DE3422271A1

DE3422271A1 - Bohrlochuntersuchungsverfahren

Info

Publication number: DE3422271A1
Application number: DE19843422271
Authority: DE
Inventors: Ferdinand 4712 Werne Heising; Wilhelm Dipl.-Ing. 4300 Essen Knickmeyer
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1984-06-15
Filing date: 1984-06-15
Publication date: 1985-12-19
Also published as: DE3422271C2; US4657387A; ZA854488B; FR2566044B1; GB2160331A; FR2566044A1; CA1233662A; BE902629A; GB8513954D0; GB2160331B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Untersuchung von Bohrlöchern und unzugänglichen Hohlräumen, vorzugsweise zur Untersuchung von Erkundungs- und Gasbohrlöchern im Steinkohlenbergbau, bei dem das Bohrloch im zu untersuchenden Bereich ausgeleuchtet und das Bild zum Bohrlochmund oder einer Auswertestation übertragen wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Untersuchung von Bohrlöchern und unzugänglichen Hohlräumen mit einem Hohlrohr zugeordneten Versorgungskabeln, einer Beleuchtungs- sowie einstellbaren Aufnahmevorrichtung.

Bohrlöcher werden zur Gewinnung beispielsweise von Öl oder Gas, zur Erkundung des umliegenden Bereiches oder für ähnliche Zwecke in das Gebirge eingebracht. Je nach Aufgabe, können derartige Bohrlöcher mehrere Meter oder gar mehrere hundert Meter lang sein. Hierbei wird sowohl das Bohrklein oder der herausgebohrte Kern zum Aufschluß der Gebirgsbeschaf fenheit oder der Lage von Mineralien untersucht, als auch die Bohrlochwandung. Gerade letztere gibt einen genauen Aufschluß, insbesondere dann, wenn Kernbohrungen nicht durchgeführt werden können. Auch Produktionslöchern, wie beispielsweise Gasbohrlöcher, werden im Steinkohlenbergbau mit untersucht, um Aufschluß über die Beschaffenheit des Gebirges zu erhalten. Insbesondere in der Großbohrlochtechnik, d.h. bei Öl- und Gasgewinnungsbohrungen von über Tage aus, werden Bohrlochuntersuchungen mit Hilfe von Fernsehkameras durchgeführt. Hierzu wird eine derartige Kamera in das Bohrloch abgesenkt, wobei gleichzeitig über eine Beleuchtungsvorrichtung für eine ausreichende Ausleuchtung des zu untersuchenden Bereiches Sorge getragen wird. Nachteilig bei derartigen Einsätzen ist, daß die Kosten für derartige Kameras sehr hoch sind, daß ihre Aussagekraft nur bei ausreichender Ausleuchtung aussreichend ist und daß beim Einsatz sehr vorsichtig gearbeitet werden muß, um den Betrieb derartiger

Überwachungsvorrichtungen nicht zu gefährden. Wegen des hiermit verbundenen Aufwandes werden derartige Bohrlochuntersuchungsverfahren daher nur in beschränktem Umfange vorgenommen, wobei sie im untertägigen Steinkohlenbergbau bei den kleinkalibrigen Bohrungen nicht Verwendung finden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vereinfachtes und sicheres Überwachungsverfahren und eine zur Durchführung 'dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung zu schaffen, mit denen Bohrlochuntersuchungen auch in kleinkalibrigen Erkundungsund Gasbohrlöchern vorgenommen werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das notwendige Licht durch Glasfasern in das Bohrloch und das Bild mit Hilfe von Glasfiber-Leitkabeln aus dem Bohrloch übertragen werden.

Grundsätzlich ist es bekannt, mit Hilfe derartiger Glasfaserkabel im Bereich der Medizin und auch der Werkstoffprüfung schlecht zugängliche Bereiche zu untersuchen. Bisher sind derartige Verfahren aber ausschließlich für derart kurze Wege zum Einsatz gekommen und für verhältnismäßig enge Räume und damit begrenzte Flächen, Das erfindungsgemäße Verfahren ist gerade im Steinkohlenbergbau, beispielsweise beim Einsatz in Gasbohrlöchern, von erheblichem Vorteil, weil die Lichtquelle außerhalb des Bohrloches angeordnet ist, wobei aufgrund der Kaltlichtbeleuchtung eine Zündgefahr ausgeschlossen ist. Mit verhältnismäßig kleinem Aufwand kann so in mittel- bis kleinkalibrige Bohrungen Licht in den Unterschungsbereich gebracht werden, so daß mit Hilfe von optischen Geräten das Bild an den Bohrlochmund übertragen werden kann, oder aber, wie geschildert, vorteilhaft mit Hilfe von Glasfiber-Leitkabeln. Aufgrund der vorteilhaft gleichmäßigen und guten Ausleuchtung und der

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Verwendung der Glasfiber-Leitkabel kann ein sehr genaues Bild der Bohrlochwandung auch über große Entfernungen dort, hingebracht werden, wo eine Auswertung der Bilder erfolgen kann. Auf diese Weise erhält man Aufschluß über die Lage von Mineralien, die Schichtung des Gebirges sowie letztlich auch über die Dichte bzw. Porosität des Gebirges und die Beschaffenheit der Bohrlochwandung. Auch eine Kontrolle der Bohrlochverrohrung, z. B. bei Gefrierbohrlöchern, wird auf diese Weise möglich.

Nach einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird die Lichtenergie im Bereich des zu untersuchenden Bohrlochabschnittes teilweise in elektrische Energie umgewandelt und zum Betreiben von Meßfühlern, vorzugsweise Sensoren verwendet. So ist es möglich, genaue Ergebnisse sowie Dichte, die Porosität und die Leitfähigkeit des Gebirges zu erhalten. Diese Daten werden ebenfalls über die Glasfiber-Leitkabel als Lichtimpulse zur Auswertestation geleitet. Vorteilhaft dabei ist die Genauigkeit der Meßwerte sowie ihre Aktualität, weil sie praktisch im gerade angegriffenen bzw. angefahrenen Gebirge ermittelt werden können.

Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Vorrichtung, bei dem Versorgungskabel, eine Beleuchtungs- sowie eine einstellbare Aufnahmevorrichtung einem Hohlrohr zugeordnet sind. Erfindungsgemäß ist hierzu weiter vorgesehen, daß die Versorgungs- und Übertragungkabel als Glasfaser-Lichtwellenleiter-Kabel ausgebildet und in einem in das Bohrloch einführbaren Hohlrohr verlaufend angeordnet sind und daß die Beleuchtungsvorrichtung am außerhalb des Bohrloches befindlichen Ende des Versorgungskabels positioniert ist. Über das entsprechend als Glasfaserkabel ausgebildete Versorgungskabel wird die notwendige Lichtenergie von der außerhalb des Bohrloch angeordneten Beleuchtungsvorrichtung aus ins Bohrloch geleitet, um hier für die zur Überwachung notwendige Ausleuchtung des jeweiligen Bohrlochabschnittes zu sorgen. Dabei sind sowohl

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die Kabel wie auch die Aufnahmevorrichtung sicher in dem Hohlrohr angeordnet, und mit diesem zusammen jeweils in die Position zu bringen, die zur Untersuchung eines jeweiligen Bohrioc habschnittes notwendig ist. Da die Kabel und die Aufnahmevorrichtung im Hohlrohr liegen, ist eine Beschädigung auch bei nicht glatter Bohrlochwandung ausgeschlossen.

Um neben der visuellen Überwachung und Untersuchung des Bohrloches auch gleichzeitig weitergehende Detailuntersuchungen vornehmen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Aufnahmevorrichtung Sensoren zugeordnet sind, die über dem Versorgungskabel zugeordnete Fotodioden gespeist sind. Auf diese Weise kann vor Ort, d.h. im Bohrloch ein Teil der Lichtenergie in elektrische Energie umgewandelt werden, um damit dann die Sensoren zu betreiben, mit deren Hilfe die Dichte, die Porosität und die Leitfähigkeit sowie gegebenenfalls weitere Daten ermittelt werden können.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das Bohrloch Abschnitt für Abschnitt und in jedem Bereich genau untersucht werden, wobei die genaue Verschiebung bzw. Verdrehung des Hohlrohres dadurch möglich wird, daß das Hohlrohr als begrenzt flexibler Kunststoffschlauch ausgebildet ist. So ist es beispielsweise möglich, abgewinkelte Bohrlöcher oder aus der Richtung gelaufene Bohrlöcher ebenfalls genau zu untersuchen, weil das Hohlrohr die Abwinklung des Bohrloches ohne weiteres und ohne Beeinflussung der Vesorgungs- und Übertragungskabel sowie der übrigen Einrichtung nachvollziehen kann.

Der technische Fortschritt der Erfindung liegt insbesondere darin, daß auch für klein- und mittelkalibrige Bohrlöcher ein genau arbeitendes Untersuchungsverfahren und eine dazu geeignete Vorrichtung geschaffen ist. Der dafür notwendig

werdende Aufwand ist begrenzt, wobei zusätzlich der Betriebsaufwand sehr gering ist, weil Beschädigungen an der Vorrichtung beim erfindungsgemäßen Verfahren kaum auftreten können.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes werden anhand der nachfolgenden einzigen Figur erläutert.

In das ins Gebirge eingebrachte Bohrloch 1 ist ein vom Bohrlochmund 2 bis zum Bohrlochtiefsten 3 reichendes Hohlrohr 6 eingeführt, das im Abstand zur Bohrlochwandung 4 gehalten wird, um mit Hilfe der Überwachungsvorrichtung die Bohrlochwandung rundum ablichten zu können.

In dem Hohlrohr 6 ist eine Aufnahmevorrichtung 7 angeordnet, so daß die Bohrlochwandung 4 kontinuierlich abgeleuchtet werden kann, während mit Hilfe der Beleuchtungsvorrichtung 8 eine ausreichende Ausleuchtung des jeweils untersuchten Abschnittes gewährleistet ist. Bei der Beleuchtungsvorrichtung 8 handelt es sich um eine außerhalb des Bohrloches 1 angeordnete Lampe, die die notwendige Lichtenergie über das Versorgungskabel 9 - ein Glasfaser-Lichtwellenleiter-Kabel - in das Bohrloch bringt. Dieses Versorgungskabel 9 ist so an der Wandung des Hohlrohres 6 befestigt, daß die Enden der einzelnen Glasfasern senkrecht oder in einem vorgegebenen Winkel dazu stehen. Eine gezielte Ausleuchtung des Untersuchungsbereiches ist so gegeben.

Die aufgenommenen Bilder werden über die Aufnahmevorrichtung bzw. das Übertragungskabel 10 in den Bereich des Bohrlochmundes 2 gebracht, um hier über das Okkular 13 direkt ausgewertet oder zu einer Auswerteeinheit weitergeleitet zu werden. Über den Übertragungsanschluß 14 kann die Verbindung zu einer solchen Auswerteeinheit hergestellt werden. Im Be-

reich des ftfoertragungskabels 10 bzw. des Versorgungskabels können Sensoren 11 angeordnet werden, mit deren Hilfe weitere Daten aus dem Bohrloch ermittelt und zum Bohrlochmund 2 gebracht werden. Diese Sensoren 11 v/erden beispielsweise über Fotodioden 12 gespeist, die mit Hilfe eines Teill ichtStroms die notwendige elektrische Energie für die Sensoren erzeugen.

1 Bohrloch

2 Bohrlochmund

3 Bohrlochtiefstes

4 Bohrlochv/andung

6 Hohlrohr

7 Aufnahmevorrichtung

8 Beleuchtungsvorrichtung

9 Versorgungskabel

10 Übertragungskabel

11 Sensor

12 Fotodiode

13 Okkular

14 Übertragungsanschluß

- Leerseite -

Claims

BERGWERKSVERBAND GMBH VERSUCHSBETRIEBE DER BERGBAU-FORSCHUNG 4300 Essen 13 (Kray) Franz-Fischer-Weg 61 Telefon (0201) 105-1 A 8/13/84 Ha/Gs Bohrlochuntersuchungsverfahren Patentansprüche

1. Verfahren zur Untersuchung von Bohrlöchern und unzugänglichen Hohlräumen, vorzugsweise zur Untersuchung von Erkundungs- und Gasbohrlöchern im Steinkohlenbergbau, bei dem das Bohrloch im--zu untersuchenden Bereich ausgeleuchtet und das Bild zum Bohrlochmund oder einer Ausswertestation übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das notwendige Licht durch Glasfasern und das Bild mit Hilfe von Glasfiber-Leitkabeln übertragen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtenergie im Bereich des zu untersuchenden Bohrlochabschnittes teilweise in elektrische Energie umgewandelt und zum Betreiben von Meßfühlern, vorzugsweise Sensoren verwendet wird.

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3. Vorrichtung zur Untersuchung von Bohrlöchern und unzugänglichen Hohlräumen mit einem Hohlrohr zugeordneten
Versorgungskabeln, einer Beleuchtungs- sowie einstellbaren Aufnahmevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Versorgungs- und Übertragungskabel (9, 10) als
Glasfaser-Lichtwellenleiter-Kabel ausgebildet und in einem in das Bohrloch (1) einführbaren Hohlrohr verlaufend angeordnet sind, und daß die Beleuchtungsvorrichtung (8) am außerhalb des Bohrloches befindlichen Ende des Vo rsorgungskabels positioniert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmevorrichtung (7) Sensoren (11) zugeordnet sind, die über dem Versorgungskabel (9) zugeordnete Fotodioden (12) gespeist sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrohr (6) als begrenzt flexibler Kunststoffschlauch ausgebildet ist.

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