DE19835468C1 - Well packer with intentional point of separation - Google Patents
Well packer with intentional point of separationInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Packer, bestehend aus einer Packerstange mit einer Zentralbohrung zum Injizieren eines Dichtungsmittels und aus einer zwischen einem Widerlager und einer Spannmutter mit Unterlegscheibe auf der Packerstange angeordneten kompressiblen Manschette, aus einem Rückschlagventil an einem Ende der Packerstange, aus einem Anschlußelement am anderen Ende der Packerstange zum Verbinden mit einer Dichtungsmittelzuleitung sowie aus einer Sollbruchstelle an der Packerstange. Mit solchen Mitteln versehene Packer werden zum Abdichten des Ringraumes von Bohrungen verwendet.The invention relates to a packer consisting of a Packer bar with a central hole for injection of a sealant and one between one Abutment and a clamping nut with washer the compressible sleeve arranged on the packer bar, from a check valve at one end of the Packer bar, from a connector at the other end the packer bar to connect to a Sealant supply line and from a predetermined breaking point on the packer bar. Packers provided with such means are used to seal the annulus of bores used.
Die DE 296 19 586 U1 beschreibt im Ausführungsbeispiel einen Injektionspacker, bestehend aus einem Gewinderohr als Packerstange, auf das bohrgrundseitig ein Rückschlagventil mittels einer Gewindemutter fest angeschraubt ist. Gegenüberliegend davon ist auf dem Gewinderohr ein Anschlußelement zum Verbinden mit einer Injektionseinrichtung aufgeschraubt. An die Gewindemutter anschließend sind auf dem Gewinderohr eine Zahnscheibe, eine Gummihülse, eine Unterlegscheibe und eine Spannmutter hintereinander angeordnet. Verspannt wird die Gummihülse mittels Spannmutter auf dem Gewinderohr. Dazu wird die Spannmutter mittels Montageschlüssel gedreht und die Gummihülse gegen die Zahnscheibe, die sich an der Gewindemutter für das Rückschlagventil fest abstützt, verschoben. Die Gummihülse wölbt sich radial auf und verspannt sich dichtend mit der Bohrlochwandung. Im ungespannten Zustand übergreift die Spannmutter zu einem Drittel eine Sollbruchstelle am Gewinderohr. DE 296 19 586 U1 describes in the exemplary embodiment an injection packer consisting of a threaded tube as a packer bar on the drill base Check valve firmly using a threaded nut is screwed on. Opposite of it is on the Threaded pipe a connection element for connecting to a Injection device screwed on. To the threaded nut then there is a lock washer on the threaded tube, a rubber sleeve, a washer and one Clamping nut arranged one behind the other. The is tensioned Rubber sleeve on the threaded tube using a clamping nut. To the clamping nut is turned using an assembly key and the rubber sleeve against the toothed washer, which is on the The threaded nut for the check valve is firmly supported, postponed. The rubber sleeve bulges radially and tightly braces against the borehole wall. in the unclamped state overlaps the clamping nut to one Third a predetermined breaking point on the threaded pipe.
Nach der durchgeführten Injektion wird die Injektionseinrichtung vom Anschlußelement, welches mittels einer Gewindemutter am Gewinderohr angebracht ist, abgenommen und das Gewinderohr an der Sollbruchstelle abgebrochen. Hier zeigt sich neben dem verhältnismäßig großen Aufwand für den Anschluß des Rückschlagventils und den Anschluß des Anschlußelementes für die Injektionseinrichtung der große Nachteil dieses Packers. Die als Gewinderohr ausgebildete Packerstange kann nicht abgebrochen werden, wenn die Gummihülse nicht in Richtung Bohrloch so weit auf der Packerstange verschoben worden ist, daß die Sollbruchstelle von der Spannmutter freigegeben wird. Dies trifft in der Praxis zu, wenn der Ringraum zwischen Packer und Bohrloch sehr eng und die Bohrlochwand dazu stabil ist, so daß die Gummihülse nicht weit genug radial ausgedehnt werden kann, um die Sollbruchstelle auf der Packerstange freizulegen.After the injection, the Injection device from the connecting element, which attached to the threaded tube using a threaded nut is removed and the threaded pipe on the Breakage point canceled. Here it shows up next to the relatively large effort for connecting the Check valve and the connection of the connecting element the great disadvantage of this for the injection device Packers. The packer rod designed as a threaded tube cannot be broken off if the rubber sleeve is not towards the borehole so far on the packer bar has been moved that the predetermined breaking point of the Clamping nut is released. This is true in practice too if the annulus between packer and borehole is very narrow and the borehole wall is stable so that the The rubber sleeve cannot be extended radially enough can to the predetermined breaking point on the packer bar to expose.
Aus der DE 34 05 469 C2 ist ein Packer zum Abdichten des Ringraumes von Bohrungen bekannt. Er besteht aus einer Packerstange mit einer zwischen einem Widerlager und einer Spannhülse auf der Packerstange angeordneten kompressiblen Manschette und mit einer auf die gegen die Manschette andrückbaren Spannhülse arbeitenden Spannvorrichtung, wobei das Widerlager und die Spannhülse jeweils einen, gegen die Manschette gerichteten Spreizkonus aufweisen und dadurch bei zunehmend gegen die Manschette eindringenden Spreizkonen die Manschette über die Manschettenlänge und den Manschettenumfang gleichmäßig aufspreizen. Diese Packerstange mit ihrer Zentralbohrung zum Injizieren des Dichtungsmittels weist im Übergang zum Widerlager eine Sollbruchstelle auf. Dieser Packer hat den Nachteil, daß die Packerstange durch Überspannen der Spannhülse mittels Spannmutter an der Sollbruchstelle vom Widerlager getrennt wird und somit das Widerlager seine Funktion einbüßt. Die Manschette entspannt sich, wenn das eingebrachte Dichtungsmittel nicht genügend ausgehärtet ist. Der Packer wird undicht.From DE 34 05 469 C2 a packer for sealing the Annulus of holes known. It consists of one Packer bar with one between an abutment and a clamping sleeve arranged on the packer bar compressible cuff and with one on the against the Collar pressable adapter sleeve working Clamping device, the abutment and the clamping sleeve one each against the cuff Have expansion cone and thereby increasingly against Cuff penetrating expansion cones over the cuff the cuff length and the cuff circumference spread evenly. This packer bar with yours Central bore for injecting the sealant has a predetermined breaking point in the transition to the abutment. This packer has the disadvantage that the packer bar by tightening the clamping sleeve using the clamping nut the predetermined breaking point is separated from the abutment and thus the abutment loses its function. The Cuff relaxes when the inserted Sealant is not sufficiently cured. Of the Packer is leaking.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Packer, bestehend aus einer Packerstange mit Zentralbohrung zum Injizieren eines Dichtungsmittels und aus einer zwischen einem Widerlager und einer Spannmutter mit Unterlegscheibe auf der Packerstange angeordneten kompressiblen Manschette, aus einem Rückschlagventil an einem Ende der Packerstange, aus einem Anschlußelement am anderen Ende der Packerstange zum Verbinden mit einer Dichtungsmittelzuleitung sowie aus einer Sollbruchstelle an der Packerstange, zu entwickeln, der sich durch verringerten technischen Aufwand auszeichnet, wobei der aus dem Bohrloch heraustretende Teil der Packerstange garantiert an der Sollbruchstelle abgebrochen werden kann, ohne die Funktion des im Bohrloch verbleibenden Teiles der Packerstange nach erfolgtem Abdichten zu beeinträchtigen.The object of the invention is a packer consisting of a packer rod with a central hole for injection of a sealant and one between one Abutment and a clamping nut with washer the compressible sleeve arranged on the packer bar, from a check valve at one end of the Packer bar, from a connector at the other end the packer bar to connect to a Sealant supply line and from a predetermined breaking point on the packer bar, to develop that through characterized reduced technical effort, the part of the packer rod emerging from the borehole guaranteed to be broken off at the predetermined breaking point can, without the function of what remains in the borehole Part of the packer rod after sealing affect.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Rückschlagventil in der Packerstange integriert und durch eine Überwurfmutter in der Packerstange gehalten ist, wobei die Überwurfmutter am Ende der Packerstange aufschraubbar angeordnet ist, eine Durchgangsöffnung für die Zentralbohrung der Packerstange aufweist und als Widerlager für die kompressible Manschette ausgebildet ist. Dabei ist die Sollbruchstelle im ungespannten Zustand des Packers hinter der Spannmutter in Richtung Dichtungsmittelzuleitung angeordnet. Das Anschlußelement für die Dichtungsmittelzuleitung ist so ausgebildet, daß es in die Packerstange einschraubbar oder auf die Packerstange aufschraubbar ist. According to the invention the object is achieved in that the Check valve integrated in the packer bar and through a union nut is held in the packer rod, with the union nut at the end of the packer bar is arranged screw-on, a through opening for has the central bore of the packer bar and as Abutment designed for the compressible cuff is. The predetermined breaking point is in the untensioned Condition of the packer behind the clamping nut in the direction Sealant supply line arranged. The connector for the sealant supply line is designed so that screw it into the packer bar or onto the Packer rod can be screwed on.
Vorteilhaft ist, daß die Packerstange lediglich vom Ende für die Überwurfmutter bis zur Sollbruchstelle ein Außengewinde trägt. Zweckmäßig ist es, wenn die Sollbruchstelle im ungespannten Zustand des Packers unmittelbar hinter der Spannmutter angeordnet ist. Vorteilhafterweise sollte das Rückschlagventil eine Druckfeder enthalten, die gegen die Überwurfmutter gerichtet ist.It is advantageous that the packer bar only from the end for the union nut up to the predetermined breaking point External thread carries. It is useful if the Breakage point in the unstressed state of the packer is located immediately behind the clamping nut. The check valve should advantageously be a Compression spring included against the union nut is directed.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die dazugehörige Zeichnung zeigt in der einzigen Figur den Längsschnitt eines Packers.The invention is based on a Embodiment explained in more detail. The Associated Drawing shows the longitudinal section in the single figure a packer.
In der Figur ist ein Packer zum Abdichten des Ringraumes von Bohrungen dargestellt. Der Packer besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einer Packerstange 1, die eine Zentralbohrung 2 zum Injizieren von Dichtungsmittel besitzt, und einer zwischen einem Widerlager 3 und einer Spannmutter 4 mit Unterlegscheibe 5 auf der Packerstange 1 angeordneten kompressiblen Manschette 6. An dem dem Bohrloch zugewandten Ende der Packerstange 1 ist ein Rückschlagventil 7 angeordnet. Dabei ist die Zentralbohrung 2 am Ende der Packerstange 1 so ausgeführt, daß die Ventilkugel und die Druckfeder 10 des Rückschlagventiles 7 aufgenommen werden. Die Druckfeder 10 stützt sich gegen eine am Ende der Packerstange 1 aufgeschraubte Überwurfmutter 11 ab, die als Widerlager 3 für die kompressible Manschette 6 ausgebildet ist sowie eine Durchgangsöffnung 12 für die Zentralbohrung 2 der Packerstange 1 aufweist. Am gegenüberliegenden Ende der Packerstange 1 ist ein Anschlußelement 8, beispielsweise ein Anschlußnippel mit Ventil für eine Druckleitung zum Injizieren des Dichtungsmittels, eingeschraubt. Eine Sollbruchstelle 9 ist im ungespannten Zustand des Packers unmittelbar hinter der Spannmutter 4 in Richtung Dichtungsmittelzuleitung auf der Packerstange 1 angeordnet. Die Packerstange 1 ist von der Sollbruchstelle 9 bis zu ihrem Ende an der Überwurfmutter 11 mit einem durchgehenden Außengewinde 13 versehen. Die Spannmutter 4 wird mit einem Schlüssel in Richtung Manschette 6 geschraubt. Sie drückt dabei die Unterlegscheibe 5 gegen die Manschette 6 und wölbt diese radial gegen die Bohrlochwand und verschließt den Ringraum zwischen Manschette 6 und Bohrlochwand. Nach Abschluß der Injektionsarbeiten wird die Packerstange 1 an der Sollbruchstelle 9 gebrochen und aus dem Bohrloch entfernt.In the figure, a packer for sealing the annulus of bores is shown. The packer consists in its basic structure of a packer rod 1 , which has a central bore 2 for injecting sealant, and a compressible sleeve 6 arranged between an abutment 3 and a clamping nut 4 with washer 5 on the packer rod 1 . A check valve 7 is arranged at the end of the packer rod 1 facing the borehole. The central bore 2 at the end of the packer rod 1 is designed so that the valve ball and the compression spring 10 of the check valve 7 are received. The compression spring 10 is supported against a cap nut 11 screwed onto the end of the packer rod 1 , which is designed as an abutment 3 for the compressible sleeve 6 and has a through opening 12 for the central bore 2 of the packer rod 1 . At the opposite end of the packer rod 1 , a connection element 8 , for example a connection nipple with a valve for a pressure line for injecting the sealant, is screwed in. A predetermined breaking point 9 is arranged in the untensioned state of the packer immediately behind the clamping nut 4 in the direction of the sealant supply line on the packer rod 1 . The packer rod 1 is provided with a continuous external thread 13 from the predetermined breaking point 9 to its end on the union nut 11 . The clamping nut 4 is screwed in the direction of the cuff 6 using a wrench. It presses the washer 5 against the collar 6 and curves it radially against the borehole wall and closes the annular space between the collar 6 and the borehole wall. After the completion of the injection work, the packer rod 1 is broken at the predetermined breaking point 9 and removed from the borehole.
11
Packerstange
Packer bar
22nd
Zentralbohrung
Central bore
33rd
Widerlager
Abutment
44th
Spannmutter
Clamping nut
55
Unterlegscheibe
Washer
66
Manschette
cuff
77
Rückschlagventil
check valve
88th
Anschlußelement
Connector
99
Sollbruchstelle
Predetermined breaking point
1010th
Druckfeder
Compression spring
1111
Überwurfmutter
Cap nut
1212th
Durchgangsöffnung
Through opening
1313
Außengewinde
External thread
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