DE1946647A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln der Tragfaehigkeit unterirdischer Formationen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum Ermitteln des Bodenwiderstandes bzw. der Tragfähigkeit unterirdischer Formationen oder Schichten. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ermitteln der Bodentragfähigkeit unterirdischer Schichten mit Hilfe einer Sonde bzw. einer Fühlstange, die durch ein Gehäuse unterstützt ist, das dazu dient, die Sonde oder Stange durch das zu untersuchende Erdreich hindurchzutreiben. Die Stange umfaßt einen Abschnitt, der Meßelemente zum Messen der auf die Stange wirkenden Kräfte trägt. Ferner ist eine Registriervorrichtung vorgesehen, die die mit Hilfe der Meßelemente gemessenen Werte anzeigt·

Die Kenntnis des Bodenwxderstandes bzw. der Tragfähigkeit des Bodens ist insbesondere dann von Interesse, wenn schwere Konstruktionen auf dem Boden errichtet werden sollen. In solchen Fällen ist es unerläßlich, den Widerstand bzw. die Tragfähigkeit des Bodens an der Stelle zu kennen, an der die Konstruktion errichtet werden soll. Wenn z.B. eine Platt-

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form errichtet werden soll, die sich mit Stützen am Meeresboden abstützt, wie es beim Anlegen von ⁿ'afbohrungen zur Gewinnung von Öl oder Gas häufig erforderlich ist, oder wenn Öl oder Gas aus solchen Tiefbohrungen gefördert werden soll, ist es zunächst erforderlich, festzustellen, ob der Meeresboden die Stützen oder Füße der Plattform so unterstützen kann, daß kein unzulässiges Nachgeben der die Füße tragenden Teile des Meeresbodens auftritt.

Es sei bemerkt, daß sich beim Messen der Tragfähigkeit des Meeresbodens zu dem vorstehend genannten Zweck die gleichen Erfordernisse ergeben wie bei an Land durchgeführten Tragfähigkeitsmessungen. Die Verfahren und Vorrichtungen nach der Erfindung sind in beiden Fällen anwendbar.

Gemäß der Erfindung sollen ein neuartiges Verfahren und eine neuartige Vorrichtung zum Messen der Bodentragfähigkeit geschaffen werden, die es ermöglichen, eine Aufzeichnung der Tragfähigkeit unterirdischer Schichten als Funktion ihrer Tiefenlage zu gewinnen. Ferner sieht die Erfindung ein neuartiges Verfahren zum Messen der Eigenschaften unterirdischer Formationen vor, das es ermöglicht, die gewünschten Informationen schnell, und auf sehr einfache Weise zu gewinnen.

Gemäß der Erfindung wird die Fühlstange unter der Wirkung mindestens eines ^eils des Gewichtes des die Stange tragenden Gehäuses durch das Erdreich getrieben, und das Erdreich wird auf einem Niveau zwischen dem unteren Ende des Gehäuses und dem unteren Ende der Fühl stange mit Hilfe hydraulischer Strahl en fortgespült, so daß eine Öffnung erzeugt wird, durch die sich das Gehäuse ungehindert hindurchbewegen kann·

Das Erdreich kann mit Hilfe der hydraulischen Strahlen bis zu einem Niveau fortgespült werden, das um einen kleinen

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QAS 8AD ORIGINAL

Betrag tiefer liegt als das untere Ende der I¹UhIstange, wenn die Fühlstange durch relativ harte £ -ich^pn hindurchgetrieben werden soll, die dem Eindringen c, .,r F'i :.stange einen Widerstand entgegensetzen,, der - «r ist als die nach unten wirkende Belastung der Fühl ir- χ ,. durch das Gehäuse.

Das Gohäuc^ kt.nn an einem flexiblen rohrförmigen Element gufgehämgt sein, das mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit in die Öffnung eingeführt wird, in der sich das die Fühlstange betätigende Gehäuse nach unten bewegt.

Weiterhin sieht die Erfindung eine Vorrichtung zum Ermitteln der Tragfähigkeit unterirdischer Schichten vor, die eine Fühlstange umfaßt, ferner durch die Fühlstange unterstützte Elemente zum Hessen der auf die Stange wirkenden Kräfte, eine Vorrichtung zum Aufzeichnen der Werte der auf die Stange ausgeübten Kräfte, ein die Fühlstange an einem Ende unterstützendes Gehäuse, mindestens eine an dem die Fühlstange tragenden Ende des Gehäuses angebrachte Düse, eine flexible Leitung, die mit dem anderen Ende des Gehäuses verbunden ist, sowie einen eine Verbindung zwischen dem Inneren der flexiblen Leitung und der Düse herstellenden Kanal.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner eine zweite Düse oder einen S tz von Düsen umfassen, die über einen zweiten Kanal mit dem ersten Kanal in Verbindung stehen, sowie ein in diesem zweiten Kanal angeordnetes Ventil, das bei einer Relativbewegung zwischen der Fühlstange und dem Gehäuse geöffnet und bei einer entgegengesetzten Relativbewegung zwischen der Stange und dem Gehäuse geschlossen werden kann.

Eine andere Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung umfaßt eine zweite Düse oder einen Satz von Düsen, die mit dem Inneren der flexiblen Leitung über einen zweiten Kanal in Verbindung stehen, sowie ein in dem zweiten Kanal

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SAD OMGfMAt.

und der flexiblen Leitung angeordnetes Ventil, das bei einer Relativbewegung zwischen der Fühlstange und dem Gehäuse geöffnet und bei einer entgegengesetzten Relativbewegung zwischen der Stange und dem Gehäuse geschlossen werden kann. Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung umfaßt eine zweite Düse oder einen Satz von Düsen, die mit dem Inneren einer zweiten flexiblen Leitung über einen zweiten Kanal in Verbindung stehen, sowie ein in dem zweiten Kanal angeordnetes Ventil, das bei einer Relativbewegung zwischen der Fühlstange und dem Gehäuse geöffnet und bei einer entgegengesetzten Relativbewegung zwischen der Stange und dem Gehäuse geschlossen werden kann.

In dem ersten Kanal kann ein zweites Ventil angeordnet sein, das mit dem ersten Ventil so zusammenarbeitet, daß der erste Kanal geschlossen wird, wenn der zweite Kanal durch das erste Ventil geöffnet wird, und umgekehrt.

Das bzw. jedes Ventil kann mit der Fühlstange gekuppelt und durch eine i'eder belastet sein. Ferner kann das bzw. jedes Ventil in seiner normalen Betriebsstellung durch einen hydraulisehen Druck belastet sein, damit das in dem zweiten Kanal angeordnete Ventil geschlossen wird.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Fühlstange gegenüber dem Gehäuse zwischen zwei Stellungen ein- und ausschiebbar gelagert, und es ist eine Belastungsvorrichtung vorgesehen, die die Fühlstange in Richtung auf die Stellung vorspannt, bei der sie so weit wie möglich aus dem Gehäuse herausragt.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

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Fig. 1 zeigt in einem verkürzten Längsschnitt das Gehäuse und die Fühlstange einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht eines Gestells, das Führungsräder trägt, durch die die das Gehäuse und die Fühlstange unterstützende flexible Leitung geführt wird.

Fig. 3 zeigt das Gestell nach Fig. 3 im Grundriß.

Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der die Ventile in den zu einem ersten und einem zweiten Satz von Düsen führenden Kanälen durch hydraulischen Druck vorgespannt sind.

Fig. 5 zeigt die gleiche Anordnung wie Fig. 4·, wobei jedoch die Ventile eine andere Stellung einnehmen.

Fig. 6 zeigt ebenfalls die gleiche Anordnung wie Fig. 4-, wobei sich jedoch die Ventile in einer solchen Stellung befinden, daß der zu dem ersten Setz von Düsen führende Kanal geschlossen und der zu dem zweiten Satz von Düsen führende Kanal offen ist.

Fig. 7 zeigt im Längsschnitt ein Gehäuse und eine Fühlstange einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die mit einem einzigen Satz von Düsen ausgestattet ist, und bei der die Fühlstange automatische zurückgezogen wird, wenn die Vorrichtung relativ harte Schichten einer Erdformation durchdringen muß. In Fig. 7 erkennt man die Stellung des Gehäuses und der Fühlstange für den Fall, daß die Vorrichtung eine relativ weiche Formation durchdringt.

Fig. 8 zeigt die Vorrichtung nach Fig. 7 in der Stellung, bei der die Fühlstange eine relativ harte Schicht oder Formation berührt hat.

Fig. 9 zeigt die Vorrichtung nach Fig. 7i wobei sich die Fühlstange in der zurückgezogenen Stellung befindet.

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Fig. 10 zeigt die Vorrichtung nach. Fig. 7 "beim Durchdringen der relativ harten Schicht.

Fig.'11 zeigt die Vorrichtung nach Fig. 7 in. der Stellung, die sie einnimmt, sobald die Fühlstange die relativ harte Schicht durchdrungen hat.

Fig. 12 zeigt die Vorrichtung nach Fig. 7» nachdem auch das Gehäuse die relativ harte Schicht durchdrungen hat.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung ist die Fühlstange 1 mit dem unteren Ende eines Gehäuses 2 durch eine Auswärts- und Einwärtsbewegungen der Fühl stange ermöglichende Vorrichtung verbunden, die einen Endabschnitt 3 der Fühlstange von größerem Durchmesser umfaßt, wobei dieses verdickte Ende an seinem unteren Teil mit einem Ventil organ 4 versehen ist, und wobei der obere Teil des verdickten Abschnit-ts verschiebbar in einem Hohlraum 5 eines Gehäuses 6 gelagert ist, das mit der Innenfläche einer Wand 7 des Gehäuses 2 durch Abstandsstücke 8 verbunden ist. Das Ventilorgan 4 arbeitet mit einem im unteren Teil 10 des Gehäuses 2 ausgebildeten Ventilsitz 9 zusammen. Dieser untere Teil 10 ist mit dem Gehäuse 2 auf nicht dargestellte Weise so verbunden, daß er das offene Ende des Hohlraums 11 in dem Gehäuse 2 teilweise so abschließt, daß er nahe der Wand 7 des Gehäuses 2 einen kreisrunden Kranz von Düsen 12 abgrenzt, die nach unten gerichtet sind, wenn die Fühlstange 1 ihre Betriebsstellung einnimmt. Ferner begrenzt der Teil 10 eine die Fühlstange 1 umgebende Düse 13 deren Speisekanal durch das ^ventilorgan 4 abgesperrt wird, wenn eine i'eder 14 die Fühlstange nach unten drückt, Die ^eder 14 ist im gespannten Zustand zwischen dem verdickten Ende 3 der Fühl stange 1 und der inneren Stirnfläche des den Hohlraum 5 abgrenzenden Gehäuses 6 angeordnet. Das Ventil 4 kann dadurch geöffnet werden, daß die Fühl, stange 1 gegenüber dem Gehäuse 2 nach innen gedruckt

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- 7 -wird, \vo"bei die Feder 14 weiter gespannt wird.

Die Düsen 12 stehen auf einer Seite in Verbindung mit dem Hohlraum 11, der seinerseits durch eine Bohrung 15 indem Gehäuse 2 mit dem Inneren 16 einer flexiblen Leitung verbunden ist, deren unteres Ende mit dem benachbarten Ende des Gehäuses 2 durch eine Klemmvorrichtung 18 verspannt ist.

In der Wand der flexiblen Leitung 17 sind mindestens zwei elektrische Kabel 19 und 20 untergebracht. Das Kabel ist geerdet und zu diesem Zweck mit dem Gehäuse 2 durch eine Schraube 21 verbunden, während sich das Kabel 20, das isoliert ist, in eine wasserdichte Anschlußvorrichtung 22 hinein erstreckt, innerhalb deren das Kabel 20 mit einem weiteren isolierten Kabel 23 verbunden ist, welches an seinem anderen Ende mit einem Ende des elektrischen Stromkreises eines an der S¹UhIstange 1 angebrachten Dehnungsmessers 24 verbunden ist. Das andere Ende des Stromkreises des Dehnungsioessers 24 ist geerdet und zu diesem Zweck durch ein Kabel mit der Fühlstange 1 verbunden; da die Fühlstange 1, das Ventilorgan 4, der verdickte Teil 3 der Fühlstange, das Gehäuse 6, die Abstandsstücke 8, die Wand 7 und das Gehäuse aus Metall bestehen, ist somit eine elektrische Verbindung zwischen dem Kabel 25 und dem Kabel 19 vorgesehen.

Das isolierte elektrische Kabel 23 erstreckt sich durch eine nicht dargestellte Bohrung der Fühlstange 1 und ist in dem Hohlraum 5 flexibel angeordnet, so daß es sich den verschiedenen Stellungen des verdickten Teils 3 der Fühlstange 1 und des Gehäuses 6 anpassen kann; außerdem erstreckt sich das Kabel 23 durch eine nicht dargestellte Bohrung des Gehäuses 6, durch eines der Abstandsstücke 8 und durch die Wand 7 des Gehäuses 2. Von dort aus verläuft das Kabel 23 längs der Außenseite des Gehäuses 2, an dem es auf nicht dargestellte Weise befestigt ist.

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Im folgenden wird die Wirkungsweise der an Hand von Fig. 1 beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ermitteln der Tragfestigkeit unterirdischer Schichten beschrieben. In Pig. 1 befinden sich das Gehäuse 2 und die Fühlstange 1 in ihrer normalen Arbeitsstellung, bei der diese Teile mit Hilfe der flexiblen Leitung 17 in einem im wesentlichen senkrechten und im wesentlichen zylindrischen Bohrloch 26 angeordnet sind, das sich durch eine unterirdische Formation 27 erstreckt, deren Tragfähigkeit als Funktion der Tiefe gemessen werden soll. Das Verfahren, mittels dessen das Bmhrloch 26 hergestellt wurde, wird besser verständlich, wenn zuerst die Arbeitsweise der Vorrichtung in dem Bohrloch 26 beschrieben wird; das. erwähnte Verfahren wird nachstehend an Hand von Fig. 2 und 3 näher erläutert.

Eine unter Druck stehende Flüssigkeit, z.B. Druckwasser, wird von einer an der Oberfläche befindlichen Quelle aus über die flexible Leitung 17 und die Bohrung 15 in den Hohlraum 11 des Gehäuses 2 eingeleitet, so daß sie durch den Hohlraum 11 hindurch und an den Abstandsstücken 8 vorbei zu den Eintrittsöffnungen der Düsen 12 strömt. Die Flüssigkeit wird von den Düsen 12 in Richtung der Pfeile 28 ausgestoßen, so daß das Erdreich bis zu einem Niveau fortgespült wird, das tiefer liegt als das untere Ende des Gehäuses 2, jedoch höher als das untere Ende der Fühlstange 1. Da der Boden des Bohrlochs 26 durch die Spülwirkung der aus den Düsen 12 austretenden hydraulischen Strahlen ständig abgetragen wird, kann sich das Gehäuse 2, das in der Bohrung oder Öffnung 26 mit Hilfe der flexiblen Leitung 17 kontinuierlich herabgelassen wird, in der Öffnung 26 ungehindert bewegen, und die Fühlstange 1 dringt hierbei unter der Wirkung des Gewichtes des Gehäuses 2 in die betreffende Formation ein.

Durch den Widerstand, den das Erdreich der Fühlstange entgegensetzt, wird die Fühlstange in einem gewissen Ausmaß

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zusammengedrückt. Die Zusammendrückung der Fühlstange durch diesen Widerstand und den auf sie wirkenden hydraulischen Druck wird mit Hilfe des Dehnungsmessers 24 gemessen. Die Meßwerte werden durch die elektrischen Kabel 19 und 20 zur Erdoberfläche weitergeleitet und dort als Funktion der Tiefe aufgezeichnet. Es sei bemerkt, daß die Jeweilige Tiefe, in der die Messungen durchgeführt werden,dadurch ermittelt werden, daß man die Länge der flexiblen Leitung 17 mißt, die in die öffnung 26 hinein herabgelassen worden ist_e Nachdem der Einfluß des hydraulischen Drucks auf die aufgezeichneten Meßwerte kompensiert worden ist, kann man eine Aufzeichnung der Beziehung zwischen der Tragfähigkeit der Formation und der Tiefe herstellen; hierzu sei bemerkt, daß der hydraulische Druck in linearer Abhängigkeit von der Länge der flexiblen Leitung variiert, die unterhalb des Wasserspiegels in die Öffnung hinein herabgelassen worden ist.

Zwar zeigt Fig. 1, daß der Dehnungsmesser 24 in einen Teil QBr Fühlstange 1 eingebaut ist, der sich in der Zone der Formation 27 befindet, die nicht durch die hydraulische Wirkung der von den Düsen 12 abgegebenen Flüssigkeitsstrahlen 28 gestört wird, doch sei bemerkt, daß man den Dehnungsmesser 24 auch in den Teil der Fühlstange 1 einbauen könnte, der nicht mit der Formation 2? in Berührung kommt, und daß bei dieser Anordnung die gleichen Ergebnisse erzielt werden. Solche Meßgeräte jedoch, die in direkte Berührung mit der Formation 27 gebracht werden sollen, müssen auf dem Teil der Fühlstange 1 angeordnet.werden, der sich während des Betriebs der Vorrichtung in der Formation 27 befindet.

Es liegt auf der Hand, daß der größte Wert der Tragfähigkeit ces Bodens, der mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemessen werden kann, nicht größer sein kann als der Wert, den man erhält, wenn man das Gesamtgewicht des

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Gehäuses 2 und der Fühlstange 1 durch die Querschnittsfläche der Fühlstange teilt. Nimmt man z.B. an, daß das Gesamtgewicht der Vorrichtung, die ein Volumen von 30 Kubikdezimetern hat, 240 kg beträgt und die Fühl stange eine Querschnitts-

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fläche von 2 cm hat, kann man in einer mit Wasser gefüllten Öffnung 26 eine maximale Belastbarkeit des Bodens von

105 kg/cm messen, wenn man die durch die Flüssigkeitsstrahlen 28 aufgebrachten, nach oben wirkenden Kräfte vernachlässigt. Wenn man jedoch eine Flüssigkeit verwendet, deren spezifisches Gewicht höher ist als 1, wird der maximal zu messende Wert etwas kleiner. Wenn die Vorrichtung auf Schichten oder Formationen trifft, deren Tragfähigkeit höher iwt als 205 kg/cm , genügt das Gewicht der Vorrichtung nicht, um die Fühl stange 1 tiefer in die Formation 27 eindringen zu lassen. Jedoch sind die eigentlichen Eigenschaften der Feder 14 so gewählt, daß unter diesen Umständen, d.h. wenn das ganze Gewicht des Gehäuses 2 auf der unbeweglichen Fühlstange 1 ruht, das Ventil 4 dadurch geöffnet wird, daß das Gewicht des Gehäuses 2 die Kraft der Feder 14 überwindet, so daß ein Kanal zwischen dem mit der unter hohem Druck stehenden Flüssigkeit gefüllten Hohlraum 11 und der Düse geöffnet wird. Infolgedessen tritt aus der Düse 13 ein Flüssigkeitsstrom aus, der entsprechend den Pfeilen 29 in Fig. 1 auf die Formation 27 trifft, und dessen Energie ausreicht, die Formation bis zu einem Niveau fortzuspülen, das um einen kleinen Betrag tiefer liegt als das untere Ende der Fühlstange 1. Die Begrenzung des auf diese Weise fortgespülten Teils der Formation ist in Fig. 1 durch eine gestrichelte Linie 30 schematisch angedeutet»

Es sei bemerkt, daß kein genauer Wert der Tragfähigkeit des Bodens angezeigt werden kann, während die Fühlstange 1 Formationsschichten durchdringt, deren Tragfähig-

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keit über 105 kg/cm liegt. Sobald die Fühlstange eine solche Formationsschicht passiert hat, wobei die Wirkung des Flüssigkeitsstrahls 29 durch die Wirkung der Flüssigkeitsstrahl en

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28 unterstützt wird, um den Durchmesser der Öffnung 26 genügend zu vergrößern, damit sich das Gehäuse 2 in der Öffnung ungehindert nach unten bewegen kann, können erneut genaue Vverte der Tragfähigkeit der Formation gemessen werden.

Es sei bemerkt, daß sich die Erfindung nicht auf die an Hand von Fig. 1 beschriebene Vorrichtung zum Ermitteln der Tragfähigkeit unterirdischer Schichten beschränkt. Beispielsweise können sich die elektrischen Vorrichtungen zum Ableiten der Meßwerte aus den auf die Fühlstange wirkenden Kräften in einem erheblichen Ausmaß von der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung unterscheiden. Anstelle der Anordnung nach Fig. 1 kann man einen Verstärker zum Verstärken der durch den Dehnungsmesser 24 erzeugten Signale an einer geeigneten Stelle vorsehen. Die verstärkten Signale werden dann mit Hilfe von zwei isolierten elektrischen Leitungen zur Wasseroberfläche übermittelt. Diese Leitungen oder Kabel können ähnlich wie die Kabel 19 und 20 in die flexible Leitung 17 eingebettet sein, doch können sie auch von dieser Leitung getrennt oder an ihr befestigt sein.

■Nachstehend wird mit weiteren Einzelheiten beschrieben, auf welche weise das Gehäuse 2 mit der Fühlstange 1 in der Formation 27 nach unten bewegt wird. Zwar ist die zu diesem Zweck geeignete, in Fig. 2 und 3 gezeigte Vorrichtung insbesondere zur Messung der Tragfähigkeit von unter einem Gewässer liegenden Formationen konstruiert, doch sei bemerkt, daß diese Vorrichtung auch an Land benutzbar ist.

Gemäß Fig. 2 umfaßt die Vorrichtung ein Gestell 40 mit drei Beinen, auf dem zwei Führungsräder 41 und 42 mit Hilfe eines Satzes von Kardanringen drehbar gelagert sind. Der Satz von Kardanringen umfaßt einen auf dem Gestell 40 mit Hilfe von Zapfen 44 und 45 drehbar gelagerten Ring 43 und einen auf diesem Ring gemäß Fig. 3 mit Hilfe von Zapfen 47

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und. 48; drehbar gelagerten Ring 46. Die " Führungsräder 41 und 42 sind auf durch den Ring 46 unterstützten Achsen 49 und 50 drehbar gelagert.

Eine Führungs- und Schutzhülse 51 für das Gehäuse 2 und die Fühlstange 1 ist mit dem Kardanring 46 durch Stangen 52 und 53 verbunden.

Ii¹Ig. 3 zeigt die Konstruktion "nach Fig. 2 im Grundriß. Das Führungsrad 42 wird awangslaufig durch einen Elektromotor 54 angetrieben, dem der Strom über ein Kabel 55 zugeführt wird, und der mit dem Führungsrad 42 durch eine nicht dargestellte Kraftübertragungsvorrichtung verbunden ist.

Das Führungsrad 41 ist auf "der Achse 49 frei drehbar gelagert und durch eine nicht dargestellte Kraftübertragungsvorrichtung mit einem Umdrehungszähler 56 verbunden. Wie im folgenden näher erläutert, repräsentieren die diesem Zähler entnommenen Signale die Länge des Teils der flexiblen Leitung 17» der abgespult und herabgelassen worden ist, so daß diese Signale die Tiefe anzeigen, in der sich die Fühlstange 1 jeweils befindet. Diese Signale werden über ein Kabel 57 einem nicht dargestellten Registriergerät zugeführt, mittels dessen sie in Verbindung mit den mit Hilfe der Fühlstange 1 gewonnenen Signalen aufgezeichnet werden.

Die das Gehäuse 2 tragende und einen Kanal für die den Düsen des Gehäuses zuzuführende Flüssigkeit bildende flexible Leitung 17 wird achterförmig über die Führungsräder 41 und 42 geleitet« Der Durchmesser der Führungsräder und der Leitung sowie die Reihung zwischen den Führungsrädern und der Leitung sind so gewählt, daß die Leitung mit einer durch den das Rad 42 antreibenden Elektromotor 54 bestimmten Geschwindigkeit über die Führungsräder läuft, solange sich das Gehäuse 2 nach unten bewegen kann. Wenn sich das Gehäuse 2 jedoch nicht weiter nach unten bewegt, d.h. wenn die

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Düse 13 den Flüssigkeit se fcrahl '29 erzeugt^ um eine Schicht Von hoher Tragfähigkeit zu durchdringen, gleitet die flexible Leitung 17 über die Umfaiigsfläche des itades 42, und daher wird das -"ad 41 nicht mehr durch die Leitung angetrieben; hierbei zeigt das Registriergerät, dem die erwähnten Signale von dem Umdrehungszähler 56 aus über das Label 57 zugeführt werden, an, daß die Abwärtsbewegung des Gehäuses 2 in der Öffnung 26 unterbrochen worden ist.

Wenn mit einem Meßvorgang begonnen werden soll, wird das Gestell 40 mit dem daran in der Schutzhülse 5I aufgehängten Gehäuse 2 von einem Schiff aus den lueeresboden 58 abgesenkt. Dieser Arbeitsschritt, der mit Hilfe von Führungsseilen, Kabeln und Ankern durchgeführt wird, bildet nicht einen Gegenstand der Erfindung, so daß sich eine nähere Erläuterung erübrigen dürfte. Da die das Gehäuse 2 umschließende Führungs- und Schutzhülse 51 an dem Gestell 40 mit Hilfe der beiden Kardanringe 43 und 46 aufgehängt ist, verläuft die Ach"se der Schutzhülse auch dann senkrecht, wenn der Meeresboden an der betreffenden Stelle nicht waagerecht ist.

Dann setzt man den mit dem Führungsrad 42 verbundenen Motor 54 iö -Betrieb, so daß die flexible Leitung 17 über die Führungsrädef 41 und 42 läuft und das Gehäuse 2 senkrecht nach unten bewegt wird. Wenn die Fühlstange 1 unter der Wirkung des Gewichtes des Gehäuses 2 in den Meeresboden 58 eindringt, wird sie zusammengedrückt, und diese eine Funktion der Tragfähigkeit des Bodens 58 bildende Zusammendrückung wird in der an Hand von Fig. 1 beschriebenen Weise gemessen und registriert. Gleichzeitig wird die Länge des Teils der flexiblen Leitung 17, der über das Had 51 gelaufen ist, mit Hilfe des Umdrehungsζahlers 56 gemessen und zusammen mit den mit Hilfe der Fühlstange 1 gewonnenen Informationen registriert,

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Die dein Hohlraum 11 des Gehäuses 2 üb'Si· die flexible Leibung 17 zugeführte Flüssigkeit tritt aus den Düsen 12 im wesentlichen senkrecht nach unten aus und beginnt, den Meeresboden 58 dort* wo die Fühl stange· Λ über eine bestimmte Strecke in den Boden eingedrungen istj Örtlich zu erodieren < Diese örtliche Erosionswirkung führt gemäß Fig. 1 zur Entstehung der Öffnung 2G, deren Durchmesser so groß ist, daß sich das Gehäuse 2 in der Öffnung nach unten bewegen und der Fühlstange 1 folgen kann, die durch das Gewicht des Gehäuses ständig in den Boden der öffnung hineingedrückt wird. Hierbei wird der Boden der öffnung durch die ilüssigkeitsstrahlen 28 ständig ausgespült. Die Föüssigkeitsstrahlen 29 kommen nur dann zur Wirkung, wenn das auf der E¹UIiIstange 1 ruhende Gewicht nicht ausreicht, um eine weitere Abwärtsbewegung der Fühlstange herbeizuführen»

Es sei bemerkt, daß sich die Erfindung nicht auf die in i'ig. 1 gezeigte Düsenanordnung beschränkt. Gegebenenfalls kann man die Düsen im Gegensatz zu Fig. 1 nach einem anderen Muster anordnen, vorausgesetzt, daß stets eine Düse oder ein Satz von Düsen vorhanden ist, die es ermöglichen, den Boden während des normalen Betriebs bis zu einem Hiveau zu erodieren, das tiefer liegt als das Gehäuse 2, jedoch über dem unteren Ende der Fühlstange oder Sonde 1. Ferner kann man eine zweite Düse bzw* einen zweiten Satz von Düsen vorsehen, aus denen beim Passieren relativ harter Formations— schichten hydraulische Strahlen austreten können, um den Boden bis zu einem Niveau zu erodieren, das um einen kleinen Betrag tiefer liegt als das untere Ende der Fühlstange, wobei diese zusätzlichen Düsen zur Wirkung gebracht werden können, wenn die auf die B'ühlsbange aufgebrachte L&st nicht ausreicht, um die Stange in den Boden hineinzudrücken, -^as bzw. jedes Ventil zum Steuern der Flüssigkeitszufuhr zu dei* zweiten Düse bzw. dem Satz von zweiten Düsen kann z.B* elektrisch betätigt werden, und zu diesem Zweck wird dem bzw.

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jedem ventil ein elektrisches üignaJ von dem Registriergerät aus zugeführt, um anzuzeigen, diaß äiv rcaxisialt Belastung der iühlstange erreicht worden :' al .uidem die Vorrichtung die harte Schicht durchdrungen - :-.ι., , -iit die Belastung der Filiilstari^j unter diesen maximalen v»ert zurück, und dem bzw. jedem Ventil wird ein bignal. zugeführt, da£3 bewirkt, daß der zu der zweiten Düse bzw. dem Satz von zweiten Düsen führende kanal geschlossen wird. Ferner ist es möglich, dafür zu sorgen, daß dan Ventil durch eine Relativbewegung zwischen der Hihi stange 1 und dem Gehäuse 2 geöffnet und durch eine entgegengesetzte Relativbewegung zwischen diesen beiden '!'eilen wieder geschlossen wird.

Gegebenenfalls kann die zweite Düne 13 oder der öatz von zweiten Düsen mit dem Innenraum 16 der flexiblen Leitung 17 durch einen kanal verbunden sein, bei dem es sich nicht um den Hohlraum 11 handelt. Bei einer anderen Ausführungsform kann die zweite Düse 13 oder der batζ von zweiten Düsen mit dem Inneren einer zweiten flexiblen Lcitxmg verbunden sein. Diese zweite leitung kann konstruktiv mit der ersten J-ieitung 17 vereinigt sein. Es sei bemerkt, daß bei beiden Ausführuiigeformen ein durch die Fühl stange 1 zu betätigendes vorgespanntes Ventil in dem zu der zweiten Düse oder dem fc>atz von zweiten Düsen führenden kanal angeordnet ist, das ebenfalls in der an Jti? nd von Fig. 1 beschriebenen "weise betätigt wird.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Hg. 4 bis 6 dargestellt, die jeweils im Längsschnitt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zeigen, bei der das die Fühlstange 61 tragende Gehäuse 60 mit zwei Sätzen von Düsen versehen int. Im Gegensatz zu der Vorrichtung nach Fig. 1 wird die Zuf\ihr von Flüssigkeit zu den Düsen durch eine Ventil anordnung so gesteuert, daß die beiden Sätze von Düsen nicht gleichzeitig mit ihrer vollen Leistung betätigt werden können. Die Ventilanordnung ist im Gegensatz zu der mit einer

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Vorspaiinfeder ausgerüsteten Vorrichtung nach Fig. 1 durch einen hydraulischen Druck vorgespannt. In Pig. 4- bis 6 ist .die Ventilanordnung in drei verschiedenen Stellungen dargestellt.

Die Einzelheiten, in denen sich die Vorrichtung nach Pig. a bis 6 nicht von der Vorrichtung nach Pig. 1 unterscheidet, wurden fortgelassen. Zu diesen Einzelheiten gehören unter anderem die flexible Leitung 17» der Dehnungsmesser 24- und die elektrische Schaltung.

Gemäß Pig. 4- wird die Pühlstange 61 durch ihr Eigengewicht und das Gewicht des Gehäuses 60 in die Formation 62 hineingedrückt. Der untere Teil 63 der Öffnung 64 wird durch die Plüssigkeitsstrahlen 65 ständig erodiert. Das Druckwasser wird dem Gehäuse 60 von einer nicht dargestellten Pumpe aus über eine das Gehäuse 60 tragende flexible Leitung zugeführt. Die Strömungsrichtung des Wassers in dem Gehäuse ist durch Pfeile 66 angedeutet.

Ein Ventilorgan 67 ist auf der Fühlstange 61 angeordnet und mit einer ersten Sitzfläche 68, öffnungen 69 und einer zweiten Sitzfläche 70 versehen. Die erste oder untere Sitzfläche 68 kann mit einem unteren Ventilsitz 71 zusammenarbeiten, wenn sich die Vorrichtung in ihrer normalen Betriebsstellung nach Pig. 4 befindet, während die zweite oder obere Sitzfläche 70 mit einem oberen Ventilsitz 72 zusammenarbeiten kann, wenn sich die Vorrichtung in der in Pig. 6 gezeigten Stellung befindet, bei der die Vorrichtung relativ harte Schichten durchdringt.

Die Pühlstange 61 und das Ventilorgan 67 sind durch Führungen 73» einen einen kleineren Durchmesser aufweisenden Abschnitt ?M- eines Ventilgehäuses 75 und einen Abschnitt 76 dieses Ventilgehäuses so geführt, daß sie sich gegenüber dem Gehäuse 60 axial bewegen können.

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Die in Fig. 4 bis 6 gezeigte Ausführungsform der Erfindung umfaßt zwei Sätze von Düsen. Zu dem ersten Satz gehören in der unteren Stirnwand 78 des Gehäuses 60 ausgebildete Düsen 77 > während der zweite Satz von Düsen durch um die Fühlstange 61 herum verteilte, zwischen den Führungen verlaufende öffnungen 79 umfaßt. Die Fühlstange 61 wird durch eine Kraft nach unten gedrückt, die dem Belastungsunterschied zwischen den dem Druck im Inneren des Ventilgehäuses 75 ausgesetzten Teilen des Ventilorgans 67 und den dem Druck in der öffnung 64 ausgesetzten Teilen des Ventilorgans 67 und der Fühlstange 61 entspricht. Der längs dieser 'l'eile auftretende Druckunterschied wird durch den Widerstand hervorgerufen, der dem Strömen von ü'asssr durch die in der unteren Stirnwand 78 des Gehäuses 60 vorgesehenen Düsen 77 entgegengesetzt wird. Normalerweise genügt der Belastungsunterschied zwischen den verschiedenen Teilen der Fühlstange 61 und des Ventilorgans 67*· um die Fühl stange in der in Fig. gezeigten Stellung zu halten. Wenn die Vorrichtung jedoch auf harte Schichten trifft, bewegt sicn die Fühlstange 61 gegenüber dem Gehäuse 60, und sie wird unter der Wirkung· des Gewichtes des sich weiter in der öffnung 64 nach unten bewegenden Gehäuses 60 in das Gehäuse eingeschoben.

Wenn-das Gehäuse 60 z.B. ein ^uewicht von 205 kg hat und der Unterschied zwischen der hydraulischen Belastung des Ventilorgans 67 und der Stange 61 gleich 200 kg ist, kann die Tragfähigkeit unterirdischer Formationen bis zu einem

ο
Wert von 100 kg/cm gemessen werden, wenn die Stange 61 eine

ρ
Querschnittsfläche von 2 cm hat. In diesem Fall nimmt die Stange 61 die in Fig. 4 gezeigte Stellung gegenüber dem Gehäuse 60 ein. Wenn die Widerstandskraft einen über 200 kg liegenden Viert erreicht, bewegt sich das etwas mehr als 200 kg Kriegende Gehäuse 60 längs der Stange 61 gemäß Fig. nach unten, bis die in Fig. 6 gezeigte Stellung erreicht ist, bei der der zu den Düsen 77 führende Kanal abgesperrt ist,

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während der kanal, der zu dem zweiten Satz von Düsen 79 am Umfang der Stange 61 und zwischen den Führungen 73 führt, geöffnet ist, Der dem Gehäuse 60 über die nicht dargestellte flexible Leitung zugeführte Flüssigkeitsstrom strömt dann durch das Ventilorgan 67» die Öffnungen 69 und das Innere des Ventilgehäuses 75, um schließlich in die Düsen 79 über den Kingkanal zwischen der stange 61 und dem einen kleineren Durchmesser aufweisenden 'i'eil 74· des Ventil gehäuses 75 einzutreten, wie es in Flg. 6 durch Pfeile 80 angedeutet ist. Die Abmessungen der Düsen 79 sind so gewählt, daß das Wasser in Form eines kräftigen Strahls 81 austritt, der befähigt ist, die relativ harte Formationsschicht in der unmittelbaren Umgebung der Stange 61 bis zu einem Niveau zu erodieren, das um einen kleinen Betrag tiefer liegt als das untere Ende der Stange 61. Auf diese Weise werden die relativ harten Schichten der Formation 62, deren Tragfähigkeit über 100 kg/

ρ
cm liegt, dort, wo die Stange 61 in sie eindringen soll, auf hydraulischem Wege erodiert bzw. fortgespült. Nachdem die Stange diese harten Schichten durchdrungen hat,, tritt das untere Ende der Stange in weichere Formationen ein. Da sich die Belastung der Stange hierbei verringert, bewirkt der Belastungsunterschied zwischen der Stange 61 und dem Ventilorgan 67» daß die Stange teilweise aus dem Gehäuse herausgedrückt wird, so daß die Ventilanordnung die in Fig. 4 gezeigte Stellung einnimmt. Infolgedessen treten keine Flüssigkeitsströme 81 mehr aus den Düsen 79 aus, und der zu den Düsen 77 führende Einlaß wird geöffnet, so daß aus diesen Düsen erneut Flüssigkeitsströme 65 austreten, die imstande sind, die relativ harten Schichten der Formation während der Abwärtsbewegung der Stange 61 und des Gehäuses 60 in der Öffnung 64 zu erodieren, .da der Abstand zwischen den Düsen. '77 und den harten Schichten verringert worden ist, weil die Stange bereits: in die engere Öffnung 82 eingetreten ist, die vorher ^!urch die Spülwirkung der Flüssigkeitsströme 84

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ugi; worden ist.

Es sei bemerkt, daß sich die Ventilanordnung nach Fig. M bis 6 insbesondere zur Anwendung bei Vorrichtungen eignet, die dazu dienen, die Tragfähigkeit von Formationen zu messen, die relativ harte Schichten von relativ geringer Dicke enthalten.

Nunmehr wird eine Abwandlung der Vorrichtungen nach Fig. 1 und M- bis 6 an Hand von Fig. 7 bis 12 beschrieben, die eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung in verschiedenen Stellungen gegenüber einer relativ harten Formationsschicht zeigen, durch die die Vorrichtung hindurchdringen solle

In Fig. 7 ist die Vorrichtung schematisch in ihrer normalen Arbeitsstellung gezeigt; sie umfaßt ein Gehäuse und eine Fühlstange 101, die gegenüber dem Gehäuse 100 ein- und ausschiebbar gelagert ist und gleitend durch ein rohrförmiges Führungsteil 102 geführt wird, dessen unteres Ende mit der unteren Stirnwand des Gehäuses 100 verbunden ist· Diese untere Stirnwand ist mit einem Satz von Düsen 1OJ versehen, die so gerichtet sind, daß sie Flüssigkeitsströme erzeugen, die sich gegenüber der Mittelachse der Vorrichtung unter verschiedenen Winkeln bewegen·

In die Fühl stange 101i ist ein in einem Schlitz 106 der Führung 102 verschiebbarer Zapfen 105 eingebaut. Die Fühl stange 101 kann sich zwischen zwei Stellungen bewegen, die den Stellungen des Zapfens 105 an den Enden des Schlitzes 106 entsprechen.

Von einer geeigneten Quelle aus wird Druckwasser dem Inneren 107 des Gehäuses 100 über eine flexible Leitung 108 zugeführt, deren unteres Ende mit Hilfe einer Klemmvorrichtung 109 mit dem oberen Ende des Gehäuses 100 verspannt ist. Die Strömungsrichtung des Wassers innerhalb des Gehäuses

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SAD

100 ist in Fig. 7 durch Pfeile 110 und außerhalb des Gehäuses durch Pfeile 104 angedeutet.

Der in der Flüssigkeit längs der Düsen 103 auftretende Druckabfall kommt auch am oberen und unteren Ende der Fühlstange 101 zur Wirkung, so daß die Fühlstange in die in Fig. 7 gezeigte Stellung gebracht wird, bei der sich der Zapfen 105 &m. unteren Ende des Schlitzes 106 der Führung abstützt, Solange die auf den in die Formation 112 hineinragenden unteren Teil 111 der Fühlstange 101 wirkenden Kräfte kleiner sind als die auf die Stange nach unten wirkende resultierende hydraulische Kraft, verbleibt die Stange gegenüber dem Gehäuse 100 in der in Fig. 7 gezeigten Stellung. Die auf den 'l'eil 111 der Stange wirkenden Kräfte bewirken, daß die Stange zusammengedrückt wird, und die Zusammendrückung wird z.B. mit Hilfe eines Dehnungsmessers gemessen. Da die Messung der Zusammendrückung der Fühlstange und die Übermittlung der Meßergebnisse zur Wasseroberfläche bereits an Hand von Fig. 1 beschrieben wurden und man zu diesem Zweck die gleiche Anordnung benutzen kann, dürfte sich eine erneute Beschreibung erübrigen.

Wenn die auf den '-^eil 111 der Fühl stange 101 wirkenden Kräfte einen vorbestimmten Wert überschreiten, wird die -Fühlstange in das Gehäuse 100 eingeschoben· Dieser Wert entspricht im vorliegenden Fall der Summe der auf die Fühlstange 101 aufgebrachten, nach unten wirkenden resultierenden Kraft, die auf den hydraulischen Druck zurückzuführen ist und der relativen Masse der Fühl.stange. Die entsprechende Stellung ist in Fig. 8 wiedergegeben, wo gezeigt ist, daß die Fühl stange 101 während ihrer Abwärtsbewegung in der Formation 112 auf der Oberseite einer relativ harten Fonnationsschicht 113 zum Stillstand gekommen ist. Bei der in Fig. 9 gezeigten Stellung ist die Fühlstange 101 im maximalen Ausmaß in das Gehäuse 100 eingeschoben worden, so daß

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sich, der Zapfen 105 in seiner höchsten Stellung am oberen Ende des Schlitzes 106 der Führung 102 abstützt, und daß die Flüssigkeitsströme 104, die in der relativ weichen Formation 112 imstande waren, die Formation bis zu einem Niveau zwischen dem unteren Ende des Gehäuses 100 und dem unteren Ende der Fühlstange 101 fortzuspülen, jetzt eine Lage einnehmen, in der sie die relativ harte Schicht bis zu einem Niveau erodieren können, das um einen kleinen betrag tiefer liegt als das untere Ende der Fühlstange 101. Die das Gehäuse und die Stange umfassende Baugruppe, deren ^eile jetzt die in Fig. 9 gezeigte Relativstellung einnehmen, durchdringt dann die relativ harte Formationsschicht 113, bis die Stange in eine darunter liegende Selativ weiche Formation 114 eintritt, in die sie sofort unter der Wirkung der sie belastenden hydraulischen Kraft eindringt. Diese Betriebsstelluhg ist in Fig. 11 gezeigt. Danach spülen die Flüssigkeitsströme 104 die relativ weiche Formation 114 bis zu einem Niveau zwischen dem unteren Ende des Gehäuses 100 und dem unteren Ende der Fühl stange 101 weg, so daß eine im wesentlichen senkrechte und im wesentlichen zylindrische Öffnung 115 entsteht, in der das Gehäuse 100 mit Hilfe der in Fig. 7 gezeigten flexiblen leitung 108 mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit herabgelassen werden kann.

Gegebenenfalls kann man die Fühlstange 101 mit einem Kolben versehen, der einen anderen Durchmesser hat, und auf dessen eine Seite der in dem Kaum 107 herrschende Druck wirkt, während auf seine andere Seite der Druck außerhalb des Gehäuses 100 wirkt.

Auf der Außenseite der Fühl stange 101 sowie jeder der weiter oben beschriebenen Fühl stangen kann man geeignete Dichtungsvorrichtungen anordnen, um die einem hohen hydraulischen Druck ausgesetzte Zone innerhalb des Gehäuses 100 von der einem hydraulischen Druck ausgesetzten Zone außerhalb des Gehäuses zu trennen.

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Ferner sei bemerkt, daß man die an Hand von 1'¹Xg. 4 bis 6 beschriebene Anordnung mit einem Gehäuse und einer Fühlst ange ebenso wie die in Fig. 7 bis 12 dargestellte Anordnung mit Hilfe der in Fig. 2 und 3 dargestellten Vorrichtung in die Öffnung hinein herablassen kann. Jedoch kann man auch eine beliebige andere Vorrichtung benutzen, um die jeweils ein Gehäuse und eine Fühlstange tunfassenden Vorrichtungen nach Fig. 1 bzw. Fig. 4 bis 6 bzw. Fig. 7 bis 12 herabzulassen. Hierbei legt man die das Gehäuse und die Fühl stange tragende flexible Leitung mindestens einmal um eine Trommel herum, die kontinuierlich mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit angetrieben wird, woraufhin die flexible Leitung über ein Meßrad geführt wird, dessen Drehung gemessen und registriert wird, um die Strecke anzuzeigen, längs deren die Fühl st ange in der Formation nach unten bewegt worden ist. Hindernisse in Form von Schichten mit einer relativ hohen Tragfähigkeit, auf die die Fühl stange trifft, behindern die Abwärtsbewegung des Gehäuses und der Fühlstange kurzzeitig, denn die Flüssigkeitsstrahlen müssen durch ihre Spülwirkung zuerst eine öffnung in diesen relativ harten Schichten erzeugen. Während einer solchen Unterbrechung der

Abwärtsbewegung wird die Bewegung der flexiblen Leitung gegenüber dem Meßrad unterbrochen, da die Leitung gegenüber dem Antriebsrad durchrutscht.

Es sei bemerkt, daß eich die Geschwindigkeit, mit der sich das Gehäuse und die Fühl stange in der Formation nach unten bewegen, nur nach der Geschwindigkeit richtet, mit der der Boden der öffnung in der Formation, gemäß Fig, 1 durch die Flüssigkeitsstrahlen 28 und gemäß Fig. 4 durch die Flüssigkeitsstrahl en 65 erodiert wird. Die maximale Geschwindigkeit, mit der sich das Gehäuse und die Fühlstange nach unten bewegen können, wird durch die Um£angsgeschwindigkeit des in Fig. 5 gezeigten Antriebsrades 42 begrenz*!;·

Patentansprüchet

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Claims (12)

1. PATENTANSPRÜCHE

   Y 1 ^_J Verfahren zum Ermitteln des Bodenwiderstandes bzw. der Tragfähigkeit unterirdischer Schichten bzw. Formationen mit Hilfe einer Fühl.stange, die durch ein Gehäuse unterstützt ist, mittels dessen sie durch die Formationen getrieben wird, wobei ein Teil der Fühlstange Heßelemente zum Messen der auf die Fühlstange ausgeübten Kräfte trägt, und wobei eine Registriervorrichtung vorgesehen ist, die die mit Hilfe der Meßelemente gemessenen Werte anzeigt, dadurch gekennzeichnet , daß die Fühlstange unter dem Einfluß mindestens eines Teils des Gewichtes des Gehäuses durch die Formationen getrieben wird, und daß der Boden bzw. das Erdreich auf einem Niveau zwischen dem unteren Ende des Gehäuses und dem unteren Ende der Fühl stange mit Hilfe hydraulischer Strahlen fortgespült wird, um eine öffnung zu erzeugen, in der sich das Gehäuse ungehindert nach unten bewegen kann.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Erdreich mit Hilfe hydraulischer Strahlen bis zu einem Niveau weggespült wird, das um einen kleinen ^etrag tiefer liegt als das untere Ende der Fühlstange, wenn die Fühlstange durch relativ harte Schichten hindurchgetrieben werden muß, die der Fühl stange einen V/iderstand entgegensetzen, der größer ist als die in dem Gehäuse auf die Fühlstange aufgebrachte nach unten wirkende Kraft.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse an einem flexiblen rohr-

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   förmigen Element aufgehängt ist, das mit einer im wesentlichen Konstanten Geschwindigkeit in der Öffnung herabgelassen wird, in der sich das die Fühlstange antreibende Gehäuse nach unten bewegt. '
4. 4. " Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Sonde oder !Fühlstange (1; 6Ί;101), die Elemente (24) zum Messen der auf die Fühlstange ausgeübten Kräfte trägt, eine Vorrichtung zum Registrieren der auf die Fühlstange ausgeübten Kräfte, ein Gehäuse (2; 60; 100), das an einem Ende die Fühlstange trägt, mindestens eine an dem die Fühlstange tragenden Ende des Gehäuses angeordnete Düse (12; 27; 103), eine mit dem anderen Ende des Gehäuses verbundene flexible Leitung (17» 108) und einen eine Verbindung zwischen dem Innenraum (16) der flexiblen Leitung und der bzw. jeder Düse bildenden Kanal (15; 107).
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine zweite Düse (13; 79) oder einen Satz solcher' Düsen, die über einen zweiten Kanal mit dem ersten Kanal (15) in Verbindung stehen, sov/ie durch ein in dem zweiten Kanal angeordnetes Ventil (4, 9» 10; 68, 71 )> das durch eine Relativbewegung zwischen der Fühlstange (1; 61) und dem Gehäuse (2; 60) geöffnet und durch eine entgegengesetzte Relativbewegung zwischen der Fühlstange und dem Gehäuse geschlossen werden kann.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine zweite Düse (79) oder einen Satz von zweiten Düsen, die mit dem Innenraum (16) der flexiblen Leitung (17) über einen zweiten Kanal in Verbindung stehen, sowie durch ein in dem zweiten Kanal und der flexiblen Leitung angeordnetes Ventil (68, 71), das durch eine Relativbewegung zwischen der Fühlstange (61) und dem Gehäuse (60) geöffnet und durch eine entgegengesetzte Relativbewegung zwischen der

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   Fühlstange und dem Gehäuse geschlossen werden kann.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine zweite Düse (79) oder einen Satz von zweiten Düsen, die mit dem Innenraum einer zweiten flexiblen Leitung über einen zweiten Kanal in Verbindung stehen, sowie durch ein in dem zweiten Kanal angeordnetes Ventil (68, 71)» das durch eine Relativbewegung zwischen der Fühlstange (61) und dem Gehäuse (60) geöffnet und durch eine entgegengesetzte Relativbewegung zwischen der Müllstange und dem Gehäuse geschlossen werden kann.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Anspruch 5 bis 7» dadurch gekennzeichnet^ daß in dem ersten Kanal ein zweites Ventil (70, 72) angeordnet ist, das mit dem ersten Ventil (68, 71) so zusammenarbeitet, daß der erste Kanal geschlossen wird, wenn der zweite Kanal geöffnet wird, und umgekehrt ·
9. 9· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß das bzw. jedes Ventil mit der Fühlstange (1) gekuppelt und durch eine Feder (14) vorgespannt ist·
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9» dadurch gekennzeichne t, daß das bzw. Jedes Ventil mit der Fühlstange (61) gekuppelt und bei der normalen Betriebsstellung der Fühl stange durch einen hydraulischen Druck vorgespannt ist, um das in dem zweiten Kanal angeordnete Ventil (68, 7I) zu schließen.
11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die bzw. jede flexible Leitung (17i 108) über ein um eine Achse drehbares Führungsrad (42) geleitet wird, das mit einer Betätigungsvorrichtung (54) zum Antreiben des Bades mit einer im wesentlichen konstanten Drehzahl versehen ist, und daß Meßvorrich-

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    -X-

    tungen (24) vorgesehen sind, die mit einer Registriervorrichtung zusammenarbeiten, die die Länge des über das Führungsrad hinweg herabgelassenen Teils der bzw. Jeder flexiblen Leitung anzeigt.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Fühlstange (1; 61; 101) in dem Gehäuse (2; 60; 100) zwischen zwei Stellungen ein-r und ausschiebbar gelagert ist, und daß eine Beiastungsvorrichtung vorgesehen ist, die die Fühlstange in Richtung auf die Stellung vorspannt, in der sie so weit wie möglich aus dem Gehäuse herausragt.

    13· Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlstange (61; 101) hydraulisch belastet bzw. vorgespannt werden kann.

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