CH671093A5

CH671093A5 - Borehole test probe inserting appts. - uses drill rod string to apply pressure to spacer tube attached to bent probe

Info

Publication number: CH671093A5
Application number: CH3439/87A
Authority: CH
Inventors: Stefan Geser
Original assignee: Grundag Ag Gossau
Priority date: 1987-09-07
Filing date: 1987-09-07
Publication date: 1989-07-31
Also published as: DE8808676U1; AT390997B; ATA158588A

Description

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einführen einer aus einem Bündel aus haarnadelförmigen Kunststoffrohren bestehenden Erdsonde in ein vertikales Bohrloch.

Zur Gewinnung von Erdwärme ist es bekannt, Wasser oder ein anderes Trägermedium durch ein haarnadelförmig ausgebildetes, in ein Bohrloch eingesetztes Rohr zu pumpen und einer Wärmepumpe zuzuführen. Solche Rohre werden üblicherweise aus Kunststoff, z. B. Polyäthylen, hergestellt und zu einem Ring geformt auf die Baustelle gebracht. Diese Rohre behalten die ihnen nach der Herstellung und bei der Lagerung aufgezwungene Krümmung auch nach dem Abwickeln vom Ring teilweise bei und lassen sich deshalb nur mit Mühe in das enge Bohrloch einführen. Um diesen Nachteil dieser Art von Erdsonden zu beheben, schlägt die Schweizer Patentschrift 653 120 vor, an der Spitze der Sonde über einem Bereich von 1-2 m eine den Rohren eine gestreckte Gestalt aufzwingende Verstrebung in Form eines Stahl- oder Eisenprofilrohres einzusetzen.

Das Einführen einer mit einer Verstrebung ausgerüsteten Sonde gelingt auf diese Weise ohne weitere Probleme, sofern das Bohrloch die bis vor kurzem übliche Bohrtiefe von ca. 50 m nicht übersteigt.

Übersteigt die Bohrlochtiefe 50 m und beträgt beispielsweise 100 oder 150 m, so weist die in das üblicherweise mit Wasser gefüllte Loch eingeführte und selbst auch mit Wasser gefüllte Sonde einen Auftrieb auf, der es verunmöglicht, die Sonde ohne Beschädigung nach unten zu stossen. Je grösser nämlich die Kraft zum Einschieben am oberen Ende der Sonde wird, umso mehr legt sich diese in Schlangenlinienform an die Wände des Bohrloches an, und es ergibt nebst dem Auftrieb zusätzlich ein hoher Widerstand infolge Reibung.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.

Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, eine Vorrichtung zum Einführen einer Erdsonde zu schaffen, die es ermöglicht, die Erdsonde ohne grossen Kraftaufwand an der Sonde im Bereich des Einganges des Bohrloches einzuführen.

Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung wird die Erdsonde in vorteilhafter Weise nicht auf Druck belastet, sondern sie wird an deren vorderen Ende, d. h. an der Spitze, nach unten gezogen. Damit ergibt sich eine Streckung und folglich eine geringe Reibung der Sonde an der Bohrlochwand. Der hilfsweise an der Sonde bzw. an deren Verstrebung befestigte Einführstab kann nach dem Einführen ohne Probleme mittels eines Seiles aus dem Bohrloch herausgehoben werden.

Anhand eines einen Ausführungsweg darstellenden Beispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 eine haarnadelförmig ausgebildete Erdsonde ohne Verstrebung,
Figur 2 eine perspektivische Darstellung von zu einem Bündel zusammengefügten Erdsonden,
Figur 3 einen Querschnitt längs Linie III-III in Figur 5,
Figur 4 zwei Einführstangen und
Figur 5 ein Bohrloch mit eingeführter Erdsonde.

Der in Figur 1 dargestellte, an den Grund 1 eines Bohrloches 2 zu liegen kommende Abschnitt 3 eines mit einem 180-Grad-Bogen 4 verbundenen, eine Erdsonde 4 bildenden Rohrpaares 5 weist eine bogenförmige Krümmung 5 auf, deren Bogenhöhe h wesentlich grösser sein kann als der Durchmesser d des Bohrloches 2. Mit einer Verstrebung 6, welche aus einem Rohr 7 oder aus einem beliebigen anderen stabförmigen Profil aus Stahl oder Eisen hergestellt sein kann und mindestens einem Paar die Verstrebung 6 und die Rohre 5 verbindenden Briden 8 werden die Rohre 5 parallel zur Verstrebung 6 und damit geradlinig bzw. gestreckt geführt (Figuren 2/3). Die Briden 8 sind mit Schrauben 9, die die Verstrebung 6 durchdringen können, axial unverschiebbar gehalten.

Zum Schutze der an den Rohren 5 angeschweissten Bögen 4 kann eine schlauch- oder taschenförmige Hülse 10 aus Stahl oder einem mit Heissluft schrumpfbarem Material aufgesetzt sein (in strichpunktierten Linien in Fig. 2/5 sichtbar). Nebst der Schutzfunktion hält die Hülse 10 die ausserhalb der Briden 8 liegenden Teile der Rohre 5 zusammen und bildet eine abgerundete Spitze.

In die Verstrebung 6 hinein kann, wenn diese aIs Rohr 7 ausgeführt ist, ein weiteres, bis an die Erdoberfläche reichendes Injektionsrohr 14 lose eingelegt sein, mit dem das Bohrloch 2 nach dem Einbringen der Rohre 5 mit einer gut wärmeleitenden Flüssigkeit, z. B. eine Mischung aus Wasser und Bentonit, gefüllt werden kann.

Auf das obere Ende 15 der Verstrebung 6 sind eine an die Tiefe des Bohrloches 2 angepasste Anzahl von Einführstangen 17 aufgesetzt. Die Stangen 17 sind mittels Gewinden 19 miteinander verbunden. Auf das obere Ende der letzten Stange 17 ist ein Bügel oder Ring 21 aufgeschraubt, in den ein Haken 23 an einem Seil 25 eingreift.

Anstelle von Schraubverbindungen können auch andere Verbindungsmittel treten. Zwischen dem oberen Ende 15 der Verstrebung 6 und dem unteren Ende der Stangen 17 besteht keine auf Zug belastbare Verbindung. Entweder greift ein Dorn 27 an der Stange 17 in die Verstrebung 6 ein, oder eine Hülse 29 umfasst die Verstrebung 6 (vgl. Figuren 4 und 5).

Im folgenden wird das Einführen der Erdsonde 4 in ein tiefes Bohrloch 2 kurz erläutert.

In herkömmlicher Weise wird der durch die Verstrebung 6 gestreckte Abschnitt 3 der Sonde 4 in das Bohrloch 2 eingeführt. Sobald dessen oberes Ende 15 den Eingang des Bohr loches 2 erreicht hat, wird eine erste Stange 17 aufgesteckt.

Das Gewicht der Stange 17, die vorzugsweise auch massiv ausgeführt ist, drückt nun die Sonde 4 gegen den Widerstand von deren Auftrieb durch die im Bohrloch 2 befindliche Flüssigkeit nach unten. Sobald jeweils das obere Ende der Stange 17 im Erdreich verschwindet, wird eine weitere auf diese aufgeschraubt. Je nach Tiefe der Bohrung und Volumen der Erdsonde 4 müssen mehr oder weniger Stangen 17 eingesetzt werden.

Auf die letzte Stange 17 wird der Ring 21 aufgeschraubt und der Haken 23 am Seil 25 eingehängt und zusammen mit der Sonde 4 in die Tiefe gefahren.

Wenn die Sonde 4 ganz eingeführt ist, können die zusammengeschraubten Stangen 17 mit dem Seil 25 aus dem Bohrloch 2 herausgezogen werden, denn die Sonde 4 verklemmt sich infolge der ihr eigenen gebogenen Gestalt der Rohre 5. Die Stangen 17 können somit beliebig oft verwendet werden, und an der Sonde 4 müssen keine besonderen Massnahmen getroffen werden, wenn Einführstangen 17 zum Einsatz gelangen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Vorrichtung zum Einführen einer aus einem Bündel aus haarnadelförmigen Kunststoffrohren bestehenden Erdsonde (4) in ein vertikales Bohrloch (2), dadurch gekennzeichnet, dass sie eine mindestens einteilige Einführungsstange aufweist, die zum kraftschlüssigen Verbinden mit der Erdsonde auf den im Bereich des Bohrlochgrundes (1) zu liegen bestimmten Abschnittes (3) des Bündels aus Rohren (5) aufsetzbar ist, und dass am oberen Ende der Einführungsstange (17) ein Mittel zum Herausziehen der Einführungsstange (17) angebracht ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einführungsstange aus mehreren Teilen besteht, die miteinander lösbar verbunden sind.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einführungsstange (17) einen Steckverbindungsteil zur Verbindung mit der Erdsonde (4) auf weist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbindungsteil ein Dorn (15) oder eine Hülse (29) ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Herausziehen der Einführungsstange aus einer an deren oberen Ende befestigten Ringschraube (21) besteht.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stange (17) hohl oder massiv ausgebildet ist.