DE1161523B

DE1161523B - Device for sealing boreholes at a given level

Info

Publication number: DE1161523B
Application number: DEL35847A
Authority: DE
Inventors: Dimitrij A Leschtschow
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-04-07
Filing date: 1960-04-07
Publication date: 1964-01-23

Description

Vorrichtung zum Abdichten von Bohrlöchem in einem vorgegebenen Niveau Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ab- dichten von Bohrlöchern in einem vorgegebenen Niveau, bestehend aus einem Bohrlochspacker und einem am Seil oder Kabel einbaubaren Setzgerät.Device for sealing Bohrlöchem at a predetermined level The invention relates to a device for sealing of holes in a predetermined level, comprising a well packer and a mountable on the rope or cable positioning device.

Setzgeräte für diesen Zweck, die aus an einem Kabel oder an einem Seil in das Bohrloch zu versenkenden Zylinder bestehen und eine Ladung Sprengstoff, z. B. Pulver, enthalten, der in der gegebenen Tiefe gezündet wird, sind bereits bekannt. Alle diese bekannten Geräte weisen jedoch gewisse Nachteile auf, so daß sie allgemein keine Verwendung gefunden haben. Die Nachteile sind deutlich an einem Gerät dieser Art, z. B. an dem gemäß der USA.-Patentschrift 2 656 891 erkennnbar.Setting tools for this purpose, which consist of cylinders to be sunk into the borehole on a cable or rope and a charge of explosives, e.g. B. powder, which is ignited at the given depth, are already known. However, all of these known devices have certain disadvantages, so that they have generally not been used. The disadvantages are evident in a device of this type, e.g. B. erkennnbar to the according to the USA. Patent 2,656,891.

Gemäß dieser Patentschrift ist das Setzgerät zum Einbringen von ein Bohrloch abdichtenden Dichtungsstopfen in Form eines in das Bohrloch zu versenkenden, die Sprengladung enthaltenden Hohlzylinders ausgebildet, bei deren Explosion der Zylindermantel im Bohrloch bis zum vollständigen Anschlag an das umgebende Rohr ausgeweitet wird, wodurch der Dichtungsstopfen entsteht.According to this patent, the setting tool is for introducing a Borehole sealing plug in the form of a plug to be countersunk into the borehole, formed the explosive charge containing hollow cylinder, upon explosion of the Cylinder jacket in the borehole up to the complete stop on the surrounding pipe is expanded, creating the sealing plug.

Beim Setzen solcher Packer bzw. Stopfen werden auch die Wände des umgebenden Rohres deformiert, was aber eine spätere Entfernung dieser Stopfen im Falle einer notwendigen Rückkehr zur größeren Bohrlochtiefe, sehr kompliziert und sogar zur Zerstörung des Rohres führen kann. Eine Verringerung der Ladung zur Vermeidung einer Deformierung des Rohrstranges führt zu einer Komplizierung der Konstruktion des Setzgerätes, z. B. durch Anwendung von dichtenden Gummigurten darin, wobei aber ein dichter Abschluß des Bohrloches nicht mit Sicherheit herstellbar ist.When setting such packers or plugs, the walls of the surrounding pipe deformed, but what a later removal of this plug in the In the case of a necessary return to the greater borehole depth, very complicated and can even lead to the destruction of the pipe. A decrease in charge to avoid it a deformation of the pipe string leads to a complication of the construction of the setting tool, e.g. B. by using sealing rubber belts in it, but a tight seal of the borehole cannot be produced with certainty.

Die ebenfalls bekannten Geräte zum Verschließen von Bohrlöchem mit Stopfen, die eine, Stahlarmierung aufweisen und irn Bohrloch unter Verwendung von Zement gebildet werden, sind in der Verwendung schwerfällig, kompliziert und unbequem.The well-known devices for closing boreholes with Plugs, which have a steel reinforcement and in the borehole using Cements are cumbersome, complicated and inconvenient to use.

Erfindungsgemäß werden diese Mängel dadurch behoben, daß der Bohrlochspacker aus einem zylindrischen Gumniistopfen besteht, der durch elastische Entspannungskräfte an der Innenwand der Bohrung bzw. der Verrohrung abdichtet und aus einer Setzvorrichtung, die aus einem zylindrischen Raum zur Aufnahme einer Treibladung, einem daran anschließenden, nach der Bohrlochssohle zu offenen und sich konisch erweiternden Raum zur Aufnahme des zusammengepreßten Gumniistopfens sowie einer an sich bekannten Auslösevorrichtung zum Zünden der Treibladung besteht.According to the invention, these shortcomings are eliminated in that the borehole packer consists of a cylindrical rubber stopper, which by means of elastic relaxation forces on the inner wall of the bore or the piping and from a setting device, which consists of a cylindrical space for receiving a propellant charge, an adjoining, after the bottom of the borehole to open and conically widening space for receiving the compressed rubber stopper and a trigger device known per se to ignite the propellant charge.

Hierdurch ist es möglich, Dichtungsstopfen genau in der erforderlichenTiefe des Bohrloches zuverlässig und dicht anzuordnen.This makes it possible to produce sealing plugs exactly to the required depth of the borehole to be arranged reliably and tightly.

Ein derartiger Dichtungsstopfen, der in einem Rohrstrang oder in einem Bohrloch mit harten Gesteinswänden angeordnet ist, hält hohe Beanspruchungen ohne irgendwelche zusätz;lichen Befestigungsmittel aus. So z. B. hält ein Gummipacker in einer Rohrleitung von 5 Zoll Durchmesser ohne weiteres eine Druckdifferenz von 300 atü aus. Die Höhe des hydrostatischen Druckes bzw. die Tiefe des Bohrloches haben keinen Einfluß auf die Leistungsfähigkeit des Setzgerätes.Such a sealing plug, which is arranged in a pipe string or in a borehole with hard rock walls, can withstand high loads without any additional fastening means. So z. For example, a rubber packer in a pipeline of 5 inches in diameter can easily withstand a pressure difference of 300 atmospheres. The level of the hydrostatic pressure or the depth of the borehole have no influence on the performance of the setting tool.

Die geringeren Ausmaße und das geringe Gewicht des Setzgerätes (die Länge eines fünfzölligen Gerätes beträgt 1,3 m und das Gewicht 60 kg) ermöglichen einen leichten Transport und bequemen Gebrauch. Die einfache Konstruktion bedingt geringe Herstellungskosten und eine einfache Handhabung des Gerätes.The smaller dimensions and the low weight of the setting tool (the length of a five-inch tool is 1.3 m and the weight 60 kg) enables easy transport and convenient use. The simple construction results in low manufacturing costs and easy handling of the device.

Für das Zünden der Sprengstoffladung ist die elektrische Zündung ebenso geeignet wie die Schlagzündung. Senkt man das Setzgerät an einem Seil in das Bohrloch und verwendet man zum Zünden der Ladung Schlagzünder, so ist hierzu erfindungsgemäß ein Auslösegewicht vorgesehen.Electrical ignition is also used for igniting the explosive charge suitable like the impact ignition. If you lower the setting tool on a rope into the borehole and if percussion detonators are used to ignite the charge, this is according to the invention a release weight is provided.

In F i g. 1 ist ein Längsschnitt des Setzgerätes gemäß der Erfindung dargestellt und in F i g. 2 die Zündvorrichtung des Gerätes ebenfalls im Längsschnitt.In Fig. 1 is a longitudinal section of the setting tool according to the invention and in F i g. 2 the ignition device of the device also in longitudinal section.

Das Gerät hat die Form eines Zylinders, mit zwei Kammern, stellt eine mit Pulver oder mit anderen Sprengstoffen betriebene Vorrichtung dar. Die untere Kammer - der Arbeitszylinder 2 - dient zur Aufnahme des zusammengedrückten Gummistopfens 6. Die Innenwände des Zylinders können eine leicht konische Form haben; nach unten zu kann der Zylinder offen sein. Die obere Kammer, die Ladungskammer 3, dient zur Aufnahme der Sprengstoffladung und einer an sich bekannten Zündvorrichtung bzw. der Patrone 5. The device has the shape of a cylinder, with two chambers, represents a device operated with powder or other explosives. The lower chamber - the working cylinder 2 - is used to hold the compressed rubber stopper 6. The inner walls of the cylinder can have a slightly conical shape ; the cylinder can be open towards the bottom. The upper chamber, the charge chamber 3, is used to hold the explosive charge and an ignition device known per se or the cartridge 5.

Zweckmäßigerweise werden die beiden Kammern, wie in F i g. 1 gezeigt, getrennt ausgebildet, wobei jedoch diese beiden Teile sicher und dicht, z. B. mit Hilfe eines Gewindes oder auf andere Weise miteinander verbunden sind.Appropriately, the two chambers, as in FIG. 1 shown, formed separately, but these two parts secure and tight, e.g. B. are connected to one another by means of a thread or in some other way.

Die Kammern weisen einen breiten Durchgang zueinander auf. Der Außendurchmesser der Kammern ist so gewählt, daß das Geschoß frei in das Bohrloch versenkt werden kann. Die Abgrenzung der beiden Kammern erfogt durch eine fest angeordnete Ab- stützung 1. The chambers have a wide passage to one another. The outer diameter of the chambers is chosen so that the projectile can be sunk freely into the borehole. The distinction between the two chambers erfogt by a fixedly arranged support waste first

Die Abstützung 1 dient als Grenze für das Einsetzen des Gununipfropfens 6 beim Einpressen desselben oder bei der Wirkung des hohen hydrostatischen Druckes im Bohrloch.The support 1 serves as a limit for the insertion of the Gununi plug 6 when it is pressed in or when the high hydrostatic pressure acts in the borehole.

Der Innenraum des Zylinders 2 entspricht dem Inhalt des in den Zylinder 2 einzupressenden und auf die erforderliche Bohrlochtiefe herabzusenkenden Gummipfropfens 6. The interior of the cylinder 2 corresponds to the contents of the rubber plug 6 to be pressed into the cylinder 2 and lowered to the required borehole depth.

Bei Verwendung von Pulver oder anderen Sprengstofftreibladungen zur Beförderung des zusammengedrückten Stopfens und Setzen desselben in den Bohrlöchern ist darauf zu achten, daß ein Enddruck der Gase gewährleistet ist, der etwas höher ist als der hydrostatische Druck im Bohrloch und daß noch genügend Kraft zum Herausschieben des Stopfens verbleibt.When using powder or other explosive propellant charges Transporting the compressed plug and placing it in the boreholes care must be taken to ensure that the final pressure of the gases is somewhat higher is than the hydrostatic pressure in the borehole and that there is still enough force to push it out of the plug remains.

Der Zylinder 2 und die Ladekammer 3 bilden den Grundkörper des Setzgerätes. Im Kopfteil der Ladekammer befindet sich eine Gewindebohrung, die zur Einführung der Sprengstoffladung in die Kammer und zur Anordnung der Senkvorrichtung dient. In dieser Bohrung wird mittels des Gewindes der Schraubstopfen 5 befestigt, der zum Abdichten der öffnung und zur Einführung der Zündleitung dient.The cylinder 2 and the loading chamber 3 form the basic body of the setting tool. In the head part of the loading chamber there is a threaded hole which is used to introduce the explosive charge into the chamber and to arrange the lowering device. The screw plug 5 , which is used to seal the opening and to introduce the ignition cable, is fastened in this bore by means of the thread.

Auf dem Außengewinde der Kammer ist die mit einem Bolzen versehene Hülse 4 aufgeschraubt, die zur Herstellung der Verbindung des Gerätes mit dem Kabel dient, an welchem dasselbe in das Bohrloch gesenkt wird. Die Hülse 4 kann, wie in F i g. 1 dargestellt, ausgeführt sein.The sleeve 4 provided with a bolt is screwed onto the external thread of the chamber and serves to establish the connection of the device to the cable on which the same is lowered into the borehole. The sleeve 4 can, as shown in FIG. 1 shown, executed.

Um das Gerät nicht nur am Kabel ins Bohrloch senken zu können, sondern auch mit Hilfe eines einfachen Seiles, ist ein auswechselbares Kopfteil (F i g. 2) mit einem Schlagmechanismus und einer Kapselzündpatrone vorgesehen, die an Stelle der Hülse 4 und dem Schraubstopfen 5 angebracht werden.In order to be able to lower the device into the borehole not only on the cable, but also with the help of a simple rope, an exchangeable head part ( Fig. 2) with a striking mechanism and a capsule ignition cartridge is provided, which instead of the sleeve 4 and the screw plug 5 be attached.

Die Schlagzündvorrichtung ist entsprechend den bekannten Schlagzündern ausgeführt. Soll das Gerät an einem einfachen Seil herabgelassen werden, so kann dennoch die Zündung elektrisch, z. B. mit Hilfe einer Batterie und/oder einer mechanischen Auslösung der Auslöselast erfolgen.The percussion igniter is in accordance with the known percussion detonators executed. If the device is to be lowered on a simple rope, it can nevertheless the ignition is electrical, e.g. B. with the help of a battery and / or a mechanical one Triggering of the trigger load take place.

Zur Vorbereitung wird der Gummistopfen (mit großem Durchmesser) mit Hilfe von Druckflüssigkeit durch einen Hohlkegel in den Zylinder 2 eingepreßt. Das Beladen des Gerätes mit der Sprengstoffladung und das Anbringen der Zündvorrichtung beansprucht nur wenige Minuten Zeit und erfolgt vor dem Hinabsenken des Gerätes in das Bohrloch.In preparation, the rubber stopper (with a large diameter) is included Pressed into cylinder 2 through a hollow cone with the aid of hydraulic fluid. That Loading the device with the explosives charge and attaching the ignition device Only takes a few minutes and is done before the device is lowered into the borehole.

Arbeitet man mit einem Seil, so werden die Sicherung 8 und 9 des Schlagzünders vor dem Hinabsenken in das Bohrloch entfernt. Nach Hinablassen des Ge-Yätes auf die erforderliche Tiefe wird die Entzündung der Ladung durch Einschalten des elektrischen Stromes oder bei der Arbeit mit dem Seil mit Hilfe der Auslöselast (Schlagkörper) vorgenommen. Durch den Gasdruck, der dabei entsteht, wird der Stopfen aus dem Zylinder in das Bohrloch herausgedrückt, hiernach wird das Gerät wieder an die Oberfläche gezogen.If you work with a rope, the fuse 8 and 9 of the percussion fuse are removed before it is lowered into the borehole. After lowering the Ge-Yätes to the required depth, the charge is ignited by switching on the electric current or, when working with the rope, with the aid of the release load (impact body). Due to the gas pressure that is created, the plug is pushed out of the cylinder into the borehole, after which the device is pulled back to the surface.

Ein in einem Bohrloch gesetzter Stopfen gewährleistet eine für die Prüfung der Dichtigkeit des Bohrloches ausreichende Druckdifferenz.A plug placed in a borehole ensures one for the Check the tightness of the borehole, sufficient pressure difference.

Da die Gummistopfen sich im Bohrloch mit der Zeit ändern, kann eine Verstärkung mit etwas Zementtrübe z. B. dadurch erreicht werden, daß man diese mit Hilfe eines Zubringerlöffels und desselben Kabels oder Seils einbringt.Since the rubber plugs change over time in the borehole, a Reinforcement with some cement slurry z. B. can be achieved by using this With the help of a feeder spoon and the same cable or rope.

Claims

1. A device for sealing of holes in a predetermined level, comprising a well packer and a mountable on the rope or cable positioning device, d a d u rch g e nzeichnet -ken that the well packer of a cylindrical rubber stopper is formed by elastic relaxation forces Seals on the inner wall of the bore or the casing, and from a setting device, which consists of a cylindrical space for receiving a propellant charge, an adjoining, after the bottom of the borehole open and conically widening space for receiving the compressed rubber stopper and a known triggering device to ignite the propellant charge.

2. Setting tool according to claim 1, characterized in that the triggering device is a known electrical ignition device. 3. Setting tool according to claim 1, characterized in that the triggering device can be actuated mechanically, for. B. has a trigger weight for actuating a firing pin for igniting the propellant charge.

Documents considered: Austrian Patent Specification No. 219 530; French Patent Nos. 1251098, 978 860; U.S. Patent No. 2,656,891.