WO1998038412A1 - Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von geologischer information - Google Patents

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WO1998038412A1
WO1998038412A1 PCT/DE1998/000544 DE9800544W WO9838412A1 WO 1998038412 A1 WO1998038412 A1 WO 1998038412A1 DE 9800544 W DE9800544 W DE 9800544W WO 9838412 A1 WO9838412 A1 WO 9838412A1
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WO
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information
drilling
layer
signal
drilled
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PCT/DE1998/000544
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English (en)
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Inventor
Rüdiger KÖGLER
Armin K. Bohmann
Original Assignee
Koegler Ruediger
Bohmann Armin K
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Filing date
Publication date
Application filed by Koegler Ruediger, Bohmann Armin K filed Critical Koegler Ruediger
Priority to DE19880210T priority Critical patent/DE19880210D2/de
Priority to AU67188/98A priority patent/AU6718898A/en
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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
    • E21B49/003—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells by analysing drilling variables or conditions
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C39/00—Devices for testing in situ the hardness or other properties of minerals, e.g. for giving information as to the selection of suitable mining tools

Definitions

  • the present invention relates to a method for obtaining geological information and a device therefor, including uses thereof, in particular for methods for drilling and identifying soil layers.
  • Both methods reach their limits, in particular, if the substrate to be drilled has an uneven or widely varying structure, as is the case, for example, with embankments, such as landfills or the like, and especially when it comes to comparatively small drilling projects . Further restrictions arise if the drilling route is to run in or under heavily populated or intensively used areas, such as cities or roads.
  • the present invention has for its object to provide a reliable method for obtaining geological information that can be operated with little work. Another object is that the said method ne should allow reliable determination of the local and small-scale soil layer sequence.
  • the present invention is also based on the object of further developing the known methods for producing bores and of realizing them more quickly while optimally designing the course of the drilling route. Furthermore, the method should enable the drilling parameters to be optimally selected depending on the composition and the geological structure of the layer (s) to be drilled or drilled.
  • the invention is intended to provide a method for identifying soil layers, in particular those with a predefined composition.
  • Another object of the invention is to provide a device suitable for this.
  • the object is achieved by a method for obtaining geological information, in which information is obtained during the drilling of a well.
  • the object is further achieved in that information is obtained by withdrawing the drilling device in the bore.
  • the object is also achieved by using the method according to the invention for the extraction of geological information for the production of boreholes, in which information regarding the composition and / or geological structure of the drilled and / or to be drilled layer (s) is obtained during the drilling of the borehole and / or the withdrawal of the drill pipe in the borehole and this for Design of the drilling process is used.
  • the object is achieved by using the method according to the invention for a method for identifying soil layers, in which information regarding the composition and / or geological structure of the drilled and / or drilled layer (s) is obtained during a drilling operation and this information for determining of soil layers is used.
  • the bottom layer (s) contain raw materials.
  • the object is achieved by a device for obtaining geological information, the at least one device for receiving information regarding the composition and / or geological structure of the drilled and / or to be drilled layer (s), which is obtained during a drilling, and a Means for reproducing said information.
  • the object is also achieved by using the device according to the invention in the methods and devices according to the invention.
  • the measuring device is withdrawn with the drilling device.
  • the information obtained during the advance of a drilling and / or when the drilling device is withdrawn is assigned to the composition and / or the geological structure of the drilled and / or drilled layer (s).
  • the drill head is operated with a reduced output compared to the actual drilling process.
  • the invention also proposes that, in the method according to the invention, the drilling fluid is operated with reduced power compared to the actual drilling process.
  • the performance of the drill head and / or the drilling fluid is zero.
  • the (soil) layer (s) contains / contain raw materials.
  • the information is acoustic information.
  • the information is additionally contained in the vibration behavior of the drilling device and / or the vibration behavior of the drilling device represents the information.
  • the methods according to the invention further comprise at least one of the steps, which consist in that the information is recorded by a detector, the information is processed by an information processing device, a signal is generated which allows conclusions regarding the composition and / or the geological structure of the drilled and / or drilled layer (s).
  • the parameters relevant for the creation of the bore are set on the basis of the signal for the layer (s) to be pierced and / or to be pierced.
  • at least the detector is arranged in the drilling device and is located in the borehole.
  • a signal in the form of an oscillation behavior is additionally impressed and / or a acoustic signal is introduced into the borehole, and said signal is modified as a result of the composition and / or the geological structure of the layer (s) to be drilled and / or to be drilled, and the signal thus modified represents said information.
  • an additional signal in the form of a vibration behavior is impressed and / or a acoustic signal is introduced into the borehole, and said signal is modified as a result of the composition and / or the geological structure of the layer (s) to be drilled and / or to be drilled, and the signal thus modified represents said information.
  • said information can be used to design the drilling process and / or to identify soil layers.
  • the device further comprises a device which impresses a signal in the form of an oscillation behavior on the drilling device and / or the bottom and / or the layer (s) to be drilled and / or drilled and / or introduces an acoustic signal into the borehole which is modified as a result of the composition and / or geological structure of the layer (s) to be pierced and / or to be pierced.
  • the device further comprises an information processing device which processes the recorded information and / or the modified signal and delivers a processed signal.
  • the device further comprises a device that uses the information and / or the modified signal and / or the processed signal as an input signal for a control element, the output signal of the setting of the parameters relevant for the creation of the bore with a view on the composition and / or the geological structure of the pierced and / or pierced layer (s).
  • the information to be recorded and / or the modified signal is acoustic information and / or the vibration behavior of the drilling device and / or the floor and / or the layer (s) to be drilled and / or drilled through and / or is contained in the vibration behavior of the drilling device and / or of the soil and / or of the layer (s) to be drilled and / or to be drilled through.
  • the device and in particular the device for receiving information (detector or measuring device) and / or modified signal is arranged in the drilling device.
  • drilling a well is intended to encompass all those steps which occur in the broadest sense when a well is drilled, that is to say when a well is being drilled.
  • the term is not intended to be limited to the fact that it is solely the driving Rather, the term is also intended to encompass the measures familiar to the person skilled in the art, in particular the retraction of the drilling device. The retraction is to be carried out only by a certain distance, for example to lengthen the drill pipe, and by the entire length, ie complete removal of the drill pipe possible.
  • method for producing a bore is understood to mean all forms of drilling and drilling techniques known to the person skilled in the art. These include, among other things, horizontal and vertical bores, controlled and uncontrolled bores, uniaxial and coaxial bores, pilot bores and combinations of this one.
  • layer (s) to be drilled through is also to be understood here as meaning those (soil) layers that were ultimately not drilled through. It thus encompasses soil or substrate in general.
  • soil is also to be understood here as meaning those soils which are not directly accessible, such as soils under a water surface, for example undersea soils, soils in the region of the continental shelf, soils of the deep sea and others.
  • acoustic information is to be understood here to mean, among other things, noises and vibrations.
  • the term “geological information” is to be understood here to mean, inter alia, in particular the composition and / or geological structure of the layer (s) to be drilled and / or to be drilled, and of the material surrounding the hole.
  • the term also includes layer sequence, chemical composition, the latter on a macro and micro scale, and thus also to what extent a soil layer contains certain raw materials.
  • the invention is based on the surprising finding that the interaction between the drilling device, in particular the drilling tool and the drill string, on the one hand and the surrounding (soil) layer (s) in the borehole, depending on their composition and / or geological structure , typically due to friction, characteristic vibrations and / or noises can be observed. With regard to the frequency range and the volume of the vibrations and noises, there are no restrictions if they can be detected, if necessary with the help of suitable devices.
  • Such an interaction can take place both when driving the hole in the narrower sense, i.e. by deepening the deepest hole, effectively traversing soil not yet penetrated by the drill string, as well as when pulling back the drilling device and in particular the drill pipe and / or the drilling tool such as, for example . of the drill head.
  • the drill string is withdrawn only a small distance. This can be done, for example, by drilling a drill length and now extending the drill pipe, for example by adding another drill rod.
  • An alternative is to remove all or part of the drill string from the borehole.
  • the retraction can also include rotation about the axis of the drill string.
  • the drilling capacity of the drill pipe more precisely the performance of the drill head in particular, can be reduced or zero compared to the normal drilling operation aimed at deepening the borehole.
  • This has the advantage that the background of noise and vibrations is reduced, with the result that the information obtained in the form of vibrations and noises obtained by interaction between the drill pipe and the floor being walked through is easier to analyze and the each geological conditions can be assigned or, geological information obtained by the interaction is clear and unambiguous.
  • the measuring devices which record the information present as vibration or noise and have a corresponding detector, to be withdrawn together with the drill pipe.
  • This procedure is associated with particular advantages, since the noises and vibrations generated by interaction between the floor and the drilling device can thus be absorbed directly.
  • the drilling device is retracted independently of the measuring device.
  • the measuring device can be located in front of or behind this point relative to a point of the drilling device.
  • the vibrations described above can also include those of the air column, the drilling device and / or the soil in the broadest sense, including the layer (s) to be drilled and drilled, as understood herein, and combinations thereof.
  • the acoustic range should also include the frequency range beyond the range detectable by the human ear, including the ultrasound and infrasound range.
  • the vibrations will typically be viewed in a frequency band.
  • this method according to the invention can be integrated as a sub-step in a large number of other methods, for example in methods for producing bores or those for identifying soil layers.
  • the determination of the geological information of the (soil) layers on the basis of the information obtained or detected in the borehole, ie in the borehole, in the form of the noise and the vibrations during the advancement of the borehole and / or withdrawal of the drilling device can are taken by comparing the noises or vibrations observed in the context of another borehole, the profile and the composition of the soil layers penetrated in the context of said earlier borehole being known or being ascertained.
  • Previously drilled bottom profiles of one and the same hole can also be understood as an earlier hole.
  • this can also be done by determining a corresponding vibration profile on a model soil profile and, if necessary, extrapolating from it.
  • theoretical considerations for example on the basis of the material properties of the drilling device and those of different soil layers, can also be used for this purpose.
  • the necessary information is therefore available “online” and the corresponding measures can be carried out quickly and without impairing the drilling progress.
  • the device can generally be a detector that is suitable for the respective frequency range, whereby a detector is also understood to mean a device for receiving information.
  • the selection criteria are the specialist known.
  • this detector can be equipped with suitable filters which can serve to increase the resolution and to suppress disturbing information. In addition to passive filters, active filters are also possible.
  • Information processing devices are also known in the prior art. These can consist of suitable circuits, for example in the form of a microprocessor or more complex systems such as a computer or computer program.
  • the signal obtained after processing can then be processed, stored, displayed or analyzed in a suitable manner.
  • processed signal can then be processed, stored, displayed or analyzed in a suitable manner.
  • all possible forms of the representation of information are to be understood here, i.e. also optical, acoustic representation or storage / recording in the form of electrical impulses or by means of a suitable medium, such as data carriers. This applies not only to the processed signal, but also to the modified and other signals, including the information regarding the composition and / or geological structure of the drilled and / or drilled layer (s).
  • drilling device is to be understood herein to mean the entire equipment used to drill a hole or to drill a hole, in particular the drilling tool and the drill pipe, regardless of the drilling technique selected, as specified above.
  • the drilling tool and the drill pipe in the narrower sense are of particular interest, since at the point of origin of the noises and vibrations due to contact between the drilling tool and the pierced layer, the oscillation or wave spectrum has the most unadulterated and greatest information density.
  • the noises and vibrations that occur only on the drill pipe can be significant in order to be able to assign certain geological conditions to them.
  • a detector, or also further parts of a corresponding device, such as that also disclosed herein, or the entire device can, typically contained in a measuring device, preferably attached as close as possible to the drill head.
  • the device (s) or device (s) attached there must also be built in a self-explanatory manner so that trouble-free operation of the drilling device is still possible, for example that enough space is still left for the drilling flow that the electrical devices do not interact negatively, for example the so-called steering tool is not impaired when controlled horizontal drilling and the like.
  • the information can appear at the control station and, if necessary, inform the operating personnel there of the optimal operating parameters.
  • the latter variant will come into play particularly if an expert system carries out the analysis of the information or signals and the optimized parameter combination or, taking into account the pending parameters, suggests suitable changes.
  • the drilling process or the drilling, once started is largely automated and the information recorded regarding the composition and / or the geological structure of the drilled and / or to be drilled layer (s) is directly implemented by the expert system and the optimized parameters are created. It is conceivable that, especially in the case of controlled horizontal techniques, the system is also a change in the bore path course "s proposing or considering local conditions makes this independently.
  • active information in addition to the information generated by the actual drilling process as a result of friction between the drilling device and the floor that has been passed through, which is referred to below as passive information, “active” information can also be obtained the information is understood herein that is obtained if, during the advance of the drilling and / or the retraction of the drilling device in the sense described above, an oscillation behavior is impressed in the drilling of the drilling device, and in particular the drill pipe and / or the drilling head, and / or acoustic signal is introduced into the borehole and this vibration behavior or acoustic signal is changed due to the composition and / or geological structure of the pierced and / or to be pierced layer (s). This then available or detectable information is referred to herein as “active” information or also as a modified signal.
  • the term “introduced into the borehole” is to be understood herein to mean that the signal is introduced at any point in the borehole in this in any direction.
  • the signal is preferably introduced directionally and in the process onto the Be directed end of the borehole or the bore. Even more preferably, it will be directed to the transition area between the drill head and the layer not yet drilled through or to the layer not yet drilled through, or it can be applied directly.
  • the vibration source can preferably be attached to the end of the drilling device which is introduced into, or located in, the borehole. Depending on the vibration applied, for example its frequency, it is also possible that the vibration source is located at a different location or at a different location in the borehole than at the interface between the borehole and the substrate / (soil) layer or directly on the (bottom) layer or the layer (s) not yet drilled.
  • the active information additionally introduced into the system consisting of the borehole, drilling device and soil surrounding the borehole to interact with the passive information.
  • the geological structure or the composition of the layer currently pierced can be determined directly on the drill head or drill bit, and in the case of the inventive ß process for creating holes in the optimal design of the drilling parameters in the broadest sense and in the case of the method according to the invention for identifying soil layers to be used to determine whether a certain soil layer is present, which contains certain raw materials, for example.
  • statements can also be made to a varying extent about the layers lying indirectly ahead and to be pierced next or the neighboring soil layers .
  • part of the passive information in particular the acoustic information
  • the ground body or the surrounding ground body as a whole probably also has an effect on the vibration behavior of the drill pipe, so that in particular by comparing the observed vibration behavior based on the vibration behavior during previous penetration and the current vibration behavior, imminent changes in the composition and / or structure of the soil layer lying ahead and appropriate measures are taken before this layer is actually drilled can be, which allows a further optimization of the inventive method.
  • the active information in particular is suitable under certain circumstances to provide further information, since an increase in selectivity is possible by selecting a suitable frequency band.
  • Vibration behavior is not only to be understood here as the macroscopic vibration behavior, for example in the form of vibrations, but also that, for example, the drill pipe or the soil body serves as a medium for the (forwarding) transmission of vibrations, that is, it transports and, if necessary applied to another medium such as floor layers.
  • the vibration or the corresponding frequency band can change over time both with regard to the amplitude of individual vibrations and the band as such. Changes are also possible with regard to the times at which the respective vibration is radiated in. This can be done both continuously and discontinuously, in the latter case the time periods between the individual pulses can be varied.
  • the above-mentioned measures can be determined by the person skilled in the art through routine tests within the scope of his skills.
  • the term “during the advance of the drilling” is to be understood as meaning the state or time at which the drilling head or drill bit has made contact with the first layer to be drilled. This means, for example, that with the contacting of he ⁇ most, if necessary, superficial, has started to be drilled layer of propulsion.
  • this also means that the inventive method is applied when the Bohrvortrieb expressed as distance traveled per time, stopped or even the Drilling device, in particular the drill pipe is withdrawn, and then, as described in the invention, said information can be obtained
  • the method according to the invention for producing bores there are further advantages over the methods according to the prior art, which allow an optimization of the production of bores.
  • An essential aspect of the optimization of the drilling is based on the knowledge of the geological conditions actually present on the drilling tool, as are determined in the method according to the invention.
  • the composition and / or geological structure of the drilled and / or to be drilled layer influences the above-mentioned parameters and thus the success of the drilling project significantly and it is essential and means a great advance in drilling technology, the actual and to know immediately upcoming soil conditions and to adapt the above-mentioned parameters, and possibly other ones, to the respective requirements.
  • the adjustment not necessarily limited to the drilling parameters, but can consist in changing the drilling route if the layers become dangerous for the drilling technology or the drilling itself due to, for example, lack of stability, as can be the case with gravel and stones. This aspect of changing the course of the drilling route is particularly relevant in the case of controlled (horizontal) drilling techniques.
  • the term “use for designing the drilling process” is also to be understood here to mean that the information is used to select and / or determine the optimum drilling parameters, including the course of the drilling route, in the respective situation or the respective state of the drilling process, and the drilling process is dependent Furthermore, this means that, starting from a point in time in the course of the method and thus the drilling process, the next step takes place under drilling conditions, ie parameters which depend on, or at least are influenced by, the said information, this also including Possibility includes that the drilling parameters are not changed, for example if the composition and / or geological structure of the drilled and / or to be drilled layer (s) has not changed between the current and the previous time observation space.
  • a major advantage of the method according to the invention lies in the fact that the information relating to the Soil composition and / or geological structure for decisions based on it is available quickly, possibly "on line”. However, this information does not necessarily have to be evaluated "on line”. If a pilot drilling is carried out, it is possible to obtain the corresponding data during the drilling process, but to evaluate it only after the pilot drilling has been completed and to determine the drilling parameters based on the pilot drilling for the further drilling process.
  • the method according to the invention for producing a borehole is also advantageous insofar as it minimizes risk during the execution of the borehole, since layers that are critical for the borehole process, such as coarse gravel, can be recognized by a typical noise and the borehole is thus redirected or Tarbro ⁇ can be chen before the drill string is tight.
  • This aspect of the invention is also based on the knowledge that such specific layers, which typically carry raw materials, have characteristic noises and vibration behavior, cause characteristic vibrations in the soil layers surrounding them or on the drill pipe or cause characteristic noises when drilling or, as described above, specific " are able to provide active information which is then used according to the invention. These characteristic vibrations or noises can be caused both by the friction and by the release process.
  • the invention allows information regarding the condition of the drilling device to be obtained.
  • Such noises can then be present, for example, in the form of cracking noises and provide information about overuse or fatigue of the drill pipe or even tearing thereof.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of the method according to the invention for obtaining geological information
  • FIG. 2 shows a drill string introduced into the borehole, which contains the device according to the invention for obtaining geological information
  • Fig. 3 is a schematic diagram of the structure of the device according to the invention shown in Fig. 2.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of the method according to the invention for obtaining geological information.
  • said method according to the invention can be part of further processes, in the illustrated case in a method according to the invention for creating a bore.
  • the drilling technique shown is a controlled horizontal drilling technique.
  • This controllable, horizontal drilling technique allows cables or pipes to be laid under obstacles such as rivers, canals or roads. Starting from one side of the obstacle, a hole is drilled, which is guided ("banana-shaped") under the obstacle to the other side and has its exit point there.
  • the representation summarizes the different temporal states of the method to illustrate it.
  • a drilling route 1 typical of this drilling technique is driven up by a drilling device 2 set up above ground with the aid of the drill string 3 and the drill bit 4.
  • the device according to the invention for obtaining geological information 5, which in the present example also serves as a device for controlling the hole, in hole 13.
  • FIG. 2 shows the drill string 3 consisting of the drill string 12 and the drill bit 4, which is introduced into the borehole 13 and, in addition to the so-called steering tool 14, also contains the device 5 according to the invention.
  • the for the transmission of the measuring signals of the steering tool already existing in the drill pipe cable line 15 is used for data transmission by the device 5 according to the invention, which is connected to it via a switch 16. So much space remains between the drill pipe 12 that the drilling fluid 17 necessary for the drilling process can pass.
  • the device 5 installed in the underground drill string 3 (not shown) consists of a sensor 20 for recording the noises and vibrations arising as a result of friction between the drilling device and the ground surrounding it, an amplifier 21, and the components RAM 23 and interface 24. The measured signals processed there are then sent over the cable line 15 to the surface.
  • the signals are fed to a second interface 25.
  • the relevant drilling measurements such as pump pressure and feed force, arriving in parallel from the drilling device 27 in a further interface 26, they are fed to an expert system 28 in a computer, where they are evaluated and evaluated and the necessary changes to the drilling technology parameters are proposed or carried out, which is reflected in the latter aspect the fact again that, in the example described here, the device for obtaining geological information is used as the device for controlling the well.
  • Device for obtaining geological information ⁇ Above-ground part of the device for obtaining geological information fine-grained layer coarse-grained layer middle-grain layer, 10, 11 frequency band 2 drill rods 3 borehole 4 steering tool 5 cable line 6 switch 7 drilling fluid 0 sensor 1 amplifier 2 component ⁇ P 3 PAM 4, 25,, 26 interface 7 drilling rig 8 expert system

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von geologischer Information, bei dem Information während des Vortriebs der Bohrung gewonnen wird. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Gewinnung geologischer Information, bei dem Information dadurch gewonnen wird, daß die Bohrvorrichtung in der Bohrung zurückgezogen wird. Die Information liegt insbesondere in Form von akustischer Information, d.h. Geräuschen und Schwingungen vor, und kann der Zusammensetzung und/oder der geologischen Struktur der durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht(en) zugeordnet werden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von geologischer
Information
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von geologischer Information und eine Vorrichtung hierzu, einschließlich Verwendungen derselben, insbesondere für Verfahren zur Erstellung von Bohrungen und Identifizieren von Bodenschichten.
Bei der Durchführung von Bohrungen besteht ein elementarer Zusammenhang zwischen Bohrfortschritt und Geologie des durchbohrten Bodens oder Substrats. Der wirtschaftliche Erfolg einer Bohrung hängt nicht zuletzt von der präzisen und zutreffenden Vorabbeschreibung eben der geologischen Verhältnisse ab. Dies gilt generell für jedes Bohrvorhaben, sei es nun zum Verlegen von (Rohr- ) Leitungen, zum Erschließen von untertägig lagernden Rohstoffen oder zum Erstellen einer Bohrtrasse. Entsprechend wird in der Technik versucht, diese Information durch eine Reihe von Maßnahmen bereitzustellen. Dies erfolgt zum einen durch vereinzelte Kernbohrungen. Dabei ist es diesem Verfahren jedoch immanent, daß nicht der gesamte Verlauf einer Bohrung adäquat damit zu analysieren ist. Entsprechend sind während des eigentlichen Bohrvorganges besonders bei unregelmäßigem Schichtenverlauf zum Teil dra- stische Änderungen der Bohrparameter erforderlich. Derartige Änderungen sind jedoch mit erheblichen Kosten und Aufwand verbunden. Darüber hinaus kann sich im Verlauf der Niederbringung der Bohrung zeigen, daß die Bohrtrasse hätte geändert werden müssen bzw. geändert werden muß.
Eine Alternative im Stand der Technik stellen geophysikalische Untersuchungen dar, die jedoch ebenso wie die oben beschriebenen vereinzelten Kernbohrungen einen zeit- und damit kostenintensiven weiteren Schritt im Gesamtbohrpro¬ jekt darstellen und ebenfalls nicht sicherstellen können, daß die Geologie mit einer hinreichenden Genauigkeit vorabbeschrieben wird.
Beide Verfahren stoßen insbesondere dann an ihre Grenzen, wenn das zu durchbohrende Substrat einen ungleichmäßigen oder stark variierenden Aufbau aufweist, wie dies beispielsweise bei Aufschüttungen, wie Deponien oder dergleichen, der Fall ist, und ganz besonders dann, wenn es sich um vergleichsweise kleine Bohrprojekte handelt. Welτ tere Einschränkungen ergeben sich, wenn die Bohrtrasse in oder unter stark besiedeltem oder intensiv genutztem Gebiet, wie beispielsweise Städten oder Straßen, verlaufen soll.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zuverlässiges Verfahren zum Gewinnen von geologischer Information bereitzustellen, das mit einem geringen arbeitstechnischen Aufwand betrieben werden kann. Eine weitere Aufgabe besteht darin, daß das besagte Verfahren ei- ne zuverlässige Bestimmung der lokalen und kleinräu igen Bodenschichtenabfolge erlauben soll.
Der vorliegenden Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, die bekannten Verfahren zum Erstellen von Bohrungen weiter zu entwickeln und diese schneller unter optimaler Gestaltung des Verlaufes der Bohrtrasse zu realisieren. Weiterhin soll das Verfahren ermöglichen, in Abhängigkeit von der Zusammensetzung und der geologischen Struktur der durchbohrten bzw. zu durchbohrenden Schicht (en) die Bohrparameter optimal zu wählen.
Schließlich soll die Erfindung ein Verfahren zum Identifizieren von Bodenschichten, insbesondere solchen mit einer vorab definierten Zusammensetzung, liefern.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer hierzu geeigneten Vorrichtung.
E findungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Gewinnung von geologischer Information, bei dem während des Vortriebs einer Bohrung Information gewonnen wird.
Die Aufgabe wird des weiteren dadurch gelöst, daß Information dadurch gewonnen wird, daß die Bohrvorrichtung in der Bohrung zurückgezogen wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe auch gelöst durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Gewinnung von geologischer Information zum Erstellen von Bohrungen, bei welchem während des Vortriebes der Bohrung und/oder des Zurückziehens des Bohrgestänges in der Bohrung Information hinsichtlich der Zusammensetzung und/oder geologischen Struktur der durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en) gewonnen wird und diese zur Gestaltung des Bohrvorganges verwendet wird.
Schließlich wird die Aufgabe gelöst durch Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens für ein Verfahren zum Identifizieren von Bodenschichten, bei dem während einer Bohrung Information hinsichtlich der Zusammensetzung und/oder geologischen Struktur der durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en) gewonnen wird und diese Information zum Bestimmen von Bodenschichten verwendet wird.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Bodenschicht/ enthalten die Bodenschichten Rohstoffe.
«
Weiterhin wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Gewinnung geologischer Information gelöst, die mindestens eine Einrichtung zur Aufnahme von Information hinsichtlich der Zusammensetzung und/oder geologischen Struktur der durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en), die während einer Bohrung gewonnen wird, und eine Einrichtung zur Wiedergabe der besagten Information umfaßt. Schließlich wird die Aufgabe noch durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in den erfindungsgemäßen Verfahren und Vorrichtungen gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßem Verfahren, bei dem die Information dadurch gewonnen wird, daß die Bohrvorrichtung in der Bohrvorrichtung zurückgezogen wird, kann vorgesehen sein, daß die Meßvorrichtung mit der Bohrvorrichtung zurückgezogen wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren kann vorgesehen sein, daß die während des Vortriebs einer Bohrung und/oder beim Zurückziehen der Bohrvorrichtung gewonnene Information der Zusammensetzung und/oder der geologischen Struktur der durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en) zugeordnet wird.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, daß der Bohrkopf mit einer gegenüber dem eigentlichen Bohrvorgang verringerten Leistung betrieben wird.
Schließlich schlägt die Erfindung auch vor, daß bei den erfindungsgemäßen Verfahren die Bohrspülung gegenüber dem eigentlichen Bohrvorgang mit verringerter Leistung betrieben wird.
Dabei kann besonders bevorzugt sein, wenn die Leistung des Bohrkopfes und/oder der Bohrspülung Null ist. In einer bevorzugen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Identifizieren von Bodenschichten kann vorgesehen sein, daß die (Boden-) Schicht (en) Rohstoffe enthält/enthalten.
In einer bevorzugten Ausführungsform, der erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich bei der Information um akustische Information.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren ist die Information zusätzlich im Schwingungsverhalten der Bohrvorrichtung enthalten und/oder stellt das Schwingungsverhalten der Bohrvorrichtung die Information dar.
Des weiteren kann vorgesehen sein, daß die erfindungsgemäßen Verfahren weiterhin mindestens einen der Schritte umfassen, die darin bestehen, daß die Information von einem Detektor aufgenommen wird, die Information von einer Informationsverarbeitungseinrichtung verarbeitet wird, ein Signal erzeugt wird, das Rückschlüsse hinsichtlich der Zusammensetzung und/oder der geologischen Struktur der durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en) zuläßt .
Des weiteren kann vorgesehen sein, daß die für das Erstellen der Bohrung relevanten Parameter auf der Grundlage des Signals für die durchbohrte (n) und/oder zu durchbohrenden Schicht (en) eingestellt werden. Schließlich kann bei den erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, daß mindestens der Detektor in der Bohrvorrichtung angeordnet ist und sich im Bohrloch befindet.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß während des Vortriebs der Bohrung der Bohrvorrichtung und/oder dem Boden und/oder der/den durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en) zusätzlich ein Signal in Form eines Schwingungsverhaltens aufgeprägt wird und /oder ein akustisches Signal in das Bohrloch eingebracht wird, und das besagte Signal infolge der Zusammensetzung und/oder der geologischen Struktur der durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en) modifiziert wird und das solchermaßen modifizierte Signal eine besagte Information darstellt.
In einer alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß während des Zurückziehens der Bohrvorrichtung dieser und/oder dem Boden und/oder der/den durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en) zusätzlich ein Si gnal in Form eines Schwingungsverhaltens aufgeprägt wird und/oder ein akustisches Signal in das Bohrloch eingebracht wird, und das besagte Signal infolge der Zusammensetzung und/oder der geologischen Struktur der durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en) modifiziert wird und das solchermaßen modifizierte Signal eine besagte Information darstellt. Weiterhin kann die besagte Information zur Gestaltung des Bohrvorganges und/oder zum Identifizieren von Bodenschichten verwendet werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß sie weiterhin eine Einrichtung umfaßt, die der Bohrvorrichtung und/oder dem Boden und/oder der/den durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en) ein Signal in Form eines Schwingungsverhaltens aufprägt und/oder ein akustisches Signal in das Bohrloch einbringt, das infolge der Zusammensetzung und/oder geologischen Struktur der durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en) modifiziert wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung weiterhin eine Informationsverarbeitungseinrichtung, die die aufgenommene Information und/oder das modifizierte Signal verarbeitet und ein verarbeitetes Signal liefert.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, daß die Vorrichtung weiterhin eine Einrichtung umfaßt, die die Information und/oder das modifizierte Signal und/oder das verarbeitete Signal als Eingangssignal für ein Steuerelement verwendet, dessen Ausgangssignal der Einstellung der für das Erstellen der Bohrung relevanten Parameter mit Blick auf die Zusammensetzung und/oder die geologische Struktur der durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en) dient . Weiterhin ist bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, daß die aufzunehmende Information und/oder das modifizierte Signal eine akustische Information und/oder das Schwingungsverhalten der Bohrvorrichtung und/oder des Bodens und/oder der durcbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en) ist und/oder im Schwingungsverhalten der Bohrvorrichtung und/oder des Bodens und/oder der durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en) enthalten ist.
Schließlich kann vorgesehen sein, daß die Vorrichtung und insbesondere die Einrichtung zur Aufnahme von Information (Detektor oder Meßeinrichtung) und/oder von modifiziertem Signal in der Bohrvorrichtung angeordnet ist.
Im folgenden sollen unter dem Begriff „Vortrieb einer Bohrung" all jene Schritte umfaßt sein, die bei der Durchführung einer Bohrung, d.h. bei der Erstellung eines Bohrlochs, im weitesten Sinne anfallen. Insbesondere soll der Begriff nicht darauf beschränkt sein, daß er ausschließlich das Vorantreiben des Bohrlochtiefsten umfaßt. Vielmehr sollen unter dem Begriff auch die dem Fachmann vertrauten Maßnahmen umfassen, insbesondere das Zurückziehen der Bohrvorrichtung. Dabei ist das Zurückziehen sowohl nur um eine bestimmte Strecke, bspw. um das Bohrgestänge zu verlängern, als auch um die gesamte Länge, d.h. das vollständige Entfernen des Bohrgestänge, möglich. Im folgenden werden unter dem Begriff „Verfahren zum Erstellen einer Bohrung" alle dem Fachmann bekannten Formen zum Erstellen von Bohrungen und Bohrtechniken verstanden. Diese schließen, u.a., Horizontal- und Vertikalbohrungen, gesteuerte und nicht gesteuerte Bohrungen, einaxiale und koaxiale Bohrungen, Pilotbohrungen sowie Kombinationen hiervon ein.
Unter dem Begriff „zu durchbohrende Schicht (en)" sollen hierin auch jene (Boden-) Schichten verstanden werden, die letztendlich nicht durchbohrt wurden. Er umfaßt somit Boden oder Substrat ganz allgemein.
Des weiteren sollen unter dem Begriff „Boden" hierin auch jene Böden verstanden werden, die nicht direkt zugänglich sind, wie Böden unter einer Wasseroberfläche, so z.B. unterseeische Böden, Böden im Bereich des Kontinentalschelfs, Böden der Tiefsee und andere.
Unter dem Begriff „akustische Information" sollen hierin^ u.a., Geräusche und Schwingungen verstanden werden.
Unter dem Begriff „geologische Information" soll hierin, u.a., insbesondere die Zusammensetzung und/oder geologische Struktur der durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en), sowie des die Bohrung umgebenen Materials verstanden. Der Begriff beinhaltet auch Schichtenabfolge, chemische Zusammensetzung, letzteres im Makro- und Mikro- maßstab, und damit auch, inwieweit eine Bodenschicht bestimmte Rohstoffe führt. Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß im Bohrloch durch die Interaktion zwischen der Bohrvorrichtung, insbesondere dem Bohrwerkzeug und dem Bohrgestänge, einerseits und der diese umgebenden (Boden- ) Schicht (en) andererseits, in Abhängigkeit von deren Zusammensetzung und/oder geologischen Struktur, typischweise bedingt durch Reibung, charakteristische Schwingungen und/oder Geräusche beobachtet werden können. Hinsichtlich des Frequenzbereiches und der Lautstärke der Schwingungen und Geräusche gelten keinerlei Beschränkungen, sofern sie, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme von geeigneten Einrichtungen, detektiert werden können.
Eine derartige Interaktion kann dabei sowohl beim Vortrieb der Bohrung im engeren Sinne, d.h. durch Vertiefung des Bohrlochtiefsten, erfolgen, wobei effektiv vom Bohrstrang noch nicht durchtäufter Boden durchtäuft wird, als auch beim Zurückziehen der Bohrvorrichtung und insbesondere des Bohrgestänges und/oder des Bohrwerkzeuges wie bspw. des Bohrkopfes, erfolgen. Im letzteren Fall ist es innerhalb der Erfindung, daß das Bohrgestänge nur um eine kleine Wegstrecke zurückgezogen wird. Dies kann bspw. dadurch erfolgen, daß eine Bohrlänge abgebohrt wurde und nun das Bohrgestänge verlängert werden muß, bspw. durch Anbau einer weiteren Bohrstange. Eine Alternative besteht darin, daß das Bohrgestänge oder ein Teil davon aus dem Bohrloch vollständig entfernt wird. Auch hier kann durch direkte Wechselwirkung zwischen dem Bohrgestänge und dem - durch die Bohrung durchtäuften - Boden eine Interaktion erfolgen.
Grundsätzlich ist auch eine indirekte Wechselwirkung möglich, wobei die Interaktion zwischen einem Teil des Bohrgestänges mit einem wiederum in direktem Kontakt mit dem durchtäuften Boden befindlichen anderen Teil des Bohrgestänges erfolgt.
Es ist auch grundsätzlich möglich, daß die beim Vortrieb des Bohrlochtiefsten erhaltene Information mit derjenigen kombiniert wird, wenn das Bohrgestänge, wie vorstehend beschrieben, zurückgezogen wird. Dies ist insoweit von Vorteil, als daß dann ein Abgleich der Datensätze erfolgen kann.
Unter Zurückziehen soll hierin insbesondere das relative Entfernen aus dem Bohrlochtiefsten verstanden werden. Dabei kann das Zurückziehen auch eine Rotation um die Achse des Bohrgestänges enthalten.
Wird das Bohrgestänge zurückgezogen, kann die Bohrleistung des Bohrgestänges, genauer die Leistung insbesondere des Bohrkopfes gegenüber dem normalen, auf Vertiefen des Bohrloches gerichteten Bohrbetrieb verringert bzw. Null werden. Dies hat den Vorteil, daß der Geräusch- und Schwingungshintergrund verringert wird, mit der Folge, daß die durch Interaktion zwischen Bohrgestänge und durchtäuftem Boden erhaltene Information in Form von Schwingungen und Geräuschen leichter analysiert und den jeweiligen geologischen Verhältnissen zugeordnet werden kann bzw. die, durch die Interaktion erhaltene geologische Information deutlicher und eindeutiger ist .
Die gleichen Vorteile ergeben sich auch für den Fall, daß beim Zurückziehen des Bohrgestänges die Bohrspülung mit gegenüber dem normalen auf Vertiefen des Bohrloches gerichteten Bohrbetrieb verringert bzw. Null ist.
Grundsätzlich ist es möglich, daß die Meßvorrichtungen, die die als Schwingung oder Geräusch vorliegende Information aufnimmt und einen entsprechenden Detektor aufweist, zusammen mit dem Bohrgestänge zurückgezogen wird. Diese Vorgehensweise ist mit besonderen Vorteilen verbunden, da somit unmittelbar die durch Interaktion zwischen dem Boden und der Bohrvorrichtung erzeugten Geräusche und Schwingungen unmittelbar aufgenommen werden können.
Es ist jedoch auch im Umfang der vorliegenden Erfindung, daß die Bohrvorrichtung unabhängig von der Meßeinrichtung zurückgezogen wird. Dabei kann sich die Meßvorichtung relativ zu einem Punkt der Bohrvorrichtung vor oder hinter diesem befinden.
Die vorbeschriebenen Schwingungen können unter anderem auch solche der Luftsäule, der Bohrvorrichtung und/oder des Bodens im weitesten Sinne, einschließlich der durchbohrten und zu durchbohrenden Schicht (en), wie hierin verstanden, sowie Kombinationen derselben sein. Insbesondere soll unter akustischer Information auch der Frequenzbereich über den durch das menschliche Ohr hinaus detektierbaren Bereich umfassen, also auch den Ultra- und Infraschallbereich.
Die Schwingungen werden typischerweise in einem Frequenzband betrachtet werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Gewinnung von geologischer Information oder zur Bestimmung der Zusammensetzung von Bodenschichten und deren geologischer Struktur werden die Nachteile der im Stand der Technik bekannten Verfahren hierzu überwunden. Des weiteren erlaubt das Verfahren hochspezifische und umfassende Information zu den jeweiligen Bodenverhältnissen zu liefern, wobei besonders die Schnelligkeit der Verfügbarkeit der Daten vorteilhaft ist. Einmal verfügbar, sind diese geologischen Informationen für eine Vielzahl von Anwendungen in vorteilhafter Weise einsetzbar oder verwendbar. Entsprechend läßt sich dieses erfindungsgemäße Verfahren als Teilschritt in eine Vielzahl anderer Verfahren integrieren, so zum Beispiel bei Verfahren zum Erstellen von Bohrungen oder solchen zum Identifizieren von Bodenschichten.
Die Bestimmung der geologischen Information der (Boden-) Schichten auf der Basis der bei dem Vortrieb der Bohrung und/oder Zurückziehen der Bohrvorrichtung in der Bohrung, d.h. im Bohrloch, in Form der Geräusche und der Schwingungen gewonnen bzw. detektierten Information kann vorge- nommen werden durch Vergleich der im Rahmen einer anderen Bohrung beobachteten Geräusche bzw. Schwingungen, wobei das Profil und die Zusammensetzung der im Rahmen der besagten früheren Bohrung durchtäuften Bodenschichten bekannt war oder ermittelt wurde . Als frühere Bohrung können auch vorhergehend durchbohrte Bodenprofile ein und derselben Bohrung verstanden werden. Neben dieser Möglichkeit der Kalibrierung der Information, die der Gewinnung der geologischen Information zugrunde liegt, kann diese auch noch dadurch erfolgen, daß ein entsprechendes Schwingungsprofil an einem Modellbodenprofil ermittelt wird und ggf. daraus Extrapolationen vorgenommen werden. Schließlich können auch theoretische Betrachtungen beispielsweise auf der Grundlage der Materialeigenschaften der Bohrvorrichtung sowie jener von verschiedenen Bodenschichten hierzu herangezogen werden. Diese und weitere Möglichkeiten sind dem Fachmann bekannt oder können im Rahmen seiner Kenntnisse entsprechend entwickelt werden.
Mit den erfindungsgemäßen Verfahren ist somit die erfor- , derliche Information „on-line" verfügbar und die entsprechenden Maßnahmen können schnell und ohne den Bohrfortschritt zu beeinträchtigen vorgenommen werden.
Hinsichtlich der die Information bzw. gleichbedeutend damit das modifizierte Signal aufnehmenden Einrichtung kann diese allgemein als ein für den jeweiligen Frequenzbereich geeigneter Detektor sein, wobei hierin auch unter Detektor eine Einrichtung zur Aufnahme von Information verstanden wird. Die Auswahlkriterien sind dem Fachmann bekannt. Weiterhin kann dieser Detektor mit geeigneten Filtern ausgestattet sein, die der Erhöhung der Auflösung sowie der Unterdrückung störender Information dienen können. Dabei sind neben passiven auch aktive Filter möglich.
Informationsverarbeitungseinrichtungen sind ebenfalls im Stand der Technik bekannt. Diese können aus geeigneten Schaltungen bspw. in Form eines Mikroprozessors oder auch komplexerer Systeme wie einem Computer bzw. Computerprogramm bestehen.
Das nach der Verarbeitung erhaltene Signal, hierin auch als verarbeitetes Signal bezeichnet, kann dann in geeigneter Weise weiterverarbeitet, gespeichert, dargestellt oder analysiert werden. Hinsichtlich der Darstellung sollen hierin alle möglichen Formen der Darstellung von Information verstanden werden, d.h. auch optische, akustische Darstellung oder Speichern/Aufzeichnung in Form elektrischer Impulse oder mittels eines geeigneten Medi-, ums wie Datenträgern. Dies gilt nicht nur für das verarbeitete Signal, sondern auch für das modifizierte und andere Signale, einschließlich der Information betreffend die Zusammensetzung und/oder geologische Struktur der durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en).
Unter Wiedergabe von Information soll hierin nicht nur deren Darstellung, sondern auch deren Weiterleitung in weitesten Sinne, d.h. auch deren Weiterleitung an weitere Einrichtungen bzw. Elemente einer Einrichtung oder Vorrichtung verstanden werden.
Unter Bohrvorrichtung soll hierin die gesamte zur Niederbringung einer Bohrung oder Durchführung einer Bohrung verwendete Gerätschaft verstanden werden, insbesondere das Bohrwerkzeug und das Bohrgestänge, unabhängig von der gewählten Bohrtechnik, wie oben spezifiziert. Für die Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren ist dabei besonders das Bohrwerkzeug und das Bohrgestänge im engeren Sinne von Interesse, da am Entstehungsort der Geräusche und Schwingungen infolge Kontakt zwischen Bohrwerkzeug und durchbohrter Schicht das Schwingungs- oder Wellenspektrum die unverfälschte und größte Informationsdichte aufweist . Jedoch können auch die nur am Bohrgestänge entstehenden Geräusche und Schwingungen signifikant sein, um ihnen bestimmte geologische Verhältnisse zuordnen zu können.
Mit zunehmendem Abstand vom Entstehungsort der Schwingung wird die Informationsdichte geringer und infolgedessen eine Aussage über die Charakteristiken des durchbohrten Bodens unter Umständen schwieriger. Umgekehrt kann jedoch infolge eben dieses Verlustes eine Analyse leichter bzw. erst möglich werden, da sich das Hintergrundrauschen der Information ebenfalls verringert.
Ein Detektor, oder auch weitergehende Teile einer entsprechenden Vorrichtung, wie beispielsweise der hierin ebenfalls offenbarten, bzw. die ganz Vorrichtung kann, typischerweise in einer Meßvorrichtung enthalten, bevorzugt möglichst nahe dem Bohrkopf angebracht sein. Die dort angebrachte (n) Vorrichtung oder Einrichtung (en) muß/müssen darüber hinaus selbsterklärend so gebaut werden, daß ein störungsfreier Betrieb der Bohrvorrichtung nach wie vor gegeben ist, bspw. daß für die Bohrströmung nach wie vor genug Raum freigelassen wird, daß die elektrischen Einrichtungen nicht negativ interagieren, so z.B. das sogenannte Steering Tool beim gesteuerten Horizontalbohren nicht beeinträchtigt wird u.dgl.
Die für die Bohrung relevanten Parameter wurden bereits ausgeführt. Es ist in diesem Zusammenhang erwähnenswert, daß die Information, direkt oder indirekt, d.h. als solche oder als modifiziertes oder verarbeitetes Signal, am Steuerstand auflaufen kann und dort gegebenenfalls dem Bedienungspersonal die optimalen Betriebsparameter mitteilt. Letztere Variante wird besonders dann zum Tragen kommen, wenn ein Expertensystem die Analyse der Information bzw. Signale vornimmt und die optimierte Parameterkombination bzw. unter Berücksichtigung der anliegenden Parameter geeignete Änderungen vorschlägt. In einem weiteren Schritt ist denkbar, daß der Bohrvorgang bzw. die Bohrung, einmal begonnen, weitestgehend automatisiert abläuft und die aufgenommene Information betreffend die Zusammensetzung und/oder die geologische Struktur der durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en) vom Expertensystem unmittelbar umgesetzt wird und die optimierten Parameter angelegt werden. Dabei ist denkbar, daß, insbesondere bei gesteuerten Horizontaltechniken, das System auch eine Änderung des Bohrtrassenverlauf"s unter Berücksichtigung örtlicher Gegebenheiten vorschlägt oder diese selbständig vornimmt.
Wie oben ausgeführt, kann vorgesehen sein, daß neben der durch den eigentlichen Bohrvorgang infolge Reibung zwischen Bohrvorrichtung und durchtäuftem Boden erzeugten Information, die im folgenden als passive Information bezeichnet wird, zusätzlich auch „aktive" Information erhalten werden kann. Unter „aktiver Information" soll hierin diejenige Information verstanden werden, die erhalten wird, wenn während des Vortriebs der Bohrung und/oder des Zurückziehens der Bohrvorrichtung im vorstehend beschriebenen Sinne in der Bohrung der Bohrvorrichtung, und insbesondere dem Bohrgestänge und/oder dem Bohrkopf ein Schwingungsverhalten aufgeprägt wird und/oder ein akustisches Signal in das Bohrloch eingebracht wird und dieses Schwingungsverhalten oder akustische Signal bedingt durch die Zusammensetzung und/oder geologische Struktur der durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en) verändert wird. Diese dann vorliegende bzw. detektierbare Information wird hierin als „aktive" Information oder auch als modifiziertes Signal bezeichnet .
Im übrigen soll unter dem Begriff „in das Bohrloch eingebracht" hierin verstanden werden, daß das Signal an einer beliebigen Stelle des Bohrloches in dieses in einer beliebigen Richtung eingebracht wird. Bevorzugt wird das Signal jedoch direktional eingebracht und dabei auf das Ende des Bohrlochs bzw. der Bohrung gerichtet sein. Noch bevorzugter wird es auf den Übergangsbereich zwischen Bohrkopf und noch nicht durchbohrter Schicht oder auf die noch nicht durchbohrte Schicht gerichtet sein bzw. dieser direkt appliziert werden.
Die Schwingungsquelle kann bevorzugt an dem Ende der Bohrvorrichtung angebracht sein, das in das Bohrloch eingebracht wird, bzw. sich in diesem befinden. In Abhängigkeit von der applizierten Schwingung, bspw. deren Frequenz, ist es jedoch auch möglich, daß die Schwingungsquelle an einer anderen Stelle angebracht ist oder sich an einer anderen Stelle im Bohrloch befindet als an der Grenzfläche zwischen Bohrloch und Substrat/ (Boden- ) Schicht oder direkt an der (Boden-) Schicht bzw. der noch nicht durchbohrten Schicht (en).
Grundsätzlich ist es möglich, daß die zusätzlich in das System bestehend aus Bohrloch, Bohrvorrichtung und das Bohrloch umgebenden Boden eingebrachten aktive Information mit der passiven Information in Wechselwirkung tritt. Dabei kann es neben einer Filterung der Information auch zu einer Verstärkung der eigentlichen, d.h. Aufschluß über die durchbohrte (n) und/oder zu durchbohrende (n) Schicht (en) vermittelnden Information kommen.
Bei den erfindungsgemäßen Verfahren kann die unmittelbar am Bohrkopf bzw. Bohrmeißel anliegende geologische Struktur bzw. die Zusammensetzung der momentan durchbohrten Schicht bestimmt werden und im Falle des erfindungsgemä- ßen Verfahrens zum Erstellen von Bohrungen in die optimale Gestaltung der Bohrparameter im weitesten Sinne einfließen sowie im Falle des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Identifizieren von Bodenschichten dazu genutzt werden, um festzustellen, ob eine bestimmte Bodenschicht vorliegt, die bspw. bestimmte Rohstoffe enthält. Darüber hinaus können aber auch noch in unterschiedlichem Umfang, in Abhängigkeit von der gewählten Bohrvorrichtung, einschließlich des Detektionssystems oder der Informationsverarbeitungseinrichtung, sowie der jeweiligen geologischen Verhältnisse, Aussagen über die mittelbar voraus liegenden und als nächstes zu durchbohrenden Schichten bzw. der benachbarten Bodenschichten allgemein gemacht werden. Ohne im folgenden darauf festgelegt werden zu wollen, erscheint es momentan so, daß ein Teil der passiven Information, insbesondere die akustische Information, maßgeblich durch die Reibung zwischen der momentan anliegenden Bodenschicht und der Bohrvorrichtung, sowie auch ein Teil der Schwingungen des Bohrgestänges, bedingt wird. Auf das Schwingungsverhalten des Bohrgestänges wirkt sich jedoch vermutlich auch der voraus liegende Bodenkörper bzw. der umgebende Bodenkörper insgesamt aus, so daß insbesondere durch einen Vergleich des beobachteten SchwingungsVerhaltens basierend auf dem Schwingungsverhalten beim bisherigen Durchteufen und dem aktuellen Schwingungsverhalten unmittelbar bevorstehende Änderungen in der Zusammensetzung und/oder Struktur der voraus liegenden Bodenschicht erkannt und noch bevor diese Schicht tatsächlich angebohrt wird, geeignete Maßnahmen ergriffen werden können, was eine weitergehende Optimierung der erfindungsgemäßen Verfahren erlaubt.
Die letztgenannte Vorgehensweise wird durch das Einbringen weiterer Schwingungen in Form des eingestrahlten Signals oder des dem Bohrgestänge und/oder dem Boden und/oder der/den durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en) aufgeprägten SchwingungsVerhaltens noch unterstützt bzw. kann unter Umständen diese erst ermöglichen. Dabei ist speziell die aktive Information unter Umständen geeignet noch weitergehende Information zu liefern, da durch Auswahl eines geeigneten Frequenzbandes eine Steigerung der Selektivität möglich ist. So wird beispielsweise möglich, die Zusammensetzung der Bohrflüssigkeit direkt am Bohrlochende zu untersuchen und Rückschlüsse zu ziehen, die für die Bewertung anderer, bereits erhaltener, typischer Weise passiver, Informationen weiter herangezogen werden können. Des weiteren wird es dadurch möglich, weitergehende, u.a. weiter voraus liegende Bodenschichten darzustellen, ggf. durch bereits bekannte entsprechende geophysikalische Untersuchungsmethoden ergänzt .
Unter Schwingungsverhalten soll hierin nicht nur das makroskopische Schwingungsverhalten, bspw. in Form von Vibrationen verstanden werden, sondern auch, daß, bspw. das Bohrgestänge oder der Bodenkörper, für die (Weiter- ) Leitung von Schwingungen als Medium dient, diese also transportiert und ggf. an ein anderes Medium wie bspw. Bodenschichten appliziert. Hinsichtlich der in das System zusätzlich eingebrachten Schwingungen ist zu bemerken, daß sich die Schwingung bzw. das entsprechende Frequenzband über die Zeit sowohl hinsichtlich der Amplitude einzelner Schwingungen als auch des Bandes als solches ändern kann. Änderungen sind ebenfalls möglich hinsichtlich der Zeitpunkte, in denen die jeweilige Schwingung eingestrahlt wird. Dies kann sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich erfolgen, wobei im letzten Fall die zwischen den einzelnen Pulsen liegenden Zeitspannen variiert werden können. Die vorgenannten Maßnahmen können durch den Fachmann im Rahmen seiner Fertigkeiten durch Routineversuche bestimmt werden.
Unter der Bezeichnung „während des Vortriebs der Bohrung" soll in Ergänzung zum vorstehend Gesagten hierin jener Zustand bzw. auch Zeitpunkt verstanden werden, da bzw. von dem an der Bohrkopf oder Bohrmeißel Kontakt aufgenommen hat mit der ersten zu durchbohrenden Schicht . Dies bedeutet beispielsweise, daß mit dem Kontaktieren der er¬ sten, ggf. oberflächlich gelegenen, zu durchbohrenden Schicht, der Vortrieb begonnen hat. Insbesondere bedeutet dies auch, daß das erfindungsgemäße Verfahren angewandt wird, wenn der Bohrvortrieb, ausgedrückt als zurückgelegte Wegstrecke pro Zeit, gestoppt oder sogar die Bohrvorrichtung, insbesondere das Bohrgestänge zurückgezogen wird. Auch dann kann, wie in der Erfindung beschrieben, die besagte Information gewonnen werden Hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erstellen von Bohrungen ergeben sich gegenüber den Verfahren nach dem Stand der Technik weitere Vorteile, die eine Optimierung der Erstellung von Bohrungen erlauben. Ein wesentlicher Aspekt der Optimierung der Bohrung beruht auf der Kenntnis der am Bohrwerkzeug tatsächlich anliegenden geologischen Verhältnisse, wie diese in den erfindungsgemäßen Verfahren ermittelt werden.
Bei einer gegebenen Zusammensetzung einer zu durchbohrenden Schicht ist es für den Fachmann im Rahmen seiner Fähigkeiten, die geeigneten Bohrparameter auszuwählen und damit den eigentlichen Bohrvorgang optimal bzgl. Bohrfortschritt, Materialaufwand und -verschleiß, Energieaufwand und der gleichen zu gestalten. Die wichtigsten Bohrparameter sind Vorschubkraft, Vorschubgeschwindigkeit, Drehmoment, Pumpendruck und Pumpenvolumenstrom. Außerdem ermöglicht eine detaillierte Information über den anstehenden Boden auch die geeignete Auswahl der Bohrwerkzeuge, des Bohrgestänges sowie des Bohrgeräts.
Wie bereits ausgeführt, beeinflußt die Zusammensetzung und /oder geologische Struktur der durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en) die oben genannten Parameter und damit den Erfolg des Bohrvorhabens ganz wesentlich und es ist essentiell und bedeutet einen großen Fortschritt in der Bohrtechnik, die tatsächlichen und unmittelbar anstehenden Bodenverhältnisse zu kennen und die oben genannten Parameter, und ggf. weitere, den jeweiligen Erfordernissen anzupassen. Dabei ist die Anpassung nicht notwendigerweise auf die Bohrparameter beschränkt, sondern kann in der Änderung der Bohrtrasse bestehen, wenn die Schichten für die Bohrtechnik oder die Bohrung selbst infolge beispielsweise mangelnder Stabilität, gefährlich werden, wie dies bei Kies und Steinen der Fall sein kann. Ganz besonders relevant ist dieser Aspekt der Änderung des Verlaufs der Bohrtrasse bei gesteuerten (Horizontal-) Bohrtechniken .
Unter der Bezeichnung „Verwendung zur Gestaltung des Bohrvorganges" soll hierin auch verstanden werden, daß die Information zur Auswahl und/oder Bestimmung der in der jeweiligen Situation oder dem jeweiligen Stand des Bohrvorganges optimalen Bohrparameter, einschließlich des Bohrtrassenverlaufs, herangezogen wird und der Bohrvorgang in Abhängigkeit davon erfolgt. Des weiteren beinhaltet diese, daß ausgehend von einem Zeitpunkt im Verlauf des Verfahrens und damit des Bohrvorganges, der nächste Schritt unter bohrtechnischen Bedingungen, d.h. Parametern erfolgt, die von der besagten Information abhängen, zumindest aber davon beeinflußt werden, wobei dies auch die Möglichkeit umfaßt, daß keine Änderung der Bohrparameter erfolgt, bspw. dann, wenn sich die Zusammensetzung und/oder geologische Struktur der durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en) zwischen dem gegenwärtigen und dem vorangehenden zeitlichen Betrachtungsraum nicht verändert hat .
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Verfahren liegt darin begründet, daß die Information betreffend die Zusammensetzung und/oder geologische Struktur des Bodens für darauf basierende Entscheidungen schnell, ggf. „on line" verfügbar ist. Dennoch müssen diese Informationen nicht notwendigerweise „on line" ausgewertet werden. Im Falle der Durchführung einer Pilotbohrung ist es möglich, die entsprechenden Daten zwar während des Bohrvorganges zu gewinnen, diese jedoch erst nach Abschluß der Pilotbohrung auszuwerten und die auf der Pilotbohrung aufbauenden Bohrparameter für den weiteren Bohrprozeß auf deren Basis festzulegen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erstellung einer Bohrung ist auch insoweit von Vorteil, als daß damit eine Risikominimierung während der Bohrungsdurchführung möglich ist, da für den Bohrprozess kritische Schichten, wie bspw. grobe Kiese, an einem typischen Geräusch erkannt werden können und die Bohrung so umgelenkt oder abgebro¬ chen werden kann, bevor der Bohrstrang fest wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bestimmen von B07 denschichten steht besonders deren Identifizierung hinsichtlich vorgegebener Merkmale im Vordergrund. Dabei kommt es wesentlich darauf an, daß eine anvisierte Bodenschicht, die bspw. durch gesteuert Horizontalbohrtechnik erschlossen werden soll, frühzeitig als solche erkannt wird. Dies beinhaltet auch solche Bodenschichten, von denen ein Gefährdungspotential ausgeht. Besonders relevant ist jedoch die erindungsgemäße Identifizierung von roh- stofführenden Bodenschichten. Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Bohrvorgang unmittelbar abgebrochen oder in eine andere Richtung geleitet werden, wenn die rohstofführende Schicht von einer anderen Schicht abgelöst wird. Die sich daraus ergebenden Vorteile hinsichtlich des Zeitgewinns, der Reinheit des erbohrten Rohstoffmaterials und verringerten Abnutzung des Bohrwerkzeuges sind offensichtlich.
Auch diesem Aspekt der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß derartige spezifische, typischer Weise Rohstoffe führende Schichten charakteristischeGeräusche und Schwingungsverhalten aufweisen, in den sie umgebenden Bodenschichten oder am Bohrgestänge charakteristische Schwingungen verursachen oder beim Anbohren charakteristische Geräusche verursachen bzw. , wie oben beschrieben, spezifische „aktive" Information zu liefern in der Lage sind, die dann erfindungsgemäß verwendet wird. Diese cha- rakteritische Schwingungen oder Geräusche können sowohl durch die Reibung als auch durch den Lösevorgang verursacht werden.
Schließlich erlaubt die Erfindung noch in einem anderen Aspekt, Informationen betreffend den Zustand der Bohrvorrichtung zu erhalten. Derartige Geräusche können dann bspw. in Form von Knackgeräuschen vorliegen und Aufschluß geben über eine Überbeanspruchung oder Ermüdung des Bohrgestänges bis hin zum Reißen desselben infolgedessen.
Die Erfindung soll anhand der folgenden Zeichnungen weiter erläutert werden, aus denen sich weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben. Es zeigt :
Fig. 1 eine Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Gewinnung von geologischer Information;
Fig. 2 einen im Bohrloch eingebrachten Bohrstrang, der die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Gewinnung von geologischer Information enthält; und
Fig. 3 eine Prinzipskizze des Aufbaus der in Fig. 2 gezeigten erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Figur 1 zeigt eine Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Gewinnung geologischer Information. Gleichzeitig wird daraus ersichtlich, daß das besagte erfindungsgemäße Verfahren Teil in weitergehenden Verfahren sein kann, im dargestellten Fall in einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erstellen einer Bohrung.
Bei der dargestellten Bohrtechnik handelt es sich um eine gesteuerte Horizontalbohrtechnik. Diese steuerbare, waagrechte Bohrtechnik erlaubt das Verlegen von z.B. Kabeln oder Rohrleitungen unter Hindernissen wie bspw. Flüssen, Kanälen oder Straßen. Dabei wird ausgehend von einer Seite des Hindernis eine Bohrung niedergebracht, die kontrolliert („bananenförmig") unter dem Hindernis zur anderen Seite geführt wird und dort ihren Austrittspunkt hat . In der Darstellung sind die verschiedenen zeitlichen Zustände des Verfahrens zu dessen Veranschaulichung zusammengefaßt. Dabei wird eine für diese Bohrtechnk typische Bohrtrasse 1, die von einem übertägig aufgestellten Bohrgerät 2 mit Hilfe des Bohrstranges 3 und dem Bohrmeißel 4 aufgefahren. Unmittelbar hinter dem Bohrmeißel 4 befindet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Gewinnung geologischer Information 5, die im vorliegenden Beispiel auch als Vorrichtung zur Steuerung der Bohrung dient, in Bohrloch 13. Während des Vortriebes der Bohrung, d.h. während des Bohrprozesses, werden unterschiedliche Bodenschichten durchfahren, z.B. feinkörnige Lagen 6, grobkörnige Lagen 7 oder mittelgkörnige Lagen 8. All diese Schichten erzeugen am Bohrstrang typische Schwingungen bzw. Geräusche, die hierin als passive Information bezeichnet sind. Diese werden von der erfindungsgemäßen Vorrichtung 5 zur Gewinnung geologischer Information, die gleichzeitig der Steuerung der Bohrung dient, aufgenommen und nach übertage geleitet. Dort werden sie bspw. anhand der den Schichten 6,7 und 8 entsprechenden Frequenzbändern 9, 10, und 11 dargestellt. Es versteht sich von selbst, daß die entsprechenden Frequenzbänder bereits beim unmittelbaren Durchbohren der Schichten anfallen und als solche „on-line" am Leitstand zur Verfügung stehen können.
Fig. 2 zeigt den aus dem Bohrgestänge 12 und dem Bohrmeißel 4 bestehenden Bohrstrang 3, der in das Bohrloch 13 eingebracht ist und neben dem sogenannten Steering Tool 14 auch die erfindungsgemäße Vorrichtung 5 enthält. Die für die Übertragung der Meßsignale des Steering Tools bereits im Bohrgestänge vorhandene Kabelleitung 15 wird zur Datenübermittlung durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 5 genutzt, die daran über eine Weiche 16 verbunden ist. Dabei verbleibt zwischen dem Bohrgestänge 12 soviel Platz, daß die für den Bohrprozess notwendige Bohrspülung 17 passieren kann.
Aus der in Fig. 3 dargestellten Prinzipskizze kann der Aufbau und die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Gewinnung geologischer Information bzw. zur Steuerung einer Bohrung entnommen werden. Die im untertä- gig befindlichen Bohrstrang 3 (nicht dargestellt) eingebaute Vorrichtung 5 besteht im vorliegenden Falle aus einem Sensor 20 zur Aufnahme der in Folge Reibung zwischen Bohrvorrichtung und dem sie umgebenden Boden entstehenden Geräusche und Schwingungen, einem Verstärker 21, sowie den Bauteilen RAM 23 und Interface 24. Die dort bearbeiteten Meßsignale werden dann über die Kabelleitung 15 nach übertage gesendet.
Im übertägigen Teil 5 " der Vorrichtung 5 werden die Signale einem zweiten Interface 25 zugeführt. Zusammen mit den parallel von Bohrgerät 27 in einem weiteren Interface 26 einlaufenden relevanten bohrtechnischen Meßwerten wie Pumpendruck und Vorschubkraft werden sie in einem Computer einem Expertensystem 28 zugeführt und dort ausgewertet und dargestellt sowie die ggf. erforderlichen Änderungen der bohrtechnisehen Parameter vorgeschlagen bzw. vorgenommen. In dem letztgenannten Aspekt spiegelt sich die Tatsache wieder, daß in dem hier beschriebenen Beispiel die Vorrichtung zur Gewinnung geologischer Information als Vorrichtung zur Steuerung der Bohrung verwendet wird.
Die in der vorstehenden Beschreibung einschließlich der Zeichnungen sowie den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
Bezugszeichenliste
Bohrtrasse
Bohrgerät
Bohrstrang
Bohrmeißel
Vorrichtung zur Gewinnung von geologischer Information ^ Ubertägiger Teil der Vorrichtung zur Gewin nung von geologischer Information feinkörnige Lage grobkörnige Lage mittelkörnige Lage , 10, 11 Frequenzband 2 Bohrgestönge 3 Bohrloch 4 Steering Tool 5 Kabelleitung 6 Weiche 7 Bohrspülung 0 Sensor 1 Verstärker 2 Bauteil μP 3 PAM 4, 25, ,26 Interface 7 Bohrgerät 8 Expertensystem

Claims

Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von geologischerInformationPatentansprüche
1. Verfahren zur Gewinnung von geologischer Information, dadurch gekennzeichnet, daß während des Vortriebs einer Bohrung Information gewonnen wird.
2. Verfahren zur Gewinnung von geologischer Information, dadurch gekennzeichnet, daß Information dadurch gewonnen wird, daß die Bohrvorrichtung in der Bohrung zurückgezogen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung mit der Bohrvorrichtung zurückgezogen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die während des Vortriebs einer Bohrung und/oder beim Zurückziehen der Bohrvorrichtung gewonnene Information der Zusammensetzung und/oder der geologischen Struktur der durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en) zugeordnet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung der Bohrspülung bei der Aufnahme der Information beim Zurückziehen der Bohrvorrichtung verringert, und insbesondere Null ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Information um akustische Information handelt .
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Information zusätzlich im Schwingungsverhalten der Bohrvorrichtung enthalten ist und /oder das Schwingungsverhalten der Bohrvorrichtung die Information darstellt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin mindestens einen der Schritte umfaßt, die darin bestehen, daß die Information von einem Detektor aufgenommen wird, die Information von einer Informationsverarbeitungseinrichtung verarbeitet wird ein Signal erzeugt wird, das Rückschlüsse hinsichtlich der Zusammensetzung und/oder der geologischen Struktur der durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en) zuläßt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die für das Erstellen der Bohrung relevanten Parameter auf der Grundlage des Signals für die durchbohrte (n) und/oder zu durchbohrende Schicht (en) eingestellt werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der Detektor in der Bohrvorrichtung angeordnet ist .
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich mindestens der Detektor im Bohrloch befindet.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß während des Vortriebs der Bohrung der Bohrvorrichtung und/oder dem Boden und/oder der/den durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en) ein Signal in Form eines Schwingungsverhalten aufgeprägt wird und/oder ein akustisches Signal in das Bohrloch eingebracht wird, und das besagte Signal infolge der Zusammensetzung und/oder geologischen Struktur der durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en) modifiziert wird und das solchermaßen modifizierte Signal eine besagte Information darstellt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß während des Zurückziehens der Bohrvorrichtung dieser und/oder dem Boden und/oder der/den durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en) ein Signal in Form eines Schwingungsverhalten aufgeprägt wird und/oder ein akustisches Signal in das Bohrloch eingebracht wird, und das besagte Signal infolge der Zusammensetzung und/oder geologischen Struktur der durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en) modifiziert wird und das solchermaßen modifizierte Signal eine besagte Information darstellt.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Information zur Gestaltung des Bohrvorganges und/oder zum Identifizieren bestimmter (Boden-) Schichten verwendet wird.
15. Verwendung eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zum Erstellen von Bohrungen, dadurch gekennzeichnet, daß während des Vortriebes der Bohrung und/oder des Zurückziehend des Bohrgestänges in der Bohrung Information hinsichtlich der Zusammensetzung und/oder der geologischen Struktur der durchbohrten und/oder der zu durchbohrenden Schicht (en) gewonnen wird und diese zur Gestaltung des Bohrvorganges verwendet wird.
16. Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zum Identifizieren von Bodenschichten, dadurch gekennzeichnet, daß während des Vortriebes einer Bohrung und/oder des Zurückziehens des Bohrgestänges in der Bohrung Information hinsichtlich der Zusammensetzung und/oder der geologischen Struktur der durchbohrten und/oder der zu durchbohrenden Schicht (en) gewonnen wird und diese Information zum Identifizieren von Bodenschichten verwendet wird.
17. Verwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die (Boden-) Schicht (en) Rohstoffe enthält/ enthalten.
18. Vorrichtung zur Gewinnung geologischer Information, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens umfaßt:
eine Einrichtung zur Aufnahme von Information hinsichtlich der Zusammensetzung und/oder geologischen Struktur der durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en), die während einer Bohrung gewonnen wird, und eine Einrichtung zur Wiedergabe der besagten Information.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin eine Einrichtung umfaßt, die der Bohrvorrichtung und/oder dem Boden und/oder der/den durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en) ein Signal in Form eines SchwingungsVerhaltens aufprägt und/oder ein akustisches Signal in das Bohrloch einbringt, das infolge der Zusammensetzung und/oder geologischen Struktur der durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en) modifiziert wird.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin eine Informationsverar- beitungseinrichtung umfaßt, die die aufgenommene Information und/oder, das modifizierte Signal verarbeitet und ein verarbeitetes Signal liefert.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin eine Einrichtung umfaßt, die die Information und/oder das modifizierte und/oder verarbeitete Signal als Eingangssignal verwendet für ein Steuerelement, dessen Ausgangssignal der Einstellung der für das Erstellen der Bohrung relevanten Parameter mit Blick auf die Zusammensetzung und/oder geologische Struktur der durchbohrten und/oder zu durchbohrenden Schicht (en) dient .
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die aufzunehmende Information und/oder das modifizierte Signal eine akustische Information und/oder das Schwingungsverhalten der Bohrvorrichtung ist .
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung, und insbesondere die Einrichtung zur Aufnahme von Information oder modifiziertem Signal in der Bohrvorrichtung angeordnet ist.
24. Verwendung der Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in den Verfahren und Verwendungen nach einem der vorangehenden Ansprüche .
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