DE1790620U

DE1790620U - Vorrichtung zur fortlaufenden messung der abweichung einer von einem vertikalen brunnenschacht aus vorgetriebenen horizontalen bohrung von der horizontalen und vorrichtung dazu.

Info

Publication number: DE1790620U
Application number: DE1959D0018005
Authority: DE
Original assignee: ERDOEL AG ERDOELWERKE WIETZE D
Current assignee: ERDOEL AG ERDOELWERKE WIETZE D
Priority date: 1959-03-25
Filing date: 1959-03-25
Publication date: 1959-06-18

Description

Vorrichtung zur fortlaufenden Messung der Abweichung einer von einem vertikalen Brunnenschacht aus vorge-

t

triebenen horizontalen Bohrung von der Horizontalen

und Vorrichtung dazu

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Beschreibung Bei von einem vertikalen Brunnenschacht aus vorgetriebenen Horizontalbohrungen werden womöglich auftretende Abweichungen von der Horizontalen bisher mittels eines vom Vertikalschacht aus eingebrachten und bis zum Bohrpiloten vorgeschobenen Meßröhrchens aus Glas gemessen. In einem solchen Meßröhrchen von etwa 10 cm Länge und 2-3 cm Durchmesser, das parallel zum Bohrrohr bzw. Spülgestänge und zwar innerhalb des letzteren verlaufen und in horizontaler Lage bis etwa '1 m hinter dem Bohrkopf eingebracht werden muß, befindet sich eine wasserglashaltige saure oder basische Flüssigkeit, die nach einer bestimmten Zeit geliert, so daß die Lage des nunmehr gelierten Flüssigkeitsspiegels zur Achse'des Meßröhrchens fixiert ist und dadurch nach dem Ausbau des Röhrchens Schlüsse auf etwaige Abweichungen der Bohrung von der Horizontalen ermöglicht.
Hierbei hat sich jedoch als Nachteil erwiesen, daß das Meßröhrchen zur Feststellung der Lage des Flüssigkeitsspiegels ausgebaut und die ganze Bohrung während des Ein-und Ausbaus angehalten werden muß. Ein weiterer Mangel ist, daß die Flüssigkeit durch das unvermeidliche Rütteln beim Einbau schneller als vorgesehen gelieren kann, so daß u. U. Fehlmessungen gemacht werden, die eine unnötige, zudem falsche Korrektur der Bohrrichtung zur Folge haben.
Ferner erweist sich als störend, daß die Adsorptionsfähigkeit des am hinteren Ende des Meßröhrchens befindlichen Verschlußkorkens eine gewisse Anziehungskraft auf die Flüssigkeit ausübt, so daß infolgedessen der Flüssigkeitsspiegel eine Neigung zum Korken hin einnimmt und dadurch die Messung wiederum ungenau wird.
Ein weiterer betriebstechnischer Nachteil besteht darin, daß eine solche Messung einschließlich des Herrichtens und des Einbaus des Meßröhrchens in das Spülgestänge, infolge der Wartezeit auf das Gelieren und durch den Wiederausbau womöglich einen längeren Zeitraum je nach Länge der Horizontalbohrung beansprucht, wobei aus den bereits genannten Gründen die Auswertung häufig zweifelhaft Ergebnisse bringt. Infolge Einbringens des Meßröhrchens in das Spülgestänge gegegen das anfallende Wasser werden auch leicht Verstopfungen im Spülgestänge hervorgerufen, insbesondere bei feinsandigem Gebirge, die nur durch langwierig und zeitraubende Arbeiten wieder beseitigt werden können.
Da der Bohrkopf und die anschließenden Bohrrohre bei Auftreffen auf feinkörnigen Boden vorn absinken, muß beim Wechsel von grobkörnigem auf feinkörnigen Boden sofort eine Korrektur vorgenommen werden, die aber bei dieser Art Messung nicht mit der gebotenen Exaktheit erfolgen kann, da ja eine Kontrolle der Bohrungsneigung mit Hilfe des Flüssigkeitspiegels nur von Zeit zu Zeit durchgeführt wird und man nicht weiß, ob gerade in einem solchen Augenblick ein Wechsel der Bodenschichten eingetreten ist.

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Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung, die sämtliche

bisher aufgetretenen Mängel bei der Messung durchweg beseitigt

und eine in jeder Beziehung einwandfreie und zeitgerechte Kontrolle der Bohrrichtung ermöglicht. Anstelle des bisher benutzten Meßröhrchens wird ein elektrisches Meßverfahren angewandt, das einschließlich der erforderlichen Vorrich tungen in der beigefügten Zeichnung schematisch dargestellt In der Zeichnung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels zeigen : Abb. 1 die eingebaute Meßvorrichtung in schematischer Darstellung in Seitenansicht, z. T. im Vertikalschnitt ;

Abb. 2 die Aufsicht zu Abb. 1, z. T. im Horizontal-

schnitt ; Abb. 3 die Meßvorrichtung mit Anzeigegerät und dreiadrigem Verbindungskabel in Arbeitsanordnung in schematischer Darstellung ; Abb. 4 ein Schaltschema der gesamten Meßanlage.
Ein Meßwiderstand 1 und eine dazu parallel angeordnete Kontaktschiene 2 werden in, das Bohrrohr 3 außerhalb des Spülgestänges 4 kurz hinter dem Bohrkopf 5 gleichachsig zur Bohrrichtung eingebaut. Meßwiderstand und Kontaktschiene weisen beide eine gleichartige Krümmung auf, derart, daß die Krümmungsradien in jedem Punkte gleich und damit Meßwiderstand und Kontaktschiene völlig parallel zueinander angeordnet sind und ihre Krümmungsradien in jedem Punkte lotrecht zur Bohrachse stehen. Zwischen Meßwiderstand und Kontaktschiene, die mit Abstand zueinander angeordnet sind, rollt eine freibewegliche, elektrisch leitende Metallkugel 6, die damit den Abstand zwischen Meßwiderstand und Kontaktschiene überbrückt und einen Kontakt zwischen beiden bildet, wobei sie jeweils eine Lage stabilen Gleichgewichtes einnimmt, die durch den bereits erwähnten Krümmungsradius und die etwaige Neigung der Bohrung bestimmt, wird. Der Krümmungstiefpunkt ändert sich jeweils mit einer womöglich eintretenden Bohrkopfneigung, denn Meßwiderstand und Kontaktschiene machen ja jede Bewegung des BohrKopfes mit. Durch die veränderliche Lage der Metallkugel wird der Meßwiderstand jeweils unterteilt. Anstelle einer Metallkugel'kann auch ein Quecksilbertropfen Verwendung finden.
Diese in einem wasserdichten Gehäuse 7 untergebrachten Teile 1,2 und 6, die mit dem Gehäuse 7 die Meßvorrichtung A bilden, verbleiben ständig im Bohrrohr und wandern mit diesem nach vorn ; sie erlauben eine fortlaufende Messung, ohne dazu jeweils ausgebaut werden zu müssen. Jede Phasenverschiebung entfällt. Über Tage bzw. im Schacht, d. h. außerhalb des Bohrrohres, ist ein Regelwiderstand 8 in Verbindung mit einem Galvanometer 9 angeordnet (Anzeigegerät B), das im Stromkreis einer

zwischen Kontaktschiene 2 und dem Regelwiderstand 8 vorgese-

CD L, rgese-

henen Meßbrückenleitung 10 liegt. Meßwiderstand 1 und Regelwiderstand 8 sind parallel geschaltet und durch eine Plusleitung 11 und eine Minusleitung 12 miteinander verbunden, die mit Gleichstrom, beispielsweise aus einer 6-oder 12-Voltbatterie gespeist werden. ~Das Anzeigegerät B über Tage und die Meßvorrichtung A im Bohrrohr sind durch ein dreiadriges Kabel C verbunden, das Plusleitung, Minusleitung und Meßbrückeleitung umfaßt. Es fließt nun in der Meßbrückenleitung über das Galvanometer solange Strom, bis man am Regelwiderstand das gleiche Verhältnis der Abschnitte abgegriffen hat, wie es durch die Metallkugel 6 am Meßwiderstand 1 gebildet worden ist. Bei einem gleichen Verhältnis der Widerstände läßt sich also bei einer Stromstärke = Null die jeweilige Lage der Metallkugel und damit eine etwaige Abweichung der Bohrrichtung von der Horizontalen feststellen bzw. die Neigung des Bohr-

kopfes bzw. Bohrrohres laufend am Regelwiderstand verfolgen.

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Da es sich um eine sogenannte Nullstrommessung handelt, bei der also gemessen wird, wenn kein Strom fließt, ist die Einrichtung unabhängig von der Bohrrohrlänge bzw. der dadurch bedingten Kabellänge und damit den Leitungswiderständen.
Außerdem kann bei Verwendung eines entsprechenden Meßinstrumentes mit verhältnismäßig niedrigen Spannungen gearbeitet werden, ohne daß darunter die Meßgenauigkeit leidet.
Nach Beendigung der Bohrung wird die Meßvorrichtung A mit dem Kabel C aus dem bohrrohr gezogen, damit beim nachfolgenden Lösen des Spülgestänges das Kabel nicht beschädigt werden kann.

Claims

Schutzansprüche 1. Vorrichtung zur fortlaufenden Messung der'Abweichung eiher von einem vertikalen Brunnenschacht aus vorgetriebenen horizontalen Bohrung von der Horizohtalen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßwiderstand (1) und eine paral-'lel dazu mit Abstand angeordnete Kontaktschiene (2) in einem wasserdichten Gehäuse (7) untergebracht und mit diesem in das Bohrrohr außerhalb des Spülgestänge kurz hinterdem Bohrkopf gleichachsig zur Bohrrichtung eingebaut sind, wobei Meßwiderstand und Kontaktschiene beide eine gleichartige Krümmung aufweisen, deren Krümmung-. radien in jedem Punkte lotrecht zur Bohrachse stehen und in jedem Punkte gleich und damit Meßwiderstand und Kontaktschiene völlig parallel zueinander angeordnet sind und zwischen beiden eine freibewegliche, einen Kontakt bildende elektrisch leitende Metallkugel oder ein Quecksilbertropfen (6) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über Tage bzw. im Schacht, d. h. außerhalb des Bohrrohres, ein Regelwiderstand (8) in Verbindung mit einem im Stromkreis einer zwischen Kontaktschiene (2) und dem Regelwiderstand (8) vorgesehenen Meßbrückenleitung (10) liegenden Galvanometer (9) angeordnet ist, wobei Meßwiderstand (1) und Regelwiderstand (8) parallel geschaltet und durch eine mit Gleichstrom, beispielsweise aus einer 6-oder 12-Voltbatterie. gespeisten Plusleitung (11) und einer Minusleitung (12) miteinander verbunden sind.