DE202011107616U1

DE202011107616U1 - Device and lance device for pressing a borehole

Info

Publication number: DE202011107616U1
Application number: DE201120107616
Authority: DE
Original assignee: DIETRICH ERDWAERME GmbH; Dietrich Erdwarme GmbH
Current assignee: DIETRICH ERDWAERME GmbH; Dietrich Erdwarme GmbH
Priority date: 2011-11-04
Filing date: 2011-11-04
Publication date: 2011-11-23
Anticipated expiration: 2021-11-05

Abstract

Vorrichtung (22) zum Verpressen eines Bohrlochs (14) mit einer Suspension (94), mit einer mit einem Zuführschlauch (36) gekoppelten Lanzenvorrichtung (28) zum Einpressen der Suspension (94) in das Bohrloch (14), gekennzeichnet durch eine erste Drucksensoreinrichtung (30) zum Messen eines Drucks in dem Bohrloch (14), wobei die erste Drucksensoreinrichtung (30) an einem Kabelelement (32) angebracht und mittels des Kabelelements (32) in das Bohrloch (14) absenkbar ist, einer Durchflussmengenmesseinrichtung (52) zum Messen eines Durchflussmenge der Suspension (94) durch den Zuführschlauch (36) und einer ersten Tiefensensoreinrichtung (42) zum Messen einer Einbautiefe (40) der ersten Drucksensoreinrichtung (30) in dem Bohrloch (14).Device (22) for pressing a borehole (14) with a suspension (94), with a lance device (28) coupled to a feed hose (36) for pressing the suspension (94) into the borehole (14), characterized by a first pressure sensor device (30) for measuring a pressure in the borehole (14), wherein the first pressure sensor device (30) is attached to a cable element (32) and can be lowered into the borehole (14) by means of the cable element (32), a flow rate measuring device (52) for Measuring a flow rate of the suspension (94) through the feed hose (36) and a first depth sensor device (42) for measuring an installation depth (40) of the first pressure sensor device (30) in the borehole (14).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zum Verpressen eines Bohrlochs mit einer Suspension, mit einer mit einem Zuführschlauch gekoppelten Lanzenvorrichtung zum Einpressen der Suspension in das Bohrloch.According to a first aspect, the present invention relates to a device for pressing a well with a suspension, with a lance device coupled to a feed hose for injecting the suspension into the well.

Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Lanzenvorrichtung zum Verpressen eines Bohrlochs, mit einem Lanzenkopf, der einen rohrförmigen Basisabschnitt und einen sich verjüngenden Spitzenabschnitt aufweist, wobei der Lanzenkopf des Weiteren mindestens eine Zuführöffnung zum Zuführen einer Suspension in den Lanzenkopf und mindestens eine Austrittsöffnung zum Pressen der Suspension aus dem Lanzenkopf in das Bohrloch aufweist.The present invention further relates to a lance device for pressing a borehole, comprising a lance head having a tubular base section and a tapered tip section, the lance head further comprising at least one feed opening for feeding a suspension into the lance head and at least one exit opening for pressing the lance head Has suspension from the lance head in the hole.

Eine derartige Vorrichtung und eine derartige Lanzenvorrichtung sind beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2010 002 064 A1 bekannt.Such a device and such a lance device are for example from the document DE 10 2010 002 064 A1 known.

Der Begriff des Verpressens eines Bohrlochs meint das Verfüllen einer in einen Untergrund getriebenen vertikalen Bohrung mit sog. Zementationen bzw. Zuschlagstoffen, z. B. Sand, Kies oder schwere Suspensionen. Diese Stoffe werden im Folgenden allgemein als ”Suspension” bezeichnet.The term of pressing a borehole means the filling of a driven into a subsoil vertical bore with so-called cementations or aggregates, eg. As sand, gravel or heavy suspensions. These substances are referred to below generally as "suspension".

In neuerer Zeit werden beispielsweise zum Betreiben von Wärmepumpen zu Heiz- und Kühlzwecken eine Vielzahl von vertikalen Bohrungen in bebauten Gebieten durchgeführt. Hierbei wird eine vertikale Bohrung von beispielsweise 100 m in den Untergrund getrieben. In diese Bohrung wird ein Wärmerohr bzw. eine Erdwärmesonde eingeführt, durch das in einem Kreislauf eine Flüssigkeit als Energieträger zirkuliert. Auf diese Weise kann man sich die Erdwärme als Energielieferant zunutze machen. Nach dem Einbringen des Wärmerohrs müssen die vertikalen Bohrungen jedoch wieder verpresst werden. Dies dient nicht nur dazu, die Stabilität des Untergrunds wiederherzustellen, um das Rohr zu schützen und die geschaffene Öffnung zu verschließen, es dient auch der langfristigen Sicherung von Grundwasserhorizonten bzw. -niveaus sowie der thermischen Anbindung der Erdwärmesonde an das umliegende Gebirge.Recently, for example, to operate heat pumps for heating and cooling purposes, a variety of vertical holes in built-up areas are performed. In this case, a vertical bore of, for example, 100 m is driven into the ground. In this hole, a heat pipe or a geothermal probe is introduced through which circulates a liquid as an energy source in a circuit. In this way you can make use of the geothermal energy as an energy source. After inserting the heat pipe, however, the vertical holes must be pressed again. This not only serves to restore the stability of the subsoil to protect the pipe and close the created opening, it also serves to secure long-term water horizons and levels as well as the thermal connection of the geothermal probe to the surrounding mountains.

Hierbei auftretende Probleme können zum einen darin liegen, dass eine unter großem Druck stehende Grundwasserschicht angebohrt wird, so dass Grundwasser nach oben aus dem Bohrloch austritt. Noch gefährlicher kann jedoch sein, wenn das Bohrloch einer bestimmten Grundwasserschicht ermöglicht, nach unten in tiefer gelegene Hohlräume oder weitere, tiefer gelegene Grundwasserschichten abzufließen. Auf diese Weise können sich in Erdbereichen, aus denen die obere Grundwasserschicht abgeflossen ist, Hohlräume bilden, die das Absacken großer Erdareale nach sich ziehen können. Hierdurch kann es zu Beschädigungen von Gebäuden kommen. Letztlich kann das Grundwasser auch eine Ausdehnung bestimmter Gesteinsschichten bewirken, was Geländehebungen und wiederum Beschädigungen von Gebäuden nach sich ziehen kann.Problems that arise in this case may lie in the fact that a pressurized groundwater layer is drilled so that groundwater escapes upwards out of the borehole. However, it can be even more dangerous if the borehole of a certain groundwater layer allows it to drain down into deeper cavities or other, deeper groundwater layers. In this way, cavities can form in earth areas, from which the upper groundwater layer has drained off, which can lead to the sinking of large areas of earth. This can cause damage to buildings. Ultimately, the groundwater can also cause an expansion of certain rock strata, which can result in land elevation and in turn damage to buildings.

Zum Verpressen der Bohrlöcher kann man eine sog. Lanze bzw. Lanzenvorrichtung verwenden. Hierbei handelt es sich um einen Schlauch, an dessen Spitze sich ein sog. Lanzenkopf befindet. Der Lanzenkopf weist eine Öffnung auf. Über den Zuführschlauch wird der Lanzenkopf in das Bohrloch abgesenkt. Durch den Zuführschlauch wird nun die Suspension in den Lanzenkopf gepumpt. Durch die Austrittsöffnung des Lanzenkopfs tritt die Suspension unter hohem Druck in das Bohrloch ein und füllt dieses auf.For pressing the boreholes one can use a so-called lance or lance device. This is a hose at the top of which is a so-called lance head. The lance head has an opening. The lance head is lowered into the drilled hole via the feed hose. Through the feed tube, the suspension is now pumped into the lance head. Through the outlet opening of the lance head, the suspension enters the well under high pressure and fills it up.

Daher wurden im Stand der Technik Maßnahmen vorgeschlagen, wie das Bohrloch verpresst, d. h. mit einer Suspension gefüllt werden kann, um insbesondere das Verbinden unterschiedlicher Grundwasserleiter zu verhindern. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in der eingangs genannten Druckschrift DE 10 2010 002 063 A1 gezeigt. Derartige Vorrichtungen und Verfahren ermöglichen jedoch nicht, abschließend festzustellen, ob das Bohrloch tatsächlich sicher verpresst wurde. Des Weiteren besteht keine Möglichkeit zu erkennen, ob und in welcher Höhe Grundwasserschichten angebohrt wurden, und in welcher Höhe ggf. ein Grundwasserspiegel oder ein Suspensionsspiegel in dem Bohrloch steht.Therefore, measures have been proposed in the prior art as the well pressed, ie can be filled with a suspension, in particular to prevent the connection of different aquifers. Such a method is for example in the publication mentioned above DE 10 2010 002 063 A1 shown. However, such devices and methods do not allow to conclusively determine if the well has actually been securely crushed. Furthermore, there is no way of knowing whether and to what extent groundwater layers have been drilled, and what is the height, if any, of a groundwater level or a suspension level in the borehole.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt daher darin, derartige Vorrichtungen zum Verpressen eines Bohrlochs und Lanzenvorrichtungen zu verbessern.An object of the present invention is therefore to improve such devices for pressing a borehole and lance devices.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird daher vorgeschlagen, die eingangs genannte Vorrichtung zum Verpressen eines Bohrlochs dahingehend weiterzubilden, dass sie des Weiteren eine erste Drucksensoreinrichtung zum Messen eines Drucks in dem Bohrloch aufweist, wobei die erste Drucksensoreinrichtung an einem Kabelelement angebracht und mittels des Kabelelements in das Bohrloch absenkbar ist, des Weiteren eine Durchflussmengeneinrichtung zum Messen einer Durchflussmenge der Suspension durch den Zuführschlauch aufweist und letztlich eine erste Tiefensensoreinrichtung zum Messen einer Einbautiefe der ersten Drucksensoreinrichtung in dem Bohrloch aufweist.According to one aspect of the present invention, it is therefore proposed to further develop the above-mentioned device for pressing a borehole in that it furthermore has a first pressure sensor device for measuring a pressure in the borehole, wherein the first pressure sensor device is attached to a cable element and by means of the cable element in FIG the wellbore is lowerable, further comprising flow rate means for measuring a flow rate of the suspension through the delivery tubing and ultimately having a first depth sensor means for measuring a depth of installation of the first pressure sensor means in the wellbore.

Den Begriff ”Einbautiefe” benennt dabei fachsprachlich die Tiefe, in die die Drucksensoreinrichtung in das Bohrloch abgesenkt ist. Mittels der vorgeschlagenen Vorrichtung wird es möglich, zusammen mit der Lanzenvorrichtung eine Drucksensoreinrichtung in das Bohrloch abzusenken. Die Tiefe, in die die Drucksensoreinrichtung abgesenkt ist, ist aufgrund der ersten Tiefensensoreinrichtung erfassbar. Mittels des gemessenen Drucks wird es dadurch möglich, zunächst anhand des Drucks und der Tiefeninformation auf einen Grundwasserspiegel in dem Bohrloch zurückzuschließen und darauf aufbauend während des Einfüllens der Suspension den Suspensionsspiegel in dem Bohrloch zu ermitteln. Darüber hinaus kann über eine Beobachtung des Drucks darauf geschlossen werden, ob Suspension aus dem Bohrloch abfließt. Letztlich wird es so möglich, aus einem konstanten Druckverlauf darauf zu schließen, dass bis zu dem bekannten Spiegel bzw. Niveau der Suspension das Bohrloch sicher verpresst ist. Umgekehrt wird es dadurch möglich, aus einem Druckabfall oder einem beharrenden Druckanstieg bzw. in Bezug auf die Pumpmenge und die Geometrie des Bohrlochs nicht-linearen Druckanstieg auf abfließende Suspension zu schließen. Darüber hinaus ist man dazu in der Lage, sich von vorab als sicher verpresst bekannten Suspensionsspiegeln in dem Bohrloch dem Ort des Abflusses der Suspension zu nähern.The term "installation depth" designates technical language the depth into which the pressure sensor device is lowered into the borehole. By means of the proposed device it becomes possible, together with the lance device a Lower pressure sensor device into the borehole. The depth to which the pressure sensor device is lowered can be detected on the basis of the first depth sensor device. By means of the measured pressure, it is thereby possible first to deduce, based on the pressure and the depth information, on a groundwater level in the borehole and, based on this, to ascertain the suspension level in the borehole during the filling of the suspension. In addition, it can be concluded via an observation of the pressure on whether the suspension flows out of the borehole. Ultimately it becomes possible to conclude from a constant pressure curve that the borehole is reliably compressed up to the known level of the suspension. Conversely, this makes it possible to conclude from a pressure drop or a persistent increase in pressure or with respect to the pumping amount and the geometry of the borehole non-linear increase in pressure on effluent suspension. In addition, one is able to approach from previously known as sure compressed suspension levels in the well to the location of the outflow of the suspension.

So ermöglicht die vorgeschlagene Vorrichtung eine Überwachung des Verpressens von Bohrlöchern sowie das Erkennen von Verlusthorizonten, Klüften, Spalten und Hohlräumen, in die die in das Bohrloch einzubringende Suspension ablaufen kann. Auf diese Weise kann ein zielgerichteter Einsatz von Stopfmitteln wie Sanden, Kiesen und schwere Suspension erfolgen. Zur Bestimmung der Grundwasserspiegel kann auch eine Lokalisierung von unterschiedlichen Grundwasserspiegeln bzw. -potentialen in dem Bohrloch erfolgen. Unter Einsatz von dem Fachmann an sich bekannten Packersystemen kann darüber hinaus auch bei mehreren Grundwasserzutritten in das Bohrloch eine jeweilige Lokalisierung erfolgen und darauf aufbauend können Maßnahmen zu deren sukzessiver Abdichtung festgelegt werden. Durch eine Aufzeichnung der über die verschiedenen Sensoreinrichtungen erfassten Werte kann ein qualitativer und quantitativer Nachweis einer sicheren Verpressung des Bohrlochs gegenüber Auftragnehmern, Auftraggebern und Behörden erfolgen. All dies dient einer allgemeinen Qualitätssteigerung bei Verpressungen von Bohrlöchern. Nicht zuletzt kann auch wirksam das Entstehen von hydraulischen Kurzschlüssen, d. h. das Aufsteigen und Abfließen von Grundwasser in andere Bodenschichten und damit verbundene Geländesetzungen und -hebungen, vermieden werden.Thus, the proposed device allows a monitoring of the drilling of holes and the detection of loss horizons, fissures, crevices and cavities into which the suspension to be introduced into the well can drain. In this way, a targeted use of stuffing such as sands, gravel and heavy suspension can take place. In order to determine the groundwater levels, it is also possible to localize different groundwater levels or potentials in the borehole. In addition, with the use of packer systems known per se to the person skilled in the art, a respective localization can take place even in the case of multiple groundwater inlets and, based on this, measures for their successive sealing can be defined. By recording the values recorded via the various sensor devices, a qualitative and quantitative proof of a safe injection of the borehole towards contractors, clients and authorities can be provided. All this serves to generally increase the quality of borehole grouting. Last but not least, the generation of hydraulic short circuits, ie. H. the rise and runoff of groundwater into other soil layers and related land settlements and elevations are avoided.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird vorgeschlagen, die eingangs genannte Lanzenvorrichtung dahingehend weiterzubilden, dass die Lanzenvorrichtung des Weiteren eine erste Drucksensoreinrichtung zum Messen eines Drucks in dem Bohrloch aufweist, wobei die erste Drucksensoreinrichtung in dem Lanzenkopf anordenbar ist.According to a second aspect of the invention, it is proposed to further develop the lance device mentioned above such that the lance device further has a first pressure sensor device for measuring a pressure in the borehole, wherein the first pressure sensor device can be arranged in the lance head.

Auf diese Weise kann besonders einfach ein geschütztes Absenken der ersten Drucksensoreinrichtung in das Bohrloch gewährleistet werden. Insbesondere kann so auch sichergestellt werden, dass die erste Drucksensoreinrichtung nach dem Messvorgang sicher wieder durch den Zuführschlauch aus dem Bohrloch entfernt werden kann. Insbesondere bei einem Einsatz von Packersystemen kann so sichergestellt werden, dass die erste Drucksensoreinrichtung sicher wieder geborgen werden kann. Auf diese Weise wird ein Verlust der ersten Drucksensoreinrichtung vermieden, was das Verpressen des Bohrlochs einfacher und kostengünstiger gestaltet.In this way, it is particularly easy to ensure a protected lowering of the first pressure sensor device into the borehole. In particular, it is thus also possible to ensure that the first pressure sensor device can be reliably removed again from the borehole after the measuring process by the supply hose. In particular, when using packer systems can be ensured that the first pressure sensor device can be safely recovered. In this way, a loss of the first pressure sensor device is avoided, which makes the drilling of the well easier and cheaper.

Des Weiteren wird erfindungsgemäß ein Verfahren zum Verpressen eines Bohrlochs vorgeschlagen, mit den Schritten des Absenkens einer Lanzenvorrichtung zum Einpressen einer Suspension in das Bohrloch und einer ersten Drucksensoreinrichtung in das Bohrloch, des Bestimmens eines Grundwasserspiegels in dem Bohrloch mittels eines erfassten Drucks, des Einpressens einer Suspension in das Bohrloch, des Ermittelns eines Stands der Suspension in dem Bohrloch mittels eines weiteren erfassten Drucks und des Bestimmens, ob das Bohrloch ordnungsgemäß verpresst wurde anhand eines zeitlichen Verlaufs des weiteren erfassten Drucks. Dabei wird das Bohrloch insbesondere dann als ordnungsgemäß verpresst bestimmt, wenn mittels der ersten Drucksensoreinrichtung bestimmter Druck über einen bestimmten Zeitraum konstant verbleibt, beispielsweise etwa 30 Minuten.Further, according to the present invention, there is provided a method of grouting a wellbore comprising the steps of lowering a lance device into the wellbore and pressurizing a first pressure sensing device into the wellbore, determining a groundwater level in the wellbore by a sensed pressure, injecting a suspension into the borehole, determining a state of the suspension in the borehole by means of a further detected pressure and determining whether the borehole has been properly compressed on the basis of a time course of the further detected pressure, in which case the borehole is determined to be properly compressed, in particular by means of the first pressure sensor device constant pressure over a certain period of time remains constant, for example, about 30 minutes.

Die eingangs gestellte Aufgabe wird daher vollkommen gelöst.The object initially posed is therefore completely solved.

In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Drucksensoreinrichtung durch den Zuführschlauch in die Lanzenvorrichtung absenkbar ist.In a further embodiment of the device according to the first aspect of the invention can be provided that the pressure sensor device can be lowered by the supply hose into the lance device.

Auf diese Weise wird ermöglicht, dass die erste Drucksensoreinrichtung sicher durch den Zuführschlauch in das Bohrloch abgesenkt werden kann. Auch ein Rückziehen der ersten Drucksensoreinrichtung aus dem Bohrloch hinaus, selbst wenn bereits Suspension in das Bohrloch eingeführt wurde, wird auf diese Weise wesentlich vereinfacht.In this way, it is possible that the first pressure sensor device can be safely lowered through the supply hose into the borehole. Also, retraction of the first pressure sensing device out of the borehole, even if suspension has already been introduced into the borehole, is greatly simplified in this way.

In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Lanzenvorrichtung mehrere Austrittsöffnungen aufweist. Auf diese Weise kann das Einpressen von Suspension in das Bohrloch deutlich vereinfacht werden.In a further embodiment of the device according to the first aspect of the invention can be provided that the lance device has a plurality of outlet openings. In this way, the injection of suspension into the well can be significantly simplified.

In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Austrittsöffnungen verteilt über einen Basisabschnitt eines Lanzenkopfs der Lanzenvorrichtung angeordnet sind. Demgemäß wird vorgeschlagen, den Lanzenkopf mit einem rohrförmigen Basisabschnitt und zusätzlich mit einem sich verjüngenden Spitzenabschnitt auszugestalten. Der sich verjüngende Spitzenabschnitt ermöglicht ein leichteres Einführen des Lanzenkopfs in das Bohrloch. Die Verteilung der Austrittsöffnungen über dem Basisabschnitt unterstützt ein gleichmäßiges Einbringen einer Suspension in das Bohrloch, ohne dabei das Messergebnis der ersten Drucksensoreinrichtung zu beeinflussen.In a further embodiment of the device according to the first aspect of the invention can be provided that the outlet openings distributed over a base portion of a lance head of the lance device are arranged. Accordingly, it is proposed to design the lance head with a tubular base portion and additionally with a tapered tip portion. The tapered tip portion allows for easier insertion of the lance head into the wellbore. The distribution of the outlet openings above the base section assists in the uniform introduction of a suspension into the borehole, without influencing the measurement result of the first pressure sensor device.

Insbesondere kann in einer Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vorgesehen sein, dass die Austrittsöffnungen in mehreren Reihen angeordnet sind, wobei jede Reihe vier jeweils um 90° zueinander über einen Umfang des Basisabschnitts versetzte Austrittsöffnungen aufweist.In particular, in an embodiment of the device according to the first aspect of the invention, it may be provided that the outlet openings are arranged in a plurality of rows, each row having four outlet openings each offset by 90 ° from each other over a circumference of the base section.

Auf diese Weise wird ein gleichmäßiges Austreten der Suspension in das Bohrloch gewährleistet. Des Weiteren kann die Suspension über eine relativ große Höhe des Basisabschnitts bzw. des Lanzenkopfs austreten. Verstopfungen bzw. Verklebungen des Lanzenkopfs und durch den dadurch bedingten Staudruck auftretende Beeinflussungen des Messergebnisses der ersten Drucksensoreinrichtung können somit vermieden werden.In this way, a uniform emergence of the suspension is ensured in the borehole. Furthermore, the suspension can emerge over a relatively large height of the base portion or the lance head. Clogging or sticking of the lance head and the resulting dynamic pressure influencing the measurement result of the first pressure sensor device can thus be avoided.

Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Lanzenvorrichtung insgesamt achtundzwanzig Austrittsöffnungen in sieben Reihen aufweist.It can be provided in particular that the lance device has a total of twenty eight outlet openings in seven rows.

Hierbei hat sich herausgestellt, dass ein besonders gutes Verpressungsergebnis erzielt werden kann. Dabei wird unter einer ”Reihe” eine Anordnung von vier jeweils um 90° versetzten Austrittsöffnungen über den Umfang des Basisabschnitts des Lanzenkopfs verstanden.It has been found that a particularly good compression result can be achieved. In this case, a "row" is understood to mean an arrangement of four outlet openings offset in each case by 90 ° over the circumference of the base section of the lance head.

In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung nach dem ersten Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Länge des Basisabschnitts siebenmal bis zehnmal so lang wie eine Länge des sich verjüngenden Spitzenabschnitts eines Lanzenkopfs der Lanzenvorrichtung ist.In a further embodiment of the device according to the first aspect of the invention, it can be provided that a length of the base section is seven times to ten times as long as a length of the tapered tip section of a lance head of the lance device.

Auf diese Weise kann nicht nur ein ausreichender Bauraum zur Anbringung einer gewünschten Anzahl von Austrittsöffnungen bereitgestellt werden, auch das Einbringen der ersten Drucksensoreinrichtung in den Lanzenkopf wird auf diese Weise vereinfacht. Aufgrund des gegenüber dem Spitzenabschnitt bereitgestellten großen Bauraums des Basisabschnitts wird ein einfaches Austreten der Suspension aus dem Lanzenkopf unter hohem Druck ermöglicht. Das Messergebnis der ersten Drucksensoreinrichtung wird nicht verfälscht.In this way, not only a sufficient space for attaching a desired number of outlet openings can be provided, and the introduction of the first pressure sensor device in the lance head is simplified in this way. Due to the large installation space of the base section provided in relation to the tip section, a simple emergence of the suspension from the lance head under high pressure is made possible. The measurement result of the first pressure sensor device is not falsified.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Lanzenkopf der Lanzenvorrichtung insgesamt eine Länge von 2800 mm aufweist, ein Basisabschnitt des Lanzenkopfs eine Länge von 2500 mm aufweist, und ein sich verjüngender Spitzenabschnitt des Lanzenkopfs eine Länge von 300 mm aufweist, wobei der Basisabschnitt einen Durchmesser von 40 mm aufweist. Selbstverständlich sind auch Abweichungen von diesen Werten denkbar. Denkbar sind etwa Abweichungen von etwa ±10% der angegebenen Werte. Somit kann eine Länge der Lanzenvorrichtung insgesamt etwa 2520 mm bis 3080 mm betragen. Der Basisabschnitt kann eine Länge von etwa 2250 bis etwa 2750 mm aufweisen und der sich verjüngende Spitzenabschnitt eine Länge von etwa 270 bis 330 mm aufweisen. Der Durchmesser des Basisabschnitts kann zwischen 36 und 44 mm liegen. Es hat sich herausgestellt, dass ein mit diesen Dimensionen hergestellter Lanzenkopf eine besonders einfache Handhabung einer Lanzenvorrichtung im Einsatz ermöglicht.In a further embodiment of the invention can be provided that a lance head of the lance device has a total length of 2800 mm, a base portion of the lance head has a length of 2500 mm, and a tapered tip portion of the lance head has a length of 300 mm, said Base section has a diameter of 40 mm. Of course, deviations from these values are also conceivable. Deviations of about ± 10% of the given values are conceivable. Thus, a total length of the lance device may be about 2520 mm to 3080 mm. The base portion may have a length of about 2250 to about 2750 mm and the tapered tip portion may have a length of about 270 to 330 mm. The diameter of the base section can be between 36 and 44 mm. It has been found that a lance head made with these dimensions enables a particularly simple handling of a lance device in use.

In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Basisabschnitt eines Lanzenkopfs der Lanzenvorrichtung mit dem Zuführschlauch zum Zuführen der Suspension in die Lanzenvorrichtung gekoppelt ist. Auf diese Weise ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau der Lanzenvorrichtung.In a further embodiment of the device according to the first aspect of the invention, provision can be made for a base section of a lance head of the lance device to be coupled to the feed hose for feeding the suspension into the lance device. In this way, a particularly simple construction of the lance device results.

In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kabelelement innerhalb des Zuführschlauchs verläuft.In a further embodiment of the device according to the first aspect of the invention it is provided that the cable element extends within the feed tube.

Auf diese Weise wird eine sichere Führung nicht nur der ersten Drucksensoreinrichtung, sondern auch des die erste Drucksensoreinrichtung tragenden Kabelelements bereitgestellt und damit eine sichere Datenübertragung von der ersten Drucksensoreinrichtung an die übrige Vorrichtung ermöglicht.In this way, a secure guidance not only of the first pressure sensor device, but also of the first pressure sensor device supporting cable element is provided, thus enabling a secure data transmission from the first pressure sensor device to the rest of the device.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine zweite Drucksensoreinrichtung zum Messen eines Umgebungsdrucks aufweist.In a further embodiment of the invention according to the first aspect of the invention it is provided that the device has a second pressure sensor device for measuring an ambient pressure.

Auf diese Weise kann der tatsächliche Umgebungsdruck bestimmt werden. Alternativ kann systembedingt auch ein Standard-Umgebungsdruck von 1 bar vorgegeben werden. Bei Messungen in unterschiedlichen Höhen über Normalnull bzw. bei unterschiedlichen Wetterbedingungen, wie Hoch- oder Tiefdruckgebieten, kann jedoch der Umgebungsdruck variieren. Auf diese Weise kann die Genauigkeit der Messungen erhöht werden.In this way the actual ambient pressure can be determined. Alternatively, due to the system, a standard ambient pressure of 1 bar can also be specified. For measurements at different altitudes above sea level or in different weather conditions, such as high or low pressure areas, however, the ambient pressure may vary. In this way, the accuracy of the measurements can be increased.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung eine dritte Drucksensoreinrichtung zum Messen einer Grundwasserspiegellage aufweist. In a further embodiment of the invention it can be provided that the device has a third pressure sensor device for measuring a groundwater level.

Auf diese Weise kann beispielsweise auch wenn bereits die erste Drucksensoreinrichtung auf die Sohle der Bohrung abgesenkt ist und bereits eine Suspension und/oder ein Packer eingepresst wurde, überprüft werden, ob und wie sich eine Grundwasserspiegellage ändert.In this way, for example, even if already the first pressure sensor device is lowered to the bottom of the bore and already a suspension and / or a packer was pressed, to be checked whether and how a groundwater level changes.

In noch einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung eine Lichtloteinrichtung zum Messen einer Grundwasserspiegellage aufweist.In yet another embodiment of the invention can be provided that the device has a Lichtloteinrichtung for measuring a groundwater level.

Auf diese Weise kann redundant bzw. zusätzlich zu der ersten Drucksensoreinrichtung die Grundwasserspiegellage erfasst werden. Bei einer Lichtloteinrichtung handelt es sich um ein langes Kabel, an dessen Ende zwei Elektroden vorgesehen sind. Diese werden in das Bohrloch herabgesenkt. Wenn die Elektroden in das Grundwasser hineinragen, wird ein Stromkreis geschlossen und ein Licht beginnt zu leuchten. Man macht sich somit die Leiteigenschaften des Wassers zunutze. In der Regel ist das Kabel, an dem die Elektroden abgesenkt werden, mit einem Maßband ausgestattet, so dass auf diese Weise genau die Tiefe des Grundwasserspiegels ertastet werden kann. Es kann aber auch ein automatisiertes Lichtlot mit beispielsweise einem Inkrementaldrehgeber als Tiefensensor und automatischer Erkennung des Stromschlusses verwendet werden.In this way, the groundwater level can be detected redundantly or in addition to the first pressure sensor device. A light soldering device is a long cable, at the end of which two electrodes are provided. These are lowered into the borehole. When the electrodes protrude into the groundwater, a circuit is closed and a light starts to shine. This makes use of the conductive properties of the water. As a rule, the cable on which the electrodes are lowered is equipped with a measuring tape so that exactly the depth of the groundwater level can be felt in this way. However, it is also possible to use an automated light slot with, for example, an incremental rotary encoder as the depth sensor and automatic detection of the current circuit.

In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung eine Umlenkrolle aufweist, über die das Kabelelement geführt ist, wobei die Umlenkrolle mit einem Inkrementaldrehgeber zusammenwirkt, und wobei der Inkrementaldrehgeber die erste Tiefensensoreinrichtung bildet. Insbesondere kann der Inkrementaldrehgeber als optischer Inkrementaldrehgeber ausgebildet sein. Darüber hinaus können selbstverständlich auch andere Inkrementaldrehgeber vorgesehen sein, die beispielsweise mittels magnetischer Abtastung oder über Schleifkontakte arbeiten.In a further embodiment of the device according to the first aspect of the invention can be provided that the device comprises a deflection roller over which the cable element is guided, wherein the deflection roller cooperates with an incremental encoder, and wherein the incremental encoder forms the first depth sensor device. In particular, the incremental rotary encoder can be designed as an optical incremental rotary encoder. In addition, of course, other incremental rotary encoders can be provided, which operate for example by means of magnetic scanning or sliding contacts.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Zuführschlauch ebenfalls über die Umlenkrolle geführt ist.In a further embodiment of the invention can be provided that the supply hose is also guided over the deflection roller.

In diesem Fall werden der Zuführschlauch und das Kabelelement und damit die Lanzenvorrichtung und die erste Drucksensoreinrichtung gemeinsam in das Bohrloch abgesenkt. In diesem Fall kann eine erste Tiefensensoreinrichtung ausreichend sein.In this case, the supply hose and the cable element and thus the lance device and the first pressure sensor device are lowered together into the borehole. In this case, a first depth sensor device may be sufficient.

In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine zweite Tiefensensoreinrichtung zum Messen einer Einbautiefe der Lanzenvorrichtung in dem Bohrloch vorgesehen ist. Auf diese Weise kann eine andere Tiefe der Lanzenvorrichtung unabhängig von der ersten Drucksensoreinrichtung bestimmt werden.In a further embodiment of the device according to the first aspect of the invention, it can be provided that a second depth sensor device is provided for measuring an installation depth of the lance device in the borehole. In this way, a different depth of the lance device can be determined independently of the first pressure sensor device.

Dabei kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung des Weiteren eine weitere Umlenkrolle aufweist, über die das Kabelelement geführt ist, wobei die weitere Umlenkrolle mit einem weiteren Inkrementaldrehgeber zusammenwirkt, und wobei der weitere Inkrementaldrehgeber die zweite Tiefensensoreinrichtung bildet. Insbesondere kann auch hier der weitere Inkrementaldrehgeber ein optischer Inkrementaldrehgeber sein. Darüber hinaus sind wie bereits voranstehend erwähnt auch Inkrementaldrehgeber denkbar, die mittels einer magnetischen Abtastung oder über Schleifkontakte arbeiten.It can be provided that the device further comprises a further deflection roller over which the cable element is guided, wherein the further deflection roller cooperates with a further incremental encoder, and wherein the further incremental encoder forms the second depth sensor device. In particular, the further incremental rotary encoder can also be an optical incremental rotary encoder here. In addition, as already mentioned above, also incremental rotary encoders are conceivable which operate by means of a magnetic scanning or via sliding contacts.

In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass die Durchflussmengenmesseinrichtung als magnetisch induktiver Durchflussmesser ausgebildet ist. Auf diese Weise kann eine einfach aufgebaute Durchflussmengenmesseinrichtung bereitgestellt werden, die direkt mittels einer Steuerungs- oder Regelungseinrichtung erfassbare Signale bereitstellt.In a further embodiment of the device according to the first aspect of the invention, it is provided that the flow rate measuring device is designed as a magnetically inductive flow meter. In this way, a simply constructed flow rate measuring device can be provided, which provides detectable signals directly by means of a control or regulation device.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung des Weiteren eine Zeiterfassungseinrichtung aufweist.In a further embodiment of the invention can be provided that the device further comprises a time detection device.

Auf diese Weise kann zusätzlich zu den Signalen der verschiedenen Sensoren die Zeit aufgezeichnet und damit ein zeitlicher Verlauf der gemessenen Großen dargestellt werden.In this way, in addition to the signals of the various sensors, the time can be recorded and thus a time course of the measured Great can be displayed.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung gemäß dem ersten Aspekt kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung des Weiteren eine Anzeigeeinrichtung aufweist, die mit der ersten Drucksensoreinrichtung, der Durchflussmengenmesseinrichtung, einer Zeiterfassungseinrichtung und der ersten Tiefensensoreinrichtung verbunden ist.In a further embodiment of the invention according to the first aspect it can be provided that the device further comprises a display device which is connected to the first pressure sensor device, the flow rate measuring device, a time detection device and the first depth sensor device.

Auf diese Weise wird einem Benutzer die Möglichkeit bereitgestellt, die Vorgänge des Verpressens zu beobachten. Auf diese Weise kann ein Benutzer der Vorrichtung in den Vorgang des Verpressens eingreifen bzw. diesen steuern.In this way, a user is provided the opportunity to observe the processes of compression. In this way, a user of the device can intervene in the process of pressing or control this.

In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung des Weiteren eine Regelungseinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine Einbautiefe eines Lanzenkopfs der Lanzenvorrichtung, eine Einbautiefe der ersten Drucksensoreinrichtung und eine Durchflussmenge der Suspension zu regeln.In a further embodiment of the device according to the first aspect of the invention can be provided that the device further comprises a control device which is adapted to a mounting depth of a lance head the lance device to regulate an installation depth of the first pressure sensor device and a flow rate of the suspension.

Auf diese Weise kann insbesondere vorgesehen sein, dass ein Verpressvorgang automatisiert durchgeführt wird.In this way it can be provided in particular that a pressing process is carried out automatically.

In einer weiteren Ausgestaltung kann daher vorgesehen sein, dass die Regelungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie die Einbautiefe des Lanzenkopfs der Lanzenvorrichtung, die Einbautiefe der ersten Drucksensoreinrichtung und die Durchflussmenge der Suspension basierend auf dem mittels der ersten Drucksensoreinrichtung gemessenen Druck der mittels der Durchflussmengenmesseinrichtung gemessenen Durchflussmenge der Suspension, der mittels der Zeiterfassungseinrichtung erfassten Zeit und der mittels der ersten Tiefensensoreinrichtung erfassten Einbautiefe des Drucksensors regelt.In a further embodiment, it can therefore be provided that the control device is designed such that it measures the installation depth of the lance head of the lance device, the installation depth of the first pressure sensor device and the flow rate of the suspension based on the measured by means of the first pressure sensor means pressure of the flow rate meter measured by the flow rate meter the suspension, which controls the time detected by the time detection device and the installation depth of the pressure sensor detected by the first depth sensor device.

Auf diese Weise stehen in der Regelungseinrichtung alle Daten bereit, um den Vorgang des Verpressens wie gewünscht zu regeln. Zusätzlich kann eine Dichte der Suspension vorgegeben sein. Darüber ist die Regelungseinrichtung dazu in der Lage, ein ordnungsgemäßes Verpressen zu überprüfen und zeitliche Daten bereitzustellen, die dies bestätigen können.In this way, all the data are available in the control device to regulate the process of pressing as desired. In addition, a density of the suspension may be predetermined. In addition, the control device is able to verify proper compression and to provide temporal data that can confirm this.

In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Regelungseinrichtung derart eingerichtet ist, dass sie ein Verpressen des Bohrlochs mittels der Vorrichtung derart regelt, dass sie zunächst die Lanzenvorrichtung und die erste Drucksensoreinrichtung in das Bohrloch absenkt, dann eine Suspension in das Bohrloch einpresst, und schließlich anhand eines mittels der ersten Drucksensoreinrichtung gemessenen Druckverlaufs bestimmt, ob das Bohrloch ordnungsgemäß verpresst wurde.In a further embodiment of the device according to the first aspect of the invention can be provided that the control device is arranged such that it controls a compression of the borehole by means of the device such that it first lowers the lance device and the first pressure sensor device into the borehole, then presses a suspension into the borehole, and finally determined from a measured pressure profile by means of the first pressure sensor means, whether the well was pressed properly.

Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Regelungseinrichtung derart eingerichtet ist, dass sie vor dem Einpressen der Suspension in das Bohrloch mittels der ersten Drucksensoreinrichtung einen Grundwasserspiegel in dem Bohrloch ermittelt.In this case, provision may in particular be made for the regulating device to be set up in such a way that it determines a groundwater level in the borehole before the suspension is pressed into the borehole by means of the first pressure sensor device.

Auf diese Weise ist zunächst keine dritte Drucksensoreinrichtung bzw. ein Lichtlot notwendig, um die Höhe des Grundwasserspiegels in dem Bohrloch zu ermitteln. Basierend auf der Kenntnis von der Höhe des Grundwasserspiegels in dem Bohrloch kann dann auf einen Stand der Suspension in dem Bohrloch rückgeschlossen werden.In this way, initially no third pressure sensor device or a light solder is necessary to determine the height of the groundwater level in the borehole. Based on the knowledge of the height of the groundwater level in the borehole, a state of the suspension in the borehole can then be deduced.

In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt kann vorgesehen sein, dass die Regelungseinrichtung derart eingerichtet ist, dass sie das Bohrloch als dann ordnungsgemäß verpresst, wenn ein mittels der ersten Drucksensoreinrichtung gemessener Druckverlauf über einen vorbestimmten Zeitraum konstant ist.In a further embodiment of the device according to the first aspect, it can be provided that the regulating device is set up such that it properly compresses the borehole when a pressure curve measured by means of the first pressure sensor device is constant over a predetermined period of time.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Bohrloch dann als ordnungsgemäß verpresst wird, wenn der gemessene Druck über einen Zeitraum von etwa 30 Minuten konstant bleibt.For example, it may be provided that the wellbore is then properly compressed when the measured pressure remains constant over a period of about 30 minutes.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Regelungseinrichtung derart eingerichtet ist, dass sie erneut Suspension in das Bohrloch einpresst, wenn der mittels der ersten Drucksensoreinrichtung gemessene Druckverlauf abfällt. Darüber hinaus können selbstverständlich auch noch weitere Maßnahmen zur Sicherung des Bohrlochs vorgesehen werden, beispielsweise das Einbringen eines Packers usw.In addition, it can be provided that the control device is set up such that it again presses suspension into the borehole when the pressure profile measured by means of the first pressure sensor device drops. In addition, of course, even further measures for securing the borehole can be provided, for example, the introduction of a packer, etc.

Bei der Lanzenvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann ebenfalls vorgesehen sein, dass die Lanzenvorrichtung mehrere Austrittsöffnungen aufweist. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Austrittsöffnungen verteilt über den Basisabschnitt angeordnet sind.In the lance device according to the second aspect of the invention may also be provided that the lance device has a plurality of outlet openings. It can be provided that the outlet openings are arranged distributed over the base portion.

Insbesondere kann dabei des Weiteren vorgesehen, dass die Austrittsöffnungen in mehreren Reihen angeordnet sind, wobei jede Reihe vier jeweils um 90° zueinander über den Umfang des Basisabschnitts versetzte Austrittsöffnungen aufweist. Insgesamt können insbesondere achtundzwanzig Austrittsöffnungen in sieben Reihen in der Lanzenvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung vorgesehen sein.In particular, it may further be provided that the outlet openings are arranged in a plurality of rows, each row having four outlet openings each offset by 90 ° relative to one another over the circumference of the base portion. In total, in particular, twenty-eight exit openings may be provided in seven rows in the lance device according to the second aspect of the invention.

Hieraus ergeben sich die bereits voranstehend für die Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung dargestellten Vorteile.This results in the advantages already described above for the device according to the first aspect of the invention.

Des Weiteren kann die Lanzenvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung derart ausgebildet sein, dass an der Länge des Basisabschnitts siebenmal bis zehnmal so lang wie eine Länge des sich verjüngenden Spitzenabschnitts eines Lanzenkopfs der Lanzenvorrichtung ist. Insbesondere kann der Lanzenkopf der Lanzenvorrichtung insgesamt eine Länge von 2800 mm aufweisen, ein Basisabschnitt des Lanzenkopfs kann eine Länge von 2500 mm aufweisen und ein sich verjüngender Spitzenabschnitt des Lanzenkopfs kann eine Länge von 300 mm aufweisen, wobei der Basisabschnitt einen Durchmesser von 40 mm aufweist. Auch hier sind Abweichungen von etwa ±10% möglich. Wie bereits für die Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben wurde, hat sich herausgestellt, dass eine derart dimensionierte Lanzenvorrichtung ein besonders gutes Einpressen von Suspension in das Bohrloch ermöglicht und dabei aufgrund ihrer Dimensionierung gut in das Bohrloch abgesenkt und wieder herausgezogen werden kann.Further, the lance device according to the second aspect of the invention may be formed such that the length of the base portion is seven to ten times as long as a length of the tapered tip portion of a lance head of the lance device. In particular, the lance head of the lance device may have a total length of 2800 mm, a base portion of the lance head may have a length of 2500 mm, and a tapered tip portion of the lance head may have a length of 300 mm, the base portion having a diameter of 40 mm. Again, deviations of about ± 10% are possible. As has already been described for the device according to the first aspect of the invention, it has been found that such a lance device allows a particularly good injection of suspension into the borehole and thereby due to their Sizing can be lowered well into the well and pulled out again.

Des Weiteren ermöglicht diese Dimensionierung ein besonders einfaches Führen der ersten Drucksensoreinrichtung innerhalb des Zuführschlauchs und ein Anordnen der ersten Drucksensoreinrichtung in dem Basisabschnitt der Lanzenvorrichtung. Die Suspension kann relativ frei aus dem Lanzenkopf austreten. Stauungen der Suspension und ein dadurch lokal ansteigender Staudruck, der ein Messen mit der ersten Drucksensoreinrichtung beeinflussen können, treten nicht auf.Furthermore, this dimensioning allows a particularly simple guiding of the first pressure sensor device within the feed tube and arranging the first pressure sensor device in the base section of the lance device. The suspension can emerge relatively freely from the lance head. Stagnation of the suspension and thereby locally increasing dynamic pressure, which can influence a measurement with the first pressure sensor device, do not occur.

Insbesondere ist daher vorgesehen, dass der Basisabschnitt mit dem Zuführschlauch zum Zuführen einer Suspension in die Lanzenvorrichtung gekoppelt ist.In particular, it is therefore provided that the base section is coupled to the supply hose for feeding a suspension into the lance device.

Des Weiteren kann auch bei der Lanzenvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung vorgesehen sein, dass die Lanzenvorrichtung des Weiteren ein Kabelelement aufweist, bei dem die erste Drucksensoreinrichtung angebracht ist, wobei das Kabelelement innerhalb des Zuführschlauchs verläuft.Furthermore, it can also be provided in the lance device according to the second aspect of the invention that the lance device further comprises a cable element, in which the first pressure sensor device is mounted, wherein the cable element extends within the feed tube.

Des Weiteren kann bei der Lanzenvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung vorgesehen sein, dass die erste Drucksensoreinrichtung relativ zu dem Lanzenkopf bewegbar ist.Furthermore, it can be provided in the lance device according to the second aspect of the invention that the first pressure sensor device is movable relative to the lance head.

Auf diese Weise wird es möglich, die erste Drucksensoreinrichtung beispielsweise aus dem Bohrloch herauszuziehen, während der Zuführschlauch und der Lanzenkopf in dem Bohrloch verbleiben. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn ein Packer zum Trennen bzw. Entkoppeln zweier Grundwasserschichten verwendet wird. Dies kann unter Umständen dazu führen, dass der Zuführschlauch und der Lanzenkopf in dem Bohrloch verbleiben müssen. Die erste Drucksensoreinrichtung kann aber in diesem Fall durch den Zuführschlauch aus dem Bohrloch herausgezogen und geborgen werden. Die erste Drucksensoreinrichtung geht dann nicht verloren.In this way, it becomes possible to extract the first pressure sensor device from the borehole, for example, while the supply hose and the lance head remain in the borehole. This may be the case, for example, when a packer is used to separate or decouple two groundwater layers. Under certain circumstances, this can lead to the supply hose and the lance head having to remain in the borehole. However, in this case, the first pressure sensor device can be pulled out of the borehole by the supply hose and recovered. The first pressure sensor device is then not lost.

In einer Ausgestaltung der Lanzenvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Drucksensoreinrichtung derart in dem Lanzenkopf anordenbar ist, dass sie in einem eingebauten Betriebszustand in dem Basisabschnitt des Lanzenkopfs angeordnet ist.In one embodiment of the lance device according to the second aspect of the invention it is provided that the first pressure sensor device can be arranged in the lance head such that it is arranged in a built-in operating state in the base section of the lance head.

Auf diese Weise kann eine Messung eines Drucks, insbesondere eines absoluten Drucks, in der Einbautiefe des Lanzenkopfs in dem Bohrloch erfolgen, ohne dass die Drucksensoreinrichtung separat in das Bohrloch abgesenkt werden muss. Das Verbringen der ersten Drucksensoreinrichtung auf die Einbautiefe wird somit vereinfacht.In this way, a measurement of a pressure, in particular an absolute pressure, in the installation depth of the lance head in the borehole can take place without the pressure sensor device having to be lowered separately into the borehole. The introduction of the first pressure sensor device to the installation depth is thus simplified.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description. Show it:

1 eine schematische Ansicht eines der Erfindung zugrunde liegenden Problems, 1 a schematic view of a problem underlying the invention,

2 eine Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, 2 an embodiment of a device according to the first aspect of the invention,

3 eine Lanzenvorrichtung, 3 a lance device,

4 eine Ausführungsform einer Lanzenvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, 4 an embodiment of a lance device according to the second aspect of the invention,

5 eine schematische Darstellung der ersten Drucksensoreinrichtung innerhalb der Lanzenvorrichtung in 4, 5 a schematic representation of the first pressure sensor device within the lance device in 4 .

6 eine schematische Darstellung der Arbeitsweise der Vorrichtung und der Lanzenvorrichtung, 6 a schematic representation of the operation of the device and the lance device,

7 einen Verlauf der mittels der ersten Drucksensoreinrichtung gemessenen Drücke über der Zeit in dem Beispiel in 6, 7 a profile of the measured by means of the first pressure sensor device pressures over time in the example in 6 .

8 eine schematische Darstellung der Arbeitsweise der Vorrichtung und der Lanzenvorrichtung in einem zweiten Beispiel, und 8th a schematic representation of the operation of the device and the lancing device in a second example, and

9 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines möglichen Verfahrens zum Verpressen eines Bohrlochs. 9 a schematic representation of an embodiment of a possible method for pressing a borehole.

1 zeigt eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung einer der Erfindung zugrunde liegenden Problemstellung. Dargestellt ist ein Haus 10, das u. a. mit einem einer Wärmepumpe bzw. einem Geothermiekraftwerk 12 zur Warmwassergewinnung betrieben wird. Zum Betreiben des Geothermiekraftwerks 12 ist ein Bohrloch 14 gebohrt. Die vorliegende Erfindung wird insbesondere im Zusammenhang mit Geothermiebohrungen beschrieben. Grundsätzlich ist die vorliegende Erfindung jedoch auch zum Verpressen jeglicher anderer Bohrlöcher geeignet. 1 shows a schematic view to illustrate an underlying problem of the invention. Shown is a house 10 , including with a heat pump or a geothermal power plant 12 is operated for hot water production. To operate the geothermal power plant 12 is a borehole 14 drilled. The present invention will be described in particular in connection with geothermal wells. In principle, however, the present invention is also suitable for the compression of any other boreholes.

Das Bohrloch 14 ist vertikal in die Erde getrieben und durchdringt dabei mehrere Erdschichten 16, 16'. Des Weiteren durchdringt die Bohrung 14 zwei Grundwasserschichten 18, 18'. In dem Bohrloch 14 erstreckt sich im Falle einer Geothermiebohrung ein Wärmerohr 20, das mit dem Geothermiekraftwerk 12 in Verbindung steht. Durch das Wärmerohr 20 zirkuliert eine Flüssigkeit als Wärmeträger, die an der Sohle des Bohrlochs 14 erwärmt wird.The borehole 14 is driven vertically into the earth and penetrates several layers of earth 16 . 16 ' , Furthermore, the hole penetrates 14 two groundwater layers 18 . 18 ' , In the borehole 14 extends in the case of Geothermiebohrung a heat pipe 20 that with the geothermal power plant 12 communicates. Through the heat pipe 20 circulates a liquid as a heat carrier, which at the bottom of the borehole 14 is heated.

Nach dem Einbringen des Wärmerohrs muss das Bohrloch 14 wieder verpresst werden. Dies geschieht insbesondere, um Probleme im Zusammenhang mit den Grundwasserschichten 18, 18' zu vermeiden. Kritisch ist im Zusammenhang mit den Grundwasserschichten 18, 18' insbesondere, wenn es zwischen diesen zu sogenannten hydraulischen Kurzschlüssen kommt. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass das Wasser der Grundwasserschichten 18, 18' aufgrund eines dort vorherrschenden großen Drucks durch das Bohrloch 14 aufsteigt und entweder in die Grundwasserschicht 18 eindringt oder das Bohrloch 14 nach oben verlasst. Des Weiteren kann es vorkommen, dass das Grundwasser der Grundwasserschicht 18 durch das Bohrloch nach unten in die Grundwasserschicht 18' abfließt. In diesem Fall kann es sogar vorkommen, dass die Grundwasserschicht 18 aber einen größeren Bereich leerläuft. Dadurch möglicherweise eintretende Geländesenkungen durch ein Abfallen der Erdschicht 16 können das Gebäude 10 beschädigen. Daher ist das Bohrloch 14 zum Verpressen und die ordnungsgemäße Verpressung des Bohrlochs 14 anschließend festzustellen.After inserting the heat pipe, the hole must 14 be pressed again. This happens in particular to problems related to the groundwater layers 18 . 18 ' to avoid. Critical is in connection with the groundwater layers 18 . 18 ' especially when it comes to so-called hydraulic short circuits between them. This can mean, for example, that the water of the groundwater layers 18 . 18 ' due to a high pressure prevailing there through the borehole 14 ascends and either into the groundwater layer 18 penetrates or the borehole 14 left to the top. Furthermore, it may happen that the groundwater of the groundwater layer 18 through the hole down into the groundwater layer 18 ' flows. In this case, it may even happen that the groundwater layer 18 but a larger area idles. This possibly occurring terrain subsidence by a fall in the earth's layer 16 can the building 10 to damage. Therefore, the hole 14 for pressing and the proper pressing of the borehole 14 subsequently determine.

2 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung 22 zum Verpressen eines Bohrlochs 14. Die Vorrichtung 22 ist auf einem Antrieb 24 angeordnet. Dieser dient dazu, die Vorrichtung 22 an einen Ort des Bohrlochs 24 zu bewegen. Grundsätzlich kann die Vorrichtung 22 aber auch stationär ausgebildet sein. 2 shows an embodiment of a device 22 for pressing a borehole 14 , The device 22 is on a drive 24 arranged. This serves to the device 22 to a location of the borehole 24 to move. Basically, the device can 22 but also be formed stationary.

Des Weiteren weist die Vorrichtung 22 einen Turmaufbau 26 auf. Dieser kann schwenkbar mit dem Antrieb 24 verbunden sein. Der Turmaufbau 26 dient dazu, Elemente der Vorrichtung 22 möglichst hoch und senkrecht über dem Bohrloch 24 anzuordnen, um diese Elemente in das Bohrloch 14 abzusenken, wie im Folgenden noch weiter erläutert wird.Furthermore, the device 22 a tower construction 26 on. This can be swiveled to the drive 24 be connected. The tower construction 26 serves to elements of the device 22 as high and vertically above the borehole 24 to arrange for these elements in the borehole 14 to lower, as will be explained further below.

Die Vorrichtung 22 weist eine Lanzenvorrichtung 28 auf. Die Lanzenvorrichtung ist dazu vorgesehen, Suspension in das Bohrloch 14 einzupressen. Des Weiteren weist die Vorrichtung eine erste Drucksensoreinrichtung 30 auf. In der dargestellten Ausführungsform ist die Drucksensoreinrichtung 30 zusätzlich zu der Lanzenvorrichtung 28 in das Bohrloch 14 eingeführt. Es sind jedoch auch andere Ausführungsformen denkbar, in denen die erste Drucksensoreinrichtung 30 innerhalb der Lanzenvorrichtung 28 angeordnet ist, wie im Folgenden ebenfalls noch detaillierter erläutert wird. Die Lanzenvorrichtung 28 und die erste Drucksensoreinrichtung 30 werden senkrecht in das Bohrloch 14 hinab mittels des Turmaufbaus 26 der Vorrichtung 22 abgesenkt.The device 22 has a lance device 28 on. The lance device is intended to be suspension in the borehole 14 to press. Furthermore, the device has a first pressure sensor device 30 on. In the illustrated embodiment, the pressure sensor device is 30 in addition to the lance device 28 in the borehole 14 introduced. However, other embodiments are conceivable in which the first pressure sensor device 30 inside the lance device 28 is arranged, as will also be explained in more detail below. The lance device 28 and the first pressure sensor device 30 become perpendicular to the borehole 14 down through the tower structure 26 the device 22 lowered.

Die erste Drucksensoreinrichtung 30 ist an einem Kabelelement 32 angebracht. Mittels des Kabelelements 32 lässt sich die erste Drucksensoreinrichtung 30 in das Bohrloch 14 absenken und aus diesem wieder herausziehen. Des Weiteren stellt das Kabelelement 32 eine Datenverbindung zum Auslesen der Messdaten der ersten Drucksensoreinrichtung 30 bereit.The first pressure sensor device 30 is on a cable element 32 appropriate. By means of the cable element 32 can the first pressure sensor device 30 in the borehole 14 lower and pull out of this again. Furthermore, the cable element represents 32 a data connection for reading the measured data of the first pressure sensor device 30 ready.

Die Lanzenvorrichtung 28 weist einen Lanzenkopf 34 auf. Der Lanzenkopf 34 wird im Folgenden noch detaillierter beschrieben werden. Insbesondere weist der Lanzenkopf 34 Austrittsöffnungen auf, aus denen eine Suspension in das Bohrloch 14 eingepresst wird.The lance device 28 has a lance head 34 on. The lance head 34 will be described in more detail below. In particular, the lance head 34 Outlet openings on which a suspension in the borehole 14 is pressed.

Der Lanzenkopf 34 ist dazu mit einem Zuführschlauch 36 verbunden, über den die Suspension dem Lanzenkopf 34 zugeführt wird. Gleichzeitig dient der Zuführschlauch 36 dazu, den Lanzenkopf 34 in das Bohrloch 14 abzusenken und aus diesem wieder herauszuziehen.The lance head 34 is with a supply hose 36 connected, over which the suspension the lance head 34 is supplied. At the same time the feed tube serves 36 to the lance head 34 in the borehole 14 lower and pull out of this again.

In der dargestellten Ansicht befinden sich der Lanzenkopf 34 und die erste Drucksensoreinrichtung 30 an einer Sohle des Bohrlochs 14. Die Höhe, in der ein Element bzw. die erste Drucksensoreinrichtung 30 oder der Lanzenkopf 34 in dem Bohrloch 14 angeordnet sind, wird auch als ”Einbautiefe” 40 bezeichnet. Insofern bezeichnet der Begriff ”einbauen” das Absenken eines Elements wie des Lanzenkopfs 34 oder der ersten Drucksensoreinrichtung 30 in das Bohrloch 14.In the view shown are the lance head 34 and the first pressure sensor device 30 at a bottom of the borehole 14 , The height at which an element or the first pressure sensor device 30 or the lance head 34 in the borehole 14 arranged, is also called "installation depth" 40 designated. In this respect, the term "install" refers to the lowering of an element such as the lance head 34 or the first pressure sensor device 30 in the borehole 14 ,

Um eine Einbautiefe, in die die erste Drucksensoreinrichtung 30 in das Bohrloch 14 abgesenkt ist, bestimmen zu können, ist ein erster Tiefensensor 42 vorgesehen. In der dargestellten Ausführungsform ist der erste Tiefensensor 42 ein optischer Inkrementaldrehgeber, der mit einer Umlenkrolle 44 zusammenwirkt, über die das Kabelelement 32 der ersten Drucksensoreinrichtung 30 geführt ist. Der optische Inkrementaldrehgeber ist schematisch mit einem Bezugszeichen 46 bezeichnet. Selbstverständlich sind auch andere Arten von Inkrementaldrehgebern oder Tiefensensoren möglich. Beispielsweise kann auch unter einem Tiefensensor verstanden werden, dass das Kabelelement Markierungen aufweist, die die abgewickelte Seillänge kennzeichnen.To an installation depth, in which the first pressure sensor device 30 in the borehole 14 is able to determine is a first depth sensor 42 intended. In the illustrated embodiment, the first depth sensor is 42 an optical incremental encoder, with a pulley 44 interacts via which the cable element 32 the first pressure sensor device 30 is guided. The optical incremental encoder is schematically indicated by a reference numeral 46 designated. Of course, other types of incremental or depth sensors are possible. By way of example, a depth sensor can also be understood to mean that the cable element has markings which characterize the unwound cable length.

Des Weiteren weist die Vorrichtung 22 eine Schlauchhaspel 48 auf, auf die der Zuführschlauch 36 aufgewickelt ist. Der Zuführschlauch 36 ist dann ebenfalls über eine Umlenkrolle (nicht dargestellt) geführt, die an dem Turmaufbau 26 angeordnet ist und senkt sich anschließend in das Bohrloch 14 ab. Mittels eines zweiten Tiefensensors 50, der wiederum als optischer Inkrementaldrehgeber ausgestaltet sein kann, kann auf diese Weise auch die Einbautiefe 40 des Lanzenkopfs 34 gemessen werden. Auf diese Weise können die erste Drucksensoreinrichtung 30 und der Lanzenkopf 34 unabhängig voneinander in dem Bohrloch 14 bewegt werden und ihre jeweiligen Einbautiefen unabhängig voneinander bestimmt werden. Sollen nun die erste Drucksensoreinrichtung 30 und der Lanzenkopf 34 nur gemeinsam bewegt werden, kann selbstverständlich auch vorgesehen sein, beide über eine einzige Umlenkrolle 44 zu führen. In diesem Fall ist dann auch nur ein erster Tiefensensor 42 notwendig.Furthermore, the device 22 a hose reel 48 on top of which the delivery hose 36 is wound up. The delivery hose 36 is then also guided over a pulley (not shown), which on the tower structure 26 is arranged and then sinks into the borehole 14 from. By means of a second depth sensor 50 , which in turn can be configured as an optical incremental encoder, can in this way also the installation depth 40 of the lance head 34 be measured. In this way, the first pressure sensor device 30 and the lance head 34 independently in the borehole 14 be moved and their respective installation depths are determined independently. Now should the first pressure sensor device 30 and the lance head 34 can only be moved together, of course, can also be provided, both on a single pulley 44 respectively. In this case, then only a first depth sensor 42 necessary.

Des Weiteren weist die Vorrichtung 22 eine Durchflussmengenmesseinrichtung 52 auf. Insbesondere kann es sich bei der Durchflussmengenmesseinrichtung 52 um eine magnetisch induktive Durchflussmengenmesseinrichtung handeln.Furthermore, the device 22 a flow meter 52 on. In particular, it may be in the flow rate measuring device 52 to act a magnetic inductive flow meter.

Der Durchflussmengensensor 52 ist mittels einer Verbindung 54 mit einer Anzeigeeinrichtung 62 gekoppelt. Des Weiteren sind die Tiefensensoren 42, 50 mittels einer Verbindung 56 mit der Anzeigevorrichtung 62 gekoppelt. Die Verbindungen 54, 56 können grundsätzlich kabelgebunden ausgeführt sein. Sie können aber auch drahtlos ausgeführt sein.The flow rate sensor 52 is by means of a connection 54 with a display device 62 coupled. Furthermore, the depth sensors 42 . 50 by means of a connection 56 with the display device 62 coupled. The connections 54 . 56 can basically be wired. But they can also be wireless.

Des Weiteren ist eine Zeiterfassungseinrichtung 58 vorgesehen, die mittels einer Verbindung 60 mit der Anzeigevorrichtung 62 verbunden ist. Die Zeiterfassungseinrichtung 58 ist vorliegend als separate Einheit dargestellt. Grundsätzlich kann dies aber auch in der Anzeigevorrichtung 62 oder aber in der Regelungseinrichtung 64 integriert sein, die im Folgenden noch näher beschrieben wird.Furthermore, a time recording device 58 provided by means of a connection 60 with the display device 62 connected is. The time recording device 58 is shown here as a separate unit. In principle, however, this can also be done in the display device 62 or in the control device 64 be integrated, which will be described in more detail below.

Die Zeiterfassungseinrichtung 58 ist mittels einer Verbindung 60 mit der Anzeigevorrichtung 62 verbunden. Die Verbindung 60 kann grundsätzlich kabelgebunden, aber auch drahtlos ausgeführt sein.The time recording device 58 is by means of a connection 60 with the display device 62 connected. The connection 60 can basically be wired, but also wireless.

Die Anzeigevorrichtung 62 dient dem Anzeigen der mittels der Zeiterfassungseinrichtung 58 erfassten Zeit, der ersten und zweiten Tiefensensoren 42, 50 erfassten Einbautiefen und des mittels der ersten Drucksensoreinrichtung 30 erfassten Drucks. Des Weiteren wird die mittels der Durchflussmengenmesseinrichtung 52 ermittelte Durchflussmenge einer Suspension mit dem Zuführschlauch 36 angezeigt. Auf diese Weise kann ein Benutzer der Vorrichtung 22 auf der Anzeigevorrichtung 62 jederzeit den zeitlichen Verlauf der maßgeblichen Parameter des Verpressungsvorgangs in dem Bohrloch 14 ablesen. Die Anzeigevorrichtung 62 kann darüber hinaus auch Steuerungselemente aufweisen, die einem Benutzer der Vorrichtung 22 direkt an der Vorrichtung 22 ermöglichen, die Parameter zu variieren.The display device 62 is used to display the means of the time recording device 58 recorded time, the first and second depth sensors 42 . 50 detected installation depths and by means of the first pressure sensor device 30 In addition, the by means of the flow meter 52 determined flow rate of a suspension with the feed tube 36 displayed. In this way, a user of the device 22 on the display device 62 at any time the course of the relevant parameters of the compression process in the borehole 14 read off. The display device 62 In addition, it may also have control elements that inform a user of the device 22 directly on the device 22 allow you to vary the parameters.

Darüber hinaus kann die Vorrichtung 22 mit der Regelungseinrichtung 64 über eine Verbindung 66 verbunden sein. Die Verbindung 66 kann kabelgebunden ausgeführt sein, grundsätzlich kann sie jedoch auch drahtlos ausgeführt sein, beispielsweise über eine Bluetooth-Schnittstelle.In addition, the device can 22 with the control device 64 over a connection 66 be connected. The connection 66 can be wired, but in principle it can also be performed wirelessly, for example via a Bluetooth interface.

Die Regelungseinrichtung 64 dient dazu, die auf der Anzeigevorrichtung 52 dargestellten Daten zu speichern, um auf diese Weise ein ordnungsgemäßes Verpressen des Bohrlochs 14 später belegen zu können. Des Weiteren kann die Regelungseinrichtung 64 dazu vorgesehen sein, einen Verpressungsvorgang der Vorrichtung 22 automatisiert zu regeln.The control device 64 is used on the display device 52 stored data, so in this way a proper compression of the borehole 14 to prove later. Furthermore, the control device 64 be provided to a Verpressungsvorgang the device 22 automated to regulate.

In der vorliegenden Ausführungsform sind die Regelungseinrichtung 64 und die Anzeigevorrichtung 62 als separate Einheiten dargestellt, die mittels einer Verbindung 66 miteinander verbunden sind. Grundsätzlich ist jedoch auch denkbar, dass die Anzeigevorrichtung 62 und die Regelungseinrichtung 64 als eine einzige Einheit, beispielsweise eine einzige Datenverarbeitungseinheit, bereitgestellt sind, die an der Vorrichtung 22 angebracht ist oder als Teil der Vorrichtung 22 drahtlos mit dieser kommuniziert.In the present embodiment, the control device 64 and the display device 62 represented as separate units by means of a connection 66 connected to each other. In principle, however, it is also conceivable that the display device 62 and the control device 64 are provided as a single unit, for example a single data processing unit, attached to the device 22 attached or as part of the device 22 communicated wirelessly with this.

Letztlich kann noch eine weitere zweite Drucksensoreinrichtung 68 vorgesehen sein, der über eine Verbindung 69 ebenfalls mit der Anzeigevorrichtung 62 verbunden ist. Die Verbindung 69 kann ebenfalls drahtgebunden oder kabellos ausgeführt sein. Mittels der zweiten Drucksensoreinrichtung 68 kann ein Umgebungsdruck erfasst werden. Auf diese Weise kann bei der Berechnung von Einbautiefen, Wasserspiegellagen und Suspensionslagen in dem Bohrloch 14 auf eine Relation zwischen dem mittels der ersten Drucksensoreinrichtung 30 gemessenen Drucks und des mittels der zweiten Drucksensoreinrichtung 68 ermittelten Umgebungsdrucks zurückgegriffen werden. Auf diese Weise können genauere Messergebnisse erhalten werden, als wenn das mittels der ersten Drucksensoreinrichtung 30 gemessene Ergebnis beispielsweise standardmäßig mit einem Umgebungsdruck von 1 bar in Relation gesetzt wird. Das Erfassen des tatsächlichen Umgebungsdrucks mittels der zweiten Drucksensoreinrichtung 68 ermöglicht somit genauere Messergebnisse.Finally, there may be another second pressure sensor device 68 be provided, via a connection 69 also with the display device 62 connected is. The connection 69 can also be wired or wireless. By means of the second pressure sensor device 68 An ambient pressure can be detected. In this way, when calculating installation depths, water levels and suspension layers in the borehole 14 to a relation between that by means of the first pressure sensor device 30 measured pressure and by means of the second pressure sensor device 68 recurred ambient pressure. In this way, more accurate measurement results can be obtained than if by means of the first pressure sensor device 30 measured result, for example, by default with an ambient pressure of 1 bar is related. Detecting the actual ambient pressure by means of the second pressure sensor device 68 thus enables more accurate measurement results.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung 22 noch eine dritte Drucksensoreinrichtung (in der vorliegenden Ansicht nicht dargestellt) oder ein sog. Lichtlot (ebenfalls nicht dargestellt) aufweist, mit der eine Wasserspiegellage in dem Bohrloch 14 erfasst werden kann. Grundsätzlich ist es möglich, allein aufgrund des mittels der ersten Drucksensoreinrichtung 30 erfassten Druckwerts unter Abgleich mit dem mittels der zweiten Drucksensoreinrichtung 68 erfassten Umgebungsdrucks und unter bekannter Einbautiefe 40 der ersten Drucksensoreinrichtung 30 auf die genaue Wasserspiegellage in dem Bohrloch 14 rückzuschließen. Mittels einer weiteren dritten Drucksensoreinrichtung oder eines Lichtlots kann jedoch ein redundanter Messaufbau bereitgestellt werden. Des Weiteren kann es unter Umständen möglich sein, in dem Bohrloch 14 einen sog. ”Packer” vorzusehen, was aufgrund mehrerer Grundwasserschichten 18, 18' unter Umständen notwendig sein kann und im Folgenden noch erläutert wird. In diesem Fall kann eine dritte Drucksensoreinrichtung bzw. ein Lichtlot notwendig sein, um eine Wasserspiegellage auf einer der ersten Drucksensoreinrichtung 30 gegenüberliegenden Seite des Packers zu ermitteln.In addition, it can be provided that the device 22 still a third pressure sensor device (not shown in the present view) or a so-called. Light solder (also not shown), with a water level in the hole 14 can be detected. In principle, it is possible, solely on the basis of the first pressure sensor device 30 detected pressure value under comparison with the means of the second pressure sensor device 68 detected ambient pressure and under known installation depth 40 the first pressure sensor device 30 on the exact Water level in the borehole 14 draw conclusions. However, a redundant measurement setup can be provided by means of a further third pressure sensor device or a light slot. Furthermore, it may be possible in the borehole 14 to provide a so-called "packer", due to several groundwater layers 18 . 18 ' may be necessary under certain circumstances and will be explained below. In this case, a third pressure sensor device or a light solder may be necessary in order to create a water level position on one of the first pressure sensor device 30 to determine the opposite side of the packer.

Die vorgeschlagene Vorrichtung 22 ist dazu in der Lage, bei bekannter Suspensionsdichte der verwendeten Suspension die weiteren erforderlichen Parameter wie eine Wasserspiegellage, eine Durchflussmenge der Suspension, einen Druck der Suspensionssäule bzw. der Wassersäule über der ersten Drucksensoreinrichtung 30, eine Einbautiefe der ersten Drucksensoreinrichtung 30 darzustellen. Darüber hinaus kann dank der Zeiterfassungseinrichtung 58 auch ein zeitlicher Verlauf dieser Größen ermittelt werden.The proposed device 22 is capable of this, with known suspension density of the suspension used, the other required parameters such as a water level, a flow rate of the suspension, a pressure of the suspension column and the water column on the first pressure sensor device 30 , An installation depth of the first pressure sensor device 30 display. In addition, thanks to the time recording device 58 also a temporal course of these quantities can be determined.

Insbesondere ist es auch möglich, eine gemittelte Dichte der Verpresssuspension anzugeben. Beispielsweise ist es zur Bestimmung der Dichte der Suspension möglich, eine Testmenge der Suspension überirdisch zu entnehmen und die Masse der Testmenge, etwa mittels einer Waage, zu bestimmen. Wird ein geeichtes Behältnis verwendet, ist auch das Volumen der Suspension der Testmenge bekannt. Aus Masse und Volumen kann dann auf die mittlere Dichte der Suspension geschlossen werden. Alternativ kann zur Bestimmung der mittleren Dichte der Suspension auch ein Aerometer verwendet werden.In particular, it is also possible to specify an average density of the injection suspension. For example, to determine the density of the suspension, it is possible to take a test amount of the suspension above ground and to determine the mass of the test quantity, for example by means of a balance. If a calibrated container is used, the volume of the suspension of the test quantity is also known. From mass and volume can then be concluded that the average density of the suspension. Alternatively, an aerometer may be used to determine the mean density of the suspension.

Die 3 zeigt eine Ausführungsform einer Lanzenvorrichtung 28.The 3 shows an embodiment of a lance device 28 ,

Die Lanzenvorrichtung 28 weist den Lanzenkopf 34 und die erste Drucksensoreinrichtung 30 auf. Die dargestellten Ausführungsformen werden die erste Drucksensoreinrichtung 30 an dem Kabelelement 32 und der Lanzenkopf 34 an dem Zuführschlauch 36 nebeneinander in das Bohrloch 14 eingebracht. Der Lanzenkopf 34 weist einen Basisabschnitt 70 auf, der sich im Wesentlichen rohrförmig erstreckt. Das heißt, der Basisabschnitt 70 weist einen kreisförmigen Hohlquerschnitt auf. Des Weiteren weist der Lanzenkopf 34 einen Spitzenabschnitt 72 auf. In dem Spitzenabschnitt 72 verjüngt sich der Basisabschnitt 70 hin zu einer Spitze. Eine Austrittsöffnung 34 ist in dem Spitzenabschnitt 72 vorgesehen. Auf diese Weise kann eine Suspension durch den Zuführschlauch 36 in den Lanzenkopf 34 eingebracht und durch die Austrittsöffnung 74 ausgepresst werden. Grundsätzlich kann eine solche Lanzenvorrichtung 28, wie sie in der 3 dargestellt ist, in der Vorrichtung 22 verwendet werden.The lance device 28 has the lance head 34 and the first pressure sensor device 30 on. The illustrated embodiments will be the first pressure sensor device 30 on the cable element 32 and the lance head 34 on the feed tube 36 side by side in the borehole 14 brought in. The lance head 34 has a base section 70 on, which extends substantially tubular. That is, the base section 70 has a circular hollow cross section. Furthermore, the lance head 34 a lace section 72 on. In the top section 72 the base section tapers 70 to a peak. An outlet 34 is in the top section 72 intended. In this way, a suspension through the feed tube 36 in the lance head 34 introduced and through the outlet opening 74 be squeezed out. Basically, such a lance device 28 as they are in the 3 is shown in the device 22 be used.

In der 4 ist eine Lanzenvorrichtung 28 dargestellt, wie sie bevorzugt für den Einsatz in der Vorrichtung 22 vorgeschlagen wird.In the 4 is a lance device 28 shown as preferred for use in the device 22 is proposed.

Diese Ausführungsform der Vorrichtung 28 weist ebenfalls den Lanzenkopf 34 auf, der mit dem Zuführschlauch 36 verbunden ist. Der Lanzenkopf 34 ist jedoch auf andere Weise ausgebildet. Grundsätzlich teilt sich der Lanzenkopf 34 auch in den Basisabschnitt 70 und den Spitzenabschnitt 72 auf. Der Basisabschnitt 70 weist eine Länge 76 auf. Der Spitzenabschnitt 72 weist eine Länge 78 auf.This embodiment of the device 28 also has the lance head 34 on that with the feed tube 36 connected is. The lance head 34 However, it is designed in a different way. Basically, the lance head divides 34 also in the base section 70 and the top section 72 on. The base section 70 has a length 76 on. The top section 72 has a length 78 on.

Des Weiteren weist der Lanzenkopf 34 mehrere Austrittsöffnungen 74 auf. In der dargestellten Ausführungsform weist der Lanzenkopf 34 insgesamt achtundzwanzig Austrittsöffnungen 74 auf. Die Austrittsöffnungen können beispielsweise einen Durchmesser von etwa 13 mm aufweisen. Die Austrittsöffnungen 74 sind in sog. Reihen 82 angeordnet. Unter einer Reihe wird dabei eine Anzahl von vier jeweils zueinander um 90° versetzten Austrittsöffnungen 74 verstanden, die über einen kreisförmigen Querschnitt des Basisabschnitts 70 verteilt angeordnet sind. In der dargestellten Ausführungsform sind sieben Reihen zu jeweils vier Austrittsöffnungen 74 vorgesehen.Furthermore, the lance head 34 several outlet openings 74 on. In the illustrated embodiment, the lance head 34 a total of twenty eight outlet openings 74 on. The outlet openings may for example have a diameter of about 13 mm. The outlet openings 74 are in so-called rows 82 arranged. In this case, a number of four outlet openings offset by 90 ° relative to each other is formed below a row 74 understood that over a circular cross-section of the base portion 70 are arranged distributed. In the illustrated embodiment, seven rows are each to four outlet openings 74 intended.

In einer Querschnittsansicht X-X ist noch einmal die Verteilung der Austrittsöffnungen 74 über einen Umfang 75 des Basisabschnitts 70 dargestellt. Der Basisabschnitt 70 weist einen Durchmesser 77 auf, der hohl ausgebildet ist. Auf diese Weise ergibt sich in dem Basisabschnitt 70 ein hohler Innenraum 86. Die vier Austrittsöffnungen 74 sind jeweils zueinander um einen Winkel 84 von 90° zueinander versetzt angeordnet.In a cross-sectional view XX is again the distribution of the outlet openings 74 over a circumference 75 of the base section 70 shown. The base section 70 has a diameter 77 on, which is hollow. This results in the base section 70 a hollow interior 86 , The four outlet openings 74 are each to each other at an angle 84 offset from each other by 90 °.

Insbesondere weist der Basisabschnitt 70 eine Länge 76 auf, die etwa sieben- bis zehnmal so lang wie eine die Länge 78 des Spitzenabschnitts 72 ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine Gesamtlänge 80 des Lanzenkopfs 34 etwa 2800 mm beträgt. Der Basisabschnitt 70 kann dann eine Länge von 2500 mm aufweisen und der Spitzenabschnitt 72 eine Länge von 300 mm. Der Durchmesser 77 des Basisabschnitts 34 kann dann etwa 40 mm betragen.In particular, the base section 70 a length 76 on, about seven to ten times as long as one the length 78 of the top section 72 is. For example, it may be provided that a total length 80 of the lance head 34 about 2800 mm. The base section 70 can then have a length of 2500 mm and the tip section 72 a length of 300 mm. The diameter 77 of the base section 34 can then be about 40 mm.

In der 5 ist eine Anordnung der ersten Drucksensoreinrichtung 30 in der Lanzenvorrichtung 28 der 4 gezeigt. In der dargestellten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste Drucksensoreinrichtung 30 in dem Innenraum 86 des Basisabschnitts 70 angeordnet ist, wenn sich die erste Drucksensoreinrichtung 30 in einem eingebauten Zustand befindet. Dazu kann die erste Drucksensoreinrichtung 30 durch den Zuführschlauch 36 in den Basisabschnitt 70 abgesenkt werden. Folglich verläuft auch das Kabelelement 32 durch den Zuführschlauch 36 in den Basisabschnitt 70 des Lanzenkopfs 34 hinein.In the 5 is an arrangement of the first pressure sensor device 30 in the lance device 28 of the 4 shown. In the illustrated embodiment, it is provided that the first pressure sensor device 30 in the interior 86 of the base section 70 is arranged when the first pressure sensor device 30 is in a built-in state. For this purpose, the first pressure sensor device 30 through the supply hose 36 in the base section 70 be lowered. Consequently, the cable element runs 32 through the supply hose 36 in the base section 70 of the lance head 34 into it.

Die 6 zeigt schematisch einen Aufbau, um einen Vorgang des Verpressens des Bohrlochs 14 mittels einer Vorrichtung 22 und einer Lanzenvorrichtung 28 zu erläutern.The 6 schematically shows a structure to a process of pressing the borehole 14 by means of a device 22 and a lance device 28 to explain.

Das Bohrloch 14 ist ausgehend von einer Oberfläche 88 gebohrt. In das Bohrloch 14 gibt es einen Grundwassereintritt 90, der einen Grundwasserspiegel 92 in dem Bohrloch 14 zur Folge hat. Das Bohrloch 14 soll mit einer Suspension 94 verpresst werden, deren Dichte bekannt ist. Festgestellt werden soll zum einen ein Suspensionsstand 96 in dem Bohrloch 14 und zum anderen die Tatsache, ob das Bohrloch 14 ordnungsgemäß verpresst wurde. Zu Darstellungszwecken sind die erste Drucksensoreinrichtung 30 und der Lanzenkopf 34 separat dargestellt. Grundsätzlich kann jedoch das vorliegende Verfahren im Speziellen mit einer Lanzenvorrichtung 28 ausgeführt werden, wie sie in den 4 und 5 dargestellt ist, wobei sich die erste Drucksensoreinrichtung 30 in einem Inneren des Lanzenkopfs 34 befindet.The borehole 14 is starting from a surface 88 drilled. In the borehole 14 there is a groundwater entry 90 who has a groundwater level 92 in the borehole 14 entails. The borehole 14 should with a suspension 94 be pressed, whose density is known. To be determined on the one hand, a suspension stand 96 in the borehole 14 and second, the fact of whether the hole 14 was properly pressed. For illustration purposes, the first pressure sensor device 30 and the lance head 34 shown separately. In principle, however, the present method can be used in particular with a lance device 28 be executed as they are in the 4 and 5 is shown, wherein the first pressure sensor device 30 in an interior of the lance head 34 located.

Ergänzend zu den Erläuterungen ist in 7 ein Diagramm 100 dargestellt, in dem mit einer durchgezogenen Linie der Verlauf eines mittels der ersten Drucksensoreinrichtung 30 gemessenen Drucks über der Zeit aufgetragen ist. Des Weiteren ist mittels einer gestrichelten Linie der Verlauf eines Volumenstroms der eingepressten Suspension 94 über der Zeit aufgetragen.In addition to the explanations is in 7 a diagram 100 illustrated in which with a solid line the course of a means of the first pressure sensor device 30 measured pressure over time is plotted. Furthermore, by means of a dashed line, the course of a volume flow of the pressed suspension 94 applied over time.

Zunächst wird die Lanzenvorrichtung 28 in das Bohrloch 14 eingebaut und in die Sohle des Bohrlochs 14 abgesenkt. Dabei wird der Lanzenkopf 34 in die Sohle des Bohrlochs 14 bewegt. Des Weiteren wird die im Inneren des Lanzenkopfs 34 oder außerhalb des Lanzenkopfs 34 geführte Drucksensoreinrichtung 30 an die Sohle des Bohrlochs bewegt. Dabei taucht die erste Drucksensoreinrichtung 30 in den Grundwasserspiegel 92 ein und zeichnet mit zunehmender Einbautiefe 40 einen zunehmenden Druck auf, wie in dem Diagramm 100 mit dem Kurvenabschnitt 102 dargestellt ist. Alternativ kann die Bestimmung des Grundwasserspiegels 92 auch mit einer zusätzlichen dritten Drucksensoreinrichtung (nicht dargestellt) ermittelt werden.First, the lance device 28 in the borehole 14 installed and into the bottom of the borehole 14 lowered. This is the lance head 34 into the bottom of the borehole 14 emotional. Furthermore, the inside of the lance head 34 or outside the lance head 34 guided pressure sensor device 30 moved to the bottom of the borehole. In the process, the first pressure sensor device emerges 30 in the groundwater level 92 and records with increasing installation depth 40 increasing pressure, as in the diagram 100 with the curve section 102 is shown. Alternatively, the determination of the groundwater level 92 also be determined with an additional third pressure sensor device (not shown).

Aufgrund einer zweiten Sensoreinrichtung der Vorrichtung 22 ist ein Umgebungsdruck bekannt. Des Weiteren ist die Einbautiefe 40 der ersten Drucksensoreinrichtung 30 bekannt, da die Länge des abgelaufenen Kabelelements 32 mittels des optischen Inkrementaldrehgebers 46 bzw. des ersten Tiefensensors 42 erfasst wurde. Die Einbautiefe 40 der ersten Drucksensoreinrichtung 30 ist somit bekannt. In dieser Einbautiefe zeichnet die erste Drucksensoreinrichtung 30 ein konstantes Druckniveau 104 auf. Dies entspricht dem Druckpotenzial des Grundwasserspiegels 92. Aufgrund des bekannten Umgebungsdrucks und der bekannten Dichte von Wasser kann dann bereits auf die Höhe der Wassersäule über der ersten Drucksensoreinrichtung und damit unter Berücksichtigung der Einbautiefe 40 der ersten Drucksensoreinrichtung 30 auf die Lage des Grundwasserspiegels 92 in dem Bohrloch 14 und dessen Abstand zu der Oberfläche 88 rückgeschlossen werden. In der Praxis betragen 10 m Wassersäule in etwa der Druckzunahme von 1 bar.Due to a second sensor device of the device 22 An ambient pressure is known. Furthermore, the installation depth 40 the first pressure sensor device 30 known as the length of the expired cable element 32 by means of the optical incremental encoder 46 or the first depth sensor 42 was recorded. The installation depth 40 the first pressure sensor device 30 is thus known. In this installation depth draws the first pressure sensor device 30 a constant pressure level 104 on. This corresponds to the pressure potential of the groundwater level 92 , Due to the known ambient pressure and the known density of water can then already on the height of the water column on the first pressure sensor device and thus taking into account the installation depth 40 the first pressure sensor device 30 on the position of the groundwater level 92 in the borehole 14 and its distance to the surface 88 be inferred. In practice, 10 m water column approximately equal to the pressure increase of 1 bar.

Nunmehr wird durch die Lanzenvorrichtung 28 die Suspension 94 in das Bohrloch 14 eingepresst. Da die Dichte der Suspension höher als jene von Wasser ist, verzeichnet die erste Drucksensoreinrichtung 30 nun eine Zunahme des Drucks, wie der Kurvenabschnitt 106 in der 7 darstellt.Now is through the lance device 28 the suspension 94 in the borehole 14 pressed. Since the density of the suspension is higher than that of water, the first pressure sensor device registers 30 now an increase in pressure, like the curve section 106 in the 7 represents.

Da die mittlere Dichte der Suspension bekannt ist, kann dabei auch darauf rückgeschlossen werden, wie groß die Druckzunahme pro Meter Suspensionssäule ist. Beispielsweise beträgt die Dichte von Wasser etwa 1 kg/l. Beträgt die Suspensionsdichte etwa 1,4 kg/l, was ein typischer Wert sein kann, beträgt ein Druckunterschied pro Meter Suspensionssäule in etwa 0,04 bar. Auf diese Weise kann aus dem Druckanstieg in dem Bereich 106 bzw. aus der Druckdifferenz zwischen den Niveaus 108 und 104 in dem Diagramm 100 auf den Stand der Suspensionssäule über der ersten Drucksensoreinrichtung 30 rückgeschlossen werden. Beträgt beispielsweise der Druckunterschied zwischen den Niveaus 108 und 104 1,5 bar, beträgt die Suspensionssäule bei einem aus dem Dichteunterschied zwischen Suspension und Wasser resultierenden Druckunterschied von 0,04 bar/m etwa 37,5 m über der ersten Drucksensoreinrichtung. Ist die Einbautiefe 40 der ersten Drucksensoreinrichtung beispielsweise mit 100 m gemessen worden, bedeutet dies, dass sich das Niveau 96 der Suspensionssäule unter der Oberfläche 88 zu 62,5 m ergibt.Since the average density of the suspension is known, it is also possible to draw conclusions as to how great the pressure increase per meter of suspension column is. For example, the density of water is about 1 kg / l. If the suspension density is about 1.4 kg / l, which may be a typical value, a pressure difference per meter of suspension column is about 0.04 bar. In this way, from the pressure rise in the area 106 or from the pressure difference between the levels 108 and 104 in the diagram 100 on the state of the suspension column over the first pressure sensor device 30 be inferred. For example, is the pressure difference between levels 108 and 104 1.5 bar, the suspension column is at a resulting from the density difference between suspension and water pressure difference of 0.04 bar / m about 37.5 m above the first pressure sensor device. Is the installation depth 40 the first pressure sensor device has been measured, for example, 100 m, this means that the level 96 the suspension column below the surface 88 to 62.5 m results.

Das Druckniveau 108 kann nun über einen bestimmten Zeitraum, beispielsweise 30 Minuten, gemessen werden. Verbleibt das Druckniveau konstant, bedeutet dies, dass keine Suspension aus dem Bohrloch 14 entweicht bzw. durch eindringendes Grundwasser ausgeschwemmt wird. Man kann dann davon ausgehen, dass das Bohrloch bis zu dem ermittelten Niveau 96 unterhalb der Oberfläche 88 sicher verpresst ist. Die Lanzenvorrichtung 28 kann nun zusammen mit der ersten Drucksensoreinrichtung 30 auf das Niveau 96 angehoben werden und der Verpressungsvorgang fortgesetzt werden. Auf diese Weise kann das gesamte Bohrloch 14 abschnittsweise sicher verpresst werden.The pressure level 108 can now be measured over a certain period, for example 30 minutes. If the pressure level remains constant, this means that there is no suspension from the borehole 14 escapes or is flushed out by penetrating groundwater. One can then assume that the borehole up to the determined level 96 below the surface 88 sure it is pressed. The lance device 28 can now together with the first pressure sensor device 30 to the level 96 be raised and the pressing process to be continued. That way, the entire borehole can 14 sections are sure to be pressed.

Des Weiteren kann es beispielsweise vorkommen, dass in dem Bereich 106 kein signifikanter Anstieg des Drucks erfolgt, sondern die Suspension kontinuierlich aus dem Bohrloch 14 abfließt. In diesem Fall kann sich beispielsweise ein Verlauf 110 ergeben. Des Weiteren kann es vorkommen, dass zunächst der Druck in dem Bereich 106 ansteigt, dann aber wieder abfällt, wie durch einen Verlauf 112 angedeutet ist. In diesem Fall kommt man zu dem Ergebnis, dass das Bohrloch bis zu dem Niveau 96 nicht sicher verpresst ist und kann dann ggf. weitere sichernde Maßnahmen einleiten, beispielsweise durch Einbringen eines Packers bzw. von Stopfmitteln wie etwa Sand, Kies usw. Furthermore, it may happen, for example, that in the area 106 no significant increase in pressure, but the suspension continuously from the borehole 14 flows. In this case, for example, a course 110 result. Furthermore, it may happen that initially the pressure in the area 106 rises, but then drops again, as by a course 112 is indicated. In this case one comes to the result that the borehole up to the level 96 is not securely pressed and can then possibly initiate further securing measures, for example by introducing a packer or stuffing such as sand, gravel, etc.

In der 8 ist ein weiteres Anwendungsbeispiel für die Vorrichtung 22 dargestellt. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen dabei gleiche Elemente und werden daher nicht erneut beschrieben.In the 8th is another application example of the device 22 shown. The same reference numerals designate the same elements and are therefore not described again.

Im vorliegenden Anwendungsbeispiel ist neben einem ersten Grundwassereintritt 90 noch ein zweiter Grundwassereintritt 113 vorhanden.In the present application example is in addition to a first groundwater inlet 90 a second groundwater entry 113 available.

Ein im Grundwasserspiegel 92 und damit ein kombiniertes Druckpotenzial des ersten Grundwassereintritts 90 und des zweiten Grundwassereintritts 113 lässt sich auf die voranstehend beschriebene Weise ermitteln. Beispielsweise kann es aber nunmehr der Fall sein, dass der Grundwassereintritt 90 nur schwer beherrschbar ist. Beispielsweise kann es der Fall sein, dass der Grundwassereintritt 90 unter einem sehr hohen Druck steht und eine Suspension 94 zunehmend nach oben in Richtung des zweiten Grundwassereintritts 113 bzw. der Oberfläche 88 ausspült. In diesem Fall ist es häufig vorgesehen, einen sog. Erdwärmesonden(EWS)-Packer 114 in das Bohrloch 14 einzubringen.One in the groundwater level 92 and thus a combined pressure potential of the first groundwater inlet 90 and the second groundwater inlet 113 can be determined in the manner described above. For example, it may now be the case that the groundwater 90 is difficult to control. For example, it may be the case that the groundwater 90 under a very high pressure and a suspension 94 increasingly upwards in the direction of the second groundwater inlet 113 or the surface 88 rinses. In this case, it is often provided, a so-called geothermal probes (EWS) -Packer 114 in the borehole 14 contribute.

Der Erdwärmesonden(EWS)-Erdwärmesonden(EWS)-Packer 114 wird dabei mittels des Wärmerohrs bzw. der Erdwärmesonde 20, an dem der Erdwärmesonden(EWS)-Erdwärmesonden(EWS)-Packer 114 eingebracht ist, in das Bohrloch 14 abgesenkt und in einer bestimmten Höhe positioniert. Nun kann beispielsweise vorgesehen sein, mittels einer Lanzenvorrichtung 28, bei der der Zuführschlauch 36 durch den Erdwärmesonden(EWS)-Packer 114 geführt ist, den Bereich des ersten Grundwassereintritts 90 zu verpressen. Dazu wird in bekannter Weise Suspension 94 in das Bohrloch 14 eingepresst, bis der Bereich unterhalb des Packers mit Suspension 94 gefüllt ist. Bleibt ein mittels der ersten Drucksensoreinrichtung 30 in diesem Bereich unterhalb des Erdwärmesonden(EWS)-Packers 114 gemessenes Druckniveau konstant, hat man einen Beleg dafür, dass der Bereich unterhalb des Erdwärmesonden(EWS)-Packers 114 ordnungsgemäß verpresst ist. Nun kann der Erdwärmesonden(EWS)-Packer 114 expandiert werden. Dies kann durch Einpressen eines Fluids oder eines Feststoffs erfolgen. Auf diese Weise kann das Bohrloch 14 in einer bestimmten Höhe mittels des Erdwärmesonden(EWS)-Packers verpresst werden, so dass ein Abschnitt oberhalb des Erdwärmesonden(EWS)-Packers 114 und ein Abschnitt unterhalb des Erdwärmesonden(EWS)-Packers 114 voneinander getrennt werden. Der Zuführschlauch 36 und der Lanzenkopf der ersten Lanzenvorrichtung 28 müssen nunmehr in dem Bohrloch 14 verbleiben, da diese mit dem Erdwärmesonden(EWS)-Packer 114 verbunden sind. Da jedoch die erste Drucksensoreinrichtung 30 in der dargestellten Ausführungsform innerhalb des Lanzenkopfs 34 der Lanzenvorrichtung 28 angeordnet ist, kann die erste Drucksensoreinrichtung durch den Zuführschlauch 36 durch den Erdwärmesonden(EWS)-Packer 114 hindurch aus dem Bohrloch 14 herausgezogen und geborgen werden. Die erste Drucksensoreinrichtung 30 ist somit nicht verloren. Des Weiteren kann eine dritte Drucksensoreinrichtung 116 vorgesehen sein, die mittels eines Kabelelements 117 in das Bohrloch 14 abgesenkt wird.The geothermal probes (EWS) geothermal probes (EWS) packers 114 is doing by means of the heat pipe or geothermal probe 20 , where the geothermal probes (EWS) geothermal probes (EWS) -Packer 114 is introduced into the borehole 14 lowered and positioned at a certain height. Now, for example, be provided by means of a lance device 28 in which the delivery hose 36 through the geothermal probes (EWS) -Packer 114 is the area of the first groundwater inlet 90 to press. This is done in a known manner suspension 94 in the borehole 14 Pressed until the area below the packer with suspension 94 is filled. Remains one by means of the first pressure sensor device 30 in this area below the geothermal probes (EWS) -Packers 114 measured pressure level constant, one has proof that the area below the geothermal probes (EWS) -Packers 114 is properly compressed. Now, the geothermal probes (EWS) -Packer 114 to be expanded. This can be done by injecting a fluid or a solid. That way, the borehole can 14 be pressed in a certain amount by means of geothermal probes (EWS) -Packers, so that a section above the geothermal probe (EWS) -Packers 114 and a section below the geothermal probe (EWS) packer 114 be separated from each other. The delivery hose 36 and the lance head of the first lance device 28 must now in the borehole 14 remain, as these with the geothermal probes (EWS) -Packer 114 are connected. However, since the first pressure sensor device 30 in the illustrated embodiment within the lance head 34 the lance device 28 is arranged, the first pressure sensor device through the supply hose 36 through the geothermal probes (EWS) -Packer 114 through the hole 14 pulled out and recovered. The first pressure sensor device 30 is not lost. Furthermore, a third pressure sensor device 116 be provided, which by means of a cable element 117 in the borehole 14 is lowered.

Alternativ kann beispielsweise auch ein Lichtlot 119 vorgesehen sein, das in das Bohrloch 14 abgesenkt wird. Auf diese Weise ist es möglich, eine Lage des Grundwasserspiegels 92 in dem Bohrloch 14 festzustellen, während mit der Lanzenvorrichtung 28 und der ersten Drucksensoreinrichtung 30 unterhalb des Packers 114 gearbeitet wird.Alternatively, for example, a light solder 119 be provided in the borehole 14 is lowered. In this way it is possible, a position of the groundwater level 92 in the borehole 14 determine while with the lance device 28 and the first pressure sensor device 30 below the packer 114 is working.

Nach dem Verpressen des Bereichs unterhalb des Erdwärmesonden(EWS)-Packers 114 und dem anschließenden Expandieren des Erdwärmesonden(EWS)-Packers 114 kann in der voranstehend beschriebenen Weise mit dem Verpressen des Bereichs oberhalb des Erdwärmesonden(EWS)-Packers 114 mittels einer weiteren Lanzenvorrichtung 118 fortgefahren werden. Auf diese Weise können auch Bohrlöcher mit mehreren Grundwassereintritten 90, 113 unter Zuhilfenahme weiterer Mittel, beispielsweise eines Packers 114, sicher verpresst werden, ohne dass dabei relativ teure Drucksensoreinrichtungen verloren gehen. Dies wird insbesondere durch die Führung der ersten Drucksensoreinrichtung 30 innerhalb des Zuführschlauchs 36 in den Lanzenkopf 34 der Lanzenvorrichtung 28 ermöglicht.After pressing the area below the geothermal probe (EWS) -Packers 114 and then expanding the geothermal probe (EWS) -Packers 114 can in the manner described above with the pressing of the area above the geothermal probe (EWS) -Packers 114 by means of another lance device 118 be continued. In this way can also drill holes with multiple groundwater inlets 90 . 113 with the help of other means, such as a packer 114 Be sure to be pressed without losing relatively expensive pressure sensor devices. This is achieved in particular by the guidance of the first pressure sensor device 30 inside the feed tube 36 in the lance head 34 the lance device 28 allows.

In der 9 ist noch einmal schematisch ein Ablauf des Verpressvorgangs als Verfahren 120 dargestellt. Nach dem Start des Verfahrens werden zunächst die Lanzenvorrichtung 28 mit dem Lanzenkopf 34 und die erste Drucksensoreinrichtung 30 auf eine Sohle des Bohrlochs 14 in einem Schritt S1 abgesenkt. In einem Schritt 52 wird ein in der voranstehend beschriebenen Weise das Niveau eines Wasserspiegels in dem Bohrloch 14 gemessen. Durch die Verdrängung der Lanzenvorrichtung 28 wird der Wasserspiegel durch Einbringen der Lanzenvorrichtung 28 in das Wasservolumen zunächst kurz steigen. In der Regel wird daher zunächst abgewartet, bis die letztendliche Einbautiefe 40 erreicht ist, bevor das Niveau des Grundwasserspiegels bestimmt wird.In the 9 is again schematically a process of Verpressvorgangs as a method 120 shown. After starting the process, first the lance device 28 with the lance head 34 and the first pressure sensor device 30 on a sole of the borehole 14 lowered in a step S1. In one step 52 becomes a level of a water level in the wellbore as described above 14 measured. By the displacement of the lance device 28 is the water level by introducing the lance device 28 in the water volume first briefly climb. As a rule, therefore, it is initially waited until the final installation depth 40 reached before the level of the groundwater level is determined.

In einem Schritt 53 wird dann in der voranstehend beschriebenen Weise die Suspension 94 in das Bohrloch 14 eingepresst. In einem Schritt 54 wird dann kontrolliert, ob ein mittels der ersten Drucksensoreinrichtung ermittelter Druck und damit der Stand einer Suspensionssäule in dem zu verpressenden Abschnitt konstant ist. In einem Schritt S5 wird dies abgefragt. Kommt man zu dem Ergebnis, dass keine ordnungsgemäße Verpressung vorliegt, können in einem Schritt 56 weitere Hilfsmaßnahmen, beispielsweise das Einbringen eines Packers 114 erfolgen, um eine ordnungsgemäße Verpressung zu erzielen. Wird in dem Schritt 55 festgestellt, dass eine ordnungsgemäße Verpressung bis zu dem Stand der Suspensionssäule über der ersten Drucksensoreinrichtung 30 erreicht wurde, wird die Lanzenvorrichtung 28 in einem Schritt S7 auf das vorher festgestellte Niveau der Suspensionssäule angehoben und ein weiterer Abschnitt des Bohrlochs 14 verpresst. Auf diese Weise kann das Bohrloch 14 abschnittsweise vollständig verpresst werden. In einem Schritt S8 kann abgefragt werden, ob durch die Niveauänderung in Schritt 57 die Oberfläche 88 erreicht wurde. Ist dies nicht der Fall, so wird sich das Verfahren mit dem Schritt 53 und einem weiteren Verpressungsvorgang fort. Ist dies der Fall, endet das Verfahren.In one step 53 Then, in the manner described above, the suspension 94 in the borehole 14 pressed. In one step 54 is then checked whether a determined by means of the first pressure sensor means pressure and thus the state of a suspension column in the section to be compressed is constant. In a step S5 this is queried. If one comes to the result that there is no proper compression, can in one step 56 Further assistance, for example, the introduction of a packer 114 done in order to achieve a proper compression. Will in the step 55 found that proper compression up to the level of the suspension column above the first pressure sensor device 30 has been reached, the lance device 28 in a step S7 raised to the previously established level of the suspension column and another section of the borehole 14 pressed. That way, the borehole can 14 completely compressed in sections. In a step S8 it can be queried whether by the level change in step 57 the surface 88 was achieved. If this is not the case, then the procedure with the step 53 and a further compression process. If so, the procedure ends.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102010002064 A1 [0003]
DE 102010002063 A1 [0008]

Claims

Contraption ( 22 ) for pressing a borehole ( 14 ) with a suspension ( 94 ), with one with a delivery hose ( 36 ) coupled lance device ( 28 ) for pressing in the suspension ( 94 ) in the borehole ( 14 ), characterized by a first pressure sensor device ( 30 ) for measuring a pressure in the borehole ( 14 ), wherein the first pressure sensor device ( 30 ) on a cable element ( 32 ) and by means of the cable element ( 32 ) in the borehole ( 14 ) is lowered, a flow rate measuring device ( 52 ) for measuring a flow rate of the suspension ( 94 ) through the feed tube ( 36 ) and a first depth sensor device ( 42 ) for measuring a mounting depth ( 40 ) of the first pressure sensor device ( 30 ) in the borehole ( 14 ).

Apparatus according to claim 1, characterized in that the first pressure sensor device ( 30 ) through the feed tube ( 36 ) into the lance device ( 28 ) is lowered.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the lance device ( 28 ) a plurality of outlet openings ( 74 ) having.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the outlet openings ( 74 ) distributed over a base section ( 70 ) of a lance-head ( 34 ) of the lance device ( 28 ) are arranged.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the outlet openings ( 74 ) in several rows ( 82 ), each row ( 82 ) four each at 90 ° to each other over a circumference ( 75 ) of the base section ( 70 ) offset outlet openings ( 74 ) having.

Device according to claim 5, characterized in that the lance device ( 28 ) a total of twenty eight orifices ( 74 ) in seven rows ( 82 ) having.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that a length ( 76 ) of the base section ( 70 ) seven times to ten times as long as one length ( 78 ) of the tapered tip section ( 72 ) of a lance-head ( 34 ) of the lance device ( 28 ).

Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that a lance head ( 34 ) of the lance device ( 28 ) total length ( 80 ) of 2800 mm, a base section ( 70 ) of the lance head ( 34 ) a length ( 76 ) of 2500 mm, and a tapered tip section ( 72 ) of the lance head ( 34 ) a length ( 78 ) of 300 mm, the base section ( 70 ) a diameter ( 77 ) of 40 mm.

Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that a base section ( 70 ) of a lance-head ( 34 ) of the lance device ( 28 ) with the feed tube ( 36 ) for feeding the suspension ( 94 ) into the lance device ( 28 ) is coupled.

Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the cable element ( 32 ) within the delivery tube ( 36 ) runs.

Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the device ( 22 ) a second pressure sensor device ( 68 ) for measuring an ambient pressure.

Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the device comprises a third pressure sensor device ( 116 ) for measuring a groundwater level ( 92 ) having.

Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the device further comprises a Lichtloteinrichtung ( 119 ) for measuring a groundwater level ( 92 ) having.

Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the device ( 22 ) further comprises a deflection roller ( 44 ), over which the cable element ( 32 ) is guided, wherein the deflection roller ( 44 ) with an incremental encoder ( 46 ) and wherein the incremental encoder ( 46 ) the first depth sensor device ( 42 ).

Apparatus according to claim 14, characterized in that the feed tube ( 36 ) also via the pulley ( 44 ) is guided.

Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that a second depth sensor device ( 50 ) for measuring a mounting depth ( 40 ) of the lance device ( 28 ) in the borehole ( 14 ) having.

Device according to claim 16, characterized in that the device ( 22 ) further comprises a further deflection roller over which the cable element ( 32 ), wherein the further deflection roller cooperates with a further incremental rotary encoder, and wherein the further incremental rotary encoder the second depth sensor device ( 50 ).

Device according to one of claims 1 to 17, characterized in that the Flow rate measuring device ( 52 ) is designed as a magnetic inductive flow meter.

Device according to one of claims 1 to 18, characterized in that the device ( 22 ) further comprises a time recording device ( 58 ) having.

Device according to one of claims 1 to 19, characterized in that the device further comprises a display device ( 62 ) connected to the first pressure sensor device ( 30 ), a flow rate measuring device ( 52 ), a time recording device ( 58 ) and the first depth sensor device ( 42 ) connected is.

Device according to one of claims 1 to 20, characterized in that the device further comprises a control device ( 64 ), which is adapted to a mounting depth ( 40 ) of a lance-head ( 34 ) of the lance device ( 28 ), a mounting depth ( 40 ) of the first pressure sensor device ( 30 ) and a flow rate of the suspension ( 94 ).

Apparatus according to claim 21, characterized in that the control device ( 64 ) is designed such that it the installation depth ( 40 ) of the lance head ( 34 ) of the lance device ( 28 ), the installation depth ( 40 ) of the first pressure sensor device ( 30 ) and the flow rate of the suspension ( 94 ) based on the first pressure sensor device ( 30 ) measured by the flow rate measuring device ( 52 ) measured flow rate of the suspension ( 94 ), which by means of the time recording device ( 58 ) and by means of the first depth sensor device ( 42 ) detected installation depth of the pressure sensor device controls.

Apparatus according to claim 21 or 22, characterized in that the control device ( 64 ) is arranged such that it compresses the borehole ( 14 ) is controlled by means of the device such that it first the lance device ( 28 ) and the first pressure sensor device ( 30 ) in the borehole ( 14 ), then a suspension ( 94 ) in the borehole ( 14 ), and finally by means of the first pressure sensor device ( 30 ) measured pressure curve ( 100 ) determines whether the borehole ( 14 ) was pressed properly.

Device according to claim 23, characterized in that the control device ( 64 ) is set up in such a way that, before the suspension is pressed in ( 94 ) in the borehole ( 14 ) by means of the first pressure sensor device ( 30 ) a groundwater level in the borehole ( 14 ).

Device according to claim 23 or 24, characterized in that the control device ( 64 ) is set up so that it ( 14 ) is determined to be properly compressed when a pressure is applied by means of the first pressure sensor device ( 30 ) measured pressure curve ( 100 ) over a predetermined period of time ( 108 ) is constant.

Device according to one of claims 23 to 25, the regulating device ( 64 ) is set up to resume suspension ( 94 ) in the borehole ( 14 ) presses when the by means of the first pressure sensor device ( 30 ) measured pressure curve ( 100 ) drops off.

Lance device ( 28 ) for pressing a borehole ( 14 ), with a lance-head ( 34 ), which has a tubular base section ( 70 ) and a tapered tip portion, wherein the lance ( 34 ) further comprises at least one feed opening for feeding a suspension ( 94 ) in the lance head ( 34 ) and at least one outlet opening for pressing the suspension ( 94 ) from the lance head ( 34 ) in the borehole ( 14 ), characterized in that the lance device ( 28 ) further comprises a first pressure sensor device ( 30 ) for measuring a pressure in the borehole ( 14 ), wherein the first pressure sensor device ( 30 ) in the lance head ( 34 ) can be arranged.

Lance device ( 28 ) according to claim 27, characterized in that the lance device ( 28 ) a plurality of outlet openings ( 74 ) having.

Lance device ( 28 ) according to claim 27 or 28, characterized in that the outlet openings ( 74 ) distributed over the base section ( 70 ) are arranged.

Lance device ( 28 ) according to one of claims 27 to 29, characterized in that the outlet openings ( 74 ) in several rows ( 82 ), each row ( 82 ) four each at 90 ° to each other over the circumference of the base portion ( 70 ) offset outlet openings ( 74 ) having.

Lance device ( 28 ) according to claim 30, characterized in that the lance device ( 28 ) a total of twenty eight orifices ( 74 ) in seven rows ( 82 ) having.

Lance device ( 28 ) according to one of claims 27 to 31, characterized in that a length ( 76 ) of the base section ( 70 ) seven times to ten times as long as one length ( 78 ) of the tapered tip section ( 72 ) of a lance-head ( 34 ) of the lance device ( 28 ).

Lance device ( 28 ) according to one of claims 27 to 32, characterized in that the lance head ( 34 ) of the lance device ( 28 ) total length ( 80 ) of 2800 mm, a base section ( 70 ) of the lance head ( 34 ) a length ( 76 ) of 2500 mm, and a tapered tip section ( 72 ) of the lance head ( 34 ) a length ( 78 ) of 300 mm, the base section ( 70 ) a diameter ( 77 ) of 40 mm.

Lance device ( 28 ) according to one of claims 27 to 33, characterized in that the base section ( 70 ) with a delivery hose ( 36 ) for feeding a suspension ( 94 ) into the lance device ( 28 ) is coupled.

Lance device ( 28 ) according to claim 34, characterized in that the lance device ( 28 ) further comprises a cable element ( 32 ), on which the first pressure sensor device ( 30 ), the cable element ( 32 ) within the delivery tube ( 36 ) runs.

Lance device ( 28 ) according to one of claims 27 to 35, characterized in that the first pressure sensor device ( 30 ) relative to the lance head ( 34 ) is movable.

Lance device ( 28 ) according to one of claims 27 to 36, characterized in that the first pressure sensor device ( 30 ) in the lance head ( 34 ) can be arranged to be in a built-in operating state in the base section ( 70 ) of the lance head ( 34 ) is arranged.