DE4318736A1

DE4318736A1 - Method and apparatus for taking gas and/or oil and/or water and/or solid samples during drilling operation

Info

Publication number: DE4318736A1
Application number: DE19934318736
Authority: DE
Inventors: Gerhard Grotendorst
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-06-05
Filing date: 1993-06-05
Publication date: 1994-12-08

Abstract

A method and an apparatus serves to take gas and/or oil and/or water and/or solid samples during the drilling operation, i.e. without withdrawing the drill column. According to this method, an annular plug of drillings is formed in the area of the liquid-sampling rod, provided the depth permits it, and packing is set in addition or even on its own, so that the area to be investigated is closed off completely from the in-situ mud column and the rock connected to it. Thus a quite specific sample can be taken, for which the mud in-situ in the drill column, for example, can be lowered to such an extent that the valves of the liquid-sampling rod open and water or other medium is forced in by the reservoir pressure. In particular during the use of a core-drilling column, oil or gas can be sampled during deep drilling in the area between core bit and reamer bit by the core-drilling column being raised. After the sampling, the core-drilling column is lowered again, as a result of which the area to be investigated is closed off again. Here, too, the packing is set beforehand and/or the annular plug is produced. The packing can be set without the column being lifted by compressed air being taken from a compressed-air reservoir integrated in the column. After the sampling, the packing is relieved and can be reactivated in a deeper borehole section in order to ... Original abstract incomplete. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entnahme von Gas- und/oder Öl- und/oder Wasser- und/oder Feststoffproben während des Niederbringens einer Bohrung, wobei das Bohrge stänge nach dem Stillsetzen der Bohranlage und während des Probenehmens im Bohrloch verbleibt und nachdem der Ringraum um das Bohrgestänge abgedichtet worden ist. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Bohrgestänge mit oberhalb des Bohrkopfes angeordneter Flüssigkeitsentnahmestange, die mit das gröbere Bohrgut zurückhaltenden Filtern versehen ist.The invention relates to a method for removing Gas and / or oil and / or water and / or solid samples during the drilling of a hole, the Bohrge poles after the rig is shut down and during the Sampling remains in the borehole and after the annulus around which the drill pipe has been sealed. The invention also relates to a device for performing the Procedure with a drill pipe with above the drill head arranged liquid extraction rod, which with the coarser Retaining filters is provided.

Beim Herstellen von Bohrungen wird mit Hilfe einer Bohranlage ein mit entsprechenden Hartmetallteilen versehener Bohrkopf, der das vordere Ende eines Bohrgestänges bildet, in den Boden eingetrieben. Um das beim Herstellen der Bohrung gelöste Bohrgut nach Übertage bringen zu können, wird in der Regel durch den inneren Bohrgestängekanal Spülung zum Bohrlochgrund geführt, so daß am Meißel bzw. Bohrkopf vorbei diese Flüssigkeit das Bohrgut aufnehmen und nach Übertage bringen kann. Dort werden beide wieder voneinander getrennt, so daß die Bohrflüssigkeit erneut zum Einsatz kommen kann. Solche Bohrungen werden ins Erdreich eingebracht, um bei spielsweise Trinkwasser zu erbohren und zu gewinnen. Der artige Bohrungen werden aber auch eingebracht, um durch Entnahme von Bohrproben bzw. von anfallendem Wasser Rück schlüsse auf den Verunreinigungsgrad von Böden zu schließen. Solche Bohrungen werden schließlich auch hergestellt, um mit Hilfe von Tiefbohrungen Erdöl, Erdgas o.a. Vorkommen zu erschließen. Wird eine Feststoffprobe benötigt, wird über ein entsprechend eingebrachtes Kernbohrgestänge ein Kern erbohrt, der mit Hilfe des Gestänges dann nach Übertage gebracht wird, wo die Probe genauer untersucht werden kann. Bei Öl- und Gasbohrungen bestehen erhebliche Probleme des halb, weil diese Wertstoffe im Erdinneren und auch in der Regel unter hohem Druck stehen, so daß bei entsprechenden Probeentnahmen immer die Gefahr besteht, daß der Lager stättendruck sich entsprechend auswirkt. Um solche Proben entnehmen zu können, muß nämlich der Druck der Spülflüssig keit so weit mininiert werden, daß das Öl bzw. Gas mehr oder weniger von selbst bis zu Tage kommt.When drilling holes is made using a Drilling system provided with appropriate hard metal parts Drill head, which forms the front end of a drill pipe, driven into the ground. That is when making the hole To be able to bring dissolved drilling material to the surface is in usually flushing through the inner drill pipe channel Bottom of the borehole, so that past the chisel or drill head this liquid absorb the cuttings and after surface can bring. There, the two are separated again, so that the drilling fluid can be used again. Such holes are drilled in the ground to at for example to drink and win drinking water. The Like holes are also made to through Taking drill samples or water conclusions about the degree of contamination of soils. Such holes are eventually made to with the help of deep drilling oil, natural gas or similar Occurrence to develop. If a solid sample is required, via an appropriately inserted core drill pipe Kern drilled, which then with the help of the rod after surface brought where the sample can be examined more closely. There are significant problems with oil and gas drilling half, because these valuable materials inside the earth and also in the Usually be under high pressure, so that when appropriate Sampling always creates a risk that the camp city pressure affects accordingly. To such samples To be able to remove, namely the pressure of the rinsing liquid speed so far that the oil or gas more or less comes by itself up to days.

Bekannt ist ein Verfahren und eine Vorrichtung (P 37 13 577 und P 39 16 731), bei dem in gewissen Abständen das Bohrgestänge stillgesetzt und die Bohranlage abgeschaltet wird, um dann vom Tage her durch den Ringspalt zwischen Bohrlochwandung und Außenwandung des Bohrgestänges Sand einzubringen, der sich dann im Bereich eines sogenannten Filterrohres absetzt und einen Ringverschluß bildet, der verhindert, daß die darüberstehende Wassersäule in den Bereich des Filterrohres bzw. Bohrkopfes eindringt. Nachdem hier also eine entsprechende Abdichtung geschaffen ist, werden Bohrungen durch ein Innenrohr geöffnet, die ein Ein dringen des im zu untersuchenden Horizont anstehenden Wassers in das Filterrohr ermöglichen. Dabei sind in diesen Ausneh mungen Filter angeordnet, 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 Bohrgestänge 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 im Bereich des Bohrlochmundes schwierig und zeitauf wendig ist. Insbesondere bei tieferen, beispielsweise über 100 m reichenden Bohrungen ist der dadurch verursachte Zeit aufwand in der Regel nicht vertretbar. Auch das Aktivieren bzw. Inaktivieren des Filterrohres 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 herabgelassen zu werden. Hierfür ist ein gesonderter Antrieb notwendig, wobei vom Tage aus so gut wie gar nicht feststellbar ist, ob das vor den Filter öffnungen sitzende Rohr im Innenkanal ausreichend weit hoch gezogen worden ist oder nicht. Dieses mechanische Aktivieren bzw. Inaktivieren stellt somit eine erhebliche Belastung des Gesamtverfahrens bzw. der entsprechend zu betreibenden Vorrichtung dar.A method and a device are known (P 37 13 577 and P 39 16 731), with which at certain intervals the drill pipe stopped and the drilling rig switched off is then from the day through the annular gap between Borehole wall and outer wall of the sand drill pipe bring in, which is then in the area of a so-called Filter tube and forms a ring closure, which prevents the overlying water column in the Area of the filter tube or drill head penetrates. After this a corresponding seal is created here, holes are opened through an inner tube, which is an on penetrate the water in the horizon to be examined allow into the filter tube. These are exceptions mung filter arranged, the contaminants largely hold back. After opening the recesses in the filter tube by pulling up the inner tube, this can become too low Seeking water can be suctioned off, ultimately the entire Water column standing in the inner channel of the drill pipe initially needs to be suctioned off before going to investigate that de water or the liquid comes up. Disadvantageous in these known methods is that the introduction of the Filters in the area of the borehole mouth difficult and time-consuming is agile. Especially at deeper ones, for example over The drilling time is 100 m effort is usually not justifiable. Activation too or inactivating the filter tube is very expensive because pulled the tube in the filter tube from the mouth of the borehole, d. H. must be raised to later after the completion of the Suction process to be lowered again. Therefor a separate drive is necessary, whereby from the day it is almost impossible to determine whether this is in front of the filter openings in the inner duct are sufficiently high has been pulled or not. This mechanical activation or inactivating therefore places a considerable burden of the overall process or of those to be operated accordingly Device.

Bei Herstellungen von Tieflochbohrungen ist es bekannt, den Bohrgutkanal durch sogenannte Packer abzusperren. Hier sind unterschiedliche Ausführungen bekannt, je nachdem, welche Ausrüstung zur Verfügung steht, wobei durch Verdrehen des Bohrgestänges ein entsprechendes Gummi aufgebläht werden kann oder aber vom Tage her wird durch ein Einbringen von Druckluft in einen Kanal zwischen dem Bohrgestänge und einem Gummiteil Druckluft eingepreßt, so daß die aus Gummi be stehende Wandung des Packers an die Bohrlochwandung ange preßt wird. Nachteilig ist auf jeden Fall, daß hierzu das Bohrgestänge entsprechend beeinflußt, in der Regel sogar gezogen oder teilweise gezogen werden muß. Ein erheblicher Aufwand ist auch entsprechend beim Hereingewinnen des Packers nach Beendigung der Probenahme erforderlich. Von daher werden in der Regel solche Proben nur in unbedingt notwendigen d. h. sehr großen Abständen genommen, wobei man in Kauf nimmt, daß dazwischenliegende Horizonte unbeachtet bleiben.In deep hole drilling, it is known to shut off the drill pipe by so-called packers. Here different versions are known, depending on what equipment is available, by twisting appropriate rubber is inflated from the drill pipe can or from the day by introducing Compressed air into a channel between the drill pipe and one Rubber part of compressed air so that the rubber be standing wall of the packer attached to the borehole wall is pressed. It is a disadvantage in any case that this Drill pipe affected accordingly, usually even pulled or partially pulled. A considerable one Effort is also corresponding when winning the packer required after sampling is completed. Therefore usually such samples only in absolutely necessary d. H. taken very large distances, taking into account that intermediate horizons are ignored.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von vor allem Tiefbohrungen vorzugeben, daß die Entnahme von Flüssigkeits- und Feststoffproben sowie auch Gas- und Ölproben ermöglicht, ohne daß das Bohrgestänge gezogen werden muß. Außerdem soll eine geeignete Vorrichtung geschaffen werden.The invention has for its object a method to produce mainly deep holes that taking liquid and solid samples and also allows gas and oil samples without the drill pipe must be pulled. In addition, a suitable device be created.

Die Erfindung wird verfahrensmäßig dadurch gelöst, daß nach einem Reinigungsnachlauf auch die Spülung unter brochen und im etwa 3 cm breitgehaltenen Ringraum ein Ring verschluß durch das absinkende Bohrklein erzeugt wird, daß der Flüssigkeitsspiegel der Spülflüssigkeit im Bohrgestänge bis zur Aktivierung der oberhalb des Bohrhammers angeordneten Flüssigkeitsentnahmestange abgesenkt wird und daß gleichzei tig oder vorher eine einen ins Bohrgestänge integrierten Packer umhüllende Schutzhülse gezogen und der Packer über einen ebenfalls ins Bohrgestänge integrierten Druckluftspei cher gesetzt wird und daß anschließend die Probe gezogen wird.In terms of method, the invention is achieved by that after a cleaning after-run also the rinse broken and a ring in the approximately 3 cm wide annular space closure is generated by the sinking cuttings that the liquid level of the drilling fluid in the drill pipe until the activation of the one above the hammer drill is activated Liquid extraction rod is lowered and that at the same time a or integrated into the drill pipe beforehand Packer wrapping protective sleeve pulled and the packer over a compressed air spout also integrated into the drill pipe cher is set and that then the sample is taken becomes.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht in aller Regel somit eine Doppelsicherung durch den sich selbst bildenden Ringverschluß und den Packer vor. Dabei wird in aller Regel im Bereich der Erdoberfläche nur ein Ringverschluß und im erheblich tieferen Bereich über 1000 m beispielsweise nur noch der Packer eingebracht. Insbesondere im dazwischen liegenden Bereich können aber beide Verschlüsse vorgesehen werden. Der Ringverschluß wird dabei erzeugt, ohne daß von Übertage her Sand o. ä. eingeschüttet werden muß. Vielmehr wird gezielt das Bohrklein benutzt, das beispielsweise auch in einem kurzen noch mal Anziehen der Bohranlage gelöst worden ist und das dann aus relativ kurzer Entfernung zum Bohrkopf wieder absinkt und dabei den Ringverschluß bildet. Anschließend braucht dann nur der Flüssigkeitsspiegel im Bohrgestängekanal abgesenkt zu werden, um ein selbsttätiges Öffnen der Filterteile zu erreichen. Das zu untersuchende Wasser strömt dann durch diese Filter und kann dann abgesaugt werden, so daß nach relativ kurzer Zeit bereits das zu unter suchende Wasser am Tage ist. Ist der Meßvorgang beendet, wird einfach der Unterdruck im Bereich Filterrohr wieder abgebaut, so daß dann sich die dort vorgesehenen Ventile automatisch wieder schließen und der Bohrbetrieb wieder aufgenommen werden kann. Die von oben in das Bohrgestänge eingeleitete bzw. eingedrückte Spülung inaktiviert automa tisch die Flüssigkeitsentnahmestange, so daß der Bohrbetrieb unbeeinflußt wieder aufgenommen werden kann. Auch der Packer wird, ohne daß das Bohrgestänge gezogen werden muß, aktiviert und auch wieder inaktiviert, indem zunächst einmal die ihn während des Bohrbetriebes schützende Schutzhülse hochgezogen wird, um dann durch entsprechend integrierte Ventile den integrierten Druckluftspeicher mit dem Packerhohlraum zu verbinden, so daß der Packer automatisch aufgebläht wird. Hierbei kann die Länge des Packers den jeweiligen Notwendig keiten entsprechend gewählt werden, beispielsweise können auch mehrere Packer miteinander kombiniert werden, so daß ein sehr dichter Verschluß gewährleistet ist, der nach Be endigung der Probenahme dann dadurch wieder aufgehoben wird, daß ein Entlastungsventil sich öffnet, das die Luft aus dem Packerhohlraum entweichen läßt, wobei das Druckluftventil gleichzeitig den Druckluftspeicher wieder abschließt, der seinerseits so groß bemessen ist, daß er große Druckluft mengen speichern kann. Damit ist die Inbetriebnahme des Packers mehrmals möglich, so daß auch bei Tiefbohrungen von mehr als 2000 m mit einem geeigneten Druckluftspeicher eine mehrmalige Probenahme möglich wird. Insgesamt gesehen kann jede Art von Probe insbesondere dann auch entnommen werden, wenn gleichzeitig mit einem Kernbohrgestänge gearbei tet wird, weil dieses Kernbohrgestänge einen genau vorge gebenen Bereich erschließt und wieder verschließt, wenn beispielsweise der Lagerstättendruck zu hoch wird. Näheres hierzu wird weiter hinten noch erläutert.The method according to the invention generally sees thus a double backup by the self-forming Ring closure and the packer in front. It usually does only a ring closure in the area of the earth and in considerably deeper area over 1000 m for example only still brought in the packer. Especially in between However, both closures can be provided in the lying area become. The ring closure is produced without Sand or similar must be poured in above ground. Much more the drilling cuttings are used specifically, for example solved in a short tightening of the drilling rig has been and that from a relatively short distance to the The drill head sinks again, forming the ring closure. Then only the liquid level in the Drill pipe channel to be lowered to an automatic To open the filter parts. The one to be examined Water then flows through these filters and can then be sucked off become, so that after a relatively short period of time the already looking for water during the day. When the measuring process is finished, the vacuum in the area of the filter tube is simply restored degraded so that the valves provided there automatically close again and the drilling operation again can be included. The top of the drill pipe initiated or pressed flushing inactivates automa table the liquid extraction rod so that the drilling operation can be resumed unaffected. The packer too is activated without having to pull the drill pipe and also inactivated again by first of all the him protective sleeve pulled up during drilling operation is then the by integrated valves integrated compressed air reservoir with the packer cavity connect so that the packer inflates automatically. The length of the packer may be necessary speeds can be selected accordingly, for example also several packers can be combined with each other, so that a very tight seal is guaranteed, which according to Be the sampling is then canceled again, that a relief valve opens that lets the air out lets the packer cavity escape, the compressed air valve at the same time closes the compressed air reservoir again is in turn so large that it has large compressed air can save quantities. The commissioning of the Packers possible several times, so that even in deep drilling of more than 2000 m with a suitable compressed air reservoir repeated sampling is possible. All in all can then also take any type of sample when working with a core drill pipe at the same time Tet, because this core drill pipe a precisely pre opens and closes the given area if for example, the deposit pressure becomes too high. More details this will be explained later.

Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform ist vorgesehen, daß nach dem Setzen des Packers das Kernbohrgestänge hochge fahren und insbesondere die Ölprobe entnommen wird. Wie bereits erwähnt ist damit die Möglichkeit gegeben, aus einem genau definierten Bereich Öl- oder Gasproben zu entnehmen, wobei der Lagerstättendruck dafür sorgt, daß die Probe über die Bohrlochwandung in das Bohrloch eindringt, um von hieraus nach Übertage gefördert oder gedrückt zu werden. Die Menge und die Qualität des in dem jeweiligen Horizont anfallenden Produktes kann somit genau ermittelt und nachgehalten werden. Mit Abschluß dieser Überprüfung wird nach oder während der Entnahme der Probe das Kernbohrgestänge wieder abgesenkt und gleichzeitig der Spülflüssigkeitsspiegel im Bohrgestänge angehoben bzw. die Spülflüssigkeit wieder aufgefüllt. Damit ist die Probenahme abgeschlossen und der Bohrbetrieb kann wieder aufgenommen werden, wobei man mit Hilfe des vorlaufen den Kernbohrgestänges auch arbeiten kann, ohne daß unbedingt Kerne benötigt werden. Vielmehr dient das vorlaufende Kern bohrgestänge wie erläutert quasi als eine Art dritter Packer, über den die Bohrung abgesichert wird.According to an expedient embodiment, that after placing the packer the core drill pipe hochge drive and in particular the oil sample is taken. How already mentioned, there is the possibility of making one take a precisely defined range of oil or gas samples, the reservoir pressure ensures that the sample is over the borehole wall penetrates into the borehole to from here to be promoted or pushed after surface. The amount and the quality of what occurs in the respective horizon Product can thus be precisely identified and tracked. Upon completion of this review, after or during the Taking the sample, the core drill pipe lowered again and at the same time the drilling fluid level in the drill pipe raised or the rinsing liquid refilled. In order to sampling is complete and drilling can begin to be resumed, going forward with the help of the core drill pipe can also work without necessarily Cores are needed. Rather, the leading core serves drill pipe as explained as a kind of third packer, through which the hole is secured.

Um die Probenahme abzusichern, sieht die Erfindung vor, daß während der Vorbereitung und während der Durchfüh rung der Probenahme Druck und Temperatur durch ins Kernbohr gestänge und/oder in die Flüssigkeitsentnahmestange inte grierte Meßsonden überwacht wird. Damit kann frühzeitig und genau auf die Druck- und Temperaturverhältnisse im ange fahrenen Gebirge so reagiert werden, daß die Bohrung als solche ungefährdet bleibt.The invention provides for ensuring the sampling before that during the preparation and during the execution Sampling pressure and temperature through into the core drill linkage and / or inte gried measuring probes is monitored. This can be done early and exactly on the pressure and temperature conditions in the moved mountains are reacted so that the hole as such remains safe.

Sollen genauere Messungen durchgeführt werden oder sind die integrierten Meßsonden durch irgendwelche Umstände bezüglich ihrer Meßgenauigkeit beeinträchtigt, so können während der Bohr- bzw. der Probenahmepausen durchs Bohrge stänge Meßsonden bis auf den Bohrgrund abgesenkt und Messungen, vorzugsweise Temperatur- und/oder Druckmessungen durchgeführt werden. Dies gilt sowohl bei reinen Dreh- oder Drehschlagbohrvortriebsverfahren wie auch bei Verfahren mit Kernbohrgestänge, wobei beim Kernbohrgestänge ein Ziehen der Kerne vor Durchführung dieser Arbeiten notwendig ist.Should more precise measurements be carried out or are the built-in probes by any circumstance impaired in terms of their measurement accuracy, so can during drilling or sampling breaks through the drill hole rod measuring probes lowered to the bottom of the hole and Measurements, preferably temperature and / or pressure measurements be performed. This applies to both pure turning or Rotary impact drilling method as well as method with core drill pipe, with pulling on the core drill pipe the cores are necessary before performing this work.

Bei gebrächem Gebirge kann vorteilhaft mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens gearbeitet werden, indem nämlich nach oder mit dem Hochziehen des Kernbohrgestänges durch das Bohrgestänge hindurch zementiert wird. Auch hier ist von Vorteil, daß jeweils genau der Bereich, der vom Kern bohrgestänge freigezogen ist, bearbeitet oder daß in ihm gearbeitet wird, so daß jeweils genau definierte Abschnitte so verfestigt werden, daß anschließend mit der notwendigen Sicherheit das gesamte Bohrloch tiefergeteuft werden kann. Denkbar ist es natürlich auch, das gesamte Bohrgestänge höherzuziehen, um dann einen entsprechend größeren Abschnitt bzw. den Abschnitt mitzuzementieren, wo vorher der Erweite rungsmeißel tätig gewesen ist. In aller Regel ist es aber vorteilhaft, wenn für den Erweiterungsmeißel ein Gebirgsbe reich zur Verfügung gestellt wird, wo er eine genau definier te Bohrung herstellen kann, so daß anschließend auch eine entsprechende vorteilhafte Nutzung dieses Bohrloches sicher ist.When the mountain is broached, it can be advantageous to use the Process according to the invention are worked by namely after or with pulling up the core drill pipe the drill pipe is cemented through. Here too advantageous that each exactly the area from the core drill pipe is cleared, machined or that in it is worked so that each precisely defined sections to be solidified so that subsequently with the necessary Security the entire borehole can be deepened. It is of course also conceivable for the entire drill pipe to pull up, then a correspondingly larger section or to cement the section where previously the extended one has been active. As a rule, however, it is advantageous if a Gebirgsbe for the extension chisel is made available where it defines a precisely can produce te hole, so that subsequently a appropriate advantageous use of this borehole safely is.

Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Vorrichtung, bei der das Bohrgestänge eine oberhalb der Flüssigkeitsent nahmestange angeordnete Energiestange aufweist, die mit einem in die Bohrgestängewand eingelassenen Druckluftspeicher und einem damit über ein Druckluftventil verbindbaren Packer ausgerüstet ist, wobei der Packer zur Bohrlochwand hin durch eine axial verschiebbar ausgebildete Schutzhülse abgedeckt ist und daß der Packerhohlraum über ein Entlastungsventil mit dem Bohrgestängekanal oder dem Ringkanal koppelbar ist, und daß die Flüssigkeitsentnahmestange eine Filterkammer aufweist, die über Sperrventile gegen die Spülung im Bohr gestängekanal bzw. einem Ringkanal verschlossen ist.A device is used to carry out the method, where the drill pipe is one above the liquid ent has the energy bar arranged with the a compressed air reservoir embedded in the drill pipe wall and a packer that can be connected via a compressed air valve is equipped, the packer through to the borehole wall an axially displaceable protective sleeve is covered is and that the packer cavity via a relief valve can be coupled to the drill pipe channel or the ring channel, and that the liquid withdrawal rod is a filter chamber has the check valves against flushing in the drill rod channel or an annular channel is closed.

Mit einer derartigen Vorrichtung kann zunächst einmal, wie weiter vorne geschildert, der Ringverschluß hergestellt werden, wenn im oberflächennahen Bereich oder wenn unter entsprechend günstigen Verhältnissen gearbeitet wird, die mit Hilfe des Bohrkleins die Bildung des gewünschten Ring verschlusses ermöglicht. Gleichzeitig oder aber insbesondere bei größeren Teufen wird der Packer dann aktiviert, wobei dieser Packer, wie erläutert, in die Energiestange zusammen mit dem benötigten Druckluftspeicher integriert ist. Die den Packer absichernde Schutzhülse kann in Richtung der Längsachse des Bohrloches verschoben werden, so daß dann der dahinter befindliche Packer durch einströmende Druckluft aufgebläht werden kann, so daß er sich an die Bohrlochwand anpreßt und damit das Bohrloch wirksam verschließt. Der Druckluftspeicher ist so bemessen, daß bei üblichen Teufen genügend Druckluft zur Verfügung steht, so daß das Setzen des Packers mehrfach vorgenommen werden kann. Die unterhalb des Packers bzw. der Energiestange angeordnete Filter bzw. die Flüssigkeitsentnahmestange sorgt dafür, daß insbesondere bei der Entnahme von Wasserproben jeweils das Wasser ent nommen wird, das in dem erzeugten Bereich anfällt und ent sprechend so gereinigt ist, daß es Übertage zu entsprechenden Überprüfungen und Messungen ausgenutzt werden kann. Die Sperrventile sind dabei so angeordnet und ausgebildet, daß sie jeweils bei entsprechender Druckentlastung im Bohrge stängekanal selbsttätig öffnen, so daß das vom Lagerstätten druck in die Filterkammern eingedrückte Wasser bzw. die sonstige Flüssigkeit in dem Bohrgestängekanal einströmen und von hier nach Übertage gefördert werden kann. Hierzu wird eine Pumpe beispielsweise in den Bohrgestängekanal eingehängt, so daß der Wasserspiegel bzw. Spülflüssigkeits spiegel in dem Bohrgestängekanal entsprechend genau abgesenkt werden kann. Während des Bohrbetriebes dagegen drückt die Spülung die Sperrventile in ihre Sitze, so daß umgekehrt Spülung nicht durch die Filterkammern nach außen strömen kann. Vielmehr wird die Spülung bis in den Bohrkopf hinab gedrückt, von wo sie das Bohrklein mitnimmt, um durch den Außenkanal wieder zum Tage zu strömen.With such a device, first of all, as described above, the ring closure is made be if near the surface or if below is worked according to favorable conditions, the using the cuttings to form the desired ring allows closure. Simultaneously or in particular at larger depths the packer is then activated, whereby this packer, as explained, put together in the energy pole is integrated with the required compressed air storage. The the packer securing protective sleeve can in the direction of Longitudinal axis of the borehole are moved so that then the packer behind it due to inflowing compressed air can be inflated so that it adheres to the borehole wall presses and thus effectively closes the borehole. Of the Compressed air reservoir is dimensioned so that at normal depths enough compressed air is available so that the setting of the packer can be made multiple times. The below the packer or the energy rod arranged filters or the liquid withdrawal rod ensures that in particular when taking water samples, remove the water is taken that occurs in the area generated and ent speaking is cleaned so that it is above ground to corresponding Checks and measurements can be used. The Check valves are arranged and designed so that each with appropriate pressure relief in the drill hole open rod channel automatically, so that from the deposits pressure or water pressed into the filter chambers other liquid flow into the drill pipe channel and can be mined from here to the surface. For this a pump, for example, in the drill pipe channel mounted so that the water level or rinsing liquid mirror in the drill pipe channel lowered accordingly can be. In contrast, during the drilling operation, the Flushing the check valves in their seats so that vice versa Do not flow the rinse out through the filter chambers can. Rather, the mud is down to the drill head from where she takes the cuttings to go through the Outside channel to pour back to day.

Auch bei Einsatz eines Kernbohrgestänges ist die Erfin dung zu verwirklichen, wozu das Bohrgestänge eine oberhalb der Flüssigkeitsentnahmestange angeordnete Energiestange aufweist, die mit einem in die Bohrgestängewand eingelassenen Druckluftspeicher und einem damit über ein Druckluftventil verbindbaren Packer ausgerüstet ist, wobei der Packer zur Bohrlochwand hin durch eine axial verschiebbar ausgebildete Schutzhülse abgedeckt ist, daß der Packerhohlraum über ein Entlastungsventil mit dem Bohrgestängekanal oder dem Ring kanal kopppelbar ist und daß die Flüssigkeitsentnahmestange eine Filterkammer aufweist, die über Sperrventile gegen die Spülung im Bohrgestängekanal bzw. einem Ringkanal ver schlossen ist und daß Ringkanal und Bohrgestängekanal über ein zum Ringkanal sperrendes Klappventil verbunden sind. Über dieses Klappventil wird sichergestellt, daß eine geringe Menge der Spülflüssigkeit auch während des Bohrbetriebes in den Kernraum gelangt, so daß ein Festsetzen des Bohrkerns im Kernbohrgestänge ausgeschlossen ist. Vielmehr schiebt sich dieser Bohrkern gleichsam auf einem Wasserfilm schwim mend in das Gestänge ein, so daß später ein gleichmäßig geformter und unbeeinflußter Kern entnommen werden kann. Im übrigen entspricht der Aufbau dieser Vorrichtung der Vorrichtung, die für ein Hammerschlagbohrgerät oder ein ähnliches Bohrverfahren benötigt wird.The Erfin is also effective when using a core drill pipe to realize what the drill pipe one above energy rod arranged in the liquid extraction rod has that with an embedded in the drill pipe wall Compressed air storage and one with a compressed air valve connectable packer is equipped, the packer for Borehole wall through an axially displaceable Protective sleeve is covered that the packer cavity over a Relief valve with the drill pipe channel or the ring can be coupled and that the liquid withdrawal rod has a filter chamber that against check valves ver flushing in the drill pipe channel or an annular channel is closed and that ring channel and drill pipe channel over a folding valve blocking the annular channel are connected. This folding valve ensures that a low Amount of flushing liquid even during drilling operations enters the core space, so that the drill core becomes stuck in the core drill pipe is excluded. Rather pushes this drill core is floating on a film of water mend in the linkage, so that later an even shaped and unaffected core can be removed. Otherwise, the structure of this device corresponds to Device for a hammer drill or a similar drilling process is needed.

Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das dem Druckluftspeicher zugeordnete Druckluftventil mit dem Entlastungsventil wechselweise schaltend verbunden ist. Damit ist sichergestellt, daß mit dem Öffnen des Druckluftventils das weit darüber angeordnete Entlastungsventil geschlossen ist, während bei Öffnen des Entlastungsventils das Druckluftventil schließt, so daß Druckluft aus dem Druckluftspeicher nicht mehr in den Packer hohlraum einströmen kann. Damit ist einmal sichergestellt, daß der Packer sich schnell und gleichmäßig mit Druckluft o. ä. Gas füllt und daß nach Beendigung der Probenahme der Packer auch schnell wieder so entlastet werden kann, daß die Schutzhülse darüberzuschieben ist, um den Bohrbetrieb wieder aufnehmen zu können.After an expedient development of the invention it is provided that that assigned to the compressed air reservoir Compressed air valve with the relief valve alternately is connected switching. This ensures that with the opening of the compressed air valve the far above Relief valve is closed while opening the Relief valve closes the compressed air valve so that Compressed air from the compressed air storage no longer in the packer can flow into the cavity. This ensures once that the packer moves quickly and evenly with compressed air or similar gas fills and that after the sampling the Packer can be relieved quickly so that the protective sleeve is slid over the drilling operation to be able to resume.

Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß das Ent lastungsventil als Kippventil mit Kipphebel ausgebildet ist, so daß der entsprechende Umschaltvorgang am Entlastungs ventil über die sich bewegende Schutzhülse erzeugt werden kann. Wird die Schutzhülse hochgezogen, wird das Entlastungs ventil spätestens in diesem Moment geschlossen, so daß das Druckluftventil gleichzeitig öffnen und Druckluft in den Packerhohlraum einströmen lassen kann. Wird dann nach Beendi gung der Arbeiten und Abschluß der Probenahme die Schutz hülse wieder abgesenkt, wird über den Kipphebel das Kipp ventil geöffnet und gleichzeitig das Druckluftventil wieder geschlossen, so daß sich der Packer entlasten kann. According to a further development it is provided that the Ent Load valve designed as a rocker valve with rocker arm is, so that the corresponding switching process on the discharge valve are generated via the moving protective sleeve can. If the protective sleeve is pulled up, the relief becomes valve closed at this moment at the latest, so that the Open the compressed air valve at the same time and pressurize the compressed air into the Can flow packer cavity. Then after completion protection and completion of sampling sleeve is lowered again, the rocker arm is used to rock the rocker valve opened and at the same time the compressed air valve again closed so that the packer can relieve itself.

Um die jeweiligen Vorgänge in möglichst kurzem Zeitraum vornehmen zu können, sieht die Erfindung vor, daß über den Umfang des Bohrgestänges verteilt mehrere Druckluftven tile und ggfs. auch Entlastungsventile vorgesehen sind. Diese Ventile werden jeweils so geschaltet, daß sie entweder gleichzeitig öffnen und schließen oder aber im kurzen Zeit raum hintereinander, so daß Schläge nicht entstehen können, sondern vielmehr eine gleichmäßige Belastung beispielsweise des Packers oder auch Entlastung eintritt. Letzteres hat daher deutliche Vorteile.To the respective processes in the shortest possible time To be able to make, the invention provides that about several compressed air ves distributed around the circumference of the drill pipe Tile and if necessary also relief valves are provided. These valves are each switched so that they either open and close at the same time or in a short time space one behind the other so that blows cannot occur, but rather an even load, for example of the packer or discharge occurs. The latter has therefore clear advantages.

Um sowohl den Druckluftspeicher wie auch den Packer in der Energiestange unterbringen zu können, sieht die Erfin dung vor, daß die Energiestange einen dem der Flüssigkeits entnahmestange entsprechenden Durchmesser und einen verengten Bohrgestängekanal aufweist und daß in dem dem Bohrkopf zuge wandten Teil der Druckluftspeicher und in dem darüber ange ordneten Teil der Packer ausgebildet sind. Zunächst einmal sind damit die beiden platzaufwendigen Teile in unterschied lichen Abschnitten der Energiestange untergebracht und zum anderen ist sichergestellt, daß diese Energiestange keine Behinderung des Bohrbetriebes erbringt. Vielmehr ist ledig lich der Bohrgestängekanal verengt, was allenfalls dazu führt, daß die Bohrflüssigkeit gegen einen größeren Druck zum Bohrlochgrund gedrückt werden muß. Da erfindungsgemäß die Energiestange ja mit dem Bohrlochfortschritt in den Erdboden hineinwandert, kann schon bei relativ kurzem Bohr gestänge eine vollständige Vorrichtung eingesetzt werden. Da das Bohrgestänge als solches aus hochwertigem Material hergestellt wird, ist es möglich, in die Bohrgestängewand bei entsprechender Ausbildung sowohl den Druckluftspeicher wie auch den Packer zu integrieren, ohne daß es zu einer Schwächung des Bohrgestänges insgesamt kommt.To both the compressed air reservoir and the packer Erfin sees being able to accommodate in the energy pole that the energy rod matches that of the liquid extraction rod corresponding diameter and a narrowed Has drill pipe channel and that in which the drill head used part of the compressed air reservoir and in the above ordered part of the packers are trained. First of all the two space-consuming parts are different sections of the energy rod housed and others ensure that this energy bar is not Obstruction of drilling operations. Rather, is single Lich the drill pipe channel narrows, which at most leads the drilling fluid against greater pressure must be pressed to the bottom of the borehole. Because according to the invention the energy rod with the progress of the borehole Soil drifts into it, even with a relatively short drilling linkage a complete device can be used. Because the drill pipe as such is made of high quality material is made, it is possible in the drill pipe wall with appropriate training, both the compressed air reservoir as well as to integrate the packer without it becoming a Overall weakening of the drill pipe is coming.

Um das Kippventil sicher bedienen zu können und um während des Bohrbetriebes eine Sicherung des Packers zu erreichen, sieht die Erfindung vor, daß die Schutzhülse einen sich auf das Bohrgestänge im Bereich des Druckluft speichers/Druckluftventils abstützenden Fuß mit einer zur Packeraußenwand gerichteten und mit dem Druckluftventil korrespondierenden Nase aufweist. Der Fuß ist dabei so ausge bildet, daß hier durch einfache Mittel beispielsweise Dicht ringe ein wirksamer Verschluß erreicht wird, der das Ein dringen von Bohrgut o. ä. in den Bereich des Packers sicher ausschließt. Gleichzeitig dient der Fuß mit seiner Nase dazu, das Kippventil zu betätigen, über das dann der Druck luftspeicher aktiviert bzw. inaktiviert wird. Aufgrund des Gewichtes der Schutzhülse ist dabei die Abdichtung durch das Eigengewicht gesichert, so daß es besonderer Maßnahmen nicht bedarf, selbst wenn man in größeren Teufen mit einem nicht unerheblichen Druck im Bereich zwischen Bohrlochwand und Bohrgestängeaußenwand rechnen muß.In order to be able to operate the tilt valve safely and around secure the packer during drilling operations achieve, the invention provides that the protective sleeve one on the drill pipe in the area of compressed air memory / compressed air valve supporting foot with a Packer outer wall directed and with the compressed air valve has the corresponding nose. The foot is so out forms that sealing here by simple means, for example rings an effective closure is achieved, the one safely penetrate drilling material or similar into the area of the packer excludes. At the same time, the foot serves with its nose to operate the toggle valve, which then controls the pressure air storage is activated or deactivated. Because of the The weight of the protective sleeve is the seal the dead weight secured, so that there are special measures not necessary, even if you are in larger depths with one not inconsiderable pressure in the area between the borehole wall and drill pipe outer wall must be expected.

Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schutzhülse bis zu Tage reichend ausgebildet und getrennt vom Bohrgestänge in Bohrlochlängs richtung verschiebbar ist. Dies hat zwar den Nachteil, daß praktisch ein zusätzliches Gestänge bis zu Tage geführt werden muß, gibt aber die Möglichkeit, praktisch ohne Sonder maßnahmen die Schutzhülse jeweils zu ziehen bzw. in ihre den Packer sichernde Position zu bringen. In der Regel aber wird man eine andere, weiter hinten erläuterte Ausbildung wählen, bei der nämlich die Schutzhülse über ein besonderes Gewinde mit dem Bohrgestänge so verbunden ist, daß sie je weils mit dem Bohrgestänge gezogen bzw. auch wieder zurück abgesenkt werden kann. Es entfällt dann der erwähnte zusätz liche Gestängestrang, der naturgemäß wegen des Gewichtes auch eine besondere Ausbildung des Bohrturms erfordern würde. Die Länge der gesamten Sondereinrichtung in Form der Energie stange und der Flüssigkeitsentnahmestange ist grundsätzlich nicht vorgegeben, sondern hängt mehr oder weniger von den jeweiligen Gegebenheiten ab. Allerdings kann die Länge des Packers und damit der Schutzhülse nicht unbegrenzt gewählt werden, vielmehr ist sie durch die Bohrturmhöhe begrenzt, da die Schutzhülse ja, wie weiter oben beschrieben, durch Ziehen des Teilbohrgestängestranges angehoben bzw. später auch wieder abgesenkt werden muß.According to an expedient development of the invention it is envisaged that the protective sleeve will last up to days trained and separate from the drill pipe in the longitudinal borehole direction is shiftable. This has the disadvantage that practically an additional linkage led up to days must be, but gives the opportunity, practically without special measures to pull the protective sleeve in each case to bring the packer in a safe position. As a rule, however you become a different training, explained later choose where the protective sleeve has a special Thread is connected to the drill string so that it ever because pulled with the drill pipe or back again can be lowered. The additional mentioned is then omitted Liche string, which is naturally due to the weight would also require special training of the drilling rig. The length of the entire special facility in the form of energy rod and the liquid withdrawal rod is fundamental not specified, but depends more or less on the depending on the circumstances. However, the length of the Packers and thus the protective sleeve not chosen indefinitely rather it is limited by the height of the derrick, since the protective sleeve yes, as described above Pulling the partial drill string raised or later must also be lowered again.

Um ein durchgehendes Schutzhülsengestänge zu vermeiden, ist ja vorgesehen, daß die Schutzhülse am dem Bohrkopf abge wandten Ende über ein Gewinde mit dem Bohrgestänge verbunden ist, das entgegen dem üblichen Stangengewinde öffnend ausge bildet ist. Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, den oberen Teil des Bohrgestänges vom unteren so zu trennen, daß mit dem Anheben des oberen Teils des Bohrgestänges gleichzeitig auch die Hülse gezogen wird. Dann kann der Packer aktiviert und später auch wieder inaktiviert werden, ohne daß die Notwendigkeit besteht, Fangvorrichtungen o. ä. in das Bohrloch abzusenken. Das durchgehende und abgedichtete Bohrgestänge wird dabei dadurch gewährleistet, daß das Bohrgestänge außen wandig und die Schutzhülse innenwandig mit korrespondierend ausgebildeten Dichtvorsprüngen ausgerüstet sind. Wird damit das obere Bohrgestänge und die Schutzhülse gezogen, so kommt es automatisch an den Dichtvorsprüngen bei der Endposition der Schutzhülse zu einem Abdichten, so daß das insgesamt durchgehende Gestänge wieder sichergestellt ist. Damit ist das Probenehmen möglich, ohne daß sich Teile der Probe durch irgendwelche undichten Bereiche des Bohrgestänges vom Probe strom trennen können.In order to avoid a continuous protective sleeve linkage, it is provided that the protective sleeve abge on the drill head threaded end connected to the drill pipe is the opening against the usual rod thread forms is. This gives the possibility of the upper one Separate part of the drill pipe from the bottom so that with lifting the top of the drill pipe at the same time the sleeve is also pulled. Then the packer can be activated and later inactivated again without the There is a need for safety gear or similar in the borehole lower. The continuous and sealed drill pipe is thereby ensured that the drill pipe outside walled and the protective sleeve inside with corresponding trained sealing projections are equipped. With that the upper drill pipe and the protective sleeve pulled, so comes it automatically on the sealing protrusions at the end position the protective sleeve to seal, so that the total continuous linkage is ensured again. So that is sampling is possible without parts of the sample getting through any leaky areas of the drill string from the sample can disconnect electricity.

Während des Ziehens der Schutzhülse und des dazu not wendigen Drehens des Bohrgestänges kann es erfindungsgemäß nicht zu einem unbeabsichtigten Lösen der übrigen Gewinde verbindungen kommen, da erfindungsgemäß das Bohrgestänge im Bereich der Energiestange über das Stangengewinde durch örternde Gewindesicherungsbolzen gesichert ist. Diese Gewin desicherungsbolzen verhindern ein unbeabsichtigtes Mitdrehen und -lösen der Gewindesicherung.While pulling the protective sleeve and the emergency Agile rotation of the drill pipe, it can according to the invention not to unintentionally loosen the remaining threads Connections come because, according to the invention, the drill pipe in the area of the energy rod through the rod thread thread locking bolt is secured. This win safety bolts prevent unintentional turning and loosening the thread lock.

Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Gewindesicherungsbolzen als von außen in korrespon dierend geformte Ausnehmungen, die in den aneinanderstoßenden Rohren vorgesehen sind, einsetzbare Sicherungshalter aus gebildet sind. Diese Sicherungshalter werden quasi einge klippst, so daß der Vorgang schnell und ohne Probleme vorge nommen werden kann, wenn die einzelnen Bohrstangen aneinan dergesetzt werden. Die Sicherungshalter können beispielsweise über eine Magnetzange o. ä. weitgehend automatisch angebracht werden, so daß eine manuelle Arbeit entfällt. Genausogut können die Sicherungshalter auch aus ihrer Fixierung wieder gelöst werden, wenn das Bohrgestänge gezogen wird.After appropriate further training, that the thread locking bolt as from the outside in correspon denden shaped recesses in the abutting Tubes are provided, insertable fuse holders are formed. These fuse holders are virtually turned on clips so that the process is quick and easy can be taken when the individual boring bars together be set. The fuse holder can for example Largely automatically attached using a magnetic pliers or similar be so that manual work is eliminated. As good as the fuse holder can also be removed from its fixation be released when the drill pipe is pulled.

Die Sicherungshalter sind dabei zweckmäßigerweise ge sichert, indem sie über Druckfedern in den Ausnehmungen fixiert sind. Gegen den Druck der Druckfeder kann der Siche rungshalter zwar bewußt leicht entnommen und damit die Ge windesicherung aufgehoben werden, nicht aber durch eine entsprechende Handhabung des gesamten Bohrgestänges.The fuse holders are expediently ge secures by means of compression springs in the recesses are fixed. The Siche can counteract the pressure of the compression spring holder deliberately easily removed and thus the Ge wind protection can be canceled, but not by a appropriate handling of the entire drill pipe.

Ein gewisses Weiterdrehen der Rohre gegeneinander auch bei eingebrachtem Gewindesicherungsbolzen bzw. Sicherungshal ter ist möglich, indem die Ausnehmungen in einem der anein anderstoßenden Rohre in Umfangsrichtung verbreitert ausge bildet sind. Damit ist entgegen der Drehrichtung eine gewisse Beweglichkeit möglich, beispielsweise um eine festsitzende Verbindung leicht lösen zu können, nicht aber in Gegenrich tung, wo vielmehr bei einem entsprechenden Drehvorgang die Gewindeverbindung weiter angezogen wird.A certain turning of the tubes against each other too with inserted thread locking bolt or retaining collar ter is possible by the recesses in one of the abutting pipes widened in the circumferential direction forms are. This is a certain opposite of the direction of rotation Mobility possible, for example around a stuck Easy to disconnect, but not in opposite direction tion, where rather with a corresponding turning operation Threaded connection is further tightened.

Weiter vorne ist bereits darauf hingewiesen worden, daß die Länge insbesondere der Schutzhülse von dem jeweils zur Verfügung stehenden Bohrturm abhängt. Um hier eine rich tige Handhabung zu gewährleisten, sieht die Erfindung vor, daß die Energiestange eine etwa der verfügbaren Bohrturmhöhe entsprechende Länge aufweist.It was pointed out earlier that that the length in particular of the protective sleeve of each available drilling rig depends. To get a rich To ensure permanent handling, the invention provides that the energy rod is about the available drilling rig height has the appropriate length.

Eine ausreichende Menge an Druckenergie zur Betätigung des Packers kann im entsprechend groß ausgebildeten Druck luftspeicher vorgehalten werden, wenn der Druckluftspeicher selbst und das Druckluftventil auf rd. 150 bar ausgelegt sind. Damit steht für mehrere Füllvorgänge genügend Druck energie bzw. Druckluft zur Verfügung, ohne daß eine Gefähr dung gegeben ist, da ja, wie weiter vorne erläutert, das Bohrstangenmaterial entsprechende Drücke ohne weiteres zu läßt.A sufficient amount of pressure energy to operate the packer can print in a correspondingly large size air reservoir are kept available when the compressed air reservoir itself and the compressed air valve to approx. Designed for 150 bar are. This means there is enough pressure for several filling processes energy or compressed air available without any danger is given, since, as explained earlier, that Boring bar material to corresponding pressures easily leaves.

Ein gleichzeitiges Betreiben des Kernbohrmeißels und des Erweiterungsmeißels ist erfindungsgemäß dadurch möglich, daß der Antrieb für den Kernbohrmeißel und den Erweiterungs meißel über Übersetzungsgetriebe mit dem Kernbohrgestänge bzw. Bohrgestänge verbunden sind, die eine Umdrehung von rd. 90 bzw. rd. 60 Umdrehungen pro Minute gewährleisten. Damit können beide Meißel gleichmäßig arbeiten, um bei not wendigen Probenahmen auch jeweils in dem vorgesehenen Hori zont zu stehen. Beide Meißel behalten den gleichen Abstand zueinander. Ein Voreilen des Kernbohrmeißels ist damit aus geschlossen. Dies wird insbesondere aber auch dadurch unter bunden, daß im Bereich des Klappventils den Vorschub des Kernbohrgestänges gegenüber dem Bohrgestänge begrenzende, zwischen beiden angeordnete Anschläge ausgebildet sind. Diese Anschläge sorgen dafür, daß das Kernbohrgestänge je weils nur einen Maximalabstand bzw. der Kernbohrmeißel einen Maximalabstand zum Erweiterungsmeißel erreichen kann. Ist dieser erreicht, so wird über die Anschläge sichergestellt, daß der Kernbohrmeißel gebremst wird, bis der Erweiterungs meißel ihn wieder ein- bzw. überholt hat.Simultaneous operation of the core drill bit and of the extension chisel is possible according to the invention in that that the drive for the core drill bit and the extension chisel via transmission gear with the core drill pipe or drill rods are connected which are one revolution of approx. 90 or approx. Ensure 60 revolutions per minute. This means that both chisels can work evenly in order to agile sampling also in the intended Hori zone to stand. Both chisels keep the same distance to each other. The core drill bit is now advanced closed. However, this is particularly important tied that the feed of the Core drill pipe limiting the drill pipe, stops arranged between the two are formed. These stops ensure that the core drill pipe ever because only a maximum distance or the core drill bit one Maximum distance to the extension chisel can reach. Is If this is reached, the stops ensure that that the core drill bit is braked until the extension chiseled or overtaken him again.

Zur gleichmäßigen und rechtzeitigen Überwachung der einzelnen Kenngrößen im Bohrloch sieht die Erfindung vor, daß in das Kernbohrgestänge und/oder das Bohrgestänge Meß sonden im Bereich der Flüssigkeitsentnahmestange eingelassen sind. Hierdurch ist es möglich, kontinuierliche Messungen vorzunehmen und sowohl den Druck wie auch die Temperatur so zu überwachen, daß die Bohrarbeiten entsprechend darauf abgestellt werden können. For even and timely monitoring of The invention provides for individual parameters in the borehole, that measuring into the core drill string and / or the drill string probes embedded in the area of the liquid sampling rod are. This enables continuous measurements and both the pressure and the temperature so monitor that the drilling work accordingly can be turned off.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen sind, über die Bohrungen praktisch beliebiger Teufe abgebohrt werden können, ohne daß es erforderlich ist, zu telesko pieren, d. h. immer kleinere Bohrer und Bohrstangen einzu setzen, um der Reibung des Bohrgestänges an der Bohrlochwand entgegenzuwirken. Dies ist insbesondere bei Kernbohrungen der Fall, wo praktisch alle 50 bis 100 m eine entsprechende Maßnahme vorgenommen werden muß. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung können gleichzeitig mit einem Bohrstrang vier Funktionen verwirklicht werden, nämlich ein Kernbohren, wobei die Bohrkerne ungestört entnommen werden können, darüber hinaus können praktisch an beliebigen Stellen Wasser-, Flüssigkeits- oder Gasproben sowie auch Ölproben entnommen werden. Schließlich kann insbesondere beim Kernbohren die Bohrung so aufgeweitet werden, daß auch bei großen Teufen noch ausreichende Querschnitte im Bereich des Bohrgrundes zur Verfügung zu stellen. Darüber hinaus kann praktisch in beliebigen Abschnitten und in beliebigen Zeitabständen eine Probenahme auch dann erfolgen, wenn auf grund zu großer Teufen ein Setzen von Packern notwendig ist. Hier kann jeweils der Packer gesetzt werden und zwar ohne daß das Bohrgestänge gezogen und ein entsprechender Packer eingebracht werden muß. Vielmehr wird auch dort, wo die Spülung zu zäh ist, um einen Ringverschluß zu erzeu gen, der Packer über den Druckluft- oder Energiespeicher so aktiviert, daß er einen absoluten Verschluß erbringt. Dabei ist besonders vorteilhaft, daß aufgrund der zum Einsatz kommenden Energiestange ein Packer oder auch mehrere überein ander angeordnete Packer verwirklicht werden, so daß allein schon durch die räumliche Erstreckung des Packers der gewünschte sichere Verschluß immer vorhanden ist. Selbst verständlich ist es auch möglich, Vollbohrungen durchzuführen oder aber auch Kernbohrungen vorab, um dann anschließend die Erweiterungsbohrung niederzubringen. Insgesamt ist damit ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen, die sehr vielseitig eingesetzt werden kann und die ein Kernen bis in Teufen erlaubt, die bisher für derartige Arbeiten nicht mehr realisierbar waren. Es kann mit einem Durchmesser bis in 3000 bis 4000 m Teufe oder auch darüber hinaus gearbeitet werden, wobei vorteilhaft aufgrund der großen zur Verfügung gestellten Durchmesser auch kompliziertere Meßgeräte bei genaueren Prüfungen in das Bohrloch bis zum Bohrgrund abge senkt werden können. Weiter ist als Vorteil zu erwähnen, daß durch das Kernbohrgestänge nicht nur eine genaue und sichere Entnahme von Öl- und Gasproben möglich ist, sondern daß durch dieses Gestänge hindurch auch ein Zementieren ermöglicht wird, daß das weitere Abteufen der Bohrung insge samt erleichtert bzw. erst überhaupt möglich macht.The invention is characterized in particular by that a method and a device are created drilled through the holes of practically any depth can become telesko without the need pier, d. H. to insert ever smaller drills and boring bars put to the friction of the drill pipe on the borehole wall counteract. This is especially true for core drilling the case where a corresponding practically every 50 to 100 m Measure must be taken. With the invention The method and the device can be used simultaneously with a Drill string four functions can be realized, namely a core drilling, the drill cores removed undisturbed can be practically any Make water, liquid or gas samples as well Oil samples are taken. Finally, in particular in core drilling, the hole is widened so that also with large depths, sufficient cross sections in the area to provide the bottom of the drill. Furthermore can be practically in any section and in any Sampling intervals also take place when on Packers must be set due to excessive depths is. The packer can be set here without the drill pipe being pulled and a corresponding one Packer must be brought. Rather, there too, where the rinse is too viscous to create a ring seal gen, the packer on the compressed air or energy storage activated so that it provides an absolute seal. It is particularly advantageous that due to the use coming packer or a packer or several other packers arranged can be realized so that if only because of the spatial extension of the packer the desired secure closure is always present. Yourself it is understandable that it is also possible to drill full holes or also core drilling in advance and then afterwards to drill the extension hole. Overall, that is created a method and an apparatus that very can be used in a variety of ways and a core up allowed in depths that were previously not possible for such work were more feasible. It can be up to a diameter worked in depths of 3000 to 4000 m or beyond be available, being advantageous due to the large size provided diameter also more complicated measuring devices more precise tests in the borehole down to the bottom of the drill can be lowered. Another advantage is that through the core drill pipe not only an accurate and safe taking of oil and gas samples is possible, but that cementing through this linkage it is possible that the further drilling of the hole in total relieved together or made possible at all.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegen standes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsbei spiele mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt sind. Es zeigtFurther details and advantages of the invention counter stand out from the following description the associated drawing, in the preferred embodiment play with the necessary details and parts are shown. It shows

Fig. 1 den Bohrkopf für eine Vollbohrung im Schnitt, Fig. 1 shows the drill head for a full-bore in section;

Fig. 2 den die Flüssigkeitsentnahmestange zeigen den Abschnitt des Bohrgestänges, Fig. 2 to the fluid extracting rod indicate the section of drill pipe,

Fig. 3 den die Energiestange aufweisenden Ab schnitt des Bohrgestänges im Schnitt, Fig. 3 shows the energy bar having cut from the drill string in section,

Fig. 4 den Übergangsbereich des Bohrgestänges zwischen Energiestange und Übergangsstange, Fig. 4 shows the transition region between the drill string energy rod and transition rod,

Fig. 5 den Übergangsbereich zwischen Übergangs gestänge und Normbohrgestänge, Fig. 5 rod the transition region between the transition and Normbohrgestänge,

Fig. 6 eine Gewindesicherung zwischen zwei Bohr stangen, Fig. 6 bars a thread lock between two Bohr,

Fig. 7 den Bohrkopf eines Kernbohrgestänges und einen Erweiterungsmeißel, Fig. 7 shows the drill head of a Kernbohrgestänges and an extension bit,

Fig. 8 den Gestängeabschnitt mit der Flüssigkeits entnahmestange bei einem Kernbohrgestänge, Fig. 8 shows the linkage portion with the liquid withdrawal at a rod Kernbohrgestänge,

Fig. 9 den Übergang zwischen Flüssigkeitsentnahme stange und Zwischengestänge, Fig. 9 rod the transition between liquid extraction and intermediate linkage,

Fig. 10 und Fig. 11 die Energiestange im Schnitt, Fig. 10 and Fig. 11, the rod energy in section,

Fig. 12 den Abdichtabschnitt zwischen Energiestange und Schutzhülse und Fig. 12 shows the sealing section between the energy rod and protective sleeve and

Fig. 13 den Übergangsbereich zwischen Sonderbohr gestänge und Normbohrgestänge. Fig. 13 shows the transition area between special drill rods and standard drill rods.

Fig. 1 deutet ein ins Gebirge eingebrachtes Bohrloch an, in dem sich der Bohrkopf (1) befindet. Dieser Bohrkopf ist mit einem Warzenmeißel (2) ausgerüstet, der das Gestein im Bereich des Bohrlochtiefsten auflockert und zertrümmert, so daß es dann an der Bohrlochwand (4) entlang durch den Bohrgutkanal (5) über die Spülung aus dem Bohrlochtiefsten entfernt werden kann. Der Bohrkopf (1) bzw. der Warzenmeißel (2) ist dabei so dimensioniert, daß sich immer zwischen Bohrlochwand (4) und Bohrgestänge (6) ein ausreichend brei ter, hier in der Regel 3 cm aufweisender Bohrgutkanal (5) ergibt. Fig. 1 indicates a hole drilled in the mountains, in which the drill head ( 1 ) is located. This drill head is equipped with a wart chisel ( 2 ), which loosens and smashes the rock in the deepest part of the borehole, so that it can then be removed along the borehole wall ( 4 ) through the cuttings channel ( 5 ) via flushing from the deepest hole. The drill head ( 1 ) or the wart chisel ( 2 ) is dimensioned so that there is always a sufficiently wide, usually 3 cm long drill pipe ( 5 ) between the borehole wall ( 4 ) and drill pipe ( 6 ).

Das Bohrgestänge (6) wird aus mehreren Bohrstangen zusammengesetzt, die über ein korrespondierendes Stangenge winde (7) verfügen. Bei der hier gezeigten Ausführung ist das Stangengewinde (7) jeweils über Gewindesicherungsbolzen (8) so gesichert, daß auch bei einem versehentlich entspre chenden Drehen des Bohrgestänges (6) sich die einzelnen Bohrstangen nicht voneinander lösen können.The drill pipe ( 6 ) is composed of several drill rods that have a corresponding rod thread ( 7 ). In the embodiment shown here, the rod thread (7) is in each case secured via threaded securing bolts (8) so that, even when a accidentally entspre sponding rotating the drill string (6), the individual drilling rods can not detach from one another.

Oberhalb des Bohrkopfes (1) befindet sich die Flüssig keitsentnahmestange (10), die von dem unteren Bereich durch eine Rückschlagklappe (9) gesichert ist. Hierdurch wird erreicht, daß bei einem Absaugen von Wasser über die Flüssig keitsentnahmestange (10) Wasser nur durch die Flüssigkeits entnahmestange (10) und die darin untergebrachte Filterkammer (12) abgesaugt wird. Die Rückschlagklappe (9) ist dabei über einen Federsicherungsring (11) so fixiert, daß sie sich leicht je nach Bewegung des Wassers bzw. des im Bohr gestängekanal (20) fließenden Mediums öffnet oder schließt.Above the drill head ( 1 ) is the liquid removal rod ( 10 ), which is secured from the lower area by a non-return valve ( 9 ). This ensures that when the water is extracted via the liquid extraction rod ( 10 ), water is only extracted through the liquid extraction rod ( 10 ) and the filter chamber ( 12 ) accommodated therein. The check valve ( 9 ) is fixed via a spring retaining ring ( 11 ) in such a way that it opens or closes easily depending on the movement of the water or the medium flowing in the drill rod channel ( 20 ).

Die Filterkammern (12) sind mit Filtergut (13) bestückt, die je nach Aufgabenstellung sicherstellen, daß das gröbere Gut zurückgehalten wird, während nur Wasser und feines Bohr gut mit durch die Filterkammer (12) in den Bohrgestängekanal (20) eintreten kann.The filter chambers ( 12 ) are equipped with filter material ( 13 ) which, depending on the task, ensure that the coarser material is retained, while only water and fine drilling can enter the drill pipe channel ( 20 ) through the filter chamber ( 12 ).

Das Filtergut (13) wird über eine Öffnung an die Filter kammer (12) eingefüllt, die hier über eine Füllschraube (14) gesichert ist.The filter material ( 13 ) is filled through an opening in the filter chamber ( 12 ), which is secured here with a fill screw ( 14 ).

Ansonsten sind über die Länge der Flüssigkeitsentnahme stange (10) mehrere Bohrungen (16) vorgesehen, in die Siebe (15) eingelassen sind, über die das ganz grobe Gut von vorn herein festgehalten wird und erst gar nicht in die Filterkam mern (12) gelangen kann. Die einzelnen Siebe (15) sind über entsprechende Sicherungen in den Bohrungen (16) so festge legt, daß sie auch bei evtl. versehentlich mal umgekehrter Führung des Wassers bzw. der Spülung (19) nicht aus ihrer Fixierung herausgedrückt werden können.Otherwise, over the length of the liquid extraction rod ( 10 ) several holes ( 16 ) are provided, in which sieves ( 15 ) are inserted, through which the very coarse material is held from the front and does not even get into the filter chambers ( 12 ) can. The individual sieves ( 15 ) are over corresponding fuses in the holes ( 16 ) so Festge that they can not be pushed out of their fixation even in the event of accidentally reversed water or flushing ( 19 ).

Fig. 2 zeigt dann den oberen Bereich der Flüssigkeits entnahmestange (10) mit der Filterplatte (17), die das Filtergut (13) daran hindert, mit in den Bohrgestängekanal (20) einzutreten. Am Ausgang der Filterkammern (12) sind Sperrventile (18) positioniert, über die sichergestellt ist, daß bei entsprechender Beaufschlagung mit Spülung (19) diese nicht durch die Filterkammern (12), sondern vielmehr durch den Bohrgestängekanal (20) bis zur Bohrlochsohle (21) strömt. Deutlich ist beim Vergleich der Fig. 1 und 2, daß der Bohrgestängekanal (20) sich im Bereich der Flüssigkeits entnahmestange (10) verjüngt. Diese Verjüngung weist der Bohrgestängekanal (20) darüber hinaus auch in der darüber befindlichen Energiestange (24) auf. Fig. 2 then shows the upper region of the liquid extraction rod ( 10 ) with the filter plate ( 17 ), which prevents the filter material ( 13 ) from entering the drill pipe channel ( 20 ). Check valves ( 18 ) are positioned at the outlet of the filter chambers ( 12 ), which ensure that, when appropriately loaded with flushing ( 19 ), they do not pass through the filter chambers ( 12 ), but rather through the drill pipe channel ( 20 ) to the bottom of the borehole ( 21 ) flows. It is clear when comparing FIGS. 1 and 2 that the drill pipe channel ( 20 ) tapers in the area of the liquid removal rod ( 10 ). The drill pipe channel ( 20 ) also has this taper in the energy rod ( 24 ) located above it.

Die Energiestange (24) verfügt über eine verdickte Bohrgestängewand (25) in die zunächst von der Bohrlochsohle (21) her gesehen im Druckluftspeicher (26) untergebracht sind. Diese Druckluftspeicher (26) ziehen sich über Fig. 2 und 3 hin, wobei deutlich wird, daß in einem solchen Druck luftspeicher (26) große Mengen an Druckluft unter hohem Druck so vorgehalten werden können, daß der aus Fig. 3 be reits ersichtliche Packer (33) mehrfach aufgeblasen und wieder entleert werden kann.The energy rod ( 24 ) has a thickened drill pipe wall ( 25 ) into which, viewed from the bottom of the borehole ( 21 ), are initially accommodated in the compressed air reservoir ( 26 ). This compressed air reservoir (26) drag on Fig. 2 and 3 through, wherein it is clear that in such a compressed air reservoir (26) large quantities can be held compressed air under high pressure so that the BE of Fig. 3 already apparent Packer ( 33 ) can be inflated and deflated several times.

Um den Packer (33) zu beeinflussen, ist der Druckluft speicher (26) über einen Luftkanal (27) mit dem Packerhohl raum (36) verbunden. In diesen Luftkanal (27) ist ein Druck luftventil (29) eingelassen, über das die Druckluftzufuhr gesperrt oder geöffnet werden kann. Das gesamte Druckluft ventil (29) ist über eine Verschlußschraube (30) gesichert in einer entsprechenden Bohrung in der Energiestange (24) untergebracht. Mit (31) ist ein Kontaktnippel bezeichnet, über den das Druckluftventil (29) mitgeschaltet werden kann. Gleichzeitig kann oder ist dieser Kontaktnippel (31) auch so ausgebildet, daß er den Fußbereich der Schutzhülse (35) bei aufsitzender Schutzhülse (35) sichert.In order to influence the packer ( 33 ), the compressed air reservoir ( 26 ) is connected to the packer cavity ( 36 ) via an air duct ( 27 ). In this air duct ( 27 ), a compressed air valve ( 29 ) is inserted, through which the compressed air supply can be blocked or opened. The entire compressed air valve ( 29 ) is secured by a screw plug ( 30 ) in a corresponding hole in the energy rod ( 24 ). ( 31 ) denotes a contact nipple via which the compressed air valve ( 29 ) can be switched. At the same time, or these contact nipple (31) is also designed so that it secures the foot region of the protective sleeve (35) for sessile protective sleeve (35).

Der Druckluftspeicher (26) wird Übertage mit beispiels weise um 150 bar mit Druckluft gefüllt, wozu das Füll- und Ablaßventil (28) vorgesehen ist.The compressed air reservoir ( 26 ) is filled with compressed air, for example, around 150 bar, for which purpose the fill and drain valve ( 28 ) is provided.

Der Packer (33) ist im Fußbereich und auch im Kopfbe reich über eine Packerfassung (34) so fixiert, daß er beim Aufblähen nicht aus dieser Fassung herausrutschen kann, so daß sich dahinter der schon erwähnte Packerhohlraum (36) ergibt, der entsprechend mit Druckluft aus dem Druckluft speicher (26) versorgt wird. Mit (33′) ist der aufgeblähte Packer (33) angedeutet, d. h. nach Verbindung des Packerhohl raums (36) mit dem Druckluftspeicher (26). Gleichzeitig mit Öffnen des Druckluftventils (29) hat das Entlastungs ventil (37) am anderen Ende des Packers (33) geschlossen, so daß sich hier der notwendige Hohlraum ergibt, der mit Druckluft aufgefüllt die Wandung des Packers zwingt, sich aufzublähen, so daß die Packeraußenwandung (40) dicht an die Bohrlochwand (4) angedrückt wird.The packer ( 33 ) is fixed in the foot area and also in the head region via a pack detection ( 34 ) in such a way that it cannot slip out of this version when inflated, so that the packer cavity ( 36 ) mentioned above results, behind it, with compressed air accordingly is supplied from the compressed air reservoir ( 26 ). With ( 33 ') the inflated packer ( 33 ) is indicated, ie after connecting the packer cavity ( 36 ) with the compressed air reservoir ( 26 ). Simultaneously with the opening of the compressed air valve ( 29 ), the relief valve ( 37 ) at the other end of the packer ( 33 ) closed, so that there is the necessary cavity which, when filled with compressed air, forces the wall of the packer to inflate, so that the Packer outer wall ( 40 ) is pressed close to the borehole wall ( 4 ).

Fig. 4 zeigt den oberen Bereich der Energiestange (24), während Fig. 3 den unteren zeigt. Auch hier ist ein Ventil angeordnet, das den oberen Bereich des Packerhohlraums (36) verschließt bzw. je nach Bedarf auch öffnet. Hierzu ist das Entlastungsventil (37) als Kippventil (38) mit Kipphebel (39) ausgebildet, d. h. mit Anheben der Schutzhülse (35) wird der Kipphebel (39) einmal betätigt, um dieses Ventil zu schließen und beim Absenken der Schutzhülse (35) um sich wieder zu öffnen. So kann auf einfache Art und Weise mit der sowieso anzuhebenden Schutzhülse (35) auch das Ventil bzw. die Ventile (37, 29) betätigt werden. Die beiden Ven tile, nämlich das Druckluftventil (29) und das Kippventil (38) sind so korrespondierend geschaltet, daß sie jeweils wechselweise öffnen. Fig. 4 shows the upper area of the energy rod ( 24 ), while Fig. 3 shows the lower. A valve is also arranged here which closes the upper region of the packer cavity ( 36 ) or also opens it as required. For this purpose, the relief valve ( 37 ) is designed as a rocker valve ( 38 ) with rocker arm ( 39 ), ie when the protective sleeve ( 35 ) is raised, the rocker arm ( 39 ) is actuated once to close this valve and when the protective sleeve ( 35 ) is lowered to open up again. The valve or the valves ( 37 , 29 ) can thus be actuated in a simple manner with the protective sleeve ( 35 ) which is to be raised anyway. The two Ven tile, namely the compressed air valve ( 29 ) and the tilt valve ( 38 ) are switched so that they open alternately.

Das Betätigen des Kipphebels (39) wird durch die be sondere Ausbildung des Fußes (41) der Schutzhülse (35) er leichtert, die hier über eine Nase (42) verfügt, die jeweils den Kipphebel (39) hin- und herbewegt. Dieser Fuß (41) bzw. die Nase (42) haben gleichzeitig die Aufgabe, diesen unteren Bereich der Energiestange (24) abzudichten, was weiter oben bereits erwähnt worden ist. Hierzu kann es auch zweckmäßig zweckmäßig sein, im Bereich des Fußes (41) einen gesonderten Dichtring anzuordnen oder aber den Kontaktnippel (31) ent sprechend auszubilden.The actuation of the rocker arm ( 39 ) is made easier by the special design of the foot ( 41 ) of the protective sleeve ( 35 ), which has a nose ( 42 ) here, each of which moves the rocker arm ( 39 ) back and forth. This foot ( 41 ) or the nose ( 42 ) also have the task of sealing this lower region of the energy rod ( 24 ), which has already been mentioned above. For this purpose, it may also be expedient to arrange a separate sealing ring in the region of the foot ( 41 ) or to design the contact nipple ( 31 ) accordingly.

Fig. 4 zeigt wie bereits erwähnt das obere Ende der Energiestange (24) und die besondere Ausbildung der Schutz hülse (35), die, wie bereits erwähnt, zur Aktivierung des Packers (33) angehoben bzw. zur Inaktivierung wieder abge senkt werden muß und die zusätzlich die Aufgabe hat, während des Bohrbetriebes den Packer (33) vor Beschädigungen zu schützen. Um die Schutzhülse (35) anheben und auch wieder absenken zu können, ist diese mit dem Normbohrgestänge (48) über ein Gewinde (47) verbunden. Dieses Gewinde (47) ist so ausgebildet, daß es bei entsprechendem Drehen des Norm bohrgestänges (48) die Verbindung zum Bohrgestänge (6) auf gibt, so daß dann die Schutzhülse (35) weiter angehoben werden kann. Um dabei eine Abdichtung in diesem Bereich zu gewährleisten, sind das Bohrgestänge (6) mit Dichtvor sprüngen (43) und die Schutzhülse (35) mit einem Dichtvor sprung bzw. Dichtvorsprüngen (44′ bzw. 44′′) ausgerüstet. Diese Dichtvorsprünge (44) korrespondieren mit den Dichtvor sprüngen (43′ und 43′′), so daß hier die schon erwähnte Abdichtung jederzeit sicher zu erreichen ist. Fig. 4 shows, as already mentioned, the upper end of the energy rod ( 24 ) and the special design of the protective sleeve ( 35 ), which, as already mentioned, must be raised to activate the packer ( 33 ) or lowered again to deactivate it which also has the task of protecting the packer ( 33 ) from damage during the drilling operation. In order to be able to raise and lower the protective sleeve ( 35 ), it is connected to the standard drill rod ( 48 ) via a thread ( 47 ). This thread ( 47 ) is designed such that, when the standard drill pipe ( 48 ) is rotated accordingly, there is a connection to the drill pipe ( 6 ), so that the protective sleeve ( 35 ) can then be raised further. In order to ensure a seal in this area, the drill pipe ( 6 ) with Dichtvor jumps ( 43 ) and the protective sleeve ( 35 ) with a Dichtvor jump or sealing projections ( 44 'and 44 '') are equipped. These sealing projections ( 44 ) correspond with the Dichtvor jumps ( 43 'and 43 ''), so that here the aforementioned seal can be reached safely at any time.

Fig. 5 zeigt den oberen Endbereich des Sonderbohrge stänges (46), das wiederum mit einem entsprechenden Gewinde mit dem Normbohrgestänge (48) verbunden ist. Auch dieses Gewinde kann entsprechend den weiter unten geschilderten Sicherungen gesichert werden. Fig. 5 shows the upper end region of the special Bohrge rod ( 46 ), which in turn is connected with a corresponding thread with the standard drill rod ( 48 ). This thread can also be secured in accordance with the fuses described below.

Eine besondere Ausbildung einer solchen Gewindesicherung zeigt auch Fig. 6. Hier sind in den aneinanderstoßenden Rohren (56, 57) jeweils Ausnehmungen (50, 51) ausgebildet, in die ein Sicherungshalter (52) eingeschoben werden kann. Hierzu sind im Bereich der Ausnehmung (51) ein Rücksprung (53) und im Bereich der Ausnehmung (50) ein Vorsprung (54) am Sicherungshalter (52) vorgesehen, so daß eine entspre chende bleibende Sicherung gegeben ist, die noch dadurch optimiert wird, daß der Sicherungshalter (52) jeweils über die Druckfedern (55) in die Passung hineingedrückt wird.A special design of such a thread lock is also shown in FIG. 6. Here, recesses ( 50 , 51 ) are formed in the abutting tubes ( 56 , 57 ), into which a fuse holder ( 52 ) can be inserted. For this purpose, a recess ( 53 ) is provided in the region of the recess ( 51 ) and a projection ( 54 ) on the fuse holder ( 52 ) is provided in the region of the recess ( 50 ), so that there is a corresponding permanent fuse which is further optimized. that the fuse holder ( 52 ) is pressed into the fit via the compression springs ( 55 ).

Der Sicherungshalter (52) kann beispielsweise über eine Magnetzange oder ein ähnliches Gerät betätigt, d. h. eingesetzt und auch aus seiner Halterung wieder herausgenom men werden, so daß eine mehr oder weniger automatische Siche rung der jeweiligen Gewindebereiche möglich ist. Eine be grenzte Drehbarkeit der beiden miteinander verbundenen Rohre (56, 57) verbleibt, weil die Ausnehmung (51) eine Verbreite rung (58) aufweisen kann, so daß das untere Rohr gegenüber dem oberen Rohr oder auch umgekehrt verdreht werden kann.The fuse holder ( 52 ) can be actuated, for example via a magnetic pliers or a similar device, ie inserted and also removed from its holder, so that a more or less automatic hedging of the respective thread areas is possible. A limited rotatability of the two interconnected tubes ( 56 , 57 ) remains because the recess ( 51 ) can have a widening tion ( 58 ) so that the lower tube can be rotated relative to the upper tube or vice versa.

Fig. 7 ff. zeigen ein im Prinzip den bereits beschrie benen Bohrgestänge entsprechendes Gestänge, nur daß hier zusätzlich ein Kernbohrgestänge (62) vorgesehen ist. Dieses Kernbohrgestänge (62) ist durch einen Ringkanal (63) von dem übrigen Bohrgestänge (6) getrennt. Im Abstand zu dem Kernbohrmeißel (67), hier in Form einer Diamantbohrkrone läuft der Erweiterungsmeißel (64), über den das Bohrloch (3) auf den notwendigen Durchmesser gebracht wird. Im Bereich der Bohrlochsohle (21) ist hier der Kernfanghut (66) wieder gegeben, über den der erbohrte Kern aufgenommen und zu Tage gebracht werden kann. Fig. 7 et seq. Show in principle the corresponding drill pipe already described drill pipe, only that here in addition a core drill pipe ( 62 ) is provided. This core drill string ( 62 ) is separated from the rest of the drill string ( 6 ) by an annular channel ( 63 ). At a distance from the core drill bit ( 67 ), here in the form of a diamond drill bit, the extension bit ( 64 ) runs, via which the borehole ( 3 ) is brought to the necessary diameter. In the area of the borehole bottom ( 21 ) there is again the core catch hat ( 66 ), via which the core which has been drilled can be taken up and brought to the surface.

Auch zwischen Kernbohrgestänge (62) und Bohrlochwand verbleibt ein schmaler Kanal, wobei hier über die Dichtfläche (69) eine entsprechende Abdichtung gegeben ist, so daß in diesem Bereich vordringende Spülung am Kern entlang bis zur Bohrlochsohle (21) strömen muß, um ein Festsetzen des Kerns zu vermeiden. Mit (68) sind Pfeile gekennzeichnet, die andeuten sollen, daß von hier der Lagerstättendruck auf das Kernbohrgestänge (62) einwirkt. Aufgrund der opti malen Abdichtung kann aber anstehendes Öl, Gas oder auch Wasser nicht in den Bohrgestängekanal (20) eindringen, so daß hier eine annähernd optimale Abdichtung gewährleistet ist. Wird nun zur Durchführung von Proben das Kernbohrge stänge (62) beispielsweise bis in den Bereich des Erweite rungsmeißels (64) angehoben, so kann in dem Abschnitt darunter, der ja genau bezüglich Durchmesser und Länge vorge geben ist, sich der Lagerstättendruck (68) auswirken, indem Öl, Gas oder Wasser einströmt. Dieses kann dann durch den Ringkanal (63) nach oben strömen, um am Tage entnommen und untersucht zu werden. Wird der Druck zu hoch und ist die gesamte Bohrung gefährdet, so wird das Kernbohrgestänge (62) wieder bis auf die Bohrlochsohle (21) vorgefahren, so daß dann wieder die vorteilhafte Abdichtung gewährleistet ist und der Lagerstättendruck (68) keinen Einfluß mehr haben kann.A narrow channel also remains between the core drill pipe ( 62 ) and the borehole wall, a corresponding seal being provided here via the sealing surface ( 69 ), so that in this area, purging must flow along the core to the borehole bottom ( 21 ) in order to fix the Avoid core. Arrows ( 68 ) are used to indicate that the deposit pressure acts on the core drill pipe ( 62 ) from here. Due to the optimal sealing, however, oil, gas or water can not penetrate into the drill pipe channel ( 20 ), so that an almost optimal seal is guaranteed. If the core drill rod ( 62 ) is now raised to carry out samples, for example up to the region of the expansion chisel ( 64 ), the deposit pressure ( 68 ) can have an effect in the section below, which is precisely specified with regard to diameter and length by inflowing oil, gas or water. This can then flow upwards through the ring channel ( 63 ) in order to be removed and examined during the day. If the pressure becomes too high and the entire bore is at risk, the core drill pipe ( 62 ) is moved back down to the bottom of the borehole ( 21 ), so that the advantageous sealing is ensured again and the reservoir pressure ( 68 ) can no longer have any influence.

Der Erweiterungsmeißel (64) löst entsprechend Mengen an Bohrgut (70), das dann über die Spülung (19), wie in Fig. 7 und 8 angedeutet, dieses Bohrgut (70) aufnimmt und über den Bohrgutkanal (5) nach Übertage bringt. Soll nun hier eine Probenahme erfolgen, so kann ein Ringverschluß (71) dadurch erreicht werden, daß die Bohranlage stillge setzt, die Spülung aber weiterbetrieben wird. Nach einem gewissen Zeitraum wird entweder die Spülung (19) abgestellt oder aber es wird noch einmal der Erweiterungsmeißel (64) betrieben, so daß dann eine bestimmte Menge Bohrgut anfällt, das dann sich bei Stillsetzen von Erweiterungsmeißel (64) und Spülung (19) so absetzt, daß sich der schon erwähnte Dichtstopfen bzw. Ringverschluß (71) bildet. Dieser Ringver schluß (71) bildet sich dabei vorteilhafterweise so, daß die gesamte Flüssigkeitsentnahmestange (10) nun eine Art gefiltertes Wasser entnehmen kann, wenn man den Wasserspiegel bzw. den Spiegel der Spülung (19) im Ringkanal (63) bzw. im Bohrgestängekanal (20) so weit absenkt, daß sich der Druck entsprechend minimiert und dadurch die Sperrventile (18) öffnen. Nun kann das vom Lagerstättendruck beeinflußte Wasser durch die Filterkammern (12) in den Ringkanal (63) einströmen, von wo es bis zu Tage gepumpt bzw. angesaugt wird. Eine genaue Untersuchung dieses dem jeweiligen Hori zont genau entsprechende Wasser kann dann Übertage vorge nommen werden, wodurch leichte Verunreinigungen zu ermitteln sind und zwar nach Qualität und auch Quantität.The extension chisel ( 64 ) releases corresponding amounts of drilling material ( 70 ), which then, via the flushing ( 19 ), as indicated in FIGS. 7 and 8, picks up this drilling material ( 70 ) and brings it to the surface via the drilling material channel ( 5 ). If sampling is now to be carried out here, a ring closure ( 71 ) can be achieved in that the drilling rig stops, but the flushing continues to be operated. After a certain period of time, either the flushing ( 19 ) is switched off or the extension chisel ( 64 ) is operated again, so that a certain amount of drilling material is obtained, which then occurs when the extension chisel ( 64 ) and flushing ( 19 ) are stopped sets that the already mentioned sealing plug or ring closure ( 71 ) forms. This Ringver circuit ( 71 ) is advantageously formed so that the entire liquid extraction rod ( 10 ) can now remove a type of filtered water when you see the water level or the level of the flushing ( 19 ) in the ring channel ( 63 ) or in the drill pipe channel ( 20 ) so far that the pressure is minimized accordingly and the shut-off valves ( 18 ) thereby open. Now the water influenced by the reservoir pressure can flow through the filter chambers ( 12 ) into the ring channel ( 63 ), from where it is pumped or sucked up to days. A precise examination of this water, which exactly corresponds to the respective horizon, can then be carried out above ground, which means that light impurities can be determined, both by quality and quantity.

Ist die Probenahme dann abgeschlossen, wird die Spülung (19) im Ringkanal wieder aufgefüllt, wodurch die Sperrventile (18) schließen und nun die Spülung (19) wieder, wie durch die Pfeile gekennzeichnet, in den Bereich des Erweiterungs meißels (64) einströmen.When the sampling is then completed, the flushing ( 19 ) in the ring channel is refilled, which causes the shut-off valves ( 18 ) to close and the flushing ( 19 ) to flow into the area of the extension chisel ( 64 ) as indicated by the arrows.

Mit (75 und 76) sind Meßsonden gekennzeichnet, die beispielsweise zur Ermittlung von Temperatur- und/oder Druck werten hier in die Bohrgestängewand (25) eingelassen sind. Durch eine geeignete Verkabelung o. ä. Maßnahmen können die Werte dieser Meßsonden (75, 76) bis zum Tage weitergeleitet werden.With ( 75 and 76 ) measuring probes are marked, which are embedded in the drill pipe wall ( 25 ), for example, to determine temperature and / or pressure. The values of these measuring probes ( 75 , 76 ) can be passed on to the day by means of suitable cabling or similar measures.

Während Fig. 7 und 8 den Bereich der Bohrlochsohle (21) und die Flüssigkeitsentnahmestange (10) widergeben, zeigt Fig. 9 den Übergangsbereich zur Energiestange (24), wobei hier verdeutlicht ist, daß durch Anschläge (72, 73) der Vorlaufweg des Kernbohrgestänges (62) auf einfache Art und Weise begrenzt ist. In diesem Bereich sind auch Klapp ventile (65) vorgesehen, über die der Ringkanal (63) mit der Kernkammer (74) in Verbindung steht. Diese Klappventile (65) öffnen auch geringfügig bei Durchführung der Erweite rungsbohrung, so daß Spülung (19) auch in das Kernrohr hin eingelangen kann, so daß über die Spülung das Festsetzen des Kerns im Kernbohrgestänge (62) unterbunden ist.While Fig. 7 and 8 against indicate the range of the bottom hole (21) and the liquid withdrawal rod (10), Fig. 9 shows the transition region to the power rod (24), being illustrated here is that by stops (72, 73) of the initial movement of the Kernbohrgestänges ( 62 ) is limited in a simple manner. In this area also folding valves ( 65 ) are provided, via which the annular channel ( 63 ) is connected to the core chamber ( 74 ). These folding valves ( 65 ) also open slightly when the expansion bore is carried out, so that flushing ( 19 ) can also enter the core tube so that the flushing of the core in the core drill pipe ( 62 ) is prevented.

Fig. 10 zeigt wiederum den Übergangsbereich zur Energie stange (24) mit dem Druckluftspeicher (26). Fig. 11 zeigt das obere Ende des Druckluftspeichers (26) mit dem Luftkanal (27) und dem Druckluftventil (29). Durch Öffnen des Druck luftventils (29) kann aus dem Druckluftspeicher (26) Druck luft in den Packerhohlraum (36) einströmen, um den Packer aufzublähen und ihn gegen die Bohrlochwandung anzupressen, wenn vorher die Schutzhülse (35) entsprechend gezogen ist. Diese Bewegung ist durch Pfeile gekennzeichnet. Die Ausbil dung dieser Schutzhülse (35) entspricht der des bereits weiter vorn beschriebenen Bohrgestänges, so daß hier auf Einzelheiten verzichtet werden kann. Verdeutlicht ist hier aber ein gesonderter Dichtring (77), über den zusätzlich das Eindringen von Spülung oder Bohrklein in den Bereich zwischen Schutzhülse (35) und Packer (33) verhindert wird. Fig. 10 shows the transition area to the energy rod ( 24 ) with the compressed air reservoir ( 26 ). Fig. 11 shows the upper end of the compressed air reservoir ( 26 ) with the air duct ( 27 ) and the compressed air valve ( 29 ). By opening the compressed air valve ( 29 ), compressed air can flow into the packer cavity ( 36 ) from the compressed air reservoir ( 26 ) in order to inflate the packer and press it against the borehole wall if the protective sleeve ( 35 ) has been pulled accordingly beforehand. This movement is indicated by arrows. The training of this protective sleeve ( 35 ) corresponds to that of the drill pipe described earlier, so that details can be dispensed with here. However, a separate sealing ring ( 77 ) is illustrated here, via which the penetration of flushing or drilling cuttings into the area between protective sleeve ( 35 ) and packer ( 33 ) is additionally prevented.

Fig. 12 zeigt das Entlastungsventil (37) bzw. das Kipp ventil (38) mit dem Kipphebel (39), der über die besondere Ausbildung des Fußes (41) mit der Nase (42) beim Anheben der Schutzhülse (35) betätigt wird. Dieses Kippventil (38) ist mit dem Druckluftventil (29) so geschaltet, daß beide wechselweise öffnen bzw. schließen. Fig. 12 shows the relief valve ( 37 ) or the tilt valve ( 38 ) with the rocker arm ( 39 ), which is actuated by the special design of the foot ( 41 ) with the nose ( 42 ) when lifting the protective sleeve ( 35 ). This toggle valve ( 38 ) is connected to the compressed air valve ( 29 ) so that both alternately open or close.

Oberhalb der Energiestange (24) sind wiederum Dichtvor sprünge (43) und Dichtvorsprünge (44′, 44′′) ausgebildet, über die beim Ziehen der Schutzhülse (35) die notwendige Abdichtung und Verbindung zum Sonderbohrgestänge (46) er reicht wird.Above the energy rod ( 24 ), in turn, sealing projections ( 43 ) and sealing projections ( 44 ', 44 '') are formed, via which the necessary sealing and connection to the special drill rod ( 46 ) is sufficient when the protective sleeve ( 35 ) is pulled.

Fig. 13 zeigt den oberen Bereich bzw. Verbindungsbe reich zwischen Sonderbohrgestänge (46) und Normbohrgestänge (48) mit dem Gewinde (47), über das der Packer (33) freige geben wird, wenn nach Lösen dieses Gewindes die Schutzhülse (35) entsprechend den Pfeilen angehoben oder dann auch später wieder abgesenkt wird. Weiter zeigt Fig. 13, daß der Ring kanal (63) durchgehend vorgesehen ist, um hier ein sehr langes Kernbohrgestänge (62) bzw. ein Fanggestänge einsetzen zu können. Auch diese einzelnen Rohre des Kernbohrgestänges (62) sind über entsprechend ausgebildete Gewinde miteinander verbunden. Fig. 13 shows the upper area or Verbindungsbe rich between special drill pipe ( 46 ) and standard drill pipe ( 48 ) with the thread ( 47 ) through which the packer ( 33 ) will release, if after loosening this thread, the protective sleeve ( 35 ) accordingly the arrows are raised or then lowered again later. Next, Fig. 13 in that the annular channel is provided (63) continuously to be able to use here a very long Kernbohrgestänge (62) or a fishing rod. These individual tubes of the core drill pipe ( 62 ) are also connected to one another via correspondingly designed threads.

Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfin dungswesentlich angesehen.All mentioned features, including those of the drawings alone to be extracted, alone and in combination, are invented considered essential.

Claims

1. A method for taking gas and / or oil and / or water and / or solid samples during the drilling of a well, the drill string remaining in the borehole after the drilling rig is stopped and during sampling, and after which the annular space around it Drill pipe has been sealed, characterized in that after a cleaning after-run the rinsing is interrupted and a ring closure is generated in the approximately 3 cm wide annular space by the sinking cuttings, that the liquid level of the rinsing liquid in the drill pipe until the activation of the liquid extraction rod arranged above the hammer drill is lowered and that at the same time or beforehand a protective sleeve enveloping a packer integrated in the drill pipe is pulled up and the packer is placed over a compressed air reservoir also integrated in the drill pipe and that the sample is then taken.

2. The method according to claim 1, characterized, that after placing the packer the core drill pipe hochge drive and in particular the oil sample is taken.

3. The method according to claim 2, characterized, that after or during the sampling the core drill the boom is lowered again and the rinsing liquid at the same time level in the drill pipe or the flushing liquid is filled up.

4. The method according to claim 1, characterized, that during the preparation and during the implementation sampling pressure and temperature through into the core hole rods and / or integrated in the liquid withdrawal rod Measuring probes is monitored.

5. The method according to claim 1, characterized, that during drilling or sampling breaks through drilling rod measuring probes lowered to the bottom of the hole and Measurements, preferably temperature and / or pressure measurements be performed.

6. The method according to claim 1 and claim 2, characterized, that when the mountains are empty after or when the Core drill pipe cemented through the drill pipe becomes.

7. Apparatus for carrying out the method according to claim 1 or one or more of the following claims with a drill pipe with a liquid removal rod arranged above the drill head, which is provided with the coarser filter material, characterized in that the drill pipe ( 6 ) one above the Liquid removal rod ( 10 ) has an energy rod ( 24 ) which is equipped with a compressed air reservoir ( 26 ) let into the drill pipe wall ( 25 ) and a packer ( 33 ) which can be connected to it via a compressed air valve ( 29 ), the packer being connected to the borehole wall ( 4 ) is covered by an axially displaceable protective sleeve ( 35 ) and that the packer cavity ( 36 ) can be coupled to the drill pipe channel or the ring channel via a relief valve ( 37 ) and that the liquid extraction rod ( 10 ) has a filter chamber ( 12 ) which via check valves ( 18 ) against the flushing ( 19 ) in the drill pipe channel ( 20 ) or an annular channel ( 63 ) is closed.

8. Apparatus for carrying out the method according to claim 1 or one or more of the following claims with a drill pipe with an inner core tube and between the two extending annular channel and an above the drill bit designed as an extension head arranged liquid extraction rod, which is provided with the coarser filters retaining filters , characterized in that the drill pipe ( 6 ) has an above the liquid removal rod ( 10 ) arranged energy rod ( 24 ) which can be connected to a compressed air reservoir ( 26 ) let into the drill pipe wall ( 25 ) and thus connected via a compressed air valve ( 29 ) Packer ( 33 ) is equipped, the packer towards the borehole wall ( 4 ) being covered by an axially displaceable protective sleeve ( 35 ) that the packer cavity ( 36 ) can be coupled to the drill pipe channel or the ring channel via a relief valve ( 37 ), that the liquid ent Handlebar ( 10 ) has a filter chamber ( 12 ) which is closed via check valves ( 18 ) against the flushing ( 19 ) in the drill pipe channel ( 20 ) or an annular channel ( 63 ) and that the annular channel ( 63 ) and drill pipe channel ( 20 ) via one to the ring channel blocking folding valve ( 65 ) are connected.

9. Apparatus according to claim 7 or claim 8, characterized in that the compressed air reservoir ( 26 ) associated with the compressed air valve ( 29 ) with the relief valve ( 37 ) is alternately connected.

10. The device according to claim 9, characterized in that the relief valve ( 37 ) is designed as a rocker valve ( 38 ) with rocker arm ( 39 ).

11. The device according to claim 7 or claim 8, characterized in that a plurality of compressed air valves ( 29 ) and optionally also relief valves ( 37 ) are provided over the circumference of the drill pipe ( 6 ).

12. The apparatus according to claim 7 or claim 8, characterized in that the energy rod ( 24 ) has a the rod of the liquid ent ( 10 ) corresponding diameter and a ver narrow drill pipe channel ( 20 ) and that in the drill head ( 1 ) facing part of the Compressed air reservoir ( 26 ) and part of the packer ( 33 ) arranged above it are formed.

13. The apparatus according to claim 7 or claim 8, characterized in that the protective sleeve ( 35 ) on the drill pipe ( 6 ) in the region of the compressed air reservoir / compressed air valve ( 26 , 29 ) supporting foot ( 41 ) with a packer outer wall ( 40 ) has directed and with the compressed air valve ( 29 ) corresponding nose ( 42 ).

14. The apparatus of claim 7 or claim 8, characterized in that the protective sleeve ( 35 ) is designed to last up to days and can be moved separately from the drill pipe ( 6 ) in the longitudinal direction of the borehole.

15. The apparatus according to claim 7 or claim 8, characterized in that the protective sleeve ( 35 ) at the end facing away from the drill head ( 1 ) is connected via a thread ( 47 ) to the drill rod ( 6 ) which, contrary to the usual rod thread ( 7 ) is designed to open.

16. The apparatus according to claim 7 or claim 8, characterized in that the drill pipe ( 6 ) outer wall and the protective sleeve ( 35 ) inner wall with correspondingly designed Dichtvor jumps ( 43 , 44 ) are equipped.

17. The apparatus of claim 7 or claim 8 and claim 14, characterized in that the drill rod ( 6 ) in the region of the energy rod ( 24 ) on the rod thread ( 7 ) is penetrating thread locking bolt ( 8 ) is secured.

18. The apparatus according to claim 17, characterized in that the thread locking bolt ( 8 ) as from the outside in correspondingly shaped recesses ( 50 , 51 ) which are provided in the abutting tubes ( 56 , 57 ), insertable fuse holder ( 52 ) are.

19. The apparatus according to claim 18, characterized in that the fuse holder ( 52 ) via compression springs ( 55 ) in the recesses ( 50 , 51 ) are fixed.

20. The apparatus according to claim 18, characterized in that the recesses ( 50 , 51 ) in one of the abutting tubes ( 57 ) are widened in the circumferential direction.

21. The apparatus according to claim 7 or claim 8, characterized in that the energy rod ( 24 ) has a length approximately corresponding to the available drilling tower height.

22. The apparatus according to claim 7 or claim 8, characterized in that the compressed air reservoir ( 26 ) and the compressed air valve ( 29 ) to approx. 150 bar are designed.

23. The apparatus according to claim 8, characterized in that the drive for the core drill bit ( 67 ) and the expansion approximately chisel ( 64 ) via transmission gear with the core drill rods ( 62 ) or drill rods ( 6 ) are connected, which have a rotation of approximately 90th and ensure about 60 revolutions per minute.

24. The device according to claim 8, characterized in that in the region of the folding valve ( 65 ) limit the feed of the core drill pipe ( 62 ) relative to the drill pipe ( 6 ) de, arranged between the two stops ( 72 , 73 ) are ausgebil det.

25. The apparatus of claim 7 or claim 8, characterized in that in the core drill pipe ( 62 ) and / or the drill pipe ( 6 ) measuring probes ( 75 , 76 ) in the region of the liquid extraction rod ( 10 ) are embedded.