DE1088906B - Standpipe composed of several loosely nested pipe sections for gas extraction from gas wells - Google Patents

Standpipe composed of several loosely nested pipe sections for gas extraction from gas wells

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DE1088906B
DE1088906B DEH35374A DEH0035374A DE1088906B DE 1088906 B DE1088906 B DE 1088906B DE H35374 A DEH35374 A DE H35374A DE H0035374 A DEH0035374 A DE H0035374A DE 1088906 B DE1088906 B DE 1088906B
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Friedrich Wittko
Alfred Foerster
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Description

DEUTSCHESGERMAN

In Untertagebetrieben werden bekanntlich schlagwetterbildende Grubengase über in das Gebirge gebrachte Gasbohrlöcher abgesaugt. Zu diesem Zweck werden in die Gasbohrlöcher Standrohrleitungen eingeführt, deren Kopf als Absaugsonde ausgebildet ist und deren Schüsse gegeneinander abgedichtet sind. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die bisher allgemein übliche Art der Befestigung und Abdichtung der Standrohre im Gebirge durch Vergießen des' Zwischenraumes zwischen Bohrlochwandung und Standrohraußenmantel mit Zementmilch bzw. Beton Anlaß zu mehr oder weniger großen Wetterkurzschlüssen zwischen Bohrloch und Abbaustrecke ist und damit die ursprünglich im Bohrloch vorhandene Methankonzentration bis auf einen Methananteil von 20 °/o und weniger heruntergesetzt wird. Der Grund hierfür ist darin zu suchen, daß der starre Betonring zwischen Standrohr und Bohrlochwand zur Abdichtung keinesfalls ausreicht, zumal dieser Betonmantel durch die über den abgebauten Streb durch das absinkende Hangende hervorgerufenen Gebirgsbewegungen sehr bald verrissen wird, wodurch Zirkulationswege für Schleichströme aus den S trecken wettern in das unter Unterdruck stehende Bohrloch geschaffen werden. Unter Umständen wird durch die Gebirgsbewegungen bereits der Abbindevorgang des Zementes so stark ge-' stört, daß der Zement bzw. Beton überhaupt keinen harten, widerstandsfähigen Körper, sondern nur eine lose zusammenhängende, körnige Masse bildet, die natürlich einen noch bequemeren Weg für Wetterkurzschlüsse ermöglicht, wenn die einzelnen Rohrschüsse im übrigen nicht gegeneinander abgedichtet sind. Auf derartige zusätzliche Abdichtungsmaßnahmen hat man aber, während die einzelnen Rohrschüsse über Muffen und Einsteckende übereinandergeschoben werden, bisher verzichtet. Bei Standrohren, die aus lose zusammengesteckten einzelnen Rohrschüssen bestehen, können so die Kurzschlußströme bereits an den Einsteckstellen in das Standrohr eintreten. Bei in den Muffen verschraubten Einzelrohrschüssen steigen die Kurzschlußströme auch am Standrohr auf, um am Standrohrende vom Unterdruck in den Gasstrom hineingezogen zu werden. Darüber hinaus werden infolge Gebirgsbewegungen Trennungen der einzelnen Rohrschüsse an den verschiedenen Verbindungsstellen beobachtet, was bei den nur lose ineinandergesteckten Teilen mangels Widerstand gegen das Aufeinanderziehen leicht möglich ist, was bei Rohfschüssen, die ineinandergeschraubt sind, aber ebenfalls beobachtet wird, wobei das gesamte Gewinde herausgerissen wird. Ein derartiges Trennen der einzelnen Rohrschüsse tritt dabei nicht nur durch die Gebirgsbewegungen auf, sondern auch beim Bohrvorgang bzw. beim Herausziehen des Bohrgestänges, wenn, dem Bohrvortrieb Aus mehreren lose ineinandergestecktenIn underground operations, as is well known, firedamp-forming mine gases are brought into the mountains Gas wells sucked out. For this purpose, standpipes are inserted into the gas wells, whose head is designed as a suction probe and whose shots are sealed against each other. It However, it has been shown that the previously common type of attachment and sealing of the standpipes in the mountains by pouring the space between the wall of the borehole and the outer casing of the standpipe with cement milk or concrete cause more or less large weather short-circuits between Is the borehole and mining route and thus the methane concentration originally present in the borehole is reduced to a methane content of 20% and less. The reason for this is to seek that the rigid concrete ring between the standpipe and the borehole wall for sealing in no way is sufficient, especially since this concrete shell is caused by the subsiding over the dismantled longwall Hanging rock caused by rock movements very soon panned out, creating circulation routes for Creeping currents from the stretches ramble into the borehole under negative pressure. Under The setting process of the cement is already so strongly influenced by the rock movements. disturbs that the cement or concrete no hard, resistant body at all, but only one forms loosely coherent, granular mass, which of course is an even more convenient way for short-circuits in the weather made possible when the individual pipe sections are not sealed against each other. on Such additional sealing measures have, however, while the individual pipe sections have sleeves and push-in ends have been dispensed with so far. For standpipes that are loosely plugged together individual pipe sections exist, the short-circuit currents can already be at the insertion points enter the standpipe. In the case of individual pipe sections screwed into the sleeves, the short-circuit currents increase also on the standpipe in order to be drawn into the gas flow by the negative pressure at the standpipe end to become. In addition, the individual pipe sections separate as a result of rock movements observed at the various junctions, what happened to the loosely nested Sharing is easily possible due to the lack of resistance to being pulled apart, which is the case with raw feet that are screwed into each other, but is also observed, with the entire thread being torn out. Such a separation of the individual pipe sections does not only occur due to the rock movements on, but also during the drilling process or when pulling out the drill string, if, the drilling drive From several loosely inserted one into the other

Rohrschüssen zusammengesetzteComposite pipe sections

Standrohrleitung für die GasabsaugungStandpipe for gas extraction

aus Gasbohrlöchernfrom gas wells

Anmelder:Applicant:

Carl Hamacher Kommanditgesellschaft,
Wattenscheid, Watermannsweg 27-31Carl Hamacher limited partnership,
Wattenscheid, Watermannsweg 27-31

Friedrich Wittko, Wattenscheid,Friedrich Wittko, Wattenscheid,

und Alfred Förster, Essen,
sind als Erfinder genannt wordenand Alfred Förster, Essen,
have been named as inventors

folgend, die Standrohre in das Bohrloch eingeschoben werden und danach das Bohrgestänge entfernt wird.following, the standpipes are pushed into the borehole and then the drill pipe is removed.

Die bei bekannten Standrohren für Gasbohrlöcher auftretenden Wetterkurzschlüsse sind außerordentlich nachteilig, da einerseits bei derartigen Kurzschlüssen die Absaugung der unter Umständen zur Bildung von' explosiblen Grubenwetter^ führenden Grubengase schlecht wird, darüber hinaus das Gas durch die Luftzumischung in seiner Zusammensetzung so verschlechtert wird, daß es als Brauchgas nicht mehr Verwendung finden kann. Besondere Schwierigkeiten entstehen bei den bekannten, aus ineinandergesteckten Rohrschüssen zusammengesetzten Standrohren außerdem beim Einschieben, wobei dieüblichenKupplungen kaum Verwendung finden können, da sie nach dem Einschieben nicht mehr zugänglich und folglich nicht schließbar sind und Einschraubenden sich nicht bewähren, da sie einerseits die Rohrleitung zu starr machen, so daß sie den Gebirgsbewegungen kaum noch zu folgen in der Lage sind, darüber hinaus infolge dieser Starrheit die Gewinde jedoch auch abreißen.The weather short-circuits that occur with known standpipes for gas wells are extraordinary disadvantageous, since on the one hand with such short circuits the suction of the possibly to the formation of ' explosive mine weather ^ leading mine gases becomes bad, moreover the gas by the air admixture its composition is so deteriorated that it is no longer used as a service gas Can be found. Particular difficulties arise with the known pipe sections that are plugged into one another assembled standpipes also when pushing in, whereby the usual couplings hardly Can be used because they are no longer accessible after being pushed in and therefore cannot be closed and screw-in ends do not prove themselves, as they make the pipeline too rigid on the one hand, so that they are hardly able to follow the movements of the mountains, moreover because of this rigidity however, the threads also tear off.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine aus mehreren lose ineinandergesteckten Rohrleitungen zusammengesetzte Standrohrleitung für die Gasabsaugung aus Gasbohrlöchern so auszubilden, daß einerseits mit Sicherheit Wetterkurzschlüsse vermieden werden, darüber hinaus die einzelnen Rohrschüsse leicht in das Bohrloch einbringbar und zum Standrohr zu vereinigen sind.The object of the invention is to create one of several loosely nested pipes to train composite standpipe for gas extraction from gas wells so that on the one hand Weather short-circuits can be avoided with certainty, as well as the individual pipe sections can be easily introduced into the borehole and combined to form the standpipe.

009 607/75009 607/75

Claims (4)

3 43 4 Die Erfindung betrifft eine aus mehreren lose in- meidbar zwischen den einzelnen Rohrschüssen aufeinandergesteckten Rohrschüssen zusammengesetzte tretenden Abwinkelungen zugleich die unlösbare Standrohrleitung für die Gasabsaugung aus Gasbohr- Verbindung der einzelnen Rohrschüsse miteinander löchern. Sie besteht darin, zur Verbindung der einzel- bewirken und eine Abdichtungsfunktion erfüllen, wähnen Rohrschüsse an sich bekannte Muffen mit Dich- 5 rend sie bisher in gerade entgegengesetzter Weise die tungsmittel tragenden Ringen, deren Ilinendurehmes- Verbindungen der einzelnen Rohrschüsse sowie die ser kleiner ist als der Muffendurchmesser, zu verwen- Abdichtungswirkung zerstören.The invention relates to one of a plurality of loosely unavoidable stuck one on top of the other between the individual pipe sections Stepping bends composed of pipe sections at the same time form the non-detachable standpipe for gas extraction from the gas drilling connection of the individual pipe sections with one another holes. It consists in connecting the individual effects and fulfilling a sealing function, imagined Pipe sections known per se sockets with sealing 5 rend them in just the opposite way medium-bearing rings, their Ilinendurehmes connections of the individual pipe sections as well as the If it is smaller than the socket diameter, destroy the sealing effect. den und diese so anzuordnen sowie auszubilden, daß Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer bei Abwinkelung des in die Muffe eingesteckten Rohr- lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichschusses um einen vorgegebenen Winkel eine Klemm- io nung ausführlicher erläutert; es zeigt
verbindung entsteht, die ein Trennen der einzelnen Fig. 1 im Längsschnitt eine erfindungsgemäße Rohrschüsse durch Zug unmöglich macht. Nach einer Standrohrleitung,to arrange and train them in such a way that In the following the invention is explained in more detail by means of a drawing section showing only one embodiment when the pipe inserted into the socket is bent by a predetermined angle; it shows
Connection arises, which makes a separation of the individual Fig. 1 in longitudinal section a pipe section according to the invention by train impossible. After a standpipe, bevorzugten Ausführungsform werden die Ringe in Fig. 2 einen Ausschnitt aus dem Gegenstand nachpreferred embodiment, the rings in Fig. 2 are a section of the object according to die an den Rohren angegossenen oder durch Aufweiten Fig. 1 bei gegeneinander abgewinkelten Rohrschüssenthose cast onto the pipes or by widening Fig. 1 in the case of pipe sections angled against one another hergestellten Muffen eingesetzt, z. B. eingeschweißt. 15 «ndmanufactured sleeves used, z. B. welded. 15 «nd Es empfiehlt sich, die Ringe mit einer umlaufenden Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnit-It is recommended that the rings with a circumferential Fig. 3 an enlarged representation of the cutout Ausnehmung zu versehen, die zumindest halbkreis- tes aus Fig. 1.To provide a recess that is at least semicircular from FIG. förmigen Querschnitt besitzt, und in welche Dich- Die in den Figuren dargestellte Standrohrleitung tungsringe mit Kreisquerschnitt aus Gummi oder besteht aus mehreren ineinandergesteckten Rohrschüsähnlichen Werkstoffen eingelegt sind. Zweckmäßig be- 20 sen 1 und dient für die Gasabsaugung aus Gasrohrsitzt die umlaufende Ausnehmung in den Muffenrin- bohrlöchern. Zu diesem Zweck wird das Standrohr in gen einen über den Halbkreisquerschnitt hinausgehen- ein Gasbohrloch eingebracht und außenseitig mit Beden Querschnitt, so daß der Dichtungsring in dieser ton oder Zement vergossen bzw. verdrückt.
Ausnehmung festgeklemmt ist. Zur Verbindung der einzelnen Rohrschüsse sind anhas a shaped cross-section, and in which you- The standpipe shown in the figures processing rings with a circular cross-section made of rubber or consists of several nested pipe sections-like materials are inserted. The circumferential recess is conveniently located in the socket ring drill holes and is used for gas suction from the gas pipe. For this purpose, the standpipe is introduced into a gas borehole going beyond the semicircular cross-section and with a Beden cross-section on the outside, so that the sealing ring is cast or pressed in this clay or cement.
Recess is clamped. To connect the individual pipe sections are on Bei der erfindungsgemäßen Standrohrleitung kön- 25 sich bekannte Muffen 2 vorgesehen, die einen Dichnen die einzelnen Rohrschüsse an sich in beliebiger tungsmittel 3 tragenden Ring 4 aufweisen, dessen In-Weise gestaltet sein. So ist es möglich, stets an einer nendufchmesser kleiner ist' als der Muffendurchmesser. vSeite der Rohre eine Muffe und an der anderen Seite Der Ring 4 ist so angeordnet, daß durch Abwinkelung der Muffe ein Einsteckende auszubilden. Im allgemei- von zwei Rohrschüssen 1, wie sie in Fig. 2 angedeutet nen wifd nmn dieses Einsteckende vollkommen un- 30 ist, an der Verbindungsstelle eine Klemmwirkung bearbeitet und unaufgeweitet bzw. unverengt lassen, derart auftritt, daß sich die Rohrschüssel praktisch während am anderen Ende die Muffe ausgebildet ist. nicht mehr auseinanderziehen lassen. Zugleich wird Ein besonderer Vorschlag der Erfindung geht auch dadurch offensichtlich die Dichtwirkung verbessert, dahin, Rohrschüsse vorzusehen, die entweder an bei- Um zu verhindern, daß der in die erwähnten Muffenden Enden eine Muffe der beschriebenen Ausbildung 35 ringe 4 eingelegte Dichtungsring 3 sich bei den beaufweisen oder an beiden Enden als Einsteckenden schriebenen Beanspruchungen herausquetscht, besitausgebildet, z. B. unbearbeitet sind. Diese Rohrschüsse zen die Muffenringe 4 umlaufende Ausnehmungen 4α werden dann im Standrohrverband abwechselnd an- mit einem Querschnitt, der kreisförmig gestaltet und geordnet. Der Kopfrohrschuß besitzt zweckmäßiger- größer als halbkreisförmig gewählt ist. Die im Querweise eine trichterförmige Aufweitung und dient so 40 schnitt kreisförmigen Dichtungsringe 3 sind so klemals Saugkopf, wobei es sich empfiehlt, an dieser trich- mend in den erwähnten Ausnehmungen 4 a festgehalten, terförmigen Aufweitung außen Führungsrippen vor- Im Ausführungsbeispiel finden Rohrschüsse 1 Verzusehen, die sich gegen die Bohrlochwandung ab- wendung, die entweder an beiden Seiten die beschriestützen. bene Muffenausbildung2 aufweisen oder an beidenIn the standpipe according to the invention, known sleeves 2 can be provided which provide a seal the individual pipe sections per se in any medium 3 carrying ring 4, its in-way be designed. So it is possible to always have a nominal diameter that is smaller than the socket diameter. vSide of the pipes a sleeve and on the other side the ring 4 is arranged so that by angling to form a spigot end of the sleeve. In general, of two pipe sections 1, as indicated in FIG If this spigot end is completely un- 30, there is a clamping effect at the connection point processed and left unexpanded or unconstricted, occurs in such a way that the pipe bowl is practically while the sleeve is formed at the other end. can not be pulled apart anymore. At the same time will A special suggestion of the invention also obviously improves the sealing effect as a result, to provide pipe sections that either go to- In order to prevent the pipe from falling into the socket ends mentioned Ends of a sleeve of the training described 35 rings 4 inserted sealing ring 3 to act on or squeezes out stresses written as insertion ends at both ends, specially formed, z. B. are unprocessed. These pipe sections zen the sleeve rings 4 circumferential recesses 4α are then alternating in the standpipe association with a cross-section that is circular and orderly. The head pipe section is expediently selected to be larger than semicircular. The transversely a funnel-shaped widening and serves so 40 cut circular sealing rings 3 are so klemals Suction head, whereby it is advisable to keep it trimmed in the recesses 4 a mentioned, ter-shaped widening on the outside of guide ribs - In the exemplary embodiment, pipe sections 1 are to be provided, which turn away from the wall of the borehole, which either support the inscribed on both sides. have a flat socket formation2 or both Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind 45 Seiten glatt sind. Diese Rohrschüsse 1 werden im vor allem darin zu sehen, daß erfindungsgemäß die Standrohrverband abwechselnd miteinander angeordeinzelnen Rohrschüsse, z. B. dem Bohrlochvortrieb net. Es ist vorteilhaft, zwischen den einzelnen Standfolgend, leicht über das Bohrgestänge geschoben und rohrschüssen 1 noch einen Spielraum S zu verwirkin das Bohrloch eingeschoben werden können, wobei liehen, wie er an den Kupplungsstellen nach den Fibei diesem Einschubvorgang die Einschubenden in 50 guren erkennbar ist. Letzteres erreicht man z. B. die Muffen der jeweils zugeordneten Rohrschüsse ge- dadurch, daß man beim Einbringen der einzelnen langen. Mit fortlaufendem Bohrlochvortrieb verläuft Rohrschüsse 1 die Rohrschußenden mit einer Juteentweder der Bohrer oder treten Gebirgsbewegungen Umwicklung od. dgl. im Bereich des Einsteckendes auf, die ein Abwinkein der einzelnen Rohrschüsse ge- derart umgibt, daß sich darauf der Muffenrand aufgeneinander bedingen, wobei durch diese Abwinke- 55 setzt, so daß das beliebig tiefe Einschieben des Einlung die Verbindungsstellen der Rohrschüsse unlös- steckendes in die Muffen 2 nicht möglich ist. Der bar verklemmen, so daß sie die auftretenden Bean- Kopf 5 der erfindungsgemäßen Standrohrleitung ist spruchungen aufnehmen. Zugleich sind schon nach als Saugkopf trichterförmig aufgeweitet und besitzt dem Einschieben und durch die beschriebene Abwin- Führungsrippen 6, z. B. vier längs des Umfanges verkelung die einzelnen Rohrschüsse absolut dicht anein-1 60 teilte Führungsrippen, die den Kopf 5 gegen die Bohrander angeschlossen, so daß selbst dann, wenn die bei lochwandung abstützend führen,
der erfindungsgemäßen Standrohrleitung in üblicher
Weise vorzunehmende Anpressung mit ZementmilchThe advantages achieved by the invention are 45 pages are smooth. These pipe sections 1 are mainly seen in the fact that according to the invention the standpipe association alternately with each other angeordeinzelnen pipe sections, z. B. the borehole driving net. It is advantageous to slide slightly over the drill rods between the individual stand and pipe sections 1 to realize a margin S into the borehole, whereby borrowed, as it is recognizable at the coupling points according to the Fib during this insertion process, the insertion end in 50 gures. The latter can be achieved z. B. the sleeves of the respectively assigned pipe sections ge in that one long when introducing the individual. As the borehole progresses, pipe sections 1 runs the pipe section ends with a jute either the drill or rock movements occur, wrapping or the like in the area of the insertion end, which surrounds a bend of the individual pipe sections in such a way that the socket edge is on top of one another, with these bends - 55 sets so that it is not possible to insert the insert into the joints of the pipe sections inseparably into the sockets 2. The bar jam so that they absorb the stresses occurring head 5 of the standpipe according to the invention. At the same time are already widened funnel-shaped as a suction head and has the insertion and through the described Abwin guide ribs 6, z. B. four along the circumference verkelung the individual pipe sections absolutely tightly anein- 1 60 divided guide ribs that connected the head 5 against the Bohrander, so that even if the lead supportive at the wall of the hole,
the standpipe according to the invention in the usual
Wise pressure to be carried out with cement milk oder Beton zwischen Rohrleitung und Bohrlochwand Patentansprüchedung in der eingangs beschriebenen Weise mangel- 65
haft ist, eine absolute Dichtwirkung erhalten bleibt.or concrete between the pipe and the borehole wall claims dung in the above described manner deficiency 65
is adherent, an absolute sealing effect is maintained. Die Erfindung verwirklicht daher im ganzen ein neues 1. Aus mehreren lose ineinandergestecktenThe invention therefore implements a whole new 1. From several loosely nested Prinzip der Verbindung der einzelnen Rohrschüsse Rohrschüssen zusammengesetzte StandrohrleitungPrinciple of the connection of the individual pipe sections einer Standrohrleitung für die Gasabsaugung in Gas- für die Gasabsaugung aus Gasbohrlöchern, dabohrlöchern, indem die notwendigerweise und unver- 70 durch gekennzeichnet, daß zur Verbindung der ein-a standpipe for gas extraction in gas - for gas extraction from gas boreholes, dabohrlöffern, in that the necessarily and unconditionally 70 characterized by the fact that to connect the one zelnen Rohrschüsse an sich bekannte Muffen mit Dichtungsmittel tragenden Ringen, deren Innendurchmesser kleiner ist als der Muffendurchmesser, vorgesehen und diese so angeordnet und ausgebildet sind, daß bei Abwinklung des in die Muffe eingesteckten Rohrteils um einen vorgegebenen Winkel eine Klemmverbindung entsteht.individual pipe sections known sleeves with sealing means-bearing rings, the inner diameter of which is smaller than the sleeve diameter, provided and this is arranged and are designed that when the tube part inserted into the socket is bent by a predetermined amount Angle a clamp connection is created. 2. Standrohrleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Ringnuten einen halbkreisförmigen oder mehr als halbkreisförmigen Querschnitt für die Dichtungsringe aufweisen. 2. Standpipe according to claim 1, characterized in that the inner annular grooves one have semicircular or more than semicircular cross-section for the sealing rings. 3. Standrohrleitung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschüsse entweder beidseits mit Muffen oder beidseits mit Einsteckenden ausgebildet und im Standrohrverband angeordnet sind.3. Standpipe according to Claims 1 and 2, characterized in that the pipe sections either with sleeves on both sides or with spigot ends on both sides and in a standpipe structure are arranged. 4. Standrohrleitung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugkopf in bekannter Trichterform mit Führungsrippen gegen die Bohrlochwandung abgestützt ist.4. Standpipe according to Claims 1 to 3, characterized in that the suction head is supported in a known funnel shape with guide ribs against the borehole wall. Tn Betracht gezogene Druckschriften:
USA-Patentschrift Nr. 1464647.Tn considered publications:
U.S. Patent No. 1464647. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 009 607/75 9.60© 009 607/75 9.60
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