DE1623111C3 - Geophysical device for surveying underground caverns - Google Patents

Geophysical device for surveying underground caverns

Info

Publication number
DE1623111C3
DE1623111C3 DE1623111A DE1623111A DE1623111C3 DE 1623111 C3 DE1623111 C3 DE 1623111C3 DE 1623111 A DE1623111 A DE 1623111A DE 1623111 A DE1623111 A DE 1623111A DE 1623111 C3 DE1623111 C3 DE 1623111C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
measuring head
measuring
probe
tilting movement
radiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE1623111A
Other languages
German (de)
Other versions
DE1623111A1 (en
DE1623111B2 (en
Inventor
Ernst 3200 Hildesheim Nolte
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Geco Prakla GmbH
Original Assignee
Prakla Seismos GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Prakla Seismos GmbH filed Critical Prakla Seismos GmbH
Priority to DE1623111A priority Critical patent/DE1623111C3/en
Publication of DE1623111A1 publication Critical patent/DE1623111A1/en
Publication of DE1623111B2 publication Critical patent/DE1623111B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE1623111C3 publication Critical patent/DE1623111C3/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S15/8906Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
    • G01S15/8934Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a dynamic transducer configuration
    • G01S15/8936Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a dynamic transducer configuration using transducers mounted for mechanical movement in three dimensions
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/08Measuring diameters or related dimensions at the borehole
    • E21B47/085Measuring diameters or related dimensions at the borehole using radiant means, e.g. acoustic, radioactive or electromagnetic
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/40Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging
    • G01V1/44Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging using generators and receivers in the same well
    • G01V1/46Data acquisition
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V11/00Prospecting or detecting by methods combining techniques covered by two or more of main groups G01V1/00 - G01V9/00

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

5050

Die Erfindung betrifft, eine geophysikalische Vorrichtung zur Vermessung von unterirdischen Kavernen durch Strahlungen mit einer in die Kaverne absenkbaren Meßsonde, deren Meßkopf durch einen Motor in Schritten oder kontinuierlich um ihre .Vertikalachse drehbar und mit einer oder mehreren Sendeeinrichtungen zum Aussenden von Strahlungen sowie einer oder mehreren Empfangseinrichtungen für die rückkehrenden Strahlungen versehen ist und deren Meßkopf gegen die Vertikalachse der Meßsonde geneigt werden kann.The invention relates to a geophysical device for the measurement of underground caverns by radiation with a lowerable into the cavern Measuring probe, the measuring head of which is driven by a motor in steps or continuously around its .vertical axis rotatable and with one or more transmitting devices for emitting radiation as well one or more receiving devices for the returning radiations is provided and their The measuring head can be tilted against the vertical axis of the measuring probe.

Bei der Gewinnung von Salz und anderen wasserlöslichen Mineralien nach dem Aussolungsverfahren wird über ein doppelt verrohrtes Bohrloch oder über zwei Bohrlöcher ein Spülungskreislauf eingerichtet, der an den Bohrlochsohlen ständig wachsende Hohlräume entstehen läßt. Die Einlagerungen von schlechter löslichen oder wasserunlöslichen geologischen Schichten bewirken, daß die ausgesolten Hohlräume eine sehr unregelmäßige Form annehmen. Oft bilden sich hinter,der Verrohrung weit nach oben reichende Kamine, die sogar die Gefahr eines Einbruches der Erdoberfläche herbeiführen können. Da auch eine zu große horizontale Ausdehnung eines Hohlraumes einen Einbruch verursachen kann, sind bei der Aussolung bergbauliche Sicherheitsvorschriften zu beachten. Durch das genaue Ausinessen einer Kaverne, insbesondere einschließlich des Kavernenhimmels, könnte eine Einsturzgefahr frühzeitig erkannt werden.In the extraction of salt and other water-soluble Minerals after the leaching method is obtained via a double-cased borehole or via Two boreholes set up a mud circuit with ever-growing cavities at the bottom of the borehole can arise. The deposits of poorly soluble or water-insoluble geological Layers have the effect that the hollowed out cavities assume a very irregular shape. Often chimneys are formed behind the piping that reach far upwards and even pose a risk of burglary the earth's surface. Since too large a horizontal expansion of a Cavity can cause a break-in, are mining safety regulations for the soling to be observed. Through the precise finesse of a cavern, especially including the cavern sky, a risk of collapse could be recognized early.

Nachdem sich ergeben hat, daß in salzartigen Gesteinen ausgesolte Kavernen einen sehr wirtschaftlichen Speicher für gasförmige oder flüssige Stoffe, z. B. leichte Kohlenwasserstoffe, darstellen, ist die Kenntnis der genauen Raumform unterirdischer Hohlräume noch wichtiger geworden.After it turned out that caverns extracted in salty rocks are a very economical one Storage for gaseous or liquid substances, e.g. B. light hydrocarbons represent, is the Knowledge of the exact spatial shape of underground cavities has become even more important.

Für die Berechnung der Speicherkapazität sowie zur Kontrolle von Verlusten muß der Rauminhalt bekannt sein. Es sind Verfahren bekannt, mit denen die Hohlräume mittels Ultraschallimpulsen echometrisch vermessen werden. Die hierzu in den Hohlraum abgesenkten Meßsonden besitzen vorzugsweise Schallwandler zum Senden und Empfangen mit horizontaler Richtcharakteristik. Zur Aufnahme eines Rundsicht-Echogramms wird der Hohlraum unter bestimmten horizontalen Winkelschritten abgetastet. Die verwendeten Sondenmeßköpfe haben eine größere Anzahl gleichmäßig auf dem Umfang des Meßkopfes verteilte Schallwandler, die nacheinander durch einen fernbetätigten Umschalter zum Einsatz gebracht werden; die weitere Entwicklung führte zu einem um die Vertikalachse der Sonde drehbaren Sondenmeßkopf mit nur einer Sende- und Empfangseinrichtung (USA.-Patentschrift 2 825 044).For the calculation of the storage capacity as well as for the control of losses, the volume of the room be known. Methods are known with which the cavities are echometric by means of ultrasonic pulses be measured. The measuring probes lowered into the cavity for this purpose preferably have Sound transducer for sending and receiving with horizontal Directional characteristic. To record a panoramic echogram, the cavity is underneath scanned certain horizontal angular steps. The probe heads used have a larger one Number of transducers evenly distributed around the circumference of the measuring head, one after the other be deployed by a remote switch; further development led to a probe measuring head rotatable around the vertical axis of the probe with only one transmitting and receiving device (U.S. Patent 2,825,044).

Bei diesen bekannten Sondenausführungen liefert die horizontale Echomessung gute Ergebnisse, wenn die reflektierende Fläche nicht zu stark von der Senkrechten abweicht. Ist die Fläche dagegen stark geneigt oder liegt sie sogar parallel zur Horizontalen, wie es beispielsweise bei der Decke oder dem Boden einer Salzkaverne der Fall sein kann, so entstehen entweder Echos mit unterschiedlicher Größe, Form und Laufzeit oder lange zusammenhängende Schwingungszüge. Die Auswertung solcher Echos ist sehr schwierig, und oft kann dadurch über die Begrenzung solcher Hohlräume keine sichere Angabe gemacht werden. Eine weitere Schwierigkeit beim horizontalen Messen tritt auf, wenn von der Decke herabhängende oder auf dem Boden liegende größere Gesteinsteile den Schalldurchgang zu der im Schallschatten liegenden Hohlraumwand verhindern.With these known probe designs, the horizontal echo measurement delivers good results if the reflective surface does not deviate too much from the vertical. On the other hand, if the surface is strong inclined or even parallel to the horizontal, as is the case with the ceiling or the floor, for example a salt cavern can be the case, either echoes of different sizes and shapes arise and running time or long contiguous oscillation trains. The evaluation of such echoes is great difficult, and this often means that it is not possible to give a reliable indication of the delimitation of such cavities will. Another difficulty with measuring horizontally occurs when measuring from the ceiling Larger pieces of rock hanging down or lying on the ground prevent sound from passing through to the im Prevent acoustic shadow lying cavity wall.

Um die genannten Nachteile zu vermeiden, sind bereits zum Stand der Technik gehörende absenkbare Sonden mit drehbarem Meßkopf eingesetzt worden, der außer oder statt einem Horizontalwandler zwei Wandler enthält, die jeweils unter 45° auf- bzw. abwärts gerichtet sind. Mit dieser Anordnung ist es ebenfalls nur teilweise möglich, die Mangel der horizontalen Messung im Bereich von Decke und Boden des Hohlraumes auszugleichen. Insbesondere für eine Kontrolle, ob und wieweit hinter der zu der Kaverne führenden Verrohrung eine z. B. kaminartige Fortsetzung des Hohlraumes besteht, ist diese Sondenkonstruktion nicht geeignet (USA.-Patentschrift 2 825 044).In order to avoid the disadvantages mentioned, lowerable ones belonging to the state of the art are already available Probes with a rotatable measuring head have been used, in addition to or instead of a horizontal transducer contains two transducers, each directed at 45 ° upwards and downwards. With this arrangement it is also only partially possible to eliminate the lack of horizontal measurement in the area of the ceiling and Level the bottom of the cavity. In particular for a control of whether and to what extent behind the to the Cavern leading piping a z. B. there is a chimney-like continuation of the cavity, this is Probe construction not suitable (U.S. Patent 2,825,044).

Weiterhin wird die Technik zur Vermessung von Bohrlöchern durch die nachfolgend aufgeführten druckschriftlichen Veröffentlichungen beschrieben:Furthermore, the technique of surveying boreholes is supported by those listed below in printed publications:

(1) deutsche Auslegeschrift 1 085 978;(1) German Auslegeschrift 1 085 978;

(2) deutsche Auslegeschrift 1 082 994;(2) German Auslegeschrift 1 082 994;

(3) schweizerische Patentschrift 422181;(3) Swiss patent specification 422181;

(4) französische Patentschrift 1189 903;(4) French patent specification 1189903;

(5) Erdöl-Zeitschrift, 78. Jahrgang, Oktober 1962,
S. 587;
(5) Erdöl-Zeitschrift, Volume 78, October 1962,
P. 587;

(6) VDI-Nachrichten, Nr. 15, 20. 7.1957, S. 4;(6) VDI-Nachrichten, No. 15, 20.7.1957, p. 4;

(7) The Oil and Gas Journal, Sept. 16, 1968, S. 76 bis 78 (nicht vorveröffentlicht);(7) The Oil and Gas Journal, Sept. 16, 1968, pp. 76-78 (not prepublished);

(8) USA.-Patentschrift 2 908 863;(8) U.S. Patent 2,908,863;

(9) deutsches Gebrauchsmuster 1 786 877;(9) German utility model 1 786 877;

(10) deutsche Patentschrift 169 154;(10) German Patent 169 154;

(11) deutsche Patentschrift 723 764;(11) German patent specification 723 764;

(12) schweizerische Patentschrift 183 782;(12) Swiss patent specification 183 782;

(13) deutsche Auslegeschrift 1130 089;(13) German Auslegeschrift 1130 089;

(14) USA.-Patentschrift 3 286 163;(14) U.S. Patent 3,286,163;

(15) USA.-Patentschrift 3 227 804;(15) U.S. Patent 3,227,804;

(16) USA.-Patentschrift 2 942 111;(16) U.S. Patent 2,942,111;

(17) USA.-Patentschrift 2 909 661;(17) U.S. Patent 2,909,661;

(18) USA.-Patentschrift 2 688 095;(18) U.S. Patent 2,688,095;

(19) USA.-Patentschrift 3 100 259;(19) U.S. Patent 3,100,259;

(20) hobby, 3/1961, S. 152 bis 157;(20) Hobby, 3/1961, pp. 152-157;

(21) USA.-Patentschrift 2 825 044;(21) U.S. Patent 2,825,044;

(22) deutsche Auslegeschrift 1102 306.(22) German interpretation document 1102 306.

Die große Anzahl von Vorschlägen zur Durchführung von Verfahren bzw. für den Einsatz von Vorrichtungen läßt jedoch keine technische Lehre erkennen, unterirdische Kavernen gemäß dem erfindungsgemäßen Vorschlag zu vermessen.The large number of proposals for the implementation of methods or for the use of devices does not reveal any technical teaching, however, underground caverns according to the invention Proposal to measure.

Die Druckschriften (1), (2), (4) und (5) betreffen Einrichtungen zum Anpressen von Sonden oder Sondenteilen an Bohrlochwandungen, um den Einfluß der Bohrlochflüssigkeit auf das Meßergebnis auszuschalten bzw. um Verfälschungen, die sich durch Eindringen von Spülung in die anstehenden Formationen ergeben, gering zu halten.The documents (1), (2), (4) and (5) relate to devices for pressing probes or probe parts on borehole walls in order to eliminate the influence of the borehole fluid on the measurement result or falsifications that result from the penetration of mud into the pending formations to keep low.

In der Veröffentlichung (3) ist ein starrer Sondenkörper beschrieben. Die nur in einem engen Winkelbereich mögliche Änderung der Strahlungs- bzw. Empfangsrichtung der in dem starren Sondenkörper befindlichen Sende- und Empfangseinrichtung dient dem alleinigen Zweck, die unterschiedlichen Diffraktionswinkel der zu untersuchenden Materialien auszugleichen. In the publication (3) a rigid probe body is described. The only in a narrow range of angles possible change in the direction of radiation or reception in the rigid probe body located transmitting and receiving device serves the sole purpose of the different diffraction angles to balance the materials to be examined.

In den weiteren Veröffentlichungen (9) bis (12) und (22) sind drehbare Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen für elektromagnetische Wellen oder radioaktive Strahlungen (13) aufgeführt. Die Drehbewegung dieser Elemente (unter anderem Rahmenantennen) dienen vorzugsweise entweder der Entkopplung dieser Vorrichtungen voneinander oder zur optimalen Einstellung derselben auf die Richtung des zu empfangenden elektromagnetischen oder radioaktiven Feldes.In the other publications (9) to (12) and (22) are rotatable transmitting and / or receiving devices for electromagnetic waves or radioactive radiation (13). The rotation of these elements (including loop antennas) are preferably used either to decouple these devices from one another or to optimize them Adjusting the same to the direction of the electromagnetic or radioactive to be received Field.

In (14) wird ein Gerät beschrieben, das zu einer Gruppe von Bohrlochmeßgeräten gehört, die ebenfalls mit starren Sondenkörpern ausgerüstet sind. Die Sende- und/oder Empfangseinrichtungen sind nur begrenzt schwenkbar angeordnet, jedoch kann hiermit keinesfalls z.B. die kaminartige Hohlraumfortsetzung hinter einer Verrohrung oberhalb des Rohrschuhes vermessen werden.In (14) a device is described which belongs to a group of borehole logging devices that also are equipped with rigid probe bodies. The transmitting and / or receiving devices are only Can be swiveled to a limited extent, but in no way can the chimney-like cavity continuation, for example be measured behind a piping above the pipe shoe.

Die exakte Bestimmung der Hohlraumgrenzen unter Ausschluß der angeführten Nachteile des Standes der Technik läßt sich erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung erreichen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Meßkopf während des Meßvorganges mittels eines impulsgesteuerten Schrittschaltwerks im Steuerteil der Sonde kontinuierlich oder in Schritten eine Kippbewegung bis zur Erreichung der horizontalen Lage durchführt.The exact determination of the cavity boundaries excluding the stated disadvantages of the stand the technology can be achieved according to the invention by a device that is characterized is that the measuring head during the measuring process by means of a pulse-controlled stepping mechanism in Control part of the probe continuously or in steps a tilting movement until reaching the horizontal Location.

Ein Meßkopf gemäß der Erfindung enthält vorzugsweise einen horizontal- und einen vertikalgerichteten Schallwandler und führt außer einer Drehbewegung um die vertikale Sondenachse mittels einer zusätzlichen Antriebseinrichtung eine Kippbewegung bis zu 90° gegen die vertikale Sondenachse durch. Mit dem Vertikalwandler wird dabei der Winkelbereich von der Vertikalen bis zur Horizontalen und mit dem Horizontalwandler der Winkelbereich oberhalb der Horizontalen erfaßt. Durch ein impulsgesteuertes Schrittschaltwerk im Steuerteil der Sonde kann wahlweise die Dreh- oder Kippbewegung des die Wandler enthaltenden Meßkopfes bewirkt werden. A measuring head according to the invention preferably contains one horizontally and one vertically directed Sound transducer and performs a rotary movement around the vertical probe axis by means of an additional Drive device through a tilting movement of up to 90 ° against the vertical probe axis. With the vertical converter, the angular range from the vertical to the horizontal and the angular range above the horizontal is detected with the horizontal converter. With a pulse controlled Stepping mechanism in the control section of the probe can either rotate or tilt the the transducer containing the measuring head are effected.

Durch die Verbindung von Drehbewegung und Kippbewegung des Meßkopfes ergeben sich zwei Durchführungsarten für die Vermessung von Kavernen mittels der Vorrichtung nach der Erfindung.The combination of the rotary movement and the tilting movement of the measuring head results in two Types of implementation for the measurement of caverns by means of the device according to the invention.

Nach Absenken der Meßsonde in den zu vermessenden Hohlraum wird der Meßkopf in eine bestimmte azimutale Winkelstellung gedreht, beispielsweise in Nordrichtung, und anschließend schrittweise oder kontinuierlich von der Vertikalen bis zur Horizontalen gekippt. Das mittels Ultraschallimpulsen registrierte Echogramm entspricht einer Hälfte eines Vertikalschnittes durch den Hohlraum. Danach wird der Meßkopf in horizontaler Stellung in die folgende azimutale Winkelstellung geschwenkt und dann bis zur Vertikalen zurückgekippt. Bei Anwendung dieser Verfahrensart erhält man eine der Zahl der azimutalen Winkelstellungen entsprechende Anzahl von Vertikal-Echogrammen, die als Grundlage zur Herstellung von Vertikalschnitten durch den Hohlraum dienen. After lowering the measuring probe into the cavity to be measured, the measuring head is in a certain azimuthal angular position rotated, for example in north direction, and then gradually or continuously tilted from vertical to horizontal. That registered by means of ultrasonic impulses Echogram corresponds to one half of a vertical section through the cavity. After that, will the measuring head is pivoted in the horizontal position into the following azimuthal angular position and then up to tilted back to vertical. When using this type of procedure one obtains one of the number of the azimuthal Angular positions corresponding number of vertical echograms, which are used as the basis for production serve of vertical sections through the cavity.

Bei einer anderen Durchführung des Verfahrens wird der Meßkopf in eine bestimmte Winkelstellung zwischen der Vertikalen und der Horizontalen gekippt und anschließend schrittweise um 360° um die vertikale Sondenachse gedreht. Aus den mittels Ultraschallimpulsen registrierten Echogrammen werden die einzelnen Entfernungswerte der gleichen Drehwinkelstellung entnommen und in den dazugehörigen Vertikalschnitt übertragen. Bei einer Meßkopfdrehung in 24 Winkelschritten können also bis zu 12 Vertikalschnitte dargestellt werden.In another implementation of the method, the measuring head is in a certain angular position tilted between the vertical and the horizontal and then gradually rotated 360 ° around the vertical probe axis rotated. The echograms registered by means of ultrasonic pulses become the individual distance values taken from the same angle of rotation position and in the associated Transfer vertical section. If the measuring head is rotated in 24 angular steps, up to 12 Vertical sections are shown.

Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Meßkopfes stellt der Einbau eines optischen Senders und einer fotografischen Kamera anstatt der akustischen Wandler dar. Wird bei jeder möglichen Dreh- und Kippwinkelstellung des Meßkopfes eine fotografische Aufnahme gemacht, so ergibt sich eine lückenlose Abbildung der Hohlraumbegrenzung.A further embodiment of the measuring head according to the invention is the installation of an optical one Transmitter and a photographic camera instead of the acoustic transducer. Will be used with every possible Rotation and tilt angle position of the measuring head made a photographic recording, this results in a complete mapping of the cavity delimitation.

Eine andere Ausführung kann vorteilhaft zum Nachweis einer kaminartigen Hohlraumfortsetzung hinter einer Verrohrung oberhalb des Rohrschuhes verwendet werden. In dem erfindungsgemäßen kippbaren Meßkopf ist statt einer akustischen oder optischen Sendeeinrichtung eine radioaktive Strahlenquelle in Form kleiner radioaktiver Schwimmkörper vorgesehen. Ist der Meßkopf der in den Hohlraum abgesenkten Meßsonde aus der Verrohrung ausgetreten, so wird er in die horizontale Lage gekippt.Another embodiment can be advantageous for detecting a chimney-like cavity continuation can be used behind piping above the pipe shoe. In the tiltable according to the invention Instead of an acoustic or optical transmission device, the measuring head is a radioactive radiation source provided in the form of small radioactive floats. Is the measuring head the one in the cavity If the lowered measuring probe emerges from the piping, it is tilted into the horizontal position.

5 65 6

Durch eine geeignete fernbetätigte Einrichtung wird chenden Schallwandlern wieder empfangen. DurchBy means of a suitable remote-controlled device, corresponding transducers are received again. Through

nun eine kleine Anzahl der radioaktiven Schwimm- schrittweises Kippen des Meßkopfes 8 in F i g. 2 ta-now a small number of the radioactive swimming step-by-step tilting of the measuring head 8 in FIG. 2 days

körper freigegeben, die in der im Hohlraum befindli- stet der Schallwandler 11 die Hohlraumbegrenzungbody released, which is located in the cavity of the sound transducer 11 the cavity delimitation

chen Flüssigkeit aufsteigen und sich am höchsten im Winkelbereich von der Vertikalen bis zu der Ho-ascending liquid and is highest in the angular range from the vertical to the top

Punkt der Hohlbegrenzung an der äußeren Verroh- 5 rizontalen, der Schallwandler 12 die Hohlraumbe-Point of the hollow boundary on the outer pipe 5 rizontal, the sound transducer 12 the hollow space

rung festsetzen. Durch zusätzliches gleichzeitiges grenzung im Winkelbereich oberhalb der Horizonta-fix. Due to the additional simultaneous limitation in the angular area above the horizontal

Drehen des Meßkopfes können die Schwimmkörper len ab.Turning the measuring head can len from the floating body.

allseitig im Ringraum um die Verrohrung herum ver- F i g. 3 zeigt einen Meßkopf mit einer optischenF i g on all sides in the annular space around the piping. 3 shows a measuring head with an optical one

teilt werden. Durch einen in der Meßsonde befindli- Sende- und Empfangseinrichtung. In dem Meßkopf 8be shared. By a transmitting and receiving device located in the measuring probe. In the measuring head 8

chen Detektor kann anschließend beim Auffahren io befinden sich eine Blitzlampe 14 und eine fotografi-chen detector can then when driving up io there is a flash lamp 14 and a photographic

der Meßsonde mit zurückgekipptem Meßkopf die sehe Kamera 15. Mit dieser Einrichtung kann vor-the measuring probe with tilted back measuring head see camera 15. With this device it is possible to

Teufenlage der radioaktiven Schwimmkörper festge- zugsweise die Wand und der Deckenbereich derThe depth of the radioactive floating bodies is fixed to the wall and the ceiling area of the

stellt werden. Hohlraumbegrenzung abgebildet werden.will be presented. Cavity delimitation can be mapped.

Für die echten Unteransprüche 2 bis 5 wird Pa- In F i g. 4 wird der erfindungsgemäße Meßkopf 8For the real subclaims 2 to 5, Pa- In F i g. 4 becomes the measuring head 8 according to the invention

tentschutz nur in Verbindung mit dem Hauptan- 15 zum Aussenden radioaktiver Schwimmkörper zumtent protection only in connection with the main 15 for emitting radioactive floating bodies for

spruch begehrt. Nachweis einer Hohlraumfortsetzung 16 hinter einersaying desired. Evidence of a cavity continuation 16 behind a

Mehrere Ausführungsbeispiele nach der Erfindung Verrohrung 2 oberhalb des Rohrschuhes 17 einge-Several embodiments according to the invention piping 2 above the pipe shoe 17 inserted-

sind in der Zeichnung dargestellt und werden im fol- setzt. Bei diesem Meßvorgang wird die Sonde 1are shown in the drawing and are set out below. During this measuring process, the probe 1

genden näher beschrieben. Es zeigt durch die innere Rohrtour 1 in den Hohlraum abge-described in more detail. It shows through the inner pipe tour 1 into the cavity

F i g. 1 eine vollständige Meßsonde während eines 20 senkt. Befindet sich der Meßkopf 8 unterhalb desF i g. 1 lowers a complete probe during a 20. Is the measuring head 8 below the

Meßvorganges, Rohrschuhes 17, so wird der Meßkopf 8 in die hori-Measuring process, pipe shoe 17, the measuring head 8 is in the horizontal

F i g. 2 einen ausgekippten Sondenmeßkopf mit zontale Lage gekippt. Durch eine fernbetätigteF i g. 2 tilted a tipped probe measuring head with a zontal position. Through a remote controlled

zwei Schallwandlern, Sperre 18 werden kleine Schwimmkörper 19, die eintwo transducers, lock 18 are small floats 19, which are a

F i g. 3 einen ausgekippten Meßkopf mit einer op- geeignetes radioaktives Material enthalten, freigege-F i g. 3 contains a tipped measuring head with an op- suitable radioactive material, exposed

tischen Sende- und Empfangseinrichtung und 25 ben. Gleichzeitig wird die Sonde um ihre Vertikal-tables transmitting and receiving device and 25 ben. At the same time, the probe is moved around its vertical

Fig.4 eine Meßsonde mit einem ausgekippten an achse gedreht, und die aufsteigenden Schwimmköreine radioaktive Sendeeinrichtung enthaltenden Meß- per sammeln sich in der ringförmigen Hohlraumfortkopf, setzung 21 hinter der Verrohrung. Der Meßkopf 8Fig. 4 a measuring probe with a tilted on axis rotated, and the rising floating coarse Measuring devices containing radioactive transmitters collect in the ring-shaped cavity appendage, setting 21 behind the piping. The measuring head 8

In F i g. 1 ist eine Meßsonde 1 durch eine Verroh- wird nun wieder in die vertikale Lage zurückgekipptIn Fig. 1 is a measuring probe 1 through a pipe is now tilted back into the vertical position

rung 2 in einen mit Flüssigkeit gefüllten Hohlraum 3, 30 und anschließend die Sonde aufgefahren. Mit einemtion 2 into a liquid-filled cavity 3, 30 and then the probe is opened. With a

der durch Auslaugung des Salzgesteins 5 entstanden in der Sonde eingebauten Detektor 22, beispielsweisethe detector 22 built into the probe as a result of the leaching of the salt rock 5, for example

ist, abgesenkt dargestellt. Die Sonde 1 besteht aus einem Szintillometer, kann nun die Teufenlage deris shown lowered. The probe 1 consists of a scintillometer, can now determine the depth of the

dem Kabelkopf 6, einem elektronischen Teil 7, und radioaktiven Schwimmkörper bestimmt werden,the cable head 6, an electronic part 7, and radioactive floats are determined,

einer Kippeinrichtung 10, die mittels eines impulsge- Die Vorrichtung nach der Erfindung zeichnet sicha tilting device 10, which is characterized by means of a pulse The device according to the invention is characterized

steuerten Schrittschaltwerks schrittweise oder konti- 35 somit durch eine sehr vielseitige Anwendungsmög-controlled step-by-step or continuous 35 thus through a very versatile application

nuierlich bewegt werden kann. In dem Meßkopf 8 lichkeit aus. Bereits durch eine Sondierung kanncan be moved naturally. In the measuring head 8 likelihood. Already through an exploration can

befinden sich ein in axialer Richtung abstrahlender weitgehendst die Form der Hohlraumbegrenzung,if there is a radiating in the axial direction largely the shape of the cavity delimitation,

und empfangender Schallwandler 11 und ein in ra- insbesondere im Bereich des Bodens und der Decke,and receiving sound transducer 11 and an in-ra- especially in the area of the floor and the ceiling,

dialer Richtung strahlender und empfangender ermittelt werden. Auch oft Schwierigkeiten hervorru-dialer direction radiating and receiving can be determined. Difficulties often

Schallwandler 12. Die ausgesandten Ultraschallim- 40 fende Hohlraumfortsetzungen hinter einer in denSound transducer 12. The emitted ultrasonic vaccine 40 fende cavity continuations behind one in the

pulse 13 werden an dem den Hohlraum begrenzen- Hohlraum führenden Verrohrung können mit hoherpulses 13 are on the cavity delimiting the cavity leading piping can with high

den Salzgestein 5 reflektiert und von den entspre- Genauigkeit festgestellt werden.the salt rock 5 reflected and determined by the corre- accuracy.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Geophysikalische Vorrichtung zur Vermessung von unterirdischen Kavernen durch Strahlungen mit einer in die Kaverne absenkbaren Meßsonde, deren Meßkopf durch einen Motor in Schritten oder kontinuierlich um ihre Vertikalachse drehbar und mit einer oder mehreren Sen- ίο deeinrichtungen zum Aussenden von Strahlungen sowie einer oder mehreren Empfangseinrichtungen für die rückkehrenden Strahlungen versehen ist und deren Meßkopf gegen die Vertikalachse der Meßsonde geneigt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (8) während des Meßvorgangs mittels eines impulsgesteuerten Schrittschaltwerks im Steuerteil der Sonde kontinuierlich oder in Schritten eine Kippbewegung bis zur Erreichung der horizontalen Lage durchführt.1. Geophysical device for measuring underground caverns by radiation with a measuring probe that can be lowered into the cavern, the measuring head of which is driven by a motor in Steps or continuously rotatable around its vertical axis and with one or more Sen- ίο de devices for emitting radiation and one or more receiving devices is provided for the returning radiation and its measuring head against the vertical axis the measuring probe can be inclined, characterized in that the measuring head (8) during the measuring process by means of a pulse-controlled Stepping mechanism in the control part of the probe continuously or in steps of a tilting movement until the horizontal position is reached. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem die Kippbewegung ausführenden Meßkopf (8) als Sende- und Empfangseinrichtung ein oder mehrere akustische Schallwandler (11,12) eingebaut sind.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that in which executing the tilting movement Measuring head (8) one or more acoustic transducers (11, 12) are installed as a transmitting and receiving device. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem die Kippbewegung ausführenden Meßkopf (8) ein akustischer Schallwandler (11) mit axialorientierter Richtcharakteristik und ein akustischer Schallwandler (12) mit radialorientierter Richtcharakteristik eingebaut sind.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that in which executing the tilting movement Measuring head (8) an acoustic transducer (11) with an axially oriented directional characteristic and an acoustic transducer (12) with a radially oriented directional characteristic installed are. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem die Kippbewegung ausführenden Meßkopf (8) ein optischer Sender (14) und als Empfänger eine fotografische Kamera (15) eingebaut sind.4. Apparatus according to claim 1, characterized in that in which executing the tilting movement Measuring head (8) an optical transmitter (14) and a photographic camera as a receiver (15) are installed. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem die Kippbewegung ausführenden Meßkopf (8) als .Sendeeinrichtung ausstoßbare radioaktive Schwimmkörper angeordnet sind und als Empfangseinrichtung ein Strahlungsmeßgerät (22) in der Sonde eingebaut ist. 5. Apparatus according to claim 1, characterized in that in which executing the tilting movement Measuring head (8) arranged as .Sendeeinrichtung ejectable radioactive floating body and a radiation measuring device (22) is built into the probe as a receiving device. 4545
DE1623111A 1967-09-02 1967-09-02 Geophysical device for surveying underground caverns Expired DE1623111C3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1623111A DE1623111C3 (en) 1967-09-02 1967-09-02 Geophysical device for surveying underground caverns

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1623111A DE1623111C3 (en) 1967-09-02 1967-09-02 Geophysical device for surveying underground caverns

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1623111A1 DE1623111A1 (en) 1971-06-09
DE1623111B2 DE1623111B2 (en) 1973-03-01
DE1623111C3 true DE1623111C3 (en) 1973-09-13

Family

ID=5682718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1623111A Expired DE1623111C3 (en) 1967-09-02 1967-09-02 Geophysical device for surveying underground caverns

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1623111C3 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4426501A1 (en) * 1994-07-27 1996-02-01 Socon Sonar Control Kavernenve Sensor system for surveying shape and volume of otherwise inaccessible underground cavities and caverns

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2552270C3 (en) * 1975-11-21 1982-04-29 Künzer GmbH Meß-, Prüf- und Regeltechnik, 6450 Hanau Device for automatic measurement and / or sampling in a metal melt
US4161715A (en) * 1977-09-02 1979-07-17 Electric Power Research Institute, Inc. Method and apparatus for measuring the interior dimensions of a hollow body
DE2807551C2 (en) * 1978-02-20 1983-09-01 Prakla-Seismos Gmbh, 3000 Hannover Device and method for the geophysical investigation of underground caverns and for taking samples from fluid-filled caverns
DE3406445A1 (en) * 1984-02-22 1985-08-29 Peter F. Dipl.-Geophys. Jakobstal Husten ACOUSTIC MEASURING DEVICE FOR EXAMINING THE PERMEABILITY AND CLINICITY OF STONES IN THE PERFECT MOUNTAIN
DE10119883A1 (en) * 2001-04-24 2002-10-31 Mueller Umwelttechnik Device for surveying sewer/drain systems has an oblong unit linked to an evaluating device recording data and lowered down into a sewer shaft with a movable surveying bar able to record diverse geometrical data about the sewer shaft
DE10218441C1 (en) 2002-04-25 2003-05-22 Matthias Fuhrland Position and direction determination device for drainage channel entry and exit runs, has tachymeter fitted with attachment for deflection of target beam to variable depth
GB2592006B (en) * 2020-02-11 2022-05-18 George Edscer William Method for measuring and plotting the shape of a hollow or void in three dimensions

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4426501A1 (en) * 1994-07-27 1996-02-01 Socon Sonar Control Kavernenve Sensor system for surveying shape and volume of otherwise inaccessible underground cavities and caverns
DE4426501C2 (en) * 1994-07-27 1998-03-12 Socon Sonar Control Kavernenve Sensor system for the geometric measurement of inaccessible underground cavities

Also Published As

Publication number Publication date
DE1623111A1 (en) 1971-06-09
DE1623111B2 (en) 1973-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5386875A (en) Method for controlling sand production of relatively unconsolidated formations
US5318123A (en) Method for optimizing hydraulic fracturing through control of perforation orientation
US7778811B2 (en) Method and system for predictive stratigraphy images
DE1623111C3 (en) Geophysical device for surveying underground caverns
NO339700B1 (en) Method and apparatus for downhole formation imaging by directional acoustic wave measurement
CN106019398B (en) For exploring the detection method of solution cavity internal structure
DE112014007293T5 (en) Visualization of look-ahead data for wellbore drilling tools
Cozzolino et al. Combined use of 3D metric surveys and non-invasive geophysical surveys at the Stylite Tower (Umm ar-Rasas, Jordan).
Ritter et al. High resolution visualization of near wellbore geology using while-drilling electrical images
NO344471B1 (en) Data reduction of image information recorded in a borehole
US2470743A (en) Method and apparatus for geophysical prospecting
Bennett et al. Geoacoustic and geological characterization of surficial marine sediments by in situ probe and remote sensing techniques
DE3503488C2 (en)
DE10034810B4 (en) Measuring probe for borehole geophysical measurement of the density according to the gamma-gamma backscatter principle
CN106918319A (en) A kind of roadbed pore size measurement apparatus and method
Cheffins et al. Edinburgh Castle Rock: A survey of the north face by terrestrial photogrammetry
DE102015200530B4 (en) Procedure for evaluating jet grouting columns
Schmidt et al. Innovative geophysical technologies for the exploration of faults, karst structures and cavities in tunnelling: Innovative Geophysik‐Technologien zur Störungs‐, Karst‐und Hohlraumerkundung im Tunnelbau
DE2807551C2 (en) Device and method for the geophysical investigation of underground caverns and for taking samples from fluid-filled caverns
SU397078A1 (en) METHOD FOR DETERMINING THE FORM OF UNDERGROUND CAPACITY
DE102005028443A1 (en) Measuring apparatus for physical measurement of drill holes or bore holes having a lead shield rotatable about the housing axis
Blake Image processing and interpretation of ground penetrating radar data
Cook Investigating abandoned limestone mines in the West Midlands of England with scanning sonar
Pavements Laboratory (US) State-of-the-art of marine soil mechanics and foundation engineering
Öhberg Investigation equipment and methods used by Posiva

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
8310 Action for declaration of annulment
8313 Request for invalidation rejected/withdrawn