DE19509122B4 - Seismisches Impulsgerät - Google Patents

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DE19509122B4 DE1995109122 DE19509122A DE19509122B4 DE 19509122 B4 DE19509122 B4 DE 19509122B4 DE 1995109122 DE1995109122 DE 1995109122 DE 19509122 A DE19509122 A DE 19509122A DE 19509122 B4 DE19509122 B4 DE 19509122B4
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Abstract

Seismisches Impulsgerät mit einem länglichen, in ein Bohrlocheinführbaren Gehäuse (1) mit einem unteren und einem oberen Ende, wobei im Bereich des unteren Endes ein elektrisch auslösbarer Energieträger (13) auf der Basis von Treibladungspulver sowie wenigstens eine Abströmöffnung (29) und im Bereich des oberen Endes eine Haltevorrichtung (9) sowie eine elektrische Kontakteinrichtung (23) vorgesehen sind und wobei im Gehäuse (1) eine Hülse (6) aus elastisch verformbarem Material angeordnet ist, die durch Verdrehen eines Handrades (8) stauchbar und damit in radialer Richtung zur Arretierung des Impulsgerätes im Bohrloch aufweitbar ist, so dass das Bohrloch abgedichtet wird.

Description

  • Es ist bekannt, seismische Impulse zu erzeugen, um Aussagen über flachgründige geologische Formationen in Tiefenbereichen bis zu einigen hundert Metern zu ermöglichen. Diese Impulse werden mit auf Fahrzeugen oder Selbstfahrlafetten montierten seismischen Anregungsquellen (Fallgewichte) oder durch Sprengungen erzeugt. Bei seismischen Messungen in dicht bebauten oder unwegsamen Gebieten können diese Energiequellen jedoch oft nicht eingesetzt, werden. Dadurch entstehen Lücken im Anregungsnetz, die z.B. bei Reflektionsmessungen unbedingt zu vermeiden sind. Das Anregungsnetz besteht dabei aus einer Vielzahl von Anregungspunkten, die sich je nach den Umständen der .zu untersuchenden Formationen z.B. in einem Abstand von 5, 10 oder auch 20 m voneinander befinden. Als Notbehelf wird in derartigen Fällen die Anregung an jedem Anregungspunkt nacheinander mit einem 10 kg Hammer vorgenommen, dessen Energie jedoch zumeist, insbesondere bei ,, der Reflektionsseismik, zu gering ist.
  • DE 26 21 782 C2 betrifft einen Druckimpulsgenerator bzw. Details zum Führen eines Druckgases. Die Impulsquelle ist Gas, welches unter sehr hohem Druck steht, wobei derartige Vorrichtungen auch als „Airgun" bezeichnet werden. Die Freigabe des unter hohem Druck stehenden Gases erfolgt mittels eines elektrisch betätigbaren Solenoidventils. Der Einsatz erfolgt in sehr tiefen, engen Bohrlöchern. Derartige Vorrichtungen werden im Bereich der Tiefbohrtechnik und der Prospektion eingesetzt.
  • Geophysics, Vol. 52, Nr. 7, July 1987, Seiten 985 – 987, betrifft eine Schussanordnung, die mit üblicher Gewehrmunition geladen wird. Derartige Schussanordnungen haben den Vorteil, dass sie ohne spezielle Sprenggenehmigungen betrieben werden können. Problematisch kann allenfalls das Beschaffen einer entsprechenden Gewehrmunition werden. Zum Einbringen von Energie in den Untergrund wird entweder direkt auf den Boden geschossen oder vorzugsweise ein Bohrloch in den Boden eingebracht, in welches die Schussanordnung gesteckt wird. Zum Zünden dient entweder ein mit Hammer betätigter Schlagbolzen oder ein elektronischer Zündmechanismus. Da es sich um sehr geringe Energien handelt, findet bei derartigen Anordnungen üblicherweise kein Rückstoß statt, der zu einem kritischen Auswurf von Lockermaterial und dergleichen aus dem Bohrloch führt.
  • Ziel der Untersuchungen mit Eindringtiefen der seismischen Wellen von wenigen Metern bis zu wenigen zehner Metern sind dabei oberflächennahe Strukturen, insbesondere mit Blick auf das Auffinden von Grundwasser, ehemaligen und zwischenzeitlich verdeckten Mülldeponien und kritischen Strukturen im Bereich von Bauland.
  • DE 42 07 192 C2 betrifft einen Spannmechanismus zum Befestigen von Geophonen in einem Bohrloch. Dabei handelt es sich um ein verrohtes Bohrloch im Bereich von tiefen Ölbohrungen bzw. Prospektionsbohrungen. Insbesondere soll mit der Geophonanordnung parallel zu dem Bohrbetrieb eine seismische Prospektion durchgeführt werden können. Bei Bohrlöchern im aktiven Zustand ist es erforderlich, dass auch beim Stillstand des eigentlichen Bohrbetriebes die Bohrspülung kontinuierlich fließt, um ein Absinken von Schwebstoffen auf den im Bohrloch befindlichen Bohrkopf und damit ein Festsetzen von diesem zu vermeiden. Entsprechend handelt es sich bei dem Spannmechanismus zum Befestigen von den Geophonen um ein drahtartiges Gestänge mit möglichst wenig Oberfläche, welche den Fluss der Spülung von unterhalb der Spannanordnung durch diese nach oben hinaus behindern kann. Es handelt sich somit um einen das Bohrloch nicht verschließenden Spannmechanismus.
  • Aus US 4,867,266 ist eine zylindrische seismische Quelle für flache Bohrlöcher mit mehreren in Reihe anbringbaren Ladungen bekannt, wobei die mehreren Ladungen nacheinander gezündet werden sollen. Dabei haben die einzelnen Elemente der seismischen Quelle an ihrer oberen Seite ein Innengewinde zum Einschrauben weiterer Quellen oder eines Betätigungsgestänges. Als Treibmittel dient ein explosives Pulver, welches gemäß einzelnen Ausführungsformen auch elektrisch zündbar ist. Um einen möglichen Auswurf von Material aus dem Bohrloch bei der Sprengung zu vermeiden weist das Betätigungsgestänge, welches übrigens einen Handgriff aufweist, einen Kunststoff- oder Gummiflansch auf, der das Bohrloch großflächig überdeckt. Dies dient insbesondere zum Verhindern möglicher Verletzungen von Personen im Umfeld im Fall eines Auswurfs.
  • Aus DE 37 37 462 A1 ist ein Stopfen für eine Gebirgsverfestigung bekannt. Dieser Stopfen weist einen Spannmechanismus zum vorübergehenden Festlegen in dem Bohrloch auf, wobei ein aufblähbarer Körper mit einem Kunstharz oder dergleichen aufgefüllt wird, so dass der aufblähbare Körper das Bohrloch abdichtet. Hierbei handelt es sich um eine Technologie, wie sie im Bereich der Bergsicherung im Tunnelbau und im Bergbau vorgenommen wird.
  • Aus US 5,109,946 A ist eine seismische Energiequelle für Bohrlöcher bekannt, wobei die seismische Energiequelle beidseitig mit Packern umgeben ist. Der Einsatzbereich sind wiederum verrohrte Bohrlöcher im Öl- und Gasbereich. Um eine Beschädigung des Bohrloches zu vermeiden, wird bei derartigen Verfahren eine Vibrationsquelle verwendet. Derartige Vibrationsquellen senden durch eine Vibration mit zunehmender und wieder abnehmender Frequenz seismische Energie in den umliegenden Untergrund ein. Diese Energie ist dabei relativ schwach, so dass ein Energieverlust durch eine Übertragung in der Spülflüssigkeit zu vermeiden ist. Entsprechend sind die beiden Packer zum Abdichten des Bohrloches oberhalb bzw. unterhalb der Energiequelle vorgesehen. Hier handelt es sich somit um eine spezielle Anordnung im Bereich der Tiefbohrtechnik, wobei von einem flüssigkeitgefüllten Bohrloch zwingend auszugehen ist.
  • Geophysics, Vol. 58, Nr. 10, October 1993, Seiten 1511 – 1516 betrifft eine vielseitig verwendbare Schussquelle für Ingenieur- und Grundwasser-Seismik. In einem Gehäuse wird eine Schwarzpulver-Patrone austauschbar eingesetzt. Zum Zünden weist das Gehäuse außerdem einen elektrischen Zündmechanismus auf. Zum Herablassen des Gehäuses in ein Bohrloch, in welchem das Schwarzpulver zum Erzeugen seismischer Wellen gezündet wird, weist das Gehäuse rückseitig ein stabiles Befestigungskabel sowie zum Auslösen der Zündungen ein elektrisches Kabel auf. Befestigungsmechanismen zum Arretieren des Gehäuses im Bohrloch fehlen bei dieser Schussanordnung.
  • US 3,939,771 betrifft eine seismische Ladungsquelle, bei der in einem vorderseitigen Gehäuseabschnitt eine austauschbare explosive Ladung einsetzbar ist. Zum Zünden dient ein elektrischer Zündmechanismus, welcher mit einem Zündkabel verbunden ist. Außerdem sind an dem Gehäuse Spangen zum Festklemmen des Gehäuses derart angeordnet, dass die Spangen sich in rückwärtiger Richtung gegen eine Bohrlochwandung spreizen. Dies verhindert einen Auswurf des Gehäuses durch einen Rückstoß beim Zünden der Ladung. Zum Herablassen des Gehäuses mit der Ladung in ein Bohrloch dient ein massives Gestänge.
  • Es bestand daher die Aufgabe, ein alternatives Gerät anzugeben, mit dem die vorgenannten Lücken im Anregungsnetz in unwegsamen oder dicht bebauten Messgebieten geschlossen werden können. Dies ist insbesondere dort der Fall, wo keine Befahrung des Messgebietes mit auf Fahrzeugen oder Selbstfahrlafetten montierten seismischen Anregungsquellen möglich ist, wo keine Reststoffe im Boden verbleiben dürfen und wo die behördliche Genehmigung der Anregung durch kleine Sprengungen auf Schwierigkeiten stößt. Insbesondere soll das Gerät neben einer Arretierung im Bohrloch auch eine Verhinderung von Auswurf ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird mit dem seismischen Impulsgerät entsprechend dem Anspruch 1 gelöst. Danach weist das Impulsgerät insbesondere ein längliches, in ein Bohrloch einführbares Gehäuse mit einem unteren und einem oberen Ende auf, wobei im Bereich des unteren Endes ein elektrisch auslösbarer Energieträger auf der Basis von Treibladungspulver sowie wenigstens eine Abströmöffnung und im Bereich des oberen Endes eine Haltevorrichtung sowie eine elektrische Kontakteinrichtung vorgesehen sind, wobei der Energieträger mit der Kontakteinrichtung elektrisch leitend verbindbar ist. Dieses Gerät ist leicht zu handhaben und tragbar. Es wird in Bohrlöchern eingesetzt, deren Durchmesser im Hinblick auf eine gute Ankoppelung der mittels des Energieträgers erzeugten Druckwelle bevorzugt nur wenig größer ist als der Außendurchmesser des Impulsgerätes, das zumindest im Bereich des unteren Gehäuseendes zylindrisch ist. Die Bohrlochtiefe ist abhängig von den Bedingungen der zu untersuchenden Formationen an den Ausgangspunkten. Bevorzugt wird eine Tiefe von 0,3 bis 1 m, insbesondere 0,5 bis 0,7 m.
  • Der Energieträger ist keine Sprengladung mehr, sondern eine Ladung aus Treibladungspulver. Dessen Abbrand erzeugt Druckgas, mit dem die gewünschte Druckwelle zur Anregung erzeugt wird. Die elektrische Auslösung des Energieträgers (Treibkartusche) ist nur mittels, einer Zündmaschine möglich. Zeitgleich mit der Auslösung des Energieträgers wird das Meßerfassungsgerät für die aufzunehmenden Schwingungen gestartet. Dies erfolgt durch eine Kabelverbindung zwischen dem Impulsgerät bzw. der Zündmaschine und dem Meßerfassungsgerät. Statt einer Kabelverbindung kann auch eine Funkübertragung vorgesehen werden. Damit ist eine exakte Reproduzierbarkeit des Zündzeitpunktes bei Folgeschüssen an den verschiedenen Anregungspunkten möglich. Die Streuung ist kleiner als 1 ms, so daß bei der Stapelung von seismischen Signalen der verschiedenen Anregungspunkte eine einwandfreie Auswertung möglich ist.
  • Mit diesem seismischen Impulsgerät ist es möglich, die vorgenannten Lücken im Anregungsnetz zu schließen und den geforderten Umwelt-, Sicherheits- und Genauigkeitsaspekten, Rechnung zu tragen.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist entsprechend Anspruch 2 vorgesehen, den unteren Bereich des Gehäuses als mit dessen übrigen Teil verbindbares Endrohr auszubilden, das ein Kartuschenlager für die Aufnahme des Energieträgers, eine Düse und einen Expansionsraum mit der Abströmöffnung für das Druckgas aufweist. Dieses Endrohr mit integriertem Kartuschenlager und Düse stellt eine separate Baueinheit dar, die im Bedarfsfalle in einfacher Weise gegen eine neue austauschbar ist. Die axial gerichtete Düse verbindet das Kartuschenlager mit dem Expanisonsraum, in dem sich die Druckwelle ausbildet.
  • Eine besonders vorteilhafte elektrische Verbindung zur Auslösung des Energieträgers ist entsprechend. Anspruch 3 dadurch möglich, daß das Endrohr zusammen mit einem mit ihm verbindbaren elektrischen Verschlußkopf einen Gasgenerator bildet, wobei der Verschlußkopf mit dem übrigen Teil des Impulsgerätes verbunden ist und eine Kontaktierung zur elektrisch leitenden Verbindung des Energieträgers mit der Kontakteinrichtung am oberen Ende des Gehäuses aufweist. Die Verbindung zwischen dem Endrohr und dem Verschlußkopf ist lösbar, um die Treibkartusche in das Kartuschenlager einführen bzw. nach deren Zündung die Reste der Kartusche aus dem Lager entfernen zu können. Die Verbindung kann grundsätzlich nach Art eines Bajonettverschlusses ausgebildet sein. Im Hinblick auf die Verschmutzung bei der Benutzung im Gelände und der Handhabung mit Handschuhen wird jedoch statt dessen vorzugsweise eine Schraubverbindung mit einem groben Gewinde und nur wenigen Umdrehungen vorgesehen. Damit ist auch unter ungünstigen Umständen eine einfache Handhabung des Impulsgerätes bei den Folgeschüssen möglich.
  • Die Abströmöffnung für das Druckgas kann grundsätzlich am stirnseitigen Ende des unteren Bereiches des Gehäuses des Impulsgerätes vorgesehen werden. Bevorzugt wird jedoch eine radiale Anordnung der wenigstens einen Abströmöffnung, um eine radiale Gasführung zu erreichen und dadurch eine axiale Bewegung des Gerätes im Bohrloch zu verhindern. Entsprechend Anspruch 4 sind zwei oder mehr radiale Abströmöffnungen vorgesehen, die gleichmäßig über den Umfang des Endrohres verteilt sind. Wie bereits vorstehend angegeben, erzeugt der Gasgenerator durch den Abbrand von Treibladungspulver Druckgas. Dabei ist in einer bevorzugten Ausführungsform die Konfiguration von Energieträger, Kartuschenlager und Expansionsraum so festgelegt, daß ein Gasdruck in der Größenordnung von etwa 2000 bar erzeugt wird. Die hochgespannten Gase strömen aus dem Expansionsraum über die vorzugsweise vier radialen Abströmöffnungen direkt auf die umgebende Bohrlochwand. Dieser Vorgang ist nach ca. 0,3 ms abgeschlossen. Diese kurzzeitige Expansion erzeugt die gewünschte Druckwelle zur seismischen Anregung.
  • Gemäß Anspruch 5 ist vorgesehen, das Gehäuse mit einem zentralen Aufnahmerohr zu versehen, das den Gasgenerator. mit der Haltevorrichtung am oberen Gehäuseende verbindet und durch das die elektrischen Zuleitungen vom Verschlußkopf zur Kontakteinrichtung an der Haltevorrichtung geführt sind. Die elektrischen Zuleitungen sind je mit einer Isolierung versehen, um einen Kontakt untereinander und/oder mit dem metallischen Aufnahmerohr zu vermeiden. Das Aufnahmerohr kann dabei direkt mit dem Verschlußkopf verbunden sein oder indirekt über ein Adapterrohr, das mit dem Verschlußkopf mit Hilfe von z.B. drei Gewindestiften fest verbunden und in das das Aufnahmerohr mit seinem unteren Ende eingeschraubt ist.
  • In vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist gemäß Anspruch 6 vorgesehen, auf das Aufnahmerohr eine Hülse (Manschette) aus elastisch verformbarem Material aufzuschieben, die mittels eines auf dem Aufnahmerohr durch Verdrehen axial verschiebbaren Handrades stauchbar und damit in radialer Richtung zur Arretierung des Impulsgerätes im Bohrloch aufweitbar ist. Der Außendurchmesser der Hülse irn entspannten Zustand ist gleich oder geringfügig größer als der Außendurchmesser des Endrohres bzw. des Gasgenerators. Dementsprechend ist der Außendurchmesser des Aufnahmerohres kleiner, so daß die Hülse eine hinreichende Wanddicke aufweist, um einwandfrei gestaucht und damit an die Bohrlochwand angedrückt werden zu können. Die Manschette ist bevorzugt aus Gummi, kann aber auch aus einem anderen elastischen Material sein. Auf diese Weise wird nicht nur eine Arretierung des Gerätes im Bohrloch erreicht, sondern zusätzlich eine Verringerung bzw. Unterdrückung des Luftschalls (Schallemission an die Oberfläche) erreicht, der ansonsten von den Geophonen aufgenommen und bei vielen Seismogrammen, besonders bei der Bearbeitung flachgründiger Objekte, stören würde. Ein weiterer Vorteil dieser integrierten stauchbaren Hülse ist, daß durch die Abdichtung des Bohrloches eine noch bessere Ankoppelung für die Energieübertragung erreicht wird, so daß eine geringere Menge an Treibladungspulver für den gleichen Effekt ausreichend ist.
  • Die axiale Verschiebung des Handrades in Relation zum Aufnahmerohr wird in bekannter Weise dadurch erreicht, daß im Bereich des oberen Endes des Aufnahmerohres ein Schraubgewinde vorgesehen ist, das mit einem entsprechenden Gegengewinde im Handrad zusammenwirkt. Um diese Wirkung mit der aufweitbaren Hülse auch bei nicht so tiefen Bohrlöchern zu erreichen und die Ankoppelung für die Energieübertragung noch weiter zu verbessern, erweist es sich als vorteilhaft; gemäß Anspruch 7 die Hülse möglichst tief, d.h. nahe dem Verschlußkopf bzw. Gasgenerator anzuordnen. Dabei ist dann weiterhin vorgesehen, zwischen der Hülse und dem Handrad ein Distanzrohr mit je einer Druckscheibe an den beiden Enden anzuordnen, so daß sich das Handrad nahe der Halteeinrichtung am oberen Ende des Impulsgerätes befindet. Nach Anspruch 8 weisen die Druckscheiben eine zentrale Öffnung auf, so daß das Distanzrohr koaxial zum Aufnahmerohr ' angeordnet und relativ zu diesem mit Hilfe des verdrehbaren Handrades axial verschiebbar ist.
  • Im Hinblick auf die erleichterte Austauschbarkeit der Hülse bzw. Manschette ist es gemäß Anspruch 9 vorteilhaft, die Haltevorrichtung mit integrierter elektrischer Kontaktein richtung und das obere Ende des Aufnahmerohres so auszubilden, daß die Haltevorrichtung einfach auf das Aufnahmerohr aufsteckbar und z.B. mittels radialer Gewindestifte an diesem befestigbar bzw. umgekehrt lösbar und herabnehmbar ist. Die Kontakteinrichtung ist dabei vorteilhafterweise so ausgebildet, daß sie zwei federbelastete Kontaktbolzen aufweist, die im aufgesteckten Zustand der Haltevorrichtung automatisch an den Gegenkontakten der beiden elektrischen Zuleitungen vom Verschlußkopf zur Anlage kommen.
  • Das erfindungsgemäße seismische Impulsgerät ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel in zum Teil schematischer Darstellung gezeigt und wird anhand dessen. nachstehend näher erläutert. Es zeigen jeweils im Längsschnitt
  • l das Impulsgerät im verkleinerten Maßstab,
  • 2 den Gasgenerator und
  • 3 einen Ausschnitt der Haltevorrichtung mit integriertem Kontaktteil in vergrößertem Maßstab.
  • Das seismische Impulsgerät gemäß l weist das langgestreckte im wesentlichen zylindrische Gehäuse 1 auf, das aus einzelnen Komponenten zusammengesetzt ist. Dabei handelt es sich insbesondere um das hohlzylindrische Endrohr 2, den elektrischen Verschlußkopf 3, das Adapterrohr 4, das Aufnahmerohr 5, die Hülse 6, das Distanzrohr 7, das Handrad 8 und die Haltevorrichtung 9. Das Endrohr 2 weist den Einsatzkörper 10 auf, der mit seinem oberen Ende 10' aus dem Endrohr 2 herausragt und in diesem Bereich mit einem groben Schraubgewinde mit maximal vier Windungen versehen ist., Der Verschlußkopf 3 weist in seinem unteren Bereich eine dem Ansatz 10' korrespondierende Ausnehmung 11 auf, die mit einem korrespondierenden groben Innengewinde versehen ist, so daß das Endrohr 2 mit dem Verschlußkopf 3 von Hand durch Verschrauben verbunden und auch wieder getrennt werden kann. Im getrennten Zustand wird in das Kartuschenlager 12 der als Treibkartusche ausgebildete Energieträger 13 (in der Ansicht gezeigt) eingeführt. Anschließend daran wird das Endstück 2 mit dem Verschlußkopf 3 verschraubt und die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Energieträger 13 und der nur schematisch angedeuteten Kontaktierung 14 im Verschlußkopf 3 hergestellt. Einzelheiten der Kontaktierung 14 sind in der 2 gezeigt.
  • Mit dem Verschlußkopf 3 ist das Adapterrohr 4 fest verbunden, beispielsweise mittels drei gleichmäßig über den Umfang verteilten Gewindestiften 15. An seinem oberen Ende ist das Adapterrohr 4 mit einem verdickten Boden 4' mit der zentralen Bohrung 16 versehen, in welche das Aufnahmerohr 5 mit seinem unteren Ende eingeschraubt ist. Auf das Aufnahmerohr 5 sind die Hülse 6 und das Distanzrohr 7 mit den Druckscheiben 17 und 18 aufgeschoben. Aus zeichentechnischen Gründen sind hier sowohl die Hülse 6 als auch das Distanzrohr 7 im verkürzten Zustand gezeigt. In seinem oberen Bereich ist das Aufnahmerohr 5 mit dem Schraubgewinde 19 versehen, das zur Aufnahme der Nabe 8' des Handrades 8 mit der Gleitscheibe 8'' und den Griffbolzen 20 dient. Das obere Ende des Aufnahmerohres 5 ist glattzylindrisch ausgebildet. Auf dieses ist die Haltevorrichtung 9 mit ihrem Zentralkörper 21 aufgesteckt und mittels der radialen Gewindestifte 22 einfach lösbar fixiert. In den Zentralkörper 21 ist das in der Ansicht gezeigte Kontaktteil 23 integriert. Dieses ermöglicht über die durch das Aufnahmerohr 4 hindurchgeführten beiden Zuleitungskabel 32 die elektrisch leitende Verbindung zum Verschlußkopf 3.
  • Der Gasgenerator 24 gemäß 2 weist das Endrohr 2 und den elektrischen Verschlußkopf 3 auf, die beide über das Schraubgewinde 25 lösbar miteinander verbunden sind. Im Endrohr 2 ist der Einsatzkörper 10 angeordnet, der mit seinem oberen Ansatz 10' in die Ausnehmung 11 des Verschlußkopfes 3 hineinragt. Der Einsatzkörper 10 weist das koaxial angeordnete Kartuschenlager 12 auf, das zur Aufnahme des Energieträgers 13 dient. Im Einsatzkörper 10 ist weiterhin in Fortsetzung des Kartuschenlagers 12 die zentrale axiale Düse 26 ausgebildet. Der Einsatzkörper 10 ist mit dem Endrohr 2 verbunden, beispielsweise mittels drei gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordneten Gewindestiften 27. An die Düse 26 schließt .sich nach unten der Expansionsraum 28 mit den vier radialen Abströmöffnungen 29 an. In der Bodenwand 30 des Endrohres 2 ist die im Vergleich zu den Abströmöffnungen 29 kleine Öffnung 31 ausgebildet, um nach erfolgter Auslösung des in der Ansicht gezeigten Energieträgers 13 und Abschrauben des Endrohres 2 mit Hilfe eines durch die Öffnung 31 eingeführten sogenannten Ausstoßers erforderlichenfalls das Kartuschenlager 12 reinigen zu können. In dem Verschlußkopf 3 ist die elektrische Kontaktierung 14 vorgesehen. Diese weist den im Verschlußkopf 3 elektrisch isoliert angeordneten axialen federbelasteten Kontaktbolzen 34 auf, der mit seiner Spitze 34' gegen das nicht gezeigte elektrische Anzündelement in der metallischen Bodenkappe 13' des Energieträgers 13 gedrückt wird. An seinem anderen Ende ist der Kontaktbolzen 34 mit einer der beiden Zuleitungen 32 verbindbar. In den Verschlußkopf 3 ist weiterhin die Kontaktschraube 35 eingedreht, um den Massekontakt über die Bodenkappe 13 zu dem elektrischen Anzündelement herzustellen. An die Kontaktschraube 35 wird die andere Zuleitung 32 angeschlossen.
  • In 3 ist der obere Teil des seismischen Impulsgerätes gezeigt, bei dem auf das obere Ende 36 des Aufnahmerohres 5 der Zentralkörper 21 der Haltevorrichtung 9 mit den angedeuteten Griffbolzen 33 aufgesteckt und mit dem Aufnahmerohr 5 lösbar verbunden, beispielsweise mittels der beiden gezeigten Gewindestifte 22, ist. An den Zentralkörper 21 angesetzt und mit diesem durch drei Zylinderschrauben 37 verbunden ist das integrierte Kontaktteil (Adapter) 23 aus elektrisch nichtleitendem Material, z.B. einem thermoplastischem Kunststoff wie etwa Polypropylen. In diesem Kontaktteil sind die beiden elektrisch leitenden Kontaktbolzen 38 verschiebbar angeordnet, die mittels der in Kontaktbolzen 38 verschiebbar angeordnet, die mittels der in das Kontaktteil 23 eingeschraubten elektrisch leitenden Kontakthülsen 39 und vorgespannten Druckfedern 40 an die hier als Kerbnagel ausgeführten Gegenkontakte 41 der Zuleitungen 32 selbsttätig angedrückt werden. Die abisolierten Enden der Zuleitungen 32, die an die Gegenkontakte 41 angeschlossen sind, sind durch die elektrische Isolierung 42 hindurchgeführt. Die Gegenkontakte 41 sind im Zentralkörper 21 angeordnet und hier mittels der Isolierung 42 fixiert. Zum Anschluß an die Zündmaschine werden entsprechende Kontaktstifte in die Kontakthülsen 39 eingesteckt, womit dann die elektrisch leitende Verbindung zum Energieträger 13 hergestellt ist.
  • Dieses Impulsgerät weist in der Praxis z.B. eine Länge von ca. 1,3 m, einen Außendurchmesser von ca. 50 mm und ein Gewicht von ca . 10 kg auf . Das Gerät ist für die rauhe und schmutzige Handhabung in den Meßgebieten robust ausgeführt. Die einzelnen metallischen Teile sind möglichst rostfrei, z.B. rostfreier Stahl, ausgeführt bzw. mit einem entsprechenden Oberflächenschutz, beispielsweise durch galvanische Oberflächenbeschichtung, versehen. Es zeichnet sich insbesondere durch seine robuste Ausführung für den Geländebetrieb, das geringe Transportgewicht, die einfache Handhabung, die leichte Zerlegbarkeit für die Reinigung, den geringen logistischen und genehmigungsrechtlichen Aufwand bei Beschaffung, Transport und Betrieb, die gute Umweltverträglichkeit (im Boden verbleiben keine Rückstände) und die elektrische Auslösung (Funktionskontrolle des Energieträgers vor der Auslösung und Triggerung des Auslösesignals bei Zündung) aus.
  • Das vorbereitete Bohrloch soll in diesem Fall einen Durchmesser von 55 bis 60 mm aufweisen und zwischen 0, 3 und 1 m tief sein. Nach Einführen des Energieträgers 13 in das Endrohr 2 wird, dieses bis zum festen Andruck in den Verschlußkopf 3 eingeschraubt. Das Impulsgerät wird danach in das vorgefertigte Bohrloch eingeführt. Der sogenannte Packer, im wesentlichen bestehend aus dem als "Anschlag" wixkenden Adapterrohr 4, dem Aufnahmerohr 5, der Hülse 6, dem Distanzrohr 7 und dem Handrad 8, wird dann betätigt, indem das Handrad 8 im Uhrzeigersinn gedreht und dadurch die Gummihülse 6 zwischen dem Adapterrohr 4 und dem Distanzrohr 7 gespannt wird. Die Gummihülse 6 hat in diesem Fall im ungespannten Zustand einen Außendurchmesser von 52 mm, einen Innendurchmesser von 22 mm und eine Länge von 150 mm. Damit kann ein Bohrloch bis zu einem Durchmesser von ca. 6S mm sicher abgedichtet werden. Durch Hebeversuche wird überprüft, ob das Impulsgerät im Bohrloch fest arretiert ist. Die Funktionsbereitschaft kann durch Messen des Widerstandes mit einem bekannte Zündkreisprüfgerät festgestellt werden. Durch Kontaktierung mit der Zündmaschine wird die Funktionsbereitschaft hergestellt..
  • Nach erfolgter Zündung wird der Packer gelöst, indem das Handrad 8 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht und damit die Hülse 6 entspannt wird. Das Impulsgerät wird dann aus dem Bohrloch herausgezogen. Das Endrohr 2 wird vom Verschlußkopf 3 abgeschraubt und mittels des Ausstoßers die leere Kartusche 13 von unten durch das Bodenloch 31 ausgestoßen und zur Entsorgung gesammelt.

Claims (4)

  1. Seismisches Impulsgerät mit einem länglichen, in ein Bohrloch einführbaren Gehäuse (1) mit einem unteren und einem oberen Ende, wobei im Bereich des unteren Endes ein elektrisch auslösbarer Energieträger (13) auf der Basis von Treibladungspulver sowie wenigstens eine Abströmöffnung (29) und im Bereich des oberen Endes eine Haltevorrichtung (9) sowie eine elektrische Kontakteinrichtung (23) vorgesehen sind und wobei im Gehäuse (1) eine Hülse (6) aus elastisch verformbarem Material angeordnet ist, die durch Verdrehen eines Handrades (8) stauchbar und damit in radialer Richtung zur Arretierung des Impulsgerätes im Bohrloch aufweitbar ist, so dass das Bohrloch abgedichtet wird.
  2. Impulsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Bereich des Gehäuses (1) als mit dem übrigen Teil des Gehäuses (1) verbindbares Endrohr (2) ausgebildet ist, das ein Kartuschenlager (12) für die Aufnahme des Energieträgers (13), eine Düse (26) und einen Expansionsraum (28) mit der Abströmöffnung (29} aufweist.
  3. Impulskartusche nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Endrohr (2) zusammen mit einem mit ihm verbindbaren elektrischen Verschlußkopf (3) einen Gasgenerator (24) bildet, wobei der Verschlußkopf (3) mit dem übrigen Tel des Gerätes (1) verbunden ist und eine Kontaktierung (14) zur elektrisch leitenden Verbindung des Energieträgers (13) mit der Kontakteinrichtung (23) aufweist.
  4. Impulsgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr radiale Abströmöffnungen (2S) gleichmäßig über den Umfang des Endrohres (2) verteilt vorgesehen sind.
DE1995109122 1995-03-17 1995-03-17 Seismisches Impulsgerät Expired - Lifetime DE19509122B4 (de)

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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6263283B1 (en) * 1998-08-04 2001-07-17 Marathon Oil Company Apparatus and method for generating seismic energy in subterranean formations
US6419044B1 (en) 1999-04-20 2002-07-16 Schlumberger Technology Corporation Energy source for use in seismic acquisitions
DE102007060264A1 (de) 2007-12-14 2009-06-18 GeoForschungsZentrum Potsdam Stiftung des öffentlichen Rechts Impulsgenerator, insbesondere zur Anregung seismischer Wellen
ITCA20120006A1 (it) * 2012-05-31 2013-12-01 Univ Cagliari Sorgente sismica da pozzo
US10247837B2 (en) 2017-02-27 2019-04-02 Explor Geophysical Ltd. Portable seismic survey device and method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3939771A (en) * 1974-06-03 1976-02-24 Mcreynolds Oliver B Seismic explosive charge loader and anchor
DE2621782C2 (de) * 1975-05-16 1988-04-07 Bolt Associates, Inc., Norwalk, Conn., Us
DE3737462A1 (de) * 1987-11-05 1989-05-18 Diehl Gmbh & Co Stopfen fuer die gebirgsverfestigung
US4867266A (en) * 1987-01-27 1989-09-19 Martin Philip N Seismic energy source
US5109946A (en) * 1991-04-11 1992-05-05 Omnitech Services Inc. Apparatus for pack-off locking of seismic energy source
DE4207192C2 (de) * 1991-03-11 1994-04-21 Inst Francais Du Petrole Verfahren und Vorrichtung zur Bohrlochprospektion mittels Schallwellen

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4324310A (en) * 1979-10-29 1982-04-13 Marathon Oil Company Seismic apparatus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3939771A (en) * 1974-06-03 1976-02-24 Mcreynolds Oliver B Seismic explosive charge loader and anchor
DE2621782C2 (de) * 1975-05-16 1988-04-07 Bolt Associates, Inc., Norwalk, Conn., Us
US4867266A (en) * 1987-01-27 1989-09-19 Martin Philip N Seismic energy source
DE3737462A1 (de) * 1987-11-05 1989-05-18 Diehl Gmbh & Co Stopfen fuer die gebirgsverfestigung
DE4207192C2 (de) * 1991-03-11 1994-04-21 Inst Francais Du Petrole Verfahren und Vorrichtung zur Bohrlochprospektion mittels Schallwellen
US5109946A (en) * 1991-04-11 1992-05-05 Omnitech Services Inc. Apparatus for pack-off locking of seismic energy source

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PULLAN, S.E, MACAULAY,H.A.: An in-hole shotgun source for engineering seismic surveys. In: Geophysics, Vol.52, No.7, July 1987, S.985-987 *
Slophysics, 1993, Band 58 (10) S. 1511-1516 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO1996029613A1 (de) 1996-09-26
AU5107196A (en) 1996-10-08
DE19509122A1 (de) 1996-09-19

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