EP0372535B1 - Verfahren zum Bau einer Grundwassermessstelle und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Bau einer Grundwassermessstelle und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Download PDF

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EP0372535B1
EP0372535B1 EP89122516A EP89122516A EP0372535B1 EP 0372535 B1 EP0372535 B1 EP 0372535B1 EP 89122516 A EP89122516 A EP 89122516A EP 89122516 A EP89122516 A EP 89122516A EP 0372535 B1 EP0372535 B1 EP 0372535B1
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EP
European Patent Office
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intermediate section
apertures
tubular conduit
bore
connection member
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP89122516A
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English (en)
French (fr)
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EP0372535A1 (de
Inventor
Helmut Rohde
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.)
Preussag AG
Original Assignee
Preussag AG
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
    • E21B33/14—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like for cementing casings into boreholes

Definitions

  • the invention relates to a method for building a groundwater measuring point, in which a pipeline with a water inlet opening at its lower end is installed in a borehole in the ground and in which the annular space between the pipeline un the borehole wall in the region of the water inlet opening with filter material and for sealing water-bearing layers is filled with essentially water-impermeable material, an intermediate piece with closable, radial openings being inserted into the pipeline above the water inlet opening, after the installation of the pipeline and the filling of the filter material layer, a cementing rod is inserted into the pipeline and connected to the openings in the intermediate piece and a liquid sealing compound which solidifies after insertion is pumped into the annular space above the filter material layer by the cementing rod and the openings.
  • Groundwater measuring points also called level wells or groundwater observation wells, are required in the catchment area of water extraction systems in order to be able to carry out a quality control of the groundwater before the groundwater enters the extraction well.
  • the depth of which can be more than 1000 m bores of 180 mm in diameter are often drilled according to the prior art, into which a pipeline composed of plastic pipes with an outer diameter of 75 mm is subsequently installed.
  • the annulus between the bore wall and the pipeline is in front all in the area of the filter pipe located at the lower end of the pipeline, but also mainly filled with gravel, whereby clay barriers are installed between individual gravel beds in order to separate the water-bearing floors found when the well was sunk and to prevent mixing or unwanted contamination of the groundwater prevent.
  • the clay material to form the sound barriers is also poured into the bore as a bed.
  • DE-PS 30 12 709 such an expansion is shown using the example of a multiple level of comparatively shallow depth.
  • a disadvantage of this known procedure is that the filling of the annular space requires a considerable amount of time, particularly in the case of groundwater measuring points of greater depth, since very long pauses after the introduction of the different materials are required in order to be able to monitor the correct fit of the individual fillings by means of soldering. With deeper bores there is also often the problem that the backfilling gets stuck in the upper region of the bore and can only be brought into the intended position with great difficulty and with considerable expenditure of time. If the clay barriers are leaking due to inadequate backfilling or if they are not in the right place, there can be external inflows that render the groundwater measuring point unusable.
  • EP-A-0 177 623 discloses a method of the type mentioned at the outset for the construction of water extraction wells, in which cement milk is used as the subsequently solidifying material to fill the annular space between the pipeline and the wall of the borehole.
  • cement milk is used as the subsequently solidifying material to fill the annular space between the pipeline and the wall of the borehole.
  • jacket cementation is not suitable because of the particularly high tightness requirements there and because of the exclusively used plastic pipes.
  • the sealing compound to be introduced into the annular space consists of a pumpable suspension of clay powder, cement and water and contains approximately four parts clay powder and approximately one part cement.
  • the density of the suspension is preferably adjusted to 1.29 to 1.32 g / cm 3.
  • the sealing compound according to the invention penetrates completely into all areas of the annular space to be filled and, after it has solidified, ensures a complete seal with respect to the individual floors in all separating layers of the drilled profile. Subsequent subsidence is avoided, as no voids remain empty.
  • the filter material is covered with a layer of clay before the suspension is introduced.
  • the invention further relates to a device for performing the specified method, consisting of a tubular intermediate piece which can be installed in the pipeline and which can be closed with radial openings which is the same or smaller in inside diameter than the inside diameter of the pipe and which is in the bore below the openings protruding stop has an insert that can be inserted into the intermediate piece and which is in contact with the stop by the Pipe can be inserted into the intermediate piece and closes the bore of the intermediate piece and consists of a cementing rod that can be connected to the connecting piece and can be installed in the pipeline, the outlet opening of which can be connected to the openings through a channel in the connecting piece.
  • a pressure transmission device which contains a pressure introduction tube and two closure members, each consisting of an inner, elastic tube, the end regions of which are provided on both sides by means of a fastening clamp and a support ring and a toothed ring are attached.
  • the pressure introduction pipe is surrounded by an intermediate pipe which is open at the bottom and to which the elastic pipes are fastened.
  • the elastic pipes are connected to the pressure introduction pipe via pipe sockets and can be pressurized via this.
  • a device for carrying out a cementing process which has a tubular intermediate piece which can be installed in the pipeline and which can be closed with radial openings and which has a stop projecting into its bore below the openings.
  • a sleeve is inserted into the intermediate piece, which contains a check valve, the housing body of which consists of an easily destructible material, for example cement or aluminum.
  • the sleeve is closed with a cementation plug and, by a pressure built up in the pipeline, pushed until it touches the stop, thereby opening the radial openings in the intermediate piece.
  • the cement suspension is then poured in directly through the expansion piping.
  • valves for cementing a multi-zone borehole in a tubing string inserted into the borehole which valves can be opened with the aid of an actuating tool which is attached to a cementing rod.
  • a foot tube is attached to the cementing rod under the tool.
  • the invention has for its object to provide a simple device with which the annular space between the built-in pipe and the bore wall can be filled with the pumpable and then solidifying sealant without the risk of damage to the pipe and at the lower end of the Pipeline arranged filter pipes for water entry exists.
  • connection piece has sealing rings above and below the openings, which bear against the bore of the intermediate piece in a pressure-tight manner, that the connection piece consists of a sleeve which can be closed at the lower end and has radial openings in the orientation opposite the openings in the intermediate piece and has a longitudinal groove into which the stop of the Intermediate piece engages and that in the bottom of the connecting piece a check valve blocking the sump is arranged, which is connected to the channel in the connecting piece.
  • the cementing device according to the invention has the advantage that after filling the annular space and expanding the cementing rod with the connecting piece, the interior of the pipeline is freely accessible up to the area of the water inlet opening and can be used on site with the devices for conveying before water samples or for examining the groundwater can be.
  • the device according to the invention is easy to use.
  • the check valve in the bottom of the sleeve allows the liquid in the pipeline to pass through the connector when the cementing rod is installed. This prevents the connection piece from displacing the liquid in the manner of a plunger piston and thus generating a buoyancy which complicates the lowering of the cementing rod.
  • flaps can be provided which rest on the outer surface of the intermediate piece and are held in a radially movable manner by leaf springs.
  • Figure 1 shows the profile of a groundwater measuring point, which was expanded in the usual way belonging to the prior art.
  • a pipe made of plastic pipes was inserted into a bore 1 drilled to a depth of -210 m with a diameter of 220 mm in the range from 0 to -50 m and a diameter of 175 mm in the range from -50 to - 210 m 2 installed, which has at its lower end in the range from -198 to -206 m a filter tube 3 and then a sump tube 4.
  • the sump tube 4 ends at a depth of -208 m and is closed there.
  • the nominal diameter of pipeline 2 is from 0 to -40 m 115 mm and below 65 mm.
  • the annular space 5 between the pipeline 2 and the wall of the bore 1 is filled with various filling materials.
  • a gravel fill of grain size 1-2 through which the groundwater reaches the filter tube 3.
  • Section 7 above is filled to a depth of -161 m with filling gravel of grain size 2 - 8.
  • section 8 is designed as a sound seal.
  • a fill follows in section 9 from filling gravel and alternating clay seals in sections 10 - 13 and in between fillings of filling gravel in sections 14 - 17.
  • the described filling of the annular space 5 between the pipeline 2 and the wall of the bore 1 results from the manufacture of the Drilling determined the type and location of the pierced layers and the need to close the pierced barrier layers by installing clay seals in order to prevent water from different floors from mixing and the associated contamination of the groundwater.
  • FIG. 1 The method is explained using the example already shown in FIG. 1.
  • a tubular intermediate piece 18 is inserted into the pipeline 2 a few meters above the filter tube 3, the wall of which has radial openings.
  • a cementing rod 19 inserted through the pipeline is connected to the openings in the intermediate piece 18 and is connected to a pump 20 for days.
  • filter gravel of grain size 1-2 is introduced from outside into the bore 1 to almost below the intermediate piece 18. If the discharge of filter gravel inadvertently increases beyond the intermediate piece 18, the excess amount can be conveyed to the surface again by connecting the cementing rod to a rinsing pump.
  • a liquid, pumpable sealing compound is pumped into the annular space 5 with the aid of the pump 20 via the cementing rod 19 and the openings in the intermediate piece 18 until the annular space in the area of the floors 7-17 is completely filled. Afterwards, an amount of water corresponding to their intake volume is pumped in to clean the pump and the cementing rod.
  • the sealing compound is mixed in a mixing plant, whereby a pumpable suspension is made from powdered clay, cement and water, which becomes solid after application by setting the cement with little or no increase in volume.
  • the cementing rod can be removed immediately after the sealing compound has been pumped in, if the openings in the intermediate piece can be closed by special means. If this is not the case, or if the closure proves to be leaking, the cementing rod must remain installed until the sealing compound has solidified. After removing the cement rod, the passage through the intermediate piece is free. The intermediate piece forms a closed part of the pipeline, since the openings through the sealing compound and gfs. the additional funds are tightly closed. The groundwater measuring point can now be pumped free and put into operation in the usual way.
  • FIG. 3 shows an embodiment of the intermediate piece 18 and a connecting piece 21 adapted to it, which is located at the lower end of the cementing rod 19.
  • the intermediate piece 18 consists of a cylindrical tube 22, which has at its two ends an external thread 23 for screwing on a threaded sleeve for connecting the intermediate piece 18 to the upper and lower branches of the pipeline 2.
  • the tube 22 has in its wall two mutually opposite openings 24 which have the shape of an elongated hole. In the area of the openings 24 are on the The outer surface of the tube 22 has flat contact surfaces 25 on which plate-shaped flaps 26 lie tightly, which completely cover the openings 24. The flaps 26 are held by leaf springs 27 and pressed against the contact surfaces 25.
  • the leaf springs 27 are screwed to the outside of the tube 22 with the interposition of a lining piece 28.
  • a lining piece 28 In the bore 29 of the tube 22 there are two opposing stop knobs 30 below the openings 24.
  • the stop knobs 30 are fastened in the wall of the tube 22 and protrude from the bore 29.
  • the connector 21 consists of a tube 31 which has an internal taper thread 32 at its upper end, into which the lower end of the cementing rod 19 can be screwed.
  • the tube 31 In its central region, the tube 31 has a shoulder with a smaller outside diameter, onto which two sealing rings 33 and a sleeve 34 arranged between the sealing rings are pushed.
  • the sealing rings 33 and the sleeve 34 are held in their position by a head piece 35 which is screwed onto the lower end of the tube 31.
  • a sealing ring 36 is also arranged between the head piece 35 and the tube 31.
  • the head piece 35 has a bore 37 which can be closed by a valve ball 39 arranged in the lower end 38 of the tube 31.
  • a collar 40 in the bore of the tube 31 prevents the valve ball 39 from being flushed up through the tube 31.
  • the connector 21 can be inserted into the bore 29 as shown.
  • the position of the connector 21 is determined by two grooves 41 in the head 35, in which the stop knobs 30 engage. In this way, the connector 21 is fixed in its axial position and in its angular position in the intermediate piece 18.
  • the two sealing rings 33 are located above and below the openings 24 and the openings 24 are opposite openings 42 of the same size, which are formed in the tube 31 and in the sleeve 34. In this way, through the connector 21 a pressure-tight connection between the bore of the cement rod 19 and the openings 24 is created.
  • the sealing compound conveyed by the cementing rod 19 cannot therefore penetrate into the bore 19 of the intermediate piece 18 and the pipeline connected to it.
  • the connector 21 can already be used for days in the construction of a groundwater measuring point in the intermediate piece 18 and installed together with this with the pipeline 2 in the bore 1.
  • the valve ball 39 enables the liquid present in the bore to penetrate into the interior of the pipeline 2 in order to avoid increased buoyancy. If the pipeline 2 is installed, the cementing rod 19 is retracted and screwed to the internal taper thread 32 of the connecting piece 21. Here, the stop knobs 30 secure the connector 21 against rotation.
  • the valve ball 39 closes the bore 37, while the flaps 26 are lifted outward from the contact surfaces 25 by the delivery pressure, so that the sealant can reach the annular space 5 unhindered.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bau einer Grundwassermeßstelle, bei dem in eine Bohrung im Erdreich eine Rohrleitung mit einer Wassereintrittsöffnung an ihrem unteren Ende eingebaut wird und bei dem der Ringraum zwischen der Rohrleitung un der Bohrungswand im Bereich der Wassereintrittsöffnung mit Filtermaterial und zur Abdichtung wasserführender Schichten mit im wesentlichen wasserundurchlässigem Material verfüllt wird, wobei in die Rohrleitung oberhalb der Wassereintrittsöffnung ein Zwischenstück mit verschließbaren, radialen Durchbrüchen eingesetzt wird, nach dem Einbau der Rohrleitung und dem Einfüllen der Filtermaterialschicht ein Zementiergestänge in die Rohrleitung eingeführt und mit den Durchbrüchen im Zwischenstück verbunden wird und durch das Zementiergestänge und die Durchbrüche eine flüssige, sich nach der Einbringung verfestigende Dichtmasse in den Ringraum über der Filtermaterialschicht gepumpt wird.
  • Grundwassermeßstellen, auch Pegelbrunnen oder Grundwasserbeobachtungsbrunnen genannt, werden im Einzugsgebiet von Wassergewinnungsanlagen benötigt, um eine Qualitätskontrolle des Grundwassers durchführen zu können, bevor das Grundwasser in die Gewinnungsbrunnen eintritt. Zur Herstellung solcher Grundwassermeßstellen, deren Tiefe mehr als 1000 m betragen kann, werden nach dem Stand der Technik häufig im Druck-Spülverfahren Bohrungen von 180 mm Durchmesser gebohrt, in die anschließend eine aus Kunststoffrohren zusammengesetzte Rohrleitung mit einem Außendurchmesser von 75 mm eingebaut wird. Der Ringraum zwischen der Bohrungswand und der Rohrleitung wird vor allem im Bereich des am unteren Ende der Rrohrleitung angeordneten Filterrohrs, aber auch sonst vorwiegend mit Kies verfüllt, wobei zwischen einzelenen Kiesschüttungen Tonsperren eingebaut werden, um die beim Abteufen der Bohrung vorgefundenen, wasserführenden Stockwerke voneinander zu trennen und eine Vermischung oder ungewollte Verunreinigung des Grundwassers zu verhindern. Das Tonmaterial zur Bildung der Tonsperren wird ebenfalls als Schüttung in die Bohrung eingefüllt. In der DE-PS 30 12 709 ist ein solcher Ausbau am Beispiel eines Mehrfachpegels von allerdings vergleichsweise geringer Tiefe gezeigt. Nachteilig bei dieser bekannten Verfahrensweise ist, daß das Verfüllen des Ringraums besonders bei Grundwassermeßstellen größerer Tiefe einen erheblichen Zeitaufwand benötigt, da sehr lange Pausen nach dem Einbringen der unterschiedlichen Materialien erforderlich sind, um den richtigen Sitz der einzelnen Schüttungen mittels Lotungen überwachen zu können. Bei tieferen Bohrungen besteht auch oft das Problem, daß die Verfüllung im oberen Bereich der Bohrung hängenbleibt und sich nur unter größten Schwierigkeiten und mit erheblichem Zeitaufwand in die vorgesehene Position bringen läßt. Sind die Tonsperren wegen unzureichender Verfüllung undicht oder befinden sie sich nicht an der richtigen Stelle, so kann es zu Fremdzuflüssen kommen, die die Grundwassermeßstelle unbrauchbar machen.
  • Aus der EP-A-0 177 623 ist ein Verfahren der eingangs genannten Art zum Bau von Wassergewinnungsbrunnen bekannt, bei dem zur Ausfüllung des Ringraumes zwischen der Rohrleitung und der Wand des Bohrloches als sich nachträglich verfestigendes Material Zementmilch verwendet wird. Für den Ausbau einer Grundwassermeßstelle ist eine Verwendung von Zementmilch als sogenannte Mantelzementierung wegen der dort besonders hohen Dichtheitserfordernisse und wegen der hierbei ausschließlich zur Anwendung gelangenden Kunststoffrohre nicht geeignet.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das eine die einzelnen Stockwerke der Bohrung zuverlässig voneinander trennende Verfüllung des Ringraumes zwischen der Bohrungswand und dem Rohrleitung ermöglicht.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die in den Ringraum einzubringende Dichtmasse aus einer pumpfähigen Suspension aus Tonmehl, Zement und Wasser besteht und circa vier Teile Tonmehl und circa ein Teil Zement enthält. Vorzugsweise wird die Dichte der Suspension auf 1,29 bis 1,32 g/cm³ eingestellt.
  • Die erfindungsgemäße Dichtmasse dringt beim Verfüllen in alle Bereiche des zu verfüllenden Ringraumes vollständig ein und sorgt nach ihrer Verfestigung für eine vollständige Abdichtung gegenüber den einzelnen Stockwerken in allen Trennschichten des gebohrten Profiles. Nachträgliche Setzungen werden vermieden, da keine Hohlräume unverfüllt bleiben.
  • Um ein Eindringen der Suspension in die Filtermaterialschicht zu vermeiden, kann in einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, daß vor dem Einbringen der Suspension das Filtermaterial mit einer Schicht aus Ton abgedeckt wird.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des angegebenen Verfahrens, bestehend aus einem in die Rohrleitung einbaubaren, rohrförmigen Zwischenstück mit verschließbaren, radialen Durchbrüchen, das im Innendurchmesser gleich oder kleiner ist, als der Innendurchmesser der Rohrleitung und das unterhalb der Durchbrüche einen in seine Bohrung hineinragenden Anschlag hat, einem in das Zwischenstück einsetzbaren Anschlußstück, das bis zur Anlage an dem Anschlag durch die Rohrleitung in das Zwischenstück einführbar ist und die Bohrung des Zwischenstückes verschließt und aus einem mit dem Anschlußstück verbindbaren, in die Rohrleitung einbaubaren Zementiergestänge, dessen Austrittsöffnung durch einen Kanal im Anschlußstück mit den Durchbrüchen verbindbar ist.
  • Eine derartige Vorrichtung ist aus der EP-A-0 177 623 bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung ist zum Anschluß des Zementiergestänges an die Durchbrüche im Zwischenstück eine Druckübertragungsvorrichtung vorgesehen, die ein Druckeinführungsrohr und zwei Verschlußorgange enthält, die aus je einem inneren, elastischen Rohr bestehen, deren Endbereiche beiderseits mittels je einer Befestigungsschelle und eines Stützringes sowie eines verzahnten Ringes befestigt sind. Das Druckeinführungsrohr ist von einem unten offenen Zwischenrohr umgeben, an dem die elastischen Rohre befestigt sind. Über Rohrstutzen stehen die elastischen Rohre mit dem Druckeinführungsrohr in Verbindung, und können über dieses unter Druck gesetzt werden. Diese Ausgestaltung der bekannten Vorrichtung ist sehr aufwendig und nicht für kleine Durchmesser geeignet.
  • Aus der US-A-1,912,578 ist eine Vorrichtung zur Durchführung eines Zementierverfahrens bekannt, die ein in die Rohrleitung einbaubares, rohrförmiges Zwischensstück mit verschließbaren, radialen Durchbrüchen hat, das unterhalb der Durchbrüche einen in seine Bohrung hineinragenden Anschlag aufweist. In das Zwischenstück ist eine Hülse eingesetzt, die ein Rückschlagventil enthält, dessen Gehäusekörper aus einem leicht zerstörbaren Material, beispielsweise Zement oder Aluminium besteht. Für das Zementieren wird die Hülse mit einem Zementationsstopfen verschlossen und durch einen in der Rohrleitung aufgebauten Druck bis zur Anlage an dem Anschlag verschoben, wodurch die radialen Durchbrüche in dem Zwischenstück geöffnet werden. Anschließend erfolgt das Einfüllen der Zementsuspension unmittelbar durch die Ausbauverrohrung. Dies hat zur Folge, daß nach Beendigung der Zementation in der Verrohrung ein Zementstopfen zurückbleibt, der einschließlich des Zementationsstopfens und des Ventilgehäuses ausgebohrt werden muß. Für kleine Rohrdurchmesser, wie sie für Grundwassermeßstellen vorgesehen sind, und für die Verwendung von Kunststoffrohren ist diese bekannte Vorrichtung nicht geeignet.
  • Es ist weiterhin aus der DE-B-1 284 915 bekannt, zur Zementierung eines Mehrfachzonen-Bohrloches in einem in das Bohrloch eingesetzten Rohrstrang Ventile anzubringen, die mit Hilfe eines Betätigungswerkzeuges, das an einem Zementiergestänge befestigt ist, geöffnet werden können. An dem Zementiergestänge ist unter dem Werkzeug eine Fußröhre angebracht. Beim Zementieren wird das offene Ende der Fußröhre an der Öffnung der Ventile positioniert, ohne daß jedoch eine dichte Verbindung zwischen der Fußröhre und den Ventilöffnungen hergestellt wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Vorrichtung zu schaffen, mit der der Ringraum zwischen der eingebauten Rohrleitung und der Bohrungswand mit der pumpfähigen und sich anschließend verfestigenden Dichtmasse verfüllt werden kann, ohne daß die Gefahr einer Beschädigung der Rohrleitung und der am unteren Ende der Rohrleitung angeordneten Filterrohre für den Wassereintritt besteht.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Anschlußstück oberhalb und unterhalb der Durchbrüche Dichtringe aufweist, die an der Bohrung des Zwischenstückes druckdicht anliegen, daß das Anschlußstück aus einer am unteren Ende verschließbaren Hülse mit radialen, in der Orientierungslage den Durchbrüchen im Zwischenstück gegenüberliegenden Durchbrüchen besteht und eine Längsnut aufweist, in die der als Noppen ausgebildete Anschlag des Zwischenstückes eingreift und daß im Boden des Anschlußstückes ein zum Sumpf hin sperrendes Rückschlagventil angeordnet ist, das mit dem Kanal im Anschlußstück in Verbindung steht.
  • Die erfindungsgemäße Zementiervorrichtung hat den Vorteil, daß nach dem Verfüllen des Ringraumes und dem Ausbau des Zementiergestänges mit dem Anschlußstück das Innere der Rohrleitung bis in den Bereich der Wassereintrittsöffnung frei zugänglich ist und mit den Geräten zum Fördern vor Wasserproben oder zur Untersuchung des Grundwassers vor Ort befahren werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einfach zu handhaben. Durch das Rückschlagventil im Boden der Hülse kann die in der Rohrleitung vorhandene Flüssigkeit beim Einbau des Zementiergestänges das Anschlußstück passieren. Hierdurch wird vermieden, daß das Anschlußstück nach Art eines Plunger-Kolbens die Flüssigkeit verdrängt und damit einen das Absenken des Zementiergestänges erschwerenden Auftrieb erzeugt.
  • Zum Verschließen der radialen Durchbrüche im Zwischenstück können nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung Klappen vorgesehen sein, die auf der Außenfläche des Zwischenstückes aufliegen und von Blattfedern radial beweglich gehalten werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung werden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen nachfolgend näher erläutert. Es zeigen
    • Figur 1
    das Profil einer Grundwassermeßstelle mit einer Verfüllung des Ringraums nach dem Stand der Technik,
    Figur 2
    das Profil der Grundwassermeßstelle gemäß Figur 1 mit einer Verfüllung des Ringraums nach dem erfindungsgemäßen Verfahren,
    Figur 3
    einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum Bau einer Grundwassermeßstelle nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
  • Figur 1 zeigt das Profil einer Grundwassermeßstelle, die in der üblichen, dem Stand der Technik angehörenden Weise ausgebaut wurde. In eine im Druckspülverfahren bis zu einer Tiefe von -210 m gebohrte Bohrung 1 mit einem Durchmesser von 220 mm im Bereich von 0 bis -50 m und einem Durchmesser von 175 mm im Bereich von -50 bis - 210 m wurde eine aus Kunststoffrohren zusammengesetzte Rohrleitung 2 eingebaut, die an ihrem unteren Ende im Bereich von -198 bis -206 m ein Filterrohr 3 und daran anschließend ein Sumpfrohr 4 aufweist. Das Sumpfrohr 4 endet in einer Tiefe von -208 m und ist dort verschlossen. Der Nenndurchmesser der Rohrleitung 2 beträgt von 0 bis -40 m 115 mm und darunter 65 mm. Der Ringraum 5 zwischen der Rohrleitung 2 und der Wand der Bohrung 1 ist mit verschiedenen Füllmaterialien verfüllt. Im untersten Abschnitt 6 welche von der Sohle der Bohrung 2 bis in eine Tiefe von -195 m reicht, befindet sich eine Kiesschüttung der Körnung 1 - 2, durch die das Grundwasser zu dem Filterrohr 3 gelangt. Der darüberliegende Abschnitt 7 ist bis zu einer Tiefe von -161 m mit Füllkies der Körnung 2 - 8 verfüllt. Um die Abschnitte 6, 7 von darüberliegenden Stockwerken zu trennen, ist der Abschnitt 8 als Tonabdichtung ausgebildet. Darüber folgen im Abschnitt 9 eine Schüttung aus Füllkies und in wechselnder folge wiederum Tonabdichtungen in den Abschnitten 10 - 13 und dazwischen Schüttungen aus Füllkies in den Abschnitten 14 - 17. Die beschriebene Verfüllung des Ringraums 5 zwischen der Rohrleitung 2 und der Wand der Bohrung 1 ergibt sich aus dem bei der Herstellung der Bohrung ermittelten Art und Lage der durchbohrten Schichten und der Notwendigkeit die dabei durchbohrten Sperrschichten durch den Einbau von Tonabdichtungen wieder zu verschließen, um eine Vermischung von Wasser aus verschiedenen Stockwerken und eine damit eventuell verbundene Verunreinigung des Grundwassers zu verhindern.
  • Das Einbringen der einzelnen Tonsperren beim Verfüllen der Bohrung ist sehr schwierig und zeitaufwendig, da mittels Lotungen immer wieder der richtige Sitz der einzelnen Schüttungen überwacht werden muß. Sind die Tonsperren undicht oder befinden sie sich durch Setzungen des Kieses nicht an der richtigen Stelle, so ist die Grundwassermeßstelle für eine genaue Überwachung des Grundwassers unbrauchbar.
  • Durch das in Figur 2 veranschaulichte Verfahren werden diese Nachteile vermieden. Das Verfahren wird anhand des bereits in Figur 1 dargestellten Beispiels erläutert. Nach diesem wird in die Rohrleitung 2 einige Meter über dem Filterrohr 3 ein rohrförmiges Zwischenstück 18 eingesetzt, dessen Wand radiale Durchbrüche hat. An die Durchbrüche im Zwischenstück 18 wird ein durch die Rohrleitung eingeführtes Zementiergestänge 19 angeschlossen, welches über Tage mit einer Pumpe 20 verbunden ist. Nun wird zunächst zum Beschütten der Filterstrecke in den unteren Abschnitt 6 von außen in die Bohrung 1 Filterkies der Körnung 1 - 2 bis nahe unterhalb des Zwischenstücks 18 eingebracht. Steigt die Abschüttung von Filterkies versehentlich über das Zwischenstück 18 hinaus, so kann die überschüssige Menge durch Anschluß des Zementiergestänges an eine Spülpumpe wieder an die Oberfläche gefördert werden.
  • Wenn die Kiesschüttung die richtige Höhe hat, wird mit Hilfe der Pumpe 20 über das Zementiergestänge 19 und die Durchbrüche im Zwischenstück 18 eine flüssige, pumpfähige Dichtmasse in den Ringraum 5 gepumpt bis der Ringraum im Bereich der Stockwerke 7 - 17 vollständig ausgefüllt ist. Danach wird zur Reinigung der Pumpe und des Zementiergestänges eine ihrem Aufnahmevolumen entsprechende Wassermenge nachgepumpt.
  • Die Dichtmasse wird in einer Mischanlage angemischt, wobei aus Tonmehl, Zement und Wasser eine pumpfähige Suspension hergestellt wird, die nach dem Einbringen durch Abbinden des Zements ohne oder mit geringer Volumenzunahme fest wird.
  • Das Zementiergestänge kann unmittelbar nach dem Einpumpen der Dichtmasse ausgebaut werden, wenn die Durchbrüche im Zwischenstück durch besondere Mittel verschließbar sind. Ist dies nicht der Fall, oder erweist sich der Verschluß als undicht, so muß das Zementiergestänge bis zur Verfestigung der Dichtmasse eingebaut bleiben. Nach dem Ausbau des Zementiergestänges ist der Durchgang durch das Zwischenstück frei. Das Zwischenstück bildet einen geschlossenen Teil der Rohrleitung, da die Durchbrüche durch die Dichtmasse und gfs. die zusätzlichen Mittel dicht verschlossen sind. Die Grundwassermeßstelle kann nun freigepumpt und in der üblichen Weise in Betrieb genommen werden.
  • In Figur 3 ist eine Ausführungsform des Zwischenstücks 18 und eines daran angepaßten Anschlußstücks 21, welches sich am unteren Ende des Zementiergestänges 19 befindet, dargestellt. Das Zwischenstück 18 besteht aus einem zylindrischen Rohr 22, das an seinen beiden Enden ein Außengewinde 23 für das Aufschrauben einer Gewindemuffe zum Anschließen des Zwischenstück 18 an den oberen und unteren Strang der Rohrleitung 2 hat. Das Rohr 22 weist in seiner Wand zwei einander gegenüberliegende Durchbrüche 24 auf, die die Form eines Langlochs haben. Im Bereich der Durchbrüche 24 sind auf der Außenfläche des Rohres 22 ebene Anlageflächen 25 ausgebildet auf denen plattenförmige Klappen 26 dicht aufliegen, die die Durchbrüche 24 vollständig bedecken. Die Klappen 26 werden von Blattfedern 27 gehalten und gegen die Anlageflächen 25 gedrückt. Die Blattfedern 27 sind jeweils unter Zwischenlage eines Futterstücks 28 an der Außenseite des Rohrs 22 angeschraubt. In der Bohrung 29 des Rohrs 22 befinden sich unterhalb der Durchbrüche 24 zwei einander gegenüberliegende Anschlagnoppen 30. Die Anschlagnoppen 30 sind in der Wand des Rohrs 22 befestigt und stehen aus der Bohrung 29 hervor.
  • Das Anschlußstück 21 besteht aus einem Rohr 31, das an seinem oberen Ende ein Innenkegelgewinde 32 hat, in das das untere Ende des Zementiergestänges 19 einschraubbar ist. In seinem mittleren Bereich weist das Rohr 31 einen Absatz mit geringerem Aussendurchmesser auf, auf den zwei Dichtringe 33 und eine zwischen den Dichtringen angeordnete Hülse 34 aufgeschoben sind. Die Dichtringe 33 und die Hülse 34 werden in ihrer Lage von einem Kopfstück 35 gehalten, das auf das untere Ende des Rohrs 31 aufgeschraubt ist. Zwischen dem Kopfstück 35 und dem Rohr 31 ist weiterhin ein Dichtring 36 angeordnet. Das Kopfstück 35 weist eine Bohrung 37 auf, die durch eine im unteren Ende 38 des Rohrs 31 angeordnete Ventilkugel 39 verschließbar ist. Ein Bund 40 in der Bohrung des Rohrs 31 verhindert, daß die Ventilkugel 39 durch das Rohr 31 nach oben gespült werden kann.
  • Das Anschlußstück 21 ist wie die Darstellung zeigt in die Bohrung 29 einschiebbar. Die Lage des Anschlußstücks 21 wird dabei durch zwei Nuten 41 im Kopfstück 35 bestimmt, in die die Anschlagnoppen 30 eingreifen. Auf diese Weise wird das Anschlußstück 21 in seiner axialen Lage und in seiner Winkelstellung im Zwischenstück 18 fixiert. In dieser Lage befinden sich die beiden Dichtringe 33 oberhalb und unterhalb der Durchbrüche 24 und den Durchbrüchen 24 liegen Durchbrüche 42 gleicher Größe gegenüber, die im Rohr 31 und in der Hülse 34 ausgebildet sind. Auf diese Weise wird durch das Anschlußstück 21 eine druckdichte Verbindung zwischen der Bohrung des Zementiergestänges 19 und den Durchbrüchen 24 geschaffen. Die durch das Zementiergestänge 19 geförderte Dichtmasse kann daher nicht in die Bohrung 19 des Zwischenstücks 18 und die daran angeschlossene Rohrleitung eindringen.
  • Das Anschlußstück 21 kann beim Bau einer Grundwassermeßstelle bereits über Tage in das Zwischenstück 18 eingesetzt und zusammen mit diesem mit der Rohrleitung 2 in die Bohrung 1 eingebaut werden. Hierbei ermöglicht die Ventilkugel 39 das Eindringen der in der Bohrung vorhandenen Flüssigkeit in das Innere der Rohrleitung 2, um dadruch einen erhöhten Auftrieb zu vermeiden. Ist die Rohrleitung 2 eingebaut, so wird das Zementiergestänge 19 eingefahren und mit dem Innenkegelgewinde 32 des Anschlußstücks 21 verschraubt. Hierbei sichern die Anschlagnoppen 30 das Anschlußstück 21 gegen Drehen. Beim Einpumpen der Dichtmasse verschließt die Ventilkugel 39 die Bohrung 37, während die Klappen 26 durch den Förderdruck von den Anlageflächen 25 nach außen abgehoben werden, so daß die Dichtmasse ungehindert in den Ringraum 5 gelangen kann. Ist das Füllen des Ringraums 5 beendet, so werden die Klappen 26 von den Blattfedern 27 wieder gegen die Anlageflächen 25 gedrückt, wodurch die Durchbrüche 24 verschlossen werden. Das Zementiergestänge 19 kann nun zusammen mit dem Anschlußstück 21 aus dem Zwischenstück 18 und der Rohrleitung 2 herausgezogen werden. Nach dem Ausbau des Zementiergestänges 19 und des Anschlußstücks 21 ist der freie Durchgang in der Rohrleitung 2 bis zum Sumpfrohr 4 gegeben.

Claims (5)

  1. Verfahren zum Bau einer Grundwassermeßstelle, bei dem in eine Bohrung (1) im Erdreich eine Rohrleitung (2) mit einer Wassereintrittsöffnung (3) an ihrem unteren Ende eingebaut wird und bei dem der Ringraum (5) zwischen der Rohrleitung (2) und der Bohrungswand im Bereich der Wassereintrittsöffnung (3) mit Filtermaterial und zur Abdichtung wasserführender Schichten mit im wesentlichen wasserundurchlässigem Material verfüllt wird, wobei in die Rohrleitung (2) oberhalb der Wassereintrittsöffnung (3) ein Zwischenstück (18) mit verschließbaren, radialen Durchbrüchen (24) eingesetzt wird, nach dem Einbau der Rohrleitung (2) und dem Einfüllen der Filtermaterialschicht (6) ein Zementiergestänge (19, 21) in die Rohrleitung eingeführt und mit den Durchbrüchen (24) im Zwischenstück (18) verbunden wird und durch das Zementiergestänge (19) und die Durchbrüche (24) eine flüssige, sich nach der Einbringung verfestigende Dichtmasse in den Ringraum (5) über der Filtermaterialschicht (6) gepumpt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmasse aus einer pumpfähigen Suspension aus Tonmehl, Zement und Wasser besteht und ca. vier Teile Tonmehl und ca. ein Teil Zement enthält.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte der Dichtmasse mindestens 1,3 g/cm³ beträgt.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einbringen der Dichtmasse das Filtermaterial mit einer Schicht aus Ton abgedeckt wird.
  4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem in die Rohrleitung (2) einbaubaren, rohrförmigen Zwischenstück (18) mit verschließbaren radialen Durchbrüchen (24), das im Innendurchmesser gleich oder kleiner ist als der Innendurchmesser der Rohrleitung (2) und das unterhalb der Durchbrüche (24) einen in seine Bohrung (29) hineinragenden Anschlag (30) hat, einem in das Zwischenstück (18) einsetzbaren Anschlußstück (21), das bis zur Anlage an dem Anschlag (30) durch die Rohrleitung (2) in das Zwischenstück (18) einführbar ist und die Bohrung (29) des Zwischenstücks (18) verschließt und mit einem mit dem Anschlußstück (21) verbindbaren, in die Rohrleitung (2) einbaubaren Zementiergestänge (19), dessen Austrittsöffnung durch einen Kanal (42) im Anschlußstück (21) mit den Druchbrüchen (24) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (21) oberhalb und unterhalb der Durchbrüche (24, 42) Dichtringe (33) aufweist, die an der Bohrung (29) des Zwischenstücks (18) druckdicht anliegen, daß das Anschlußstück (21) aus einer am unteren Ende (39) verschließbaren Hülse (31) mit radialen, in der Orientierungslage den Durchbrüchen (24) im Zwischenstück (18) gegenüberliegenden Durchbrüchen besteht und eine Längsnut (41) aufweist, in die der als Noppen (30) ausgebildete Anschlag des Zwischenstücks (18) eingreift und daß im Boden (38) des Anschlußstücks (21) ein zum Sumpf hin sperrendes Rückschlagventil (37, 39) angeordnet ist, das mit dem Kanal (42) in Verbindung steht.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Durchbrüche (24) im Zwischenstück (18) durch Klappen (26) verschließbar sind, die auf der Außenfläche des Zwischenstücks (18) aufliegen und von Blattfedern (27) radial beweglich gehalten sind.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008020119B4 (de) 2007-04-27 2014-06-12 Ust Umweltsensortechnik Gmbh Vorrichtung zur Ermittlung des Alkoholgehaltes eines Gemischs

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0177623A1 (de) * 1984-10-08 1986-04-16 Endre Palffy Verfahren und Einrichtung zur Anfertigung von insbesondere wasserfördernden Bohrbrunnen

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1912578A (en) * 1931-11-10 1933-06-06 Halliburton Erle Palmer Method of and apparatus for recovering fluids from underground strata
SE538845C2 (sv) * 1964-12-22 2016-12-27 Iconovo Ab Dry powder inhaler
DE1284915B (de) * 1967-08-10 1968-12-12 Texaco Development Corp Sekundaeres Zementierverfahren fuer ein Mehrfachzonen-Bohrloch
DE3012709C2 (de) * 1980-04-01 1982-05-19 Preussag AG Bauwesen, 3005 Hemmingen Verfahren zum Bau eines Mehrfachpegels sowie Pegelrohranordnung zur Durchführung dieses Verfahrens

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0177623A1 (de) * 1984-10-08 1986-04-16 Endre Palffy Verfahren und Einrichtung zur Anfertigung von insbesondere wasserfördernden Bohrbrunnen

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