DE1154426B

DE1154426B - Method and device for sealing gas extraction boreholes in mining operations

Info

Publication number: DE1154426B
Application number: DEM42886A
Authority: DE
Inventors: Herbert Finkler; Wilhelm Duempelmann
Original assignee: Maschinenfabrik Korfmann GmbH
Current assignee: Maschinenfabrik Korfmann GmbH
Priority date: 1959-09-28
Filing date: 1959-09-28
Publication date: 1963-09-19
Also published as: BE595522A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Abdichtung von Gasabsaugebohrlöchern in Bergwerksbetrieben Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abdichtung von Gasabsaugebohrlöchern in Bergwerksbetrieben.Method and device for sealing gas extraction boreholes in mining operations The invention relates to a method and an apparatus for sealing gas extraction boreholes in mining operations.

Als wirksames Mittel zur Bekämpfung von Schlagwetteransammlungen hat sich das Absaugen von CH4 mittels Bohrlöcher aus dem Hangenden oder Liegenden erwiesen. Dabei ist das Abdichten der Standrohre gegenüber dem Wetterstrom von entscheidender Bedeutung. Die Wirksamkeit und das Gasausbringen dieser Bohrlöcher zum Absaugen von Grubengas aus dem Nebengestein hängt einmal davon ab, daß die Bohrlöcher mit entsprechender Neigung und Länge in die Zonen großen Gasreichtums gebracht und zum anderen aus wirtschaftlichen Gründen jede Bohrung auch aktiv zurr Absaugen gebracht werden kann.Has been considered an effective means of combating firedamp accumulation the suction of CH4 by means of drill holes from the hanging or lying wall proved to be. The sealing of the standpipes against the weather flow is crucial Meaning. The effectiveness and gas extraction of these wells for suction of mine gas from the adjacent rock depends on the fact that the boreholes with corresponding inclination and length brought into the zones of great gas abundance and to the Others also actively sucked each well for economic reasons can be.

Abgesaugt wird in erster Linie Methan (CH,). Da die bisher zur Anwendung gebrachten Abdichtungsarten (Zementtrübe und auf dem Standrohr angeordnete Dichtungsringe aus Gummi) in bergtechnischer Hinsicht nicht den gewünschten Erfolg brachten, wird gemäß der Erfindung eine Abdichtung auf Kunststoffbasis vorgeschlagen.Primarily methane (CH,) is extracted. Since the so far applied The types of sealing used (cement slurry and sealing rings on the standpipe made of rubber) did not bring the desired success in terms of mining technology proposed according to the invention a seal based on plastic.

Die Abdichtung erfolgt im Inneren eines Gasbohrloches zwischen dem eingebrachten Stahlrohr (Bohrstandrohr) und dem es im oberen Teil umgebenden Gebirge. Zweck der Abdichtung ist es, das im Gebirge anstehende Methan möglichst in seiner vollen Konzentration und Menge hereinzugewinnen, damit es später als Energiequelle verwendet werden kann. Das Methan befindet sich über und unter dem gebauten Kohlenflöz in verschiedenartig beschaffenen Schichten: 1. in den direkt über dem Flöz liegenden, stark durch den Abbaudruck (Kämpferdruck) und das nachfolgende Absinken zerstörten Dachschichten und 2. in weniger, lediglich durch die ursprünglich in ihr vorhandenen Risse und Klüfte gestörten Zone.The seal takes place inside a gas well between the introduced steel pipe (drill standpipe) and the mountains surrounding it in the upper part. The purpose of the seal is to keep the methane in the mountains in its gain full concentration and amount so that it can later be used as a source of energy can be used. The methane is above and below the built coal seam in different layers: 1. in the layers directly above the seam, severely destroyed by the reduction pressure (combatant pressure) and the subsequent sinking Roof layers and 2. in less, only through those originally present in it Cracks and crevices disturbed zone.

Das einzubringende Gasabsaugebohrloch durchörtert diese beiden Zonen, wobei sich beim Absaugen um den oberen Bohrlochteil eine Unterdruckzone bildet. Hierbei würden aus dem Spaltenraum der stark zerklüfteten Zone Grubenwetter mit angesogen, so daß einmal mit nur geringen Unterdrücken abgesaugt werden könnte (Folge: Mengenverlust und geringere Konzentration des Methans). Um dieses zu verhindern, wird die erste Zone mit einer Verrohrung derart versehen, daß bei Anwendung einer entsprechenden Dichtungsart die beiden Gebirgszonen innerhalb des Bohrloches gegeneinander abgedichtet werden. Es können demnach bei einer wirksamen Abdichtung keine Wetter mehr aus den Grubenbauen in das Bohrloch eingesaugt werden. Die Abdichtung kommt also zwischen die beiden verschieden gestörten Gebirgszonen zu liegen.The gas extraction borehole to be introduced penetrates these two zones, a negative pressure zone being formed around the upper part of the borehole during suction. In this case, pit weather would also come from the crevasse of the heavily fissured zone sucked in so that suction could take place once with only slight negative pressures (consequence: Loss of quantity and lower concentration of methane). To prevent this the first zone is provided with tubing such that when a appropriate type of seal the two rock zones within the borehole against each other be sealed. So there can be no weather with an effective seal more are sucked into the borehole from the mine workings. The seal is coming So to lie between the two differently disturbed mountain zones.

Die bisher im Bergbau üblichen Abdichtungsarten für Standrohre führten meist nicht zu dem gewünschten Erfolg. Bei der Zementierungsmethode wurden durch die Gebirgsbewegungen oft Risse im Zementpfropfen und damit Undichtigkeiten verursacht.The previously usual types of sealing for standpipes in mining resulted mostly not to the desired success. The cementing method was carried out by The rock movements often caused cracks in the cement plug and thus leaks.

Eine wirksame Abdichtung mittels Densobinden ist ebenfalls schwierig. Der Densopfropfen wird sich während des Einbringens - vor allem bei großen Standrohrlängen - derart verformen, daß nach dem endgültigen Festdrücken der Standrohrsäule durch die Bohrmaschine eine wirksame Abdichtung vor allem in dem wichtigen oberen Teil des Standrohres kaum erreicht wird.An effective seal with denso bandages is also difficult. The drop of dena will expand while it is being inserted - especially with long standpipes - Deform in such a way that after the final pressing of the standpipe column through the drill made an effective seal especially in the important upper part of the standpipe is hardly reached.

Das weiterhin vorbekannte Abdichtungsverfahren mittels Doppelstandrohren unter Zwischenschaltung von Dichtungsmuffen stellt eine bessere Abdichtungsart dar als die Zementier- und Densobindemethocle. Allerdings ist sie von dem maßgeblichen Nachteil behaftet, das teuerste aller bisherigen Verfahren zu sein. Zudem ist es bei brüchigem Hangenden nicht anzuwenden, da hier die Doppelstandrohre wohl kaum auf die notwendige Länge eingeführt werden können. Ein weiterer Nachteil war das große Gewicht der Doppelrohre sowie die für eine sichere Abdichtung erforderliche große Kraft.The previously known sealing method using double standpipes with the interposition of sealing sleeves represents a better type of sealing than the cementing and densobinding methods. However, it is from the authoritative The disadvantage is that it is the most expensive of all previous processes. Besides, it is Not to be used with fragile hanging walls, as the double standpipes are hardly likely to be used here can be introduced to the required length. Another disadvantage was that great weight of the double pipes as well as that required for a secure seal great power.

Das erfindungsgemäße Dichtungsverfahren beruht demgegenüber auf dem Gedanken, erstmals zur Abdichturig von Gasabsaugelöchern eine flüssige Kunststoffmasse auf vorzugsweise Polyesterharzbasis einzusetzen, der verschiedene Härter- und Beschleunigerzusätze zugegeben werden. Durch die Abdichtung auf Kunsstoffbasis wird eine einfach einzubringende, billige, standfeste und sichere Abdichtung des Gasbohrloches erzielt.The sealing method according to the invention is based on the other hand Thoughts, for the first time to the seal of gas extraction holes a liquid one Use plastic compound preferably based on polyester resin, the different Hardener and accelerator additives are added. Thanks to the plastic-based seal is an easy-to-install, cheap, stable and secure seal for the Gas well achieved.

Das erfindungsgemäße Dichtungsverfahren ist mit der Herstellung von Gasbohrlöchern durch die sogenannte Bohrstandrohr-Methode gekoppelt, bei der das mit einer Bohrkrone versehene Standrohr das Bohrloch bis zur notwendigen Verrohrungslänge erweitert und mit der Bohrkrone als Verrohrung im Bohrloch verbleibt. Das Bohrstandrohr bedarf hierzu erfindungsgemäß einiger wesentlicher Abänderungen. So wird auf die vorgeseheneZementabdichtungsvorrichtung verzichtet und in die Bohrkrone ein Zentrierungspilot eingeschraubt, weshalb sich.das erfindungsgemäße Bohrstandrohr aus folgenden Teilen zusammensetzt: a) dem Verbindungsstück zwischen Bohrmaschine und Bohrstandrohr, b) den einzelnen Bohrstandrohr-Gestängelängen (etwa 1,5 m), c) der Bohrkrone und d) dem Zentrierungspiloten.The sealing method according to the invention is with the production of Coupled to gas wells by the so-called drill standpipe method, in which the Stand pipe provided with a drill bit, the borehole up to the required casing length expanded and remains with the drill bit as casing in the borehole. The drill standpipe this requires a few essential changes according to the invention. So on the provided cement sealing device is dispensed with and a centering pilot in the drill bit screwed in, which is why the drill standpipe according to the invention consists of the following parts made up of: a) the connecting piece between the drill and the drill standpipe, b) the individual drill standpipe rod lengths (approx. 1.5 m), c) the drill bit and d) the centering pilot.

Dabei ist es von Vorteil, daß der in der Bohrkrone vorzugsweise durch Einschrauben befestigte Zentrierungspilot in seinem in das Gasabsaugebohrloch hineinreichenden Endbereich ringförmig verengt als Ringanschlag für die Dichtungspatrone ausgebildet ist. Der Zentrierungspilot weist seitliche Durchbrechungen für den Durchtritt der Kunststoffmasse auf. Ebenfalls ist es möglich, daß der Zentrierungspilot mit Spülwasserbohrungen ausgerüstet ist, so daß er während des Bohrers als Spülwasserzuteilvorrichtung dienen kann.It is advantageous that the in the drill bit preferably through Screwing in the centering pilot in its reaching into the gas extraction borehole End area narrowed in an annular shape designed as a ring stop for the sealing cartridge is. The centering pilot has lateral openings for the passage of the Plastic compound. It is also possible that the centering pilot with flushing water holes is equipped so that it can serve as a flushing water dispensing device during the drill can.

Das Gasbohrloch wird in bekannter Art mit Hilfe der BOhrstandrohr-Methode hergestellt, wobei zuerst eine Bohrung von beispielsweise 65 mm Durchmesser mit normalem Bohrgestänge auf die vorgesehene Endteufe hochgebracht wird. Danach wird durch eine Sondenmessung die günstigste Lage der später einzubringenden Abdichtung ermittelt. Die Abdichtung muß immer in dem weniger zerstörten Gebirgsraum zu liegen kommen. Gleichzeitig mit dieser Sondenmessung wird an der für die Abdichtung vorgesehenen Stelle eine Temperaturmessung mit einem Maxima-Thermometer vorgenommen. Hierfür ist das Thermometer mit in die Sonde eingebaut. Die Sondenmessung erfolgt beispielsweise mit verschraubbaren Stahlrohren von ungefähr 1,5 m Länge mit aufgeschraubtem Sondenkopf. Hiernach erfolgt das Setzen der Standrohre durch die Bohrstandrohr-Methode. Es wird bis zur vorgesehenen Abdichtungsstelle im wenig zerstörten Gebirge beispielsweise auf 85 mm Durchmesser nachgebohrt. Damit ist das Gasbohrloch bis auf die Abdichtung hergestellt.The gas borehole is made in a known manner with the help of the drill standpipe method produced, first having a bore of, for example, 65 mm in diameter normal drill pipe is brought up to the intended final depth. After that, will the most favorable position of the seal to be applied later by means of a probe measurement determined. The waterproofing must always be in the less damaged mountain area come. At the same time as this probe measurement is carried out on the one provided for the seal Make a temperature measurement with a maxima thermometer. Therefor the thermometer is built into the probe. The probe measurement takes place, for example with screwable steel tubes of approximately 1.5 m length with screwed-on probe head. The standpipes are then set using the drill standpipe method. It will up to the intended sealing point in the little-damaged mountains, for example Drilled to a diameter of 85 mm. This means that the gas well is down to the seal manufactured.

Weiterhin ist es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren von Vorteil, daß der flüssige Kunststoff in einer Dichtpatrone verlagert ist, die durch das Standrohr hindurch bis in den in das Gebirge hineinragenden Endbereich des Standrohres geführt wird, sich einerseits innerhalb einer auf dem Standrohr angeordneten Bohrkrone und zum anderen innerhalb des an der Bohrkrone befestigten Zentrierungspiloten dichtend abstützt und der Kunststoff durch Druckmitteleinfluß über Querbohrungen und entsprechende Querbohrungen des Zentrierungspiloten in den Raum zwischen dem Zentrierungspiloten und der Bohrlochwandung gedrückt wird. Auch empfiehlt es sich, daß die zwischen dem Zentrierungspiloten, der Bohrlochwandung und der Bohrkrone eingebrachte Kunststoffdichtungsmasse unmittelbar nach dem Einbringen durch Vorschieben der Standrohre verdichtet wird, um Volumenschrumpfungen auszugleichen. Ebenfalls ist es möglich, daß die in der Dichtpatrone befindliche Kunststoffmasse durch ein flüssiges oder gasförmiges Druckmittel, wie beispielsweise Druckwasser, aus dem Patronenkörper heraus- und den Abdichtungsraum hineingedrückt wird. Gleichfalls ist es von Vorteil, daß die Dichtpatrone über ein Zwischenrohr mit dem Sondengestänge verbunden ist und das Sondengestänge als Rohrleitung für die Druckmittelzufuhr dient.Furthermore, according to the method according to the invention, it is advantageous that the liquid plastic is displaced in a sealing cartridge through the standpipe passed through to the end of the standpipe protruding into the mountains is, on the one hand within a drill bit arranged on the standpipe and on the other hand, sealing within the centering pilot attached to the drill bit and the plastic is supported by the influence of pressure medium via transverse bores and corresponding Cross bores of the centering pilot in the space between the centering pilot and the borehole wall is pressed. It is also recommended that the between the centering pilot, the borehole wall and the drill bit is compacted immediately after introduction by pushing the standpipes forward, to compensate for volume shrinkage. It is also possible that the Sealing cartridge located plastic mass by a liquid or gaseous pressure medium, such as pressurized water, out of the cartridge body and the sealing space is pushed in. It is also advantageous that the sealing cartridge has a Intermediate pipe is connected to the probe rod and the probe rod as a pipeline serves for the pressure medium supply.

Zur Abdichtung selber bedarf es einer erfindungsgemäßen Dichtpatrone. Diese wird gekennzeichnet durch eine zylindrische Stahlhülse, die im vorderen Bereich durch einen Schraubkopf und im hinteren Bereich durch eine Abschlußplatte abgeschlossen wird, wobei innerhalb einer Bohrung der Abschlußplatte ein Rohrstück befestigt ist, das einerseits in seinem aus der Patrone herausragenden Endbereich mit Gewinde zum Verschrauben mit dem Sondengestänge und in seinem in die Patrone hineinreichenden Bereich mit Querbohrungen versehen ist, wobei innerhalb der zylindrischen Patrone ein Doppelkolben unter Zwischenschaltung von Dichtungsmanschetten verlagert ist und in dem hinter dem Doppelkolben zur Patronenspitze zu befindlichen Raum die Kunststoffmasse verlagert ist, wobei zum Austreten der Kunststoffmasse aus dem Patronenkörper innerhalb der Patronenwandung Durchbrechungen vorgesehen sind, die im Ruhezustand, d. h. bei Nichtbeaufschlagung des Doppelkolbens, durch eine Abdichtungsmanschette aus leicht zerstörbarem Material verschlossen sind.A sealing cartridge according to the invention is required for the seal itself. This is characterized by a cylindrical steel sleeve in the front area closed by a screw head and in the rear area by an end plate is, a pipe section is attached within a bore of the end plate, the one hand in its protruding from the cartridge end with thread for Screw with the probe rod and in its reaching into the cartridge Area is provided with transverse bores, being inside the cylindrical cartridge a double piston is displaced with the interposition of sealing sleeves and the plastic compound in the space behind the double piston to the cartridge tip is relocated, with the escape of the plastic compound from the cartridge body inside the cartridge wall openings are provided, which in the rest state, d. H. at The double piston is not acted upon, thanks to a sealing sleeve made of light are sealed against destructible material.

Dabei ist es von Vorteil, daß der Schraubkopf der Dichtpatrone halbkugel- oder kegelförmig ausgebildet ist, so daß er sich an dem beengten Rohraustritt des Zentrierungspiloten im eingebrachten Zustand dichtend anlegt. Weiterhin ist es zweckmäßig, daß die Dichtpatrone innerhalb ihrer Außenfläche eine Ringnut aufweist, in welcher ein elastischer Dichtring verlagert ist, der im eingebrachten Zustand gegen eine konische Innenfläche der Bohrkrone abdichtend anliegt. Auch ist es vorteilhaft, daß die die Durchtrittsbohrungen im Ruhezustand verschließende elastische Ringmanschette einerseits in einer inneren Ringnut des Patronenkörpers verlagert ist und sich andererseits gegen einen Zentrierungs- bzw. Spannring abstützt und innerhalb dieses Ringes verlagert ist, wobei der Zentrierungsring gleichzeitig als Endanschlag für den Doppelkolben dient. Es kann auch zweckmäßig sein, daß die Dichtpatrone ganz oder Teile derselben aus einem elastischen Werkstoff, vorzugsweise Kunststoff, hergestellt sind.It is advantageous that the screw head of the sealing cartridge is hemispherical or is conical, so that it is at the narrow pipe outlet of the Centering pilot applies a seal in the inserted state. It is also useful to that the sealing cartridge has an annular groove within its outer surface in which an elastic sealing ring is displaced, which in the inserted state against a conical inner surface of the drill bit rests in a sealing manner. It is also beneficial that the elastic annular collar which closes the through-holes in the idle state on the one hand is displaced in an inner annular groove of the cartridge body and on the other hand supported against a centering or clamping ring and displaced within this ring is, the centering ring at the same time as an end stop for the double piston serves. It can also be useful that the sealing cartridge or parts thereof are made of an elastic material, preferably plastic.

Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen, die in teilweise schematischer Darstellung das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung und Dichtpatrone zeigen, näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 die Abdichtung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.The invention is illustrated by drawings, some of which are schematic Representation of the method according to the invention and the device according to the invention and show sealing cartridge, explained in more detail. It shows Fig. 1 the seal after method according to the invention.

Fig. 2 die erfindungsgemäße Dichtpatrone im Längsschnitt, Fig. 1 die erfindungsgemäße Dichtung im eingebrachten Zustand der Dichtpatrone vor der Abdichtung des Bohrloches und Fig. 4 die erfindungsgemäße Dichtung kurz nach Herstellung der Bohrlochabdichtung.2 the sealing cartridge according to the invention in longitudinal section, Fig. 1 the seal according to the invention in the inserted state of the sealing cartridge before Sealing of the borehole and FIG. 4 the seal according to the invention shortly after manufacture the borehole sealing.

In der schematischen Fig. 1 sind der Spaltenraum des Gebirges mit 1 und die weniger zerstörten Gebirgszonen mit 2, 3 und 4 bezeichnet.In the schematic Fig. 1, the column space of the mountains are with 1 and the less damaged mountain areas are designated 2, 3 and 4.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Kunststoffdichtung 12 oberhalb der weniger zerstörten Schichtzonen 2, 3 und 4 vorgesehen, die zwischen dem Standrohr 5, der auf dem Standrohr 5 aufgesetzten Bohrkrone 13 und dem in der Bohrkrone 13 befestigten Zentrierungspiloten 14 eingepreßt wird. Auf eine Abdichtung des Standrohres 5 gegenüber der Strecke 15 kann hierbei verzichtet werden. Das im Bereich 16 anstehende, abzusaugende Gas bzw. Gasgemisch kann somit nur oberhalb der weniger zerstörten Schichtzonen 2, 3 und 4 über den Zentrierungspiloten 14 in das Standrohr 5 eintreten.According to the method according to the invention, a plastic seal 12 is provided above the less damaged layer zones 2, 3 and 4 , which is pressed between the standpipe 5, the drill bit 13 placed on the standpipe 5 and the centering pilot 14 fastened in the drill bit 13. Sealing of the standpipe 5 with respect to the section 15 can be dispensed with here. The gas or gas mixture to be sucked off in the area 16 can therefore only enter the standpipe 5 via the centering pilot 14 above the less damaged stratification zones 2, 3 and 4.

Die eigentliche Dichtpatrone gemäß Fig. 2 besteht aus einer Stahlhülse 17, die unten durch eine Platte 18 und oben durch den Schraubkopf 19 verschlossen wird. In der Platte 18 ist ein Rohrstück 20 eingeschweißt. Dieses ist am herausragenden Ende mit einem Gewinde 21 versehen, das zum Verschrauben mit dem Sondengestänge 22 dienen soll. Das in der Patrone liegende Rohrende 20a besitzt beispielsweise zusätzliche Bohrungen 23, durch die später Druckwasser (H.,0) in den Raum 25 gelangen soll. Auf dem durchlöcherten Rohrende 20a sitzt lose und in der Patrone beweglich gelagert ein Doppelkolben 30/31. Auf seiner unteren Seite steht dieser Kolben 30,131 mit dem Druckwasser im Raum 25, seine obere Seite dagegen mit dem flüssigen Kunststoff 27 im Raum 28 in Berührung. Beide Räume und damit die beiden Flüssigkeiten werden beispielsweise durch die Doppeltopfmanschette 29 gegeneinander abgedichtet. Diese Doppeltopfmanschette sitzt zwischen den beiden miteinander verschraubten Kolbenteilen 30 und 31.The actual sealing cartridge according to FIG. 2 consists of a steel sleeve 17 which is closed at the bottom by a plate 18 and at the top by the screw head 19 . A pipe section 20 is welded into the plate 18. This is provided with a thread 21 at the protruding end, which is intended to be used for screwing to the probe rod 22. The pipe end 20a located in the cartridge has, for example, additional bores 23 through which pressurized water (H., 0) is to enter the space 25 later. A double piston 30/31 sits loosely on the perforated pipe end 20a and is movably mounted in the cartridge. On its lower side, this piston 30, 131 is in contact with the pressurized water in space 25, while its upper side is in contact with the liquid plastic 27 in space 28. Both spaces, and thus the two liquids, are sealed against one another , for example by the double cup collar 29. This double cup sleeve sits between the two piston parts 30 and 31 screwed together.

Die Patronenhülse 17 besitzt im oberen Teil zum späteren Austritt der Kunststoffmasse 27 Langlochbohrungen 32, die durch eine dünne Kunststoffmanschette 33 von innen her verschlossen sind. Diese Manschette 33 ist so ausgeführt, daß sie bei einem bestimmten Druck, erzeugt durch die Aufgabe von Druckwasser auf den Doppelkolben 30/31, zerplatzt und somit der flüssigen Kunststoffmasse 27 im Raum 28 Gelegenheit gibt, über die Öffnungen 32 in den Dichtraum einzutreten.The cartridge case 17 has in the upper part for the later exit of the plastic compound 27 elongated bores 32 which are closed from the inside by a thin plastic sleeve 33. This cuff 33 is designed so that it bursts at a certain pressure generated by the application of pressurized water to the double piston 30/31 and thus gives the liquid plastic compound 27 in the space 28 the opportunity to enter the sealing space through the openings 32.

Die Kunststoffmanschette 33 wird von oben her in die Patronenhülse 17 eingeführt und in die Nutausnehmungen 34 in der Innenhülse sowie im Sprengring 35 eingedrückt. Der Sprengring 35 sitzt ebenfalls in einer Ringnut 36 der Innenwand 17a der Hülse 17 und dient neben dem Festhalten der Kunststoffmanschette 33 noch als oberer Anschlag für den Doppelkolben 30/31. Hierdurch wird ein Überfahren der Austrittsöffnungen 32 und dadurch ein nachträgliches Zurückfließen der Kunststoffdichtmasse 27 in den unteren Innenraum der Patrone 17 vermieden. Die Dichtmanschette 33 kann auch, wie jedoch nicht dargestellt ist, an der Außenwandung der Hülse 17 angebracht werden. Die Patrone wird oben, verschraubbar mit der Patronenhülse 17, durch den Schraubkopf 19 verschlossen. Damit sich die Dichtpatrone nach ihrem Einführen in das Bohrstandrohr schließend im Innenraum von Bohrkrone und Zentrierungspilot anlegt. ist der Schraubkopf 19 entsprechend der Konizität des Zentrierungspiloten ausgebildet; er legt sich oben im Zentrierungspiloten an und verhindert einen Abfluß der Kunststoffdichtmasse im Zeitpunkt des Herausdrückens der Masse nach oben. Um dasselbe Abfließen der Dichtmasse im Raum zwischen Dichtpatrone und Zentrierungspilot nach unten zu vermeiden, besitzt die Patronenhülse 17 an ihrer Außenwand 17b einen elastischen Dichtring 37. Dieser wird in einer Ringnut 38 festgehalten und legt sich in einen entsprechenden Sitz im Inneren der Bohrkrone des Standrohres an.The plastic sleeve 33 is inserted from above into the cartridge case 17 and pressed into the groove recesses 34 in the inner sleeve and in the snap ring 35. The snap ring 35 is also seated in an annular groove 36 in the inner wall 17a of the sleeve 17 and, in addition to holding the plastic sleeve 33 in place, also serves as an upper stop for the double piston 30/31. This prevents the outlet openings 32 from being driven over and thus prevents the plastic sealing compound 27 from subsequently flowing back into the lower interior of the cartridge 17. The sealing collar 33 can also be attached to the outer wall of the sleeve 17, although this is not shown. The cartridge is closed at the top by the screw head 19, which can be screwed to the cartridge case 17. So that after it has been inserted into the drill stand pipe, the sealing cartridge rests in the interior of the drill bit and the centering pilot. the screw head 19 is designed according to the conicity of the centering pilot; it rests on top of the centering pilot and prevents the plastic sealing compound from flowing out at the time the compound is pushed out upwards. In order to avoid the same downward flow of sealant in the space between the sealing cartridge and the centering pilot, the cartridge sleeve 17 has an elastic sealing ring 37 on its outer wall 17b. This is held in an annular groove 38 and rests in a corresponding seat inside the drill bit of the standpipe .

Der Dichtungsvorgang wird an Hand der Fig. 3 und 4 näher beschrieben.The sealing process is described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4.

Das Gasbohrloch 39 ist nach der Herstellung mit der Bohrstandrohrmethode, wie mit 40 angedeutet ist, erweitert und verrohrt worden. Durch die Sondenmessung wurde die Länge der Erweiterungsbohrung 40 und damit die Lage der eigentlichen Abdichtung festgelegt.The gas borehole 39 has been expanded and cased after production with the drill pipe method, as indicated at 40. The length of the expansion bore 40 and thus the position of the actual seal were determined by the probe measurement.

Nunmehr wird mit einer Bohrmaschine das gesamte Bohrstandrohr 5 einschließlich Gestänge 41, Bohrkrone 13 und Zentrierungspilot 15 um etwa drei Viertel der Länge des Zentrierungspiloten zurückgefahren, so daß nur noch das obere Viertel 14a des Zentrierungspiloten 14 in dem Gasbohrloch 39 verbleibt. Es entsteht somit zwischen Bohrlochwandung 7 und Zentrierungspilot 14 ein freier Ringraum 42. der die Abdichtungsmasse aufnehmen soll. Das Bohrstandrohr 5 wird sodann festgelegt. Danach wird die Bohrspindel der Maschine vom Gestänge gelöst und zurückgefahren.Now the entire drill stand pipe 5 is included with a drill Linkage 41, drill bit 13 and centering pilot 15 by about three quarters of the length of the centering pilot moved back so that only the upper quarter 14a of the Centering pilot 14 remains in the gas well 39. It thus arises between Borehole wall 7 and centering pilot 14 a free annular space 42. which the sealing compound should record. The drill stand pipe 5 is then fixed. Then the drill spindle the machine released from the boom and retracted.

Die Dichtungsarbeit beginnt mit dem Fertig machen der Dichtpatrone. Die vorangegangene Temperaturmessung wurde gemeinsam, wie bereits beschrieben, mit der Sondenmessung zur Bestimmung der Abdichtungslage vorgenommen.The sealing work begins with the completion of the sealing cartridge. The previous temperature measurement was carried out together, as already described, with the probe measurement to determine the sealing position.

Die Kunststoffbasismasse wird nun betriebsfertiggemacht und in die Dichtpatrone 17 eingefüllt, wonach sie durch den Schraubkopf 19 verschlossen wird. Die Patrone ist nun einsatzfähig und wird auf das Sondengestänge 41 aufgeschraubt und in das Bohrstandrohr 5 bis zur Anlage in der Bohrkrone 13 und den Zentrierungspiloten 14 hochgeschoben.The plastic base mass is now made ready for use and in the Sealing cartridge 17 is filled, after which it is closed by the screw head 19. The cartridge is now ready for use and is screwed onto the probe rod 41 and into the drill stand pipe 5 until it rests in the drill bit 13 and the centering pilot 14 pushed up.

Eine nicht näher dargestellte Haltevorrichtung am Maschinenrahmen hält die Dichtvorrichtung fest in der einmal eingenommenen Lage. Nun wird das Dichtgestänge durch einen Schlauch beispielsweise an die Streckenwasserleitung oder Druckluftleitung angeschlossen.A holding device, not shown in detail, on the machine frame holds the sealing device firmly in the position it has once assumed. Now is the sealing rod through a hose, for example, to the water line or the compressed air line connected.

Fig.4 zeigt die Dichtvorrichtung zum Zeitpunk der Abdichtung. Über das Sondengestänge ist das Druckmittel 24 durch die Bohrungen 23 des Rohrendes 20a in den Raum 25 der Dichtpatrone 17 eingedrungen und hat den Doppelkolben 30/31 nach oben gedrückt. Durch diesen Druck, der sich auf die Kunststoffsäule 27 im Patroneninnern fortgepflanzt hat, ist die dünnwandige Kunststoffmanschette 33 geplatzt und hat den Weg zum Ausfließen der Dichtmasse 27 freigegeben. Die Masse strömt durch die Langlöcher 32 der Dichtpatrone 17 über die Bohrungen 43 des Zentrierungspiloten in den für die Abdichtung vorgesehenen Ringraum zwischen Bohrlochwandung und Zentrierungspiloten.4 shows the sealing device at the time of sealing. Via the probe rod, the pressure medium 24 has penetrated through the bores 23 of the pipe end 20a into the space 25 of the sealing cartridge 17 and has pushed the double piston 30/31 upwards. As a result of this pressure, which has propagated onto the plastic column 27 in the interior of the cartridge, the thin-walled plastic sleeve 33 has burst and has cleared the way for the sealing compound 27 to flow out. The mass flows through the elongated holes 32 of the sealing cartridge 17 via the bores 43 of the centering pilot into the annular space provided for sealing between the borehole wall and the centering pilot.

Hierbei füllen sich sowohl die Bohrkleinnuten 44 der Bohrkrone 13 als auch die Spülkanäle 45 des Piloten 14 mit zähflüssiger Kunststoffmasse 27. Dabei kann die Dichtmasse nicht etwa über die Bohrkleinnuten 44 nach unten abfließen, da sie durch die entsprechende Dosierung der Härter- und Beschleunigerzusätze sehr schnell dickflüssig und hart wird. Sie fließt jedoch mit Sicherheit in die vorhandenen Risse 46 und Ausnehmungen der Bohrlochwandung 7 hinein und steigt durch die Wirkung des Druckmittels bis in das unverrohrte Bohrloch 39, indem sie auch hier zwischen Bohrlochwand 7 und Pilot 14 eine innige Abdichtung herbeiführt.Here, both the cuttings 44 of the drill bit 13 and the flushing channels 45 of the pilot 14 fill with viscous plastic compound 27. The sealing compound cannot flow down via the cuttings 44, as it can flow very quickly through the appropriate dosage of the hardener and accelerator additives becomes thick and hard. However, it flows with certainty into the existing cracks 46 and recesses in the borehole wall 7 and rises through the action of the pressure medium into the uncased borehole 39 by creating an intimate seal between borehole wall 7 and pilot 14 here as well.

Die Einbringvorrichtung wird dann sofort wieder gezogen, damit die Dichtpatrone 17 in einem Lösungsmittel vom anhaftenden, bereits erhärteten Kunststoff .gereinigt werden kann. Die Patrone 17 kann dann zum sorgfältigen Reinigen nach über Tage gebracht werden, weshalb sie immer wieder neu verwendet werden kann. Nach dem Ziehen der Dichtpatrone wird der nunmehr plastisch gewordene Kunststoffdichtring durch Andrücken des Standrohres leicht zusammengedrückt. Durch diese Maßnahmen wird die eingetretende Volumenschrumpfung der Abdichtung ausgeglichen und ein weiteres Eindringen der Kunststoffmasse in die Klüfte und Risse des Gebirgeis erzielt.The insertion device is then immediately withdrawn so that the sealing cartridge 17 can be cleaned in a solvent to remove the adhering, already hardened plastic. The cartridge 17 can then be brought above days for careful cleaning, which is why it can be used again and again. After pulling the sealing cartridge, the plastic sealing ring, which has now become plastic, is slightly compressed by pressing the standpipe. These measures compensate for the volume shrinkage of the seal and further penetration of the plastic compound into the fissures and cracks of the mountain ice.

Das neue Dichtverfahren kann mühelos für alle Gasbohrlöcher, die nach der Bohrstandrohrmethode angefertigt sind, verwendet werden. Es ist sowohl für Hangeid- als auch für Liegendbohrlöcher zu verwenden. Die Dichtpatronen können ebenfalls aus Kunststoff hergestellt werden.The new sealing process can be used effortlessly for all gas wells that are after the drill pipe method can be used. It is suitable for both as well as for horizontal boreholes. The sealing cartridges can also made of plastic.

Die innige und äußerst zuverlässige Abdichtung g erni# äß der Erfindung gestattet nunmehr, das Methan mit einer höheren als bisher möglichen Depression abzusaugen. Damit erhöht sich der Einzugsbereich eines Gasbohrloches sehr wesentlich, so daß die einzelnen Bohrlöcher in größeren Abständen als bisher erstellt und die anstehenden CH4- Mengen in ihrer vollen Menge und Konzentration abgesaugt werden können.The intimate and extremely reliable seal according to the invention now allows the methane with a higher than previously possible depression suck off. This increases the catchment area of a gas well significantly, so that the individual drill holes created at greater intervals than before and the Pending CH4 quantities are sucked off in their full amount and concentration can.

Das neue Dichtverfahren in Verbindung mit der Bohrstandrohr-Methode für die gesamte Gasabsaugung einer Schachtanlage ausschließlich verwendet, wird dem Bergbau in sicherheitlicher und wirtschaftlicher Hinsicht demzufolge wesentliche Vorteile bieten.The new sealing method in connection with the drill standpipe method is used exclusively for the entire gas extraction of a shaft system essential for the mining industry in terms of safety and economy Offer advantages.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. A method for sealing gas suction boreholes provided with drill stand pipes in mining operations, characterized in that a liquid plastic compound (27), e.g. B. based on polyester resin, with hardener and accelerator additives in a sealing cartridge (17, 18, 19) is stored, which is passed through the standpipe (5) into the protruding into the mountains end of the standpipe and there the plastic by the influence of pressure medium Cross bores (32) of the cartridge wall is pressed into the space between the standpipe and the borehole wall (7).

2. The method according to claim 1, characterized in that the For the hardener and accelerator additives decisive borehole temperature in the sealing area by means of a special measurement carried out prior to the insertion of the seal by means of a Thermometer is determined and the corresponding plastic additives as a function are introduced into the plastic sealing compound by the temperature.

3. Procedure according to claims 1 and 2, characterized in that between the centering pilot (14), the borehole wall (7) and the drill bit (13) introduced plastic sealing compound (27) compacted immediately after introduction by moving the standpipes (5) will.

4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the The plastic compound located in the sealing cartridge is replaced by a liquid or gaseous one Pressure medium, such as pressurized water and compressed air, from the cartridge body is pushed out and into the sealing space.

5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the sealing cartridge is connected to the probe rod via an intermediate tube (20) and the probe rod serves as a pipe for the pressure medium supply.

6. Device for carrying out the method make claims 1 to 5, characterized in that the suction device composed of the following parts: a) the connecting piece between the drill and drill stand pipe, b) the individual drill stand pipe rod lengths, c) the drill bit and d) the centering pilot.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the centering pilot (14), which is preferably fastened by screwing in the drill bit, in its end region (14a) reaching into the gas suction borehole (39) is designed as a ring-shaped constriction as an annular stop for the sealing cartridge and is laterally through - @ has breaks (43) for the passage of the plastic compound (27). B.

Device according to Claims 6 and 7, characterized in that the centering pilot is equipped with flushing water bores (45) .

9. Sealing cartridge for carrying out the method according to claims 1 to 5 and using the device according to claims 6 to 8, characterized by a cylindrical steel sleeve (17) which in the front area by a screw head (19) and in the rear area by a End plate (18) is completed, with a pipe section (20) attached within a bore (18a) of the end plate, which on the one hand in its end region protruding from the cartridge with thread (21) for screwing with the probe rod and in its into the The area (20a) reaching into the cartridge is provided with transverse bores (23) , a double piston (30/31) being displaced within the cylindrical cartridge with the interposition of sealing collars (29) and located behind the double piston (30/31) to the cartridge tip Space the plastic compound (27) is arranged, with the escape of the plastic compound (27) from the cartridge body within the cartridge wall (17) Openings (32) are provided which are closed by an easily destructible sealing collar (33) when the double piston (30/31) is not acted upon.

10. Sealing cartridge according to claim 9, characterized in that the screw head (19) of the sealing cartridge is hemispherical or conical and can bear sealingly against the narrow pipe outlet (14n) of the centering pilot (14) .

11. Sealing cartridge according to claims 9 and 10, characterized in that the sealing cartridge has an annular groove (38) within its outer surfaces (17 b) in which an elastic sealing ring (37) is displaced, which in the inserted state against a conical inner surface ( 13a) the drill bit (13) can be in sealing contact.

12. Sealing cartridge according to claims 9 to 11, characterized characterized in that the through-holes (32) closing off in retirement elastic annular collar (33) on the one hand in an inner annular groove (34) of the cartridge body (17) is displaced and on the other hand against a centering or clamping ring (35) is supported and displaced within this ring, the centering ring (35) also serves as an end stop for the double piston (30i31).

13. Sealing cartridge according to claims 9 to 12, characterized in that the sealing cartridge completely or parts thereof made of an elastic material, preferably plastic are. Considered publications: "The Technology of Adhesives", Part II, Verlag C. Lüttgen, Berlin, pages 177 to 179.