DE2514291B1 - Vorrichtung zum Überprüfen einer mit einem flüssigen Medium gefüllten Leitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überprüfen einer mit einem flüssigen Medium gefüllten Leitung, insbesondere von im wesentlichen vertikalen Brunnen und Bohrlöchern, mittels einer in die zu untersuchende Leitung einzuführenden Kamera, derem Objektiv wenigstens eine Lichtquelle zugeordnet ist.

Die Verwendung von Fernsehkameras zum Zwecke des Überprüfens von Rohrleitungen, insbesondere mit dem Ziel, Undichtigkeiten zu lokalisieren, ist beispielsweise durch die DE-OS 23 11 228, die DE-OS 22 12 330, die US-PS 31 68 909 und die US-PS 29 71 259 bekannt. Überall dort, wo mit Flüssigkeit gefüllte Leitungen, Brunnen oder dgl. zu überprüfen sind, entstehen Schwierigkeiten dadurch, daß die Flüssigkeit häufig so trüb ist, daß die Sichtverhältnisse in erheblichem Maße beeinträchtigt werden. Hinzu kommt noch, daß unter Umständen auch das Objektiv der Kamera so verschmutzt wird, daß die Sichtverhältnisse nicht mehr ausreichen. Dies kann bereits durch sehr geringe Ablagerungen auf dem Kameraobjektiv verursacht werden. Aber auch dann, wenn es sich um eine klare Flüssigkeit, beispielsweise reines Wasser handelt, sind keine optimalen Bedingungen gegeben. Dies ist unter anderem auf die Brechung der Lichtstrahlen und andere optische Erscheinungen zurückzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, daß in jedem Fall und unter allen Umständen, also auch dann, wenn die Flüssigkeit verunreinigt oder von vornherein nicht durchsichtig ist, einwandfreie Sichtverhältnisse im Bereich des Kameraobjektivs vorhanden sind. Dabei soll nach Möglichkeit ein kontinuierliches Entlangfahren der Kamera an der zu überprüfenden Leitungswandung durchführbar sein. Ferner wird angestrebt, daß bei einfachem und übersichtlichem Aufbau das Kameraobjektiv und ggf.

auch die im allgemeinen wasserdicht ausgebildete Kamera selbst mit der Flüssigkeit nicht in Berührung kommt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß an der Kamera oberhalb des Kameraobjektivs ein den Leitungsquerschnitt abschließender Abdichtkörper befestigt ist und daß eine Leitung zum Einführen eines gasförmigen Druckmediums in den Bereich unterhalb des Abdichtkörpers vorgesehen ist.

Die Erfindung ist überall dort anwendbar, wo die zu untersuchenden Leitungen hinsichtlich ihres Verlaufs eine vertikale Komponente aufweisen, so daß das unter Überdruck stehende gasförmige Medium, welches am oberen Ende des flüssigkeitsfreien Abschnittes aufgrund des dort vorhandenen Abdichtkörpers nicht entweichen kann, am unteren Ende durch die dort vorhandene Flüssigkeit eingeschlossen bleibt. Solange die letztgenannte Voraussetzung erfüllt ist, kann die Erfindung

auch dort angewandt werden, wo die zu überprüfenden Leitungen einen von der Vertikaien stark abweichenden Verlauf haben.

Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die Halterung der Kamera rohrförmig ausgebildet und an ihrem dem Kameraobjektiv abgekehrten Ende dicht verschlossen sein. Unter der Voraussetzung, daß die Kamera selbst innerhalb der Halterung angeordnet ist, kann so erreicht werden, daß die Kamera bzw. deren Gehäuse während des normalen Betriebes von der Flüssigkeit nicht beaufschlagt ist Dabei kann das die Kamera mit den ihr zugeordneten Einrichtungen — z. B. Spannungsquelle und Monitor — verbindende Kabel durch die rohrförmige Halterung geführt und mittels eines abgedichteten Durchganges aus dieser Halterung herausgeführt sein.

Es war bereits erwähnt worden, daß die Lehre gemäß der Erfindung überall dort anwendbar ist, wo es sich um Rohre, Leitungen, Bohrungen oder dgl. handelt, deren Veriauf eine vertikale Komponente aufweist. Daraus ergibt sich, daß auch der Druck des gasförmigen Mediums — normalerweise Druckluft — an die jeweilige Flüssigkeitssäule, die sich über der Kamera befindet, angepaßt werden muß. Dies kann gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung in der Weise erfolgen, daß der Druck des gasförmigen Mediums durch ein in Abhängigkeit von der Flüssigkeitssäule steuerbares Regelorgan einstellbar ist.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist auch dann anwendbar, wenn die im Erdreich befindliche Rohrleitung nicht gasdicht ist. Letzteres ist z. B. dann der Fall, wenn es sich um die Verrohrung eines Brunnens handelt. Die Verbindungen zwischen den einzelnen Rohrschüssen und die Filterrohre sind gasdurchlässig. Die dadurch auftretenden Gasverluste sind jedoch so gering, daß sie ohne weiteres kompensiert werden können, so daß sie Wirtschaftlichkeit auch dann nicht ins Gewicht fallen, wenn — wie es bei größeren Teufen der Fall ist — mit Luftdrücken von 30 oder 40 oder mehr bar gearbeitet werden muß.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen enthalten.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch den Abschnitt eines Brunnens mit darin befindlicher Überwachungsvorrichtung,

Fig.2 eine andere Ausführungsform eines Teils dieser Vorrichtung in größerem Maßstab.

Die innerhalb der zu prüfenden Rohrleitung 11, bei der es sich um die Verrohrung eines Brunnens handeln kann, angeordnete Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Fernsehkamera 12, die von einer Halterung 13 getragen ist, einem oberhalb des Objektivs 14 der Fernsehkamera befindlichen Abdichtkörper 15 sowie einem Führungswagen 16, an dessen oberem Ende ein Tragseil oder dgl. 17 angreift, an welchem die Vorrichtung aufgehängt ist. Zwischen Halterung 13 und Führungswagen 16 ist ein Verbindungsstück 18 eingeschaltet, welches durch Zusatzgewichte 19 als Schwerstange ausgebildet ist. Letztere dient dazu, das Gewicht der Vorrichtung zu vergrößern.

Das die Verbindung zwischen Fernsehkamera 12 und einem z. B. am oberen Ende der Leitung 11 angeordneten Monitor herstellende Kabel 20 ist innerhalb der Halterung 13 und des Verbindungsstückes 18 angeordnet. Es wird am oberen Ende des Verbindungsstückes aus letzterem herausgeführt. Um zu verhindern, daß Flüssigkeit aus dem Raum 22 oberhalb des Abdichtkörpers 15 in die Teile 18 und 13 eintritt oder Preßgas austritt, ist die öffnung für den Durchgang des Kabels 20 durch eine Stopfbüchse 21 abgedichtet Ferner ist zwischen den Teilen 16 und 18 eine Scheibe oder dgl. 22a vorgesehen, die den Innenraum von Verbindungsstück 18 und Halterung 13 gegenüber dem Innenraum des Führungswagens 16 abdichtet

Eine vorzugsweise als Schlauch ausgebildete Zuführung 23 für Preßluft die an ihrem außerhalb der Rohrleitung 11 befindlichen Ende an einem Kompressor oder dgl. angeschlossen ist setzt sich in ein durch den Abdichtkörper 15 hindurch geführtes Rohr 23a fort welches in dem unmittelbar unterhalb des Abdichtkörpers 15 befindlichen Bereich 24 der Rohrleitung 11 mündet. Es handelt sich dabei um den Bereich, in dem sich auch das Objektiv 14 befindet das mit einer unten offenen Glocke 25 versehen ist Zusätzlich ist durch den Abdichtkörper f5 ein Rohr 26 hmdurehgeführt, dessen unteres offenes Ende sich in einem Abstand vom Abdichtkörper 15 bzw. vom Objektiv 14 befindet, der normalerweise der gewünschten oder möglichen Sichtweite Entspricht

Der Abdichtkörper des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 besteht aus einem Kern 27 aus praktisch unverformbarem Material und einer Anzahl von zueinander parallelen Ringen, Leisten oder dgl. 28 aus gummielastischem Material, die — mit Ausnahme der zuunterst befindlichen Leiste oder dgl. 28a — einen etwas größeren Außendurchmesser aufweisen als dem Innendurchmesser der Rohrleitung, des Brunnens oder dgl. 11 entspricht. Dabei nehmen die Außendurchmesser von Kern 27 und Ringen oder dgl. 28, 28a von unten nach oben zu. Fig. 1 läßt erkennen, daß die Ringe oder dgl. 28 an der inneren Mantelfläche des Rohres 11 anliegen, wobei die äußeren Randbereiche dieser Ringe oder dgl. 28 eine von unten nach oben zunehmende Verformung erfahren, so daß sie unter einer Vorspannung etwas gegen die innere Mantelfläche der Rohrleitung gepreßt sind.

Am unteren Ende der Fernsehkamera 12 ist ein aus einigen dünnen Streben oder dgl. bestehendes Gestell 29 angebracht, das zwei einen Abstand voneinander aufweisende Lichtquellen 30, 31 trägt. Letztere sind zweckmäßig unabhängig voneinander schaltbar, so daß die Möglichkeit besteht, bei gegebener Position des Kameraobjektivs die zu kontrollierenden Bereiche unter unterschiedlichen Winkeln auszuleuchten. Dabei können unterschiedliche Schattenwirkungen entstehen, die geeignet sind, nähere Aufschlüsse über bestimmte Zustände oder dgl. zu ermöglichen.

Der Führungswagen 16 ist mit Laufrollen oder dgl. 32 versehen, die an verschwenkbaren Armen 33 angebracht sind. Letztere stehen unter der Einwirkung von Druckfedern 34, so daß die Laufrollen 32 federnd an der Innenwandung der Leitung 11 oder dgl. anliegen. Es ist ohne weiteres möglich, noch zusätzliche Führungsmittel, beispielsweise unmittelbar oberhalb des Abdichtkörpers 15, anzubringen, die auch aus Laufrollen und zugehörigen Teilen bestehen oder auch in jeder anderen geeigneten Weise ausgebildet sein können. Die Anordnung zusätzlicher Führungsmittel wird z. B. dann zweckmäßig sein, wenn die zu untersuchende Rohrleitung oder dgl. in erheblichem Maße vom vertikalen Verlauf abweicht. Dabei ist es auch ohne weiteres möglich, in der Vorrichtung, z. B. zwischen den Teilen 16 und 18, ein Universalgelenk oder dgl. anzordnen, damit

sie sich besser an einen Leitungsverlauf anpassen kann, der vom linearen Verlauf abweicht.

Die in Fig. I dargestellte Vorrichtung wird in der Weise benutzt, daß sie am Tragseil 17 in den Brunnen, die Rohrleitung oder dgl. 11 hinabgelassen wird. Wenn der Wasserspiegel erreicht ist, verhindert zunächst die Tauchglocke 25, daß das Wasser (oder eine andere in der Leitung oder im Brunnen befindliche Flüssigkeit) das Objektiv 14 benetzt, da die Glocke 25 an ihrem oberen Ende verschlossen ist bzw. flüssigkeitsdicht an der Fernsehkamera 12 anliegt. Im weiteren Verlauf des Absenkvorganges tritt auch der Abdichtkörper 15 in die Flüssigkeit ein. Es ist spätestens zu diesem Zeitpunkt möglich, durch Zuführen von Druckluft durch die Leitung 23 den Bereich 24 unterhalb des Abdichikörpers 15, in dem sich auch das Objektiv 14 befindet, mit Luft zu füllen, wobei zwangsläufig die darin befindliche Flüssigkeit verdrängt wird. Der Wasserspiegel 35 sinkt dabei bis in Höhe des unteren offenen Endes des Rohres 26 ab. Falls der Luftdruck soweit steigt, daß der Wasserspiegel 35 weiter nach unten gedrückt wird, wird das untere Ende des Rohres 26 frei, so daß ein Teil der im Bereich 24 befindlichen Luft durch das Rohr 26 nach oben abströmen kann. Die dadurch bedingte Abnahme des Luftdruckes im Bereich 24 hat zwangsläufig einen Wiederanstieg des Wasserspiegels 35 bis zum unteren Ende des Rohres 26 zur Folge, so daß der Luftübertritt aus dem Bereich 24 in den oberhalb des Abdichtkörpers 15 befindlichen Bereich dann unterbrochen wird. Daraus ergibt sich, daß die axiale Erstreckung des Bereiches 24 abhängig ist von der Wahl der Länge des Rohres 26, soweit es dessen Bereich unterhalb des Abdichtkörpers S5 betrifft. Das aus dem Bereich 24 zu entfernende Flüssigkeitsvolumen kann auch über das Überströmrohr 26 in den Bereich 22 hinein verdrängt werden, der sich auf der anderen Seite des Abdichtkörpers 15 befindet. Es ist somit in jedem Fall möglich, beispielsweise die Innenwandung eines Brunnens zu überprüfen, in dem die Vorrichtung kontinuierlich den Brunnen hinuntergelassen wird, wobei im Zuge des Absenkens der Fernsehkamera 12 und der zugehörigen Teile der mit Luft gefüllte Bereich 24 ebenfalls nach unten wandert. Es ist lediglich notwendig, den im Bereich 24 wirksamen Luftdruck an die jeweilige Teufe bzw. die Höhe der darüber befindlichen Wassersäule anzupassen. Dies kann ohne weiteres durch Betätigen eines in der Leitung 23 eingeschalteten Regelrogans von Hand oder auch selbsttätig erfolgen. Beispielsweise ist es möglich, den Druck über das Regelorgan in Abhängigkeit von der im Brunnen oder in der Rohrleitung 11 befindlichen Länge des Tragseiles 17 zu regeln. Es ist auch möglich, an der Vorrichtung, beispielsweise an der Oberseite des Abdichtkörpers 15, einen Druckfühler anzubringen, der über eine Leitung, die mit dem Kabel 20 kombiniert sein kann, die Meßwerte an ein Stellmittel für das Regelorgan gibt. Letzteres wird im Normalfall hinter dem Kompressor oder einer anderen Druckluftquelle angeordnet sein, die sich unmittelbar neben dem Brunnen oder dem Ausgang der Rohrleitung befindet Wesentlich ist, daß in Bezug auf die Tiefe des zu überprüfenden Brunnens bzw. hinsichtlich der Höhe der darin befindlichen Flüssigkeitssäule eine Begrenzung nur gegeben ist durch die Kompression der zur Verfugung stehenden Druckluft Somit besteht ohne weiteres die Möglichkeit Brunnen zu überprüfen, die eine Teufe von 500 und mehr Metern haben. Um zu erreichen, daß bei entsprechendem Nachlassen des Tragseiles 17 die Vorrichtung weiter nach unten sinkt ist die Schwerstange 19 vorhanden. Da bei einer Umkehr der Bewegungsrichtung die Randbereiche der Dichtleisten oder -ringe 28 ebenfalls eine Umkehrung ihrer Umbiegung erfahren, ist ein bestimmter Kraftaufwand erforderlich, der dann, wenn die Vorrichtung nach unten bewegt werden soll, nachdem sie vorher nach oben gezogen worden war, durch die Schwerstange — gemeinsam mit dem Gewicht der übrigen Teile der Vorrichtung — aufgebracht wird.

ίο Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, daß die Möglichkeit besteht, den jeweils in Bewegungsrichtung vor der Vorrichtung befindlichen Abschnitt des Brunnens oder dgl. durch die Fernsehkamera 12 zu überprüfen, so daß die Bewegung der Vorrichtung

is rechtzeitig unterbrochen werden kann, wenn diese sich einem Hinderniss oder sonstwie einem Bereich nähert, bei dem zweifelhaft ist, ob die Vorrichtung ihn passieren kann.

Da der Abdichtkörper 15 jener Teil der Vorrichtung ist, welcher den größten Durchmesser aufweist, wird auch damit zu rechnen sein, daß wenn die Vorrichtung sich festsetzt, dies im Bereich des Abdichtkörpers geschieht. Die Konizität des Abdichtkörpers 15 gemäß der Ausführungsform der F i g. 1 soll dazu dienen, das Herausziehen des Abdichtkörpers aus einer Verengung des Brunnens oder der Rohrleitung 11 in Richtung des Pfeiles 36 zu erleichtern.

Es wird in jedem Fall zweckmäßig sein, den Abdichtkörper so auszubilden und die ihm zugeordneten Teile so zu bemessen, daß Sollbruchstellen, also Zonen und/oder Teile geringerer Festigkeit vorgesehen sind, die bei Übersteigen einer gewissen über das Tragseil 17 ausgeübten Zugkraft abreißen, abbrechen oder sonstwie eine Zerstörung erfahren, um so eine Gewähr dafür zu erhalten, daß der Abdichtkörper sich von der Innenwandung des Brunnens oder der Rohrleitung 11 iöst und wieder einschließlich der Kamera aus der Rohrleitung oder dgl. gezogen werden kann.

Entsprechendes gilt auch für die Ausführungsform gemäß F i g. 2, in der mit der Ausführungsform gemäß F i g. 1 übereinstimmende Teile mit gleichen, jeweils um 100 höheren Bezugszeichen versehen sind. Der von der Halterung 113 getragene Abdichtkörper 115 weist einen Kern 127 auf, dessen Durchmesser wesentlich geringer ist als der des Kernes 27 des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1. Die Dichtringe, -leisten oder dgl. 128 stehen dementsprechend gegenüber dem Kern 127 um ein größeres Maß vor. Sie sind aus einem weichem gummielastischem Material gefertigt. Um zu verhindern, daß die Dichtringe oder dgl. 128 eine zu große Nachgiebigkeit aufweisen, sind sie bis auf einen freien Randbereich 137 zwischen umlaufenden Ringen 138 aus einem festeren Material eingespannt Diese Ringe 138 haben einen geringeren Außendurchmesser. Sie können z. B. aus einem hartgestellten Kunststoff bestehen, der einerseits so wenig flexibel ist daß er eine Verformung oder zumindest eine starke Verformung der eigentlichen Dichtringe 128 — abgesehen von deren äußerem Randbereich 137 — verhindert, andererseits jedoch bei Wirksamwerden größerer Kräfte, wie sie im Falle des bereits erwähnten Festklemmens auftreten können, abreißen oder sich so verformen kann, daß der Abdichtkörper 115 frei wird. Im übrigen ist der Abdichtkörper der Ausführungsform gemäß Fig.2 ebenfalls mit einem Durchgang 123a für die Druckluft und einem Rohr 126 versehen, dessen axiale Erstrekkung unterhalb des Körpers 115 die maximale Länge

des luftgefüllten Abschnittes unterhalb des Abdichtkörpers 1IS bestimmt.

Wenngleich das Ausführungsbeispiel vorstehend im Zusammenhang mit der Verwendung einer Fernsehkamera erläutert worden ist, liegt keineswegs eine Beschränkung auf diesen Anwendungsfall vor. Vielmehr besteht ohne weiteres die Möglichkeit, z. B. auch eine Fotokamera zu verwenden, bei der gegebenenfalls anstelle der Lichtquellen 30 und 31 eine oder mehrere Blitzlichteinrichtungen angeordnet sein können. Genauso gut ist die Verwendung einer Filmkamera mit einer Dauerlichtquelle möglich, die analog einer Fernsehkamera im Zuge ihrer Bewegung durch die Rohrleitung kontinuierlich aufnimmt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

1 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Überprüfen einer mit einem flüssigen Medium gefüllten Leitung, insbesondere von im wesentlichen vertikalen Brunnen und Bohrlöchern, mittels einer in die zu untersuchende Leitung einzuführenden Kamera, derem Objektiv wenigstens eine Lichtquelle zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kamera oberhalb des Kameraobjektivs (14) ein den Leitungsquerschnitt abschließender Abdichtkörper (15) befestigt ist und daß eine Leitung zum Einführen eines gasförmigen Druckmediums in den Bereich unterhalb des Abdichtkörpers vorgesehen ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdichtkörper (15) mit einem weiteren Durchgang versehen ist, der sich an der Seite des Abdichtkörpers (15), an der sich das Kameraobjektiv (14) befindet, in einem am Ende offenen Rohrabschnitt (26) fortsetzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kameraobjektiv (14) mit einer Glocke (25) versehen ist, die an der dem Abdichtkörper (15) zugekehrten Seite dichtend am Kameraobjektiv (14) bzw. am Kameragehäuse anliegt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kameraobjektiv (14) außenseitig eine nach Art eines Scheibenwischers ausgebildete Reinigungseinrichtung zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdichtkörper aus einem Kern (27), dessen Durchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser der Leitung (11), und wenigstens einem Dichtring oder dgl. (28) aus gummielastischem Material besteht, dessen Außendurchmesser geringfügig größer ist als der Innendurchmesser der Leitung.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdichtkörper mit mehreren axial hintereinander in Abständen angeordneten Dichtringen oder dgl. (28,28a,) versehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Kern (27) und/oder Dichtring oder dgl. (28) in Richtung auf das Kameraobjektiv (14) einen abnehmenden Durchmesser aufweisen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtringe oder dgl. (128) aus weichem gummielastischem Material bestehen und jeweils zwischen zwei Scheiben, Ringen oder dgl. (138) aus einem härter gestellten Material angeordnet sind, deren Außendurchmesser größer als der des Kernes (127), jedoch kleiner als der der Dichtelemente (128) in unbeanspruchtem Zustand ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Erstreckung des Abdichtkörpers (15) größer ist als die axiale Erstreckung des Verbindungsbereichs zwischen zwei Leitungsabschnitten und/oder bei Verwendung von Filterrohren als der axiale Abstand zwischen zwei benachbarten Löchern eines Filterrohres.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (13) der Kamera (12) rohrförmig ausgebildet und an ihrem dem Kameraobjektiv (14) abgekehrten Ende dicht verschlossen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10. dadurch

gekennzeichnet, daß das die Kamera (12) mit den ihr zugeordneten Einrichtungen verbindende Kabel (20) durch die rohrförmige Halterung (13) geführt und mittels eines abgedichteten Durchganges aus dieser herausgeführt ist

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des gasförmigen Mediums durch ein in Abhängigkeit von der Flüssigkeitssäule steuerbares Regelorgan einstellbar ist