DE1002695B

DE1002695B - Method and device for determining the deviation of a pipe string from water extraction systems and. Like. From the horizontal position or predetermined direction

Info

Publication number: DE1002695B
Application number: DER12728A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Schad; Dipl-Ing Rolf Koch
Original assignee: REUTHER TIEFBAU GmbH
Current assignee: REUTHER TIEFBAU GmbH
Priority date: 1953-10-13
Filing date: 1953-10-13
Publication date: 1957-02-14

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Wassergewinnungsanlagen u. dgl. mit sternförmig von einem lotrechten Schacht oder Brunnen ausgehenden Rohrsträngen, insbesondere Filterrohrsträngen. Beim Vortreiben der Rohrstränge läßt es sich nicht vermeiden, daß Abweichungen des Rohrkopfes von der vorgegebenen Richtung eintreten. Es ist deshalb notwendig, diese Abweichungen meßtechnisch zu erfassen und sie für den Bedienungsmann sichtbar zu machen, damit er sein Bohrgerät entsprechend korrigieren kann.The invention relates to water extraction systems and the like with a star shape from a vertical Manhole or well outgoing pipe strings, in particular filter pipe strings. When driving the Pipe strings can not be avoided that deviations of the pipe head from the specified Enter direction. It is therefore necessary to measure these deviations and record them for make the operator visible so that he can correct his drilling rig accordingly.

Es ist bereits bekannt, die Abweichung von Horizontal- und Geneigtbohrlöchern von der Horizontalen in der Weise zu ermitteln, daß das Bohrloch über das Bohrgestänge mit Flüssigkeit entweder ganz oder zum Teil gefüllt wird, wobei das an der Bohrkrone angeordnete Manometer den hydrostatischen Druck mißt und damit die Abweichung des Bohrloches von der vorgeschriebenen Richtung angibt. Bei zum Schacht geneigten Löchern sitzt das Manometer am Eingang des Bohrloches, und nur das Bohrgestänge ist mit Wasser gefüllt. Diese bekannte Einrichtung mißt nur den statischen Druck innerhalb des Bohrloches. Hierzu muß bei jeder Messung in dieses oder in das Bohrgestänge Wasser eingebracht werden, wobei es unvermeidbar ist, daß sich ein Luftpolster bildet und dadurch die Messung ungenau wird. Die Einrichtung ist umständlich in der Handhabung, und eine kontinuierliche Messung ist mit ihr nicht möglich.It is already known the deviation of horizontal and inclined boreholes from the horizontal to determine in such a way that the borehole over the drill string with liquid either completely or to Part is filled, the manometer arranged on the drill bit measuring the hydrostatic pressure and thus indicates the deviation of the borehole from the prescribed direction. At the shaft inclined holes, the pressure gauge sits at the entrance of the borehole, and only the drill pipe is with Filled with water. This known device only measures the static pressure within the borehole. For this water must be brought into this or into the drill pipe with every measurement, whereby it is unavoidable is that a cushion of air forms and thus the measurement becomes inaccurate. The establishment is awkward to use, and continuous measurement is not possible with it.

Bei einem ähnlichen Gerät wird eine Skala benutzt, längs welcher ein Gefäß verschiebbar ist, das mit einem in den Rohrstrang vorgeschobenen Schlauch oder Rohr kommuniziert. Dieses im Aufbau und in der Handhabung sehr einfache Gerät gestattet ebenfalls nur diskontinuierliche Messungen. Das Meßgerät muß jeweils für jede Messung von Hand verschoben und eingestellt werden.In a similar device, a scale is used, along which a vessel is displaceable, which with a communicates hose or pipe advanced into the pipe string. This in structure and in the The very simple handling of the device also allows only discontinuous measurements. The measuring device must be shifted and set manually for each measurement.

Durch die Erfindung werden die Mangel der oben angeführten Einrichtungen vermieden und die Messungen bzw. Kontrolle von Abweichungen des Bohrkopfes während des Vortreibens der Rohrstränge ohne Arbeitsunterbrechung bei großer Zuverlässigkeit und leichter Handhabung laufend ausgeführt. Sie besteht darin, daß unter Zuhilfenahme eines an sich bekannten Differenzdruckmeßgerätes die Höhe der über dem Bohrkopf stehenden Flüssigkeit kontinuierlich festgestellt, mit einer bekannten, feststehenden Druckhöhe verglichen und damit eine Abweichung des Bohrkopfes gegenüber einer Bezugsebene angezeigt wird. Eine solche Ausführung hat den Vorteil, daß das vorgesehene Differentialmanometer jedes Abweichen des vorzutreibenden Rohrstranges sofort unmittelbar anzeigt. Es können also unverzüglich Gegenmaßnahmen getroffen werden. Vorteilhaft ist im Inneren des Rohrstranges bis in den an ihn anschließenden Bohrkopf Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Abweichens eines RohrstrangesThe invention avoids the shortcomings of the above-mentioned devices and the measurements or control of deviations in the drill head while driving the pipe strings without Work interruption with great reliability and easy handling carried out continuously. she consists that with the aid of a known differential pressure measuring device, the height of the above Drill head stagnant liquid detected continuously, with a known, fixed pressure head compared and thus a deviation of the drill head compared to a reference plane is displayed. One Such a design has the advantage that the differential manometer provided any deviation of the immediately indicates the pipe string to be driven. Countermeasures can therefore be taken immediately to be hit. It is advantageous inside the pipe string up to the drill head adjoining it Method and device for determining the deviation of a pipe string

von Wassergewinnungsanlagen u. dgl.of water extraction systems and the like.

von der horizontalen Lagefrom the horizontal position

oder vorgegebenen Richtungor given direction

Anmelder:Applicant:

Reuther Tiefbau G. m. b. H._f
Mannheim-Waldhof, Sandtorferstr. 1Reuther Tiefbau G. mb H. _f
Mannheim-Waldhof, Sandtorferstr. 1

Dipl.-Ing. Rudolf Schad, Mannheim,Dipl.-Ing. Rudolf Schad, Mannheim,

und Dipl.-Ing. Rolf Koch, Heidelberg,and Dipl.-Ing. Rolf Koch, Heidelberg,

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

reichend eine Meßleitung angeordnet, die mit dem Meßgerät verbunden ist. Diese in einer Ausführungsmöglichkeit als biegsamer, dünner Schlauch ausgebildete Leitung läßt sich ohne weiteres in dem Rohrstrang neben dem Entsandungsrohr anordnen.arranged reaching a measuring line which is connected to the measuring device. This designed in one embodiment as a flexible, thin hose Line can easily be arranged in the pipe string next to the desanding pipe.

Einzelheiten der Erfindung sind der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen. In der letzteren ist schematisch ein Ausführungsbeispiel dargestellt.Details of the invention can be found in the description and the drawing. In the latter is an exemplary embodiment is shown schematically.

In dem mit einer senkrechten Wand 1 umgebenen, lotrecht in das Erdreich eingebrachten Schacht werden in den wasserführenden Schichten 2 sternförmig die Rohrstränge 3 vorgetrieben. Es wird nun angenommen, daß der Bohrkopf 4 des vordersten Rohres 5 eines Rohrstranges aus seiner waagerechten Richtung schräg nach oben abgewichen ist. Der für die Abweichung wesentliche Meßpunkt A bildet gleichzeitig das Ende des in dem Rohrstrang verlegten, biegsamen Meßschlauches 6. Der Meßschlauch 6 ist aus dem gegen den Schacht dicht abgeschlossenen Rohrstrang herausgeführt und mündet in das Endstück einer Preßluftleitung 7 ein. In die Preßluftleitung 7 ist im Schacht in Höhe des Vortriebsrohres ein an sich bekanntes Differenzdruckmanometer od. dgl. eingebaut. Obwohl ein solches Meßgerät bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung ist, soll zum besseren Verständnis hier sein Aufbau und Anschluß sowie die Wirkungsweise kurz geschildert werden. Von der Preßluftleitung 7 geht eine Abzweigleitung 8 in den einen Schenkel 9 des U-Rohr-Manometers über. Der andere Schenkel 10 des U-Rohr-Manometers ist mit einer Leitung 11 an einen konstanten Druckgeber,In the shaft, which is vertically inserted into the ground and surrounded by a vertical wall 1, the pipe strings 3 are driven forward in a star shape in the water-bearing layers 2. It is now assumed that the drill head 4 of the foremost pipe 5 of a pipe string has deviated obliquely upwards from its horizontal direction. The measuring point A , which is essential for the deviation, also forms the end of the flexible measuring hose 6 laid in the pipe string. A known differential pressure manometer or the like is installed in the compressed air line 7 in the shaft at the level of the jacking pipe. Although such a measuring device is known and is not the subject of the invention, its structure and connection as well as the mode of operation will be briefly described here for better understanding. From the compressed air line 7, a branch line 8 merges into one leg 9 of the U-tube manometer. The other leg 10 of the U-tube manometer is connected with a line 11 to a constant pressure transducer,

" ■· ' 609 770/118"■ · '609 770/118

ζ. B. an das unter Druck stehende Grund- oder Infiltrationswasser, angeschlossen. Die Lei tong-11 ist in die wasserführende Schicht 2 eingeschoben. Ihr Durchgang durch die Schachtwand 1 ist abgedichtet.ζ. B. to the pressurized groundwater or infiltration water, connected. The Lei tong-11 is pushed into the water-bearing layer 2. Your passage through the shaft wall 1 is sealed.

Von der Preßluftleitung 7 führt vor einem Absperrventil 14 ein mit einem Regelventil 13 versehener Rohrstrang ab, der zur Regelung der in das Perlgefäß 12 eintretenden Luft dient. Hinter dem Perlgefäß mündet die letztgenannte Abzweigleitung in die Abzweigleitung 8. Das Absperrventil 14 dient dazu, die Preßluft vor Beginn der Messung unter Umgehung des Differentialmanometers in den Meßschlauch eintreten zu lassen und das dort befindliche Wasser auszutreiben. A valve provided with a control valve 13 leads from the compressed air line 7 in front of a shut-off valve 14 Pipe string that is used to regulate the air entering the bead vessel 12. Behind the pearl vessel the latter branch line opens into the branch line 8. The shut-off valve 14 is used to reduce the Before starting the measurement, enter compressed air into the measuring hose, bypassing the differential manometer to leave and drive out the water located there.

Wenn das Wasser aus dem Meßschlauch 6 entfernt ist, wird das Ventil 14 geschlossen. Die im Perlgefäß 12 durch das Regelventil eingestellte Luftmenge strömt nun durch die Abzweigleitung 8 einerseits in den Meßschlauch 6 und bildet das Gegengewicht gegen die im Bohrkopf auf die Mündung des Meßschlauches einwirkende Flüssigkeit. Gleichzeitig drückt die eingeperlteLuft auf die Meßflüssigkeit des U-Rohr-Manometers, beispielsweise Quecksilber im Schenkel 9, und gibt dadurch den Druck der über dem abgewichenen Bohrkopf stehenden Flüssigkeit H_L vom Flüssigkeitsspiegel 16 aus an. Die durch die Leitung 11 zugeführte Flüssigkeit drückt auf das Quecksilber im anderen Schenkel 10 und gibt damit den Druck der Säule Ηψ an. Der Unterschied der Quecksilberspiegel in den beiden Schenkeln 9 und 10 zeigt dann die Differenz H zwischen H_w und H_L an. Die Abweichung des Bohrkopfes ergibt sich dann aus der Summe des Maßes K (Mitte des Rohrstranges 3 bis Quecksilberspiegel im Schenkel 10) und der Höhendifferenz zwischen den beiden Quecksilberspiegeln. 17 und 18 sind Entlüftungsventile am Meßgerät.When the water has been removed from the measuring hose 6, the valve 14 is closed. The amount of air set in the bead vessel 12 by the control valve now flows through the branch line 8 into the measuring hose 6 and forms the counterweight to the liquid acting in the drill head on the mouth of the measuring hose. At the same time, the bubbled air presses on the measuring liquid of the U-tube manometer, for example mercury in the limb 9, and thereby indicates the pressure of the liquid H _L above the deviated drill head from the liquid level 16. The liquid supplied through the line 11 presses on the mercury in the other leg 10 and thus indicates the pressure of the column Ηψ . The difference in the mercury levels in the two legs 9 and 10 then shows the difference H between H _w and H _L. The deviation of the drill head then results from the sum of the dimension K (center of the pipe string 3 to the mercury level in the leg 10) and the difference in height between the two mercury levels. 17 and 18 are vent valves on the meter.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Procedure for determining the deviation of a pipe string from water extraction systems

and the like. From the horizontal position or predetermined direction when driving into the water-bearing Layers from a vertical shaft, characterized in that with the aid a known differential pressure manometer the height of the liquid standing above the drill head continuously determined, compared to a known fixed pressure altitude and so that a deviation of the drill head compared to a reference plane is displayed.

2. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that the inside of the pipe string (3) reaching into the drill head (4) adjoining it Measuring line (6), e.g. a thin hose, is arranged.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that instead of a measuring hose (6) thin measuring tubes are arranged, which are firmly connected to the filters (3), for. B. on the outside or Inner wall of the filter tubes are welded, or a tubular channel is arranged, the built into the wall thickness of the filter itself, e.g. B. is rolled in.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that as a constant pressure transmitter the static pressure of the groundwater or infiltration water is used directly or indirectly.

5. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the constant pressure transmitter is formed by a standing vessel arranged in the shaft itself.

Considered publications:
German patents No. 48 807, 202 788,
111, 310 802, 524 136, 564 467;

Franz X. Eder, "Modern measuring methods in physics", Part I, 1952, pp. 133, 134;

F. Kohlrausch, "Practical Physics", Vol. 1.1943, P. 179ff. and p. 195 ff.

1 sheet of drawings