EP4110997A1 - Vorrichtung und verfahren zur drucksondierung - Google Patents

Abstract

Ein bekanntes und häufig eingesetztes Verfahren zur Durchführung von geotechnischen Untersuchungen ist das Cone Penetration Testing, bei dem eine Sonde in einen Untergrund gedrückt wird. Für das Erreichen einer größeren Sondiertiefe ist es außerdem bekannt das Gestänge durch einen Antrieb zu drehen. Allerdings wirkt sich die Rotation durch die sich mitdrehenden Sonde negativ auf die gemessenen Druckdaten aus. Die Erfindung schafft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Drucksondierung mit dem die Mantelreibung eines Gestänges reduziert werden kann. Das wird dadurch erreicht, dass eine Sonde am Ende des Gestänges rotationsentkoppelt mit selbigem verbindbar ist und/oder das Gestänge umspülbar ist.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR DRUCKSONDIERUNG

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Drucksondierung gemäß den Oberbegrif fen der Ansprüche 1 oder 2. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Sondierungsge stänge gemäß dem Anspruch 14. Weiter betrifft die Erfindung ein Bohrgestänge ge mäß dem Anspruch 15. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Durchführung von Drucksondierungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 16.

Ein bekanntes und häufig eingesetztes Verfahren zur Durchführung von in-situ geo- technischen Untersuchungen ist eine Drucksondierung wie z.B. das Cone Penetrati on Testing (CPT), bei dem eine Sonde in einen Untergrund gedrückt wird. Dabei auf tretende Spitzenwiderstände (cone) sowie Mantelreibungen an einer Sonde lassen Rückschlüsse auf eine Beschaffenheit, insbesondere die Scherfestigkeit, des Unter grundes bzw. eines Bodens zu. Um die Sonde in den Untergrund zu drücken, wird beispielsweise ein Sondiergestänge eingesetzt, an dessen unteren Ende die Sonde befestigbar ist.

Im klassischen Verfahren wird ein Kabel innerhalb des Sondiergestänges genutzt, um die Sonde mit Energie zu versorgen und um eine Überprüfung der gewonnenen Daten während des Druckversuches zu ermöglichen. Bekannt ist zudem die Nutzung von einer autonomen Sonde mit eigener Energieversorgung mit Batterien und Daten logger für die 20 Datenspeicherung. Weiterhin kann die autonome Sonde mit einem Modem für einen kabellosen Datentransfer (z.B. akustisch) innerhalb des Sondierge stänges eingesetzt werden. Bei der "Top Push Technique" wird die Sonde zusammen mit dem Sondiergestänge von einer entsprechenden Anlage bzw. von einem Antrieb in den Untergrund ge drückt. Dabei kann diese Anlage als spezielle Vorrichtung für entsprechende Druck tests ausgebildet sein. Alternativ kann es sich bei dieser Anlage z.B. auch um eine Bohranlage bzw. um eine Vorrichtung zur Durchführung von Bohrungen handeln. Diese Anlagen können auf dem zu untersuchenden Untergrund bzw. Boden bei spielsweise auf dem Land oder unter Wasser oder auf einer schwimmenden Platt form (z. B. Bohrschiff) installiert werden.

Alternativ zum Sondiergestänge kann auch ein Bohrgestänge, wie es z.B. für Kern bohrungen eingesetzt wird, für die Durchführung eines Druckversuches genutzt wer den. Das Bohrgestänge ist an einem unteren Ende mit einer Bohrkrone versehen, die eine zentrale Öffnung aufweist. Üblicherweise befinden sich oberhalb der Bohrkrone ein oder mehrere Räumer. Spülungslöcher im Bereich der Bohrkrone erlauben den Einsatz eines Spülmediums, insbesondere einer Spülflüssigkeit oder eines Spülga ses, vorzugsweise Luft, um z. B. das Bohrloch zu stabilisieren und beim Rotations bohren entstehendes Bohrklein aus dem Bohrloch herauszuspülen. Für den Druck versuch mit dem Bohrstrang wird die Sensoreinheit der Drucksonde durch die Bohr krone durchgeführt und befindet sich unterhalb des Bohrstranges. Für die Veranke rung im Bohrstrang kann die Sonde entweder mit einer Verriegelungseinheit verse hen werden oder es wird ein Stützrohr genutzt, das im Bohrgestänge verriegelt ist und die Sonde während des Druckversuchs abstützt; wie beispielsweise in DE 10 2018 006 176 beschrieben. Anschließend kann das Bohrgestänge mit voreilender Sonde in den Boden gedrückt werden. In diesem Fall wird der Bohrstrang ebenfalls in der "Top Push Technique" als Sondiergestänge genutzt. Alternativ kann die Sonde mit einem separaten Antrieb in den Boden gedrückt werden (Downhole Operation).

Der Einsatz der Sonde in Verbindung mit einem Bohrstrang hat den Vorteil, dass im selben Bohrloch alternierend Druckversuche und Kernbohrungen, z. B. für die Ge winnung von Kernproben oder anderweitige Bohrlochmessungen, durchführbar sind. Der Einsatz von speziellem Sondiergestänge hat hingegen den Vorteil, dass mit für den Druckversuch optimierten Gestänge mit geringerem Außendurchmesser gear beitet werden kann, wodurch sich der Kraftbedarf für den Druckversuch reduziert.

Die im Druckversuch zu erreichende Sondiertiefe hängt neben der Kraft des Antrie bes für das Drücken insbesondere von den geotechnischen Eigenschaften des Bo dens ab. Häufig ist eine hohe Mantelreibung Grund für einen Abbruch des Druckver suches. Die Mantelreibung, die der Antriebskraft beim Druckversuch entgegenwirkt, wirkt sowohl auf die Sonde als auch auf das Sondier- bzw. Bohrgestänge, und nimmt daher mit zunehmender Sondiertiefe zu.

Um bei gleicher Antriebskraft größere Sondiertiefen zu erreichen, kann mit Vibration gearbeitet werden. Durch die Vibration des Gestänges kann die Mantelreibung wäh rend des Druckversuchs reduziert werden. Allerdings wirkt sich die Vibration bei dem sogenannten Vibro Cone Penetration Test auch auf die Messungen der Sonde aus, sodass die Ergebnisse von Druckversuchen, die mit bzw. ohne Vibration durchge führt werden, nicht direkt miteinander vergleichbar sind.

Für das Erreichen einer größeren Sondiertiefe kann das Gestänge durch den Antrieb gedreht bzw. zu rotiert werden. Allerdings wirkt sich auch hier die Rotation durch die sich mitdrehenden Sonde auf die gemessene Druckmessdaten aus, so dass Ver gleichsmessungen notwendig sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Drucksondierung zu schaffen, mit der die Mantelreibung des Gestän ges reduziert wird und zwar ohne dass dadurch das Sondierergebnis der Sonde be einflusst wird.

Eine Lösung dieser Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 beschrieben. Dabei ist es vorgesehen, dass die Sonde am Ende des Gestänges rotationsentkop pelt mit selbigen verbindbar ist. Durch diese Rotationsentkopplung der Sonde von dem Gestänge, insbesondere dem Sondierungsgestänge oder dem Bohrgestänge, kann das gesamte Gestänge zur Verringerung der Mantelreibung während des Druckversuches rotieren, und zwar ohne dass sich dabei die Sonde mitdreht. Die Sonde erfährt dadurch lediglich einen Widerstand parallel zur Längsachse des Ge stänges. Etwaige weitere Reibungsfaktoren bzw. Reibungskomponenten, die durch eine zusätzliche Drehung entstehen und aufwendig aus dem Ergebnis herauszu rechnen sind, können dadurch vermieden werden. Durch die Rotation des Sondie rungsgestänges können höhere Sondiertiefen erreicht werden als bisher, und zwar durch die Reduzierung der Mantelreibung auf das Gestänge. Die Mantelreibung auf die Sonde wird bei dieser Lösung nicht beeinflusst.

Eine Lösung der Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 2 beschrieben. Demnach ist es denkbar, dass ein Gestänge, vorzugsweise eine erste Sondierstange eines Gestänges, insbesondere eines Sondierungsgestänges, mindestens ein Spü lungsloch aufweist, durch welches ein Spülmedium, das durch das Gestänge geführt wird, nach außen leitbar ist. Durch die Umspülung des Gestänges, insbesondere des Sondierungsgestänges oder des Bohrgestänges, reduziert sich die Mantelreibung des Gestänges während des Druckversuches. Die Mantelreibung der Sonde wird dadurch nicht beeinflusst, so dass die Messergebnisse nicht von dieser Reibungsre duzierung beeinflusst werden.

Weiter kann es die Erfindung vorzugsweise vorsehen, dass ein Drehlager oberhalb einer Sensorik der Sonde, vorzugsweise an der ersten Sondierstange oder an einem Sondenträger, angeordnet ist, wobei es sich bei dem Drehlager um ein Kugellager, Zylinderlager, Tonnenlager, Gleitlager oder dergleichen handelt. Das Drehlager kann dabei in einer Sondierstange des Sondiergestänges, vorzugsweise einer ersten Son dierstange direkt oberhalb der Sonde, integriert sein oder direkt in der Sonde bzw. dem Sondenträger. Darüber hinaus ist es denkbar, dass es sich bei dem Drehlager um einen Schleifring handelt. Dieser Schleifring kann Schleifkontakte aufweisen, um bspw. Energie und/oder Daten zu übertragen.

Außerdem ist es denkbar, dass das Drehlager in einer Verriegelungseinheit in einem Bohrstrang, einem Stützrohr eines Bohrstrangs oder direkt an einem Bohrstrang be festigt, bzw. koppelbar oder lösbar koppelbar ist. Auf diese Weise lässt sich das Drehlager sowohl zusammen mit einem Sondier- als auch mit einem Bohrgestänge flexibel verwenden. Durch diese flexible Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vor richtung bzw. des Drehlagers ist ein flexibler Einsatz möglich.

Weiter kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass ein Sondierungsgestänge, vorzugsweise eine erste Sondierstange des Sondierungsgestänges, vor der Sonde und vor dem Drehlager eine Bohrkrone und/oder mindestens einen Räumer aufweist. Hierdurch kann bei Rotation des Sondiergestänges das Sondierloch im Durchmesser aufgeweitet werden, wodurch die Reibung am Sondierstrang zusätzlich reduziert wird.

Alternativ oder ergänzend ist außerdem denkbar, dass das Sondierungsgestänge, vorzugsweise die erste Sondierstange oberhalb der Sonde, mindestens ein Spü lungsloch aufweist, durch welches ein Spülmedium, das durch das Sondierungsge stänge geführt wird, nach außen leitbar ist. Durch das Spülmedium, welches in einen Ringraum zwischen Sondierungsgestänge und dem zu sondierenden Untergrund eindringt, kann die Reibung am Sondierstrang ebenfalls reduziert werden. In Kombi nation mit der Nutzung einer Bohrkrone und/oder Räumer wird der Ringraum erwei tert und noch effektiver gespült, wobei Bohrklein, welches bei dem Bohrprozess ent steht, herausgefördert wird. Dadurch lässt sich auch bei der Verwendung eines be kannten Sondiergestänges die Mantelreibung des Gestänges mit dem Untergrund reduzieren. Durch diese Reduzierung der Reibung bzw. des Widerstandes lässt sich die Sondiertiefe weiter erhöhen.

Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann es vorsehen, dass die Sonde über das Drehlager kabellos z.B. über Schleifkontakte mit Energie versorgbar ist. Gleichermaßen kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Drehlager kabellos, z.B. über Schleifkontakte oder über eine akustische, optische oder Funkverbindung, Daten zwischen der Sonde und dem Gestänge bzw. einer Steuereinheit, die an einem oberen Ende des Gestänges positioniert sein kann, austauscht. Dadurch erübrigt sich eine komplizierte sowie fehleranfällige Kabelan bindung der Sonde an das Gestänge. Insbesondere bei der Verwendung eines Schleifrings lässt sich über Schleifkontakte ein verlässlicher Energie- und Daten transfer zwischen der Sonde und einer Steuereinheit oberhalb des Lagers realisie- ren. Durch diese Lösung muss, wie bei der klassischen CPT-Sondierung, im Son dierstrang kein Kabel für den Energie- bzw. Datentransfer mitgeführt werden. Für die Verwendung eines Kabels im Zusammenhang mit dem Drehlager müsste das Kabel durch das Lager axial durchgeführt werden, damit es nicht zu einer Aufdrillung kommt. Sofern auf ein Kabel verzichtet wird, kann eine autonome Sonde verwendet werden, in der bspw. ein Datenlogger und/oder eine Energieversorgung integriert sein kann. Durch die Verwendung von Schleifkontakten oder alternativen Kontakten zum kabellosen Datenverkehr können auch beim Arbeiten mit einer autonomen Son de eine Datenkontrolle in Echtzeit durchgeführt werden, bzw. ist ein kabelloses Da tenauslesen unmittelbar nach dem Einsatz möglich. Dafür kann insbesondere ein Modem verwendet werden, welches für die Datenübertragung im Sondierstrang (op timaler Weise im obersten Bereich der Sondeninstallation, oberhalb des Lagers) po sitioniert sein kann. Sofern das Modem und die Sonde separate Energieversorgun gen besitzen, reicht eine kabellose Datenübertragung im Bereich des Drehlagers.

Alternativ oder ergänzend ist es außerdem denkbar, dass die Sonde eine eigene Energieversorgung, Steuerung und Datenaufzeichnung aufweist. Es ist beispielswei se denkbar, dass in der Sonde eine Batterie oder ein Akku angeordnet sind, die für die Dauer der Drucksondierung genügend elektrische Energie zur Verfügung stellen, um die Sonde bzw. Messeinrichtungen mit Energie zu versorgen. Weiter ist es denk bar, dass an der Sonde, dem Stützrohr oder der Verriegelungseinheit ein Sender und/oder ein Empfänger, insbesondere ein Modem für die Kabellose Übertragung der gewonnenen Daten im Sondierstrang angeordnet sind. Durch diesen kabellosen Datentransfer lassen sich auch im autonomen Sondenbetrieb schon während des Sondierversuches die gewonnenen Daten und die Qualität der Messung begutach ten. Durch diese Online-Auswertung lässt sich die gesamte Drucksondierung beson ders effizient gestalten.

Es ist vorzugsweise denkbar, dass die Sonde bzw. das Gestänge einen Sensor auf weist, durch den sich feststellen lässt, ob sich die Sonde relativ zu dem Gestänge bewegt oder stillsteht. Dieser Sensor lässt sich über die vorgenannte Datentransfer einrichtung steuern bzw. online auslesen. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann es vorsehen, dass das Drehlager während der Drucksondierung arretierbar ist, wodurch eine rela tive Bewegung zwischen dem Gestänge und der Sonde für beispielsweise eine Ver gleichsmessung unterbunden wird. Auf diese Weise lässt sich der Effekt der Mantel reibung auf den Sondierstrang abhängig von der Bodenbeschaffenheit untersuchen. Aus diesen zusätzlichen Daten können beispielsweise zusätzliche Eigenschaften des sondierten Untergrundes ermittelt werden.

Ein Sondierungsgestänge zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird durch den Anspruch 14 beschrieben. Weiter wird durch den Anspruch 15 ein Bohrgestänge zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe beansprucht.

Maßnahmen zur Lösung der genannten Aufgabe werden durch den Anspruch 16 beschrieben. Dabei ist es vorgesehen, dass zur Aufnahme von Drucksondierungs messungen die Sonde von einem Gestänge, insbesondere von einem Sondierungs gestänge oder einem Bohrgestänge, wie zuvor beschrieben, rotationsentkoppelt wird und/oder das Gestänge, insbesondere das Sondierungsgestänge, von einem Spül medium umspült wird. Durch diese Maßnahmen lässt sich die Mantelreibung auf das Gestänge reduzieren.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert.

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anlage zur Drucksondierung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Abschnitts eines Sondiergestänges mit einer Sonde,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Abschnitts eines Bohrgestänges mit ei ner Sonde,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des Bohrgestänges gemäß Fig. 3 und Fig. 5 eine schematische Darstellung des Sondiergestänges gemäß Fig. 2 unter Verwendung einer Spülflüssigkeit.

Mit der in den Figuren dargestellten Vorrichtung 10 können Drucksondierungen in einem Untergrund 11 durchgeführt werden. Dabei kann beispielsweise, wie in der Fig. 1 stark schematisiert dargestellt, eine Sonde 12, die an einem Gestänge 13 be festigt bzw. gekoppelt ist, in den Untergrund 11 gedrückt werden. Bei diesem Unter grund 11 kann es sich sowohl um einen Boden an Land oder unter Wasser handeln. Das Gestänge 13 mit der Sonde 12 kann demnach beispielsweise, wie in der Fig. 1 dargestellt, durch eine Anlage 14 in den Untergrund 11 getrieben werden. Diese An lage 14 kann beispielsweise einem Fahrzeug 15 zugeordnet sein oder, für den Fall einer Offshore-Bohrung, einer Bohrinsel, einem Schiff oder einem Roboter am Mee resboden.

Um für die Drucksondierungsmesssungen größere Bohrtiefen bzw. Sondiertiefen zu erzielen, wird die Sonde 12 nicht nur in Sondierrichtung 16 parallel zu einer Längs achse des Gestänges 13 gedrückt, sondern auch um diese gemäß der in Fig. 2 dar gestellten Pfeilrichtung 17 gedreht bzw. rotiert. Auch diese zusätzliche Rotationsbe wegung des Gestänges 13 kann durch die Anlage 14 vollführt werden. Durch diese Rotation reduziert sich die Mantelreibung an einem Mantel des Gestänges 13. Aller dings kann sich, sofern die Sonde 12 mitrotiert, diese Rotationsbewegung auch nachteilig auf die Messdaten der Drucksondierung auswirken.

Erfindungsgemäß ist zwischen der Sonde 12 und dem Gestänge 13, bzw. in das Ge stänge 13 integriert, ein Drehlager 18 vorgesehen. Bei dem in der Fig. 2 dargestell ten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das Gestänge 13 als Sondie rungsgestänge 19 ausgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die erste Son dierstange 20 oberhalb der Sonde das Drehlager 18 auf. Das Drehlager 18 kann, abweichend von der Darstellung in der Fig. 2, auch an einer anderen Position ange ordnet sein, wie beispielsweise an der Sonde 12 oberhalb einer Sensorik bzw. weiter oberhalb am Sondierungsgestänge 19. Bei der Drucksondierung, d.h. wenn das Sondierungsgestänge 19 in Sondierrichtung 16 in den Untergrund 11 getrieben wird, ist die Sonde 12 somit rotationsentkoppelt von dem Sondierungsgestänge 19.

Um die Mantelreibung des Sondierungsgestänges 19 noch weiter zu reduzieren, kann dieses, wie in der Fig. 2 dargestellt, oberhalb der Sonde 12 und oberhalb des Drehlagers 18 eine Bohrkrone 21 aufweisen. Durch diese Bohrkrone 21 wird der Sondierung 10 nacheilend ein Loch aufgebohrt, das in seinem Durchmesser größer ist als das Sondierungsgestänge 19. Der Einsatz einer Bohrkrone 21 ist insbesonde re nur möglich, wenn das Sondierungsgestänge 19 rotierbar ausgebildet ist. Entge gen der Sondierrichtung 16 der Bohrkrone 21 folgend sind an dem Sondierungsge stänge 19 außerdem zusätzliche Räumer 22 denkbar. Diese Räumer 22 zerkleinern weiteres Gestein bzw. halten einen Ringraum 23, der sich bei dem Bohren um das Sondierungsgestänge 19 bildet, frei.

Außerdem ist es denkbar, dass vorzugsweise im Bereich der Bohrkrone 21 das Son dierungsgestänge 19 nicht dargestellte Spüllöcher aufweist. Durch die Spüllöcher lässt sich bei dem Drucksondierungsprozess das Spülmedium, insbesondere ein Li quid bzw. eine Flüssigkeit oder ein Gas, durch das Gestänge 19 in den Ringraum 23 leiten. In der Fig. 5 ist schematisch dargestellt, wie das in der Fig. 2 dargestellte Sondierungsgestänge 19 mit der Sonde 12 in den Untergrund 11 getrieben wird. Da bei ist gut zu erkennen, wie durch die Bohrkrone 21 der Ringraum 23 erzeugt wird. Dieser Ringraum 23 wird bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel durch das Spülmedium ausgespült. Die Strömungsrichtung des Spülmediums ist in der Fig. 5 durch Pfeile 24 dargestellt. Durch die Verwendung der Bohrkrone 21 und des Spülmediums im Zusammenhang mit dem Sondierungsgestänge 19 und der rotati onsentkoppelten Sonde 12 können besonders große Sondierungstiefen erreicht wer den.

Alternativ sieht es die Erfindung außerdem vor, dass die Sonde 12 durch das Dreh lager 18 von einem Bohrgestänge 25 rotationsentkoppelt wird. In den Fig. 3 und 4 ist jeweils der Anschauung halber lediglich ein unterer Abschnitt des Bohrgestänges 25 dargestellt. Auch das Bohrgestänge 25 weist eine Bohrkrone 21 für Kernbohrungen sowie Spülöffnungen auf. Bei dem in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Drehlager 18 zwischen einem Sondenträger 26 und einer Verriegelungseinheit 27 angeordnet. Dabei ist es denkbar, dass das Drehlager 18 mit der Verriegelungs einheit 27 oder dem Sondenträger 26 verbunden bzw. gekoppelt ist. Die Verriege lungseinheit 27 wird für die Durchführung der Sondierungsmessungen in das Bohr gestänge 25 geführt und am unteren Ende für die Druckmessungen arretiert. Mittels eines Fängers 28 ist die Verriegelungseinheit 27 in dem Bohrgestänge 25 positio nierbar bzw. wieder zu bergen. Durch das Drehlager 18 ist die Sonde 12 mit dem Sondenträger 26 von dem übrigen Bohrgestänge 25 rotationsentkoppelt. Auf diese Weise kann genau wie zuvor für das Sondierungsgestänge beschrieben, eine Druck sondierung mit dem Bohrgestänge 25 durchgeführt werden. Dadurch lässt sich das Bohrgestänge 25 zum einen für die Gewinnung von Bohrkernen und zum anderen zur Durchführung der beschriebenen Drucksondierung nutzen.

In der Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Dort wird in Ergänzung zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 die Sonde 12 bzw. der Sonden träger 26 durch ein Stützrohr 29 mit der Verriegelungseinheit 27 gestützt. Der Son denträger 26 weist zur lösbaren Kopplung mit dem Stützrohr 29 ein Dorn 31 auf. Über diesen Dorn 31 lässt sich der Sondenträger 26 mit dem Stützrohr 29 temporär koppeln und wieder entkoppeln. Das Drehlager 18 kann beispielsweise in das Stütz rohr 29 oder in die Verriegelungseinheit 27 integriert sein. Durch die Verwendung des Stützrohrs 29 lässt sich die Sonde 12 bzw. der Sondenträger 26 auf eine flexible re Art und Weise verwenden bzw. die notwendige Gesamtlänge der Sonde reduzie ren, was insbesondere bei einem robotischen Einsatz von Vorteil sein kann.

Es ist weiter denkbar, dass die Sonde 12 energieautark ist, d. h., dass sie beispiels weise mit Batterien oder einem Akku versehen ist, der eine ausreichende elektrische Energieversorgung für den Betrieb der Sonde gewährleistet. Gleichermaßen ist es aber auch denkbar, dass die Sonde 12 über das Drehlager 18 mit elektrischer Ener gie versorgt wird. Dabei ist es denkbar, dass durch das Gestänge 13 Kabel geführt werden, über die die Sonde 12 über das Drehlager 18 mit elektrischer Energie ver sorgbar ist. Gleichermaßen ist es denkbar, dass die Sonde 12 für die kabellose Kommunikation über entsprechende Sender und Empfänger verfügt, um mit einer Außenstelle zu kommunizieren. Gleichermaßen ist es denkbar, dass die Sonde 12 oder die Verriegelungseinheit 27 über ein Modem 30 verfügt, über welches ein Aus tausch mit Daten mit der Sonde 12 erfolgen kann. Für die Versorgung der Sonde 12 mit elektrischer Energie sowie für den Austausch von Daten über das Drehlager 18 wird die Verwendung eines Schleifringes mit Schleifkontakten bevorzugt.

Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele zu beschränken ist. Vielmehr ist es vorgesehen, dass die Erfindung auch weitere Ausführungsformen umfasst.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung (10) zur Drucksondierung mit einer in einen Untergrund (11) zu drü ckenden Sonde (12), wobei die Sonde (12) an einem Ende eines Gestänges (13), insbesondere eines Sondierungsgestänges (19) oder eines Bohrgestänges (25), befestigbar ist und wobei zur Drucksondierung das Gestänge (13) mit der Sonde (12) voran rotierend von einem Antrieb in den Untergrund (11) beförder bar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde (12) rotationsentkoppelt mit dem Gestänge (13) verbindbar ist.

2. Vorrichtung (10) zur Drucksondierung mit einer in einen Untergrund (11) zu drü ckenden Sonde (12), wobei die Sonde (12) an einem Ende eines Gestänges (13), insbesondere eines Sondierungsgestänges (19) oder eines Bohrgestänges (25), befestigbar ist, insbesondere nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gestänge (13), vorzugsweise eine erste Sondierstange (20) des Son dierungsgestänges (19), mindestens ein Spülungsloch aufweist, durch welches ein Spülmedium, welches durch das Gestänge (13) führbar ist, aus dem Gestän ge (13) hinaus leitbar ist.

3. Vorrichtung (10) zur Drucksondierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehlager (18) oberhalb einer Sensorik der Sonde (12), vorzugsweise an der ersten Sondierstange (20) oder an einem Sondenträger (26), angeordnet ist, wobei es sich bei dem Drehlager (18) um ein Kugellager, Zylinderlager, Ton nenlager, Gleitlager oder dergleichen handelt.

4. Vorrichtung (10) zur Drucksondierung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehlager (18) in das Sondierungsgestänge (19), vorzugsweise in die erste Sondierstange (20) integriert ist, wobei die erste Sondierstange (20) mit der Sonde (12) gekoppelt ist.

5. Vorrichtung (10) zur Drucksondierung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sondierungsgestänge (19), insbesondere eine erste Sondierstange (20) des Sondierungsgestänges (19), vor der Sonde (12) und vor dem Drehlager (18), eine Bohrkrone (21) und/oder mindestens einen Räumer (22) aufweist.

6. Vorrichtung (10) zur Drucksondierung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bohrstange des Sondierungsgestänges (19), vorzugsweise die erste Sondierstange (20) des Sondierungsgestänges (19) mindestens ein Spülungs loch aufweist, durch welches ein Spülmedium, das durch das Sondierungsge stänge (19) geführt wird, nach außen leitbar ist.

7. Vorrichtung (10) zur Drucksondierung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde (12) durch eine Verriegelungseinheit (27) in einem Bohrstrang bzw. des Bohrgestänges (25) verriegelbar ist, wobei das Drehlager (18) in die Verriegelungseinheit (27) integriert bzw. mit der Verriegelungseinheit (27) kop pelbar ist oder das Drehlager (18) in einem Sondenträger (26) der Sonde (12) in tegriert ist.

8. Vorrichtung (10) zur Drucksondierung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde (12) durch eine Verriegelungseinheit (27) und ein Stützrohr (29), das zwischen der Sonde (12) und der Verriegelungseinheit (27) positioniert ist, in einem Bohrstrang bzw. in dem Bohrgestänge (25) verriegelbar ist, wobei das Drehlager (18) in das Stützrohr (29) oder in einen Sondenträger (26) integriert ist bzw. mit dem Stützrohr (29) koppelbar ist.

9. Vorrichtung (10) zur Drucksondierung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Energietransfer zwischen dem Gestänge (13) und der Sonde (12) durch das Drehlager (18) über Kabel oder kabellos, insbesondere über Schleifkontakte, erfolgt.

10. Vorrichtung (10) zur Drucksondierung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Datentransfer zwischen dem Gestänge (13) und der Sonde (12) durch das Drehlager (18) über Kabel oder kabellos, insbesondere über Schleifkontakte, Funk oder optisch erfolgt.

11. Vorrichtung (10) zur Drucksondierung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde (12) oder das Stützrohr (29) oder die Verriegelungseinheit (27) eine eigene Energieversorgung aufweisen und/oder einen Sender und/oder ei nen Empfänger, vorzugsweise ein Modem (30), zum Austausch von Daten mit einer Steuereinheit, das einem gegenüberliegenden Ende des Gestänges (13) zugeordnet ist.

12. Vorrichtung (10) zur Drucksondierung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine relative Bewegung zwischen dem Gestänge (13) und der Sonde (12) durch einen der Sonde (12) zugeordneten Sensor feststellbar ist.

13. Vorrichtung (10) zur Drucksondierung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehlager (18) arretierbar ist, wodurch eine relative Bewegung zwi schen dem Gestänge (13) und der Sonde (12) für beispielsweise eine Ver gleichsmessung unterbindbar ist.

14. Sondierungsgestänge (19) zur Durchführung von Drucksondierungen mit einer Vorrichtung (10) gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13.

15. Bohrgestänge (25) zur Durchführung von Drucksondierungen mit einer Vorrich tung (10) gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13.

16. Verfahren zur Durchführung von Drucksondierungen mit einer Vorrichtung (10) gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass zur Aufnahme von Drucksondierungsmessungen eine Sonde (12) von ei nem Gestänge (13), insbesondere von einem Sondierungsgestänge (19) oder ei nem Bohrgestänge (25), rotationsentkoppelt wird und/oder das Gestänge (13), insbesondere das Sondierungsgestänge (19), mit einem Spülmedium umspült wird.