DE102010050368A1 - Method and device for closing an earth borehole - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verschließen eines Erdbohrlochs, wobei ein aufweitbarer Verschlusskorpus in das Erdbohrloch eingeführt und zum Zwecke des Verschließens im Durchmesser aufgeweitet wird. Erfindungsgemäß wird der Verschlusskorpus zumindest teilweise aus dem unteren Ende des Erdbohrlochs herausgeführt, in der Erdkammer unter dem Erdbohrloch aufgeweitet und mit einer Axialdichtfläche von unten her gegen die das Erdbohrloch umgebende Kammerdecke der Erdkammer geführt. In vorrichtungstechnischer Hinsicht ist hierzu vorgesehen, dass der Verschlusskorpus an einem aufweitbaren Abschnitt eine Axialdichtfläche besitzt, deren Durchmesser im aufgeweiteten Zustand des Verschlusskorpus deutlich größer als der Erdbohrlochdurchmesser ist. Um den Verschlusskorpus nach dem Aufweiten in der Erdkammer zurückziehen und mit der Axialdichtfläche gegen die Kammerdecke ziehen zu können, ist ein reversierbarer Vorschubantrieb vorgesehen. Durch die Abdichtung des Erdbohrlochs von unten her und die Abstützung des Verschlusskörpers an der Kammerdecke ist die Gefahr von Undichtigkeiten in Folge von Ausbrüchen am Bohrloch gebannt und die axiale Fixierung unproblematisch. Zudem erhöhen sich die den Dichtsitz bewirkenden Dicht- bzw. Anpresskräfte mit zunehmendem Druck in der Erdkammer von selbst, da der in der Erdkammer herrschende Flüssigkeits- und/oder Gasdruck dazu genutzt wird, den über der unteren Erdbohrlochmündung sitzenden Verschlusskörper gegen die Kammerdecke zu drücken.The present invention relates to a method and a device for closing an earth borehole, wherein an expandable closure body is introduced into the earth borehole and expanded in diameter for the purpose of closing. According to the invention, the closure body is at least partially led out of the lower end of the earth borehole, expanded in the earth chamber below the earth borehole and guided with an axial sealing surface from below against the chamber ceiling of the earth chamber surrounding the earth bore hole. In terms of device technology, it is provided for this purpose that the closure body has an axial sealing surface on an expandable section, the diameter of which in the expanded state of the closure body is significantly larger than the diameter of the earth borehole. A reversible feed drive is provided in order to be able to pull the closure body back in the ground chamber after expansion and to be able to pull it with the axial sealing surface against the chamber ceiling. By sealing the earth borehole from below and by supporting the closure body on the chamber ceiling, the risk of leaks as a result of outbreaks in the borehole is eliminated and the axial fixation is unproblematic. In addition, the sealing or pressing forces causing the sealing seat increase automatically with increasing pressure in the earth chamber, since the liquid and / or gas pressure prevailing in the earth chamber is used to press the closure body located above the lower mouth of the earth borehole against the chamber ceiling.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verschließen eines Erdbohrlochs, wobei ein aufweitbarer Verschlusskorpus in das Erdbohrloch eingeführt und zum Zwecke des Verschließens im Durchmesser aufgeweitet wird.The present invention relates to a method and apparatus for closing an earth well, wherein an expandable closure body is inserted into the wellbore and expanded in diameter for the purpose of closure.

Unterirdische Rohstoffvorkommen wie beispielsweise Ölfelder oder Gasfelder werden üblicherweise über Erdbohrlöcher erschlossen, die von oben her vertikal oder auch geneigt durch die über der die Rohstoffe beinhaltenden Erdkammer liegenden Erdschichten getrieben werden, bis die Bohrung an ihrem unteren Ende auf die genannte Erdkammer trifft. Derartige Erdbohrlöcher können hierbei von der Erdoberfläche her, aber auch unter Wasser vom Meeres- oder Gewässerboden aus in das Erdreich eingebracht werden.Subterranean resources, such as oil fields or gas fields, are typically accessed via wellbores that are vertically or inclinedly propelled from above by the soil layers above the earth chamber containing the raw materials until the well meets the earth chamber at its lower end. Such Erdbohrlöcher can hereby be introduced from the earth's surface, but also under water from the sea or water bottom into the soil.

Um zu verhindern, dass über derartige Erdbohrlöcher unkontrolliert die in der angebohrten Erdkammer befindlichen Rohstoffe austreten, insbesondere wenn diese unter hohem Druck stehen, wird üblicherweise am oberen Ende der Erdbohrung bzw. einem dort aus dem Erdbohrloch herausgeführten Rohrleitungsabschnitt ein sog. Blowout-Preventer angebracht, mittels dessen das Erdbohrloch bzw. die daran anschließende Rohstoffleitung verschlossen werden kann. Hierzu besitzt der besagte Blowout-Preventer eine Ventileinrichtung, die nur bei gezielter Ansteuerung offen ist und im Übrigen automatisch verschließt. Probleme ergeben sich jedoch, wenn dieser Verschlussmechanismus beispielsweise in Folge von Beschädigung nicht funktioniert, oder Leckagen zwischen dem besagten Blowout-Preventer und dem Erdbohrloch im Bereich der Mündung des Erdbohrlochs an der Erdoberfläche auftreten. Um hier den unkontrollierten Austritt von beispielsweise unter Druck stehendem Erdöl zu verhindern, wurde bereits vorgeschlagen, den Austrittsbereich des Erdbohrlochs an der Erdoberfläche bzw. dem Meeresboden flächig mit einer ausreichend schweren Verschlussmasse wie beispielsweise Sand und/oder einem Sand-Beton-Gemisch zu beschießen bzw. zu übergießen, um eine abdichtende Oberflächenversiegelung des Erdbohrlochs zu erreichen. Je nach Umgebungsbedingungen und dem Druck der aus dem Erdbohrloch austretenden Flüssigkeit ist diese Verschlussmethode jedoch nicht zuverlässig und nicht schnell ausführbar, da sich die unter hohem Druck austretende Flüssigkeit im Grenzbereich zwischen Verschlussmasse und Erd- bzw. Meeresboden neue Austrittswege schafft, bevor die Versiegelungsmasse am Erd- bzw. Meeresboden bindet.In order to prevent uncontrolled escape from such Erdbohrlöcher located in the drilled earth chamber raw materials, especially when they are under high pressure, a so-called. Blowout Preventer is usually attached to the upper end of the well bore or out there from the Erdbohrloch pipe section, by means of which the Erdbohrloch or the adjoining raw material line can be closed. For this purpose, the said blowout preventer has a valve device which is open only when selectively controlled and otherwise automatically closes. Problems arise, however, if this closure mechanism, for example, as a result of damage does not work, or leaks between said blowout preventer and the Erdbohrloch occur in the region of the mouth of the Erdlochloch at the earth's surface. In order to prevent the uncontrolled escape of, for example, pressurized oil here, it has been proposed to bombard the exit area of the Erdbohrlochs on the surface or the seabed area with a sufficiently heavy sealing compound such as sand and / or a sand-concrete mixture or in order to achieve a sealing surface seal of the earth borehole. Depending on the environmental conditions and the pressure of the liquid emerging from the borehole, however, this sealing method is not reliable and can not be carried out quickly, since the liquid emerging at high pressure creates new outlet paths in the boundary region between the sealing compound and the earth or seabed before the sealing compound on the earth - or seabed binds.

Es wurde daher bereits vorgeschlagen, Erdbohrlöcher dadurch zu verschließen, dass in das Erdbohrloch ein aufweitbarer Verschlusskorpus eingebracht wird, der zunächst in kollabiertem Zustand in das Erdbohrloch eingeführt und sodann im Erdbohrloch radial aufgeweitet wird, so dass sich eine am Umfang des aufweitenden Abschnitts befindliche Radialdichtfläche gegen die Innenwandung des Erdbohrlochs presst. Derartige radial aufweitbare Verschlussvorrichtungen sind beispielsweise aus der DE 20 2009 010 814 U1 , der EP 0 842 348 B1 oder der DE 39 21 189 A1 bekannt. Die radiale Aufweitung des Dichtungsabschnitts erfolgt hier beispielsweise über einen Spannkonus, der durch axiales Verstellen einen elastischen Spannring nach außen drückt, oder beispielsweise durch axiales Quetschen von Gummiringen zwischen zwei zusammenfahrbaren Anlageschultern, so dass die axial gequetschten Gummiringe radial ausweichen.It has therefore already been proposed to seal earth boreholes in that an expandable closure body is introduced into the earth borehole, which is first introduced into the earth borehole in a collapsed state and then radially expanded in the earth borehole, so that a radial sealing surface located at the circumference of the expanding section opposes presses the inner wall of the borehole. Such radially expandable closure devices are for example from the DE 20 2009 010 814 U1 , of the EP 0 842 348 B1 or the DE 39 21 189 A1 known. The radial expansion of the sealing portion takes place here for example via a clamping cone which presses an elastic clamping ring by axial displacement to the outside, or for example by axial squeezing of rubber rings between two collapsible abutment shoulders, so that the axially crushed rubber rings dodge radially.

Die vollständige Abdichtung mit solchen radial aufweitbaren Verschlusskörpern im Bohrloch ist jedoch in weicheren Erdschichten oder unregelmäßig geformten Bohrlöchern nicht einfach. Einerseits sind die Dichtabschnitte der genannten Verschlusskörper nur begrenzt radial aufweitbar, so dass bei einem Nachgeben der Wandung des Erdbohrlochs eine ausreichende Anpresskraft und Dichtwirkung nicht erzielt werden kann. Ähnliches gilt bei unregelmäßig geformten Erdbohrlöchern mit beispielsweise Ausbrüchen in der Bohrungswandung, die nach Art eines Bypasses um den Dichtabschnitt herum zu Undichtigkeiten führen können. Diese Problematik könnte an sich durch eine ausreichend weiche, elastische Ausbildung des aufweitbaren Dichtungsabschnittes entschärft werden, so dass sich der Dichtungsabschnitt ausreichend an die Kontur des Erdbohrlochs anpassen kann. Andererseits können für den Dichtungsabschnitt nicht beliebig weiche und elastische Materialien verwendet werden, da der sich gegen die Wandung des Bohrlochs spannende Dichtungsabschnitt auch die axiale Fixierung des Verschlusskörpers auffangen muss, um zu verhindern, dass der Verschlusskörper vom Druck, der von unten her aus der Erdkammer her kommend am Verschlusskörper ansteht, nach oben aus dem Erdbohrloch getrieben wird.However, complete sealing with such radially expandable closure bodies in the wellbore is not easy in softer earth strata or irregularly-shaped wellbores. On the one hand, the sealing portions of said closure body are only limited radially expandable, so that when a yielding of the wall of the Erdbohrlochs sufficient contact pressure and sealing effect can not be achieved. The same applies to irregularly shaped Erdbohrlöchern with, for example, outbreaks in the bore wall, which can lead to leaks in the manner of a bypass around the sealing portion. This problem could be defused in itself by a sufficiently soft, elastic formation of the expandable sealing portion, so that the sealing portion can sufficiently adapt to the contour of the Erdbohrlochs. On the other hand, not arbitrarily soft and elastic materials can be used for the sealing portion, since the exciting against the wall of the borehole seal portion and the axial fixation of the closure body must catch to prevent the closure body from the pressure from below from the earth chamber Coming forth on the closure body is pending, is driven upward from the wellbore.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die Nachteile des Standes der Technik vermeiden und Letzteren in vorteilhafter Weise weiterbilden. Vorzugsweise soll auch bei schwierigen Verhältnissen mit hohen Drücken und unregelmäßig geformten Erdbohrlöchern in schlechten Böden eine sichere Abdichtung des Erdbohrlochs erreicht werden, ohne hierfür lange Bearbeitungszeiten und eine schwierige Handhabung in Kauf nehmen zu müssen.The present invention has for its object to provide an improved method and an improved device of the type mentioned, avoid the disadvantages of the prior art and further develop the latter in an advantageous manner. Preferably, even in difficult conditions with high pressures and irregularly shaped Erdbohrlöchern in poor soil a secure seal the Erdbohrlochs be achieved without having to take this long processing times and difficult handling in purchasing.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung nach Anspruch 5 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention this object is achieved by a method according to claim 1 and an apparatus according to claim 5. preferred Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Es wird also vorgeschlagen, das Erdbohrloch an seinem unteren Ende, wo das Erdbohrloch in die mit Rohstoffen befüllte Erdkammer übergeht, von unten her abzudichten und den in der Erdkammer herrschenden Rohstoff- bzw. Flüssigkeitsdruck positiv dafür zu nutzen, den Verschlusskörper an die das Bohrloch umgebende Erdreichwandung anzudrücken und die Dichtungskraft zu erzeugen. Erfindungsgemäß wird der Verschlusskorpus zumindest teilweise aus dem unteren Ende des Erdbohrlochs herausgeführt, in der Erdkammer unter dem Erdbohrloch aufgeweitet und mit einer Axialdichtfläche von unten her gegen die das Erdbohrloch umgebende Kammerdecke der Erdkammer geführt. In vorrichtungstechnischer Hinsicht ist hierzu vorgesehen, dass der Verschlusskorpus an einem aufweitbaren Abschnitt eine Axialdichtfläche besitzt, deren Durchmesser im aufgeweiteten Zustand des Verschlusskorpus deutlich größer als der Erdbohrlochdurchmesser ist. Um den Verschlusskorpus nach dem Aufweiten in der Erdkammer zurückziehen und mit der Axialdichtfläche gegen die Kammerdecke ziehen zu können, ist ein reversierbarer Vorschubantrieb vorgesehen, mittels dessen der Verschlusskorpus zunächst durch das Erdbohrloch hindurch und über das Ende des Erdbohrlochs hinaus in die genannte Erdkammer geführt wird und nachdem der aufweitbare Abschnitt des Verschlusskorpus aufgeweitet ist, rückwärts verfahren wird, bis die Axialdichtfläche an der das Erdbohrloch umgebenden Erdkammerdecke ansteht. Durch die Abdichtung des Erdbohrlochs von unten her und die Abstützung des Verschlusskörpers an der Kammerdecke ist die Gefahr von Undichtigkeiten in Folge von Ausbrüchen am Bohrloch gebannt und die axiale Fixierung unproblematisch. Zudem erhöhen sich die den Dichtsitz bewirkenden Dicht- bzw. Anpresskräfte mit zunehmendem Druck in der Erdkammer von selbst, da der in der Erdkammer herrschende Flüssigkeits- und/oder Gasdruck dazu genutzt wird, den über der unteren Erdbohrlochmündung sitzenden Verschlusskörper gegen die Kammerdecke zu drücken. Die Axialdichtfläche wird mit einer Dichtkraft, die im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Erdbohrlochs nach oben gerichtet ist, gegen die Kammerdecke gepresst.It is therefore proposed to seal the earth borehole at its lower end, where the earth borehole passes into the earth chamber filled with raw materials, from below, and to use the raw material or liquid pressure prevailing in the earth chamber in a positive manner for sealing the closure body to the borehole surrounding it Press soil wall and create the sealing force. According to the invention the closure body is at least partially led out of the lower end of the Erdbohrlochs, expanded in the earth chamber below the Erdbohrloch and out with an Axialdichtfläche from below against the Erdbohrloch surrounding chamber ceiling of the Erdkammer. In terms of device technology, it is provided for this purpose that the closure body has an axial sealing surface on an expandable section, the diameter of which in the expanded state of the closure body being significantly larger than the diameter of the groundwater hole. In order to retract the closure body after expansion in the earth chamber and to be able to pull with the Axialdichtfläche against the chamber ceiling, a reversible feed drive is provided, by means of which the closure body is first passed through the Erdbohrloch and beyond the end of Erdbohrlochs in said earth chamber and After the expandable portion of the closure body is widened, it is moved backwards until the axial sealing surface is present at the Erdkammerdecke surrounding the Erdbohrloch. By sealing the Erdbohrlochs from below and the support of the closure body on the chamber ceiling, the risk of leakage due to outbreaks on the well banned and the axial fixation is not a problem. In addition, the sealing or pressing forces effecting the sealing seat increase automatically with increasing pressure in the earth chamber, since the liquid and / or gas pressure prevailing in the earth chamber is used to press the closure body seated above the lower earth hole mouth against the chamber ceiling. The Axialdichtfläche is pressed with a sealing force, which is directed substantially parallel to the longitudinal axis of the Erdbohrlochs upwards, against the chamber ceiling.

Der genannte aufweitbare Dichtabschnitt des Verschlusskorpus kann grundsätzlich verschieden ausgebildet sein und in verschiedener Art und Weise aufgeweitet werden. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann der genannte aufweitbare Dichtabschnitt ein aufklappbares bzw. -faltbares Schirmelement umfassen, dessen äußerer Randabschnitt die genannte Axialdichtfläche bildet. Mittels eines solchen aufklappbaren bzw. -faltbaren Schirmelements kann eine große Überdeckung des Mündungsbereiches des Erdbohrlochs erzielt werden, d. h. es kann eine sehr starke Aufweitung bewerkstelligt werden, um dem Dichtabschnitt einen sehr viel größeren Durchmesser zu geben als dem Erdbohrloch. Hierdurch wird einerseits die Gefahr von Undichtigkeiten durch Ausbrüche des Erdbohrlochs in dessen Mündungsbereich beseitigt. Zum anderen wird eine große Fläche erzielt, auf die der Flüssigkeitsdruck in der Erdkammer wirken kann, wodurch der Verschlusskorpus mit hoher Kraft gegen die Kammerdecke gedrückt wird.The aforementioned expandable sealing portion of the closure body can basically be designed differently and expanded in various ways. According to an advantageous development of the invention, said expandable sealing section may comprise a hinged or foldable screen element whose outer edge section forms said axial sealing surface. By means of such a hinged or foldable screen element, a large coverage of the mouth region of the Erdbohrlochs can be achieved, d. H. It can be done a very strong expansion to give the sealing portion a much larger diameter than the Erdbohrloch. As a result, on the one hand, the risk of leaks is eliminated by eruptions of the Erdloch in its mouth area. On the other hand, a large area is achieved, on which the fluid pressure in the earth chamber can act, whereby the closure body is pressed with high force against the chamber ceiling.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Verschlusskorpus und/oder sein aufweitbarer Dichtungsabschnitt derart ausgebildet, dass sich die Axialdichtfläche unter dem Druck der in der Erdkammer befindlichen Flüssigkeit mit der Kammerdecke verspreizt und schabend bzw. grabend an die genannte Kammerdecke anlegt bzw. in diese ein Stück weit eingräbt. Insbesondere kann der aufweitbare Dichtabschnitt als Spreizkorpus ausgebildet sein, der nach Aufweiten mit einem Randabschnitt auf die Kammerdecke gesetzt und durch Niederdrücken eines weiter innen liegenden Abschnitts entgegen der Einführrichtung aufgespreizt wird. Beim Niederdrücken des zentralen Abschnitts des Spreizkorpus weitet sich der die Axialdichtfläche bildende Randabschnitt noch ein Stück weiter auf, so dass sich der genannte Axialdichtabschnitt in die Wandung der Kammerdecke eingräbt bzw. hineinschabt, wodurch eine besonders effiziente Abdichtung erzielt wird. Das Niederdrücken des zentralen Abschnitts des Spreizkorpus kann vorteilhafterweise durch den dort anstehenden Erdkammerdruck bewirkt oder zumindest unterstützt werden. Hierzu kann der genannte Spreizkorpus ausreichend elastisch und/oder verformbar ausgebildet sein, so dass er sich unter dem Erdkammerdruck entsprechend verformen lässt.In a further development of the invention, the closure body and / or its expandable sealing portion is designed such that the Axialdichtfläche spreads under the pressure of the liquid in the earth chamber with the chamber ceiling and schabend or digging to the said chamber ceiling applies or in this piece digs. In particular, the expandable sealing portion may be formed as a Spreizkorpus, which is set after widening with an edge portion on the chamber ceiling and spread by depressing a further inner portion opposite to the insertion direction. Upon depression of the central portion of the Spreizkorpus the Axialdichtfläche forming edge portion widens a bit further, so that the said Axialdichtabschnitt digs into the wall of the chamber ceiling or hineinschabt, whereby a particularly efficient sealing is achieved. The depression of the central portion of the Spreizkorpus can be advantageously effected by the pending Erdkammerdruck there or at least supported. For this purpose, said Spreizkorpus be sufficiently elastic and / or deformable, so that it can be deformed under the Erdkammerdruck accordingly.

Der genannte Spreizkorpus kann in Weiterbildung der Erfindung – grob gesprochen – kegel-, wannen-, schalen- oder konusförmig ausgebildet sein, so dass im aufgeweiteten Zustand des Dichtabschnitts der äußere Randabschnitt des Spreizkorpus an der Kammerdecke ansteht und von dem genannten Randabschnitt aus sich die Kontur des Spreizkorpus nach innen hin ansteigend erstreckt, so dass der Spreizkorpus zum Bohrloch hin zunehmend von der Kammerdecke beabstandet ist. Beispielsweise kann nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung der genannte Spreizkorpus eine Regenschirmform besitzen, bei der sich die Flanken des Spreizkorpus – im Schnitt betrachtet – flachwinklig, beispielsweise in einem Winkelbereich zwischen 10° und 35° zu einer Ebene erstrecken, die senkrecht auf die Längsachse des Erdbohrlochs bzw. des Verschlusskorpus steht.Said Spreizkorpus can be formed in a development of the invention - roughly speaking - conical, trough, cup or cone-shaped, so that in the expanded state of the sealing portion of the outer edge portion of the Spreizkorpus is present on the chamber ceiling and from said edge portion of the contour the Spreizkorpus extending inwardly rising so that the Spreizkorpus is increasingly spaced from the borehole away from the chamber ceiling. For example, according to an advantageous embodiment of the invention said Spreizkorpus have an umbrella shape in which the flanks of the Spreizkorpus - viewed in section - flat angle, for example in an angular range between 10 ° and 35 ° to a plane extending perpendicular to the longitudinal axis of Erdbohrlochs or the closure body is.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann der aufweitbare Dichtabschnitt des Verschlusskorpus auch einen durch Druckfluidbefüllung aufweitbaren ringförmigen Ballon bzw. Ballonabschnitt umfassen, der eine kollabierbare Hülle umfasst, die einen Druckfluidraum begrenzt, in den ein Druckfluid, beispielsweise Öl oder auch ein Gas einleitbar ist. Zum Einführen des Verschlusskörpers durch das Erdbohrloch wird der Ballon im kollabierten Zustand geführt, so dass der ringförmige Ballon einen Durchmesser kleiner als das Erdbohrloch besitzt. Ist die Erdkammer unter dem Erdbohrloch erreicht, wird Druckfluid in den Innenraum des Ballons gepresst, wodurch sich dieser auf einen Durchmesser deutlich größer als der des Erdbohrlochs aufweitet, so dass sich der rückwärts orientierte, ringförmige Ballonabschnitt an die Erdkammerdecke pressen lässt, um dort abzudichten.According to a further advantageous embodiment of the invention, the expandable sealing portion of the closure body can also be inflated by pressurized fluid filling annular balloon or Balloon section comprising a collapsible shell defining a pressure fluid space into which a pressurized fluid, such as oil or a gas is introduced. For insertion of the closure body through the Erdbohrloch the balloon is guided in the collapsed state, so that the annular balloon has a diameter smaller than the Erdbohrloch. When the earth chamber is reached under the borehole, pressurized fluid is forced into the interior of the balloon, causing it to expand to a diameter significantly greater than that of the borehole so that the rearwardly oriented annular balloon section can be pressed against the chamber ceiling to seal.

In Weiterbildung der Erfindung kann der aufweitbare Dichtungsabschnitt des Verschlusskörpers auch andere Aufweitmechanismen besitzen, beispielsweise radial nach außen fahrbare Dichtungsbacken oder dergleichen.In a further development of the invention, the expandable sealing portion of the closure body may also have other expansion mechanisms, for example radially outwardly movable sealing jaws or the like.

In Weiterbildung der Erfindung besitzt der Dichtungsabschnitt des Verschlusskörpers und/oder die daran vorgesehene Axialdichtfläche einen Außendurchmesser, der mindestens 150% des Erdbohrlochdurchmessers, vorzugsweise mehr als 200% des Erdbohrlochdurchmessers beträgt. Hierdurch können Ausbrüche am Mündungsbereich des Erdbohrlochs ausreichend überdeckt und hohe Dichtkräfte erzeugt werden.In a further development of the invention, the sealing portion of the closure body and / or the Axialdichtfläche provided thereon has an outer diameter which is at least 150% of the Erdbohrlochdurchmessers, preferably more than 200% of the Erdbohrlochdurchmessers. As a result, outbreaks can be sufficiently covered at the mouth of the Erdbohrlochs and high sealing forces are generated.

Die genannte Axialdichtfläche kann als Ringfläche ausgebildet sein, deren Innendurchmesser ebenfalls deutlich größer ist als der genannte Erdbohrlochdurchmesser. Vorzugsweise ist die Breite der genannten Ringfläche relativ schmal, um hohe Flächenpressungen an der Kammerdecke zu erreichen. Ist der Außendurchmesser in der vorgenannten Weise mit mehr als 150% des Erdbohrlochdurchmessers bemessen, kann der Innendurchmesser der genannten Ringdichtfläche mehr als 125% des Erdbohrlochdurchmessers betragen, bzw. dann, wenn der Außendurchmesser der Axialdichtfläche mehr als 200% des Erdbohrlochdurchmessers beträgt, 150% oder mehr des Erdbohrlochdurchmessers betragen.Said Axialdichtfläche may be formed as an annular surface whose inner diameter is also significantly larger than said Erdbohrlochdurchmesser. Preferably, the width of said annular surface is relatively narrow in order to achieve high surface pressures on the chamber ceiling. If the outer diameter is dimensioned in the aforementioned manner with more than 150% of the Erdbohrlochdurchmessers, the inner diameter of said annular sealing surface may be more than 125% of the Erdbohrlochdurchmessers, or if the outer diameter of the Axialdichtfläche is more than 200% of the Erdbohrlochdurchmessers, 150% or amount to more of the Erdbohrlochdurchmessers.

Der Verschlusskorpus kann grundsätzlich in verschiedener Weise in das Erdbohrloch eingeführt und in der Erdkammer von unten her an der Kammerdecke die Bohrlochmündung überdeckend positioniert werden. Nach einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens wird der Verschlusskorpus zusammen mit einem Bohrkopf an einer Bohrstange in das Erdbohrloch eingeführt, wobei der Bohrkopf bohrend betrieben werden kann, beispielsweise durch Verdrehen der Bohrstange um deren Längsachse. Der vorteilhafterweise in Einführrichtung vor dem Verschlusskorpus angeordnete Bohrkopf kann in der Erdkammer belassen werden, wenn der Verschlusskorpus montiert ist, wobei der Bohrkopf prinzipiell mit dem Verschlusskorpus verbunden bleiben kann, oder ggf. alternativ abgetrennt und in der Erdkammer versenkt werden kann.The closure body can in principle be introduced in various ways into the earth borehole and the borehole mouth can be positioned in the earth chamber from below to cover the borehole. According to an advantageous embodiment of the method, the closure body is introduced together with a drill head on a drill rod in the Erdbohrloch, wherein the drill head can be operated drilling, for example by rotating the boring bar about its longitudinal axis. The advantageously arranged in the insertion direction in front of the closure body drill head can be left in the earth chamber, when the closure body is mounted, the drill head can remain in principle connected to the closure body, or optionally alternatively separated and can be sunk in the earth chamber.

Alternativ oder zusätzlich kann der genannte Verschlusskorpus auch an einem selbstfahrenden Wagen in das Erdbohrloch eingeführt werden, wobei der genannte selbstfahrende Wagen beispielsweise nach Art einer Patrone oder eines Aufzugskorbs ausgebildet sein kann, die bzw. der im Bereich radialer Umfangsflächen antreibbare Vortriebsräder umfassen kann, die radial gegen die Erdbohrlochwandung gedrückt werden. Mittels eines solchen selbstfahrenden Wagens wird der Verschlusskorpus ebenfalls durch das Erdbohrloch geführt, bis der Verschlusskorpus zumindest teilweise die darunter befindliche Erdkammer erreicht hat. Nach Aufweiten des Verschlusskorpus wird der noch im Erdbohrloch befindliche Wagen zurückgefahren, bis der Verschlusskorpus mit seiner Axialdichtfläche an der Kammerdecke ansteht.Alternatively or additionally, the said closure body can also be introduced into the earth borehole on a self-propelled wagon, said self-propelled wagon being able to be designed, for example, in the manner of a cartridge or a lift cage, which can comprise driveable driving wheels which can be driven in the region of radial peripheral surfaces pressed against the Erdbohrlochwandung. By means of such a self-propelled wagon, the closure body is also guided through the Erdbohrloch until the closure body has at least partially reached the underlying Erdkammer. After widening of the closure body of the car still located in the Erdbohrloch is moved back until the closure body is pending with its Axialdichtfläche on the chamber ceiling.

Der Verschlusskorpus kann hierbei in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ein Ventil umfassen, um auch bei montiertem Verschlusskorpus gezielt Flüssigkeit oder Gas aus der Erdkammer in das Erdbohrloch eintreten und über dieses austreten zu lassen, beispielsweise um einen Druckabbau zu ermöglichen oder die in der Erdkammer befindlichen Rohstoffe zu gewinnen. Durch Verschließen des genannten Ventils wird dies unterbunden und kann die Erdkammer gegenüber dem Erdbohrloch abgedichtet werden. Ein mit einer solchen Ventileinrichtung versehener Verschlusskorpus kann auch schon vor auftretenden Problemen oder Undichtigkeiten in das Erdbohrloch eingeführt werden, beispielsweise gleich bei der Ausbildung des Erdbohrlochs. Während der kontrollierten Förderung der in der Erdkammer befindlichen Rohstoffe wird die Ventileinrichtung offen gehalten. Sobald Probleme auftreten, kann durch Schließen der Ventileinrichtung abgedichtet werden. Vorzugsweise ist die Ventileinrichtung selbstschaltend ausgebildet derart, dass sie nur bei gezielter Ansteuerung in die offene Stellung geht und bei Ausfall der Ansteuerung automatisch schließt, beispielsweise durch entsprechende Vorspannung.The closure body can in this case comprise in an advantageous embodiment of the invention, a valve to selectively enter even with mounted closure body liquid or gas from the earth chamber in the Erdbohrloch and leak over this, for example to allow a pressure reduction or located in the Erdkammer raw materials win. By closing the said valve, this is prevented and the earth chamber can be sealed against the Erdbohrloch. A closure body provided with such a valve device can also be introduced into the earth borehole even before any problems or leaks occur, for example, during the formation of the earth borehole. During the controlled delivery of raw materials contained in the earth chamber, the valve device is kept open. As soon as problems occur, it can be sealed by closing the valve device. Preferably, the valve device is self-switching designed such that it only goes into the open position with targeted control and automatically closes in case of failure of the control, for example, by appropriate bias.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to preferred embodiments and associated drawings. In the drawings show:

1: eine schematische Schnittdarstellung einer Vorrichtung zum Verschließen eines Erdbohrlochs nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung, die von einem Schiff aus in ein im Meeresboden befindliches Erdbohrloch eingeführt wird, 1 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an apparatus for closing an earth borehole according to an advantageous embodiment of the invention, which is introduced from a ship into a borehole located in the seabed, FIG.

2: eine ausschnittsweise vergrößerte Darstellung des Verschlusskorpus der Vorrichtung aus 1 in einer noch im Bohrloch oberhalb der Erdkammer befindlichen Stellung, 2 : A fragmentary enlarged view of the closure body of the device out 1 in a position still in the borehole above the earth chamber,

3: eine ausschnittsweise, vergrößerte Ansicht des Verschlusskorpus der Vorrichtung in einer noch nicht aufgeweiteten, jedoch bereits in der Erdkammer befindlichen Stellung, 3 FIG. 2 is a fragmentary, enlarged view of the closure body of the device in a not yet expanded, but already in the earth chamber position,

4: eine ausschnittsweise, vergrößerte Ansicht des Verschlusskorpus in einer Stellung ähnlich 3, wobei jedoch der Dichtabschnitt in Form eines auffaltbaren Spreizkörpers bereits aufgeweitet ist, jedoch noch nicht in Anlage mit der Kammerdecke der Erdkammer gebracht ist, 4 : a fragmentary, enlarged view of the closure body in a position similar 3 However, wherein the sealing portion is already expanded in the form of a deployable expansion body, but is not brought into contact with the chamber ceiling of the Erdkammer,

5: eine ausschnittsweise, vergrößerte Darstellung des Verschlusskörpers in vollständig aufgeweiteter Stellung und in Dichtanlage mit der Kammerdecke der Erdkammer, so dass das Erdbohrloch verschlossen ist, 5 : a fragmentary, enlarged view of the closure body in fully expanded position and in sealing engagement with the chamber ceiling of the earth chamber, so that the Erdbohrloch is closed,

6: eine ausschnittsweise vergrößerte Ansicht des Verschlusskorpus in einer Stellung ähnlich 4, wobei die Vorrichtung jedoch nach einer weiteren Weiterbildung der Erfindung mit einem Bohrkopf versehen und der Verschlusskorpus zusammen mit dem Bohrkopf in das Erdbohrloch eingebracht wurde, und 6 : a fragmentary enlarged view of the closure body in a position similar 4 However, the device is provided according to a further embodiment of the invention with a drill head and the closure body was introduced together with the drill head in the Erdbohrloch, and

7: eine ausschnittsweise, vergrößerte Ansicht des Verschlusskorpus nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wonach der aufweitbare Dichtabschnitt des Verschlusskorpus einen durch Befüllen aufweitbaren Ballon umfasst und der Verschlusskorpus mittels eines selbstfahrenden Wagens in das Erdbohrloch eingebracht wurde. 7 : A fragmentary, enlarged view of the closure body according to another embodiment of the invention, according to which the expandable sealing portion of the closure body comprises a balloon expandable by filling and the closure body was introduced by means of a self-propelled wagon in the Erdbohrloch.

1 zeigt ein Erdbohrloch 1, das den Meeresboden 2 mit einer darunter befindlichen Erdkammer 3 verbindet, in der beispielsweise Erdöl oder andere abbaubare Rohstoffe gelagert sind. 1 shows an earth hole 1 that the seabed 2 with an earth chamber underneath 3 combines, for example, petroleum or other degradable raw materials are stored.

Über eine an der Meeresoberfläche befindliche Plattform 4 beispielsweise in Form eines Schiffs wird die Vorrichtung 5 zum Verschließen des Erdbohrlochs 1 von oben her abgesenkt und in das Erdbohrloch 1 eingeführt.About a platform located on the sea surface 4 for example, in the form of a ship, the device 5 for closing the borehole 1 lowered from above and into the earth borehole 1 introduced.

Die genannte Vorrichtung 5 umfasst hierbei den aus den 2 bis 5 näher ersichtlichen Verschlusskorpus 6, der über eine Bohrstange 7 oder andere geeignete Vorschub- und/oder Führungsmittel von oben her in das Erdbohrloch 1 eingeführt und dort vorangetrieben wird. Wird in der genannten Weise eine Bohrstange 7 verwendet, kann der auf der Plattform 4 vorhandene Bohrstangen-Vorschubantrieb als Vorschubvorrichtung 8 verwendet werden.The named device 5 this includes the from the 2 to 5 Closer apparent closure body 6 that about a boring bar 7 or other suitable feed and / or guide means from above into the wellbore 1 introduced and driven there. Will in the manner mentioned a boring bar 7 can be used on the platform 4 existing drill rod feed drive as a feed device 8th be used.

In der in 2 ersichtlichen, noch im Erdbohrloch 1 befindlichen Stellung ist der Verschlusskorpus 6 kollabiert, so dass der Außendurchmesser des Verschlusskorpus 6 einschließlich seines aufweitbaren Dichtungsabschnitts 9 kleiner ist als der Erdbohrlochdurchmesser. Wie 3 zeigt, wird der Verschlusskorpus 6 über das untere Ende des Erdbohrlochs 1 hinaus in die Erdkammer 3 hinein bewegt, so dass der gesamte aufweitbare Dichtungsabschnitt 9 sich außerhalb des Erdbohrlochs 1 vollständig in der Erdkammer 3 befindet. Ist diese Stellung erreicht, wird der Dichtungsabschnitt 9 radial aufgeweitet, bis sein Außendurchmesser D deutlich größer ist als der Durchmesser d des Erdbohrlochs 1, vgl. 4 und 5.In the in 2 apparent, still in the earth borehole 1 located position is the closure body 6 collapses, leaving the outer diameter of the closure body 6 including its expandable seal section 9 smaller than the diameter of the wellbore. As 3 shows, the shutter body becomes 6 over the bottom of the borehole 1 out into the earth chamber 3 moved in, so that the entire expandable sealing portion 9 outside the borehole 1 completely in the earth chamber 3 located. When this position is reached, the sealing section 9 radially widened until its outer diameter D is significantly greater than the diameter d of the earth borehole 1 , see. 4 and 5 ,

In der gezeichneten Ausführung nach den 2 bis 5 umfasst der Dichtungsabschnitt 9 ein aufklappbares bzw. auffaltbares Schirmelement 10, das nach Art eines Regen- oder Sonnenschirms stabilisierende Abstützstreben und eine hiervon getragene Schirmmembran umfassen kann. Die genannten Abstützstreben können um quer zur Längsachse des Verschlusskorpus bzw. tangential an dessen Außenumfang anschließende Klappachsen aufgeklappt werden, so dass sich die Schirmmembran in der gezeigten Weise entfaltet. Die genannte Schirmmembran ist aus einem ausreichend stabilen, verformbaren Material wie beispielsweise einem hochfesten, beispielsweise fasergewebeverstärkten Tuch- und/oder Laminat- und/oder Folienmaterial beispielsweise in Form eines mehrlagigen Aramidfaserlaminats.In the drawn execution after the 2 to 5 includes the sealing portion 9 a hinged or foldable screen element 10 which may comprise stabilizing support struts in the manner of a rain or parasol and a shielding membrane carried thereby. The abovementioned support struts can be unfolded around folding axes which are transverse to the longitudinal axis of the closure body or tangentially adjoining the outer circumference thereof, so that the umbrella membrane unfolds in the manner shown. Said umbrella membrane is made of a sufficiently stable, deformable material such as a high-strength, for example, fiber fabric-reinforced cloth and / or laminate and / or sheet material, for example in the form of a multi-layer Aramidfaserlaminats.

Zum Aufweiten des genannten Dichtabschnitts 9 ist ein Aufweitantrieb 11 vorgesehen, der in der gezeichneten Ausführung beispielsweise ein mechanischer Stellmechanismus für das Schirmelement 10 am Verschlusskorpus 6 sein kann.For expanding the said sealing portion 9 is a widening drive 11 provided, in the illustrated embodiment, for example, a mechanical adjusting mechanism for the screen element 10 at the lock body 6 can be.

Ist der Dichtabschnitt 9 ausreichend aufgeweitet, wird der Verschlusskorpus 6 durch Reversieren der Vorschubvorrichtung 8 entgegen der Einführrichtung nach oben zurückgezogen, bis der Dichtungsabschnitt 9 an der Kammerdecke 12 der Erdkammer 3 ansteht und die an dem Dichtungsabschnitt 9 befindliche Axialdichtfläche 13 gegen die genannte Kammerdecke 12 gepresst wird.Is the sealing section 9 sufficiently expanded, the closure body 6 by reversing the feed device 8th retracted upwards against the insertion direction until the sealing section 9 on the chamber ceiling 12 the earth chamber 3 is present and at the sealing portion 9 located axial sealing surface 13 against the said chamber ceiling 12 is pressed.

Die Axialdichtfläche 13 ist als Ringfläche ausgebildet und vorteilhafterweise am äußeren Rand des Dichtungsabschnitts 9 angeordnet, wobei sich die Axialdichtfläche 13 auf einer rückwärts orientierten Kontur des genannten Dichtungsabschnitts 9 befindet. Mit anderen Worten: Die Axialdichtfläche 13 befindet sich an einem Abschnitt des genannten Dichtungsabschnitts 9, der im aufgeweiteten Zustand des genannten Dichtungsabschnitts 9 der Kammerdecke 12 zugewandt ist, vgl. 5.The axial sealing surface 13 is formed as an annular surface and advantageously on the outer edge of the sealing portion 9 arranged, with the Axialdichtfläche 13 on a backward-oriented contour of said sealing portion 9 located. In other words: the axial sealing surface 13 is located at a portion of said sealing portion 9 in the expanded state of said sealing portion 9 the chamber ceiling 12 is facing, cf. 5 ,

Vorteilhafterweise bildet der Dichtungsabschnitt 9 im aufgeweiteten Zustand einen zur Kammerdecke 12 hin leicht konkaven, schalenförmigen Spreizkörper, dessen Flanken flachwinklig zur Kammerdecke 12 hin ansteigen, vgl. 5. Der Neigungswinkel der Kontur bzw. der Flanken des Dichtungsabschnitts 9 kann hierbei variieren, wobei vorteilhafterweise recht flache Gestaltungen vorgesehen sind, um eine hohe Spreizwirkung zu erzielen. Beispielsweise kann der Dichtungsabschnitt 9 unter einem Winkel von 2 × 5° bis 2 × 20° geneigt sein, so dass sich ein insgesamt flacher Konus ergibt. Befindet sich der Dichtungsabschnitt 9 in der abdichtenden Stellung gemäß 5, versucht der in der Erdkammer 3 herrschende Druck p den sich zum Zentrum hin erhöhenden Dichtungsabschnitt 9 des Verschlusskorpus 6 flachzudrücken. Gibt dieser leicht nach, kommt es zu einer Spreizwirkung, bei der sich die randseitig vorgesehene Axialdichtfläche 13 noch leicht weiter radial aufweitet und dabei in das Material der Kammerdecke 12 einarbeitet.Advantageously, the sealing portion forms 9 in the expanded state one to the chamber ceiling 12 slightly concave, cup-shaped Spreader whose flanks at an angle to the chamber ceiling 12 rise, cf. 5 , The angle of inclination of the contour or flanks of the sealing section 9 may vary here, advantageously quite flat designs are provided to achieve a high spreading effect. For example, the sealing portion 9 be inclined at an angle of 2 × 5 ° to 2 × 20 °, so that an overall flat cone results. Is the sealing section 9 in the sealing position according to 5 , tries in the earth chamber 3 prevailing pressure p the increasing towards the center seal section 9 the closure body 6 flatten. Is this easily after, it comes to a spreading effect, in which the edge provided axial sealing surface 13 slightly further radially expands and thereby in the material of the chamber ceiling 12 incorporated.

Wie 6 zeigt, kann der Verschlusskorpus 6 beispielsweise zusammen mit einem Bohrkopf 14 in das Erdbohrloch 1 eingebracht werden, wobei vorteilhafterweise der Bohrkopf 14 in Einführrichtung vor dem Verschlusskorpus 6 angeordnet ist und einen zumindest geringfügig größeren Durchmesser besitzt als der Verschlusskorpus 6 in dessen kollabiertem Zustand. Hierdurch kann der Verschlusskorpus 6 gleich beim Einbringen des Erdbohrlochs 1 in dieses eingeführt und an dessen Mündungsbereich in die Erdkammer 3 montiert werden. Hierbei kann der Bohrkopf 14 in der Erdkammer 3 verbleiben und/oder mit dem Verschlusskorpus 6 verbunden bleiben. Alternativ könnte der Bohrkopf 14 auch gelöst und in der Erdkammer 3 versenkt werden. Im Übrigen entspricht die Ausführung der 6 der zuvor beschriebenen, so dass auf die vorangehende Ausführung verwiesen wird.As 6 shows, the shutter body 6 for example, together with a drill head 14 in the earth borehole 1 be introduced, wherein advantageously the drill head 14 in the insertion direction in front of the closure body 6 is arranged and has an at least slightly larger diameter than the closure body 6 in its collapsed state. This allows the closure body 6 right after the introduction of the earth borehole 1 introduced into this and at its mouth in the earth chamber 3 to be assembled. Here, the drill head 14 in the earth chamber 3 remain and / or with the closure body 6 stay connected. Alternatively, the drill head could 14 also solved and in the earth chamber 3 be sunk. Incidentally, the execution corresponds to the 6 of the previously described, so that reference is made to the preceding embodiment.

7 zeigt eine weitere Ausführung der Erfindung, gemäß der der Verschlusskorpus 6 mittels eines selbstfahrenden Wagens 15 in das Erdbohrloch eingeführt wird. Der genannte Wagen 15 umfasst hierbei an seiner Umfangsseite Vorschubmittel, die als antreibbare Räder 16 ausgebildet sein können, die gegen die Innenwandung des Erdbohrlochs 1 gedrückt werden. Vorteilhafterweise kann der Wagen 15 paarweise auf gegenüberliegenden Seiten angeordnete Radsätze umfassen. Die Vorschubvorrichtung 8 ist hierbei an dem selbstfahrenden Wagen 15 angeordnet und kann beispielsweise einen motorischen Antrieb für die genannten Räder 16 umfassen, wobei eine Energieversorgung beispielsweise über eine Leitung von der Erd- bzw. Meeresoberfläche her erfolgen kann. 7 shows a further embodiment of the invention, according to the closure body 6 by means of a self-propelled car 15 is introduced into the wellbore. The named car 15 In this case comprises on its peripheral side feed means acting as drivable wheels 16 may be formed, which against the inner wall of the Erdbohrlochs 1 be pressed. Advantageously, the car 15 in pairs on opposite sides arranged wheelsets include. The feed device 8th is here on the self-propelled car 15 arranged and can, for example, a motor drive for the said wheels 16 include, wherein a power supply can take place for example via a line from the earth or sea surface.

Weiterhin ist bei der Ausführung nach 7 ein aufweitbarer Dichtungsabschnitt 9 vorgesehen, der einen befüllbaren Ballon 17 umfasst, der im kollabierten Zustand einen Durchmesser kleiner als der Erdbohrlochdurchmesser besitzt. Durch Einleiten von Druckflüssigkeit bzw. -gas in den vom Ballon 17 begrenzten Innenraum weitet sich dieser auf einen Außenduchmesser auf, der in der genannten Weise deutlich größer ist als der des Erdbohrlochs 1. Der genannte Ballon 17 ist in der gezeichneten Ausführung ringförmig, könnte aber auch pilzkopfförmig oder scheibenförmig ausgebildet sein. Die rückwärts orientierte Kontur des genannten Ballons 17 bildet im aufgeweiteten Zustand gemäß 7 die Axialdichtfläche 13, die gegen die Kammerdecke 12 der Erdkammer 3 gedrückt werden kann. Dies erfolgt zunächst durch Umkehrung der Vorschubrichtung des Wagens 15, bis die genannte Axialdichtfläche 13 in Anlage mit dem Material der Kammerdecke 12 kommt. Unterstützt wird das Anpressen des Dichtungsabschnitts 9 sodann durch den in der Erdkammer 3 herrschenden Druck, der versucht, den Verschlusskorpus 6 durch das Erdbohrloch 1 zurück nach oben zu drücken, vgl. 7.Furthermore, in the execution after 7 an expandable sealing section 9 provided that a fillable balloon 17 comprising, in the collapsed state has a diameter smaller than the Erdbohrlochdurchmesser. By introducing pressurized fluid or gas into the balloon 17 limited interior, this expands to an outside diameter, which is significantly larger than that of the Erdlochloch in the aforementioned manner 1 , The named balloon 17 is annular in the illustrated embodiment, but could also be mushroom-shaped or disc-shaped. The backward-oriented contour of said balloon 17 forms in the expanded state according to 7 the axial sealing surface 13 against the chamber ceiling 12 the earth chamber 3 can be pressed. This is done first by reversing the feed direction of the carriage 15 until said axial sealing surface 13 in contact with the material of the chamber ceiling 12 comes. The pressing of the sealing section is supported 9 then by the in the earth chamber 3 prevailing pressure trying to lock the body 6 through the borehole 1 to push back upwards, cf. 7 ,

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  • DE 202009010814 U1 [0004] DE 202009010814 U1 [0004]
  • EP 0842348 B1 [0004] EP 0842348 B1 [0004]
  • DE 3921189 A1 [0004] DE 3921189 A1 [0004]

Claims (11)

Verfahren zum Verschließen eines Erdbohrlochs (1), bei dem ein aufweitbarer Verschlusskorpus (6) in das Erdbohrloch (1) eingeführt und zum Zwecke des Verschließens im Durchmesser aufgeweitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskorpus (6) zumindest teilweise aus dem unteren Ende des Erdbohrlochs (1) herausgeführt, in der Erdkammer (3) unter dem Erdbohrloch (1) aufgeweitet und mit einer Axialdichtfläche (13) von unten her gegen die das Erdbohrloch (1) umgebende Kammerdecke (12) der Erdkammer (3) geführt wird.Method for closing an earth borehole ( 1 ), in which an expandable closure body ( 6 ) into the borehole ( 1 ) and is widened in diameter for the purpose of closing, characterized in that the closure body ( 6 ) at least partially from the lower end of the borehole ( 1 ), in the earth chamber ( 3 ) under the borehole ( 1 ) and with an axial sealing surface ( 13 ) from below against the borehole ( 1 ) surrounding chamber ceiling ( 12 ) of the earth chamber ( 3 ) to be led. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei ein Spreizkörper verwendet wird, der nach Aufweiten mit einem Randabschnitt auf die Kammerdecke (12) gesetzt und durch Zurückbewegen entgegen der Einführrichtung aufgespreizt wird.Method according to the preceding claim, wherein an expansion body is used, which after expansion with an edge portion on the chamber ceiling ( 12 ) is set and spread by moving back against the insertion direction. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verschlusskorpus (6) zusammen mit einem Bohrkopf (14) an einer Bohrstange (7) in das Erdbohrloch (1) eingeführt wird, wobei der Bohrkopf (14) in Einführrichtung vor dem Verschlusskorpus (6) angeordnet ist und auch nach Verschließen des Erdbohrlochs in der Erdkammer (3) belassen wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the closure body ( 6 ) together with a drill head ( 14 ) on a boring bar ( 7 ) into the borehole ( 1 ), wherein the drill head ( 14 ) in the insertion direction in front of the closure body ( 6 ) and after closing the earth borehole in the earth chamber ( 3 ) is left. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Verschlusskorpus (6) an einem selbstfahrenden Wagen in das Erdbohrloch (1) eingeführt wird, der nach Aufweiten des Verschlusskorpus (6) in dem Erdbohrloch (1) zurückgefahren wird, bis der Verschlusskorpus (6) mit seiner Axialdichtfläche (13) an der Kammerdecke (12) der Erdkammer (3) ansteht.Method according to one of claims 1 or 2, wherein the closure body ( 6 ) on a self-propelled car into the borehole ( 1 ), which after expansion of the closure body ( 6 ) in the borehole ( 1 ) is moved back until the closure body ( 6 ) with its axial sealing surface ( 13 ) on the chamber ceiling ( 12 ) of the earth chamber ( 3 ) pending. Vorrichtung zum Verschließen eines Erdbohrlochs (1), mit einem aufweitbaren Verschlusskorpus (6), der im kollabierten Zustand einen kleineren Durchmesser als das Erdbohrloch (1) besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskorpus (6) an einem aufweitbaren Dichtabschnitt (9) eine Axialdichtfläche (13) besitzt, deren Durchmesser D im aufgeweiteten Zustand des Verschlusskorpus (6) größer als der Erdbohrlochdurchmesser d ist, und ein reversierbarer Vorschubantrieb (8), mittels dessen der Verschlusskorpus (6) vorwärts über das Ende des Erdbohrlochs (1) hinaus in die darunter befindliche Erdkammer (3) fahrbar und nach Aufweiten des Dichtabschnitts (9) rückwärts mit der Axialdichtfläche (13) gegen die das Erdbohrloch (1) umgebende Kammerdecke (12) der Erdkammer (3) fahrbar ist, vorgesehen ist.Device for closing a borehole ( 1 ), with an expandable closure body ( 6 ), which in the collapsed state a smaller diameter than the Erdbohrloch ( 1 ), characterized in that the closure body ( 6 ) on an expandable sealing section ( 9 ) an axial sealing surface ( 13 ) whose diameter D in the expanded state of the closure body ( 6 ) is greater than the Erdbohrlochdurchmesser d, and a reversible feed drive ( 8th ), by means of which the closure body ( 6 ) forward over the end of the borehole ( 1 ) out into the earth chamber underneath ( 3 ) movable and after widening of the sealing section ( 9 ) backwards with the axial sealing surface ( 13 ) against which the borehole ( 1 ) surrounding chamber ceiling ( 12 ) of the earth chamber ( 3 ) is mobile, is provided. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der aufweitbare Dichtabschnitt (9) ein aufklappbares bzw. -faltbares Schirmelement (10) umfasst, an dessen äußeren Randabschnitt die Axialdichtfläche (13) vorgesehen ist.Device according to the preceding claim, wherein the expandable sealing portion ( 9 ) a hinged or foldable screen element ( 10 ), at whose outer edge portion the Axialdichtfläche ( 13 ) is provided. Vorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei der aufweitbare Dichtabschnitt (9) in aufgeweiteter Stellung eine an der Oberseite, die bestimmungsgemäß der Kammerdecke (12) zugewandt ist, konkave, vorzugsweise schalen- oder konusförmigen Spreizkörper bildet, der mit seinem äußeren Randabschnitt die Axialdichtfläche (13) bildet und innerhalb der Axialdichtfläche (13) zum Zentrum des Verschlusskorpus (6) hin ansteigend ausgebildet und/oder von der Kammerdecke (12) beabstandet ist.Device according to one of the two preceding claims, wherein the expandable sealing portion ( 9 ) in the expanded position one at the top, the intended use of the chamber ceiling ( 12 ), concave, preferably shell or cone-shaped expansion body forms, with its outer edge portion, the Axialdichtfläche ( 13 ) and within the Axialdichtfläche ( 13 ) to the center of the closure body ( 6 ) rising and / or from the chamber ceiling ( 12 ) is spaced. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Spreizkörper verformbar, vorzugsweise elastisch verformbar, ausgebildet ist derart, dass durch Druckbeaufschlagung von der Erdkammer (3) her der Spreizkörper flach- bzw. flacher drückbar und hierdurch im Bereich der Axialdichtfläche (13) radial aufweitbar ist.Device according to the preceding claim, wherein the expansion body deformable, preferably elastically deformable, is formed such that by pressurization from the Erdkammer ( 3 ) forth the spreader flat or flat pressed and thereby in the range of Axialdichtfläche ( 13 ) is radially expandable. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der aufweitbare Dichtabschnitt (9) in aufgeweiteter Stellung einen Außendurchmesser besitzt, der zumindest 150%, vorzugsweise mehr als 200% des Erdbohrlochdurchmessers d besitzt.Device according to one of the preceding claims, wherein the expandable sealing portion ( 9 ) in the expanded position has an outer diameter which has at least 150%, preferably more than 200% of the Erdbohrlochdurchmessers d. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Axialdichtfläche (13) eine Ringfläche bildet, deren Innendurchmesser größer ist als der Erdbohrlochdurchmesser, vorzugsweise zumindest 140%, vorzugsweise mehr als 180% des Erdbohrlochdurchmessers d beträgt.Device according to one of the preceding claims, wherein the axial sealing surface ( 13 ) forms an annular surface whose inner diameter is greater than the Erdbohrlochdurchmesser, preferably at least 140%, preferably more than 180% of the Erdbohrlochdurchmessers d. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verschlusskorpus (6) eine Ventileinrichtung umfasst, die in einem Verbindungskanal angeordnet ist, der einerseits eine Öffnung zur Erdkammer (3) hin und andererseits eine Öffnung zu dem Erdbohrloch (1) hin besitzt, so dass in geöffneter Ventilstellung Fluid aus der Erdkammer (3) in das Erdbohrloch (1) strömen kann.Device according to one of the preceding claims, wherein the closure body ( 6 ) comprises a valve device which is arranged in a connecting channel, on the one hand an opening to the Erdkammer ( 3 ) and on the other hand an opening to the Erdbohrloch ( 1 ), so that in the open valve position fluid from the earth chamber ( 3 ) into the borehole ( 1 ) can flow.
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