DE4239092A1 - Ausbauverrohrung für eine Grundwassermeßstelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine durch eine fokussierte elektri­ sche Widerstandsmessung auf Dichtheit prüfbare Ausbauver­ rohrung für eine Grundwassermeßstelle mit einzelnen aus einem Kunststoff geringer Leitfähigkeit bestehenden Rohren, die durch eine Schraubverbindung miteinander verbunden und durch eine Dichtungsanordnung gegeneinander abgedichtet sind.

Die Dichtigkeit der Rohrverbindungen ist bei einer Ausbau­ verrohrung für eine Grundwassermeßstelle die unverzichtbare Voraussetzung dafür, daß in die Grundwassermeßstelle kein Fremdwasser eindringt, das die Meßergebnisse verfälscht. Um die Dichtheit einer Ausbauverrohrung nach ihrem Einbau in eine Grundwassermeßstelle prüfen zu können, sind verschiede­ ne Meßverfahren bekannt, wie Messung des spezifischen elek­ trischen Widerstands des Wassers mit einer Salinometersonde (SAL-Log), Messung der Temperatur des Wassers mit einer Temperatursonde (TEMP-Log), Messung des Widerstands in fo­ kussierter Anordnung mit fokussiertem Elektriklog (FEL-Log). Die Deutlichkeit dieser bekannten Meßverfahren hat sich bei der Überprüfung der Rohrverbindungen von Ausbauverrohrungen der eingangs genannten Art wegen möglicher Störeinflüsse als unzureichend erwiesen. So setzt beispielsweise eine Über­ prüfung mit dem SAL-Log und dem TEMP-Log voraus, daß das im Ringraum der ausgebauten Meßstelle anstehende Wasser einen größeren hydrostatischen Druck und eine andere chemische bzw. physikalische Eigenschaft hat als das über den Filter­ bereich in die Verrohrung einströmende Wasser, damit ein Zufluß in das Rohrinnere durch eine Änderung der Leitfähig­ keit und/oder Temperatursprünge nachweisbar ist.

Messungen mit dem FEL-Log sind auf Voraussetzungen der ge­ nannten Art nicht angewiesen. Bei diesem Meßverfahren wird der Stromfluß einer einzelnen Bohrlochelektrode durch ober­ halb und unterhalb dieser Elektrode angeordnete Zusatzelek­ troden zu einer schmalen horizontalen Scheibe fokussiert, wodurch eine hohe vertikale Auflösung erreicht wird. Wird mit einer FEL-Sonde eine Ausbauverrohrung aus Kunststoff vermessen, so wirkt die Rohrwand gegenüber der Formation als lsolator, der als hoher Widerstand angezeigt wird. Im Be­ reich des Filters oder bei Undichtigkeit einer Rohrverbin­ dung ist die Isolationswirkung herabgesetzt und kann als negativer Ausschlag bei der FEL-Messung beobachtet werden. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß auch dichte Ver­ bindungsstellen bei der Messung mit dem FEL-Log zu einem negativen Ausschlag führen können, so daß eine befriedigende Unterscheidung zwischen dichten und undichten Rohrverbindun­ gen nicht ohne weiteres möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausbauver­ rohrung für eine Grundwassermeßstelle der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einer fokussierten elektrischen Widerstandsmessung eine deutliche Unterscheidung von undich­ ten Verbindungsstellen gegenüber dichten Verbindungsstellen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dichtungsanordnung, die die Rohre gegeneinander abdichtet, zwei in einem Abstand voneinander liegende Dichtstellen an jedem Rohrende aufweist. Mit der erfindungsgemäßen Ausge­ staltung der Dichtungsanordnung läßt sich bei einer Ausbau­ verrohrung aus Kunststoff auch an den Rohrverbindungsstellen ein so hoher Übergangswiderstand erzielen, daß der gemessene Widerstandswert im Bereich der Verbindungsstelle sich nicht auffällig von dem im Bereich des Rohres unterscheidet. Eine Überprüfung der Verrohrung mit dem FEL-Log führt daher zu einer eindeutigen Aussage. Wird kein Widerstandsabfall fest­ gestellt, so ist die geforderte Dichtigkeit der einzelnen Rohrverbindungen gegeben. Wird dagegen ein Widerstandsabfall an einer Rohrverbindung gemessen, so ist zumindest eine Dichtstelle der dortigen Dichtungsanordnung undicht und bedarf einer weiteren Begutachtung, z. B. durch einen Pak­ kertest. Die erfindungsgemäße Ausbauverrohrung hat weiterhin den Vorteil, daß durch das Vorhandensein von jeweils zwei Dichtstellen die Sicherheit gegen das Auftreten einer Lecka­ ge wesentlich erhöht ist.

Erfindungsgemäß können die beiden Dichtstellen jeweils einen separaten Dichtring aufweisen, was den Vorteil hat, daß herkömmliche Dichtringe verwendet werden können. Weiterhin kann vorgesehen sein, daß die Dichtringe beiderseits des Gewindes der Schraubverbindungen angeordnet sind. Dies er­ möglicht eine Schmierung des Gewindes beim Zusammenbau, wobei der Scbmierstoff zwischen den Dichtringen eingeschlos­ sen wird und daher die Beschaffenheit des Grundwassers nicht beeinflussen kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zeichnerischer Dar­ stellungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 das Prinzip einer fokussierten Widerstandsmessung,

Fig. 2 einen Halbschnitt einer Gewindemuffe und

Fig. 3 einen Halbschnitt zweier Rohrenden, die durch die Gewindemuffe gemäß Fig. 2 miteinander verbindbar sind.

Fig. 1 zeigt das Prinzip der Widerstandsmessung in fokus­ sierter Anordnung, kurz FEL-Log bezeichnet. Bei diesem Ver­ fahren weist eine in ein Bohrloch 1 in einer Gebirgsforma­ tion 2 eingefahrene FEL-Sonde 3 eine zentrale Meßelektrode 4 auf. Oberhalb und unterhalb der Meßelektrode 4 sind Zusatz­ elektroden 5, 6 vorgesehen. Die Meßelektrode 4 und die Zu­ satzelektroden 5, 6 werden aus einer Energieguelle 7 mit elektrischem Strom gespeist, der durch eine Elektronik in der Sonde geregelt wird. Hierbei wird der von der Meßelek­ trode 4 ausgehende eigentliche Meßstrom durch Zusatzströme, die automatisch geregelt in wechselnder Stärke über die Zusatzelektroden 5, 6 in die Formation 2 geleitet werden, zu einer schmalen horizontalen Scheibe fokussiert, wodurch die Widerstandsmessung auf den Bereich dieser Scheibe begrenzt wird. Der Verlauf des Meßstroms ist durch die Linien 8 und der Verlauf der Fokussierströme durch die Linien 9 veran­ schaulicht. Das FEL-Log ist daher in der Lage, spezifische Widerstände in einem eng begrenzten Bereich eines Bohrlochs oder einer Verrohrung zu messen.

Wird mit einer FEL-Sonde eine aus Kunststoffrohren zusammen­ gesetzte Ausbauverrohrung einer Grundwassermeßstelle durch­ fahren, so läßt sich der spezifische Widerstand gegenüber der Gebirgsformation längs der Verrohrung erfassen, wobei durch die hohe Isolationswirkung des Kunststoffs ein ent­ sprechend hoher Widerstand beobachtet werden kann. Ist die Verrohrung an einer Stelle undicht, so sinkt der Widerstand dort entsprechend ab und bewirkt einen negativen Meßwert­ ausschlag beim FEL-Log. Da es auch an den Dichtstellen her­ kömmlicher Ausbauverrohrungen trotz vorhandener Dichtigkeit bedingt durch geringere Materialquerschnitte und Oberflä­ cheneffekte zu einer Erniedrigung des Widerstands kommen kann, und zusätzlich andere Störeinflüsse die gemessenen Wi­ derstandswerte ebenfalls beeinflussen können, lassen sich die Meßwertausschläge bei einer herkömmlichen Ausbauverroh­ rung nicht eindeutig interpretieren und daher nicht zur Bestätigung einer ausreichenden Dichtigkeit verwenden.

Mit der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Ausbildungen der Dichtungsanordnung an der Verbindungsstelle einer Ausbauver­ rohrung für eine Grundwassermeßstelle wird dagegen eine Dichtigkeitsprüfung mit dem FEL-Log ermöglicht, in dem auch im Bereich der Rohrverbindung eine Isolationswirkung ge­ schaffen wird, die der Isolationswirkung der Rohre ent­ spricht.

Fig. 2 zeigt eine Gewindemuffe 10, die in ihrer Bohrung einen mittigen Kragen 11 und beiderseits des Kragens 11 Gewindeabschnitte 12 aufweist. In einer Freisparung zwischen dem Kragen 11 und den Gewindeabschnitten 12 ist jeweils ein Dichtring 13 angeordnet. Auf der Außenseite der Gewindeab­ schnitte 12 weist die Gewindemuffe 10 zylindrische Dicht­ flächen 14 und Fasen 15 auf.

In die Gewindemuffe 10 sind von beiden Seiten die Enden 16 von Rohren 17 einschraubbar, die in Fig. 3 dargestellt sind. Die Stirnflächen der Enden 16 weisen eine ebene An­ lagefläche 18 und eine keglige Fasenfläche 19 auf. An die Fasenfläche 19 schließt sich jeweils ein Gewindeabschnitt 20 an, dessen Länge die Länge des Gewindeabschnitts 12 etwas übersteigt. Dem Gewindeabschnitt 20 ist eine Nut 21 benach­ bart, in der sich ein Dichtring 22 befindet.

Die Rohre 17 werden durch die Gewindemuffe 10 miteinander verbunden, in dem ihre Enden 16 so weit in die Gewindemuffe 10 eingeschraubt werden, bis die Anlageflächen 18 an dem Kragen 11 anliegen. In dieser Stellung pressen die Fasen­ flächen 19 jeweils den Dichtring 13 in die Freisparung, so daß dieser mit Vorspannung einerseits am Boden der Freispa­ rung und andererseits an den Fasenflächen 19 anliegt und eine erste Dichtstelle bildet. Weiterhin liegen die Dicht­ ringe 22 an den Dichtflächen 14 an und werden durch den im Vergleich zum Außendurchmesser der Dichtringe 22 geringeren Innendurchmesser der Dichtflächen 14 hierbei mit Vorspannung in die Nuten 21 gedrückt, wodurch an jedem Ende 16 der Rohre 17 und an der Gewindemuffe 10 eine zweite Dichtstelle gebil­ det wird. Jedes Rohr 17 ist auf diese Weise an zwei im Ab­ stand voneinander angeordneten Dichtstellen gegenüber der Gewindemuffe 10 abgedichtet. Ist die Dichtheit der beiden Dichtstellen gegeben, so bildet der dazwischenliegende, von den Gewindeabschnitten 12, 20 eingenommene Bereich einen im wesentlichen wasserfreien Raum, der eine für die FEL-Log- Messung bei weitem ausreichende Isolierwirkung hervorruft.

Durch die Lage der Dichtflächen 14 in der Bohrung der Gewin­ demuffe 10 sind diese verhältnismäßig gut geschützt und die Gefahr einer Beschädigung ist entsprechend gering. Aus Her­ stellungsgründen kann jedoch anstelle der Dichtflächen 14 jeweils eine Nut zur Aufnahme der Dichtringe 22 in der Ge­ windemuffe 10 ausgebildet sein. Die entsprechende Dichtflä­ che wird dann bei einer solchen umgekehrten Anordnung durch einen Abschnitt der Mantelfläche der Rohre 17 gebildet. Ebenso ist es möglich, die Nuten 21 an den Rohrenden zwi­ schen den Fasenflächen 19 und den Gewindeabschnitten 20 vorzusehen und die Dichtflächen 14 neben den Freisparungen anzuordnen.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Ausbauverrohrung bietet die Möglichkeit, durch eine FEL-Messung vor dem Verkiesen und Verfüllen des Bohrlochs die Dichtigkeit der Verrohrung zu prüfen. Erweist sich eine Rohrverbindung als undicht, so kann die Verrohrung noch einmal ausgebaut und der Fehler behoben werden.

Claims (3)

1. Durch eine fokussierte, elektrische Widerstandsmessung auf Dichtheit prüfbare Ausbauverrohrung für eine Grund­ wassermeßstelle mit einzelnen aus einem Kunststoff geringer elektrischer Leitfähigkeit bestehenden Rohren, die durch eine Schraubverbindung miteinander verbunden und durch eine Dichtungsanordnung gegeneinander abge­ dichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Dich­ tungsanordnung (13, 22) an jedem Rohrende zwei im Ab­ stand voneinander liegende Dichtstellen aufweist.

2. Ausbauverrohrung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die beiden Dichtstellen jeweils durch einen separaten Dichtring (13, 22) gebildet sind.

3. Ausbauverrohrung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dichtringe (13, 22) beiderseits des Gewin­ des (12, 20) der Schraubverbindung angeordnet sind.