DE102014003733A1

DE102014003733A1 - One-Day Injection Packers

Info

Publication number: DE102014003733A1
Application number: DE102014003733.9A
Authority: DE
Inventors: Hermann Hahn
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-03-18
Filing date: 2014-03-18
Publication date: 2015-09-24
Anticipated expiration: 2034-03-19
Also published as: DE102014003733B4

Abstract

Eintages-Injektionspacker, bestehend aus einem Druckrohr (1) mit Außengewinde (2) mindestens im rückwärtigen Bereich und mit eingebautem Rückschlagventil, einer auf dem Druckrohr (1) sitzenden, durch axiales Stauchen in einem Bohrloch verspannbaren Gummihülse (5), die zwischen einer vorderen Anschlagscheibe 3 und einer mit dem hinteren Stirnende der Gummihülse zusammenwirkenden Druckscheibe (4) auf dem Druckrohr (1) angeordnet ist, und mit einer auf das rückwärtige Ende des Druckrohrs (1) aufschraubbaren Einfüllnippelhülse (3), die mit ihrem vorderen Stirnende die Druckscheibe (4) beim Aufschrauben axial verschiebt und über diese die Gummihülse (5) axial staucht, und mit einem zwischen der Druckscheibe (4) und der Einfüllnippelhülse (3) angeordneten, mit den Gewindegängen des Außengewindes (2) des Druckrohrs (1) zusammenwirkenden Sicherungselement (7), das als elastisch aufweitbares Ringelement ausgebildet ist und in einer in der Druckscheibe (4) gebildeten Bohrung (6) mit konischer, sich nach rückwärts erweiternder Bohrungswand aufgenommen ist, wobei die Gummihülse (5) vorzugsweise durch einen Schlauchabschnitt aus Gummimaterial mit eingelegtem Bewehrungsgewebe gebildet ist, und wobei die Druckscheibe (4) mindestens in ihrem vorderen, mit dem hinteren Stirnende der Gummihülse (5) zusammenwirkenden Bereich mit einem Außenvielkant ausgebildet ist und der Außenvielkant relativ scharfkantig in die vordere Stirnfläche der Druckscheibe (4) übergeht.One-day injection packer, consisting of a pressure tube (1) with external thread (2) at least in the rear region and with built-in check valve, a seated on the pressure tube (1) by axial compression in a borehole bracing rubber sleeve (5) between a front Stop disc 3 and one cooperating with the rear end of the rubber sleeve pressure disc (4) on the pressure tube (1) is arranged, and with a on the rear end of the pressure tube (1) aufschraubbaren Einfüllnippelhülse (3), with its front end the thrust washer ( 4) when screwing axially displaces and over this the rubber sleeve (5) axially upsetting, and with a between the thrust washer (4) and the filling nipple (3) arranged with the threads of the external thread (2) of the pressure tube (1) cooperating securing element ( 7), which is designed as an elastically expandable ring member and in a in the pressure plate (4) formed bore (6) is received with conical, widening backward bore wall, wherein the rubber sleeve (5) is preferably formed by a hose portion of rubber material with inserted reinforcement fabric, and wherein the pressure disc (4) at least in its front, with the rear end of the rubber sleeve (5) cooperating region is formed with a Außenvielkant and the outer polygon relatively sharp edges in the front end face of the thrust washer (4) passes.

Description

Die Erfindung betrifft einen Injektionspacker nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an injection packer according to the preamble of claim 1.

Bei der Sanierung oder Abdichtung von Mauerwerk oder anderen Bauwerksteilen durch Einpressen flüssiger, insbesondere dünnflüssiger Materialien in Bohrlöcher werden die vorbereiteten Bohrlöcher jeweils zunächst mit einem sogenannten Injektionspacker verschlossen. Bei dem Injektionspacker handelt es sich um einen metallenen Rohrkörper mit einer äußeren, durch axiales Stauchen zusammenpressbaren Gummihülse zum Verspannen des Injektionspackers im Bohrloch und mit einem inneren Injektionskanal mit eingebautem Rückschlagventil. Die Verspannung des Injektionspackers im Bohrloch muss das Bohrloch sicher gegen die eingepresste Flüssigkeit abdichten und den Injektionspacker gegen den Druck der eingepressten Flüssigkeit sicher im Bohrloch fixieren. Durch den eingesetzten Injektionspacker kann dann die Flüssigkeit unter hohem Druck in das Bohrloch eingepresst werden, und der Injektionspacker mit dem Rückschlagventil sperrt das Bohrloch gegen einen Wiederaustritt der eingepressten Flüssigkeit ab und hält diese nach Beendigung des Einpressens unter Druck im Bohrloch bis zu deren Abbinden, Aushärten oder Aufnahme im Mauerwerk oder dergleichen.In the renovation or sealing of masonry or other parts of buildings by injecting liquid, in particular low-viscosity materials in wells, the prepared holes are each first sealed with a so-called injection packer. The injection packer is a metal tube body having an outer rubber sleeve compressible by axial compression for clamping the injection packer in the wellbore and having an internal injection channel with a built-in check valve. The tension of the injection packer in the borehole must reliably seal the borehole against the pressed-in liquid and fix the injection packer securely against the pressure of the pressed-in liquid in the borehole. Through the injection packer used, the liquid can then be pressed under high pressure into the well, and the injection packer with the check valve locks the well against re-emergence of the pressed liquid and keeps them after completion of pressing under pressure in the well until their setting, curing or inclusion in the masonry or the like.

Damit nach dem Einpressen der Behandlungsflüssigkeit durch die Injektionspacker die Bohrlöcher sofort, nämlich noch am selben Tag, verschlossen werden können, sind sogenannte Eintages-Injektionspacker bekannt. Diese ersparen eine zweite Anfahrt zur Baustelle nach dem Aushärten oder Abbinden des eingepressten flüssigen Materials frühestens am nächsten Tag, was bei normalen Injektionspackern erforderlich ist, bei denen ein rückwärtiger Einfüllnippel fest mit dem Injektionsrohrkörper verbunden ist und aus dem Bohrloch herausragt, weshalb vor dem Verschließen der Bohrlöcher der jeweilige Injektionspacker entfernt werden muss. Bei den Eintages-Injektionspackern hat die Injektionshülse ein Außengewinde, und der zum Anschließen eines Verpressgeräts dienende Einfüllnippel ist am rückwärtigen Ende einer Einfüllnippelhülse angeordnet, die auf dem Injektionsrohrkörper aufgeschraubt ist. Dieser dient beim Einsetzen des Injektionspackers in das vorbereitete Bohrloch auch zum Stauchen der Gummihülse zum Verspannen des Injektionspackers im Bohrloch, und nach dem Einpressen der Flüssigkeit kann er wieder vom Injektionsrohr abgeschraubt werden. Das im Bohrloch mittels der gestauchten Gummihülse verspannte Injektionsrohr verbleibt also im Bohrloch und dichtet dieses ab, und das Bohrloch kann dann in seinem äußeren Bereich sofort verschlossen werden.So that after the injection of the treatment liquid through the injection packer, the holes can be closed immediately, namely on the same day, so-called one-day injection packers are known. This saves a second approach to the site after curing or setting of the pressed liquid material at the earliest the next day, which is required in normal injection packers in which a rear filler nipple is firmly connected to the Injektionsrohrkörper and protrudes from the well, why before closing the Boreholes the respective injection packer must be removed. In the one-day injection packers, the injection sleeve has an external thread, and the filling nipple serving to connect a pressing device is disposed at the rear end of a filler nipple which is screwed onto the injection tube body. This is used when inserting the injection packer in the prepared hole for upsetting the rubber sleeve for clamping the injection packer in the borehole, and after pressing the liquid it can be unscrewed again from the injection tube. The injection pipe clamped in the borehole by means of the compressed rubber sleeve thus remains in the borehole and seals it, and the borehole can then be closed immediately in its outer region.

Ein solcher Eintages-Injektionspacker ist aus der DE 34 26 088 A1 bekannt.Such a one-day injection packer is from the DE 34 26 088 A1 known.

Weiter ist ein Eintages-Injektionspacker aus dem Patent DE 10 2006 032 668 B4 der hiesigen Anmelderin bekannt, der gegenüber dem ersteren bekannten Eintages-Injektionspacker durch einen verbesserten Spannmechanismus zum Stauchen der Gummihülse und zu deren Arretierung verbessert ist, um eine größere Sicherheit der Verspannung und eine Eignung der Konstruktion auch für Injektionspacker für kleine Bohrlöcher mit beispielsweise nur 10 mm zu ermöglichen.Next is a one-day injection packer from the patent DE 10 2006 032 668 B4 the present applicant, which is compared to the former known one-day injection packer improved by an improved clamping mechanism for compressing the rubber sleeve and its locking to a greater security of tension and suitability of the construction for injection packers for small holes with, for example, only 10 mm to enable.

Ein Problem kann allerdings in Ausnahmefällen bei ungünstigen Verhältnissen auch bei dem letzteren bekannten Eintages-Injektionspacker auftreten.However, a problem may occur in exceptional cases in unfavorable conditions even in the latter known one-day injection packer.

Dieses Problem hängt damit zusammen, dass wegen der verwendeten hohen Injektionsdrücke eine sehr starke Verspannung der Gummihülse im Bohrloch notwendig ist. Es herrscht also ein sehr hoher axialer Spanndruck zwischen dem rückwärtigen Ende der Gummihülse und der damit zusammenwirkenden Druckscheibe sowie zwischen dem rückwärtigen Ende der Druckscheibe und dem vorderen Ende der Einfüllnippelhülse (unmittelbar oder über den in der DE 10 2006 032 668 B4 vorgeschlagenen Zwischenring). Das Abschrauben der Einfüllnippelhülse von dem im Bohrloch verspannten Injektionsrohr nach dem Einpressen des flüssigen Materials ohne Verminderung der festen Verspannung der Injektionshülse im Bohrloch erfordert daher, dass die aufgrund des hohen axialen Spanndrucks entsprechend große Reibung zwischen dem vorderen Ende der Einfüllnippelhülse und dem rückwärtigen Ende der Druckscheibe in jedem Fall kleiner ist als die normalerweise noch viel höhere Reibung zwischen dem vorderen Ende der Druckscheibe und dem rückwärtigen Ende der gestauchten Gummihülse. Trotzdem kann es bei ungünstigsten Verhältnissen ausnahmsweise vorkommen, dass beim Abschrauben der Einfüllnippelhülse die Druckscheibe mitgedreht wird, insbesondere bei Verwendung eines Zwischenrings, da dieser wegen der sehr starken axialen Verspannung etwas verformt wird, und möglicherweise Schrammen oder Grate vorhanden sind, die einen erhöhten Reibschluss verursachen. Sollte sich aber die Druckscheibe beim Abschrauben der Einfüllnippelhülse mitdrehen, wird die Verspannung der Injektionshülse im Bohrloch verringert, und im ungünstigsten Fall kann sich der Injektionspacker lösen. Das kann fatale Folgen haben, wenn an einer Baustelle sich auch nur ein einziger von einer Vielzahl verwendeter Injektionspackern löst und dann der Druck des eingepressten Materials durch dieses Bohrloch entweichen kann. Diesem Problem kann zwar dadurch abgeholfen werden, dass die Druckscheibe am äußeren Umfang durch einen kleinen Rohransatz etwas nach vorne verlängert wird, und das rückwärtige Ende der Gummihülse entsprechend abgestuft ausgebildet wird, so dass das rückwärtige Ende der Gummihülse in die durch den Rohransatz umschlossene Kammer am vorderen Ende der Druckscheibe eintritt. Dadurch entsteht eine sehr starke und stark reibungserhöhende Verklemmung der Gummihülse mit der Druckscheibe. Der Nachteil liegt allerdings darin, dass dann für die Gummihülse Gummiformteile verwendet werden müssen, in welche die Abstufung eingeformt ist, und keine Verwendung von Gummihülsen in Gestalt einfacher Schlauchabschnitte möglich ist, und dass auch der Aufwand für die Druckscheibe sich durch zusätzliche Bearbeitung erhöht.This problem is related to the fact that because of the high injection pressures used a very strong tension of the rubber sleeve in the borehole is necessary. So there is a very high axial clamping pressure between the rear end of the rubber sleeve and the cooperating thrust washer and between the rear end of the thrust washer and the front end of the filler neck (directly or through in the DE 10 2006 032 668 B4 proposed intermediate ring). Therefore, unscrewing the filler neck sleeve from the downhole injection tube after injection of the liquid material without reducing the solid constraint of the injection sleeve downhole requires that the high axial clamping pressure correspondingly large friction between the front end of the filler neck and the rear end of the pressure plate in any case smaller than the normally much higher friction between the front end of the thrust washer and the rear end of the compressed rubber sleeve. Nevertheless, it can happen exceptionally under unfavorable conditions that when unscrewing the filling nipple sleeve, the pressure plate is rotated, especially when using an intermediate ring, as this is slightly deformed because of the very strong axial strain, and possibly scratches or burrs are present, which cause an increased frictional engagement , However, should the thrust washer rotate when unscrewing the filling nipple sleeve, the tension of the injection sleeve in the borehole is reduced, and in the worst case, the injection packer can come loose. This can have fatal consequences if at a construction site, even a single of a variety of used injection packers dissolves and then the pressure of the pressed material can escape through this hole. Although this problem can be remedied by the fact that the pressure plate on the outer circumference by a small pipe extension is extended slightly forward, and the rear End of the rubber sleeve is stepped according formed, so that the rear end of the rubber sleeve enters the chamber enclosed by the tube approach chamber at the front end of the thrust washer. This creates a very strong and strong friction-increasing jamming of the rubber sleeve with the pressure plate. The disadvantage, however, is that then rubber molded parts must be used for the rubber sleeve, in which the gradation is formed, and no use of rubber sleeves in the form of simple tube sections is possible, and that the cost of the pressure plate increases by additional processing.

Ein weiteres Problem tritt auf, wenn beim Bohren von Bohrlöchern in weichem Untergrund, zum Beispiel im Mauerwerk oder marodem Beton, die Bohrlöcher oft sehr groß ausfallen. Dadurch entsteht dann ein großer Spalt zwischen der Bohrlochwandung und den Druckscheiben an den beiden axialen Enden der Gummihülse des Injektionspackers. Ist dieser Spalt sehr groß, kann es vorkommen, dass beim Verspannen des Injektionspackers im Bohrloch die Gummihülse an ihren Enden zu einem großen Teil über die Druckscheiben quillt und herausgedrückt wird. Die Gummihülse eines solchen Injektionspackers ist dann nicht zureichend verspannt, was dazu führt, dass die Gummihülse im Bohrloch schlecht abdichtet oder der Injektionspacker nicht fest genug im Bohrloch verspannt ist, um dem Druck des injizierten Materials standzuhalten, und der Injektionspacker dann aus dem Bohrloch herausgedrückt wird.Another problem arises when drilling boreholes in soft ground, for example in masonry or ailing concrete, the boreholes are often very large. This then creates a large gap between the borehole wall and the pressure discs at the two axial ends of the rubber sleeve of the injection packer. If this gap is very large, it can happen that when clamping the injection packer in the borehole the rubber sleeve swells at its ends to a large extent on the pressure plates and is pushed out. The rubber sleeve of such an injection packer is then not adequately braced, with the result that the rubber sleeve in the well bad seals or the injection packer is not tight enough braced in the well to withstand the pressure of the injected material, and the injection packer is then pushed out of the well ,

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Eintages-Injektionspacker zu schaffen, bei dem mit absoluter Sicherheit ein unerwünschtes Herausdrehen der Druckscheibe beim Abschrauben der Einfüllnippelhülse verhindert wird, und vorzugsweise auch eine Verwendung in groß ausfallenden Bohrlöchern in weichem Untergrund bei absolut sicherer Verspannung ermöglicht wird.The object of the invention is therefore to provide a one-day injection packer, in which with absolute certainty unwanted unscrewing the pressure plate when unscrewing the filling nipple sleeve is prevented, and preferably also a use in large failing boreholes in soft ground with absolutely secure clamping is possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den im Anspruch 1 angegebenen Eintages-Injektionspacker gelöst.This object is achieved by the one-day injection packer specified in claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion wird als Gummihülse ein Schlauchabschnitt eingesetzt, und die Druckscheibe ist mindestens in ihrem vorderen, mit der rückwärtigen Endfläche der Gummihülse zusammenwirkenden Endbereich an ihrem Umfang nicht kreisrund, sondern als Mehrkant ausgebildet, beispielsweise als Sechskant, und die Mehrkant-Umfangsfläche bildet mit der an der Endfläche der Gummihülse anliegenden Endfläche der Druckscheibe relativ scharfe Kanten.In the construction according to the invention, a hose portion is used as a rubber sleeve, and the pressure plate is not circular at least in its front, cooperating with the rear end surface of the rubber sleeve end portion on its circumference, but formed as a polygon, for example as a hexagon, and the polygonal peripheral surface forms with the pressure applied to the end face of the rubber sleeve end face of the thrust washer relatively sharp edges.

Dadurch wird bewirkt, dass die Gummihülse mit ihrem an der Druckscheibe anliegenden Ende aufgrund des hohen axialen Stauchdrucks etwas über die vordere Endfläche der Druckscheibe entlang der Kanten des Mehrkant-Umfangs überquillt, denn jede Kante des Mehrkants bildet mit der runden Bohrlochwandfläche einen gewissen Spalt. Die relativ scharfen Kanten der Druckscheibe fördern das Einpressen in die Endfläche der Gummihülse und das Herstellen einer hochfesten Formschlussverbindung. Der überquellende Gummi an den Kanten des Mehrkants oder Sechskants verkeilt dabei die Druckscheibe mit der im Bohrloch fest verspannten Gummihülse derart, dass ein ungewolltes Mitdrehen der Druckscheibe beim Abschrauben der Einfüllnippelhülse selbst dann völlig unmöglich ist, wenn durch irgendwelche ungünstige Umstände wie beispielsweise irgendeinen Grat eine erhöhte Reibung zwischen dem vorderen Ende der Einfüllnippelhülse und dem rückwärtigen Ende der Druckscheibe oder einer dazwischen angeordneten Zwischenscheibe vorhanden sein sollte.This causes the rubber sleeve with its abutting end to the pressure plate due to the high axial compression pressure somewhat over the front end surface of the pressure disk along the edges of the polygonal circumference, because each edge of the polygon forms a certain gap with the round borehole wall surface. The relatively sharp edges of the pressure plate promote the pressing into the end surface of the rubber sleeve and producing a high-strength positive connection. The overflowing rubber at the edges of the polygon or hexagon wedges the thrust washer with the tightly clamped rubber sleeve in such a way that accidental rotation of the thrust washer when unscrewing the filler neck is completely impossible even if increased by any adverse circumstances such as any burr There should be friction between the front end of the filler neck sleeve and the rear end of the thrust washer or an intermediate washer therebetween.

Vorzugsweise wird als Gummihülse ein Abschnitt eines Schlauchs mit im Gummi eingebetteter Karkasse, also einem Verstärkungsgewebe, verwendet. Dabei bewirkt die Karkasse in der Gummihülse, dass auch bei ausgeschlagenem Bohrloch in weichem Untergrund ein unkontrolliertes Überquellen der Gummihülse über das vordere Ende der Druckscheibe ausgeschlossen ist, und dass insbesondere die Gummihülse sich in einer kontrollierten zieharmonikaartigen Wellenform staucht und diese Stauchung problemlos zu einer sehr starken radialen Aufweitung führen kann, so dass auch bei einem wegen des weichen Untergrunds übergroß geratenen Bohrloch ein absolut fester Sitz des Injektionspackers erreicht wird.Preferably, as a rubber sleeve, a portion of a hose with rubber-embedded carcass, so a reinforcing fabric used. The carcass in the rubber sleeve causes an uncontrolled overflowing of the rubber sleeve over the front end of the thrust washer is excluded even with knocked hole in soft ground, and that in particular the rubber sleeve compresses in a controlled concertina-like waveform and this compression easily to a very strong radial expansion can result, so that even with a due to the soft underground oversized borehole an absolutely tight fit of the injection packer is achieved.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben, in denen zeigt:An embodiment of the invention will be described below in more detail with reference to the accompanying drawings, in which:

1 eine Seitenansicht des in einem längs geschnittenen Bohrloch verspannten Eintages-Injektionspackers nach der Erfindung, und 1 a side view of the strained in a longitudinal wellbore one-day injection packer according to the invention, and

2 eine Frontansicht des im Bohrloch verspannten Injektionspackers nach 1 nach Abschrauben der Einfüllnippelhülse. 2 a front view of the braced in the well injection packer after 1 after unscrewing the filling nipple sleeve.

Die Zeichnungen zeigen den erfindungsgemäßen Eintages-Injektionspacker in einem Bohrloch verspannt in schematisierter Darstellung.The drawings show the one-day injection packer according to the invention in a borehole braced in a schematic representation.

Die im folgenden verwendeten Begriffe ”vorn” und ”hinten” beziehen sich jeweils auf die durch einen Pfeil in 1 dargestellte Injektionsrichtung.The terms "front" and "rear" used below refer to those indicated by an arrow in 1 illustrated injection direction.

Der in den Zeichnungen dargestellte Eintages-Injektionspacker besteht aus einem metallenen Rohrkörper, der ein Druckrohr 1 bildet (in 2 in Frontansicht sichtbar, in 1 durch die Gummihülse verdeckt und unsichtbar), das mindestens in seinem hinteren Bereich ein Außengewinde 2 hat (in 1 unsichtbar und nur gestrichelt angedeutet). In seinem vorderen Endbereich enthält das Druckrohr 1 eine Kugelrückschlagventilkammer (nicht sichtbar), in der in bekannter Weise axial hintereinander eine vordere harte Ventilkugel und eine hintere weiche Ventilkugel angeordnet sind, wie beispielsweise in der DE 10 2006 032 668 B4 dargestellt ist. The one-day injection packer shown in the drawings consists of a metal tube body, which is a pressure tube 1 forms (in 2 visible in front view, in 1 hidden by the rubber sleeve and invisible), which at least in its rear area an external thread 2 has in 1 invisible and only indicated by dashed lines). In its front end area contains the pressure tube 1 a ball check valve chamber (not visible) in which in a known manner axially behind a front hard valve ball and a rear soft valve ball are arranged, such as in the DE 10 2006 032 668 B4 is shown.

An seinem vorderen Ende ist das Druckrohr 1 mit einer vorderen Anschlagscheibe 3 verbunden, und auf dem rückwärtigen Ende des Druckrohrs 1 ist eine hintere Druckscheibe 4 axial verschiebbar aufgesetzt. Zwischen der vorderen Anschlagscheibe 3 und der hinteren Druckscheibe 4 sitzt eine Gummihülse 5 auf dem Druckrohr 1. Diese Gummihülse 5 ist durch einen Abschnitt eines Gummischlauchs mit Karkasse, also mit einem in den Gummi eingebetteten Bewehrungsgewebe, gebildet.At its front end is the pressure tube 1 with a front stop disc 3 connected, and on the rear end of the pressure tube 1 is a rear thrust washer 4 mounted axially displaceable. Between the front stop disc 3 and the rear thrust washer 4 sits a rubber sleeve 5 on the pressure tube 1 , This rubber sleeve 5 is formed by a portion of a rubber hose with carcass, so with a reinforcing fabric embedded in the rubber.

Wie in 1 aus den gestrichelt dargestellten unsichtbaren Kanten ersichtlich ist, hat die hintere Druckscheibe 4 eine sich in ihrem rückwärtigen Bereich konisch erweiternde Bohrung 6. In dieser so gebildeten, sich konisch nach rückwärts erweiternden Kammer in der Druckscheibe 4 sitzt ein Sicherungselement 7 in Gestalt vorzugsweise eines geschlitzten Metallrings. Das Sicherungselement 7 ist elastisch aufweitbar und wirkt mit den Gewindegängen des Außengewindes 2 des Druckrohrs 1 zusammen.As in 1 from the invisible edges shown in dashed lines, has the rear thrust washer 4 a conically widening bore in its rear region 6 , In this so formed, conically widening backward chamber in the pressure disk 4 sits a fuse element 7 in the form of preferably a slotted metal ring. The fuse element 7 is elastically expandable and acts with the threads of the external thread 2 of the pressure tube 1 together.

Auf das rückwärtige Ende des Druckrohrs 1 ist eine Einfüllnippelhülse 8 aufgeschraubt, die an ihrem hinteren Ende mit einem Einfüllnippel 9 zum Ansetzen eines Verpressgeräts sowie mit einem Außensechskant 10 zum Aufschrauben der Einfüllmittelhülse auf das Druckrohr ausgebildet ist. Zwischen dem vorderen Ende der Einfüllnippelhülse 8 und dem rückwärtigen Ende der Druckscheibe 4 ist ein Zwischenring 11 eingelegt.On the rear end of the pressure tube 1 is a filling nipple sleeve 8th screwed on, at its rear end with a filling nipple 9 for attaching a grouting device and with an external hexagon 10 for screwing the Einfüllmittelhülse is formed on the pressure tube. Between the front end of the filler neck sleeve 8th and the rear end of the thrust washer 4 is an intermediate ring 11 inserted.

In 2 ist der im Bohrloch verspannte Eintages-Injektionspacker bei wieder abgeschraubter Einfüllnippelhülse 9 dargestellt, wobei auch der Zwischenring 11 weggelassen ist (obwohl dieser normalerweise im Bohrloch verbleibt, da er dort nicht stört), so dass man in 2 das rückwärtige Ende des Druckrohrs 1, die von hinten gesehene Druckscheibe 4 und das Sicherungselement 7 deutlich sieht, das innerhalb der sich rückwärts konisch erweiternden Bohrung 6 der Druckscheibe 4 auf dem Außengewinde des Druckrohrs 1 in einen Gewindegang desselben eingreifend sitzt.In 2 is the stressed in the borehole one-day injection packer with again unscrewed filler neck sleeve 9 represented, whereby also the intermediate ring 11 is omitted (although this usually remains in the borehole, since it does not bother there), so that in 2 the rear end of the pressure tube 1 , the thrust washer seen from behind 4 and the fuse element 7 clearly sees that within the rearward conically widening bore 6 the pressure disk 4 on the external thread of the pressure tube 1 sits engaging in a thread of the same.

Wie man in der Seitenansicht nach 1 und insbesondere in der Draufsicht nach 2 erkennt, hat die Druckscheibe 4 an ihrem Außenumfang über ihre ganze axiale Länge eine Sechskantform (es könnte auch eine andere Vielkantform sein), und die Umfangskanten der Druckscheibe an ihrer mit der Gummihülse 5 zusammenwirkenden Endfläche sind relativ scharfkantig.As can be seen in the page view 1 and in particular in the plan view 2 recognizes, has the thrust washer 4 on its outer circumference over its entire axial length a hexagonal shape (it could also be another polygonal shape), and the peripheral edges of the pressure plate at its with the rubber sleeve 5 cooperating end face are relatively sharp.

Zum Setzen des Eintages-Injektionspackers wird dieser in das vorbereitete Bohrloch eingeschoben, und sodann wird die Einfüllnippelhülse mittels eines am Außensechskant 10 angesetzten Schlüssels gedreht und auf das Außengewinde 2 des Druckrohrs 1 aufgeschraubt. Dabei wird die lose auf das Druckrohr 1 aufgesetzte Druckscheibe 4 durch das sich vorwärts bewegende vordere Ende der Einfüllnippelhülse 8 vorgeschoben, und die Gummihülse 5 zwischen der stationär bleibenden vorderen Anschlagscheibe 3 und der Druckscheibe 4 wird dabei zunehmend axial gestaucht, wodurch sie radial aufgeweitet wird und unter starkem Pressdruck an der Bohrungswand anliegt. Dadurch wird der Injektionspacker im Bohrloch fest verspannt. Während des Vorschiebens der Druckscheibe 4 durch das Aufschrauben der Einfüllnippelhülse 8 wird das radial aufspreizbare Sicherungselement 7 zusammen mit der Druckscheibe vorgeschoben, indem es von Gewindegang zu Gewindegang weiterspringt. In der sich konisch rückwärts erweiternden Bohrung 6 der Druckscheibe 4 hat das Sicherungselement 7 den notwendigen radialen Spielraum, um sich jeweils so aufspreizen zu können, dass es über den jeweiligen Gewindegang ratschen kann. Wird dann nach Beendigung des Einpressens von flüssigem Material, das durch das im Druckrohr eingebaute (in der Zeichnung nicht sichtbare) Kugelrückschlagventil gegen ein Zurückströmen gesichert wird, die Einfüllnippelhülse abgeschraubt, sucht die Druckscheibe 4 natürlich unter dem Druck der stark verspannten Gummihülse 5 dieser Lösebewegung zu folgen. Dabei wird aber nach einer nur minimal kurzen axialen Rückwärtsbewegung der Druckscheibe 4 das Sicherungselement 7 in dem vorderen engen Bereich der sich konisch rückwärts erweiternden Bohrung 6 zwischen dieser konischen Bohrungswand und dem jeweiligen Gewindegang eingeklemmt, in dem sich das Sicherungselement gerade befindet. Es kann sich radial nicht mehr dehnen und arretiert so die Druckscheibe 4 in ihrer axialen Position, so dass die Gummihülse sich nicht entspannen kann und der Injektionspacker im Bohrloch fest verankert bleibt.To set the one-day injection packer this is inserted into the prepared hole, and then the filling nipple sleeve by means of a hexagon socket 10 turned key and on the external thread 2 of the pressure tube 1 screwed. This is the loose on the pressure tube 1 attached pressure disc 4 by the forwardly moving front end of the filler neck sleeve 8th advanced, and the rubber sleeve 5 between the stationary stationary stop disc 3 and the pressure disc 4 is increasingly compressed axially, whereby it is radially expanded and rests against the bore wall under strong pressure. As a result, the injection packer is firmly clamped in the borehole. While advancing the thrust washer 4 by screwing on the filling nipple sleeve 8th becomes the radially expandable securing element 7 advanced along with the thrust washer by jumping from thread to thread. In the conically widening bore 6 the pressure disk 4 has the fuse element 7 the necessary radial clearance to each spread so that it can ratchet over the respective thread. Then, after completion of the pressing of liquid material, which is secured by the built-in pressure tube (not visible in the drawing) ball check valve against backflow, the Einfüllnippelhülse unscrewed, looking for the thrust washer 4 Of course, under the pressure of the heavily strained rubber sleeve 5 to follow this release movement. But this is after a minimal short axial backward movement of the pressure plate 4 the fuse element 7 in the front narrow region of the conically widening bore 6 clamped between this conical bore wall and the respective thread, in which the securing element is currently located. It can not stretch radially anymore and thus locks the thrust washer 4 in its axial position, so that the rubber sleeve can not relax and the injection packer remains firmly anchored in the wellbore.

Wie man sowohl aus 1 als auch aus 2 sieht, quillt beim Verspannen des Injektionspackers im Bohrloch durch den hohen axialen Pressdruck die axial zusammengestauchte Gummihülse 5 im Bereich der hinteren Druckscheibe 4 entlang der Außensechskantkanten etwas über, da die Kanten des Außensechskants mit der kreisrunden Bohrlochwand jeweils einen Spalt bilden, in den Gummihülsenmaterial hineingedrückt werden kann und die Druckscheibe sich mit ihren relativ scharfen Kanten in den Gummi eindrückt. Dieses verdrängte Gummihülsenmaterial bildet nun zwischen der Bohrlochwand und den Außensechskantflächen der Druckscheibe 4 eine straffe formschlüssige Verkeilung und macht es unmöglich, dass die Druckscheibe sich beim Herunterschrauben der Einfüllnippelhülse in Löserichtung mitdrehen kann.How to get out both 1 as well as out 2 sees, compresses the axially compressed up rubber sleeve when clamping the injection packer in the borehole by the high axial pressure 5 in the area of the rear thrust washer 4 along the outer hex edges a bit over, since the edges of the hexagon with the circular Borehole wall each form a gap, can be pressed into the rubber sleeve material and the pressure plate presses with their relatively sharp edges in the rubber. This displaced rubber sleeve material now forms between the borehole wall and the outer hex surfaces of the thrust washer 4 a tight positive wedging and makes it impossible that the pressure plate can rotate when screwing down the filler neck in the release direction.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3426088 A1 [0004]
DE 102006032668 B4 [0005, 0007, 0020]

Claims

One-day injection packer consisting of a pressure tube ( 1 ) with external thread ( 2 ) at least in the rear area and with built-in check valve, one on the pressure pipe ( 1 ) sitting, by axial compression in a borehole braceable rubber sleeve ( 5 ) between a front stop disc 3 and a thrust washer cooperating with the rear end end of the rubber sleeve ( 4 ) on the pressure tube ( 1 ) is arranged, and with a on the rear end of the pressure tube ( 1 ) screw-on filling nipple sleeve ( 3 ), which with their front end the thrust washer ( 4 ) moves axially when screwing on and the rubber sleeve ( 5 ) axially, and with a between the pressure plate ( 4 ) and the filling nipple sleeve ( 3 ), with the threads of the external thread ( 2 ) of the pressure tube ( 1 ) cooperating securing element ( 7 ), which is designed as an elastically expandable ring element and in one in the pressure plate ( 4 ) formed bore ( 6 ) is received with a conical, widening backward bore wall, characterized in that the thrust washer ( 4 ) at least in its front, with the rear end of the rubber sleeve ( 5 ) cooperating region is formed with an outer polyhedron and the outer polygon relatively sharp-edged in the front end face of the thrust washer ( 4 ) passes over.

One-day injection packer according to claim 1, wherein the outer polyhedron of the pressure disc ( 4 ) is an external hexagon.

One-day injection packer according to claim 1 or 2, wherein the external polyhedron extends over the entire axial length of the pressure disc ( 4 ).

One-day injection packer according to one of claims 1 to 3, wherein the rubber sleeve ( 5 ) contains a reinforcing fabric embedded in the rubber material.