DE20214856U1

DE20214856U1 - Bohrlochsonde zur optischen Erfassung der inneren Wandung von Bohrlöchern und Schächten

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Publication number: DE20214856U1
Application number: DE20214856U
Authority: DE
Original assignee: BBI BRUNNEN und BOHRLOCHINSPEK
Current assignee: BBI BRUNNEN und BOHRLOCHINSPEK
Priority date: 2002-09-26
Filing date: 2002-09-26
Publication date: 2003-01-02
Anticipated expiration: 2012-09-27

Description

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Bohrlochsonde zur optischen Erfassung der inneren Wandung von Bohrlöchern und Schächten

Die Erfindung betrifft eine Bohrlochsonde zur optischen Erfassung der inneren Wandungvon Bohrlöchern und Schächten.

Es ist bekannt, die innere Wandungvon Bohrlöchern und Schächten optisch zu erfassen und anhand visueller Auswertung der gewonnenen Bilder Aufschlüsse über den Aufbau und die Schichtung des Untergrundes bzw. Gebirges sowie über die Beschaffenheit von Bohrungen und Schächten zu erhalten. Üblicherweise wird dazu unter Verwendung von in das Bohrloch einfahrbaren Sonden die innere Bohrlochwandung durch Folgen von Bildaufhahmen optisch abgebildet. Entsprechende Bohrlochsonden sind beispielsweise aus der DE 41 23 625 AI oder der DE 44 37 525 AI bekannt. In der DE 41 23 625 AI wird eine in das Bohrloch einfahrbare Sonde beschrieben, bei der mittels eines um die Längsachse der Sonde rotierenden Lichtstrahles die innere Wandung der Bohrung abgetastet und durch Detektion des rückgestreuten Lichtes Bildsignale erzeugt werden, die sich in Verbindung mit einer Steuerung des Lichtstrahles zu einer bevorzugt spiralförmigen Abtastlinie formieren, woraus letztlich ein Panoramabild der inneren Wandung des Bohrloches erzeugt werden kann. Die hier beschriebene Sonde ist insbesondere durch die notwendige Mechanik, an die hinsichtlich Präzision zur Führung des Lichtstrahles hohe Anforderungen gestellt werden, aufwendig und damit kostenintensiv. In der DE 44 37 625 Al wird daher eine in ein Bohrloch einfahrbare Sonde beschrieben, an deren unteren Ende ein rotationssymmetrischer Spiegel, insbesondere ein Kegelstumpfspiegel, angeordnet ist, mittels dessen Licht, das von einer ebenfalls am unteren Ende der Sonde angeordneten Beleuchtungseinrichtung ausgesandt und von der Bohrlochwandung rückgestreut wird, auf das Objektiv einer Kamera, insbesondere einer Videokamera, gelenkt wird. Die Kamera kann so Panoramabilder der Bohrlochwandung aufzeichen. Durch Bewegen der Kamera in Längsrichtung der Bohrung kann die gesamte innere Wandung der Bohrung optisch erfasst werden. Obwohl die beschriebene Bohrlochsonde keine mechanisch bewegten Teile benötigt, an die hohe Präzisionsanforderungen gestellt werden, handelt es sich bei der Bohrlochsonde um ein kostenintensives Spezialgerät.

Zweck der Erfindung ist eine in ein Bohrloch einfahrbare Sonde zur optischen Erfassung der inneren Wandung eines Bohrloches, die im Vergleich zu bekannten, im Stand der Technik beschriebenen Sonden deutlich kostengünstiger ist.

Diesen Zweck erfüllt eine Bohrlochsonde, deren funktionsbestimmende Bauteile erfin-

dungsgemäß eine handelsübliche CCD-Kamera oder Bauguppen einer handelsüblichen CCD-Kamera und eine handelsübliche Panoramalinse sind. Die handelsübliche CCD-Kamera oder die Baugruppen einer entsprechenden CCD-Kamera und die Panoramalinse sind so in einem Sondengehäuse angeordnet, dass die Panoramalinse aus der unteren Stirnseite des Sondengehäuses herausragt und sich die CCD-Kamera selbst innerhalb des Gehäuses befindet. Die Bohrlochsonde weist weiterhin am unteren Ende des Gehäuses eine Beleuchtungseinrichtung auf; die die innere Bohrlochwandung azimutal möglichst gleichmäßig beleuchtet. Die Beleuchtungseinrichtung kann entwedervon einem im Sondengehäuse angeordneten Energiespeicher oder über eine aus dem Bohrloch herausgeführte Zuleitung gespeist werden.

Die Erfindung sowie mit der Erfindung verbundene Vorteile sollen im Weiteren anhand des Ausführungsbeispieles erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt den Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Bohrlochsonde, in dereine in zwei Grundbaugruppen geteilte CCD-Kamera vom Typ Nikon Coolpix995 und eine handelsübliche Panoramalinse PAL 35 der FirmaTateyama R&D Ltd. Japan angeordnet sind.

Das zylindersymmetrische Gehäuse I der Bohrlochsonde besteht aus einem vorderen Gehäuseteil 1.1 und einem hinteren Gehäuseteil 1.2. Beide Gehäuseteile 1.1 und 1.2 sind durch einen Rohrabschnitt 1.3 lösbar miteinander verbunden. Im vorderen Gehäuseteil 1.1 der Bohrlochsonde ist die die Optik 2 beinhaltende Baugruppe 3 der CCD-Kamera so angeordnet, dass die Optik in Richtung der unteren Stirnseite der Bohrlochsonde weist. Als Vorsatzlinse ist mit der Optik 2 der CCD-Kamera die Panoramalinse 4 über das vorhandene, nicht dargestellte Objektivgewinde, ggf auch über Zwischenringe, so verschraubt, dass die die Panoramalinse 4 leicht aus der unteren Stirnseite der Bohrlochsonde herausragt. Für den mechanischen Schutz der Panoramalinse ist ein Schutzring 5 vorgesehen. Die den Speichermodul sowie die elektronische Steuerung und die Batterie beinhaltende Baugruppe 6 der CCD-Kamera ist innerhalb des Rohrabschnittes 1.3 des Bohrlochsondengehäuses I angeordnet. Der hintere Gehäuseteil 1.2 verfügt über eine Anschlußsteckverbindung 7, über die mittels nach außen geführter Steuer- und elektrischer Versorgungsleitungen die CCD-Kamera gesteuert sowie ggf erfaßte Biidinformationen übertragen werden können und über die eine am vorderen Gehäuseteil 1.1 angeordnete, das Bohrloch azimutal ausleuchtende Beleuchtungseinrichtung 8 mit elektrischer Energie versorgt wird. Bei der Beleuchtungseinrichtung 8 kann es sich entweder um mehrere über den äußeren Umfang des vorderen Gehäuseteiles 1.1 verteilt angeordnete Einzelleuchtelemente handeln, es kann aber auch eine Ringleuchte Anwendung finden. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Beleuchtungseinrichtung 8 über einen in der Bohrlochsonde angeordneten elektrischen Energiespeicher mit Energie zu versorgen. Dazu oder zur Anpassung der Bohrlochsonde an eine baulich anders gestaltete CCD-Kamera kann es ggf erforderlich sein, den zur Unterbringung von

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Baugruppen innerhalb der Bohrlochsonde vorhandenen Raum zu vergrößern. Dies ist bei der vorstehend beschriebenen Gestaltung des Bohrlochsondengehäuses I auf einfache Weise durch die Verwendungeines längeren die beiden Gehäuseteile 1.1 und 1.2 verbindenden Rohrabschnittes 1.3 möglich. Das äußere Ende des hinteren Gehäuseteiles ist mit einem Gewinde versehen, an dem ein Trageelement befestigt werden kann, über das, an einem Seil hängend, die Bohrlochsonde in ein Bohrloch oder einen Schacht, dessen innere Wandung optisch erfasst und inspiziert werden soll, herabgelassen werden kann.

Die beschriebene Bohrlochsonde zeichnet sich im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Sonden durch eine vergleichsweise geringe Baugröße (Länge ca. 30 cm bei einem Durchmesser von ca. 10 cm) aus. Sie istdamitfür eine Vielzahl praktischer Anwendungsfälle einsetzbar Durch die Verwendung überwiegend handelsüblicher Bauteile, die für ihre Anwendung in der Bohrlochsonde nur in geringen Maße zu modifizieren sind, ist die Bohrlochsonde sehr kostengünstig herstellbar Die verwendete Panoramalinse PAL 35 liefert über einen weiten Entfernungsbereich tiefenscharfe Bilder, so dass bei genügend starker Ausleuchtung die optischer Erfassung der inneren Wandung von Bohrungen bzw. Schächten in einem Durchmesserbereich von größer 10 cm bis ca. 500 cm möglich ist. Bei großen Durchmessern kann ggf. mit der Bohrlochsonde eine zusätzliche Lichtquelle in den Schacht gelassen werden.

Claims

1. Bohrlochsonde zur optischen Erfassung der inneren Wandung von Bohrlöchern und Schächten mittels CCD-Kamera, ein Gehäuse sowie eine Beleuchtungseinrichtung aufweisend, dadurch gekennzeichnet, dass die funktionsbestimmenden Bauteile eine handelsübliche CCD-Kamera oder Bauteile einer handelsüblichen CCD-Kamera und eine vor der Optik der CCD-Kamera angeordnete handelsübliche Panoramalinse sind.

2. Bohrlochsonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der Bohrlochsonde eine Dreiteilung aufweist, wobei der mittlere Teil des Gehäuses ein Rohrabschnitt ist.

3. Bohrlochsonde nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile des Gehäuses lösbar miteinander verbunden sind.