DE842934C

DE842934C - Process for determining the layer boundaries of a borehole during its production

Info

Publication number: DE842934C
Application number: DEP3421A
Authority: DE
Inventors: Eugen Dr-Ing Blum
Original assignee: PREUSSISCHE BERGWERKS und HUET
Current assignee: PREUSSISCHE BERGWERKS und HUET
Priority date: 1950-09-17
Filing date: 1950-09-17
Publication date: 1952-07-03

Description

Verfahren zur Ermittlung der Schichtgrenzen einer Bohrung während ihrer Herstellung Bohrungen erden heutzutage fast ausschließlich nach dem Spülverfahren hergestellt. Da hierbei der an die Oberfläche gespülte Bohrschmand nur selten geologische Rückschlüsse auf die durchbohrten Schichten zuläßt müssen öfters Kerne gezogeii n erdell.Procedure for determining the layer boundaries of a borehole during their manufacture Nowadays, boreholes are almost exclusively grounded using the flushing process manufactured. Since the drilling dirt washed up on the surface is rarely geological Inferences about the pierced layers often have to be drawn from kernels n erdell.

Ntin ist die Gewinnung von Bohrkernen kostspielig und zeitraubend. so daß man dazu überging, das Kerllen möglichst zu vermeiden und das Bohrprotil aus Messungen des elektrischen Widerstands und Potentials. der Gammastrahlung, der Temperatur und anderer Eigenschaften des Gesteins zu erhalten. Ntin, the extraction of drill cores is costly and time consuming. so that one went over to avoiding the guy as much as possible and the drilling protile from measurements of electrical resistance and potential. the gamma radiation, the Temperature and other properties of the rock.

Weil hierzu die zu messenden Eigenschaften des Gesteins oder die. Außendurchmesser der Nießgeräte die Entfernung des Bohrgestänges erforderlich machen, wird üblicherweise ein Diagramm erst nach Fertigstellung der Bohrung aufgenommen. Because for this purpose the properties of the rock to be measured or the. The outer diameter of the usury devices make it necessary to remove the drill pipe, a diagram is usually only recorded after the drilling has been completed.

Das Bohren selbst bleibt deshalb ein schlecht kontrollierbarer Vorgang.The drilling itself therefore remains a process that is difficult to control.

Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, ein neues Untersuchungsverfahren für Bohrungen zu schaffen, welches die Möglichkeit gibt, während der Herstellung der Bohrung die Schichtgrenzen zu finden und daraus die von Fall zu Fall verschiedenen Folgerungen zu ziehen. Die Erfindung geht dabei von der bekannten Bestimmung der Schichtgrenzen durch Gammastrahlungsmessung aus und besteht im wesentlichen darin, daß ein Gerät zur Messung der Gammastrahlung des Gesteins von Zeit zu Zeit-im Bohrgestänge abgelassen wird und aus den gefundenen Werten auf die Schichtgrenzen geschlossen wird. The invention has set itself the goal of a new test method for creating holes, which gives the opportunity during manufacture of the borehole to find the layer boundaries and, from this, the boundaries that differ from case to case Draw conclusions. The invention is based on the known determination of the Layer boundaries by gamma radiation measurement and consists essentially in that a device for measuring the gamma radiation of the Rocks of time to time-in the drill pipe is lowered and from the values found to the layer boundaries is closed.

Im folgenden werden einige Anwendungsmögl ichkeiten des Verfahrens nach der Erfindung beschrieben. The following are some possible uses of the method described according to the invention.

I. Die obenerwähnten üblichen Verfahren setzen die Kenntnis des geologischen Aufbaus mindestens einer Bohrung des betreffenden Feldes voraus, um durch den Vergleich des Diagramms dieser Bohrung mit dem der zu untersuchenden auf die Schichtenfolge und -mächtigkeit des letzteren schließen zu können. Bei Bohrungen in geologisch unbekannten Gebieten ist man also auf das Kernen angewiesen. I. The above-mentioned customary procedures presuppose the knowledge of the geological Build up at least one hole in the field in question, in order to get through the comparison of the diagram of this borehole with that of the one to be examined on the sequence of layers and power of the latter. When drilling in geological So in unknown areas one is dependent on the nuclei.

In derartigen Fällen erlaubt das vorliegende Verfahren das Kernen erheblich abzukürzen bzw. einzuschränken, da das öfters aufgenommene Diagramm jeweils das Auftreten einer andersartigen Schicht anzeigt und innerhalb derselben Schicht mit rascheren Bohrmethoden gearheitet werden kann. In such cases, the present method allows for coring to be shortened considerably or to be restricted, as the diagram that is frequently recorded in each case indicates the occurrence of a different layer and within the same layer can be done with faster drilling methods.

2. Die üblichen Verfahren können erst nach Fertigstellung der Bohrung und Auswertung des aufgenommenen Diagramms Auskunft geben, ob eine geologische Korrelation zwischen der bekannten und der zu untersuchenden besteht. Zeigt deshalb ein Diagramm Anomalien, die nicht erklärt werden können, so müssen aus'den fraglichen Abschnitten nachträglich Proben aus der Bohrlochwandung entnommen werden, falls nicht während der Herstellung und Bohrung in diesen Gebieten Kerne gezogen wurden. Demgegenüber gestattet das vorliegende Verfahren durch denVergleich des jeweils aufgenommenen Diagramms mit dem entsprechenden der bekannten Bohrung jederzeit festzustellen, oh eine geologische Korrelation vorhanden ist und damit, wo man sich in der Schichtenfolge befindet. Andernfalls können, wie unter 1. ausgeführt, geeignete Tiefen für die Gewinnung von Kernen ermittelt werden. 2. The usual procedures can only be used after the drilling has been completed and evaluation of the recorded diagram provide information as to whether there is a geological correlation exists between the known and the investigated. Therefore shows a diagram Anomalies that cannot be explained must be taken from the sections in question samples are subsequently taken from the borehole wall, if not during cores were drawn during manufacture and drilling in these areas. In contrast allows the present procedure by comparing the recorded Diagram with the corresponding of the known hole to be determined at any time, oh there is a geological correlation and thus where you are in the sequence of layers is located. Otherwise, as stated under 1., suitable depths for the Extraction of cores can be determined.

3. Es ist selbstverständlich, daß alle diese Verfahren, auch das vorliegende, die irgendeine Eigenschaft des Gesteins messen, zwei Schichten nur dann unterscheiden können, wenn die für diese Schichten erhaltenen Werte verschieden sind. 3. It goes without saying that all of these procedures, including that present that measure any property of the rock, two layers only can then distinguish if the values obtained for these layers are different are.

I)iesem Umstand ist bei der Feststellung der Tiefe tind Mächtigkeit des abbauwürdigen Materials l) esondere Aufmerksamkeit zuzuwenden. das vorliegende Verfahren wird sich deshalb zur Auffindung des gesuchten Materials dort mit Vorteil, und zwar schon bei der Herstellung der Bohrung einsetzen lassen, wo diese Schicht und die ihr gewöhnlich vorhergehende eillen verschiedenen Gehalt an radioaktiver Substanz besitzetl.I) This circumstance is when determining the depth and power Pay special attention to the minable material. the present The procedure will therefore be advantageous to find the material you are looking for, and let us use where this layer is already during the production of the hole and the different amounts of radioactive substances that usually precede it Own substance

Ein praktisches Beispiel liegt z. 3. bei der Feststellung der Braunkohle vor, Häufig ist Braunkohle von einer Tonschicht überlagert. Beide haben beinahe gleiches äußeres Aussehen und lassen sich durch die Messung des elektrischen Widerstands und Potentials nicht unterscheiden. Da nun Ton einen größeren Gehalt an radioaktivem Kalium besitzt als Braunkohle, kann durch das erfindungsgemäße Verfahren schon bei der Herstellung der Bohrung das Erreichen der Braunkohle auf einfache Weise festgestellt werden. A practical example is e.g. 3. when determining the brown coal before, brown coal is often covered by a layer of clay. Both almost have same external appearance and can be determined by measuring the electrical resistance and potentials do not differentiate. Since now clay has a greater content of radioactive Potassium possesses as lignite, can by the method according to the invention already with The achievement of the brown coal was determined in a simple manner during the production of the borehole will.

Die notwendige mechanische Apparatur entspricht derjenigen, welche zum Ablassen eines Gerätes nach Herstellung des Bohrloches und Entfernung des Bohrgestänges benutzt wird. The necessary mechanical equipment corresponds to that which for lowering a device after making the borehole and removing the drill string is used.

Man wird jedoch den Sicherheitsfaktor gegen Überbeanspruchung des Kabels wegen der Verwendung des Geräts im Bohrgestänge kleiner als üblich wählen können und außerdem das übliche dreiadrige Kabel durch ein leichter erhältliches einad riges, welches gleiclazeitig als Tragorgan dient, ersetzen. Auf diese Weise wird die Winde mit Kabel kleiner und handlicher. However, one will consider the safety factor against overuse of the Choose a cable smaller than usual because of the use of the device in the drill pipe can and also the usual three-core cable through an easily available one replace single-core, which also serves as a support element. In this way the winch with cable becomes smaller and more manageable.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind aus der Zeichnung ersichtlich, in welcher die Erfindung beispielsweise erläutert ist. Es zeigt Abb. I eine schematische Darstellung derArbeitsweise nach der Erfindung und Abb. 2 ein Ausführungsbeispiel des elektrischen Teils einer für das Verfahren nach der Erfindung geeigneten Einrichtung. Further advantageous details of the invention are shown in the drawing can be seen in which the invention is explained, for example. It shows fig. I a schematic representation of the operation according to the invention and fig Embodiment of the electrical part of a for the method according to the invention suitable facility.

Ein einadriges Kabel I ist auf die Winde 2 aufgewickelt und führt zu einem isoliert auf derAchse der winde befestigten Kollektorring 3. Das Kabel 1 läuft über eine Rollen, welche mit Hilfe einer biegsamen Welle das Registrierinstrument 5 antreibt und so den gemessenen Wert in Abhängigkeit von der Tiefe aufzeichnet. Nach einer Umkehrrolle 6 endet das Kabel in dem im Bohrgestänge 7 versenkbaren Gerät 8. A single-core cable I is wound on the winch 2 and leads to a collector ring isolated on the axis of the winch 3. The cable 1 runs over a roller, which the recording instrument with the help of a flexible shaft 5 drives and thus records the measured value as a function of the depth. After a reversing roller 6, the cable ends in the device which can be lowered into the drill rod 7 8th.

In elektrischer Hinsicht kann sich bei Verwendung eines einadrigen Kabels die in Abb. 2 dargestellte Anordnung als einfach erweisen. g ist eine Gleichstromquelle kontinuierlich variabler Spannung. Sie liefert den Anodenstrom einer im Gerät 8 eingebauten Pentode 10 mit großem Innenwiderstand und konstanter Schirmgitterspannung II, derenGitterspannungsänderung z. B. durch die vorhergehende Integration der Zählrohrimpulse 12 ein Maß der vorhandenen Strahlungsstärke darstellt. Wird nun die Pentode innerhalb des geradlinigen Teils ihrer Gitterspannungs-Anodenstrom-Kennlinie und innerhalb des praktisch horizontalen Teils ihrer Anodenspan nung-Anodens trom-Kennlinie betrieben, dann ist eine nach Kompensation Anoden Anodenruhestroms im Registrierinstrument 5 angezeigte A nodenstromänderung proportional dieser Gitterspannungsänderung und unabhängig von 9. In electrical terms, when using a single-core Cable the arrangement shown in Fig. 2 prove to be simple. g is a DC power source continuously variable voltage. It supplies the anode current of one in the device 8 built-in pentode 10 with high internal resistance and constant screen grid voltage II, whose lattice voltage change e.g. B. by the previous integration of the counter tube pulses 12 represents a measure of the existing radiation intensity. Will now have the pentode inside of the rectilinear part of their grid voltage-anode current characteristic and within of the practically horizontal part of their anode voltage-anode current characteristic, then there is anode quiescent current in the recording instrument after compensation 5 displayed node current change proportional to this grid voltage change and regardless of 9.

Die Möglichkeit, die Anodenspannung g der Pentode bohne wesentlichell Einfluß auf Anodenruhestrom und Anodeiistnmänderung variieren zu können, erlaubt die an dem Nachweisgerät I3 liegende Spannung durch Gegenschaltung der Spannung g zu einer konstanten, in 8 erzeugten I4, in einem weiten Bereich zu regulieren. Wird z. B. die Spannung g so groß gewählt, daß die Einsatzspannung von I3 unterschritten wird, dann kann der Nullpunkt des Instruments 5 überprüft und mit der Kompensationseinrichtung notfalls neu eingestellt werden. Erreicht dagegen die Spannungg die Zündspannung der Glimmlampe I5, dann schaltet der Stromstoßschalter 16 das Gerät ein oder aus. The possibility of increasing the anode voltage of the pentode is essential To be able to vary the influence on the anode quiescent current and the change in the anode power is permitted the voltage applied to the detection device I3 by counter-switching the voltage g to a constant I4 generated in FIG. 8 over a wide range. Is z. B. selected the voltage g so large that the threshold voltage of I3 is undershot is, then the zero point of the instrument 5 can be checked and with the compensation device be reset if necessary. If, however, the voltage reaches the Ignition voltage of the glow lamp I5, then the impulse switch 16 switches the device on or off.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Failure to determine the layer boundaries a bore by gamma radiation measurement, characterized in that a device drained from time to time in the drill pipe to measure the gamma radiation from the rock and from the values found, conclusions are drawn about the layer boundaries.

2. Device for performing the method according to claim 1, characterized characterized in that the measuring device is connected to a single-core, designed as a support member Cable is connected.

3. Device according to claim 2, characterized in that the measuring device with a pentode (ro) large internal resistance and constant screen grid voltage is equipped, whose lattice voltage change due to the previous integration the jet pipe impulses represent a measure of the existing radiation intensity.