transmitting antenna by the surrounding rock.

Die Antenne ist der elektrische Ladungsspeicher (Kondensator) des Funkensenders und wird von einem batteriegespeisten Hochspannungs-Gleichstromgenerator über Widerstände aufgeladen. Die elektrische Spannung an der Antenne steigt zeitlich entsprechend der Größe der Widerstände und der Kapazität der Antenne nach einer Exponentialfunktion an, bis die Durchbruchspannung der Funkenstrecke erreicht ist. Dabei entlädt sich die Antenne bei gleichzeitiger Emission einer kurzen, leistungsstarken, hochfrequenten Schwingung. Danach beginnt der Aufladevorgang erneut. Ändern sich die Gesteinseigenschaften entlang des Bohrprofils, so ändert sich die wirksame Kapazität der Antenne und damit der Aufladezyklus, was zu Änderungen der Pulsfolgefrequenz führt. The antenna is the electrical charge storage (capacitor) of the Spark transmitter and is powered by a battery High voltage DC generator charged via resistors. The electrical voltage at the Antenna increases in time according to the size of the resistors and the Capacity of the antenna according to an exponential function until the Breakdown voltage of the spark gap is reached. The antenna is discharged simultaneous emission of a short, powerful, high-frequency Vibration. The charging process then begins again. They change Rock properties along the drilling profile, so the effective changes Capacity of the antenna and thus the charging cycle, which leads to changes in the Pulse repetition frequency leads.

Das Verfahren gemäß Anspruch 4 nutzt wahlweise die oben beschriebene Methode der periodischen Auf- und Entladezyklen an einer Antenne oder beispielsweise eine oben unter "Wechselstromverfahren" beschriebene Methode der Frequenzverstimmung von Schwingkreisen mit jeweils daraus abgeleitetem Signal zur Steuerung des Senders. The method according to claim 4 optionally uses the one described above Method of periodic charging and discharging cycles on an antenna or for example, a method described above under "AC method" the frequency detuning of resonant circuits with derived from each Signal to control the transmitter.

Gegenüber den bekannten Verfahren und dem Stand der Technik bietet das Verfahren der Erfindung folgende Vorteile:

  • 1. Es ist ein Simultan-Verfahren, d. h., es erlaubt die Durchführung einer geophysikalischen Bohrlochvermessung und einer elektromagnetischen Reflexionsmessung in der Bohrung während einer Bohrlochbefahrung.
  • 2. Das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 bis 3 benötigt keine zusätzlichen Meß-Komponenten. Der freilaufende Funkensender mit der Dipolantenne ist das Meßgerät für die geophysikalische Bohrlochvermessung und als Emissionsquelle des elektromagnetischen Reflexionsverfahren bereits vorhanden. Das Verfahren gemäß Patentanspruch 4 erfordert lediglich ein in die Sonde zu integrierendes Bauteil eines kapazitiven Meßsensors.
  • 3. Das Verfahren benötigt keinen zusätzlichen Datentransfer-Kanal. Der Meßwert der geophysikalischen Bohrlochvermessung ist die durch das die Antenne umgebende Medium erzwungene Sender-Pulsfolgefrequenz. Diese ist im EMR-Signal enthalten, das fortlaufend vom Empfangsteil der EMR- Sonde aufgenommen wird. Erfolgen die Messungen in einem Medium mit geringer Wellendämpfung - mithin großer Reichweite der hochfrequenten Wellen -, so kann die Pulsfolgefrequenz gegebenenfalls durch Empfang der EMR-Pulse mittels separater Empfangsantenne am Bohrlochmund registriert werden.
  • 4. Der dem Verfahren der Erfindung zugrundeliegende gerätetechnische Mehraufwand gegenüber der alleinigen elektromagnetischen Reflexionsmessung ist gering. Zusätzlich zur vorhandenen EMR-Empfangselektronik wird nur ein Frequenzzähler zur periodischen Messung der aktuellen Sender-Pulsfolgefrequenz erforderlich. Bei Anwendung des Verfahrens nach Patentanspruch 4 benötigt die Sonde in einem Fall zusätzlich zusätzlich einen Kapazitäts-Meßsensor.
Compared to the known methods and the prior art, the method of the invention offers the following advantages:
  • 1. It is a simultaneous method, ie it allows a geophysical borehole measurement and an electromagnetic reflection measurement to be carried out in the borehole during a borehole survey.
  • 2. The method according to claim 1 to 3 does not require any additional measuring components. The free-running spark transmitter with the dipole antenna is the measuring device for geophysical borehole measurement and is already available as an emission source for the electromagnetic reflection process. The method according to claim 4 only requires a component of a capacitive measuring sensor to be integrated into the probe.
  • 3. The method does not require an additional data transfer channel. The measured value of the geophysical borehole measurement is the transmitter pulse repetition frequency forced by the medium surrounding the antenna. This is contained in the EMR signal, which is continuously recorded by the receiving part of the EMR probe. If the measurements are carried out in a medium with low wave damping - and therefore a long range of the high-frequency waves - the pulse repetition frequency can be registered by receiving the EMR pulses using a separate receiving antenna at the mouth of the borehole.
  • 4. The additional technical equipment on which the method of the invention is based, compared to the sole electromagnetic reflection measurement, is low. In addition to the existing EMR receiving electronics, only one frequency counter is required for the periodic measurement of the current transmitter pulse repetition frequency. When using the method according to claim 4, the probe additionally requires a capacitance measuring sensor in one case.

Der Frequenzzähler wird im Falle der Verwendung einer Bohrloch-EMR-Sonde mit analoger Signalübertragung in der Datenaufnahmeapparatur am Bohrlochmund eingesetzt. The frequency counter is used when using a downhole EMR probe with analog signal transmission in the data acquisition apparatus on Borehole mouth used.

Im Falle einer EMR-Sonde mit digitaler Signalübertragung wird der Frequenzzähler im Elektronik-Modul (HF-Empfänger + Analog/Digital-Wandler) untergebracht. Die Meßdaten der Pulsfolgefrequenz werden hierbei wie die gewandelten Radardaten digital in den internen Datenspeicher oder über Kabel zum Bohrlochmund übertragen. In the case of an EMR probe with digital signal transmission, the Frequency counter in the electronics module (RF receiver + analog / digital converter) accommodated. The measurement data of the pulse repetition frequency are like that converted radar data digitally into the internal data storage or via cable to the Borehole mouth transferred.

Im Falle des Verfahrens nach Anspruch 3 ist der Sender durch einen zweiten, oben beschriebenen elektronischen Pulsgenerator oder einen Funkensender - beide mit konstanter Pulsfolgefrequenz - zu ergänzen. Der freilaufende Funkensender (für die geophysikalische Bohrlochmessung) und der hinzugenommene Pulsgenerator (für die elektromagnetische Reflexionsmessung) werden im Rhythmus das Meßablaufs wechselweise aktiviert. In the case of the method according to claim 3, the transmitter is a second, electronic pulse generator described above or a spark transmitter - both with constant pulse repetition frequency - to be completed. The free running Spark transmitter (for geophysical borehole measurement) and the added one Pulse generator (for electromagnetic reflection measurement) are in the Rhythm of the measuring sequence alternately activated.

Die Vorrichtung für die Anwendung des Verfahrens der Erfindung ist, wie oben vermerkt, eine durch einen Pulszähler erweiterte EMR-Bohrlochsonden- Meßeinrichtung mit bistatischer Antennenanordnung (s. Abbildung). Sie besteht aus:

  • 1. Senderantenne. In ihrem Inneren befinden sich der elektronische Pulsgenerator, die Elektronikkomponenten für den Funkensender und Stromversorgungsbatterien. In der Anordnung gemäß Patentanspruch 4 wird im Abstand von einigen Metern (beispielsweise a = 6 m) von der Senderantenne der kapazitive Meßsonsor angeordnet.
  • 2. Empfangsantenne. Sie ist nach verschiedenen Funktionsprinzipien wie omnidirektionale Dipolantenne, elektrische oder magnetische Peilantenne, ausgebildet und über Isolierrohre von mehreren Meter Länge mit dem Sender und in der Gegenrichtung mit dem Elektronikrohr verbunden.
  • 3. Elektronikrohr. Dieses enthält die für die Speisung, Steuerung, Signal- und Datenverarbeitung der Sonde notwendigen Komponenten, unter anderem den - im Falle einer Sonde mit digitaler Signalübertragung erforderlichen - Zähler der Pulsfolgefrequenz, sowie einen Datenspeicher bei autark arbeitenden Sonden.
  • 4. Bohrlochkabel. Es dient in Form eines elektrischen - oder Lichtwellenleiter- Kabels zur Übertragung der Meßsignale, Meßdaten und Steuerbefehle von und zur Sonde. Es wird nicht benötigt bei autark messenden Sonden, bei denen das Auslesen der Meßdaten nach Ende der Messung erfolgt.
  • 5. Empfangsgerät. Dieses wird am Bohrlochmund positioniert. Es besteht im wesentlichen aus einem Datenverarbeitungsgerät mit Datenspeicher und Sichtgerät. Sofern eine EMR-Bohrlochsonde mit analoger Signalübertragung benutzt wird, enthält das Empfangsgerät zusätzlich einen Hochfrequenz- Signalverstärker, einen Analogdigital-Wandler und den für die geophysikalische Bohrlochvermessung erforderlichen Pulsfolgefrequenz-Zähler.
The device for the application of the method of the invention is, as noted above, an EMR borehole probe measuring device with a bistatic antenna arrangement (see illustration) which has been expanded by a pulse counter. It consists of:
  • 1. Transmitter antenna. Inside are the electronic pulse generator, the electronic components for the spark transmitter and power supply batteries. In the arrangement according to claim 4, the capacitive measuring sensor is arranged at a distance of a few meters (for example a = 6 m) from the transmitter antenna.
  • 2. receiving antenna. It is designed according to various functional principles such as omnidirectional dipole antenna, electrical or magnetic DF antenna, and is connected to the transmitter and in the opposite direction to the electronics tube via insulating tubes of several meters in length.
  • 3. Electronics tube. This contains the components required for the supply, control, signal and data processing of the probe, including the counter of the pulse repetition frequency - which is required in the case of a probe with digital signal transmission - as well as a data memory for self-sufficient probes.
  • 4. Borehole cable. It is used in the form of an electrical or optical fiber cable to transmit the measurement signals, measurement data and control commands from and to the probe. It is not required for self-sufficient probes, in which the measurement data are read out after the end of the measurement.
  • 5. Receiving device. This is positioned at the mouth of the borehole. It essentially consists of a data processing device with data storage and display device. If an EMR borehole probe with analog signal transmission is used, the receiver also contains a high-frequency signal amplifier, an analog-digital converter and the pulse repetition rate counter required for geophysical borehole measurement.

Bei dieser Vorrichtung handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform unter besonderer Berücksichtigung der wirtschaftlichen Einsatzmöglichkeit. Sie kann den Erfordernissen entsprechend verändert werden. Es kann z. B. angestrebt werden, eine zweite Meßgröße aus der Amplitude des emittierten Senderpulses bzw. aus dem vor dem Sender angeordneten Meßsensor zu gewinnen, um spezifische Dämpfungswerte der Gesteine zu bestimmen. Hierzu ist allerdings zusätzlicher apparativer Aufwand zur Datengewinnung, - übertragung und - Speicherung erforderlich. This device is a preferred embodiment with special consideration of the economic application. she can be changed according to requirements. It can e.g. B. are aimed at, a second measured variable from the amplitude of the emitted Transmitter pulse or from the measuring sensor arranged in front of the transmitter gain to determine specific damping values of the rocks. For this is, however, additional expenditure on equipment for data acquisition, transfer and storage required.

Das Verfahren der Erfindung bietet gegenüber dem Stand der Technik entscheidende technische und wirtschaftliche Vorteile: Es gestattet erstmalig eine geophysikalische Bohrlochvermessung und elektromagnetische Bohrloch- Reflexionsmessungen in einem Arbeitsgang durchzuführen. Hierdurch werden bis zu 50% der bei früheren Einzelmessungen erforderlichen Arbeitszeit eingespart. Für die Simultanmessung wird nur eine Sonde, die EMR-Sonde, benötigt. Dies bedeutet zusätzlich eine Einsparung von Investitionsmitteln. Mit der kontinuierlichen Dokumentation von Gesteinsparametern und physikalisch markanter Diskontinuitäten entlang der Bohrachse und der Ortung strukturbildender Grenzflächen im gesteinserfüllten Vollraum um die Bohrachse werden somit auf wirtschaftliche Weise wesentliche Detailkenntnisse des geologisch-tektonischen Bauplans einer Lagerstätte bzw. eines unerschlossenen Gebietes gewonnen. The method of the invention offers over the prior art decisive technical and economic advantages: It allows for the first time geophysical borehole measurement and electromagnetic borehole Perform reflection measurements in one operation. This will up to 50% of the working time required for earlier individual measurements saved. Only one probe, the EMR probe, is used for simultaneous measurement. needed. This also means savings in investment funds. With the continuous documentation of rock parameters and physically striking discontinuities along the drilling axis and the location structure-forming interfaces in the rock-filled full space around the drilling axis are thus essential detailed knowledge of the geological-tectonic blueprint of a deposit or an undeveloped one Area won.

Erläuterungen zur AbbildungExplanations to the picture EMR-Sonde für simultane geophysikalische BohrlochmessungenEMR probe for simultaneous geophysical borehole measurements Abbildung oben: EMR-Sonde im BohrlochFigure above: EMR probe in the borehole

A Schubgestänge und Sondenkabel
B Elektronik-Modul mit Stromversorgung, Verstärker, A/D-Wandler, Speicher, Pulsfolgefrequenz-Zähler
C Hochfrequenzkabel
D Empfangsantenne
E Sender
F Kapazitäts-Meßmodul
G Lichtwellenleiter
H Verbindungsrohre
Abbildung unten: Sender-Modul
I Antenne im Isolierrohr
K Funktionsbaugruppen: Batterie, Dc/Dc-Hochspannungs-Wandler, Funkensender/Pulsgenerator
A Push rod and probe cable
B Electronics module with power supply, amplifier, A / D converter, memory, pulse repetition counter
C high frequency cable
D receiving antenna
E transmitter
F capacitance measuring module
G fiber optic cable
H connecting pipes
Illustration below: transmitter module
I antenna in the insulating tube
K Function modules: battery, DC / DC high-voltage converter, spark transmitter / pulse generator

Claims (5)

1. Verfahren zur Ortung von stofflichen Diskontinuitäten in der Umgebung von geologischen und geotechnischen Erkundungsbohrungen mittels elektromagnetischer Reflexions-(EMR-)Messungen unter Anwendung einer EMR- Bohrlochsonde, die einen hochfrequente elektromagnetische Wellenimpulse emittierenden Sender und einen Empfänger für die zugestrahlten und reflektierten elektromagnetischen Wellen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichzeitigen Erlangung eines weiteren Meßwertes zur Dokumentation der von der Bohrung durchörterten, physikalisch markanten Schichten und Schichtgrenzen, sowie zur Bestimmung physikalischer Parameter der angetroffenen Gesteine (im folgenden zusammenfassend "geophysikalische Bohrlochmessung" genannt) entlang des Bohrprofils kontinuierlich die Pulsfolgefrequenz der Wellenimpulse des Senders gemessen wird, die sich mit den unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften der Gesteine, die die Antenne des Pulssenders umgeben, ändert. 1. Method for locating material discontinuities in the vicinity of geological and geotechnical exploration boreholes by means of electromagnetic reflection (EMR) measurements using an EMR borehole probe which contains a high-frequency electromagnetic wave pulse emitting transmitter and a receiver for the radiated and reflected electromagnetic waves , characterized in that in order to simultaneously obtain a further measured value for documenting the physically striking layers and layer boundaries penetrated by the drilling, as well as for determining physical parameters of the rocks encountered (hereinafter collectively called "geophysical borehole measurement"), the pulse repetition frequency of the Wave pulses of the transmitter is measured, which changes with the different electrical properties of the rocks that surround the antenna of the pulse transmitter. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für beide während einer Befahrung des Bohrlochs durchzuführenden Messungen, ebenso wie für den Fall, daß nur eine geophysikalische Bohrlochmessung durchgeführt wird, als Pulssender ein von einem Hochspannungsgleichstromgenerator gespeister, freilaufender Funkensender mit Dipol-Antenne verwendet wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that for both during a measurement of the borehole, as well as in the event that only a geophysical borehole measurement is carried out is, as a pulse transmitter from a high voltage DC generator fed, free-running spark transmitter with dipole antenna is used. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der an bestimmten äquidistanten Punkten (Teufenintervallen) im Bohrloch bei ruhender Sonde erfolgenden EMR-Messungen ein elektronischer Pulsgenerator mit konstanter Pulsfolgefrequenz oder ein Funkensender mit konstanter Pulsfolgefrequenz an die Sendeantenne geschaltet wird, während bei der Sondenfahrung zur geophysikalischen Bohrlochmessung gemäß Patentanspruch 2 ein freilaufender Funkensender, zu dessen Bestand die Sendeantenne gehört, aktiviert wird. 3. The method according to claim 1, characterized in that during the certain equidistant points (depth intervals) in the borehole When the probe is stationary, EMR measurements are carried out electronically Pulse generator with constant pulse repetition frequency or a spark transmitter with constant pulse repetition frequency is switched to the transmitting antenna while according to the geophysical borehole measurement experience Claim 2 a free-running spark transmitter, the inventory of which Transmitter antenna is heard, is activated. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Pulssender der EMR-Sonde ein triggerbarer elektronischer Pulsgenerator verwendet wird, dessen Pulsfolgefrequenz von der als kapazitiver Meßsensor wirkenden Sendeantenne oder von einem separaten, in die Sonde integrierten, die komplexe Gesteinskapazität im Bohrloch messenden und über Lichtwellenleiter mit dem Pulsgenerator verbundenen Modul gesteuert wird. 4. The method according to claim 1, characterized in that for the The pulse transmitter of the EMR probe is a triggerable electronic pulse generator is used, the pulse repetition frequency of which as a capacitive Measuring sensor acting transmitter antenna or from a separate, into the probe integrated, measuring the complex rock capacity in the borehole and Controlled via fiber optic module connected to the pulse generator becomes. 5. Vorrichtung zur kontinuierlichen geophysikalischen Vermessung von Bohrungen, dadurch gekennzeichnet, daß an den Empfänger der hochfrequenten elektromagnetischen Wellenimpulse ein Meßgerät zur periodischen Messung der Pulsfolgefrequenz und zur Dokumentation der Meßwerte angeschlossen ist. 5. Device for the continuous geophysical surveying of Bores, characterized in that the receiver of the a high-frequency electromagnetic wave pulse periodic measurement of the pulse repetition frequency and documentation of the Measured values is connected.
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