DE2701394A1

DE2701394A1 - Bohrlochverlauf-vermessungssonde

Info

Publication number: DE2701394A1
Application number: DE19772701394
Authority: DE
Inventors: Zoltan Thomas Dipl Ing Egey
Original assignee: Egey zoltan Thomas dipl-Ing
Current assignee: Egey zoltan Thomas dipl-Ing
Priority date: 1977-01-14
Filing date: 1977-01-14
Publication date: 1978-07-20

Description

BOHRLOCHVERLAUF - VEI?MESSUNGSSONDE
Bohrungen im Erdreich oder in Felsen müssen oft einen genau vorgeschriebenen Verlauf haben. Vielfach ergibt sich die Notwendigkeit, eine Bohrung überprüfen zu müssen, wie sie liegt, ob ihr Verlauf die vorgegebene Richtung und Lage hat, und falls nicht, wie groß die Abweichung sei.
Es gibt mehrere bekannte Messmethoden, die alle aus einer Sonde, welche Gerät einen Pendel, Kamera und Magnet- oder Kreiselkompass beinhaltet, bestehen. Wenn der Pendel über die Kompassrose fotografiert wird, kann die Schräglage und ihre Richtung festgestellt werden0 Wenn man an vielen Stellen einer Bohrung dieser Schräglagen- und Richtungsbestimmung durchführt, kann man den gesamten Bohrungsverlauf bestimmen.
Drei wesentliche Nachteile haben die o.g. Vermessungsverfahren: Erstens, die Auswertung der vielen winzigen Fotos ist sehr zeitraubend, zweitens, die Fotos haben entweder einen sehr kleinen Winkelausweichungs - Messbereich, (sie sind aber sehr genau), oder aber sind sie bei größerem Messbereich unzumutbar ungenau.
Der dritte Nachteil besteht aud dem komplizierten Aufbau. Magnet-oder Kreiselkompass, Pendel, Kreiselantrieb, Kamera, usw. lassen sich nicht beliebig verkleinern, sie beanspruchen auch bei der extremsten Miniaturisierung einen nicht unerheblichen Platz bzw.
Mindestdurchmesser.
Um all die o.g. Nachteile mit einem grundsätzlich anderen Messverfahren auszuschalten, wurde eine Vermessungssonde, die geeignet ist, alle nicht senkrechten oder beinahe senkrechten Bohrungen zu vermessen, erfunden.
Die Sonde besteht aus drei schweren Kugeln, welche drei Kugeln, falls die Bohrung gerade ist, genau hintereinander liegen.
(Abb. 1) Sollte die Bohrung eine Krümmung haben, werden die drei Kugeln nicht mehr genau hintereinander stehen. (Abb. 2) Wenn man sich die Möglichkeit schafft, diese Ausweichung der vordersten Kugel nach Größe und Richtung zu erfassen, kann man die Krümmung der Bohrung, d.h. ihren Verlauf bestimmen.
Mehrere praktische Ausführungsbeispiele sind in den Abbildungen genau erläutert: Abb. 1 zeigt die Sonde in einer geraden verrohrten Bohrung (1).
Sie besteht aus den folgenden Teilen: Die hintere Kugel (2), sie wird mittels einer festen Verbindungsstange (3) mit der mittleren Kugel (4) fest verbunden. In der mittleren Kugel (4) wird mittels einer kardanischer Aufhängung (5) die haltestange (6) der vorderen Kugel (7) beweglich, schwenkbar befestigt. In den Positionsmeldekopf (8) sind geeignete elektronische Positionsmelder eingebaut, die eine Ausweichung der Ilaltestange (6) aus der Mittellage sofort feststellen und melden. Die Messwerte aus dem Meldekopf (8) werden mittels eines Kabels (9) an die Erdoberfläche gemeldet. Dieses Kabel (9) wird in das gerichtete Gestänge (lo) geführt, welches mittels einer biegsamen, jedoch torsionssteifen Kupplung (11) mit der Sonde verbunden ist.
Abb. 2 zeigt, wie die vordere Kugel (7) aus der Mittellinie der beiden anderen Kugeln (2, 4) ausweicht, wenn die Bohrung eine Krümmung hat.
Abb. 3 zeigt eine andere Ausführungsform: Mann kann die vordere Kugel (7) auch auf eine biegsame Stahlfeder (12) befestigen, wobei die Biegung der Stahlfeder (12) z.B. mit Dehnungsmeßstreifen erfasst werden kann. Diese Ausführung hat überhaupt keine bewegliche Teile, (Gelenke, Lager, usw.) wenn man von den geringfügigen elastischen Formänderungen der Stahlfeder (12) absieht.
Diese Ausführungsformvarianten sind für die Vermessung von Bohrungen mit besonders kleinem Durchmesser geeignet, da sich die Stahlfeder (12) und die Dehnungsmeßstreifen (13) fast beliebig klein gestalten lassen.
Abb. 4 zeigt eine Verfeinerung des Gerätes nach Abb. 3 dar: Wenn man eine kürzere Stahlfeder (14) nimmt, welche eine starre Verlängerungsstange (15) hat, konzentriert man die gesamte Krümming auf die kurze Stahlfeder (14). Die aufgeklebten Dehnungsießstreifen (16) können dann bereits kleinere Krtliiungen wahrnehmen, die Sonde wird empfindlicher.
Abb. 5 zeigt eine weitere Verfeinerung, wobei die Krümmung der Bohrung mittels vier Bezugskugeln noch genauer erfasst wird.
Es ist auch möglich, statt Kugeln irgendeine Fahrwerk, bestehend aus Kufen, Rollen, Rädern, Walzen oder Ähnliche. zu verwenden. Die Kugeln bzw. das Fahrwerk können auch so ausgebildet werden, daß sie flir verschiedene Bohrungsdurchiesser leicht uizustellen oder auszuwechseln sind0

Claims

PATENTANSPRU CHE 1.) Bohrlochverlauf - Vermessungssonde zur Verlaufbestimmung von verrohrten oder glattwandigen, nicht senkrechten Bohrungen i Erdreich oder Felsen, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde aus drei oder vier Kugeln besteht, deren Position, ob sie genau in einer Achse liegen oder nicht, mittels elektronischem Messgeber an die Erdoberfläche gemeldet werden.
2.) Vermessungssonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung der Kugeln aus der gemeinsamen Achse mittels Dehnungsmeßstreifen gemessen wird.
3.) Vermessungssonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anstatt von Kugeln geeignete Fahrwerke, bestehend aus Kufen, Rollen, Rändern, Walzen oder Ähnlichem verwendet werden.
4.) Vermessungssonde nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßdaten mittels eines Stromkabels an die Erdoberfläche übermittelt werden.
5.) Vermessungssonde nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln bzw. Fahrwerke zwecks Anpassung an andere Bohrungsdurchmesser verstellbar oder auswechselbar sind.