DE544610C - Apparat zum Messen der Neigung von Bohrloechern - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 20. FEBRUAR 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVi 544 61 Of/

KLASSE 5 a GRUPPE \

Zum Messen der Größe und Richtung der Neigung von Bohrlöchern sind bereits verschiedene Apparate bekannt, die jedoch den Nachteil aufweisen, daß sie nur genau arbeiten, wenn das Bohrloch nur einen geringen Abweichungswinkel von der Vertikalen hat. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Apparate mit gewöhnlichen Pendeln oder Luftblasen-Wasserwaagen arbeiten. Die Verwendung eines genügend langen Pendels bedingt für genaue Messung von großen Winkeln ein sehr weites Mantelrohr, da die Pendelschwingungen durch die Rohrwand begrenzt sind. Verkürzung des Pendels beeinträchtigt infolge größeren Einflusses der Zapfenreibung die Genauigkeit des Instrumentes, während photographische Registrierung dabei mit Rücksicht auf die große Differenz der Distanz zur Objektivlinse im Nullstand und bei einer größeren Schwingung schwierig wird. Dieser Übelstand tritt auch bei Apparaten, die mit Luftblasen-Wasserwaagen arbeiten, auf, wo noch hinzukommt, daß eine von der Seite photographierte Luftblase ein unscharfes Bild ergibt.

Der Apparat gemäß der Erfindung besitzt diese Nachteile nicht, da hierbei eine innerhalb eines büchsenförmigen Gehäuses federnd eingespannte Masse verwendet wird, die bei schrägem Stand des Gehäuses unter dem Einfluß der Schwerkraft vom Nullstand abweicht, bei welchem das Gehäuse einen bestimmten Stand, vorzugsweise den vertikalen einnimmt, so daß die Abweichung einen Maßstab für die Größe und Richtung der Neigung des Gehäuses und des Bohrloches bietet, in welches das Gehäuse eingelassen ist. Die federnde Einspannung kann dabei derart gewählt sein, daß die Abweichung der Masse innerhalb gewisser Grenzen bleibt. Vorzugsweise wird gemäß der Erfindung als federnde Unterstützung ein federndes Stäbchen gewählt, das sich in der Längsrichtung des Gehäuses erstreckt, mit einem Ende darin festgeklemmt ist und mit oder bei dem anderen Ende die Masse trägt. Um Schwingungen der Masse zu dämpfen, kann gemäß der Erfindung eine Dämpfungsvorrichtung angebracht sein. Um eine richtige Wirkung einer im Gehäuse angeordneten Registriervorrichtung zu erzielen, kann weiter die federnd unterstützte Masse ein Kennzeichen tragen, und es kann eine Einstellvorrichtung vorhanden sein, um den Nullstand der Masse oder des Kennzeichens einzustellen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Die Figur zeigt den Querschnitt eines Neigungsmessers, welcher unten in einem büchsenförmigen Gehäuse oder Mantelrohr 1 ange-

Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Alphons Gerard Hubert Straatman in 'sGravenhage, Holland.

bracht ist. Dieses Mantelrohr ist nach oben zu verlängert, wobei in dem oberhalb des Neigungsmessers gelegenen Teil die auf der Zeichnung nicht dargestellte Registriervorrichtung, z. B. ein sich bewegendes Filmbarid, angeordnet ist.

Das von oben geschlossene Mantelrohr i, welches an der Unterseite durch ein Verschlußstück 2 abgeschlossen ist, wird mittels ίο des damit verbundenen Rohrgestänges orientiert. Der Neigungsmesser selbst ist durch Teil 7 und Rohr 5 mit einem Ring 3 verbunden, wobei der Neigungsmesser gezwungen ist, einen festen Stand im Mantelrohr einzunehmen, da der Stand des Ringes durch den Keil 4 bestimmt ist, der in eine Keilnut des Mantelrohres paßt. Der Teil 7, welcher an der Oberseite durch einen Ring 8 geschlossen ist, trägt nebst einem Kranz von kleinen Glühlampen 10 die Objektivlinse 9. Im Boden des Teiles. 7 ist ein Ring 1 r angebracht, in dem sich ein Fadenkreuz befindet, welches den offenen Raum des Ringes in vier gleiche Teile einteilt. Ferner ist an dem Teil 7 eine nach unten vorstehende Röhre 12 angeschraubt, die in einen Körper 13 ausläuft, welcher dem Körper 14 als Führung dient.

An dem untersten Teil des Körpers 14 ist eine Stange 15 befestigt, die in ein dünnes federndes Stäbchen 16 ausläuft, welches in einer bestimmten Höhe eine schwingende Masse 17 trägt. Am oberen Ende der Stange 16 ist ein Hütchen 18 angeordnet, welches sich dicht unter dem Fadenkreuz von Ring 11 befindet. Das Objektiv 9 ist derart eingestellt, daß bei brennenden Lampen 10 ein Bild der Scheibe des Hütchens 18 und des Fadenkreuzes von Ring 11 in der Fläche AB entsteht, in der sich der Filmstreifen bewegt. Mittels Stellschrauben 19 kann der Stab 15, 16 derart eingestellt werden, daß bei vertikalem Stand des Apparates der Mittelpunkt der Scheibe 18 oder eines auf dieser Scheibe angebrachten Kreises oder anderen Zeichens mit dem Schnittpunkt des Fadenkreuzes zusammenfällt.

Um die Pendelbewegung der Stange 16 zu dämpfen, ist der Innenraum des Körpers 14 bis oberhalb des Gewichtes 17 mit Öl gefüllt. Es ist selbstverständlich, daß die Dämpfung auch auf andere Weise erzielt werden kann; es kann nämlich, um Fehler, welche durch die Ungleichheit des Wärmeausdehnungskoeffizienten von Öl und Metall entstehen können, zu vermeiden, das Gewicht oberhalb des Flüssigkeitsspiegels angebracht und die Dämpfung durch einen mit dem Stab verbundenen Hohlzylinder erzielt werden, der sich in der Flüssigkeit bewegt.

Wenn der Apparat transportiert werden soll, wird der Körper 14 heruntergeschoben, ΐ wodurch das Gewicht 17 in einen Hohlraum r des Körpers 13 gelangt, in den: es genau paßt, so daß die Stange 16 nicht schwingen kann.

Der Apparat arbeitet wie folgt:

.- Sobald das Bohrloch nicht mehr vertikal ist;' läßt die Schwerkraft das Gewicht 17 ausweichen, wodurch der Stab 16 gebogen wird. Der Grad der Biegung hängt von der Neigung, von den Abmessungen und schließlich vom Material der Stange ab. Die Biegung erfolgt in der Fläche der Neigung des Bohrloches. Der Mittelpunkt des Zeichens auf der Scheibe 18 fällt nun nicht mehr mit dem Schnittpunkt des Fadenkreuzes zusammen. Durch Erleuchten der Lampen 10 kommt auf dem Film ein photographisches Bild zustande, auf dem sowohl das Fadenkreuz als auch das Zeichen auf der Scheibe zu sehen ist. Aus dem Stand dieses Zeichens in bezug auf das Fadenkreuz kann die Neigung bestimmt werden, wenn im voraus auf empirischem Wege die Beziehung zwischen bestimmten'Biegungen der Stange ιό und den entsprechenden Neigungen ermittelt wurde.

Man kann für Bestimmung dieser Beziehung eine hierfür konstruierte Eichvorrichtung benutzen.

Für Bestimmung der in den Filmbildern festgelegten Werte verwendet man ein spezielles Meßmikroskop. Obwohl die Scheibe 18 sich ungefähr über eine Kugeloberfläche bewegt, deren Radius gleich der Länge der Stange 16 ist, kann man, mit Rücksicht auf die geringe Schwingung und den großen Radius, annehmen, daß die Platte sich in einer Ebene bewegt. Für alle erreichbaren Winkel erhält man dadurch ein scharfes Bild sowohl der Scheibe als des Fadenkreuzes. Demzufolge ist es möglich, ein Meßmikroskop mit verhältnismäßig starker Vergrößerung zu verwenden, so daß genaue Ablesung gegeben ist.

Die Richtung des Bohrloches wird mit dem Apparat in der Weise bestimmt, daß man mittels des Meßmikroskopes den Winkel abliest, der von der den Schnittpunkt des Fadenkreuzes mit dem Mittelpunkt des Kennzeichens verbindenden und von der Linie gebildet wird, die diesen Schnittpunkt mit einem auf dem Rand des Fadenkreuzringes liegenden Nullpunkt verbindet. Die Orientierung dieses Nullpunktes wird auf bekannte Weise durch den Stand des Bohrgestänges bestimmt.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Apparat zum Messen der Neigung von Bohrlöchern, bei welchem die Anzeige der Neigung durch eine Masse erfolgt, die unter Wirkung der Schwerkraft einen seitlichen Ausschlag in bezug auf die Achse des Bohrloches erfährt, dadurch

   gekennzeichnet, daß die Masse auf einem federnden und eingespannten Stab befestigt ist.
2. 2. Apparat nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine an sich bekannte, die Schwingungen der Masse dämpfende Vorrichtung.
3. 3. Apparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die federnd eingespannte Masse ein Kennzeichen trägt, und daß im Gehäuse eine optische Registriervorrichtung angeordnet ist, um Größe und Richtung der Abweichung dieses Zeichens in bezug auf seinen Nullstand zu registrieren.
4. 4. Apparat nach Anspruch 1 oder 3, gekennzeichnet durch eine Stellvorrichtung (19), um den Nullstand der federnd eingespannten Masse oder des von ihm getragenen Zeichens in bezug auf das Gehäuse oder auf die Registriervorrichtung einzustellen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen