DE2508646B2

DE2508646B2 - EXPANDABLE, LOST DRILL HOLE PLUG

Info

Publication number: DE2508646B2
Application number: DE19752508646
Authority: DE
Inventors: Jürgen; Hoffmann Klaus; Götze WiIh. Dipl.-Ing. Dr.;4300 Essen Krähe
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1975-02-28
Filing date: 1975-02-28
Publication date: 1977-05-12
Also published as: DE2508646A1; FR2302412A1; BE838955A

Description

Die Erfindung betrifft einen aufweitbaren verlorenen Bohrlochverschlußstopfen mit Rückschlagventil für Injektionsbohrlöcher. The invention relates to an expandable permanent borehole stopper with a non-return valve for injection wells.

Beim Injizieren von Flüssigkeiten o. ä. in Bohrlöcher ist es erforderlich, daß ein dichter Abschluß des Bohrloches vorgenommen wird.When injecting fluids o. Ä. In boreholes, it is necessary that a tight seal of the Borehole is made.

Es ist bekannt, Injektionsarbeiten mit Hilfe von Injektionssonden vorzunehmen, die mit einem aufweitbaren Bohrlochverschluß ausgerüstet sind, der auf mechanischem Wege aufgeweitet wird oder hydraulisch mit Hilfe des einzupressenden Injektionsgutes. Dieser unmittelbar an der Injektionssonde angebrachte Bohrlochverschluß bleibt nach Beendigung des Verpreßvorganges nicht im Bohrloch, sondern er wird entfernt und an seiner Stelle werden Holzkeile zur Abdichtung in das Bohrloch eingetrieben. Insbesondere bei aufwärts geneigten Bohrlöchern hat dieses Verfahren zur Folge, daß ein Teil des eingepreßten Injektionsgutes wieder aus dem Bohrloch herausläuft. In jüngerer Zeit wird aufschäumbares Injektionsgut verwendet. Der Blähdruck verpreßt dieses Injektionsgut selbsttätig, hat aber andererseits häufig zur Folge, daß die eingeschlagenen Holzkeile herausgedrückt werden, was zu Unfällen führen kann. It is known to carry out injection work with the aid of injection probes which are equipped with an expandable borehole closure which is expanded mechanically or hydraulically with the aid of the injection material to be injected. This borehole closure, which is attached directly to the injection probe, does not remain in the borehole after the compression process has ended, but is removed and wooden wedges are driven into the borehole to seal it in its place. Particularly in the case of upwardly inclined boreholes, this method has the consequence that part of the injected injection material runs out of the borehole again. Foamable grout has recently been used. The expansion pressure presses this injection material automatically, but on the other hand it often has the consequence that the hammered wooden wedges are pushed out, which can lead to accidents.

Es sind auch bereits Bohrlochverschlüsse bekannt, die ein Rückschlagventil enthalten und für Einpreßzwecke verwendet werden. Diese Bohrlochverschlüsse werden zu ihrer Befestigung in das Bohrloch eingeklebt. Es ist also ein zusätzlicher Arbeitsvorgang erforderlich.There are also already known borehole closures that contain a check valve and for press-fit purposes be used. These borehole closures are glued into the borehole to secure them. It is so an additional work process is required.

Die Erfindung hat die Aufgabe, einen aufweitbaren, verlorenen BuhriuchverschlbUsiopfen mn Rückschlagventil zu /eigen, der keinen zusätzlichen Arbeitsgang erfordert und der einfach ausgebildet ist. leicht eingebracht werden kann und einen sicheren Verschluß des Bohrlochs gewährleiste!.The invention has the task of providing an expandable, lost fuel stopper with non-return valve to / own, which does not require an additional work step requires and which is simply designed. can be easily introduced and a secure lock of the borehole !.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei uem aufweitbaren verlorenen Bohrlochverschlußstopfen am vorderen Ende eines flexiblen, dünnwandigen, eine aufweitbare Injekiionssonde aufnehmenden Rohrstückes ein flexibler konischer Verspannwulst angebrach; ist. in dem ein mit in Rückfließrichtung sperrbarer Durchflußöffnung und mit kleinerer Auslaß- als Einlaßöffnung ausgerüstetes, nicht flexibles, konisches Gleitstück geführt ist, und Verspannwulst und Gleitstück mit nur in Rückfließrichtung gegeneinander wirksamen Arretierelementen versehen sind. Beim Einsatz des erfindungsgemäßen aufweitbaren verlorenen Bchriochverschlußstopfens. der mit einer aufweitbaren Bohrlochsonde in das Bohrloch eingebracht und zunächst von dieser gehalten wird und sich während des Einpreßvorganges selbsttätig gegen die Bohrlochwandung verspannt, wird auch nach Beendigung des Verpreßvorganges ein sicherer Verschluß des Bchriochs gewährleistet, so daß die Injektionssonde ohne Injektionsgutverlust aus dem Bohrloch entfernt werden kann. Weiterhin ist bei dem erfindungsgemäßen, vergleichsweise einfachen aufweitbaren Bohrlochverschlußstopfen eine sicherere und zuverlässigere Verankerung im Etohrloch gewährleistet, als sie mit Holzkeilen erreicht werden kann.According to the invention, this object is achieved in that, in the case of an expandable, lost borehole plug at the front end of a flexible, thin-walled, an expandable injection probe receiving Pipe section a flexible conical bracing bead attached; is. in which one with in Backflow direction lockable flow opening and equipped with a smaller outlet than inlet opening, not flexible, conical slider is guided, and bracing bead and slider with only in the return flow direction mutually effective locking elements are provided. When using the expandable according to the invention lost occlusion plug. which is introduced into the borehole with an expandable borehole probe and is initially held by this and automatically against the during the press-in process Braced borehole wall, a secure closure of the is even after completion of the pressing process Bchriochs ensures that the injection probe can be removed from the borehole without any loss of injection material can be. Furthermore, in the comparatively simple expandable borehole plug according to the invention a safer and more reliable anchoring in the Etohrloch is guaranteed than with wooden wedges can be reached.

Vorzugsweise ist das konische Gleitstück an der größeren Einlaßöffnung mit Ventilklappe bzw. -kugel, einer Kammer und einer kleineren Auslaßöffnung versehen. Dadurch, daß die Einlaßöffnung kleiner gehalten ist, baut sich in der Kammer ein Druck auf, der ein selbsttätiges Verspannen des Bohrlochverschlußstopfens bewirkt.Preferably, the conical slider on the larger inlet opening is provided with a valve flap or ball, a chamber and a smaller outlet port. By making the inlet opening smaller is held, a pressure builds up in the chamber, which causes an automatic tensioning of the borehole plug causes.

Das konische Gleitstück kann auch an seiner Auslaßöffnung mit einer Ventilklappe versehen sein. In diesem Falle können im Bereich der Auslaßöffnung angeordnete Zusatzöffnungen vorgesehen und mit Ventilklappen ausgerüstet sein, die es erlauben, nach dem Verspannen des Bohrlochverschlußstopfens einen stärkeren Injektionsgutdurchfluß zu erzielen. The conical slider can also be provided with a valve flap at its outlet opening. In this case, in the region of the outlet opening arranged additional openings can be provided and equipped with valve flaps, which allow to achieve a stronger Injektionsgutdurchfluß after the clamping of the well sealing stopper.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können als Arretierelemente an Verspannwulst und Gleitstück sägezahnartige Oberflächenprofilierungen vorgesehen sein. According to a preferred embodiment, sawtooth-like surface profiles can be provided as locking elements on the bracing bead and slider.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Beispiel näher erläutert. Es zeigenThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing using an example. Show it

Fig. 1 in einem Querschnitt ein Bohrloch mit einem erfindungsgemäßen aufweitbaren Bohrlochverschluß;Fig. 1 in a cross section a borehole with a expandable borehole closure according to the invention;

Fig. 2 eine andere Ausbildung des Gleitstückes des Gegenstandes der F i g. 1.Fig. 2 shows another embodiment of the slider of the The subject of FIG. 1.

In den Figuren ist mit 1 ein Bohrloch bezeichnet, daß in ein Gebirge 2 eingebracht ist, In das Bohrloch 1 ist eine aufweitbare Injektionssonde 3 eingebracht, die aus einem Blähkörper 30 besteht, der eine Kammer 31 umschließt, welche in eine Auslaßöffnung 32 mündet. Die Injektionssonde 3 legt sich mit dem Blähkörper 30, wenn in Fließrichtung 5 Injektionsgut in das Bohrloch 1 eingepreßt wird, dichtend gegen die Bohrlochwandung und das Rohrstück 40 an.In the figures, 1 denotes a borehole that is introduced into a rock 2, into which borehole 1 is an expandable injection probe 3 is introduced, which consists of an inflatable body 30 which has a chamber 31 which opens into an outlet opening 32. The injection probe 3 lies with the inflatable body 30, when injection material is pressed into the borehole 1 in the direction of flow 5, sealing against the borehole wall and the pipe section 40.

Um den Blähkörper 30 der Injektionssonde 3 herum ist ein Rohrstück 40 eines aufweitbaren Bohrlochverschlusses 4 angeordnet. Dieses Rohrstück 40 geht in einen konischen Verspannwulst 41 über, in dem einA pipe section 40 of an expandable borehole closure 4 is arranged around the inflatable body 30 of the injection probe 3. This piece of pipe 40 goes into a conical bracing bead 41, in which a

konisches Gleitstück 42 geführt ist. Das Gleitstück 42 weist eine Kammer 43 auf. die zur Injektionssonde 3 hm eine Einlaßöffnung 44 und zum Bohrlochtiefsten hin eine Ausgangsöffnung 45 hat. Die Einlaßöffnung 44 ist im Beispiel mit einer Ventilklappe 46 verschlossen.conical slider 42 is guided. The slider 42 has a chamber 43. the one to the injection probe 3 hm an inlet port 44 and to the bottom of the borehole has an exit port 45. The inlet port 44 is closed with a valve flap 46 in the example.

Anstelle der Ventilklappe 46 an der Emlaßöffnung 44 kann auch eine Ventilklappe 49, .vie in Γ ι g. 2 angedeutet ist, an der Auslaßöffnung 45 angeordnet sein. In diesem Falle können ferner im Bereich der Auslaßöffnung 45 Zusatzöffnungcn 47 angeordnet sein, ία die über Ventilklappen 48 verschließbar sind.Instead of the valve flap 46 at the inlet opening 44, a valve flap 49, .vie in FIG. 4 g. 2 is indicated, to be arranged at the outlet opening 45. In this case, in the area of Outlet opening 45 additional opening 47 be arranged, ία which can be closed via valve flaps 48.

Der konische Verspannwulst 41 ist im Beispiel mit einer sägezahnartigen Oberflächcnprofilierung 410 und das konische Gleitstück 42 mit einer sägezahnartigen Oberflächenprofilierung 420 versehen, die ein Gleiten entgegen der Eließriehtung 5 verhindern.The conical bracing bead 41 is in the example with a sawtooth-like surface profile 410 and the conical slider 42 is provided with a sawtooth-like surface profile 420 that allows sliding prevent contrary to the Elassriehtung 5.

Der erfindungsgemäße aufweitbare Bohrlochverschlußstopfen 4 wird in der im Beispiel abgebildeten Ausfuhrungsform zunächst mit der Injektionssonde 3 in das Bohrloch 1 eingeführt. m The expandable borehole closure plug 4 according to the invention is first introduced into the borehole 1 with the injection probe 3 in the embodiment shown in the example. m

Der sich beim Einpressen des injekiionsgutes ausdehnende Blähkörper 30 der Injektionssonde 3 verspannt das Rohrsiuck 40 jes Bohrlochverschlusses 4 gegen die Wandung des Bohrloches 1. Das in die Kammer 43 durch die größere Einlaßöffnung 44 einfließende lnjektionsgut bam in der Kammer 43, da "iir ein "1 oil daw on aus der kleineren Auslaßoffnung 45 ausfließen kann, einen Staudruck auf, der das konische Gleitstück 42 in den konischen Verspunnwulst 41 Miieinprebi. Hierdurch wird der konische Verspannwulst 41 fest gegen die Wandung des Bohrloches 1 vtTsp.iiini. infolge der als Sperre wirkenden sägezahnart.gen Oberflächenprofilierung 410, 420 der Verspannwulst 41 und des Gleitstikkes 42 bleibt das Gleitstück 42 auch nach Beendigung des Einpreßvorganges und bei nachlassendem Druck verspannt. Die Ventilklappen 46 bzw. 49 und 48 verhindern, daß Injektionsgut aus dein Bohrloch 1 austreten kann, nachdem die Injektionssonde 3 gelöst und aus dem Bohrloch 1 entfernt worden ist.When the injection material is being pressed in The expanding inflatable body 30 of the injection probe 3 braces the pipe sucker 40 of each borehole closure 4 against the wall of the borehole 1. That into the chamber 43 through the larger inlet opening 44 Injection material flowing in bam in the chamber 43, there "iir a" 1 oil daw on from the smaller outlet opening 45 can flow out, a dynamic pressure that the conical slide 42 in the conical bracing bead 41 Miieinprebi. This creates the conical bracing bead 41 firmly against the wall of the borehole 1 vtTsp.iiini. due to the sawtooth type acting as a lock Surface profiling 410, 420 of the bracing bead 41 and of the sliding piece 42 remains the sliding piece 42 also clamped after the end of the press-in process and when the pressure drops. The valve flaps 46 or 49 and 48 prevent injection material from your Borehole 1 can emerge after the injection probe 3 has been released and removed from the borehole 1.

Hierzu 1 Blatt ZeichnuncenFor this 1 sheet of drawings

Claims

Par ~ nt claims:

1. Expandable, lost Bohrlochverschiußstopfen with check valve for injection wells, characterized in that a flexible conical bracing bead (41) is attached to the front end of a flexible, thin-walled, an expandable injection probe (3) receiving pipe section (40). in which a non-flexible, conical slider (42) equipped with a flow opening (44, 45) that can be blocked in the return flow direction and with a smaller outlet (45) as an inlet opening (44) is guided, and a bracing bead (41) and slider (42) are provided with locking elements (410, 420) that act against one another only in the return flow direction (5).

2. Borehole closure plug according to claim 1, characterized in that the conical slider (42) at the larger inlet opening (44) a valve flap or valve ball (46) to a chamber (43) having.

3. Borehole closure plug according to claim 1, characterized in that the outlet opening (45) of the conical slide (42) is provided with a valve flap (49).

4. Borehole closure plug according to claims 1 and 3, characterized in that the Conical slider (42) with additional openings (47) with valve flaps located near the outlet opening (46) (48) is equipped.

5. Borehole closure plug according to claim 1, characterized in that the bracing bead (41) and slider (42) are provided with sawtooth-like surface profiles (410, 420) as locking elements.

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