WO2015120837A1 - Vorrichtung zur räumlichen begrenzung der abgabe von stoffen und energie aus in kanälen eingebrachten quellen - Google Patents

Vorrichtung zur räumlichen begrenzung der abgabe von stoffen und energie aus in kanälen eingebrachten quellen Download PDF

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WO2015120837A1
WO2015120837A1 PCT/DE2015/000081 DE2015000081W WO2015120837A1 WO 2015120837 A1 WO2015120837 A1 WO 2015120837A1 DE 2015000081 W DE2015000081 W DE 2015000081W WO 2015120837 A1 WO2015120837 A1 WO 2015120837A1
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channel
demarcation
wall
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elements
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PCT/DE2015/000081
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Frederick Rose
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Wintershall Holding GmbH
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    • 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
    • E21B23/00—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
    • E21B23/06—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells for setting packers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12—Packers; Plugs
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/02—Subsoil filtering
    • E21B43/10—Setting of casings, screens, liners or the like in wells

Definitions

  • the invention relates to a device for the spatial limitation of the release of substances and energy from sources introduced in channels.
  • a material and / or heat source into a channel, in particular in a pipe system or pipe system, sometimes the target position, the substance source and / or the energy source, preferably a heat source beckon and / or radiate a limited section of a channel or to limit the local material circulation process.
  • the document DE 10 2011 105 055 A1 relates to a method for extinguishing a fire in a rock layer or earth layer or in a bed, in particular in a coal seam or a coal bed, by supplying an inerting fluid into or onto the fire zone via an in the layer or bedding introduced pipe.
  • the fluid is directed under pressure out of the line in the direction of the fire zone pressed.
  • This is a closed device, in which by the arrangement of the two outer sealing boundary elements (packer) a closed area is created in which is stifled by the injected fluid, the fire.
  • the packers should seal the boundary area to extinguish the fire.
  • the document EP 1 554459 B1 relates to an external packer for a pipe string in a borehole, the packer being arranged so that it leads seamlessly over at least one pipe.
  • the packer consists of a continuous inner packer ring and a separate and continuous outer packer ring which is located in the working position outside the inner packer ring and encloses it pressure-tight, the mating surface between the packer rings of at least one of the packer rings having at least one axially extending one , Through-line slot is provided, wherein a slot encloses a pressure-tight line in the working position.
  • the inner packer ring is formed as a separate packer unit.
  • US Pat. No. 7,093,674 B2 relates to a booklet container and a device and a method for checking and monitoring the connection of the tester.
  • the drilling and Auswerhjrigssystem comprises a drill pipe with a mneren part and a Tienöchbohref at the lower end. This includes openings for the liquid in contact therewith between the inner part of the tie-rod and an untapped bon chacnt.
  • a packer on the deep hole drill is operated to sealingly seal a gravy.
  • a pinch meter, inserted in the deep hole pot, is used to seal the drill.
  • the packer and the test instrument vessel are operated together to isolate the underground area.
  • the apparatus comprises monitoring means inserted in the drill and to monitor the parameters of the peat truncate keft from the terrestrial Bereret. If the subterranean area is isolated, the well liquid is introduced into the inner telescope of the drill into the lower holes of the downhole drill, and the fish is received and tested by the monitoring device without moving the downhole drill of the well.
  • the packer and associated components e.g., P Stahlfrnessgeää-Ventii
  • P Häfrnessgeää-Ventii only function to ensure complete tightness in terms of pressure, VVärme-, energy and mass flow.
  • the document US 8 78612 B2 relates to a zone isolation device which comprises at least one hole-free packer arrangement for alternative path ballast, as well as a method for the disposal of the shaft.
  • the zone ionization device includes a base tube and filter means.
  • Each packer assembly has at least two mechanically adjusted packer elements.
  • At least one swellable packer element is arranged between the at least two mechanically set packer elements.
  • the swellable packer element is actuated over time in the presence of a liquid such as water or oil.
  • the zone isolation device also includes an alternative flow channel for passing mud from an upper area to lower areas by means of a gravel pack.
  • US 2007 10 012 436 A1 relates to a cable duct device in a swellable packer of the type in which the packer is adapted to a ply to seal the annular space in which the swellable packer is with at least one opening.
  • the channel is designed for a cable.
  • the packer and its associated components have the function of ensuring complete tightness with regard to pressure, heat, energy and mass flow.
  • the document US 2008/0 149 351 A1 relates to a piling system for underground use, which comprehensively comprises an elastomer element, wherein the eggastomer element is swellable or inflatable.
  • a temporary enclosure encloses the elastomeric element, the temporary enclosure comprising a degradable material.
  • a method for providing a swellable packer comprising performing a packer assembly in a wellbore at a predetermined location, the packer system comprising the swellable packer or an inflatable packer.
  • the temporary enclosure comprises an inflatable material. Degradation of the degradable material of the temporary wrapper of the swellable packer is performed.
  • the swellable packer and the associated components have the function of ensuring a complete tightness with regard to pressure, heat, energy and mass flow. Under free-flow conditions, a certain amount of the substance or energy in the longitudinal direction of the channel system or the media carrier is given, which then no longer for introduction of a predetermined amount of substance (concentration) and / or (heat) energy in a limited area of the channel system or perpendicular to the channel axis is available.
  • Areas of application of the device according to the invention can be:
  • Duct systems in particular piping and piping systems, in which there are editors for single and multiphase fluids in which limited mass transfer and (heat) energy exchange is desired or required in areas and at times.
  • Areas of application can be:
  • the conventional sealing devices have the following disadvantages:
  • the channel system sections provided for the sealing devices and the sealing element delimiting the circulation (mass transport and energy transport) can not structurally resist or counteract the pressure rise, temperature rise and the increase in the flow rate in the limited volume of oil.
  • individual phases can separate in a multiphase fluid system.
  • a pressure, temperature and circulation exchange in such conventional devices is often regulated by sophisticated valve systems.
  • the invention has for its object to provide a device for the spatial limitation of the delivery of substances and energy from sources introduced in channels, which is designed so suitable that the device is simple and practicable and the circulation of a substance and or the predetermined energy in the direction Although the Kanaiachse not completely prevented, but noticeably limited.
  • a limited sealing of a channel region only under certain conditions pressure p, temperature T, concentration c should be desirable and appear necessary and subsequently be a free passage er aulich.
  • the device for the spatial limitation of the release of substances and energy from sources introduced in channels
  • demarcation element and the source are held sequentially arranged in a predetermined order and spatially one within the channel predetermined limit range for the determination of substance delivery and / or loss of energy
  • the device at least one of the substance delivery and / or the energy emission measuring sensor and at least one connected to the sensor control and / or KontroHeinhe are assigned, with which a controlled circulation of the state variables: pressure p, temperature T, concentration c on such sizes such as diameter / dimensions, the distance of the border of the demarcation element and the distance of the queue to the wall of the channel, the distance of the source to the demarcation element and / or a changed roughness of the channel is feasible
  • the demarcation element may be directed at a fixed angle with respect to the channel axis to the wall of the channel.
  • the demarcation element may be directed transversely in relation to the channel axis to the wall of the channel.
  • a second demarcation element positioned after the first demarcation element and directed towards the wall of the channel
  • first delineation element the introduced source and the second delimitation element successively arranged on the suspension device are held and fill within the channel spatially predetermined bounding area for the determination voh Stoffabgäbe and öder Energyäbgabe,
  • the device is associated with at least one sensor which dispenses the substance delivery and / or the energy output and / or at least one control and / or control unit connected to the sensor, with which a controlled circulation of the state variables: pressure p, temperature T, concentrate c via such sizes / parameters as diameter / dimensions, the distance of the edge of the demarcation elements to the wall of the channel and the distance of the source to the wall of the channel, the distance of the source to the respective demarcation element and / or a changed roughness of the channel is feasible, and
  • At least in one of the two demarcation elements at least one eiementrand workede passage opening and / or at least one controllable closable passage to achieve certain conditions or state variables: pressure p, temperature T, concentration c are present in the spatial boundary area.
  • the fürgangsöff having demarcation elements can rest on the wall sealingly.
  • the marginal dimensions of the demarcation elements can be designed such that between each edge of the demarcation elements and the wall of the channel there is an at least partially peripheral through opening.
  • the first demarcation element may have at least one element-side, annular passage opening directed to the wall of the channel.
  • the second demarcation element may have at least one element edge-side, ri G-shaped passage opening directed to the wall of the channel.
  • the first demarcation element may be a first disk or a first flexible opening device or a first disk with an easily controllable flap or a first disk with a valve arrangement.
  • the second delimitation element downstream of the source may be a second disk or a second flexible opening device or a second disk with an easily controllable flap or a second disk with a valve arrangement.
  • the demarcation elements can be combined as needed and given circulation and implemented in a device.
  • the suspension device may be formed as a connection cable or a connection cable or a connection strands for connecting the first delimitation element, at least one intermediate source and the second delimitation element.
  • the suspension device also includes fastening elements which are connected to the connecting strands and which are each connected to the delimitation elements.
  • the intermediate source may be connected to the connecting strands of the suspension device via other fastening elements.
  • the diameter or dimensions of the device may be slightly less than the diameter or dimensions of the channel perpendicular to the channel axis, with a measurable limited mass transfer and / or measurable limited heat / energy transport from the confined boundary of the channel to adjacent ones Channels is realized
  • At least one sensor may be in communication with the control and / or control unit via a sensor line or wirelessly.
  • the device can, adapted to the dimensions dt of the examined. Channels, transversely directed to the channel axis have a cross-section whose dimensions are either polygonal or round.
  • At least one of the delineation elements may have a significantly small diameter d 2 or significantly smaller dimensions before and during the introduction into the channel, if the device is located in the region of the channel, and smaller than the dimensions dt of the relevant channel cross section with ⁇ , ⁇ ⁇ di, wherein the diameter d 2 / the dimensions of the demarcation elements between the states of complete sealing to the wall and open passage opening can be adjusted
  • At least one of the demarcation elements may have closable perforations.
  • the introduced source may be provided with a substance which dissolves upon appropriate action of the substance, pressure change or temperature change.
  • the delimitation elements can have at least one substance which is brittle after the action of associated state variables pressure p, temperature T, volume V, velocity w and / or concentration c to be measured, or which dissolves physically or chemically.
  • the demarcation elements can also be used in different combinations, i. it can e.g. a first disc with an element-edge through-opening and a second flexible umbrella-like Aufklapp worn or vice versa combined as needed in a device.
  • the passage openings can each be a gap adapted to the channel cross section.
  • the eggEnderrandsertigen fürgangsöffhungen are annular.
  • the channel-adapted diameter d 2 , d 3 or the channel-sized dimensions of the device according to the invention may be substantially a little smaller than the diameter di of the channel or the dimensions of the channel perpendicular to the channel axis, with a measurable spatially limited mass transfer and / or measurable limited heat transfer / Energy transport is realized by the spatially delimited boundary region of the channel in adjacent channels.
  • a device can be realized, for the source of which a reactive material material is selected, after acting on the corresponding state variables Pressure p, temperature T, volume V, velocity w and / or concentrate c is brittle or dissolves physically or chemically. Not only the source, but also the demarcation elements can dissolve after completion of the circulation measurement or can be resolved, so that finally only the remaining parts need to be removed from the channel.
  • the source may consist of a housing and a reactive material therein.
  • the device On a connecting rope / connecting cable or on connecting strands, the device is positioned in the manner of the channel cross section (disc in a circular cross sectional area, for example) in the respective channel section (e.g., lowered in vertical channel sections).
  • a channel system can be set such that, for example, no coherent gas phase forms in the channel region.
  • the channels in question can be designed as polygonal or round, for example, as shafts round or even deviating in cross-section, as their associated cavities and as pipe systems and thus from the cross section.
  • the device can thus also be designed such that, when introduced into the corresponding channel region, the delimitation elements of the device have a significantly smaller diameter or smaller dimensions than in the "operating state" but are nevertheless smaller than the dimensions of the relevant channel cross section.
  • the device according to the invention is the introduction and installation of a spatially rigid or flexible Zirkuiationsbegrenzungs- arrangement within a channel system that keep the mass transport and / or energy transport in a corresponding channel area or channel section largely closed and depending on the application limit or complicate accordingly ,
  • a "cooking pot cover F (disk), an" umbrella “(delimiting elements and source that is smaller during insertion than in the desired channel region) or a” flap system 3 " (parts of the delimitation elements) partially or continuously controllable to the channel axis) are spoken.
  • the advantages of the invention over the prior art are that it is possible with minimal design effort to reduce or restrict substance transport and / or energy transport of single- or multi-phase fluids in duct systems in a tangible and correspondingly application-related manner.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a device according to the invention for the spatial limitation of the release of substances and energy from an introduced into a channel source in the form of a disk mechanism "KochtopfdeckeT with a control and or control unit and a sensor
  • Fig. 2 is a schematic Representation of a second device according to the invention in the form of an umbrella mechanism "umbrella” and a schematic representation of a delimitation element of a third device according to the invention in the form of a flap mechanism "flap system" and
  • FIG 4 shows a schematic illustration of a demarcation element of a fourth device according to the invention, wherein the demarcation element is provided with an edge-side passage opening or is sealed at the edge (dashed line)
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device 1 for the spatial limitation of the delivery of substances and / or energy from at least one source 8 introduced into a channel 2, the device 1 at least equaling
  • first demarcation element 3 with an optionally first element-edge-side annular through-opening 4 which is directed towards the wall 5 of the channel 2,
  • a second demarcation element 6 which is located downstream of the first demarcation element 3 and has an optionally second e-edge edge-side annular passage opening 7 which is designed to be directed transversely to the wall 5 of the duct 2,
  • the source 8 being arranged between the first delineation element 3 and the second delimitation element 6, and
  • first demarcation element 3, the source 8 and the second demarcation element 6 are mounted successively on the suspension device 9 and fill a boundary region 10 spatially predetermined within the channel 2 for the determination of limiting substance delivery and / or energy labeling,
  • the apparatus 1 is assigned at least one sensor 16 which measures the substance delivery and / or the energy output and / or at least one control and / or control unit 17 which can be operated from the outside and is connected to the sensor 16, with which a controlled circulation of the state variables: Pressure p, temperature T, concentration c on such parameters parameters such as diameter / dimensions, the distance of the edge of the demarcation elements 3, 6 to the wall 5 of the channel 2, the distance of the introduced source 8 to the wall 5 of the channel 2, the distance of the source 8 to demarcation element (s) 3 and 6 and / or altered roughness of channel 2 is feasible, and
  • At least one of the delineation elements 3, 6 has at least one ele- ment-side through-opening and / or at least one controllable closable passage to achieve certain conditions / parameters or state variables: pressure p, temperature T, concentration c in the spatial boundary region 10 are present.
  • pressure p pressure
  • temperature T temperature
  • concentration c concentration in the spatial boundary region 10 are present.
  • the demarcation elements 3, 6 may be directed at a fixed angle with respect to the channel axis 15 to the wall 5 of the channel 2.
  • the demarcation elements 3, 6 can generally, as shown in FIGS. 1 to 3, be directed transversely with respect to the channel axis 15 to the wall 5 of the channel 2.
  • the sensor (s) 16 may communicate with the control and / or control unit 17 via at least one sensor line 16 or cable or also wirelessly (via radio, sound or the like). At least one of the sensors 16 may be mounted in the limiting area 10 on the suspension device 9. It can also be introduced several sources 8 different substance and different energy or different energy states.
  • FIG. 2 is a schematic representation of a second device 1 according to the invention with the two flexible screen-like demarcation elements 3, 32; 6, 62 shown in the form of an umbrella mechanism "umbrella”.
  • Fig. 3 is a schematic representation of a demarcation element 3, 33; 6, 63 of a third device according to the invention 1 in the form of a damper mechanism "flap system 0 shown the states C and D of the flap 13 may thereby be vo controlled from outside the duct 2 preferably by the illustrated in Fig. 1 control and / or control unit 17 ,
  • the first upper demarcation element 3, 33 at least one flap 3, so also a plurality of flaps 13 may be included, while in the second lower demarcation element 6, 63 optionally a flap 13 is introduced.
  • Fig. 4 is a schematic Darstellun a demarcation element 3, 34; 6, 64 of a fourth device 1 according to the invention with a valve arrangement 12, 14 are shown.
  • the valve assembly 12, 14 can also be controlled from outside the duct 2 by means of the control and / or control unit 17.
  • the dashed lines show a further possible variant of the boundary wall 5 of the channel 2 sealed demarcation elements 3, 34 and 6, 64th
  • a first disk 31 or a first flexible opening device 32, as shown in FIG. 2, or a first disk 33 with an easily controllable flap 11, as in FIG. 3 is shown, or a first disc 34 with a Ventilanord- 12 tion, as shown in Fig. 4, divide.
  • the second of the source 8 downstream referred to as the lower demarcation element 6, a second disc 61, as shown in Fig. 1, or a second flexible Aufkiapp prepared 62, as shown in Fig. 2, or a second disc 63 with a 3, as shown in FIG. 3, or a second disk 64 with a valve assembly 14, as shown in FIG. 4.
  • the various demarcation elements 3, 6 can completely seal the cross-section of the channel 2 at the edge and, as required, have the egg-edged through-openings 4, 7.
  • the through-openings 4, 7 can in each case represent an annular gap in FIGS. 1, 2, 3 and 4 in the case of a channel 2 which is circular in cross-section in the form of a hollow cylindrical section.
  • the suspension device 9 can, as shown in FIG. 1, be used as a connecting cable or a connecting cable or as connecting strands 23 for the purpose of Binding of the first demarcation element 3, the intermediate source 8 and the second demarcation element 6 to be formed.
  • the suspension device 9 also includes fastening elements 19 and 20 which are connected to the connecting strands 23 and which are each connected to the delimitation elements 3 and 6.
  • the intermediate source 8 may be connected via other fastening elements 21 and 22 to the connecting strands 23 of the suspension device 9.
  • the diameter tfc, or cross-sectional dimensions of the device 1 may be substantially smaller than the diameter di or cross-sectional dimensions of the channel 2, directed perpendicular to the can axis 15, with a limited mass transport measurable by at least one sensor 16 and / or measurable limited heat transport / energy transport is realized by the spatially delimited boundary region 10 of the channel 2 in adjacent channels.
  • the measurement of the above-mentioned state variables for determining the mass and / or energy output via the aforementioned sensors 16 and by means of the control and monitoring unit 17 can be performed.
  • the sensor or the sensors 16 may be individual sensors for pressure measurement, for temperature measurement, for capacitance measurement, for subsidence measurement and / or roughness measurement.
  • the forwarded measured values of the measured quantities are evaluated in the control and / or control unit 17 and, for a controlled circulation of the state variables: pressure p, temperature T, concentration c over such variables as diameter / dimensions, the distance of the edge of the delineation elements 3 6 used to the wall 5 of the channel 2 or the changed roughness of the channel 2 Mach the introduction of at least one demarcation element 3 and / or 6 in the channel 2 and the respective assignment of the previously introduced or subsequently introduced source 8 together with at least one sensor 16 is the Source 8 operated so that they contain the substance or contained Substances and / or the contained energy releases.
  • the altered state variables achieved in the delivery of the substance and / or in the delivery of the energy can be measured by the sensor 16.
  • the measured values of the state variables are supplied to the control and / or control unit 17 for evaluation.
  • the source 8 for the substances therein and / or for the energy stored therein may be a container which may preferably be opened by an igniter and its cable or remote controlled explosion or otherwise triggered reaction.
  • the ignition can be carried out via electromagnetic components.
  • the signal for the ignition can be triggered independently by the control and or control unit 17 or manually via an operable by an operator located outside of the channel 2 switching device.
  • the ignition takes place when the predetermined state variables and the parameters, such as diameter / dimensions, the distance of the edge of the demarcation elements 3, 6, the distance of the introduced source 8 to the wall 5 of the channel 2, the distance of the source 8 to the Demarcation / s 3 and 6 and / or the roughness of the wall 5 of the channel 2 in particular in the spatial boundary area 10 in function and storage units of the control and / or control unit 17 are set and registered.
  • the predetermined state variables and the parameters such as diameter / dimensions, the distance of the edge of the demarcation elements 3, 6, the distance of the introduced source 8 to the wall 5 of the channel 2, the distance of the source 8 to the Demarcation / s 3 and 6 and / or the roughness of the wall 5 of the channel 2 in particular in the spatial boundary area 10 in function and storage units of the control and / or control unit 17 are set and registered.
  • the device 1 shown in FIGS. 1 and 2 adapted to the dimensions di of the channel 2 to be examined, may have a cross-section transverse to the channel axis 15, the cross-section of which may be polygonal or round.
  • At least one of the demarcation elements 3, 6 can in the pre-state prior to introduction into the channel 2 have a significantly small diameter deut or clearly lower dimensions, eg polygonal cross-section than in the operating state, when the device 1 in the spatial region 10 of the channel 2 is smaller than the dimensions di of the respective channel cross section with ⁇ , d 3 ⁇ di, the diameter (fc between the edge of the Demarcation element 3, 6 and the wall 5 of the channel 2 can be made adjustable.
  • the following states A and B of the flexible umbrella-like demarcation elements 32, 62 apply: the state A of the demarcation elements 32, 62 is shown as the collapsed state of the umbrella-like elements (32A, 62A) Insertion in the channel 2 shown.
  • the state B of the demarcation elements 32, 62 is shown as an unfolded, wahi- sealing state of the umbrella-like elements 32, 62 (32 B, 62 B), respectively showing the demarcation elements 32, 62 in the operating state (function).
  • the following states C and D of the demarcation elements 33 (upper demarcation element), 63 (lower demarcation element) are indicated:
  • the state C 13C
  • the built-in door 13 of the demarcation element 33, 63 is closed.
  • state D 13D
  • the built-in door 13 of the demarcation member 33, 63 is opened.
  • the intermediate source 8 may be filled with a substance, e.g. be provided with a reactive material, which dissolves with appropriate material action, pressure change or temperature change.
  • At least one of the demarcation elements 3, 6 may have a plurality of closable perforations (not shown) only or in addition to the passage openings.
  • At least one closable passage controllable by the control and / or control unit 17 may be present in the spaced demarcation elements 3, 6 in order to achieve specific conditions or state variables: pressure p, temperature T, concentration c.
  • the two spaced demarcation elements 3, 6 may also comprise a substance which becomes brittle after being subjected to at least one of the associated state variables pressure p, temperature T, volume V, velocity w and / or concentration c to be measured or physically or chemically dissolves.
  • the device 1 includes the device 1 at least
  • demarcation element 3 or 6 which is directed towards the wall 5 of the channel 2,
  • At least one source 8 for substance delivery and / or for energy delivery wherein the introduced source 8 is arranged above or below the demarcation element 3 or 6,
  • demarcation element 3 or 6 and the source 8 are held one after the other arranged in a predetermined order and fill out a boundary area 10 spatially predetermined within the channel 2 for the determination of substance delivery and / or energy release,
  • the device 1 at least one the substance delivery and / or energy output measuring sensor 16 and at least one connected to the sensor 16, are externally operable control and / or control unit 17 associated with which a controlled circulation of the state variables: pressure p, Temperature T, concentration c over such variables as diameter / dimensions, the distance of the edge of the demarcation element 3 or 6 to the wall 5 of the channel 2 and the distance of the source 8 to the wall 5 of the Ka nais 2, the distance of Queiie 8 to the demarcation element 3 or 6 and / or a changed roughness of the channel 2 is feasible.
  • state variables pressure p, Temperature T, concentration c over such variables as diameter / dimensions, the distance of the edge of the demarcation element 3 or 6 to the wall 5 of the channel 2 and the distance of the source 8 to the wall 5 of the Ka nais 2, the distance of Queiie 8 to the demarcation element 3 or 6 and / or a changed roughness of the channel 2 is feasible.
  • the demarcation element 3 or 6 may be directed at a fixed angle with respect to the channel axis 15 to the wall 5 of the channel 2.
  • the delimiting element 3 or 6 will be directed generally transversely with respect to the channel axis 15 to the wall 5 of the channel 2.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur räumlichen Begrenzung der Abgabe von Stoffen und Energie aus in Kanälen (2) eingebrachten Quellen (8), die zumindest umfasst - ein Abgrenzungselement (3, 6), das zur Wandung (5) des Kanals (2) gerichtet ausgebildet ist, - mindestens eine Quelle (8) für Stoffabgabe undloder für Energieabgabe, wobei die eingebrachte Quelle (8) oberhalb oder unterhalb des Abgrenzungselements (3, 6) angeordnet ist, - mindestens eine Aufhängungseinrichtung (9) für das Abgrenzungselement (3, 6) und die Quelle (8).

Description

Vorrichtung zur räumlichen Begrenzung der Abgabe von Stoffen und Energie aus in Kanälen eingebrachten Quellen Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur räumlichen Begrenzung der Abgabe von Stoffen und Energie aus in Kanälen eingebrachten Quellen. Bei der Einbringung einer Stoff- und/oder Wärmequelle in einen Kanal insbesondere in ein Rohrsystem oder Leitungssystem steht mitunter die Zielstellung, die Stoffquelle und/oder die Energiequelle, vorzugsweise eine Wärmequelle in einem begrenzten Abschnitt eines Kanals einwinken und/oder abstrahlen zu fassen bzw. den dortigen Stoffzirkulationsprozess zu begrenzen.
Die Druckschrift DE 10 2011 105 055 A1 betrifft ein Verfahren zum Löschen ei- nes Brandes in einer Gesteinsschicht oder Erdschicht oder in einer Schüttung, insbesondere in einem Kohleflöz oder einer Kohlesch üttung, mitteis der Zuführung eines inertisierenden Fluids in oder an die Brandzone über eine in der Schicht oder Schüttung eingebrachten Leitung.
Das Fluid wird unter Druck gerichtet aus der Leitung in Richtung der Brandzone gepresst.
Dabei handelt es sich um eine geschlossene Vorrichtung, in der durch die Anordnung der beiden äußeren abdichtenden Begrenzungselemente (Packer) ein abgeschlossener Bereich erzeugt wird, in dem durch das eingepresste Fluid der Brand erstickt wird.
Somit sollen die Packer den Begrenzungsbereich zur Löschung des Brandes abdichten.
Die Druckschrift EP 1 554459 B1 betrifft einen externen Packer für einen Rohr- ieitungsstrang in einem Bohrloch, wobei der Packer so angeordnet ist, dass er mindestens eine Leitung nahtlos darüber führt.
Der Packer besteht aus einem kontinuierlichen inneren Packerring und einem getrennten und kontinuierlichen äußeren Packerring, der in der Arbeitsstellung außerhalb des inneren Packerrings angeordnet ist und diesen druckdicht umschließt, wobei die Passfläche zwischen den Packerringen von mindestens ei- nem der Packerringe mit mindestens einem sich axial erstreckenden, durchgehenden Leitungsschlitz versehen ist, wobei ein Schlitz in der Arbeitsstellung eine Leitung druckdicht umschließt.
Der innere Packerring ist als eine getrennte Packereinheit ausgebildet.
Der Packer und die dazu gehörigen Bauteile haben nur die Funktion, eine voil- ständige Dichtheit des betreffenden Bereiches bezüglich Druck, Wärme-, Energie- und Massenstrom zu gewährfeisten. Die D d seftrifc US 7 093 674 B2 betrifft ein B ihft ih-Pfufrtlessgefät sowie eine Vorrichtung und ein verfahren zum Prüfen und Überwachen des Zusiandes des Pröfinessgefätes. Das Bohr- und Auswerhjrigssystem umfasst ein Bohrgestänge mit einem mneren Teil und einen Tienöchbohref am unteren Ende. Das umfasst Öf nungen zur mit ihm In Verbindung stehenden Flüssigkeit zwischen dem innreren Teil des Tie oehboftmrs und einen} ungeseftlessenenf Bon chacnt Ein Packer auf dem Tieftochbohrer wird betrieben zum abdichtenden SchiieSen einer Schacftiöfrnung. Ein Pttilmessgeräi-vehiii, eingefugt in den Tiefiöchpöh- rer, wird beirieben zum abdichtenden Schließen des Bohrers. Der Packer und das Prüfmessgefät-Venfii werden zusammen betriebeil zum Isolieren des unterirdischen Bereiches, Die Vorrichtung umfasst Üöerwacnungsmittei, die in den Bohrer eingefügt sind, und zum Überwachen der Parameter der Schac trtussig- keft aus dem uriterrrtfischen Bereret». Falls der unterirdische Bereich isoliert ist, wird die Schachtflüssigkeit eingebracht in das innere Tel} des Bohrers in die rn- neren Öffnungen des Tieflochbohrers, wobei die Schacfitöüssigkeit durch die Öberwachungsmüftei ohne Bewegen des Tieflochbohrers des Schachtes empfangen und geprüft wird.
Auch" hier huben der Packer und die dazu gehörigen Bauteile {z.B. Pfüfrnessge- räi-Ventii) nur die Funktion, eine vollständige Dichtheit bezüglich Druck, VVärme- , Energie- und Massenstrom zu gewährleisten.
Die Druckschrift US 8 78S 612 B2 betrifft eine Zonenisolationsvorrichtung, die mindestens eine lochfreie Packeranordnung zur alternativen Pfadschotterung umfasst, sowie ein Verfahren zur Verfüiiung des Schachtes.
Die Zonenisoiäiionsvorrichiung enthält ein Basisrohr und Filtermittel.
Jede Packeranordnung weist mindestens zwei mechanisch eingestellte Packerelemente auf.
Zwischen den zumindest zwei mechanisch eingestellten Packerelementen ist mindestens ein quellfähiges Packerelement angeordnet.
Das quellfähige Packerelement wird über die Zeit in Gegenwart einer Flüssigkeit wie Wasser oder Öl betätigt.
Veränderungen sollen bei den mechanisch eingestellten Packerelementen nicht auftreten. Die Zonenisolationsvorrichtung enthält auch einen alternativen Strömungskanal, mit dem mittels einer Kiespackung Schlamm aus einem oberen Bereich in niedriger gelegene Bereiche geführt wird.
Ein Verfahren zum Verfällen eines Bohrlochs unter Verwendung der Zonenisola- tionsvorrichtung wird hier somit bereitgestellt
Der quellfähige Packer und die dazu gehörigen Bauteile haben im Wesentlichen die Funktion, eine voiiständige Dichtheit bezüglich Druck, Wärme-, Energie- und Massenstrom innerhalb eines festgelegten Bereiches zu gewährleisten. Die Druckschrift US 2007 10 012 436 AI betrifft ein Kabelkanal-Gerät in einem quellfähigen Packer von der Art, bei dem der Packer einer Lage angepasst ist, um den ringförmigen Raum abzudichten, in dem der quellfähige Packer mit wenigstens einer Öffnung ist. Der Kanal ist für ein Kabel ausgelegt.
Der Packer und die dazu gehörigen Bauteile haben die Funktion, eine voiistän- dige Dichtheit bezüglich Druck, Wärme-, Energie- und Massenstrom zu gewährleisten.
Die Druckschrift US 2008/0 149 351 A1 betrifft ein Päckersystem für Untertage- Einsatz, das umfassf ein Elastomerelement, wobei das Eiastomerelement quell- fähig oder aufblasbar ist. Eine vorübergehende Umhüllung umschließt das E- iastomeretement, wobei die temporäre Umhüllung ein abbaubares Material um- fasst.
Ein Verfahren zum Bereiteteilen eines quellfähigen Packers, der umfasst das Ausführen einer Packeranordnung in einem Bohrloch an einem vorbestimmten Ort, wobei das Packersystem den quellfähigen Packer oder einen aufblasbaren Packer umfasst. Die temporäre Umhüllung umfasst ein aufblasbares Material umfasst. Es wird ein Abbau des abbaubaren Materials der temporären Umhüllung des quellfähigen Packers durchgeführt.
Der quellfähige Packer und die dazu gehörigen Bauteile haben die Funktion, eine voiiständige Dichtheit bezüglich Druck, Wärme-, Energie- und Massen- Strom zu gewährleisten. Unter Bedingungen freier Strömung wird ein bestimmter Betrag des Stoffes oder der Energie in Längsrichtung des Kanalsystems oder des Medienträgers abgegeben, der dann nicht mehr für eine Einbringung einer vorgegebenen Stoffmenge (Konzentration) und/oder (Wärme) Energie in einem begrenzten Bereich des Kanalsystems bzw. senkrecht zur Kanalachse zur Verfügung steht.
Bei Mehrphasenfiuidsystemen (flüssig-gasförmig; fest-flüssig; fest-gasförmig; fest-flüssig-gasförmig) in Kanalsystemen ist zudem eine unkontrollierte Separation einer Fluidphase (meistens der gasförmigen) möglich. Meistens werden in herkömmlicher Weise fluidabgrenzende, dichte Verbindungen senkrecht zur Längsachse des Kanalsystems (bei zylindrischen Quer- scnnrttsflächen, z.B. kreisrund) angewendet
Anwendungsbereiche der erfindungsgemäßen Vorrichtung können sein:
Kanalsysteme, insbesondere Rohr- und Leitungssysteme, in denen edienträ- ger für Einzel- und Mehrphasenfluide vorhanden sind, in denen ein eingeschränkter Stoffaustausch und (Wärme-)Energieaustausch bereichs- und zeitweise erwünscht oder gefordert wird.
Einsatzgebiete können sein:
- Bohr- und Fördertechnik von Fluiden,
- Erdöl- und Erdgasleitungsbau,
- Kanalisation,
- Wassergewinnung, Wasserversorgung,
- Bergbau- und Geotechnik,
- Chemische Industrie,
- Lebensmittelindustrie,
- Umwelt- und Verfahrenstechnik,
- Medizintechnik. In der Bohrtechnik werden diese abdichtenden Vorrichtungen in Rohrsystemen „Packer" genannt
Die herkömmlichen abdichtenden Vorrichtungen heben folgende Nachteile: Die für die abdichtenden Vorrichtungen vorgesehenen Kanalsystemabschnitte und das die Zirkulation (Stofftransport und Energietransport) begrenzende Ab- dichtungseiement können dem Druckanstieg, Temperaturanstieg und der Zuflüsserhöhung in dem begrenzten olumenareal konstruktiv nicht widerstehen bzw. nicht entgegenwirken. Außerdem können sich in einem Mehrphasenfluid- system einzelne Phasen separieren.
Ein Druck-, Temperatur- und Zirkulationsaustausch in solchen herkömmlichen Vorrichtungen wird oft über aufwändige Ventilsysteme reguliert. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur räumlichen Begrenzung der Abgabe von Stoffen und Energie aus in Kanälen eingebrachten Quellen anzugeben, die derart geeignet ausgebildet ist dass die Vorrichtung einfach und praktikabel ausgeführt ist und die Zirkulation eines Stoffes und oder der vorgegebenen Energie in Richtung der Kanaiachse zwar nicht vollständig verhindert, aber merklich begrenzt. Außerdem soll eine begrenzte Abdichtung eines Kanalbereichs nur unter bestimmten Bedingungen Druck p, Temperatur T, Konzentration c erwünscht sein und notwendig erscheinen und nachfolgend ein freier Durchgang erförderlich sein. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die Vorrichtung zur räumlichen Begrenzung der Abgabe von Stoffen und Energie aus in Kanälen eingebrachten Quellen
umfasst zumindest
- ein Abgrenzungselement, das zur Wandung des Kanals gerichtet ausgebil- det ist,
- mindestens eine Quelle für Stoffabgabe und/oder für Energieabgabe, wobei die eingebrachte Quelle oberhalb oder unterhalb des Abgrenzungselements angeordnet ist,
- mindestens eine Aufhängungseinrichtung für das Abgrenzungselement und die Quelle,
wobei das Abgrenzungselement und die Quelle nacheinander in vorgegebener Reihenfolge angeordnet gehaltert sind und einen innerhalb des Kanals räumlich vorgegebenen Begrenzungsbereich zur Bestimmung von Stoffabgabe und oder Energieabgäbe ausfällen,
wobei im Abgrenzungselement mindestens eine elementrandseitige Durch- gangsöfmung und/oder mindestens ein steuerbarer schließbarer Durchgang zur Erreichung von bestimmten Parametern oder Zustandsgrößen: Druck p, Temperatur T, Konzentration c in dem räumlichen Begrenzungsbereich vorhanden sind und
wobei der Vorrichtung mindestens ein die Stoffabgabe und/oder die Energieabgabe messender Sensor und oder mindestens eine mit dem Sensor verbundene Steuerungs- und/oder KontroHeinhe zugeordnet sind, mit denen eine gesteuerte Zirkulation der Zustandsgrößen: Druck p, Temperatur T, Konzentration c über solche Größen wie Durchmesser/Abmaße, der Abstand des Randes des Abgrenzungselements und der Abstand der Queiie zur Wandung des Kanals, der Abstand der Quelle zum Abgrenzungselement und/oder eine veränderte Rau- higkeit des Kanals durchführbar ist
Das Abgrenzungseiement kann unter einem festgelegten Winkel in Bezug auf die Kanalachse zur Wandung des Kanals gerichtet sein. Das Abgrenzungselement kann quer in Bezu auf die Kanalachse zur Wandung des Kanals gerichtet sein.
Die Vorrichtung kann in einer erweiterten Ausführung zumindest umfassen
- ein erstes Abgrenzungseiement das zur Wandung des Kanals gerichtet aus- gebildet ist,
- ein zweites dem ersten Abgrenzungseiement nachgesetztes Abgrenzungseiement, das zur Wandung des Kanals gerichtet ausgebildet ist,
- mindestens eine eingebrachte Quelle für Stoffabgabe und oder Energieabgabe, wobei die eingebrachte Quelle zwischen dem ersten Abgrenzungs- elemerrt und dem zweiten Abgrenzungselement angeordnet ist, und
- mindestens eine Aufhängungseinrichtung,
wobei das erste Abgrenzungseiement die eingebrachte Quelle und das zweite Abgrenzungselement nacheinander angeordnet an der Aufhängungseinrichtung gehaltert sind und einen innerhalb des Kanals räumlich vorgegebenen Begrenzungsbereich zur Bestimmung vöh Stoffabgäbe und öder Energieäbgabe ausfüllen,
wobei der Vorrichtung mindestens ein die Stoffabgabe und/oder die Energieab- gäbe messender Sensor und/oder mindestens eine mit dem Sensor verbundene Steuerungs- und oder Kontrolleinheit zugeordnet sind, mit denen eine gesteuerte Zirkulation der Zustandsgrößen: Druck p, Temperatur T, Konzentratjon c über solche Größen/Parameter wie Durchmesser/Abmaße, der Abstand des Randes der Abgrenzungselemente zur Wandung des Kanals und der Abstand der Quel- le zur Wandung des Kanals, der Abstand der Quelle zum jeweiligen Abgrenzungselement und/oder eine veränderte Rauhigkeit des Kanals durchführbar ist, und
wobei zumindest in einem der beiden Abgrenzungselemente mindestens eine eiementrandseitige Durchgangsöffnung und/oder mindestens ein steuerbarer schließbarer Durchgang zur Erreichung von bestimmten Bedingungen oder Zustandsgrößen: Druck p, Temperatur T, Konzentration c in dem räumlichen Begrenzungsbereich vorhanden sind.
Das bedeutet auch, dass nur in einem Abgrenzungselement der beiden genann- ten Abgrenzungselemente zumindest eine Durchgangsöffnung oder ein Durchgang vorhanden sein können, während das andere Abgrenzungselement keine Durchgangsöffnung und keinen Durchgang aufweist.
Die Durchgangsöff ungen aufweisenden Abgrenzungselemente können an der Wandung abdichtend anliegen.
Die randseitigen Abmaße der Abgrenzungselemente können derart ausgebildet sein, dass zwischen Rand der Abgrenzungsetemente und der Wandung des Kanals jeweils eine zumindest teilweise randumlaufende Durchgangsöffnung vorhanden ist.
Das erste Abgrenzungselement kann mindestens eine elementrändseitige, ringförmige Durchgangsöffnung zur Wandung des Kanals gerichtet aufweisen. Das zweite Abgrenzungselement kann mindestens eine elementrandseitige, ri gförmige Durchgangsöffnung zur Wandung des Kanals gerichtet aufweisen. Das erste Abgrenzungselement kann eine erste Scheibe oder eine erste flexible Aufklappeinrichtung oder eine erste Scheibe mit einer einfach steuerbaren Klappe oder eine erste Scheibe mit einer Ventilanordnung sein.
Das zweite der Quelle nachgeordnete Abgrenzungselement kann eine zweite Scheibe oder eine zweite flexible Aufklappeinrichtung oder eine zweite Scheibe mit einer einfach steuerbaren Klappe oder eine zweite Scheibe mit einer Ventilanordnung sein.
Die Abgrenzungselemente können je nach Bedarf und vorgegebener Zirkulation kombinierbar und in einer Vorrichtung realisiert sein.
Die Aufhängungseinnchtung kann als ein Verbindungsseil oder ein Verbindungskabel oder ein Verbindungsstränge zur Verbindung des ersten Abgren- zungselements, mindestens einer zwischengeordneten Quelle und des zweiten Abgrenzungselements ausgebildet sein. Zur Aufhängungseinrichtung gehören auch mit den Verbindungssträngen in Verbindung stehende Befestigungselemente, die jeweils mit den Abgrenzungselementen verbunden sind. Des Weiteren kann die zwischengeordnete Quelle über andere Befestigungselemente mit den Verbindungssträngen der Aufhängungseinrichtung verbunden sein.
Der Durchmesser oder die Abmaße der Vorrichtung können ein wenig kleiner als der Durchmesser oder die Abmaße des Kanals senkrecht zur Kanalachse gerichtet sein, wobei ein messbarer begrenzter Stofftransport und/oder messbarer begrenzter Wärme-/Energietransport von dem räumlich abgegrenzten Be- grenzungsbereich des Kanals in benachbarte Kanäle realisiert ist
Mindestens ein Sensor kann mit der Steuerungs- und/öder Köntrolleirtheit über eine Sensorleitung oder kabellos über Funk in Verbindung stehen. Die Vorrichtung kann, angepasst an die Ausmaße dt des zu untersuchender. Kanals, quer zur Kanalachse gerichtet einen Querschnitt besitzen, dessen Ausmaße entweder mehreckig oder rund ausgebildet sind.
Zumindest eines der Abgrenzungseiemente kann vor und während der Einbringung in den Kanal einen deutlich geringen Durchmesser d2 oder deutlich geringere Abmaße aufweisen ats im Betnebszustand, wenn die Vorrichtung im Bereich des Kanals angeordnet ist, und kleiner als die Abmaße dt des betreffenden Kanalquerschnitts mit ύζ, ό < di sein, wobei der Durchmesser d2/ die Abmaße der Abgrenzungselemente zwischen den Zuständen völliger Abdichtung zur Wandung und geöffneter Durchgangsöffnung versteilbar ist
Mindestens eines der Abgrenzungselemente kann schließbare Perforierungen aufweisen.
Die eingebrachte Quelle kann mit einem Stoff versehen sein, der sich bei entsprechender Stoffeinwirkung, bei Druckänderung oder bei Temperaturänderung auflöst.
Die Abgrenzungselemente können mindestens einen Stoff aufweisen, der nach Einwirkung von zugeordneten, zu messenden Zustandsgrößen Druck p, Temperatur T, Volumen V, Geschwindigkeit w und/oder Konzentration c spröde ist oder sich physikalisch oder sich chemisch auflöst.
Die Abgrenzungselemente können auch in unterschiedlicher Kombination eingesetzt sein, d.h. es kann z.B. eine erste Scheibe mit einer elementrandseitigen Durchgangsöffnung und eine zweite flexible schirmartige Aufklappeinrichtung oder auch umgekehrt je nach Bedarf in einer Vorrichtung kombiniert sein.
Die Durchgangsöffnungen können jeweils ein dem Kanalquerschnitt angepass- ter Spalt sein. Insbesondere können bei einem im Querschnitt kreisförmigen Kanal die eiementrandsertigen Durchgangsöffhungen ringförmig ausgebildet sind.
Der kanalangepasste Durchmesser d2, d3 öder die kanaiangepässten Abmaße der erfindungsgemäßen Vorrichtung können im Wesentlichen ein wenig kleiner als der Durchmesser di des Kanals oder als die Abmaße des Kanals senkrecht zur Kanalachse gerichtet sein, wobei ein messbarer räumlich begrenzter Stofftransport und/oder messbarer begrenzter Wärmetransport/Energietransport von dem räumlich abgegrenzten Begrenzungsbereich des Kanals in benachbarte Kanäle realisiert ist.
Um eine begrenzte Abdichtung eines Kanaibereichs nur unter bestimmten .Bedingungen Druck p, Temperatur T, Konzentration c zu erreichen, wobei ein freier Durchgang erforderlich ist, kann eine Vorrichtung realisiert werden, für deren Quelle ein reaktives Stoffmaterial gewählt wird, das nach Einwirkung der entsprechenden Zustandsgrößen Druck p, Temperatur T, Volumen V, Geschwindigkeit w und/oder Konzentratjon c spröde wird oder sich physikalisch oder chemisch auflöst. Nicht nur die Quelle, sondern auch die Abgrenzungselemente können sich nach Vollendung der Zirkulationsmessung auflösen oder können aufgelöst werden, so dass schließlich nur noch die Restteile aus dem Kanal entfernt zu werden brauchen. Die Quelle kann dabei aus einem Gehäuse und einem darin befindlichen reaktiven Material bestehen.
An einem Verbindungsseil/Verbindungskabel oder an Verbindungssträngen wird die Vorrichtung in Art des Kanalquerschnittes (Scheibe bei einer kreisrunden Querschnittsfläche z.B.) in den betreffenden Kanalabschnitt bzw. Begrenzungsbereich positioniert (z.B. herabgelassen bei vertikalen Kanalbereichen).
Der Durchmesser/die Abmaße einer solchen Vorrichtung sind ein wenig kleiner als der Durchmesser/die Abmaße senkrecht zur Kanalachse. Dadurch wird ein begrenzender Stofftransport und/oder Wärme- /Energietranspört vöri derti räumlich abgeteilten Kanälbereich in benachbarte Kanalsysteme realisiert Gegebenenfalls kann auch eine gesteuerte Zirkulation über solche Größen wie Durchmesser, Abstand oder Rauhigkeit möglich sein. So kann auch ein Kanalsystem derart eingestellt werden, dass sich z.B. im Kanalbereich keine zusammenhängende Gasphase bildet. Die betreffenden Kanäle können z.B. als im Querschnitt runde oder auch davon abweichende Schächte, als deren zugehörigen Hohlräume sowie als Rohrsysteme und somit vom Querschnitt aus betrachtet mehreckig oder rund ausgebildet sein. Die Vorrichtung kann somit auch derart ausgebildet sein, dass bei Einbringung in den entsprechenden Kanalbereich die Abgrenzungselemente der Vorrichtung einen deutlich geringen Durchmesser öder geringere Abmaße aufweisen als im „Betriebzustand", aber dann dennoch kleiner sind als die Abmaße des betreffenden Kanalquerschnitts.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt sich dabei um die Einbringung und Installation einer räumlich starren oder flexiblen Zirkuiationsbegrenzungs- anordnung innerhalb eines Kanalsystems, die den Stofftransport und/oder den Energietransport in einem entsprechenden Kanalbereich bzw. Kanalabschnitt weitgehend geschlossen halten und je nach Anwendungsbereich entsprechend einschränken oder erschweren.
Je nach Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann im übertragenen Sinne von einem„KochtopfdeckeF (Scheibe), einem„Regenschirm" - (Abgren- zungselemente und Quelle, der beim Einbringen kleiner ist als im gewünschten Kanalbereich) oder einem„Klappensystem3 (Teile der Abgrenzungselemente sind partiell öder durchgehend zur Kanalachse steuerbar) gesprochen werden. Die Vorteile der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik bestehen darin, däss es bei einem geringen konstruktiven Aufwand möglich ist, in Kanälsystemen den Stofftranspört und oder Energietransport von Ein- oder Mehrphasenflu- iden spürbar und entsprechend anwendungsbezogen zu verringern bzw. einzu- schränken.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in weiteren Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird mittels mehrerer Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen erläutert
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur räumlichen Begrenzung der Abgabe von Stoffen und Energie aus einer in einen Kanal eingebrachten Quelle in Form eines Scheiben- Mechanismus„KochtopfdeckeT mit einer Steuerungs- und oder Kontrolleinheit und mit einem Sensor, Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung in Form eines Regenschirm-Mechanismus„Regenschirm" und eine schematische Darstellung eines Abgrenzungselements einer dritten erfindungsgemäßen Vorrichtung in Form eines Klappen- Mechanismus„Klappensystem" und
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Abgrenzungselements einer vierten erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei das Abgrenzungselement mit einer randseitigen Durchgangsöffnung versehen ist oder randseitig abgedichtet (gestrichelt} ist
In Fig. 1 ist in einem ersten Ausführungsbeispiei eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 1 zur räumlichen Begrenzung der Abgabe von Stoffen und oder Energie aus mindestens einer in einen Kanal 2 eingebrachten Quelle 8 gezeigt, wobei die Vorrichtung 1 zumindest urrifasst
- ein erstes Abgrenzungselement 3 mit einer wahlweise ersten elementrand- seitigen ringförmigen Durchgangsöffnun 4, die uer zur Wandung 5 des Kanals 2 gerichtet ausgebildet ist,
- ein zweites dem ersten Abgrenzungselement 3 nachgesetztes Abgren- zungseiement 6 mit einer wahlweise zweiten eJementrandseitigen ringförmigen Durchgangsöffnung 7, die quer zur Wandung 5 des Kanals 2 gerichtet ausgebildet ist,
- mindestens die eingebrachte Quelle 8 für Stoffabgabe und/oder Energieabgabe, wobei die Quelle 8 zwischen dem ersten Abgrenzungseiement 3 und dem zweiten Abgrenzungselement 6 angeordnet »st, und
- eine Aufhängungseinrichtung 9,
wobei das erste Abgrenzungselement 3, die Quelle 8 und das zweite Abgren- zungselement 6 nacheinander angeordnet an der Aufhängungseinrichtung 9 gehaltert sind und einen innerhalb des Kanals 2 räumlich vorgegebenen Begrenzungsbereich 10 zur Bestimmung von begrenzender Stoffabgabe und oder Energieäbgabe ausfüllen,
wobei der Vorrichtung 1 mindestens ein die Stoffabgabe und/oder die Energie- abgäbe messende Senso 16 und/oder mindestens eine mit dem Sensor 16 verbundene, von außen bedienbare Steuerungs- und/oder Kontroileinheit 17 zugeordnet sind, mit denen eine gesteuerte Zirkulation der Zustandsgrößen: Druck p, Temperatur T, Konzentration c über solche Größen Parameter wie Durchmesser/Abmaße, der Abstand des Randes der Abgrenzungselemente 3, 6 zur Wandung 5 des Kanals 2, der Abstand der eingebrachten Quelle 8 zur Wandung 5 des Kanals 2, der Abstand der Quelle 8 zu dem/den Abgrenzungs- etement/en 3 und 6 und oder eine veränderte Rauhigkeit des Kanals 2 durchführbar ist, und
wobei zumindest in einem der Abgrenzungseiemente 3, 6 mindestens eine ele- mentrandseitige Durchgangsöffnung und/oder mindestens ein steuerbarer schließbarer Durchgang zur Erreichung von bestimmten Bedingungen/Parametern oder Zustandsgrößen: Druck p, Temperatur T, Konzentration c in dem räumlichen Begrenzungsbereich 10 vorhanden sind. Das bedeutet auch, dass nur in einem Abgrenzungselement 3 oder 6 der beiden genannten Abgrenzungseiemente 3, 6 zumindest eine DurcHgangsöffnung öder ein Durchgang vorhanden sein können, während das andere Abgrenzungsele- ment 6 öder 3 keine Durchgangsöffnung und keinen Durchgang aufweist.
Die Abgrenzungseiemente 3, 6 können unter einem festgelegten Winkel in Bezug auf die Kanalachse 15 zur Wandung 5 des Kanals 2 gerichtet sein. Die Abgrenzungselemente 3, 6 können im Allgemeinen, wie in den Fig. 1 bis Fig. 3 gezeigt, quer in Bezug auf die Kanalachse 15 zur Wandung 5 des Kanals 2 gerichtet sein.
Der/Die Sensor/en 16 kann/können mit der Steuerungs- und oder Kontrolleinheit 17 Ober mindestens eine Sensorleitung 16 oder -kabel oder auch kabellos (über Funk, Schall o.ä.) in Verbindung stehen. Mindestens einer der Sensoren 16 kann sich im Begrenzungsbereich 10 an der Aufhängungseinrichtung 9 befestigt befinden. Es können auch mehrere Quellen 8 unterschiedlichen Stoffes und unterschiedlicher Energie bzw. unterschiedlicher Energiezustände eingebracht sein.
In Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 mit den beiden flexiblen schirmartigen Abgrenzungselementen 3, 32; 6, 62 in Form eines Regenschirm-Mechanismus„Regenschirm" gezeigt.
In Fig. 3 ist eine schematische Darstellung eines Abgrenzungselements 3, 33; 6, 63 einer dritten erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in Form eines Klappen- Mechanismus„Klappensystem0 gezeigt Die Zustände C und D der Klappe 13 können dabei vo außerhalb des Kanals 2 vorzugsweise durch die in Fig. 1 dargestellte Steuerungs- und/oder Kontrolleinheit 17 gesteuert werden. Vorzugsweise kann in dem ersten oberen Abgrenzungselement 3, 33 mindestes eine Klappe 3, also auch mehrere Klappen 13, enthalten sein, während in dem zweiten unteren Abgrenzungselement 6, 63 wahlweise eine Klappe 13 eingebracht ist.
In Fig. 4 ist eine schematische Darstellun eines Abgrenzungselements 3, 34; 6, 64 einer vierten erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 mit einer Ventilanordnung 12, 14 gezeigt. Die Ventilanordnung 12, 14 kann ebenfalls von außerhalb des Kanals 2 mittels der Steuerungs- und oder Kontrolieinheit 17 gesteuert werden. Dabei zeigen die gestrichelten Linien eine weitere mögliche Variante der zur Wandung 5 des Kanals 2 abgedichteten Abgrenzungselemente 3, 34 und 6, 64.
Dabei kann das erste, als oberes bezeichnete Abgrenzungselement 3 in Fig. 1 eine erste Scheibe 31 oder eine erste flexible Aufklappeinrichtung 32, wie in Fig. 2 gezeigt ist, oder eine erste Scheibe 33 mit einer einfach steuerbaren Klappe 11, wie in Fig. 3 gezeigt ist, oder eine erste Scheibe 34 mit einer Ventilanord- nung 12, wie in Fig. 4 gezeigt ist, darsteilen.
Das zweite der Quelle 8 nachgeordnete, als unteres bezeichnete Abgrenzungs- element 6 kann eine zweite Scheibe 61, wie in Fig. 1 gezeigt ist, oder eine zweite flexible Aufkiappeinrichtung 62, wie in Fig. 2 gezeigt ist, oder eine zweite Scheibe 63 mit einer einfach steuerbaren Klappe 13, wie in Fig. 3 gezeigt ist, oder eine zweite Scheibe 64 mit einer Ventilanordnung 14, wie in Fig. 4 gezeigt ist, sein.
Die verschiedenen Abgrenzungselemente 3, 6 können randseitig den Quer- schnitt des Kanals 2 komplett abdichten und je nach Bedarf die eiementrandset- tigen Durchgangsöffnungen 4, 7 aufweisen.
Die Durchgangsöffnungen 4, 7 können in den Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3 und Fig. 4 bei einem im Querschnitt kreisförmigeri/mnderimohlzylindrförmigen Kanal 2 jeweils einen ringförmigen Spalt darsteilen.
Die Aufhängungseinrichtung 9 kann, wie in Fig. 1 gezeigt ist, als ein Verbindungsseil oder ein Verbindungskabel oder als Verbindungsstränge 23 zur Ver- bindung des ersten Abgrenzungselements 3, der zwisc engeordneten Quelle 8 und des zweiten Abgrenzungselements 6 ausgebildet sein. Zur Aufhängungs- einrichtung 9 gehören auch mit den Verbindungssträngen 23 in Verbindung stehende Befestigungselemente 19 und 20, die jeweils mit den Abgrenzungsele- menten 3 und 6 verbunden sind. Des Weiteren kann die zwischengeordnete Quelle 8 über andere Befestigungselemente 21 und 22 mit den Verbindungssträngen 23 der Aufhängungseinrichtung 9 verbunden sein.
Der Durchmesser tfc, oder die querschnittiichen Abmaße der Vorrichtung 1 können im Weseniiiehen ein wenig kleiner als der Durchmesser di oder die querschnittlichen Abmaße des Kanals 2, senkrecht zur Kanaiachse 15 gerichtet, sein, wobei ein durch mindestens einen Sensor 16 messbarer begrenzter Stofftransport und oder messbarer begrenzter Wärmetransport/Energietransport von dem räumlich abgegrenzten Begrenzungsbereich 10 des Kanals 2 in benach- barte Kanäle realisiert ist.
Innerhalb des raumlich begrenzten Bereiches 10 des Kanals 2 kann die Messung der oben genannten Zustandsgrößen zur Bestimmung der Stoff- und/oder Energieabgabe über die genannten Sensoren 16 und mittels der Steuerungs- und Kontrolieinheit 17 durchgeführt werden.
Der Sensor bzw. die Sensoren 16 können Einzelsensoren zur Druckmessung, zur Temperaturmessung, zur Kon^entrationsmessung, zur Abs andsmessung und/oder Rauhigkeitsmessung sein. Die weitergeleiteten Messwerte der gemessenen Größen werden in der Steuerungs- und/oder Kontrolieinheit 17 ausgewer- tet und für eine gesteuerte Zirkulation der Zustandsgrößen: Druck p, Temperatur T, Konzentration c über solche Größen wie Durchmesser/Abmaße, der Abstand des Randes der Abgrenzungselemente 3, 6 zur Wandung 5 des Kanals 2 oder die veränderte Rauhigkeit des Kanals 2 verwendet Mach dem Einbringen mindestens eines Abgrenzungselementes 3 und/oder 6 in den Kanal 2 und der jeweiligen Zuordnung der vorher eingebrachten oder nachträglich einzubringenden Quelle 8 nebst mindestens eines Sensors 16 wird die Quelle 8 derart bedient, dass sie den enthaltenden Stoff oder die enthaltenen Stoffe und/oder die enthaltene Energie freigibt. Die bei der Abgabe des Stoffes und /oder bei der Abgabe der Energie erreichten veränderten Zustandsgrößen können durch den Sensor 16 gemessen werden. Die gemessenen Werte der Zustandsgrößen werden zur Auswertung der Steuerungs- und/oder Kontrollein- heit 17 zugeführt.
Die Quelle 8 für die darin befindlichen Stoffe und/oder für die darin gespeicherte Energie kann ein Behälter sein, der vorzugsweise durch einen Zünder und dessen kabel- oder femgesteuerte Explosion oder anderweitig ausgelöste Reaktion geöffnet werden kann. Die Zündung kann über elektromagnetische Bauelemente durchgeführt werden. Das Signal für die Zündung kann selbständig durch die Steuerungs- und oder Kontrolieinheit 17 oder auch manuell über ein durch einen außerhalb des Kanals 2 befindlichen Operateur bedienbares Schaltgerät ausgelöst werden.
Dabei erfolgt die Zündung dann, wenn die vorgegebenen Zustandsgrößen und die Parameter, wie Durchmesser/Abmaße, der Abstand des Randes der Abgrenzungselemente 3, 6, der Abstand der eingebrachten Quelle 8 zur Wandung 5 des Kanals 2, der Abstand der Quelle 8 zu dem den Abgrenzungselement/en 3 und 6 und/oder die Rauhigkeit der Wandung 5 des Kanals 2 insbesondere im räumlichen Begrenzungsbereich 10 in Funktions- und Speichereinheiten der Steuerungs- und/oder Kontrolieinheit 17 eingestellt und registriert sind.
Die in den Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte Vorrichtung 1, angepasst an die Ausmaße di des zu untersuchenden Kanals 2, kann quer zur Kanalachse 15 gerich- tet einen Querschnitt besitzen, dessen Ausmaße mehreckig oder rund ausgebildet sein können.
Zumindest eines der Abgrenzungselemente 3, 6 kann im Vorzustand vor der Einbringung in den Kanal 2 einen deutlich geringen Durchmesser ζ oder deut- lieh geringere Abmaße, z.B. bei mehreckigem Querschnitt aufweisen als im Betriebszustand, wenn die Vorrichtung 1 im räumlichen Bereich 10 des Kanals 2 angeordnet ist, und kleiner als die Abmaße di des betreffenden Kanalquerschnitts mit άζ, d3 < di sein, wobei der Durchmesser (fc zwischen dem Rand des Abgrenzungselements 3, 6 und der Wandung 5 des Kanals 2 verstellbar ausgebildet sein kann.
In Fig. 2 wenden die folgenden Zustände A und B der flexiblen schirmartigen Abgrenzungselemente 32, 62 (mit„Regenschirm-Mechanismus") angegeben: Der Zustand A der Abgrenzungselemente 32, 62 wird als eingeklappter Zustand der schirmartigen Elemente (32A, 62A) vor der Einbringung in den Kanal 2 dargestellt.
Der Zustand B der Abgrenzungselemente 32, 62 wird als ausgeklappter, wahi- weise abdichtender Zustand der schirmartigen Elemente 32, 62 (32B, 62B) dargestellt, der jeweils die Abgrenzungselemente 32, 62 im Betriebszustand (Funktion) zeigt.
In Fig. 3 werden die folgenden Zustände C und D der Abgrenzungselemente 33 (oberes Abgrenzungselement), 63 (unteres Abgrenzungselement) angegeben: Im Zustand C (13C) ist die eingebaute Klappe 13 des Abgrenzungselements 33, 63 geschlossen. Im Zustand D (13D) ist die eingebaute Klappe 13 des Abgrenzungselements 33, 63 geöffnet. Die zwischengebrachte Quelle 8 kann mit einem Stoff, z.B. mit einem reaktiven Material, versehen sein, der sich bei entsprechender Stoffeinwirkung, bei Druckänderung oder bei Temperaturänderung auflöst.
Mindestens eines der Abgrenzungselemente 3, 6 kann nur oder zusätzlich zu den Durchgangsöffnungen mehrere schließbare Perforierungen (nicht eingezeichnet) aufweisen.
In den beabstandeten Abgrenzungselementen 3, 6 kann mindestens ein von der Steuerungs- und oder Kontroiieinheit 17 steuerbarer schließbarer Durchgang zur Erreichung von bestimmten Bedingungen oder Zustandsgrößen: Druck p, Temperatur T, Konzentration c vorhanden sein. Des Weiteren können die beiden beabstandeten Abgrenzungselemente 3, 6 ebenfalls einen Stoff aufweisen, der nach Einwirkung von zumindest einer der zugeordneten, zu messenden Zustandsgrößen Druck p, Temperatur T, Volumen V, Geschwindigkeit w und/öder Konzentration c spröde wird oder sich physika- lisch oder chemisch auflöst.
In einem weiteren Ausführungsbetspief der Vorrichtung 1 zur räumlichen Begrenzung der Abgabe von Stoffen und Energie aus in Kanälen 2 eingebrachten Quellen 8
umfasst die Vorrichtung 1 zumindest
- ein Abgrenzungselement 3 oder 6, das zur Wandung 5 des Kanals 2 gerichtet ausgebildet ist,
- mindestens eine Quelle 8 für Stoffabgabe und/oder für Energieabgabe, wobei die eingebrachte Quelle 8 oberhalb oder unterhalb des Abgrenzungsele- ments 3 oder 6 angeordnet ist,
- mindestens eine Aufhängungseinrichtung 9 für das Abgrenzungselement 3 öder 6 und die Quelle 8,
wobei das Abgrenzungseiement 3 oder 6 und die Quelle 8 nacheinander in vorgegebener Reihenfolge angeordnet gehaltert sind und einen innerhalb des Ka- nals 2 räumlich vorgegebenen Begrenzungsbereich 10 zur Bestimmung von Stoffabgabe und/oder Energieabgabe ausfüllen,
wobei im Abgrenzungselement 3 oder 6 mindestens eine elementrandseitige Durchgangsöffnung und/oder mindestens ein steuerbarer schließbarer Durchgang zur Erreichung von bestimmten Parametern oder Zustandsgrößen: Druck p, Temperatur T, Konzentration c in dem räumlichen Begrenzungsbereich 10 vorhanden sind und
wobei der Vorrichtung 1 mindestens ein die Stoffabgabe und/oder die Energieabgabe messender Sensor 16 und oder mindestens eine mit dem Sensor 16 verbundene, von außen bedienbare Steuerungs- und/oder Kontrolleinheit 17 zugeordnet sind, mit denen eine gesteuerte Zirkulation der Zustandsgrößen: Druck p, Temperatur T, Konzentration c über solche Größen wie Durchmesser/Abmaße, der Abstand des Randes des Abgrenzungselements 3 oder 6 zur Wandung 5 des Kanals 2 und der Abstand der Quelle 8 zur Wandung 5 des Ka- nais 2, der Abstand der Queiie 8 zum Abgrenzungseiement 3 oder 6 und/oder eine veränderte Rauhigkeit des Kanals 2 durchführbar ist.
Das Abgrenzungselement 3 oder 6 kann unter einem festgelegten Winkel in Be- zug auf die Kanalachse 15 zur Wandung 5 des Kanals 2 gerichtet sein.
Das Abgrenzungselement 3 oder 6 wird im Allgemeinen quer in Bezug auf die Kanalachse 15 zur Wandung 5 des Kanals 2 gerichtet sein.
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung
2 Kanal
3 erstes Abgrenzungselement
31 erste Scheibe
32 erste flexible schirmartige Aufklappeinrichtung
33 erste Scheibe mit einer Klappe
34 erste Scheibe mit einer Ventilanordnung
4 erste Durchgangsdffnung
5 Wandung des Kanals
6 zweites Abgrenzungselement
61 zweite Scheibe
62 zweite flexible schirmartige Aufkfappeinrichtung
63 zweite Scheibe mit einer Klappe
64 zweite Scheibe mit einer Ventiianordnung
7 zweite Durchgangsöffnung
8 Quelle
9 Aufhängungseinrichtung
10 räumlicher Begrenzungsbereich
11 Klappe
12 erste Ventilanordnung
13 steuerbare Klappe
14 zweite Ventiianordnung
15 Kanalachse
16 Sensor
7 Steuerungs- und/oder Kontrolleinheit
18 Sensorleiiung
19 erstes Befestigungselement
20 zweites Befestigungselement
21 drittes Befestigungselement
22 viertes Befestigungselement
23 Verbindungsstrang di Durchmesser/Abmaße eines Kanals
02 Durchmesser/Abmaße eines Abgrenzungselements im Betriebszustand d3 Durchmesser/Abmaße einer Quelle A Zustand eines Abgrenzungselements 32, 62 bei Einbringung
B Zustand eines Abgrenzungselemente 32, 62 in Funktion
C geschlossener Zustand der Klappe 13 des Abgrenzungselements 33, 63
D offener Zustand der Klappe 13 des Abgrenzungselements 33, 63

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (1) zur räumlichen Begrenzung der Abgabe von Stoffen und E- nergie aus in Kanälen (2) eingebrachten Quellen (8),
zumindest umfassend
- ein Abgrenzungselement (3, 6), das zur Wandung (5) des Kanals (2) gerichtet ausgebildet ist,
- mindestens eine Queiie (8) für Stoffabgabe und/oder für Energieabgabe, wobei die eingebrachte Quelle (8) oberhalb oder unterhalb des Abgren- zungselemente (3, 6) angeordnet ist,
- mindestens eine Aufhängungseinrichtung (9) für das Abgrenzungselement (3, 6) und die Queiie (8),
wobei das Abgrenzungselement (3, 6) und die Quelle (8) nacheinander in vorgegebener Reihenfolge angeordnet gehaltert sind und einen innerhalb des Kanals (2) räumlich vorgegebenen Begrenzungsbereich (10} zur Bestimmung von Stoffabgabe und/oder Energieabgabe ausfüllen,
wobei im Abgrenzungselement (3, 6) mindestens eine elementrandseitige Durchgangsöffnung und/oder mindestens ein steuerbarer schließbarer Durchgang zur Erreichung von bestimmten Parametern oder Zustandsgrö- ßen: Druck p, Temperatur T, Konzentratjon c in dem räumlichen Begrenzungsbereich (10) vorhanden sind und
wobei der Vorrichtung (1) mindestens ein die Stoffabgabe und/oder die E- nergieabgabe messender Sensor (16) und/oder mindestens eine mit dem Sensor (16) verbundene Steuerungs- und/oder Kontroileinheit (17) zugeord- net sind, mit denen eine gesteuerte Zirkulation der Zustandsgrößen: Druck p, Temperatur T, Konzentration c über solche Größen wie Durchmesser/Abmaße, der Abstand des Randes des Abgrenzungselements (3, 6) und der Abstand der Queiie (8) zur Wandung (5) des Kanals (2), der Abstand der Quelle (8) zum Abgrenzungselement (3, 6) und/oder eine veränderte Rau- higkeit des Kanals (2) durchführbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass das Abgrenzungselement (3, 6) unter einem festgelegten Winkel in Bezug auf die Kanalachse (15) zur Wandung (5) des Kanals (2) gerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Abgrenzungselement (3, 6) quer in Bezug auf die Kanalachse (15) zur Wandung (5) des Kanals (2) gerichtet ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung zumindest umfasst
- ein erstes Abgrenzungselement (3), das zur Wandung (5) des Kanals (2) gerichtet ausgebildet ist
- ein zweites dem ersten Abgrenzungselement (3) nachgesetztes Abgrenzungselement (6), das zur Wandung (5) des Kanals (2) gerichtet ausgebildet ist,
- mindestens eine eingebrachte Quelle (8) für Stoffabgabe und oder Energieabgabe, wobei die eingebrachte Quelle (8) zwischen dem ersten Abgrenzungselement (3) und dem zweiten Abgrenzungselement (6) angeordnet ist, und
- mindestens eine Aufhängungseinrichtung (9),
wobei das erste Abgrenzungselement (3), die eingebrachte Quelle (8) und das zweite Abgrenzungselement (6) nacheinander angeordnet an der Aufhängungseinrichtung (9) gehaltert sind und einen innerhalb des Kanals (2) räumlich vorgegebenen Begrenzungsbereich (10) zur Bestimmung von Stoffabgabe und/oder Energieabgabe ausfüllen,
wobei der Vorrichtung (1) mindestens ein die Stoffabgabe und oder die E- nergieabgabe messender Sensor (16) und/oder mindestens eine mit dem Sensor (16) verbundene Steuerungs- und/oder Kontrolleinheit (17) zugeordnet sind, mit denen eine gesteuerte Zirkulation der Zustandsgrößen: Druck p, Temperatur T, Konzentration c über solche Größen wie Durchmesser/Abmaße, der Abstand des Randes der Abgrenzungselemente (3, 6) und der Abstand der Quelle (8) zur Wandung (5) des Kanals (2), der Abstand der Quelle (8) zum jeweiligen Abgrenzungselement (3, 6) und/oder eine veränderte Rauhigkeit des Kanals (2) durchführbar ist, und
wobei zumindest in einem der beiden Abgrenzungselemente (3, 6) mindestens eine elementrandseitige Durchgangsöfmung und/oder mindestens ein steuerbarer schließbarer Durchgang zur Erreichung von bestimmten Bedingungen oder Zustandsgrößen: Druck p, Temperatur T, Konzentration c in dem räumlichen Begrenzungsbereich (10) vorhanden sind.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet
dass die Durchgangsöffhungen aufweisenden Abgrenzungselemente (3, 6) an der Wandung (5) abdichtend anliegen.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die randseitigen Abmaße der Abgrenzungselemente (3, 6) derart ausgebildet sind, dass zwischen Rand der Abgrenzungselemente (3, 6) und der Wandung (5) des Kanals (2) jeweils eine zumindest teilweise randumlaufende Durchgangsöfmung (4, 7) vorhanden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das erste Abgrenzungseiement (3) mindestens eine elementrandseitige, ringförmige Durchgangsöfmung (4) zur Wandung (5) des Kanals (2) ge- richtet aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das zweite Abgrenzungselement (6) mindestens eine elementrandseiti- ge, ringförmige Durchgangsöfmung (7) zur Wandung (5) des Kanals (2) gerichtet aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass das erste Abgrenzungselement (3) eine erste Scheibe (31) oder eine erste flexible Aufklappeinrichtung (32) oder eine erste Scheibe (33) mit einer einfach steuerbaren Klappe (11) oder eine erste Scheibe (34) mit einer Ven- tilanordnung (12) ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das zweite der Quelle (8) nachgeordnete Abgrenzungselement (6) eine zweite Scheibe (61) oder eine zweite flexible Aufldappeinrichtung (62) oder eine zweite Scheibe (63) mit einer einfach steuerbaren Klappe (13) oder eine zweite Scheibe (64) mit einer Ventilanordnung (14) ist
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abgrenzungselemente (3, 6) je nach Bedarf und vorgegebener Zirkulation kombinierbar und in einer Vorrichtung (1) realisiert sind.
12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet
dass die Aufhängungseinrichtung (9) als ein Verbindungsseil oder ein Verbindungskabel oder als Verbindungsstränge (23) ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Durchmesser oder die Abmaße der Vorrichtung (1) ein wenig kleiner als der Durchmesser oder die Abmaße des Kanals (2) senkrecht zur Kanalachse (15) gerichtet ist, wobei ein messbarer begrenzter Stofftransport und/oder messbarer begrenzter Wärrne-ZEnergietransport von dem räumlich abgegrenzten Begrenzungsbereich (10) des Kanals (2) in benachbarte Kanäle realisiert ist
14. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein Sensor (16) mit der Steuerungs- und/oder Kontrollein- heit (17) über eine Sensorleitung (18) oder kabellos in Verbindung steht. 15. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung (1), angepasst an die Ausmaße di des zu untersuchenden Kanals (2), quer zur Kanalachse (15) gerichtet einen Querschnitt besitzt, dessen Ausmaße entweder mehreckig oder rund ausgebildet sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eines der Abgrenzungseiemente (3, 6) vor und während der Einbringung in den Kanal (2) einen deutlich geringen Durchmesser cfe oder deutlich geringere Abmaße aufweist als im Betriebszustand, wenn die Vorrichtung (1) im Bereich (10) des Kanals (2) angeordnet ist, und kleiner als die Abmaße di des betreffenden Kanalquerschnitts mit d2l d3 < di ist, wobei der Durchmesser die Abmaße eines Abgrenzungselements (3, 6) zwischen den Zuständen völliger Abdichtung zur Wandung (5) und geöffneter Durch- gangsöffnung (4, 7) versteilbar ist.
17. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eines der Abgrenzungselemente (3, 6) schließbare Perfo- rierungen aufweist
18. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass die eingebrachte Quelle (8) mit einem Stoff versehen ist, der sich bei entsprechender Stoffeinwirkung, bei Druckänderung oder bei Temperaturänderung auflöst.
19. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abgrenzungselemente (3, 6) mindestens einen Stoff aufweisen, der nach Einwirkung von zugeordneten, zu messenden Zustandsgrößen Druck p, Temperahir T, Volumen V, Geschwindigkeit w und oder Konzentration c spröde ist oder sich physikalisch oder sich chemisch auflöst.
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