DE19600592C2

DE19600592C2 - Vorrichtung zum Einbringen von Bohrlöchern in ein mit Bombenblindgängern, Minen o. dgl. kontaminiertes Gebiet

Info

Publication number: DE19600592C2
Application number: DE19600592A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr Rer Nat Neff; Juergen Prof Dipl Ph Leonhardt; Horst Dipl Ing Jonas
Original assignee: INST UMWELTTECHNOLOGIEN GmbH; Tzn Forschung & Entwicklung
Current assignee: INST UMWELTTECHNOLOGIEN GmbH; Tzn Forschung & Entwicklung
Priority date: 1996-01-10
Filing date: 1996-01-10
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2016-01-11
Also published as: DE19600592A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einbringen von Bohrlöchern in ein mit Bombenblindgängern, Minen o. dgl. kontaminiertes Gebiet.

Im Vorfeld von Bebauungsmaßnahmen von blindgängerverdächtigen Flächen ist eine Sondierung und Freigabe durch die zugeordne ten Behörden vorgeschrieben. Da die Bomben häufig in größeren Tiefen liegen (4-10 m), ist eine Sondierung von der Erdober fläche her in der Regel nicht möglich. Diese erfolgt vielmehr durch Einbringen von Bohrungen in die Erdoberfläche und an schließender Ausmessung (in vertikaler Richtung) der durch Blindgänger hervorgerufenen magnetischen Störungen mittels einer entsprechenden Magnetfeldsonde. Die genaue Lokalisie rung der Blindgänger wird schließlich z. B. durch Triangula tion mehrerer Bohrlochdaten vorgenommen.

Um bei den Bohrungen nicht versehentlich auf einen Blind gänger aufzusetzen, wird aus Sicherheitsgründen in regel mäßigen Abständen der Bohrvorgang unterbrochen und das Bohrloch mit der Magnetfeldsonde ausgemessen.

Nachteilig ist bei diesem bekannten Verfahren vor allem, daß der gesamte Bohrvorgang außerordentlich zeitraubend ist und zu hohen Sondierungskosten führt.

Aus der US 5,467,083 ist eine Vorrichtung zum Einbringen von Bohrlöchern bekannt, die einen Erdbohrer mit Bohrmotor und einem sich an den Bohrmotor anschließenden Schaftteil aus einem nicht magnetischen Material umfaßt. In dem Schaftteil ist eine Magnet feldsensoreinheit angeordnet, die über eine Datenübertragungsein richtung mit einer Auswerteeinheit verbindbar ist.

Aus der DD 225 735 A1 ist ferner ein Verfahren zum Einbringen von Bohrlöchern in ein mit Bombenblindgängern kontaminiertes Gebiet bekannt. Dabei wird zunächst die Fläche am Bohrpunkt nach Stör werten mittels einer Magnetmeßsonde untersucht. Bei festgestellter Munitionsfreiheit wird eine Bohrung von z. B. 4 m Tiefe in den Erd boden eingebracht, dann das Bohrloch mit einem Nichtmetallmantel rohr gegen Einsturz gesichert und mit der Magnetmeßsonde der Erd boden in 4 m Tiefe nach Störwerten untersucht. Falls erforderlich, kann dieses Verfahren beliebig fortgesetzt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor richtung der eingangs erwähnten Art anzugeben, mit der unter Be achtung der erforderlichen Sicherheit entsprechende Bohrungen in einem blindgängerverdächtigen Gebiet schnell einbringbar sind, ohne daß hierunter die Genauigkeit der Erfassung eventueller Blindgänger leidet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.

Im wesentlichen liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, während des Bohrens mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung magnetische Mes sungen im spitzenseitigen Bereich des Bohrers durchzuführen und den Bohrvorgang bei Annäherung an eine durch einen Blindgänger hervorgerufene magnetische Störung zu unterbrechen. Hierzu wird ein sehr kompakter Magnetfeldsensor in die Spitze des Erdbohrers eingebaut. Wesentlich für die Funktion der Vorrichtung ist außer dem, daß der Bohrer bzw. das gesamte Bohrgerät unmagnetisch ist, so daß der empfindliche Magnetfeldsensor nicht in Sättigung gerät und auch äußere magnetische Störungen registrieren kann.

Die Informationen über das äußere Magnetfeld werden von dem Magnetfeldsensor in Form elektrischer Signale mittels einer geeigneten Datenübertragungseinrichtung an eine Auswerteeinheit übergeben. Diese registriert die Signale als Funktion der Bohr tiefe oder Bohrzeit. Überschreiten die Signale vorgebbare Schwell werte oder einen vorgebbaren Signalverlauf, so kann der Bohrvorgang unterbrochen werden. Die gemessenen Signale können außerdem zur Lokalisierungsbestimmung der Blindgänger, etwa mit Hilfe einer Triangulation, herangezogen werden.

Als Magnetfeldsensoren haben sich in der Praxis vor allem Protonen-Resonanz-Magnetometer oder Caesium-Dampfmagnetometer als vorteilhaft erwiesen. Beide Sensortypen können überdies sehr kompakt aufgebaut werden.

Als Material für den Bohrer bzw. das gesamte Bohrgerät kommen insbesondere Aluminium, Titan bzw. eine Legierung aus Alumi nium oder Titan, aber auch keramische oder polymere Werkstof fe (Kevlar) in Frage.

Um die Magnetfeldsonden gegebenenfalls auf einfache Weise austauschen zu können, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, in dem spitzenseitigen Bereich des Erdbohrers eine Ausnehmung vorzusehen, die vorderseitig durch eine auswechselbare Spitze des Erdbohrers verschließbar und in die Magnetfeldsonde ein setzbar ist.

Um eine kompakte Vorrichtung zu erhalten, werden die zur Übertragung der Energieversorgung und/oder der Signale er forderlichen elektrischen Leitungen zur oder von der Magnet feldsonde im Inneren des Bohrers angeordnet.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden anhand einer Figur erläuterten Ausführungs beispiel.

In der Figur ist mit 1 ein aus einer Titanlegierung bestehen der Erdbohrer bezeichnet, der in seinem spitzenseitigen Be reich 2 eine Ausnehmung 3 enthält, in der ein Protonen- Resonanz-Magnetometer 4 angeordnet ist. Die Ausnehmung 3 ist spitzenseitig durch eine auswechselbare Bohrspitze 5 ver schlossen.

Der Magnetfeldsensor 4 ist über zwei elektrische Leitungen 6, 7, die in einer axialen Bohrung 8 des Erdbohrers geführt werden, mit einer nur schematisch angedeuteten Auswerte einheit 9 verbunden. Die Auswerteeinheit 9 enthält in dem dargestellten Ausführungsbeispiel unter anderem auch die zum Betrieb des Magnetfeldsensors 4 erforderliche Stromversorgung sowie die zur Anzeige erforderlichen Anzeigegeräte.

Die mit Hilfe des Magnetfeldsensors 4 gewonnene Information über das äußere Magnetfeld wird mittels der Leitungen 6, 7 an die Auswerteeinheit 9 übergeben, die das Signal als Funktion der Bohrtiefe oder Bohrzeit registriert. Überschreitet dieses Signal einen vorgebbaren Schwellwert oder einen vorgebbaren Signalverlauf, so kann der Bohrvorgang durch entsprechende Steuersignale, die auf einen nicht dargestellten Bohrer antrieb wirken, unterbrochen werden. Die von dem Magnetfeld sensor 4 gemessenen und gegebenenfalls durch die Auswerte einheit 9 vorverarbeiteten Signalwerte können außerdem auch zur Lokalisierung der Blindgänger herangezogen werden.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann bei spielsweise zur Übertragung der Meßdaten von dem Magnetfeld sensor zur Auswerteeinheit anstatt einer drahtgebundenen auch eine drahtlose Meßwerteübertragung vorgenommen werden, sofern der Sensor mit einem entsprechenden Hochfrequenzsender ver bunden ist.

Anstatt eines Resonanz-Magnetometers kann als Magnetfeld sensor auch ein Caesium-Dampfmagnetometer oder ein anderer Sensor ausreichender Empfindlichkeit verwendet werden.

Bezugszeichenliste

1

Erdbohrer

2

spitzenseitiger Bereich

3

Ausnehmung

4

Magnetfeldsensor

5

Bohrspitze

6

,

7

elektrische Leitungen, Datenübertragungs einrichtung

8

axiale Bohrung

9

Auswerteeinheit

Claims

1. Vorrichtung zum Einbringen von Bohrlöchern in ein mit Bomben blindgängern oder Minen kontaminiertes Gebiet mit den Merkmalen:

a) die Vorrichtung enthält einen Erdbohrer (1) aus einem nichtmagnetischen Werkstoff,
b) im spitzenseitigen Bereich (2) des Erdbohrers (1) ist ein Magnetfeldsensor (4) zur Messung äußerer magneti scher Störungen angeordnet und
c) der Magnetfeldsensor (4) ist über eine Datenübertra gungseinrichtung (6, 7) mit einer Auswerteeinheit (9) verbindbar.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem spitzenseitigen Bereich (2) des Erdbohrers (1) eine Ausnehmung (3) vorgesehen ist, die vorderseitig durch eine auswechselbare Spitze (5) des Erdbohrers (1) verschließbar ist, und daß in der Ausnehmung (3) der Magnetfeldsensor (4) austauschbar angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß es sich bei dem Magnetfeldsensor (4) um ein Protonen-Resonanz-Magnetometer oder ein Caesium-Dampf magnetometer handelt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Übertragung der Energie versorgung des Magnetfeldsensors (4) erforderlichen elektrischen Leitungen (6, 7) im Inneren des Bohrers (1) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Datenübertragungs einrichtung um elektrische Leitungen (6, 7) handelt, welche axial im Inneren des Bohrers (1) geführt werden.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Erdbohrer (1) aus Aluminium, Titan, einer Legierung aus Aluminium oder Titan, einem keramischen oder einem polymeren Werkstoff (Kevlar) besteht.