DE1271055B

DE1271055B - Verfahren zur Auskleidung von Bohrloechern

Info

Publication number: DE1271055B
Application number: DEP1271A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Rudolf Novotny; Dipl-Berging Dr-Ing Schuermann; Rudolf Stahl
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1964-07-08
Filing date: 1964-07-08
Publication date: 1968-06-27

Description

Verfahren zur Auskleidung von Bohrlöchern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auskleidung von Bohrlöchern und damit zur Sicherung und gleichzeitigen Konservierung ihrer Stöße.
Vor allem bei Bohrlöchern größeren Durchmessers, welche über längere Zeiträume offengehalten werden sollen, und die in nicht sehr festem bzw. mehr oder weniger gebrächem und/oder zur Verwitterung neigendem Gestein stehen, ist es notwendig, die Bohrlochstöße gegen die Gefahr eines Hereinbrechens zu sichern. Die Voraussetzungen für diese Notwendigkeit sind insbesondere bei seigeren Tiefbohrungen, ferner und vor allem auch bei Rettungsbohrungen, die für die Fahrung einer Rettungsbombe dienen, gegeben.
Bisher erfolgte die Sicherung der Bohrlochstöße ausschließlich durch Verrohrung mit Stahlrohren, in der Regel unter Belassung eines Ringraumes zwischen der Bohrlochwandung und der Verrohrung, welcher anschließend mit Zementmörtel unter hohem Druck verpreßt wird.
Diese bewährte Methode ergibt zwar eine vollkommene Sicherung der Bohrlochstöße, ist jedoch wegen des hohen Preises der Stahlrohrverrohrung, des Arbeitsaufwandes für deren Einbau und gegebenenfalls das nachträgliche Verpressen des Ringraumes zwischen Verrohrung und Bohrlochstoß mit Zementmörtel sehr aufwendig und zeitraubend. Vor allem ist sie außerdem mit dem Nachteil behaftet, daß sie eine wesentliche Verringerung des nutzbaren Bohrlochdurchmessers, mit anderen Worten, bei einem erforderlichen bzw. gegebenen nutzbaren Durchmesser des Bohrlochs, der nicht unterschritten werden darf, die Herstellung eines Bohrlochs von entsprechend größerem Querschnitt - wieder unter Erhöhung des Arbeitsaufwandes und ferner Verlangsamung des Bohrfortschrittes beim Niederbringen der Bohrung - bedingt.
Durch die Erfindung wird ein Verfahren geschaffen, welche diese Nachteile der üblichen und bekannten Verfahren vermeidet und es ermöglicht, ohne Verrohrung unter geringstem Arbeitsaufwand sowohl eine einwandfreie Verfestigung wie gleichzeitig oder auch allein eine Konservierung der Bohrlochwandungen bzw. Sicherung des diese bildenden Gesteins gegen korrodierende Einflüsse, denen im Fall einer Stahlrohrverrohrung dessen Rohre in hohem Maß ausgesetzt sind, zu erzielen.
Das neue Verfahren macht vor der als solche bekannten Maßnahme Gebrauch, die Stöße von Schächten, Grubenstrecken oder Brunnen mit einer Kunststoffaufspritzung zu versehen und besteht seinem Grundgedanken nach darin, daß durch ein in das Bohrloch abgesenktes Aufspritzwerkzeug ein ein Rohr bildender Kunststoffmantel fortlaufend während der Bewegung des Werkzeugs auf die Stöße aufgetragen wird. Vorzugsweise wird die aufgespritzte Kunststoffschicht durch eine unterhalb des Druckgefäßes des Aufspritzwerkzeugs angeordnete dessen Bewegung machende Lehre fortlaufend glattgestrichen.
Der in dieser Weise aufgetragene rohrförmige Mantel erfüllt in jeder Hinsicht die eingangs gekennzeichnete Aufgabe der Sicherung der Stöße des Bohrlochs unter gleichzeitigem Luftabschluß des Gebirges und bildet nicht nur einen vollkommenen Ersatz für die bekannte Stahlrohrverrohrung, sondern vermeidet auch die oben aufgezählten Nachteile derselben.
Falls das Bohrloch in quellendem Gestein steht, so wird dieser mechanisch feste und gleichzeitig konservierende Mantel aus Lösungen oder Dispersionen von härtbaren Kunststoffen auf der Basis von Epoxyharzen, Polyestern, Polyurethanen oder Phenolharzen, gegebenenfalls unter Zusatz von Füllstoffen und Pigmenten hergestellt.
Im Fall von in gebrächem Gestein stehenden Bohrlöchern wird der Mantel von zweckentsprechend gewählter hoher Elastizität und Dehnfähigkeit aus Dispersionen bzw. Lösungen von Polyvinylacetat, Polyvinylpropionat, Polyvinyldenchlorid und damit äquivalenten Kunststoffen gebildet.
Als zweckmäßig kann es sich erweisen, mit dem Ziel, die Haftfähigkeit des durch Aufspritzen dieser Kunststoffe gebildeten Mantels noch zu erhöhen, vor dem Aufspritzen der eigentlichen Kunststoffschicht auf die Bohrlochoberfläche einen Haftvermittler, z. B. einen Stoff auf der Basis eines Mischpolymerisats von Styrol und Maleinsäure aufzusprühen. Die Schichtdicke des gebildeten Film kann innerhalb weiter Grenzen, von etwa 0,05 bis 5 mm, je nach dem angestrebten Zweck und der Beschaffenheit des Gebirges, gewählt werden.
Durch Wahl eines Kunststoffs von den jeweiligen Forderungen des Einzelfalles entsprechender Beschaffenheit lassen sich aus den in Lösung oder Dispersion befindlichen Kunststoffen bzw. Mischungen von solchen mit Füllstoffen oder Pigmenten harte bzw. härtbare und damit mechanisch haltende gleichzeitig korrosionsbeständige oder, falls in erster Linie bzw. lediglich ein Korrosionsschutz angestrebt wird, elastische dehnfähige Schichten bilden, deren Schichtdicke innerhalb der oben angegebenen Grenzen wählbar und durch mehr oder weniger große Viskosität der Lösung oder Dispersion sowie Fortbewegungsgeschwindigkeit des Aufspritzwerkzeugs, gegebenenfalls auch durch Wiederholung des Aufspritzvorganges, regelbar ist.
In der Abbildung ist schematisch eine beispielsweise Ausführungsform des oben grundsätzlich beschriebenen Geräts zum Aufbringen der filmbildenden Lösung bzw. Dispersion auf die Bohrlochwandungen dargestellt.
Dieses Gerät besteht aus einem die Lösung oder Dispersion enthaltenden Druckgefäß 2, welches in einem durch Rollen 4 an den Bohrlochwandungen geführten Schlittenkörper gelagert ist, der an einem Haspel aufgehängt ist und durch diesen mit der zweckentsprechenden Geschwindigkeit fortlaufend bis in das jeweils Tiefste des zu sichernden Bohrlochabschnitts abgesenkt wird.
Die Kuppel des Druckgefäßes 2 ist über eine Zuleitung 5 an eine Preßluftquelle über Tage angeschlossen. Von dem Druckgefäß erstrecken sich die Materialleitung 6 und die Preßluftleitung 5', die von der Hauptpreßluftzuleitung 5 abgezweigt ist, nach der Ringdüse 3. Mit 7 ist ein z. B. ebenfalls durch die Preßluft angetriebenes im Druckgefäß angeordnetes Rührwerk bezeichnet. Die Ringdüse ist in der Abbildung als unmittelbar unterhalb des Druckgefäßes angeordnet dargestellt. In der Regel wird man aber den Abstand größer wählen, um dem durch die Düse ausgespritzten Fiten Zeit zur Verfestigung zu lassen, bis die Rollen des Schlittens auf ihm ablaufen. Zweckmäßig kann es sein, unterhalb des Druckgefäßes zwischen diesem und der Düse eine Lehre anzubringen, welche im Zuge ihrer Abwärtsbewegung den Film erforderlichenfalls glattstreicht.
Die Arbeitsweise des neuen Verfahrens ergibt sich aus vorstehenden Erläuterungen. Jeweils nach Weiterbohren des Bohrlochs um einen zweckentsprechenden Abschnitt wird nach Herausziehen des Bohrgeräts der den Behälter 2 aufnehmende Schlitten 4 bis zu dem Beginn des neuzuverfestigenden Bohrlochabschnitts eingehängt und dann fortlaufend mit der sich aus den obigen Überlegungen ergebenden den Verhältnissen des Einzelfalles angepaßten Geschwindigkeit abgesenkt, und derart die Bohrlochstöße fortlaufend mit dem Film versehen.
Das neue Verfahren ermöglicht, wie ersichtlich, in gegenüber den bekannten Verfahren denkbar vereinfachter Weise und mit absoluter Zuverlässigkeit unter wesentlicher Zeitersparnis Innenverkleidungen des Bohrlochs herzustellen, die unter erheblicher Einsparung an Arbeitsaufwand und Kosten die bisher angewendete Stahlrohrverrohrung ersetzen und unter weitgehender Anpassungsmöglichkeit an die Verhältnisse des Einzelfalles alle Aufgaben einer solchen erfüllen.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Auskleidung von Bohrlöchern durch Aufbringen einer Kunststoffschicht auf die Stöße, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein in das Bohrloch abgesenktes Aufspitzwerkzeug ein ein Rohr bildender Kunststoffmantel fortlaufend während der Bewegung des Werkzeugs auf die Stöße aufgetragen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgespritzte Kunststoffschicht durch eine unterhalb des Druckgefäßes des Aufspritzwerkzeugs angeordnete dessen Bewegung machende Lehre fortlaufend glattgestrichen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 in Anwendung auf in quellendem Gestein stehende Bohrlöcher, dadurch gekennzeichnet, daß eine mechanisch feste- und gleichzeitig konservierende Schicht durch Aufspritzen von Lösungen oder Dispersionen von härtbaren Kunststoffen auf der Basis von Epoxyharzen, Polyestern, Polyurethanen oder Phenolharzen, gegebenenfalls unter Zusatz von Füllstoffen und Pigmenten auf die Bohrlochwandungen hergestellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 in Anwendung auf in gebrächem Gestein stehende Bohrlöcher, dadurch gekennzeichnet, daß eine konservierende Schicht von zweckentsprechend gewählter hoher Elastizität und Dehnfähigkeit durch Aufspritzen von Dispersionen bzw. Lösungen von Polyvinylacetat, Polyvinylpropionat, Polyvinylidenchlorid und damit äquivalenten Kunststoffen auf die Bohrlochwandungen hergestellt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufsprühen der Kunststoffschicht ein Haftvermittler, z. B. auf Basis eines Mischpolymerisats von Styrol und Maleinsäure, auf die Bohrlochstöße aufgesprüht wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 913 405; deutsche Auslegeschrift Nr. 1064 006; französische Patentschrift Nr. 1109 021; USA: Patentschrift Nr. 2 527 581.