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Aus einzelnen Rohrschüssen bestehender Rohrstrang zum Verrohren von
mit Flüssigkeit gefüllten Bohrlöchern od. dgl. Die Erfindung betrifft einen aus
einzelnen Rohrschüssen bestehenden Rohrstrang zum Verrohren von mit Flüssigkeit
gefüllten Bohrlöchern od. dgl. Die einzelnen Rohrschüsse können zugfest miteinander
verbunden sein oder mittels Gestänge lose aufgesteckt in das Bohrloch eingebracht
werden. Letzteres ist z. B. bei Keramikrohren üblich.
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Beim Einbau von Rohrsträngen treten häufig bestimmte Schwierigkeiten
dadurch auf, daß sich im Verlauf des Einbauens das Gewicht des Rohrstranges erhöht.
Es sind zwar bereits einige Vorschläge gemacht worden mit dem Ziel, das wirksame
Gewicht des Rohrstranges und damit z. B. die Belastung des Hakens des Einbaugerätes
zu verringern. Diese Vorschläge zielen z. B. darauf ab, den Rohrstrang am unteren
Ende oder gegebenenfalls in einer oder mehreren darüberliegenden Ebenen zu verschließen,
um den Rohrstrang so während des Einbauvorganges vorübergehend als Schwimmkörper
auszubilden. AU
diese bekannten Vorschläge sind jedoch in ihrer Ausführung
verhältnismäßig kompliziert, da die Notwendigkeit besteht, nach Beendigung des Einbaus
des Rohrstranges die in demselben befindlichen Verschlüsse zu entfernen. Schwierigkeiten
können insbesondere dann entstehen, wenn es, wie z. B. bei Brunnenbohrungen, erforderlich
ist, eine Pumpe innerhalb des Rohrstranges nach unten zu bringen. Hierbei muß im
allgemeinen der innere Querschnitt des Rohrstranges völlig frei sein, damit die
Pumpe nicht irgendwo steckenbleibt. Es liegt auf der Hand, daß bei Einbau irgendwelcher
Verschlüsse in den Rohrstrang Querschnittsverengungen häufig auftreten, da es nicht
immer gelingt, diese Verschlüsse vollständig zu beseitigen.
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Es ist weiterhin im Zusammenhang mit einem Bohrgestänge zur Durchführung
von Erdbohrungen nach dem Spülbohrverfahren bekannt, am Umfang der einzelnen Gestängeabschnitte
geschlossene Hohlräume anzuordnen, die auf Grund des beim Eintauchen des Bohrgestänges
in die das Bohrloch fül-
lende Spülflüssigkeit wirksam werdenden Auftriebes
das Gewicht des Bohrgestänges herabzusetzen vermögen. Dabei handelt es sich in erster
Linie um Mantelrohre. Aber auch in Längsrichtung der Gestängeabschnitte an deren
Außenwand verlaufende Rohre sollen denselben Zweck erfüllen. Nachteilig ist hierbei
insbesondere die Tatsache, daß in jedem Fall, ob nun Mantelrohre oder außenseitig
angebrachte Rohre verwendet werden, die Herstellung des Bohrgestänges außerordentlich
teuer ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten
Vorrichtungen zu beseitigen. Insbesondere bezweckt sie die Schaffung eines Rohrstranges,
der bezüglich Herstellung und Handhabung einfach und billig ist. Dabei soll
der Rohrstrang nach Beendigung des Einbauvorganges sofort, also ohne Zwischenschaltung
besonderer Maßnahmen, betriebsbereit sein. Weiterhin soll die Erfindung insbesondere
auf solche Rohrstränge anwendbar sein, die, wie bei Brunnen üblich, zu einem Teil
aus Filterrohren zusammengesetzt sind. Da durch die Filterrohre die im Bohrloch
stehende Flüssigkeit, im allgemeinen Wasser, in das Innere des Rohrstranges gelangen
kann, wäre es bei Anwendung des vorstehend zuerst besprochenen Vorschlages notwendig,
zu beiden Seiten jedes im Bohrstrang einzubauenden Filterrohres besondere Absperrungen
vorzusehen, wenn der Rohrstrang ein Schwimmkörper sein soll.
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Zur Lösung der vorstehend bezeichneten Aufgabe schlägt die Erfindung
vor, daß der Rohrstrang ganz oder auf Teilen seines in der Flüssigkeit befindlichen
Bereiches außenseitig mit Leichtstoff, vorzugsweise Schaumstoff, versehen ist. Dieser
Schaumstoff oder ein anderer geeigneter Leichtstoff weist ein geringes spezifisches
Gewicht auf, so daß es auch bei Verwendung verhältnismäßig geringer Mengen möglich
ist, das Gewicht des Gesamtrohrstranges wesentlich zu reduzieren. Voraussetzung
ist lediglich, daß, wie bei dem im Handel sich befindlichen Schaumstoffen allgemein
üblich, die Poren verschlossen sind, so daß das Material keine oder nur in unwesentlichem
Maß Flüssigkeit aufsaugen kann.
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Die Anbringung des Leichtstoffes am Rohrschuß kann an der Einbaustelle
erfolgen. Das kann z. B. durch Ankleben oder auch mittels Schellen geschehen. Vorteilhaft
ist die Auflage aus Leichtstoff ringförmig bzw. zylindrisch ausgebildet. Sie kann
aus zwei im Querschnitt jeweils halbkreisförmigen Schalen bestehen, die sich in
montiertem Zustand zu einem Hohlzylinder ergänzen. Es ist aber auch möglich,
den
Leichtstoff, also z. B. in Gestalt des bereits erwähnten Schaumstoffes, unmittelbar
auf die Mantelfläche des Rohrschusses aufzuspritzen. In all diesen Fällen können
die einzelnen Rohrschüsse natürlich auch bereits mit der Auflage des Leichtstoffes
versehen an der Einbaustelle angeliefert werden.
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Es liegt auf der Hand, daß das Ausmaß der Entlastung, also der durph
die Anbringung der Auflage aus Leichtstoff zu erzielenden Verringerung des wirksamen
Gewichtes, sich genau einstellen läßt, und zwar in Abhängigkeit von der Dicke der
Auflage und von der Anzahl der Rohrschüsse, die mit einer solchen Auflage versehen
sind.
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Als besonderer Vorteil des Vorschlages gemäß der Erfindung ist die
Tatsache zu werten, daß die Leichtstoffauflage, die, wie vorstehend erwähnt, vorzugsweise.
als Umhüllung- ausgebildet ist, im allgemeinen keinen zusätzlichen, Raum erfordert.
Tatsache ist nämlich, daß Rohrsiränge, die aus einzelnen Rohrschüssen zusammengesetzt
sind, an denVerbindungsstellen Erweiterungen, beispielsweise Muffen, aufweisen,
die den maximalen Durchmesser des Rohrstranges bestimmen. Gemäß einem weiteren Vorschlag
der Erfindung können die Auflagen aus Schaumstoff oder einem anderen Leichtstoff
im Bereich zwischen diesen Erweiterungen angebracht sein. Sie sind zweckmäßig so
bemessen, daß der äußere Gesamtdurchmesser des umhüllten Rohrabschnittes gleich
dem äußeren Gesamtdurchmesser der an den Verbindungsstellen - gegebenenfalls
auch an anderen Stellen - befindlichen:Erweiterungen ist. Der auf Teilen
seiner Länge umkleidete Rohrstrang weist mithin keinen größeren Maximaldurchmesser
auf, als an den Verbindungsstellen ohnehin vorhanden ist. Es besteht also keine
Notwendigkeit, bei der Wahl des Bohrlochdurchmessers irgendwelche Rücksicht auf
das Anbringen des Leichtstoffes zu nehmen. Vielmehr weist das Vorhandensein der
Umkleidung aus diesem Stoff noch einen besonderen Vorteil auf. Bei Verrohrungen
für Brunnenbohrungen ist es im allgemeinen so, daß nach Beendigung des Einbaus der
zwischen Bohrlochwandung und Rohrstrang befindliche Ringraum mit Kies oder ähnlichem
Material ausgefüllt wird. Die Breite dieses Ringraumes ist nicht sehr groß. Deshalb
besteht bei Verwendung der üblichen Rohrschüsse die Gefahr, daß sich an den Verbindungsstellen,
also dort, wo der Rohrstrang erweitert ist, sogenannte Brücken bilden. Das für die
Ausfüllung des Ringraumes verwendete Material setzt sich also an einer der Verbindungsstellen
fest, so daß das folgende Material sich oberhalb dieser Stelle staut und mit einem
erheblichen Teil seines Gewichtes den Rohrstrang belasten. Dies ist insbesondere
dann nachteilig, wenn der Rohrstrang, wie es bei Brunnen häufig der Fall ist, aus
Asbestzementrohren oder aus Rohren mit vergleichbarer, also verhältnismäßig geringer
Festigkeit besteht. Diese Rohre sind nicht in der Lage, die Zugkräfte aufzunehmen,
die bei Stahlrohren ohne weiteres zulässig sind. Es besteht also bei Rohren aus
Asbestzement oder vergleichbaren Materialien die Gefahr, daß sie unter Umständen
noch nach Beendigung des Einbaus auf Grund solcher Brückenbildungen abreißen. Dies
ist dann nicht möglich, wenn, wie die Erfindung unter anderem vorschlägt, der Raum
zwischen den Erweiterungen weitgehend mit Leichtstoff ausgefüllt ist, so daß im
Ergebnis eine glatte Rohrtour entsteht, bei der die genannte Brückenbildung in Ermangelung
von Vorsprüngen u. dgl. nicht auftreten kann. Die§ gilt auch dann, wenn die Umhüllung
aus Schaumstoff oder einem anderen Leichtstoff unterhalb der oberen Erweiterung
eines Rohrschusses in einem Abstand von derselben beginnt. Dies kann deshalb notwendig
sein, um für die Abfangvorrichtung, die jeweils hinter die obere Erweiterung jedes
Rohrschusses greift, eine Angriffsstelle zu bilden bzw. zu belassen.
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Die Gefahr, daß sich an dieser Stelle Brücken bilden, ist jedoch nicht
gegeben, da das obere Ende der Umkleidung aus Schaumstoff od. dgl. sich in einem
kurzen Abstand unterhalb der oberen Erweiterung des jeweiligen Rohrschusses, also
z. B. der Verbindungsmuffe, befindet, daß das für die Verfüllung benutzte Material
am Ansatz der Leichtstoffumhüllung außenseitig vorbeifällt.
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Es ist zwar bereits bekannt, an einem für einen Bohrhammer bestimmten
Bohrgestänge, dessen ein4 zelne Stangen mittels Muffen verbunden sind, eine Kunststoffumkleidung
anzubringen. Dies dient jedoch dazu, dem Bohrgestänge eine bessere Führung innerhalb
des Bohrloches zu geben. Die Ummantelung erfährt also auch eine erhebliche Beanspruchung,
so daß es allein aus diesem Grund nicht möglich wäre, dafür ein Material, wie Schaumstoff
oder ein Leichtstoff, ähnlicher Festigkeit zu verwenden.
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Die Bedeutung der Erfindung in bezug auf Rohrstränge aus einem Material
geringerer Festigkeit wird auch noch in einem anderen Zusammenhang deutlich.
Die in den beispielsweise aus Asbestzementrohren bestehenden Rohrstrang eines Brunnens
einzubauenden Filterrohre werden zunächst ebenfalls als Vollwandrohre hergestellt,
worauf die Wandungen dieser Rohre mit Durchbrechungen versehen werden, durch die
die Flüssigkeit, zumeist Wasser, in den Rohrstrang hineinfließt. Die genaue Ausgestaltung
der Filterrohre ist für die hier zu erörternde Frage belanglos. Fest steht jedenfalls,
daß durch die An..r bringung der Durchbrechungen die Rohre eine gewisse Schwächung
erfahren. Da das Filterrohr während des Einbaus eine bestimmte Last aufzunehmen
in der Lage sein muß, kann die Anzahl der Durchbrechungen eine bestimmte obere Grenze
nicht überschreiten. Dadurch wird zugleich der insgesamt.vorhandene Durchtrittsquerschnitt
für das Wasser nach oben begrenzt. In der Praxis wirkt sich das dahingehend aus,
daß beispielsweise Filterrohre aus Asbestzement eine geringere Leistung haben als
beispielsweise Filterrohre aus Stahl, da bei letzteren auf Grund der Festigkeit
des Werkstoffes sehr viel mehr Durchbrechungen angebracht werden können.
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Entscheidend ist dabei, daß die Mindestfestigkeit der Filterrohre,
die die Zahl der anzubringenden Durchbrechungen nach oben begrenzt, nicht durch
die während des Betriebs des Brunnens eintretenden Beanspruchungen festgelegt wird,
sondern vielmehr durch die Beanspruchung während des Einbaus der Rohre in die Brunnenbohrung.
Dabei erfolgt nämlich eine erhebliche Zugbeanspruchung der Rohre, deren Größe von
der Länge des am Einbaugerät hängenden Rohrstranges abhängig ist. Wenn die beim
Einbau auf den Rohrstrang einwirkenden Zugkräfte nicht berücksichtigt zu werden
brauchten, wäre es möglich, auch Filterrohre aus Asbestzement und bezüglich ihrer
Festigkeit vergleichbaren Werkstoffen etwa mit so viel Durchbrechungen, also Filteröffnungen,
zu versehen, daß die Leistung,solcher Rohre der von Filterrohren aus Stahl u. dgl.
gleichkäme. Die Erfindung
gibt die Möglichkeit, die vorgenannte
Voraussetzung zu erfüllen. Sie erweitert somit die Anwendbarkeit der Rohre aus Asbestzement,
die im übrigen hinsichtlich Korrosionsbeständigkeit und dergleichen Rohren aus Stahl
ohnehin im allgemeinen überlegen sind.
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Im Zusammenhang mit der Verrohrung von Brunnen weist die Lehre gemäß
der Erfindung noch einen weiteren Vorteil auf. Dieser besteht darin, daß irgendwelche
Teile des Schaumstoffes od. dgl., die beim Einbau abgerissen werden, auf Grund ihres
geringen spezifischen Gewichtes aufschwimmen. Es besteht somit nicht die Gefahr,
daß sie in den Bereichen, in denen, die Filterrohre angebracht sind, irgendwelche
Verstopfungen hervorrufen.
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Selbstverständlich ist die Erfindung auch bei anderen Rohrsträngen,
also solchen ohne Filterrohre, mit besonderem Vorteil anwendbar. Bei Stahlrohren
beispielsweise spielt zwar die Frage der während des Einbaus auftretenden Zugbeanspruchung
keine große Rolle. Immerhin muß das Einbaugerät auf Grund des hohen Gewichtes von
Stahlrohren entsprechend dimensioniert sein. Es liegt auf der Hand, daß dies durch
Anwendung der Erfindung ebenfalls günstig beeinflußt werden kann.
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Ähnliches gilt für die normalen, also mit voller Wand versehenen Rohre
aus Asbestzement und derartigen Werkstoffen. Die Wandstärke dieser Rohre muß unter
Zugrundelegung der heute üblichen Verfahren wesentlich stärker bemessen werden,
als es für den an den Einbau anschließenden Dauerbetrieb beispielsweise eines Brunnens
an sich notwendig wäre, und zwar, wie bereits ausgeführt worden war, lediglich im
Hinblick auf die während des Einbaus auftretenden Zugbeanspruchungen. Bei Anwendung
der Lehre gemäß der Erfindung können Rohre mit wesentlich geringerer Wandstärke
als bisher verwendet werden. Die dadurch eintretende Verbilligung ist größer als
die durch die Anbringung der Auflagen aus Leichtstoff entstehenden Kosten.
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Schließlich sei auch noch die Möglichkeit erwähnt, die Auflage aus
Leichtstoff mit Bewehrungen zu versehen. Diese können ihrerseits aus einem Material
bestehen, dessen Gewicht gering ist, z. B. Leichtmetall oder Kunststoff.
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Die Schicht aus Schaumstoff kann weiterhin außenseitig radiale, vorzugsweise
in Längsrichtung des Rohrstranges verlaufende Rippen tragen, die gegebenenfalls
auch zusätzlich bewehrt sind. Die Rippen ermöglichen es, den Rohrstrang im Bohrloch
zu zentrieren.
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Es sei noch erwähnt, daß der Vorschlag gemäß der Erfindung auch bei
der Herstellung von Brunnenverrohrungen im Braunkohlentagebau angewandt werden kann.
Dort werden die Brunnen abgebaggert. Deshalb ist Voraussetzung, daß die Verrohrung
aus einem Werkstoff besteht, der dem Bagger keinen großen Widerstand entgegensetzt
und darüber hinaus auch in kleinere Stücke zerfällt. Es liegt auf der Hand, daß
auch eine Auflage aus Schaumstoff hinsichtlich der Abbaggerbarkeit allen Anforderungen
genügt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 im Schema einen Längsschnitt durch eine Brunnenbohrung
mit darin eingebauter Verrohrung, F i g. 2 einen Ausschnitt aus der Verrohrung
in größerem Maßstab, F i g. 3 einen Querschnitt durch die Verrohrung, wobei
die Schaumstoffumhüllung nüt radialen Fortsätzen versehen ist.
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Das in F i g. 1 dargestellte, von der Tagesoberfläche
10 niedergebrachte Bohrloch 11 ist mit Wasser gefüllt. Nach seiner
Fertigstellung wird es mittels eines Einbaugerätes 12 mit einer Verrohrung 14 versehen,
die aus Vollwandrohren 15 und Filterrohren 16 besteht. Die Anordnung
ist dabei so getroffen, daß zwischen jeweils zwei Filterrohren 16 drei Vollwandrohre
15 eingeschaltet sind. Die Verbindung zwischen den einzelnen Rohrschüssen
15 bzw. 16 erfolgt in bekannter Weise jeweils über eine Muffe
17. Sowohl Muffe 17 als auch Rohre 15 (oder 16) sind
mit Nuten 18 bzw. 19 versehen, die jeweils gemeinsam einen umlaufenden
Kanal 20 bilden (vgl. F i g. 2). In diesen ist als Verbindungselement ein
Metallseil 20 a eingeschoben, das in gummielastisches Material eingebettet ist.
Auf diese Weise werden die einzelnen Rohrschüsse 15 und 16 zugfest
miteinander verbunden. Diese Art der Verbindung ist insbesondere für Rohre aus nichtmetallischem
Werkstoff, wie Asbestzement und Kunststoff, geeignet.
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Mit 29 sind Dichtringe bezeichnet, die in einer umlaufenden
Nut der Muffe 17 angeordnet sind. Selbstverständlich kann, abweichend von
der Darstellung in F i g. 2, der Dichtring auch in einer Nut des Rohrschusses
liegen.
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Die Vollwandrohre 15 sind zum großen Teil mit einer Umhüllung
21 aus Schaumstoff od. dgl. versehen. Die Stärke dieser einen Hohlzylinder darstellenden
Schicht ist der Stärke der Verbindungsmuffen 17 angepaßt, so daß, wie insbesondere
F i g. 2 erkennen läßt, die Umhüllung 21 den zwischen den Muffen
17 befindlichen Raum ausfüllt. Lediglich am oberen Ende jedes Rohrschusses
15 verbleibt zwischen Muffe 17 und oberem Rand 22 der Schaumstoffumhüllung
ein freier Raum 23, an dem am je-
weils oberen Rohrschuß die Abfangvorrichtung
angreifen kann.
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Die Befestigung der Schaumstoffauflage erfolgt bei dem in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiel mittels Schellen 24. Die Auflage 21 kann dabei
aus zwei Halbzylindem bestehen. Es ist aber auch möglich, die Auflage für jeden
Rohrschuß einstückig herzustellen. In diesem Fall wird der Hohlzylinder über die
Vollwandrohre gezogen. Irgendwelche Schwierigkeiten entstehen dabei nicht, da es
ohne weiteres möglich ist, den Innendurchmesser des Hohlzylinders 21 geringfügig
größer zu wählen als den Außendurchmesser der Vollwandrohre 15.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 ist der die Umhüllung
des Rohres 115 bildende Hohlzylinder 121 aus Schaumstoff od. dgl. mit radialen,
in Längsrichtung verlaufenden Rippen 125 versehen. Diese können dazu dienen,
den Rohrstrang im Bohrloch zu zentrieren. Sie weisen zweckmäßig Bewehrungseinlagen
126 auf. Diese können übrigens auch in dem eigentlichen Hohlzylinder 121,
wie bei 127 angedeutet, angebracht sein, beispielsweise in Form eines Gewebes
aus dünnen Leichtmetalldrähten oder Kunststoffäden od. dgl.
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Der zwischen der Wandung des Bohrloches 11 und dem Rohrstrang
14 befindliche Raum 28 wird nach Einbau des Stranges 14 mit Kies oder ähnlichem
Material verfüllt.
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Es liegt auf der Hand, daß das Ausmaß, um welches das Gewicht des
Rohrstranges 14 durch die Auflagen
aus Schaumstoff od. dgl. verringert
wird, jederzeit auf einfache Weise durch die Anzahl der Rohre, die mit diesen Auflagen
zu versehen sind, bestimmt werden kann.
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Obwohl die Zeichnung lediglich Auflagen aus verschlossenem Schaumstoff
od. dgl. zeigt, die zumindest in montiertem Zustand hohlzylindrisch sind, ist es
natürlich auch möglich, den Auflagen eine andere Form oder Gestalt zu geben. Sie
können beispielsweise auch in Form längsverlaufender Streifen an den Rohren befestigtwerden.