Allgemeine Informationen zu SOCON Sonarsonden
Sonarsonden für geophysikalische Messungen zur Volumen- und Formbestimmung in Kavernen und Hohlräumen im Untergrund basieren auf dem Echolotprinzip.
Sonarsonden messen grundsätzlich keine Entfernungen, sie ermitteln die Laufzeit, die ein Ultraschallimpuls von der Messsonde zur Kavernenwand und wieder zurück zur Sonde braucht. Aus diesem Grund ist es unerlässlich, bei der Vermessung die Schallgeschwindigkeit im zu vermessenden Medium mit zu erfassen. Zu den physikalischen Parametern einer Vermessung gehören auch die Parameter Temperatur, Druck etc., welche die Sonardaten beeinflussen oder zur Steigerung und Überprüfbarkeit der Ergebnisse beitragen.
Um Sonarsignale auswerten zu können, müssen…
- alle Signale und Signalformen in die Auswertung einbezogen werden. Es ist für qualitative Messungen zwingend nötig, Sonarsignale zu korrelieren und zur Interpretation und Dokumentierung in die Auswertung einzubeziehen.
Diesen Anspruch erfüllen allerdings nur SOCON Sonden. |  |
SOCON setzt generell nur Sonarsonden aus eigener Entwicklung und Fertigung ein. |  |
Die am Markt verfügbaren Systeme erfüllen nicht den SOCON-Standard und können zum Beispiel... - nicht zu jeder Messrichtung die Richtung ermitteln, sondern leiten die Richtung von einer Ausgangsposition aus über Schrittmotorstepps und Getriebe ab
- nicht stabilisiert werden. Die Messköpfe drehen sich kontinuierlich. Eine Verschleifung der Laufzeitmessung ist somit unausweichlich
- nicht eine Optimierung des Sonarkopfes auf die örtlich unterschiedlichen Gegebenheiten ermöglichen, da sich der Messkopf kontinuierlich dreht
- keine Anpassungen, Korrelationen und örtliche Plausibilitätsprüfungen durch kontinuierliche Drehung vornehmen
- keine LOG-Funktionen für physikalische Parameter nutzen
- keine Sonarsignale Messpunkt für Messpunkt, Richtung für Richtung zur Dokumentation, Interpretation und Beweisführung der örtlichen Situation von der Sonde zum Messwagen übertragen.
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SOCON ECHOGRAMM
Sonarreflektionen in einer Messtiefe mit Richtungsangabe
Zur Zeit werden Sonarsonden der 5.ten und 6.ten Generation, die Sonden des Typs BSE (Borehole Sonar Generation "E") und BSF (Borehole Sonar Generation "F") eingesetzt. Dabei unterscheiden sich die Sonden BSE und BSF im wesentlichen nur durch unterschiedliche Kompasssysteme und in der Antriebssteuerungselektronik.
Die Sonarsonden BSF und BSE können den gesamten Aufgabenbereich der Kavernen- und Hohlraumvermessung abdecken. So reicht die Einsatzpalette von Solekavernen bis Speicherkavernen mit allen zur Zeit bekannten Speichermedien.
Die Sonden sind modular aufgebaut.
Schon die Grundausstattung erlaubt den Einsatz in fast allen Aufgabenstellungen. Durch den Austausch oder die Ergänzung von Modulen ergeben sich alle Möglichkeiten zu einer Optimierung auf jede Aufgabenstellung. |
Sonarsonden BSE und BSF
 | Kabelkopf (Anschluss an das Bohrlochkabel): - Versorgungs- und Kontrolleinheit
- Kreiselstabilisierung zur Vermeidung von Sondenbewegung während der Sonardatenerfassung
- CCL zur Ermittlung der Muffen der Verrohrung
- SuperCCL zur Ermittlung der Muffen der äußeren Verrohrung
- Natural Gamma
- Schallgeschwindigkeitsmessstrecke
- Temperatursensor
- Drucksensor
|  | Drehantrieb mit Druckausgleich und Kompass zur Ansteuerung und Fixierung jeder Messrichtung: - Kippantrieb mit Druckausgleich
- Kippgelenk 0 - 90 Grad
- Neigungssensor zur Ermittlung der vertikalen Lage der Sonde im Raum und zur Kontrolle und Steuerung des Ultraschallmesskopfes
- wechselbarer Ultraschallwandlerträger
- Horizontalwandler I
- Horizontalwandler II
- Vertikalwandler
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| Technische Daten: | | | Sondendurchmesser: | 70 mm | | Gewicht: | xxx bis yyy kg | | Temperaturbereich: | 10 - 80 Grad Celsius | | Druck: | 300 bar | | Länge: | 3,50 m bis 4,80 m | | Azimutale Positionierung: | <= 1 Grad | | Deviation: | kompensiert <0.5 Grad | | Vertikale Positionierung: | <= 1 Grad | | Schallgeschwindigkeit: | <= 0,2 m/sec | | Sonarfrequenzen: | variabel, 6 Kombinationen pro Messfahrt |
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Sondenmodule
Alle Sondenmodule können einzeln und in Kombination gemeinsam mit allen Sonarfunktionalitäten während einer Messfahrt genutzt werden.
CCL und SuperCCL
CCL und SuperCCL dienen zur tiefengerechten Einhängung und Kontrolle der Sonarsonden sowie zum Auffinden der Rohrmuffen, um Störeinflüsse durch Muffen bei Messposition durch die Verrohrung zu vermeiden. | | | CCL | SuperCCL |  | |
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Natural - Gamma
Modul zur Ermittlung des höchsten ausgesolten Bereiches in der Kaverne und geologischen Informationen wie verbleibende Salzmächtigkeit. | | | NATURAL - GAMMA | CCL | TEMPERATUR |  | | |
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Schallgeschwindigkeit, Temperatur und Druck
Modul zur Ermittlung der vorherrschenden Schallgeschwindigkeit über den gesamten zu vermessenden Tiefenbereich im Hohlraum.
Die Messstrecke ist zum optimalen Strömungsaustausch halbseitig geöffnet.
Ein Messkanal zur Temperaturmessung (BSE+BSF) und ein Messkanal zur Druckmessung (nur BSE) runden das Modul ab. |  | Schallgeschwindigkeitsmessung über drei Referenzstrecken, KURZ - LANG - DIFFERENZ mit System- und Fehleranalyse.
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Neigung
  Alle SOCON Sonden verfügen über einen Neigungssensor im Ultraschallmesskopf zur Ermittlung und Steuerung des Ultraschallmesskopfes auf die gewünschte Erfassungsposition.
Durch drehen der Sonde auf einzelnen Messtiefen kann zusätzlich die Bohrlochneigung punktuell erfasst werden...
Sonarsonden vom Typ BSF verfügen zusätzlich über Neigungssensoren in X und Y Ausrichtung. In Kombination mit dem Faserkreiselmodul können LOGs zur Ermittlung der Bohrlochabweichung durchgeführt werden. |
Überzugs- und Zwischenbauzentrierer
Zur Fixierung der Sonden bei Fahrten und Messungen durch die Verrohrung stehen diverse Zentrierer unterschiedlicher Bauart zur Verfügung: - Überzugszentrierer, Zentrierer, welche über die Sonarsonde geschoben werden und den minimalen Sondendurchmesser auf 90 mm erhöhen. Die Länge der Sonde wird nicht zusätzlich beeinflusst
- Zwischenbauzentrier, Zentrierer, welche zischen die Modulgruppen geschraubt werden. Sie beeinflussen die Länge der Sonde bei unverändertem Sondendurchmesser.
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Schwerstücke
Zur Erhöhung des Sondengewichtes bei Messfahrten durch Schleusen gegen einen hohen Druck. - Überzugsschwerstück, Schwerstücke, welche über die Sonarsonde geschoben werden und den minimalen Sondendurchmesser auf 90 mm erhöhen. Die Länge der Sonde wird nicht zusätzlich beeinflusst
- Zwischenschwerstück, Schwerstücke, welche zischen die Modulgruppen geschraubt werden. Sie beeinflussen die Länge der Sonde bei unverändertem Sondendurchmesser.
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Ultraschallwandler
 Zur optimalen Anpassung bei Sonderfällen wie schwerem Rohöl, Gas unter niedrigem Druck etc. stehen neben dem Standardultraschallmesskopf diverse Ultraschallköpfe mit unterschiedlichen Wandlern, unterschiedlicher Wandlergröße und Einbaulage zur Verfügung. Im Messkopf geneigte Wandler können zudem, bei Beachtung physikalischer Rahmenbedingungen, geneigt durch die Verrohrung messen. |
Lasermodul
| Zur Vermessung von luftbefüllten Bereichen in Kavernen oder Hohlräumen, die nicht mit Ultraschall vermessen werden können, steht ein Laserkopf zur Verfügung. Der Laserkopf wird (nur BSE) anstelle des Ultraschallkopfes am unteren Sondenende platziert. Der Durchmesser des Laserkopfes beträgt zur Zeit 160 mm. |
Sondengelenke
 In abgelenkten Bohrungen, oder bei geringem Freiraum innerhalb der Verrohrung, stehen zur Erhöhung der Sicherheit bei der Befahrung Gelenkmodule zur Verfügung. |
Sondenverlängerung
Bei Kavernen, deren Rohrende durch explosiven Abschuss des unteren Teils der Verrohrung erzeugt wurde, ist eine Ausfahrt in voller Länge der Messsonden durch die hohe Gefährdung der Sonden bei der Wiedereinfahrt nicht gestattet.
Um dennoch unterhalb eines geschossenen Rohrendes, über die Sondenlänge hinaus, Vermessungen vornehmen zu können, stehen Sondenverlängerungen in 2 Meterschritten zur Verfügung. - Bei drucklosen Vermessungen: Die Verlängerungen werden während der Einfahrt über das Bohrlochmesskabel geschoben und mit der Sonde fixiert. Bei der Ausfahrt erfolgt die Demontage in umgekehrter Reihenfolge
- Bei Vermessungen unter Druck ist eine Verlängerung der Sonde durch die mögliche Gesamtlänge der Schleuse begrenzt.
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Taupunkt
Zur Ermittlung der Feuchte in Gasspeicherkavernen steht ein Taupunktmodul zur Verfügung.
Der Messbereich des Gerätes reicht von Taupunkttemperaturen von -20 bis +20 Grad Celsius.
Um eine möglichst geringe Verschleifung des Messwertes zu erreichen, verfügt das Modul über einen offenen Strömungskanal und eine motorische Strömungserhöhung. Ein Druck- und Temperatursensor runden die Funktionalität des Moduls ab. |
Faserkreisel
Für Messungen durch die Verrohrung steht keine azimutale, nordorientierte Orientierung der Messschnitte zur Verfügung.
Reicht eine Formbestimmung der Kaverne durch Eindrehen der Messschnitte untereinander auf optimale Übereinstimmung nicht aus, ist der Einsatz eines Kreiselkompasses unausweichlich.
Der von SOCON entwickelte Faserkreiselrechner ermittelt und verwaltet alle Drehbewegungen der Sonarsonde während der Messfahrt und stellt eine feste Beziehung der Ausrichtung des Messkopfes auf die Faserkreiselrichtung sicher.
 Die hohe Auflösung des Faserkreisel und der nachgeschaltete Driftrechner optimieren den Einsatz dieses Moduls und minimieren die zeitabhängigen Restfehler auf < 3 Grad pro Stunde.
Der Faserkreisel kann an der Erdoberfläche durch Peilung, oder in der Kaverne durch Ausfahren der Sonde, aus der Verrohrung von mindestens 2 Metern ausgerichtet werden.
Die letztere Möglichkeit, die Ausrichtung mit Hilfe des in der Sonde eingebauten Kompasses, ist wesentlich einfacher und erlaubt zudem eine regelmäßige Überprüfung des Faserkreisels durch Kontrollen während der Vermessung.
In jedem Fall ist der Faserkreisel zu Beginn einer Vermessung auszurichten und am Ende einer Vermessung zu prüfen. Eventuelle Differenzen sind über die Messzeit auf die einzelnen Messschnitte zu verteilen. Die Verwaltung aller Faserkreiseldaten erfolgt zur Minimierung aller Fehlerquellen durch das Messprogramm.
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Spezialmodule
Ab 2004 stehen weitere Module zur Verfügung. Bei diesen Modulen handelt es sich um Module, die sich auf die Logging Funktionalitäten der Sonarsonden BSE und BSF stützen und zusätzliche Funktionen erlauben: - Kalibermodule, 4 Arm, 6 Arm oder als Doppelsatz 8 Arm oder 12 Arm
- Modul zu Probennahme von Flüssigkeiten mit einem Gefäß bis zu 2 Liter in beliebigen Tiefen
- Foto- und Videomodul anstelle des Ultraschallkopfes, dreh und kippbar.
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Sonarsonden für Spezialanwendungen
BSG, Sonarsonde für spezielle Anwendungen
Die BSG - Sonde ist eine Spezialentwicklung für Anwendungen in Kavernen.
Mit einem Durchmesser von 42 mm erlaubt sie den Zugang in Kavernen, die entweder durch Sicherheitsventile oder eingebaute dünne Rohrstränge mit sehr kleinem Durchmesser versehen sind.
Ausgang der Entwicklung und dem Bau von Sonden dieser Bauart war die Notwendigkeit, Oelspeicherkavernen ohne Workover im Bodenbereich vermessen zu können.
Der Workoveraufwand und die damit verbundenen Kosten überstiegen um ein vielfaches die Vermessungskosten. Die BSG Sonden entsprechen in ihrer Funktionalität den BSE und BSF Sonden.
Der Öffnungswinkel und damit die Bündelung des Sonarsignals ist aufgrund der kleinen Ultraschallwander um rund 50% schlechter.
 Detaillierte Informationen als .pdf-Datei
BSHT Sonarsonden für hohe Temperaturen (+ 125 Grad Celsius)
Von den BSHT Sonarsonden stehen zwei Varianten mit einfachen Sonarsendern und Empfängern, wie sie sonst weltweit eingesetzt werden, zur Verfügung. Sie verfügen über keine Loggingfunktionen, keine Nordorientierung und sind nicht dreh- oder kippbar aufgebaut. - BSHT Omni, omnidirektionale Abstrahlung und Erfassung von Sonarsignalen zur Erfassung des minimalen und maximalen Radius' in einer Messtiefe
- BSHT 12 Kanal, 12 Sonarsende- und Empfangseinheiten im Abstand 30 Grad erlauben die gleichzeitige Erfassung von 12 Radien in einer Messtiefe.
Die Sonden sind somit nur für einfache Überwachungen, speziell bei hohen Umgebungstemperaturen, geeignet. |
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BCS Value microC (Generation 4)
Rekonstruktion des Verlaufs nichtzugänglicher Altbergbaubereiche