DE2502487A1

DE2502487A1 - Standrohr-einrichtung, insbesondere fuer methanhaltige gesteinsschichten

Info

Publication number: DE2502487A1
Application number: DE19752502487
Authority: DE
Inventors: David Denzil Ebsworth; William Alexander Morris
Original assignee: Coal Industry Patents Ltd
Current assignee: Coal Industry Patents Ltd
Priority date: 1974-01-25
Filing date: 1975-01-22
Publication date: 1975-07-31
Also published as: BE824774A; FR2259227B3; FR2259227A1; GB1454305A

Description

BROSE⁰ "BROSE Karl A. DI"V^CIÜ ^DKarl DROCC ^D'P^|om

Ingenieure

D-8023 München-Pullach, Wiener Str. ?.; Tel. (080) 7 93 30 71; Tcb:: 521.T"47 bros d; Cables: «Patentibus» München

Case 3477 DBR/sta . S_e: 22. Januar 1975

COAL INDUSTRY (PATENTS) LIMITED, Hobart House, Grosvenor Place, London, SW 1X 7 AE/England

Standrohr-Einrichtung, insbesondere für methanhaltige Gesteinsschichten

Die Erfindung betrifft eine Standrohr-Einrichtung, welche insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich verwendet wird, wenn das Bohrloch einer Länge des Hauptstandrohres im Boden der Strecke gebohrt wird. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer derartigen Standrohr-Einrichtung in einer Anordnung zur Methanabfuhr.

In Gesteinsschichten, die Methan enthalten, wird das Methan normalerweise dadurch abgeführt, daß Bohrungen · in die Schicht gebohrt werden. Ein etwa 6 bis 9 Meter langes Standrohr wird in der Bohrung mittels eines Harzes oder Zementmörtel befestigt. Methan aus der Erzeugungslänge des Bohrloches in der Gesteinsschicht strömt

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dann das Standrohr hinunter in das Hauptrohrleitungssystem der Strecken und Strebe und kann dann kommerziell genutzt werden oder in die Atmosphäre entlassen werden.

Das Methan steht oft unter Druck, und manchmal sind die auftretenden Drücke erheblich. Diese Drücke sind zwar normalerweise klein, falls jedoch eine Methantasche mit hohem Druck getroffen wird, während das Bohrloch der Standrohrlänge gebohrt wird, können Komplikationen und möglicherweise Unfälle auftreten. Während des Bohrens nach Methan kann ferner Wasser angetroffen werden, wodurch sich weitere Komplikationen ergeben können.

Um mit den mit dem Druck verbundenen Problemen, die während des Bohrens der Standrohrlänge auftreten können, fertig zu werden, wurde das Methan bisher dadurch unter Kontrolle gehalten, daß ein aus Holz bestehender Keilstopfen, der aus zwei Hälften besteht, verwendet wird, die in ein Bohrloch eingerammt werden können, um als Abdichtung zu wirken. Das Methan wird aus der Standrohrlänge des Bohrloches durch die Mitte der Bohrstangen abgeführt, die verwendet werden, um das Bohrloch herzustellen. Dieses bekannte Verfahren hat sich jedoch nicht immer als zufriedenstellend erwiesen, insbesondere, wenn Methan unter Hochdruck angetroffen wurde.

Gegenstand der Erfindung ist es, eine zeitweilig verwendbare Standrohr-Einrichtung zu schaffen, die zu einem verbesserten Verfahren zur Beherrschung von Methan hohen Druckes? führt, welches beim Bohren nach Methan oder anderen Bohrlöchern angetroffen wird, wobei die Einrichtung verwendet wird, bis das bleibende Standrohr einer Länge von 6 bis 9 Metern eingebaut ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Standrohr-Einrichtung dadurch gelöst, daß diese einen rohrförmigen Abschnitt mit einem keilförmigen oder einer Anzahl von keilförmigen Teilen aufweist, die an dessen Außenfläche befestigt sind und in ihrer Höhe in Längsrichtung in Richtung des Vorderendes der Einrichtung abnehmen und beim Betrieb derart angeordnet sind, daß sie die Einrichtung in der Mündung des Bohrloches festkeilen.

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Der keilförmige Teil kann eine konische Form aufweisen und entweder voll oder mit Öffnungen ausgebildet sein. Vorzugsweise ist der Keil in Form dreier oder mehrerer Keile ausgebildet, die beispielsweise durch Schweißen an einem Metallrohr befestigt sind. Das Hinterende der Einrichtung ist vorzugsweise mit Einrichtungen, beispielsweise einem Gewinde, versehen, mittels derer eine Stoppbüchse oder andere weitere Einrichtung leicht befestigbar ist.

Die Erfindung umfaßt ferner eine Methanabfuhranordnung, welche die oben stehende Einrichtung enthält.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen beispielhaft veranschaulichten Ausführungsformen näher erläutert. Es sseigt:

Figur 1 eine Seitenansicht der Einrichtung mit einem Teil einer Zielstange,

Figur 2 eine perspektivische Ansicht, welche die Einrichtung bei der Anwendung an einer Anordnung zur Abfuhr von Methan zeigt, und die

Figur 3 eine Seitenansicht einer abgewandelten Ausführungsform der Anordnung gemäß Figur 2.

Wie insbesondere aus den Figuren 1 und 2 der Zeichnungen ersichtlich, weist die Standrohr-Einrichtung ein Rohr 1 auf, welches etwa 60 cm (2 Fuß) lang ist und einen Außendurchmesser von 2 Zoll aufweist. Vier Keile 2 sind an der Außenseite des Rohres 1 befestigt und um dessen Umfang in gleichem Abstand zueinander angeordnet. Lediglich drei der Keile sind in Figur.1 bzw. 2 zu sehen. Die Keile weisen eine Maximalhöhe von 1 Zoll im Bereich des Hinterendes des Rohres (das rechte Ende in der Ansicht gemäß der Zeichnungen) auf, welche im Bereich des Vorderendes bis auf 0 abnimmt. Das Hinterende ist bei 3 mit einem Gewinde versehen, und das Vorderende ist mit einem zweckdienlichen Dichtband 4 umwickelt, wie es beispielsweise unter dem

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eingetragenen Warenzeichen "Densο" vertrieben wird.

Im Betrieb, wenn ein Methanbohrloch einer geplanten Länge von etwa 9 Metern (30 Fuß) gebohrt wird, wird ein Bohrgerät (nicht dargestellt) gegenüber einer Gesteinsfront 5 aufgebaut und die ersten 1,20 m (4 Fuß) eines Bohrloches 6 mit 3 Zoll Durchmesser ausgebohrt. Dies geschieht unter Verwendung einer Bohrstange mit einem Bohrmeißel (nicht dargestellt), an welche sich eine mit Flügeln versehene Zielstange 7 und schließlich eine dritte Bohrstange (nicht dargestellt) anschließt. Wenn die ersten 1,20 m des Bohrloches 6 gebohrt wurden, wird die dritte Bohrstange abgenommen und das Rohr 1 in der in Figur 2 veranschaulichten Weise eingesetzt. Ein schalenförrniges Zusatzteil an dem Bohrgerät wird auf das Hinterende des Rohres 1 aufgesetzt und Druck aufgebracht, so daß das Rohr 1 in das Loch 6 gedruckt wird, wobei die Keile 2 sich fest in der Bohrlochmündung verkeilen. Das Vorderende des Rohres 1 gelangt in Eingriff mit dem rohrförmigen Hinterabschnitt 8 der Zielstange 7 und stellt mit diesem aufgrund des Dichtbandes 4 eine gute Passung her.

Eine hydraulische Methanstopfbüchse 9 wird nun auf das Ende 3 des Rohres 1 aufgeschraubt und die dritte Bohrstange durch die Stopfbuchse 9 und das Rohr 1 eingeschoben und mit der Zielstange 7 verbunden. Das Bohren wird dann fortgesetzt, wobei weitere Bohrstangenabschnitte in der erforderlichen Weise durch die Stopfbüchse 9 hindurchgeführt werden. Beim Fortschreiten der Bohrarbeit wird jegliches angetroffene Wasser oder Methan leicht beherrscht und über die Stopfbüchse 9 abgeführt, wobei Taschen mit hohen Drücken bis zu 176 kg/cm (2500 Pfund pro Quadratzoll) leicht beherrschbar sind.

Falls zum Bohren des Loches 6 Wasser verwendet wird, kann es mittels einer Schlammpumpe im Kreislauf in das Bohrloch eingeleitet werden und unter Verwendung der Stopfbüchse 9 wieder aufgefangen und im Kreislauf umgeführt werden. Hierdurch wird ein erhebliches Maß an Spritzwasser und Spülwasser im unmittelbaren Bereich des Bohrgerätes vermieden. Das einzige Abwasser, welches auftritt, stammt vom Bohren der ersten 1,20 m des Bohr-

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loches, ehe die erfindungsgemäße Vorrichtung eingesetzt wird.

Wenn das Bohrgerät das Bohrloch 6 fertiggestellt hat, kann die Standrohr-Einrichtung entfernt werden, indem das Bohrfutter auf die Stopfbuchse geschlossen wird und der Hub der Bohrmaschine verwendet wird, um einen rückwärts gerichteten Druck auszuüben, der ausreicht, um das Rohr 1 herauszuziehen.

In Figur 3 der Zeichnungen ist eine abgewandelte Form der Vorrichtung bei dem in Figur 2 veranschaulichten Betrieb gezeigt* Bei dieser Abwandlung ist eine Schraubwinde 11 an der hydraulischen Stopfbüchse 9 befestigt. Die Schraubwinde 11 weist eine kreisförmige Frontplatte 12 auf, die mittels Bolzen an der Büchse 9 befestigt ist, und eine Hinterplatte 13» in der ein U-förmiger Schlitz ausgebildet ist, welche mittels Bolzen bei 14 an einem Teil der Bohrmaschine 15 befestigt ist. Ein Paar von Gewindestangen 16, von denen lediglich eine in Figur 3 zu sehen ist, verbindet die Platten 12 und 13 und sind mittels Muttern festgehalten, wobei diese die Schraubwinden von der Bohrmaschine bilden. Die Platte 12 weist ein mittiges loch auf, durch welches sich der Bohrer erstreckt, und der Bohrer liegt , gleichzeitig in dem Schlitz der Platte 13. Mittels der Schraubwinde wird die Einrichtung 1 an. dem Bohrgerät befestigt, so daß jegliche Bewegung der Einrichtung 1 während des Bohrens verhindert wird.

Sämtliche der in der Beschreibung erwähnten und in den Zeichnungen erkennbaren technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

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Claims

Pat ent an Sprüche

1. Standrohr-Einrichtung, insbesondere für methanhaltige Gesteinsschichten, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung einen rohrförmigen Abschnitt (1) mit Keilmitteln (2) an dessen Außenfläche befestigt aufweist, welche in Längsrichtung auf ein Ende des Abschnittes (1) zu abnehmen und im Betrieb derart angeordnet sind, daß sie die Einrichtung (1) in der Mündung eines Bohrloches (6) verkeilen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilmittel (2) konisch ausgebildet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilmittel durch eine Anzahl getrennter Keilteile gebildet sind, welche im Abstand um die Außenfläche des rohrförmigen Abschnittes (1) angeordnet sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Keilteile (2) parallel zur Längsachse des rohrförmigen Abschnittes (1) ausgerichtet sind.

5. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindungseinrichtung (3) an einem Ende des rohrförmigen Abschnittes (2) vorgesehen ist.

6. Anordnung zur Methanabfuhr, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung eine Standrohr-Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche enthält, welche an eine Stopfbüchse (9) angeschlossen ist, die Einrichtungen zur Abfuhr von Methan oder dergleichen aus der Einrichtung aufweist.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schraubwindeneinrichtung (11) vorgesehen ist, um die an die Stopfbüchse (9) angeschlossene Einrichtung zu stabilisieren.

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