DE568779C - Bohrlochneigungsmesser mit einer eine Markierungsfluessigkeit enthaltenden Kammer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bohrlochneigungsmesser mit einer eine Markierungsflüssigkeit enthaltenden Kammer, einer Aufzeichnungskammer und einer Vorrichtung für die Zuleitung von Flüssigkeit von der Vorratskammer in die Aufzeichnungskammer, während eine andere Einrichtung dazu dient, die Flüssigkeit aus der Aufzeichnungskammer abzuführen. Bei einer bekannten Vorrichtung zur Ermittlung des Abweichens der Bohrlöcher von der senkrechten Richtung werden die einzelnen untereinanderliegenden Kammern nacheinander von der zur Markierung dienenden Flüssigkeit durchflossen, wobei aber das die Flüssigkeits-Strömung regelnde Ventil durch eine elektromagnetische Einrichtung von der Oberfläche aus gesteuert wird. Die Verwendung derartiger elektromagnetischer Regelvorrichtungen ist nachteilig und lästig, da hierzu kostspielige

ao isolierte Kabel benutzt werden müssen, die bald zerstört werden und die Arbeit alsdann unzuverlässig gestalten.

Gemäß der Erfindung ist die Einrichtung so getroffen, daß an die Vorratskammer eine hydraulische Einrichtung angeschlossen ist, die vollkommen selbsttätig in vorher bestimmter Weise den Zufluß der Flüssigkeit von der Vorratskammer in die Aufzeichnungskammer verzögert. In der Aufzeichnungskammer ist eine andere hydraulische Einrichtung- vorgesehen, die selbsttätig die Strömung der Flüssigkeit aus der Aufzeichnungskammer beherrscht.

Vorzugsweise bestehen die eine oder beide hydraulischen Einrichtungen aus Siphonröhren, die sich von einer Kammer in die nächste erstrecken. Der Zufluß der Flüssigkeit in die Aufzeichnungskammer und die Ableitung der Flüssigkeit erfolgen also vollkommen selbsttätig, ohne daß eine von der Oberfläche zu bedienende Steuerung vorhanden zu sein braucht.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einigen Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es sind

Fig. ι ein senkrechter Längsschnitt des neuen Instruments und Fig. 2 ein vergrößerter Teilschnitt dazu; Fig. 3 ist ein gleicher Teilschnitt einer anderen Ausführungsform, und Fig. 4 zeigt im senkrechten Längsschnitt eine Hilfskammer des Instruments, deren Querschnitt die Fig. 5 verbildlicht. .

Der Neigungsmesser (Fig. 1 und 2) besteht aus einem als Schutzhülle für die eigentlichen feineren Bestandteile dienenden Gehäuse 2 mit Verschlußstöpsel 4 am oberen Ende und ebensolchem Verschluß 6 am unteren Ende, der abgerundet ist, um ein glattes Xiederfahren

des an einem Kabel hängenden Instruments im Bohrgestänge zu gewährleisten. Im Gehäuse befinden sich vier miteinander verbundene und vier Kammern bildende Rohrstücke 8, io, 12, 14, deren oberste, 8, durch einen Stöpsel 60 geschlossen ist, der mit einer Vorrichtung zum Anbringen eines Hängeseils oder Kabels versehen ist.

Die oberste Kammer im Rohrabschnitt 8 ist die Vorratskammer und mit dem folgenden - Rohrteile 10 durch einen Gewindestöpsel 16 verbunden, der zu einem geflanschten Nippel 18 mit einer eine feine Bohrung aufweisenden Kappe 58 ausgestaltet ist. Diese Kammer enthält die Farbflüssigkeit, die langsam durch die feine Kappenbohrung abfließt. Im oberen Teile der Kammer kann ein Siebnetz vorgesehen sein, um die eingegossene Farbflüssigkeit zu filtrieren.

Die zweite Kammer im Rohrteil 10 ist mit dem folgenden Rohrteil 12 durch einen Gewindestöpsel 20 verbunden, der ein Siphonrohr 22 trägt, das in der folgenden Kammer 12 bis zu deren Boden reicht. Dieser als Aufzeichnungskammer dienende Raum im Rohrteile 12 ist wieder durch einen Gewindestöpsel 24 mit dem letzten Rohrteile 14 verbunden und unten bei 30 geschlossen. Der kürzere Schenkel des Siphonrohres 22 endet in einem erheblichen Abstande vom Boden der Zwischenkammer 10, und seine Länge ist geringer als die Höhe der Kammer 12.

Ein zweites Siphonrohr 26 sitzt im Stöpsel 24. Sein kürzerer Schenkel endet in der Kammer des Rohrteils 12 dicht oberhalb des. Stöpsels 24, während der längere Schenkel mit seiner Mündung 28 in die Kammer des Rohrteils 14 ausfließen läßt. An Stelle des Siphons 26 kann im Stöpsel 24 auch einfach eine feine Bohrung vorgesehen sein.

In der Kammer 12 ist eine Markierungskarte in Form eines zylindrisch gebogenen Papierstreifens 32 glatt auf der Innenwand aufliegend so eingesetzt, daß sie über die Biegestelle des Siphonrohres 26 oben weit hinausgeht. Die in die Kammer 8 eingefüllte Tinte oder Farblösung erzeugt auf dem Papierblatt 32 Zeichen oder Markierungslinien, wobei zu beachten ist, daß die in Fig. 1 teilweise weggebrochen dargestellte Kammer 8 einen Fassungsraum hat, der mindestens gleich dem Räume der Kammer 10 bis zur Biegestelle des Siphonrohres 22 ist. Nach dem Füllen der Kammer 8 mit Farbflüssigkeit werden die Kammern 8, 10, 12, 14 in das Gehäuse 2 eingesetzt, worauf das Instrument bis zur gewünschten Tiefe in das Bohrloch niedergelassen und darin gehalten wird.

Während der Zusammensetzung des Instruments und beim Einführen in das Bohrloch fließt die Farbflüssigkeit durch die feine Bohrung der Kappe 58 ab, die so bemessen ist, daß ein bestimmter Zeitraum hingeht, bis so viel der eingefüllten Farbflüssigkeit in die Kammer 10 gelaufen ist, daß ihr Spiegel darin die Biegestelle des Siphons 22 erreicht, und dieser Zeitraum muß genügen, um das Instrument nach dem Zusammensetzen inzwischen auch noch bis zu der gewünschten Tiefe im Bohrloch niederlassen zu können. Um für das Ablesen der Markierungslinien an Zeit zu sparen, kann man verschiedene auswechselbare Kappen 58 entsprechend verschiedenen Tiefen des Bohrlochs vorsehen, die je einen genügenden Zeitraum für das Niederlassen des Instruments bis zur gegebenen Tiefe gewähren.

Infolge des langsamen Abflusses der Farbflüssigkeit durch die Kappe 58 hindurch befindet sich das Instrument, wenn das Bohrloch schräg verläuft, schon in Ruhelage auf der Seitenwandung des Bohrlochs zu der Zeit, in der der Flüssigkeitsspiegel die Biegung des Siphons 22 erreicht. Sobald dies geschieht, geht Flüssigkeit aus der Zwischenkammer 10 in die Aufzeichnungskammer 12 über, bis der Spiegel in der Kammer 10 von der Biegestelle bis zum Ende des kürzeren Siphonschenkels fällt und Luft in den Siphon eintritt. Wenn danach auch weiter Flüssigkeit durch den Stöpsel 18 nachfließt, so arbeitet der Siphon gleichwohl nur dann erst wieder, wenn der Flüssigkeitsspiegel die Biegestelle erreicht. Somit wird die Kammer 8 bei richtig gewählter Bemessung nur eine einzige Flüssigkeitsabgabe an die Aufzeichnungskammern 12 herbeiführen, und zwar im Betrage eines genau vorbestimmten Quantums Farbe, gleichviel, wieviel Farbe oder Farbflüssigkeit von vornherein in die Kammer 8 eingefüllt worden ist. Da der Siphon 22 im Vergleich zum Zufluß aus dem Stöpsel 18 schnell durchlaufen läßt, so wird die der Kammer 12 zufließende Menge nur wenig mehr als das Volumen der Kammer 10 zwischen dem unteren Ende des kurzen Siphonschenkels und der Biegestelle ausmachen.

Die feinere Mündung 28 des Siphons 26 hat eine erheblich geringere Ablaufgeschwindigkeit als die des Siphons 22 zur Folge. Daher erfolgt, während der Abfluß aus der Kammer 12 sofort stattfindet, wenn der Spiegel die Biegestelle des Siphons 26 erreicht, der Einlauf schneller, so daß die Farbflüssigkeit augenblicklich eine Niveauhöhe oberhalb der Biegestelle des Siphons annimmt, wonach dann, sobald der Zufluß zur Kammer 12 aufhört, Flüssigkeit durch den liphon 26 abgezogen wird und in die Kammer fließt, die einen zu deren Aufnahme hinreichenden Fassungsraum haben muß.

Wenn das zu untersuchende Bohrloch von der Senkrechten abweicht, so erscheint die den höchsten Niveaustand der Farbflüssigkeit in der Kammer 12 anzeigende Linie 34 auf der

Papierkarte 32 als eine Schräge entsprechend der Schrägstellung des Instruments im Bohrloch und der Abweichung des Bohrlochs von der Senkrechten, die nun auf der herausgenommenen Papierkarte32 ausgemessen werden kann. Um dies zu erleichtern, empfiehlt sich die Verwendung von Papier mit Kreuzlinien. Zum Druckausgleich können oben in den Kammern Öffnungen in der Wandung vorgesehen werden, ίο Da die Aufzeichnungskammer 12 nach der Herstellung der Markierlinie 34 keine Flüssigkeit enthält und da ein etwa vorhandener Flüssigkeitsüberschuß sich in den Kammern 10 und 14 befindet, so kann auch eine grobe Behandlung des Instruments beim Heraufholen aus dem Bohrloch die Markierung 34 nicht \^rerwischen oder \-erändern.

Das beschriebene Instrument ist nur für eine einzige Markenaufzeichnung eingerichtet, man kann aber auch mehrere Aufzeichnungen erhalten, wenn es entsprechend vergrößert wird, d. h. wenn die letzte oder Ablaufkammer 14 der beschriebenen Kammeranordnung 8, io, 12, 14 zur ersten oder Einlaufkammer 8 einer zweiten Kammeranordnung derselben Art gemacht wird, und eine feine Auslauföffnung im Boden der Kammer 14 vorgesehen wird, durch die die Farbflüssigkeit in die Siphonkammer 10 iüeßt, um dann aus dieser in eine zweite Auf-Zeichnungskammer 12 zu gelangen. Auf diese Weise kann man eine beliebige Anzahl von Apparateinheiten hintereinanderschalten und eine entsprechende Anzahl von Aufzeichnungen erhalten, wobei man aber das Instrument je eine bestimmte Zeit lang in verschiedenen, bestimmten Tiefen halten muß, um Aufzeichnungen über die Lage des Bohrlochs in diesen Tiefen zu gewinnen.

Zweckmäßig wählt man die Bemessung der Durchlauf Öffnungen für die Flüssigkeit nur gerade so fein, daß keine längere Verzögerung bis zum Erscheinen der Markierlinie 34 eintritt, als gerade nötig ist, um das Instrument zur .Stelle im Bohrloch niederzuführen, wo die Aufzeichnung genommen werden soll. Soll das Instrument aber beispielsweise in einem Bohrgestänge am Ende eines tiefen Bohrloches aufzeichnen, d. h. braucht es eine lange Zeit, bevor es die Stelle der Aufzeichnung erreicht, so benutzt man zweckmäßig einen besonderen Kammerteil 54 an Stelle der Kammer 10 zwischen den Kammern 8 und 12.

Bei dieser Ausführungsform fließt die Farb-

riüssigkeit aus der Vorratskammer 8 (Fig. 3) durch ein Rohr 38 in die Bohrung 40 eines Ventils 42 und weiter durch ein Fallrohr 44 bis zum Boden der Aufzeichnungskammer 12.

i >ie Ventilbohrung 40 wird gewöhnlich durch einen Ventilkörper 46 geschlossen gehalten, der 11? it einer eine Schaufel 52 tragenden Spindel 4N verbunden it-t, die mit Gewinde 50 im Deckel einer Kammer 54 geführt wird. Die zylindrische Kammer 54 bildet ein Gefäß mit Quecksilber, in das die Schaufel 52 eintaucht.

Wird das aus den Kammern 8, 36, 12 und 14 bestehende Instrument in einem in Uhrzeigerrichtung sich drehenden Bohrgestänge befestigt und hat die Spindel 48 Rechtsgewinde, so dreht sich auch das Instrument mit, und das Quecksilber empfängt eine kreisende Bewegung. Wird dann das Bohrgestänge stillgesetzt, so kreist das Quecksilber weiter, dreht die Schaufel 52 und damit die Spindel 48, so daß der Ventilkörper 46 aus der Querbohrung 40 zurückgezogen wird. Es fließt dann die Farbflüssigkeit aus der Kammer 8 durch die Rohre 38 und 44 in die Aufzeichnungskammer 12 und erzeugt hier eine Aufzeichnung in der beschriebenen Weise.

Auch kann man das Ventil durch eine Membran steuern, die bei ungewöhnlich großem Anstieg des Schlammdrucks nachgibt und das Ventil öffnet, und dies läßt sich bei geeigneter Oberflächenüberwachung zu beliebigen Zeitpunkten herbeiführen.

Das Instrument kann in seinem Gehäuse 2 an einem Kabel in das Bohrloch niedergelassen werden, es kann aber auch, wie beschrieben, in ein Gestängerohr eingesetzt werden. Ebenso läßt es sich an einem Kabel im Bohrgestänge niederführen, so daß man Aufzeichnungen ohne Herausnahme des Bohrers aus dem Bohrloch erhalten kann, indem man nur die Bohrbewegung des Gestänges für die kurze Zeit, die die Aufzeichnung erfordert, unterbricht, damit die Flüssigkeit im Instrument in Ruhe bleibt, das Instrument dann heraufholt und mit dem Bohren fortfährt.

Das Instrument zeigt nur die Abweichung des Bohrlochs von der Senkrechten an, ohne die Richtung der Schräglage anzugeben. Um auch Auskunft über die Richtung zu erhalten, kann eine Kammer 62 (Fig. 4 und 5) zwischen den Kammern 12 und 14 vorgesehen werden, die die Farbflüssigkeit aus dem Siphonrohre 26 aufnimmt und durch einen mit feiner Durchbohrung versehenen Schraubstöpsel 64 in die Kammer 14 abgibt. Durch die in der Kammer 62 sich stauende Flüssigkeit wird ein hängendes Hohlgewicht 66 aufgenommen, das dann im schwimmenden Zustande den Feststellhebel 68 einer Kompaßnadel 70, an dem es mit einem Faden hängt, freigibt, so daß die Nadel 70 sich in die N-S-Lage einstellen kann. Sinkt danach das Niveau der Flüssigkeit in der Kammer 62, so hebt das Gewicht 66 den gegabelten Hebel 68 an, der dann die Kompaßnadel 70 von ihrer Lagerspitze abhebt und sie in der Stellung gegen die Glasscheibe 80 drückt, die sie im entsperrten Zustande einnahm. Beim Öffnen des Instruments zeigt die Stellung der Nadel die Himmelsrichtung an, in der das

Instrument sich befand, wobei geeignete Marken an den Kammern vorgesehen sein können, um ihre gegenseitige Lage (während der Aufzeichnung im Bohrloch) zu erkennen. Die den Kompaß enthaltende Büchse 72 ist durch Gewicht 74 beschwert und hängt auf Lagerzapfen in Doppelringen 76, 78, so daß der Kompaß auch bei jeder Schrägstellung des Gehäuses 62 seine waagerechte Lage beibehält. Der Kompaß erfordert, daß seine benachbarten Teile aus nicht magnetischem Material bestehen, um genaue Anzeigen zu erhalten. Die Kammer 62 kann mit ihrem Zubehör sowohl bei einem Instrument mit Kammer 10 (Fig. 1) als auch mit Kammer 36 (Fig. 3) Verwendung finden. Ebenso kann der Kompaß mit seinem Zubehör in der Kammer 10 oder selbst in der Kammer 12 angeordnet und durch das Ansteigen des Spiegels der Flüssigkeit in Tätigkeit gesetzt werden.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Bohrlochneigungsmesser mit einer eine Markierungsfiüssigkeit enthaltenden Kammer, einer Aufzeichnungskammer, einer Vorrichtung für die Zuleitung von Flüssigkeit von der Vorratskammer in die Aufzeichnungskammer und einer Vorrichtung zum Ableiten der Flüssigkeit aus der Aufzeichnungskammer, dadurch gekennzeichnet, daß an die Vorratskammer (8) eine hydraulische Einrichtung angeschlossen ist, die selbsttätig in vorher bestimmter Weise den Zufluß der Flüssigkeit von der Vorratskammer in die Aufzeichnungskammer (12) verzögert, und daß die Aufzeichnungskammer (12) eine andere hydraulische Einrichtung aufweist, die selbsttätig die Strömung der Flüssigkeit aus der Aufzeichnungskammer (12) steuert.
2. 2. Bohrlochneigungsmesser nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide hydraulischen Einrichtungen aus Siphonröhren (22, 26) bestehen, die sich von einer Kammer in die nächste erstrecken.
3. 3. Bohrlochneigungsmesser nach den Ansprüchen ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorratskammer aus der eigentlichen Vorratskammer (8) und aus einer Zwischenkammer (10) besteht, in die die Flüssigkeit von der Vorratskammer (8) strömt, und daß die Siphonröhre (22) von der Zwischenkammer (10) in die Aufzeichnungskammer (12) führt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen