DE614592C

DE614592C - Method and device for deep drilling

Info

Publication number: DE614592C
Application number: DEM117961D
Authority: DE
Inventors: Christianus Josephus God Aarts; Johannes Anthonius Alpho Mekel
Original assignee: SMELTBORING NV
Current assignee: SMELTBORING NV
Priority date: 1931-02-02
Filing date: 1931-12-10
Publication date: 1935-06-14

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
14. JUNI 1935ISSUED ON
June 14, 1935

REICHSPATENTAMT.REICH PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 5 a GRUPPE 19CLASS 5 a GROUP 19

N. V. Smeltboring in Rotterdam, Niederlande*) Verfahren und Vorrichtung zum TiefbohrenN.V. Smeltboring in Rotterdam, Netherlands *) Method and device for deep drilling

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. Dezember 1931 abPatented in the German Empire on December 10, 1931

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Tiefbohrungen und beruht auf dem Vorgang, den Boden, in dem man bohrt, schmelzen zu lassen oder wenigstens bildsam zu machen.The invention relates to the production of deep boreholes and is based on the process of melting the soil in which you are drilling, or at least sculpting it close.

Es ist bekannt, bei der Herstellung von Bohrlöchern die Erde durch Wasserspülung in einen Brei zu verwandeln und diesen dann aus dem Bohrloch zu fördern. Hiervon unterscheidet sich aber das Verfahren gemäß der Erfindung grundsätzlich dadurch, daß die Erdschichten mehr oder weniger vollständig geschmolzen werden, wozu hohe Temperaturen erforderlich sind.It is known to use water flushing into the earth when drilling boreholes to transform a pulp and then pump it out of the borehole. This differs from this but the method according to the invention is basically characterized in that the Earth layers are more or less completely melted, including high temperatures required are.

^X5 Ferner ist es bekannt, beim Gesteinbohren Lichtbogenbrenner anzuwenden und gleichzeitig ein neutrales oder auch brennbares Gas in das zu bohrende Gestein einzuleiten, um den Lichtbogen nach außen zu blasen oder" die Temperatur an der zu erhitzenden Stelle zu erhöhen. Dieses Verfahren läßt sich aber nicht zum Tiefbohren verwenden, da ein Arbeiten unter Überdruck zum Zurückdrängen des Wassers und zum Entfernen bzw. Wegdrücken oder Einpressen der geschmolzenen bzw. bildsam gewordenen Masse nicht vorgesehen ist. ^X 5 It is also known to use arc torches when drilling rock and at the same time to introduce a neutral or combustible gas into the rock to be drilled in order to blow the arc outwards or to "increase the temperature at the point to be heated. This method can, however Do not use for deep drilling, as working under overpressure to push back the water and to remove or push away or press in the melted or malleable mass is not intended.

Man hat auch vorgeschlagen, die Wände von bereits auf mechanischem Wege hergestellten Bohrlöchern durch Erhitzen bildsam, undurchlässig und widerstandsfähig zu machen oder auch die Wände fertiger Bohrlöcher mit einem durch Erhitzen undurchlässig und widerstandsfähig werdenden Material auszukleiden. Auch ist es bekannt, zunächst auf mechanischem Wege ein Loch zu bohren und dann in dieses fertige Loch ein Heizelement zu bringen, um destillierbares Material aus dem Erdinnern herauszudestillieren. It has also been proposed that the walls of already made by mechanical means To make drill holes malleable, impermeable and resistant by heating or the walls of finished drill holes to be lined with a material that becomes impermeable and resistant when heated. It is also known at first to drill a hole by mechanical means and then to bring a heating element into this finished hole in order to produce distillable To distill material from the interior of the earth.

Gemäß der Erfindung wird bei dem Tiefbohrverfahren, das auf dem Schmelzen bzw. Bildsammachen der Masse, in der man die Bohrung bewirken will, beruht, in dem durch die Schmelzung gebildeten Bohrloch ein genügender Druck aufrechterhalten, um Zutritt von Wasser zu verhindern und die erhitzte Masse nach außen und unten fortzupressen.According to the invention, in the deep drilling process, which is based on the melting or Image collecting of the mass in which one wants to effect the drilling is based on the through the melt formed borehole maintaining sufficient pressure to gain access to prevent water and to press the heated mass outwards and downwards.

Die geschmolzene Masse besitzt meistens eine viel größere Dichte als das den Boden bildende Gestein; denn letzteres ist in der Mehrzahl der Fälle sehr porös, was besonders für die meisten durch Anschwemmung entstandenen Bodenarten gilt. Wenn manThe molten mass usually has a much greater density than that of the ground forming rock; for the latter is very porous in the majority of cases, which is special applies to most types of soil created by alluvial deposits. If

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker indicated the following as the inventors:

Christianus Josephus Godefridus Aarts in Voorburg und Johannes Anthonius Alphonsus Mekel in DeIft, Niederlande.Christianus Josephus Godefridus Aarts in Voorburg and Johannes Anthonius Alphonsus Mekel in DeIft, Netherlands.

das Gestein dicht am Boden des Bohrloches schmelzen läßt und es gleichzeitig einem Druck aussetzt, so bildet sich bei der durch das Schmelzen verursachten Zusammenziehung ein bestimmter Raum, der das Bohrloch ausmacht, während die plastische und geschmolzene Masse nach unten zusammengedrückt und seitlich nach außen verdrängt wird, wobei sie gegebenenfalls in die in dem ίο Gestein vorhandenen Spalten und Löcher getrieben wird.melts the rock close to the bottom of the borehole and at the same time makes it a If pressure is applied, the contraction caused by the melting forms a certain space that makes up the borehole, while the plastic and molten mass is compressed downwards and is laterally displaced outwards, where appropriate driven into the existing crevices and holes in the ίο rock will.

Demnach bildet sich ein Ring von geschmolzener Gangart, der durch den in dem Loch herrschenden Druck gegen das in seinem ursprünglichen Zustand gebliebene Gestein getrieben wird. Wenn kein Material aus dem Loch nach oben entfernt wird, ist der Volumenunterschied zwischen dem geschmolzenen und nichtgeschmolzenen Gestein die ^ao alleinige Ursache der Bildung des Loches. Wenn das Gestein durch die Wirkung der inneren Wärmequelle am Boden des Bohrloches eine bestimmte Zähflüssigkeit erhält, so genügt dieses gewöhnlich, um den beabsichtigten Zweck zu erreichen.As a result, a ring of molten gangue is formed, which is driven by the pressure prevailing in the hole against the rock, which has remained in its original state. If no material is removed from above the hole by the volume difference between the molten and non-molten rock is the ^ao sole cause of the formation of the hole. If the rock receives a certain viscosity from the action of the internal heat source at the bottom of the borehole, this is usually sufficient to achieve the intended purpose.

Die innereWärmequelle am Boden des Loches kann auf verschiedene Weise erhalten werden. Man kann beispielsweise einen Flammenbogen zwischen einer im unteren Ende des Loches aufgehängten Elektrode und dem Boden des Loches übergehen lassen. Das Gestein am Grund des Loches schmilzt oder wird zähflüssig. Durch die Wirkung des hohen Druckes, der in dem Loch herrscht, wird die zähflüssige Masse gegen das Gestein gepreßt. Die Schnelligkeit, mit der die Bildung des Loches fortschreitet, hängt also von der Schnelligkeit ab, mit der die Wärme in dem Gestein fortschreitet. Diese letztere Geschwindigkeit wird durch den Ohmschen Widerstand begünstigt, den der Strom in dem unvollständig oder gar nicht geschmolzenen Gestein erfährt, das in geringem Abstand unter dem Bohrloch liegt. Im Fall, wo dieser Ohmsche Widerstand für ein bestimmtes Gestein zu groß ist, was die Anwendung von übermäßig hohen Spannungen notwendig machen würde, kann man den Flammenbogen am unteren Ende des Loches zwischen zwei Elektroden übergehen lassen. Dieser Flammenbogen kann durch die Wirkung eines magnetischen Feldes auf den Boden des Loches geblasen werden oder von beiden Elektroden auf die geschmolzene Schlacke unten im Loch übergehen.The internal heat source at the bottom of the hole can be obtained in several ways. For example, an arc of flame can be placed between an electrode suspended in the lower end of the hole and the Let the bottom of the hole pass over. The rock at the bottom of the hole melts or becomes viscous. Due to the effect of the high pressure that prevails in the hole, the viscous mass is against the rock pressed. The speed with which the formation of the hole proceeds depends on the speed with which the heat advances in the rock. This latter speed is favored by the ohmic resistance that the current in the incompletely or not at all melted Rock learns that is a short distance below the borehole. In the case where this ohmic resistance too large for a given rock, resulting in the application of excessively high stresses would make it necessary, the flame arc can be passed over at the lower end of the hole between two electrodes permit. This arc of flame can be caused by the action of a magnetic field the bottom of the hole can be blown or from both electrodes to the molten one Pass over slag at the bottom of the hole.

Die Erhitzung kann auch durch einen elektrischen Widerstand, wie beispielsweise durch einen Wolframdraht, bewirkt werden.The heating can also be achieved by an electrical resistance, such as for example a tungsten wire.

In allen diesen Fallen kann man noch die seitliche Verdrängung der geschmolzenen oder bildsamen Masse dadurch erleichtern, man einen kräftigen Gasstrom auf die Mitte des Bodens des Bohrloches richtet. Die geschmolzene Masse wird dann seitlich verdrängt.In all of these cases one can still see the lateral displacement of the molten or lighten the plastic mass by directing a powerful stream of gas towards the center of the bottom of the borehole. The molten mass is then displaced laterally.

Im Fall, wo das das Bohrloch umgebende Gestein keine genügende Leitfähigkeit besitzt, kann dieses schnellere Fortschreiten der Erwärmung nach unten nichtsdestoweniger dadurch erzielt werden, daß an dem Boden des Loches ein elektromagnetisches Hochfrequenzfeld beispielsweise mittels eines Wechselstroms hoher Frequenz erzeugt wird. Das am Grunde des Loches geschmolzene Gestein, das vorher stark erhitzt wird, wird hierdurch der Sitz von in sich geschlossenen Foucaultschen Strömen, so daß die gleiche Wirkung auf eine noch bessere Art erreicht wird. Wenn man in diesem letzteren Fall die Arbeiten in einem kalten Loch beginnen muß, also bei ungenügender elektrischer Leitfähigkeit des Gesteins, bildet man zu allererst an dem Boden des Loches einen leitenden Metallpfropfen, indem man Metallstücke, beispielsweise Eisenstücke, zusammenschmelzen läßt, die von oben in das Bohrloch eingeführt werden können.In the case where the rock surrounding the borehole has insufficient conductivity, this more rapid downward progression of warming can nonetheless can be achieved in that a high frequency electromagnetic field at the bottom of the hole is generated for example by means of an alternating current of high frequency. The one melted at the bottom of the hole Rock that is previously heated up becomes the seat of self-contained Foucault currents, so that the same effect on an even better one Kind is achieved. If in this latter case one works in a cold hole must begin, i.e. when the electrical conductivity of the rock is insufficient First of all, put a conductive metal plug at the bottom of the hole by placing Pieces of metal, for example pieces of iron, melt together, which are inserted from above into the Borehole can be introduced.

Es ist nötig, die den Wechselstrom von hoher Frequenz leitende Spule abzukühlen, was dadurch bewirkt werden kann, daß man den Stromleitern die Form von Rohren gibt, durch die man Kühlwasser hindurchgehen läßt.It is necessary to cool the coil conducting the alternating current of high frequency, what can be done by giving the conductors the shape of pipes, through which cooling water is allowed to pass.

Es ist offensichtlich, daß man im allgemeinen von dem oberen Ende des Loches her alle Stoffe einführen. kann, welche die Schmelzung und die Bildung des Bohrkanals günstig beeinflussen können. Die Wahl dieser Stoffe kann im Einklang mit der Zusammensetzung des zu durchbohrenden Gesteins stehen, so daß ebenfalls chemische Einflüsse gleichzeitig mit thermischen Einflüssen zur Bildung des Bohrkanals beitragen können.It is evident that one is generally approaching from the top of the hole import all substances. can affect the melting and the formation of the drilling channel can influence favorably. The choice of these substances can be in accordance with the composition of the rock to be pierced, so that chemical influences can contribute to the formation of the drilling channel at the same time as thermal influences.

Allgemein kann jedes Wärmemittel oder ein anderes Mittel, das zur Bildung des Bohrkanals gemäß dem vorbeschriebenen Verfahren beizutragen vermag, angewandt werden.In general, any heating means or other means used to form the Drill channel according to the method described above can be applied.

Das geschmolzene Gestein bildet selbst das Material für die Bildung der Wände des Bohrkanals.The molten rock itself forms the material for the formation of the walls of the Drilling channel.

Der in dem Innern des Bohrkanals herrschende Druck wird stets höher als der hydrostatische Druck gehalten, der in dem Gestein auf die Außenseite des Bohrkanals ausgeübt wird. Man kann diesen Druck von oben durch das Einführen oder durch das Entweichen von Druckgas regeln. In dem Fall, wo diese Gase oder Dämpfe sich in dem Bohrkanal selbst bilden sollten, kann man sie durch ein Ventil entweichen lassen. Die Bildung des Bohrkanals kann" stets unterThe pressure prevailing in the interior of the drilling channel is always higher than that hydrostatic pressure is maintained in the rock on the outside of the drilling channel is exercised. You can get this pressure from above by inserting it or by the Control the escape of pressurized gas. In the case where these gases or vapors are in the Should the drilling channel form itself, you can let it escape through a valve. the Formation of the drilling channel can "always under

einem Druck erfolgen, der höher als der größte Druck ist, dem der Bohrkanal bei seiner späteren Verwendung ausgesetzt ist.take place at a pressure that is higher than the greatest pressure that the bore canal at exposed to its later use.

Der größte Teil der zu durchbohrenden Gesteinsmassen ist in der Praxis an sich genügend porös, um die Bildung des Bohrkanals gemäß dem oben beschriebenen Verfahren zu ermöglichen. Soweit man ein ungenügend oder !lichtporöses Gestein durchbohren muß ίο oder auch um die Bohrgeschwindigkeit zu erhöhen, muß die Gesamtheit oder ein Teil der geschmolzenen Masse nach oben entfernt werden. In dieser Hinsicht ist zu beachten, daß kein Druck auf den Bohrkanal ausgeübt iS zu werden braucht, wenn es sich um das Durchbohren eines nichtporösen Gesteins handelt; denn in diesem Fall ist es einerseits unmöglich, das geschmolzene Material zu verdrängen, andererseits besitzt das Loch in ao einem solchen Gestein eine genügende Widerstandsfähigkeit. Most of the rock mass to be drilled through is in itself sufficient in itself porous, in order to allow the formation of the drilling channel according to the method described above enable. As far as one has to drill through an insufficiently or light-porous rock ίο or to increase the drilling speed, all or part of the melted mass can be removed upwards. In this regard, it should be noted that no pressure needs to be exerted on the drill channel if this is the case Is drilling through a non-porous rock; because in this case it is on the one hand impossible to displace the molten material, on the other hand the hole in ao such a rock a sufficient resistance.

Das in diesem Fall zu befolgende Verfahren zur Entfernung des geschmolzenen Gesteins aus dem Loch hängt von der Natur des Gesteins ab. Ein Teil verdampft und entweicht in Dampfform aus dem oberen Ende des Loches oder schlägt sich während seines Aufstieges in Form eines leicht entfernbaren Staubes an den Wandungen des Bohrkanals nieder. Man kann diese Verdampfung begünstigen, indem man einen Gas- oder Luftstrom von oben in das Loch einführt; dies hat zttr Folge, daß eine größere Menge verdampft und fortgerissen wird. Man kann diese Verdampfung begünstigen, indem man einen Gas- oder Luftstrom von oben in das Loch einführt; dies hat zur Folge, daß eine größere Menge verdampft und fortgerissen wird. Man kann auch diesen auf den Boden des Loches gerichteten Gasstrom derart verstärken, daß man neben der Verdampfung gleichfalls eine mechanische Pulverisierung hervorruft. Letztere kann auch gelegentlich durch eine plötzliche Abkühlung des geschmolzenen Gesteins erleichtert werden, die seine Abschuppung zur Folge hat und kann durch zeitweise Einführung von etwas Wasser mit dem Gas verursacht werden. The procedure to be followed in this case to remove the molten Rock from the hole depends on the nature of the rock. Part evaporates and escapes in vapor form from the top of the hole or hits itself during its ascent in the form of easily removable dust on the walls of the Drilling channel down. This evaporation can be promoted by introducing a gas or air stream into the hole from above introduces; This has partly the consequence that a larger amount is evaporated and carried away. This evaporation can be promoted by introducing a stream of gas or air into the hole from above; as a consequence, that a greater amount is vaporized and carried away. You can also get this on Increase the bottom of the hole directed gas flow so that one next to the evaporation also causes mechanical pulverization. The latter can also occur occasionally due to a sudden cooling of the molten rock, which results in its desquamation and can be caused by intermittent introduction of some water with the gas.

Man kann auch das geschmolzene Gestein durch mechanische Mittel beseitigen, beispielsweise dadurch, daß man in dem Bohrloch ein luftleer gemachtes Eisenrohr hinabgehen läßt. Dieses Rohr ist ungefähr in der Form eines Kegels ausgeführt und trägt einen besonderen kegligen Unterteil, in dem sich eine Eisenkugel befindet, die nach dem Füllen des Rohres während seines Aufstieges als Absperrventil wirken kann. Am unteren Ende dieses kegligen Eisenbehälters befindet sich ein Ansaugerohr, dessen unteres Ende beispielsweise durch einen Bleistopfen verschlossen wird; an Stelle von Blei kann man sich auch eines anderen, genügend schmelzbaren Materials bedienen. Dadurch, daß man das untere Ende dieses Ansaugerohrs in das geschmolzene Gestein am Fuß des Loches eintaucht, schmilzt der Bleistopfen und das geschmolzene Gestein wird angesaugt, weil das Rohr luftleer ist. Wenn man das Rohr hebt, arbeitet die Eisenkugel im Notfall als Absperrventil. One can also remove the molten rock by mechanical means, for example by descending an evacuated iron pipe in the borehole. This tube is roughly in the Executed in the form of a cone and carries a special conical lower part in which an iron ball is located, which after filling the pipe during its ascent as a shut-off valve can work. At the lower end of this conical iron container there is a suction pipe, the lower end of which, for example is closed by a lead stopper; Instead of lead one can also use another, sufficiently fusible Material. By putting the lower end of this suction tube into the molten one If rock is immersed at the foot of the hole, the lead stopper and the molten one melts Rock is sucked in because the pipe is evacuated. When you lift the pipe, the iron ball works as a shut-off valve in an emergency.

Dieses Verfahren oder ein ähnliches Verfahren kann also angewendet werden, wenn ein nichtporöses Gestein zu durchbohren ist.This method or a similar method can therefore be used if a non-porous rock is to be pierced.

Das Verfahren eignet sich besonders zu Bohrungen in der Petroleumindustrie. Der geologische Aufbau des zu bohrenden Geländes ist vorher bekannt. Während der Bohrung kann man gleichfalls die Anwesenheit von Öl- oder Wasserschichten feststellen, indem man den in dem Rohr herrschenden Druck langsam vermindert. Die Gegenwart von Öl oder Wasser drückt infolgedessen den inneren geschmolzenen Teil des Bohrloches nach innen durch, und die Dämpfe und Gase, die in den Bohrkanal entweichen, können oben kontrolliert werden. Nachdem man die zutage gebrachten Stoffe geprüft hat, wird der Druck von neuem gesteigert, so daß die Flüssigkeit, die gegebenenfalls in dem Bohrkanal gestiegen ist, zurückgedrängt wird, worauf man das Schmelzverfahren fortsetzen kann. Auf diese Weise kann man also nacheinander verschiedene Ölschichten durchstoßen. Nachdem man das Bohrloch ganz fertiggestellt hat, kann man durch eine mechanische seitliche Bohrung nach einem der bekannten Verfahren, wobei man gegebenenfalls Sprengstoffe benutzen kann, nach Belieben sämtliche erbohrten Schichten gleichzeitig oder nacheinander ausbeuten.The method is particularly suitable for drilling in the petroleum industry. Of the The geological structure of the area to be drilled is known in advance. During the drilling you can also determine the presence of oil or water layers by the pressure in the tube is slowly reduced. The presence of oil or water as a result pushes the inner molten part of the wellbore inside, and the vapors and gases that escape into the bore canal be checked above. After examining the uncovered substances, will the pressure is increased again, so that the fluid, which may be in the bore hole has risen, is pushed back, whereupon the melting process can continue. So this way you can one after the other pierce different layers of oil. After you have completely completed the borehole, you can go through a mechanical lateral drilling according to one of the known methods, where one optionally Can use explosives, at will any drilled layers exploit them simultaneously or one after the other.

Das Verfahren eignet sich nicht nur für Bohrungen von petroleumhaltigen Geländen, sondern auch für sämtliche andere Bohrungen, beispielsweise auf Geländen, die Salzmineralien, Steinkohle, Wasser usw. enthalten.The method is not only suitable for drilling sites containing petroleum, but also for all other boreholes, for example on sites containing salt minerals, Contains coal, water, etc.

'Der Durchmesser des Bohrloches hängt von der Elektrode oder von der Spule für den Wechselstrom von hoher Frequenz und von no der Wärmezuleitung, sowie davon ab, ob das Gestein mehr oder weniger porös ist und ob mehr oder weniger Material mechanisch nach oben entfernt wird. Das Herablassen einer Elektrode kann von oben geregelt und gesteuert werden. Die Zunahme des Abstandes zwischen der Elektrode und dem Boden des Loches ist bei gleicher Spannung von einer Verminderung der Stromstärke begleitet. Außerdem kann die Elektrode mit einer Art Reifen oder Kragen versehen sein, dessen Durchmesser dem Mindestdurchmesser des'The diameter of the borehole depends on the electrode or the coil for the Alternating current of high frequency and no heat supply, as well as whether that Rock is more or less porous and whether there is more or less material mechanically above is removed. The lowering of an electrode can be regulated and controlled from above will. The increase in the distance between the electrode and the bottom of the hole is at the same voltage of accompanied by a decrease in current strength. In addition, the electrode can be equipped with a Type of hoop or collar, the diameter of which corresponds to the minimum diameter of the

Bohrloches entspricht. Das Hängenbleiben der Elektrode beweist, daß das Loch an dieser Stelle zu eng ist, und man weiß genau, um welche Strecke die Elektrode gehoben werden muß, um eine solche Schmelzung zu bewirken, daß das Bohrloch den verlangten Durchmesser erhält. Das Hängenbleiben der Elektrodemacht sich also zunächst dadurch von selbst bemerkbar, daß sie ins Stocken gerät, dies könnte auch auf Grund eines zu großen Abstieges der Elektrode erfolgen, wenn diese sich auf den Boden des Bohrloches setzt, aber daneben muß die Stromstärke abnehmen, weil in diesem Fall die Länge des Flammenbogens '5 wächst. Wenn man sich einer Spule für einen Wechselstrom von hoher Frequenz bedient, kann man durch die Änderung- der für den induzierenden Strom verwendeten Energie feststellen, daß die Spule sich mehr oder weniger dem Boden des Loches nähert, und auf diese Weise kann man das gleiche Ergebnis erreichen.Corresponds to the borehole. The sticking of the electrode proves that the hole is on this Place is too narrow and you know exactly how far the electrodes will be lifted must, in order to cause such a melting that the borehole has the required diameter receives. The sticking of the electrode power is thus initially noticeable by itself, that it comes to a standstill, this could also be due to too great a descent the electrode when it sits on the bottom of the borehole, but next to it the amperage must decrease because in this case the length of the flame arc '5 is growing. If one uses a coil for an alternating current of high frequency, can be seen by changing the amount used for the inducing current Find energy that the coil is more or less near the bottom of the hole, and in this way one can achieve the same result.

Wenn man mit einem Flammenbogen arbeitet und dieser an dem Grund des Bohrloches unterbrochen wird oder auch, wenn die Arbeit nach einer Unterbrechung in einem ziemlich kalten Bohrloch wieder aufgenommen werden soll, kann der Flammenbogen leicht wiederhergestellt werden, beispielsweise dadurch, daß man in das Loch einen Quecksilbertropfen fallen läßt. Da die Wände aus geschmolzenem Gestein selbst als Wände des Rohres wirken und da infolgedessen man keine Rohrleitung aus Eisen benötigt, kann man ebensogut einen Gleichstrom wie einen Wechselstrom verwenden. Es ist ersichtlich, daß die Verwendung eines Wechselstroms einfacher ist, und in Hinblick auf die vorstehende Betrachtung wird man sich gewohnlich dieser Stromart bedienen. In bestimmten Fällen kann ein Gleichstrom vorteilhaft sein; es können sich elektrolytische Erscheinungen entwickeln, die für die Entfernung der Masse des Bohrkanals, beispielsweise in Dampffoorm, nutzbar gemacht werden können, wenn man beispielsweise ein nichtporöses Gestein durchbohren muß. Übrigens ist es ersichtlich, daß man die Atmosphäre in dem Bohrloch nach Belieben oxydierend oder reduzierend machen kann.If you work with an arc of flame and this at the bottom of the borehole interrupted or if work resumes after an interruption in a rather cold borehole is to be, the flame arc can be easily restored, for example by dropping a drop of mercury into the hole. Because the walls of molten rock themselves called walls of the pipe work and, as a result, no iron pipe is required you can use a direct current as well as an alternating current. It can be seen that the use of an alternating current is simpler, and in view of the above consideration one becomes habitual operate this type of current. In certain cases a direct current can be advantageous; it can become electrolytic Develop phenomena necessary for the removal of the bulk of the drill channel, for example in Dampffoorm, can be made usable if, for example, one must pierce non-porous rock. Incidentally, it can be seen that the Can make atmosphere in the borehole oxidizing or reducing at will.

Aus vorstehendem ergibt sich, daß man von oben genau dem Verlauf des Verfahrens folgen kann, indem man die Manometer und Amperemeter beobachtet.From the above it follows that one can see exactly the course of the process from above can be followed by observing the pressure gauges and ammeters.

Einige Vorteile des neuen Bohrverfahrens sind folgende:Some of the advantages of the new drilling method are as follows:

Das Bohrloch wird lotrecht nach unten gerichtet. The borehole is directed vertically downwards.

Der Durchmesser des Bohrloches ist annähernd auf der ganzen Länge des Bohrkanals der gleiche; man kann beispielsweise ein Bohrloch von einem Durchmesser von 20 bis 30 cm bis auf eine nahezu unbegrenzte Tiefe bringen.The diameter of the borehole is approximately along the entire length of the borehole the same; you can, for example, a borehole from a diameter of 20 to Bring 30 cm to an almost unlimited depth.

Man kann eine viel größere Tiefe als bei Anwendung der bisher bekannten Verfahren erreichen. Hierdurch kann man Ölschichten, die in größerer Tiefe angenommen werden, aber bisher nicht zugänglich waren, zur Ausbeutung bringen. Es besteht keine Gefahr, wenn man die Methode in geologisch unbekanntem Boden verwendet, eine ölführende Sandschicht zu durchbohren, ohne es zu bemerken, wie dies bisher der Fall war, oder eine ölführende Schicht abzusperren, indem man die übliche Ausspülung mittels Flüssigkeiten anwendet, die dann für die Ausbeutung verloren geht. Für eine bestimmte Quelle kann der Öler trag deshalb viel größer sein, weil man selbst bei einer großen Tiefe einen beträchtlichen Durchmesser erreichen kann. Man kann eintretendenfalls das Bohrloch an dem Boden erweitern, dadurch, daß man die Elektrode oder den Magneten lange Zeit auf der tiefsten Stelle hält. Es bildet sich dann an dem Boden des Loches eine Erweiterung, durch die nach dem Bruch der Wände das öl leicht zufließen kann.One can achieve a much greater depth than when using the previously known methods reach. In this way, oil layers that are assumed to be at a greater depth can be but were previously inaccessible to exploitation. There is no danger if the method is used in geologically unknown soil to drill through an oil-bearing sand layer without noticing it, as was previously the case, or to shut off an oil-bearing layer by doing the usual flushing with liquids which is then lost to exploitation. For a given source the oil load can therefore be much greater, because even at a great depth one can reach a considerable diameter. If this occurs, the borehole can be widened in the ground by making the electrode or magnet for a long time Holds time at the lowest point. An enlargement then forms at the bottom of the hole, through which the oil can easily flow in after the walls break.

Die Herstellung eines besseren Bohrloches vollzieht sich nicht nur schneller und, wenn man will tiefer und in größerem Durchmesser, sondern ist auch noch viel wirtschaftlicher, weil keine Eisenrohrleitung benötigt wird und weil man mit weniger Arbeitskräften eine mittlere Bohrgeschwindigkeit erhält, die beträchtlich höher als bisher ist. Tatsächlich kann man sich die Ausführung von Rohrleitungen, Zementierung und von »fishing jobs« ersparen.The production of a better borehole not only takes place faster and when you want deeper and larger in diameter, but are also much more economical, because no iron pipeline is required and because you can drill a medium speed with fewer workers which is considerably higher than before. Indeed you can see the execution save on pipelines, cementing and fishing jobs.

Es gibt keine Öl- oder Gasverluste, ebenso wie es keine Gefahr von Entzündung beim Anbohren von unter Druck stehenden Quellen mehr gibt, da das Bohrloch gegen hohen Druck abgesperrt ist.There is no oil or gas leakage, as well as no risk of ignition when Drilling from pressurized sources more there because the borehole is against high Pressure is shut off.

In der Zeichnung sind schematisch Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Exemplary embodiments of the invention are illustrated schematically in the drawing.

Fig. ι zeigt eine Ausführungsform, wo ein Flammenbogen zwischen einer herabgelassenen Elektrode und dem Boden des Bohrloches erzeugt wird.Fig. Ι shows an embodiment where a flame arc between a lowered Electrode and the bottom of the borehole is generated.

Fig. 2 zeigt den Boden eines Bohrloches mit einer in seinem Inneren herabgelassenen Spule, die durch einen Wechselstrom von hoher Frequenz induziert wird.Figure 2 shows the bottom of a borehole with one lowered inside it Coil induced by an alternating current of high frequency.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt eines Bohrloches, wo man zur Bildung des Flammenbogens zwei Elektroden benutzt.Fig. 3 shows a section of a borehole, where one to form the flame arc used two electrodes.

Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung, um flüssige Masse aus einem Bohrloch herauszuheben.Fig. 4 shows a device for lifting liquid mass from a borehole.

In den Fig. 1 und 2 ist die verfestigte Wandung des Bohrloches mit 1 bezeichnet.In Figs. 1 and 2 is the solidified The wall of the borehole is designated by 1.

Mit 2 ist die flüssige bzw. bildsame Masse bezeichnet, die das vordere Ende der Bohrung umschließt.With 2 the liquid or plastic mass is referred to, which is the front end of the bore encloses.

In Fig. ι ist mit 3 eine Elektrode bezeichnet, die im Innern durch Rohre 4 gekühlt wird. Die Elektrode kann die Form eines Hohlzylinders haben. Die Elektrode 3 ist an den Rohren 4 aufgehängt, die von einer Flüssigkeit in·der Richtung der Pfeile durchflössen werden. Diese Rohre leiten gleichzeitig den elektrischen Strom zu. Zwischen der Elektrode 3 und dem Gestein 2 bildet sich ein Flammenbogen, der das Gestein zum Schmelzen bringt oder wenigstens bildsam macht. Der in dem Bohrloch herrschende Druck treibt jetzt das bildsam gewordene Gestein seitlich nach außen und nach unten, was durch die Zusammenziehung des Gesteins während des Schmelzens ermöglicht wird. Das Bohrloch wird durch den Pfropfen 5 abgesperrt, der das Bohrloch luftdicht schließt, selbst wenn man sehr hohe Luftdrucke verwendet. Die Rohre 4 gehen durch diesen Pfropfen. Die verschiedenen Schichten sind in der Zeichnung durch verschiedene Schraffierungen wiedergegeben.In Fig. 1, 3 designates an electrode which is cooled by tubes 4 inside will. The electrode can have the shape of a hollow cylinder. The electrode 3 is suspended from the tubes 4 through which a liquid flows in the direction of the arrows will. These pipes also conduct electricity. Forms between the electrode 3 and the rock 2 an arc of flame that melts the rock, or at least sculpts it power. The pressure prevailing in the borehole now drives the rock that has become malleable laterally outwards and downwards, which is made possible by the contraction of the rock during melting will. The borehole is blocked by the plug 5, which makes the borehole airtight closes even when using very high air pressures. The pipes 4 go through this plug. The different layers are indicated by different ones in the drawing Hatching reproduced.

In Fig. 2 bezeichnet 7 eine Spule mit Windungen 8. Man läßt durch diese Windungen einen durch das Kabel 9 zugeführten Wechselstrom von hoher Frequenz gehen. Der Wechsel des magnetischen Feldes erzeugt in dem Gestein 2 Foucaltsche Ströme, die eine große Hitze hervorrufen und das Gestein zum Schmelzen bringen. Um das Verfahren in Gang zu setzen, kann man sich kleiner Eisenstücke bedienen, die man auf den Boden des Loches fallen läßt. Sobald sich eine Schlacke gebildet hat, kann man die Zuführung von Eisen unterlassen.In Fig. 2, 7 denotes a coil with turns 8. You let through these turns an alternating current of high frequency supplied through the cable 9. The change in the magnetic field creates in the rock, two Foucalt currents, which produce great heat, and the rock melt. To get the process going, you can get smaller Use pieces of iron that are dropped on the bottom of the hole. As soon as a If slag has formed, the addition of iron can be omitted.

In Fig. 3 bezeichnen 10 und 11 Elektroden, zwischen denen sich ein Flammenbogen bildet. 12 ist ein Magnet, der ein magnetisches Feld entstehen läßt, das den Flammenbogen nach unten ablenkt, so daß der Boden des Bohrloches stark erhitzt wird.In Fig. 3, 10 and 11 denote electrodes, between which an arc of flame forms. 12 is a magnet that is a magnetic Creates field that deflects the arc of flame downwards, so that the ground of the borehole is strongly heated.

Fig. 4 zeigt ein Eisenrohr 13, das mit einem spitz zulaufenden Ende 14 versehen ist; dieses Ende 14 wird durch einen Stopfen 15 aus leicht schmelzbarem Metall verschlossen und trägt oben eine Kugel 16. Die Vorrichtung trägt außerdem einen Hahn 17, durch den man sie luftleer machen kann. Die Vorrichtung wird in luftleerem Zustand in das Bohrloch heruntergelassen. Man taucht dann das Ende 14 in das geschmolzene Gestein, der Pfropfen 15 schmilzt, und die flüssige Masse steigt in dem leeren Rohre empor und füllt es aus. Wenn man dann das auf diese Weise gefüllte Rohr 13 hochzieht, sperrt die Kugel 16 dem aufgenommenen Material oberhalb der Kugel den Ausgang ab.4 shows an iron pipe 13 which is provided with a tapering end 14 is; this end 14 is closed by a plug 15 made of easily fusible metal and carries a ball 16 at the top. The device also carries a cock 17, through which they can be evacuated. The device is evacuated in the borehole lowered. One then dips the end 14 into the molten rock, the plug 15 melts and the liquid mass rises in the empty tube up and fill it up. If one then pulls up the pipe 13 filled in this way, the ball 16 blocks the exit from the material picked up above the ball.

Um die geschmolzene Masse aus dem Rohr zu entfernen, schraubt man den Deckel 18 vom Rohr 13 ab.To remove the molten mass from the tube, unscrew the cover 18 from pipe 13.

Claims

Patent claims:

1. Method for deep drilling by melting or collecting images Mass in which one wants to effect the drilling, characterized in that in the borehole formed by melting sufficient pressure is maintained to prevent ingress of water and to press the heated mass outwards and downwards.

2. The method according to claim 1, characterized in that the by the heating removes melted or malleable mass in whole or in part upwards from the borehole will.

3. The method according to claim 1, characterized in that the heating means an electric arc of flame is carried out between a Hole lowered electrode and the bottom of the hole forms.

4. The method according to claim 1, characterized in that the heating by Flame arc caused between lowered into the borehole electrodes is, with an electromagnetic field acting between these electrodes is brought, which pushes the flame arc downwards. ■

5. The method according to claim 1, characterized in that the heating is thereby caused that in the mass surrounding the bottom of the hole a electromagnetic high frequency field is excited.

6. The method according to claim 1, characterized in that the heating by an electrical resistor hanging on a cable, e.g. B. by a tungsten wire is effected.

7. The method according to claim 1, characterized in that one has a strong Directs gas flow to the center of the bottom of the tio borehole.

8. Device for deep drilling according to claim 3, characterized by a or several cooled electrodes, which are suspended from tubes, which are used both for Feeding of the electric current as can be used for the supply of cooling liquid are.

9. The device according to claim 1, characterized by a borehole closure device, which withstands high gas pressure in the borehole and

is penetrated by power supply pipes, and by a mechanical device, which can generate a certain high gas pressure.

ok Device for deep drilling according to claim 5, characterized by a Coil that is lowered into the borehole and suspended from a cable which can supply an alternating current of high frequency to excite the coil.

11. device for removing molten rock from boreholes, characterized by a container which can be lowered into the borehole in the evacuated state and at its the lower part is closed by a fusible stopper.

1 sheet of drawings