DE4133790A1 - Verfahren zur erprobung von grundwaessern, insbesondere auch von kontaminierten grundwaessern und vorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erorobung von Grundwässern, insbesondere auch von kontaminierten Grundwässern durch gezielte Entnahme von Wasserproben aus den zu untersuchenden Bodenbereichen bzw. Horizonten, indem nach dem Stillsetzen der Bohranlage oberhalb eines ins Bohrgestänge integrierten Filterrohres ein Ringverschluß angeordnet und dann im Bereich unterhalb des Ringverschlusses die im Bohrgestänge anstehende Spülung bzw. die Flüssigkeit aus den Horizonten abgesaugt und die abgepumpte Flüssigkeit getrennt aufgefangen und dann unter­ sucht wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Bohrgestänge, dessen Innenkanal an eine Saugpumpe angeschlossen werden kann und das oberhalb des Bohrkopfes ein mit Filtern bestück­ tes Filterrohr aufweist, das vom Tage her bezüglich Durchlaß von Flüssigkeit aktivierbar bzw. inaktivierbar ist.

Beim Bohren von Wasserversorgungsbrunnen muß das insbe­ sondere für Trinkwasser vorgesehene Wasser eine hohe Qualität aufweisen. Von daher ist es wichtig, beim Niederbringen der Bohrung in möglichst kurzen Abständen Wasserproben zu entnehmen, die dann untersucht werden können. Schwierig ist es dabei, jeweils das abgesaugte Wasser als das zu einem bestimmten Horizont gehörige Flüssigkeit zu identifizieren.

Im Rahmen der Industrialisierung sind über viele Jahre Schadstoffe in den Boden eingegeben worden, die nun in mehr oder weniger großem Abstand zur Oberfläche abgelagert sind. Je nach Art der Schadstoffe werden sie nur sehr langsam durch das Grundwasser oder das Regenwasser abgebaut, so daß eine häufig sehr langfristige Gefährdung der Umwelt gegeben ist. Diese mit Schadstoff belasteten Böden und Hori­ zonte können aber mit heutigen Methoden kaum oder nur sehr ungenau ermittelt werden.

Bekannt ist ein Verfahren und eine Vorrichtung (P 37 13 577.5 und P 39 16 731.3), bei dem in gewissen Ab­ ständen das Bohrgestänge stillgesetzt und die Bohranlage abgeschaltet wird, um dann vom Tage her durch den Ringspalt zwischen Bohrlochwandung und Außenwandung des Bohrgestänges Sand einzuschütten, der sich dann im Bereich eines sogenann­ ten Filterrohres absetzt und einen Ringverschluß bildet, der verhindert, daß die darüberstehende Wassersäule in den Bereich des Filterrohres bzw. des Bohrkopfes eindringt. Nachdem hier also eine entsprechende Abdichtung geschaffen ist, werden Bohrungen durch ein Innenrohr geöffnet, die das Eindringen des im zu untersuchenden Horizont anstehenden Wassers in das Filterrohr ermöglichen. Dabei sind in diesen Ausnehmungen Filter vorgesehen, die Schmutzstoffe weitgehend zurückhalten. Nach dem Öffnen der Ausnehmungen im Filterrohr durch Hochziehen des Innenrohres kann dann das zu unter­ suchende Wasser abgesaugt werden, wobei letztlich die gesamte im Innenkanal des Bohrgestänges stehende Wassersäule zunächst einmal abgesaugt werden muß, bevor man an das zu untersuchen­ de Wasser bzw. die Flüssigkeit herankommt.

Nachteilig bei diesen bekannten Verfahren ist, daß das Einbringen des Filters an das vom Bohrlochmund aus schwierig und vor allem zeitaufwendig ist. Insbesondere bei tieferen, beispielsweise über 100 m reichenden Bohrungen ist der dadurch verursachte Zeitaufwand in der Regel nicht vertretbar. Auch das Aktivieren bzw. Inaktivieren des Filter­ rohres ist sehr aufwendig, weil vom Bohrlochmund her das Rohr im Filterrohr gezogen, d. h. angehoben werden muß, um dann später nach Beendigung des Absaugvorganges wieder herab­ gelassen zu werden. Hierfür ein gesonderter Antrieb notwen­ dig, wobei vom Tage aus so gut wie gar nicht feststellbar ist, ob das vor den Filteröffnungen sitzende Rohr im Innen­ kanal ausreichend weit hochgezogen worden ist oder nicht. Dieses mechanische Aktivieren bzw. Inaktivieren stellt somit eine erhebliche Belastung des Gesamtverfahrens bzw. der entsprechend zu betreibenden Vorrichtung dar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein sicheres und vom Bohrlochmund aus ohne mechanische Hilfs­ mittel und Schüttungen einzuleitendes Untersuchungsverfahren und eine zur Durchführung geeignete Vorrichtung zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach dem Stillsetzen der Bohranlage die Spülung weiterbe­ trieben wird, bis sie annähernd gereinigt ist, daß die Bohr­ anlage dann kurz wieder in Betrieb genommen und anschließend Bohranlage und Spülung für einen Zeitraum stillgesetzt wer­ den, woraufhin nach Bildung des Ringverschlusses durch Absen­ ken des Flüssigkeitsspiegels im Bohrgestänge das Filterrohr per Unterdruck aktiviert und anschließend Flüssigkeit aus dem zu untersuchenden Horizont abgepumpt wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst einmal der benötigte Ringverschluß im Ringkanal zwischen Bohrloch­ wand und Außenwand des Bohrgestänges nicht mehr von Übertage her eingeschüttet, sondern vielmehr wird gezielt das Bohr­ klein verwendet, das im kurzen Anbohren gelöst worden ist und dann auch aus relativ kurzer Entfernung zum Bohrkopf wieder absinkt und dabei den Ringverschluß bildet. Anschließend braucht dann nur der Flüssigkeitsspiegel im Innenkanal des Bohrstranges abgesenkt zu werden, um ein selbsttätiges Öffnen der Einströmöffnungen zu erreichen. Das zu untersuchende Wasser strömt dann durch diese Öffnungen und die dahinter angeordneten Filter und kann dann so abge­ saugt werden, daß nach relativ kurzer Zeit bereits das zu untersuchende Wasser am Tage ist. Ist der Meßvorgang beendet, wird einfach der Unterdruck im Bereich des Filterrohres wieder abgebaut, so daß dann die Öffnungen im Filterrohr automatisch wieder schließen und der Bohrbetrieb wieder aufgenommen werden kann. Die von oben in das Bohrgestänge eingeleitete bzw. eingedrückte Spülung inaktiviert automa­ tisch das Filterrohr wieder, so daß die Spülung bis zum Bohrloch geführt wird, um von dort aus das Bohrklein mitanzu­ heben und durch den Ringspalt zwischen Bohrgestänge und Gebirge nach Übertage zu transportieren.

Nach einer zweckmäßigen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß im Filterrohr ein Ringkanal geschaffen wird, der durch Änderung der Druckverhältnisse der Flüssigkeit im Filterrohrinnenkanal mit diesem verbunden bzw. gegen diesen abgeschottet wird. Durch den Ringkanal ist die Mög­ lichkeit gegeben, im Bedarfsfalle beispielsweise Ventile durch den Unterdruck im Gestängerohr zu öffnen oder durch entsprechenden Druck zu schließen, so daß das Filterrohr auf einfache Art und Weise aktiviert bzw. abgeschottet werden kann. Vorteilhaft dabei ist, daß von Übertage aus ein Ein­ griff in bzw. am Filterrohr entfällt, so daß entsprechend aufwendige Umschaltmaßnahmen nicht mehr erforderlich sind. Es wird lediglich von Übertage aus sichergestellt, daß die Druckverhältnisse im Bohrgestänge sich ändern, so daß dadurch wie geschildert die Ventile o. ä. Verschlußteile sich öffnen oder schließen, um durch die Filter gelaufenes Wasser in das Bohrgestänge hineinzulassen oder aber diesen Weg zu verschließen.

Eine weitere zweckmäßige Ausbildung sieht vor, daß ausschließlich das beim Kurzbetrieb der Bohranlage anfallende Bohrklein und die Schwebestoffe der Spülung zur Schaffung des Ringverschlusses eingesetzt werden. Damit entfällt die Notwendigkeit, von Übertage aus Filtersand in den Ringspalt zwischen Bohrgestänge und Gebirge einzufüllen oder mechanisch diesen Spalt im Bereich des Filterrohres zu sperren oder andere Maßnahmen von Übertage aus vorzunehmen. Es wird wie geschildert einfach nach entsprechender Reinigung der Spülung ein vorgebbarer bzw. im voraus zu berechnender Ringverschluß durch Bohrklein und Schwebestoffe geschaffen, der absolut dicht ist und die Möglichkeit gibt, aus dem Bereich des Filterrohres das Wasser oder die Flüssigkeit abzuziehen, die eine Aussage über die Beschaffenheit dieses Horizontes ermöglicht.

Eine vorteilhaft gezielte Reinigung des zu untersuchen­ den Wassers bzw. des im Ringspalt unterhalb des Ringver­ schlusses anstehenden bzw. in diesen einströmenden Flüssig­ keit ist erfindungsgemäß dadurch möglich, daß die ins Filter­ rohr integrierten Filter mit Filtermaterial bestückt werden, das ein Passieren der feineren Schwebestoffe und des ent­ sprechenden Bohrkleins zuläßt. Damit ergibt sich ein natür­ licher Filter dadurch, daß die Grobteile der Spülung mit zur Reinigung der einströmenden Flüssigkeit herangezogen werden.

Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Vorrichtung, deren Innenkanal an eine Saugpumpe angeschlossen werden kann und das oberhalb des Bohrkopfes ein mit Filtern bestück­ tes Filterrohr aufweist, das vom Tage her bezüglich Durchlaß von Flüssigkeit aktivierbar bzw. inaktivierbar ist. Mit dem Aktivieren und Inaktivieren ist beim Stand der Technik ein Innenrohr gemeint, das vom Tage her über ein Seil zur Öffnung der Filteröffnungen hochgezogen bzw. zu deren Ver­ schließen wieder abgesenkt werden kann. Erfindungsgemäß wird diese Vorrichtung nun so ausgebildet, daß die Saugpumpe in den Innenkanal des Bohrgestänges einhängbar ausgebildet ist, daß das Filterrohr einen den Innenkanal umgebenden Ringkanal aufweist und daß Ringkanal und Innenkanal über in Richtung Ringkanal sperrende Ventile verbunden sind. Durch das Einhängen der Saugpumpe in den Innenkanal des Bohrgestänges kann der Flüssigkeitsspiegel im Bohrgestänge verändert bzw. abgesenkt werden, so daß der Druck sich in diesem Bereich verringert, was automatisch dazu führt, daß im Bereich des Filterrohres ein Unterdruck entsteht, der die dort angeordneten Ventile öffnet, so daß zu überprüfende Flüssigkeit aus dem Ringspalt in den Ringkanal und von dort in den Innenkanal einfließt. Durch weiteres Betätigen der Saugpumpe wird dann das Wasser angehoben und die zu über­ prüfende Flüssigkeit gelangt nach Übertage, wo sie entspre­ chend untersucht werden kann, um auf Schadstoffe oder son­ stige Beschaffenheiten des zu untersuchenden Horizontes schließen zu können. Werden die Druckverhältnisse im Bohrge­ stänge dann wieder geändert und ein entsprechend hoher Druck steht dort an, schließen die Ventile automatisch wieder und der Ringkanal ist gegenüber dem Innenkanal verschlossen, so daß nun, wie notwendig, Spülung bis zum Bohrkopf geführt und von dort durch den Ringspalt wieder hochgeführt werden kann.

Zur genauen Vorgabe des Ringverschlusses ist es vorteil­ haft, wenn, wie erfindungsgemäß vorgesehen, das Filterrohr einen gegenüber dem letzten Gestängerohr größeren Durchmesser aufweist, so daß ein nach außen vorstehender Absatz entsteht. Auf diesem Absatz setzt sich das Bohrklein gezielt ab und bildet sehr schnell den hier gewünschten und notwendigen Ringverschluß.

Das Einströmen und Reinigen der zu untersuchenden Flüssigkeit erfolgt optimal, wenn in der Wandung des Filter­ rohres durch Siebe gesicherte Fenster ausgebildet sind, und wenn der Ringkanal mit Filtermaterial voll ausgefüllt ist. Damit wird die einströmende Flüssigkeit gezwungen, über ihren gesamten Weg durch das Filtermaterial die die Untersuchung der Flüssigkeit behindernden Teile abzusetzen, so daß dann Übertage eine gereinigte Flüssigkeit ansteht, die durch Schnelluntersuchungen und spätere genauere Unter­ suchungen auf Schadstoffe u.ä. überprüft werden kann.

Optimal ist eine Reinigung der Flüssigkeit dadurch zu erreichen, daß das Filtermaterial aus Keramikkugeln mit einem Durchmesser von 1 bis 10 mm, vorzugsweise 2 bis 4 mm besteht. Diese Keramikkugeln oder auch Glas- oder Stahlkugeln geben die Möglichkeit, die zurückgehaltenen Teile aus der Flüssigkeit zu speichern und zurückzuhalten, so daß oberhalb dieses Filtermaterials das wirklich gereinigte Wasser zur Verfügung steht. Die gewählte Korngröße von 2 bis 4 mm stellt dabei sicher, daß die zu reinigende Flüssigkeit mit ausrei­ chender Geschwindigkeit durch dieses Filtermaterial hindurch­ gezogen werden kann.

Das Aktivieren und Inaktivieren des Filterrohres erfolgt besonders zweckmäßig, wenn am dem Bohrkopf zugewandten Ende des Filterrohres ein entgegen der Fließrichtung der Spülung schließendes Kanalventil angeordnet ist. Dieses Kanalventil sorgt dafür, daß Spülung oder auch zu überprüfende Flüssig­ keit nicht an den Filtern vorbei durch den Bohrkopf in das Innere des Bohrgestänges eintreten kann. Vielmehr schließt das Kanalventil dann, so daß die zu überprüfende Flüssigkeit zwangsweise durch die Filter bzw. das Filtermaterial und dann durch den Ringkanal in den Innenkanal einströmen muß.

Weiter oben ist bereits erwähnt worden, daß zwischen Ringkanal und Innenkanal Ventile angeordnet werden, um sicherzustellen, daß aus dem Ringkanal zu untersuchende Flüssigkeit gezielt in den Innenkanal einströmen kann, wenn dort die entsprechenden Druckverhältnisse existieren. Eine einfache Ausführungsmöglichkeit für diese Ventile sieht die Erfindung vor, indem sie zwischen Ringkanal und Innen­ kanal von begrenzt verschieblich angeordneten, mit der Öff­ nung zum Ringkanal weisend positionierten Bechern gebildet werden, wobei diese Becher aufgrund des Unterdrucks oder des Druckes im Innenkanal aus ihren Sitzen herausgehoben werden oder in sie hineingedrückt werden, je nachdem, welche Druckverhältnisse im Innenkanal gerade gegeben sind. Vorteil­ haft ist es dabei, wenn die als Ventile dienenden Becher innenseitig über Federn beaufschlagt sind, die sich am Becherboden und einem im Ringkanal fixierten Siebzwischen­ boden abstützen. Dadurch ist ein frühes Öffnen der Ventile sichergestellt und zwar sofort dann, wenn die Druckverhält­ nisse sich entsprechend geringfügig geändert haben. Da dann gleichzeitig das am anderen Ende des Filterrohres angeordnete Kanalventil schließt, wird dann recht frühzeitig bereits Flüssigkeit durch das Filtermaterial hindurchgefördert, um Übertage untersucht zu werden.

Ein zu weites Anheben der als Ventile dienenden Becher wird erfindungsgemäß dadurch verhindert, daß die Ventile über einen Schutzring abgedeckt sind, der sich dachförmige an der innenkanalseitigen Trennwand des Ringkanals und der Innenwandung des Filterrohres abstützend ausgebildet ist. Das Ventil kann somit nur so weit abgehoben werden, daß die einwandfreie Führung des Bechers erhalten bleibt, anderer­ seits aber die zu untersuchende Flüssigkeit austreten kann. Vorteilhaft ist weiter, daß über die dachförmige Ausbildung des Schutzringes ein Eindringen von Schwebestoffen aus der Spülung in dem Bereich der Ventile nicht eintritt, so daß auch bei längeren Standzeiten ein Ausfall der als Ventile dienenden Becher nicht auftreten kann.

Eine andere Ausbildung der Ventile ist die, bei der die innenkanalseitige Trennwand des Ringkanals auf der dem Bohrkopf abgewandten Seite doppelwandig ausgebildet ist, wobei die äußere Wand eine Ausnehmung in der inneren Wand abdeckend und parallel zur inneren Wand verschieblich und die Ausnehmung dabei dann entsprechend freigebend ausgebildet ist. Es wird hier somit eine Kombination zwischen Trennwand und Ventil geschaffen, wobei diese Ausbildung den Vorteil hat, daß sie aufgrund der gewählten großen Flächen leicht auf Druckschwankungen anspricht, somit ein sehr schnelles Ansprechen bei Absaugen der Spülung im Innenkanal zu ver­ zeichnen ist. Damit wird auch eine optimale Funktionstüchtig­ keit gewährleistet, so daß trotz der Beeinträchtigung durch Schwebstoffe, Bohrklein u.ä. ein sicheres Ansprechen des Ventils bzw. des Filterrohres sichergestellt werden kann.

Zweckmäßig ist es dabei, wenn die beiden Wände endseitig abgeknickt und zur Innenwandung des Filterrohres schrägver­ laufend und mit ihren freien Enden gegen diese Innenwandung abdichtet ausgebildet sind. Die schräge Ausbildung trägt zum schnellen Ansprechen des Ventils bei und sorgt dafür, daß umgekehrt eine Verschmutzung in diesem Bereich nicht eintreten kann, weil dann die äußere Wand dicht auf der korrespondierend ausgebildeten inneren Wand aufliegt und dabei den Gesamtbereich abdichtet.

Auch hier wird ein zu weites Abheben der äußeren Wand dadurch verhindert, daß im Abstand zum freien Ende der äußeren Wand an der Innenwandung des Filterrohres Anschläge angeordnet sind. Gegen diese Anschläge fährt die äußere Wand, so daß ein garantierter Öffnungsquerschnitt vorgegeben wird, so daß damit auch wiederum auf die Strömungsgeschwin­ digkeit in diesem Bereich Einfluß genommen werden kann. Ein Verwirbeln der Flüssigkeit in diesem Bereich kann somit nicht auftreten.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß ein Verfahren und eine Vorrichtung vorgegeben ist, mit der belastete Böden durch Absaugen des Grundwassers in diesem Bereich bzw. der hier anstehenden Flüssigkeit schnell und sicher untersucht werden können. Dabei kann der gesamte Abdicht- und Absaugprozeß im Bereich der Bohrlochsohle durch­ geführt werden, ohne daß von Übertage aus Maßnahmen durchge­ führt werden müssen. Es wird lediglich erforderlich, den Druck im Innenkanal des Bohrgestänges zu ändern, indem über eine Saugpumpe der Flüssigkeitsspiegel abgesenkt wird, so daß dann automatisch das mit entsprechendem Druck belastete Wasser bzw. die Flüssigkeit in das Filterrohr hineingepreßt wird. Der entsprechende Druck sorgt dann auch dafür, daß die Ventile sich automatisch öffnen, um dann bei geänderten Druckverhältnissen sich wieder ebenso automatisch zu ver­ schließen. Damit ist nicht nur die Möglichkeit gegeben, die notwendigen Untersuchungen gezielt in den jeweils interessierenden Horizonten durchzuführen, sondern es kann eine solche Untersuchung auch in erheblich kürzerer Zeit und ohne lange aufwendige Stillstände der Bohranlage durchge­ führt werden. Aufgrund dieser wesentlichen Vereinfachung ist damit dann auch die Möglichkeit gegeben, die zu untersuchenden Abschnitte wesentlich dichter zu legen, da der für die Untersuchung benötigte Zeitraum praktisch die Gesamtbohrarbeiten nur geringfügig beeinträchtigt. Vorteil­ haft ist vor allem auch, daß nun ein dichter Abschluß im Bereich des Filterrohres möglich ist, so daß wirklich nur die Flüssigkeit abgesaugt wird, die auch für die Unter­ suchungsarbeiten gewünscht wird bzw. benötigt wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegen­ standes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausfüh­ rungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 ein Filterrohr mit durch Ventile abge­ schottetem Ringkanal,

Fig. 2 die im Filterrohr vorgesehenen Fenster in Draufsicht,

Fig. 3 die im Filterrohr vorgesehenen Fenster im Schnitt,

Fig. 4 eine andere Ausbildung der Ventile im Bereich des Ringkanals bei Bohrbetrieb und

Fig. 5 die Ventilanordnung nach Fig. 4 beim Absau­ gen der zu untersuchenden Flüssigkeit.

Fig. 1 deutet ein ins Gebirge eingebrachtes Bohrloch (1) an, in dem sich das Bohrgestänge (2) befindet. Dieses Bohrgestänge (2) weist einen Innenkanal (3) auf, der die Spülung (21) in Fließrichtung (22) in Richtung Bohr­ kopf (4) führt. Dabei muß diese Spülung auch das Filterrohr (5) passieren, das oberhalb des Bohrkopfes (4) angeordnet ist und zwar zwischen Bohrkopf (4) und letztem Gestängerohr (6).

In den Innenkanal (3) eingehängt ist eine Saugpumpe (7), über die Flüssigkeit aus dem Bereich des Filterrohres (5) abgesaugt werden kann bzw. mit deren Hilfe die Flüssig­ keitssäule im Innenkanal (3) so weit abgesenkt wird, daß aufgrund der herrschenden Druckverhältnisse die zu unter­ suchende Flüssigkeit automatisch durch das Filterrohr (5) hindurch in den Innenkanal (3) drückt.

Zwischen Filterrohr (5) und letztem Gestängerohr (6) besteht ein Absatz (8), der die Bildung eines Ringver­ schlusses erleichtert, der benötigt wird, um sicherzustellen, daß die im Ringspalt zwischen Gebirge und Bohrgestänge (2) anstehende Flüssigkeitssäule nicht mitabgesaugt wird, wenn im zu untersuchenden Horizont Flüssigkeit durch das Filter­ rohr (5) abgesaugt wird.

Das Filterrohr (5) weist einen Ringkanal (9) auf, der über Ventile (10) mit dem Innenkanal (3) verbunden werden kann bzw. gegen diesen abgeschottet ist, je nachdem, welche Druckverhältnisse im Innenkanal (3) anstehen. Der Ringkanal (9) ist mit dem Ringspalt zwischen Bohrgestänge (2) und Wandung des Bohrloches (1) durch ein in die Wand (11) einge­ lassenes Fenster (12, 13) verbunden. In dieses Fenster (12, 13) sind Siebe (14) eingesetzt, die einmal die Flüssigkeit durchtreten lassen und zum anderen dafür sorgen, daß das im Ringkanal (9) untergebrachte Filtermaterial (15) nicht über diese Fenster (12, 13) ausfließt.

Das Filtermaterial (15) besteht aus Keramikkugeln (16, 17), die auch in Fig. 2 angedeutet sind, wo die Fenster (12, 13) in Draufsicht wiedergegeben werden. Eine einwand­ freie Lagerung dieser Keramikkugeln (16, 17) bzw. des Filter­ materials (15) im Ringkanal (9) wird durch dort angebrachte ringförmige Zwischensiebe (18, 19) gesichert.

Am unteren Ende (20) in Richtung Bohrkopf (4) ist ein Kanalventil (23), hier in Form einer Klappe angedeutet. Dieses Kanalventil (23) öffnet, wenn die Spülung (21) in Fließrichtung (22) strömt. Herrscht dagegen ein Unterdruck im Bereich des Filterrohres (5), schließt das Kanalventil (23) automatisch, so daß dann Flüssigkeit aus dem Bereich des Bohrkopfes (4) nicht mehr in den Innenkanal (3) ein­ dringen kann.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch die Wand (11) des Filterrohres (5) im Bereich eines Fensters (12). Hier wird verdeutlicht, daß das in dieses Fenster (12) eingesetzte Sieb (14) über Siebhalter (24) in der vorgesehenen Position gehalten wird.

Im Übergangsbereich zwischen Ringkanal (9) und Innen­ kanal (3) sind Ventile (10) angeordnet. Fig. 1 verdeutlicht, daß als Ventile (10) hier Becher (26) verwendet werden, die mit ihrer Öffnung (25) in Richtung Ringkanal (9) zeigend angeordnet werden. Gegen den Becherboden (28) drückt eine Feder (27) an, die sich einmal am Becherboden (28) und zum anderen am Siebzwischenboden (29) abstützt. Dadurch wird schon bei geringen Druckunterschieden bzw. bei entsprechend geringerem Druck im Filterrohr (5) der Becher (26) angehoben, so daß dann der Ringkanal (9) mit dem Innenkanal (3) in Verbindung steht und zu untersuchende Flüssigkeit in den Innenkanal (3) eindringen kann.

Oberhalb der als Ventile (10) dienenden Becher (26) ist ein Schutzring (30) angebracht, der den Ventilbereich dachförmig überdeckt. Dieser Schutzring (30) dient gleich­ zeitig als Wegbegrenzung für den Becher (26).

Der Schutzring (30) liegt einmal an der Innenwandung (32) des Filterrohres (5) an und stützt sich auf der am anderen Ende auf der innenkanalseitigen Trennwand (31) ab. Gleichzeitig sorgt dieser Schutzring (30) auch dafür, daß Schmutzteile aus der Spülung (21) nicht in den Bereich der Ventile (10) hineingelangen kann, so daß deren Funktionstüchtigkeit gewährleistet ist, insbesondere auch bezüglich des dichten Sitzes beim Fördern der Spülung (21) in Fließrichtung (22).

Die Fig. 4 und 5 zeigen bezüglich des Ventils (10) insofern eine andere Ausbildung, als hier die äußere Wand (35) und die innere Wand (36) die Funktion eines Ventils mitübernehmen. Hierzu ist die äußere Wand (35) parallelver­ schieblich zur inneren Wand (36) angeordnet und zwar beweg­ lich angeordnet. In der inneren Wand (36) ist eine Ausnehmung (37) vorgesehen, durch die die zu untersuchende Flüssigkeit aus dem Bereich des Ringkanals (9) in den Innenkanal (3) eintreten kann. Dies ist aber nur bei der aus Fig. 5 ersicht­ lichen Position möglich, weil hier die äußere Wand (35) sich aus ihrem Sitz abgehoben hat, so daß nun die Ausnehmung (37) frei ist und die Flüssigkeit entsprechend strömen kann.

Bei der aus Fig. 4 ersichtlichen Position liegen die abgeschrägten Wände (35, 36) dicht aufeinander, wobei die Spülung quasi auf diese Wände (35, 36) einwirkt und sie in der gezeigten Position fixiert.

Verändern sich dann die Druckverhältnisse, so drückt dann die im Ringkanal (9) anstehende Flüssigkeit gegen die äußere Wand (35) und verschiebt diese, bis das freie Ende (38) an den Anschlag (40 bzw. 41) anschlägt. Diese Anschläge (40, 41) sorgen dafür, daß die äußere Wand (35) sich nicht allzu weit abhebt und daß andererseits ein vorgegebener Querschnitt zur Verfügung steht, durch den die zu unter­ suchende Flüssigkeit aus dem Ringkanal (9) in den Innenkanal (3) einströmen kann.

Auf die abgebogene Ausbildung der Wände (35, 36) ist bereits weiter oben hingewiesen worden. Das freie Ende (39) liegt dabei immer an der Innenwandung (32) an bzw. ist gegen­ über dieser abgedichtet, so daß die Flüssigkeit den mit Pfeilen (44) gekennzeichneten Weg nehmen muß, wenn die ent­ sprechenden Druckverhältnisse zum Abheben der äußeren Wand (35) geführt haben.

Fig. 5 deutet auch den Ringverschluß (43) an, der gemäß erfindungsgemäßem Verfahren aus dem beim Kurzbetrieb der Bohranlage freigewordenen Bohrklein und den Schwebestoffen in der Spülung besteht und der dafür Sorge trägt, daß aus dem Bereich oberhalb des Ringverschlusses (43) anstehendes Wasser bzw. Spülung nach dem entsprechenden Absetzen und Verfestigen des Ringverschlusses nicht in den Ringkanal (9) eindringen kann.

Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfin­ dungswesentlich angesehen.

Claims (15)

1. Verfahren zur Erprobung von Grundwässern, insbesondere auch von kontaminierten Grundwässern durch gezielte Entnahme von Wasserproben aus den zu untersuchenden Bodenbereichen bzw. Horizonten, in dem nach dem Stillsetzen der Bohranlage oberhalb eines ins Bohrgestänge integrierten Filterrohres ein Ringverschluß angeordnet und dann im Bereich unterhalb des Ringverschlusses die im Bohrgestänge anstehende Spülung bzw. die Flüssigkeit aus dem Horizont abgesaugt und die abgepumpte Flüssigkeit getrennt aufgefangen und dann untersucht wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Stillsetzen der Bohranlage die Spülung weiterbe­ trieben wird, bis sie annähernd gereinigt ist, daß die Bohr­ anlage dann kurz wieder in Betrieb genommen und anschließend Bohranlage und Spülung für einen Zeitraum stillgesetzt wer­ den, woraufhin nach Bildung des Ringverschlusses durch Ab­ senken des Flüssigkeitsspiegels im Bohrgestänge das Filter­ rohr per Unterdruck aktiviert und anschließend Flüssigkeit aus dem zu untersuchenden Horizont abgepumpt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Filterrohr ein Ringkanal geschaffen wird, der durch Änderung der Druckverhältnisse der Flüssigkeit im Filterrohr­ innenkanal mit diesem verbunden bzw. gegen diesen abge­ schottet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ausschließlich das beim Kurzbetrieb der Bohranlage an­ fallende Bohrklein und die Schwebstoffe der Spülung zur Schaffung des Ringverschlusses eingesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ins Filterrohr integrierten Filter mit Filtermate­ rial bestückt werden, das ein Passieren der feineren Schwebstoffe und des entsprechenden Bohrkleins zuläßt.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis Anspruch 4 mit einem Bohrgestänge, dessen Innenkanal an eine Saugpumpe angeschlossen werden kann und das oberhalb des Bohrkopfes ein mit Filtern bestücktes Filterrohr aufweist, das vom Tage her bezüglich Durchlaß von Flüssigkeit aktivierbar bzw. inaktivierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugpumpe (7) in den Innenkanal (3) des Bohrgestänges (2) einengbar ausgebildet ist, daß das Filterrohr (5) einen den Innenkanal (3) umgebenden Ringkanal (9) aufweist und daß Ringkanal und Innenkanal über in Richtung Ringkanal sperrende Ventile (10) verbunden sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterrohr (5) einen gegenüber dem letzten Gestänge­ rohr (6) größeren Durchmesser aufweist, so daß ein nach außen vorstehender Absatz (8) entsteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand (11) des Filterrohres (5) durch Siebe (14) gesicherte Fenster (12, 13) ausgebildet sind und daß der Ringkanal (9) mit Filtermaterial (15) gefüllt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 und Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermaterial (15) aus Keramikkugeln (16, 17) mit einem Durchmesser von 1 bis 10 mm, vorzugsweise 2 bis 4 mm besteht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am dem Bohrkopf (4) zugewandten Ende (20) des Filter­ rohres (5) ein entgegen der Fließrichtung (22) der Spülung (21) schließendes Kanalventil (23) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (10) zwischen Ringkanal (9) und Innenkanal (3) von begrenzt verschieblich angeordneten, mit der Öffnung (25) zum Ringkanal (9) weisend positionierten Bechern (26) gebildet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die als Ventile (10) dienenden Becher (26) innenseitig über Federn (27) beaufschlagt sind, die sich am Becherboden (28) und einem im Ringkanal (9) fixierten Siebzwischenboden (29) abstützen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 5 und Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (10) über einen Schutzring (30) abgedeckt sind, der sich dachförmig an der innenkanalseitigen Trennwand (31) des Ringkanals (9) und der Innenwandung (32) des Filter­ rohres (5) abstützend ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die innenkanalseitige Trennwand (31) des Ringkanals (9) auf der dem Bohrkopf (4) abgewandten Seite doppelwandig ausgebildet ist, wobei die äußere Wand (35) eine Ausnehmung (37) der inneren Wand (36) abdeckend und parallel zur inneren Wand (36) verschieblich und die Ausnehmung dabei dann frei­ gebend ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wände (35, 36) endseitig abgeknickt und zur Innenwandung (32) des Filterrohres (5) schrägverlaufend und mit ihren freien Enden (38, 39) gegen diese Innenwandung abdichtend ausgebildet sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 und Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand zum freien Ende (38) der äußeren Wand (35) an der Innenwandung (32) des Filterrohres (5) Anschläge (40, 41) angeordnet sind.