DEP0002194BA - Verfahren und Vorrichtung zum fortlaufenden Bohren und Entnehmen ungestörter Bodenkerne - Google Patents

Description

⁰A-BO01485*313,51

Professor Dr.-lJag, Haas Lor@E»

Torrichtunjf sum fortlaufenden Bohren uaö E&tß@hm®iä, ungestörter Bodenkerne,

Die Urf ladung hat ®s βloh zur Aufgabe gestellt_s eine fortlaufende Entnahm® ungestörter Bod®ak@me gu ermögliche»! und »war unabhängig von der Besohaff©iüi©it des Bodens«

Während dl® Entnahme ungestörter Bodenkern@ bei mittleren und schweren Sonbödeia @<,3, mittels besonderer lEtnal3um@gerite bei 3@äesataligea Ausfahren Surohführbar ist, T@rs®gt dieses ?©r» fahrest bei weichen Tonbödea wa& insbesondere bei Sandboden. Di® In der Bohrtechnik fttr Bohrungen in fön« und Sandböden benutstea Spälferfahrea ermöglioiien ebenfalls keine brauchbare Sn.tnahme von Bodenk@xnsn für

Gemäß dtr Erfindung wird vorgesohlagea,, eiaeii Zylinder mit schaeidenförmigea Schuli am tmttrsa Eüd® durch bis Über Tage geführt θ j alt dem oberen Hand dee Zylinderma&tals ver buad@n@_s sussaamensstsbarög höhle Druckrohre_s die den freien Ianeaqu@rschB.itt des «yliadermantslB nicht b®elnträohtig@n_; ab-

satzweise

Bas Abg@ak©n wird alt od@r olmt Drehen des 2yliad®rs durch Spü.1-flüssigkeit ermöglicht, die dmroh Leituagea abwärts geführt und aus in um hohlen EyIInder angeordnet en Kamera durch In lih® selnea uaterea Bildes nach au@@n führend® ÄUBtrittsSffsxmfea gedriiokt wird, Baduroh wird d@r Bö&@j& im Bereich d@r Austritt®-» Öffnungen ohne Beeinträchtigung der Beschaff einheit das Bodeas unterhalb der Schneid® so weitgehend aufgelockert, daß das Abs@ak@a durch Anwendung axialen Druckes oder eines Drehmomente© Ton üb ar $®,g® her ersöglicht wird_e

lat ®s, die s&ltliohsK AuetrittsöXfaungea oberhalb Schaeiil® so amsuordaeia* daS k®ia@ Spülflüssigköit imter

die Söhneide tritt _f weil dadurch die Beschaffenheit des als Profee au entnehmenden Erdreiches verändert würde» JNaöh Absenken des Jäylinders um die Länge des zu entnehmenden Bohrkern©! wird die Zufuhr -weiterer SpttlflÜssigkeit dur©h die genannten Leitungen gedrosselt und nunmehr Spülflüssigkeit durch die anderen Leitungen in eine zweite Kammer des Zylinders und durca nach innen führende Austrittsöffnungen aweoJts Abtrennens des Boäenkernes herausgedrückt»

Die abgetrennten Bodenkerne werden durela die aufwärts gerichtete Bewegung der Spülflüssigkeit, die über fage aus dem Bokrloek aus flieits zn Tage gefordert.

Burck die thixotrope Eigenschaft der speaifisck scii^eren Spül-. flüssigkeit j die aus einer Mischung von Wassers Bentonit und Schwerspat oder anaeren geeigneten stoffen besteht, werden die Probenkerne mit einer festen Filmschicht ttiageben_s die ein Zerfallen des Kernes auch -..ei Zusammensetzung aus leichtem fön oder baud verhindert und gleichzeitig auch seinen natürlichen Feuchtigkeitsgehalt aufrecht erhält«

Des weiteren verhindert diese Spülflüssigkeit infolge ihres hohen spezifischen Gewichtes auch ein Abbröckeln oder Einstürzen der unversehrten Bohrlochwandung» da der Innendruck der Spülflüssigkeit größer ist als der seitliche Erddruck·

Wird das spezifische Gewicht der Spülflüssigkeit durch entsprechende bemessung des Sehwerspatausatses oder eines geeigneten andern Mittels¹ groSer gewählt als das der Bodenkerne, werden die Bohrkerne nach dem Abtrennen auch ohne Aufwärtsbewegung der Spülflüssigkeit lediglich durch Auftrieb über 3?ag@ gefördert»

Die Bohrkerne erhalten vorzugsweise eine länge_% die etwa das 1*25-fache ihres Durchmessers beträgt. Bei einem lichten Durchmesser, des Zylinders von z.B. 12 ea werden die Bodenkerne dementsprechend in Längen von etwa 15 cm abgetrennt. Das neue Verfahren erübrigt eine kostspielige Verrohrung der Bohrlöcher und ein standiges Ausfahren des Bohr- und 'Entnahmegerätes avsee&s Entnahme der jeweils abgetrenntest Bohrkeime·

Das neu® Verfahren 1st auch für Bohrtiefen g*B* bis au 100 m anwendbar, solange kein gewachsener Fels angetroffen wird· Ebenso kann das aeue Verfahren auch dass Anwendung finäexi_s es weniger auf sorgfältige Entnahme ungestörter Proben als auf ein schnelles läieäerbrlngen einer Bohrung ankomßit {Brunn&n~_f Pfahlbohrung-o·dgl·)· im 'diesem Falle werden öie sacfo außen führenden Austrittst* ff nungen in der Eylinäer^!«andURg möglichst tief und nach unten wirkend angeordnet, um eine starke freispülung eier Gchneiüe au erwirken«

In der Zeichnung ist eine zur BurciafUJborung des Verfahrens geeignete Vorrichtung beispielsweise dargestellt» Es stellen dar

Abb* 1 das Gerät Im L&ngsacimitt

Äbb» 2 das gleich© Gerst im Horiaontöleehßitt H-II der Abbe¹

Abb« 3 das gleiche Gerät im Horisontalaotaitt XII-XII der Abb. 1

Abb«' 4 das gleiche Gerst Im Eoriaüntalachiiltt IV-IV der Abb« I

Die genannten ,Abbildungen neigen das eigentliche Kernbökr« gerät (1 bis 12) mit ue» AnschluS an die aufgehenden Bruckrohre_e Pm unteren Snöe äes Gerätes befindet eich ©ine SchuffcHöeJaneide 2-13as Gerrit besteht aus den beiden gegeneinander vsrschraubbaren Hülsen 1 und 3» !>-<-e Verbindung stellt dsfö Gewinde 4 dar* d D'u-roß eine Trennwand 5 «erden zwischen den Teilen ©usssen und innen z-^eX Kammern 6 und 7 alsgetreüßt« Von der Kanmex tritt'die durcto die Rohrleitung 8 eingepreßt© spUlflUssigkeit durch die öffnungen 10 nach außen und fcev-iirkt das Fr eis pillen eier schneide zwecks Ab senk ens -des Gerätes, %'ährens3 durch die öffnungen 11 ,die durch die Rohrleitung 9 @ing@preilte !flüssigkeit nach innen tritt und in ,jeder gewünschten stellung des Gerätes den JCern 14 von des» darunter verbleibenden Bodeateii 15 abtrennt. Sollen möglichst ungestörte'Bodenproben, entnoaaßen werden·, läßt man. die öffnungen 10 in gö^issör &ah& über der schneide 2 aUuden, s«4dsS eine Beeinträchtigung des Materials unterhalb der Sehneids nicht eintreten itann. Komist es hingegen nur darauf an, die Bohrungen iflögllciist schnell heruhterzutrelben, und legt man keinen großen ^;' ert auf die BescMffeniteit des Boden&ernes, dann werden die

Claims (1)

10 tiefer angeordnet, so daB <äie Spülflüssig*

keit auch unter die schneiete treten kanu*

Durcto öle gewindeverbindung 12 1st das vorsteixenä beschriebene ©erät mit öem Druckrohr 15 von etwas grÖSerefa lichte» Durchmesser eis dem licfetea Durchmesser der Schneide 2 verbunden und &ird geaäg äem fortschreitenden AbsesJcen durch Aufsetzen neuer Eohrtöuren 15 stets bis über Tage verlängert* per größere lichte Durchmesser dös Hokres 13 verhindert die *;anöreibuiig an dem nach aufwärtsgeh end en B©äextfcer"n 14-· Iberiaö werden die Eofer« leitungen 16 und 17 3.B» durch Überwurfmuttern 18 en den Verbindungsstellen der Boar© angeschlossen. Die Roferleituagen 1€ und 17 sind über l^lage 36 für eich «usewaengefaßt tmd iurefe Ventile an eine oder awel Druckpumpen attgeachlösaen· Am oberen lade der EöMre 13 ist ein iCopf aufgeaetat, durch a@& die Rohr© 13t 16 und 17 und dfeiait, dss am uateren &nue befiß-dliche Gfrät (1 bis 1.2) heruntergedrückt werü&n können? Au@erd.ea ist is dies®, Kopf @in Auslauf und eine Fangvorrichtung¹für ä&n mtwnrt®ge-1 ei te ten Kern 14 vorgesehen· Erfolgt das Absenken "bei gleichsei tigern Drehen öes Zylinders» so wird das Drebiaoaient über das Reifer 13 auf die in diesem Fall »&hr;fönalg ausgebildete schneide ; übertragen» .

Am oberen Sridö üva Bohrloches wird jsweciflaaBig eiaa ~;chutsrohr von grSwserem Purc-hwesser als das Druckrohr 1? stur Sicherung 4er Bohrlochv/andunu vorgesehen. Es ist ausreichend, ö.ies@s .,-cto'utsrohr in einer ÜBge von etwa 3 - 4 m auszubilden* Anstelle der Hohrleitungen 16 und 17 ks\nn die spillfliiasigkelt .?;uch durch, ά&η Ewieohenrauat zwischen des» Rohr 13 un-d eines etwas gxtt&ezen Eöhr abwärtsgepreät w®xüQn° Der Zwischenraum auö au äiöseia iSweek durch liäögswäaaö in Eatffiaerii unterteilt sein» wovon eine Kaiamer au den Uiimingea 1ü> ile aadere zu des öffcung« 1 1

β Verfahren susa fortlaufenden Bohren und Entnehmen ungestörter ^ dadurch gekennzeichnet _f daB eis

Zylinder mit einem schneiden fUrsaigea fcehufe, as* unteren durch bis über Tage geführt© alt dem Queren Kanö des Zylinders verbundene _t zukaattaensetabare Druckrohr© afc~ satzweise abgeserJct »-i.ro.,, «cbei. das Absenken durch SpUlflüssigkeit ermöglicht ird, die cfurefe. Leitungen und Kammern und von da in nach außen führende Austrittsuffnungen in . chneicienn<-'.hQ gedrü ■&% ^ird» und t:aS nsoh jedös«· rarlifem Absengten des Zvlimiere durch andere Leitungen und KsdMaern äpülflüssigkeit aus nach innen führenden Austritte Öffnungen a^ecks Abtrennens oes »odenkernes herausgedrückt λ ir do

Verfahren nach Anspruch I₉ dadurch gekennaeictatet» 2i«ec.is Entnahme ungestörter üudenkerne die Spülflüssigkeit ob er h: Ib der ...chneiöe ohne Beeinträchtigung des unterhalb der '.ichntsiae liegenden materials nach auSan gedrückt wird«

Verfahr©» nach Anspruch 1, dadurch geÄe&nxeuchnet,, aeS dis Spül flüssigkeit durch möglichst tief und. nach unten -.--ir-.iende Austritte öffnungen nach müssen gedruckt »Ird, «enn es lediglich auf ein schnelles Merunterbringen der Bohrung

Verfahre» nach den Ansprüchen 1 "bis 3» ds.--durch

uaß die abgetrennten Bodöi^kerne durch die der spill flüssigkeit au Tage gefordert

5« Verfahren naoh den Ansprüchen 1 bis 4» dadurch geicenn zeichnet, ciaä Spüli'lÜSBigkeit aogliehst hohen speaifi G-ewichtes Verwendung finaet«

6* Verfahren nach den Ansprüchen 1 bia b₉ daäurcfe gekennzeichnet, daß das sspezifitohe CK-^icbt der Sptilflüasiglceit Se Β« durch entsprechende ,Beaeasung cies Sch oder ähi/licLer ixtlel größer als das der üodeiiJcerne wirö» so da^i diese nscfc dem Abtrennen ._A.n de a mit

flüssigkeit angefüllten 'Bohrloch selbsttätig nach ©i3@n

Oerit zur Uurahführung des Verfahrens nach den .Anspruches 1 fels β, gskemiseichziet durok elnea doppelwandig«*! Zyllntä«

dessen unteres Ende als sch: exuerif'<$rsjig^p" Schalt ausgebildet ist imö dessen, hohler Mantel zveX &&saaet&y&tess® für SpUIfitiSÄlgkeit ties it«t_t voa cleaen das tine su la öeimeideaa&is! liegende®_t ßacte müssen.dEOhrenden Austrittsöffnungen 'und das ssweite zu ßacii Innen fÜJarenden Austritts Öffnungen führt_t sowie äurefc auf ü&n feoJalen 2yllBd@r auf- $>&Χ%Φηϋ@, den gyllnöerimnenquerachnitt nicht "b e einfluss ende» susasiisensetssteare -Drückyotere für die a^sataseise Abdes Zylinders und durch »wei oder meferpefese obea füksrenäe, zusaMaenijetatsro Leitungen zur 52u~ SpUlflüssigkeit.

Gerat naek Anspruch 7» dadurcli gekennseieJ&net, da0 das

Druckrohr als Hohlgestiisge ausgebildet und an ein© üh@x Te^e stehende Vorrichtung zvan Prehen dea kohlen Zylinders und dessen in diesem Falle zeh--■ ttärmlg ausgebildetea s chi ο säen ist»

9· Gerät nacfe Anöprucfe 7* dadurch gelcennzeiokneti ds3 doppelwandig« Druckrohre mit awei K«analsystemen an Stelle eier erwähnten 2u.führuagsieitungen vorgesehen

10# Gerät nach den'Ansprüchen 7 bis 9» dadurch gekennaelchnet, ä&Q das Pruokrohr einen et^as gröB@r®n lichten öttrehaesser hat als die :..^;ehuheuhnelde . clea höhlen ZyIXMeYBi um feel der gärtstoewegung öer abgetrennten 'Boüexuc&xn& e Usntelreilsung su verursachen·

Der Patentanwalts